JP4327463B2 - 金型用固定装置 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、特にＰＥＴ製のボトル又は他の容器のためのパリソン（parisons）のようなプラスチック製品を成形するための、成型機のための金型用固定装置、及び特に半金型の連結及び滑動のためのガイドピン類を用いずに加圧下で用いられる装置に関する。

背景技術
プラスチック又は金属製品の射出成形のために一般的に用いられる成形機において、２つの半金型、すなわち固定された半金型及び可動性の半金型は、一般的に開放され、続いて連結され、かつトグル機構（toggle mechanism）又はガイド棒若しくは要素に沿って滑動させる液圧若しくは空気圧ピストンにより、他方に対して一方が加圧状態で保持される。

一般的に４つあるガイド要素の全体的な大きさは、２つの半金型を２つの板、すなわち固定された板及び可動性の板に取り付け、前記半金型を移動させるための利用可能な空間を著しく減少させるため、かなり不利である。さらに、前記ガイド要素は、開放した金型から成形された製品を取り出し、かつ拾い上げるための装置の移動に対する障害にもなる。

成形機は、上記課題を克服する目的でガイド要素を持たないように構築され、例えば、Ｃ型フレームを有する成形機は、半金型がＣ型フレームの２つの端部に備え付けられ、可動性の半金型は固定された半金型で止められ、かつ液圧シリンダによって加圧下で保持される。金型内におけるかなりの圧力にもかかわらず、閉塞した２つの半金型を保持するために、Ｃ型構造物は、液圧シリンダが加圧下で押圧され、かつ２つの半金型を閉塞するときに変形されないようにするため、かなりの大きさにしなければならないという事実がこの種の解決法の不利な点として存在する。この種の成形機において、半金型を連結する機能、及び閉塞され、しばしば合計何十トンにもなる力が２つの半金型に加わる場合に、加圧下で２つの半金型を保持する機能の両方を達成する液圧シリンダも特大の大きさとなり、かつ同時に高圧に耐え得る非常に長い移動が必要である。このように成形機の操作には多量の液圧の液体の使用が必要である。

したがって、そのような成形機では液圧回路のポンプも大きな容積が必要である。さらに、Ｃ型形状フレームの構造を大きくすることは、半金型が変形するのを防ぎ、かつ２つの半金型に作用する圧力の重心線が湾曲するのを防ぐためには十分ではない。これは、例えば、可動性の半金型がわずかに回転し、かつフレームの変形により生じる固定された半金型の回転に追随できるような、補償のための特定の技術的な解決法を採用する必要を生じる。しかしながら、概して、この種の成形機はかなり重く、大きく、かつ費用がかかる。

その上、食糧用のボトル又は広口瓶などの容器が吹込成形により製造されるパリソン、あるいは一般のプラスチック製品の成形のための射出成形の特定の分野では、最近の課題の中に、成形機の循環時間（machine-cycle time）を減少する必要性がある。上記課題に対する公知の解決法は、金型に存在する射出キャビティの数を増加すること、金型の押込プラグ又はプランジャ（plungers）上に、パリソンの内側のキャビティと相補的に備え付けられ又は他の方法で存在する、成形されたパリソンを取り出すこと、及び金型の外側にパリソンを移動してそれらの冷却を完了することである。このように、成形機内部における成形品の冷却時間の減少及び成形機の成形速度の増加がなされる。成形機の外側のパリソン及び他の成形対象物の移動は、金型内のパリソンの冷却時間を短くすればするほど、パリソンは柔らかい状態にあり、かつ押込プラグから取り出すためのグリッパー又は他の可能な手段で、締められ、かつ取り扱う間に損傷を受けるという事実に関連する様々な問題をよく知られているように引き起こす。他の課題は、パリソンが押込プラグに取り付けられない場合における過剰な急激な冷却で発生する熱的変形にある。先行技術におけるこれらの課題に対する様々な解決法は、多かれ少なかれ困難である。

発明の要約
本発明の目的は、先行技術で知られている解決手段より、軽くかつ複雑でない成形機構造を、新規な構造の金型用固定装置によって提供することにより前記課題を解決することにある。

本発明の第２の目的は、成形機から簡単かつ素早く成形品を抜き取り、それにより、より短い循環時間を保証するためのシステムを提供することにある。

更なる目的は、中央の平面に沿って分離された、適切な２つの半金型でできた円筒形の容器のパリソンのための射出成形機の構造を単純化することにある。

上記課題は、請求項１に記載の特徴を有する射出成形のための装置によって達成される。

本発明の装置で達成され得る１つの利点は、前記課題の解決のほかに、射出成形機が非常に控えめな大きさであり、かつ最も便利な配置であり、また小さな空間を占めるように設置され得ることである。

射出圧力により生じる力（the resultants of the injection pressures）は、射出により生じた力に関してほぼ重心方向に作用する連結ロッド上で除去され、その上、大きな外側の閉じ込め構造は必要としない。

成形機の構造は、ガイド棒類を備えておらず、かつ、このことは成形品を抜き取るための装置の移動のための自由空間を与える。

成形用の中空円筒状パリソンの製造のための特定の解決法は、金型からのパリソンの取り出しのための非常に簡単なシステムを特徴づけ、そこにおいて、パリソンの大部分は成形押込プラグ上に取り付けられたままで金型の外側で冷却される。このように、金型における冷却時間は最小限に減縮され、その結果、急激な速さの冷却によってパリソンに発生する熱的変形を防ぎ、かつパリソンの把持に関係する問題をグリッパー又は他の同様の手段を移動させることにより防ぐ。

接近移動のために用いられるアクチュエーターは、金型に閉塞力を生じさせるシリンダとは異なる要素であるため、限られた電源及び消費量の電気又は空気アクチュエーターのいずれかの迅速なアクチュエーターであることが有利である。それゆえ、この力は、適切な力を有する要素によって生じるが、非常に小さい移動及び消費レベルである。

図面の一覧
本発明で達成される更なる利点は、特定の具体的態様の実施例に限定されない、次の詳細な説明から、次の図面を参酌することにより当業者にとってさらに明らかになる。
但し： 図１は、閉塞した位置に金型を有する本発明による装置の具体的態様の背面立体概略図であり；
図２は、１つの要素が示されていない、開放した金型を有する図１の装置の正面立体概略図であり；
図３は、図１の装置のいくつかの要素の正面立体概略図であり；かつ
図４ａ、４ｂ及び４ｃは、図１の装置の金型の開放状態の連続した３つの概略側面図である。

詳細な説明
添付図面は、本発明によるガイドピン類を有しない射出成形用成形機のための、開閉する半金型用装置の具体的態様の好ましい実施例の概略図であり、他の構成要素を支持する金属フレーム１４、可動性の半金型３が順に固定されている可動性の成形機の表面のスライド（slide）１、非可動性の半金型４が順に固定されている成形機２の表面のための支持体、及びここでは押込プラグキャリング棒（force-plug-carrying bar）１０としても定義され、図４ａにより明確に示されている押込プラグキャリアー移動装置（force-plug-carrier movement device）１２により移動する移動装置からなる。

次の記載は、単一の金型キャビティを有する具体的態様に関するが、多数のキャビティを並んで配置した金型の場合も明らかに適用可能である。

ガイドに沿って滑動する、成形機の表面の可動性スライド１は、固定された半金型４に関して可動性の半金型３の接近及び後退の移動を行い、不可欠の方式（integral way）で、あるいは好ましくは滑動の方式で、固定された成形機２の表面、すなわち金型の開閉表面に全体として連結される。

本発明の基本的な特徴により、２つの半金型は、閉塞あご（jaws）６により把持され、かつ次の説明において半金型を開放する傾向にある射出成形の内圧に抵抗する装置を閉塞するための連結ロッドとして定義される、ハンマー形状のヘッドを備えた連結ロッドにより接近した位置で維持される。

金型の金型キャビティは、さらに、１以上の内部押込プラグ１１によって特定される。複数の押込プラグ１１は、押込プラグキャリング棒１０に固定される。前記の実施態様では、１つの押込プラグが金型キャビティ内で毎回閉塞され、１工程の距離ずつ金型の開放周期ごとに押込プラグキャリング棒１０を移動させる。

金型が閉塞された場合、相補的な接触表面を有している一組の半金型３及び４の個々の表面は、金型分割表面として規定される。

好ましくは、２つの半金型の接合表面は、実質的にパリソンの軸表面上に存在するような方法で配置される。すなわち、可動性の半金型３は、押込プラグの軸に対して横方向に開放する動きを有する。

横開放システム（the system of transverse opening）は、金型から取り出した成形品の迅速な取り扱いにおける利点と、後により詳細に記載される、押込プラグ１１上の射出圧力により生じた力の閉じ込めシステム（the system of containment）との組み合わせによるだけでなく、押込プラグの軸に対して垂直方向の開放システムと比較して、いわゆるリップ（lips）、すなわち、パリソンのカラーを囲み、かつパリソンの筒体の周りを囲む半金型とは別々に作製される、射出成形のこれらの部分の除去を可能とするように設定される。リップは、ボトル、広口瓶及び他のタイプの容器、典型的にはＰＥＴでできたものの吹込成形のためのパリソンのカラー、すなわちパリソンにある首の最大半径の突起の高さで配置される分離表面により範囲が定められる。リップは、一般に小さな容積を有し、かつ金型の冷却水のための十分な容量のチャネルをリップ内部に備えることが非常に重要である。このことは、さらに重要である。なぜなら、パリソンのスレッド領域（the region the thread）が、非透明化の原因となるＰＥＴの結晶化現象を抑えるために、より良好に、かつより迅速に冷却される領域でなければならないためである。さらには、及び金型の開放時に、パリソンが自動的な取り扱い及び移動の様々な操作において把持される部分であるためである。

上記の解決法によるリップの除去は、パリソンのスレッドの領域において適切な容積の冷却チャネルを備えるかなりの自由をも与える。

半金型の閉塞稼動位置において、射出成形機内部における液状プラスチックの圧力は、金型から押込プラグを押し出す傾向にあり、それゆえ、この現象を阻止するために、各押込プラグ１１は、押込プラグ１１における射出圧力により生じる力が半金型内に、かつ金型の開放方向に対して垂直方向に除去されるような方法で、半金型の内部キャビティにおいて形成される表面１５に載置されたアンダーカット１１０を備える。

上記解決法及び一組の閉塞連結ロッド６の存在により、外部ガイドピン及び先行技術のＣ型構造物のような重量感のある外部閉じ込め構造物を備えることなく、射出工程の間、閉塞された金型を維持することが可能である。

好都合なことに、押込プラグ１１の一部は、閉塞された金型の外側に突出し、かつ押込プラグキャリング棒１０に固定される。これは、この後により詳細に記載される操作方法により、射出キャビティから成形されたパリソンの迅速な取り出しを可能とする。

好ましくは、図４ａに示される金型の閉塞した位置で、可動性の半金型の両側に対称的に取り付けられる２つの閉塞連結ロッド６を平行に取り付け、かつ半金型における圧力により生じる力に対して、すなわち金型の圧力軸に対して一列に配置される。

各々の閉塞連結ロッド６は、連結ロッド７により移動する。連結ロッド７は、金型が開放され、かつ金型プレート１が、固定された金型キャリングプレート２から最大距離において、押込プラグキャリング棒１０及び押込プラグ１１から離れているときに、図４ｂ及び４ｃに示されるように、支持フレーム１４に取り付けられ、かつより低い位置の方向に連結ロッド６を回転させるような方法で形成され、配置される。押込プラグは、押込プラグキャリング棒１０に対して縦方向に移動し、その結果、成形されたパリソンを金型キャビティから取り出すことができる。前記取り出されたパリソンは、対応する押込プラグ１１に固定される。

連結ロッド７は、この場合、可動性の成形機の表面のスライド１の滑動を始動する、駆動中の連結ロッドであるか、あるいは他のモーターにより駆動される、可動性の成形機の表面のスライド１である、駆動した連結ロッドであることができる。好都合なことに、いずれの場合においても、モーターは、締め付けシリンダ（the tightening cylinder）５から独立している、他の空気若しくは液圧のアクチュエーター又は電気的モーターであり、この点は後述する。前記モーターは、固定された成形機２の表面、すなわちそこに連結された半金型４へのスライド１の接近移動を行う。

閉塞連結ロッド６は、図２に詳しく示されるにように、各々の連結ロッド６のハンマーヘッドの形状をした端部６２に結合されるフック装置８により、金型の閉塞位置において各々閉じ込められる。図に示される具体的態様では、フック装置８は、中央ヒンジにより連結ロッドに連結され、かつ図示されていない、あご駆動モーターにより操作される連結ロッド９Ａ及び制御要素９Ｂを含むトグル（toggle）機構９により各々開閉される２つのあご６０及び６１でできている。

図３は、固定された成形機２の表面のための支持体の小組立品を表わす。前面には、例えば、それ自体よく知られているクランプ５１及び５２で半金型４が固定され得る、単動式空気シリンダのような締め付けシリンダ５がある。半金型４は、２つの半金型のフック装置８における連結ロッド６の係止後に分離した２つの半金型の表面に存在する隙間を十分除去する延伸のための滑動の可能性をもつ。

好都合なことに、締め付けシリンダ５は、できるだけ短い移動と、金型が閉塞した場合に、半金型３及び４の分割表面に沿った２つの半金型の間で維持され得る隙間を補正するために、半金型４に適切な圧力を提供するようなピストン部品を有する。上記隙間の存在は、障害物を持たないで金型の開閉に適合することができ、半金型を互いに挟ませることなく、ハンマーヘッド形状の連結ロッド６の端部６２を有するあご６０、６１の残りの表面間の残りのクリアランスを除去することができる。シリンダ５は、さらに射出中に金型の開放を防ぐための有益な前負荷圧（pre-loading force）を適用することができる。

記載した実施例において、圧力は約１０〜２０トン（１０〜２０×１０⁴Ｎ）で表わされ、シリンダの移動は１〜２ｍｍである。そのような移動距離の短い空気圧シリンダ５の使用は、上記独立した電気モーター類の使用により可能性があり、この電気モーター類は、可動性スライド１の接近移動させるために、シリンダ５とは区別されるものである。このような方法で、圧力シリンダ５の移動は、特にここで述べる実施例のように、成形品の大きさは数デシメーター又は数メーターから数ミリメーターまで減少され得る。これは、成形機の２つの表面の間をより迅速に接近させ、比較的低い消費レベルを有し、かつ先行技術で知られている解決法よりかなり小さく、半金型の接近のための移動を実施し、及び締め付け圧力を働かせるための同一及び同様の液圧式アクチュエーターを用いる圧力シリンダ５を満たすためのポンプを使用するアクチュエーターで達成される。

推力（thrust）を適用する前のあご６０、６１の残った表面と連結ロッド６のハンマー形状の端部６２の間の残った遊び（play）は、あご６０及び６１の開閉を可能にするために必要である。

上記の装置の好ましい操作方法の記述が以下に記載される。

連結ロッド７は、可動性の成形機の表面のスライド１を操作し、その上、アクチュエーターは半金型３を半金型４まで移動させる。すなわち、クランプ装置８を操作するための稼動モーターは、あご６０及び６１を開放し、かつハンマーヘッド形状の端部６２の周囲にそれらを再び閉塞する。シリンダ５は、加圧下で配置され、閉塞した金型上で締め付け力を働かせる。成形されるプラスチック又は例えば金属のような射出される他の材料は、金型の内部キャビティの中へ射出される。以下に記載される操作を実施するための必要最小限に対応した適切な冷却時間の後、フック８は開放され、かつ可動性の半金型３が固定された半金型４から移動される。

連結ロッド６は、上述のように、連結ロッド７の回転によって下の方へ回転する。ついで、図４ｃに示されるように、押込プラグキャリング棒１２のハンドリング装置（the handling device）は、この図には詳細に示されていないが、半金型３の開放する方向に対して平行に押込プラグキャリング棒１０を移動させ、かつ射出キャビティから成形されたパリソンを取り出し、前記パリソンを対応する押込プラグ１１に取り付けたままとする。次いで、押込プラグキャリング棒１２のハンドリング装置は、１行程の距離で、押込プラグキャリング棒１０を縦方向に移動させ、次いで押込プラグ１１を射出キャビティ３ａ及び４ａの前に位置させる。記載した順序の逆を実施することにより、金型は、アクチュエーターにより及びフック８を閉塞することにより、半金型４まで半金型３を移動させて閉塞される。次いで、新たな射出が実施された後、半金型４がシリンダ５によって加えられる圧力により半金型３に対して押圧される。

前記装置の利点は、パリソンがまだかなり可塑性かつ熱い状態のときにパリソンを取り出すことができ、かつ冷却工程が、比較的短い時間で別の射出操作を実施するのに役立ち、その結果、エネルギーを抑えることができる射出金型機の外側で完了される。さらに、金型の開放方向に対して平行な平面における押込プラグキャリング棒の移動の運動は、非常に迅速に実施され、押込プラグ１１と半キャビティ３ａ及び４ａとの間のアンダーカット１１０をたった２回の運動で開放することができる。すべてこの種のものは、射出成形機の循環時間をかなり増加させることができる。パリソンは、金型の外側の押込プラグ上又は同様のタイプの冷却装置上に取り付けられたまま、次の射出周期のためのそれらの使用において遅延することなく、空気中でパリソンの冷却を完了することができる。次いで、パリソンは、公知の手段により押込プラグから取り除くことができる。前述の記載から明らかなように、この金型の開閉装置は、成形機をより単純かつコンパクトにさせる。

好ましくは、装置は、押込プラグキャリング棒及び金型開放移動（the mold-opening travel）と共に水平平面に配置される。これを行うためには、水平可塑化スクリュー（horizontal plasticization）を備えた成形機の場合、成形したプラスチック材料を垂直にするＬ字状の管を有する加温チャネル室／加温室を用いれば十分である。

本発明の範囲から逸脱しない限り、上記具体的態様は様々な変更を行うことができる。例えば、フック装置８は、閉塞した連結ロッドのハンマーヘッド形状をした端部６２と相補的な形状を有し、かつ前記ハンマーヘッド形状の端部６２を固定し又は開放し、固定した成形機２の表面の支持体の幅方向に移動する、単一かつ固定したあごを持つフックに置き換えることができる。閉塞連結ロッドのハンマー形状の端部６２の形状は、様々な変更が可能であり、あるいは、他のハンマー形状の連結ロッド６が、単一のフック歯を有する一組のフックに互いに分割されることもできる。

上記装置は、１以上のキャビティを有する固定金型のために用いることができ、この場合、各々のキャビティ又は他の多数のキャビティ、例えば、２又は３個のキャビティ、あるいは構造的な考慮又は同様の考慮に基づいて選択されるその他の適切な数で空間を占めた多数の連結ロッド６を備えることが可能である。

閉塞した位置に金型を有する本発明による装置の具体的態様の背面立体概略図である。 １つの要素が示されていない、開放した金型を有する図１の装置の正面立体概略図である。 図１の装置のいくつかの要素の正面立体概略図である。 図１の装置の金型の開放状態の連続した３つの概略側面図である。 図１の装置の金型の開放状態の連続した３つの概略側面図である。 図１の装置の金型の開放状態の連続した３つの概略側面図である。

Claims (12)

1. 支持フレーム（１４）と、相互の連結のための対応する面を規定する少なくとも一組の半金型（３，４）とを含み、但し、前記半金型（３，４）の開閉方向は規定され、前記一組は連結位置において、前記開閉方向に対して実質的に垂直に配置される、対応する押込プラグ（１１）が挿入可能な、前記製品を成形するためのそれぞれのキャビティを形成し、前記少なくとも一つの金型キャビティ内で生ずる圧力を相殺する連結位置で前記２つの半金型（３，４）を保持するための少なくとも一つの連結ロッド要素（６）を含み、前記少なくとも一つの連結ロッド要素（６）は、第一の端部を前記２つの半金型のうちの一つ（３）に取り付けられ、かつ第２の端部で、前記フレーム（１４）に一体的に固定された第二のフック手段（８）により可逆的な方法で締められるように設計された第一のフック手段（６２）を備え、前記少なくとも１つの連結ロッド要素（６）が、前記第一及び第二の端部の中間位置において、対応する連結ロッド（７）の第一の端部に取り付けられ、前記連結ロッドが、その第二の端部で、前記フレーム（１４）に取り付けられ、かつ前記少なくとも一組の半金型（３，４）の連結動作の間、弧状に回転するように設計されていることを特徴とする金型用固定装置。
2. プラスチック製品を成形するための成形機用固定装置である請求項１に記載の装置。
3. 前記第一のフック手段（６２）がハンマーヘッド形状を有する請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記少なくとも一つの連結ロッド要素（６）の前記第二の端部のための前記第二のフック手段（８）が開放及び／又は閉塞のためのモーター手段（９ａ，９ｂ）を備えた２つのあご（６０，６１）を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記回転動作における前記連結ロッド（７）が、前記少なくとも一つの連結ロッド要素（６）を、成形操作中に生じる圧力の重心を定める一本の直線に実質的に沿って配置する請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記回転動作における連結ロッド（７）が、前記少なくとも一組の半金型（３，４）が開放状態にあるときに、前記押込プラグ（１１）から離れた位置に前記少なくとも一つの連結ロッド要素（６）を配置する請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記連結ロッド要素（６）が、少なくとも一組の前記半金型（３，４）が開放状態にあるときに、前記押込プラグ（１１）から一層離れた位置において、前記半金型間の空間に前記押込プラグ（１１）の移動を可能とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 連結される位置へ移動させ、かつ前記少なくとも一組の半金型（３，４）の接近及び後退の移動を実施するための空気又は電気アクチュエーター手段が設けられている請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記アクチュエーター手段が前記連結ロッド（７）を作動させる請求項８に記載の装置。
10. 前記押込プラグ（１１）が、成形の間、前記少なくとも一組の２つの閉塞した半金型上に作用する力を除去するために設計された２つのアンダーカット手段（１１０）を含む請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 連結位置にある前記少なくとも一組の半金型（３，４）を有する前記押込プラグ（１１）の一部が、金型キャビティの外側にある請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 複数の押込プラグ（１１）を保有するように設計された可動棒（１０）が設けられている請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。

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