KR20150036445A

KR20150036445A - 블로우 노즐 및 블로우 성형기

Info

Publication number: KR20150036445A
Application number: KR1020157003287A
Authority: KR
Inventors: 카즈유키 요코바야시; 다이자부로 타케하나; 후미유키 나카자와
Original assignee: 닛세이 에이. 에스. 비 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2015-04-07
Also published as: US9656419B2; TWI523751B; CN104507660B; KR101681292B1; EP2883682A4; JP6199867B2; TW201424992A; EP2883682B1; ZA201500912B; JPWO2014024835A1; CN104507660A; WO2014024835A1; MX359208B; US20150190975A1; EP2883682A1; MX2015001809A

Abstract

본 발명에 있어서, 네크부(22)에 마련된 플랜지부(22B)가 블로우 캐비티형 (10)에 지지되는 성형품(20)에 블로우 에어를 도입하는 블로우 노즐(30)은, 노즐 본체(50); 및 노즐 본체와 일체적으로 연결되어 네크부의 주위에 배치되는 아우터 노즐(80);을 가진다. 아우터 노즐은 플랜지부에 누름 접촉됨과 아울러 둘레방향으로 연속되는 제1면(84); 및 제1면보다 직경방향의 외측에 배치되어 블로우 캐비티형과 접촉하는 제2면(86);을 포함한다. 노즐 본체가 이동되어 제1면이 플랜지부에 접촉하고나서, 제2면이 블로우 캐비티형에 접촉하여 노즐 본체의 이동이 정지될 때까지 아우터 노즐의 제1면이 오버드라이브 되어, 제1면에 의해 플랜지부를 기밀 밀봉한다.

Description

블로우 노즐 및 블로우 성형기{BLOW NOZZLE AND BLOW MOLDING MACHINE}

본 발명은 블로우 노즐 및 블로우 성형기에 관한 것이다.

블로우 성형을 위해서는 블로우 캐비티형(blow cavity mold) 내에 배치된 프리폼의 네크부(neck part) 내에 블로우 코어형(blow core mold)을 압입하고, 네크부를 기밀 밀봉하여 블로우 에어를 도입하는 것이 통상적이다.

이와는 달리, 네크부 내에 블로우 코어형을 압입하지 않고 네크부를 기밀하게 밀봉하는 블로우 노즐이 제안되어 있다(특허문헌 1~3). 이러한 블로우 노즐에 따르면, 경량화된 프리폼으로서, 박육화(thinning)로 인해 충분한 기계적 강도를 확보할 수 없는 네크부를 구비한 프리폼이더라도 네크부가 변형되는 것을 방지할 수 있다.

일본국 공개특허공보 2002-307541호 일본국 공개특허공보 2004-34567호 미국 특허출원공개 제2010/0176540호

특허문헌 1~3은 모두 네크부 내에 블로우 코어형을 압입하지 않고 네크부를 기밀하게 밀봉한다는 점에서 공통되지만 기밀 밀봉하는 장소가 다르다.

특허문헌 1은 네크부를 포위하는 아우터 노즐의 단면(端面)이, 패킹 등의 기밀 밀봉재를 통해 블로우 캐비티형과 접촉하는 블로우 노즐을 개시하고 있다. 이렇게 해서 네크부의 주위를 기밀 공간으로 유지하고 있다. 단, 이 기밀 공간은 블로우 캐비티형을 구성하는 한 쌍의 블로우 캐비티 분할형(split mold)의 파팅면에 면해 있다. 파팅면에서 캐비티로 새어나가는 블로우 에어로 인한 성형 불량을 방지하기 위해, 블로우 캐비티형에 특수한 에어 벤트를 마련하여 파팅면에서 새는 블로우 에어를 캐비티가 아니라 외기로 내보낼 필요가 있다. 이러한 특수 구조의 블로우 캐비티형은 고가일 뿐만 아니라 유지 관리도 번잡해진다.

특허문헌 2는 노즐 본체와 거기에 고정된 유지부재 사이에서, O링 등의 탄성부재를 통해 아우터 노즐(접촉부재)을 이동 가능하게 지지한 블로우 노즐을 개시하고 있다. 아우터 노즐(접촉부재)이 탄성부재에 의해 프리폼의 서포트 링(플랜지부의 일례)과 탄성적으로 접촉함으로써 서포트 링을 기밀하게 밀봉하고 있다. 단, 이 방식에 따르면, 기밀 밀봉 능력은 노즐 본체의 정지위치에 의존하며, 노즐 본체가 탄성부재의 탄성범위를 넘어서 오버드라이브 되면 서포트 링이 파손되어 버린다.

특허문헌 3은 노즐 본체와 거기에 고정된 아우터 노즐 사이에서, 압축 코일 스프링 등의 탄성부재를 통해 이너 노즐을 이동 가능하게 지지한 블로우 노즐을 개시하고 있다. 이너 노즐이 탄성부재에 의해 프리폼의 네크부 단면과 탄성적으로 접촉함으로써 네크부 단면(천장면)을 기밀하게 밀봉하고 있다. 단, 이 방식도 특허문헌 2와 마찬가지로, 기밀 밀봉 능력은 노즐 본체의 정지위치에 의존한다.

또한 특허문헌 1~3에서는 네크부를 기밀 밀봉하는 데에 패킹, O링, 압축 코일 스프링 등의 탄성부재가 필수였다.

따라서 본 발명의 몇 가지 양태는 노즐 본체의 정지위치를 일정하게 해서 기밀 밀봉 능력을 안정시키고, 게다가 탄성부재를 반드시 이용하지 않아도 기밀 밀봉되는 성형품의 플랜지부를 파손시키는 일이 없는 블로우 노즐 및 블로우 성형기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 본 발명의 일 양태는 개구되는 네크부에 마련된 플랜지부가 블로우 캐비티형에 지지되는 성형품에 블로우 에어를 도입하는 블로우 노즐로서,

승강 이동되는 노즐 본체; 및

상기 노즐 본체와 일체적으로 연결되어, 상기 네크부의 주위에 배치되는 통형상의 아우터 노즐;을 가지며,

상기 아우터 노즐은,

상기 플랜지부에 누름(pressing) 접촉됨과 아울러 둘레방향으로 연속되는 제1면; 및

상기 제1면보다 직경방향의 외측에 배치되어, 상기 블로우 캐비티형과 접촉하는 제2면;을 포함하고,

상기 노즐 본체가 이동되어 상기 제1면이 상기 플랜지부에 접촉하고나서, 상기 제2면이 상기 블로우 캐비티형에 접촉하여 상기 노즐 본체의 이동이 정지될 때까지 상기 제1면이 오버드라이브 되어, 상기 제1면에 의해 상기 플랜지부를 기밀 밀봉하는 블로우 노즐에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태에서는, 노즐 본체의 정지위치는 노즐 본체와 일체로 이동하는 아우터 노즐의 제2면이 블로우 캐비티형에 접촉하는 위치에서 일의적(一義的)으로 정해진다. 노즐 본체가 정지되기 전에 아우터 노즐의 제1면이 성형품의 플랜지부와 접촉되고, 노즐 본체가 정지할 때까지 아우터 노즐의 제1면은 오버드라이브 된다. 그로 인해, 아우터 노즐의 제1면은 성형품의 플랜지부에 파고들어가, 플랜지부를 기밀하게 밀봉할 수 있다. 즉, 제1면과 플랜지부의 누름 접촉에 의해 기밀 밀봉부가 형성된다. 오버드라이브량은 사출 성형되는 성형품의 플랜지부 두께의 치수 정밀도에 의존한다고 해도, 노즐 본체의 정지위치가 일정하므로 정밀도가 높다. 따라서, 오버드라이브량에 기초한 기밀 밀봉 능력은 거의 일정해진다. 게다가, 상술한 기밀 밀봉 작용에 탄성체는 불필요하다. 탄성체를 사용하지 않기 때문에 아우터 노즐의 제2면이 블로우 캐비티형에 접촉되어 있어도, 그곳에서의 기밀 밀봉성은 불완전하다. 그러나 본 발명의 일 양태에서는 상술한 대로 성형품의 플랜지부로 기밀 밀봉부가 형성되므로, 아우터 노즐의 제2면과 블로우 캐비티형의 접촉부에서의 기밀 밀봉성이 불완전해도 문제가 없다.

(2) 본 발명의 일 양태에서는 상기 제2면의 내부가장자리에서 상기 제2면의 외부가장자리로 연통(連通)되는 에어 벤트 홈을 더 가질 수 있다. 즉, 아우터 노즐의 제2면과 블로우 캐비티형의 계면은 특허문헌 1과 같이 기밀 밀봉성은 존재하지 않고, 에어 벤트 홈을 통해 대기와 연통되어 있다. 따라서, 제2면이 블로우 캐비티형과 접촉하기 직전에, 아우터 노즐과 네크부 사이의 좁은 공간에서 유출된 에어를, 상술한 기밀 밀봉부의 형성 후에도 대기로 방출할 수 있다. 이처럼 기밀 밀봉부보다 외측이자 아우터 노즐의 내측에, 비교적 고압인 에어가 체류할 일이 없다. 그로 인해, 노즐 본체가 정지위치까지 이동하는 것을 저지하는 외력이 발생하지 않는다.

(3) 본 발명의 일 양태에서는,

상기 아우터 노즐은 상기 제2면에서 안쪽으로 파인 오목부를 가지며, 상기 오목부의 바닥면에 상기 제1면이 형성되고, 상기 블로우 노즐 및 상기 성형품의 세로축 중심선에서 반경방향으로 소정거리 떨어진 위치에서, 상기 제2면에서 상기 제1면에 이르는 상기 오목부의 깊이를 d로 하고, 상기 아우터 노즐의 상기 제1면의 오버드라이브량을 δ로 하고, 상기 플랜지부의 두께를 t로 했을 때, d=t-δ로 할 수 있다.

이처럼, 아우터 노즐의 단면에 형성되는 오목부의 깊이(d)를 조정함으로써, 제1면이 접촉하는 영역에서의 플랜지부의 두께(t)에 맞춰 원하는 오버드라이브량(δ)을 설정할 수 있다.

(4) 본 발명의 일 양태에서는,

상기 아우터 노즐 내에 배치되어, 상기 블로우 에어를 상기 네크부 안으로 유도하는 통형상의 이너 노즐을 더 가지며,

상기 이너 노즐은 상기 노즐 본체의 이동에 따라, 상기 제1면이 상기 플랜지부에 접촉하기 전에 상기 네크부 내에 삽입되는 삽입부를 가지며, 상기 삽입부가 상기 네크부 내에 삽입되어 상기 성형품을 중심정렬(alignment) 할 수 있다.

여기서, 이너 노즐의 삽입부는 네크부의 내경(內徑)보다 약간 작은 외경(外徑)을 가짐으로써 네크부에 압입되는 일은 없으며, 네크부에 삽입되어 성형품을 센터링하는 중심정렬 기능을 가지면 된다. 이너 노즐의 삽입부는 성형품을 중심정렬함과 아울러, 성형품의 네크부가 내측으로 팽창되는 변형을 저지할 수 있다. 성형품의 중심정렬은 아우터 노즐의 제1면이 성형품의 플랜지부에 접촉하기 전에 실시된다. 그렇기 때문에, 중심정렬된 성형품의 플랜지부에 대하여, 아우터 노즐의 제1면을 확실하게 누름 접촉시킬 수 있다. 이처럼, 성형품의 네크부는 이너 노즐에 의해 중심정렬되므로, 아우터 노즐의 내경을 네크부의 외경보다 약간 큰 치수로 할 수 있다. 그에 따라, 아우터 노즐의 내표면에 의해, 네크부가 바깥쪽으로 팽창되는 변형을 규제할 수 있다.

(5) 본 발명의 일 양태에서는,

상기 이너 노즐은,

상기 노즐 본체와 상기 아우터 노즐 사이에 끼여서 지지되는 기단(基端) 플랜지;

상기 기단 플랜지와 상기 노즐 본체와의 대향면간에 마련되는 기밀 밀봉 부재; 및

상기 삽입부의 외경보다 직경 확대되어 형성되며, 상기 기밀 밀봉 부재에 의해 탄성적으로 상기 네크부의 단면과 접촉함과 아울러 둘레방향으로 연속되는 제3면;을 가질 수 있다.

이너 노즐은 노즐 본체와 아우터 노즐 사이에 기단 플랜지가 끼임으로써 노즐 본체에 지지된다. 블로우 에어 유로를 형성하는 노즐 본체와 이너 노즐의 접합면에는 기밀 밀봉 부재가 배치된다. 이 기밀 밀봉 부재는 노즐 본체와 아우터 노즐과의 연결부를 기밀하게 밀봉할 뿐 아니라, 이너 노즐의 제3면이 네크부의 단면에 탄성적으로 접촉할 때의 탄성부재로서 겸용된다. 성형품의 네크부는 플랜지부 및 네크부 단면에서의 2중 기밀 밀봉부에 의해 기밀 밀봉성이 더욱 높아진다.

(6) 본 발명의 일 양태에서는, 상기 이너 노즐은 상기 기단 플랜지와 상기 삽입부 사이의 영역에서, 상기 이너 노즐의 내표면에서 외표면으로 연통되는 에어 통로를 더 가질 수 있다.

이렇게 함으로써, 네크부의 단면이 기밀 밀봉되어도 에어 통로에 의해 네크부의 내외압을 동등하게 할 수 있다. 그로 인해, 중공(中空) 용기가 블로우 성형된 후에, 더욱 네크부를 바깥쪽으로 팽창시키도록 블로우 에어가 작용하는 것을 방지하여 네크부의 변형을 방지할 수 있다.

(7) 본 발명의 일 양태에서는, 상기 아우터 노즐의 상기 제1면의 오버드라이브량을 δ로 했을 때 0＜δ≤0.1mm로 할 수 있다. 더욱 바람직하게는 0＜δ≤ 0.05mm로 할 수 있다. 오버드라이브량이 이러한 범위이면, 성형품의 플랜지부에 남는 압흔이 중공 용기의 외관을 해치는 일이 없으며, 고압의 블로우 에어에 대해서도 기밀 밀봉성을 확보할 수 있다.

(8) 본 발명의 다른 양태는 네크부에 플랜지부를 가지는 성형품을 중공 용기에 블로우 성형하는 블로우 성형기에 있어서,

상기 성형품의 상기 플랜지부를 지지하고, 상기 중공 용기가 블로우 성형되는 캐비티 내에 상기 성형품이 배치되는 블로우 캐비티형; 및

상술한 (1)~(7) 중 어느 하나에 기재된 블로우 노즐;을 가지는 블로우 성형기에 관한 것이다.

본 발명의 다른 양태에 따른 블로우 성형기에서는 상술한 블로우 노즐에 의해 (1)~(7)의 작용·효과를 발휘하면서 중공 용기를 블로우 성형할 수 있다.

본 발명에 의하면, 노즐 본체의 정지위치를 일정하게 해서 기밀 밀봉 능력을 안정시키고, 게다가 탄성부재를 반드시 이용하지 않아도, 기밀 밀봉되는 성형품의 플랜지부를 파손시키는 일이 없는 블로우 노즐 및 블로우 성형기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 블로우 성형기에서 블로우 노즐의 대기 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 블로우 노즐이 도 1의 대기 상태에서 하강한 직후 이동 도중인 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 블로우 노즐에 의해 네크부를 기밀 밀봉한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 아우터 노즐의 제1면의 오버드라이브량을 설명하기 위한 도 3의 부분 확대도이다.
도 5는 도 3의 A-A방향에서 본 블로우 노즐의 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 이용해서 상세하게 설명한다. 한편, 이하에 설명하는 실시형태는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하는 것은 아니다. 또 이하에서 설명되는 구성 모두가 본 발명의 필수 구성 요건이라고는 할 수 없다.

1. 블로우 성형부

도 1~도 3은 블로우 성형기의 블로우 성형부(1)를 나타내고 있다. 도 1~도 3에서는 형 체결(mold clamping)된 한 쌍의 블로우 캐비티 분할형(11, 12)으로 이루어지는 블로우 캐비티형(10) 안에 성형품, 예를 들면 사출 성형된 프리폼(20)이 배치되어 있다.

프리폼(20)은 도 1에 도시한 바와 같이 네크부(22), 몸통부(24), 바닥부(26)를 가진다. 네크부(22)에는 나사부(22A)와 플랜지부, 예를 들면 서포트 링(22B)이 형성되어 있다. 네크부(22)의 개구단을 단면(천장면)(22C)이라고 칭한다. 프리폼(20)은 형 체결된 한 쌍의 블로우 캐비티 분할형(11, 12)의 상부면에 서포트 링(22B)이 놓여져, 블로우 캐비티형(10)에 지지되어 있다.

블로우 캐비티형(10)은 도 1에 도시한 바와 같이, 프리폼(20)으로부터 블로우 성형되는 중공 용기의 몸통부 및 바닥부의 외형에 상응하는 캐비티면(11A, 112A)으로 구획된 캐비티(10A)를 가진다.

2. 블로우 노즐

도 1~도 3에는 프리폼(20)의 네크부(22)에서 프리폼(20) 내부로 블로우 에어를 도입하는 블로우 노즐(30)이 도시되어 있다. 도 1에서는 블로우 노즐(30)이 프리폼(20)의 위쪽에서 대기하고 있다. 도 2에서는 블로우 노즐(30)이 내려오기 시작한 상태가 도시되어 있다. 도 3에서는 블로우 노즐(30)에 의해 프리폼(20)의 네크부(22)가 밀봉된 상태가 도시되어 있다.

블로우 노즐(30)은 도 1~도 3에 도시한 바와 같이, 프리폼(20)의 바닥부(26)의 내표면에 접촉 가능한 선단부(40A)를 구비한 연신 로드(40)를 이동 안내할 수 있다. 연신 로드(40)는 프리폼(20)을 블로우 성형 중에 중심정렬하여, 프리폼(20)을 세로축 연신시키기 위해 이용된다.

블로우 노즐(30)은 에어 실린더 등의 왕복 구동 기구에 의해 승강 이동되는 노즐 본체(50); 및 네크부(22)의 주위에 배치되는 통형상의 아우터 노즐(80);을 가진다. 노즐 본체(50)는 블로우 에어의 유로(52)를 구비한다. 블로우 노즐(30)이 연신 로드(40)를 구비할 경우에는 도 1에 도시한 바와 같이, 노즐 본체(50) 안에 연신 로드(40)를 슬라이드 안내하는 부시(bush)(60)를 배치할 수 있다. 부시(60)는 예를 들면 2중 관구조를 가지며, 중심의 구멍(62)으로 연신 로드(40)를 안내하고, 주위의 구멍(64)이 블로우 에어의 유로가 된다.

2.1. 블로우 노즐의 아우터 노즐

노즐 본체(50)에 일체적으로 연결되는 아우터 노즐(80)은 도 1에 도시한 바와 같이, 예를 들면 기단측에 암나사부(82)를 가지고, 노즐 본체(50)의 외표면에는 암나사부(82)가 맞춰지는 수나사부(54)가 마련된다. 블로우 노즐(30)을 조립하기 위해서는 노즐 본체(50) 안에 부시(60) 및 압력받이 링(70)을 삽입하고, 그 후 아우터 노즐(80)을 노즐 본체(50)에 나사 고정한다. 그로 인해, 부시(60) 및 압력받이 링(70)은 노즐 본체(50)의 제1단차부(50A)와 아우터 노즐(80)의 제2단차부(80A)에 끼어서 고정된다. 또한 본 실시형태에서는 이너 노즐(90)을 더 가질 수 있다. 이너 노즐(90)은 압력받이 링(70)과, 아우터 노즐(80)의 제3단차부(80B) 사이에 끼어서 고정할 수 있다.

노즐 본체(50)의 외표면과 아우터 노즐(80)의 내표면 사이에는 도 1에 도시한 바와 같이 기밀 밀봉재로서 예를 들어 O링(56)이 장착된다. 한편, 연신 로드(40)가 배치될 경우에만 필요한 부시(60)와 마찬가지로 이너 노즐(90)도 필수는 아니며, 이너 노즐(90)이 마련되었을 경우의 기능에 대해서는 후술한다.

아우터 노즐(80)은 도 1 및 도 3의 부분 확대도인 도 4에 도시한 바와 같이, 서포트 링(플랜지부)(22B)에 누름 접촉됨과 아울러 둘레방향으로 연속되는 제1면(84); 및 제1면(84)보다 직경방향의 외측에 배치되어, 블로우 캐비티형(10)과 접촉하는 제2면(86);을 가진다. 본 실시형태에서는 아우터 노즐(80)의 최단면이 제2면(86)이 된다.

본 실시형태에서는 도 1의 위치에서 도 2의 위치를 거쳐 도 3의 위치까지 노즐 본체(50)가 하강 이동된다. 도 3의 상태에 이르기 직전에 아우터 노즐(80)의 제1면(84)이 플랜지부에 서포트 링(플랜지부)(22B)에 접촉한다. 이 때 제1면(84) 및 제2면(86)의 위치를 도 4에 2점 쇄선으로 나타낸다. 2점 쇄선으로 표시한 제1면(84)의 위치는 서포트 링(플랜지부)(22B)의 상부면의 위치와 일치한다. 이 때, 제2면(86)은 도 4에 2점 쇄선으로 표시한 바와 같이, 블로우 캐비티형(10)의 상부면(10B)에 접촉되어 있지 않다.

이어서 노즐 본체(50)가 하강을 계속하여, 제2면(86)이 블로우 캐비티형(10)의 상부면(10B)에 접촉함으로써(도 3의 상태), 노즐 본체(50)의 이동이 정지된다. 즉, 아우터 노즐(80)의 제2면(86)은 블로우 노즐(30)의 하한 스톱퍼가 된다. 이 정지시의 아우터 노즐(80)의 제1면(84) 및 제2면(86)은 도 4에 실선으로 그려져 있다. 단, 제2면(86)의 2점 쇄선-실선간의 거리는 실제 치수보다 과장해서 크게 그려져 있다.

즉, 아우터 노즐(80)의 제1면(84)은 2점 쇄선으로 표시한 위치에서, 더 오버드라이브 되어 실선 위치까지 이동한다. 아우터 노즐(80)의 제1면(84)은 서포트 링(플랜지부)(22B)을 예를 들어 압축 변형시키는 정도로 누름 접촉된다. 그로 인해, 아우터 노즐(80)의 제1면(84)에 의해 서포트 링(플랜지부)(22B)을 기밀 밀봉할 수 있다.

여기서, 노즐 본체(50)의 정지위치는 노즐 본체(50)와 일체로 이동하는 아우터 노즐(80)의 제2면(86)이 블로우 캐비티형(10)에 접촉하는 위치에서 일의적으로 정해진다. 오버드라이브량은 사출 성형되는 프리폼(20)의 서포트 링(플랜지부)(22B) 두께의 치수 정밀도에 의존한다고 해도, 노즐 본체(50)의 정지위치가 일정하므로 정밀도가 높다. 따라서, 오버드라이브량에 기초한 기밀 밀봉 능력은 거의 일정해진다. 게다가, 이러한 기밀 밀봉을 확보하기 위해, 특허문헌 1~3에 제시된 것과 같은 탄성체는 일절 불필요하다. 따라서 본 실시형태에 의하면, 탄성체를 필요로 하지 않는 간이한 구조이면서 높은 기밀 밀봉성을 확실하게 실현할 수 있다. 탄성체를 사용하지 않기 때문에, 아우터 노즐(80)의 제2면(86)이 블로우 캐비티형(10)에 접촉되어 있어도 그곳에서의 기밀 밀봉성은 불완전하다. 그러나 본 실시형태에서는 아우터 노즐(80)의 제2면(84)과 블로우 캐비티형(10)의 접촉부에서의 기밀 밀봉성이 불완전해도 문제가 없다. 아우터 노즐(80)의 제1면(84)과 서포트 링(플랜지부)(22B)과의 누름 접촉에 의한 기밀 밀봉성이 확보되어 있기 때문이다.

아우터 노즐(80)은 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 최단면인 제2면(86)에서 안쪽으로 파인 오목부(88)를 가질 수 있다. 이 경우, 오목부(88)의 바닥면에 제1면(84)이 형성되게 된다. 한편, 도 4에서는 오목부(88)의 바닥면 전체면에 제1면(84)을 형성했지만 일부에 형성해도 된다.

여기서, 도 4에 도시한 바와 같이, 블로우 노즐(30) 및 프리폼(20)의 세로축 중심선(P)으로부터 반경방향으로 소정거리(x)만큼 떨어진 위치에서, 제2면(86)에서 제1면에 이르는 오목부(88)의 깊이를 d로 하고, 아우터 노즐(80)의 제1면(84)의 오버드라이브량을 δ로 하고, 서포트 링(플랜지부)(22B)의 두께를 t로 한다. 한편, 도 4에서는 중심선(P)으로부터 아우터 노즐(80)의 내표면의 위치까지의 거리를 x로 하였지만, 다른 위치여도 된다. 이 때, d=t-δ가 성립한다.

이처럼, 아우터 노즐(80)의 최단면(제2면(86))에 형성되는 오목부(88)의 깊이(d)를 조정함으로써, 제1면(84)이 접촉하는 영역에서의 플랜지부의 두께(t)에 맞춰 원하는 오버드라이브량(δ)을 설정할 수 있다. 즉, 오버드라이브량(δ)은 오목부(88)의 깊이(d)를 조정함으로써 변경할 수 있다. 그로 인해 원하는 기밀 밀봉성을 조정할 수 있다.

제1면(84)의 오버드라이브량(δ)은 0＜δ≤0.1mm로 할 수 있다. 이 범위의 오버드라이브량(δ)이면, 고압인 블로우 에어에 대해 기밀 밀봉성이 확보되는 동시에, 서포트 링(플랜지부)(22B)에 남는 압흔이 중공 용기의 외관을 해치는 일이 없다. 더욱 바람직하게는 0＜δ≤0.05mm로 할 수 있다. 이렇게 하면, 육안으로는 확인이 곤란한 정도의 압흔으로 할 수 있다.

도 5는 도 3의 A-A방향에서 본 블로우 노즐(30)의 평면도이다. 아우터 노즐(80)은 도 5에 해칭으로 표시한 예를 들어 4군데의 영역에, 제2면(86)의 내부가장자리에서 상기 제2면의 외부가장자리로 연통되는 에어 벤트 홈(89)을 더 가질 수 있다. 에어 벤트 홈(89)은 도 1에 도시한 바와 같이 제2면(86)으로부터 소정깊이, 예를 들면 0.2mm의 깊이로 홈 형성할 수 있다. 즉, 아우터 노즐(80)의 제2면(86)과 블로우 캐비티형(10)의 계면에서는 특허문헌 1과 같이 기밀 밀봉성이 존재하지 않으며, 에어 벤트 홈(89)을 통해 대기와 연통되어 있다. 따라서, 제2면(86)이 블로우 캐비티형(10)과 접촉하기 직전에, 아우터 노즐(80)과 네크부(22) 사이의 좁은 공간에서 유출된 에어를, 제1면(84)과 서포트 링(플랜지부)(22B)으로 형성되는 기밀 밀봉부 형성 후에도 대기로 방출할 수 있다. 이처럼, 기밀 밀봉부(22B, 84)보다 외측이자 아우터 노즐(80)의 내측에 비교적 고압인 에어가 체류하는 일이 없다. 그로 인해, 노즐 본체(50)가 정지위치까지 이동하는 것을 저지하는 외력이 생기지 않는다.

2.2. 이너 노즐

본 실시형태에서는 아우터 노즐(80) 안에 배치되어, 블로우 에어를 네크부(22) 안으로 유도하는 통형상의 이너 노즐(90)을 더 가질 수 있다. 이너 노즐(90)은 도 1에 도시한 바와 같이 연신 로드(40)의 통로와 블로우 에어의 유로를 겸하는 구멍(91)을 가진다.

이너 노즐(90)은 도 2에 도시한 바와 같이, 노즐 본체(50)의 하강 이동에 따라, 제1면(84)이 서포트 링(22B)에 접촉하기 전에 네크부(22) 안에 삽입되는 삽입부(92)를 가진다. 이너 노즐(90)의 제1 기능은 삽입부(92)가 네크부(22) 안에 삽입되어 프리폼(20)을 중심정렬하는 것이다.

여기서, 이너 노즐(90)의 삽입부(92)는 네크부(22)의 내경보다 작은 외경을 가짐으로써 네크부(22)에 압입될 일은 없으며, 네크부(22)에 삽입되어 프리폼(20)을 센터링하는 중심정렬 기능을 가지면 된다. 이너 노즐(90)의 삽입부(92)는 프리폼(20)을 중심정렬하는 제1 기능과 함께, 프리폼(20)의 네크부(22)가 내측으로 팽창되는 변형을 저지하는 제2 기능을 발휘할 수 있다. 프리폼(20)의 중심정렬은 아우터 노즐(80)의 제1면(84)이 프리폼(20)의 서포트 링(22B)에 접촉하기 전에 실시된다. 그렇기 때문에, 중심정렬된 프리폼(20)의 서포트 링(22B)에 대해, 아우터 노즐(80)의 제1면(84)을 확실하게 누름 접촉시킬 수 있다. 이처럼, 프리폼(20)의 네크부(22)는 이너 노즐(90)에 의해 중심정렬되므로, 아우터 노즐(80)의 내경을 네크부(22)의 외경(나사부(22A)의 최대직경)보다 약간 큰 치수로 할 수 있다. 그로 인해, 아우터 노즐(80)의 내표면에 의해, 네크부(22)가 바깥쪽으로 팽창되는 변형을 규제할 수 있다.

이너 노즐(90)은 도 1에 도시한 바와 같이, 노즐 본체(50)와 아우터 노즐(80) 사이에 끼여서 지지되는 기단 플랜지(94); 기단 플랜지(94)와 노즐 본체(50)와의 대향면간에 마련되는 기밀 밀봉 부재(96); 삽입부(92)의 외경보다 직경 확대되어 형성되며, 기밀 밀봉 부재(96)에 의해 탄성적으로 네크부(22)의 단면(22C)과 접촉함과 아울러 둘레방향으로 연속되는 제3면(98);을 가질 수 있다.

이너 노즐(90)은 노즐 본체(50)와 아우터 노즐(80) 사이에 기단 플랜지(94)가 끼임으로써 노즐 본체(50)에 지지된다. 블로우 에어 유로(52)를 형성하는 노즐 본체(50)와 이너 노즐(90)의 접합면에는 기밀 밀봉 부재, 예를 들면 O링(96)이 배치된다. 이 O링(96)은 이너 노즐(90)의 제3면(98)이 네크부(22)의 단면(22C)에 탄성적으로 접촉할 때(도 3) 탄성부재로서 겸용된다. 프리폼(20)의 네크부(22)는 네크부(22)의 서포트 링(22B) 및 단면(22C)에서의 2중 기밀 밀봉부에 의해 기밀 밀봉성이 더욱 높아진다.

본 실시형태에서 이너 노즐(90)은 기단 플랜지(94)와 삽입부(92) 사이의 영역에서, 이너 노즐(90)의 내표면에서 외표면으로 연통되는 에어 통로(99)를 더 가질 수 있다.

이렇게 함으로써, 네크부(22)의 단면(22C)이 기밀 밀봉되어도, 에어 통로(99)에 의해 네크부(22)의 내외압을 동등하게 할 수 있다. 그로 인해, 중공 용기가 블로우 성형된 후에, 더욱 네크부(22)를 팽창시키도록 블로우 에어가 작용하는 것을 방지하여 네크부(22)의 변형을 방지할 수 있다.

한편, 상기와 같이 본 실시형태에 대해 상세하게 설명했지만, 본 발명의 신규사항 및 효과로부터 실체적으로 일탈하지 않는 많은 변형이 가능한 것은 당업자에게 용이하게 이해될 것이다. 따라서, 이러한 변형예는 모두 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 한다.

예를 들어, 명세서 또는 도면에서 적어도 1회, 보다 넓은 의미 또는 동일한 의미의 다른 용어와 함께 기재된 용어는 명세서 또는 도면의 어떠한 부분에서도 그 다른 용어로 바꿀 수 있다.

본 실시형태에서는 블로우 노즐(30)을, 도 1에 도시한 대기위치보다 더 위쪽인 퇴피(退避)위치, 도 1에 도시한 대기위치, 도 3에 도시한 밀봉위치의 3군데에 정지시킬 수 있는 구동 기구를 가질 수 있다. 도 1~도 3에 도시한 블로우 성형부(1)에는 프리폼(20)의 네크부(22)를 쥐는 수수(授受)부재(도시하지 않음)에 의해 프리폼(20)이 반입된다. 퇴피위치에서 도 1에 도시한 대기위치로 블로우 노즐(30)을 이동시켜서 대기시켜 두면, 수수부재와 간섭시키지 않으면서 블로우 노즐(30)을 재빠르게 네크부에 밀봉 장착 가능하게 할 수 있다. 이처럼, 블로우 노즐(30)을 퇴피위치, 대기위치 및 밀봉위치의 3군데에 정지시킬 수 있는 구동 기구로서, 본원 출원인에 의한 일본국 공개특허 2009-126130호에 개시된 구동 기구를 바람직하게 이용할 수 있다.

또한 본 발명의 대상이 되는 네크부를 가지는 성형품이란, 사출 성형된 프리폼에 한정되지 않으며, 그 프리폼이 1차 블로우 성형된 1차 블로우 성형품이어도 된다. 즉, 본 발명의 블로우 캐비티형은 2차 블로우 캐비티형이어도 되고, 1차 블로우 성형품으로 2차 블로우 성형품(최종 성형품)을 블로우 성형할 때 본 발명을 적용해도 된다.

또한 아우터 노즐(80)의 제1면(84)은 제2면(86)으로부터 안쪽으로 파인 오목부(88)의 바닥면 일부 또는 전부에 형성하는 것에 한정되지 않는다. 본 실시형태는 도 1~도 3에 도시한 바와 같이 블로우 캐비티형(10)의 상부면(10B)이 평탄하여, 서포트 링(22B)의 재치면(載置面:올려 놓는 면)과 제2면(86)의 접촉면이 동일 평면(10B)으로 되어 있지만 그것에 한정되지 않는다. 서포트 링(22B)의 재치면과 제2면(86)의 접촉면과의 이동(異同)에 기초하여, 아우터 노즐(80)의 제1면(84)은 제2면(86)과 동일면이어도 되고, 제2면(86)에서 바깥쪽으로 돌출되어 있어도 된다.

본 발명을 상세하게 특정 실시양태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 있어 명백하다.

본 출원은 2012년 8월 9일 출원된 일본특허출원·출원번호 2012-176971에 기초한 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.

1 블로우 성형부 10 블로우 캐비티형
10A 캐비티 20 성형품(프리폼)
22 네크부 22A 나사부
22B 플랜지부(서포트 링) 24 몸통부
26 바닥부 30 블로우 노즐
40 연신 로드 50 노즐 본체
60 부시 70 압력받이 링
80 아우터 노즐 84 제1면
86 제2면 88 오목부
89 에어 벤트 홈 90 이너 노즐
92 삽입부 94 기단 플랜지
96 기밀 밀봉 부재 98 제3면
99 에어 통로 d 오목부의 깊이
t 플랜지부의 두께 δ 오버드라이브량

Claims

개구되는 네크부에 마련된 플랜지부가 블로우 캐비티형에 지지되는 성형품에 블로우 에어를 도입하는 블로우 노즐로서,
승강 이동되는 노즐 본체; 및
상기 노즐 본체와 일체적으로 연결되어, 상기 네크부의 주위에 배치되는 통형상의 아우터 노즐;을 가지며,
상기 아우터 노즐은,
상기 플랜지부에 누름 접촉됨과 아울러 둘레방향으로 연속되는 제1면; 및
상기 제1면보다 직경방향의 외측에 배치되어, 상기 블로우 캐비티형과 접촉하는 제2면;을 포함하고,
상기 노즐 본체가 이동되어 상기 제1면이 상기 플랜지부에 접촉하고나서, 상기 제2면이 상기 블로우 캐비티형에 접촉하여 상기 노즐 본체의 이동이 정지될 때까지 상기 아우터 노즐의 상기 제1면이 오버드라이브 되어, 상기 제1면에 의해 상기 플랜지부를 기밀 밀봉하는 것을 특징으로 하는 블로우 노즐.
제1항에 있어서,
상기 제2면의 내부가장자리에서 상기 제2면의 외부가장자리로 연통(連通)되는 에어 벤트 홈을 더 가지는 것을 특징으로 하는 블로우 노즐.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 아우터 노즐은, 상기 제2면에서 안쪽으로 파인 오목부를 가지며, 상기 오목부의 바닥면에 상기 제1면이 형성되고, 상기 블로우 노즐 및 상기 성형품의 세로축 중심선에서 반경방향으로 소정거리 떨어진 위치에서, 상기 제2면에서 상기 제1면에 이르는 상기 오목부의 깊이를 d로 하고, 상기 아우터 노즐의 상기 제1면의 오버드라이브량을 δ로 하고, 상기 플랜지부의 두께를 t로 했을 때, d=t-δ인 것을 특징으로 하는 블로우 노즐.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아우터 노즐 내에 배치되어, 상기 블로우 에어를 상기 네크부 안으로 유도하는 통형상의 이너 노즐을 더 가지며,
상기 이너 노즐은, 상기 노즐 본체의 이동에 따라, 상기 제1면이 상기 플랜지부에 접촉하기 전에 상기 네크부 내에 삽입되는 삽입부를 가지며, 상기 삽입부가 상기 네크부 내에 삽입되어 상기 성형품을 중심정렬(alignment)하는 것을 특징으로 하는 블로우 노즐.
제4항에 있어서,
상기 이너 노즐은,
상기 노즐 본체와 상기 아우터 노즐 사이에 끼여서 지지되는 기단(基端) 플랜지;
상기 기단 플랜지와 상기 노즐 본체와의 대향면간에 마련되는 기밀 밀봉 부재; 및
상기 삽입부의 외경보다 직경 확대되어 형성되며, 상기 기밀 밀봉 부재에 의해 탄성적으로 상기 네크부의 단면(端面)과 접촉함과 아울러 둘레방향으로 연속되는 제3면;을 가지는 것을 특징으로 하는 블로우 노즐.
제5항에 있어서,
상기 이너 노즐은 상기 기단 플랜지와 상기 삽입부 사이의 영역에서, 상기 이너 노즐의 내표면에서 외표면으로 연통되는 에어 통로를 더 가지는 것을 특징으로 하는 블로우 노즐.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아우터 노즐의 상기 제1면의 오버드라이브량을 δ로 했을 때, 0＜δ≤0.1mm인 것을 특징으로 하는 블로우 노즐.
네크부에 플랜지부를 가지는 성형품을 중공 용기에 블로우 성형하는 블로우 성형기에 있어서,
상기 성형품의 상기 플랜지부를 지지하고, 상기 중공 용기가 블로우 성형되는 캐비티 내에 상기 성형품이 배치되는 블로우 캐비티형; 및
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 블로우 노즐;을 가지는 것을 특징으로 하는 블로우 성형기.