JP4549846B2 - 回転および横方向運動を有する成形後冷却装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、成形が終了された後に、成形されたプラスチック物品を冷却するための方法および装置に関する。特に、本発明は、少なくとも２つの対向する面を有する装置を成形後冷却（「ＰＭＣ」）するための方法および装置に関する。本方法および装置は、ポリエチレン・テレフタレート（「ＰＥＴ」）・プリフォームなどの、射出成形された熱可塑性ポリエステル・ポリマー材料を冷却するのに特に良く適している。

様々な成形後冷却法が、新しく成形されたプラスチック部品の冷却を最適化するために様々な順序での射出成形機（たとえば、インデックス機プラットホーム）で現在採用されている。いくつかの部品（たとえばブラスチック・プリフォーム）は、通常、ＰＥＴ樹脂を使用して射出成形され、約２．００ｍｍから４．００ｍｍ以上までに変化する壁圧を有することができ、したがって、固化して実質上欠陥のない部品になるために長い冷却期間を必要とする。頑丈な壁の部品（プラスチック樹脂などの、熱伝達に対する高い抵抗を有する材料から作製されたものなど）は、金型から取り出された後に不良な部品を作製することがある「再加熱」現象を呈することがある。

ＰＥＴプリフォームの場合、これらの製造欠陥のいくつかは、
結晶性：コア樹脂の上昇した温度が十分迅速に冷却されないため、樹脂が再結晶化する。結晶の白い外観は、最終製品の透明度を損ない、結果として台無しになった製品に潜在的に弱い領域を提供する。
表面の傷：最初固化された表面を有する、取り出されたプリフォームが、コア材料によって再加熱され、このことが表面を柔軟にし、より容易に傷がつくようにする。この表面の再加熱は、接触する部品が互いに溶着するのに十分大きくなり得ることもときどきある。
幾何学的不正確性：それらの表面が再加熱されている間これらの幾何形状を維持しない装置内で、部分的に冷却されたプリフォームを操作すること、またはそれらをさらに冷却しようと試みることは、プリフォームの円形の直径を楕円形状にする、または滑らかな表面に皺をよらせる、または非線形なものにする。

上記で述べた問題点は、射出成形されたプリフォームのその金型内での冷却時間を延長することによっていくらか軽減されることができる。しかし、このことは、射出成形サイクルを冗長に、通常２５秒またはそれより長くし、この時間の大部分が冷却の目的のみに使用される。このプロセスの生産効率を改善する目的で、部分的に冷却されたプリフォームが、部品が変形することなく取り出されることを可能にするように、最初に冷却された外皮が形成された後射出金型から取り出される、いくつかの技術が、成形後冷却機能を行うために採用されている。部分的に冷却されたプリフォームは、次に、プリフォームが損傷することなく次の操作をされるように、残存する熱を除去しながら、プリフォームを保持し続ける下流側の装置へ押しのけられる。通常、安全な操作を確実にするために、プリフォーム表面温度は、約７０℃に下降される必要がある。

部分的に冷却されたプリフォームの早期取り出しが、成形サイクル内でより早期に射出成形装置を解放し、それによって装置の生産効率をかなり改善する。射出成形サイクル時間は、成形されるプリフォームの設計に応じていくつかの例で、通常２５秒から約１２秒またはそれ以下に半減される。

成形後冷却技術のいくつかの例が、米国特許第４，７２９，７３２号、Ｒｅ３３，２３７号、第５，４４７，４２６号、第６，１７１，５４１号に示されている。
プリフォームの冷却時間を延長するための別の手法は、２組以上の射出成形コアが採用されるタレット成形機を使用することである。一例は、インデックス機であり、射出成形プリフォームを保持するために設置された１つの型穴と次々に対合する４つの面と４つのコアの組を有するタレット・ブロックを使用することを開示している、米国特許第５，７２８，４０９号、第５，８３０，４０４号、第５，７５０，１６２号、および５，８１７，３４５号に示されている。この種の装置上で成形されるプリフォームは、通常１０〜１３秒の成形サイクル時間で作成されることができる。

より少ないコア側ツーリング・セット(tooling set)が採用されているインデックス機では、追加の成形後冷却装置が、プリフォームの冷却を完了させ、サイクル時間の利益を維持するために使用されている。成形後冷却装置を備えるインデックス機械の例が、米国特許第６，０５９，５５７号、第６，１２３，５３８号、第６，１４３，２２５号および第６，１１３，８３４号に示されている。

冷却中のプリフォームからの熱伝達の速度を改善するための１つの技術は、プリフォームを型穴内で冷却しながら、その内部空間を圧縮することである。この方法は、プリフォームの外部表面を冷却中の型穴表面と接触するように保持することを助け、２つの表面を分離する傾向があるプリフォームの収縮に対処する。このことは、良好な熱伝達を維持することを可能にする。圧縮されるプリフォーム冷却の例が、米国特許第４，９５０，１５２号、第５，６７９，３０６号およびＥＰ ０ ９００ １３５号に示されている。

Ｋｏｚａｉに対する米国特許第６，１１３，８３４号は、インデックス・プリフォーム成形機から冷却チューブ内へプリフォームを取り出す成形後冷却装置（ＰＭＣ）を開示している。図８〜１４は、いくつかの射出成形サイクル中、複数の成形中のプリフォームの組がチューブによって冷却されることができるように、単一のプレート上に複数組のチューブを装着し、それによって、各プリフォームのそのＰＭＣ装置内での滞在中に冷却時間を延長することを開示している。この特許はまた、ＰＭＣ装置へ移動される前まだ射出成形コア上にある間に、ＰＭＣ装置から新しく成形されたプリフォームの露出されたゲート領域上に冷却流体を吹き付けることを開示している。しかし、この成形後冷却技術は、プリフォームの内部を冷却するためのより効果的な手段がないことによって、いくらか制限されている。また、様々な冷却チューブの組にアクセスさせるためにタレットを効果的に並進運動させるための手段はない。
米国特許第４，７２９，７３２号 米国特許Ｒｅ３３，２３７号 米国特許第５，４４７，４２６号 米国特許第６，１７１，５４１号 米国特許第５，７２８，４０９号 米国特許第５，８３０，４０４号 米国特許第５，７５０，１６２号 米国特許５，８１７，３４５号 米国特許第６，０５９，５５７号 米国特許第６，１２３，５３８号 米国特許第６，１４３，２２５号 米国特許第６，１１３，８３４号 米国特許第４，９５０，１５２号 米国特許第５，６７９，３０６号 ＥＰ０ ９００ １３５号 米国特許第６，１１３，８３４号

したがって、成形されたプラスチック部片を作成するコストをさらに減少させるために成形サイクル時間をさらに減少させながら、迅速で効率的な冷却を提供する成形後冷却の方法および装置の必要性がある。

本発明の第１の態様によると、複数の金型部分上で成形された複数のプラスチック物品を冷却するための構造および／工程が提供される。冷却装置は、ｉ）第１の複数の成形されたプラスチック物品を保持するように構成された、第１の複数の冷却構造と、ｉｉ）第２の複数の成形されたプラスチック物品を保持するように構成された第２の複数の冷却構造とを有して提供される。冷却ステーションが、前記冷却装置と隣接して配置され、それぞれ第１および第２の複数の冷却構造の内側の第１および第２の複数の成形された物品の内部に冷却流体を供給するように構成されている。運動構造が、（ｉ）それぞれ第１および第２の複数の冷却構造の内側の第１および第２の複数の成形された物品を前記冷却ステーションへ呈させるように、前記冷却装置と成形された部分の間の相対運動を生じさせるための第１の運動を提供するように、および（ｉｉ）第１の複数の冷却構造および次に第２の複数の冷却構造を複数の成形された部分に交互に呈させるように第１の運動とは異なる、第２の運動を提供するように提供され、構成されている。各面は、好ましくは、複数の組で冷却チューブに装着されている。好ましい実施形態はまた、上部に装着されたクール・ジェット／スーパー・クール装置と、インデックス・プリフォーム成形機から異なる冷却チューブ・セットの装填を提供するために横方向に冷却ブロックに軸方向に運動させるための手段を有する。

本発明の第２の態様によると、複数の金型型穴を有する金型型穴半体を備える射出成形機のための構造および／または工程が提供されている。金型コア半体が、前記金型型穴と対応する複数の金型コアを有して提供されている。金型運動構造が、複数の成形サイクルの間、複数の成形された物品を前記複数の金型型穴から排出させるための、前記金型型穴半体と前記金型コア半体の間に相対運動を生じさせる。冷却装置が、前記金型コア半体に対して可動であり、前記複数の金型型穴から排出された複数の成形された物品を保持するための複数の冷却チューブを有する。冷却装置運動構造が、前記冷却装置と結合され、複数の成形された物品を２回を超える成形サイクルの時間の間、前記複数の冷却チューブ内に維持するように構成されている。

本発明の第３の態様によると、プラスチック射出成形機部分に対して冷却タレットを運動させることを提供する射出成形機のための構造および／または工程が提供されている。線形運動構造が、冷却タレットおよびプラスチック射出成形機部分を互いに向かうようにおよび遠ざかるように運動させるように構成されている。回転運動構造が、冷却タレットとプラスチック射出成形機部分の間の相対回転運動を生じさせるように構成されている。軸方向運動構造が、冷却タレットとプラスチック射出成形機部分の間の相対軸方向運動を生じさせるように構成されている。

本発明の第４の態様によると、少なくとも１つの列内に配置された複数の金型コアを有するプラスチック射出成形機のための冷却装置を提供する構造および／または工程が提供されている。成形後冷却装置が提供され、複数の金型コアに対して可動である。回転自在な冷却タレットが、前記成形後冷却装置と結合され、２つの面を有し、各面が少なくとも第１および第２の列の冷却チューブを有する。冷却ステーションが、前記成形後冷却装置と結合され、冷却流体を、前記冷却タレットの面の１つの冷却チューブの第１および第２の列の両方の内部の成形された物品の内部に発射するように構成された、複数の冷却プローブを有する。第１の運動構造が、前記成形後冷却装置を、複数の金型コアに向かうようにおよび遠ざかるように運動させるように構成されている。第２の運動構造が、前記成形後冷却ステーションを、複数の冷却タレットに向かうようにおよび遠ざかるように運動させるように構成されている。第３の運動構造が、前記冷却タレットを、前記冷却ステーションに第１および第２の冷却タレット面を交互に呈するように回転させるように構成されている。第４の運動構造が、冷却タレット面の、第１の列の冷却チューブを、次に第２の列の冷却チューブを金型コアの列に交互に呈するようにその回転軸心に対して軸方向に運動させるように構成されている。

本発明の第５の態様によると、金型コアの列上に配置された、成形された物品の列を冷却するための構造および／または工程が提供されている。成形された物品の列が、冷却装置上に配置された冷却チューブの第１の列へ移送される。冷却チューブ内の第１の列内の成形された物品が、冷却ステーションへ移動させられる。冷却ステーションで、冷却流体が、成形された物品の列内の成形された物品の内部に射出される。成形された物品の列が、冷却ステーションから離れた位置へ移動させられる。次に、成形された物品の列が冷却ステーションに戻される。冷却ステーションで、冷却流体が、成形された物品の列内の成形された物品の内部に再び射出される。最後に、成形された物品の列が、排出位置まで移動させられる。

このようにして、本発明は、成形されたプラスチック部片を効率的に冷却するための成形後冷却方法および装置を有利に提供する。
本発明の例示的な実施形態を添付の図面を参照にしてここで説明する。

１．序論
本発明を、インデックス・プラスチック射出成形機が、プラスチック・プリフォームを成形ユニットから引き出し、続いてこれらのプリフォームを冷却ステーションに移動させるために（好ましくは回転する）取出しタレットを使用する、いくつかの実施形態に関してここで説明する。好ましくは、冷却ステーションは、冷却ピンが各プリフォーム内に挿入され、冷却空気がプリフォームの内部チップに射出され、冷却空気がプリフォームの内部表面から外側へ流れる、いわゆるクール・ジェット（商標）装置を備える。冷却ステーションはまた、冷却ピンが各プリフォーム内に挿入され、各プリフォームが圧力密封され、冷却空気がプリフォームの内部空間内に射出される、いわゆるスーパー・クール装置を備えてもよい。圧力が、プリフォームの外側壁面を取出し型穴の内部壁面と接触させ、それによってプリフォームの内部表面と外部表面の両方に冷却を行う。冷却ステーションはまた、クール・ジェット（商標）とスーパー・クール装置の組合せおよび／またはそれと等価な構造を備えてもよい。そうではあるが、本発明の教示および特許請求の範囲は、他の比較的壁厚の中空の物品を作成するために使用される他の成形プロセスにも等しく適用可能であることを理解されたい。たとえば、本発明は、容器、バケツ、トレイ、塗料缶、運搬箱、および類似の製品、または非円形の断面形状をおそらく有するその他の成形された製品の成形などの、射出成形プラスチック・プリフォームを超える、多くの成形技術にも適用可能であることを見出されるであろう。

２．構造
図１は、静止プラテン１０と、回転するタレット・ブロック・アセンブリ１１とを備えるインデックス・プリフォーム成形機１の締結部半体を示している。タレット・ブロック・アセンブリ１１は、ジャーナル上に装着されており、タイ・バー１３によって静止プラテン１０と解放可能に接続された２つのキャリア１２によって通常担持されている。タイ・バーの端部は、静止プラテン１０に装着された締結ピストン・アセンブリ１４と解放可能に接続されている。キャリア１２は、機械底部１６と接続された直線状ベアリング１５上でガイドされ、滑動する。キャリア１２および成形タレット・ブロック・アセンブリ１１は、公知の駆動手段（図示せず）によって静止プラテン１０に向かうようにまたは遠ざかるように運動させられる。プリフォーム金型半体９１（ホット・ランナおよび成形型穴を備える）が、静止プラテン１０に装着され、成形タレット・ブロック・アセンブリ１１の対向する面に装着された１つまたは複数の金型冷却半体１７ａおよび１７ｂと次々に係合する。キャリアを静止プラテンから遠ざかるように移動させることによって各金型半体が分離されたとき、成形タレット・ブロック・アセンブリ１１およびそれに取り付けられた金型冷却半体１７が、たとえば、駆動ベルト１９およびプーリ２０を介してサーボ・モータ１８によって回転させられることができる。射出ユニット２１は、金型内に射出するための溶融した樹脂を供給する。

後成形冷却（ＰＭＣ）装置またはアセンブリ３０は、機械底部１６に取り付けられた直線状ベアリング１５上でガイドされ、その上で滑動する、その第２の対のキャリア３１ａおよび３１ｂを備える。冷却タレット・ブロック３２は、キャリア３１ａと３１ｂの間に装着され、その間で回転可能である。ＰＭＣ装置３０は、アセンブリが成形タレット・ブロック・アセンブリ１１に向かうようにまたは遠ざかるように運動することができるように、通常、モーター・ドライブ９０とベルト３３を介して機械底部に沿って移動可能である。

図２は、ＰＭＣ装置のその取外し方向での前面図を示している。冷却タレット・ブロック３２は、キャリア３１ａと３１ｂの間で、その回転軸心に沿って横方向に、またはその回転軸心とほぼ平行に運動することができるように、直線状ベアリング３４ａおよび３４ｂおよび３５上で担持されている。この運動は、冷却タレット・ブロック３２上に装着されたシリンダ３６によって生じる。シリンダ・ロッド３７は、直線状ベアリング・アセンブリ３４ａおよび３４ｂの一部も担持するベアリング・アーム３８に取り付けられている。ベアリング・アーム３８は、キャリア３１ａ内で軸支され、アーム３８および冷却タレット・ブロック・アセンブリ３２を回転させるサーボ・ドライブ・モータ４０に、ギアボックス３９を介して取り付けられている。冷却タレット・ブロック３２の反対側の端部は、冷却タレット・ブロック３２の横方向運動が、ベアリング３５に沿って図４に示す中心から離れた位置へガイドされるように、ベアリング・アセンブリ３５上でそれ自体支持されている回転作用ユニオン（ｒｏｔａｒｙ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｕｎｉｏｎ）４１によって支持されている。この運動の量は、以下で説明するように、ＰＭＣ取付けプレート上に装着された冷却チューブの複数の列の間のピッチによって決定される。

回転作用ユニオン４１は、機械底部から、キャリア３１ａおよび３１ｂの最上部に装着された冷却タレット・ブロック３２と、クール・ジェット（商標）／スーパー・クール・アセンブリ４２（以下で説明する）の両方への空気圧、油圧、冷却流体、および電気供給のための回転接続を提供する。これらの作用（ｓｅｒｖｉｃｅｓ）は、機械底部１６上のＰＭＣの位置にかかわらず供給が維持されることができるように、底部１６からユニオン４１へ可撓性の導管４３を介して移送される。

図２はまた、プレート４５上に装着されたプリフォーム冷却チューブ４４を示している。複数のプリフォーム２の組が射出ユニットによって成形されるのに十分なチューブ４４がある。図面では、プレート４５に装着された３２個のチューブがあり、これらは、成形する２つの組が例示的な１６の型穴射出成形によって作成されるのに十分である。もちろん、１つの組が、２つ以上のいかなる数のチューブを備えてもよい。さらに、２組、３組またはそれ以上のプレート４５に結合されたチューブがあってもよい。プレート４５は、冷却タレット・ブロック３２の一方の側面、面Ａ上に取り付けられている。第２のプレート４８およびそれに対応するチューブ４９（３２個）が、冷却ブロック３２の反対側の面Ｂに取り付けられている。チューブは、両面の２つの交番する組に配置され（たとえば図４を参照）、各組は、射出成形コアのピッチと対合する。金型と並べられた第１の組は列１と呼ばれ、列１から量Ｘだけ偏移している第２の組は列２と呼ばれる。十分な空間が許される場合、追加の組が各面上に設けられてもよい。

本発明の実施形態では、冷却タレット・ブロック３２の両側のチューブの全数は、射出ユニットによって成形された４組の部品を保持することができ、したがって、成形タレット１１からの取外しの後、部品を４サイクルの間処理することができる。明らかに、追加のチューブのための空間がある場合、延長された処理時間を提供することができる。また、デザインに応じて、部品は２、３、４またはそれ以上の成形サイクルで処理することができる。また、冷却タレット・ブロック３２は、チューブの組を取り付けるために３つ以上の面を有することができる。

図１３は、３つのこのようなプレートを取り付ける代替となる実施形態を示している。４つまたはそれ以上の他の取付けもまた可能である。また、成形される部品が、冷却チューブの挿入を用いた内部冷却またはブロワーを用いた外部冷却を必要としないように十分薄いという状況がある。この状況では、機械は、キャリア３１ａおよび３１ｂ上の冷却ステーションおよびブロワーが取り外されている図１４に示すように構成されることになる。

図２はまた、冷却タレット・ブロック３２の上方に装着されたクール・ジェット／スーパー・クール・ユニット４２を示している。ユニットは、シリンダ５０によって鉛直方向に移動させられる。ユニットは、プリフォームの膨張および冷却のためのクール・ジェット（商標）吹付けピンのみ、スーパー・クール（商標）ピンのみ、またはたとえば、様々な処理オプションをユニットに対して与えられたプリフォーム２に提供するための代替となるセットでの両方のタイプの組合せを備えてもよい。ユニットは、冷却タレット・ブロック３２の一方の面上の冷却チューブ４４の対応する数に適合するのに十分な数の複数の冷却ピン５１を備える。好ましい実施形態では、対応するチューブ４４に適合する縦横配列で装着された３２の冷却ピンがある。冷却ピン５１は、加圧されたおよび／または加圧されない冷却剤の流れを各冷却ピンに供給する分配弁プレート５２上に装着されている。別法として、このプレート５２は、単に、ユニット４２（図示せず）上に装着されたブロワーによって加圧されるプレナムであってもよい。加圧された冷却流体（液体および／または気体）が、分配弁プレート５２に供給される場合、流体は、プレート５２を作用ユニオン４１またはＰＭＣ装置３０上の代替となる点と接続する可撓性の導管５３によって移送される。

図１はまた、矢印Ｆによって示されているように、成形された部品が成形タレット１１上のそれらのコア７０ａ上にまだある間、空気の流れを成形された部品のほうへ方向付ける、ＰＭＣ装置３０上に装着されたブロワー６０を示している。このことは、部品がＰＭＣ装置３０へ移送されるために待機している間、部品（特にそれらのゲート領域）の追加の冷却を許す。わかりやすくするために、ブロワー６０は、他の図面のＰＭＣ装置３０の図から省略されている。代替となる実施形態（図示せず）は、図１に示すように、ブロワーが、その空気流をその上に方向付け、移送位置にあるときインデックス・ブロック上の射出コアのマトリックスにわたって均等に流れの分配を最適化するような位置から、コア上の部分により近接するように、１つまたは複数のブロワーを冷却タレット・ブロック３２上に、またはキャリア３１ａおよび３１ｂ上に装着している。別の代替となる実施形態（図示せず）は、ブロワーを機械底部上に装着し、図１に示すように、流れの分配を移送位置にあるときのインデックス・ブロック上の射出コアのマトリクス上に均等に方向付けるように、キャリア３１ａおよび３１ｂ上に装着されたダクトが、ＰＭＣ装置が移送位置にあるとき、ブロワーと一直線に並ぶ。タレット１１および３２は回転運動するように構成されているが、代替となる実施形態は、必要に応じて、金型および成形／冷却構造に対して直線状にまたは曲線状に運動することができる成形および／または冷却プレートを備える。

３．プロセス
動作中、インデックス成形タレット・ブロック１１および金型冷却半体１７ａが、高温の金型半体９１とともに閉じた金型を形成するために移動させられる。締結力が、好ましい実施形態では、タイ・バー１３を通じて作用する締結ピストン１４を介して金型に及ぼされる。金型が、射出ユニット２１によって充填され、保持および冷却時間の後、成形タレット１１および冷却半体１７ａを、成形タレット１１上のコア７０ａの回転円弧をクリアするのに十分な距離だけ静止プラテン１０ａから遠ざかるように移動させることによって、金型が開放される。２つの向かい合わせのタレット・システム内で、タレット・ブロックが、新しく成形された部分をその上で担持している第１の組の金型コア７０ａをＰＭＣ装置冷却チューブ４４と位置合わせするために１８０度回転させられる。第２の組の金型コア７０ｂが、型穴半体９１とここで位置合わせされ、金型が閉じられて、第２の組のコア７０ｂ上で第２の組の部品を作成するためのサイクルが繰り返される。通常の射出成形サイクル時間は、約１０秒である。

一方、ブロワー６０が、冷却空気流をコア７０ａ上の部品上に方向付ける。コア７０ｂ上で行われる成形サイクルが完了するすぐ前に、ＰＭＣ装置３０が、成形タレット１１のほうへ移動され、コア７０ａ上で成形された部品が、射出成形タレット１１から、ＰＭＣ装置３０の冷却タレット・ブロック３２の面Ａ上に装着された冷却チューブ４４の列１まで移送される。ＰＭＣ装置３０が次に、プリフォームを装填されたとき冷却チューブ４４の回転円弧をクリアするのに十分な距離だけ成形タレット１１から遠ざかるように移動させられる。

冷却タレット・ブロック３２が次に、図２に示すように、チューブおよびそれらの部品を、クール・ジェット（商標）／スーパー・クール・ユニット４２と鉛直方向に位置合わせするために９０度回転させられる。このユニットが次に、冷却ピン５１をすべてのチューブ４４内のすべてのプリフォーム内に挿入するためにシリンダ５０を介して下向きに移動され、部品の内部を冷却するために、冷却流体がチューブから排出される。部品の内部が圧縮されてもよい、および／または冷却流体が、部品の内部の遠位の先端へ方向付けられてもよい。一方、図３に示すように、冷却タレット・ブロック３２の反対側の面Ｂに装着されたチューブ４９内の部品２のいくつかが、冷却ブロックの下方のコンベア上に排出される（図示せず）。したがって、排出される部品は、ＰＭＣ上に設置されている冷却チューブ・セットの数および冷却チューブを支持するために使用される面の数に応じて、４回以上の成形サイクルの間ＰＭＣ装置３０内を移動する。１０秒の射出成形サイクル時間に対して、部品は、約４０秒間ＰＭＣユニット内で処理されていることになる。

好ましい実施形態では、キャリア３１ａおよび３１ｂの内側寄り表面上に装着され、冷却タレット・ブロック３２面ＡおよびＢ上に装着された反射板（図示せず）と位置合わせされた光アイ・センサ（図示せず）が、タレット・ブロック３２の回転の前に、適切な部品２が冷却チューブから完全に排出されたこと、および補助エジェクタ・バー（図示せず）が正確に引き込まれたことが確実であることをチェックし、それによって装置の衝突のリスクが回避されていることを確実にする。代替となる部品取外しの実施形態は、機械底部１６、または、冷却タレット・ブロック３２が図１に示した移送位置にあるとき、部品がそれに向かって移動させられることができ、それによってＰＭＣ装置冷却サイクルでわずかに早く冷却チューブを空にするように配置された取出しプレートを有する隣接する床部に装着された従来型のロボット装置（図示せず）の使用による。

クール・ジェット（商標）／スーパー・クール・ユニット４２は、冷却チューブ４４およびそれらの装填されたプリフォームの回転円弧をクリアするのに十分な鉛直方向距離だけ、シリンダ５０によって図３に示すその挿入された位置から引き込まれる。冷却タレット・ブロック３２が、その後、空にされたチューブを、金型コア７０ｂ上の次の組の新しく成形された部品と位置合わせするように９０度回転させられる。部品が移送され、シークエンスが継続する。射出コアと位置合わせされていない次の空にされたチューブの組が生じたとき、冷却タレット・ブロック３２が、空にされたチューブをコア７０ａ上の次の新しく成形された部品と位置合わせするために、（タレットが回転するとき）シリンダ３６によって軸方向に移動させられる。すなわち、冷却タレット・ブロック３２が、タレット・コア７０ａまたは７０ｂ上の部品２に対して冷却チューブの次の組を呈するためにその回転軸心と平行な軸心に沿って軸方向に移動させられる。

図４は、回転矢印Ｒ_１によって示されている冷却ブックの回転運動中、空のチューブを位置合わせするために、冷却タレット・ブロック３２の軸方向の並進運動を示す矢印Ｘを示している。

図５は、冷却チューブ４４内に装填された新しく成形された部品２を示している。矢印Ｙは、回転矢印Ｒ_２によって示されている冷却ブロックの連続する回転中の冷却タレット・ブロック３２の逆の軸方向並進運動を示している。

図６は、クール・ジェット（商標）／スーパー・クール・ユニット４２による処理のために位置合わせされた冷却チューブ４４による連続するシークエンスを示している。ピン５１の各挿入で、すべての冷却チューブが、冷却するためのプリフォームを装填されることに留意されたい。このようにして、全ＰＭＣサイクルで、プリフォームのそれぞれは、好ましくは、クール・ジェット（商標）／スーパー・クール・ユニット４２による２つ以上の処理を有する。このことは、プリフォームの最も厚い部分でさえも壁セクション内の残存する熱の潜在的な移動が、繰返し処理され、それによって樹脂の再結晶化が生じる機会を最小化することを確実にする。３面の冷却タレット・ブロック３２が、成形された部品が６つの成形サイクルの間に冷却されるという結果となり、２面の冷却タレット・ブロックが、４つの成形サイクルの間成形された部品が冷却されるという結果となることに留意されたい。したがって、冷却ブロック上の面の数を変更することは、成形された部品が冷却されることができる射出成形サイクルの数を変更することになる。

図７は、クール・ジェット（商標）／スーパー・クール処理の適用が面Ｂで行われている間の面Ａの代替となる列からの部品２の排出を示している。シークエンスは、列１面Ａ内のチューブ内に最初に装填された部品が排出されるまで、図８に示すように継続し、その後すぐにシークエンスが再循環する。好ましい実施形態の場合、ＰＭＣ装置３０の各完全サイクルに対して、射出ユニットの４サイクルが行われる。追加の冷却チューブがＰＭＣ装置３０内に設けられている場合、射出ユニットの追加の成形サイクルが可能である。成形された部品２の排出が、当技術分野で公知であるように、機械的手段または空気圧手段によって達成されることに留意されたい。

図９は、クール・ジェット（商標）／スーパー・クール冷却ピン５１の挿入のすぐ前のＰＭＣ装置３０の側面図を示している。図１０では、ＰＭＣ装置３０が、空にされた冷却チューブ４９内でいま成形されたプリフォーム２を受けるように回転されている。

わかりやすくするために、図１１は、射出成形および冷却サイクルの各段階で行われる動作を示すシークエンス・チャートである。図１２ａ〜１２ｙは、シークエンス・チャートの様々な段階中の構造を概略的に示している。シークエンス・チャートおよび概略図を、射出成形サイクル、冷却タレット・サイクル、および成形タレット１１および冷却タレット・ブロック３２内で行われるそれらの活動に関して説明する。様々な成形および移動動作の制御は、１つまたは２つの多目的コンピュータ、ＰＣ、プロセッサ、用途特定された集積回路、デジタル信号プロセッサ、ハード・ワイヤード回路、モーター、サーボ・モータ、ステッパ・モータ、圧力センサ、温度センサなどで実施されてもよい。

金型半体が閉鎖したとき、射出成形サイクル１が開始し、クランプが活動化され、成形されたプラスチックが、金型内に射出され、所定の時間の間その中で保持される。いま成形された物品が、別の所定の時間の間、金型内で冷却するままにされ、金型半体が開放される。成形タレット１１が、次に、金型型穴半体から遠ざかるように移動され、１８０度回転させられ、そこで冷却ファン６０が冷却空気をいま成形された部品上に吹き付ける。冷却タレット１１が直ちに、金型型穴半体に戻り、射出成形サイクル２が開始し、同時に、前に成形された部品が、金型が再び開放されるすぐ前まで、コア上に残る。ＰＭＣ装置３０が、成形タレット１１のほうへ移動され、部品が、型穴が再び開放されるすぐ前に冷却タレット・ブロック３２へ移動させられる。

冷却タレット・ブロック３２内で、前に成形された部品２ａ_１（図１２ａ参照）が、面Ａの列１の冷却チューブ４４内に装填される。冷却タレット・ブロック３２が次に、成形タレット１１から遠ざかるように移動され、クール・ジェット（商標）／スーパー・クール・ユニット４２のほうへ９０度回転させられる（図１２ｂ参照）。クール・ジェット（商標）／スーパー・クール・ユニット４２が次に、下向きに移動され、冷却ピン５１がプリフォーム２ａ_１内に挿入され（図１２ｃ参照）、プリフォームが圧縮されるおよび／または冷却される（図１２ｄ参照）。冷却ピン５１もまた、配置された面Ａの列２内に配置された前の成形サイクルによるプリフォームである（以下でより詳細に説明する）プリフォーム、すなわち前の２ａ_２を冷却する。プリフォーム２ａ_１が、次に、冷却係合を完成させるために排気／吹付けされ、冷却ユニット４２が、プリフォーム２ａ_１から冷却ピン５１を分離させるために上向きに移動させられる。それと同時に、適切な機械的および／または空気圧手段が、前に冷却されたプリフォーム、すなわち前の２ｂ_１（前の射出成形サイクルによる）を冷却タレット・ブロック３２の底部から排出するために活動化される（図１２ｅ参照）。この工程は、射出成形サイクル３を通してのおよそ中間で行われる。

成形されたプリフォーム２ｂが冷却タレット・ブロック３２から排出された後、プリフォームは、冷却チューブ４９を成形タレット１１に呈するために９０度回転させられる（図１２ｆ参照）。ＰＭＣ装置３０が、次に成形タレット１１のほうへ移動され、前に成形されたプリフォーム２ｂ_１が、面Ｂの列１の冷却チューブ４９へ移動させられる（図１２ｇ参照）。次に、プリフォーム２ａ_１に関して上記で説明した工程（図１２ａ〜１２ｆ）がプリフォーム２ｂ_１に対して繰り返られる（図１２ｇ〜１２ｌ参照）。これらの工程中、冷却タレット・ブロック３２の面Ａ上のプリフォーム２ａ_１が冷却し続ける。図１２ｋで、排出されるのは上記に説明されたプリフォーム２ａ_１ではなく、面Ａの列２から排出された前の射出成形サイクルによるプリフォーム、すなわち前の２ａ_２であることに留意されたい。この取り出し工程もまた、射出成形サイクル４を通してのおよそ中間で行われる。特に、冷却タレット・ブロック３２が、図１２ｌで９０度回転させられた後、冷却タレット・ブロック３２が、面Ａの列２の冷却チューブ４４を成形タレット１１に呈するために軸方向に移動させられる。

冷却タレット・ブロック３２を回転させ、軸方向に並進運動させた後、ＰＭＣ装置３０が、成形タレット１１のほうへ移動され、プリフォーム２ａ_２が、冷却タレット・ブロックの面Ａの列２の冷却チューブ４４へ移動させられる（図１２ｍ参照）。その後、プリフォーム２ａ_１に関して（図１２ａ〜１２ｆ）上記で説明したのと同じ工程が、プリフォーム２ａ_２に対して繰り返される（図１２ｍ〜１２ｒ参照）。図１２ｐで、冷却ピン５１が、面Ａの列２内のプリフォーム２ａ_２ならびに面Ａの列１内のプリフォーム２ａ_１の両方を冷却することに留意されたい。したがって、プリフォーム２ａ_１が、冷却ユニット４２によって２回冷却される。図１２ｑでは、プリフォームプリフォーム、すなわち前の２ｂ_２が排出される一方、プリフォーム２ｂ_１が冷却タレット３２内に残存する。この工程もまた、射出成形サイクル５を通してのおよそ中間で行われる。

冷却タレット・ブロック３２が、面Ｂが再び成形タレット１１へ呈されるように回転させられとき、ＰＭＣ装置が成形タレット１１のほうへ移動され、プリフォーム２ｂ_２が、冷却タレットの列２の冷却チューブ４９へ移動させられる（図１２ｓ参照）。プリフォーム２ａ_１、２ａ_２および２ｂ_１が、追加の冷却のために冷却タレット・ブロック内に残ることに留意されたい。この後、プリフォーム２ｂ_１に関して上記で説明した（図１２ｇ〜１２ｌ）のと同じ工程が、プリフォーム２ｂ_２に対して繰り返される（図１２ｓ〜１２ｘ参照）。図１２ｗでは、プリフォーム２ａ_１が、射出成形サイクル６中、それらの成形の４サイクル以上後で、冷却タレット・ブロック３２の周囲を１と４分の３回（６３０度）回転した後、冷却タレット・ブロック３２から最後に排出される。この冷却時間の延長は、プリフォーム２ａ_１が、前に議論した結晶化の問題なしで正確に硬化することを可能にする。図１２ｘでは、冷却タレット・ブロック３２が９０度回転させられると同時に、成形タレット１１に面Ａの列１の冷却チューブ４４を呈するために軸方向に移動させられる。

図１２ｙでは、冷却タレット・ブロック３２が、図１２ａに示した位置と同じ位置にあり、次の組のプリフォーム、すなわち次の２ａ_１が、面Ａの列１の冷却チューブ４４内に装填され、上記で説明した工程が繰り返される。
上記で説明した工程は、このようにして、最少量の射出およびＰＭＣツーリング構成要素が、欠陥のない高品質プリフォーム部品を速い生産サイクルで作成するために必要とされる、最適化された実施形態を提供する。１つだけの冷却ステーションが使用されるが、さらに２つの処理の機会が各プリフォームに提供される。しかし、追加の冷却ステーションが、上記で説明したプロセス中、冷却タレット・ブロックの面がそれに対して回転させられる他の３つの位置の１つまたは複数で、提供されてもよいことに留意されたい。

４．有利な特徴
本実施形態による有利な特徴は、
・好ましくは、その回転軸心と平行な軸心に沿った並進運動を有するＰＭＣ冷却タレット・ブロックと、
・２つ以上の別個の、おそらくは部品ごとに異なる処理事象を提供するＰＭＣユニットと、
・冷却空気の流れを、移動する前にそのコア上に配置された部品上に射出するためのブロワー・ユニットを担持しているＰＭＣユニットと
を備える。

５．結論
このようにして、説明されたのは、成形されたプラスチック物品を効果的に冷却し、サイクル時間の短縮およびコストの低減を可能にするための方法および装置である。

本発明は、プリフォームの軸心に対して垂直な円形の断面形状を一般に有し、ブロー成形された容器プリフォームの測定時間を短縮するが、本発明が、プリフォーム射出金型と類似の一般的な形状および金型デザイン特性を必要とする、バケツ、塗料缶、運搬箱または他の類似の製品などの、非円形の断面形状をおそらく有する他の成形製品に等しいことが当業者には理解されよう。

概略を示し、添付の図面のブロックによって示した個別の要素は、射出成形の技術分野ですべて公知であり、それらの特有の構造および動作は、本発明を実施するための動作および最良の形態に対して重要ではない。

本発明を、好ましい実施形態であると現在みなされているものに関して説明してきたが、本発明はここに開示された実施形態に限定されないことを理解されたい。逆に、本発明は、頭記の特許請求の精神および範囲内に含まれる様々な修正および等価な構成をカバーするように意図されている。頭記の特許請求の範囲は、このような修正および等価な構造および機能を包含するように最も広義の解釈で与えられる。
上記で説明したすべての合衆国および外国の特許文書を、参照によって好ましい実施形態の詳細な説明に組み込む。

本発明の好ましい実施形態によるＰＭＣ装置を備えるインテックス・プリフォーム成形機の締結半体の概略側面図である。 クール・ジェット（商標）／スーパー・クール・デバイスの取外しおよび挿入の前の図１のＰＭＣ装置の概略正面図である。 選択された部品を取り外した、クール・ジェット（商標）／スーパー・クール・デバイスがコンディショニング位置での図１のＰＭＣ装置の概略正面図である。 ブロックの回転中の横方向運動を示す、新しく成形されたプリフォームを空にされた冷却チューブ内に装填するすぐ前の図１のＰＭＣ装置の概略正面図である。 ブロックの回転中の反対の横方向運動を示す、プリフォームを空にされた冷却チューブ内に装填するすぐ後の図４のＰＭＣ装置の概略正面図である。 クール・ジェット（商標）／スーパー・クール・デバイスの取外しおよび挿入の前のＰＭＣ装置の概略正面図である。 選択された部品を取り外した、クール・ジェット（商標）／スーパー・クール・デバイスがコンディショニング位置でのＰＭＣ装置の概略正面図である。 新しく成形されたプリフォームを空にされた冷却チューブ内に装填するすぐ前のＰＭＣ装置の概略正面図である。 クール・ジェット（商標）／スーパー・クール・デバイスの取外しおよび挿入の前のＰＭＣ装置の概略側面図である。 プリフォームを空にされたチューブ内に装填したすぐ後のＰＭＣ装置の概略側面図である。 １セットのプリフォームの完全な成形およびＰＭＣ冷却シークエンスを示すシークエンス・チャートである。 １セットのプリフォームの完全な成形およびＰＭＣ冷却シークエンスを示すシークエンス・チャートである。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ＰＭＣブロックのその完全サイクルに対する位置の一連の概略的な表現を示す図である。 ３つの面を示すＰＭＣ装置の代替となる実施形態の概略側面図である。 冷却ステーションまたはブロワーのないＰＭＣ装置の別の代替となる実施形態の概略側面図である。

Claims (12)

1. 射出成形機のそれぞれの金型内に形成された複数のプラスチック物品を冷却するための冷却装置であって、前記冷却装置は、
   ａ）回転軸心を備えた回転自在な冷却タレット・ブロックであって、
   ｉ）第１の成形サイクルで形成された第１の複数の成形されたプラスチック物品を保持するように構成された、第１の複数の冷却構造と、
   ｉｉ）第１の成形サイクルとは異なる成形サイクルで形成された、第２の複数の成形されたプラスチック部品を保持するように構成された第２の複数の冷却構造とを少なくとも有する回転自在な冷却タレット・ブロックと、
   ｂ）回転自在な冷却タレット・ブロックに結合された駆動装置であって、回転自在な冷却タレット・ブロックを回転軸心の周りに回転させ、回転軸心とほぼ平行な方向において回転自在な冷却タレット・ブロックの線形変位を生じさせ、線形変位によって第１の複数の冷却構造、および次に第２の複数の冷却構造が成形された物品をその中で受けるために、固定された位置合わせ位置に整合されるように構成された駆動装置とを備え、
   少なくとも２つの連続する成形サイクル中、各金型に対する固定された位置合わせ位置から冷却装置内に複数のプラスチック物品が装填可能である冷却装置。
2. 前記回転自在な冷却タレット・ブロックと隣接して配置された補足的な冷却ステーションをさらに備え、前記駆動装置により第１および第２の複数の冷却構造が該補足的な冷却ステーションに移動する請求項１に記載の装置。
3. 補足的な冷却ステーションが、冷却流体の流れを、第１および第２の複数の冷却構造内の成形された物品の内部に送達する、請求項２に記載の装置。
4. 複数の金型型穴を有する金型型穴半体と、
   前記複数の金型型穴と対応する複数の金型コアを有する金型コア半体と、
   複数の成形サイクルのそれぞれの間、複数の成形された物品を前記複数の金型型穴から排出させるための、前記金型型穴半体と前記金型コア半体の間に相対運動を生じさせる金型運動構造と、
   前記金型コア半体に対して可動であり、前記複数の金型型穴から排出された複数の成形された物品を保持するための複数の冷却チューブを有する冷却装置と、
   前記冷却装置と結合され、複数の成形された物品を２回を超える成形サイクルの時間の間、前記複数の冷却チューブ内に維持するために前記冷却装置を回転運動および回転運動の軸心に対して平行な方向に運動させる駆動装置とを備える、射出成形機。
5. 前記冷却装置が、第１の列の複数の冷却チューブと、隣接する第２の列の複数の冷却チューブとを有し、（ｉ）該第１の複数の冷却チューブが、第１の成形サイクルで第１の複数の成形された物品を前記金型コア半体から受け、（ｉｉ）該第２の複数の冷却チューブが、第２の成形サイクルで第２の複数の成形された物品を前記金型コア半体から受けるように、第１と第２の成形サイクルの間で回転運動の軸心と平行な方向に前記駆動装置が前記冷却装置を運動させる、請求項４に記載の射出成形機。
6. 前記駆動装置が、前記冷却装置を３６０度以上回転方向に運動させる一方、第１の複数の冷却チューブが、第１の複数の成形された物品を保持する請求項５に記載の射出成形機。
7. 第１の複数の成形された物品上に、物品が前記第１の複数の冷却チューブ内で受けられる前に冷却空気を吹き付けるように構成されているブロワーをさらに備える請求項６に記載の射出成形機。
8. 前記冷却装置と隣接して配置され、前記駆動装置が、前記冷却装置を前記金型コア半体から遠ざかる方向に回転させた後、前記第１の複数の成形された物品の内部に冷却流体を供給するように構成された冷却ステーションをさらに備える請求項７に記載の射出成形機。
9. 前記冷却装置と前記冷却ステーションの間の相対運動を生じさせるように構成された冷却ステーション運動構造をさらに備える請求項８に記載の射出成形機。
10. 冷却タレットおよびプラスチック射出成形機部分を互いに向かうようにおよび遠ざかるように相対的に運動させるように構成された線形運動構造と、
    冷却タレットのプラスチック射出成形機部分に対する相対的な回転運動を生じさせるように構成された回転運動構造と、
    冷却タレットとプラスチック射出成形機部分との間で、冷却タレットの回転運動の軸心に対して平行な方向において相対的な軸方向の運動を生じさせるように構成された軸方向運動構造とを備え、
    ２つの冷却タレット面のそれぞれの上に配置された第１および第２の交互に配置された冷却チューブの列を有する冷却タレットをさらに備え、前記軸方向運動構造が、冷却タレットを、成形機部分の金型コアの列に、２つの冷却タレット面のそれぞれの上に配置された第１および第２の交互に配置された冷却チューブの列を呈するように運動させ、射出成形機の射出成形機部分に対して冷却装置を運動させることに使用するための駆動装置。
11. 第１および第２の冷却チューブの列の両方にそれぞれ対応する複数の冷却構造を有する冷却ステーションをさらに備え、前記回転運動構造が、第１および第２の冷却チューブの列を複数の冷却構造に呈するように前記冷却タレットを回転させる請求項１０に記載の装置。
12. 複数の金型コアに対して可動である成形後冷却装置と、
    前記成形後冷却装置と結合され、２つの面を有し、各面が少なくとも第１および第２の列の冷却チューブを有する回転自在な冷却タレットと、
    前記成形後冷却装置と結合され、冷却流体を、前記冷却タレットの面の１つの冷却チューブの第１および第２の列の両方の中に配置した成形された物品の内部に発射するように構成された、複数の冷却プローブを有する冷却ステーションと、および
    駆動装置であって、前記駆動装置が、
    前記成形後冷却装置を、複数の金型コアに向かうようにおよび遠ざかるように運動させるように構成された第１の運動構造と、
    前記冷却ステーションを、冷却タレットに向かうようにおよび遠ざかるように運動させるように構成された第２の運動構造と、
    前記冷却タレットを、前記冷却ステーションに第１および第２の冷却タレット面を交互に呈するように回転させるように構成された第３の運動構造と、
    冷却タレット面の、第１の列の冷却チューブを、次に第２の列の冷却チューブを金型コアの列に交互に呈するようにその回転軸心に対して軸方向に運動させるように構成された第４の運動構造とを備える駆動装置と
    を備える少なくとも１つの列内に配置された複数の金型コアを有するプラスチック射出成形機で使用するための冷却装置。

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