JP2011521811A - 容器特にボトルをブロー成形するためのシステム - Google Patents

Abstract

個々のパリソン３から樹脂容器２をブロー成形する設備は、複数の成形ユニット１０を有する。各成形ユニット１０は、少なくとも１つの容器２をブロー成形するための型１１と、個々のパリソン３を軸方向に変形させるように駆動装置１６の動作によって動く少なくとも１つの伸長ロッド１４と、を有し、駆動装置１６は、各成形ユニット１０毎に、成形ユニット１０の伸長ロッド１４に接続された駆動モータ１７を有する。

Description

この発明は、樹脂容器特にボトルをブロー成形するための設備に関する。

ボトリング工業において、例えばＥＰ１４４５０９１−Ａ１およびＷＯ０２２４４３５−Ａ１の特許出願に記載されている樹脂ボトルの製造に用いる従来技術の設備は、第１の長手方向軸を中心に回転するように取り付けられたブロー成形ホイールを備えている。このホイールは、複数のブロー成形ユニットを備え、これらユニットが該ホイールによって上記第１の軸を中心として回転して供給される。上記ユニットは、個々のパリソンから少なくとも１つのボトルをブロー成形するための型を有し、パリソンを軸方向に変形させるように設計された少なくとも１つの伸長ロッドと協働する。

一般的に、上記伸長ロッドは、駆動装置によって上記第１の軸と平行な線に沿って移動し、上記駆動装置は、各伸長ロッド毎に、第１のカムと、この第１のカムに係合する第１のタペットローラと、を備えている。

上記の設備は、さらに、パリソンを熱的に調整するための加熱炉と、パリソンを上記加熱炉を通して進行させる第１供給装置と、パリソンを上記第１供給装置から上記ブロー成形ホイールへと順次移送するために第２の長手方向軸を中心として回転するように取り付けられた第１移送ホイールと、ボトルを上記ブロー成形ホイールから第２供給装置へと順次移送するために第３の長手方向軸を中心として回転するように取り付けられた第２移送ホイールと、を備えており、上記第２供給装置が、上記ボトルをボトル充填装置あるいは別のコンベア装置へと供給する。

通常、各々の移送ホイールは、上記の第２の軸もしくは第３の軸を中心として回転するように取り付けられたドラムと、各パリソンもしくは各ボトルを第２の軸もしくは第３の軸を中心として供給するように上記ドラムに取り付けられた複数の把持・搬送ユニットと、を備えている。上記把持・搬送ユニットは、ドラムに対して各々の第４の軸を中心として回転するように回転可能に接続された支持アームを備えており、さらに、この支持アームに対して各々の第５の軸を中心として回転するように上記支持アームに回転可能に接続された把持部材と、上記把持・搬送ユニットを各々の第４の軸および第５の軸を中心として傾けるように設計された配向装置と、を備えている。

上記配向装置は、各把持・搬送ユニット毎に、第２カムと、第３カムと、各支持アーム上に設けられて上記第２カムに係合する第２タペットローラと、各把持部材上に設けられて上記第３カムに係合する第３タペットローラと、を備えている。

各々の第４の軸および第５の軸を中心として把持・搬送ユニットの向きが変わることで、第１供給装置からブロー成形ホイールへのパリソンの移送ならびにブロー成形ホイールから第２供給装置へのボトルの移送を、第１供給装置に沿ったパリソンの間隔、成形ユニットの間隔および第２供給装置に沿ったボトルの間隔に沿って、適切に行うことが可能となる。

しかしながら、上述した形式の従来のボトル用ブロー成形設備においては、第１のサイズのパリソンおよびボトルから該第１のサイズとは異なる第２のサイズのパリソンおよびボトルへの変更が、第１，第２，第３カムを交換する時間がそれぞれ必要であることに主に起因して、担当作業員にとって非常に難しく、かつ設備の設定時間が比較的長く掛かる、という欠点がある。

本発明は、上記のような欠点を解消し、かつ簡単かつ安価に実施することが可能な樹脂容器とりわけボトルを製造するためのブロー成形設備を提供することを目的としている。

従って、本発明によれば、特許請求の範囲に記載のように、樹脂容器とりわけボトルをブロー成形する設備が提供される。

本発明の設備の好ましい実施例を、明瞭化のために一部を取り除いた形で示した平面図。 図１の第１の要部を、明瞭化のために一部を取り除いた形で示した平面図。 図２の要部を、明瞭化のために一部を取り除いた形で示した側面図。 図２，図３の細部の異なる実施例を、第１の動作位置において、明瞭化のために一部を取り除いた形で示した平面図。 図２，図３の細部の異なる実施例を、第２の動作位置において、明瞭化のために一部を取り除いた形で示した平面図。 図１の第２の要部を、第１の動作位置において、明瞭化のために一部を取り除いた形で示した側面図。 図５ａの要部を、第２の動作位置において、明瞭化のために一部を取り除いた形で示した側面図。 図５の細部の異なる実施例を、明瞭化のために一部を取り除いた形で示した側面図。 第２の実施例に沿った図５ａの要部を、明瞭化のために一部を取り除いた形で示した側面図。 第２の実施例に沿った図５ｂの要部を、明瞭化のために一部を取り除いた形で示した側面図。

図１において、参照符号１は、樹脂容器をブロー成形する設備の全体を示しており、この具体例では、樹脂容器は、公知の形式の個々のパリソン３（図５）からなる樹脂ボトル２（図３）であって、個々の樹脂ボトル２は、細長いカップ状の本体４を有し、この本体４が、外側にネジを備えた開口端部５と、本体４自体の外表面から半径方向外側へ延びた環状の首部６と、を備えている。

上記設備１は、ブロー成形機７を有し、このブロー成形機７がブロー成形ホイール８を備えている。このブロー成形ホイール８は、図１の紙面に対し直角となる実質的に垂直な長手方向軸９を中心として連続的に回転するように取り付けられており、該ホイール８の端部に取り付けられた複数の成形ユニット１０が、所定の間隔でもって上記軸９の周囲に均等に配置され、かつホイール８によって軸９を中心に進むようになっている。

各ユニット１０は型１１を有し、この型１１は、開位置と閉位置との間で動く図示しない公知の形式の２つの半割型を備える。上記の開位置においては、パリソン３の受け取りあるいはボトル２の放出のために、これらの半割型が所定距離だけ互いに離れた位置となり、上記の閉位置においては、これらの半割型（図示せず）の内側に少なくとも１つの成形キャビティ１２が形成される。このキャビティ１２は、ボトル２の形状を有し、頂部における首部６よりも小径の孔１３において外部に開口している。上記型１１は、キャビティ１２内側のパリソン３内に圧縮空気を吹き込むように設計された図示しない公知の形式の空気圧装置とともに作動する。

図５に示すように、各キャビティ１２は、各々の伸長ロッド１４とともに作動する。伸長ロッド１４は、軸９と平行な垂直線１５に沿って延び、かつキャビティ１２と同軸となる位置に取り付けられている。この伸長ロッド１４は、該ロッド１４が各々のパリソン３の実質的に外部に位置する上昇位置（図５ａ）と、ロッド１４が線１５に沿った軸方向に伸びるようにして各パリソン３に係合する下降位置（図５ｂ）と、の間で、線１５に沿って移動する。

伸長ロッド１４は、駆動装置１６によって線１５に沿って動く。駆動装置１６は、各伸長ロッド１４に対して各々駆動モータ１７を有し、この駆動モータ１７は、ユニット１０の取付ブラケット１８に固定されており、線１５と平行な長手方向軸２０を中心に回転するように取り付けられた出力シャフト１９を有する。この出力シャフト１９は、伸長ロッド１４が取り付けられたプレート２１に、リードナット・スクリュー機構を介して接続されており、モータ１７により回転駆動されることで、伸長ロッド１４がその上昇位置と下降位置との間で直線的に移動するようになっている。

より詳しくは、各駆動モータ１７は、電気モータ１７ａ（この具体例ではブラシレス電気モータ）および制御エンコーダ１７ｂを備え、上記制御エンコーダ１７ｂは、他の電気モータ１７ａのエンコーダ１７ｂとともに、電子制御ユニット２２に接続されている。この電子制御ユニット２２は、モータ１７の動作ひいては線１５に沿った伸長ロッド１４の動きをパリソン３のサイズに応じて、つまりパリソン３の寸法や形状に応じて、制御するように設計されている。

図示しない他の実施例においては、リードナット・スクリュー接続を用いずに、例えば、ベルト伝動機構や、各駆動モータ１７としてリニアモータが代わりに用いられる。

図７ａおよび図７ｂに示す実施例においては、伸長ロッド１４がリニア電気モータ１００に直接に接続されており、該モータ１００が伸長ロッド１４を垂直に動かす。

モータ１００は、また、非リニア形式のものであってもよい。

リニア電気モータ１００を使用することで、伸長ロッド１４を非常に高速で駆動することが可能となる。

より詳しくは、伸長ロッド１４は、毎秒１．５ｍ以上に達する平均速度でもって垂直に移動する。

設備の第１の構成においては、伸長ロッド１４は、毎秒１．５ｍ〜３ｍの平均速度でもって垂直に移動する。

設備の第２の構成においては、伸長ロッド１４は、毎秒３ｍ〜６ｍの平均速度でもって垂直に移動する。

これは、実際のところ、非常に有利な側面であり、パリソン３を高速で伸長させることは、ボトル２を構成する樹脂に歪み硬化作用を与え、材料の機械的特性を改善する、ということが観察されている。

このようにして、ボトル２の製造に使用される樹脂の量をさらに低減することができ、ボトル２の製造コストが大幅に抑制されるとともに設備の環境への影響が少なくなる。

ロッド１４の伸長速度の増加は、また、パリソン３のブロー成形に使用される流体圧を３０bar未満にできることを意味する。

特に、７〜２５barの圧力でもって流体を適用することができる。

これは、ロッド１４に与えられる高い伸長速度によって可能となる。

図６に示す実施例は、図５に示す実施例とは、各ロッド１４を下降位置から上昇位置へと動かすために各モータ１７が各々のプッシュ装置２３とともに作用する、という点のみで異なっており、上記プッシュ装置２３は、この具体例では、空気圧補償シリンダ２４からなり、その出力ロッド２５の自由端が各プレート２１に固定されている。

図１に示すように、上記の設備は、さらに、パリソン３の樹脂材料をそのガラス転移温度よりも高い温度へと熱的に調整するための公知の形式の加熱炉２６と、パリソン３を上記加熱炉２６へと供給するための公知の形式の供給ホイール２７と、各パリソン３を加熱炉２６から各々の成形ユニット１０へ移送するための第１移送ホイール２９と、各々の成形ユニット１０から、ボトル２への充填を行う通常の設備（図示せず）における通常の供給ライン（図示せず）あるいはボトル２の外部供給ライン（図示せず）へ、各ボトル２を移送する第２移送ホイール３０と、を備えている。

各々のホイール２９，３０は、線１５と平行な実質的に垂直な長手方向軸３２を中心として連続的に回転するように取り付けられたドラム３１と、このドラム３１の周縁に沿って取り付けられた複数の把持・搬送ユニット３３（この具体例では６個の把持・搬送ユニット３３）と、を有しており、上記把持・搬送ユニット３３はドラム３１から半径方向外側へ突出し、かつ該ドラム３１によって軸３２を中心に進行する。

図２，図３に示すように、各々のユニット３３は、支持アーム３４を備えるとともに、把持部材３６を搭載している。上記支持アーム３４は、軸３２の横方向へ延び、ドラム３１に対して線１５と実質的に平行な回動軸３５を中心として回転するように、ドラム３１にヒンジされている。上記把持部材３６は、軸３２の横方向へ延び、かつ、クランクレバー３６ａを備えている。このクランクレバー３６ａは、アーム３４に対して線１５と実質的に平行な回動軸３７を中心として回転するように、アーム３４にヒンジされている。

上記部材３６は、また、２つのアーム３８からなるフォーク状の形状をなす把持要素３６ｂを備えている。これらのアーム３８は、線１５と平行な各々の回動軸３９を中心に、個々のボトル２ないしパリソン３を開放する位置（図示せず）とクランプする位置（図２）との間で往復動作するように取り付けられており、アーム間に介装されたスプリング４０によって通常はクランプ位置を保持し、アーム３８がボトル２ないしパリソン３を掴んでいる。

上記ユニット３３は、アクチュエータ装置４１によって各々の軸３５，３７を中心として向きが変わる。上記アクチュエータ装置４１は、各ユニット３３毎に、各々の第１駆動モータ４２と第２駆動モータ４４とを備えている。上記第１駆動モータ４２は、ドラム３１に取り付けられているとともに、線１５と平行な出力シャフト４３を有し、この出力シャフト４３にアーム３４がキー結合されている。上記第２駆動モータ４４は、各々のアーム３４に固定されているとともに、線１５と平行な出力シャフト４５を有し、この出力シャフト４５にクランクレバー３６ａがキー結合されている。

使用時には、ホイール２９，３０が各々の軸３２を中心に回転すると同時に、支持アーム３４が軸３５を中心として、把持部材３６が軸３７を中心として、それぞれ傾くことによって、ホイール２９は、加熱炉２６の間隔に応じてパリソン３を受け取り、これらを成形ユニット１０の間隔に応じてブロー成形機７へと解放し、またホイール３０は、成形ユニット１０の間隔に応じてボトル２を受け取り、これらを上述した供給ライン（図示せず）の間隔に応じて上述した充填設備（図示せず）へと解放し、あるいは上述した外部供給ライン（図示せず）の間隔に応じて該外部供給ラインへと解放する。

より具体的には、各駆動モータ４２，４４は、電気モータ４２ａ，４４ａ（この具体例ではブラシレス電気モータ）および制御エンコーダ４２ｂ，４４ｂを備え、上記制御エンコーダ４２ｂ，４４ｂは、他の電気モータ４２ａ，４４ａのエンコーダ４２ｂ，４４ｂとともに、上記電子制御ユニット２２に接続されている。この電子制御ユニット２２は、モータ４２ａ，４４ａの動作ひいては各々の軸３５，３７を中心とした把持・搬送ユニット３３の向きを、ボトル２およびパリソン３のサイズに応じて制御するように設計されている。

図４に示す実施例は、図２，図３に示した実施例とは、把持部材３６に代えて各々把持ユニット４６を備えている点のみが異なる。把持ユニット４６は、軸３７を中心に回転するように各々のアーム３４にヒンジされたロッカアーム４７を備える。このロッカアーム４７は、互いに反対側に第１アーム４８と第２アーム４９とを備え、第１アーム４８は、把持要素３６ｂに類似した把持要素５０ａを備え、第２アーム４９は、把持要素３６ｂに類似した２つの把持要素５０ｂを備える。これら２つの把持要素５０ｂは互いに平行でかつ把持要素５０ａに対し平行であり、把持要素５０ａの凹部と反対側に凹部を有している。

使用時には、ブロー成形すべきボトル２のサイズや各々の型１１における成形キャビティ１２の個数に応じて、駆動モータ４４によって把持ユニット４６が各々の軸３７を中心として選択的に傾くことができる。特に、単一のボトル２をブロー成形するために各型１１が単一の成形キャビティ１２を具備する場合には、把持要素５０ａが動作位置へと各ホイール２９，３０の外側へ向かって移動するとともに把持要素５０ｂが休止位置（図４ａ）へと各ホイール２９，３０の内側へ向かって移動し、２つのボトル２をブロー成形するために各型１１が２つの成形キャビティ１２を具備する場合には、把持要素５０ａが休止位置へとホイール２９，３０の内側へ向かって移動するとともに把持要素５０ｂが動作位置（図４ｂ）へと各ホイール２９，３０の外側へ向かって移動する。

図示しない他の実施例においては、各々の支持アーム３４がドラム３１に対しスライド可能に接続され、かつ各々の把持部材３６ないし把持ユニット４６が各支持アーム３４に対しスライド可能に接続される。あるいは、各把持・搬送ユニット３３の一方の要素がスライド可能であるとともに他方の要素が回転可能となっている。

さらに、図示しない他の可能な実施例においては、上記配向装置４１として、把持・搬送ユニット３３と、上記接続要素３４を動かす第１駆動モータ４２と、を有するものの、把持部材３６がカムやスライダのような運動連係によって駆動される。

あるいは、図示しない別の可能な実施例においては、上記配向装置４１が、各把持・搬送ユニット３３毎に、把持部材３６，４６を動かすための第１駆動モータ４２を備えているものの、上記接続要素３４がカムやスライダのような運動連係によって駆動される。

Claims (16)

1. パリソン（３）の各々から樹脂容器（２）特にボトルをブロー成形する設備のための移送ホイールであって、
   この移送ホイールは、第１の長手方向軸（３２）を中心として回転するように取り付けられたドラム（３１）と、各々把持部材（３６，４６）を備えるとともに、該把持部材（３６，４６）を上記ドラム（３１）に接続する少なくとも１つの接続要素（３４）を含み、個々のパリソン（３）ないし個々の容器（２）を上記第１の軸（３２）を中心として供給するように各々上記ドラム（３１）に取り付けられた複数の把持・搬送ユニット（３３）と、各接続要素（３４）を上記ドラム（３１）に対して動かすとともに各把持部材（３６，４６）を各々の接続要素（３４）に対して動かす配向装置（４１）と、を備え、
   上記配向装置（４１）は、各把持・搬送ユニット（３３）毎に、上記接続要素（３４）もしくは上記把持部材（３６，４６）を動かす第１駆動モータ（４２）と、上記接続要素（３４）および上記把持部材（３６，４６）の他方を動かす第２駆動モータ（４４）と、を備えることを特徴とする移送ホイール。
2. 上記接続要素（３４）の各々は、上記ドラム（３１）に対して個々の第２の軸（３５）を中心として回転するように該ドラム（３１）に回転可能に接続された支持アーム（３４）を有し、上記把持部材（３６，４６）の各々は、上記支持アーム（３４）に対して個々の第３の軸（３７）を中心として回転するように個々の支持アーム（３４）に回転可能に接続されており、上記第１駆動モータ（４２）の各々は、各支持アーム（３４）を上記第２の軸（３５）を中心として傾け、上記第２駆動モータ（４４）の各々は、各把持部材（３６，４６）を上記第３の軸（３７）を中心として傾ける、ことを特徴とする請求項１に記載の移送ホイール。
3. 上記の第１，第２，第３の軸（３２，３５，３７）が互いに実質的に平行であることを特徴とする請求項２に記載の移送ホイール。
4. 上記駆動モータ（４２，４４）の各々が電気モータ（４２ａ，４４ａ）を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の移送ホイール。
5. 上記駆動モータ（４２，４４）の各々が、上記電気モータ（４２ａ，４４ａ）の各々の動作を制御するためのエンコーダ（４２ｂ，４４ｂ）をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の移送ホイール。
6. 上記駆動モータ（４２，４４）の各々の動作を制御する論理制御装置（２２）をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の移送ホイール。
7. 上記把持部材（３６）の各々が、パリソン（３）もしくは容器（２）を保持するための単一の要素（３６ｂ）を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の移送ホイール。
8. 上記把持部材（４６）の各々が、個々のパリソン（３）もしくは容器（２）を保持するための少なくとも２つの要素（５０ａ，５０ｂ）を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の移送ホイール。
9. 上記把持部材（４６）の各々が、第１のサイズのパリソン（３）もしくは容器（２）を保持する第１の要素（５０ａ）と、該第１の要素（５０ａ）の反対側において、第１のサイズとは異なる第２のサイズの個々のパリソン（３）もしくは容器（２）を保持する２つの第２の要素（５０ｂ）と、を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の移送ホイール。
10. パリソン（３）の各々から樹脂容器（２）特にボトルをブロー成形する設備のための移送ホイールであって、
    この移送ホイールは、第１の長手方向軸（３２）を中心として回転するように取り付けられたドラム（３１）と、各々が少なくとも１つのパリソン（３）ないし少なくとも１つの容器（２）を上記第１の軸（３２）を中心として供給するように各々上記ドラム（３１）に取り付けられた複数の把持・搬送ユニット（３３）と、を備え、
    上記把持・搬送ユニット（３３）の各々が、個々のパリソン（３）もしくは容器（２）を保持する少なくとも１つの第１および第２の要素（５０ａ，５０ｂ）を有するとともに、上記第１，第２の要素（５０ａ，５０ｂ）を各々の休止位置および動作位置の間で選択的に動かす配向装置（４１）を備え、
    上記配向装置（４１）は、各把持・搬送ユニット（３３）毎に、上記の第１の把持要素（５０ａ）を休止位置へ上記の第２の把持要素（５０ｂ）を動作位置へと、あるいはその逆へと、選択的に動かす個々の駆動モータ（４４）を備え、これにより、上記第１，第２の要素（５０ａ，５０ｂ）が互いに選択的に動作位置となる、ことを特徴とする移送ホイール。
11. 上記把持・搬送ユニット（３３）の各々は、上記第１，第２の要素（５０ａ，５０ｂ）を有する把持部材（３６，４６）を備え、さらに、この把持部材（３６，４６）を上記ドラム（３１）に接続する少なくとも１つの接続要素（３４）を備えることを特徴とする請求項１０に記載の移送ホイール。
12. 各把持・搬送ユニット（３３）毎に、各接続要素（３４）を上記ドラム（３１）に対して動かす第１駆動モータ（４２）と、各把持部材（３６，４６）を各接続要素（３４）に対して動かす第２駆動モータ（４４）と、をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の移送ホイール。
13. 上記接続要素（３４）の各々は、上記ドラム（３１）に対して個々の第２の軸（３５）を中心として回転するように該ドラム（３１）に回転可能に接続された支持アーム（３４）を有し、上記把持部材（３６，４６）の各々は、上記支持アーム（３４）に対して個々の第３の軸（３７）を中心として回転するように個々の支持アーム（３４）に回転可能に接続されており、上記第１，第２駆動モータ（４２，４４）が、各々の支持アーム（３４）および各々の把持部材（３６，４６）を上記第２，第３の軸（３５，３７）を中心として傾ける、ことを特徴とする請求項１２に記載の移送ホイール。
14. 上記第１，第２駆動モータ（４２，４４）の各々が電気モータ（４２ａ，４４ａ）を備えることを特徴とする請求項１２または１３に記載の移送ホイール
15. 上記第１，第２駆動モータ（４２，４４）の各々が、上記電気モータ（４２ａ，４４ａ）の各々の動作を制御するためのエンコーダ（４２ｂ，４４ｂ）をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の移送ホイール。
16. 上記第１，第２の要素（５０ａ，５０ｂ）は、異なるサイズのパリソン（３）ないしは容器（２）を保持するための形状およびサイズを有することを特徴とする請求項１０〜１５のいずれかに記載の移送ホイール。

Images