JP3706028B2 - 成形装置と、このような装置を備えた押し出しブロー成形機 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、特に、ボトル、小瓶またはポットなどの容器製造のための、熱可塑性材料からなる物品の押し出しブロー成形機の分野に関する。
【０００２】
このような押し出しブロー成形機は、主に、少なくとも一つのプラスチック材料の筒状パリソンを製造する押し出しヘッドと、２個の部分からなる金型を有する少なくとも一つの成型装置とを含み、金型の２個の部分が、押し出しヘッドの出口でまだ柔らかいパリソンで閉じられるように構成される。押し出しブロー成形機は、また、金型内で閉じられたパリソンの内部に、加圧空気を射出する手段を備えるブロー装置を含む。加圧空気は、金型の空洞の形状に一致するようにパリソンを変形することができる。
【０００３】
押し出し成形機はまた、余分な材料を切断可能なコア分離装置（ｄｅｃａｒｏｔｔａｇｅ）を含んでもよい。
【０００４】
本発明は、特に、このような押し出し成形機用の成形装置に関する。こうした成形装置は、２個の部分からなる金型を含み、各半型が可動支持体により支持される。２個の可動支持体は、これらを支持するフレームに対して反対方向に横断方向に移動する。開放位置では、２個の半型が互いに横断方向に空けられて、物品のブランクすなわちパリソンを、２個の半型の間に画定される空洞に挿入可能にする。閉鎖位置では、２個の半型がそれぞれの前面により互いに支持され、支持体は、ロック手段により互いに結合される。
【０００５】
２個の支持体は、横断方向に並進移動可能であるが、たとえば２個の半型の接合面に平行な共通軸を中心として回転移動することもできる。
【０００６】
もちろん、成形装置は、２個の金型支持体の同時の移動機構部を含む。この機構部は、２個の支持体に関する軌道に適合される。
【０００７】
押し出しブロー成形機において、成形装置は、しばしば、少なくとも一つの半型と、結合される支持体との間に、この半型を他方の半型の方に横断方向に押す流体圧力補償手段を含むように構成される。補償手段は、２個の半型が、ブロー成形圧力の作用で互いに離れることがないようにすることができる。補償手段は、また、閉鎖時に２個の半型の間に挟まれる余分な材料があっても、２個の半型の前面を互いに押しつけることができる。
【０００８】
これらの特徴を含む押し出しブロー成形機は、たとえば米国特許第５７３０９２７号に記載されている。
【０００９】
２個の半型を互いにきわめて有効に押しつけることができる補償手段は、これらを支持する支持体に大きな応力を及ぼす。こうした応力は、ブローする物品の寸法が大きくなると、あるいは複数の空洞を持つ金型の場合は、金型の空洞数が増えると、増加する。実際、補償手段により支持体に及ぼされる応力は、ブロー成形圧力と、金型の一つまたは複数の空洞の横断方向寸法に応じた噴出面積とに比例する。また、この応力は、２個の金型の間に挟まれる材料の量によっても決められる。
【００１０】
確かに、２個の支持体を互いに離隔しようとする、これらの応力に耐えられるようにするためにロック手段が設けられる。
【００１１】
しかしながら、ロック手段は、補償手段を支持する支持体が、これらの応力の作用で変形する傾向があるのを妨げることはできない。
【００１２】
ところで、このような変形は、それほど大きくなくても、支持体の移動を制御する機構部に向けられる。その場合、この機構部は、こうした変形の結果として生じる応力を、損害を被らずに受け止めることができなければならない。そのため、一般に、金型の開閉機能を確保するのにちょうど必要であるよりも大きい機構部寸法を決定することになる。
【００１３】
別の解決方法は、特に剛性の金型支持体を設けることからなる。ところで、このような支持体は重くてかさばるので、これらの支持体の原価が高いことに加えて、さらに移動を行うための強化された制御機構部を設けることを余儀なくされる。金型支持体の重量は、高速成形機の場合には特に不利益をもたらす。高速成形機では、金型の開閉時間をできる限り短縮し、従って、支持体の質量から構成される慣性にもかかわらず、これらの運動の速度を上げる必要がある。
【００１４】
従って、本発明の目的は、過度に大きい寸法に決定される移動制御手段を必要とせずに、軽い金型支持体を使用可能にする、新しい構成の成形装置を提案することにある。
【００１５】
このため、本発明は、支持体の移動機構部が、補償手段により及ぼされる応力によって生じる支持体の変形を補償可能な弾性変形手段を介して、少なくとも前記結合支持体に結合されることを特徴とする、上記のタイプの成形装置を提案する。
【００１６】
本発明の他の特徴によれば、
− 移動機構部が、支持体に横断方向スライド式に取り付けられる支持盤に作用し、スプリングを構成する手段が、支持盤と支持体との間に横断方向に介在し、
− 支持盤が、支持体に対して回転可能であり、
− スプリングを構成する手段が、エラストマー材料からなるブロックを含み、
− ２個の支持体の移動機構部が、２個のねじ切り区間を備えた駆動ねじを含み、２個のねじ切り区間の回転方向が反対であって、各ねじ切り区間が、一方の支持体に結合されるナットとそれぞれ協働し、弾性変形手段が、ナットと、ナットが結合される支持体との間に介在し、
− ナットが、球付きナットであり、および
− 成形装置は、一方の半型と、結合される支持体との間にだけ補償手段を含み、弾性変形手段が、前記結合される支持体と支持体の移動機構部との間にのみ介在する。
【００１７】
本発明はまた、上記の特徴の任意の一つを備えた少なくとも一つの成形装置を含むことを特徴とする、押し出しブロー成形機を提案する。
【００１８】
本発明の他の特徴および長所は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば、明らかになるであろう。
【００１９】
図１には、押し出しブロー成形機用の成形装置１０を概略的に示した。装置１０は、主に２個の半型１２、１４を含み、各半型が支持体１６、１８によって支持される。２個の支持体は、閉鎖位置と、図１に示した開放位置との間で、２個の半型１２、１４の接合面に垂直な横軸に沿って移動する。２個の支持体１６、１８は、それぞれ台座１５を含み、この台座に、背面プレート１９と２個の側面縁２１とを有する金型ホルダ１７が取り付けられる。２個の半型の対向する２個の前面は、半空洞２０を含み、この半空洞は、金型を閉じたとき、形成される物品の形状の空洞を画定する。
【００２０】
この場合、支持体１６、１８は、個々の台座１５が、横断方向のレール（図示せず）でスライドするように取り付けられるので、横断方向に移動する。
【００２１】
２個の支持体１６、１８の相対的な移動を制御するために、装置１０は、ねじ／ナットタイプの機構部を含む。この機構部は、横軸Ａ１を持つねじ２２と２個の球付きナットとを含み、一方の球付きナット２４は第一の支持体１６に結合され、他方の球付きナット２６は第二の支持体１８に結合される。ねじ２２は、成形装置１０を支持するフレームに対して横断方向に固定され、回転方向が互いに逆であるねじピッチを有する、２個のねじ切り区間２２ａ、２２ｂを含む。第一の支持体のナット２４は、一方の区間２２ａと協働し、第二の支持体１８のナット２６は、他方の区間２２ｂと協働する。従って、ねじ２６がモータ２８により軸Ａ１を中心として回転駆動されると、２個の支持体１６、１８は、反対方向に同時に並進制御される。２個のねじ切り区間のピッチの値が同じである場合、２個の支持体は、等距離を移動する。
【００２２】
この機構部は、少ない部品数で、２個の支持体の同時移動をきわめて正確に、かつ完全な再現性を伴って実施できるので、特に有利である。しかも、球付きナットの使用により、適正なエネルギー効率が得られるとともに、強い加速による高速移動が得られる。
【００２３】
そのため、成形装置１０は、金型が含む空洞と同数の押し出しダイスを含む押し出し成形装置の下で、金型の開放位置に導かれるように構成される。各ヘッドにより押し出されたパリソンが、所望の長さに達すると、金型は再び閉じられて、各空洞に１個のパリソン区間を閉じ込める。金型は、ねじ／ナット機構部により閉じられ、２個の支持体は、たとえば側面縁２１の前縁に配置されたロック手段（図示せず）により互いに接近される。次いで、成形装置がブロー装置と協働し、各空洞に閉じ込められたパリソンの内部に加圧流体を射出して、パリソンを空洞の形状に成形する。
【００２４】
ブロー成形流体の作用による半型の離隔傾向を補償するために、本発明によるブロー成形装置は、支持体と、結合される半型との間に横断方向に介在して、考慮された半型を他方の半型の方に押す流体圧力補償手段を含む。
【００２５】
提案された実施形態例では、第一の支持体１６と結合される半型１２との間にのみ補償手段が設けられている。第二の半型１４は、第二の支持体１８にしっかりと固定されている。
【００２６】
補償手段は、ここでは柔軟なクッション３０から形成され、支持体１６の背面プレート１９と半型１２の背面との間に配置されている。クッションの面積は、半型の面積とほぼ同じか、さらには半型よりも大きい。従って、ブロー成形流体の圧力にほぼ等しい圧力の流体で、クッション３０を膨らますことによって、この二つの流体が合わさって半型に及ぼす作用は、他方の半型１４に向かってこの半型を押す作用である。
【００２７】
押し出しブロー成形の範囲では、一般に約１０バールの圧力を用いる。また、金型が１個の大形サイズの空洞か、複数の空洞を含む場合、流体の圧力によってかかる力は、非常に大きくなることがある。ところで、補償クッション３０は、主に金型ホルダ１７の背面プレート１９で支持される。
【００２８】
本発明によれば、それほど強力なモータ手段を用いなくても、非常に速い移動速度を可能にするのに十分に軽い金型ホルダを実現するように構成した。また、補償クッション３０のために、支持体は、もちろん弾性変形の範囲に留まりながら、少なからず変形可能であることが分かった。ところで、このような変形は、移動制御機構部と支持体１６との結合レベルで様々な応力を発生することがある。
【００２９】
そのため、本発明によれば、第一の支持体１６と対応するナット２４との間に、弾性変形手段を介在するようにした。
【００３０】
図１に示した実施形態例では、ねじ２２が成形装置の片側に配置され、成形装置の対称横断面には配置されない。ナット２４、２６は、各支持体の台座１５のプレート要素３２に固定され、ねじ２２は、軸Ａ１に垂直な前記プレート要素３２を貫通する。
【００３１】
図２、３には、本発明による変形手段をより詳しく示した。
【００３２】
かくして、ナット２４は、４個のねじ３６により、台座１５のプレート要素３２に横断方向スライド式に取り付けられる支持盤３４に固定される。そのために、支持盤３４は８個の穴３８を含み、この穴に、プレート要素３２にあけた８個の穴４０が対応し、プレート要素３２の前に支持盤３４を配置する。これらの各穴３８、４０を通ってねじ４２を係合し、ねじ頭が支持盤３４で支持される。ねじの軸は、端でねじ切りされているだけなので、ねじは、ねじ頭の下に滑らかな区間４４を有する。
【００３３】
従って、各ねじ４２の軸は、支持盤３４、プレート要素３２、およびエラストマー材料からなる筒状のピン４６を順に通り、後方に向かって横断方向に係合される。さらに、各ねじ４２の自由端は、プレート要素３２の前面に支持盤３４を押し当てるとともに、筒状のピン４６をプレート要素３２の背面で横断方向に係止するように、配分プレート４８にねじ留めされる。
【００３４】
提案された例では、８個のねじ４２が、軸Ａ１を中心として角方向に規則正しく配分され、２個の配分プレート４８が設けられており、各プレートが、４個のねじ４２のねじ切り端を収容する。
【００３５】
ねじ４２の滑らかな区間４４の長さは、支持盤３４と、プレート要素３２と、変形されていない筒状ピン４６とを、横断方向に重ねた積層の長さよりも短いが、これは、筒状ピンに予め圧縮応力を加えられるようにするためである。さらに、滑らかな区間の直径は、支持体１６のプレート要素３２の穴の直径４０よりも小さい。これは、支持体１６に対して各ねじ４２が自在にスライドできるようにするためである。
【００３６】
好適には、ねじ４２のねじ切り区間が、滑らかな区間４２よりも小さい直径を有し、ショルダ４９により隔てられるようにする。かくして、ねじ４２は、配分プレート４８がショルダ４９で支持されるまで締めつけられ、それによって、エラストマーピン４６の正確な締めつけ値を決定する。
【００３７】
支持盤３４は、このように組み立てられて、支持体１６に柔軟に結合されるので、特に支持体１６のプレート要素３２は、支持体１６が変形してもナット２４を一緒に駆動せずに、ねじ２２に対して動くことができる。従って、ナット２４によりねじ２２に及ぼされる応力は、ピン４６の圧縮応力の値に制限される。
【００３８】
プレート要素３２に対する支持盤３４の移動は、主に横断方向のスライド運動であるが、穴４０内のねじ４２のガイド長さが短いので、支持盤３４はまた、軸Ａ１に垂直で、かつ互いに垂直な２本の軸を中心として、支持体１６に対してわずかに回転することもできる。
【００３９】
好適には、軸Ａ１を中心とする支持盤３４のあらゆる回転を回避可能な特定の手段を設ける。実際、支持盤３４と支持体１６との相対的なスライドを妨げうる摩擦をもたらしたくなければ、この機能が、ねじ４２により満たされることは望ましくない。従って、プレート３４は、その周囲に、軸Ａ１に対して径方向外側に開いた溝５２を備える。支持体１６の台座に結合されるキー５０は、溝５２に収容されて、ねじ４２に剪断応力をもたらすことなく、軸Ａ１を中心として支持盤３４の正確な角方向の位置合わせを行う。
【００４０】
もちろん、本発明は、上記の詳しい単一の実施形態に制限されるものではない。事実、支持体の移動機構部が、たとえばカム機構部のような別のタイプである場合、本発明の実施を検討することができる。同様に、本発明は、支持体が並進以外の相対運動、すなわち、たとえば「札入れ（ｐｏｒｔｅｆｅｕｉｌｌｅ）」タイプの金型の場合のように、回転運動で駆動される場合にも適用可能である。また同様に、当業者は、機構部と支持体との間に介在する、弾性変形手段を形成するために同等の実施形態を容易に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 支持制御機構部をねじと球付きナットとを備えた機構部として構成した、本発明による成形装置を示す斜視図である。
【図２】 ねじ／ナット機構部と一方の支持体との間に介在する変形手段を示す、詳細な分解斜視図である。
【図３】 変形手段の組立をより正確に示す断面図である。

Claims (8)

1. 熱可塑性材料からなる物品の押し出しブロー成形機用の成形装置であって、成形装置（１０）が、二つの部分（１２、１４）からなる金型を含み、各半型（１２、１４）が、可動支持体（１６、１８）により支持され、２個の可動支持体（１６、１８）は、２個の半型（１２、１４）の間に画定される空洞に物品のブランクを挿入可能にするために、２個の半型（１２、１４）が互いに空けられる開放位置と、２個の半型が互いに支持され、支持体（１６、１８）がロック手段により互いに結合される閉鎖位置との間で、可動支持体を支持するフレームに対して反対方向に沿って移動し、成形装置（１０）が、金型の２個の支持体（１６、１８）の同時の移動機構部（２２、２４、２６）を含み、成形装置（１０）が、少なくとも一つの半型（１２）と、結合される支持体（１６）との間に、他方の半型（１４）に向かって半型（１２）を押す補償手段（３０）を含み、
   支持体の移動機構部（２４）が、補償手段（３０）により及ぼされる応力によって生じる支持体（１６）の変形を補償可能な弾性変形手段（４６）を介して、少なくとも前記結合支持体（１６）に結合されることを特徴とする、熱可塑性材料からなる物品の押し出しブロー成形機用の成形装置。
2. 移動機構部が、支持体（３２、１６）にスライド式に取り付けられる支持盤（３４）を移動させ、弾性変形手段（４６）が、支持盤（３４）と支持体（３２、１６）との間に介在することを特徴とする、請求項１に記載の成形装置。
3. 支持盤（３４）が、支持体（１６）に対して回転可能であ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。
4. 弾性変形手段が、エラストマー材料からなるブロック（４６）を含むことを特徴とする請求項２または３に記載の成形装置。
5. ２個の支持体（１６、１８）の移動機構部が、２個のねじ切り区間（２２ａ、２２ｂ）を備えた駆動ねじ（２２）を含み、２個のねじ切り区間の回転方向が反対であって、各ねじ切り区間が、一方の支持体に結合されるナット（２４、２６）とそれぞれ協働し、弾性変形手段（４６）が、ナット（２４）と、ナットが結合される支持体（１６）との間に介在す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成形装置。
6. ナット（２４、２６）が、ボールナットであることを特徴とする、請求項５に記載の成形装置。
7. 一方の半型（１２）と、結合される支持体（１６）との間にだけ補償手段（３０）を含み、弾性変形手段（４６）が、前記結合される支持体と支持体（１６、１８）の移動機構部との間にのみ介在す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成形装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の少なくとも一つの成形装置を含むことを特徴とする、押し出しブロー成形機。

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