JP3923525B2 - 熱可塑性容器を成形する装置およびこれを使用する容器製造プラント - Google Patents

Description

本発明は、相互旋回ピンで互いに接合された二つの半シェルを有し、二つの半シェルの各縁部で合体する札入れタイプの型と、型が閉じる方向または型が開く方向に二つの半シェルを互いに旋回させるためにこれらに組み合わされた作動手段とを含む、熱可塑性プリフォームから容器、特にボトルをブロー成形またはストレッチブロー成形する装置に施される改良、ならびにこのような成形装置を使用する容器製造プラントに関する。
文献ＦＲ−Ａ−２６４６８０２は、その第４図に、駆動アームの往復回転運動によって型が開閉する前述の札入れ式の型の一つの装置を示す。この往復回転運動は、正方形部分にはめ込まれてアームに固定された、アームに直交する駆動シャフトによって与えられるものとして説明および図示されているが、駆動シャフト自体を始動させる方法に関しては情報が示されていない。
本発明の目的は本質的に、前述の文献の第４図のものなどの型を始動させるために使用することができる単純な技術的解決策を提供すると共に、前記手段が単純であることから、その半シェルが固定ピンのまわりを旋回可能であり、単純かつ信頼性の高い設計を有し、全ての構成部分の同期動作を維持することができるような単一型成形装置の周囲に構築される完全な製造プラントを提供することである。
このような単一型装置および固定旋回ピンは確かに、文献ＥＰ０４５６８６６から既に知られている。しかし、この文献では、型の開閉を機械のその他の構成部品の動作と同期させる問題は扱っていない。
これらの目的のために、第一の態様によれば、本発明は、本発明に従って配置された単一の型および固定旋回ピンを有する前文で述べた成形装置において、作動手段は、支持ピンのまわりを自由に回転するように取り付けられると共に前記二つの半シェルに固定された可動アームであって、カム従動子、あるいは回転案内カムと係合可能な案内カム、あるいはその代わりに円形経路上を駆動されるカム従動子を支持しており、該カムが型を開閉するようにアームを動かすような輪郭を有する可動アームと、回転カムあるいはその代わりにカム従動子を駆動する駆動手段であって、プリフォームを有する型の供給と同期する駆動手段とを備えていることを本質的な特徴とする成形装置を提供する。
アームを支持するピンはアームの両端間にあるアームの領域に位置することが好ましく、アームの第一端は二つの半シェルに固定され、アームの第二端はカム従動子あるいはその代わりにカムを支持する。それ自体知られている方法で、作動手段は二つのスイングリンクをさらに含むことができ、それらは一端で自由に回転できるように前述のアームの第一端に連接されると共に、他端で自由に回転できるように二つの半シェルに対してその相互旋回ピンの両側でそれぞれ連接される。
好ましい実施形態では、カム従動子はアームによって支承され、回転カムは回転プレートに設けられるか、またはそれによって支持される。
信頼性の高い動作および単純な構造をともに有する装置を構成するために、少なくとも型が開き始めてから少なくとも型が閉じ終わるまでカム従動子と係合するようにカムを設計することが好ましく、また成形中、型が閉じ終わってから型が開き始めるまで型をロックしたまま保つために、前述の作動手段とは無関係の補助ロック手段を設ける。この場合、カムは開いたセクションに沿って伸び、少なくとも型をロックし終わってから少なくとも型をロック解除し始めるまでの間はカム従動子と係合しないので有利である。
高温のプリフォームを供給する回転クランプ機構が組み合わされた特に好ましい配置では、回転クランプは回転カムあるいはその代わりに回転ローラと同軸であり、かつ回転カムあるいはその代わりに回転ローラに固定され、それにより高温のプリフォームを型に供給する動作（型供給）および成形動作は完全に同期する。この同期は複雑な外部手段を使用することなく、単純で体積が小さいために優れている構造を形成することによって得られる。
本発明の第二の態様によれば、高温のプリフォームをブロー成形またはストレッチブロー成形することによって容器、特に熱可塑性のボトルを製造するプラントであって、
並んだプリフォームを垂直な姿勢で次々に供給する手段と、
供給手段から送られたプリフォームを載せて所定間隔でステッピングさせるホイールと、
ローディングホイール上でプリフォームを一つずつ把持すると共に、それらを首部を下にした姿勢で所定温度の加熱オーブンを通過させるように作られた、駆動ホイールによって駆動されるプリフォーム移送手段のエンドレスチェーンと、
移送チェーン上でプリフォームを一つずつ把持し、それらを成形装置に供給することができる回転挿入クランプと、
前述のタイプの単一型成形装置と、
成形装置内の成形済み容器を把持し、それらを除去手段に運ぶことができる回転抜取りクランプとを含んでおり、本発明に従って構成設計されたプラントにおいて、
単一の回転駆動部材と、
いかなるずれの可能性もなく単一のモータでプラントの前述の構成部品を駆動するのに適した回転エンドレスリンク駆動手段とをさらに備えていることを本質的な特徴とするプラントが提供される。
回転挿入クランプは回転カムの回転ピンと同軸であり、回転カムと回転可能に一体化されることが好ましい。この場合、一方で回転カムおよび挿入クランプが、もう一方で抜取りクランプが、最後にもう一方で移送チェーンを駆動するホイールが、それぞれのベルトで駆動されるので有利であり、プラントの配置をできる限り単純にするために、移送チェーンによって駆動されるローディングホイールを設けることが望ましいことがある。
本発明の範囲内で考慮される全ての配置により、単一の駆動部材を使用して全ての可動構成部分を確実に駆動し、これらがどのようなずれもなく同期して駆動される、単一型の容器製造プラントを製造することができる。このようにして、機械的に単純であり機能的に信頼性の高いプラントが形成される。
単に例示のみを目的として与える好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読めば、本発明についてより明白に理解されるであろう。この説明では、添付の図面を参照することになる。
第１図は、本発明に従って作られた成形装置を概略的に示す上面図である。
第２図は、第１図による単一型の成形装置の周囲に作られた容器製造プラントを非常に概略的に示す上面図である。
最初に第１図を参照すると、参照番号１は全体として、熱可塑性材料、例えばポリエチレンテレフタラートＰＥＴ、ポリエチレンナフタレートＰＥＮや、別の熱可塑性材料などから作られた高温のプリフォームから容器、特にボトルをブロー成形またはストレッチブロー成形する装置を示す。装置１は、固定された相互旋回ピン４によって互いに接合され、そのそれぞれの縁部で合体される、二つの半シェル３を有する単一の札入れタイプの型２を含む。
作動手段５は二つの半シェル３と組み合わされ、それらを型が閉じる方向または型が開く方向（矢印６）に互いに旋回させる。作動手段５は、ピン４と平行なピン８のまわりを自由に回転するように取り付けられたアーム７を含み、ピン８はアーム７の両自由端の間に配置されることが好ましい。アーム７はその一端で、連接された二つのスイングリンク１０のそれぞれの端部で共通のピン９によって自由にヒンジ留めされ、それらの反対側の端部を介して、ピン４から対称的に一定距離にある点で半シェル３に接続される。ピン８に関してアーム７を一方向または反対方向に任意に旋回させると、ピン９の往復運動（矢印１１）が生じ、これがピン４に接近する、またはそれから遠ざかるように運動し、その結果それぞれ型を閉じる、または型を開くことになる。
アーム７はもう一端で、ピン１５に関して回転運動するようになっている部片１４をくりぬいて作られたチャネル形状の輪郭を有するカム１３と係合可能な、アイドルローラまたはカム従動子１２を支承する。この目的のために、部片１４は、ピン１５のまわりで回転するプレート１６で支持することができる。もちろん、カム従動子が回転プレートによって支持され、カムがアーム７の端部に設けられる、逆の配置も考慮することができる。チャネルまたは溝の形状をしたカム１３は、径方向に反対の運動方向にカム従動子１２を案内することができるほぼ平行な二つの側面を有する。
カムは、アームの連続した四つの機能的かつ位置的境界（リミット）、すなわち第１図に示す境界を決定するような輪郭を有する（矢印１７は部片１４が連続的に回転する方向を示す）。
境界Ａ：型の開き始め
境界Ｂ：型の開き終わり
境界Ｃ：型の閉じ始め
境界Ｄ：型の閉じ終わり
換言すれば、境界Ｂと境界Ｃの間のローラ１２がカム１３と接触している間、型は開いており、完成した容器を抜き出すことができ、その後高温のプリフォームを型に挿入することができる。
同様に、境界Ｄと境界Ａの間のローラがカム１３と係合していない間、型は閉じており、ブロー成形またはストレッチブロー成形を実行することができる。
型は、特定のロック手段１８によって閉じた位置でロックされたまま保たれ、ローラ１２／カム１３のアセンブリは型を閉じた位置に保つ必要がない。これらの条件下では、カム１３は境界Ｄと境界Ａの間に伸びる必要はなく、第１図に示すように、カム１３は境界Ａと境界Ｄの間の曲線の長さにわたってのみ伸びる。換言すれば、型が閉じているときには、カム１３はローラ１２と係合せず、ローラ１２は「宙に浮いて」いる（第１図に一点鎖線で表す）。したがって、カム１３の長さは最小限に抑えることで最適となり、これにより、機械の運動が停止してローラがカムから離れたときに、強制的に型を運動させることが可能になるので、ローラの摩耗が減少し、保守が容易になる。
第１図に示す実施形態では、アーム７は単一の部片からなるものではなく、ピン８に同軸かつ回転可能に取り付けられてその両側に伸びる二つの半アーム、それぞれ７ａおよび７ｂからなるものである。二つの半アーム７ａおよび７ｂはピン８で同軸に互いに回転可能に一体化され、このピンの両側に伸びる。二つの半アーム７ａおよび７ｂは、アームが所定しきい値よりも大きな力を受けた場合に二つの半アームを互いから解放することができる、トルクリミッタなどの安全部材１９によって互いに回転可能に一体化される。
プレート１６は、図示しないモータ（特に電気モータ）と、ピン１５と同軸であり、これと回転可能に一体化されたホイールまたはプーリ２１といかなるずれあるいはすべりもなく係合する、コグドベルトなどのエンドレスリンク２０によって回転するように駆動される。
カムの動作下で複雑な回転および径方向の変位運動をするようになっている回転クランプタイプの把持部材（図示せず）もまた、ピン１５と回転可能に一体化される（例を挙げると、文献ＦＲ−Ａ−２４７９０７７に、一つの可能な配置が記載されている）。この回転クランプは、オーブンから来る高温のプリフォームを把持し、開いた型にそれらを供給する。プリフォームがたどる経路を第１図の円形２２に概略的に表す。
この配置により、回転クランプの運動と成形動作、換言すれば型の開閉動作とプリフォームの供給の間の完全な同期が保証される。
説明した成形装置は、特に前記成形装置の周囲に構築される完全な容器製造プラントを製造するのに役に立つ。第２図は、このようなプラントを示す非常に概略的な上面図である。第２図では、第１図と同じ構成部品については同じ参照番号をそのまま使用している。
このプラントでは、プーリ２１を介してピン１５を駆動するベルト２０は、電気モータ２３の出力ホイールによって駆動される。
プリフォームは、案内面２４を介して首部を上にした垂直な姿勢で、移送手段２６の下にプリフォームを搬送する個別のローディングホイールおよびステッピングホイール２５まで供給される。移送手段２６は、末端の二つのホイールのまわりを回転し、ホイール２５上に首部を上にして置かれたプリフォーム２８を把持し、その後上下逆に反転した後で、首部を下にしてそれらを加熱するオーブン２９を通って移動させる、連続した把持部材２７を備えた細長いエンドレスチェーンの形状に作られる。オーブンを出ると、高温のプリフォームはピン１５のまわりを回転する前述の回転クランプによって把持され、開いた型２に挿入される。
上記手段は、以下の方法で駆動される。コグドベルトなどのエンドレスリンク３１を介して、アングルトランスミッション装置３３と組み合わされたプーリ３２を駆動し、移送手段２６の一方の端部領域３４を駆動するプーリ３０がピン１５に固定される。ローディングホイール２５に関しては、これは、移送手段２６を形成するエンドレスチェーンと係合し、前記チェーンによって駆動される同軸の歯付きホイール（図面には見えない）と一体化される。
ピン３４上に取り付けられた、開いた型の中の容器を把持し、その後、出力案内面３６の入口まで容器を搬送する円弧状経路３５の形状で概略的に示す経路で、そこから容器を抜き出すように作られた回転抜取りクランプ（図示せず）が、型２のもう一方の側に設けられる。一つの変形では、それらは回転機構３７によって出力案内面３６に沿って推進される。この場合、回転クランプおよび機構３７と組み合わされるのはそれぞれ同軸回転駆動式プーリ３８および３９であり、前述のピン１５と一体化されたプーリ４１によって駆動されるコグドベルト４０などのエンドレスリンクがこれらの上を通過する。
説明した配置により、このプラントは、一つの機構がもう一つの機構に対してどのようなずれの可能性もなく、単一のモータで全体が駆動され、全ての運動が完全に同期される。もちろん、例えば型の底部を動かす、伸長ロッドを動かす、ブロー成形を制御する、動作終了時に成形キャビティを排気するなど、前述していないいくらかの可動構成部品の運動のために補助の駆動装置を設けることもできる。
これらの補助構成部品もまた、モータによって確実に駆動される回転部材の一つ、例えば抜取りクランプの駆動領域から得られた同期を実現することにより、個別のモータによって運動するようにすることができる。
さらに、トルクリミッタなどの安全装置を各回転部材と組み合わせ、任意の不測の積込み過多を検出し、プラントを直ちに停止させることもできる。
言うまでもなく、またさらに前述したことから既に分かっていることであるが、本発明は、より具体的に考慮した適用分野および実施形態に限定されるものではなく、逆にその全ての変形を含むものである。

Claims (12)

1. 固定された相互旋回ピン（４）で互いに接合された二つの半シェル（３）を有し、二つの半シェル（３）の各縁部で合体する単一の札入れタイプの型（２）と、型が閉じる方向または型が開く方向に二つの半シェル（３）を互いに旋回させるためにこれらに組み合わされた作動手段（５）とを含む、熱可塑性プリフォームから容器、特にボトルをブロー成形またはストレッチブロー成形する装置であって、前記作動手段（５）が、
   固定支持ピン（８）によって自由に回転するように支持されると共に前記二つの半シェル（３）に取り付けられた可動アーム（７）であって、回転案内カム（１３）と係合するカム従動子（１２）かまたは円形経路上を駆動されるカム従動子と係合する案内カムを支持しており、該回転案内カム（１３）が、型を開閉するように可動アーム（７）を動かす輪郭を有する、前記可動アームと、
   回転案内カム（１３）あるいはその代わりに前記カム従動子を駆動する駆動手段（２０、２１、２３）であって、型へのプリフォームの供給と同期させる前記駆動手段とを備えていることを特徴とする装置。
2. 前記可動アームを支持するピンが該可動アームの両端間にある可動アームの領域に位置しており、前記可動アームの第一端が二つの半シェル（３）に取り付けられると共に該可動アームの第二端がカム従動子（１２）あるいは前記カムを支持することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
3. 作動手段（５）が、一端で自由に回転するように前記可動アーム（７）の第一端に連接されると共に他端で自由に回転するように二つの半シェル（３）に対してその相互旋回ピン（４）の両側にそれぞれ連接された二つのスイングリンク（１０）を備えていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。
4. カム従動子（１２）が可動アーム（７）によって支承されており、回転案内カム（１３）が回転プレート（１６）によって支持されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項に記載の装置。
5. 回転案内カム（１３）が、少なくとも型が開き始めてから少なくとも型が閉じ終わるまでカム従動子（１２）と係合するように構成されており、前記作動手段（５）から独立した補助ロック手段（１８）が、成形中、型が閉じ終わってから型が開き始めるまで型をロックしたまま保つために備えられていることを特徴とする請求の範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載の装置。
6. 回転案内カム（１３）が、開放されたセクションに沿って伸びており、これが、少なくとも型をロックし終わってから少なくとも型をロック解除し始めるまでの間はカム従動子（１２）と係合しないことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の装置。
7. 回転案内カム（１３）が、径方向に関して反対方向の運動でカム従動子（１２）を案内することができるほぼ平行な二つの側面を有する溝の形状に形成されることを特徴とする請求の範囲第１項から第６項のいずれか一項に記載の装置。
8. 高温のプリフォームを供給する回転クランプ機構（２２）が組み合わされており、回転クランプが回転案内カムと同軸あるいはその代わりに回転ローラと同軸であると共に、回転案内カムあるいはその代わりに回転ローラに取り付けられることを特徴とする請求の範囲第１項から第７項のいずれか一項に記載の装置。
9. 高温のプリフォームをブロー成形またはストレッチブロー成形することによって容器、特に熱可塑性のボトルを製造するプラントであって、
   並んだプリフォームを垂直な姿勢で次々に供給する手段（２４）と、
   前記供給する手段から送られたプリフォームを載せて所定間隔でステッピングさせるローディングホイール（２５）と、
   ローディングホイール（２５）上でプリフォームを一つずつ把持すると共に、それらを首部を下にした姿勢で所定温度の加熱オーブン（２９）を通過させるように作られた、駆動ホイール（３４）によって駆動されるプリフォーム移送手段であるエンドレスのチェーン（２６）と、
   移送チェーン上でプリフォームを一つずつ把持し、それらを成形装置（１）に供給する回転挿入クランプ（２２）と、
   請求の範囲第１項から第８項のいずれか一項に記載の単一型の成形装置（１）と、
   成形装置内の成形済み容器を把持し、それらを除去手段（３６）に運ぶことができる回転抜取りクランプ（３５）とを含んでおり、さらに、
   単一の回転駆動部材（２３）と、
   ずれることなく単一の駆動部材（２３）によってプラントの前記構成部品を駆動する回転エンドレスリンク駆動手段（２０、３１、４０）とを備えていることを特徴とするプラント。
10. 単一型の成形装置が請求の範囲第４項に従って配置されており、回転挿入クランプ（２２）が、回転案内カム（１３）の回転ピン（１５）と同軸であり、該回転ピンと回転可能に一体化されていることを特徴とする請求の範囲第９項に記載のプラント。
11. 回転案内カム（１３）および挿入クランプ（２２）、回転抜取りクランプ（３５）、ならびに移送チェーン（２６）を駆動する駆動ホイール（３４）が、それぞれのベルト（２０、４０、３１）で駆動されることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のプラント。
12. ローディングホイール（２５）が移送チェーン（２６）によって駆動されることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載のプラント。

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