JP4263458B2 - 薄肉金属中空ケーシングを急冷するための装置および方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄い肉厚の金属製中空ケーシング（または包装部材、例えばケース）を冷却、例えば急冷（またはクエンチ）するための装置および方法に関し、詳しくは、成形、特に吹込み成形によって製造された薄肉の金属中空ケーシングを急冷する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の発明者は、「吹込み成形による薄肉金属中空ケーシングの製造方法（A method for manufacturing thin walled metal hollow casing by blow molding）」なる名称の特許を幾つかの地域において出願した。その内、米国については米国特許出願第０９／４２４２３５号、欧州については欧州特許出願第９８９１９６９９．３号であり、本願は、そのような分野の改善を開示する。従来技術で開示された吹込み成形プロセスを検討して、上述の出願に開示の方法を鋭意試験した結果、ブロー成形した薄肉の金属中空ケーシングを急冷する以前の方法を用いる場合に固有の幾つかの問題点を克服する改善された装置および方法を発明した。
【０００３】
従来の技術で開示された方法にて用いられる冷却方法は、予熱されたケーシングを冷却するものではない。従来の技術の多くの成形の型に設けられた冷却チャンネルに近い、ケーシングの外表面の領域については、冷却はより容易に生じ、それによって、吹込み成形されたケーシングの品質がもたらされる。製造方法の効率を向上させるために、冷却過程のスピードも最適化する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、吹込み成形（またはブロー成形）したケーシングの外表面（または外側表面）の実質的部分にわたって冷却媒体を適用する（または接触させる）装置および方法を提供して、そのような製造方法の効率を向上させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、吹込み成形（またはブロー成形、blow molding）したケーシング（または包装材料もしくは容器、casing）の外表面に冷却媒体を適用する（または接触させる）ための装置を提供し、その装置は、スロットまたは開口部を規定する（または有する）成形型（または成形ツール(tool））および成形型のスロットまたは開口部に冷却媒体を配送（または供給）する手段を有して成ることを特徴とする。スロットまたは開口部は、吹込み成形したケーシングの外表面の実質的部分を露出させ、媒体が表面と直接接触状態となる。
【０００６】
理想的には、型は複数のスロットまたは開口部を規定する。これによって、冷却媒体が直接適用されるまたは接触するケーシングの表面領域（または表面積）が増加する。
【０００７】
理想的には、配送する手段は、パイプおよびディスペンサー（または分配手段）によって提供される（またはもたらされる）。この装置は、ガス（または気体）または液体のクーラント（または冷却媒体）をケーシングの外表面に適用する（または接触させる）簡単でコスト的に有利な方法を提供する。
【０００８】
好ましくは、配送する手段は、型のスロットまたは開口部と整列し、それに隣接する複数のディスペンサーを有する。これによって、ケーシングの露出した外表面にクーラントを即座に適用する（または作用させる）のが容易になる。
【０００９】
理想的には、型は、スロットまたは開口部と流体連通するチャンバーを含む。これによって、ガスを冷却媒体として使用する場合、ガスをチャンバー内に供給することができる。ガスクーラントおよび液体クーラントの双方をケーシングの露出した外表面に同時にまたは順に供給してよいことが当然ながら考えられる。チャンバー内に収容された簡単なパイプおよびディスペンサーの装置によって、ガスをチャンバー内に注入することに加えて、水を最初にケーシングにフラッシュする（またはかける、flush）ことができる。
【００１０】
好ましくは、配送する手段は、複数の、例えば２本のパイプによって提供（または供給）され、１つのパイプが入口バルブを有し、もう１つのパイプが出口バルブを有する。
理想的には、バルブは、チャンバーと流体連通する。
【００１１】
１つの態様では、型は２つの分離可能な型部分（またはハーフ）によって提供（または供給）され、これらは、組み合わされて螺旋状（またはヘリカル）のパイプを形成する。この態様では、ケーシングを支持する型の表面領域は最小限となる。型の表面領域は、所望の形状のケーシングを支持するためにのみ作用する。
【００１２】
好ましくは、螺旋状のパイプは中空であり、冷却／加熱媒体を内部で輸送する。
【００１３】
従って、吹込み成形されたケーシングの外表面に冷却媒体を適用する（または接触させる）方法もが提供され、その方法は、スロットまたは開口部を規定する型にケーシングが押し付けられて形成された後、ケーシングの外表面に該冷却媒体を配送することを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、冷却媒体は液体、例えば水であり、ケーシングの露出表面に直接スプレー（噴霧）／フラッシュ（または噴射）される。
【００１５】
理想的には、冷却媒体はガス（または気体）であり、型のチャンバー内に注入される。
【００１６】
好ましくは、ケーシングを取り出すために型を分離する前に、真空手段によって型のチャンバーからガスを除去する。
【００１７】
本発明を添付図面を参照して説明するが、図面は、本発明の吹込み成形によって製造された薄肉の金属中空ケーシングを急冷する装置および方法の２つの態様を例として示すに過ぎない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図面を参照するが、最初に図１および図２を参照すると、相互に作用する２つの型部分（またはハーフ）２，３の形態で参照番号１で一般的に示す成形型を示している。これらの型部分にはそれぞれ支持フィンガー４，５が設けられており、これらは、その間に挿入された本質的に滑らかな円筒状の中空ケーシングのビレット（または金属ピース、billet）６を成形するためのものであり、ビレットは予熱され、内部に空気を導入することによって支持フィンガー４，５の内壁に向かって押し付けられて成形される。この中空ケーシングのビレット６は、端部で開口している薄肉のチューブから成る。
【００１９】
支持フィンガー４，５を通って温水または冷水が循環するように、チャンネル７，８が成形型１の各型部分２，３に配置され、成形過程の間、成形型１のそれぞれ加熱または冷却を実施する。この媒体を供給して取り出すために、各チャンネル７，８の一端は、例えば加熱液体または水蒸気から成ってよい加熱媒体用の第１入口パイプ９に部分的に接続され、好ましくは水から成る冷却媒体用の第２入口パイプ１０に部分的に接続されている。同様に、該チャンネル７，８の他方の端部は、冷却媒体用の第１出口パイプ１１に部分的に接続され、加熱媒体用の第２出口パイプ１２に部分的に接続されている。該入口および出口パイプは、それと関連する制御デバイス（図示せず）をも有し、第１入口パイプ９と第２入口パイプ１０との間で流れを操作し、その結果、加熱媒体または冷却媒体のいずれかがチャンネル７，８を流れるように選択できる。このようにして、成形型の型部分２，３内のそれぞれのチャンネル７，８を通過する流れを非常に速やかに切り替えることができ、その結果、その流れが加熱媒体から成るか、冷却媒体から成るかに応じて、その流れが成形型１を効率的に加熱または冷却する。
【００２０】
更に、成形型１またはより詳しくはそのそれぞれの型部分２，３には、スロットまたは開口部２１が設けられている。ホース２２およびホースに設けられた幾つかまたは複数のディスペンサー２３も、型１の各型部分２，３内に組み込まれている。ディスペンサーは、スロット２１と整列し、スロット２１内に延び、中空ケーシングのビレット６の外表面に隣接して位置するようになっている。分離可能シールリング１３，１３’が、中空ケーシングのビレット６の内部に媒体を導入するように、また、この媒体が中空ケーシングのビレット６の開口端部を経て出て行くように、それぞれのノズル１５，１５’用に指定された第１および第２入口状態（または位置）１４，１４’で設けられている。
【００２１】
媒体用の第１入口パイプ１６は、もう１つの媒体用の第２入口パイプ１７と同様に、ノズルの１つ１５に部分的に接続されており、双方の場合において、媒体は好ましくは空気から成る。他のノズル１５’は媒体用の第１出口パイプ１８に部分的に接続され、また、第２媒体用の第２出口パイプ１９に部分的に接続されている。また、該入口パイプ１６，１７ならびに出口パイプ１８，１９は、該パイプ間で流れを操作するために、関連するそれぞれの制御デバイス（図示せず）を有し、その結果、入口および出口においてそれぞれ別の流れパスを選択できるようになっている。更に、双方のノズル１５，１５’は、それを媒体が流れることができないように締め切ることができるのは勿論である。
【００２２】
図面の内、図３を参照すると、本発明の第２の態様が示されている。複数の入口ホース２２は、冷却ガスをそのソース（図示せず）から供給し、各ホース２２は、型の型部分２，３の内部キャビティ４１，４２に設けた入口バルブ３１に接続されている。また、幾つかの出口バルブ３２が型の型部分２，３の内側キャビティ４１，４２内に配置され、各出口バルブ３２は出口ホース２２’に設けられている。出口ホース２２’は、ケーシング６を取り除くために型を離す前に冷却ガスを除くために吸引ポンプ（図示せず）に接続される。
【００２３】
使用に際して、中空ケーシングのビレット６を７７５〜１０００℃の急冷温度まで加熱する。図１に示すように、加熱したスムーズな中空ケーシングのビレット６を成形型１の型部分２，３の間に導入し、支持フレームを形成する状態となるまでこれらを相互に押し付ける。この後、ノズル１５，１５’を中空ケーシングの各端にて開口部に導入し、それによって、各端部とノズル１５，１５’の間で封止リング１３，１３’によって封止が形成される。図１で矢印で示すように、媒体を熱い中空ケーシングのビレット６の内部にノズル１５を介して導入すると、ビレットが支持フィンガー４，５の内壁に押し付けられて成形される。
【００２４】
その後、急冷過程を実施するために充分である冷却を行うために、中空ケーシングのビレット６を、その外部を速やかに冷却する。冷却液体は、ホース２２およびディスペンサー２３を介して供給され、中空ケーシング６の露出した外表面の上に直接どっと流される（またはフラッシュされる）。別の態様では、ビレット６を支持フィンガー４，５の内壁に押し付けて形成した後、冷却ガスを型１の内部キャビティ４１および４２内に注入してよい（図３参照）。同時に、型１の型部分２，３は、これらの型部分２，３のチャンネル７，８を通って導かれる、本質的に冷却作用を有する媒体、好ましくは水によって冷却される。
【００２５】
本発明は、明細書にて説明した特定の詳細に限定されるものではなく、これらは例示に過ぎず、添付の請求項によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更および修正を行うことができることが、当然ながら、理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の装置の断面を示す模式図である。
【図２】 図２は、吹込み成形プロセスの間の図１の装置の第２断面図である。
【図３】 図３は、本発明の装置の第２の態様の断面図である。
【符号の説明】
１…型、２，３…型部分、４，５…支持フィンガー、６…ビレット、
７，８…チャンネル、９…第１入口パイプ、１０…第２入口パイプ、
１１…第１出口パイプ、１２…第２出口パイプ、１３，１３’…シールリング、
１４…第１入口状態、１４’…第２入口状態、１５，１５’…ノズル、
１６…第１入口パイプ、１７…第２入口パイプ、１８…第１出口パイプ、
１９…第２出口パイプ、２１…スロット、２２…ホースまたは入口ホース、
２２’…出口ホース、２３…ディスペンサー、３１…入口バルブ、
３２…出口バルブ、４１，４２…チャンバーまたは内側キャビティ。

Claims (12)

1. 成形型（１）および成形型（１）のスロットまたは開口部（開口部）に冷却媒体を配送する手段を有して成る、吹込み成形したケーシング（６）の外表面に冷却媒体を適用する装置であって、吹込み成形ケーシング（６）を受けるための支持フィンガー（４，５）が、スロット又は開口部（２１）が隣接する支持フィンガー（４，５）の間に規定される様に型ハーフ（２，３）中に配置され、前記スロットまたは開口部（２１）はケーシング（６）の表面の実質的部分にそって延在し、それによってケーシング（６）の表面を冷却媒体に曝し、前記型（１）はスロット又は開口部（２１）と流体連通している２つのチャンバー（４１，４２）を有することを特徴とする２つの相互に作用する型ハーフ（２，３）を有する、装置。
2. 前記型ハーフ（２，３）中に複数の支持フィンガーが配置されている、請求項１に記載の装置。
3. 配送する手段は、パイプ（２２）およびディスペンサー（２３）によって提供される請求項１または２に記載の装置。
4. 配送する手段は、型（１）のスロットまたは開口部（２１）と整列し、それに隣接して配置される複数のディスペンサー（２３）を有する請求項３に記載の装置。
5. 配送する手段は、パイプ（２２，２２’）によって提供され、１つのパイプ（２２）は入口バルブ（３１）を有し、もう１つのパイプ（２２’）は出口バルブ（３２）を有する請求項１または２に記載の装置。
6. バルブ（３１，３２）は、チャンバー（４１，４２）と流体連通している請求項５に記載の装置。
7. 型（１）は、組み合わせると螺旋状のパイプを形成する分割可能な２つの型ハーフによって提供される請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
8. 螺旋状パイプは、中空であり、冷却／加熱媒体を内部で輸送する請求項７に記載の装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の装置に於いて、吹込み成形したケーシング（６）の外表面に冷却媒体を適用する方法であって、隣接して形成されるフィンガー（４，５）間のスロットまたは開口部によって規定されたケーシング（６）の外表面に、ケーシング（６）が前記支持フィンガー（４，５）に対して形成された後に、該冷却媒体を配送することを特徴とする方法。
10. 冷却媒体は水であり、ケーシング（６）の露出表面に直接水がスプレー／フラッシュされる請求項９に記載の方法。
11. 冷却媒体がガスであり、入口バルブ（３１）を経由して型のチャンバー（４１，４２）にガスが注入される請求項９に記載の方法。
12. 出口バルブ（３２）を経由して真空手段によって型（１）のチャンバー（４１，４２）からガスを除去し、その後、ケーシング（６）を取り出すために型（１）を分離する請求項９または１１に記載の方法。

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