JP4338397B2 - 内側アンダーカットを有するプラスティック製の中空物品の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮成形によりプラスティック製の物品を製造するカルーセル装置に関する。

圧縮成形装置は、一般に、垂直軸線のまわりを回転できるカルーセルで構成され、その上に複数の角度的に離間した金型ユニットが据付けられている。各ユニットは、下雌金型部（キャビティ）に上雄素子（栓）が整合して成る。

物品を得るために、１回分の半流動プラスティック材料が雌金型部内に入れられ、２つの金型部の相対動により押圧される。

（例えば、キャップを付けるべき容器のカラーに係合する歯で構成される）内側アンダーカットを備えた容器封入用キャップの製造では、成形されたキャップは金型部を開けた後も栓に張付いたままであるため、まだ固まっていないプラスティック材料の弾性を利用してエジェクタにより取外すことで、キャップを栓から外す。このタイプの取外しは内側アンダーカットが充分に突出していない場合に適用可能である。いずれにしろ、物品のかなりの割合で、特にアンダーカットが非常に大きいか又は突出元の壁に対し直角に配している場合に、成形されたキャップを栓から強制的に離すことでアンダーカットにダメージが生じるのを見越す必要がある。

本発明の狙いは、内側アンダーカット及び突起を有する中空物品、特に容器閉止用キャップ、を形成し、物品の完全性を損なうことなく成形栓から取外すカルーセル装置を提供することにより、上記した公知装置の欠点を防ぐことである。

この狙いの範囲内で本発明の目的は、キャップ形成手段が、成形されたキャップを金型から取出すのに役立つ、装置を提供することである。

この狙い及びこの目的はいずれも、添付の請求項で特徴づけられた本発明の装置により達成される。

本発明の更なる特徴及び利点は、添付図面における非限定的例示のみで示された、プラスティック材料を圧縮成形することにより内歯を備えたキャップを製造するカルーセル装置の、好適ではあるが非限定的な、実施の形態についての以下の詳細な記述から更に明らかになるであろう。

図１〜図３に関し、装置を構成するカルーセルは、垂直軸線Ｚのまわりを回転でき、周辺域で、プラスティック材料で造られるクロージャＡから成るキャップを成形する多重ユニットＳを支持する。

以下では、クロージャＡは、底部Ｂと、内側突起を備えた円筒壁Ｃとを有する円筒形カップ状に形成されるものとする。提示を非常に明確化するため及び単に例示として、以下では、突起が、十字形状に配した４つのリブで構成された４つの歯Ｄから成り、容器を閉止するためにクロージャをねじ込むことができるよう螺旋路をたどるものとする。

各ユニットＳは、全般に参照番号１で示す上雄金型部と、全般に参照番号２で示す下雌金型部とで構成され、それらは軸線Ｚと平行な軸線Ｘに沿い相互に共軸である。雌金型部２は図示しない流体圧ジャッキにより雄金型部１へと作動させることができる。

雄金型部１を成す垂直管状ステム３は７本の管状素子４，５，６，７，８，９，１０で構成され、そのうち素子４〜８がねじ結合で相互接続され、素子９は素子７頂部と素子８肩部１１との間に保持される。素子１０は素子８の外側にあって、外側素子１０の環状長孔に挿入された弾性保持リング１２と、素子９肩部１３との間に保持される。

狭いチューブ１４が管状ステム３内側にあり、２つの相互に共軸な内部空間を形成し、それら内部空間が、下方領域で管状ステム３を閉じるプレート１５を冷却する液体の供給部及び戻り部にそれぞれ接続される。

素子６は、備えられているフランジ１６を介してスペーサ１７によりドラム１８上に載り、ドラムは図示しないモータ駆動装置で軸線Ｚのまわりを回転させられる成形ユニット支持構造を成す。

スペーサ１７は円筒ジャケット２０の外リップ１９に芯決めされ、そのジャケットはドラム１８を上下に通る円筒座２１を覆う。フランジ１６、スペーサ１７及びリップ１９は、ねじ固定されるクランプ２２によってドラム上に１まとめの形状で固定される。

ジャケット２０の内側環状肩部２３は、肩部２３上方のジャケット部分内を摺動できるブッシュ２４を支持するのに適している。

環状チャンバ２５が管状素子６とスペーサ１７との間に形成され、円筒バネ２６を収容する。バネ２６はフランジ１６とブッシュ２４頂部との間で予圧縮され、ブッシュを肩部２３へと押圧する。

ブッシュ２４下端の環状リップ２７が内方に突出し、バネ２５よりも剛性の低い第２のバネ２８の支持部として働く。

バネ２８の端が、管状ステム３と共軸のチューブ３０の外側環状リップ２９に当接し、チューブを上方に作動させて、素子６下端に形成される肩部３１に当接させる。

チューブ３０下方域を構成する管状部分３２が、ドラム１８下方に延び、管状ステム３の素子４上を摺動可能である。

チューブ３０は軸方向軸受３３によりスリーブ３４内を摺動するようガイドされ、スリーブは追加の軸方向軸受３５により管状ジャケット２０内を摺動するようガイドされる。

スリーブ３４は、ブッシュ２４のリップ２７に当接するのに適した上端と、チューブ３０の管状部分３２上を摺動できる管状下部３６とで構成される。斯かる部分３６は、成形されたクロージャＡを栓から取外す機能を持つため、以下ではエクストラクタとして言及する。

チューブ３０及びエクストラクタ３６は相互に軸線方向に動くことができるが、回転方向にはローラ３７により堅く結合され、ローラはエクストラクタ３６内に突出してチューブ３０の部分３２の軸方向長孔３８に係合する。

図３及び図５に比較的明確に示されているように、部分３２は管状素子４摺動用の通路(channel)３９を囲む。通路３９は下方にテーパーして開口４０を形成し、開口の径はプレート１５を摺動結合で受入れる大きさである。

部分３２端部の外側形状はクロージャＡの内側形状と相補的であり、プレート１５と共に、クロージャＡ成形用の栓を構成する。

成形時にキャップの内歯Ｄが形成できるよう且つ成形が完了したらキャップが取外せるよう、歯Ｄ形成用に設計された部分３２の端部セクタが揺動素子即ちプレート状つめ４１で構成され、つめはクロージャ成形後に、成形された歯を取外すために反内壁側に動かされる。

この目的のため、部分３２の端部には十字形状に配された４つの半径方向切欠４２があり（図３参照）、各切欠を形成する２つの平行壁がつめ４１間に介在するセグメント又はセクタ４３を画定する。

各つめ４１は、軸線Ｘに対し半径方向平面上を揺動するようピボット４４により切欠４２内に枢支される。つめ４１外面は部分３２端部の外部輪郭を複製したものであり、凹所４５を備えており、つめ４１外面とセクタ４３外面が同一円筒平面上にあるとき、凹所が切欠側壁と共に歯Ｄ成形用の容器を形成する。

つめ４１内端の傾斜部４６がプレート１５の端と機能的に接触するので、チューブ３０が、開口４０で、プレート１５の高さに達すると、つめ４１は外方に栓完了位置へと押圧され、他方、チューブ３０が、開口４０がプレート１５下方となる位置に動くと、つめ４１はチューブ３０内側に揺動できる。つめ４１が栓完了位置で止まるのを確保するため、つめ４１は面４８との当接に適した延長部４７を有し、その面が切欠４２を画定する壁と接合している。

つめ４１平面上のチューブ３０部分３２には軸方向孔４９があり、孔は軸線Ｘに平行で、切欠４２の面４８へと至る。

孔４９は摺動するよう各ロッド５０を収容し、各ロッドは突出して下端が面４８を介し切欠４２内に至る。

ロッド５０を作動させるバネ５１は、ロッドを延長部４７との接触状態に保つ。ロッド軸線がピボット４４軸線の外側を通るので、つめ４１が内方に押圧されて傾斜部４６がステム３の端に当接する。

エクストラクタ３６は外側に２つのカラー５２，５３を備え、カラー間にアーム５４が係合される。アーム５４はコラム５５に半径方向に堅く結合され、コラムは軸線Ｘに平行なドラムの円筒座５７内を軸受５６により摺動するようガイドされる。

コラム５５はドラム１８上方に延び、その一部にローラ５８，５９が片持ち状に取付けられる。ローラ５８は図示しないブラケットの垂直長孔内を摺動し、そのブラケットはドラム１８上に固定され、コラム５５の回転を防ぎつつ軸方向摺動を許すよう設計されている。その代わりにローラ５９が固定カム６０の溝(channel)と係合し、固定カムは軸線Ｚと共軸に突出し、ドラム回転時にコラム５５の軸方向動きを行わせる。

上記した装置の作動は以下の通りである。カルーセルが回転する間に、１回分の、粘りけのあるプラスティック材料が雌金型部２のキャビティ６１に入れられる。この段階では、雌金型部２が雄金型部１に対して降下させられる。

この雌金型部２降下位置で、ステム３のプレート１５が部分３２の開口４０を閉じることにより、つめ４１が成形栓の形成を完了する。

雌金型部２の流体圧持ち上げにより、エクストラクタ３６の下端６２が最初、金型部２の肩部６７に当接し（図１参照）、斯くしてクロージャＡの成形チャンバを画定する。

雌金型部２の持ち上げが続いて、プラスティック材料が成形チャンバ内に圧縮・分配されて成形チャンバを満たし、その非圧縮性により雌金型部の最終位置での停止を引起こし、クロージャＡが最終形状をとる。

注目すべきは、この段階でチューブ３０は動かないままであり、スリーブ３４が上方に動いてブッシュ２４に作用し、バネ２８，２６を圧縮することである。

クロージャＡの成形が完了し、雌金型部２が離れたら、固定カム６０によりローラ５９に加えられる作動でコラム５５の下降が始められ、コラムはアーム５４によりスリーブ３４を一緒に引下ろす。

このようにして、エクストラクタ３６の端６２がクロージャＡの端に作用し、クロージャは歯Ｄがつめ４１と係合していることにより、チューブ３０を一緒に引下ろす。チューブ３０の降下はバネ２８により抗されるが、エクストラクタ３６により加えられる牽引力に比べ非常に弱いので、歯Ｄがつめ４１の凹所から強制的に外されることにはならない。

チューブ３０の降下で、プレート１５が開口４０を開放し、プレート１５の離反につれてつめ４１が内方に揺動できる。つめ４１の内方への揺動は、一つには歯Ｄの形状（それが、エクストラクタ３６によりクロージャＡに軸方向に加えられる推力を軸線Ｘに向かう成分に分解する）によるものであり、一つにはロッド５０によりつめ延長部４７に加えられる推力によるものである。

歯Ｄが凹所４５から外れるのに充分な角度、つめ４１が回った後（図４及び図５に示した位置）、エクストラクタ３６によりクロージャＡに加えられる推力でクロージャがセクタ４３外面上を摺動でき、栓から外れ、必要に応じ変え得る仕方で前記クロージャを取外すことができる。

クロージャＡが栓から外れるとすぐに、作動カム６０によりコラム５５の上向き行程が与えられ、従ってエクストラクタ３６が上げられ、スリーブ３４をブッシュ２４のリップ２７との当接に戻し、他方、予圧縮されたバネ２８がチューブ３０を持上げて再び管状素子６の肩部３１に当接させる。チューブ３０と管状ステム３との相対動により、つめ４１はプレート１５が傾斜部４６に係合することにより再び外方に押され、栓の最終形状を再確立してつめが円筒形外壁を完成させ、プレート１５が開口４０を閉じる。

上記の装置は種々の変更及び改変が可能であり、それら全てが本発明の概念の範囲内である。例えば、開口４０を閉止して、ステム３につめ４１を作動させる機能のみを与えることが可能である。

更に又、つめの外端形状及び数を変更することにより、如何なる形状及び角延長部を持つ内側アンダーカットを備えた成形キャップをも成形できる栓を得ることが可能である。

図６は、つめ４１が、成形されたクロージャから外れるための内方、及び、成形チャンバを形成するのに必要な場合の外方、の両方にステム３により積極的に動かされる、装置の第２の実施の形態の図である。

この目的のため、つめ４１内端の歯６３が、プレート１５近くの管状素子４外側に形成された相応する相補歯６４と遊びを持って噛合するのに適している。歯６３下方でつめが内方に揺動できるよう、前記例の傾斜部４６に対応する傾斜部６６を形成する窪み６５がある。従って、チューブ３０がエクストラクタ３６により下方に引かれた場合、歯６３が歯６４に当たり、つめの動きに役立つクロージャ内側突起による推力なしに、つめ４１の内転が引起こされる。クロージャにダメージを与える危険性は斯くして避けられる。つめの再位置決めは、エクストラクタの上方動時に、相補歯６４が傾斜部６６に当接することにより達成される。

別の改変例では、上金型部１及び下金型部２が圧縮空気源との接続部を備え、圧縮空気が金型部に射出され、成形された物品を成形キャビティの壁から分離させ、エジェクタ３２により加えられる機械的排出動作を助ける。

本出願の優先権主張の基となっているイタリア特許出願第Ｂ０２ＯＯ１ＡＯ００２２８号の開示を、参照することによりここに組入れる。

装置の成形ユニットの、垂直線に沿った断面図である。 成形栓に関連した図１下部拡大図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 キャップ取出しの操作状況にあるユニットの図である。 図４の下部拡大図である。 本発明の第２の実施の形態の図である。

Claims (8)

1. 栓を構成する上雄金型部（１）と該雄金型部（１）に垂直軸線に沿って整合する下雌金型部（２）とを備えた少なくとも１つの圧縮成形ユニット（Ｓ）と、物品成形に充分な１回分のプラスティック材料を雌金型部（２）に入れる離間位置と物品の圧縮成形を生じさせるため前記栓と雌金型部が協働する相互隣接位置との間で前記金型部（１，２）を作動させる手段とを、製造装置の支持構造で支持して成り、前記圧縮成形ユニット（Ｓ）を更に構成するスリーブ（３４）が、前記金型部が前記離間位置にある時に前記成形された物品を取外すために前記栓に関連したエクストラクタ（３６）を成す、内側アンダーカットを有するプラスティック製物品の製造装置において、前記雄金型部（１）が更に、前記スリーブ（３４）内を摺動できるチューブ（３０）と、前記チューブ（３０）内に共軸に収容されたステム（３）とを備えており、前記チューブ（３０）のエクストラクタ（３６）側の端部（３２）が、該端部（３２）の周方向へ所定の間隔で形成した切欠（４２）と、前記垂直軸線と平行な垂直面に沿って揺動するよう切欠（４２）内に連接された各揺動素子（４１）とを備え、前記ステム（３）が下方域にプレート（１５）を備え、前記プレート（１５）及び前記端部（３２）が前記揺動素子（４１）と共に前記栓を形成するのに適しており、前記揺動素子（４１）が外側に、前記アンダーカットの形状と相補的な形状である凹所（４５）を備えること及び前記ステム（３）が、金型閉止時に前記チューブ（３０）に対する相対動を行い、それにより前記揺動素子（４１）を、チューブ（３０）の前記端部と共に前記物品成形用の栓を完成する外方位置へと揺動するよう作動させ、金型開放時に前記素子が、前記エクストラクタ（３６）による前記物品の前記栓からの取外しを可能とするよう前記アンダーカットが前記凹所から外れる、内側位置をとることができるようにするのに適していることを特徴とする内側アンダーカットを有するプラスティック製物品の製造装置。
2. 請求項１によるプラスチック製物品を製造する装置であって、垂直軸線（Ｚ）まわりに回転するカルーセル（２７）上に配された複数の圧縮成形ユニット（Ｓ）を備え、
   各ユニットが、カルーセルの前記垂直軸線（Ｚ）に平行な軸線（Ｘ）に沿って整合した前記上雄金型部（１）及び前記下雌金型部（２）と、前記金型部（１，２）を、物品を形成するのに充分な１回分のプラスティック材料が雌金型部（２）内に入れられる離間位置と、前記物品の圧縮成形を生じさせる接触位置との間で動かす手段とスリーブ（３４）とを備え、前記雄金型部（１）を構成する前記チューブ（３０）のエキストラクタ（３６）側の端部（３２）が、管状であり前記物品の内端を形成するようにした形状であって、前記揺動素子（４１）と共に栓を完成するのに適した前記端部（３２）に終わっており、前記スリーブ（３４）の構成するエクストラクタ（３６）は、前記チューブ（３０）の外周面上を摺動でき、前記エクストラクタ（３６）が前記雌金型部（２）に当接して前記１回分のプラスティック材料の圧縮により物品を成形するチャンバを形成する位置と、成形した物品を前記栓から取外す位置との間を、装置のカム手段（５９，６０）によって作動される、装置。
3. 前記チューブ（３０）の前記端部（３２）が、前記揺動素子（４１）の作動のため前記ステム（３）の端と係合する開口（４０）を形成することを特徴とする請求項２による装置。
4. 前記揺動素子（４１）が、前記チューブ（３０）のエクストラクタ（３６）側の端部（３２）のセクタ（４３）により分離された前記端部（３２）の半径方向切欠（４２）内で連接されたプレート状つめ（４１）で構成され、前記つめ（４１）の外面は、前記栓を完成するために前記セクタ（４３）の外部輪郭を前記外方位置での揺動に続けて完成するのに適するよう前記端部（３２）の外部輪郭を複製しており、前記アンダーカット（Ｄ）と相補的な凹所（４５）を有し、内端が前記ステム（３）に機能的に接触する部分（４６）を有していることを特徴とする請求項２又は請求項３による装置。
5. 前記つめ（４１）が、前記栓の形状を完成させる位置に前記つめ（４１）を止めるための当接部（４７）を有することを特徴とする請求項４による装置。
6. 前記チューブ（３０）のエクストラクタ（３６）側の端部（３２）に、前記つめ（４１）と係合するロッド（５０）を摺動するよう収容する軸線方向孔（４９）があり、前記つめを前記作動ステム（３）の方へと作動させるために前記ロッド（５０）に作用する弾性手段（５１）が備えられていることを特徴とする請求項４の装置。
7. 雄金型部（１）及び雌金型部（２）が、成形された物品を成形チャンバの壁から離すのに適した圧縮空気源に接続されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかによる装置。
8. 前記つめ（４１）の内歯（６３）が前記プレート（１５）近くで前記ステム（３）に形成された相補歯（６４）と係合するのに適しており、該相補歯（６４）が、前記ステム（３）との機能的な接触で前記歯（６３）とつめ（４１）内端の部分（６６）との間に係合されることを特徴とする請求項６による装置。

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