JP3650753B2 - 移動中の対象物の所定箇所に生成物を射出する装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、より具体的には、空洞体の製造設備および／または処理設備および／または充填設備の分野に関する。
【０００２】
例えば、本発明は、熱可塑性樹脂製容器の製造設備および／または充填設備の範囲内で記載される。より具体的には、本発明による装置は、モールド内射出によって予め形成された予備成型体に吹き込みすることによって得られるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製ボトルの製造機械の範囲内で記載される。
【０００３】
この種の設備では、製造、処理、或いは充填のプロセス中の幾つかの瞬間に、空洞体の中に生成物を射出することが必要となる場合が多い。ボトルの製造または充填の一貫生産では、この生成物は例えば殺菌剤かも知れない。
【０００４】
これらの設備は一般に、交互に連続的に位置を入れ替えながら設備内の同じ行程に従う空洞体を連続的に扱う。この空洞体の連続的な移動の特性は、個々の空洞体の内部に殺菌剤などの生成物を射出しようとする際に一つの問題を生じる。実際に、２つの解決策が一般に提唱されている。
【０００５】
最も単純な第１の解決策では、生成物は固定されたノズルにより、当該空洞体がそのノズルの前を通過する際にそれぞれの空洞体内へ射出される。しかし、ピッチの速い設備では、個々の空洞体がノズルの前に位置している期間は著しく短くなる。その結果、特に空洞体内部に射出される生成物の良好な分布を保証したい場合には、良好な射出条件で十分な量の生成物を射出することが困難となる。所望の量の生成物を射出するためには、射出の良好な制御を犠牲にして、生成物の流量を増やすことになる。また、噴出の開始を早め、噴出の終了を遅らせることも可能だが、生成物の一部が空洞体内に射出されない虞があり、これは生成物を浪費し、空洞体と機械の外部を汚すことになる。
【０００６】
もう一つの解決策は、回転式充填機に類似した特殊な機械を用いることからなる。しかし、このような解決策のコストは非常に高くなる。
【０００７】
従って本発明の目的は、単純で信頼性があり、動いている空洞体に生成物を射出可能で、生成物の射出条件を完全に制御可能と言える、新規な射出装置の概念を提案することにある。
【０００８】
このために、本発明が提案する装置は、所定のピッチで互いに離間しつつ与えられた軌跡上を連続的に移動する対象物の所定箇所の方向に生成物を射出する装置であって、前記装置は前記対象物のピッチと対応するピッチで可動サポート上で離間しつつ前記可動サポートによって支持された一連の射出機を有すること、前記サポートは、移動の往路のフェイズで前記射出機の各々が前記対象物の所定箇所に対して移動するような往復移動に沿って駆動されること、および、前記サポートの前記往復移動の周期は、同じ固定地点の前を連続した２つの対象物が通過する間のインターバル時間に、前記サポート上の前記射出機の数を掛け合わせたものに等しいことを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の特徴によれば、前記移動の往路のフェイズの間は、前記射出機は対象物と平行に、かつ、対象物と等速で移動し、前記サポートの前記往復移動は、前記往路のフェイズの他に、移動が反対方向に行われる復路のフェイズと、２つの方向転換のフェイズとを有し、前記移動の４つのフェイズの期間は互いに同じオーダーの大きさであり、前記往復移動の間はずっと、前記射出機の軌跡は前記対象物の軌跡と平行なままであり、前記射出機の軌跡は円弧であり、軸芯の周りでの連続回転運動をする搬送ホイールが設けてあり、この搬送ホイール上に前記対象物がそれらの軌跡の一部に沿って支持されており、前記射出機は同じ軸芯を中心とする円弧の軌跡を辿り、可動サポートの往復移動は、可動カムと前記サポートに取り付けられたカム従動子とを備えたシステムによって制御され、前記カムは連続回転運動で動く回転カムであり、前記カムは、前記サポートの回転軸芯と同じ軸芯の周りでの連続回転運動で動き、前記カムは、前記サポートの回転軸芯と平行な軸芯の周りでの連続回転運動で動き、前記カムは、輪郭がカム路を形成する板状を呈し、前記カム従動子は弾性復帰手段によって前記カムに押し付けられ、前記装置は、前記サポートに取り付けられた第２カム従動子と協働する第２カムを有し、２つのカムの輪郭はその往復移動の２つの方向において前記サポートの確実な制御が確保されるように補足的であり、前記２つのカム従動子の少なくとも１つは、前記装置の幾何学的不完全性を補う弾性手段を有し、互いに平行な２つの縁を備えた通路を内部に形成した板を有し、サポートに取り付けられて前記通路の２つの縁の各々と協働することが可能であるローラは、この通路内を通り、これら２つの縁が各々カム路を形成することにより、前記サポートのその軌跡の２つの方向での確実な制御が確保され、前記カムは前記ホイールによって減速機構を介して回転駆動され、前記対象物は開口部を備えた空洞体であり、前記射出機は前記空洞体の内部に生成物を射出するように構成されている。
【００１０】
本発明の他の特徴と利点は、以下の詳細説明および添付図面によって明らかになるだろう。
【００１１】
本発明について以下に、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）または過酢酸（ＡＰＡ）といった殺菌剤を、ＰＥＴボトル製造用の予備成型体１２の内部に射出するための装置１０の範囲内で記載する。予備成型体はモールド内射出によって形成された空洞体である。予備成型体は一般に略筒状であり、閉鎖された一端と開放された一端を有する。最終的な容器の開放されたネックを形成することになる開放端１４は、一般に射出モールド内で直接その最終形状に形成され、例えばネジ山１６と外径フランジ１８を備えている。
【００１２】
多くのボトル製造設備では、予備成型体は確実な搬送システムによってブロー成形引き伸ばし機の方に搬送されるが、この正方向の搬送システム内で各予備成型体は、互いに所定の間隔を空けながら定められた軌跡を連続的に辿る。この正方向の搬送システム（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）は例えば、略鉛直な軸芯Ａ１の周りで連続的に回転駆動される切り込み付きホイール２０からなる。
【００１３】
この場合、ホイール２０はその周部に、予備成型体の直径と略同じ直径を有する２０個の半円形の刻み２２を備えている。予備成型体１２は、公知の要領によってホイール２０の装着位置に、一つ一つの予備成型体が１つの刻み２２に受け入れられ、フランジ１８によってホイール２０に支持される状態で導かれる。装着位置の下流側では、軸芯Ａ１を中心とする円弧状のガイド２４がホイール２０の周りに延びて、予備成型体１２のための別の支持領域を形成し、予備成型体１２が刻み２２から抜け出るのを防止している。このように、予備成型体１２がホイール２０上にある限り、予備成型体１２は離脱位置までは軸芯Ａ１を中心とする円弧状の軌跡に従い、離脱位置の付近ではホイール２０を離れ、別の手段によって搬送され続ける。
【００１４】
ボトルの製造装置では、このような刻み付きホイールは、予備成型体の供給装置と、予備成型体をブロー成形による型取りが可能な温度にするための温度調整炉との間に設けることができる。
【００１５】
本発明の教示に合わせて、装置１０は、可動サポート２８に支持された複数の射出機２６を備えている。図示された例では、射出機２６は５個あり、軸芯Ａ１周りで回転可能でかつホイール２０の上の高さに設けてあり板状のサポート２８に支持されている。サポート２８上には、射出機２６が軸芯Ａ１を中心とする円弧状に設けてあり、その円弧の直径は刻み付きホイールの直径と同じであり、射出機２６はこの円弧に沿って、ホイール２２に連続した刻み２２どうしを離している距離と同じ距離で互いに離間している。
【００１６】
このように、ホイール２０とサポート２８の軸芯Ａ１周りにおける回転角度位置を同期させることにより、５個の射出機２６はホイール２０によって支持された５個の予備成型体に生成物を射出できる。
【００１７】
本発明によれば、サポート２８は、軸芯Ａ１周りでの往復移動によって制御される。この運動の制御は、この運動の少なくとも１つのフェイズでは、射出機２６がホイール２０によって支持された予備成型体の進行の動きを厳密に追随するようになされる。
【００１８】
図示された例では、サポート２８の往復移動は、２つのカムを備えたシステムによって制御される。
【００１９】
すなわち、この装置は、輪郭がカム路を形成した板状の第１のカム３０を有する。カム３０は、図示された例では軸芯Ａ１とは異なるがこれと平行な軸芯Ａ２周りで回転駆動可能に設けてある。可動サポート２８は、例えばローラの形状によって実現可能であり第１カムの端面上で転動するように設けてある第１のカム従動子３２を備えている。
【００２０】
第１カム３０は、刻み付きホイール２０を回転駆動させている軸３４によって、１対のギヤ３６、３８を介して回転駆動されるように設けられており、これらの１対のギヤ３６、３８は、カム３０が軸芯Ａ２周りで回転する速度が、ホイール２０が軸芯Ａ１周りで回転する速度の２倍となり、回転方向が反対になるように寸法設定されている。図３に示すように、カム３０は軸芯Ａ２周りで対称形であり、軸芯Ａ２に関して径方向で対向する板縁上の２点は軸芯Ａ２から同じ距離にある。
【００２１】
カム従動子３２は、第１カム３０の縁部によって形成されたカム路に対して恒久的に支持されるように設けてある。これは、例えば、ローラ３２をカムに押し付けるために可動サポート２８と固定フレーム要素との間に介装されたバネのような、弾性復元システムによって実現できる。
【００２２】
図示された例では、第１カム３０と一体的な第２カム４０を設けることが望まれている。第２カム４０は、第１カム３０を補足する輪郭を備え、サポート２８に取り付けた第２カム従動子４２と協働するように設けてある。従って、第２カム４０もまた軸芯Ａ２周りで回転駆動され、この第２カム４０の輪郭も軸芯Ａ２に関して対称である。
【００２３】
好ましくは、装置の製造と組み立てにおける寸法公差を考慮して、第２カム従動子４２はサポート２８に固着されていない。すなわち、第２カム従動子４２は、一端４６を介して可動サポート２８に回動可能に設けられたレバー４４の他端に取り付けてある。可動サポート２８に対するレバー４４の回転軸芯Ａ３は、軸芯Ａ１、Ａ２と平行である。レバー４４は突起５０を備え、この突起５０上には、突起５０に対して軸芯Ａ４に沿って摺動可能な接当フィンガー４８が支持されている。しかし、この摺動の可能性は制限されており、フィンガーは“ベルビル”型の積層された弾性ワッシャ５１によって休止位置の側に付勢されている。このフィンガー４８は、サポート２８の停止ブロック５２に形成された面に対して押し付けられ、この面は、第２カム従動子４２を第２カム４０に押し付けることになる。
【００２４】
このように、第２カム４０の作用は、第１カム３０の作用とは反対向きにサポート２８を押す。すなわち、２つのカム３０、４０と２つのカム従動子３２、４２は、これらの部材がカム路上で互いに押し付け合うように配置されているので、サポート２８の角度位置は常に２つのカムの角度位置の如何によって完全に定義される。摺動フィンガー４８と弾性ワッシャ５１は、作用の遊びを取り除くことができる。
【００２５】
２つのカムを備えたシステムを、閉じた環状溝が掘られた１つの面を備えた板状の単一のカムを備えたシステムに代えることも可能である。この溝に備えられた互いに平行で対向した２つの縁は、サポートに取り付けられたカム従動子を往復移動の２つの方向に案内することができる。
【００２６】
同様に、カム３０、４０が、サポート２８の回転軸芯Ａ１と平行であるが異なる軸芯Ａ２を有するように選択がなされている。この配置によって、非常にシンプルなカム駆動システムの使用が可能となった。しかし、変形例として、サポート２８の回転軸芯Ａ１と同じ軸芯で回転するカムを用いる選択をすることも可能である。
【００２７】
ここで、以上に記した装置の作用について、図５Ａから図５Ｆのダイヤグラムを参考にしながら説明する。これらのダイヤグラムには、刻み付きホイール２０が示されており、このホイール２０上には、その連続した複数の刻み２２内に２つのシリーズの予備成型体１２ａ、１２ｂが係合されている。勿論、ホイール２０はその軸芯Ａ１周りで、この場合、図５Ａから図５Ｆの向きに参照すれば反時計方向に回転駆動される。
【００２８】
図５Ａは、サポートがその最端部に位置する時の、カム３０、４０の軸芯Ａ２周りでの角度位置に対応している。ホイール２０の回転方向に関して、すなわちホイール２０に支持された予備成型体１２の進行の方向に関して言えば、この位置は最も上流側の位置と言える。この最も上流側の位置は、サポート２８の往復移動の方向転換地点に対応し、その結果この地点でのサポートの速度はゼロになる。この位置では、第１シリーズの予備成型体１２ａが、サポートによって支持された射出機２６に関して上流側に変位しているのが理解される。
【００２９】
図５Ｂの状態では、ホイール２０が最上流位置に対して反時計方向におよそ２０°だけ回動したことが理解される。ギヤ３６、３８の配置によって、カム３０、４０は軸芯Ａ２周りで２倍大きな角度だけ、反対向きに回転している。２つのカム従動子３２、４２は双方ともそれぞれの対応するカムに接当しているのが判る。この状態では、サポート２８によって支持された５個の射出機２６は、正確に第１シリーズの５個の予備成型体１２ａの垂線上にある。これは、図５Ａと図５Ｂの各状態の間では、予備成型体は射出機２６を「捕捉している」ことを意味する。実際には、サポート２８のこの移動のフェイズは、速度ゼロからホイール２０の速度と略同じ角速度に至るサポートの漸進的な加速に対応している。
【００３０】
図５Ｂに示すサポートの位置は、流れへの追従のフェイズの始点を指し、そのフェイズの中の或る期間は、ホイール２０とサポート２８が略同じ速度を有している。そのために、動きのこのフェイズの間は、射出機は生成物を予備成型体に射出できるように予備成型体の直上に維持される。この追従フェイズは図５Ｃに示される追従の終了位置まで続き、この図５Ｃでは、予備成型体１２ａはホイール２０の回転に拘束された進行の動きを続けているにも関わらず、射出機２６が未だ予備成型体１２ａの垂線上にあるのが判る。
【００３１】
この追従フェイズの期間は、勿論必要に応じてカム３０、４０の適切な輪郭によって調節することが可能である。
【００３２】
図５Ｄには、サポート２８の最下流の位置が示されている。図５Ｃの状態と図５Ｄの状態の間では、サポートは次第に遅くなり、図５Ｄの状態では速度がゼロになる。実際に、第１シリーズの予備成型体１２ａはシリーズの射出機２６に対して下流側に変位している。従って、この状態はサポート２８の往復移動の第２の方向転換地点に対応している。
【００３３】
図５Ａと図５Ｄの間では、サポート２８が、概して、サポート２８を反時計方向に回動させるために第１カム従動子３２を押す傾向にある第１カム３０の助けで回転駆動されるのが判る。
【００３４】
図５Ｄの状態から始まって図５Ｆの状態までは、第２カム４０が、第２カム従動子４２を介して、図５Ｆに示したサポート２８の最下流の位置への戻りを引き起こす。従って、戻りの間はサポートは先ず次第に加速を行い、次に、次第に減速を行って、その最下流の位置に速度ゼロで到着する。この瞬間、第２シリーズの予備成型体１２ｂがサポート２８に対して、図５Ａにおける第１シリーズの予備成型体１２ａと同じ位置を占めるのが判る。
【００３５】
これら２つの状態の間にホイール２０が１／２回転したことが判り、これは、連続した２つの刻みの角度的な離間距離の５倍に対応する。言い換えれば、サポートの図５Ａでの状態から図５Ｆでの状態までの移行を隔てている期間は、サポート２８の往復移動の周期に対応しており、従って、これは５つの予備成型体がホイール２０上におけるそれらの軌跡の固定点の前を通過するのに必要な時間に等しい。
【００３６】
カム３０、４０は同時に１／４回転を実行し、軸芯Ａ２に関しての対称性を示すその輪郭形状のために、この装置の機能は前述したものと類似の要領に従い、前の射出機２６は第２シリーズの予備成型体１２ｂに追従する。
【００３７】
本発明による装置の効果で、予備成型体を停止させる或いは低速化することなく、勿論全ての予備成型体を処理しながら、十分な射出時間を設定できる。
【００３８】
図示された例では、移動中の対象物に生成物を射出することの可能な時間とも対応する、移動の往路行程の期間は、移動の全サイクルの周期の約１／４から１／３を占めるにとどまる。勿論、カムの適切な輪郭形状によって、飽くまでサポートに著しい速度変化を課さない復路の行程が得られるように、この関係を変更することは容易である。この利点は、移動の往路の行程と復路の行程の各期間は、同じオーダーの大きさであること、言い換えれば、最も長い行程の期間と最も短い行程の期間との比は１０未満であることを前提としている。
【００３９】
理解されるように、サポート２８の往復移動の振幅は、射出機に取り付けられた固定タンクから１つまたは複数の柔軟な導管を介して射出機２６に生成物が供給可能な程度に、比較的制限されている。従ってこのような構成は、回転式分配機に依存しなければならない場合よりも著しく単純である。
【００４０】
このように、本発明は、容器の製造用の予備成型体に殺菌剤の生成物を射出するという特殊な範囲で記載された。
【００４１】
勿論、本発明は他の適用にも応用を見いだすことができる。本発明の教示を伴った装置は、キャップ等の他の対象物の処理にも使用できる。また、例えば、予備成型体またはボトル等の場合であれば、ネックの外ネジ部などのように、或る対象物の予め決められた他の場所を処理するためにも本発明を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置の分解斜視図である。
【図２】 図１の装置の組み立て後の斜視図である。
【図３】 装置の平面図である。
【図４】 軸芯に沿った部分断面図である。
【図５Ａ】 動作行程中の装置の互いに異なる連続的な位置の１つを示す概略図である。
【図５Ｂ】 動作行程中の装置の互いに異なる連続的な位置の１つを示す概略図である。
【図５Ｃ】 動作行程中の装置の互いに異なる連続的な位置の１つを示す概略図である。
【図５Ｄ】 動作行程中の装置の互いに異なる連続的な位置の１つを示す概略図である。
【図５Ｅ】 動作行程中の装置の互いに異なる連続的な位置の１つを示す概略図である。
【図５Ｆ】 動作行程中の装置の互いに異なる連続的な位置の１つを示す概略図である。

Claims (19)

1. 所定のピッチで互いに離間しつつ与えられた軌跡上を連続的に移動する対象物の所定箇所へ向けて生成物を射出する装置であって、
   前記装置（１０）は前記対象物のピッチと対応するピッチで可動サポート（２８）上で離間しつつ前記可動サポート（２８）によって支持された一連の射出機（２６）を有すること、前記サポート（２８）は、移動の往路のフェイズで前記射出機（２６）の各々が前記対象物の所定箇所に対して移動するような往復移動に沿って駆動されること、および、前記サポートの前記往復移動の周期は、同じ固定地点の前を連続した２つの対象物が通過する間のインターバル時間に、前記サポート上の前記射出機の数を掛け合わせたものに等しいことを特徴とする装置。
2. 前記移動の往路のフェイズの間は、前記射出機（２６）は対象物と平行に、かつ、対象物と等速で移動することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記サポート（２８）の前記往復移動は、前記往路のフェイズの他に、移動が反対方向に行われる復路のフェイズと、２つの方向転換のフェイズとを有することを特徴とする、請求項１または２のいずれか１項に記載の装置。
4. 前記移動の４つのフェイズの期間は互いに同じオーダーの大きさであることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 前記往復移動の間はずっと、前記射出機（２６）の軌跡は前記対象物の軌跡と平行なままであ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装置。
6. 前記射出機の軌跡は円弧であることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 軸芯（Ａ１）の周りでの連続回転運動をする搬送ホイール（２０）が設けてあり、この搬送ホイール（２０）上に前記対象物がそれらの軌跡の一部に沿って支持されていること、および、前記射出機（２６）は同じ軸芯（Ａ１）を中心とする円弧の軌跡を辿ることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 可動サポートの往復移動は、可動カム（３０）と前記サポートに取り付けられたカム従動子（３２）とを備えたシステムによって制御され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装置。
9. 前記カム（３０）は連続回転運動で動く回転カムであることを特徴とする、請求項７と８の組み合わせによる装置。
10. 前記カムは、前記サポートの回転軸芯と同じ軸芯の周りでの連続回転運動で動くことを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 前記カム（３０）は、前記サポート（２８）の回転軸芯（Ａ１）と平行な軸芯（Ａ２）の周りでの連続回転運動で動くことを特徴とする、請求項９に記載の装置。
12. 前記カム（３０）は、輪郭がカム路を形成する板状を呈することを特徴とする、請求項９から１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 前記カム従動子は弾性復帰手段によって前記カムに押し付けられることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
14. 前記装置（１０）は、前記サポート（２８）に取り付けられた第２カム従動子（４２）と協働する第２カム（４０）を有すること、及び、２つのカム（２０、４０）の輪郭はその往復移動の２つの方向において前記サポート（２８）の確実な制御が確保されるように補足的であることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
15. 前記２つのカム従動子（３２、４２）の少なくとも１つは、前記装置（１０）の幾何学的不完全性を補う弾性手段を有することを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
16. 互いに平行な２つの縁を備えた通路を内部に形成した板を有し、サポートに取り付けられて前記通路の２つの縁の各々と協働することが可能であるローラは、この通路内を通り、これら２つの縁が各々カム路を形成することにより、前記サポートのその軌跡の２つの方向での確実な制御が確保されることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
17. 前記カム（３０）は前記ホイール（２０）によって減速機構（３６、３８）を介して回転駆動されることを特徴とする、請求項９から１６のいずれか１項に記載の装置。
18. 前記対象物は開口部を備えた空洞体であることを特徴とする、請求項１から１７のいずれか一項に記載の装置。
19. 前記射出機は前記空洞体の内部に生成物を射出するように構成されていることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。

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