JP2019073012A - 比例式ソレノイド弁を有する押し込みシステムを装備した成形ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】形成作業中に容器内に広がる圧力に基づいて、インサートの位置および／または移動の速度をモニターすることを可能にする押し込みシステムを装備した成形ユニットを提供する。【解決手段】プラスチック材料でできたブランク（３）から容器（２）を製造するための成形ユニット（１）であり、壁（５）および可動インサート（８）を備えた金型（４）と、インサートと一体であるシリンダ（１５）を有する押し込みシステム（１４）であって、この押し込みシステムは、一次流体回路（３２）上に設置されたソレノイド弁（３７）であって、一次チャンバ（３０）に接続され、ソレノイド弁に印加される電気制御信号（Ｅ）に基づいて可変の通路セクション（Ｓ）を画定する流体出口（３８）を有するソレノイド弁と、ソレノイド弁に印加される電気制御信号（Ｅ）を変化させるようにプログラムされた処理ユニット（３９）とを有する押し込みシステムとを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチック材料でできたブランクを形成することによる容器の製造に関する。

通常、容器は、本体と、本体の下方端部において本体を密閉する底部と、本体の上方端部において開放することで、容器を充填させたり、空にしたりすることを可能にするネックとを備える。

容器は、ブランクから、すなわちプリフォーム、またはそれ自体が予備の事前形成作業を受けたプリフォームから得られる中間容器から形成することによって製造される。

従来の容器製造技術は、吹込み成形（任意選択で延伸作業と結合された）である。この技術は、材料のガラス転移温度（ＰＥＴの場合、おおよそ８０℃）を超える温度まで予め加熱されたブランクを、容器の型彫りを担う空洞を画定する壁を装備した金型に挿入することと、材料を金型の壁に当てて平らにするために、加圧ガス（一般に空気）などの流体をブランクのネックを通して注入することとによって構成される。

一般に、形成作業はさらに、２つの連続する段階を有しており、流体が事前吹込み成形圧でブランクに注入される事前吹込み成形段階と、事前吹込み成形圧を超える吹込み成形圧で流体がブランクに注入される吹込み成形段階とを有する。従来の方法では、形成作業を実施するのに空気が使用される場合、事前吹込み成形圧は、５から１０バールであり、吹込み成形圧は、２０から４０バールである。

特定の用途は、審美上（例えば、曲線を形成するため）、機能上（例えば容器を掴むための取っ手を形成するため）またはその他の構造上（例えば追加の延伸作業を受け、かつ高温充填中の容器の変形を吸収するように設計された底部を形成するため）であり得る目的のために、容器にくぼんだ保存された空間を形成することを必要とする。

そのような保存された空間が特定の深さに達する場合、容器は通常の金型の中で成形することができず、その理由は、上昇した吹込み成形圧にも関わらず、圧力が、主に吹込み成形用の泡がそこから発生する容器のネックに面するようになる領域において、保存された空間を形成するように設計された金型の浮き彫りに対して材料を完璧に当てることができないためである。

また、最初は金型の壁の中に引っ込められており、容器の壁を押し戻すために形成作業中に配備される可動インサート（典型的には金型底部）を装備した金型内でそのような保存された空間を備えた容器が通常形成される。この技術は、詳細には国際公開第２０１６／０８３７１１号パンフレット（Ｓｉｄｅｌ Ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｏｎｓ）において例示されており、これは、インサートが設置されたピストンを装備された複動式シリンダであって、このピストンが、シリンダ内で、その加圧がインサートをその配備位置に向けて移動させる一次チャンバと、その加圧（一次チャンバの減圧と同時に）がインサートをその後退位置に向けて移動させる二次チャンバの範囲を定める複動式シリンダを記載している。

そのようなプッシュバック（押し込みと呼ばれる）は、とりわけ、追加の延伸作業を受け、かつ高温充填中の容器の変形を吸収するように設計された一体の取っ手または底部を備えた容器を形成するのに利用される。

押し込み作業は、複雑な作業である。

押し込み作業の最初の難しい点は、可動インサートは、その移動中に、ブランクが対抗する抵抗力に打ち勝たなければならない点である。しかしながらこの抵抗力は、大いに、かつ多様の理由のために変化し得る。

まず、ブランク内に広がる圧力（抵抗力が依存する圧力）それ自体が可変であり得る。実際には、異なる圧力で（事前吹込み成形圧およびその後の吹込み成形圧）流体がブランクに注入されるだけでなく、これに加えて形成作業中ブランクの体積は金型の壁に達するまで増大する。

２番目に、インサートに接触するブランクの表面（これもまた抵抗力が依存する面）もまた、形成作業中に変化する。

３番目に、現行の形成方法は、ほとんどの場合いわゆる回収段階を含むことが多く、これは、容器の吹込み成形から得られた加圧空気の一部をその後の再利用のために空気回路に再注入することで構成される。この回収は、圧力の変化、および容器に向かう、または容器からやってくる空気流の変化を引き起こすきっかけとなる。その結果は、ブランクが対抗する抵抗力の変化である。

ボックス形成作業の２番目に難しい点は、インサートが設置されるシリンダを制御するのに使用される気体の圧縮性から生じる。上述に挙げた国際公開第２０１６／０８３７１１号パンフレットに記載されるように、シリンダの二次チャンバは、流量絞り機構に接続されており、その機能は、詳細には容器の容量、すなわちインサート（すなわちこのケースでは、金型の底部）の直径に基づいて、インサート（このケースでは、金型の底部）の移動の速度を調整する（およびより具体的には低下させる）ことである。このような調整は、排出口への空気の流れを変えることによって生み出される。しかしながら気体の圧縮性が、流量絞り機構の作用が遅れを被るようにさせる。インサートの移動が小さい場合、典型的には１５ｍｍの場合、流量絞り機構が介入することは、押し込み作業の終わりにはインサートを極めて短い距離のみしか減速させないことになる。このようなケースでは、インサートは、形成作業中、吹込み成形圧がブランク内に到達される前に、型彫りの取得に（およびそれ故、容器の品質に）不利になるほどに、その経路のほとんどを進んでしまっている。インサートの制動作用を高めるために、流量絞り機構をほんの少しさらに閉鎖することも可能であるが、このようなケースでは、シリンダに加えられる抵抗力は、シリンダがその移動を完了するのを阻止することになる。

押し込み作業の第３の難しい点は、形成されるべきくぼんだ保存された空間のサイズの多様性（インサートの寸法の多様性、すなわち典型的には金型底部の直径の多様性それぞれ）に関連する。実際、シリンダは、大きな面積の保存された空間（例えば大きな直径の底部）の押し込み作業を保証することが可能であるようにサイズが決められる。しかしながらこのようなシリンダは、それらが、比較的小さい面積の保存された空間の押し込み作業に使用される場合、過度に大きくなることになる。このようなケースでは、その慣性が、圧力の簡素な調節によるその速度の調整をより複雑にする。

実際には、形成されるべき保存された空間が小さい面積である場合、形成作業中ブランクが対抗する力は弱く、最も簡素な手段は、インサートの移動を制動するために流量絞り機構の作用を高めることで構成される。しかしながらこの手段によって生まれるリスクは、インサートがその移動の終わりに達する前に、この手段がインサートを完全に阻止する場合があることである。

これは、上述に挙げた国際公開第２０１６／０８３７１１号パンフレットに記載されるものを含めた現行の押し込み技術が、インサートの移動の速度またはその位置を正確にモニターすることが不可能であることを示している。実際には、その移動は早すぎる、または対照的に遅すぎる場合が多いことに留意されたい。多くのケースを要約すると、インサートの移動の速度は制御されない。

国際公開第２０１６／０８３７１１号

本発明の目的は、これらの難点を克服することである。

より正確には、本発明の目的は、とりわけ形成作業中に容器内に広がる圧力に基づいて、インサートの位置および／または移動の速度をより効果的にかつより正確なやり方でモニターすることを可能にする押し込みシステムを装備した成形ユニットを提案することである。

この目的のために、プラスチック材料でできたブランクから容器を製造するために成形ユニットが提案されており、この成形ユニットは、
容器の型彫りを担う空洞を画定する壁と、それが空洞に対して引っ込むように延在する後退位置と、それが空洞内に少なくとも部分的に突出する配備位置との間で壁に対して可動であるインサートとを備える金型と、
シリンダ本体、ピストン、およびピストンと一体であり、かつその上にインサートが装着されるロッドが備わったシリンダを有する少なくとも１つの押し込みシステムであって、ロッドおよびピストンは、インサートの後退位置に対応する後退位置と、インサートの配備位置に対応する配備位置との間で一体化して可動であり、シリンダ本体およびピストンはピストンの両側に、一次圧力の下に一次流体回路を介して一次流体源に接続される一次チャンバと、比較するとこれより低い二次圧力の下に二次流体回路を介して二次流体源に接続される二次チャンバとを共同して画定する、少なくとも１つの押し込みシステムと
を有し、この成形ユニットは、押し込みシステムはまた、
一次流体回路上に設置された少なくとも１つのソレノイド弁であって、一次チャンバに接続され、かつソレノイド弁に印加される電気制御信号に基づいて可変の通路セクションを画定する流体出口を有するソレノイド弁と、
ソレノイド弁に接続され、かつソレノイド弁に印加される電気制御信号を変化させるようにプログラムされた処理ユニットと
を備えることを特徴とする。

このような構造によって、ピストン（およびそれ故インサート）の位置および移動の速度を正確に制御し、製造される容器の品質を高めることが可能である。

特定の一実施形態によると、ソレノイド弁は、
一次チャンバに接続された流体出口を形成する開口によって穴が開けられたケースと、
強磁性コアと、流体出口に対するその位置が、流体出口を通って移動する流体の流量を決定するシールとが備わった可動組立体と、
ケースと一体であり、コアを取り囲むソレノイドであって、電気制御信号が印加される２つの電気端子を有し、処理ユニットが、ソレノイドの端子に印加される電気信号を変化させるようにプログラムされているソレノイドと
を備える。

ソレノイド弁は有利には、流体出口の通路セクションおよび電気制御信号が、以下の関数、
Ｓ＝Ｋ１．Ｅ＋Ｋ２
によって関連付けられるように構成されており、
ここで、Ｅは、電気制御信号であり、
Ｓは、流体出口の通路セクションであり、
Ｋ１は、係数（実数）であり、
Ｋ２は定数である。

電気信号は例えば、強度または電圧である。

一実施形態によると、成形ユニットは、後退位置から配備位置へのその移動中のインサートの位置または速度を特定することを可能にすることができるセンサを有し、処理ユニットは、インサートの位置または速度に基づいてソレノイド弁の電気制御信号を変化させるようにプログラムされる。

本発明の他の目的は、添付の図面を参照して以下に提供される、一実施形態の説明から明らかになるであろう。

容器を完全に形成する前の、インサートの後退位置における成形ユニットの断面図である。 インサートの移動の制御のためのソレノイド弁のより大きな縮尺での詳細な図である。 インサートの中間位置における、図１の成形ユニットの拡大された縮尺での詳細な断面図であり、容器は形成されるプロセスにあり、差し込み図においてソレノイド弁のより大きな縮尺での詳細を有する図である。 金型底部の配備位置における成形ユニットを示しており、その一方で容器の底部は完成されている、図２と同様の詳細な断面図である。 容器が形成された後の、金型底部の後退位置における成形ユニットを示す、図２と同様の図である。 成形ユニット内の形成作業中の容器内の圧力の変動と、インサートの対応する位置とをそれぞれ例示する２つの曲線を有するグラフである。

図１から図４は、プラスチック材料でできたブランク３から吹込み成形（または延伸吹込み成形）によって容器２を製造するための成形ユニット１を示している。図示される例では、ブランク３はプリフォームであるが、１つ若しくはそれ以上の予備の成形作業を受けたプリフォームから得られる中間容器である場合もある。好ましい一実施形態によると、ブランクが作成される材料はＰＥＴである。

最初の位置において、成形ユニット１は金型４を有する。

この金型４は、２つの蝶番で留められた片方の金型４Ａ、４Ｂによって形成された壁５を有し、この壁は、形成されるべき容器２が回転対称である場合、金型４の対称の軸を形成する金型４の主軸Ａの周りに分布される内部空洞６を画定する。

空洞６は、容器２の側壁または本体のために少なくとも部分的に型彫りを画定する。壁５は、図１に図示される、インサート８が開口７から隔てられる（および故に空洞６に対して引っ込むように延在する）後退位置と、図２に図示される、インサート８が空洞６内に少なくとも部分的に突出する配備位置との間で、壁５に対して移動するように設置されたインサート８のための通路を画定する開口７を有する。

図示される例では、インサート８は、形成されるべき容器２の底部に相補的な金型底部を形成する。このケースでは、開口７は、壁５の下方部分に形成されるが、一変形形態として、インサート８は、例えばそれを掴みやすくするように設計された取っ手を容器２に形成するように設計された側方の引きだしである場合もある。特定の一実施形態によると、開口７は円形の外形を有する。その内径は、Ｄで示される。

インサート８は、容器２の問題になっている部分のために型彫りを画定する成形面９を有する。配備位置において、インサート８は空洞６を閉鎖し、これにより、容器２の型彫りを完成させ、この型彫りに当たるように吹込み成形中に材料が当てられる。配備位置から後退位置を隔てる距離は、インサート８の「経路」と呼ばれ、Ｃで示される。明確にする目的で、金型４は、経路Ｃが容器２の高さに関して比較的長い（典型的には０．５ｌの容積を備えた容器２の場合おおよそ４０ｍｍ）構成で示されている。この構成は、決して制限するものではなく、対照的に、経路Ｃが容器の高さに関して短い（典型的には０．５ｌの容積を備えた容器２の場合１５ｍｍ未満、または１５ｍｍに等しい）場合もある。

図１に図示されるように、ブランク３（点線で示される）、およびブランク３から形成されるその後の容器２は、ブランク３（容器２のそれぞれの）のネック１１の範囲を定め、金型４の外側に維持されたブランク３（容器２のそれぞれの）の鍔１０を利用して金型４の上方面に載せられる。図１では、容器２は、完全に形成されておらず（その外側の壁は、金型の壁５に対してまだ完全には一致していない）、故に参照符号２、３は、このプロセスにおいて形成中であり、そのため、もはや完全なブランク３ではないが、また完成した容器２でもない容器を指すのに使用される。

鍔１０の下に、ブランク３（およびその後の容器２）は、軸方向に全体に延在する本体１２と、最初は完全に半球であり（図１）、その後ひとたびインサート８に当接するように形成されると（図２）、本体１２の下方端部から半径方向に全体に延在する底部１３とを有する。この構成は、インサート８が金型底部であるケースに対応する。

容器２を形成するために、ブランク３が金型４に挿入され、加圧下で流体（好ましくは気体、例えば空気）が注入される。従来のやり方では、図５の上部の図によって図示されるように、形成作業は、２つの段階を有することができ、すなわち、
いわゆる事前吹込み成形圧ＰＰで流体がブランク３に注入される間の事前吹込み成形段階（図５では「事前吹込み成形」と示される）であり、特定の一実施形態によると、事前吹込み成形圧ＰＰは、１５バール未満、またはそれと等しく、例えば７から１２バールほどである事前吹込み成形段階と、
いわゆる吹込み成形圧ＰＳで流体がブランク３に注入される吹込み成形段階（図５にそのように特定される）であり、特定の一実施形態によると、吹込み成形圧ＰＳは、１５バールを超える、またはそれと等しく、例えば３０から４０バールほどである吹込み成形段階と
を有することができる。

第２の位置において、成形ユニット１は、押し込みシステム１４を有する。用語「押し込み」は、形成作業中、容器２の材料を押し戻すための作業を指すのにここでは利用されている。

押し込みシステム１４は、まず、インサート８の位置を制御するためのシリンダ１５を有する。このシリンダ１５は、シリンダ本体１６を有する。シリンダ本体１６には、シリンダ外装１７、下方壁１８、およびその端部の各々において外装を密閉する上方壁１９が備わっている。シリンダ１５はまた、シリンダ本体１６内で摺動するように設置されたピストン２０を有する。より正確には、ピストン２０は、外装１７内で壁１８と１９の間を摺動するように設置されている。

図１から図４に見ることができるように、シリンダ１５はまた、ピストン２０と一体のロッド２１を有する。このロッドは、気密式に、上方壁１９を貫通し、上方壁の中に作成された相補的な開口の中を通過する。

インサート８は、ロッド２１に装着されている。より正確には、図示される例では、インサートは、スタンド２２を利用して、シリンダ本体１６の外側に突出するロッドの上方端部においてロッド２１に装着されている。インサート８のスタンド２２への装着（ロッド２１へのスタンド２２の装着と正に同じような）は、従来式のやり方、例えばねじ込み作業によって行うことができる。

ピストン２０およびロッド２１は、インサート８の後退位置（図１）に対応する後退位置と、インサート８の配備位置（図２）に対応する配備位置との間でシリンダ本体１６に対して一体化して可動である。成形ユニット１は、インサート８の端部位置を画定する２つの止め具を有し、すなわち
インサート８の後退位置を画定し、後退位置は、この実施形態では下方の位置であり、このことから推してその名前がつけられた、いわゆる下方止め具２３と呼ばれる第１の端部の移動止め具２３と、
インサート８の配備位置を画定し、配備位置は、この実施形態では上方の位置であり、このことから推してここでもまた上方止め具の名前がつけられた、いわゆる上方止め具２４と呼ばれる第２の端部の移動止め具２４と
を有する。

止め具２３、２４は、インサート８と、あるいはピストン２０と直接接触するように配置することができる。

一実施形態によると、下方止め具２３は、後退位置においてインサート８の下方支持面２５と接触するために、この面と向かい合うように配置される。

よって、図示される例では、下方止め具２３は、上方壁１９の外側面２６に並んで形成される。より正確には、図４に図示されるように、下方止め具２３は、上方壁１９の外側面２６から上方壁１９の上に突出して形成される環状リングを備えた軸方向の端部面によって形成される。

図４に見ることができるように、インサート８の下方支持面２５は、１つ若しくはそれ以上の接続された緩衝材２７によって形成することができ、これは停止機能に加えて、成形ユニット１の静かな稼働に貢献する減衰機能も生み出すことができる。

さらに、上方止め具２４は、配備位置においてピストン２０と接触するために、ピストン２０と向かい合わせに配置することができる。

よって図示される例では、上方止め具２４は、上方壁１９の内側面２８と並んで形成される。より正確には、図４に図示されるように、上方止め具２４は、上方壁１９と一体の環状のシムによって形成される。上方止め具２４と接触するピストン２０の摩耗および断裂を制限するために、上方止め具２４は、配備位置において上方止め具２４に当接するように当てられる座金２９を支持することができる。

図２および図４がはっきりと示すように、本体１６およびピストン２０は、ピストン２０の両側に、２つの流体チャンバ、すなわち一次チャンバ３０と、二次チャンバ３１とを共同して画定する。

図示される例では、一次チャンバ３０は、ピストン２０と、下方壁１８とによって境界が定められる。二次チャンバ３１は、ピストン２０と、上方壁１９とによって境界が定められる。

押し込みシステムは、第二に、ピストン２０の移動を制御するための流体回路を有する。この流体回路は、
一次圧力Ｐ１の下で、一次チャンバ３０を一次流体源３３（空気、水、油など）に接続させることができる一次流体回路３２と、
比べるとこれより低い二次圧力Ｐ２（すなわち一次圧力Ｐ１より低い）の下で、二次チャンバ３１が二次流体源３５（空気、水、油）に接続される二次流体回路３４と
を有する。

一次圧力Ｐ１は有利には、１０バールを超える、またはこれと等しく、および好ましくは２５バールと等しい（またはおおよそ２５バールに等しい）。吹込み成形圧ＰＳは、４０バールに達する場合もあるのに対して、ボックス形成作業に必須である一次圧力Ｐ１はそれ故、吹込み成形圧ＰＳを下回るが、その一方で正確なボックス形成作業を保証することを可能にすることができ、これはシリンダの寸法を操作することによって実現可能であることに留意されたい。ピストンの表面に関しては、インサートの面または押し込みされるべき底部の面より大きいことが十分であり、かつ圧力Ｐ１に関しては、インサートによって底部に及ぼされる力が容器２の内部によって及ぼされる力を超えるように選択されることが十分である。吹込み成形圧ＰＳが２５バールに等しい（またはおおよそ２５バールに等しい）特定の実施形態によると、一次源３３は、吹込み成形段階が行われる流体が引き込まれる流体源と組み合わせることができる。一次圧力Ｐ１および吹込み成形圧ＰＳは故に、異なる場合があり、別個の圧力リリーフ弁を利用しそれらを異なる値（そのそれぞれの要望に従って）に調節することが実際に可能である。

さらに、二次圧力Ｐ２は有利には１０バールを下回る、またはこれと等しく、および好ましくは７バールに等しい（またはおおよそ７バールに等しい）。

図１から図４がはっきりと示すように、一次流体回路３２は、下方壁１８の中に一部が形成され、二次流体回路３４に関しては、下方壁１８の中、外装１７内、および上方壁１９の中に一部が形成される。下方壁１８の中に形成された回路３２、３４の一部の流体取り込み管への接続は、図示される例でのように、下方壁１８に対して接続され、そこにねじ込まれたコネクタ３６を利用して実行することができる。

ピストン２０の（およびそれ故インサート８の）位置およびその移動の速度を制御するために、ならびに図１から図４に図示されるように、押し込みシステム１４は、一次流体回路３２上に設置されたソレノイド弁３７を有する。このソレノイド弁３７は、流体出口３８を有し、これは、一次チャンバ３０に接続されており、ソレノイド弁３７に印加される電気制御信号Ｅに基づいて可変である通路セクションＳを画定する。

押し込みシステム１４はまた、ソレノイド弁３７に接続され、かつソレノイド弁３７に印加される電気制御信号Ｅを変化させるようにプログラムされたプログラマブル処理ユニット３９を有する。

より正確には、および図１から図４に図示されるように、ソレノイド弁３７は、出口３８の他に、これによってソレノイド弁３７が、図１から図４におけるラインによって図面中に示される管４１を経由して一次源３３に接続される流体取り入れ口４０も有する。同様に、流体出口３８も、図１から図４におけるラインによって図面中に示される管４２によって（コネクタ３６を介して）一次チャンバ３０に接続される。

図面中に例示される一実施形態によると、ソレノイド弁３７は、電磁制御装置を有しており、またそれは、
一次チャンバ３０に接続された開口（流体出口３８を形成する）によって穴が開けられたケース４３と、
強磁性コア４５と、流体出口３８に対するその位置が、流体出口を通って移動する流体の流量を決定するシール４６とが備わった可動組立体４４と、
ケース４３と一体であり、かつコア４５を取り囲むソレノイド４７であって、電気制御信号が印加される２つの電気端子４８、４９を有するソレノイド４７と
を有し、処理ユニット３９は、発電機５０を介してソレノイドの端子４８、４９に印加される電気信号Ｅを変化させるようにプログラムされている。

電気信号Ｅは電流であり得る。このケースでは、発電機５０は、処理ユニット３９によって制御される可変の制御電流発電機である。

１つの変形形態として、電気信号Ｅは電圧である。このケースでは、発電機５０は、処理ユニット３９によって制御される可変の制御電圧発電機である。

処理ユニット３９は、従来のコンピュータシステム（サーバまたはパーソナルコンピュータ）、あるいはプログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）と組み合わされたプロセッサ（ＣＰＵ−中央処理装置）であってよい。

図１から図４に例示される例では、コア４５は、ロッド５１を利用してシール４６と一体である。シール４６は、この例では、ケース４３の内壁と気密式に摺動接触する２つの鍔５３によって境界が定められる少なくとも１つの直径制限部を有し、またこれは、この壁と共に、流体出口３８および／または流体取り入れ口４０が注ぎ込む加圧チャンバ５２を画定する。

図１から図４がはっきり示すように、ソレノイド弁３７には、ケース４３と、シール４６の間に挿入された戻りばね５４が備わっている。

ソレノイド４７に電気が供給されると（充電作用または強制的な電流循環による）、それは、戻りばね５４に対向するように強磁性コア４５を移動させる電場を発生する。

図面に図示される一実施形態によると、シール４６は、ケース４３の内壁と気密式に摺動接触する２つの鍔５３によって境界が定められる第２の直径制限部を有し、またこれは、この壁と共に脱ガスチャンバ５５を画定する。さらに、大気圧に接続された排水管５６を画定する別の開口によってもケース４３には穴が開けられている。

可動組立体は、２つの端部位置の間に設置されており、すなわち
流体出口３８および流体取り入れ口４０が共に加圧チャンバ５２の中に完全に注いでおり（このケースでは、セクションＳが最大である）、このことが一次チャンバ３０を一次源３３と流体連通状態にする、図１に例示される開放位置と、
流体出口３８および排水管５６が共に脱ガスチャンバ５５に完全に注いでおり、このことが一次チャンバ３０を大気と連通状態にする、図４に例示される脱ガス位置との間に設置される。

ソレノイド弁３７は、流体出口３８の通路セクションＳと、電気制御信号Ｅが、以下の関数、
Ｓ＝Ｋ１．Ｅ＋Ｋ２
によって関連付けられるように構成されており、
ここで、Ｋ１は、係数（実数、好ましくは厳密には正数）であり、Ｋ２は定数である。

電気制御信号Ｅを通路セクションＳに関連付けるこの関数は、比例原理であることが分かる。係数Ｋ１は、「比例係数」と名付けられる。

実際には、電気信号Ｅの強さ（強度または電圧）は、ソレノイドによって生成される電磁場に晒されるコア４５を介してシール４６の位置を特定し、その鍔５３の一方が、流体出口３８をある程度密閉し（完全な密閉または全く密閉しない状態まで）、これにより通路セクションＳを決定する。

流体出口３８からすぐ下流の流体の流量（または圧力）が必ずしも、電気制御信号Ｅと比例する関係にはなく、これは、この流量（または圧力）は、一次チャンバ３０内の流体の状況に左右され、これはピストン２０が被る抵抗力にある程度左右され、この抵抗力は、それぞれの部分に関して、ピストン２０に直接加えられる二次チャンバ３１内に広がる圧力、およびインサート８およびロッド２１を介してピストン２０に加えられるブランク３内に広がる圧力から生じるためであることに留意されたい。

しかしながらこの流量またはこの圧力は、ピストン２０（および故にインサート８）の位置または速度が、ソレノイド弁３７を介して処理ユニット３９によって精密に調節されるために、電気信号Ｅに比例するそのような関係にある必要はない。

実際、インサート８の位置または実際の速度の測定値（またはこれはピストン２０の同じものになる）に基づいて電気信号Ｅの値（または強さ）を制御することを可能にするフィードバックループを押し込みシステム１４内に実装することが実現可能である。

この目的のために、押し込みシステム１４は、インサート８の位置または速度を、その後退位置からその配備位置までの移動中に測定することができる（または計算によって求めることを可能にする）センサを装備することができる。このケースでは、処理ユニット３９は、処理ユニット３９に記録された基準吹込み成形曲線（図５）を参照することによって、詳細にはインサート８の位置または速度（このように決定された）を有する種々のパラメータに基づいてソレノイド弁３７の電気制御信号Ｅを変化させるようにプログラムされる。

インサート８の移動の速度を正確に制御することによって、インサート８の型彫り（この場合には、容器２の底部１３）を正確に形成することが可能であることが発見された。

実際には、インサート８の移動の速度における有意な変化（原因）と、製造される容器の品質における格差（結果）との間に原因と結果の関係を確立することが可能であった。

このような格差は、形成作業中に容器２内に広がる圧力の有意な変化、および１つの形成ステーションから別のステーションまでのソレノイド弁の応答時間の差が、加速の変動の発生率を拡大する、または１つの容器２から別のものへの型彫りの取得作業に対するインサート８の減速の発生率を拡大するという事実に起因する。

既知のシステムが、インサート８の移動の速度を正確に制御することが不可能である場合、この押し込みシステム１４は、これとは対照的にこの目的に近づくことを可能にする。この目的のために、インサート８の移動は、３つの段階で制御され、すなわち、
第１の段階では、インサート８の（すなわちピストン２０の）移動の開始時に、すなわち後退位置のはじめに、形成作業中ブランク３が対抗する抵抗力が低い、またはゼロであるという（図１）事実を上手く利用することによって、インサート８に有意な速度（およびこれにより有意な慣性）を与えるやり方で短時間のインターバルにわたって、一次チャンバ３０の流体の供給速度が引き上げられる、
第２の段階では、およびインサート８の中間位置まで（典型的にはおおよそ中間の移動場所まで）、一次チャンバ３０の流体の供給流量は低下されて、インサート８の移動の速度を低下させ、かつ第１の段階においてインサート８によって取得された慣性を上手く利用しつつ、その型彫りを正確に捕らえることによって（図２）、ブランク３の材料がインサート８上に配備されることを可能にする、
第３のステップにおいて、中間位置から始まって配備位置まで、すなわちインサート８（および故にピストン２０）の移動の終わりまで、形成作業の終了時にブランク３が対抗する抵抗力はより大きくなるため、一次チャンバ３０の流体供給流量は引き上げられ、かつそれは、インサート８がそれに打ち勝ち、その移動の終端に到達するのが望ましい（図３）。

より正確には、第１の段階において、およびインサート８の後退位置から、電気信号Ｅは、処理ユニット３９によって高い値（典型的には１０の目盛りを有する縮尺上の９の印）に調節され、このことは、シール４６を、セクションＳが大きい、およびさらには最大である下方位置に配置する。高い流体流量および圧力が、結果として生じる（図１における白い矢印によって示されるように）。形成作業中にブランク３が対向する抵抗力は比較的低いため、ピストン２０（これはインサートに結合される）は、図５の下方図にあるＶ１で示される速度で素早く移動される。この第１の段階は、事前吹込み成形中に開始され、事前吹込み成形が終わりに近づくと、数ミリ秒（詳細には１０から２０ｍｓ）継続する。この第１の段階の終わりに、インサートは、図５の下方図にあるＨ１で示される高さに到達する。図５は、事前吹込み成形段階の終わりより前に高さＨ１に到達する場合を例示しており、これは一般的なケースであるが、ピストン２０およびインサート８の慣性に従って、この高さにその後に到達する場合もあり、詳細には、事前吹込み成形の終わりに、かつさらには吹込み成形の開始後に到達する場合もあることに留意することが重要である。

第２の段階において、電気信号Ｅは、処理ユニット３９によってより小さい値（典型的には１０の目盛りを有する縮尺上の２の印）に調節され、このことは、シール４６を、セクションＳが制限される（図２）中間位置に配置し、その結果として流体流量はより少ない状態である。この結果は、特にブランク３が対抗する抵抗力が増大する際のインサート８の移動の速度（図５の下方図にあるＶ２で示される）の低下である。しかしながら、第１の段階における（速度Ｖ１での）のその高速のためにインサート８によって獲得された慣性は、処理ユニット３９によって課された流量の変化（およびより正確には低下）の後のインサート８の応答時間を最小限にすることを可能にする。第１の段階においてインサート８に付与される短時間の推進は、速度Ｖ２でのその移動が制御される際、それが容器２内に広がる有意な圧力の変動（図５における頂部で吹込み成形曲線に見ることができるような）に耐えることを可能にする。

この第２の段階は、基本的に第１の段階より長く、高さＨ１に到達した（すなわち、合図として、事前吹込み成形段階の終わりより前、またはその後、詳細には事前吹込み成形の終わりに、およびさらには吹込み成形の開始後に起こり得る事象の）後に開始される。その継続時間は、例えば、おおよそ５０ｍｓである。第２の段階の終わりに、インサートは、図５の下方図おいてＨ２で示される高さに到達する。

第３の段階において、電気信号Ｅは、処理ユニット３９によって、第２の段階のものを超える値（典型的には１０の目盛りを有する縮尺上の７の印）に調節され、このことは、シール４６を、セクションＳがかなり大きい、第１の段階と同じ下方位置に配置する。高い流体流量および圧力が、結果として生じる（図３における白い矢印によって示されるように）。形成作業中にブランク３が対抗する抵抗力は高いため、移動の速度（図５の下方図においてＶ３で示される）は、実際には第１の段階および第２の段階に対して特定の低下を被るが、一次チャンバ３０内に広がる高い圧力によってインサート８に加えられる駆動力の度合いは、インサート８がその配備位置に達することを可能にし、容器２の底部１３の適切な型彫りの取得を促進させる。

形成作業中のブランク３内の圧力の変化は、図５の上方の曲線に図示される。

ゼロの（相対的）圧力から始まって、流体（空気など）は、いわゆる事前吹込み成形段階中に、そのガラス転移温度（ＰＥＴの場合、おおよそ８０℃）を超える特定の温度まで予め加熱されたブランク３に事前吹込み成形圧ＰＰで注入される。インサート８（ピストン２０と共に）はこのとき、その後退位置になる。

ソレノイド弁３７はこのとき後退位置にあり、一次チャンバ３０は、脱ガスチャンバ５５および排水管５６を経由して自由な空気と流体連通しており、二次チャンバ３１内に広がる圧力は、二次源３５（これは事前吹込み成形圧力源ＰＰと組み合わせることができる）のものと等しく、ピストン２０（およびインサート８）を後退位置に維持する。

事前吹込み成形段階が終わりに近づくとき、処理ユニット３９は、電気信号Ｅを、最初の高い値Ｅ１に調節し、このことは、ソレノイド４７およびコア４５を介して、セクションＳを高いまたは低い値に調節し、これが、第１の高さＨ１に達するまで、最初の（および高い）速度Ｖ１でのピストン２０（インサート８と共に）の移動を生じさせる。

インサート８の移動（押し込みと呼ばれる作用）は、所望される形状に加えて、分子の配向にとって（および故に、その剛性にとって）、ならびに適切な型彫りの取得にとって好ましい増大した変形率を材料に付与するように設計されることに留意されたい。

その後、高さＨ１に達した後、および一般に、吹込み成形圧ＰＳでの容器への流体（ここでは空気）の注入作業から成る吹込み成形の開始の後に起こるある時間まで、処理ユニット３９は、電気信号Ｅを、比べるとこれより低い（Ｅ２＜Ｅ１）第２の値Ｅ２に調節し、このことは、ソレノイド４７およびコア４５を介してセクションＳを中間の値に調節し、中間位置（高さＨ２）まで、これより低い（Ｖ２＜Ｖ１）速度Ｖ２でのピストン２０（インサート８と共に）の移動を生じさせる。

形成作業中の容器２内の圧力は、吹込み成形圧ＰＳに達するのに対して、処理ユニット３９は、電気信号Ｅを、比較するとＥ２より高い第３の値Ｅ３（Ｅ３＞Ｅ２）に調節し、このことは、ソレノイド４７およびコア４５を介してセクションＳを高い値に調節し、かつ容器２が対抗する抵抗力を考慮に入れて、移動の終わり（高さＣ）まで、比べるとこれより低い（Ｖ３＜Ｖ２）速度Ｖ３までのピストン２０（インサート８と共に）の移動を生じさせる。

インサート８の移動の速度は、移動の終わりに低下されるが、ピストン２０によってインサートに及ぼされる駆動力は、容器２内に広がる圧力が対抗する抵抗力によってインサートが停止されることなく、それを移動させるのに適当である。一次源３３から得られる圧力Ｐ１が吹込み成形圧と等しい場合、インサート８上の容器２の突出した支持面（この面は、例示される例では、開口７の区域に対応し、すなわちπＤ^２／４である）が、一次チャンバ３０の範囲を定めるピストン２０の表面より小さいことを保証するように、それでもやはり注意する必要がある。実際には、水平面（ピストン２０の移動の軸に直交する）上に突出した容器の底部１３の表面は、ピストン２０の推進面のおおよそ４０％を常に下回る（すなわちピストン２０の表面は、一次チャンバ３０の範囲を定める）。ピストン２０の完全な移動を同時に保証しつつ、圧力Ｐ１が吹込み成形圧を下回ることができるのは、このような設計のおかげである。

事前吹込み成形および吹込み成形による形成作業は、既知の方法において、ブランク３の底部１４０を同伴する、可動延伸ロッド５７を軸方向で利用するブランク３の軸方向の延伸作業によって完了させることができることに留意されたい。

結論として、ユニット３９は、追加のパラメータに基づいてソレノイド弁３７の電気制御信号を変化させるようにプログラムすることができ、これには、
インサート８の断面（インサート８の移動に対抗する容器２の底部１３の突出した面に対応する）、
（事前吹込み成形、吹込み成形および回収が制御される時間を含めた）形成サイクルのタイミング、
（その後退位置からのインサート８の移動が制御される時間を含めた）押し込みのタイミング、
吹込み成形圧ＰＳ、
押し込み作業の進行
が含まれる。

１ 成形ユニット
２ 容器
３ ブランク
４ 金型
４Ａ 蝶番で留められた片方の金型
４Ｂ 蝶番で留められた片方の金型
５ 壁
６ 内部空洞
７ 開口
８ インサート
９ 成形面
１０ 鍔
１１ ネック
１２ 本体
１３ 底部
１４ 押し込みシステム
１５ シリンダ
１６ シリンダ本体
１７ シリンダ外装
１８ 下方壁
１９ 上方壁
２０ ピストン
２１ ロッド
２２ スタンド
２３ 第１の端部の移動止め具、下方止め具
２４ 第２の端部の移動止め具、上方止め具
２５ 下方支持面
２６ 外側面
２７ 緩衝材
２８ 内側面
２９ 座金
３０ 一次チャンバ
３１ 二次チャンバ
３２ 一次流体回路
３３ 一次流体源、一次源
３４ 二次流体回路
３５ 二次流体源、二次源
３６ コネクタ
３７ ソレノイド弁
３８ 流体出口
３９ プログラマブル処理ユニット
４０ 流体取り入れ口
４１ 管
４２ 管
４３ ケース
４４ 可動組立体
４５ 強磁性コア
４６ シール
４７ ソレノイド
４８ 電気端子
４９ 電気端子
５０ 発電機
５１ ロッド
５２ 加圧チャンバ
５３ 鍔
５４ 戻りばね
５５ 脱ガスチャンバ
５６ 排水管
５７ 可動延伸ロッド
１４０ 底部
Ｃ 経路
Ｄ 内径
Ｅ 電気信号、電気制御信号
Ｐ１ 一次圧力
Ｐ２ 二次圧力
ＰＰ 事前吹込み成形圧、事前吹込み成形圧力源
ＰＳ 吹込み成形圧
Ｓ 通路セクション

Claims (7)

1. プラスチック材料でできたブランク（３）から容器（２）を製造するための成形ユニット（１）であって、
   容器（２）の型彫りを担う空洞（６）を画定する壁（５）と、それが空洞（６）に対して引っ込むように延在する後退位置と、それが空洞（６）内に少なくとも部分的に突出する配備位置との間で壁（５）に対して可動であるインサート（８）とを備える金型（４）と、
   シリンダ本体（１６）、ピストン（２０）、およびピストン（２０）と一体であり、かつその上にインサート（８）が装着されるロッド（２１）が備わったシリンダ（１５）を有する少なくとも１つの押し込みシステム（１４）であって、
   ロッド（２１）およびピストン（２０）は、インサート（８）の後退位置に対応する後退位置と、インサート（８）の配備位置に対応する配備位置との間で一体で可動であり、シリンダ本体（１６）およびピストン（２０）はピストン（２０）の両側に、一次圧力（Ｐ１）の下に一次流体回路（３２）を介して一次流体源（３３）に接続される一次チャンバ（３０）と、比較するとこれより低い二次圧力（Ｐ２）の下に二次流体回路（３４）を介して二次流体源（３５）に接続される二次チャンバ（３１）とを共同して画定する、少なくとも１つの押し込みシステム（１４）とを有し、
   押し込みシステム（１４）は、
   一次流体回路（３２）上に設置された少なくとも１つのソレノイド弁（３７）であって、一次チャンバ（３０）に接続され、かつソレノイド弁（３７）に印加される電気制御信号（Ｅ）に基づいて可変の通路セクション（Ｓ）を画定する流体出口（３８）を有する少なくとも１つのソレノイド弁（３７）と、
   ソレノイド弁（３７）に接続され、かつソレノイド弁（３７）に印加される電気制御信号（Ｅ）を変化させるようにプログラムされた処理ユニット（３９）と
   を有することを特徴とする成形ユニット（１）。
2. ソレノイド弁（３７）が、
   一次チャンバ（３０）に接続された流体出口（３８）を形成する開口によって穴が開けられたケース（４３）と、
   強磁性コア（４５）と、流体出口（３８）に対するその位置が、流体出口を通って移動する流体の流量を決定するシール（４６）とが備わった可動組立体（４４）と、
   ケース（４３）と一体であり、かつコア（４５）を取り囲むソレノイド（４７）であって、電気制御信号（Ｅ）が印加される２つの電気端子（４８、４９）を有するソレノイド（４７）と
   を有すること、ならびに
   処理ユニット（３９）は、ソレノイド（４７）の端子（４８、４９）に印加される電気信号（Ｅ）を変化させるようにプログラムされていること
   を特徴とする、請求項１に記載の成形ユニット（１）。
3. ソレノイド弁（３７）が、流体出口（３８）の通路セクション（Ｓ）と、電気制御信号（Ｅ）が、以下の関数、
   Ｓ＝Ｋ１．Ｅ＋Ｋ２
   によって関連付けられるように構成されており、
   ここで、Ｅは、電気制御信号であり、
   Ｓは、流体出口の通路セクションであり、
   Ｋ１は、係数（実数）であり、
   Ｋ２は定数である
   ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の成形ユニット（１）。
4. 電気信号（Ｅ）が電気の強度であることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の成形ユニット（１）。
5. 電気信号（Ｅ）が電圧であることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の成形ユニット（１）。
6. 後退位置から配備位置へのその移動中のインサート（８）の位置または速度を特定することを可能にすることができるセンサを有すること、ならびに処理ユニット（３９）が、インサート（８）の位置または速度に基づいてソレノイド弁（３７）の電気制御信号を変更するようにプログラムされることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の成形ユニット（１）。
7. 処理ユニット（３９）が、以下の中から選択される追加のパラメータに基づいてソレノイド弁（３７）の電気制御信号を変化させるようにプログラムされ、これには、
   インサート（８）の断面、
   形成サイクルのタイミング、
   押し込みのタイミング、
   吹込み成形圧（ＰＳ）、
   押し込み作業の進行
   が含まれることを特徴とする、請求項６に記載の成形ユニット（１）。

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