JP2004507381A - ダイアフラムにより画定される補償チャンバを備えた成形ユニット、同ユニット用のダイアフラム、およびそのようなユニットを備えた装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、成形部材２２と、その支持体１８とからなる２個の構成部品の間に、前記成形部材２２を支持体１８から離隔するために加圧流体が注入される補償チャンバ５６を備えた成形ユニットを提案し、前記補償チャンバ５６が、リップを備えた周辺シール４４を含むダイアフラム４２により画定され、前記ダイアフラム４２が、一方の構成部品２２、１８で支持され、シール４４のリップが、他方の構成部品１８、２２で気密に支持されることを特徴とする。

Description

【０００１】
本発明は、特にプラスチック材料からなる物品のブロー成形機用の加圧成形ユニットの分野に関する。
【０００２】
一般に、成形ユニットは、金型の閉鎖位置と、成形されたばかりの物品を取り出すことができる金型の開放位置との間で、互いに移動する２個の部分を含む。さらに、成形ユニットのこれらの各部分は、しばしば、支持部材と成形部材との少なくとも２個の構成部品から構成されている。支持部材は、最終的に成形機に結合され、一方で成形部材は、金型が磨耗した場合、あるいは、異なる形状の物品の製造を望む場合、少なくとも部分的に交換できるように着脱式の構成である。
【０００３】
原則として、２個の部分は閉鎖位置で互いにロックされる。この閉鎖位置では、金型の２個の部分が互いに完全に支持され、成形された物品の形状を尊重する。
【０００４】
ところで、特に成形ユニットの２個の可動部分が、機械装置により互いにロックされる場合、製造公差と、ロック機構の動作に必要なクリアランスとによって、成形に必要な圧力作用下で、２個の金型が互いにわずかに離れる。
【０００５】
文献ＦＲ−Ａ−２，６５９，２６５では、２個の部分からなる成形ユニットが記載されており、各部分が支持部材と成形部材とを含む。２個の部分は、２個の支持部材が相互に連結されるので互いに移動可能である。一方の成形部材は、組み合わされる支持体自体にしっかりと固定され、他方の成形部材は、組み合わされる支持体に取り付けられて、所定の行程において２個の成形部材の接合面のほぼ垂直方向に移動できるようにされる。気密シールは、閉鎖曲線に従い、可動成形部材および支持体の向かい合った２面の間に封入される。ばね機構により、気密シールは、支持体に対する成形部材の相対的な位置とは無関係に締め付けられ続ける。従って、成形部材およびその支持体の向かい合った２面によりシールが閉鎖チャンバを画定し、前記チャンバ内に加圧流体を注入可能な構成とすることにより、成形部材を支持体から離隔する。２個の成形支持体が互いにロックされると、２個の半金型を離隔不能にしながら、これらの半金型を互いに強い力で押し付けていく。ポリエチレンテレフタラートからなる容器のブロー成形機用のブロー成形ユニットに、この機構を適用した場合、非常に高い生産性が示された。
【０００６】
しかしながら、本発明は、特に、気密圧縮シールを保持するばね機構の存在による補償力損失を制限することによって、効率を高めるために、このタイプのブロー成形ユニットを改良することを目的とする。
【０００７】
このため、本発明は、成形部材と、その支持体とからなる２個の構成部品の間に、前記成形部材を支持体から離隔するために加圧流体が注入される補償チャンバを含む、成形ユニットを提案し、前記補償チャンバが、リップを備えた周辺シールを含むダイアフラムにより画定され、前記ダイアフラムが、一方の構成部品で支持され、シールのリップが、他方の構成部品で気密に支持されることを特徴とする。
【０００８】
本発明による成形ユニットの他の特徴は、次の通りである。
【０００９】
成形ユニットが、支持体により支持される成形部材をそれぞれ含む２個の部分から構成され、圧力補償チャンバが、少なくとも一つの成形部材と、組み合わされる支持体との間に配置され、成形部材を他方の成形部材に向かって後退位置から前進位置に横に押す。
【００１０】
結合される２個の構成部品が、向かい合った作用面を含み、前記作用面が、ほぼ円筒弓形に構成され、前記作用面の間に補償チャンバが介在することにより、加圧すると、リップが２個の作用面の第一の面で支持され、一方でダイアフラムが第二の作用面に押し付けられる。
【００１１】
第一の作用面は、リップが接触する周辺の周りに凸縁を有し、シールが、凸縁により、補償チャンバ内の超過圧力作用で外側に支持される。
【００１２】
シールが、第一の作用面に設けられた溝に収容される。
【００１３】
加圧流体源は、リップに接触する周辺内部で、シールのリップが支持される面に通じる。
【００１４】
成形ユニットは、２個の同じ構成部品の間に配置される複数のダイアフラムを含み、金型の様々なゾーンに対応する複数の圧力補償チャンバを構成する。
【００１５】
本発明は、また、成形ユニットの構成部品で支持されるリップシールを周辺縁に備え、ダイアフラムが、成形ユニットの別の構成部品で支持され、２個の構成部品の間に圧力補償チャンバを画定することを特徴とする、成形ユニット用ダイアフラムを提案する。
【００１６】
本発明の他の特徴は、以下の通りである。
【００１７】
ダイアフラムの周辺シールのリップが、ダイアフラムの中央に向かって折り曲げられている。
【００１８】
断面で、周辺シールが、ほぼＶ字形またはＵ字形の輪郭を有する。
【００１９】
ダイアフラムが柔軟な気密材料からなる。
【００２０】
ダイアフラムおよび周辺シールが、一体成形部品として製造される。
【００２１】
ダイアフラムが、柔軟な気密材料が一体成形される補強布を含む。
【００２２】
ダイアフラムが、その平面でほぼ等方性の伸び強さを有する。
【００２３】
補強布が、方向には関係なく伸び強さがほぼ同じであるような織目を有する。
【００２４】
本発明は、さらに、上記の任意の特徴を組み込んだ少なくとも一つの成形ユニットを含むことを特徴とする、熱可塑性材料からなる物品のブロー成形機に関する。
【００２５】
本発明の他の特徴および長所は、以下の詳細な説明を読み、添付図面を参照すれば、明らかになるであろう。
【００２６】
図１に示した成形ユニット１０は、たとえば熱可塑性材料からなる容器のブロー成形機用である。これは、たとえば予め射出成形されたＰＥＴプリフォームの押し出しブロー成形機または延伸ブロー成形機とすることができる。一定の場合、本発明は、また、射出成形機の成形ユニットでも使用可能である。
【００２７】
成形ユニット１０は、軸Ａ１を中心として互いに連結される２個の部分１２、１４から構成される。各部分は、支持部材１６、１８と、成形部材２０、２２とを含む。図示された例では、成形部材２０、２２もまた２個の部品から構成されている。すなわち、組み合わされる支持体に結合されるシェルホルダ２４、２６と、シェルホルダに結合されるシェル２８、３０とであり、金型を閉じると成形物体の形状を決定するくぼみ３２が、シェル内部に形成される。くぼみ３２は、ここでは、たとえば、成形ユニット１０の全体軸に対応する軸Ａ０を中心とする物体を形成し、断面がほぼ正方形である。
【００２８】
２個の部分、すなわちシェルおよびシェルホルダからなる成形部材の構造により、たとえばシェルホルダ内部に冷却流体の循環網を設けることができる。この循環網は、物品の形状を決定するくぼみを支持するシェルを変えたい場合でも、ブロー成形機の冷却循環路に接続したままにすることができる。このタイプの装置については、たとえば文献ＦＲ−Ａ−２，７３３，１７６に詳細に記載されている。しかしながら、本発明は、また、それぞれ一体成形部品からなる成形部材２０、２２と共に使用することもできる。
【００２９】
図示された例では、支持体１６、１８、シェルホルダ２４、２６、およびシェル２８、３０の全体形状が、共通軸Ａ０を中心として互いにはめ込まれるた、ほぼ回転円筒半管の形状をとる。本発明は、もちろん、文献ＦＲ−Ａ−２，６５９，２６５に記載されたような、これよりも角柱形の成形ユニットの場合にも使用可能である。
【００３０】
成形ユニットの２個の部分１２、１４は、金型の２個のシェル２８、３０が互いに支持される接合面Ｐに対して互いにほぼ対称である。図示されているように、接合面Ｐは軸Ａ０を含み、２個の部分１２、１４の連結軸Ａ１は、接合面Ｐの延長線上に含まれる。実際、２個の支持体１６、１８は、軸Ａ１、Ａ０の横断面にそれぞれ延びる連結突出部３４、３６をそれぞれ含み、この突出部は、好適には成形ユニットの軸方向全長にわたって、軸Ａ１に沿って延びる結合シャフト（図示せず）を通せるように部分的に重なり合っている。
【００３１】
軸Ａ０に対して成形ユニットの反対側では、同様に、支持体１６、１８が、軸Ａ１、Ａ０に平行な一つの軸Ａ２に沿って移動するロック部材（図示せず）を通せるように延びるロック突起部３８、４０をそれぞれ含む。このタイプのロックシステムは、たとえば文献ＦＲ−Ａ−２，６４６，８０２に記載されている。
【００３２】
図示された例では、成形部材２０の一方（これを固定成形部材と呼ぶ）が、組み合わされる支持体１６に結合され、移動できないようにこの支持体に固定され、反対に、他方の成形部材２２（これを可動成形部材と呼ぶ）は、接合面Ｐに対してほぼ垂直な方向に沿って半径方向に摺動できるように、組み合わされる支持体１８に固定される。可動成形部材２２とその支持体１８との間に流体圧力補償手段を儲け、この手段は、成形ユニットが閉じてロックされるとき、固定成形部材に向かって可動成形部材を押して、接合面に沿って２個の成形部材を互いに押し付けることができる。
【００３３】
本発明の開示によれば、補償手段が柔軟なダイアフラム４２を含み、その外周にリップシール４４を備えている。
【００３４】
ダイアフラム４２は、支持体１８の凹状の円筒弓形内面４５と、可動成形部材２２の凸状の円筒弓形外面４６との間に配置されるので、いったん成形ユニットの所定の位置に配置されると、ダイアフラムもまた円筒弓形状に延びる。図３、４から分かるように、可動成形部材２２の外面４６は刳り抜き４８を含み、その深さをダイアフラム４２の厚さにほぼ対応させることによって、ダイアフラムが、成形部材および支持体の相対運動を妨げないようにするとともに、ダイアフラムが２個の部材の間でつぶされないようにしている。もちろん、刳り抜き４８の形状はダイアフラム４２の形状に対応し、図示された例では、平らな状態で、隅が丸くなった長方形の形状を有する。
【００３５】
刳り抜き４８を中心として、成形部材２２の外面４６は、ダイアフラム４２のシール４４を収容するように設けられた溝５０を含む。かくして、溝５０は、シール４４の外縁に対応し、また、ダイアフラムの形状に対応する閉じた外縁に沿っている。溝５０の深さは、ここでは、刳り抜き４８の深さより深い。
【００３６】
断面図から分かるように、シール４４は、リップ５２がダイアフラムの面に対して内側に折り曲げられており、すなわち、ダイアフラムのほぼ中心に向かって折り曲げられているので、リップ状の輪郭をとる。従って、シールは、概略的に、ダイアフラムの中心に向かって開いたＵ字形またはＶ字形の断面を有する。リップ５２は、成形部材２２の外面４６で支持されるように、より詳しくは、この面４６に設けられた溝５０の底で支持されるように構成される。リップ５２は変形可能であり、Ｖ字形またはＵ字形の形状の先端が一種のヒンジを形成する。
【００３７】
さらに、可動成形部材２２は、この場合にはシェルホルダ２６を穿って設けられた管路５４を含み、この管路は、外面４６の刳り抜き４８で、溝５０が形成する周辺内部、すなわち成形部材２２とシール４４との接触面内部に通じている。管路５４は、加圧流体源（図示せず）に接続するために設けられている。熱可塑性材料からなる物品のブロー成形機に内蔵される成形ユニットの場合、こうした加圧流体源は、有利には、物品のブロー成形を実施するために使用されるものと同じであり、すなわち加圧空気源である。
【００３８】
図１は、金型のくぼみ３２により画定される空洞内部に成形圧力を及ぼす前の、閉じた成形ユニットを示している。補償チャンバ５６内に圧力がかかっていない場合、可動成形部材２２をその支持体１８に押し付けるように、好適には、戻し手段（図示せず）を設ける。しかしながら、戻し力は比較的弱く、成形ユニットの開閉時に、支持体１８に対して成形部材２２が揺れ動かないようにのみ計算される。刳り抜き４８および溝５０により、ダイアフラム４２もシール４４も、可動成形部材２２と支持体１８との間で締め付けられない。必要に応じて、溝５０の底と支持体１８の内面４５との間で、シールをごくわずかに締め付けるように構成することもできる。しかし、こうした締め付けは、主に、シール４４のリップ５２が必要に応じてわずかに変形するだけであり、結果として生じる力はきわめて弱い。そのため、補償手段は、一般に、いずれの場合にも成形ユニットの閉鎖を著しく妨げることはない。
【００３９】
成形ユニットが閉じられると、管路５４により、シール４４と、ダイアフラム４２と、成形ユニット２２の外面４６の刳り抜き４８の表面とによって画定されるチャンバ５６に、加圧流体を注入することができる。チャンバ５６に生じる超過圧力作用により、シール４４が変形するので、リップ５２が溝５０の底に押し付けられ、一方で、ダイアフラム４２に結合されるシール部分が、ダイアフラム４２と全く同様に支持体１８の内面４５に押し付けられる。かくして、チャンバ５６の圧力作用により、成形部材２２が支持体１８からわずかに離れるにもかかわらず、リップシール４４が広がって、チャンバ５６の完全な気密性を確保する。溝５０の存在により、特に、シール４４が圧力作用で半径方向に変形しすぎないようにすることができる。これにより、特に内部フレームによる補強の必要性を回避可能である。
【００４０】
もちろん、支持体のロック機構により、また、これらの支持体を必要に応じて変形することにより、比較的少ない離隔だけが可能になるので、チャンバ５６内の圧力は、固定成形部材２０に対して可動成形部材２２を非常に強い力で押し付けようとし、その結果、２個の成形部材が接合面で分離することは全くない。
【００４１】
好適には、ダイアフラム４２およびリップシール４４が、シリコーン等の柔軟な気密材料の成形により一体成形部品として構成される。もちろん、たとえばポリウレタン等の他のポリマー材料を使用してもよい。
【００４２】
ダイアフラムは、たとえば、シリコーンにより一体成形される繊物布により補強可能である。有利には、布は、あらゆる方向にほぼ均質である引っ張り強さを有するように選択される。これは、特に、ダイアフラムがその隅で大きく変形しないようにするためである。このような特性を持つ布の一例は、ＵＳ−Ａ−５，３５１，７２２またはＥＰ−Ａ−０，２６３，３９２に開示されている。
【００４３】
上記の例では、ダイアフラムが支持体で支持され、一方でシールのリップが成形部材で支持されている。もちろん、全く機械的に逆にして、ダイアフラムが成形部材で支持され、シールのリップが支持体で支持されるようにダイアフラムを配置してもよい。その場合には、加圧流体の供給管路が、成形部材の外面ではなく支持体の内面に通じるように構成しなければならない。
【００４４】
図示された例では、成形ユニットが、１個の補償チャンバだけを含む。好適には、この補償チャンバは、接合面に突出するチャンバの面が、金型により画定される空洞の突出面よりも大きくなるように寸法決定される。従って、物品の成形と補償とに用いられる圧力が同じであっても、補償チャンバにより加えられる２個の成形部材の締め付け力は、物品の成形により加えられる離隔力より大きい。
【００４５】
もちろん、本発明は、図示された形態とは異なるダイアフラムで実施することもできる。ボトル成形ユニットの場合、補償チャンバの突出面は、ボトル本体に向かい合った面に比べてボトル首部の位置よりも低くすることができる。同様に、単一の補償チャンバではなく、各々が本発明の原理によって形成される複数のチャンバを配置するように構成してもよく、これらのチャンバを配分し、場合によっては異なる加圧流体源に接続する。
【００４６】
同様に、成形ユニットの２個の部分が、本発明の開示による圧力補償手段をそれぞれ備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の開示による成形ユニットの概略的な横断面図であり、成形ユニットを休止位置で示す。
【図２】
図１の成形ユニットの概略的な横断面図であり、補償手段作動時のユニットを示す。
【図３】
本発明によるダイアフラムのシールのリップからなる補償気密手段を特に示す、図２の拡大詳細図である。
【図４】
本発明によるブロー成形ユニットの一部の分解組立斜視図である。

Claims (23)

1. 成形部材（２２）と、その支持体（１８）とからなる２個の構成部品の間に、前記成形部材（２２）を支持体（１８）から離隔するために加圧流体が注入される補償チャンバ（５６）を備えた成形ユニットであって、前記補償チャンバ（５６）が、リップ（５２）を備えた周辺シール（４４）を含むダイアフラム（４２）により画定され、前記ダイアフラム（４２）が、一方の構成部品（２２、１８）で支持され、シール（４４）のリップ（５２）が、他方の構成部品（１８、２２）で気密に支持されることを特徴とする、成形ユニット。
2. 支持体（１６、１８）により支持される成形部材（２０、２２）をそれぞれ含む２個の部分から構成され、圧力補償チャンバ（５６）が、少なくとも一つの成形部材（２２）と、組み合わされる支持体（１８）との間に配置され、成形部材（２２）を他方の成形部材（１４）に向かって後退位置から前進位置に横に押すことを特徴とする、請求項１に記載の成形ユニット。
3. 組み合わされる２個の構成部品（１８、２２）が、向かい合った作用面（４５、４６）を含み、前記作用面がほぼ円筒弓形に構成され、前記作用面の間に補償チャンバ（５６）が介在することにより、加圧すると、リップ（５２）が２個の作用面の第一の面（４６、５０）で支持される一方、ダイアフラム（４２）が第二の作用面（４５）に押し付けられることを特徴とする、請求項１または２に記載の成形ユニット。
4. 第一の作用面（４６）が、リップ（５２）が接触する周辺の周りに凸縁（５０）を有し、シール（４４）が、該凸縁により、補償チャンバ（５６）内の超過圧力作用で外側に支持されることを特徴とする、請求項３に記載の成形ユニット。
5. シール（４４）が、第一の作用面（４６）に設けられた溝（５０）に収容されることを特徴とする、請求項４に記載の成形ユニット。
6. 加圧流体源（５４）が、シール（４４）のリップ（５２）に接触する周辺内部で、該リップ（５２）が支持される面（４８、４６）に通じていることを特徴とする、請求項３から５のいずれか一項に記載の成形ユニット。
7. ２個の同じ構成部品の間に配置される複数のダイアフラムを含み、金型の様々なゾーンに対応する複数の圧力補償チャンバを構成することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の成形ユニット。
8. ダイアフラム（４２）の周辺シール（４４）のリップ（５２）が、ダイアフラム（４２）の中央に向かって折り曲げられることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の成形ユニット。
9. 周辺シール（４４）が、断面で、ほぼＶ字形またはＵ字形の輪郭を有することを特徴とする、請求項８に記載の成形ユニット。
10. ダイアフラム（４２）が、柔軟な気密材料から構成されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の成形ユニット。
11. ダイアフラム（４２）および周辺シール（４４）が、一体成形部品として製造されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の成形ユニット。
12. ダイアフラム（４２）は、柔軟な気密材料が一体成形される補強布を含むことを特徴とする、請求項１０または１１に記載の成形ユニット。
13. ダイアフラム（４２）が、その平面でほぼ等方性の伸び強さを有することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の成形ユニット。
14. 補強布は、方向には関係なく伸び強さがほぼ同じであるような織目を有することを特徴とする、請求項１２または１３に記載の成形ユニット。
15. 成形ユニットの構成部品で支持されるリップシール（４４）を周辺縁に備え、ダイアフラム（４２）が、成形ユニットの別の構成部品で支持され、２個の構成部品の間に圧力補償チャンバ（５６）を画定することを特徴とする、成形ユニット用ダイアフラム。
16. ダイアフラム（４２）の周辺シール（４４）のリップ（５２）が、ダイアフラムの中央に向かって折り曲げられることを特徴とする、請求項１５に記載のダイアフラム。
17. 周辺シールが、断面で、ほぼＶ字形またはＵ字形の輪郭を有することを特徴とする、請求項１６に記載のダイアフラム。
18. ダイアフラム（４２）が、柔軟な気密材料からなることを特徴とする、請求項１５から１７のいずれか一項に記載のダイアフラム。
19. ダイアフラム（４２）および周辺シール（４４）が、一体成形部品として製造されることを特徴とする、請求項１８に記載のダイアフラム。
20. 柔軟な気密材料が一体成形される補強布を含むことを特徴とする、請求項１８または１９に記載のダイアフラム。
21. 平面でほぼ等方性の伸び強さを有することを特徴とする、請求項１５から２０のいずれか一項に記載のダイアフラム。
22. 補強布が、方向には関係なく伸び強さがほぼ同じであるような織目を有することを特徴とする、請求項２０または２１に記載のダイアフラム。
23. 請求項１から１４のいずれか一項に記載の少なくとも一つの成形ユニットを含むことを特徴とする、熱可塑性材料からなる物品のブロー成形機。

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