JP4104437B2 - I.s.成形機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブランクステーションにてパリソンを形成し、その後に、吹込成形ステーションにて、最初に、パリソンを吹込成形し、次に、その吹込成形したパリソンを冷却して瓶を形成するI.S.(インディビジュアル・セクション)ガラス製造機、より具体的には、パリソンを吹込成形し且つ吹込成形したパリソンを冷却して瓶にし、次に、徐冷(アニール)点以下の温度まで瓶を冷却し、その後に、瓶を急速に室温まで冷却させることができるようにする構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】
吹込成形工程は、吹込成形ヘッドにより行われる。従来、吹込成形ヘッドは、吹込成形ステーションにて吹込成形金型の頂部上の所要位置に配置し(係合させ)、下方に伸びる吹込成形管を通じて圧力を加えた空気をパリソンの内部に供給して、パリソンを吹込成形し(「最後の吹込成形」)、吹込成形金型の内部と接触させる。パリソンは、また、真空圧により又は真空の支援を受けて製造することもできる。次に、吹込成形したパリソンは、瓶に成形しなければならない。すなわち、把持し且つ取り出し装置により吹込成形ステーションから取り出すのに十分な硬さになる温度まで冷却しなければならない。吹込成形したパリソンの外面は、吹込成形金型を冷却することにより冷却し、次に、吹込成形したパリソンの内面を吹込成形したパリソン内への流れを続ける最後の吹込成形空気により冷却させる。米国特許第4,726,833号には、現在の技術の吹込成形ヘッドが開示されている。従来、冷却空気は、恒久的に開いた排気口を通って瓶の内部から逃げる。排気口の寸法は入口と出口とを釣合わせるように画定される。
【0003】
従来の取り出し装置を遠方の位置から成形した瓶の頂部に近接した取り上げ位置まで移す前に、吹込成形管を含む吹込成形ヘッドを吹込成形金型から移さなければならない。この移動は、内方に動く取り出し装置の邪魔にならないような位置まで少なくとも行わなければならない(特許文献1参照)。米国特許第5,807,419号には、これらの工程を速めるために、組み合わせた吹込成形ヘッド及び取り出し装置が提案されている。この機構は、瓶の成形に続いて吹込成形管が完全に伸びたままで且つ作動している状態で、最後の吹込成形中に吹込成形金型の頂部と係合する吹込成形ヘッドが僅かに持上げられると直ちに、取り出しジョー(顎状の掴み部材)の作動を可能にする。取り出しジョーは、直ちに、吹込成形ヘッドを再封止する。従って、瓶が吹込成形金型から取り出され且つ瓶が配置されるデッドプレートへ運ばれる間、あたかも吹込成形ヘッドが吹込成形金型の頂部の所要位置にあったかのように、瓶の内部冷却が続けられるであろう。この成形した瓶の外面の冷却は、吹込成形金型が開いたときに停止される(特許文献2参照)。
【0004】
米国特許第4,508,557号には、デッドプレート上にて外面を更に冷却すべく瓶の周りに冷却空気を吹込むデッドプレート装置が開示されている(特許文献3参照)。米国特許第4,892,183号には、瓶を吹込成形ステーションから交互に取り出し、その半分を一つの排出コンベア上に載せ、もう一方の半分を第二の排出コンベア上に載せる機能を果たす二重の取り出し装置が開示されている。これら装置の全てにおいて、瓶は、デッドプレートから取り外されたならば、徐冷ガマに運ばれ、この徐冷ガマは、一連のバーナを利用して瓶を直ちに均一なより高温度に再加熱し、次に、徐冷ガマから排出される前に、瓶をゆっくりと冷えさせる(特許文献4参照)。
【0005】
成形された瓶はまた、瓶を再加熱し、次に、ガラスの内面及び外面を同時に冷却することにより、別個の機械にて焼き入れされる(例えば、米国特許第2,309,290号(特許文献5)参照)。
【0006】
【特許文献1】
米国特許第4,726,833号公報
【特許文献2】
米国特許第5,807,419号公報
【特許文献3】
米国特許第4,508,557号公報
【特許文献4】
米国特許第4,892,183号公報
【特許文献5】
米国特許第2,309,290号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の一つの目的は、吹込成形したパリソン及び(又は)形成した瓶からより効率的に熱を除去するI.S.成形機を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、吹込成形金型内でガラスのパリソンを吹込成形し且つ吹込成形したパリソンを成形した瓶となるように冷却し、該成形された瓶を吹込成形金型から取り出すことのできるI.S.成形機を、吹込成形ヘッドアームと、該吹込成形ヘッドアームを「作動」位置に支持する手段と、前記吹込成形ヘッドアームにより支持された少なくとも1つの吹込成形ヘッドであって、各々が、空気をパリソンの内部に供給し、パリソンを吹込成形する入口を有する吹込成形ヘッドと、空気を選択した圧力にて吹込成形ヘッドの入口に供給し、パリソンを吹込成形する空気供給手段と、パリソンが吹込成形されるときのパリソン内部の圧力を表わす圧力を検知する圧力検知手段と、前記圧力検知手段からのデータを受け取り且つ吹込成形ヘッドが「作動」している時間の間、局部的な最小圧力が発生するときをパリソンが成形されたときとして決定する制御手段と、から構成している。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明のその他の目的及び有利な点は、特許法の要件に従って本発明の原理を具体化する現在の好ましい実施の形態を示す本明細書の以下の説明及び添付図面から明らかになるであろう。
【0010】
図1には、I.S.成形機の吹込成形ステーションの吹込成形ヘッド機構10が図示されている。三重のゴブマシーンが図示されており、横に並べて配置した3つの吹込成形金型12が示されている。吹込成形ヘッドアーム16は、3つの吹込成形ヘッド18を支持している。吹込成形ヘッドアーム16は、吹込成形ヘッドアームを上下動させる電子式(サーボ)モータ22に接続された垂直ポスト20に取り付けられている。該ポストはまた、ハウジング24に形成されたスクロールカム(図示せず)を介して回転する。かかるポスト20の上下動作及び回転動作によって、吹込成形ヘッド18は、後退した「不作動」位置と、図1に図示した吹込成形ヘッド18が吹込成形金型12の頂部に係合する、前進した「作動」位置との間を移動せしめられる。サーボモータの作動は制御装置C(26)により制御される。圧力を加えた空気は、適宜な供給源27から圧力調節装置P(29)に供給され、この圧力調節装置は、制御装置C/26により規定される最終的な吹込成形のための望ましい圧力を設定する。
【0011】
吹込成形ヘッド18は、図2に概略断面図で図示されている。吹込成形ヘッド18は、パリソン38内まで下方に伸びる吹込成形管36に達する空気入口34を有している。吹込成形ヘッドは、パリソンの瓶口部40を包囲している。最後の吹込成形用空気はパリソンを吹込成形し、次に、吹込成形したパリソンの内面を冷やす。空気は吹込成形管36とパリソンとの間を上方に排気されてチャンバ41に入り且つ調節可能な排気口42を通って出る。チャンバ41内の空気圧力(パリソン内部の空気の圧力と緊密に関係する)を監視するため圧力センサ44が配置されている。
【0012】
図3には、チャンバ41内の圧力Pと変化対時間Tのプロットにおいて見出された変化が示してある。吹込成形圧力が空気入口34を通して付与された時点T0後約T1秒(例えば、0.05秒)の時点で、チャンバ内の圧力は上昇し始める。圧力は最初の高圧力P1まで上昇し、次に、P2に下降する(これは、パリソンが急速に膨張するために生ずると考えられる)。T2(例えば、0.15秒)の時点で、パリソンは吹込成形金型に当接するまで吹込付けられ、圧力は、安定状態の圧力P3に達する迄再上昇し、この安定状態は、最後の吹込みに引き続いて1秒以上に亘って吹込成形ヘッドが除去されるまで続く。圧力センサ44は、制御装置C(26)にデータを提供する。パリソンに圧力を加えて吹込成形することに関する曲線について説明したが、真空補助式の場合又は負圧にて(すなわち、真空にて)パリソンを吹込成形する場合でも同じことである。
【0013】
制御装置は、最初に、吹込成形ヘッドを「作動」位置に移動させ且つ吹込成形ヘッドの空気圧力を「最終の吹込成形」圧力に設定する機能を果たす(ステップ50)。「最終の吹込成形」圧力は、選択的に設定することができ、また、パリソンが適正に吹込成形されているという結果をもたらす圧力である。従来、「最終の吹込成形」空気は137.90kPa(20psi)乃至206.84kPa(30psi)にて供給される。より高圧の場合には欠陥のある瓶となる。圧力はパリソンを吹込むのに必要な時間であるT2に亘って供給される(「時間T2が経過したか」という問いかけの答が肯定されるまで(ステップ52))。オペレータはT2を経験的に設定し且つ入力する(ステップ54)ことができる。これと代替的に、制御装置は負の最高値(局部的な最小値)P2となる位置を確認することにより、「T2を決定する」ことができる(ステップ56)(この負の最高値の位置は、瓶が完全に吹込成形され、次に、その修正が為されるときから僅かだけ遅れる可能性がある)。実際には、制御装置が更新したT2入力を受け取ることでT2を周期的に決定することができる。また、オペレータは、パリソンの吹込みが行われないであろうことを知ったならば、T2を短くすることもできる。パリソンが吹込成形されたとき、制御装置は「吹込成形ヘッドを垂直方向に「X」だけ持上げ且つ吹込成形ヘッドの空気圧力を「内部冷却」圧力に設定する(ステップ58)(X及び「内部冷却」圧力は選択的に設定することができる)。この第二の「作動」位置は逃がし位置である。冷却の流れは、もはや、吹込成形ヘッドの排気口の寸法によっては制限されない。吹込成形ヘッドが「不作動」位置に切り換えられる前の残りの2秒又はそれ以上の時間に亙る冷却の流量は大幅に増大するであろう。「内側からの冷却」は、最終の吹込成形空気よりも実質的に高い圧力で供給することができる。例えば、内側冷却空気は、通常利用可能な供給空気であるので、310.26kPa(45psi)にて供給することができる。内側冷却空気は、瓶内部で少なくとも最小の所望の圧力を保つのに十分な圧力にて供給される。この冷却の流れは、時間T3迄(「時間T3が経過したか」という問いかけの答えが肯定されるまで(ステップ60))続き、そのとき、制御装置は「吹込成形ヘッドを「不作動」位置」に移動させる(ステップ62)。
【0014】
吹込成形ヘッドが逃がし位置まで垂直方向距離「X」だけ持上げられたとき(図5)、排気空気は、吹込成形ヘッドの下側部分の内部開口部の選択的に凹状の輪郭とした環状の凹面63によって導かれ、冷却空気が瓶の口部の外側の垂直面に供給される。
【0015】
吹込成形ヘッドの各々(図6)は、吹込成形管34を係合可能に受け入れ得る形態とされた中央の軸線方向の穴70を有している。吹込成形管は垂直方向に移動可能であるが、吹込成形管の外径部分で対向した平坦部74(図7)に係合する一対の案内キー72によって回転しないよう規制される。吹込成形管の頂端部分76は円筒形であり、対向した平坦部とキーとの間の間隔よりも大きい外径を有するねじが切られており、従って、キーは、吹込成形管に対する下方ストッパとして機能する。吹込成形管の支持及び駆動組立体78が、多数のねじ80によって吹込成形ヘッドアームの頂部面79に取り付けられている。この組立体は、アーム内の最終吹込成形空気管路85と連通しているリンク84を有する空気マニホルド82と、頭上ディストリビューターマニホルド86と、同頭上ディストリビューターマニホルドから垂直方向に垂下している3つの空気分配脚部88とを備えている。
【0016】
駆動部材92の頂部90が各分配脚部内に配置されており、該駆動部材は、頂部、被駆動歯車部96を通り、次に、下方部98を通って下方に伸びるねじ付き内径部94を有しており、該下方部は吹込成形ヘッドの取り付け組立体100を貫通して下方に伸びている。駆動部材92の外径は3つのベアリング102によって回転可能に支持されている。駆動部材内径の内ねじは、吹込成形管のねじ付き頂端部76を螺着可能に受け入れ、従って、被駆動歯車部96が回転する毎に、吹込成形管は垂直方向に移動する。回転は、駆動歯車106に接続された電子モータ104によって制御される。駆動歯車は、左側2つの被駆動歯車の隣接する被駆動歯車部に係合して左側2つの駆動部材92を駆動し、右側の対の被駆動歯車部96間のアイドラー歯車108は、右側駆動部材を駆動する。
【0017】
吹込成形管34の底部(図8)は内径内に画成された環状の逃がし部110を有している。空気偏向器組立体114の環状の上方カラー111(「X」型フレーム112によって支持されている)は、環状の逃がし部の内部に圧力嵌めされている。下方に向けられた空気流の一部分を吹込成形したパリソンの外壁に向けて半径方向外方に偏向させ且つその残りが下方に流れるようにする環状の凹状面118を有する偏向器116が、フレーム112と一体とされ且つフレーム112から懸架されている。図6には、冷えたとき、瓶10となる吹込成形したパリソンが図示されており、また、底板11と、一対の金型半体12a、12bとを備える吹込成形金型12が図示されている。
【0018】
図10には、パリソンを吹込成形し且つ冷却する吹込成形管のための例示的な移動概要が図示されている。吹込成形ヘッドが「作動」位置に移動せしめられ、この位置で、吹込成形管は「上方」位置にある(T1)。次に、吹込成形管を最大速度(V1)まで急速に加速し、その速度をT2まで保つ。次に、吹込成形管をT3においてより遅い速度V2まで減速し且つT4までその速度を保ち、T4において、吹込成形管を、その「下降」位置にて停止するまで(T5)減速する。次いで、吹込成形管は、T6まで「下降」位置に止まる。次に、吹込成形管は、同一の移動概要に従って、「上方」位置の停止位置まで戻される。次いで、吹込成形ヘッドが除去され、金型は開けることができる。この移動概要は、吹込成形したパリソンの内面の所望の冷却状態を実現し得るように選ばれる。すなわち、動作概要が容器の冷却条件と調和するような形態とする。この調和は熱量×瓶の容積の値に基づく調和状態とすることができる。図6に図示するように、瓶は、瓶の本体よりも冷却すべきガラスの量が少ない長い首部を有している。吹込及び吹込成形法で瓶が形成されたならば、瓶の本体は長い首部よりもより高温度となろう。その結果、吹込成形管が首部に沿って進むときのその管の速度は、瓶の熱パターン(瓶に沿って除去することが望まれる熱エネルギの量)と釣り合いがとられ、本体を越えるときの速度よりも遥かに速い速度で長い首部を越える。従って、冷却が必要とされる本体に対してより大きい冷却効果を与えることができる。成形されたパリソンの底部が厚い場合、更により大きい冷却効果が望まれ、底部での停止時間(T6−T5)は、底部に向けられる多量の冷却空気をもたらすであろう。冷却空気は、吹込成形管が底部にあるとき、本体及び首部に沿って上昇を続け、追加的な冷却効果を実現する(これはまた、任意の垂直方向位置にても行われよう)。図11には、パリソンが吹込成形され且つ冷却される間、吹込成形管が3回のサイクルを行う一つの変形例としての移動概要が図示されている。このような調整調和はまた、瓶の形状の関数とすることもできる。例えば、瓶は膨らんだ部分を有することもあり、この膨らんだ部分は、同膨らんだ部分の下方に配置されたノズルから上方に流れる冷却空気によっては効果的に冷却することはできないであろう。この状況において、より厚い底部を冷却する上記の場合と同様に、冷却ノズルの移動は、この膨らんだ部分において停止させてより多量の冷却空気が膨らんだ部分内に導入されるのを許容するようにするか又は膨らんだ部分を越えて上方に移動されるときに減速されて同一の効果を生じるようにすることができよう。成形工程はまた、かかる調整にも関係がある。ガラスの厚みは高さの関数として変更することがある。吹込及び吹込成形法においては、容器の上方部分は底部よりも低温であり、また、圧縮及び吹込成形法によって形成される瓶の場合、その逆となる傾向にある。
【0019】
図12には、パリソンが吹込成形され且つ冷却される間の種々のサイクルによって移動を制御する論理図が示されている。オペレータは所望のサイクル数「N」を入力する。制御装置は、吹込成形ヘッドの「不作動」−吹込成形ヘッドの「作動」時間を規定し(ステップ120)、「N」で割って、サイクル時間を規定し(ステップ122)、次に、サイクル時間に対する吹込成形管の移動概要の設定(ステップ124)へと進む。
【0020】
吹込まれたパリソン/形成した瓶が吹込成形金型内にある間、吹込成形金型内に規定された周方向に配置された一連の冷却穴19を通じて冷却空気を吹込むことにより外部冷却が行われ、該冷却穴には、金型の底板11が固着される空気プレナム21によって冷却空気が供給される。
【0021】
取り出し装置は図13に概略図的に図示されている。吹込成形ステーションにおいて吹込成形金型内で形成された3つの瓶10が、開いた状態で示されている関連付けられたき吹込成形金型の対12a、12bの底板11の上に立てた状態で図示されている。図示した機械は三重ゴブマシーンであり、従って3つの瓶10が成形される。金型を開くと、取り出し装置150の取り出し組立体140が瓶を把持する。取り出し装置はまた、機械を横断する、すなわち機械の6、8、10、12、16等の個別のセクションを跨ぐ梁170から懸架された取り出し組立体に対する3軸支持体160も備えている。X軸方向駆動装置180と、Y軸方向駆動装置190と、Z軸方向駆動装置200とを備える3軸支持体は、その内容を参考として引用し本明細書に含めた米国特許第4,892,183号に記載されたものを含んで極めて多岐に亙る形態にて形成することができる。
【0022】
取り出し組立体は、各瓶の位置に吹込成形管34(図14)を備えている。吹込成形管の支持及び駆動組立体は、駆動部材92が被駆動歯車部で終わっている点、及び、案内キー132が吹込成形管の穴135に近接する把持部材ハウジング134の頂部壁133から下方に伸びる点を除いて、吹込成形ヘッド機構のものと同一である。
【0023】
取り出し組立体はまた、頭上ディストリビューターマニホルド142と頭上ディストリビューターマニホルドから垂直に垂下する3つの空気分配脚部143とを有するマニホルドハウジング141を更に備えている。最後の吹込成形(これは、パリソンが形成される方法に依存して最終の吹込成形及び(又は)内部冷却のための空気を含む)の場合、空気F.B./144は選択的に制御される弁145を介してディストリビューターマニホルドに供給される。
【0024】
マニホルドハウジング141の基部164は、多数のねじ165によって把持部材ハウジング134の頂部壁133にボルト止めされており、被駆動歯車部96、駆動歯車106及びアイドラー108は、マニホルドハウジングの基部と把持部材ハウジングの頂部壁との間に位置するチャンバ内に配置されている。マニホルドハウジングは、マニホルドハウジングの頂部から垂直方向上方に伸びている一対の案内管166を備えており、該案内管はZ軸方向駆動装置200の一部である垂直案内ロッド168を受け入れる。
【0025】
図14から理解し得るように、把持部材ハウジングは中実ブロックから開始することができる。対向した水平方向キー溝172を有する貫通スロット171が各ボルトの位置に形成されており、把持部材ハウジングの前側からその後側まで伸びている。これらのスロットは、前側及び後側の把持部材ブラケット174(図15)を受け入れ、該把持部材ブラケットの各々は、把持部材ハウジングを完全に横断して伸びる一体の垂直方向前側パネル175及び水平方向底部パネル176と、キー溝172によって受け入れられる水平方向キー179を有する垂直方向横(前から後)パネル178とを備えている。垂直方向前側パネル175は、垂直方向横パネルの間が開口しており(177)、空気が瓶の内部から外部雰囲気に容易に流れるのを可能にしている。対向するピストン及びロッド組立体182を含む複動シリンダ181が把持部材ハウジングを通ってハウジングの前側から後側まで伸びる一対の貫通穴173の各々の内部に固着されている。一対のねじ183が把持部材バーの側部で各把持部材バーをピストンロッド184に結合し、ピストンとシリンダハウジングとの間に配置された圧縮ばね186は、通常、把持部材バーを閉じた位置に保つ。位置決め板187がロッド受け入れ穴188により把持部材ブラケットの前側部パネルに固着されており、ロッドの軸を位置決めする。加圧された空気が弁191を介して把持部材の空気G.A./192の供給源から各シリンダの中心に供給されて把持部材バーを開かせる。把持部材バーは、選択的に寸法設定した半円形の挿入体(図示せず)を備え、閉じた把持部材バーは成形した瓶をその瓶の口部で把持するようにする。
【0026】
図16乃至図22には、取上げる用意ができた状態で待機する(吹込成形金型は引込んだ状態にある)三重ゴブI.S.成形機の吹込成形ステーション内で形成されたばかりの3つの瓶が順次に取り出し組立体によって処理される方法が概略図的に図示されている。取り出し組立体は、瓶を吹込成形ステーションから取り出し且つその瓶をコンベア15の上に載せ、瓶は、次いで冷却トンネル17に運ばれる(このトンネルはコンベア又は機械の保守を行うためにコンベアの間の空間に入らなければならないオペレータを熱風から隔離する)。取り出し組立体140は、第一のデッドプレートの位置にて図16に図示されている。瓶は吹込成形金型12内で成形される。金型が開き、取り出し組立体が長手方向に移動して図17に図示した取上げ位置に達し、この位置にて成形された瓶が把持される。把持された瓶は取上げ位置から除去され且つ第一のデッドプレートの位置(図18)に運んで戻される。瓶を不合格とすべき場合、把持部材ジョーは、第一のデッドプレートの位置にて開き、不合格とされた瓶をカレット除去シュート13内に落下させる。把持され吹込成形ステーションに支持された瓶は、その休止位置にあるデッドプレート機構240に支持された関係する冷却缶220の入口路又は開口部の隣に支持されている。次に、デッドプレート機構は、水平方向に横方向に、把持された瓶にの方へ移動し、第一のデッドプレートの位置に達し(把持された瓶が関係付けられた冷却缶内部の中央に支持される迄)、次に、冷却缶の扉を閉める(これは、閉じた円である冷却缶の円で示してある)(図19)。次に、取り出し組立体及びデッドプレート機構は、第一の右側コンベア15に隣接するコンベアの位置まで協働して水平方向に横方向に移動し(図20)、冷却缶の扉が開き、次に、取り出し組立体はデッドプレート機構から横方向に移動し(図21)、次に、上方位置から下方堆積位置まで垂直下方に移動して(図22)、把持された瓶をコンベアに載せ、そのとき、瓶は解放される。次に、取り出し装置は上昇位置に戻り、デッドプレート機構及び取り出し組立体は協働して横方向に移動されて図16に図示したその最初の位置に戻る。再度、取り出し装置を、順次又は同時になされるX、Y動作によって移動させることができる。金型を交換すべきとき、双方のデッドプレート機構をコンベア位置まで移動させ、オペレータのための空間を開放することができる。
【0027】
瓶(瓶No.1)を吹込成形ステーションから除去した状態にて(図18)、反転機構(図示せず)は、成形されたパリソンを吹込成形ステーションに供給し、吹込成形金型は閉じられる。パリソンを吹込成形し且つ冷却して瓶を成形し(図19)、金型は開いて、次に成形される瓶(瓶No.2)を第二の取り出し組立体により取り出すこともできるようにする(図20)。この成形過程を繰り返し、次に形成した瓶(瓶No.3)を第一の取り出し組立体により除去することができるようにする。第一の取り出し組立体及びそれに関係付けられたデッドプレート機構、並びに第二の取り出し装置及びそれに関係付けられたデッドプレート機構が同期状態で動作することは図23乃至図28に図示されている。
【0028】
第一の取り出し組立体が第一のデッドプレートの位置にある間(図23)、該取り出し組立体は、取上げ位置(図24)まで移動されて瓶を把持し、その把持した瓶と共に第一のデッドプレートの位置(図25)に戻り、第一のデッドプレート機構が第一のデッドプレート位置に移動するのを待ち、瓶を捕捉し且つ冷却缶扉を閉じ(図26)、第二の取り出し装置及び第二のデッドプレート機構は第二の左側のコンベアに隣接するコンベアの位置に配置され、それ以前のサイクルにおいて形成された瓶は缶扉が閉じた状態で缶内に配置される。第一の取り出し組立体及び第一のデッドプレート機構が共に第一のコンベアに隣接するコンベア位置に移動される前に(図27)、第二のデッドプレート機構の缶に対する扉が開き、第二の取り出し組立体は横方向に移動されて把持された瓶を第二のコンベアの上方の保管位置へと移動させ、そのとき、第二の取り出し組立体が上方の保管位置から下方の保管位置まで下降して把持した瓶を第二のコンベアに近接する位置に配置する。把持した瓶を解放し、第二の取り出し組立体を上方の保管位置まで持上げる。第一の取り出し組立体及び第一のデッドプレート機構が第一のデッドプレート位置から第一のコンベアに近接するコンベア位置まで移動されたとき、第二の取り出し組立体及び第二のデッドプレート機構は、共にそのスタート位置まで移動され(図28)、そのサイクルを再度開始して吹込成形ステーションで形成された次の瓶(瓶No.2)を再度取り出す。
【0029】
第一の取り出し組立体/デッドプレート機構の役割と第二の取り出し組立体/デッドプレート機構の役割とが逆の状態で、この基本サイクルが繰り返され、従って、第一の取り出し組立体/デッドプレート組立体は、その開始位置に戻り、次に成形された瓶(瓶No.3)を受け取る。コンベア位置から取上げ位置まで移動する取り出しアームの移動は、連続するX方向動作及びY方向動作によって示されているが、かかる動作は同時に行うことも可能であることを理解すべきである。
【0030】
図29及び図30には、選択的に作動せしめられる弁V/196により制御される冷却空気C.A./195が供給されるプレナムチャンバ194を有するデッドプレート機構が図示されている。冷却空気は、瓶が缶内に配置されている全期間に亙って及びより長時間利用可能であり、瓶が缶内に配置される前又は配置された後の何れでも缶を冷却することができる。冷却空気はプレナムチャンバの上面199の穴198を通って缶220に入り、取り出し装置により上面の上に支持された瓶の底部に対して吹込み、また、吊下げられた瓶と缶の内壁101との間の空間に沿って上昇し、缶の頂部の缶開口部103を通って缶から出る。プレナムチャンバは、適宜なロッド105によりY軸方向に移動し得るように支持されており、Y軸方向駆動装置107によって移動される。図30には、デッドプレート機構の缶のための扉移動機構の概略図が図示されている。扉109は、その軸を中心に回転可能に支持された歯車(例えば、ウォーム)206上に同軸状に取り付けられている。ウォーム歯車(例えば)208が歯車206の各々と作用可能に結合されており、該ウォーム歯車の各々は、回転動作―直線動作変換器212(ラック及びピニオンのような代替物を使用してもよい)を使用してウォーム歯車に接続されたモータ210を有する駆動装置209により移動される。
【0031】
缶の内面は、プレナムチャンバの上面の底部入口穴198を通じて缶内に導入された冷却空気が出口穴103まで流れる間、瓶の表面に沿うような形状とされている。缶への空気の流れは、瓶の冷却を実現し得るよう所望に応じたものとするが、好ましい実施の形態において、瓶が缶内に入る時点から瓶が缶から取り外される時点まで空気流は連続的である。
【0032】
1つ又はより多くの缶に固着された温度センサ125はある時間に亙って安定的である温度データを提供する(このデータはサイクルの同一の時点にて比較されるであろう)。このデータを受け取る制御装置C/26は、「缶における検知温度がT°+/−X°であるかどうか」(ステップ126)を決定し(T及びXは手動で又は自動的に入力することができる)、その答えが否であるならば、制御装置は「瓶を不合格にする」(ステップ127)。カレットシュートが中心に配置されている場合、デッドプレート機構はその準備位置に移動されて戻り、缶の扉を開き、取り出し装置をカレットシュートの上方の位置に移動させ、瓶を解放することができる。
【0033】
吹込成形管は上方位置と下方位置との間にて揺動させ、取り出し組立体がその瓶の把持位置に下降する時点から把持された瓶がコンベアに載せられる迄、瓶の冷却条件に適合した移動概要となるようにする。吹込成形ヘッドの場合と同様に、この揺動程度を画成する便宜なアルゴリズムは図12に図示されており、取り出し装置により瓶が把持されている間、多数回のサイクルが行われよう。
【0034】
ガラス成形過程に沿って物体の熱エネルギを追跡する図面32を参照すると、パリソンが吹込成形金型内で吹込成形される時点から瓶が冷却通路から排出される時点まで、熱エネルギは連続的に減少することが理解できる。最初に、吹込成形金型内で吹込成形したパリソンの内部を冷却し、これと共に、吹込成形金型により吹込成形したパリソンを冷却させることにより、熱エネルギを最初に除去する。次に、瓶が取り出し組立体によって把持される時点から該瓶がコンベアに載せられる時点まで冷却を続け、次に、瓶がコンベアに沿って進むときに冷却が行われる。
【0035】
図31から理解し得るように、瓶の熱エネルギは、瓶がコンベアに載せられる前の完全に焼き入れされる時点まで減少し、従って、容器に欠陥を生じさせずに更なる冷却を迅速な速度で行うことができる。図16を参照すると、コンベア冷却は、トンネル内で行ってもよいし又はトンネル外で行うこともできる。冷却は、多分、約7.62m(約25フィート)以下のように短い従来の徐冷ガマの長さよりも遥かに長い距離に亙って続けられよう。トンネル内で行うならば、そのトンネルを多数の冷却領域に分割し、その領域の各々がトンネル内の入口302へ作業場空気を供給し、その空気を上流に向けるファン300を備えるようにすることができる。入口の上流には、冷却空気をトンネルから排出する排気口304が存在する。トンネルが無いならば、ファンは瓶に冷却空気を吹出すだけである。瓶が十分に冷却されたならば、これら瓶は、コンベアから排出して検査及び包装又は充填を含む更なる処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の教示に従って形成された吹込成形ヘッド機構の斜視図である。
【図2】図1に図示した吹込成形ヘッド機構の吹込成形ヘッドの概略図的な断面図である。
【図3】吹込成形ヘッドを作動させる時間対圧力曲線を示す図である。
【図4】図1に図示した吹込成形ヘッド機構の作動論理図である。
【図5】排気位置にある吹込成形ヘッドの拡大平面断面図である。
【図6】本発明の教示に従って形成された吹込成形ヘッド機構の平面断面図である。
【図7】図6の線7−7に沿った冷却管の図である。
【図8】冷却管の底部の平面断面図である。
【図9】図8の線9−9に沿った図である。
【図10】パリソンを吹込成形し且つ冷却して瓶を成形する間の冷却管の垂直方向移動程度を示す第一の移動概要の図である。
【図11】パリソンを吹込成形し且つ冷却して瓶を形成する間の冷却管の垂直方向移動程度を示す第二の移動概要の図である。
【図12】図10及び図11に図示した移動プロフィールの適用例を示す論理図である。
【図13】本発明の教示に従って成形された取り出し装置の斜視図である。
【図14】図13に図示した取り出し装置の平面断面図である。
【図15】図14の線15−15に沿った図である。
【図16】単一のサイクルを通じて移動する本発明の一対の同期させた取り出し/デッドプレート機構の1つを示す図である。
【図17】図16に示した取り出し/デッドプレート機構の別の図である。
【図18】図16に示した取り出し/デッドプレート機構の更に別の図である。
【図19】図16に示した取り出し/デッドプレート機構の更に別の図である。
【図20】図16に示した取り出し/デッドプレート機構の更に別の図である。
【図21】図16に示した取り出し/デッドプレート機構の更に別の図である。
【図22】図21の線22−22に沿った図である。
【図23】一対の取り出し装置をその関係するデッドプレート機構と同期させた状態を示す図である。
【図24】一対の取り出し装置をその関係するデッドプレート機構と同期させた状態を示す別の図である。
【図25】一対の取り出し装置をその関係するデッドプレート機構と同期させた状態を示す更に別の図である。
【図26】一対の取り出し装置をその関係するデッドプレート機構と同期させた状態を示す更に別の図である。
【図27】一対の取り出し装置をその関係するデッドプレート機構と同期させた状態を示す更に別の図である。
【図28】一対の取り出し装置をその関係するデッドプレート機構と同期させた状態を示す更に別の図である。
【図29】図16乃至図21に図示したデッドプレート機構の斜視図である。
【図30】缶の扉を開閉する機構の斜視図である。
【図31】温度センサの作用を示す論理図である。
【図32】成形された瓶に対する温度対位置曲線を示す図である。
【符号の説明】
10 吹込成形ヘッド機構/瓶 11 金型底板
12 吹込成形金型 12a、12b 金型半体
13 カレット除去シュート 15 コンベア
16 吹込成形ヘッドアーム 17 冷却トンネル
18 吹込成形ヘッド 19 冷却穴
20 垂直ポスト 21 空気プレナム
22 電子式(サーボ)モータ 24 ハウジング
26 制御装置 27 供給源
29 圧力調節装置 34 空気入口/吹込成形管
36 吹込成形管 38 パリソン
40 瓶の口部 41 チャンバ
42 可調節型排気口 44 圧力センサ
70 中央軸方向穴 72 案内キー
74 平坦部 76 吹込成形管の頂端部
78 吹込成形管の支持及び駆動組立体
80 ねじ 82 空気マニホルド
84 リンク 85 吹込成形空気管路
86 頭上ディストリビューターマニホルド
88 空気分配脚部 90 駆動部材の頂部
92 駆動部材 94 ねじ付き内径部
96 被駆動歯車部 98 下方部分
100 吹込成形ヘッドの取り付け組立体
101 缶の内壁 102 ベアリング
103 缶開口部/出口穴 104 電子モータ
105 ロッド 106 駆動歯車
107 Y軸方向駆動装置 108 アイドラー歯車
109 缶の扉 110 環状逃し部
111 上方カラー 112 フレーム
114 空気偏向器組立体 116 偏向器
118 環状の凹状面 125 温度センサ
132 案内キー 133 把持部材ハウジングの頂部壁
134 把持部材ハウジング 135 吹込成形管の穴
140 取り出し組立体 141 マニホルドハウジング
142 頭上ディストリビューターマニホルド
143 空気分配脚部 145 弁
150 取り出し装置 160 3軸支持体
164 基部 165 ねじ
166 案内管 168 垂直案内ロッド
170 梁 171 貫通スロット
172 水平方向キー溝 173 貫通穴
174 把持部材ブラケット 175 垂直方向前側パネル
176 水平方向底部パネル 178 垂直方向横パネル
179 水平方向キー 180 X軸方向駆動装置
181 複動シリンダ 182 ピストン及びロッド組立体
183 ねじ 184 ピストンロッド
186 圧縮ばね 187 位置決め板
188 ロッド受け入れ穴 190 Y軸方向駆動装置
191 弁 194 プレナムチャンバ
196 弁 198 底部入口穴
200 Z軸方向駆動装置 206 歯車
208 ウォーム歯車 209 駆動装置
210 モータ 212 回転動作―直線動作変換器
220 冷却缶 240 デッドプレート機構
300 ファン 302 入口
304 排気口
Claims (2)
- 吹込成形金型内でガラスのパリソンを吹込成形し且つ吹込成形したパリソンを成形した瓶となるように冷却し、該成形された瓶を吹込成形金型から取り出すことのできるI.S.ガラス製造機であって、
吹込成形ヘッドアームと、
前記吹込成形ヘッドアームにより支持された少なくとも1つの吹込成形ヘッドであって、各々が、空気を加圧してパリソンの内部に供給して、パリソンを吹込成形して瓶を成形する入口吹込成形管を有する吹込成形ヘッドと、
前記吹込成形ヘッドアームを、前記吹込成形ヘッドが前記吹込成形金型の頂面と係合する「作動」位置に支持する手段と、
加圧された空気を選択した圧力にて吹込成形ヘッドの入口に供給し、パリソンを吹込成形して瓶を成形する空気供給手段と、
パリソンが吹込成形されるときのパリソン内部の圧力を表わす圧力を検知する圧力検知手段と、
前記圧力検知手段からデータを受け取り且つ吹込成形ヘッドが「作動」している間、前記空気供給手段に空気を供給させ、パリソン内の圧力が最初に増大した後、次いで最小圧力まで低下したときをパリソンが成形されたときとして判定し、次いで、パリソン内の圧力が増大して安定状態となるまで空気を供給するように制御する制御手段と、を備える、I.S.ガラス製造機。 - 請求項1に記載のI.S.機であって、
前記パリソン内の圧力が最小圧力まで低下した時点において所定の垂直方向距離だけ前記吹込成形ヘッドアームを持上げる変位手段を更に備え、前記所定の垂直方向距離が、少なくとも最小圧力が吹込成形したパリソン内部で持続するように選定される、I.S.製造機。
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