JP4439269B2 - プラスティック製の物品を圧縮成形する装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラスティック製の物品を圧縮成形する装置に関する。

本発明は、プラスティックの物品、特に容器を閉じるキャップ等、を製造する装置に適用できるが、これらに限定されるものではない。

同一譲受人の特許文献１は、ねじキャップ等の、容器を閉じるキャップを圧力成形する装置を開示している。斯かる装置を構成するカルーセルは垂直軸線を中心に回転し、その上に複数の圧力成形ユニットがカルーセルの回転軸線周りに同心に且つ同一の角度距離で取付けられる。前記ユニット各々は、上パンチと、成形キャビティを有して、前記パンチと整合・協働する下金型とで構成される。
アメリカ特許第５，８０７，５９２号

カルーセルの回転により成形ユニットがたどる円形経路は、必要な一回分ずつの成形すべきプラスティック材料が成形キャビティに正置される(deposited)第１セクタと、物品が成形される第２セクタと、成形された物品が冷却される第３セクタと、成形された物品が取出され、運び去られる第４セクタで構成される。

これらの公知の装置では、成形すべきプラスティック材料が複数の除去素子を備えた回転ヘッドによって押出機から除去され、除去素子は、押出ノズル及び成形ユニットのたどる円形経路との接点を有する、円形経路をたどる。回転ヘッドとカルーセルは、除去素子が連続して一回分のプラスティック材料を押出機から除去し、成形キャビティに正置することができるよう相互に調和している。

予成形したキャップの内側にライナを形成する装置も公知である。これらの装置では、一回分のプラスティック材料は除去後、回転ヘッドで移送される予形成キャップ内に導入される。次いで、キャップは回転カルーセルの成形ユニットに移送され、それによりキャップ内側に直接ライナが形成される。
キャップ及びライナ成形システムの更なる例は、アメリカ特許第５，８１１，００４号及びアメリカ特許第４，９７９，２８２号の文書から得ることができる。

従来の装置の欠点は、押出機から除去された一回分のプラスティック材料が自由な空気環境内を移動することにより、成形発生までの間、一定温度に保たれず、従って表面層と最内層との間でプラスティック材料の可塑性度に差が生じることである。

これらの差が成形時のプラスティック材料流の変動を引起こし、最終製品に欠陥をもたらす。

更に又、この欠点は、経路をたどるうちに冷えてしまう除去素子により悪化する。押出機出口でプラスティック材料と接触する除去素子は接触域で局部的温度変動を引起こし、製品の審美的な表面欠陥をもたらす。

従って、本発明のねらいは、最終製品の欠点を未然に防ぐよう改良された装置を提供することである。

この狙いは、添付の請求項で特徴を限定した装置により達成される。

本発明の更なる特徴及び利点は、添付図面と共に非限定的な例として以下に示す２つの実施例の記述から更に良く明らかとなるであろう。

図１〜図７に関して、参照番号１は、垂直軸線を中心に方向Ｘに回転駆動される圧縮成形装置のカルーセルの部分を示す。

カルーセル１は、上パンチ（図示せず）と、それに整合する下金型２とから各々なる、複数の成形ユニットで構成される。

各金型２が有するキャビティ３は上方に開で、その中で一回分Ｄのプラスティック材料が成形される。前記一回分はペースト状で導入され、カルーセルの回転軸線に平行な更なる垂直軸線Ｚを中心に方向Ｙに回転する回転ヘッド４により供給される。

金型２を頂部に取付けた垂直ステムはカルーセル１の座の中をガイドされ、流体圧ジャッキ（図示せず）で発動される。流体圧ジャッキは適宜の弁システムにより加圧流体源に接続できる。加圧流体がステムを上方に押すと、カルーセルのたどる経路の適宜域にある金型２が一回分Ｄのプラスティック材料をパンチに押しつけ、経路の後の円弧に沿って物品、例えばキャップ型クロージャの成形を行う。

添付図面で前記回転ヘッド４が概略的にしか示されていないのは、本発明の発明概念に関連していないからである。いずれにしろ、それについては前記したアメリカ特許第５，８０７，５９２号から更に明確に理解できる。

図２及び図３に示されるように、回転ヘッド４を構成するシャフト５は垂直軸線Ｚを中心に回転し、その頂部にフランジ６が堅く連結される。一回分のプラスティック材料を除去する複数の素子７が前記フランジの下面に固定され、金型２がカルーセルＡの軸線周りに離間配置されるのと同じ周方向等間隔で、軸線Ｚの周りに分配される。各除去素子７を構成する一種のカップは回転軸線Ｚに沿って方向付けられた凹部を有する。カップ７の下縁は押出機８のノズル８ａの出口と同一平面にあり、出口の開口は上を向いているのでヘッド４の回転中に各カップ７はノズルから一回分Ｄのプラスティック材料を除去でき、それは２つの連続するカップが前記ノズルの前を通過する間の経過時間にノズルから出る一回分に相当する。

カップ７のたどる経路Ａは金型２のたどる経路Ｂに接し、カルーセル１と回転ヘッド４の角速度はリンクされているので経路Ａ，Ｂの接点で各カップ７は相応する金型２とほぼ整合される。一回分Ｄをカップ７から金型のキャビティ３へと移送するのは、前記アメリカ特許第５，８０７，５９２号に記述されているように、下向きの圧縮空気ジェットの作用で行うことができ、それと組合せることができる機械的作用は、各カップに、上下動可能で弁手段により圧縮空気で作動される押出ピストンを設けることで得られる。

最初に説明したように、上記タイプの公知の圧縮成形カルーセルでは、一回分Ｄのプラスティック材料は、カップ７により除去された後、キャビティ３内に正置されるまでの特定の間空気流に当てられる。この間に一回分Ｄは冷却を受けて粘性が変わるので、成形中にプラスティック材料の不均一な流れがあり、前記した欠陥が最終の物品に観測され得る。この欠点は、除去された一回分がカップに熱を移し、それがカルーセルの回転中に分散することと組合わさるので、押出機からの一回分の除去毎に、一回分がカップに接触することによる温度低下が周囲空気による一回分の温度低下に加えられる。

この欠点を予め避けるために、固定装置を押出機８の出口に関連させ、温度調節手段により一回分の温度をほぼ一定に保つ。

該装置（図４〜図７参照）を構成する２つの垂直壁９，１０は円弧状であり、カルーセル４の回転軸と同心であって、押出機８と経路Ａ，Ｂの接点との間にある。

２枚の重ね合わせの水平壁又は底部１１，１２が壁９，１０間に配され、上底部１１が壁９，１０と共に上通路１３を形成し、下底部１２が底部１１と共に、区画室１５に接続されるダクト１４を囲む。

区画室１５はチューブ１６により加熱空気源に接続され、加熱空気は区画室１５を介しダクト１４へと移送された後、上底部１１に形成された複数の開口１７を介し上通路１３へ流入し、従って温度調節手段を形成する。

装置はフランジ６に隣接しているので壁９，１０の端がフランジ６の下面をかすめ、実際に通路１３を閉じるようになっている。

通路１３からの高温空気の逃げを減らすため、該通路の両端に、２つの通路開口２０，２１が形成された２つの相応する横方向仕切１８，１９があり、前記開口はヘッド４の回転中にカップ７が通過できる大きさである。

本発明の装置の作動は上記の記述から容易に理解可能である。特に、押出機８の出口から除去された一回分Ｄが、キャビティ３内に正置されるまでほぼ閉じられた通路を通ることにより、感知できる程の温度変動を受けないことに注目すべきである。実際、通路に供給される空気の温度を適宜調節することにより一回分の温度を、成形中のプラスティック材料の粘度を最適にする値に調節可能であり、構造的にも審美的にも欠陥のない物品の製造が確実となる。

記述された装置は多数の修正や変更が可能であり、それらの全てが添付した請求項の範囲内であり、図８〜図１４に示される。記述の簡潔さのため、図１〜図１０に示した装置の部分と同一、類似又は同等の部分は、図８〜図１０の改変例については同一の参照番号に１００を加え、図１１及び図１２の改変例については同一の参照番号に２００を加え、図１３及び図１４の改変例については同一の参照番号に３００を加えて示してある。

図８、図９及び図１０に示した解法では壁１０９，１１０が回転ヘッドの回転軸線Ｚを中心にした円筒形で同心に閉じて円形通路１１３を形成し、該円形通路はフランジ１０６により閉じられたままであり、中でカップ１０７が回転する。開口１１７が円形底部１１１に形成され、下にあるダクト（図８）との接続ができ、従って、高温空気の供給ができ、それが円形通路１１３全部を満たすことによりその温度をほぼ一定値に保つ。一定値はいずれの場合も要件に従ってプリセットできる。

第１アクセス開口１２２と第２アクセス開口１２３が上底部１１１及び下底部（図示せず）に形成される。前記第１開口が設けられるのは、押出機１０８のノズル１０８ａが通路１１３に、一回分Ｄがカップ１０７により除去されるレベルまでアクセスできるようにするためであり、除去された一回分が前記第２開口を介し金型１０３のキャビティ内に正置される。

図８〜図１０の解法は、前述のに比べ、カップ１０７の温度をほぼ一定に保ってカップがヘッド１０４の回転中に冷却しないようにすることと、一回分と接触させることにより、プラスティック材料の粘性変動による損傷が起きないよう且つ成形された物品の外面に観測できる欠陥が生じないようにするという利点を提供する。

図１１及び図１２と図１３及び図１４にそれぞれ示した２つの実施例は、本発明の概念の、キャップＣ内側にライナを形成する装置への適用に関する。

図１１及び図１２の実施例は、下向きノズル２０８ａを有する垂直押出機２０８で構成される。押出機２０８の下にある回転ヘッド２０４は水平軸線を有するシャフト２０５にキー止めされ、シャフト２０５に対し半径方向に配したカップ２０７を備えている。

コンベヤ２３が回転ヘッド２０４の下に接して配され、キャップＣを、カップ２０７の周方向間隔に等しい相互間隔で移送する。

回転ヘッド２０４はコンベヤと同期されるので各カップ２０７はノズル２０８ａから除去された一回分Ｄを対応するキャップＣ内に正置する。

カップ２０７は、ノズル２０８ａからコンベヤとの接点へと至る経路の半円部に沿い、半円通路２１３内を回転する。該半円通路は、シャフト２０５と同心で、キャップＣの上下でコンベヤ２３に対し平行に続く２つの壁２０９，２１０の間に形成される。

通路２１３は前部が、壁２０９，２１０に接合する壁２４で閉じられ、後部が、外壁２１０の接合する側壁２５と、内壁２０９の端がかすめる円板２６で閉じられる。

同心の壁２０９，２１０が備えている開口により、カップ２０７は通路に出入りできる。

ノズル２０８ａには高温空気源に接続する接続チューブ２１６があり、従って、それは除去された地点からライナ製造のためにキャップＣ内側に押圧される地点まで一回分の温度を調整する。

図１３及び図１４の実施例も、垂直軸を有し、それと同心の複数の把持素子２７が備えれられた回転ヘッド３０４で構成され、該把持素子はクランプに似ており、クランプのように作動されてキャップＣを把持・保持する。この種の回転ヘッドは例えば同一譲受人のアメリカ特許第４，５１８，３３６号に更に詳細に記述されており、それをここで言及することで本明細書の記述の一体的な一部とする。

カップ３０７は各個の把持素子と整合されて相応するキャップＣの上方に設けられ、ステム２８に堅く結合される。該ステムは上下に摺動可能であり、固定カム３０に倣うローラ２９を頂部に備えている。カム３０はステム２８を、一回分Ｄを押出機３０８から除去する位置と、前記一回分をキャップＣの内側に正置する位置との間で発動させる。

一回分Ｄを中に正置したキャップＣは、プリセットの回転角（図１４ではほぼ９０°）に及んだ後、回転星形コンベヤ３２の相応する座３１に挿入され、それにより、ライナＧをキャップＣ内側に成形する成形ユニット３４を備えた成形カルーセル３３上に転送される。

キャップＣは押出機３０８から、通路３１３内側のカルーセル３３へと動く。該通路はＳ字型であって、長さ方向の第１部に沿って回転ヘッド３０４の回転軸線に対し同心に延び、第２部に沿って星形コンベヤ３２の回転軸線に対し同心に延びる。

通路３１３は、前記第１部に沿って、２つの垂直壁３０９，３１０及び２つの上下水平壁３５，３６で形成される、ほぼ管状で矩形断面の構造物を有する。下壁は星形コンベヤ３２の軸線と同心の円弧に沿い、その半径方向幅の半分にわたって、星形コンベヤ３２の周環状域により一体化されている。

通路３１３を支持するブラケット３７，３７ａは装置の固定部３８に固定され、前述の例のように高温空気源に接続される。押出機３０８からカップ３０７により除去した後の一回分ＤがキャップＣ内に正置され得るよう、回転ヘッド３０４の軸線と同心の上壁部分に沿って円弧状長孔３９があり、それを介しカップ３０７はキャップに隣接配置して一回分を正置することができ、そして、後の除去の用意のできている位置へと上げ戻されることができる。

明らかに示されているように、図１３及び図１４の実施例は、図１１及び図１２の実施例同様、一回分の除去点と正置点との間の経路がかなり長くとも一回分の温度を調整できることを示している。

本発明を実際に行う場合、一回分の熱的調整を、高温空気のみによって提供できるばかりでなく、一回分を輻射により加熱すること又は通路内の空気を電気手段で加熱することによっても提供できる。更に又、系外から熱を加えなくても、押出機のノズルの熱と押出されるプラスティック材料の熱を利用することにより熱平衡の確保が可能であることが判明している。

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Ｂ０２００２Ａ０００２２５号の開示を言及することによりここに組入れる。

請求項で述べた技術的特徴に参照符号が附されている場合、これらの参照符号は請求項の理解度を増すためだけに加えられており、従って、斯かる参照符号は斯かる参照符号により例示として特定されている各素子の解釈について何ら限定する効果は持たない。

本発明の第１実施例の部分平面図である。 図１の実施例の立面図である。 図２の視野を９０°回転させた立面図である。 装置の詳細の平面図である。 図５の詳細の斜視図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 本発明の第２実施例の部分平面図である。 図８の実施例の立面図である。 図９の実施例に関して９０°回転させた図８の実施例の立面図である。 本発明の第３実施例の立面図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。 本発明の第４実施例の平面図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った立面図であり、詳細の拡大図である。

Claims (10)

1. 成形手段（１）と、一回分（Ｄ）のプラスティック材料を前記成形手段（１）に供給する供給手段（４）とで構成され、該供給手段が、連続的に一回分を押出機（８）から除去し、前記押出機（８）から前記成形手段（１）へと延びる経路（Ａ）に従うことにより一回分（Ｄ）を前記成形手段（１）上に移送するのに適した除去素子（７）を備えている、プラスティック製の物品を圧縮成形する装置において、経路（Ａ）に沿って配置され、調整温度環境を提供するよう構成した温度調整手段（１３，１１３，２１３，３１３）が設けられ、その内側で前記一回分（Ｄ）が前記押出機（８，１０８，２０８）から前記成形手段（１）へと移送されることを特徴とするプラスティック製の物品を圧縮成形する装置。
2. 前記温度調整手段が、少なくとも前記押出機（８，１０８，２０８）と前記成形手段（１）との間を延びる通路（１３，１１３，２１３，３１３）で構成され、一回分（Ｄ）を除去して移送する前記素子（７，１０７）が前記通路（１３，１１３，２１３，３１３）に沿って進むことを特徴とする、請求項１に記載のプラスティック製の物品を圧縮成形する装置。
3. 前記成形手段が、垂直軸線を中心に回転すると共に、複数の成形ユニット（２，１０２）を備えたカルーセル（１）で構成され、該成形ユニットが前記垂直軸線に対し同心に且つ同一の相互角度間隔で前記カルーセル上に取付けられ、各成形ユニットが上パンチと物品成形用のキャビティ（３，１０３）を備えた下金型で構成され、前記パンチと前記金型は離間位置と接近位置との間で垂直軸線に沿って相互に整合され、前記カルーセル（１）を発動させる手段が設けられることによって前記成形ユニットが、前記経路（Ａ）に出会う円形経路（Ｂ）に従って進み、それに沿って前記一回分除去素子（７，１０７）が前記押出機（８，１０８）から除去した前記一回分（Ｄ）を相応する成形ユニット（２，１０２）の成形キャビティ（３，１１０３）に、前記下金型が相応するパンチから依然として離間している時に、正置し、前記通路（１３，１１３）が少なくとも前記押出機のノズル（８ａ，１０８ａ）から前記成形ユニット（２，１０２）を備えた前記カルーセルへと延びることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 成形手段が、垂直軸線を中心に回転可能で、複数の成形ユニット（２）を備えたカルーセル（１）で構成され、該成形ユニットが前記垂直軸線に対し同心に且つ同一の相互角度間隔で前記カルーセル上に取付けられ、各成形ユニットが上パンチと物品成形用のキャビティ（３）を備えた下金型で構成され、前記パンチと前記金型は離間位置と接近位置との間で垂直軸線に沿って相互に整合され、前記カルーセル（１）を発動させる発動手段が設けられることによって前記成形ユニットが、前記経路（Ａ）に出会う円形経路（Ｂ）に従って進み、それに沿って前記一回分除去素子（７）が前記押出機（８）から除去した前記一回分（Ｄ）を移送し、成形すべき一回分（Ｄ）のプラスティック材料を供給する前記供給手段が、垂直軸線（Ｚ）を中心に回転するフランジ（６）を備えた回転ヘッド（４）で構成され、前記フランジの下に、前記押出機（８）の分配ノズル（８ａ）から連続して一回分（Ｄ）ずつを除去するために前記除去素子（７）が堅く結合され、前記除去素子（７）各々は相応する金型（２）が相応するパンチから離間している時に前記金型の成形キャビティ（３）に除去された一回分（Ｄ）を正置するのに適しており、前記通路（１３）が前記ヘッド（４）の前記垂直回転軸線（Ｚ）と同心であって押出機のノズル（８ａ）から前記除去素子（７）の経路（Ａ）と金型（２）の従う経路（Ｂ）との間の接点に延び、前記通路（１３）が前記フランジ（６）で閉じられ、前記除去素子（７）用の入口及び出口開口（２０，２１）を有することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 前記通路（１３）が回転ヘッド（４）の回転軸線（Ｚ）と同心の２つの垂直壁（９，１０）で画成され、その上縁が前記フランジ（６）の下面と摺動接触し、上底部（１１）及び下底部（１２）が前記壁間に配されて、高温空気供給源に接続されるダクト（１４）を形成し、前記空気を前記通路（１３）へと移送する複数の開口（１７）が前記上底部（１１）内に形成されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記除去素子（７）の出入りのための前記開口（２０，２１）が、前記通路（１３）に対し横方向にあって前記壁（９，１０）と前記上下底部（１１，１２）の両端を接続するよう、各仕切（１８，１９）内に形成されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
7. 前記壁（９，１０）がヘッド（４）の回転軸線（Ｚ）と同心で、上底部（１１）及び下底部（１２）を有する円形の前記通路（１３）を形成するよう、円筒形に閉じられ、該上下底部が環状であって両者間に前記高温空気源に接続されるダクト（１４）を形成し、２つの開口（２２，２３）が前記底部（１１，１２）に形成されて、前記押出機（１８）のノズル（８ａ）の前記通路（１３）へのアクセス及び前記金型（２）のキャビティ（３）内への前記一回分（Ｄ）の正置ができることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の装置。
8. 供給手段、即ち一回分（Ｄ）のプラスティック材料を供給する手段が、押出機（２０８）と、水平軸線を中心に回転し連続して一回分（Ｄ）ずつ前記押出機から除去する複数の素子（２０７）を備えたヘッド（２０４）と、前記回転ヘッドの下に接して配したキャップ（Ｃ）用コンベヤ（２３）とで構成され、前記コンベヤとのほぼ接点で前記キャップ（Ｃ）に前記一回分（Ｄ）を正置するよう前記除去素子が発動され、通路（２１３）が、熱的調整される空気源に接続されると共に、前記除去素子（２０７）が回転して前記押出機（２０８）と前記接点との間を延びる第１半円部と、前記一回分を含む前記キャップが進む第２直線部とで構成され、前記通路（２１３）が前記除去素子（２０７）の通過できる開口を備えた壁（２０９，２１０）により形成されることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
9. 一回分（Ｄ）のプラスティック材料を供給する前記供給手段が、垂直軸線を中心に回転すると共に、キャップ（Ｃ）を保持する把持素子（２７）及び一回分（Ｄ）のプラスティック材料を押出機（３０８）から除去する素子（３０７）を備えたヘッド（３０４）と、前記キャップを前記成形カルーセル（３３）上に移送する星形コンベヤ（３２）とで構成され、前記把持素子各々が相応する除去素子と整合され、前記除去素子（３０７）が前記押出機から一回分を除去する位置と前記一回分を前記キャップに正置する位置との間で作動し、前記通路（３１３）が熱的調整される空気源に接続され、部分的に前記回転ヘッド（３０４）の周りを、部分的に前記星形コンベヤ（３２）の周りを延び、それに沿い前記一回分が正置された後の前記キャップ（Ｃ）が進むことを特徴とする、請求項２に記載の装置。
10. 前記温度調整手段（１３，１１３，２１３，３１３）が、前記押出機（８，１０８，２０８）と前記一回分（Ｄ）からの熱を利用するよう構成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の装置。

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