JP2016511173A - プリフォームから中空体を成形するための金型及びこのような金型を備える機械 - Google Patents

Abstract

本発明は、中空体のプリフォーム４から該中空体２を成形するための金型１に関する。金型は、成形される中空体２の形状を有する型穴１６を形成し、第１の部品１８と第２の部品２０とを備える。部品１８、２０は、プリフォーム４を型穴１６内部へ装填できる金型１の開いた形態と型穴１６が形成される金型１の閉じた形態との間で相互に対して移動可能であり、金型１は、更に閉じた形態の金型１をロック位置に維持するように配置されたロック要素４０を備える。金型は、ロック要素４０が少なくともスリーブ部４２を備え、スリーブ部４２は、スリーブ部４２が第１の及び第２の部品１８、２０の一部３４を取り囲んで、金型１が金型１のロック位置において金型の開いた形態へ向かって移動するのを防止するように、閉じた形態の第１の及び第２の部品１８、２０の部分３４の周りに配置されることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、中空体のプリフォームから該中空体を成形するための金型に関し、金型は、成形される中空体の形状を有する型穴を形成し、第１の部品と第２の部品とを備える。第１の部品と第２の部品は、プリフォームを型穴内部へ装填できる金型の開いた形態と型穴が形成される金型の閉じた形態との間で相互に対して動くことができ、金型は、更に、閉じた形態の金型を、金型のロック位置に維持するように配置された、ロック要素を備える。

本発明は、また、この金型を用いて中空体のプリフォームから該中空体を製造するための機械に関する。

本発明は、例えば、容器などの中空体を製造するためのものであって、プリフォームが型穴の形状を取得するようにプリフォームを変形し、金型から容器成形品をアンロードするために、プラスチック材料で作られたプリフォームから開始し、ブロー成形又は射出延伸ブロー成形（ＩＳＢＭ）など、いわゆる「液圧成形工程」又は「ブロー成形工程」において、連続する金型へプリフォームを装填し、プラスチック材料のガラス化温度を上回る温度に加熱されたプリフォームへ気体又は液体流体を注入する機械を用いて、中空体を製造することを意図している。
従来、このような機械は、充分な処理量を有する連続工程を持つために、成形作業又は容器の閉栓作業など各種の作業を、各々回転運動して金型又はプリフォーム又は容器を運搬するホイール又は回転コンベア（carousel）を有する異なるステーションにおいて実施する。

このような機械及び工程において、金型は、プリフォームを装填し容器成形品をアンロードするために頻繁に開閉しなければならず、同時に、高圧で流体を注入する際に又は機械のステーションにおいてホイールによって運搬されるとき金型が移動する際に、金型が開くのを防止するために、閉じた形態で堅固にロックされる必要がある。

従来の機械においては、ホイールに取り付けられた金型ホルダが金型の開閉及びロック作業を実施することが、提案されている。従って、各金型ホルダは、金型内部へプリフォームを装填できるようにするために、金型ホルダが運搬する金型を開くように配置され、プリフォームが装填されたら金型を閉じてロックするための手段を備えるか、又はこのような手段に結合される。この手段は、ホイールの回転及び容器の成形時に金型を閉じられロックされたまま維持し、かつ最終的に再び金型をアンロックし開いて容器成形品を金型から取り出せるようにする。従って、金型ホルダは、金型を開閉できるようにするために構造的に複雑であり、多くの部品及び凹部を備える。更に、液圧成形の場合、金型ホルダの設計は、湿潤環境及び必要な洗浄処置に対処するためにステンレス鋼又は他の非腐食性材料又はコーティングで製造しなければならないので、制約を受ける。金型保持装置は、また、高い回転速度における慣性に耐えなければならない。回転速度は、ホイールの直径だけでなく、空気成形に比べた場合製品がプリフォーム及び成形された容器に収容されることによる重量の増大にも依存する。更に、液圧成形は、高い成形圧力例えば５０バールを許容するので、成形された容器に非常にはっきりとしたプリントを生じるが、同時に金型保持装置に対して非常に高い機械的制約を生じる。このような装置を設計する際、金型ホルダの開閉による機械的衝撃も考慮しなければならない。これらの制約の全ては、金型ホルダを非常に込み入ったものにし、そのことが、ホイールによって運搬される金型の数を制限し、ホイール上の連続する金型ホルダの間の距離又はピッチを増大する。

従って、成形ステーションにおいて十分な処理量を持つためには、ホイールの回転速度を上げる必要がある。回転速度の上昇は、ホイールの遠心力を増大して、プリフォームへ注入された流体のこぼれを引き起こす可能性がある。実際、周速が高すぎる場合、成形工程の終了時に、成形ノズルが上昇すると、遠心力は、型穴の上部において液体のこぼれを生じる可能性がある。これは、特に、液圧成形の場合、こぼれた液体が金型及び金型ホルダを汚すので、問題がある。金型ホルダは、込み入った構造なので、洗浄が難しく、金型ホルダを洗浄することは、ホイールの回転を停止することを意味するので、成形ステーションの処理量を減少する。金型及び金型ホルダの洗浄が不十分であると、液圧成形法において相互汚染を引き起こす可能性がある。従って、ホイールの回転速度は、上記の問題を回避するために、必然的に制限される。

同じ問題が、中空体が金型に入れられたプリフォームから製造される場合、容器の成形以外の分野においても生じる可能性がある。

本発明の目的の１つは、より単純な構造の金型及び機械を提案することによって、上記の問題を解決することであり、金型は、よりコンパクトでより単純な金型ホルダと共に作動する。

この目的のために、本発明は、上述の形式の金型に関するものであり、ロック要素は、少なくともスリーブ部を備え、スリーブ部は、閉じた形態において第１の部品及び第２の部品の一部の周りに配置されるので、スリーブ部がこの部分を取り囲んで、金型のロック位置において金型がその開いた形態へ移動するのを防止する。

閉じた形態にある金型のロックは、金型に係合するロック要素によって実施される。従って、金型のロックは、金型ホルダによって行われるのではなく、これによって金型ホルダを単純化し、よりコンパクトにできる。従って、機械のホイール上の金型ホルダの数を増大でき、それによって、機械の処理量を改良できる。更に、金型のロック要素は、非常に単純な構造を持ち、これによってロック要素をコンパクトにし、かつ金型の第１の部品及び第２の部品との係合及び第１の部品及び第２の部品からの離脱を容易にする。

本発明に係る金型の別の特徴によれば、
−ロック要素は、更に、一方の端でスリーブ部を閉じるボトム部を備え、第１の部品及び第２の部品はロック位置においてボトム部の上に着座する。
−ボトム部は、ロック位置において型穴の一部を形成し、型穴を閉じる。
−成形される中空体は、首部、本体及び底部を有する容器であり、第１の及び第２の部品の中空凹部は、閉じた形態にあるとき、容器の本体の形状を画定し、ボトム部は、成形される容器の底部の形状を有する底面を備える。
−第１の及び第２の部品は、各々製造される中空体の部分の形状を有する中空凹部を備え、第１の及び第２の部品の中空凹部は、閉じた形態において、相互に対面して、一緒に金型の型穴を形成する。
−第１の及び第２の部品は、閉じた形態において円筒形外輪郭を形成し、スリーブ部は、円筒形外輪郭の一部の形状を有する内側開口部を有し、スリーブ部は、ロック位置においてスリーブ部が取り囲む第１の及び第２の部品の部分に対して実質的に相補的である。
−第１の及び／又は第２の部品は、スリーブ部よって取り囲まれた部分の外部において閉じた形態の金型の外面に延在する少なくとも１つの第１の溝を備え、ロック要素のスリーブ部は、スリーブ部の外面に延在する少なくとも１つの第２の溝を備える。この溝は、金型ホルダと協働して金型をロック位置に維持するように配置される。

本発明は、中空体のプリフォームから該中空体を製造するための機械にも関するものであり、この機械は、少なくとも１つの第１の形式の金型ホルダ及び上述の少なくとも１つの金型を備え、第１の形式の金型ホルダは、金型をそのロック位置に維持するために、閉じた形態の金型の第１の部品及び第２の部品の一部の周りに金型のロック要素のスリーブ部を維持するための手段を備える。

機械の金型ホルダは、金型と協働して、金型をそのロック位置に維持する。この協働は、非常に単純に実施できるので、金型を閉じた形態に維持するためのロック手段を備える従来の金型ホルダに比べて、金型ホルダ及び金型の体積を減少する。

本発明に係る機械の別の特徴によれば、
−金型ホルダは、少なくとも第１の突出部と第２の突出部とを備え、突出部は、金型が金型ホルダによって運搬されるとき金型の第１の及び第２の溝に係合して、金型の軸方向に沿って金型を金型ホルダの中に保持し、金型をそのロック位置に維持する。
−金型ホルダは、金型の軸方向に対して実質的に平行の軸の周りで回転移動可能なホイール上に取り付けられる。
−金型ホルダは、更に、ホイールの半径方向に沿って金型を金型ホルダの中に保持するための手段を備える。
−金型を半径方向に維持する手段は、金型をスリーブへ導入できるアンロック位置とスリーブが金型を取り囲んで金型がホイールの半径方向に沿って移動するのを防止するロック位置との間で移動可能なスリーブを備える。
−機械は、また、少なくとも１つの第２の形式の金型ホルダを備え、第２の形式の金型ホルダは、相互に対して移動可能でありかつそれぞれ第１の及び第２の部品と協働するように配置された２つのあご部を備え、あご部は、第１の部品及び第２の部品を金型の開いた形態と閉じた形態との間で移動できる。
−機械は、プリフォームから容器を製造するための機械であり、少なくとも、容器を形成するための容器成形ステーションを備え、成形ステーションは、流体の注入がプリフォームを変形するように金型に入れられたプリフォーム内へ気体又は液体成形流体を注入するための手段を備える。プリフォームは、型穴の形状を取得する。成形ステーションは複数の金型ホルダを備える。

本発明のその他の形態及び利点は、添付図面を参照して例として示す以下の説明を読むことによって明らかになる。

開かれ、アンロック位置にある本発明に係る金型の斜視図であり、金型は金型ホルダと協働する。 閉じられ、アンロック位置にある図１の金型の側面図であり、金型の一部が切り取られている。 閉じられ、ロック位置にある図２の金型の側面図である。 閉じられ、ロック位置にある金型の、金型ホルダから解放された斜視図である。 金型ホルダへ金型を装填する際に別の金型ホルダと協働する図４の金型の斜視図である。 図５の金型及び金型ホルダの斜視図であり、金型ホルダは金型を全方向にロックしている。 本発明に係る機械を用いて容器を成形する方法において様々な段階における金型及び容器を示す図である。

本発明は、プリフォームから例えば容器、好ましくは形作られた容器（shaped containers）を製造するための機械を提供する。

本明細書において使用する場合、「容器」は、消費材を貯蔵するための容器に関する。容器は、容器壁の内面によって形成された内部空洞を有する。内部空洞は、容器の貯蔵容積を形成する。飲料の場合、約１００〜５００ミリリットルの貯蔵容積を有するシングルサーブ容器（single serve containers）、約５００〜３０００ミリリットルの容積を有するマルチサーブ容器（multi-serve containers）、並びに約３０００ミリリットル〜約３０リットル以上の容積を有する大型容器が、広く知られている。薬液の貯蔵などの他の用途の場合、もっと小さい容器のサイズも知られている。燃料など更に別の用途の場合、もっと大きい容器のサイズが知られている。容器の内部空洞は、開口部を介して外部からアクセス可能である。開口部は、キャップ又は蓋などの閉封体によって閉封できる。閉封体は、容器の一体的部分として、例えばヒンジによって容器の外壁に可動的に接続できる。閉封体は、ネジ蓋又は王冠（crown）など、容器に永久的には取り付けられない別個の部品とすることもできる。閉封体は、容器を繰り返し開閉できるように容器に可逆的に取付け可能にできる。閉封体は、スポーツキャップなど、使用者が開封位置から閉封位置へ移動できる可動部品を備えることができる。

容器の形状は、容器壁の外面によって画定される。原則的に、容器は、任意のサイズ及び形状を持つことができる。容器は、開口部を含むトップ部と、トップ部の反対側の底部と、トップ部と底部を接続する中央部即ち本体とを持つことができる。容器のトップ部から底部までの寸法は、長手寸法と呼ばれる。容器は、開口部を取り囲む首部、及び首部を側壁と接続する肩部を備えることができる。容器は、容器を表面上に置くためのベースを含むことができる。ベースは、底部の一部を形成できる。表面上に置いたとき、容器のベースは、少なくとも３点で表面に接触する。ベースは、スタンディングリングなど立面に沿った表面と接触することもできる。側壁は、容器のベースをトップ部の容器の壁と接続する。

本明細書において使用する場合、「形作られた容器」は、幾何学的形状の変化に対して少なくとも部分的に抵抗を与える容器を意味する。例えば、単純なプラスチックポーチは形作られた容器ではなく、プラスチック瓶は形作られた容器である。形作られた容器は、ビン、小型缶（canister）、箱、小型樽（keg）、大型樽（barrel）の形状を含めてほぼどのような形状も取ることができる。外力による変形に対する抵抗は、容器の異なる部分及び容器の異なる方向において異なることができる。ビンなど多くの容器は、実質的に横方向寸法より大きい長手方向寸法を有する。長手方向における変形に対する抵抗は、容器をバルク移送するために積み重ねられるように、横方向における変化に対する抵抗よりずっと大きい場合が多い。

本明細書において使用する場合、「プリフォーム」は、流体媒体を高い圧力で強制的にプリフォームへ入れることによって容器へ変換できる任意の材料片を意味する。プリフォームは、中空本体と、プリフォームの内部容積へアクセスするための開口部を持つ首部とを持つことができる。プリフォームは、下端部において閉じられ、上端部において開口部を持つ首部を有する試験管の形状に類似する形状を持つことができる。プリフォームは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレンフラノエート（polyethylene furanoate）（ＰＥＦ）などのポリエステル、又は低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）又は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などのポリオレフィン、ポリプロピレン（ＰＰ）、又はポリスチレン（ＰＳ）などのスチレン系物質、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などの他の重合体など、任意の適切なプラスチック材から製造できる。

プリフォームは、概略的には、射出成形工程に従って製造され、本発明に係る容器を成形するための機械が配置される現場とは異なる現場で成形できる。変形形態において、射出成形、圧縮成形又は射出圧縮などのプリフォーム製造プラットフォームは、機械に組み込まれる。この事例において、プリフォーム製造工程は、プリフォームの本体ができる限り最適の加工温度に近いままであり、一方その後の歪みを防止するために首部が周囲温度にできるだけ近い温度に維持されるように実施される。この事例において、加熱ステーションをプリフォーム製造プラットフォームに取り替えることができ、かつ処理ステーションはプリフォーム製造プラットフォームの下流に配置される。但し、加熱ステーションは、プリフォーム製造プラットフォームの下流に配置して、プリフォームに付加的熱処理を加えて、プリフォームの加熱プロフィルを最適化し及び／又は処理段階においてプリフォームに任意に導入された汚染除去媒体の活性化を確実にすることができる。

プリフォームを容器に変換する適切な工程は、好ましくはプリフォーム材料のガラス移行温度より高い温度に加熱された加熱プリフォームを用意し、流体媒体を高い圧力でプリフォームの中へ押し込むことである。流体媒体は、プリフォームの本体を拡張させる。拡張時に、プリフォームは、本体が金型の内面に達してその形状に一致するまで拡張するように、金型の中へ配置できる。冷却後、プリフォームの本体は、拡張形態のままであり、容器を形成する。金型の内面を適切に成形することによって、容器の形状を規定できる。開口部を介してプリフォームを拡張する際、首部は、比較的変化せずにそのままにできる。プリフォームを拡張するために適する流体媒体は、与圧空気などの気体媒体（ブロー成形）及び水などの液体媒体（液圧成形）を含む。

本明細書において使用する場合、「金型」は、内面によって形成された内部空洞を有する任意の物体を意味する。金型は、プリフォームの首部にアクセスしこれを保持するための開口部を備えることができる。プリフォームが金型の中に配置されたとき、プリフォームの開口部には、金型の外部からアクセスできる。金型は、概略的に、第１の閉じた形態から第２の開いた形態へ移動できる少なくとも２つの相補的部品を備える。プリフォームは、閉じられた金型がプリフォームの拡張を所望の容器形状に制限するように、金型部品が閉じた形態にあるときに拡張される。開いた形態のとき、プリフォームを型穴の中に配置でき、拡張後に容器完成品を取り出すことができる。金型は、更に、上記の相補的部品に対して長手方向に移動可能でありかつ容器底部のインプリント（imprint）を含むベース金型などの部品を含むことができる。

以下の説明において、本発明に係る金型及び機械については、容器の液圧成形法に関連して説明する。但し、本発明は液圧成形に限定されず、容器の空気成形並びに容器の成形以外の分野にも応用できることが分かるはずである。本発明に係る金型及び機械は、中空体のプリフォームからの該中空体の成形に応用できる。

説明において「上流」及び「下流」は、本発明に係る機械におけるプリフォーム及び容器成形品の循環方向に関連して規定される。

好ましくは、本発明の機械は、プリフォームを容器に変換するために複数の金型を備える。複数の金型を備えることによって、本発明の機械は、複数のプリフォームの変換を下記のように並列的に処理できるので、より高い処理量でプリフォームを容器に変換できる。第１の加熱プリフォームは第１の金型の中へ配置される。第１のプリフォームの拡張が開始されると、第２の加熱プリフォームが第２の金型の中へ装填される。以下同様である。第１の金型は、前の容器が第１の金型から取り除かれた後再び使用される。複数の金型において連続工程で並列的にプリフォームを拡張できるようにするために、個別の金型を、閉ループの製造経路に沿って移送できる。加熱プリフォームを拡張して容器を取り出すために必要な時間は、設備のいくつかの時間的限界又はプラスチック材料自体を理由とするいくつかの技術的制約を考慮すると、特定の値より下に短縮することはできない。従って、各金型は、時間当たり限られた回数しか使用できない。従って、機械の処理量を更に増大するためには、より多くの金型を使用し、かつ金型を並列的に使用する必要がある。増大した数の金型に対処するために、製造経路を延長しなければならず、金型をより速い速度で製造経路に沿って移送しなければならない。

本発明の機械は、連続するプリフォームを連続する金型の中に配置するための金型装填ステーションを備え、各金型は、製造される容器の形状を有する型穴を形成する。

好ましくは、プリフォームは、プリフォーム材料のガラス移行温度より高い温度を持つなどによって拡張の準備が整った形態で金型へ供給される。プリフォームは、連続工程において予定された経路に沿って加熱ステーションを通過してプリフォームを移送するための移送手段を備える加熱ステーションから供給できる。加熱プリフォームを準備し供給するためのオーブンなどの適切な加熱ステーションは周知である。

任意に、上述の加熱ステップを受ける前に、プリフォームは、例えば埃を取り除くために汚染除去又は洗浄するか又は紫外線照射するか又はこれらの結合された又は連続的処理を受けることができる。この事例において、機械は、これらの処理を実施するために加熱ステーションの上流に配置された１つ又はそれ以上の適切なステーションを備えることができる。加熱ステーションは、処理ステップにおいてプリフォームに任意に導入された汚染除去媒体を活性化する温度プロフィルを与えるように配置できる。

本発明の機械は、更に、各プリフォームが型穴によって画定された容器の形状を取得するようにプリフォームを変形するために、各金型に収容されたプリフォームへ気体又は液体流体を注入することによって容器を成形するための成形ステーションを備える。

成形ステーションは、製造経路に沿って連続する金型を移送するための金型移送手段を備えることができる。移送手段は、その中心回転軸の周りで回転しかつその円周に沿って金型を移送するホイールの形式を持つことができる。好ましくは、成形ステーションの移送手段の回転軸は、金型成形ステーションの移送手段の回転軸に対して実質的に平行である。

成形ステーションは、金型に収容されたプリフォームの開口部と係合してプリフォームへ予圧流体を注入し、プリフォームを拡張させるための、ノズルを備えることができる。成形ステーションは、連続する金型に収容されたプリフォームと順次係合する、このようなノズルを、複数備えることができる。

金型は、金型装填ステーションにおいて金型を装填しアンロードするときのみ数回必要とされる開いた形態を有する。成形ステップにおいて、金型が成形ステーションに在るとき、金型は閉じた形態のままでなければならない。

本発明の機械は、更に、好ましくは容器を金型内に保持したまま、成形ステーションにおいて成形された容器を閉封するための閉封ステーションを備えることができる。好ましくは、閉封ステーションは、成形ステーションと金型アンロードステーションとの間に配置される。閉封ステーションは、容器の首部に蓋を付ける手段を備えることができる。閉封ステーションは、製造経路に沿って金型を移送するための移送手段を備えることができる。移送手段は、その中心回転軸の周りで回転しかつその円周に沿って金型を移送するホイールの形式を持つことができる。移送手段は、その円周に沿って金型を保持するための適切な保持手段を備えることができる。移送手段の回転軸は、機械の他のいくつか又は全ての回転軸に対して実質的に平行であることが好ましい。移送手段は、複数の成形手段を移送するためのチェーンとすることもできる。

以下において、本発明の機械及び工程について、より具体的な実施形態及び図面を参照して説明する。いくつかの特徴について１つの実施形態に関連してのみ説明しても、これらの特徴は、本発明のいくつか又は全ての実施形態に容易に転用できることが分かるはずである。

図１〜３は、中空体この実施例においてはビン（図６及び７に図示）例えば水又は炭酸飲料が入ったビンなどの容器２をプリフォーム４から成形するための金型１を示す。

各プリフォーム４は、一方の端で閉じられ、他方の端が、容器２の首部８の最終形状をすでに有する、概ねＵ字形縦断面のチューブの形状を持つ本体６を備える。図１に示すプリフォーム４は、非限定的例として、首部８の軸と一致する実質的に垂直の軸Ａに沿って延びる円筒形本体６を有する。本体６の下端部１０は閉じられ、概ね半球形を有し、プリフォーム４の上端部は首部８を形成し、首部は内側開口部１２を形成しかつその外周縁において例えば捩って嵌めることによって蓋又はキャップを受けるように作られる。首部の下には、プリフォーム４又は容器２を保持又は移送のために使用される外部フランジ１４が配置される。プリフォーム４は、概略的に、射出成形工程に従って製造され、容器２を成形するための機械が配置される現場とは異なる現場において成形される。

各プリフォームは、成形される中空体この場合には容器２の形状を有する型穴１６を形成する金型１に装填される。金型１は、開いた形態（図１）と閉じた形態（図２〜４）との間で相互に対して移動可能な第１の部品１８と第２の部品２０とを備える。開いた形態において、２つの部品１８及び２０は、２つの部品の間にプリフォーム４を配置できるように相互に離間するのに対して、閉じた形態においては、２つの部品１８及び２０は、開いた形態において２つの部品１８及び２０の間に配置されたプリフォーム４が２つの部品１８及び２０との間に維持されてそのフランジ１４によって金型の上面に着座するように、相互に押し当てられる。図に示す実施形態によれば、第１の及び第２の部品１８及び２０は、相互に別個のものである。即ち連結されない。変形形態において、２つの部品１８及び２０は、ヒンジ接続できる。開いた形態と閉じた形態との間の移動は、例えば、プリフォーム４の軸Ａに対して実質的に平行の軸Ｂの周りでの回転移動である。

各部品１８及び２０は、その内側面において、成形される容器半体の形状を有する中空凹部２４を備える本体２２を備える。図１に示す実施形態によれば、一方の部品１８の中空凹部２４は、その下端部おいて開かれ、上端部においてフランジ１４下のプリフォーム４の直径に対して実質的に相補的な直径を持つ半円形開口部２８によって終端される。金型１の他方の部品２０の中空凹部は、上述の中空凹部２４の対称形である。

閉じた形態において、２つの部品１８及び２０は、中空凹面２４が相互に対面して、一緒に、成形される容器２の形状を有する型穴１６を形成するように、相互に押し当てられる。従って、型穴１６は、凹部２４の半円筒部２６によって形成され容器の本体を成形するための、プリフォーム４の軸Ａに沿って延びる円筒部を備え、円筒部は下端部において開かれ、上端部において開口部によって終端される。開口部は、フランジ１４のすぐ下にあるプリフォーム４の本体６の部分に対して実質的に相補的である。金型が閉じられたとき、プリフォーム４は、図４〜６に示すようにフランジが型穴の開口部２８の上に当てられることによって、型穴１６の中に保持される。

各部品１８及び２０の本体２２の外面３０は、閉じた形態において、第１の部品１８と第２の部品２０が図２及び３に示すように円筒形外輪郭を持つように、実質的に半円筒形である。第１の及び第２の部品１８及び２０の本体２２の外面３０は、外輪郭３２が第１の直径を有する下側部分３４と、第１の直径より大きい第２の直径を有する上側部分３６とを備えるように、配置される。下側部分３４と上側部分３６は、軸Ａに実質的に直交する平面において実質的に半径方向に延在する肩部３８によって相互に接合される。

金型１は、更に、ロック要素４０がロック位置において第１の及び第２の部品１８及び２０に係合したとき金型１をその閉じた形態に維持するように配置されたロック要素４０を備える。ロック位置において、金型は、図３〜６に示すように閉じた形態にロックされる。

ロック要素４０は、スリーブ部４２がロック位置において係合したとき金型１が開いた形態へ向かって移動するのを防止するように、ロック位置において第１の及び第２の部品１８及び２０の外輪郭３２に係合するためのスリーブ部４２を備える。スリーブ部４２は、実質的に円筒形であり、図３に示すように、ロック位置において第１の及び第２の部品１８及び２０を内側開口部４４へ導入できるようにするために上端部において開かれた内側開口部４４を備える。内側開口部４４の直径は、外輪郭３２の下側部分３４の直径と実質的に等しく、内側開口部４４は、下側部分３４に対して実質的に相補的である。ロック位置において、外輪郭３２の下側部分３４は、内側開口部４４の中に係合し、肩部３８は、外輪郭３２の上側部分３６が、図３〜６に示すようにスリーブ部４２と連続的にスリーブ部４２の上方に延在するように内側開口部４４の上端部に当接する。従って、ロック要素は、そのロック位置において、第１の部品１８及び第２の部品２０を閉じた形態にロックして、部品が開いた形態へ移動するのを防止する。スリーブ部４２の外直径は、閉じた形態において金型１が実質的に円形断面の円筒形であるように、例えば外輪郭３２の上側部分３６の直径に実質的に等しい。

ロック要素４０は、更に、その下端部においてスリーブ部４２を閉じるボトム部４６を備える。ロック要素４０のロック位置において、第１の及び第２の部品１８及び２０はボトム部４６の上に着座する。ボトム部４６及び肩部３８は、ロック要素４０に対して第１の及び第２の部品１８及び２０が軸方向に移動するのを防止する。

図示する実施形態によれば、ボトム部４６は、型穴１６の一部を形成し、図２及び３に示すように、成形される容器の底の形状を有する底面４８を備える。底面４８は、図３に示すように第１の及び第２の部品がスリーブ部４２に係合したとき第１の部品及び第２の部品１８及び２０の本体２２によって形成された内側開口部の下端部を閉じる。閉じた形態において、ロック要素４０がそのロック位置にあるとき、型穴１６は、第１の及び第２の部品１８及び２０の本体及びロック要素４０の底面４８によって境界を定められる。型穴１６は、その上端部において開かれたままであり、ここに開口部２８が位置する。この開口部は、プリフォーム４が金型１の中に配置されたとき、プリフォーム４の首部８の底部のフランジ１４によって閉じられる。

容器の底部がロック要素４０のボトム部の底面４８によって形成されることによって、金型１の第１の及び第２の部品を修正する必要なく、単にこれらの部品を異なるロック要素４０と協働させることによって、容器の底部の形状を容易に変更できる。

図２及び３に示す実施形態によれば、底面４８は、スリーブ部４２の内側開口部４４において軸方向に延びる突出部５０の上端部によって形成される。突出部５０は、閉じた形態にある第１の及び第２の部品１８及び２０によって形成される外輪郭３２の下側部分３４の壁厚みに実質的に等しい幅を有する溝５２によって、内側開口部４４の壁から離間する。図３に示すように、溝５２は、ロック要素４０がロック位置にあるとき下側部分３４の下端部を受け入れる。突出部５０の高さを修正することによって、第１の部品及び第２の部品１８及び２０を修正することなく、製造される容器の容積を修正できる。

従って、単にロック要素４０の形状を変更することによって、同じ第１の及び第２の部品１８及び２０を用いて様々な容器を製造できる。

上述の金型１の形状は、例として示したものであり、形状は、製造される中空体次第で決まることが分かるはずである。２つの部品１８及び２０の中空凹部２４は必ずしも対称形ではない。変形形態によれば、型穴１６は、上述のようにロック要素ではなく第１の及び第２の部品１８及び２０によってのみ形成できる。この事例において、ロック要素４０は、スリーブ部のみで形成でき、必ずしも上述のボトム部は備えない。

第１の部品１８は、第１の部品１８の外面において実質的に半径方向に延在する少なくとも１つの第１の溝５４を備える。より特定して言うと、第１の溝５４は、第１の部品１８の上側部分３６において第１の部品の周り全体に延在する。図示する実施形態によれば、第２の部品２０も、第２の部品２０の上側部分の外面において実質的に半径方向に延在する第１の溝５５を備える。第２の部品２０の第１の溝５５は、金型の閉じた形態において、第１の溝５４と５５が、金型１の第１の部品及び第２の部品２０によって形成された外輪郭３２の上側部分３６の周り全体において実質的に半径方向に延在するように、第１の部品１８の第１の溝５４に対応して延在する。

同様に、ロック要素４０は、ロック要素４０のスリーブ部４２の外面において実質的に半径方向に延在する少なくとも１つの第２の溝５６を備える。従って、第２の溝５６は、スリーブ部４２の周り全体に延在し、第１の溝５４と５５に対して実質的に平行である。

図示する実施形態によれば、第１の及び第２の部品１８及び２０は、上側部分３６において軸方向に配分された複数の第１の溝５４と５５を備え、ロック要素４０は、スリーブ部４２において軸方向に配分された複数の第２の溝５６を備える。

第１の溝５４と５５、及び第２の溝５６は、金型１の移送のため及び下で説明するように金型ホルダと協働して金型１を堅固な閉じた形態に維持するために使用される。

金型１は、中空体２のプリフォームから該中空体２、例えば容器又はビン、を成形するための機械において使用される。

液圧成形法によって容器を成形するための機械の場合、機械は、例えば下記のステーションを備える。即ち、
−その後変形できるようにするためにプリフォーム４に加熱プロフィルを与える加熱ステーション
−上述のようにプリフォーム４を金型１へ装填する装填ステーション
−内側開口部１２へ液体を注入するように配置されたノズルを介して液体をプリフォーム４へ注入する成形ステーション。液体注入によってプリフォーム４は変形して型穴１６の形状即ち製造される容器の形状を取得する。
−容器の首部８にキャップを捩じり嵌める（screwing）又は押し嵌める（clipping）ことによって容器成形品を閉封する閉栓ステーション
−例えば装填ステーションによって形成される、充填され閉封された容器を金型から取り出すアンロードステーション
−機械のステーション間でプリフォーム４及び容器成形品２を移転するように配置された各種の移転ステーション。

変形形態において、容器２を成形するための機械は、ブロー成形法を実施し、機械は例えば下記のステーションを備える。即ち、
−その後変形できるようにするためにプリフォーム４に加熱プロフィルを与える加熱ステーション
−上述のようにプリフォーム４を金型１へ装填する装填ステーション
−内側開口部１２へ予圧ガスを注入するように配置されたノズルを介してプリフォーム４へ予圧ガスを注入する成形ステーション。気体注入によって、プリフォーム４は変形して、型穴１６の形状即ち製造される容器の形状を取得する
−充填ステーション
−容器の首部８にキャップを捩じり嵌める又は押し嵌めることによって充填された容器を閉封する閉栓ステーション
−例えば装填ステーションによって形成される、充填され閉封された容器を金型から取り出すアンロードステーション
−機械のステーション間でプリフォーム４及び容器成形品２を移転するように配置された各種の移転ステーション。

上記のような機械は既知であり、本明細書においては詳細に説明しない。上述の構造は、非限定的例として示すものであり、機械はこれより多い又は少ないステーションを備えることができ、様々な修正を加えることができる。

図７に示し下で説明にする実施形態によれば、プリフォーム４及び容器成形品２は、機械において上述の金型１に入って移送される。即ち、金型１は、機械の各種ステーションにおける移動においてプリフォーム４及び容器２を運搬する。このような実施形態は、プリフォーム又は容器がその首部だけで支えられて移送される際の移送時のプリフォーム又は容器の歪み又は破損の危険を排除できるので、特に有利である。プリフォーム及び容器は、金型によって保護されたとき、より大きい回転速度及び遠心力に耐えることができ、これによって、機械の速度従って機械の処理量を増大できる。

但し、本発明に係る金型１は、装填、成形及びアンロードが単一ステーションで実施され、金型がこの単一ステーションにおいてのみ使用されて、プリフォーム及び容器が機械の他のステーションにおいては容器の首部をつかんで移送される従来の機械にも使用できる。

機械の各ステーションは、概略的に、プリフォームの軸Ａに対して実質的に平行の軸即ち実質的に垂直の軸の周りで回転移動可能なホイール又は回転コンベアを備える。各ホイールは、ホイールと一緒に回転移動可能であり、上述の金型１と協働して金型を回転移送するように配置された複数の金型ホルダを運搬する。

機械の理解を容易にするために、機械の様々なホイールは表示せず、金型ホルダのみを図示する。

第１の形式の金型ホルダ（図５及び６）は、機械のホイールのほとんどに設置されるのに対して、第２の形式の金型ホルダ６０（図１及び４）は、図７に示すように装填及びアンロードステーションのホイールに設置される。

第１の形式の金型ホルダ５８は、各々ホイールから実質的に放射状に延びかつその自由端において金型１を受け入れるインプリント（imprint）６４を備えるアーム６２を備える。インプリント６４は、ホイールの半径方向外向きに開かれた空洞を形成する実質的に半円筒形の形状を有する。空洞の壁６６は、図５に示すように、それぞれ金型１の第１の溝５４と５５、及び第２の溝５６に係合するように配置された、少なくとも第１の突出部６８及び第２の突出部７０を備える。第１の及び第２の突出部６８及び７０は、第１の及び第２の突出部６８及び７０が、第１の溝５４と５５、及び第２の溝５６に係合した時、金型が閉じた形態にロックされるように（ロック要素４０が、第１の及び第２の部品１８及び２０に対して軸方向に沿って移動できない）、各々、空洞の壁６６から空洞の中心へ向かって延び、第１の溝５４と５５、及び第２の溝５６の一部の形状に対して、相補的な弓形リブの形式を持つ。

図６に示す実施形態によれば、アーム６２を支えるホイールが回転する際、金型１を半径方向に沿ってインプリント６４の中に保持するために、金型１がインプリント６４に配置されたとき、保持要素７２がアーム６２の端部に設置される。保持要素７２は、金型１の第１の溝５４と５５、及び第２の溝５６に係合する突出部（図示せず）も備え、インプリント６４と一緒に、スリーブへ金型１を導入できるアンロック位置（図５）とスリーブが金型１を取り囲んで第１の形式の金型ホルダ５８に対する金型１の半径方向の移動を防止するロック位置（図６）との間で移動可能なスリーブを形成する。保持要素７２は、開いた形態と閉じた形態との間で保持要素が移動できるようにアーム６２にヒンジ接続するか、又はスリーブを閉じた形態にするためにアクチュエータによってアーム６２に配置された別個の部品によって形成できる。

又は、ホイールの半径方向に沿ってインプリント６４の中に金型１を保持するための手段は、金型１をインプリント６４の突出部６８及び７０上でロックするように配置された作動可能な磁気手段によって形成できる。磁気手段が活性化されたとき、金型１は、突出部６８及び７０上に保持され、磁気手段が非活性化されたとき、金型１は、インプリント６４から自由に離れて、機械の次のステーションへ移動できる。

第２の形式の金型ホルダ６０は、各々、軸Ｃの周りで相互に対して移動可能でありかつそれぞれ金型１の第１の及び第２の部品１８及び２０と協働するように配置された２つのあご部７４を備える。図４に示すように、あご部７４と金型１の部品との間の協働は、例えば、あご部７４の中へ延びかつ第１の及び第２の部品１８及び２０の第１の溝５４と５５に係合できる突出部７６によって確実にされる。あご部７４が第１の及び第２の部品１８及び２０と協働するとき、あご部は、図１に示すように第１の部品及び第２の部品１８及び２０を開いた形態と閉じた形態との間で移動できる。従って、第２の形式の金型ホルダ６０は、ロック要素４０がそのロック位置から解除されたとき金型の第１の及び第２の部品１８及び２０をその開いた形態で移動することによって、金型へのプリフォーム４の装填及び金型１からの容器成形品２のアンロードを可能にする。金型がその閉じた形態のとき、あご部７４をその開いた位置へ移動することによって、図４に示すように、突出部７６を第１の溝５４と５５から離脱して、金型１を解放する。第２の形式の金型ホルダ６０は、ロック要素４０をアンロック位置（ロック要素４０を第１の及び第２の部品１８及び２０から離脱する位置）（図１）とロック位置（ロック要素４０を第１の位置及び第２の部品１８及び２０に係合する位置）との間で移動するように配置された手段（図示せず）も備える。このような手段は、例えば、第２の溝５６と協働するように配置され、かつ軸方向に沿ってロック要素４０を移動するように、軸方向に並進かのうである。

上述のような機械を用いて容器を成形する方法の各種ステップについて、図７を参照して説明する。

まず、プリフォーム４は、図７の参照番号７ａによって示すように、装填ステーションにおいて第２の形式の金型ホルダ６０によって開いた形態で保持された金型１へ装填される。金型１は、第２の形式の金型ホルダのあご部７４を移動することによって閉じられる（参照番号７ｂ）。次に、金型１は、参照番号７ｃによって示すように、第１の及び第２の部品１８及び２０の周りにロック要素４０を係合することによって、ロックされた閉じた形態におかれる。あご部７４は、ロックされた金型１を解放するために移動される（７ｄ）。ロックされた金型１を解放した第２の形式の金型ホルダ６０はホイールと一緒に回転を続けて、後に説明するように容器成形品を収容する金型１を受け取る。

第２の形式の金型ホルダ６０によって解放された、ロックされた金型１は、図７の参照番号７ｅによって示すように、移転ホイールによって運搬される第１の形式の金型ホルダ５８によってピックアップされる。このステーションにおいて、連続する金型の間のピッチは、金型が相互により近づくように変更される。機械の処理量を増大できるようにするこのピッチの変更は、第１の形式の金型ホルダ５８が第２の形式の金型ホルダ６０のように可動あご部を備えないので第１の形式の金型ホルダ５８が第２の形式の金型ホルダ６０より必要とするスペースが小さいので、可能となる。

移転ホイールが運搬する金型１は、成形ステーションへ移動し、ここで、成形ステーションのホイールに設置された第１の形式の金型ホルダ５８によってピックアップされる（７ｆ）。図７に示す実施形態によれば、半径方向に金型１を保持するために、保持要素７２が第１の形式の金型ホルダ５８のアーム６２に配置される（７ｇ）。容器２の成形は、参照番号７ｈによって示すように、ホイールの回転中に生じる。容器２が成形され（液圧成形においては）充填されたら（参照番号７ｉ）、保持要素７２はアーム６２から取り外され（７ｊ）、成形され充填された容器２を収容する金型１は、閉栓ステーションへ移転され、ここで、別の第１の形式の金型ホルダ５８によってピックアップされる（７ｋ及び７ｌ）。

閉栓ステーションにおいて、第１の形式の金型ホルダ５８は、閉封され（７ｍ）、キャップが容器２に付けられる（７ｎ）。閉栓された容器２は、別の移転ホイールに設置された第１の形式の金型ホルダによってピックアップされ（７ｐ）、移転ホイールは金型１を装填ステーションの第２の形式の開いた形態の金型ホルダへ移転する（７ｑ）。装填ステーションはアンロードステーションも形成する。移転ホイールは、装填ステーションのピッチに合わせるためにピッチを変更する。

第２の形式の金型ホルダ６２は、充填され閉栓された容器２を収容する金型１の周りで閉じられ（７ｒ）、ロック要素４０は、第１の及び第２の部品から離脱される（７ｓ）。金型１は、あご部７４によって開いた形態におかれ（７ｔ）、充填され閉栓された容器２は、金型１から取り出される（７ｕ）。開かれた金型１と一緒に、第２の形式の金型ホルダ６２は、回転を続けて、新しいプリフォーム４が金型１へ装填される（７ｖ）。

上述のように、例えば汚染除去又はプリフォームを洗浄するためにプリフォーム４を予処理するためのステーション又は偶発的に容器に漏出が生じた場合アンロードステーションから汚れた金型を取り出すためのステーションなど、他のステーションを設置できる。

上述のように、上述の方法は、非限定的例として示す。既知の様式で、機械及び方法は、容器のブロー成形法を実施するように適合できる。

上述のように、単にロック要素４０を変更することによってかつ同じ第１の及び第２の部品１８及び２０を維持することによって、金型１を用いて各種の容器を製造できる。

方法及び機械は、容器２以外の他の中空体を製造するように適合できる。

開示する金型及び機械は、金型のロックが金型ホルダに設置されるロック手段以外の単純でコンパクトなロック要素によって得られるので、非常にコンパクトである。上述のように、金型をロックするための複雑な手段を備えない金型ホルダの構造は単純なのでより多くの金型ホルダを１つのホイールに配置できるため、機械の処理量を改良できる。

Claims (14)

1. 中空体のプリフォーム（４）から前記中空体（２）を成形するための金型（１）であって、
   前記金型が、成形される前記中空体（２）の形状を有する型穴（１６）を形成し、第１の部品（１８）と第２の部品（２０）とを備え、
   前記第１の及び第２の部品（１８、２０）が、前記型穴（１６）内部へ前記プリフォーム（４）を装填できる前記金型（１）の開いた形態と、前記型穴（１６）が形成される前記金型（１）の閉じた形態と、の間で相互に対して動くことができ、
   前記金型（１）が、更に、閉じた形態にある前記金型（１）を、前記金型（１）のロック位置に維持するように配置された、ロック要素（４０）を備え、
   前記ロック要素（４０）が、少なくともスリーブ部（４２）を備え、
   前記スリーブ部（４２）が、前記閉じた形態の前記第１の及び第２の部品（１８、２０）の部分（３４）の周りに配置され、前記第１の及び第２の部品（１８、２０）の前記部分（３４）を取り囲み、前記金型の前記ロック位置において前記金型（１）が開いた形態へ向かって動くのを防止する、ことを特徴とする、
   金型。
2. 前記ロック要素（４０）が、更に、前記スリーブ部（４２）を一方の端で閉じるボトム部（４６）を備え、
   前記第１の及び第２の部品（１８、２０）が、前記ロック位置において、前記ボトム部（４６）の上に着座する、
   請求項１に記載の金型。
3. 前記ボトム部（４６）が、前記ロック位置において前記型穴（１６）の一部を形成し、前記型穴（１６）を閉じる、請求項２に記載の金型。
4. 成形される前記中空体（２）が、首部と本体と底部とを有する容器であって、
   前記第１の及び第２の部品（１８、２０）が閉じた形態のときの中空凹部（２４）が、前記容器の前記本体の形状を画定し、
   前記ボトム部（４６）が、成形される前記容器の前記底部の形状を有する底面（４８）を備える、
   請求項３に記載の金型。
5. 前記第１の及び第２の部品（１８、２０）が、各々、製造される前記中空体の一部の形状を有する中空凹部（２４）を備え、
   前記部品の前記中空凹部（２４）が、前記閉じた形態において相互に対面して、一緒になって前記金型の前記型穴（１６）を形成する、
   請求項３に記載の金型。
6. 前記第１の及び第２の部品（１８、２０）が、閉じた形態において円筒形外輪郭（３２）を形成し、
   前記スリーブ部（４２）が、前記円筒形外輪郭（３２）の一部（３４）の形状を有する内側開口部（４４）を有し、
   前記スリーブ部（４２）が、前記ロック位置において、前記スリーブ部が取り囲む前記第１の及び第２の部品（１８、２０）の前記部分（３４）に対して、相補的である、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の金型。
7. 前記第１の又は前記第２の部品（１８、２０）が、少なくとも１つの第１の溝（５４；５５）を備え、
   前記少なくとも１つの第１の溝（５４；５５）が、前記スリーブ部（４２）によって取り囲まれた前記部分（３４）の外部において閉じた形態にある前記金型（１）の外面に延在しており、
   前記ロック要素（４０）の前記スリーブ部（４２）が、少なくとも１つの第２の溝（５６）を備え、
   前記少なくとも１つの第２の溝（５６）が、前記スリーブ部（４２）の外面に延在しており、
   前記第１の溝（５４；５５）及び第２の溝（５６）が、前記金型（１）を前記ロック位置に維持するために、金型ホルダ（５８、６０）と共に働くように配置されている、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の金型。
8. 中空体のプリフォームから前記中空体を製造するための機械であって、
   前記機械が、少なくとも１つの第１の形式の金型ホルダ（５８）と請求項１〜７のいずれか１項に記載の１つの金型（１）とを備え、
   前記第１の形式の金型ホルダ（５８）が、前記金型（１）をロック位置に維持するために、前記閉じた形態の前記金型（１）の前記第１の及び第２の部品（１８、２０）の一部（３４）の周りに、前記金型（１）の前記ロック要素（４０）の前記スリーブ部（４２）を維持するための手段を備える、
   ことを特徴とする、機械。
9. 前記金型ホルダ（５８）が、少なくとも第１の突出部（６８）と第２の突出部（７０）を備え、
   前記第１の突出部（６８）と第２の突出部（７０）が、前記金型が前記金型ホルダ（５８）によって運搬されるとき、前記金型の前記第１の溝（５４；５５）及び第２の溝（５６）に係合して、前記金型の軸方向に沿って前記金型（１）を前記金型ホルダ（５８）の中に保持し、前記金型をロック位置に維持する、
   請求項７に従属する請求項８に記載の機械。
10. 前記金型ホルダ（５８、６０）が、前記金型（１）の軸方向に対して平行の軸の周りで回転して動くことができるホイールに取り付けられる、請求項８又は９に記載の機械。
11. 前記金型ホルダ（５８）が、更に、前記ホイールの半径方向に沿って前記金型を前記金型ホルダ（５８）の中に保持するための手段を備える、請求項１０に記載の機械。
12. 前記金型を半径方向において維持するための手段が、１つのスリーブを備え、
    前記１つのスリーブが、アンロック位置とロック位置との間で動くことができ、
    前記アンロック位置では、前記金型（１）が、前記スリーブへ導かれ、前記ロック位置では、前記スリーブが、前記金型（１）を取り囲んで前記ホイールの半径方向に沿った前記金型の動きを防止する、
    請求項１１に記載の機械。
13. 更に、少なくとも１つの第２の形式の金型ホルダ（６０）を備え、
    前記第２の形式の金型ホルダ（６０）が、２つのあご部（７４）を備え、
    前記２つのあご部（７４）が、互いに対して動くことができ、それぞれ、前記第１の及び第２の部品（１８、２０）と共に働くように配置されており、
    前記２つのあご部（７４）が、前記第１の及び第２の部品（１８、２０）を、前記金型（１）の前記開いた形態と閉じた形態との間で動かすことができる、
    請求項８〜１２のいずれか１項に記載の機械。
14. 前記機械が、プリフォーム（４）から容器（２）を製造するための機械であり、前記容器（２）を成形するための少なくとも１つの容器成形ステーションを備え、
    前記容器成形ステーションが、前記金型（１）の中に配置された前記プリフォーム（４）の内部へ気体又は液体の成形流体を注入する手段を備え、
    前記成形流体の注入が、前記プリフォーム（４）を変形し、前記プリフォームが、前記型穴（１６）の形状を取得し、
    前記容器成形ステーションが、複数の金型ホルダ（５８）を備える、
    請求項８〜１３のいずれか１項に記載の機械。

Images