JP4355464B2 - 熱成形プロセス後のアンダーカット付き成形容器の離型 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、複数の薄肉の対象物（または物もしくは目的物）を、加熱されたときに変形可能である材料のシート（または層状の材料もしくは物質）から熱成形法によって成形する装置であって、
その中に配置されたキャビティを有する型であって、各キャビティの内部形状がキャビティ内で成形される対象物の外形と一致する型、および
成形される（または型に入れられる）材料のシートを型に運ぶ手段
を含む装置に関する。
【０００２】
そのような装置は一般に知られている。それらは、コーヒー牛乳、ヨーグルト、サラダおよび多数の他の製品用の容器のような製品を、熱成形法によって成形するために使用される。ここでは、加熱されると変形することができ、また、圧縮空気または加圧空気によってキャビティ内に固定的に押し付けられる薄い層の材料が出発点（または出発材料）として使用され、それはそこで冷却され、それにより形状が保持され、完成した製品がそれから運び出される。
【０００３】
ある程度まで形状を維持する製品が型から取り出されなければならないという事実は、従来の技術において、製品の型に関して制限を課す。
【０００４】
しかしながら、例えば追加の機能を有する製品を提供するために、製品の形状をより自由に選択することが必要とされている。
【０００５】
したがって、本発明は、従来の技術では型からはずすことができない造形品（または成形品；shape）を製造するのに適した装置を提供することを目的とする。
【０００６】
この目的は、型を複数のセグメントに分割することにおいて達成される。ここで、複数のセグメントは、各キャビティの周囲に配置され、セグメントは、それらがセグメントによって囲まれるキャビティの壁を形成する第１の位置と、キャビティで成形された対象物が型から出て行くことができる第２の位置との間で実質的に半径方向で（または放射状に）移動し得る。
【０００７】
成形プロセスが行われる第１の位置と、堅い（またはリジッドな）製品が型から取り出され得る第２の位置との間のセグメントのモビリティ（または移動性）は、最終仕上げのための製品の形状の選択の自由度をより大きくすることになる。
【０００８】
ここで、実際に、射出成形製造において、分割可能な型を使用することが知られていることに留意すべきである。尤も、射出成形は、より大きな自由度があり、また、型のセグメントの移動を許容するために、より大きなスペースを利用できる方法である。熱成形においては、そうではない。熱成形プロセスは、型のモビリティをかなりの程度まで制限し、プロセスの結果、熱成形された製品は、互いに隣接して、即ち、全ての上側表面が同じ平面にあるように製造される。その場合、件のプロセスにおいて通常、下方の型（または下型）と称される型の移動は、該当する面の下で制限される。したがって、型が、完成した製品を離型するために分割可能である、熱成形法のための装置を提供することは不可能であると、これまで考えられてきた。
【０００９】
確かに、小さい製品を製造する場合、熱成形は比較的多数のキャビティを含み、その結果、問題はさらにより難しくなる。
【００１０】
別の態様によれば、各キャビティは少なくとも３つのセグメントによって囲まれ、セグメントの間の分離面が下方の型の上側表面に実質的に垂直に延在し、セグメントの各々が第１の位置と第２の位置との間で移動するために、駆動部によって駆動できる。
【００１１】
幾何学条件は、この態様の魅力を示す。セグメントの第１の位置と第２の位置との間の距離は制限されるが、型の開放に関する十分な自由度は、なお達成される。
【００１２】
１つの魅力的な態様によれば、各キャビティは４つのセグメントによって囲まれ、セグメントの各々はリニア駆動部によって駆動できる。４つのセグメントの使用は、互いに垂直に延びる経路の構造をもたらし、それは構造的に魅力がある。
【００１３】
第１の位置よりも第２の位置において、互いにより接近するように配置される４つのセグメントを共通の駆動要素に結合する場合、駆動要素の数が減少するので、結果として簡易になる。
【００１４】
特に魅力的な態様によれば、共通の駆動要素が、セグメントの移動方向に垂直な方向で移動するようにされ、共通の駆動要素は、移動の方向を変えるカップリング（または連結器）によって、４つのセグメントに接続される。
【００１５】
この配置は、特に構造的に魅力的である。共通の駆動要素は、４つの異なる方向における移動を引き起こすために用いることができる。
【００１６】
カップリングが４つの多角柱状のピンを含み、各ピンが駆動要素の移動方向に対して同じ角度で延在しており、かつセグメントがそれぞれ、ピンがフィットするチャンネル、およびピンの軸と一致するチャンネルの軸を含む場合に、更により魅力的な態様が結果として生じる。
【００１７】
この構造物が十分に小さな公差（tolerance）で製造されることを条件として、構造的に非常に簡易な形状構成が結果として生じる。
【００１８】
他の魅力的な態様は、残りの従属項において明記される。
【００１９】
本発明を、添付の図面を参照して、以下において説明する。
【００２０】
図１は、全体として１で示される型（またはモールド）を示す。下方の型は、ベースプレート２、中間プレート３、およびトッププレート４によって形成されている。多数のセグメント５がトッププレート４および中間プレート３の間に配置されている。ここでは、セグメント５は、キャビティ６の周囲で群をなしている。
【００２１】
この態様においては、５つのセグメントが各キャビティ６の周囲に配置されている。キャビティは一致している。中間プレート３およびトッププレート４は、結合要素８によって、相互に結合されている。結合要素８は、それらがセグメント５の動きを妨げないように配置されている。プレート３およびプレート４は、セグメントが第１の位置と第２の位置との間で移動するときに、セグメントをガイドする。
【００２２】
セグメント５を、図１に示すように製品の成形が実施され得る第１の位置と、図２に示すように製品が型からはずされ得る位置との間で駆動するために、チャンネル９がセグメント５に配置されている。ピン１０がチャンネルに延びており、ピンは、この場合において矩形の十字で描かれているが、例えば、円柱形状を有する、円状のものを均等に設けてよい。ここで重要なことは、それらが正確にチャンネル９に嵌まることである。
【００２３】
ピン１０はすべて、シリンダー１１に結合されている。シリンダー１１はそれぞれ、ベースプレート２に結合されている。したがって、ベースプレート２を上方または下方に移動させることによって、セグメントは、図１に示すそれらの第１の位置と、図２に示すそれらの第２の位置との間で移動させられる。
【００２４】
他の形態の駆動部、例えば、各シリンダー１１の代わりに個々の駆動要素を採用することも可能であることが明らかであろう。他のタイプの駆動要素、例えば、レバー・システム、または特殊形状のカム・ディスクが設けられたシステムを使用することもまた可能である。
【００２５】
利用可能な限られたスペースにフィットする駆動部の形態を選択しなければならないことは、当然に明らかであろう。
【００２６】
この態様はまた、はね出し（またはエジェクタ）要素を有する。その下側にピン１３が設けられたはね出し要素は、スタンプ１２によって形成され、スプリング１４がピン１３の下面とベースプレート２との間に配置される。プレート２を上方に移動させて、セグメント５を第１の位置から第２の開放位置に移動させる場合、スプリング１４は圧縮され、その後、開放位置に達したときに、スタンプ１２が製品を押し出す。
【００２７】
尤も、この後半の手段は、本発明を適用するために本質的に必要とされるものではなく、それは単に魅力的な付加手段を形成するにすぎない。
【００２８】
図２は、セグメント５がどのようにその開放位置に配置されるかを示す。成形された製品の突出端は、ここでは問題とならず、したがって、この装置によって製造される製品のデザインにおいて、より大きな自由度をもたらす。
【００２９】
この態様において、４つのセグメントに分割することに留意すべきである。他の数のセグメントを使用することは、当然に可能である。駆動部を可能な限り単純に維持するために、目標とするところは小さい数のセグメント、したがって、例えば２である。しかしながら、多くの場合において、成形された製品を離型するためには、これによって十分な自由度は得られない。４がセグメントの魅力的な数であると認められる。
【００３０】
図３および図４に示すように、さらにより大きな数のセグメントを使用することもまた可能である。ここでは、ある形態の円対称が使用され、その結果、セグメントの数が多いにもかからわず、単純な駆動部を使用することができる。ゆえに、図３は、ホール（または開口部）７が配置され、その下にキャビティ６を位置させた、トッププレート４を示す。キャビティ６は１２個のセグメント１５で囲まれ、セグメント１５はその外側が円錐形である。これらは、その内側が円錐形であるリング１６によって囲まれている。リング１６は鉛直（または垂直）方向で移動することができ、それによってセグメント１５は互いの方に向って、図３に示す位置に移動する。
【００３１】
その後、リング１６が図４に示すように下方に移動すると、セグメント１６は外へ向かって移動することができる。図３および図４に示す態様において、外へ向う移動は、円錐体１７が上向きに移動すると、円錐体１７によって外に向って強制的に押し動かされる円錐形の端部（またはエッジ）を、セグメントの内側に設けることによっても達成される。当然のことながら、円錐体１７およびリング１６の移動を同時に進行させることが、ここでは不可欠である。円錐体１７には、完成した製品１９を押し出すためのスタンプ１８が、その頂部にさらに設けられる。
【００３２】
他の構造、例えば、スプリングによって各セグメント１５が内向き又は外向きに強制的に動かされ、当該強制的な力がボディの動きによって中和される構造ももまた、セグメント１５の数が大きい場合に適用し得ることが明らかであろう。
【００３３】
当然のことながら、セグメントの数はまた、大幅に変更し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、セグメントが第１の位置にある本発明の装置の第１の態様の一部を切り欠いた斜視図である。
【図２】 図２は、セグメントが第２の位置に配置されている、図１に対応する図である。
【図３】 図３は、本発明の装置の第２の態様の一部を切り欠いた斜視図を示す。
【図４】 図４は、セグメントが第２の位置に配置されている、図３に対応する図を示す。

Claims (8)

1. 複数の薄肉の対象物（１９）を、加熱されたときに変形可能である材料のシートから熱成形法によって成形する装置であって、
   その中に配置されたキャビティ（６）を有する型（２，３，４）であって、各キャビティの内部形状がキャビティ内で成形される対象物の外形と一致する型、および
   成形される材料のシートを型に運ぶ手段
   を含み、
   キャビティの壁を閉じる第１の位置と、キャビティ内に形成された対象物が解放される第２の位置との間で移動可能な、複数の壁のセグメント（５）に分割されているキャビティの壁によって、キャビティが囲まれ、
   壁のセグメントが、第１の位置と第２の位置との間でセグメントを移動させる駆動手段に接続されている、
   成形装置であって、
   壁のセグメントが、壁のセグメントを第１の位置と第２の位置との間で、直線的に移動させるための駆動手段を備え、
   駆動手段は、キャビティ（６）の壁のセグメント（５）に接続され、壁のセグメントの移動方向に対して実質的に垂直な方向に直線移動するようになっている、直線駆動要素（１１）を含み、
   当該直線駆動要素は、当該直線駆動要素の直線方向の移動を、実質的にそれに垂直な方向での壁の移動に変換させる、カップリング手段（９，１０）によって、セグメントに接続されており、
   直線駆動要素が、キャビティの下の空間に実質的に延びていることを特徴とする、装置。
2. カップリングが多角柱状のピン（１０）を含み、各ピンが直線駆動要素（１１）の移動方向に対して同じ角度で延在しており、かつセグメントがそれぞれ、多角柱状のピンの１つを収容するチャンネル（９）を含み、当該チャンネルの長手方向の軸が、当該ピンの長手方向の軸と実質的に同じ方向に延びることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 直線駆動要素が鉛直方向に延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 各キャビティが、当該キャビティに形成された対象物をはずすために、鉛直方向に移動可能なスタンプ（１２）を含んでいることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. キャビティのスタンプが、そのキャビティの直線駆動要素に接続されている、請求項４に記載の装置。
6. 各キャビティが少なくとも３つのセグメントで囲まれ、セグメント間の分離面が型の上側表面に対して実質的に垂直に延在し、また、セグメントの各々が第１の位置と第２の位置との間で移動するために、直線駆動要素によって駆動できることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 各キャビティが４つのセグメントによって囲まれ、各セグメントが直線駆動要素によって駆動できることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 型がプレート（３，４）を含み、プレートは、セグメント（５）と係合し、セグメントが第１の位置と第２の位置との間で移動するときに、セグメントをガイドすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。

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