JP7473569B2 - ガラス製品成形機用の回転直線機構 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス製品成形機において使用される機構に関し、より詳細には、漏斗保持アーム、シャッタアーム、ブローヘッド用アームまたは同様の機構を接続するように適合され得る、ガラス製品成形機用の回転直線機構に関する。

ガラス容器などのガラス製品は、通常、ボトル、ガラスおよび他のガラス製品などの広口容器および狭口容器を製造するために、ブローブロー工程およびプレスブロー工程によって、複数の同様の個々の成形部を含み得るものなどのガラス製品成形機で製造される。これらは、空気圧、サーボ空気圧、およびフルサーボ技術の「Ｅ」、「Ｆ」、「ＳＦ」シリーズとして知られる成形機で製造される。

ブローブロー工程またはブロープレス工程による容器製造工程中に、ゴブの形態のガラスがパリソン成形ステーション内のパリソンまたはプリフォームされた金型内に導入され、そこで、工程に応じて、ゴブは、ブロー工程または真空工程によってパリソン金型の下部へ沈降して、容器のクラウンを形成する。次いで、容器クラウンが形成されると、カウンターブローが行われて、容器のパリソンまたはプリフォームが形成される。続いて、容器プリフォームは、パリソン金型の１８０度の移動を伴う反転機構によって成形ステーションの最終ブロー金型または最終ブロー金型に移送され、そこで最終形状が容器に与えられる。最後に、新しく形成された容器は、コンベヤベルト機構によって焼戻炉に移送され、そこで後で装飾または包装される。

パリソン形成シーケンスの間、機械的カムを使用して垂直（上下）かつ半径方向の運動で左および右に移動して、容器プリフォームライン上に位置決めする同様の機構があり、例えば、容器パリソン形成のブローブロー工程では、ゴブを予備成形キャビティ内に案内するために金型の上に位置決めされる漏斗機構がある。ガラスゴブが送達された後、ガラスゴブが容器のガラスクラウンを形成する金型の底部に確実に沈降するように、ならびにガラスとパリソン金型の壁との均一な接触を確実にするために、（漏斗上の）封止機構が沈降ブローを実行するように位置決めされる。

設定後、封止機構および漏斗機構は金型の上部から取り外され、封止機構は金型に再び入り、容器の基部を形成するために金型の上部に垂直かつ半径方向の運動でそれ自体を位置決めする。この基部は、容器のクラウンが成形ピストンによって形成される金型の下部から来るカウンターブローによって形成される。

パリソンが形成されると、パリソンは、反転機構によって移送され、容器の最終的な形成のために最終ブロー金型内に配置される。ブローヘッド機構は、容器に最終形状を与えるために金型の上部上に回転直線運動によって位置決めされる。

上記の工程から分かるように、漏斗機構、封止機構、およびブローヘッド機構の両方は、容器を形成するための初期位置から容器形成工程の外側の第２の位置まで、容器形成シーケンスに従って、交互の回転直線運動で移動する。

例えば、Ｍａｕｌ Ｂｒｏｔｈｅｒｓに譲渡された米国特許第３３８３１９３号明細書は、中空ガラス物品を形成するための装置に関し、ここで、プラグは、カム、カムフォロア機構、伸縮ピンおよびオリフィス構成の相互協働によって金型キャビティの一端に向かって作動位置にもたらされる。ピンおよび穴は振動を吸収し、装置の寿命を延ばす。

Ｅｍｈａｒｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓに譲渡された米国特許第５９２８４００号明細書するは、漏斗、シャッタまたはブローヘッドなどの作動アタッチメントを別々の作動位置の間で移動させるための、ガラス製品成形機に使用される取付け構造を示している。機械は、垂直作動シャフトおよび平行な支持シャフトを備え、取り付け構造は、作動シャフトに調整可能に取り付けられた第１のリンクと、支持シャフトに摺動可能に取り付けられた第２のリンクとを備える。２つのリンクは、スピンドルにヒンジ結合され、スピンドルと平行なリンクを形成する。キーおよびキー溝は、第１のリンクを作動シャフトに対して所望の角度比に保つ。スピンドルには、作動アタッチメントを所望の角度比でスピンドルに固定することができる解除可能装置が設けられている。

しかしながら、成形ステーションの数を増やすことによって、成形金型および周囲装置（シングルキャビティ用、マルチキャビティ用を問わず）の数が連続的に増加し、したがって機械操作のコストが増加する。

通常、移送機構は、主に、アームによってピストンロッドの上端に連結されたブローヘッドまたはシーリングヘッドまたは漏斗からなる。ピストンロッドは、その中間部分を介してピストンに連結され、ピストンは上方または下方への運動でシリンダ内を移動する。シリンダ－ピストン組立体は、機械構造に取り付けられている。ピストンロッドがキャップの上方に突出した状態で、キャップがシリンダの上部を閉じる。アームを有するピストンロッドは、その上端で支持体に連結され、この支持体内でそれ自体の軸線上で回転する。

カムフォロアは、ピストンロッドの下端に接続され、ピストンロッドは、走行または並進するカム溝を有する円筒形ハウジングに連結される。カムフォロアは、カム溝の側面に当接している。

したがって、ピストンロッドが（ピストンの移動により）上方に移動すると、機構アームは直線運動で上方に移動し、次に、それが金型の上にそれ自体を位置決めするまで斜めの運動で内側に移動する。この時点で、ブローヘッドまたは任意の他の要素は、ブローまたは成形機能を実行するために垂直運動で下方に移動し、その後、対応する段が完了すると、それは垂直上方に移動して金型から分離し、斜めの外側への運動で戻る。すなわち、形成工程中、アームは、円筒形ハウジング内に形成されている伝達カム溝の経路を通って、ピストンロッドおよびカムフォロアによって内側および外側に角度経路をたどる。

シリンダ－ピストン組立体は、場合によっては、気密封止されたシリンダライナを有する空気圧シリンダであり、ライナの内部を圧縮空気が作用する２つの隔離されたチャンバに分割するピストンを含む。圧縮空気がそのチャンバのうちの１つの吸気口のうちの１つを通って特定の圧力で噴射されると、空気はピストンに力を及ぼし、ピストンをそのストローク全体に沿って移動させ、ピストンをその反対位置に移動させる。

しかしながら、物品を形成するための機構が既に存在しているにもかかわらず、一部のものは依然として、斜めの運動と組み合わせてロッドを上下に移動させるシリンダ－ピストンの概念を使用している。これらは、空気流をシリンダチャンバに供給するための一連のバルブおよび入口ポート、バルブの元の位置への戻りを支持するためのばねの使用、ならびに必要な角度運動をもたらすためのカムの使用を必要とする。

上記にもかかわらず、この種の機構の主な問題のうちの１つは、その一定の運動に起因して、部品が摩耗し、わずかな程度ではあるが、アームの動きの非同期を引き起こし、金型上でのブローヘッド、シャッタなどの連結中にわずかなノックを引き起こすことである。

さらに、この種の機構は、機械の成形サイクルに従ってその位置の適切な性能を保証するために、構築が容易であり、修理が容易でなければならない。

さらに、回転直線機構が支持フレームの上部に取り付けられ、冷却システムの動作を制限することに留意することが重要である。

したがって、既に知られている機構を単純化し、それらの性能のより良い効率を達成し、ならびにそれらのメンテナンスの効率を改善するために、同様のタスクを実行する機構を標準化し、それらのタスクを実行するためにそれらの特定の器具のみをそれらに装備することによって、機械を装備するコスト、在庫されている機構および部品「ＳＫＵ」（在庫管理ユニット）の数、ならびに共通の機構および装置の特定の器具の組立ての単純さを可能な限り最小化するために、本発明は、それらのいずれかのための左または右の配置におけるガイド漏斗、シャッタおよびブローヘッドに使用することができる回転直線機構に関する。

さらに、このタイプの機構を使用することにより、最新の技術開発は、最適化された運動減衰から利益を得る。このタイプの機構は、漏斗アーム、シャッタまたはブローヘッドの並進運動および回転運動を可能にする。回転角度は、＋／－０．１°で調整可能であり、機構に大きな柔軟性および様々な機能をもたらす。結果として、介在するすべての成形接続部において最適化された製品を製造する漏斗、シャッタ、およびブローヘッド機構が得られる。

さらに、その配置により、回転直線機構を機械構造の上部に配置することができる。

米国特許第３３８３１９３号明細書 米国特許第５９２８４００号明細書

したがって、本発明の主な目的は、ブローブロー工程、プレスブロー工程、およびダイレクトプレス工程によってガラス製品を形成する工程において、ブローヘッド、シャッタ、または漏斗を動作させるように容易に適合させることができるガラス製品成形機用の回転直線機構を提供することである。

本発明のさらなる目的は、製造される物品の様々な高さに応じて容易に調整することができるガラス製品成形機用の回転直線機構を提供することである。

本発明のさらなる目的は、ガラス製品成形機用の回転直線機構を提供することであり、これにより製造部品の数が削減され、その結果製造コストが削減される。

本発明の別の目的は、ブローヘッドアーム、シャッタまたは漏斗の誤動作を防止することによってそれらの回転振動を抑制する、ガラス製品成形機用の回転直線機構を提供することである。

本発明の別の目的は、ダブルカムフォロアを使用することによって、カムトラック上の連続的な接触が保証され、２つのフォロアに慣性負荷を分散させることによって、より長い耐用年数を達成し、したがって、ブローヘッドアーム、シャッタまたは漏斗の運動においてより高い精度を達成し、したがって、その耐用年数を延長する、ガラス製品成形機用の回転直線機構を提供することである。

本発明のさらなる目的は、機械の上部に回転直線機構を取り付けることができ、当該部分に取り付けられたすべての要素および機構を見て、それらにアクセスすることができ、機械の作動効率を改善することである。

本発明のさらなる目的は、これが機械の上部に取り付けられる場合、機械速度を増加させることによって金型冷却システムの性能が最大化されることである。

本発明のさらなる目的は、回転直線機構の上部取付け部における配置を使用して、容器成形機の可変装置に使用されるアームの短い長さが達成され、アームの撓み、ひいては機械的要素と成形品との接続における誤動作を回避することである。

本発明のこれらおよび他の目的は、以下の詳細な説明の分野の専門家には明らかであろう。

本発明によるガラス製品成形機用の回転直線機構の従来の斜視図である。 ガラス製品成形機用の回転直線機構の、図１の線Ａ－ＡＡに沿った断面図である。 本発明の回転直線機構の内部の第１の部分を詳細に示す従来の斜視図である。 本発明の回転直線機構の内部の第２の部分を詳細に示す従来の斜視図である。 本発明の回転直線機構のカムフォロアを詳細に示す従来の斜視図である。

本発明をよりよく理解するために、ブローヘッド、シャッタまたは漏斗上のその連結を示すことなく、ガラス製品成形機用の回転直線機構１０のみを説明する。

図１に示すように、ガラス製品成形機用の回転直線機構１０は、主に、軸方向の運動でシャフト１２を同時に移動させるために、また、半径方向の運動でアーム１４を左または右へ移動させるために使用される。該シャフト１２は、該アーム１４に接続されている。アーム１４は、物品形成位置とオフ位置との間を移動する、該成形機の漏斗保持アーム、シャッタアーム、またはブローヘッド用のアームである。シャフト１２は、上部からその全長の約半分まで形成された中空通路ＳＨを有する。それはまた、電流がない場合の安全目的のためにシャフト１２内に配置されたばね（図示せず）を含み、ばねの蓄積された力が圧縮されると、シャフトを上方位置に移動させることができ、事故または衝撃を回避することを可能にする。

ここで本発明の回転直線機構１０の各部分を詳細に参照すると、開放上端部１８および開放下端部２０を有する円筒形ハウジング１６が示されている。軸方向通路２４を有する支持構造体２２で、該支持構造体２２は、その下部２６によって円筒形ハウジング１０の上端部１８に連結される。シャフト１２はハウジング１６内に配置され、シャフト１２の上端部２８は、ハウジング１６の上端部１８と下端部２０とによって境界を定められる上方位置と下方位置との間でハウジング１６の内面上を摺動するための、より大きな直径のリングまたは環状部分３０を含む。シャフト１２は、その下部３２において円筒形ハウジング１６の下端部２０を越えて延在する。

サーボモータまたは回転直線アクチュエータまたはステッパモータ３４はシャフト部３６を有し、該サーボモータ３４は支持構造体２２の上部に配置される。再循環シャフトまたはボールねじ３８は、サーボモータ３４のシャフト部３６に接続された上端部４０、および下端部４２を有する。該ねじ３８は、シャフト１２の中空通路ＳＨ内に垂直に配置され、左または右への回転運動でそれ自体の軸を中心に回転する。ボールねじ３８のナット４４は、ねじ３８の左方または右方への回転運動をシャフト１２の上方または下方への直線運動に変換するために、シャフト１２のリングまたは環状部分３０に固定的に係合している。ねじ３８は、支持構造体２２の軸方向通路２４に配置された軸受４６によって該支持構造体２２内に連結される。

カムスリーブまたはカムカバー４８は、円筒形ハウジング１６の底部に配置され、ハウジング１６の下端部２０に連結される。円筒形または軸方向カムプロファイル５２を有するドラムカム５０は、カムカバー４８内に固定的に配置される。シャフト１２の略中間部には、一対のカムフォロア５４が連結されている。シャフト１２は、ドラムカム５０を貫通して配置される。カムフォロア５４は、ドラム５０のカムプロファイルトラック５２上に連続的に接触して配置される。カムプロファイル５２は、シャフト１２に約または約４７°だけ左方または右方に角度変位またはねじれを生じさせるための湾曲脚部５２Ａと、同じシャフト１２の上方または下方への運動を生成して金型（図示せず）の上部の周りで係合または係合解除するための直線脚部５２Ｂとを有する。２つのカムフォロアを使用する利点は、カムトラック上の連続的な接触を確実にし、回転中の振動を排除し、慣性負荷を２つのフォロアに分散することによってより高い耐久性をもたらすことである。

上記から分かるように、Ｉ．Ｓ．マシンの底部に配置されてもよく、または同じマシンの上部支持梁（図示せず）に取り付けられてもよい漏斗アーム、シャッタアーム、またはブローヘッド機構と共に使用されてもよい回転直線機構１０が記載されており、該回転直線機構１０は、２つの異なる方法でアームを揺動させることができる。

一例として、漏斗（図示せず）のアーム１４の動きを考慮すると、回転直線機構１０がＩ．Ｓ．マシンの底部または基部に配置される場合、成形金型が閉じられると、サーボモータ３４は、ねじ３８を回転運動で（機構の位置に応じて左または右に）移動させ、シャフト１２は、それが金型の上に位置決めされるまで、カム５２の湾曲部分５２Ａにしたがって約４７°の回転で移動する。この時点で、シャフト１２およびシャフト１２の一端に取り付けられたアーム１４は、（カム５２の輪郭または直線部分５２Ｂに起因して）垂直下方運動で下方に移動して上方運動または下方運動を生成し、ガラスのゴブが漏斗から金型内に通過することを可能にする。その後、対応するステージが完了すると、アーム１４は垂直上方に移動して金型から離れ、外側への角運動で戻る。すなわち、形成工程中、アーム１４は、ドラムカム５０に形成された伝達カム溝５２の経路を通って、シャフト１２およびカムフォロア５４によって内側および外側に斜めの経路をたどる。

回転直線機構１０がＩ．Ｓ．マシンの上部または支持梁上に配置されている場合、成形金型が閉じられると、サーボモータ３４は、ねじ３８を回転運動で（機構の位置に応じて左または右に）移動させ、次いで、工具保持アーム（図示せず）が金型の上に位置決めされるまで、シャフト１２が下方に移動する。この時点で、漏斗（図示せず）およびアーム１４は、ガラスのゴブが金型内を通過することを可能にするために垂直下方移動で下降する。その後、対応するステージが完了した後、シャフト１２（および対応するアーム１４）は垂直上方に移動して金型から離れ、外側への角運動で戻る。

したがって、ガラス製品成形機の漏斗、シャッタまたはブローヘッド機構アームで使用するための回転直線機構１０の特定の実施形態を説明したが、該機構は、同様の一連の動きを有する任意の機器で使用することができ、したがって、以下の特許請求の範囲によって決定される分野内で考慮され得る多くの他の特徴または改善を行うことができることは当業者には明らかであろう。

Claims (7)

1. 漏斗保持アーム、シャッタアーム、またはブローヘッド用アームに接続されて、前記アームのそれぞれに対し、物品を形成するための成形金型に関連する第１の位置から前記物品を形成するための前記金型の外側の第２の位置まで軸方向および半径方向の運動を同時に実行するように適合された、ガラス製品成形機用の回転直線機構であって、前記回転直線機構は、
   開放上端部と開放下端部とを有する第１のハウジング（１６）と、
   上端と下端とを有する第１のシャフト（１２）であって、前記第１のハウジングの内側部分上に整列して配置され、前記第１のハウジング内で第１の位置と第２の位置との間で内部的に摺動し、前記第１のシャフト（１２）の上端から延在する中空通路（ＳＨ）を含み、前記中空通路（ＳＨ）の全長は、前記第１のシャフト（１２）の全長よりも短く、前記第１のシャフト（１２）は、その下部において前記第１のハウジングの前記開放下端部を越えて延在しており、前記漏斗保持アーム、シャッタアーム、またはブローヘッド用アームが前記第１のシャフト（１２）の前記下端に取り付けられている、第１のシャフト（１２）と、
   前記第１のシャフト（１２）の外周に取り付けられたカムフォロア手段であって、前記第１のハウジングの前記開放下端部かつその下に配置されたカムフォロア手段と、
   回転運動を直線運動に変換するために、前記第１のシャフト（１２）の前記中空通路内に連結された直線作動手段（３８）であって、上端と下端とを有する直線作動手段（３８）と、
   前記直線作動手段の前記上端に連結された駆動手段（３４）であって、前記作動手段への左または右への旋回運動を提供し、前記第１のハウジング内の前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記第１のシャフト（１２）を移動させる、駆動手段（３４）と、
   前記第１のハウジング（１６）の前記開放下端部に固定的に接続された第２のハウジング（４８）であって、カムプロファイルを含み、前記カムフォロア手段が、前記カムプロファイル上に連続的に接触して配置されて、前記第１のシャフト（１２）の上方または下方への移動中に、前記第１のシャフト（１２）および前記アームの角度変位を左方または右方に生じさせる、第２のハウジング（４８）と、
   を備えることを特徴とする、ガラス製品成形機用の回転直線機構。
2. 前記駆動手段（３４）がサーボモータであることを特徴とする、請求項１に記載のガラス製品成形機用の回転直線機構。
3. 前記駆動手段（３４）がステッパモータであることを特徴とする、請求項１に記載のガラス製品成形機用の回転直線機構。
4. 前記駆動手段（３４）が線形空気圧シリンダであることを特徴とする、請求項１に記載のガラス製品成形機用の回転直線機構。
5. 前記第２のハウジングがカムカバー（４８）によって覆われていることを特徴とする、請求項１に記載のガラス製品成形機用の回転直線機構。
6. 前記カムフォロア手段がダブルカムフォロア（５４）であることを特徴とする、請求項１に記載のガラス製品成形機用の回転直線機構。
7. 前記直線作動手段（３８）がボールねじであることを特徴とする、請求項１に記載のガラス製品成形機用の回転直線機構。

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