JP2018511501A - オフセットラジエータおよび一体型温度プローブを備える容器を成形する装置 - Google Patents

Abstract

容器を製造するための成形装置は、各々が内壁（４）を有する１対のシェル（３）を含む、容器のフットプリントを有する金型と、その各々に、シェル（３）が着脱可能に取り付けられる、１対のシェルホルダ（１０）と、金型の温度を制御するための装置（２）であって、シェルホルダ（１０）と一体化された少なくとも１つのラジエータ（２５）と、内壁（４）の近傍の温度を測定するための、シェル（３）と一体化された少なくとも１つの温度プローブ（２８）と、温度プローブ（２８）およびラジエータ（２５）に接続されたバリエータ（２９）であって、前記バリエータ（２９）は、プローブ（２８）によって測定された温度に応じてラジエータ（２５）の温度を調整するように配置されている、バリエータ（２９）と、を備える装置（２）と、を備える。

Description

本発明は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などのプラスチック材料のブランクからの、ブロー成形または延伸ブロー成形による、容器の製造に関する。

容器のブロー成形の技術は、第一に、ブランクを形成する材料のガラス転移温度よりも高い所定温度で（それがプリフォームであっても、プリフォームからの第一ブロー成形作業を受けた中間容器であっても）ブランクを加熱するための操作を含む。

第二に、こうして加熱されたブランクは、形成される容器の本体のインプレッションを有する壁を有する金型の中に導入され、ブランクを壁に対して平坦化し、こうして容器の本体の形状を付与するために、（通常は２０から４０バールの）圧力下の流体（一般的には空気）がブランク内に注入される。

ブロー成形の間、金型の軸内の容器の保持を保証する摺動ロッドによってブランクを延伸することからなる、延伸操作が提供されてもよい。

金型を周囲温度付近の温度（２０℃程度）、または対照的に比較的高い温度（約１００℃程度またはそれ以上）に維持するために、金型を温度調節することが常である。

第一の場合、これは、材料を迅速に硬化させてインプレッション取りを持続するように、金型の壁と接触するときに材料を冷却する問題である。この技術は現在、淡水など普通の液体を受容するように設計された容器の製造に利用されている。

第二の場合、これは、熱的にその結晶性（したがってその機械的強度も）を増加させるように、金型の壁と接触する瞬間から材料をむしろ加熱する問題である。この技術は現在、高温で、すなわち約９０℃以上の温度で満たされる液体（具体的にはお茶、もしくは低温殺菌されただけのジュース−すなわち果汁）を受容するように設計された容器の製造に利用されている。

金型の厚さの中に形成されたチャネル内を循環する熱伝導流体（水または油など）によって、金型の温度調節を保証することが知られている。しかしながらこの技術は、流体密封性の問題を引き起こし、流体の著しい流れおよび留保を必要とする。また、金型にチャネルを穿設することにより、これは肉厚である（したがって重い）と想定する。

また、欧州特許出願公開第２７９４２３４号明細書（Ｓｉｄｅｌ Ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｏｎｓ）または米国でこれに相当する米国特許出願公開第２０１４／０３７７３９４号明細書に示されるように、金型内に形成された穿孔内に収容された電気抵抗器によって、金型の温度調節を保証することも知られている。この技術は、上述の流体密封性および流体留保の問題を解決するが、金型の厚さ（したがって重さも）の問題は解決しない。

欧州特許第１７５３５９７号明細書に記載される技術は、金型とその支持体との間に曲がりくねった抵抗器を実装することからなるが、これは熱放散によって著しい熱損失を生じる。金型との熱接触を増加させるためにコイルを圧縮しても、これにより損傷およびひいては故障につながるので、解決にはならない。

欧州特許出願公開第２７９４２３４号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０３７７３９４号明細書 欧州特許第１７５３５９７号明細書

第一の目的は、その重さを軽減することが可能な構造を有する金型の熱を調節する装置を備える成形装置を提案することである。

第二の目的は、温度調節の適切な有効性を保証することが可能な成形装置を提案することである。

この目的のため、プラスチック材料のブランクから容器を製造するための成形装置が提案され、この成形装置は、
容器のインプレッションを有する金型であって、この金型は１対のシェルを含み、その各々は形成される容器の本体のインプレッションの一部を画定する内壁を有し、これらのシェルは、シェルが互いに分離している開放位置と、シェルが互いに対して装着されて容器の本体のインプレッションを相互に形成する閉鎖位置と、の間で互いに対して移動可能に実装されている、金型と、
各々に対してシェルが着脱可能に取り付けられている、１対のシェルキャリアと、
金型の温度調節のための装置であって、
金型と熱交換することが可能な少なくとも１つのラジエータであって、該または各ラジエータはシェルキャリアと一体である、ラジエータと、
内壁の近くの温度を測定するためのシェルと一体化した少なくとも１つの温度プローブと、
一方では温度プローブに、他方ではラジエータに接続されたバリエータであって、このバリエータは、プローブによって測定された温度に応じてラジエータの温度を調整するように配置されている、バリエータと、
を備える装置と、を備える。

シェルキャリアに向かうラジエータのずれによってシェルの厚さを低減することができ、これにより、重さを軽減し、成形装置の完成を低減しながら材料を節約できるようにして、全体的な生産性に貢献する。

様々な付加的特徴が、単独でまたは組み合わせて提供されることが可能である： 温度調節装置は、各シェルキャリアと一体になったラジエータを備え、
温度調節装置は、
プローブに接続され、プローブを担持するシェル内に実装された、一次コネクタと、
バリエータに接続され、プローブを担持するシェルが取り付けられるシェルキャリア内に実装された、二次コネクタであって、この二次コネクタは、シェルがそのシェルキャリア上に取り付けられたときに連携するように、一次コネクタを補完する、二次コネクタと、を備え、
ラジエータは、シェルキャリア内に設けられた補完的な孔の中に収容された少なくとも１つの電気抵抗器を備え、
ラジエータは、シェルキャリア内に設けられた一連の補完的な孔の中に収容された一連の電気抵抗器を備え、
プローブは、シェルの中に設けられためくら穴の中に実装され、プローブは、シェルの内壁の近くに位置する穴の内部端まで延在し、
金型は、形成される容器の底部のインプレッションを有する上面を有する金型底部を含む。

本発明のその他の目的および利点は、以下の添付図面を参照してなされる、実施形態の説明で明らかにされる。

成形装置を示す、部分分解斜視図である。 図１の成形装置のシェルを示す分解斜視図であり、挿入図は拡大詳細図である。 図２のシェルが締結されるようになっている図１の成形装置のシェルキャリアを示す分解斜視図であり、挿入図は拡大詳細図である。 バリエータへのプローブの電気接続配線の実施形態を示す、斜視および水平断面図であり、挿入図は拡大詳細図である。 シェル内のプローブの実装を示す、縦断面の部分図である。

図１に示されるのは、プラスチック材料で作られ、通常はＰＥＴで作られた、ブランクから容器−ボトルなど−を製造するための成形装置１である。ブランクは、未加工の注入プリフォームであってもよく、あるいは事前に１つ以上の予備成形操作作業を受けた、プリフォームからの容器ブランクであってもよい。

容器は、標準的に、略円筒形の本体と、その下端で本体を閉鎖する底部と、本体の上端に形成され、それを通じて容器が充填される頸部と、を備える。

この成形装置１は、生産ライン機械と、高速の（毎時数万程度）、全て全く同一の容器の大量生産用の機械とを備える、共通回転カルーセル上に実装された一連の類似装置の一部であってもよい。

成形装置１は、第一に、形成される容器のインプレッションを有する金型２を備える。この金型２は、半シェル（または単にシェル）とも称される、１対の半型３を含み、その各々は、形成される容器の本体のインプレッションの一部を画定する内壁４を有する。図示される例において、シェル３は対称的であり、その内壁４は各々、容器の本体の半インプレッションを画定する。各シェル３は、略円筒形の外面５と、半インプレッションがくり抜かれる平坦な内面６と、を有する。

シェル３は好ましくは金属材料で作られており（たとえば、アルミニウムまたはアルミニウムの合金、もしくは鋼、好ましくはステンレスから作られる）、シェル３が互いに分離している開放位置（図１）とシェル３が容器の本体のインプレッションを形成するように互いに対して装着された閉鎖位置との間で互いに対して移動可能に実装されており、これらの内面６が揃って接合面を形成する。

図１に示される実施形態によれば、シェル３は共通軸Ａの周りで互いに対して回転的にヒンジ留めされている。変形例として、シェル３は、その内面６に対して直角に、互いに対して並進的に実装されることも可能である。

シェル３は、閉鎖位置において、互いに下部開口７を画定し、金型２は形成される容器の底部のインプレッションを有する上面９を有する金型底部８を含み、この金型底部８は、下部開口７内に（場合により摺動的に）受容される。

図１に見られるように、成形装置１は１対のシェルキャリア１０をさらに備え、その各々に、シェル３が着脱可能に取り付けられる。

各シェルキャリア１０は、対応するシェル３の外面５を補完する円筒形の内面１１を有する（たとえばアルミニウムまたはアルミニウムの合金など、金属で作られてもよい）半円筒の形状に見える。

各シェルキャリア１０は、シェル３の垂直固定を保証するために対応するシェル３内に作られた外溝１３の中に嵌着するハーフリング止めカラー１２に実装される。

シェルキャリア１０に対するシェル３の回転の固定は、その内面６からシェル３内の中空に形成された補完的な陥凹１６の中に係合する突起１５が設けられた横ブレース１４によって、実現される。横ブレース１４は、横ブレース１４内に作られたノッチ１８を通って、それぞれのシェルキャリア１０の垂直な縁に作られたネジ穴１９内に締結されるネジ１７によって、それぞれのシェルキャリア１０に固定される。

ハーフリング止めカラー１２および横ブレース１４は、そのシェルキャリア１０内へのシェル３の着脱可能な取り付けを保証できるようにする。このように、シェルキャリア１０を変更することなく、別のモデルの容器の製造を可能にするためにシェル３を交換することが可能である。

図１に示される実施形態によれば、成形装置１はまた、たとえばネジ止めによってシェルキャリア１０がその各々に取り付けられる、１対の金型キャリアブラケット２０も備える。図示される例において、金型キャリアブラケット２０は、シャフト２１によって画定された軸Ａの周りで互いに対して回転的にヒンジ留めされている。

図示されない変形例において、シェルキャリア１０および金型キャリアブラケット２０は単一ユニットアセンブリを形成する。言い換えると、各金型キャリアブラケット２０は、シェルキャリアの機能を保証する。

金型キャリアブラケット２０は、制御機構（図示せず）によって軸Ａの周りで回転的に駆動されるが、これはカムまたはリンクロッドを有するタイプであってもよく、金型キャリアブラケット２０は、金型キャリアブラケット２０のうちの１つの上に画定されたＵ字型金具２２と、他方の金型キャリアブラケット２０の上に画定された補完的なボルト２３と、を備える係止システムによって金型２の閉鎖位置にさらに係止されることが可能であり、ロッド（図示せず）がＵ字型金具２２およびボルト２３を着脱可能に一体化させるためにこれらを一緒に通過する。

成形装置１は、金型２の温度調節用の装置２４をさらに備え、これは金型２と熱交換することが可能な少なくとも１つのラジエータ２５を備え、このラジエータ２５はシェルキャリア１０と一体である（すなわち、シェルキャリア１０の全体の中に収容されている）。用語「ラジエータ」は、冷却、または反対に加熱を保証するために、周囲と熱交換するように設計された要素を指定する。

ラジエータ２５は、熱交換流体が通るチャネル（またはいくつかのチャネル）の形態に見えるだろう。しかしながら、図１に示される実施形態によれば、ラジエータ２５は、（金型２の加熱を実行するために）電気式であり、シェルキャリア１０内に作られた補完的な孔２７の中に収容された少なくとも１つの電気抵抗器２６を備える。図示される例において、各ラジエータ２５は一連のペン型円筒形抵抗器２６を備え、その各々はシェルキャリア１０の中に作られた補完的な円筒形の孔２７の中に軸方向に収容されている。図１に示される実施形態によれば、抵抗器２６は、４つあるが、互いにほぼ等距離で、シェルキャリア１０内に均等に円形に分布している。金型２の周囲の温度調節を保証するために、温度調節装置２４は２つのラジエータ２５を有利に備え、その各々はそれぞれのシェルキャリア１０内に（同じように）実装されている。

各ラジエータ２５の抵抗器２６は、直列または並列に実装されてもよく、選択的に成形装置１の外部の、電気端子（図示せず）に接続されることが可能である。

温度調節装置２４は、内壁４の付近でその温度を測定するためにシェル３のうちの少なくとも１つと一体化された少なくとも１つの温度プローブ２８、ならびに一方では温度プローブ２８に、他方ではラジエータ２５に接続されたバリエータ２９をさらに備え、このバリエータ２９は、温度プローブ２８によって測定された温度に応じてラジエータ２５の温度を調整するように配置されている。単一の温度プローブ２８が設けられてもよいが、しかし同じシェル３内でいくつかの場所（たとえば、異なる高さ）に、あるいは各壁４の付近の温度を測定するために両方のシェル３内に実装された、いくつかの温度プローブ２８を提供することもまた可能である。

バリエータ２９は、温度プローブ２８によって測定された温度に応じてラジエータ２５によって放散される電力の調整および調節を保証する。

温度プローブ２８は、たとえば熱電対である。図に示される実施形態によれば、温度プローブ２８は、シェル３内に作られためくら穴３０の中に実装され、シェル３の内壁４の近くに位置するめくら穴３０の内端３１まで延在する。

シェル３上の温度プローブ２８の着脱可能な取り付けを保証するために、温度プローブ２８は、めくら穴３０と同軸になるように作られたネジ穴３３の中にねじ込まれるネジ溝ベース３２に取り付けられることが可能である。

温度プローブ２８は、温度プローブ２８がその温度測定値を送信する物理的（すなわち、電気的）または電磁的（無線）接続３４によって、バリエータ２９に接続されている。

図示される例において、温度プローブ２８の接続は物理的であり、接続３４は電気ケーブルの形態に見える。バリエータ２９への温度プローブ２８の接続３４は、シェルキャリア１０（および選択的に金型キャリアブラケット２０）を通り、この場合、クイックコネクタを用いてバリエータ２９への温度プローブ２８の接続を行うことは有利である。

より具体的には、図面に示される、より具体的には図２、図３、および図４に示される実施形態によれば、温度調節装置２４は、温度プローブ２８に接続されてこれを担持するシェル３内に実装された一次コネクタ３５と、バリエータ２９に接続されて対応するシェルキャリア１０（すなわち、温度プローブ２８を担持するシェル３が取り付けられるシェルキャリア１０）内に実装された二次コネクタ３６と、を備える。

二次コネクタ３６は、シェル３がそのシェルキャリア１０上に取り付けられたときに連携するように、一次コネクタ３５を補完する。

図２、図３、および図４に示される例において、一次コネクタ３５は雌型であって、二次コネクタ３６は雄型である。

より具体的には、一次コネクタ３５はたとえば、プラスチック材料で有利に作られたケース３７を備え、これは、温度プローブ２８への接続用の電線４０が（たとえばネジ３９によって）着脱可能に接続されることが可能な、導電ダクト３８を担持する。

一次コネクタ３５は、たとえば、シェル３の外面５内に作られた補完的な中空陥凹４１内に収容されることによって、シェル３上に着脱可能に取り付けられることが可能である。シェル３への一次コネクタ３５の取り付けは、はめ込みによって実行可能である。この目的のため、ケース３７はたとえば１対の弾性タブ４２を備え、その各々には中空陥凹４１の側壁内に作られたショルダ４４と係合するクランプ４３が設けられている。

温度プローブ２８および一次コネクタ３５のシェル３内への実装は、図２の詳細な挿入図で矢印によって示されている。温度プローブ２８はめくら穴３０の中に導入され、ベース３２はネジ穴３３の中にねじ込まれている。一次コネクタ３５は中空陥凹４１の中に装入され、ケース３７のタブ４２はショルダ４４の中にはめ込まれている。二次コネクタ３６への温度プローブ２８の電気的接続は、（図２に示される例など）それぞれの実装に先立って、またはその後に、実行されることが可能である。

同様に、二次コネクタ３６はたとえば、プラスチック材料で有利に作られたケース４５を備え、これは、一次コネクタ３５のケース３７に取り付けられることが可能である。

図示される例において、二次コネクタ３６のケース４５は、ダクト３８を補完してその中に取り付けられることが可能な導電ピン４６を担持し、接続３４を電気的に導通させる。

二次コネクタ３６は、たとえば、シェルキャリア１０の内面１１の中に作られた補完的な中空陥凹４７内に収容されることによって、シェルキャリア１０上に着脱可能に取り付けられることが可能である。

シェルキャリア１０への二次コネクタ３６の取り付けは、はめ込みによって実行可能である。この目的のため、ケース４５はたとえば１対の弾性タブ４８を備え、その各々には中空陥凹４７の側壁内に作られたショルダ５０と係合するクランプ４９が設けられている。

図４に見られるように、ピン４６は、底に作られた開口５２を通じて、シェルキャリア１０のみならず対応する金型キャリアブラケット２０も貫通できる導体５１によって、バリエータ２９に接続されている。

シェルキャリア１０へのシェル３の取り付けの間、二次コネクタ３６は一次コネクタ３５と協働し、ケース３７、４５は少なくとも部分的に互いの中に取り付けられてピン４６はダクト３８の中に導入され、こうしてプローブ２８とバリエータ２９との間を電気的に導通させる。同時に、シェル３の外面５とシェルキャリア１０の内面１１との間で熱接触が行われ、これによりその間の熱交換を可能にし、こうしてラジエータ２５によって発生したカロリーがシェルキャリア１０によってシェル３に送られることを保証する。

上記で記載された成形装置１は、以下の利点を有する。

第一に、ラジエータ２５がシェルキャリア１０と一体化されていながらシェル３からずれているという事実により、対応するシェル３を解放することができ、したがってこれを製造するために必要とされる材料の量を削減することによってこれを改良することができる。シェル３は、成形装置１の総重量に有利なように、こうして重さを削減される。この結果、保守担当の作業者によって扱われる重さが軽減され、したがって製造時間の中断が減少するとともに、機械の人間工学的な改善がもたらされる。重さの削減はさらに、このような成形装置の慣性の削減に貢献し、これにより、装置がカルーセルによって担持されるときに特定の利点を提供することができる。

第二に、シェル３の領域内（より具体的には内壁４の近く）の温度プローブ２８によって実行される温度測定により、金型２内に広がる温度を正確に評価すること、したがってその正確な温度調節の実現を、可能にする。

第三に、コネクタ３５、３６は、シェルキャリア１０内へのシェル３の実装の間にバリエータ２９との温度プローブ２８の迅速で自動的な接続を進められるようにし、これによりシェル３を交換するのに必要な時間を短縮する。

Claims (7)

1. プラスチック材料のブランクから容器を製造するための成形装置（１）であって、この成形装置（１）は、
   形成される容器のインプレッションを有する金型（２）であって、この金型（２）は、形成される容器の本体のインプレッションの一部を画定する内壁（４）を各々有する１対のシェル（３）を含み、これらのシェル（３）は、シェル（３）が互いに分離している開放位置と、シェル（３）が互いに対して装着されて容器の本体のインプレッションを相互に形成する閉鎖位置と、の間で互いに対して移動可能に実装されている、金型（２）と、
   各々に対してシェル（３）が着脱可能に取り付けられている、１対のシェルキャリア（１０）と、
   金型（２）と熱交換することが可能な少なくとも１つのラジエータ（２５）を備える、金型（２）の温度調節のための装置（２４）と、を備え、
   この成形装置（１）は、
   該または各ラジエータ（２５）はシェルキャリア（１０）と一体であることと、
   温度調節装置（２４）は、
   内壁（４）の近くの温度を測定するためのシェル（３）と一体化した少なくとも１つの温度プローブ（２８）と、
   一方では温度プローブ（２８）に、他方ではラジエータ（２５）に接続されたバリエータ（２９）であって、このバリエータ（２９）は、温度プローブ（２８）によって測定された温度に応じてラジエータ（２５）の温度を調整するように配置されている、バリエータ（２９）と、
   を備えることと、を特徴とする、成形装置（１）。
2. 温度調節装置（２４）が、各シェルキャリア（１０）と一体化されたラジエータ（２５）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の成形装置（１）。
3. 温度調節装置（２４）が、
   温度プローブ（２８）に接続され、温度プローブ（２８）を担持するシェル（３）内に実装された、一次コネクタ（３５）と、
   バリエータ（２９）に接続され、温度プローブ（２８）を担持するシェル（３）が取り付けられるシェルキャリア（１０）内に実装された、二次コネクタ（３６）であって、この二次コネクタ（３６）は、シェル（３）がそのシェルキャリア（１０）上に取り付けられたときに連携するように、一次コネクタ（３５）を補完する、二次コネクタ（３６）と、
   を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の成形装置（１）。
4. ラジエータ（２５）が、シェルキャリア（１０）内に設けられた補完的な孔（２７）の中に収容された少なくとも１つの電気抵抗器（２６）を備え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成形装置（１）。
5. ラジエータ（２５）が、シェルキャリア（１０）内に設けられた一連の補完的な孔（２７）の中に収容された一連の電気抵抗器（２６）を備えることを特徴とする、請求項４に記載の成形装置（１）。
6. 温度プローブ（２８）が、シェル（３）の中に設けられためくら穴（３０）の中に実装され、温度プローブ（２８）は、シェル（３）の内壁（４）の近くに位置するめくら穴（３０）の内部端（３１）まで延在することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の成形装置（１）。
7. 金型（２）が、形成される容器の底部のインプレッションを有する上面（９）を有する金型底部（８）を含むことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の成形装置（１）。

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