JP7012743B2 - ガラス体を形成するための機械の取り出し機構 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス製品の製造に関し、より具体的には、ガラス製品形成機用取り出し機構に関する。

プレス・ブロー工程やブロー・ブロー工程などのガラス製品の製造プロセスでは、溶融ガラスのゴブが、例えばＩ．Ｓ．型の機械の各セクションから供給される。Ｉ．Ｓ．型では、ブランクモールドにおいて容器又はパリソンのプリフォームを反転位置に形成し、容器のクラウンも形成し、続いてプリフォームを通常の位置に、第２モールドにて反転させて、そこで最終的な所望の形状の容器に適合する最終的なブローを受ける必要がある。

最後のブローが行われると、取り出し機構が新しく形成された容器をブローモールドから冷却プレートに移し、そこで容器が初期冷却を受ける。その後、コンテナは、製造プロセス中に容器が受けたすべての熱応力が除去される焼鈍炉に向かって移動するベルトコンベア上の９０°プッシャーによって輸送される。

ガラス製品の取り出し機構はガラス産業でよく知られており、特にＩ．Ｓ．（個別セクション）形成機で使用されている。こうした形成機は主に、機械の前部にある支持構造体の端部の１つで旋回し、容器のブローモールド又は最終仕上げの位置から冷却プレートの位置まで角度的に振動するように移動する振動アームからなる。取り出しヘッドアセンブリが、振動アームの自由端に載置され、アームの振動運動に依存するという関係で移動する。取り出しヘッドアセンブリは、容器を最終ブローモールドから冷却プレートに移すために同時に開閉する少なくとも一対のトングを含む。

ガラス製品のモールド取り出し機構にはいくつかの種類があり、例えばＴｈｏｍａｓ Ｆｏｓｔｅｒの特許文献１には、キャリアによって運ばれるトングが物品を掴むことができる位置と、トングが機械の口板上に物品を解放する第２の位置との間の弓状経路において移動可能なトングキャリアを備える取り出し機構が開示されている。ピストンとシリンダのアセンブリが、キャリアがその第２の位置に近づくときにキャリアの動きに対抗するように動作可能なクッション手段を提供し、それによって物品と口板間の衝撃を減らす。

Ｈｅｉｎｚ Ｈｏｕｂｅｎらの特許文献２は、取り出し用トングを移動させるための平行リンク機構を備えたガラス製品形成機用取り出し機構に言及している。取り出し用トングの位置の調整を可能にするために、平行リンク機構の固定ピボットのうちの１つの位置を調整することができる。

取り出しの別の例は、Ｌｅｉｄｙ Ｄ．Ｗａｙｎｅらによる特許文献３に示されており、ガラスパリソンをモールドセット内で吹き込み形成して容器にし、吹き込み形成後の容器をガラス含有形成機の口板に移送する、組合せ型ブローヘッド及び取り出し機構を説明している。組合せ型機構のそれぞれは、振動アームの端部に旋回可能に取り付けられたキャリアアームから軸Ａの周りに旋回可能に吊り下げられている。反対側の端は、軸Ｂを中心に旋回する。各組合せ型ブローヘッド及び取り出し機構の軸Ｂは、他の組合せ型ブローヘッド及び取り出し機構がその下で振動できるように周期的に上下し、それによりブローヘッド及び取り出し機構の間のサイクルの重なりを可能にする。各ブローヘッド及び取り出し機構には、各容器をその仕上げにより係合又は解放するためのチャック又はトングアセンブリが装備されている。各トングアセンブリは複数のトング要素を有し、それらは、各トング要素によって運ばれるピンが乗る非円形スロットを有するカムの振動により、同時に半径方向内外に移動する。

物品の取り出し機構は適切に機能するが、これらの取り出し機構の重要な部分の１つは、ガラス物品の最終モールドの位置と冷却プレートに向かう前の位置との間で１８０°の角運動で動く振動アームである。

通常、この振動アームは、一連のギアのサポート、若しくはチェーンギアによる又はギア及び歯付きプーリーによるトランスミッションにより、その動作を実行する。ただし、生産量が多いため、要素が摩耗したり、（熱の影響で）調整がずれたり、それにより、物品をモールドから除去すると、取り出しヘッドがずれて垂直位置を失う。

このずれにより、物品をモールドから除去すると、取り出しヘッドの指部の半分は、物品のさまざまな高さにて接触するが、まだ熱い状態であるため、物品の首部の周りにマークが付いたり、物品が切れたりする可能性がある。

これが起こると、機械部を停止して、振動アームのベルト又はスプロケットチェーンを調整する必要がある。しかし、ギアが摩耗しているので、ギアに存在するクリアランスを正確に調整又は排除することはできない。

従って、本発明は、偏心コネクティングロッドとカムのシステムを使用して振動アームの構成要素を単純化し、より大きな接触面を提供し、より大きな円周空間に荷重を分散することにより部品間の摩耗を低減したガラス製品形成機用取り出し機構に関するものである。

この種類の構成は、摩耗を最小限に抑える。つまり、モールドから物品を除去するときに取り出し機構が完全に整列し、機械の前面に向かって０°から１８０°の角運動で移動する。

米国特許第４５２５１９５号明細書 米国特許第５２７１７５７号明細書 米国特許第６８４８２７３号明細書

従って、本発明の第１の目的は、振動アームが、摩耗を低減する偏心コネクティングロッドとカムのシステムで構成され、機構の動きをより正確にするガラス製品形成機用取り出し機構を提供することである。

本発明の別の目的は、より大きな円周空間に荷重を分散させることにより、部品間の摩耗を低減するガラス製品形成機用取り出し機構を提供することである。

本発明の更なる目的は、モールド及びガラス物品に対する取り出し／ブローヘッドの高さの整合を維持するガラス製品形成機用取り出し機構を提供することである。

ガラス製品形成機用取り出し機構の追加の目的は、ダブルエンベロープトランスミッションシステム（ウォームスクリューとギアが互いに巻き付いている）を利用することであり、他のウォームスクリュー設計よりも多く歯の領域に接触し且つより多くの歯をメッシュに提供することにより、荷重容量を大幅に増加させる。

本発明のこれら及び他の目的及び利点は、以下の本発明の詳細な説明の分野の専門家には明らかであり、その例示として添付の図面を参照して行われ、本発明を含むがこれに限定されないと考えられる。

図１は、本発明に係るガラス製品形成機用取り出し機構を示す従来の斜視図である。 図２は、従来の斜視図であり、本発明に係る、ブローヘッドのないガラス製品形成機用取り出し機構を示している。 図３は、本発明に係るガラス製品形成機用取り出し機構の内側を示す側面図である。 図４は、本発明において、機械の前面に向かって０°から１８０°の角運動を行って逆方向に戻るガラス製品形成機用取り出し機構の一連の動きを側面図で示したものである。 図５は、本発明において、機械の前面に向かって０°から１８０°の角運動を行って逆方向に戻るガラス製品形成機用取り出し機構の一連の動きを側面図で示したものである。 図６は、本発明において、機械の前面に向かって０°から１８０°の角運動を行って逆方向に戻るガラス製品形成機用取り出し機構の一連の動きを側面図で示したものである。 図７は、本発明において、機械の前面に向かって０°から１８０°の角運動を行って逆方向に戻るガラス製品形成機用取り出し機構の一連の動きを側面図で示したものである。 図８は、本発明に係るガラス製品形成機用取り出し機構の偏心コネクティングロッドシステムを上から見た断面図である。 図９は、本発明に係るガラス製品形成機用取り出し機構に動きを与えるためのリフト機構を示す垂直断面図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明に係るガラス製品形成機用取り出し機構に動きを与えるための第１偏心器の側面図及び正面図を示す。 図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明に係るガラス製品形成機用取り出し機構に動きを与えるための第２偏心器の側面図及び正面図を示す。

本発明に係るガラス製品形成機用取り出し機構を、これの説明として添付の図面を参照して以下に説明するが、同じ番号は示された図の同じ部分を指す。

図１は、支持構造体１２；支持構造体１２に連結されたサーボモータ１４；及び支持構造体１２の第１端部のために回転するように接続された振動アーム１６を含むガラス製品形成機用取り出し機構１０を示す。この振動アーム１６は、後で詳細に説明するサーボモータ１４に接続されており、第１の位置Ａから、例えば最終ガラス製品形成機からモールドの位置から前方位置Ｂまでの間で、ガラス製品形成機の前方に向かって１８０°の角運動で移動する。

取り出しトングヘッド１８はトング又は指部２０を有し、これらのトング又は指部２０は、その形成プロセス中に、物品（図示せず）のクランプ及び解放ステップを実行するための開閉動作を有する。取り出しトングヘッド１８は、その上部を介して振動アーム１６の自由端と連結されており、このアーム１６の振動運動に依存する関係で動く。

図２は、取り出しトングヘッド１８を連結しない物品取り出し機構１０の斜視図であり、取り出しトングヘッド１８を動かすためにそれ自体の軸上で回転する連結ヘッド２０のみを示している。

ここで図２～図７を参照すると、振動アーム１６は、前壁２２Ａ及び後壁２２Ｂを有するハウジング２２；及び前端壁２２Ａと後端壁２２Ｂとの間に、端部を介して連結された第１シャフト２４により構成される偏心コネクティングロッド及びカムのシステムを含む。第１シャフト２４の前端は、取り出しトングヘッド１８の連結ヘッド２０に連結されている。一対の円形カム２６，２８（前部に１つ、後部に１つ）は、一方が他方の後ろにあるという関係で、第１シャフト２４に偏心して接続されている。前記円形カム２６，２８は、図１０Ａ及び図１０Ｂにより詳細に示されるように、一方が他方に対して約４５°の角度オフセットで配置されている。

第２シャフト３０は、第１シャフト２４と平行に一定の距離Ｘ１だけ離れており、同じ水平軸上に整列している。第２シャフト３０は、その端部を介して前壁２２Ａと後壁２２Ｂとの間に連結されている。第２シャフト３０は、ハウジング２２の前壁２２Ａと後壁２２Ｂとの間のそれ自体の軸上で自由に回転するように連結されている。一対の円形カム３２，３４（前部に１つ、後部に１つ）は、一方が他方の後ろにあるという関係で、第１シャフト３０に偏心して接続されている。前記円形カム３２，３４は、図１１Ａ及び図１１Ｂにより詳細に示されるように、一方が他方に対して約４５°の角度オフセットで配置されている。

一対のコネクティングバー又はコネクティングロッド３６，３８は、それぞれ前部円形カム２６，３２及び後部円形カム２８，３４に接続されている。前部円形カム２６，３２を接続することによるコネクティングバー又はコネクティングロッド３６と、後部円形カム２８，３４を接続することによるコネクティングバー又はコネクティングロッド３８。この構成により、第１シャフト２４は、第２シャフト３０に対して角並進運動で動くことができる。このようにして、サーボモータ１４（以下に説明する）と連結されたハウジング２２は、第１の位置Ａから、即ちガラス物品の最終形成モールドの位置から前方位置Ｂまでの間で、物品形成機の前方に向かって１８０°の角度で動く。ハウジング２２は、第２シャフト３０上で回転するように支持され、運動をコネクティングバー又はコネクティングロッド３６，３８に伝達する。シャフト２４，３０と、カム２６，２８と、コネクティングバー又はコネクティングロッド３６，３８との配置は、第２シャフト３０の周りのハウジング２２の並進運動を生成する。

図４～図７に概略的に示されるように、第１の位置にあるハウジング２２は、例えばガラス物品の最終形成モールドの位置（位置Ａ）に水平に配置される。図５及び図６において、ハウジング２２は、第１の位置Ａと前方位置Ｂとの間で、物品形成機の前方に向かって時計回りに１８０°の角運動で移動する。図７は、ガラス製品の新しい移送サイクルを開始するための反時計回りのハウジング２２の戻り経路を示す。しかし、上記の図から分かるように、２つのシャフト２４，３０は、並進プロセス全体を通じて常に直線性を維持している。

最後に、図８及び図９は、偏心コネクティングロッドとカムの配置と、ガラス物品形成機の取り出し機構に動きを与える機構との詳細な図を示す。

図８に詳細に見られるように、ハウジング２２は、前壁２２Ａと後壁２２Ｂを含む。円形カム２６，２８を有する第１シャフト２４は、その端部を介して、軸受４０，４２の間の前壁２２Ａと後壁２２Ｂとの間に連結されている。軸受４２は、ハウジング２２の後壁２２Ｂに取り付けられたカバー４４Ｂで覆われており、一方で前部は、ハウジング２２の前壁２２Ａに連結された中央開口部４４Ａを有するカバーで覆われている。ハウジング２２の前壁２２Ａと一致する第１シャフト２４の前端は、カバー４４Ａの中央開口部を通過して、取り出しトングヘッド１８の連結ヘッド２０を接続する。

第１シャフト２４よりも長い第２シャフト３０も、軸受４４，４６の間の前壁２２Ａと後壁２２Ｂとの間に連結されている。第２シャフト３０の前端及び軸受４４は、ハウジング２２の前壁２２Ａに取り付けられたカバー４８で覆われており、一方で第２シャフト３０の後端は、自由に回転するように支持構造体１２に取り付けられている。コネクティングバー又はコネクティングロッド３６，３８は、それぞれ前部円形カム２６及び３２と後部カム２８，３４のそれぞれを接続し、第２シャフト３０に対して角運動する。

支持カバー５２を有する円筒状の本体又はスリーブ５０は、前記支持カバー５２を介してハウジング２２の後壁２２Ｂに連結されている。第２シャフト３０の後端部５４は、それ自体の軸上で自由に回転するように、前記円筒体又はスリーブ５０に挿入される。支持カバー５２は、第２シャフト３０に配置されたベアリング４６を更に覆う。

ギア又は歯付きギアリング５６は、ギア５６が駆動されると、ハウジング１８に直接連結されたスリーブ５０が第２シャフト３０上のハウジング１８を回転させるように、スリーブ５０の本体に取り付けられる。ハウジング運動１８は、コネクティングバー又はコネクティングロッド３６，３８によって、その回転運動を並進運動に変換する。

ギア５６は、ダブルエンベロープトウォームスクリュー５８に接続されており（図９）、これは、サーボモータ１４の運動により回転運動を左又は右に伝達して、振動アーム１６の１８０°の角運動を実行するように、サーボモータ１４の駆動シャフト６０に連結されている。

図９に示すように、ギア又はクラウンギア５６は、ハウジング２２に接続されたシリンダ５０に固定連結されている。ダブルエンベロープウォームスクリュー５８に接続されているギア又はネックリング５６、つまり、この概念では、ウォームスクリュー５８はギア又はクラウンギア５６を囲み、これによって荷重容量が増加してギア歯領域５６との接触が大きくなり、従ってサイズを大きくせずにトルクを増やすことができる。ウォームスクリュー５８は、支持構造体１２上に配置された下部軸受６０と上部軸受６２との間で、支持構造体１２上で回転するように連結されている。

シャフト６４は、下端６６及び上端６８を有し、前記シャフト６４は、支持構造体１２に直立して配置されて左又は右への回転運動でそれ自体の軸上で回転する。シャフト６４の下端６６はダブルエンベロープウォームスクリュー５８に固定連結されており、シャフト６４の上端はサーボモータ１４に接続されている。サーボモータ１４は、シャフト６４及びウォームスクリュー５８を回転運動させ、従ってギア又はクラウンギア５６を動かす。

シリンダ又はスリーブ５０に連結されたギア又はクラウンギア５６の回転運動により、ハウジング２２は、上述のように第１の位置Ａと前方位置Ｂとの間で１８０°の角運動を行い、その逆も同様である。

ガラス製品形成機用取り出し機構の特定の実施形態が説明されたとしても、他の多くの特性又は改良を行うことができることは当該分野の専門家には明らかであり、このことは以下の請求項によって決定される分野内で考慮できる。

Claims (7)

1. 支持構造体と、
   前記支持構造体に連結された駆動手段と、
   第１端部及び第２端部を有し、前記駆動手段と前記第１端部にて旋回する形で連結され、前記駆動手段が第１の位置と第２の位置との間の角運動で動かすことが可能な振動アームと、
   前記振動アームの振動運動と依存する関係で動く、前記振動アームの前記第２端部に連結された取り出しトングヘッドと、
   を含む種類のガラス製品形成機用取り出し機構であって、
   前記振動アームが、
   前壁と後壁を有する中空ハウジングと、
   前記中空ハウジングの前壁と後壁との間に水平に配置され、前記中空ハウジングの第１端部で内部的に連結され、その第１端部が前記支持構造体に連結されるようにハウジングから突出している第１固定軸と、
   前記第１固定軸に連結された第１カム手段と、
   前記中空ハウジングの第２端部に連結され、前記中空ハウジングの前記前壁と前記後壁との間に水平に配置された第２回転軸であって、前記第１固定軸に対して平行に離間し、その一端が取り出しトングヘッドと直接の関係で連結される第２回転軸と、
   前記第２回転軸に連結された第２カム手段と、
   前記第１固定軸の前記第１カム手段と前記第２回転軸の前記第２カム手段とを旋回可能に接続するリンク手段であって、前記駆動手段の動きにより、前記中空ハウジングが駆動されて前記第１固定軸上でその第１端部で自由に回転し、前記第２回転軸が前記リンク手段を介して前記第１の位置と前記第２の位置との間の角並進運動で動き、その逆も同様である、リンク手段と、
   を備え、
   前記第１カム手段が、第１前部カム及び第２後部カムであり、前記カムが、一方が他方の後ろにあるという関係で、前記第１固定軸に対して偏心して配置されており、
   前記第２カム手段が、第３前部カム及び第４後部カムであり、前記第３前部カム及び前記第４後部カムが、一方が他方の後ろにあるという関係で、前記第２回転軸に対して偏心して配置されており、
   前記リンク手段が、それぞれ、前記第１固定軸の前記第１前部カム及び前記第２回転軸の前記第３前部カム、並びに前記第１固定軸の前記第２後部カム及び前記第２回転軸の前記第４後部カムに連結されている、ガラス製品形成機用取り出し機構。
2. 前記中空ハウジングが、
   第１端部及び第２端部を有する円筒体と、
   前記円筒体の前記第１端部に形成された中央開口部を有し、前記ハウジングの前記後壁に固定されている支持カバーであって、前記第１固定軸上で回転するように前記円筒体と連結されている、支持カバーと、
   前記円筒体に固定連結されたギアであって、前記第１固定軸上で前記ハウジングを回転させる前記駆動手段と接続されているギアと、
   を更に含む、請求項１に記載のガラス製品形成機用取り出し機構。
3. 前記第１前部カム及び前記第２後部カムが、互いに対する関係において約４５°の角度オフセットで位置決めされている、請求項１に記載のガラス製品形成機用取り出し機構。
4. 前記第３前部カム及び前記第４後部カムが、互いに対する関係において約４５°の角度オフセットで位置決めされている、請求項１に記載のガラス製品形成機用取り出し機構。
5. 前記第１カム手段及び前記第２カム手段が円形カムである、請求項１に記載のガラス製品形成機用取り出し機構。
6. 前記駆動手段が、
   前記支持構造体内に配置され、前記支持構造体上で自由に回転するように配置されているウォームスクリューと、
   第１端部及び第２端部を有する回転シャフトであって、その前記第１端部に前記ウォームスクリューが固定接続されており、前記支持構造体内に配置されて左又は右への回転運動でそれ自体の軸上で回転する回転シャフトと、
   前記シャフトの前記第２端部に接続されて前記シャフトと前記ウォームスクリューを同時に回転運動させるモータと、
   を備える、請求項１に記載の取り出し機構。
7. 前記ウォームスクリューがダブルエンベロープタイプである、請求項６に記載の取り出し機構。

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