JP2004508980A - 伸張ロッドの改善された制御を備えた伸張−吹込み装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、吹き込みプロセス中に、アクチュエータ（３４）により、予備成型体（１０）を確実に伸張するために、待避位置から最大伸張位置まで軸（Ａｎ）に沿って摺動するように制御される少なくとも１つの伸張ロッド（２０）を有する、予備成型体（１０）の伸張と吹き込みによる熱可塑性材料からなる容器の製造装置に関する。本発明の特徴は、伸張ロッド（２０）がその待避位置に戻る時に、アクチュエータ（３４）が休止し、ロッド（２０）の戻りが、製造途中の容器内を支配し、ロッド（２０）の作用端部（４６）に働く吹き込み圧によって確保される点にある。

Description

【０００１】
本発明は、以前はモールドによる射出により実施されていた、予備成型体の伸張と吹き込みとによる熱可塑性材料の容器の、製造装置の分野に関する。
【０００２】
そのような装置は特に、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の瓶のような、容器の製造に用いられている。
【０００３】
そのような装置においては、その軸方向の一端が閉じられ、他端は開いており、既に最終的な容器のネック部の形状を示す、ほぼ筒状の予備成型体が用いられる。
【０００４】
各予備成型体は、温度調節された炉内において、予備成型体の本体が、熱可塑性材料のガラス転移温度を超える温度になるように加熱される。このように調製された予備成型体は、かくして、獲得しようとする容器の形状を持ったキャビティを画定する吹き込み（ブロー）モールド内に移される。予備成型体は、その開放された端部がモールドの外にはみ出るようにモールド内に配置される。かくして、圧縮空気を予備成型体の内部に注入するために、吹き込み装置を予備成型体のネックの高さに持ってくることができる。同時に、伸張ロッドが予備成型体の内部に軸方向に導入され、予備成型体の底部の閉じられた端部に押し付けられる。従って、容器への吹き込み中に、伸張ロッドが、予備成型体の軸方向の変形を最良に制御することができる。
【０００５】
本発明は、例えば、軸の周りで連続的に回転するカルーセルの周囲に用意された複数の吹き込みポストを備えた回転型の伸張−吹き込み装置に用いることができる。各吹き込みポストは、特に、１つのブローモールドと、１つの吹き込み装置と、１つの伸張装置とを備えている。
【０００６】
公知の考え方によれば、伸張ロッドの動きは、ロッドの移動に必要なエネルギーを供給する空気圧で動くジャッキによって制御されるが、伸張速度は、伸張ロッドの軸方向の位置を、カルーセルの回転軸の周りに見られる吹き込みポストの角度位置に応じて、完全に同期させることの可能な、ローラとカムを備えた装置によって調整される。
【０００７】
これらのシステムは、吹き込みプロセスの機能に関しては、十分な満足を与える。しかし、これらの吹き込み装置の全体的なエネルギー消費を大幅に減らすことが必要であることが判明した。しかし、従来から知られている装置におけるエネルギー消費の源の１つは、各吹き込みポストの伸張ロッドが制御するジャッキによって構成されており、これはロッドの下降と上昇の度に圧縮空気を供給する必要がある。
【０００８】
それ故、本発明は、伸張ロッドの、移動制御のための、特に簡単で効果的な解決策を提案することを目的とする。
【０００９】
この目的で、本発明は、引き抜きプロセス中に、アクチュエータにより、予備成型体を確実に伸張するために、待避位置から最大伸張位置まで軸に沿って摺動するように制御される少なくとも１つの伸張ロッドを有する、予備成型体の伸張と吹込みによる熱可塑性材料からなる容器の製造装置であって、伸張ロッドがその待避位置に戻る時に、アクチュエータが休止し、ロッドの戻りが、製造途中の容器内を支配し、ロッドの作用端部に働く吹込み圧によって、確保されることを特徴とする装置を提案する。
【００１０】
本発明の他の特徴によれば装置は、機能不全の場合に、ロッドを休止位置に戻すための補助手段を備えており、装置は、装置の筐体に対して軸の周りで連続的に回転するカルーセルに用意された複数のモールド用ポストを備え、各ポストが、少なくとも１つの伸張ロッドを備え、装置は筐体に取り付けられた安全カムを備え、各伸張ロッドは、カムの前を通過する際に、対応するロッドが、前もってその待避位置に戻っていない場合に、伸張ロッドをその待避位置に戻すために、安全カムと協働可能なカムフォロワを備え、アクチュエータが、流体圧で動くジャッキであり、アクチュエータが、空気圧で動くジャッキであり、アクチュエータが、ロッドをその伸張位置に向けて制御するための圧縮空気を供給する圧力チャンバーを備えており、前記チャンバーが、ロッドを待避位置に戻すことを可能にする自由空気と連通しており、アクチュエータが、単純作用のアクチュエータであり、かつ、装置が、ロッドをその待避位置にクランプする補助手段を備えている。
【００１１】
本発明の他の特徴と利点については、以下に続く詳細な説明を読み、添付図面の参照によって明らかになるであろう。この添付図面のうち、図１から４は、本発明の教示に適合した吹き込みポストの４つの作用段階を示す軸方向断面の概略図である。
【００１２】
これらの図には、概略的に且つ部分的に、以前はモールドによる射出で実施されていた、予備成型体１０の伸張と吹き込みとによる熱可塑性材料からなる容器の製造装置が示されている。
【００１３】
より具体的には、この装置は回転型であり、言い換えれば、カルーセル１４に用意された伸張−吹き込み用の複数のポスト１２を備えている。カルーセル１４は、その軸Ａ１の回りで連続して回転する。
【００１４】
伸張−吹き込み用各ポスト１２は、本質的に、１つのブローモールド１６と、１つの吹き込み用ノズル１８と、１つの伸張ロッド２０と、伸張ロッド２０の移動制御手段２２とを備えている。
【００１５】
図示された例では、カルーセル１４の回転軸Ａ１は、垂直軸であり、各伸張ポスト１２は、垂直軸Ａｎに沿って設けられており、軸Ａｎは、軸Ａ１を中心とする円に沿って規則的な間隔で配置されている。予備成型体１０が、回転上昇する開放端部により吹き込まれ、吹き込みノズル１８と伸張ロッド２０は、モールド１６の上方に配置される。本装置は、高いおよび低いの概念の選択に依拠し、この概念は、本明細書で以後使用するが、本発明の範囲では限定するものと解釈しない。
【００１６】
この装置に基づいて、各ポスト１２の伸張ロッド２０は、待避した高い位置と最大伸張の低い位置との間で対応する軸Ａｎに沿って移動操作される。より具体的には、各吹き込みポストは、カルーセル１４の各回転の度に容器の吹き込みを実行するので、ロッド２０は、カルーセル１４の各回転の度にそれらの高い位置と低い位置の間を往復する。
【００１７】
良く知られるように、ロッド２０は、その上端部で、カルーセル１４に用意されたレール（図示しない）上を垂直方向に摺動可能なスライダー２４上に固定されている。同様に、各ロッド２０は、その下端部がモールド１６のキャビティ内に閉じ込められた予備成型体１０内に軸方向に進入できるように、対応する吹き込みノズル１８を通過して軸方向に延びている。ロッド２０は、例えば回転軸Ａｎを有する円筒形であり、吹き込み中に予備成型体１０を軸方向に伸張するために、予備成型体１０の底部に押し付けられる、ほぼ半球形の下端部４６を示す。
【００１８】
図示された例では、予備成型体１０はモールド１６内に、そのネック部２６がモールド１６の上面２８から上に越えるように、入れられている。
【００１９】
ノズル１８は、待避した高い位置（図１）と吹き込み用の低い位置（図２から４）との間で軸方向に移動可能なベル３０付きのノズルであり、ベル３０は予備成型体１０のネック部２６を包囲しながら、モールド１６の上面２８に対して気密状に押し付けられる。この吹き込み用の低い位置では、予備成型体１０の内部とノズル１８の内部は閉じられた空間を形成し、その空間の中では、予備成型体１０を変形して、モールド１６のキャビティ３２の壁面に押し付け、製造したい容器の形状を予備成型体１０に与えるための圧縮空気を注入できる。
【００２０】
ノズル１８の内部を軸方向に縦断するロッド２０は、ノズル１８の上部壁を横切って、気密状に摺動可能である。ノズルが吹き込み位置にある時に、ロッドが摺動出来るにも拘わらず、シールジョイント４０は、吹き込み容積のシール性がノズルに対して、守られることを保証する。
【００２１】
公知のように、伸張ロッド２０は、予備成型体１０の底部をモールドのキャビティの底に向けて押し付けることによって、予備成型体１０の変形を伴うように制御される。このために、吹き込みポストは、スライダー２４に作用して、これを下方に軸方向に摺動させるためのアクチュエータを備える。このアクチュエータは、例えば、圧縮空気を供給されてスライダーを下方に押す、単純な作用を持つ空気圧で動くジャッキ３４である。伸張速度は、カルーセル１４の軸Ａ１の回りの螺旋に沿って延びるカム３６によって制御されることが好ましい。スライダー２４は、ロッド２０の瞬間の位置が、軸Ａ１の回りの、吹き込みポスト１２の瞬間角度位置に応じて完全に制御されるように、ジャッキ３４の作用でカム３６に押し付けられる、ローラ３８を備える。従って、ジャッキ３４は「全て、または全くなし」のように非常に単純な方法で制御されるが、伸張開始の瞬間と伸張速度は完全に制御される。
【００２２】
図２に見るように、伸張ロッド２０の下降は、一般に予備吹き込み操作と同時に進行し、その予備吹き込み操作の間に、ノズル１８を介して、例えば１３バールの穏やかな第１の圧力下の吹き込みエアを予備成型体１０内に注入する。
【００２３】
図３に示された後工程では、ノズル１８によって予備成型体１０内に注入されたエアは、熱可塑性材料が完全にキャビティ３２の形状に一致するように、例えば４０バール程度の高圧エアである。熱可塑性材料が冷却され、キャビティ３２の壁面に接したまま凝固するように、この高圧は、おそらく数秒に達する時間にわたって維持される。
【００２４】
材料が容器の最終的な形状に達していない場合、予備成型体１０の底部がキャビティ３２の底部に対して全く偏心してしまうのを回避するために、伸張ロッド２０を下方位置に保持することが好ましい。このためには、空気圧で動くジャッキの圧力を維持する必要がある。
【００２５】
材料が高圧の作用で一旦容器の最終的な形状に達すると、材料の冷却段階の終了前であっても、伸張ロッド２０を引き上げることができる。
【００２６】
本発明によれば、ロッド２０の上昇はアクチュエータによっては制御されない。反対に、アクチュエータは休止される。ジャッキ３４の場合は、その制御チャンバーは全く単純に自由空気に開放される。
【００２７】
この時、ロッド２０は、成形工程にある容器内を支配している吹き込み圧の単純な作用で、その待避位置に向かって上昇しようとする。実際に、シールジョイント４０の存在のために、ロッド２０の下方部のみが吹き込み圧に曝されている。
【００２８】
もし、ロッド２０の垂直の壁面に対する圧力の作用が互いに打ち消し合えば、ロッドの下端部４６に対する圧力の効果はキャンセルされない。従って、ロッド２０は、ロッドの横断面積を乗じた吹き込み圧に等しい上方に向かう軸方向の応力を受ける。場合によって、この応力は約５０から１５０ｄａＮに到達することがあり、これはロッド２０とその制御機構の重量を補償し、ロッドの待避位置への戻りを引き起こすのに十分である。
【００２９】
図４に見られるように、調節用のカムに類似しているが、もし、ローラ３８が接触する時にロッドの待避位置への戻りを強制する形状を備えた安全カム４２を設けることが好ましい。この安全カム４２は、図４に示すように、装置が正常に機能する場合には使用されず、ローラ３８がカム４２と接触しないように配置されていることが好ましい。これによって、装置の動作騒音を制限し、カム４２とローラ３８の摩耗を制限することが出来る。
【００３０】
安全カム４２は、成形の終了時に容器を取り出したい時に、例えば吹き込みの工程において予備成型体１０の破裂の結果、たとえ、圧縮空気がモールドから漏れる場合でも、ロッド２０がモールド１６から解放されることを確実にすることができる。
【００３１】
待避位置にロッド２０を閉じ込める手段を設けることが好ましい。
【００３２】
本発明は、１つのキャビティのみを備えたモールド１６を吹き込みポストに設ける場合について記載した。本発明は、同じアクチュエータによって制御される２つの伸張ロッドを有するダブルキャビティを備えた吹き込みポストの場合にも使用できるであろう。
【００３３】
同様に、本発明は、伸張−吹き込み操作が、予備成型体のネック部が下方を向いた状態で実施される吹き込み装置の範疇にも使用できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の教示に適合した吹き込みポストの４つの作用段階を示す軸方向断面の概略図である。
【図２】
本発明の教示に適合した吹き込みポストの４つの作用段階を示す軸方向断面の概略図である。
【図３】
本発明の教示に適合した吹き込みポストの４つの作用段階を示す軸方向断面の概略図である。
【図４】
本発明の教示に適合した吹き込みポストの４つの作用段階を示す軸方向断面の概略図である。

Claims (8)

1. 吹き込み操作中に、アクチュエータ（３４）により、予備成型体（１０）を確実に伸張するために、待避位置から最大伸張位置まで軸（Ａｎ）に沿って摺動するように制御される少なくとも１つの伸張ロッド（２０）を有する、予備成型体（１０）の伸張と吹き込みによる熱可塑性材料からなる容器の製造装置であって、
   伸張ロッド（２０）がその待避位置に戻る時に、アクチュエータ（３４）が休止し、ロッド（２０）の戻りが、製造途中の容器内を支配し、ロッド（２０）の作用端部（４６）に働く吹き込み圧によって確保されることを特徴とする、装置。
2. 機能不全の場合に、ロッド（２０）を休止位置に戻すための補助手段（３６、３８）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 装置の筐体に対して軸（Ａ１）の周りで連続的に回転するカルーセル（１４）に用意された複数のモールド用ポスト（１２）を備えること、各ポスト（１２）が、少なくとも１つの伸張ロッド（２０）を備えること、筐体に取り付けられた安全カム（３６）を備えること、及び、各伸張ロッド（２０）が、カム（３６）の前を通過する際に、対応するロッド（２０）が、前もってその待避位置に戻っていない場合に、伸張ロッド（２０）をその待避位置に戻すために、安全カム（３６）と協働可能なカムフォロワ（３８）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. アクチュエータ（３４）が、流体圧で動くジャッキであることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. アクチュエータは、空気圧で動くジャッキ（３４）であることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. アクチュエータ（３４）が、ロッド（２０）をその伸張位置に向けて制御するための圧縮空気を供給する圧力チャンバーを備えていること、及び、前記チャンバーが、ロッド（２０）を待避位置に戻すことを可能にする自由空気と連通していることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. アクチュエータが、単純作用のアクチュエータであることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. ロッド（２０）をその待避位置にクランプする補助手段を備えていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。

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