JP2008513239A - 容器をブロー成形するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明による装置は、熱可塑性パリソンを容器に成形するために用いる。まず、熱可塑性材料から成るパリソンを温度調整し、次にブロー成形型内部で、加圧状態にある媒体を作用させることにより容器へ成形させる。少なくとも２つのブロー成形型セグメントから成るブロー成形型を、型担持体によりブローステーションに位置決めする。ブロー成形型に加えて底部も使用する。型担持体も底部も機械的に位置決め可能に配置されている。型担持体と底部とは共通の機械的駆動装置により互いに継続的に連結されている。

Description

本発明は、熱可塑性パリソンを容器に成形するための少なくとも１つのブローステーションを有している、容器をブロー成形するための装置であって、ブローステーションが型担持体により保持される少なくとも２つのブロー成形型セグメントと底部とを備え、型担持体と底部の双方が機械的に位置決め可能に配置されている前記装置に関するものである。

吹き込み圧を作用させてこのように容器を成形する場合、熱可塑性材料から成っているパリソン、たとえばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）から成っているパリソンは、ブロー成形機の内部で種々の加工ステーションに供給される。この種のブロー成形機は、典型的には、加熱装置と吹き込み装置とを有しており、吹き込み装置の領域で、予め温度調整したパリソンを二軸延伸させることにより膨張させて容器を形成させる。膨張は、膨張させるパリソンの中に導入される圧縮空気を用いて行なう。パリソンをこのように膨張させる際の方法技術的な工程は特許文献１に記載されている。

容器を成形するための吹き込みステーションの基本的構成は、特許文献２に記載されている。パリソンを温度調整するための種々の態様は特許文献３に説明されている。

ブロー成形装置内部では、パリソンとブロー成形された容器とが異なる操作装置を用いて搬送されることがあるが、特に、パリソンを延伸させる搬送心棒を使用するのが好ましいことが判明している。しかしながら、他の搬送装置を用いてパリソンを操作することもできる。パリソンを操作するためのやっとこ、保持のためにパリソンの開口領域へ挿入可能な拡開心棒も、使用可能な構成手段に属している。

受け渡しホイールを使用した容器の操作は特許文献４に記載され、受け渡しホイールはブローホイールと放出区間との間に配置されている。

すでに説明したパリソンの操作はいわゆる２段階方式で行なわれ、すなわちまずパリソンを射出成形法で製造し、次に中間保管し、その後はじめてパリソンの温度調整を行い、ブロー成形して容器を形成させる。他方、いわゆる１段階方式も適用され、すなわちパリソンを射出成形で製造して十分に固化させた直後に適宜温度調整し、次のブロー成形を行なう。

使用するブローステーションに関しては種々の実施態様が知られている。ブローステーションが回転搬送ホイールに配置されている場合には、型担持体を本のように開閉可能に折り畳む構成が採用されることが多い。しかし、互いに相対的に変位可能な型担持体、或いは，他の方式で案内される型担持体を使用してもよい。ブローステーションを位置固定する場合には（容器成形用の複数個のキャビティを受容するのに適している）、互いに平行に配置される複数個の板体を型担持体として使用するのが典型的である。

ブローステーションの開閉運動と底部の昇降運動とは、典型的には機械的に制御して行われる。回転搬送ホイールに配置されているブローステーションの場合には、ブロー成形機の機械台架上に位置固定して配置されたカムセグメントが使用され、該カムセグメントに沿って、移動されるべき構成要素と結合されているカムローラが案内される。通常、カムセグメントはブローホイールの一部分に沿って配置されるにすぎず、すなわち付設のカムローラの位置が変化する部分に沿って配置されるにすぎない。これらカムローラは、それぞれに設定された終端位置において適当な手段により安定化される。

ブローステーションがロックされて開口していないときの機械的損傷を回避するため、型担持体のための駆動機構も、底部の昇降装置のための駆動機構も、過重阻止部を備えている。過重阻止部を使用すると、対応的に構造空間が必要になり、これに伴ってコストがかかる結果になる。

独国特許出願公開第４３４０２９１号明細書 独国特許出願公開第４２１２５８３号明細書 独国特許出願公開第２３５２９２６号明細書 独国特許出願公開第１９９０６４３８号明細書

本発明の課題は、冒頭で述べた種類の装置において、コンパクトな構造空間が得られるように改善することである。

この課題は、本発明によれば、型担持体と底部とが共通の機械的駆動装置により互いに継続的に連結されていることにより解決される。

このような継続的な機械的連結により、底部と型担持体とに対し共通の駆動部および共通の過重阻止部を使用することが可能である。これにより製造コストが低減するとともに、構造空間の需要が少なくなる。さらに、底部と型担持体とを継続的に機械的に連結することにより、ブローステーションを付設のカム制御部の位置決めとは独立に手動で開口させることができ、しかも保守作業員が補助的な作業をせずに型担持体の開口運動から底部の昇降運動が誘導されるので、ブローステーションの保守作業の実施が容易になる。

さらに、前記継続的な機械的連結により、カムローラが位置的に制限された付設のカムセグメントに入り込む際の機械的荷重が回避されるとともに、カムセグメントに入り込む際にカムローラが誤って位置決めされても、これに伴う問題が回避される。

他の構造的な利点は、底部と型担持体とが継続的に機械的に連結されているために、共通の制御曲線部と共通のカムローラのみが必要であり、その結果ブローホイールの領域へのアクセスが補助的に改善される点にある。

必要な位置決め運動の設定は、前記駆動装置が制御曲線部と連結されていることにより行なうことができる。

堅牢で同時に精密な機械的実現は、前記駆動装置が、型担持体を制御するための枢着レバーと底部を位置決めするための位置決めレバーとを備えた制御軸を有していることにより行うことができる。

前記駆動装置をブローステーションの構造的条件に適合させるため、本発明によれば、底部はスペーサーを介して前記駆動装置と連結されている。

簡潔で故障の少ない運動力学系は、底部が軸に沿って移動可能に案内されているガイドブシュと結合されていることによって提供される。

特に、ガイドブシュがブローステーションのステーション軸に沿って案内されていれば、コンパクトな構成に寄与する。

ブローステーションが開閉運動を実施するには、型担持体の位置決めのためにはさみ状の位置調整機構を使用するのが有利であることが判明した。

底部の実施されるべき昇降運動の簡単な設定は、位置決めレバーが、カムローラにより、ガイドブシュと結合されている連結要素の領域に配置した昇降曲線部に係合していることにより行なうことができる。

長期間にわたる故障のない作動のためには、カムローラが連結要素において溝状に延びている昇降曲線部で案内されているが有利であることが判明した。

実施されるべき個々の運動の時間的整合は、枢着レバーと位置決めレバーとを配置することにより、型担持体の運動実施と底部の運動実施との間で時間的なずれを設定させることにより行なうことができる。

他の制御技術的実施態様によれば、型担持体の運動と昇降曲線部の運動との間の時間的なずれは昇降曲線部の延在態様により設定されている。

次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図１と図２はパリソン（１）をブロー成形して容器（２）を形成するための装置の基本構成図である。

容器（２）の成形装置は実質的にブローステーション（３）から成り、ブローステーション（３）はパリソン（１）を挿着可能なブロー成形型（４）を備えている。パリソン（１）はたとえばポリエチレンテレフタラートから成る射出成形品である。パリソン（１）をブロー成形型（４）に挿着し、且つ完成した容器（２）を取り出すことができるようにするため、ブロー成形型（４）は型半部分（５，６）と底部（７）とから成っている。底部（７）は昇降装置（８）により位置決め可能である。パリソン（１）はブローステーション（３）の領域において搬送心棒（９）によって保持してよい。搬送心棒（９）はパリソン（１）とともに装置内の多数の処理ステーションを通過する。しかし、パリソン（１）をたとえばやっとこ或いは他の操作手段を介して直接ブロー成形型（４）に挿着するようにしてもよい。

圧縮空気の誘導を可能にするため、搬送心棒（９）の下方には接続ピストン（１０）が配置されている。接続ピストン（１０）はパリソン（１）に圧縮空気を供給するとともに、搬送心棒（９）に対する密封の用をも成す。他方、変形実施形態では、固定の圧縮空気管を使用することも基本的には考えられる。

パリソン（１）の引伸ばしは、引伸ばし棒（１１）を用いて行う。引伸ばし棒（１１）はシリンダ（１２）により位置決めされる。基本的には、ピックアップローラによって付勢されるカムセグメントを介して引伸ばし棒（１１）の機械的位置決めを行うことも考えられる。カムセグメントの使用は、特に、多数のブローステーション（３）が１つの回転ブロー成形ホイール上に配置されている場合に合目的である。シリンダ（１２）の使用は、位置固定して配置されるブローステーション（３）が設けられている場合に合目的である。

図１に図示した実施形態の場合、引伸ばしシステムは、２つのシリンダ（１２）のタンデム配置が可能であるように構成されている。引伸ばし棒（１１）は、本来の引伸ばし工程を開始する前に、まず第１次シリンダ（１３）によりパリソン（１）の底部（１４）の領域まで移動する。本来の引伸ばし工程を実施している間、引伸ばし棒を走出させた第１次シリンダ（１３）は、該第１次シリンダ（１３）を担持している往復台（１５）とともに第２次シリンダ（１６）により位置決めされ、或いはカム制御部を介して位置決めされる。特に、引伸ばし工程を実施している間に曲線軌道に沿って滑動するガイドローラ（１７）により実際の引伸ばし位置が設定されるように、第２次シリンダ（１６）をカム制御して使用することが考えられる。ガイドローラ（１７）は第２次シリンダ（１６）により案内軌道に対し押圧される。往復台（１５）は２つの案内要素（１８）に沿って滑動する。

担持体（１９，２０）の領域に配置される型半部分（５，６）を閉じた後、ロ
ック装置（４０）を用いて担持体（１９，２０）を互いにロックさせる。

パリソン（１）の口部分（２１）の種々の形状に適合させるため、図２によれば、ブロー成形型（４）の領域に別個のスレッドインサート（２２）を使用する。

図２はブロー成形された容器（２）に加えて破線でパリソン（１）を示すとともに、成長している容器ブローホール（２３）を概略的に図示したものである。

図３はブロー成形機の基本構成を示す。ブロー成形機は加熱路（２４）と回転ブローホイール（２５）とを備えている。パリソン（１）はパリソン装入部（２６）を起点として搬送ホイール（２７，２８，２９）により加熱路（２４）の領域へ搬送される。加熱路（２４）に沿って放射加熱器（３０）とファン（３１）とが配置され、パリソン（１）を温度調整するようになっている。パリソン（１）を十分に温度調整した後、パリソン（１）はブローホイール（２５）へ搬送される。ブローホイール（２５）の領域にはブローステーション（３）が配置されている。ブロー成形を完了した容器（２）は他の搬送ホイールにより排出路（３２）に供給される。

容器（２）内に充填される食料品、特に飲料物の長い有効寿命を保証するような材料特性を容器（２）が有するようにパリソン（１）を容器（２）に成形するには、パリソン（１）の加熱と配向の際に特別な方法ステップを厳守する必要がある。さらに、特殊な寸法規定を厳守することにより有利な成果を得ることができる。

熱可塑性材料としては種々のプラスチックを使用することができる。たとえばＰＥＴ，ＰＥＮまたはＰＰを使用できる。

配向工程を実施している間のパリソン（１）の膨張は圧縮空気の供給により行う。圧縮空気の供給は、ガス（たとえば圧縮空気）を低圧レベルで供給するブロー成形前段階と、ガスを高圧レベルで供給するブロー成形主段階とに分ける。典型的には、ブロー成形前段階を実施している間は１０バールないし２５バールの範囲の圧力を持った圧縮空気を供給し、ブロー成形主段階を実施している間は２５バールないし４０バールの範囲の圧力を持った圧縮空気を供給する。

図３からわかるように、図示した実施形態の場合、加熱路（２４）は周回する多数の搬送要素（３３）から形成され、これらの搬送要素（３３）はチェーン状に互いに列設され、転向ホイール（３４）によって案内されている。特に、チェーン状に配置することにより実質的に長方形の基本輪郭を張るよう想定している。図示した実施形態の場合、加熱路（２４）の搬送ホイール（２９）側および装入ホイール（３５）側の拡がり領域には比較的大きなサイズの単独の転向ホイール（３４）が使用され、この領域に隣接している転向領域には比較的小サイズの２つの転向ホイール（３６）が使用されている。しかし基本的には他の任意のガイドも考えられる。

搬送ホイール（２９）と装入ホイール（３５）とを互いに可能な限り密に配置することができるようにするにはこの種の配置が特に合目的であることが判明した。というのは、加熱路（２４）の対応する拡がり領域には３つの転向ホイール（３４，３６）が位置決めされ、より厳密に言えば、小さいほうの転向ホイール（３６）がそれぞれ加熱路（２４）の直線部への移行領域に位置決めされ、大きいほうの転向ホイール（３４）が搬送ホイール（２９）と装入ホイール（３５）とに直接移行する領域に位置決めされているからである。チェーン状の搬送要素（３３）を使用する代わりに、たとえば回転加熱ホイールを使用してもよい。

容器（２）のブロー成形が終了した後、容器（２）は取り出しホイール（３７）によりブローステーション（３）から搬出され、搬送ホイール（２８）と搬出ホイール（３８）とを介して搬出路（３２）へ搬出される。

図４に図示した加熱路（２４）の変形実施形態では、より多くの放射加熱器（３０）を設けることにより、単位時間当たりより大量のパリソン（１）を温度調整することができる。この変形実施形態では、ファン（３１）が冷却空気を冷却空気管路（３９）の領域へ誘導する。冷却空気管路（３９）はそれぞれ付設の放射加熱器（３０）に対向配置され、排流穴を介して冷却空気を放出する。このように排流方向を設定することにより、冷却空気の流動方向は実質的にパリソン（１）の搬送方向に対し横方向に実現される。冷却空気管路（３９）は、放射加熱器（３０）に対向している表面の領域に、加熱放射線のための反射器を備えていてもよい。同様に、放出された冷却空気を介して放射加熱器（３０）の冷却を行うようにしてもよい。

図５は、型担持体（１９，２０）の領域および底部（７）の領域での運動過程のための機械的駆動部の概略図である。型担持体（１９，２０）は簡単に図示してある。図からわかるように、型担持体（１９，２０）はステーション軸（４０）に対し相対的に回動可能に配置されている。型担持体（１９）は操作アーム（４１，４２）を介して駆動装置（４３）と連結されている。駆動装置（４３）はブロー成形機の機械台架の領域に位置固定して配置された制御曲線部（４４）を有している。

駆動装置（４３）はブローホイール（２５）によりブローホイール軸（４５）を中心にして移動する。この場合、ブローステーション（３）のそれぞれに付設されたカムローラ（４６）は制御曲線部（４４）に沿って案内される。カムローラ（４６）は制御軸（４８）と結合されている横レバー（４７）に固定されている。横レバー（４７）の回動運動は制御軸（４８）の回転運動に変換される。制御軸（４８）は複数個の軸受（４９）の領域で案内されている。

制御軸（４８）には枢着レバー（５０）が固定されている。枢着レバー（５０）は結合レバー（５１，５２）を介して型担持体（１９，２０）の操作アーム（４１，４２）と連結されている。結合レバー（５１，５２）は操作アーム（４１，４２）のそれぞれと回動可能に結合されているとともに、枢着レバー（５０）と回動可能に結合されている。これにより、制御軸（４８）の回転運動により生じる枢着レバー（５０）の回動運動は、操作アーム（４１，４２）の同時案内または拡開に変換され、よって型担持体（１９，２０）を開閉させる。

制御軸（４８）はさらに位置決めレバー（５３）と連結されている。位置決めレバー（５３）は、制御軸（４８）とは逆の側の端部に、カムローラ（５４）を担持している。カムローラ（５４）は連結要素（５６）の領域に配置された昇降曲線部（５５）に沿って案内される。連結要素（５６）はステーション軸（４０）に沿って可動に配置されているガイドブシュ（５７）と結合されている。ガイドブシュ（５７）も底部（７）と連結されている。

図５に図示した実施形態の場合、昇降曲線部（５５）は、曲線状に画成された連結要素（５６）の領域に溝状の凹部として配置されている。この場合、曲線は制御軸（４８）に対し同心に延びている。位置決めレバー（５３）が回転運動すると、カムローラ（５４）を介して連結要素（５６）が昇降し、よって底部（７）が同期して昇降される。

型担持体（１９，２０）の開閉開始時または終了時と底部（７）の昇降運動の経過との間での位相ずれを達成するため、昇降曲線部（５５）は水平方向に延びる曲線領域を備えていてよい。制御軸（４８）が鉛直方向に延びていれば、昇降曲線部（５５）の水平領域でのカムローラ（５４）の運動により、底部（７）の昇降運動は行なわれない。底部（７）の昇降運動の実施速度の設定は、昇降曲線部（５５）の傾斜により行なわれる。

パリソンから容器を製造するためのブローステーションの斜視図である。 パリソンを引き伸ばし、膨張させるためのブロー成形型の縦断面図である。 容器をブロー成形するための装置の基本構成を説明する概略図である。 加熱能力を増強させた加熱路の変形実施形態である。 型担持体と底部との間の継続的機械的連結と共通のカム制御部とを説明するための概略図である。

Claims (11)

1. 熱可塑性パリソンを容器に成形するための少なくとも１つのブローステーションを有している、容器をブロー成形するための装置であって、ブローステーションが型担持体により保持される少なくとも２つのブロー成形型セグメントと底部とを備え、型担持体と底部の双方が機械的に位置決め可能に配置されている前記装置において、
   型担持体（１９，２０）と底部（７）とが共通の機械的駆動装置（４３）により互いに継続的に連結されていることを特徴とする装置。
2. 前記駆動装置（４３）が制御曲線部（４４）と連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記駆動装置（４３）が、型担持体（１９，２０）を制御するための枢着レバー（５０）と底部（７）を位置決めするための位置決めレバー（５３）とを備えた制御軸（４８）を有していることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 底部（７）がスペーサーを介して前記駆動装置（４３）と連結されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の装置。
5. 底部（７）が軸に沿って移動可能に案内されているガイドブシュ（５７）と結合されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の装置。
6. ガイドブシュ（５７）がブローステーション（３）のステーション軸（４０）に沿って案内されていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 型担持体（１９，２０）を位置決めするため、はさみ状の位置調整機構を使用することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の装置。
8. 位置決めレバー（５３）が、カムローラ（５４）により、ガイドブシュ（５７）と結合されている連結要素（５６）の領域に配置した昇降曲線部（５５）に係合していることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の装置。
9. カムローラ（５４）が連結要素（５７）において溝状に延びている昇降曲線部（５５）で案内されていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. 枢着レバー（５０）と位置決めレバー（５３）とを配置することにより、型担持体（１９，２０）の運動実施と底部（７）の運動実施との間で時間的なずれを設定させることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の装置。
11. 型担持体（１９，２０）の運動と昇降曲線部（５５）の運動との間の時間的なずれが昇降曲線部（５５）の延在態様により設定されていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一つに記載の装置。

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