JP5079960B2 - プラスティック材料から造られた品の製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、プラスティック材料から造られた品の製造装置に関する。
【０００２】
鉛直軸線まわりに回転でき、複数の等角度に離間した成型ユニットを上部に嵌合させたカルーセルからなる、容器閉止用キャップ（クロージャ）の圧縮成型装置が公知である。各ユニットは、上雄金型部とそれに整合した下雌金型部とからなる。カルーセルが回転すると、一回分の、ペースト状プラスティック材料が、雌金型部へ導かれ、２つの金型部の相互動により押圧される。上記したタイプの装置は、例えば本出願人のＰＣＴ／ＥＰ９５／０３６４４から公知である。
【０００３】
上記したタイプの装置では、上金型部内に冷却手段を設け、成形パンチ及び成型完了後のキャップを取去る抜出し手段を冷却することも公知である。
【０００４】
成形パンチからのキャップ取去りを確実とするため、キャップに加える機械的抜出し作用を、キャップ内側に圧縮空気を注入することで加える空気圧作用により補助する。その空気によりキャップが膨らみ、パンチの表面から外れるので、機械的作用の有効性が改善される。
【０００５】
現在のところ空気圧作用は有効には使われていない。圧縮空気がキャップ内側への注入口へと至る途中に多数の隙間やキャビティを通らねばならないので、有効性が減り且つキャップへの作用が遅れるからである。これらの欠点を避けるためには、即ち、介入の迅速性を回復し且つ空気流量を増加させるには、高い圧力値を供する必要があるが、そうすると壁面の変形や不均一等、製品への影響管理が難しくなる。
【０００６】
又、現今の装置で想定されているような空気圧作用は、搬送される空気が、上金型部の可動部の潤滑に用いられる流体の粒子を同伴するので、成型品を汚してしまう。
【０００７】
更なる欠点は、上金型部の可動部が「ピストン」効果を生じ、幾つかの機械構成部品の望ましくない動きを引起こしがちであることである。
【０００８】
圧縮成型装置とは違い、注入成型装置では主に機械的方法により品物を排出するため製品を傷つける虞れが大きい。
【０００９】
本発明の目的は、上記したタイプの装置の操作を改良することであり、上記した欠点を本質的に未然に防ぎ、品物が金型から確実に取去れるようにすることである。
【００１０】
この目的は、添付の請求項で特徴を限定した装置により達成される。
【００１１】
本発明の更なる特徴及び利点は、添付図面において非限定的な例としてのみ示した好適な実施の形態についての以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１２】
図１〜３に関し、装置を構成するカルーセルは、鉛直軸線まわりに回転でき、複数の、プラスティック製キャップ（クロージャ）Ａ（図３参照）の成型ユニットを周で支持する。以下では、前記キャップＡはカップＢで構成され、内ねじ山Ｃと、カップの縁から突出してクロージャの開封を検出できる開封防止機能付リングを構成する環状帯Ｄと、を備えているものとする。
【００１３】
各ユニットは、全体を参照番号１で示した上金型部と、全体を参照番号２で示した下雌金型部とで構成される。
【００１４】
雄金型部１を構成するプレート３が、管状タング４によりスリーブ５へとねじ込まれ、該スリーブが管状素子５ａの下端へねじ付けられて単一の管状ステム６（図１）を形成する。
【００１５】
チューブ７が管状タング４へと密に(hermetically)挿入され、管状ステム６と共に（即ち、スリーブ５及び管状素子５ａと共に）管状空間８を形成する。スリーブ５が下端に有するベル形張出し部９がプレート３上に密に芯決めされ、管状タング４と共に、チャンバ１０を形成する。チャンバ１０は、管状部の開口１１を介し空間８に連結され、又、タング４のプレート３直上域に形成される開口１２を介しチューブ７の内側に連結される。
【００１６】
スリーブ５のベル形部９とプレート３とで形成される成形パンチ１３が、キャップＡ内側に、ねじ山Ｃの尾根と、底部Ｅと、環状の開封防止機能付リングＤとを生み出し、その開封防止機能付リングが、例では、半径方向平面に沿って折られ、上向きにテーパーし、カップＢの円筒壁に対し鈍角をなすリングで構成される。開封防止機能付リングＤは、別の製造段階で、周方向破砕線でカップＢから分離可能とされ、それにより、キャップを付けられていた容器からねじり外す際に、周方向破砕線で開封防止機能付リングが分離できる。容器へ取付ける前、リングＤはキャップの内側に押込められて、カップの壁部と共に鋭角をなすように且つ容器の、キャップねじ連結の起きる域の直ぐ下の、首部に形成された保持カラーに対して係合できるようにされるようになっていることに注目すべきである。
【００１７】
チューブ７の上端は、外カラー１５を備えた円筒形本体であるインサート１４の座に密に接続され、その外カラーにより、管状ステム６の管状素子５ａ上端の幅広部１６で形成された座の中に芯決めされる。本体１４をステム６上に固定するリング１７が幅広部１６にねじ付けられ、カラー１５に作用する。
【００１８】
孔１８が本体１４内に形成され、チューブ７と共軸で、該チューブの内側に接続される。スレンダチューブ１９が、孔１８及びチューブ７と共軸に延び、チューブ７及び孔１８と共に、内側に管状通路２０を区画する。
【００１９】
スレンダチューブ１９の下端が密に挿入されるブッシュ２１（図３）は、タング４の底部に密に挿入される。スレンダチューブ１９がブッシュ２１の軸方向孔２２を介して接続される一連の孔２３は、プレート３の厚みに半径方向に形成されて半径方向にパンチ１３外側へと開くが、それは、ベル形部９芯決め域でその縁とプレート３との間に形成された通路により構成されるポート２３を介している。
【００２０】
スレンダチューブ１９の上端は、本体１４頂部に形成の凹所２５に収容されたシリンダ２４（図２）内に密に挿入され、シリンダ２４の直径方向孔２６に接続される。
【００２１】
本体１４は、本体１４ねじ山部が当該円筒形素子の上面から突出する程の高さを持つ円筒形素子であるスリーブ２８の座２７内に挿入される。キャップ２９が前記ねじ山部にねじ付けられ、円筒形素子２８をリング１７へと締付ける。
【００２２】
直径方向孔２６は、圧縮空気源に接続されたカップリング３３へ、内側環状スロット３０、本体１４の孔３１、及び本体１４の外側に位置した環状スロット３２により接続される。このようにして、カップリング３３を介し搬送される圧縮空気が、スレンダチューブ１９を流れた後、孔２３に到達し、プレート１３の縁とベル形部９の縁との間に形成された通路２３ａを介しパンチ１３から半径方向に抜出ることができる。
【００２３】
本体１４内には凹所２５の下方に直径方向孔３４があって、本体１４を囲む円筒形素子２８の環状スロット３４ａに通じ、冷却剤流体供給カップリング３５へ接続される。同様のカップリング３６がカップリング３５よりも低い位置に配され、それの接続が、本体１４の環状スロット３７及びスロット３７からカラー１５を介し共軸に延びる複数の孔３８により空間８へと、そして開口１２を介しチャンバ１０へとなされる。これによりカップリング３５，３６間の接続が形成され、冷却剤流体が再循環できる。
【００２４】
スリーブ５が内部に摺動ガイドされる円筒形ジャケット３９が、ステム６が内部を摺動する管状素子４０に、ねじ連結により、固定連結される。
【００２５】
ジャケット３９の下縁内側に設けられた円錐形斜端(bevel)４１（図３）は相補的な円錐形斜端４２に軸方向に相対するよう配され、それによりベル形部９がスリーブ５に接続される。斜端４１は斜端４２の肩部として作用する。
【００２６】
ジャケット３９の下端部内側には環状凹所４３が設けられ、段差４４を形成する。同様の段差４５が、段差４４に軸方向に相対して円錐形斜端４２とスリーブ５との間に形成される。段差４４，４５とスリーブ５，ジャケット３９の対向円筒形面との間に残る座が収容しているスペーサリング４６は、肩部として作用し、その寸法は、成型時に斜端４１，４２間に開封防止機能付リング形成用のキャビティを形成するように選択される。
【００２７】
ジャケット３９と素子４０は、カルーセル構造の一部である支持本体の各円筒形座４７に対し共軸である。実際には、前記本体を構成する一種の回転ドラム４８が、軸線Ｆがカルーセルの回転軸線である垂直軸に取付けられる。
【００２８】
ブッシュ４９が座４７へ挿入され、環状リップ５０により、座４７の上端に載る。
【００２９】
スペーサリング５２が、弾性材料のリング５１を介在させて、リップ５０の上に載る。管状素子４０は内フランジ５３により前記スペーサリングの上に載る。
【００３０】
固定素子５４がフランジ５３に係合し、ねじ５５により、ドラム４８上面と噛み合い、管状素子４０とブッシュ４９が互いに且つ座４７に対し共軸となる。
【００３１】
円筒形チャンバ５６がブッシュ４９とジャケット３９，素子４０外面との間に残り、スリーブ５７がそれへと下から突入し、ジャケット３９上を内軸受５８により、ブッシュ４９内を外軸受５９により軸方向にガイドされる。
【００３２】
スリーブ５７はベル形部９の高さ位置がカラー６０となって終わっており、その内端を参照番号６１で示す。カラー６０は内径がベル形部９の外径よりも大きく、成型位置で、カップの円筒形壁を形成する空間を形成するようになっている。
【００３３】
スリーブ５７は、それに対して平行なコラム６３にアーム６２により固定接続される。コラム６３はドラム４８の座６４内にガイドされ、片持状に頂部で２つのローラー６５，６６を支持し、それらローラーは円形カム（図示せず）に従う。そのカムは装置構造に固定連結され、従って静止しており、カルーセルの回転軸線Ｆと共軸である。アーム６７の端がコラム６３頂部に当てられ、該アームの他端がナット６８によりキャップ２９のねじ山付タング６９に固定される。コラム６３に当てられたアーム６７の端はブッシュ７０を備えており、それにばね７１が作用してコラムの肩部へ押圧する。ばね７１が当接するナット７２は、上方に突出したコラムの端ステム７３に調節可能にねじ付けられる。
【００３４】
固定カムは、コラム６３により、キャップをパンチ１３から取去るのに充分な角度のみにわたってスリーブ５７の確実作動を提供し、残りの回転角度では、スリーブ５７は弾性当接手段との対比によって上方に移動できる。
【００３５】
該手段を構成するばね７４が管状素子４０のフランジ５３と旋回リング７５との間に配され、その旋回リングの載る管状ケース７６が円筒形チャンバ５６内に収容される。ケース７６は内リップ７７を有し、その上に円筒形ばね７８が載り、該ばねが旋回リング７５に作用するようになっている。
【００３６】
スリーブ５の、ジャケット３９に対する回転を防ぐため、スリーブ５の外側に設けられた軸方向スロット７９にジャケット３９から内方に突出したキー８０が摺動係合する。
【００３７】
上金型部１は、管状素子４０のフランジ５３とリング１７との間に設けられたばね８１で完成する。ばね８１はステム６を、従って、パンチ１３を上方に動かして、ジャケット３９段差４４へのリング４６の当接によって決まる停止位置に保つ。その接触は、パンチ１３，ジャケット３９各々の斜端４２，４１の相補的円錐面間で起こる。
【００３８】
下金型部２を構成するカップ形部８２によりキャビティが形成され、そのキャビティには、肩部８３の当接が起きてキャップ形成チャンバが閉じるまで環状セグメント６０が挿入できる。カップ形部８２の壁部に設けられた孔８４により、カップ形部のキャビティの外部への接続が保たれ、成型時に金型内に残ったままになっている空気を抜くことができるようなっている。
【００３９】
カップ形素子８２は外リング８５により円板８６に固定され、その円板と共にチャンバ８７を形成し、それが冷却液体の取入れダクト８８及び排出ダクト８９に接続される。
【００４０】
ダクト８８，８９は、上に円板８６が嵌合された中空ステム９０内を延びる。中空ステム９０はパンチ１３と共軸に装置の構造内をガイドされ、カップ形素子８２をパンチ１３へ接近・離反動させるよう、相応する流体圧アクチュエータにより動かされる。
【００４１】
上記した装置の操作は次の通りである。成型時、下金型部が上金型部から離間されている間に、所定の一回分のペースト状産物がカップ形素子８２のキャビティ内に沈積される。この段階中、スリーブ５７の環状セグメント６０の端６１の高さはパンチのプレート３の下にある。
【００４２】
雌金型部２の流体的上昇により、セグメント６１がカップ形素子の肩部３に当接し、パンチ１３，カップ形素子８２間に形成されたままのキャップ成形チャンバが閉じる。
【００４３】
次いで、下からカップ形素子８２へと圧力が加えられる結果、プラスティック材料が次第に成形チャンバ内に分配され、円錐形斜端４１，４２間に形成される開封防止機能付リング形成用の環状空間にも入るまでとなる。成形キャビティが満たされると、プラスティック材料の非圧縮性により、カップ形素子８２が最終位置で停止し、セグメント６０の端６１が、肩部４２の円錐面とパンチ１３の部分９の円筒形表面とにより形成される角度の高さにあり、従って、保持リングＤの突出するカップＢの縁より上方にある。プラスティック材料の凝結点は、冷却剤液体をチャンバ１０へと、供給カップリング３５、環状スロット３４ａ、孔３４及び管状通路２０を介し供給し、液体を戻しカップリング３６へと、開口１２、空間８、軸方向孔３８及び環状スロット３７を介し排出することによって決められる。
【００４４】
適用によっては、冷却剤液体の供給と戻しを逆にするのが有益で好都合なことがある。
【００４５】
選んだ凝結点に達したら、カップ形素子８２の降下が開始される。しかしながら、２つの金型部１，２に空隙があっても、キャップは落下せず、ねじ山Ｃによって構成される内側切下げ部によりパンチに引っかかったままである。
【００４６】
カップ形素子８２がキャップから離れたら、圧縮空気がカップリング３３、環状スロット３２、孔３１、スロット３０、孔２６、スレンダチューブ１９、孔２２，２３及びポート２３ａを介し搬送され、前記キャップをわずかに膨らませることによりキャップをパンチから離し、ローラー６５，６６を動かす固定カムにより下がるようコラム６３が動かされるとき、開封防止機能付リングの接合したキャップの縁に端６１により加えられる軸方向スラストによってキャップがパンチから分離できる。
【００４７】
キャップの分離は、カップＢの拡張を許し、キャップがパンチから引出されるとすぐに原形復帰して開封防止機能付リングがキャップ軸線の方へすぼまることを許す、材料の弾性特性によるものである。
【００４８】
そうこうするうちに、カルーセルが回転し、取外したキャップが除去シュートへと落下する位置に至る。上記したサイクルは、カルーセルの回転中、成型ユニットの各々について繰返される。
【００４９】
実際には、カルーセルに３２個の成型ユニットを備えることにより、キャップ冷却段階がほぼ３１５°に及び、他方、カップ形素子８２キャビティ内への一回分のプラスティック材料挿入、成型及びキャップ取出しが残りの４５°で行われる。
【００５０】
キャップＡは装置の出口で後処理を受ける。特に、図示したタイプのキャップでは、開封防止機能付リングをカップＢから分離する破砕線を形成するスリットを付ける設備が設けられ、開封防止機能付リングがカップ内へと折曲がるので開封防止機能付リングは、いったん容器に取付けられれば、容器のカラーの端に沿って作用でき、リング破砕までねじり外し時の引張りに耐える。
【００５１】
本発明が所期の目的を完全に達成することは明らかである。主たる特徴によれば、パンチ１３と圧縮空気送給カップリング３３との間に直接の接続があり、それにより介入時間が減り、装置の高収益性がもたらされる。更に又、空気流は潤滑部間を通らず、従って、プレート３，ベル形部９間のポート２３ａから吐出されて製造済キャップ上に沈積して汚すような、潤滑剤等の粒子を同伴しない。
【００５２】
製造の観点からすると、円筒形素子２８を採用したことは特に好都合である。３つの別個の仕事、即ち、冷却剤液体の供給と圧縮空気の供給と冷却剤の回収、を集中化できるからである。
【００５３】
図４は、本発明の概念を、注入成型ユニットによるキャップ製造装置に適用した実施の形態を示し、図１〜３の装置のユニットとの違いは、管状素子４０の肩部９１にスリーブ５７が直接当接できるよう素子７４〜７８を欠き、カップ形素子２底部にプラスティック材料注入用のノズル９２があるということだけである。
【００５４】
２つの金型部１及び２が相互に隣接して配置されると、カップ形素子８２の縁がカラー６０の縁に当接し、カップ形素子８２内壁，パンチ１３外壁間には、形成されるべきキャップの形状とまさしく同じ形状であるチャンバが残る。該チャンバには、ノズル９２を介しプラスティック材料が加圧注入される。プラスティック材料の凝結及び、金型部１，２の開放後のキャップ取去りは図１〜３の装置と同様に起こる。
【００５５】
本発明は多くの改変及び変更が可能であり、それら全ては本発明の概念の範囲内である。これらの実施の形態の一つは、スリーブ２８の動きにより制御される流れ制御素子を備えた弁を有するカップリング３３を用いる。
【００５６】
本発明の更なる実施の形態を図５及び６に示す。それは、管状空間８及び管状通路２０を冷却剤流体源に接続すること及びスレンダチューブ１９を圧縮空気源に接続することに関する。
【００５７】
図５及び６で、図１及び３の装置と構造的には異なるが機能的には同等な素子又は部品には同じ参照番号が付されている。
【００５８】
管状ステム６の上部管状部が、そのステム上を摺動可能でばね８１の支持部として働くフランジ９３より上方に突出していることが容易に見て取れる。
【００５９】
上端部内側にねじ山が付けられているのは、図１〜３の装置の部品１４，２４を一体化したものに等しい円筒形インサート９４をねじ込むためである。インサート９４に軸方向に交差する孔が複数の部分９５、９６及び９７で構成され、それらは減径して間に２つの座９８及び９９が形成される。
【００６０】
チューブ７の頂部、及び、スレンダチューブ１９の端に固定されたブッシュ１００の頂部が座９８及び９９内に密に挿入される。
【００６１】
円筒形インサート９４を収容する座１０１が、内カラー１０３を備えた円筒形素子１０２内に偏心して形成される。インサート９４がステム６へねじ込まれても、カラー１０３はインサート９４内側の肩部１０４とステム６上縁との間に固定されたままである。
【００６２】
インサート９４の有する上ねじ山部１０５が素子１０２の上面１０６の上方に突出する。インサートをコラム６３に接続する半径方向アーム６７と、孔９７を圧縮空気源に接続するカップリング３３が前記部１０５に固定される。従って、前記圧縮空気は、スレンダチューブ１９により、成形パンチ１３の排出ポート２３ａへと直接搬送できる。
【００６３】
２つの平行なデッド穴１０７，１０８が素子１０２内に形成され、面１０６上に通じる。冷却剤流体の送り部及び戻り部に接続された２つのカップリング３５，３６が前記穴にねじ込まれる。
【００６４】
穴１０７は管状通路２０へと、素子１０２の半径方向孔１０９、環状スロット１１０、半径方向孔１１１及びインサート９４の部分９６により接続される。同様に、穴１０８は円筒形空間８へと、素子１０２の半径方向孔１１２、スロット１１３、半径方向孔１１４及びインサート９４の部分９５により接続され、従って、冷却剤流体はパンチのチャンバ１０へと搬送でき、そこから排出できる。
【００６５】
素子１０２並びにそれに固定連結した部品の回転を避けるため、素子１０２の周域で、２つのデッド穴１０７，１０８の間に、コラム１１６が係合するスロット１１５を設ける。該コラムはねじ１１７により素子５４に固定される。スロット１１５及びコラム１１６は、当該ステムの軸方向の動きは許すが回転は防ぐよう、ステム６に対し平行である。
【００６６】
図５及び６の変更の本質的な利点は、カップリング３３，３５，３６を縦に配置したことであり、それにより、冷却剤流体源及び圧縮空気源への接続が容易となり、構造を簡潔化できる。
【００６７】
本発明の現実施の形態では、雄金型部１と雌金型部２は、開封防止機能付リングを持つ又は持たない、あらゆる形のキャップができるように構成することができる。
【００６８】
本出願の優先権主張のもとであるイタリア特許出願第ＢＯ９９ＡＯＯＯ５８３号の開示を、ここで参照することにより組入れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 開封防止機能付リングを備えたねじキャップを成形する圧縮成型ユニットの、垂直平面に沿った縦断立面図である。
【図２】 図１に示したユニットの上半部拡大図である。
【図３】 図１に示したユニットの下半部拡大図であり、金型は開いている。
【図４】 開封防止機能付リングを備えたねじキャップを成形する注入成型ユニットの、垂直平面に沿った縦断立面図である。
【図５】 成型ユニット上部の断面図である。
【図６】 成型ユニット上部の平面図である。

Claims (5)

1. 鉛直軸線まわりに回転するカルーセル上に配し、カルーセルの回転軸線に平行な鉛直軸線に沿って整合した上雄金型部（１）と下雌金型部（２）とで構成され、前記上雄金型部（１）が、カルーセルの構造に固定連結され、前記下雌金型部（２）の摺動軸線と共軸な、円筒形ジャケット（３９）と、前記円筒形ジャケット（３９）上をガイドされるスリーブ（５７）と、前記円筒形ジャケット（３９）内をガイドされ、チャンバ（１０）を囲み、品の内側型を造るよう形付けられた外面を備えた下部（９）を有する管状ステム（６）からなる成形パンチ（１３）とで構成され、前記管状ステム（６）が内側にチューブ（７）を収容し、それが前記管状ステム（６）と共に、前記チャンバ（１０）に接続された円筒形空間（８）を形成する、成型ユニットによる、プラスティック材料から造られた品の製造装置において、前記下部（９）が、外部に通じて圧縮空気源（３３）に接続されるポート（２３ａ）を備えること、及び、スレンダチューブ（１９）が前記チューブ（７）に沿って内側に配されて、前記円筒形空間（８）と共に、前記チャンバ（１０）に接続された管状通路（２０）を形成し、前記円筒形空間（８）及び前記管状通路（２０）が冷却剤流体の供給部（３５）及び戻り部（３６）に接続され、前記ポート（２３ａ）を介して前記成形パンチ（１３）の外部形成面と製造した品との間に圧縮空気を搬送するよう、前記スレンダチューブ（１９）が前記圧縮空気源（３３）に接続されて、前記品の前記下部（９）からの分離が起きるようにしたことを特徴とするプラスティック材料から造られた品の製造装置。
2. 前記下部（９）がベル形に張出し、プレート（３）上に芯決めされ、該プレート（３）が、前記チャンバ（１０）を形成するよう前記管状ステム（６）にねじ込まれた管状タング（４）を備え、前記チューブ（７）の下端及び前記スレンダチューブ（１９）の下端が、前記円筒形空間（８）及び前記管状通路（２０）を密に閉じるよう前記管状タング（４）へ挿入され、前記円筒形空間（８）及び前記管状通路（２０）が前記管状タング（４）の開口（１１，１２）を介し前記チャンバ（１０）に接続されることを特徴とする、請求項１による装置。
3. 前記チューブ（７）の上端及び前記スレンダチューブ（１９）の上端が、前記管状ステム（６）上端に連結された本体（１４）内に流体密に挿入され、孔（３１，３４，３８）が、前記円筒形空間（８）及び前記管状通路（２０）を冷却剤流体の前記供給部（３５）と前記戻り部（３６）へ、そして、前記スレンダチューブ（１９）を前記圧縮空気源（３３）に接続するために前記本体（１４）内に形成されることを特徴とする、請求項２による装置。
4. 前記本体（１４）が円筒形であって、前記管状ステム（６）頂部に固定された円筒形素子（２８）内に収容され、前記円筒形素子（２８）が前記孔（３１，３４、３８）に接続するカップリング（３３，３５，３６）を備えていることを特徴とする請求項３による装置。
5. 前記本体（１４）を前記管状ステム（６）上に固定するリング（１７）と、前記管状ステム（６）が摺動する管状素子（４０）のフランジ（５３）との間に配され、前記成形パンチ（１３）が前記円筒形ジャケット（３９）の肩部（４４）に載る位置へと前記管状ステム（６）を戻すのに適している、ばね（８１）を備えていることを特徴とする請求項３又は４による装置。

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