JP3706029B2 - 改良補償手段を含む成形装置と、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、プラスチック材料からなる少なくとも一つの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、金型内で閉じられるパリソンの内部に、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】
一定の場合、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、金型の接合面に対してほぼ横断方向の軌道に沿って互いに相対的に移動する。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個の半型が対向する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個の金型支持体の少なくとも一方の移動機構部を含む。この機構部は、開放位置と閉鎖位置との間にある、２個の支持体の相対的な軌道に適合される。
【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に向かって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。
【０００８】
こうした補償手段は、２個の半型が、ブロー圧力の作用で互いに離れることがないように構成される。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。ところで、一定の場合には、この余分な材料を「つぶして」プリカットするのに必要な力が、非常に大きくなる。その力はまた、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。
【０００９】
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。
【００１０】
この文献では、補償手段が油圧ジャッキとして形成され、この場合、押し出しブロー成形機が、２個の支持体のレベルに補償手段を備えている。ジャッキの欠点は、ジャッキが、半型に一時的な作用しか及ぼさないことにある。ところで、実施される補償応力を考えると、一時的な作用は、結果として半型の少なくとも局部的な変形を引き起こすだけである。従って、補償応力を一定に配分するために、各支持体と結合される半型との間に、半型の変形を制限できる６個のジャッキを設けている。
【００１１】
しかしながら、ジャッキの作用は、それでもなお一時的な作用であるので、半型は、この半型が他方の半型に及ぼす支持力が、２個の半型の接合面の全面でほぼ均質になるように、比較的高い剛性をもたなければならない。
【００１２】
さらに、このように多数のジャッキは、コストおよび設置の面で不利益をもたらす。
【００１３】
従って、本発明の目的は、特に簡単かつ安価な装置で、金型の全面に補償応力を適切に配分できる新しい構成の補償手段を提供することにある。
【００１４】
このため、本発明は、流体圧力補償手段が、考慮された半型の背面と、結合される支持体の前面との間に介在する、柔軟な膨張クッションとして構成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。
【００１５】
本発明の他の特徴によれば、
− 横断面図で、クッションが、半型の横断面のほぼ全面を覆うように延び、
− 支持体が閉鎖位置にあるとき、成形装置がブロー成形を行うことができ、膨張クッションが、２個の支持体を閉鎖位置にロックした後で、引っ込み位置から進み位置への半型の移動を制御し、
− 半型が、プリカット手段を備え、この手段は、半型が進み位置にあるとき、形成される物品の輪郭に応じてパリソンのプリカットを行い、
− 半型が、半型を引っ込み位置に向かって戻す制御された戻し手段を含み、
− 戻し手段が、補助的な柔軟な膨張クッションを含み、
− 戻し手段が、支持体の外側に配置されたＵ字金具を含み、Ｕ字金具が、対向する二端に結合フィンガを含み、このフィンガが、支持体の側面に設けられた細長い開口部を通って延びて半型に結合され、補助クッションが、Ｕ字金具と支持体の背面との間に介在する。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。この場合、支持体１６、１８は、レール（図示せず）で摺動するように取り付けられる。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。背面プレート１９と２個の側面縁２１は、かくして、結合される半型を収容する前方に開いた空間を画定する。
【００１９】
２個の半型１２、１４の向かい合った２個の前面は、一つまたは複数の半空洞２０を含み、この半空洞は、金型が閉じられるとき、形成される物品の形状を持つ一つまたは複数の空洞を画定する。明細書中、前方および後方の概念は、考慮された半型に関与する。
【００２０】
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、第二の支持体のナット２６は、他方の区間２２ｂと協働する。従って、ねじ２２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１６、１８は、等距離を移動する。
【００２１】
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保証しながら実施できるので、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、強い加速によって高速移動することができる。
【００２２】
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、成形装置がブロー成形装置と協働し、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。
【００２３】
ブロー成形流体の作用により、半型が離れようとする傾向を補償するために、また、半型を互いに有効に押し当てるために、本発明による成形装置は、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。もちろん、半型は、その場合、図４に示した引っ込み位置と図３に示した進み位置との間で、結合される支持体に対して横断方向に摺動移動するように取り付けられる。実際には、支持体１６に対する半型１２の横断方向の最大移動距離が、センチメートル単位になるように構成する。
【００２４】
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。
【００２５】
本発明の第一の特徴によれば、補償手段は、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、柔軟な膨張クッション３０から形成される。クッション３０は、ほぼ長方形の形状を有し、他の寸法に比べて横断方向の厚みが比較的薄いため、前面と背面の２個の主要面を含み、主要面は、支持体１６の背面プレートと半型１２の背面とでそれぞれ支持される。クッション３０は、膨らませると、主に前面と背面の位置で変形するので、半型１２を前方に押すことによって横断方向の厚みが増す傾向がある。
【００２６】
クッション３０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。実際、クッションは、少なくとも三つの辺で、半型の背面よりもわずかにはみ出す。従って、ブロー流体の圧力にほぼ等しいあるいはより大きい圧力の流体で、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が、他方の半型１４に向かってこの半型を押す作用となる。
【００２７】
もちろん、物品をブローし、クッション３０を膨らますために、好適には同じ流体源を用いる。しかしながら、ブロー圧力は、クッション３０に射出される圧力よりも低くてもよい。
【００２８】
好適には、ブローを行う前にクッション３０を膨らませる。だが、一定の場合、ブローを行うと同時にクッションを膨らませる。
【００２９】
押し出しブロー成形の範囲では、一般に約１０バールのブロー成形圧力を用いる。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。しかし、柔軟なクッションを使用することによって、補償圧力を半型の背面全体に均質に配分するように構成できる。従って、第二の半型１４に対する第一の半型１２の支持力は、特に剛性の半型や金型ホルダを使用しなくても、金型の接合面全体に均質に配分されるので、それによって、特に価格を下げることができる。
【００３０】
もっと軽量の金型を使用すると、成形装置の可動部品の慣性を減らすことができるため、成形装置は、特に、高速かつ高加速運動によって、金型の開閉時間を最小化することが求められる高速成形機に適合する。
【００３１】
特に膨張開始時に、補償作用の完全なバランスを取るために、クッション３０は、長手方向にずらされた２個の供給ポート３２を備え、これらの２個のポートは、しかしながら、同一回路により同時に供給される。そのため、補償手段の作用の側面のバランスが崩れるあらゆるおそれ、従って、突っ張って動かなくなるあらゆるおそれが回避される。好適には、供給ポート３２は、背面プレート１９を通って支持体１６の背面に通じており、クッション３０のほぼ半分の高さのところに配置されている。
【００３２】
金型全体に均質に配分された圧力を得られることから、成形ばりをプリカットする品質を著しく改善できる。事実、大部分の金型は、各半型１２、１４の半空洞２０の周囲にプリカットゾーン（図示せず）を有し、このゾーンは、後で芯抜き装置の位置で行われる、成形ばり削りを容易にする役目を持つ。プリカットゾーンはまた、カットゾーンとも呼ばれて、一つまたは複数の仕上げ物品を囲む余分な材料のプリカットを行う。これらのゾーンは、他方の半型の係合要素と協働する、一方の半型の内面に浮き出た要素から形成される。
【００３３】
ところで、接合面の位置の接触圧を非常に適正に配分することによって、一つまた複数の物品の輪郭全体に沿って、非常に均質かつ規則正しいプリカットが得られる。従って、知られている補償システムに比べると、ある場所では、残っている材料が金型に落下する危険を冒して、プリカットが実際には全体カットとなり、他の場所では、プリカットが不十分であるといったことがなくなる。
【００３４】
かくして、本発明による成形装置では、異なる三つの装置が介在する３つの連続ステップに、金型の閉鎖を分解することができる。第一に、駆動ねじ２２により金型の支持体が移動される。次に、ロック手段（図示せず）により２個の支持体１６、１８が互いに結合する。最後に、補償クッション３０が、一定の力で２個の半型１２、１４を互いに押し当てる。この力により、余分な材料をプリカットして、その後のブロー操作中に、２個の半型１２、１４が離れないようにすることができる。
【００３５】
本発明の別の特徴によれば、引っ込み位置に半型を戻す制御された戻し手段が設けられ、これらの手段は、特に、図２に示されている。
【００３６】
かくして、成形装置は、横断方向前方に延びる横アーム３８を各端に備えた長手方向のバー３６を主に含む、戻しＵ字金具３４を有する。長手方向のバー３６は、金型ホルダ１７の背面に形成された溝４０に収容され、アーム３８は、縁２１に設けられた溝４２に収容される。アーム３８は、前方の自由端に、それぞれ結合フィンガ４４を含み、このフィンガは、対応する縁２１に形成された横方向の開口部４６を通って延びる。結合フィンガ４４は、半型の片側にそれぞれ固定され、半型１２とＵ字金具３４は、横断方向に従って互いに相対移動不能に結合される。提案された例では、結合フィンガ４４が、半型１２に直接ねじ留めされるねじとして構成されている。
【００３７】
開口部４６の横方向の長さは、引っ込み位置と進み位置との間の半型の最大移動距離に対応するので、開口部の端は、結合フィンガ４４に対して、従って半型１２に対して安全ストッパを形成する。
【００３８】
かくして、Ｕ字金具３４は、半型１２の横断方向の運動に従う。ところで、本発明によれば、バー３６と、バー３６を収容する溝４０の底との間に介在する、補助的な膨張クッション４８を設けた。柔軟な補助クッション４８が膨らんでいない限り、主要クッション３０は、図３に示したようなクッション３０の主要進み位置に、半型１２を導くことができる。
【００３９】
しかし、主要クッション３０への加圧流体の供給を停止すると、図４に示したように、補助クッション４８に加圧流体を供給することができる。補助クッションは、膨らみながらバー３６を後方に押すので、Ｕ字金具３４が、結合フィンガ４４を介して半型１２を引っ込み位置に戻す。
【００４０】
今日まで知られているような、スプリングタイプの弾性戻し手段を使用するよりも、制御された戻し手段を設ける方がずっと有利である。事実、半型１２を引っ込み位置に戻すために、スプリングを使用する場合、補償手段は、その特性とは無関係に、半型を進み位置に導くスプリングが課す反対方向の応力を抑えなければならない。これにより、どうしても補償手段の寸法が大型化する。
【００４１】
本発明の意味で制御された戻し手段は、上記とは別の形状で構成することができる。かくして、戻し手段は、たとえば、油圧ジャッキまたは電気ジャッキ、もしくは電磁石として構成してもよい。
【００４２】
だが、補償手段が膨張クッションとして構成される限り、同じタイプのエネルギー源、この場合には加圧流体を用いた制御された戻し手段を使用することが有利である。ここでもまた、クッションの形状にすることによって、戻し応力を完全に対称にすることができ、特に、主要クッション３０のように、長手方向にシフトして、Ｕ字金具３４のバー３６を通って後方に通じる２個の供給ポート５０を設けることにより、支持体１６に対して半型１２が動かなくなるあらゆるおそれを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による成形装置を示す斜視図である。
【図２】 補償手段を支持する成形装置の一部を、別の角度からみた分解斜視図である。
【図３】 半型の進み位置を示す横断面図である。
【図４】 半型の引っ込み位置を示す横断面図である。

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、二つの部分からなる金型を含み、各半型（１２、１４）が、支持体（１６、１８）により支持され、２個の支持体（１６、１８）は、２個の半型（１２、１４）の間に画定される空洞（２０）にパリソン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（１２、１４）が対向する前面により互いに支持され、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、互いに相対移動可能であり、成形装置（１０）が、少なくとも一方の半型（１２）と、結合される支持体（１６）との間に、他方の半型（１４）に向かって引っ込み位置から進み位置に半型（１２）を押す流体圧力補償手段を含み、
   半型（１２）が、半型（１２）を引っ込み位置に向かって戻す戻し手段（４８）を含むことを特徴とする、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. 戻し手段が、補助的な柔軟な膨張クッション（４８）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の成形装置。
3. 戻し手段が、支持体（１６）の外側に配置されたＵ字金具（３４）を含み、Ｕ字金具（３４）が、対向する二端に結合フィンガ（４４）を含み、該結合フィンガが、支持体の側面（２１）に設けられた細長い開口部（４６）を通って延びて半型（１２）に結合され、補助クッション（４８）が、Ｕ字金具（３４）と支持体（１６）の背面との間に介在することを特徴とする、請求項２に記載の成形装置。
4. 流体圧力補償手段が、半型（１２）の背面と結合される支持体（１６）の前面との間に介在する、柔軟な膨張クッション（３０）の形態で作られ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。
5. 横断面図で、クッション（３０）が、半型（１２）の横断面のほぼ全面を覆うように延びていることを特徴とする、請求項４に記載の成形装置。
6. 支持体（１６、１８）が閉鎖位置にあるとき、成形装置（１０）がブロー成形を行うことができ、膨張クッション（３０）が、２個の支持体（１６、１８）を閉鎖位置にロックした後で、引っ込み位置から進み位置への半型（１２）の移動を制御することを特徴とする、請求項４または５に記載の成形装置。
7. 半型（１２、１４）が、プリカット手段を備え、該プリカット手段は、半型（１２）が進み位置にあるとき、形成される物品の輪郭に応じてパリソンのプリカットを行うことを特徴とする、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（１０）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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