JP2008546569A - 容器ブロー成形機のための流体流制御アセンブリと、このアセンブリを備える機械 - Google Patents

容器ブロー成形機のための流体流制御アセンブリと、このアセンブリを備える機械 Download PDF

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Abstract

本発明は、容器ブロー成形機のための流体流制御アセンブリに関し、この制御アセンブリは、ブローピン(1)と、少なくとも1つのブロー流体供給源と少なくとも1つの流体排出出口と上記ブローピン(1)との間をブロー流体が流れることを可能にする、ブロー流体の循環のための複数のパイプと、複数の流体循環パイプ内のブロー流体の流れを制御することが可能な弁とを備える。本発明は、これら弁のすべてがブローピン(1)を収容する本体(3)の前部上に配置されていることを特徴とする。

Description

本発明は、ブロー成形プロセスによる、特に、押出ブロー成形、射出ブロー成形、または、ブランクからの延伸ブロー成形による、PETまたはPENのような熱可塑性材料で作られている容器の製造の分野に一般的に関する。
使用される特定の術語の定義
次の定義は、理解を容易にすることだけを目的として示されている。
これらの定義は、本発明が関係している分野において一般的に使用されている語彙に関連している。
術語「PET」が、例えばテレフタル酸とエチレングリコールとから重縮合によって得られる、ポリ(エチレン−テレフタラート)、すなわち、ポリエステルを意味する。
術語「PEN」がポリ(エチレンナフタラート)を意味する。これもポリエステルである。
術語「ブランク」が、予備成形物すなわち中間容器を意味する。
予備成形物は、一般的に、一方の軸方向末端において閉じられており、かつ、その開口部がボトルまたはフラスコのような最終的な中空本体の首部の最終的な形状を有する、実質的に管状の物体である。
術語「ブロー成形」は、得られるべき容器の形状と、上記ブランクの開口部(首部)と連通しているブローノズル(またはブロー先端)と、上記ブランクの材料を金型の壁に吹き付ける高加圧流体とを含む、仕上げ金型の中にブランクが入れられる方法を意味する。この仕上げ金型は、例えば、ビルフォールド金型(billfold mold)である。このブロー流体は一般的に空気である。
射出ブロー成形中に、ブランクが予備成形され、および、射出によって得られることが多く、そのブロー圧力は典型的には約40バール(40×105Pa)である。
術語「延伸ブロー成形」は、延伸棒(drawing rod)(バー(bar)としても知られている)が、予備成形物の底部壁に対して押し当たることによって、ブロー成形金型内でその予備成形物を延伸させる方法を意味する。この方法は、単一ブロー成形機(single blow−molding machine)として知られている機械において具体化されている。この方法は、特に、事前に射出成形された予備成形物に対して使用され、および、その延伸(または伸長)は、その予備成形物のブロー成形の前または最中に行われる。延伸がブロー成形に先行する時には、特に材料が延伸棒上に収縮することを回避するために、予備ブロー成形が行われる。延伸ブロー成形作業の前に、熱可塑性の予備成形物が、その熱可塑性材料のガラス転移温度よりも高い温度に温度上昇させられるように、調整炉の中で加熱される。
術語「延伸ブロー成形」は、さらに、この場合には、延伸棒が中間容器を延伸させる方法も意味する。この方法は、二重ブロー成形機(double blow−molding machine)として知られている機械において使用される。
ブロー成形機のためのノズルが、ブランクの内側と封止状に連通する形状にされている末端を備える。
ノズルの末端が、作動可能位置にある時に、ブランクの首部のリップ(端縁)に対して封止状に押し当たることによって、または、ブランクの首部の中または上に封止状に嵌め込まれることによって、ブランクの首部と確実に協働する、ブロー成形機が公知である。
このノズルの末端(ノズル先端としても知られていることがある)は、例えば切頭形であり、および、そのノズルの基部における直径がブランクの開口部の直径よりも小さい。したがって、ブロー成形中の封止が、切頭円錐とブランクのリップの内側周縁端縁との間の接触によって確保される。
ノズルの末端が鐘形であり、かつ、ブランクの首部よりも大きく、かつ、そのノズル末端の前部においてブランクの首部がその上に突き出る金型の面に対して封止状に押し当たることによってブランクの上記首部に覆い被さる、ブロー成形機も知られている(例えば、特許文献FR 2 764 544を参照されたい)。
公知の形で、このノズルは、ブロー成形金型の軸方向に上方において、
− そのノズルが作動可能ではない(金型の開閉が、ブランクの装填と、成形された容器の排出とを可能にする)上部位置すなわち上昇位置と、
− ノズルの末端が、ブランクの首部と封止状に協働するか、または、ブランクの首部がその上方に突き出る金型の面と封止状に協働し、かつ、ノズルが作動可能である下部位置すなわちブロー成形位置
と間を、完全にまたは部分的に移動可能であるように設計されている。
予備成形物からのPET製ボトルのブロー成形は、通常は、次の諸段階において行われる。
− 上記延伸棒による機械的な軸方向の延伸を一般的に伴う、中程度に加圧された流体(一般的には空気)(例えば、7×105Paから12×105Pa)を使用してブランクを予備ブロー成形する段階、
− その次に、例えば40バール(40×105Pa)の高圧でのブロー成形自体、
− 最後に、予備ブロー空気/ブロー空気の排出を伴う排気(または脱ガス)段階。必要に応じて、脱ガスされた空気が回収される。この脱ガスのために、サイレンサ機構が使用される。
この予備ブロー成形は、典型的には、約100ミリ秒間で0バールから13バールへの圧力の増大を生じさせる。このブロー成形は、典型的には、約100ミリ秒内で23バールの公称値に圧力が増大することを生じさせる。脱ガスは、典型的には、約300ミリ秒間で行われる。予備ブロー成形とブロー成形は部分的に同時であってもよい。過去においては、圧力の調整が、ブロー成形製品の品質のために極めて重要であった。
PET製ブランクの延伸と、中程度の圧力(例えば、7×105Pa)での予備ブロー成形とが、約0.8m/sから約1.2m/sの軸方向の伸長速度を生じさせ、および、この速度を調整することが、ブロー成形製品の品質のために重要である。高圧(例えば40×105Pa)でのブロー成形によって得られる半径方向の延伸が、例えば冷却水の内部循環によって冷却される金型の壁に対して材料が押し当てられることを可能にする。
工業用のブロー成形機においては、毎時50,000本のボトルを得ることが可能である場合が多い。こうした高速の機械は回転タイプであり、および、旋回式コンベアの周縁部に取り付けられている数10台の成形装置を備える。
予備ブロー成形段階/ブロー成形段階/排出段階を行うために、従来においては、一方では中加圧流体の供給源と高加圧流体の供給源と排出とのそれぞれに連結されており、および、他方ではノズルに連結されている、3つの電磁弁が逐次的に制御される。
解決すべき技術的問題点
解決すべき技術的問題点の中では、考察されているタイプのブロー成形機が、非常に大量の加圧流体を消費し、この大量の流体の一部分は、それが中圧であろうと高圧であろうと、物品の製造には不必要であるということが注目に値する。
延伸ブロー成形による1リットルの中空本体のブロー成形が、典型的には、ブロー成形圧力が40×105Paである場合に、40リットルの流体を必要とする。
ブロー成形作業のために必要な体積が、金型の型穴の壁に押し付けられてその最終的な形状にされた容器の体積だけであり、言い換えると、実質的にはその型穴の体積だけであるということが理解されなければならない。
これとは対照的に、実際には、予備ブロー電磁弁またはブロー電磁弁の出口と容器の首部との間の全体積が、ブランクの変形のためには実際には不要であり、したがって死体積である体積である。
したがって、ブロー成形によってボトルを製造する場合に、この死体積は、加圧されなければならない全体積と、リップの端縁におけるボトルの内側体積すなわち所要体積との間の差である。
ブランクを予備ブロー成形およびブロー成形する各段階では、この死体積が、所要の体積と同じ仕方で加圧流体によって満たされ、このことが、実際の必要条件よりも著しく多量である加圧流体の発生を結果的に生じさせる。従来技術のブロー成形機の多くでは、この死体積が、所要の体積に比べて相当に大きいサイズである。
こうした死体積を減少させることは、いずれにしても、流体圧縮機の電力とそのコストの実現可能な削減に関して、および、その流体圧縮機の動作に必要な電気エネルギーの削減に関して、有益であることが明らかになっている。多量の加圧流体(空気)の連続的な発生が、1つまたは複数の流体圧縮機の動作のための電力エネルギーの非常に大量の消費を結果的に生じさせる。
この結果として、電気エネルギーの消費を削減するために、使用される加圧流体の量を可能な限り減少させることが、上記ブロー成形機のユーザの側で常にかつ緊急的に必要とされている。
さらに、ブロー成形機がますます高速の速度で動作することも重要である。その出願人の延伸ブロー成形機では、生産速度が約1200−2000容器/時間/金型である。電磁弁に関する非常に長い耐用寿命(約3000万サイクル)を想定してさえも、上記電磁弁に対する保守点検および調整作業は比較的に頻繁なままである。
従来技術で提案されている技術的な解決策
死体積とこれに関連した技術的問題点
a)その出願人の第1の設計では、電磁弁は、特許文献FR 2 764 544の図1に照合番号23で示されている管コネクタの位置において、ノズルの本体上に直接取り付けられているユニットを形成する。
しかし、現時点で存在しているこの第1の設計では、電磁弁ユニットとノズルの2つのそれぞれの本体の並置が、さらに、消費に関して依然として非常に大きい死体積を結果的に生じさせる大きな長さの流体通路を必要とする。
b)同様にその出願人からの第2の設計が、番号FR 04/06844(公開番号FR 2 872 082)によって2004年6月23日付で出願されたフランス特許出願の主題であった。
この第2の設計によれば、ノズルは、3つのハウジングを備えている本体内をスライド移動し、および、この3つのハウジングの各々には、電磁弁、すなわち、予備ブロー電磁弁と、ブロー電磁弁と、排出電磁弁とが組み込まれている。このノズルは、このノズルと同中心である延伸棒を取り囲む。
空気の通過のための環状空間が、延伸棒とノズルの内側面とによって上記本体内に画定されている。電磁弁を収容する各々のハウジングは、半径方向のパイプによって上記環状空間に連結されている。
この本体内の第4のハウジングが再循環電磁弁を受け入れるだろうし、および、この再循環電磁弁は、ブロー成形後に起動され、一方、排出電磁弁は、残留するブロー流体の迅速な除去のために最後に起動される。
電磁弁のためのハウジングは互いに等距離にあり、実質的に円筒形であり、かつ、ノズルのスライド移動軸線に対して平行または垂直である。上記ハウジングは、例えば、上記ノズル軸線に対して半径方向にある。
各々の電磁弁が、ノズルが中をスライド移動する本体の中央穴に対して半径方向に配置されている時には、各電磁弁の可動コアが、この末端に機械加工されているハウジング内に直接的に取り付けられることがあり、上記可動コアの前面がその中央穴の側方壁と同一平面上にあり、かつ、この側方壁の連続部分内に位置しているだろう。この設計の結果として、可動コアの下流に位置する死空間が非常に大きく削減される。
この第2の設計は幾つかの欠点を有する。特に、この第2の設計は、本体の別々の側部に対する自由な接近が可能にされることを必要とし、このことは機械の特定の形状構成では可能ではないだろう。
さらに明確に述べると、特定の実施態様では、ブローノズルは、旋回式コンベアの周縁に隣接して、この旋回式コンベア上に互いに隣接している形でブロー成形機の中に配置されている。
生産速度を増大させるために、この中央軸の周囲のノズルの個数を増加させること、または、その機械の全体的な体積を増大させることが必要だろうが、この後者の解決策は望ましくない。
したがって、旋回式コンベア上のノズルの個数が特定の量よりも多い場合には、ノズルの側方部品に対する接近が極めて困難で面倒であり、この結果として、2つの連続したノズルの間の調整のための空間が限定される。
したがって、ノズルの側面上での保守点検作業を回避するために、および、したがって、その機械の全体的体積を増大させずに旋回式コンベアの上述の中央軸の周囲のノズルの個数を増大させることが可能であるように、ノズルの側面に固定されている部品の存在を制限することが適切である。
c)第3の設計が特許文献EP 1 328 396によって示されている。
この第3の設計では、弁支持体が長方形の断面であり、および、高圧弁と、低圧弁と、2つの排出弁とが、この弁支持体の2つの互いに反対側の表面上に互いに同一の高さに配置されている。可能な限り短い内部パイプが、弁チャンバを延伸棒の滑り軸方向オリフィスと流体連通させる。
この第3の設計は、使用上は非実用的であることが明らかになっている。上述したように、高速の機械は回転式である。特許文献EP 1 328 396に開示されているタイプの弁支持体ユニットが使用される場合には、ブロー成形金型の前部に位置している観察者にとって、その弁が、各支持体ユニットの右と左とに位置しており、および、これらの弁とその制御部材との横方向の空間要件が、第2の設計に関して上述されている通りに、その機械のコンパクト性に関して非常に不利である。
d)EP 1 535 720に開示されている第4の設計によって、ブロー成形機のための流体流制御アセンブリが示されており、このアセンブリは、流体の供給パイプおよび排出パイプと、ブローピン(blow pin)と、その別々のパイプ内のブロー空気を制御するために複数の弁とを備える。
しかし、この従来技術によれば、これらの別々の弁がブローピンに対して堅固に配置されており、および、したがって、その弁が修理または交換されなければならない場合には、ブローピンを収容する本体を分解することが必要である。
したがって、ブロー流体を制御するための弁に対して保守点検または修理作業が行われなければならない時に、ブローピンが分解されるかまたは作用を及ぼされることを必要としない、ブロー成形を制御するためのアセンブリを生産することが特に有利だろう。
本発明の主題
したがって、本発明の目的が、可能な限り、ユーザのこうした変わることのない要求を満たそうと試みることと、
− 一方では、加圧流体を供給するための回路内の少ない死体積と、
− 他方では、軽量であり、コンパクトであり、保守点検が容易であり、かつ、旋回式コンベアの中央軸の周囲に配置されている複数の機能的アセンブリによる(特に横方向における)空間要件に対する制限なしに弁に対する迅速な接近が可能である、ブロー成形機のためのブロー流体の流れを制御するための構造的アセンブリ
との間のより適切な折衷策を結果的にもたらすブロー成形機の改良された設計を提供することであり、本発明によるこのアセンブリは、さらに、弁の保守点検または交換のための作業中に、ブローピンを収容するユニットハウジングを分解することを回避することを可能にする。
本発明の概略的な説明
この目的のために、本発明は、第1の側面において、容器ブロー成形機のためのブロー流体流制御アセンブリに関し、このアセンブリは、
ブローピンと、
少なくとも1つのブロー流体供給源と、少なくとも1つのブロー流体排出出口と、ブローピンとの間のブロー流体の循環を可能にする、ブロー流体の循環のための複数のパイプと、
ブロー流体の循環のための複数のパイプ内のブロー流体の循環を制御することが可能な弁
とを備え、および、
本発明によるこのアセンブリは、その弁のすべてが、ブローピンを収容するユニットの前部上に配置されていることを特徴とする。
このアセンブリは、様々な実施態様において、必要に応じて組み合わされる次の特徴を有する。
− 上記複数のパイプは、上記ブローピンを収容する上記ユニットの内側にありかつ上記弁をこのブローピンに連結する、パイプを備える。
− 上記複数のパイプは、上記ブローピンを収容する上記ユニットの内側にありかつ上記少なくとも1つのブロー流体供給源と上記少なくとも1つのブロー流体排出出口とを弁に連結する、パイプを備える。
− 上記弁は、上記ブローピンを収容する上記ユニットの前部上に着脱自在に取り付けられているユニット内に収容されている。したがって、弁ユニット全体を交換することが単一の迅速な作業の形で可能である。これは、特にオペレータが、どの弁が欠陥を有するかが分からない時、または、どの弁が欠陥を有するかを判定する時間がない時に、有利である。
− 上記制御アセンブリは穴付きフランジを備え、および、この穴付きフランジは、ブローピンを収容する上記ユニットの後部上に着脱自在に取り付けられており、かつ、この穴付きフランジには、上記少なくとも1つのブロー流体供給源と上記少なくとも1つのブロー流体排出出口とが連結されている。
− このフランジは、ブロー流体のための上記少なくとも1つの流体供給源と上記少なくとも1つの排出出口とを、ブローピンを収容する上記ユニットの内部パイプに連結する、内部パイプを備える。
− この穴付きフランジ、および/または、弁を収容するユニットは、ブローピンを収容するユニットの上にねじ留めによって取り付けられており、および、これらのねじの頭部が制御アセンブリの前部に向かって方向配置されている。したがって、取り付けと取り外しが、そのアセンブリの前部から容易に行われることが可能であり、このことが、数10個の制御アセンブリを備える回転式ブロー成形機の保守点検作業にとって非常に有利である。
− この制御アセンブリは、ブローピン内で軸方向に移動可能である延伸棒を備え、上記延伸棒は、ブローピンを収容する穴付きユニットの中を通過する。
− 弁は、第1のブロー流体供給源に連結されている弁と、この第1の供給源のブロー流体よりも高い圧力にあるブロー流体の第2の供給源に連結されている弁とを備える。
− 制御アセンブリは膨張弁を備え、および、この膨張弁は、ブローピンに連結されており、かつ、容器の中に吹き込まれるブロー流体を上記少なくとも1つの排出出口に向かって排出することが可能である。
− 制御アセンブリは、ブロー流体をブロー流体供給源に搬送することによって、容器の中に吹き込まれるブロー流体を再循環させることが可能な再循環弁を備える。この採用随意の形状構成が、必要に応じて、加圧流体のための生産ステーションにおいて節約が行われることを可能にする。この再循環弁は、例えば予備ブロー成形のために使用されるより低い圧力の供給源に向かって方向付けられることによって空気を再循環すなわち再使用するための回路に連結されている。
− これらの弁は、ブローピンに対して実質的に垂直な方向において狭められているハウジング内に配置されている。
− 制御アセンブリは、弁のパイロット制御装置を収容するケーシングを備え、このケーシングは、その弁を収容するユニットの前部上に着脱自在に取り付けられている。
− このケーシングは、ねじを使用して、弁を収容するユニット上にねじ留めによって取り付けられており、および、上記ねじの頭部は制御アセンブリの前部に向かって方向付けられている。
− 上記弁は電磁弁である。
− これらの電磁弁のためのパイロット制御装置は電気機械式または電空式である。
− 電磁弁の可動コアを収容することが可能な電磁弁のチャンバを、その電磁弁を収容する本体内において直接的に画定するように、電磁弁を収容する本体内に備えられている電磁弁の各ハウジングが機械加工されている。
− 電磁弁を収容する本体の各ハウジングは、それぞれ1つの電磁弁カートリッジを受け入れるような形状にされている。電磁弁カートリッジは、チャンバを画定しかつ座を備えているケーシングを備える。このチャンバは可動コア(すなわち、ピストン)を収容する。座は、封止された休止位置に上記可動コアを受け入れることができ、および、その頭部は、上記座に対してその頭部が封止状に押し当たる時にフラップ弁を形成する。そのケーシングの壁が、流体を供給するためのパイプと連通している少なくとも1つの穴によって穿孔されている。電磁弁のケーシングの閉鎖キャップが本体の壁に固定されており、電磁弁をパイロット制御するための装置が上記キャップ上に取り付けられている。上記パイロット制御装置は油圧式タイプである。
本発明の第2の実施態様では、本発明は、ブロー成形金型内にその本体が封入されている熱可塑性材料で作られたブランクから、加圧流体を使用して容器をブロー成形するための機械に関し、この機械は、ブランクの首部に機能的かつ封止状に連結されるように形成されている一方の末端を有するノズルを備え、および、予備ブロー成形のための中圧に加圧された流体のそれぞれ1つの供給源と、ブロー成形のための高圧に加圧された流体の供給源と、予備ブロー流体/ブロー流体を排出するための排出口とに対して上記ノズルを選択的に連結するための複数の弁を備え、および、上記機械は、上記において特徴付けられている少なくとも1つの制御アセンブリを備える。
有利であることに、ブローピンの移動の制御が、制御アセンブリに案内および固定されておりかつローラ上のカムによって作動させられる装置によって確実なものにされる。
有利であることに、このブローピンは溝を備えており、この溝の中を案内されるフォークが、カム上のローラの動きを可動装置とブローピンとのスライド移動に変換することを確実なものにする。
第1の実施態様では、駆動ローラをカム上に維持するために加えられる反対の力が、機械ばねによって、または、ブローピンに固定されておりかつ同中心であるピストンの形態で組み込まれている空気ばねによって生じさせられ、および、上記空気ばねは、上部部分が加圧されているチャンバ内を移動する。
第2の実施形態では、ブローピンの移動の制御は空気圧によって確保され、このブローピンは、上部部分と下部部分とが空気分配器に連結されているチャンバ内を移動する同心ピストンに固定されている。
有利であることに、ブローピンの下方位置が、上記ブローピン上で調節されることが可能な止め具によって実現され、上記止め具は、ブローピンを収容するユニットの上部部分上の制動接点(damping contact)によって阻止される。
上述の制御アセンブリと機械アセンブリとの構造が様々な利点を提供する。
本発明は、特に、卓越した妥協策を提供し、コストの節減(より経済的な構成)と、空間の節減(よりコンパクトな構成、および/または、他の構成要素を取り付けるために使用可能な空間の可能性)と、重量の節減(旋回式コンベアタイプの回転構造上における慣性力の低減)と、より少ない死空間とを実現する。
本発明は、純粋に例示的な具体例として示されておりかつ本発明を何ら限定しない、特定の好ましい実施形態に関する後述の詳細な説明を理解することによって、より明確に認識されるだろう。
この詳細な説明では、添付図面が参照される。
最初に図1を参照する。
ブローピン1と延伸棒2とが、それ自体としては公知である形で、予備ブロー流体/ブロー流体および排出/脱ガス流体の通過のための内部パイプを備えている本体3の中に軸方向に取り付けられておりかつこの本体の中を通過し、上記パイプは、特に、図7と図9とに図示されており、および、より詳細に後述される。
延伸棒2はブローピン1内を軸方向に移動可能であり、および、ブローピン1を収容する穴付き本体3の中を通過する。
上記本体3は長方形の断面であり、および、実質的に立方体であるカバーを有する。
本発明は、一般的に、ブロー成形機のためのブロー流体流制御アセンブリに関し、上記アセンブリは、ブローピン1と、少なくとも1つのブロー流体供給源と少なくとも1つのブロー流体排出出口とブローピン1との間のブロー流体の循環を可能にするブロー流体を循環させるための複数のパイプと、流体を循環させるためのこの複数のパイプ内のブロー流体の循環を制御することが可能な弁とを備える。
後述の説明では、ブロー成形金型の開放/閉鎖軸線が位置している側に相当する「後部」に対して、ブロー成形金型が開閉する側と同じ側に位置している、本発明によるアセンブリの要素、区域、または、部分が、「前部」または「前部の」という概念によって理解される。
制御アセンブリが旋回式コンベアの中央軸の周囲に回転リングを形成するように互いに隣接し合って配置されており、かつ、各々のアセンブリが同一の制御アセンブリによって両側を取り囲まれているブロー成形機の場合には、機能アセンブリを循環させるために回転リングの外側に半径方向に向かって配置されている制御アセンブリの要素、区域、または、部分が、「前部」または「前部の」という概念によって理解される。同様に、「後部」要素によって、制御アセンブリを循環させるために回転リングの内側に半径方向に向かって配置されており、かつ、「前部」上に位置している要素とは反対側に配置されている要素が理解される。
本発明による機能アセンブリすなわちブロー流体流制御アセンブリは、軸方向の穴を有する本体3を備え、この軸方向の穴の中では、その1つの部分がピストンの形状に設計されることがある管状の棒の形状の可動要素または可動ノズルが、一般的に空気圧式の制御手段の作用を受けて、移動させられるだろう。一例を示すと、この本体3と可動ノズルとの設計は、例えば、特許文献FR 2 764 544の図1に示されているタイプであってもよい。ブランクの首部を覆うために、例えば予備成形物のような容器ブランクの首部または開口部に対して、または、ブロー成形金型の上面に対して、機能的かつ封止状に連結されることが可能である形に、可動ノズルがその下方末端において任意の所望の形に形成されている。
従来通りに、管状の棒の形状である可動ノズルは延伸棒2を取り囲み、および、この延伸棒2自体は、その可動ノズルと同中心であり、かつ、ブロー成形中に公知の技術によってブランクの底部を機械的に駆動するためにそれ自体として軸方向に移動可能である。この延伸棒2は、図示されていない案内部材によって同中心位置に維持されている。予備ブロー成形流体とブロー流体との供給のための、かつ、工程の終了時の上記流体の排出のための軸方向の環状通路を画定するように、延伸棒2の直径は可動ノズルの内側面の直径よりも小さい。
上記本体3の前部部分では、弁(有利には電磁弁)を収容するユニット4が、例えばねじ留めによって、本体3の単一の面上に着脱自在に取り付けられており、および、さらに明確に述べると、このユニット4は、本体3の前部すなわち前面上に配置されている。したがって、この弁は、ブローピン1を収容する本体3の前部上に着脱自在に取り付けられている単一のユニット4内に収容されている。
弁を収容するユニット4の前部上に着脱自在に取り付けられている、すなわち、弁を収容するユニット4の同じ面上に取り付けられている、ケーシング5は、電磁弁のためのパイロット制御装置の状態を視覚化するためのダイオード7に加えて、弁のためのパイロット制御装置を収容する。
本体3の前部上のユニット4内に収容されている弁が、それ自体としては公知のタイプの電磁座弁であり、かつ、ケーシング5内に収容されている弁のパイロット制御装置が電磁式または電空式であることが有利である。
中圧および高圧のブロー流体を通過させるための、または、空気の再循環および/または排出のための内部パイプ25a、27a、29a,31aを備えている、図7に斜視図の形で示されている穴付きフランジ6が、本体3の後面上に配置されている。上記フランジ6は、例えばねじ留めによって、ブローピンを収容する本体3上の後面上に着脱自在に取り付けられている。
少なくとも1つのブロー流体供給源が、後部の穴付きフランジ6に連結されることが有利であり、さらに明確に述べると、少なくとも1つの中加圧ブロー流体供給源と高加圧ブロー流体供給源とに連結されることが有利である。さらに、大気中に、または、フロー流体の供給源(例えば中圧のフロー流体の供給源、または、より低い圧力のフロー流体の供給源)に向けてブロー空気が排出されることを可能にする、後部フランジ6上のブロー流体のための少なくとも1つの排出出口に連結することも想定されている。
同様に、ブローピン1を収容するユニット3の中に、フランジ6の内部パイプ25a、27a、29a,31aを弁に連結するパイプすなわち内部貫通穴25b、27b、29b、31bが備えられており、および、これらのパイプすなわち内部貫通穴25b、27b、29b、31bは、特に、フランジ6の内部パイプ25a、27a、29a,31aから到来する中圧または高圧の流体による弁の通過および供給を可能にする。
これらの弁は、ブローピン1を収容する本体3の内側のパイプによって、および、さらに明確に述べると、複数の二次パイプ20、21、22、23を有する軸方向の主パイプによって、ブローピン1のノズルに連結されており、この二次パイプ20、21、22、23の各々は弁に直接的に連結されている。この軸方向の主パイプと二次パイプ20、21、22、23は、図3と図4とにさらに詳細に示されている。
ブローピン1は、ピストンとして作用するアセンブリの下部部分を形成し、および、上記ピストンは、シリンダが本体3を形成するアクチュエータの一部分を形成する。
特に図10に示されている制御手段32が、ブロー成形されるべきブランクの内側に上記ブローピンが封止状に接触するまで、上記ピストンの下降移動としたがってブローピンの下降移動とを生じさせる。上記制御手段は、ピストンまたはブローピン1の上部部分に固定されている管状部品の外側の環状溝10と係合させられている。
横断方向のカバー12が本体3上に取り付けられている。移動位置の終点では、衝撃吸収ガスケットが上記カバー12に対して押し付けられる。
言い換えると、したがって、図1に示されている機能アセンブリすなわち制御アセンブリは次のものを備える。
− 外側カバーが、その前部において、中圧の予備ブロー弁と、高圧のブロー弁と、脱ガス弁と、採用随意に空気再循環のための弁とを含む、アクチュエータ本体3。
− アクチュエータの本体3の前部上にありかつこれらの弁を収容するフランジ付きの穴付きユニット4。
− 上記弁の制御のためのパイロット(例えば、空電パイロット)を収容するアセンブリであって、上記アセンブリは、これらの弁を収容する穴付きユニット4の前部上に着脱自在に取り付けられているケーシング5内に収容されている。ケーシング5が、ねじ8を使用して、ねじ留めによって、これらの弁を収容するユニット4上に取り付けられることが有利であり、および、上記ねじ8の頭部は制御アセンブリの前部に向かって方向配置されている。
− アクチュエータの本体3の後部に配置されている穴付きフランジ6であって、上記フランジ6は、流体パイプ、すなわち、中圧および高圧の空気を上記アセンブリに供給するための、および、この空気の再循環と排出のための、流体パイプに対する連結のための連結部分を形成する。
図1に特に示されているように、機能アセンブリすなわち制御アセンブリの側面が特に接近可能である。したがって、例えば回転式ブロー成型機では、この機能アセンブリすなわち制御アセンブリは互いに非常に近接しており、したがって、この回転式ブロー成型機は大きな能力を有しかつコンパクトであることが可能であり、この機能アセンブリに対する保守点検作業は容易なままであり、上記アセンブリの部材のすべてが、その機械の前部から取り付け/取り外し可能である。
穴付きフランジ6は、有利には迅速連結(rapid connection)によって、流体エネルギー連結のための連結器をその後部面上に受ける。ノズルのアクチュエータの本体3は、幾つかのねじ9によってフランジ6上に固定されており、および、このアクチュエータの流体連結は単一の作業によって行われる。
保守点検作業中の弁の取り外しのためには、流体パイプを取り外すことが不要であり、および、フランジ6はその機械上に残留する。
さらに明確に述べると、後部の穴付きフランジ6、および/または、弁を収容するユニット4は、ブローピン1を収容する本体3の上にねじ留めによって取り付けられ、ねじ9の頭部は制御アセンブリの前部に向かって方向配置されている。
再び取り付けられる時には、センタリングピン(図示されていない)が、後部フランジ6上のアクチュエータの本体3の正確な位置決めを確実なものにする。調整は不要である。
次では、ブローピン1の移動のための手段が説明され、および、図10に部分的に示されている。
第1の実施形態では、ブローピン1の垂直方向スライド移動の制御が、制御手段32によって、および、さらに明確に述べると、制御アセンブリに案内および固定されておりかつローラ34上のカムによって駆動される移動可能な装置33によって確実なものにされる。したがって、この案内される装置33は、カム上のローラ34の移動と、カムと制御アセンブリとの間の距離とにしたがって移動可能である。この動きは、ピン1の溝10内を案内されかつ位置させられているフォーク35によって、その案内される移動可能な装置33からピン1に伝達される。したがって、溝10内に固定されているフォーク35は、カム上のローラ34の動きを、移動可能な装置33とブローピン1との垂直方向のスライド移動に変換することを確実なものにする。
カム上に制御ローラ34を維持するために及ぼされる反対の力が、次の2つの異なる形で生じさせられることが可能である。
− それ自体は公知であるタイプの機械ばねによって。
− または、そのチャンバの上部部分が加圧されているチャンバ内を移動する、ピン1に固定されておりかつピン1と同中心であるピストンの形態で組み込まれている、それ自体は公知であるタイプの空気ばねによって。圧力の調整が、力の量を調整することを可能にする。したがって、下部チャンバはノズルの持ち上げを制御するために使用されるだろう。
さらに別の実施形態では、ブローピンの移動の制御が空気圧によって実現される。言い換えると、ピン1は、そのチャンバの上部部分および下部部分が空気分配器に連結されているチャンバの中を移動する同中心ピストンに固定されている。
ブローピン1の位置決めを次で説明する。
ブローピン1の下方位置が、アクチュエータの上部部分上すなわちブローピン1を収容する本体3の上部部分上の制動接点13(図1だけに示されている)によって阻止される、ピン1上で調整されることが可能な止め具11によって、実現されかつ得られる。
この構成が、次の通りの少なくとも2つの利点を実現する。
− ピン1の下方位置に対する調整が、溝10/フォーク35/案内された装置33/ローラ34アセンブリの位置に悪影響を与えない。ピンの下方位置を変更する際に、ローラ34に対するカムの相対的な位置が変更される必要はない。
− ピンに取り付けられており、かつ、中空の本体をブロー成形するためのシールを備える末端が、ピン上で調整可能である必要がない。上記シールを交換する作業がより容易でありかつより迅速である。
図3と図4は、図1と図2に示されている一般的なタイプのアセンブリの2つの実施形態に関連している死体積を示す。図3では、二次パイプ20、21、22がそれぞれにブロー空気と予備ブロー空気と排出空気との通過のための経路に相当し、および、それぞれにブロー弁と予備ブロー弁と排出弁とのためのハウジングに連結されている。図4では、追加の経路23が、再循環に割り当てられており、かつ、再循環弁のハウジングに連結されている。
本発明による制御アセンブリでは、ブローピン1を収容する本体3の内側にあり、かつ、少なくとも1つのブロー流体供給源と少なくとも1つのブロー流体排出出口(上記供給源は両方とも後部フランジ6に連結されている)とを弁に対して連結するブローピン1を収容する本体3の内側のパイプ25b、27b、29b、31bに加えて、ブローピン1を収容する本体3の内側にあり、かつ、弁をブローピン1に連結するパイプ20、21、22、23を含む複数のパイプが備えられている。
図5と図8は、弁のための別々のハウジングと、ブローノズルにその弁を連結するパイプとを有する、本発明による制御アセンブリのより詳細な正面図を示す。
より明確に述べると、ユニット4が、弁のための複数のハウジングを含むことが好ましく、すなわち、
− 後部フランジ6内の上述のパイプ25aから成る第1の部分と、図9に示されている上述のパイプ25bから成る第2の部分とによって形成されている予備ブローパイプ25によって、ノズルを中圧(すなわち、約10バールよりも低いかまたはわずかに高い圧力)の流体の供給源に連結し、中央本体3の中を通過し、および、容器の予備ブロー成形を可能にする、予備ブロー弁または中圧弁として知られている弁のための第1のハウジング24であって、上記予備ブローパイプ25は、後部フランジ6に対して中圧供給源を連結することによって上記中圧供給源によって供給され、および、その弁は、図3と図4により詳細に示されているように、二次予備ブローパイプ弁21によってブローノズルに連結されている第1のハウジング24と、
− 後部フランジ6内のパイプ27aから成る第1の部分と、中央本体3の中を通過するパイプ27bから成る第2の部分とによって形成されているブローパイプ27によって、ノズルを高圧(すなわち、数10バール、有利には40バール(40×105Pa)圧力)の流体の供給源に連結し、および、二次ブローパイプ20によるノズルに対する高圧弁の連結によって高圧での予備成形物のブロー成形を可能にする、ブロー弁または高圧弁として知られている弁のための第2のハウジング26と、
− 空気の排出のための二次排出パイプ22によってノズルに連結されている、排出弁または膨張弁として知られている弁のための第3のハウジング28であって、この弁は、ブランク内の残留した予備ブロー流体/ブロー流体の迅速な排除のために作動させられ、および、後部フランジ6内のパイプ29aから成る第1の部分と中央本体3内のパイプ29bから成る第2の部分とによって形成されている排出パイプ29によって、少なくとも1つの流体排出出口に連結されている第3のハウジング28と、
− 採用随意に、第2の再循環パイプ23によってノズルに連結されており、かつ、後部フランジ6内のパイプ31aから成る第1の部分と中央本体3内のパイプ31bから成る第2の部分とによって形成されている再循環パイプ31によって、流体を再循環させるための供給源、例えば、中圧の供給源または低圧の供給源に連結されている、ブロー成形段階の後に起動される再循環弁として知られている弁のための第4のハウジング30。さらに明確に述べると、ブロー成形後において、排出される流体が依然として高圧の状態であり、および、(例えば予備ブロー成形のために)中圧または低圧の流体の供給源に向けて方向付けられるように回収されるだろう。この再循環弁はブロー成形後に起動され、一方、最後に、ブロー成形された容器内の残留ブロー流体の排除のために排出弁が起動される。
とを備えることが好ましい。
上述されているように、ブロー成形シーケンスは、通常は、中圧(例えば7×105Pa)の流体(一般的には空気)を使用して予備成形物を予備ブロー成形する段階と、その次に、延伸棒2による機械的な軸方向延伸を一般的に伴う、高圧(例えば40×105Pa)でのブロー成形段階自体と、おそらくは再循環段階と、最後に、後部フランジ6に連結されているブロー流体のための排出出口に向けての予備ブロー空気/ブロー空気の放出を伴う排出段階とを含む。これらのそれぞれの段階のために、予備ブロー弁と、ブロー弁と、おそらくは再循環弁と、排出弁とが、逐次的に制御される。
これを実現するために、および、要約すると、制御アセンブリは、第1のブロー流体供給源(例えば、中圧の供給源)に連結されている弁と、第1の供給源からのブロー流体よりも高い圧力にあるブロー流体の第2の供給源(例えば、上昇した圧力にある供給源)に連結されている弁とを含む、複数の弁を備える。中圧のブロー流体の供給源に向けて、または、さらに別のブロー流体供給源に向けて、ブロー流体を運び戻すために、容器の中に吹き込まれるブロー流体(例えば、高圧で吹き込まれるブロー流体)を再循環させることが可能な再循環弁に加えて、膨張弁も備えられており、この膨張弁は、ブローピン1に連結されており、かつ、容器の中に吹き込まれるブロー流体をブロー流体のための少なくとも1つの排出出口に向かって排出することが可能である。
弁のそれぞれのハウジング24、26、28、30が、半径方向に、すなわち、ブローピン1に対して実質的に垂直な方向に、すなわち、ピン1と延伸棒2とによって画定されている軸線に対して垂直な方向に、狭められていることが有利である。
電磁弁の第1の実施形態では、電磁弁の各ハウジング24、26、28、30が、電磁弁を収容するユニット4内において直接的に、その電磁弁の可動コアを収容することが可能な電磁弁のチャンバを画定するように機械加工され、および、この可動コアは開閉のためのフラップ弁を形成する。
電磁弁の第2の実施形態では、電磁弁の各ハウジング24、26、28、30は、可動コアまたはピストンを収容するチャンバを画定するケーシングを備える電磁弁カートリッジを受け入れるための形状にされている。この電磁弁カートリッジのケーシングは、チャンバ内に、封止された休止位置において受け入れることが可能な座を画定し、および、可動コアの頭部がフラット弁を形成する。さらに明確に述べると、電磁弁カートリッジは、チャンバを画定するケーシングを備え、および、座を備えている。このチャンバは可動コア(すなわち、ピストン)を収容する。その座は、可動コアの頭部が上記座に対して封止状に載る時に、その頭部がフラップ弁を形成する上記可動コアを封止された休止位置において受け入れるだろう。そのケーシングの壁が、流体を供給するためのパイプと連通している少なくとも1つの穴によって穿孔されている。電磁弁のケーシングの閉鎖キャップが本体の壁に固定されており、および、電磁弁をパイロット制御するための装置が上記キャップ上に取り付けられている。上記パイロット制御装置は空気圧式タイプである。
図11は、本発明による制御アセンブリの図6の平面A−Aにおける断面図である。したがって、弁のハウジングの実施形態、および、さらに明確にはブロー弁および再循環弁のハウジング26、30の実施形態が、この図に断面の形で示されており、および、弁を収容するユニット4内に備えられているそれぞれの弁のためのハウジングがすべて同一であることが理解される。
そのユニット内のそれぞれの弁の位置の具体例が示されていることと、各弁の機能と位置とが、パイロット制御装置と後部フランジ6上の連結部とに応じて変更されることがあるということとが理解されなければならない。
本発明は、さらに、ブロー成形金型内に本体が収められている熱可塑性材料から作られているブランクから容器をブロー成形するための、加圧流体を使用する機械に関し、上記機械は、ブランクの内側に機能的かつ封止状に連結される形状にされている一方の末端を有するノズルを備え、および、予備ブロー成形のための中加圧流体のそれぞれ1つの供給源と、ブロー成形のための高加圧流体の供給源と、予備ブロー流体/ブロー流体を排出するための排出出口とを備え、および、このブロー成形機械は、少なくとも1つの上述の制御アセンブリを備える。
図1は、本発明の実施形態によるブロー流体流制御アセンブリの斜視図である。 図2は、図1に示されているタイプの制御アセンブリの縦断面図である。 図3は、1つの変形例による、図1と図2とに示されている制御アセンブリに関するブロー流体の通過のための内部パイプの3次元図である。 図4は、別の変形例による、図1と図2とに示されている制御アセンブリに関するブロー流体の通過のための内部パイプの3次元図である。 図5は、図2の一部分の詳細図である。 図6は、点線で示されている、弁のハウジングと、ブローノズルに弁を連結する内部パイプとを伴う、本発明の実施形態による制御アセンブリの正面図である。 図7は、ブロー流体の少なくとも1つの供給源と、ブロー流体のための少なくとも1つの排出出口とが上に固定されることが可能である、後部フランジの斜視図であり、流体の通過のためのこれらのパイプの各々が点線で示されている。 図8は、それぞれの弁と、これらの弁をブローノズルに連結する流体通過のためのパイプとを示す、図6の拡大正面図である。 図9は、弁をブローノズルに連結する流体通過のための各パイプに加えて、弁を収容するユニットに後部フランジを連結する流体通過のための各パイプを備える、ブローピンを収容する中央ユニットの後部斜視図である。 図10は、ブローピンのスライド移動のための案内フォークを有する、本発明による制御アセンブリの第2の斜視図である。 図11は、ブローピンによって画定されている縦軸線に対して垂直である、図6の平面A−Aに沿った制御アセンブリの平面断面図である。

Claims (24)

  1. 容器ブロー成形機のためのブロー流体流制御アセンブリであって、
    ブローピン(1)と、
    少なくとも1つのブロー流体供給源と、少なくとも1つの流体排出出口と、前記ブローピン(1)との間のブロー流体の循環を可能にする、前記ブロー流体の循環のための複数のパイプと、
    流体の循環のための前記複数のパイプ内の前記ブロー流体の循環を制御することが可能な弁と、
    を備えるアセンブリにおいて、
    前記弁のすべては、前記ブローピン(1)を収容する本体(3)の前部上に配置されていることを特徴とするアセンブリ。
  2. 前記複数のパイプは、前記ブローピン(1)を収容する前記本体(3)の内側にありかつ前記弁を前記ブローピン(1)に連結するパイプ(20、21、22、23)を含むことを特徴とする請求項1に記載のアセンブリ。
  3. 前記複数のパイプは、前記ブローピン(1)を収容する前記本体(3)の内側にありかつ前記少なくとも1つのブロー流体供給源と前記少なくとも1つのブロー流体排出出口とを前記弁に連結するパイプ(25b、27b、29b、31b)を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のアセンブリ。
  4. 前記弁は、前記ブローピン(1)を収容する前記本体(3)の前部上に着脱自在に取り付けられているユニット(4)内に収容されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のアセンブリ。
  5. 前記制御アセンブリは、前記ブローピン(1)を収容する前記本体(3)の後部に着脱自在に取り付けられており、かつ、前記少なくとも1つのブロー流体供給源と前記少なくとも1つのブロー流体排出出口とが連結されている、穴付きフランジ(6)を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のアセンブリ。
  6. 前記フランジ(6)は、前記少なくとも1つの流体供給源と前記ブロー流体のための前記少なくとも1つの排出出口とを、前記ブローピン(1)を収容する前記本体(3)の前記内部パイプ(25b、27b、29b、31b)に連結する、内部パイプ(25a、27a、29a、31a)を備えることを特徴とする請求項5に記載のアセンブリ。
  7. 前記穴付きフランジ(6)、および/または、前記弁を収容する前記ユニット(4)は、前記ブローピン(1)を収容する前記本体(3)の上に、ねじ(9)を使用して、ねじ留めによって取り付けられており、および、前記ねじ(9)の頭部が前記制御アセンブリの前部に向かって方向配置されていることを特徴とする請求項5または6に記載のアセンブリ。
  8. 前記制御アセンブリは、前記ブローピン(1)内で軸方向に移動可能である延伸棒(2)を備え、および、前記延伸棒(2)は、前記ブローピン(1)を収容する前記穴付き本体(3)の中を通過す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アセンブリ。
  9. 前記弁は、第1のブロー流体供給源に連結されている弁と、前記第1の供給源のブロー流体よりも高い圧力にあるブロー流体の第2の供給源に連結されている弁とを備えることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載のアセンブリ。
  10. 前記制御アセンブリは、前記ブローピンに連結されており、かつ、前記容器の中に吹き込まれる前記ブロー流体を前記少なくとも1つの排出出口に向かって排出することが可能である、膨張弁を備え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アセンブリ。
  11. 前記制御アセンブリは、前記ブロー流体をブロー流体供給源に搬送することによって、前記容器の中に吹き込まれる前記ブロー流体を再循環させることが可能な再循環弁を備え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アセンブリ。
  12. 前記弁は、前記ブローピン(1)に対して実質的に垂直な方向において狭められているハウジング(24、26、28、30)内に配置されていることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載のアセンブリ。
  13. 前記制御アセンブリは、前記弁のためのパイロット制御装置を収容するケーシング(5)を備え、および、前記ケーシング(5)は、前記弁を収容する前記ユニットの前部上に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項4から12のいずれか一項に記載のアセンブリ。
  14. 前記ケーシング(5)は、ねじ(8)を使用して、前記弁を収容する前記ユニット(4)上にねじ留めによって取り付けられており、および、前記ねじ(8)の頭部は前記アセンブリの前部に向かって方向付けられていることを特徴とする請求項13に記載のアセンブリ。
  15. 前記弁は電磁弁であることを特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載のアセンブリ。
  16. 前記電磁弁のための前記パイロット制御装置は電気機械式または電空式であることを特徴とする請求項15に記載のアセンブリ。
  17. 前記電磁弁を収容する前記ユニット(4)内に備えられている前記電磁弁のハウジング(24、26、28、30)の各々は、前記電磁弁の可動コアを収容することが可能な前記電磁弁のチャンバを、前記電磁弁を収容する前記ユニット(4)内において直接的に画定するように、機械加工されていることを特徴とする請求項16に記載のアセンブリ。
  18. 前記電磁弁を収容する前記ユニット(4)の前記ハウジング(24、26、28、30)の各々は、それぞれ1つの電磁弁カートリッジを受け入れる形状にされていることを特徴とする請求項15または16に記載のアセンブリ。
  19. ブロー成形金型内にその本体が封入されている熱可塑性材料で作られたブランクから、加圧流体を使用して容器をブロー成形するための機械であって、この機械は、前記ブランクの内側に機能的かつ封止状に連結される形に形成されている一方の末端を有するノズルを備え、および、予備ブロー成形のための中圧に加圧された流体のそれぞれ1つの供給源と、ブロー成形のための高圧に加圧された流体の供給源と、予備ブロー流体/ブロー流体を排出するための排出口とに対して前記ノズルを選択的に連結するための複数の弁を備える機械において、請求項1から18のいずれかに記載の少なくとも1つの制御アセンブリを備えることを特徴とするブロー成形機。
  20. 前記ブローピン(1)の移動の制御が、前記制御アセンブリに案内かつ固定されておりかつローラ(34)上のカムによって駆動される装置(33)によって確実なものにされることを特徴とする請求項19に記載のブロー成形機。
  21. 前記ピン(1)は溝(10)を備えており、および、この溝(10)の中を案内されるフォーク(35)が、前記カム上の前記ローラ(34)の動きを前記可動装置(33)と前記ブローピン(1)とのスライド移動に変換することを確実なものにすることを特徴とする請求項20に記載のブロー成形機。
  22. 前記駆動ローラ(34)を前記カム上に維持するために加えられる反対の力が、機械ばねによって、または、前記ブローピン(1)に固定されておりかつ同中心であるピストンの形態で組み込まれている空気ばねによって生じさせられ、および、前記空気ばねは、上部部分が加圧されているチャンバ内を移動することを特徴とする請求項20または21のいずれか一項に記載のブロー成形機。
  23. 前記ブローピン(1)の移動の制御は空気圧式に確保されており、および、前記ブローピン(1)は、上部部分と下部部分とが空気分配器に連結されているチャンバの中を移動する同心ピストンに固定されていることを特徴とする請求項19に記載のブロー成形機。
  24. 前記ブローピン(1)の下方位置が、前記ブローピン(1)上で調節されることが可能な止め具(11)によって実現され、および、前記止め具(11)は、前記ブローピン(1)を収容する本体(3)の上部部分上の制動接点(13)によって阻止されることを特徴とする請求項19から23のいずれか一項に記載のブロー成形機。
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