JP3714873B2 - 改良把持手段を含むプリフォーム搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、ブロー成形ステップ中に最終容器を得る前に、まず射出によりプリフォームを製造する、熱可塑性材料からなる中空本体の製造方法の分野に関する。
【０００２】
射出により得られるプリフォームは、一般に、軸方向の一端で閉じられて、他端で同様に筒状の首部により延長される、筒状円筒形の本体を有する。首部は、一般に、最終形状を既に有するように射出されるが、プリフォーム本体は、ブロー操作に続いて最終容器を形成するために、比較的大きな変形を受けるように構成される。
【０００３】
このブロー操作を実施できるようにするには、プリフォーム本体を、材料のガラス遷移温度よりも高い温度にすることが必要である。このため、プリフォームを炉の内部で循環させることによって、プリフォームの熱調整を行う。炉は、たとえば、赤外線ランプから形成される加熱手段を備え、このランプの前を搬送装置によってプリフォームを移動する。
【０００４】
しかしながら、炉の内部へのプリフォーム搬送中は、プリフォームの首部をできるだけ加熱しないように監視しなければならない。何故なら、プリフォームの首部は既に最終的な形状をしているので変形させたくないからである。このため、炉の内部で、プリフォームの行程に沿って、２個の保護勾配（ｒａｍｐｅ）を配置することが知られている。保護勾配は、プリフォームの両側の、首部と本体とのちょうど境界に配置される。その結果、勾配は、スクリーンを形成し、ランプは、プリフォームの首部に向かって直接放射を放出すことができない。
【０００５】
だが、ランプが放出する放射があらゆる方向に広がるので、ランプが放出する放射の一部が、プリフォームの内部に浸入した後で首部に達することがある。
【０００６】
実際、プリフォームは、一般にチャックからなる把持装置により搬送装置に保持される。チャックは、プリフォームの首部の内部に係合され、首部の内面に締めつけられてプリフォームを保持する。この場合、締めつけチャックは、プリフォームの内部に入った放射が首部に到達することを妨げる。
【０００７】
しかし、幾つかの用途では、たとえば、容器を満たす製品と接触するように構成された、首部の内面のあらゆる細菌汚染を回避するために、首部の内面でプリフォームを把持しないようにすることが有効である。また、これによって、首部の内面に傷をつけるあらゆるおそれをなくすことができる。
【０００８】
この問題への一つの解決方法は、プリフォームの首部の外面と協働するボトルの把持装置を設けることからなる。だが、このような構成は、プリフォームの内部に浸入した放射が首部を加熱してしまう場合があり、これは是非とも避けたいことである。この問題は、製造する容器の首部の直径が、たとえば約８０ミリメートルのように大きい場合、非常に深刻である。プリフォームの内部で放射に与えられる通過断面は、その場合、特に大きくなる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、特に過度の加熱からプリフォームの首部を適切に保護できる、新しい構成のプリフォーム把持装置を提案することにある。
【００１０】
このため、本発明は、熱可塑性材料からなる容器のブロー成形装置の熱調整炉へのプリフォーム搬送装置であって、プリフォームが、射出成形により得られ、本体の軸方向上端に、最終的な形状に直接射出された筒状の首部を含み、プリフォームが、把持装置により搬送装置に保持され、把持装置が、プリフォームを保持するために首部の外面を締めつける把持つめを含み、また、首部の内部に軸方向に入る内部コアを含む結果、プリフォームを把持装置に設置すると、プリフォームの首部と本体とのほぼ境界に軸方向に配置される下部横断面を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の特徴によれば、
コアの下部横断面が、炉から供給される加熱エネルギーのための反射面を形成する、
コアの直径が、ほぼプリフォームの首部の内径以下である、
コアが、コアにより吸収される熱を発散可能なラジエータとして上方に延長される、
把持つめが、下方に開いたカバーの形状に構成され、プリフォームの首部がカバーの内部に軸方向に係合され、カバーが、角方向に配分された一連の径方向のスリットを備え、径方向に弾性変形可能な把持つめを２個の連続スリットの間で画定する、
カバーは、筒状のスカートが軸方向に下方に延びる円形の上部横断プレートから形成され、スカートの内径が、その長さの少なくとも一部で首部の外径よりも小さく、つめが、首部を径方向に締めつけながら首部に係合される、
カバーが、プラスチック材料からなる、
つめを径方向内側に戻すように、つめの下端でカバーを囲む円形ばねを含む、
把持装置が、軸を中心として搬送装置に回転式に取り付けられ、搬送装置がまた、把持装置からプリフォームを取り外し可能な排出手段を備え、排出手段が、把持装置の上部に配置され、軸方向下方に延びる少なくとも一つのフィンガを含み、把持装置の相対的な軸方向移動手段と、相対的な排出行程時に、排出フィンガがプリフォームで支持されて、把持装置に対して軸方向下方にプリフォームを移動するような排出手段とが設けられている、
把持装置が、軸方向移動するように搬送装置に取り付けられ、排出手段が、軸方向に固定されるが搬送装置に対しては回転移動する、
相対的な排出行程時に、排出フィンガが、把持カバーの上部プレートの穴を通り、コアの周辺に設けられたくり抜きで収容される。
【００１２】
本発明は、また、上記の特徴の任意の一つを備えた搬送装置を含むことを特徴とする、熱可塑性材料からなる容器のブロー成形装置のための熱調整炉に関する。
【００１３】
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。
【００１４】
図１では、プリフォーム１２の把持装置１０を示した。把持装置は、実施形態を図２、３に示したプリフォーム搬送装置１４により支持される。
【００１５】
搬送装置は、熱調整炉の内部でプリフォーム１２を循環させるように構成され、たとえばポットまたはボトル等の容器を得るために、プリフォームの延伸ブロー成形を可能にする。本発明は、予め射出成形されたプリフォームを熱調整炉に供給し、その後、いわゆるブロー装置に搬送する、ポリエチレン・テレフタラート（ＰＥＴ）容器のブロー装置に特に適用される。
【００１６】
このような装置では、炉は、たとえば、互いに連結されてプリフォームの支持手段を個々に備えた、一連の環を含むベルトを備えている。このベルトは、炉の内部で閉ループで回転し、炉の入口に、搬送環へのプリフォームの充填手段が設けられ、炉の出口にプリフォームの放出手段が設けられる。
【００１７】
従って、本発明の意味における搬送装置は、このようなベルトの環の形状を取ることができるが、他のあらゆる知られている方法で構成することもできる。
【００１８】
そのため、搬送装置１４は、赤外線ランプ等の加熱手段の前をプリフォームが移動する所定の軌道に沿って、炉の内部でプリフォーム１１を循環させることができる。
【００１９】
知られているように、プリフォーム本体を均質に加熱するために、加熱手段の前の行程に沿っている間ずっと、プリフォームが軸Ａ１を中心として回転駆動されるように構成することが好ましい。このため、プリフォーム１２の把持装置１０は、搬送装置１４のプレート１８に軸Ａ１を中心として回転可能に取り付けられた、軸Ａ１のシャフト１６により支持される。シャフト１６はまた、炉においてプリフォーム１２の行程に沿って配置された固定ラック（図示せず）と協働可能な歯車２０を支持する。かくして、プレート１８が炉内で軌道に従うと、歯車２０がラックと係合して、シャフト１６の回転、従って把持装置１０の回転を発生する。
【００２０】
後述するように、シャフト１６は、プレート１８に対して、軸Ａ１に沿って並進移動する。
【００２１】
以下の説明を明確にするために、図１〜３に示した要素の構成に関して、高低上下等の概念を用いることにする。しかしながら、これらの概念は、首部を上向きにしてプリフォームを把持した後で、環をひっくり返して首部を下向きにしてプリフォームが加熱手段の前を循環するようにし、その後、再びひっくり返して排出することができる搬送ベルトが知られているだけに、本発明の範囲を制限するものとして解釈されてはならない。
【００２２】
かくして、シャフト１６は、軸方向上端で歯車２０を、下端で把持装置１０を支持するとともに、プレート１８の下部軸受２４と上部軸受２６との二つの軸受によりガイドされる中央区間２２を含む。
【００２３】
シャフト１６の軸方向移動を制御するために、シャフト１６に軸方向に結合される制御リング２８が設けられ、このリングは、シャフト１６で軸Ａ１を中心として回転移動するように取り付けられる。リング２８は、シャフト１６の中央区間２２に取り付けられる。従って、リングは、２個の軸受２４、２６の間でシャフト１６と共に軸方向移動可能であるが、プレート１８に対しては、軸Ａ１を中心とする回転を固定されている。リング２８は、図２に示した低位置と図３に示した高位置との間でシャフト１６を移動するように、炉の固定傾斜勾配（図示せず）と協働可能なローラ３０を支持する。
【００２４】
図２、３に示したプリフォーム１２は、一般に本体３２を含む。例では、本体３２が軸Ａ１をもつほぼ筒状であり、ほぼ半球形の底３４により下端で閉じられている。プリフォーム１２の上端は、後で栓を設置可能にする手段の外面に当たる、軸Ａ１を持つ筒状の首部３６から構成され、栓の設置手段は、この場合は、ねじピッチを形成するねじ山３８から構成される。ねじ山３８の下で、プリフォーム１２の首部３６と本体３２とのほぼ境界に、径方向外側に突出した環状フランジ４０がある。このフランジ４０の下面４２は、プリフォーム１２または最終容器の搬送を行うためにしばしば用いられる。実際、首部３６は、最終的な形状に直接、射出成形されるので、ブロー操作時には変形されない。そのため、フランジは、容易に把持可能な基準面を構成する。
【００２５】
本発明の第一の特徴によれば、シャフト１６により支持される把持装置１０は、首部３６の外面との接触により、プリフォームを把持かつ保持するように構成されている。
【００２６】
このため、把持装置１６は、円形の上部プレート４５と、プレート４５の周辺縁から軸方向下方に延びる円筒形のスカート４６とを有する把持カバー４４を含む。カバー４４は、従って、下向きに解放された円筒形のスペースを画定し、スカート４６の下縁は、内部面取り部４８が設けられて、前記スペースへのプリフォームの首部の係合を容易にしている。
【００２７】
カバー４４は、軸Ａ１を中心として角方向に配分された６個のスリット５０により径方向に割れている。もちろん、スリットの数は目安である。各スリット５０は、径方向に、プレート４５の外面のおよそ三分の一について、また軸方向に、スカート４６の高さ全体について延びている。かくして、２個のスリット５０の間で、弾性変形可能なつめ５２が画定され、スカート４６の下縁からなるつめの自由端が、軸Ａ１に対して径方向に移動することができる。
【００２８】
そのため、カバー４４は、プリフォームの首部３６を囲むように軸方向に下降し、つめ５２が、首部の外面を弾性的に締めつける。つめ５２の自由端の内面はなめらかであるので、プリフォーム１２は、単に径方向に締めつけるだけで把持かつ保持される。この場合、つめ５２は、ねじ山３８の頂部と協働することによってプリフォームを把持する。
【００２９】
カバー４４は、たとえばポリアセタールタイプのプラスチック材料で構成される。この場合、締めつけ応力を強化するために、スカート４６の下縁でカバー４４を締めつける環状ばね５４を設け、つめ５２の自由端を径方向内部に押すことができる。提案された例では、ばね５４は、スカート４６の外面で下縁の位置に形成される円形の溝に収容される。
【００３０】
上記の把持つめは、本発明の好適な実施形態を示しているにすぎない。事実、首部の外面によるプリフォームの把持手段を、別な仕方で構成するべく検討することもできる。特に、把持手段は、連結つめを備えたクリップまたは、同心あごを備えたチャックとして構成することができる。
【００３１】
図示した搬送装置１４では、シャフト１６および把持装置１０の「下降」運動が、圧縮ばね５６により引き起こされる。圧縮ばねは、シャフトを中心として配置され、上方で上部軸受２６によって、下方で制御リング２８によって支持されている。ローラ３０は、主に、ばね５６の作用に抗してシャフト１６を「上昇」させる役割をする。ローラ３０は、シャフト１６により課されるシャフト１６の下降運動の速度を、たとえば特定の形状を持つ勾配と協働することによって調整するために用いてもよい。
【００３２】
プリフォーム１２の充填時に、プリフォームは、把持装置１０が上方位置にある搬送装置１４の下に導かれる。プリフォームは、たとえば、フランジ４０を介してガイドレールで下方に支持される。ばね５６がシャフト１６を下方に付勢すると、スカート４６の内面に形成された内部環状縁５８が、首部３６の上縁６０で支持されるまで、カバー４４がプリフォームの首部３６に係合する。そのため、プリフォーム１２が把持されると、その軸方向の位置が正確に決定される。
【００３３】
本発明の第二の特徴によれば、把持装置１４が、首部３６の加熱を制限する手段を含む。この手段は、カバー４４に結合される内部コア６２から構成され、カバーが画定する空間の内部に配置されて、プリフォームの首部３６の内部に収容されるように構成される。本発明によれば、把持装置１４は、軸Ａ１に垂直な下部横断面６４を有し、この横断面は、プリフォームが把持装置に設置されるとき、プリフォームの首部３６と本体とのほぼ境界に配置される。この場合、下部横断面６４は、カバー４４のスカート４６の下縁および、プリフォーム１２のフランジ４０と、同じレベルに配置される。
【００３４】
提案された例では、コア６２は、首部３６と接触しないが首部３６の内面とできるだけ近くで一致するような形状を有する。しかしながら、コアの第一の主な機能は、放射に対する障害を形成することである。従って、コアは、下端で横断プレートを支持する軸方向のシャフトから単に構成してもよい。
【００３５】
好適には、コア６２の下部横断面は、入射放射を反射することができる。しかしながら、幾つかの用途では、反対に、これらの放射を少なくとも一部吸収するようにコアを構成し、このように蓄積されたエネルギーを排出する手段を設けるように構成することもできる。
【００３６】
提案された例では、下部横断面６４は、はめ込みリフレクタとして形成され、下向きの面をを磨いて反射量を増すようにしている。しかしながら、内面もまた、コア本体の構成要素をなすことができる。たとえば、リフレクタおよびコア本体の双方を、重量を制限するためにアルミニウムから構成する。
【００３７】
本発明の別の特徴によれば、コア６２の本体は、その反射性にもかかわらず、下面６４によって吸収される熱の発散を容易にするために、フィン６６を備える。提案された例では、これらのフィン６６は、軸Ａ１に垂直な面に延び、軸Ａ１を持つ環状溝６８により互いに軸方向に分離されている。環状溝６８は、コア６８の外周から、このコアの半径の二分の一以上にわたって径方向内側に延びている。
【００３８】
フィン６６で放熱するために、つめ５２は窓７０を備える。窓７０は、筒状スカート４６でカットされており、フィンの間の空気循環を形成することができる。
【００３９】
有利には、このタイプの炉が、一般に赤外線ランプを冷却するために備える空気循環装置を、そのために使用する。炉の通風システムの空気流の一部は、その場合、各搬送装置のハブを冷却するために一定方向に導かれる。
【００４０】
このような通風システムの一例は、フランス特許第ＦＲ−Ａ−２５６１９８６号に記載されている。このシステムでは、保護勾配により画定された開口部を通って炉の内部に冷気を入れるように、炉の内部に負圧を形成する。保護勾配は、首部の外面に放射が到達しないように構成されている。また、このシステムでは、炉内に吸い込まれた冷気が、プリフォームの首部の周囲を循環しようとするので、本発明による装置によれば、コア６２の冷却を促すことができる。
【００４１】
しかし、炉内でプリフォームが辿る行程に沿って、各搬送環の把持装置１０に特に向けられた、冷気噴出ノズルを配置することもできる。
【００４２】
従って、コア６２は、プリフォーム内部に入る放射が、首部に当たらないようにすることができる。反対に、下面６４は放射を反射しようとする。しかも、コアを冷却することにより、その温度は、首部を加熱するほど上昇しないようにされる。こうしたおそれは、コアがプリフォームと接触しないことから、伝導ではなく対流または放射によってしか、首部を加熱できないことに留意すべきであるとしても、首部の直径がおおきくなればなるほど増大する。
【００４３】
さらに、本発明によるプリフォーム搬送装置１４は、炉の出口で、把持装置により保持されるプリフォームを排出可能にする手段を含む。
【００４４】
このため、クラウン７２を含む排出装置が設けられており、このクラウンは、直径がプリフォームの首部の直径とほぼ同じであるが、やや小さい円に、１２０゜ごとに配分された３個の円筒フィンガ７８を備える。フィンガ７８は、軸方向下方に延びており、カバー４４の上部プレート４５に設けられた穴８０を通り、コアの周辺面に形成されたくり抜き８２に一部が収容される。フィンガ７８を支持するクラウン７２は、プレート１８の下部軸受２４にそれ自体が固定される支持体７６に、玉軸受７４によって、軸Ａ１を中心として回転可能に取り付けられる。従って、排出装置は、プレート１８に対して軸方向に固定される。
【００４５】
シャフト１６および把持装置１０が、図２に示したような低位置にあるとき、フィンガ７８の下端は、プリフォームの首部３６に対してストッパを形成するスカート４６の縁５８の上に配置される。その場合、フィンガ７８は、プリフォームとぶつからない。
【００４６】
反対に、ローラ３０が、把持装置、従ってプリフォームを上昇すると、プリフォームの首部の上縁６０が、軸方向に固定されたフィンガ７８に接触する。その結果、把持装置は、首部３６がつめ５２から外れるまで上昇し続けるが、プリフォームはそうではなく、首部がつめから外されると図３に示したように解放される。
【００４７】
フィンガ７８は、常に、カバー４４の穴８０およびコア６２のくり抜き８２の内部に係合されている。そのため、これらを支持するクラウン７２が、把持装置の回転を妨げないように回転移動することが重要である。
【００４８】
有利には、把持装置は、知られている差し込み装置によりシャフト１６に取り付けられる。かくして、把持装置は芯８４を含む。芯の上部は、シャフト１６の下端に形成された対応するソケットに収容される差し込み口金を形成し、ショルダ８６を備えた下部は、支持コーン８８、カバー４４およびコア６２の軸方向の積み重ね組立を可能にする。軸Ａ１を持つねじ９０は、ねじ頭が芯８４の下面で支持され、芯８４の下部で上側にねじ留めされる。
【００４９】
軸方向の積み重ねは、コア６２が、カバー４４の上部プレート４５で支持されるように構成され、カバー４４は、コーン８８を介してショルダ８６で支持される。
【００５０】
反対に、コア６２は、軸Ａ１に沿って芯８４の下部に直接心合わせされ、カバー４４はコアに心合わせされる。さらに、カバー４４とコア６２は、カバー４４の穴８０とコア６２のくり抜き８２とをアラインメント可能にするピン９２によって、互いに角方向に位置合わせされている。
【００５１】
把持装置１０の差し込み接続により、きわめてスピーディに組立分解を実施可能である。これにより、特に、首部の直径が異なるプリフォームを同じ炉を用いて処理できるようにしたい場合、炉で処理されるプリフォームのタイプを変更することができる。ところで、このような変更時には、搬送ベルトの把持装置全てを変えなければならないが、これは２００個以上のユニットになる。従って、把持装置をスピーディに組立分解可能であることの長所は容易に分かる。同じ目的で、図２、３では、排出装置が、単なる弾性はめ込みによってプレート１８に固定される支持体７６を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による把持装置とプリフォームの排出手段とを示す斜視図である。
【図２】 本発明によるプリフォーム搬送装置の軸方向断面図である。
【図３】 プリフォームの排出後の搬送装置を示した図２と同様の図である。

Claims (11)

1. 熱可塑性材料からなる容器のブロー装置の熱調整炉へのプリフォーム搬送装置であって、プリフォーム（１２）が、射出成形により得られ、本体（３２）の軸方向上端に、最終的な形状に直接射出された筒状の首部（３６）を含み、プリフォーム（１２）が、プリフォーム（１２）を保持するために首部（３６）の外面を締めつける把持つめ（５２）を備えた把持装置（１０）により搬送装置（１４）に保持され、
   把持装置（１０）が、首部（３６）の内部に軸方向に入る内部コア（６２）を含む結果、プリフォーム（１２）を把持装置（１０）に設置すると、プリフォーム（１２）の首部（３６）と本体（３２）との境界に軸方向に配置される下部横断面（６４）を有し、内部コア（６２）の下部横断面（６４）が、炉から供給される加熱エネルギーのための反射面を形成することを特徴とする、プリフォーム搬送装置。
2. 内部コア（６２）の直径が、プリフォーム（１２）の首部（３６）の内径以下であることを特徴とする、請求項１に記載の搬送装置。
3. 内部コア（６２）が、内部コア（６２）により吸収される熱を発散可能なラジエータ（６６、６８）として上方に延長されることを特徴とする、請求項１または２に記載の搬送装置。
4. 把持つめ（５２）が、下方に開いたカバー（４４）の形状に構成され、プリフォーム（１２）の首部（３６）がカバーの内部に軸方向に係合され、カバー（４４）が、角方向に配分された一連の径方向のスリット（５０）を備え、径方向に弾性変形可能な把持つめ（５２）を２個の連続スリットの間で画定す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搬送装置。
5. カバー（４４）は、筒状のスカート（４６）が軸方向に下方に延びる円形の上部横断プレート（４５）から形成され、スカート（４６）の内径が、スカートの長さの少なくとも一部で首部（３６）の外径よりも小さく、把持つめ（５２）が、首部（３６）を径方向に締めつけながら首部（３６）に係合されるようにしたことを特徴とする、請求項４に記載の搬送装置。
6. カバー（４４）が、プラスチック材料からなることを特徴とする、請求項４または５に記載の搬送装置。
7. 把持つめ（５２）を径方向内側に戻すように、把持つめ（５２）の下端でカバー（４４）を囲む円形ばね（５４）を含むことを特徴とする、請求項４から６のいずれか一項に記載の搬送装置。
8. 把持装置（１０）が、軸（Ａ１）を中心として搬送装置（１４、１８）に回転式に取り付けられ、搬送装置がまた、把持装置（１０）からプリフォーム（１２）を取り外し可能な排出手段を備え、排出手段が、把持装置（１０）の上部に配置され、軸方向下方に延びる少なくとも一つのフィンガ（７８）を含み、把持装置（１０）の相対的な軸方向移動手段（１６、２８、３０）と、相対的な排出行程時に、排出フィンガ（７８）がプリフォーム（１２）で支持されて、把持装置（１０）に対して軸方向下方にプリフォームを移動するような排出手段（７８）とが設けられてい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搬送装置。
9. 把持装置（１０）が、軸方向移動するように搬送装置（１４、１８）に取り付けられ、排出手段（７８）が、軸方向に固定されるが搬送装置（１４、１８）に対しては回転移動することを特徴とする、請求項８に記載の搬送装置。
10. カバー（４４）は、筒状のスカート（４６）が軸方向に下方に延びる円形の上部横断プレート（４５）から形成され、スカート（４６）の内径が、スカートの長さの少なくとも一部で首部（３６）の外径よりも小さく、把持つめ（５２）が、首部（３６）を径方向に締めつけながら首部（３６）に係合されるようにし、相対的な排出行程時に、排出フィンガ（７８）が把持カバー（４４）の上部プレート（４５）の穴（８０）を通り、内部コア（６２）の周辺に設けられたくり抜き（８２）で収容されることを特徴とする、請求項８または９に記載の搬送装置。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の搬送装置を含むことを特徴とする、熱可塑性材料からなる容器のブロー成形装置のための熱調整炉。

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