(57)【要約】  ここに示されているのは、容器成形機（１００）、成形ラムアセンブリ（１４０）、ならびに成形ラムアセンブリ（１４０）を形成するためのおよび使用するための方法である。成形ラムアセンブリ（１４０）は、カムレール（１４２）を備えたタレットアセンブリ（１０４）を含んだ容器成形機（１００）のために提供されている。ラムアセンブリ（１４０）は、タレットアセンブリ（１０４）に取り付けるための搭載レール（１４８）を含んでいる。カムフォロア（１４４）は搭載レール（１４８）に装着され、カムレール（１４２）に対して回転可能に位置するように構成されている。カムフォロア（１４４）に連結されているのは、カムフォロア（１４４）がカムレール（１４２）を行き来した場合に移動する成形ダイ（１５４）である。ノックアウト工具（１５２）は成形ダイ（１５４）の内側に装着され、段付きセグメント（１７９）を含んでいる。駆動シリンダは、ノックアウト工具（１５２）を成形ダイ（１５４）内で移動させる。Ｏリング（１７０）は、ノックアウト工具（１５２）の相補的なチャネル（１８５）内に載置されている。環状ノックアウトガイド（１７２）はノックアウト工具（１５２）の段付きセグメントに載置され、Ｏリング（１７０）と成形ダイ（１５４）との間に、それらに当接して位置している。
2018523580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の形状を変形させるための成形装置であって、該成形装置は、
第１ベースおよび第２ベースを備えたフレームと；
前記第１ベースから前記第２ベースへと延びた駆動シャフトと；
該駆動シャフトと同軸に搭載され、且つ前記容器を受容して移動させるように構成されたタレットスターホイールと；
前記駆動シャフトと同軸に搭載されたタレットアセンブリであって、該タレットアセンブリは細長いカムレールを含んだタレットアセンブリと；
該タレットアセンブリに連結された成形ラムアセンブリと；を含み、
該成形ラムアセンブリは、
前記細長いカムレールに接触して移動可能に載置されたカムフォロアと；
該カムフォロアに連結された成形ダイであって、これにより該成形ダイは、前記カムフォロアが前記細長いカムレールを行き来した場合に、往復する様式で移動する成形ダイと；
該成形ダイの内側に移動可能に搭載されたノックアウト工具であって、該ノックアウト工具は、段付きセグメントを備えた外側面を含んだノックアウト工具と；
該ノックアウト工具に連結されて、前記成形ダイに対して往復する様式で前記ノックアウト工具を移動させるように構成された駆動シリンダと；
前記ノックアウト工具の段付きセグメントに形成された相補的なチャネルの内側に載置されたＯリングと；
前記ノックアウト工具の段付きセグメント上に載置され、前記Ｏリングおよび前記成形ダイに当接したノックアウトガイドと；を含んでいる、成形装置。
【請求項２】
前記ノックアウトガイドは環状であり、前記ノックアウト工具の外周の周囲に連続的に延びている、請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
前記ノックアウトガイドは、前記ノックアウト工具の段付きセグメントに圧入されている、請求項１に記載の成形装置。
【請求項４】
前記ノックアウトガイドは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）材料から加工されている、請求項１に記載の成形装置。
【請求項５】
前記ノックアウトガイドは、実質的に単一部品のポリマ構造から成る、請求項１に記載の成形装置。
【請求項６】
前記ノックアウトガイドは、前向きの傾斜した前縁を備えた外側面を含んでいる、請求項１に記載の成形装置。
【請求項７】
前記ノックアウトガイドは環状であり、前記傾斜した前縁は、前記ノックアウトガイドの外周の周囲に連続的に延びている、請求項６に記載の成形装置。
【請求項８】
前記ノックアウトガイドは、面取りされた前側コーナーおよび後側コーナーを備えた内側面を含んでいる、請求項１に記載の成形装置。
【請求項９】
前記ノックアウトガイドは環状であり、前記面取りされたコーナーは、前記ノックアウトガイドの内周の周囲に連続的に延びている、請求項８に記載の成形装置。
【請求項１０】
前記ノックアウトガイドは、前記Ｏリングと前記成形ダイとの間に配置され、流体的にシールしている、請求項１に記載の成形装置。
【請求項１１】
前記ノックアウト工具は円筒形であり、前記段付きセグメントは、前記ノックアウト工具の外周の周囲に連続的に延びている、請求項１に記載の成形装置。
【請求項１２】
前記ノックアウトガイドは、前記駆動シリンダの前面と前記ノックアウト工具の後面との間に捕捉されている、請求項１に記載の成形装置。
【請求項１３】
容器成形機のための成形ラムアセンブリであって、前記容器成形機はカムレールを備えたタレットアセンブリを含み、前記成形ラムアセンブリは、
前記成形ラムアセンブリを前記容器成形機のタレットアセンブリに取り付けるように構成された搭載レールと；
該搭載レールに連結されて、前記タレットアセンブリのカムレールに接触して移動可能に位置するように構成されたカムフォロアと；
該カムフォロアに連結された成形ダイであって、これにより前記カムフォロアが前記カムレールを行き来する間に、前記成形ダイは往復する様式で移動する成形ダイと；
該成形ダイの内側に移動可能に搭載されたノックアウト工具であって、該ノックアウト工具は、段付きセグメントを備えた外径（ＯＤ）面を含んだノックアウト工具と；
該ノックアウト工具に連結されて、往復する様式で前記ノックアウト工具を前記成形ダイの内部で移動させるように構成された駆動シリンダと；
前記ノックアウト工具の段付きセグメントに形成された相補的なチャネルの内側に載置されたＯリングと；
前記ノックアウト工具の段付きセグメント上に載置され、前記Ｏリングと前記成形ダイとの間に、それらに接触して配置された環状ノックアウトガイドと；を含んでいる、成形ラムアセンブリ。
【請求項１４】
前記ノックアウトガイドは前記段付きセグメントに圧入されており、前記ノックアウト工具の外径面の周囲に連続的に延びている、請求項１３に記載の成形ラムアセンブリ。
【請求項１５】
前記ノックアウトガイドは、単一部品のポリマ構造として加工されている、請求項１３に記載の成形ラムアセンブリ。
【請求項１６】
前記ノックアウトガイドは、前向きの傾斜した前縁を備えた外径（ＯＤ）面を含み、前記傾斜した前縁は、前記ノックアウトガイドの外周の周囲に連続的に延びている、請求項１３に記載の成形ラムアセンブリ。
【請求項１７】
前記ノックアウトガイドは、面取りされた前側および後側コーナーを備えた内径（ＩＤ）面を含み、前記面取りされた前側および後側コーナーは、前記ノックアウトガイドの内周の周囲に連続的に延びている、請求項１３に記載の成形ラムアセンブリ。
【請求項１８】
前記段付きセグメントは、前記ノックアウト工具の外周の周囲に連続的に延びている、請求項１３に記載の成形ラムアセンブリ。
【請求項１９】
前記ノックアウトガイドは、前記駆動シリンダの前面と前記ノックアウト工具の後面との間に捕捉されている、請求項１３に記載の成形ラムアセンブリ。
【請求項２０】
容器成形機のための成形ラムアセンブリを組み立てる方法であって、前記容器成形機はカムレールを備えたタレットアセンブリを含み、前記方法は、
成形ダイをカムフォロアに連結するステップであって、前記カムフォロアは、前記カムレールに対して回転可能に配置され、且つ前記カムレールを行き来し、それにより前記成形ダイを移動させるように構成される、連結するステップと；
前記ノックアウト工具を前記成形ダイの内側にスライド可能に搭載するステップと；
駆動シリンダを前記ノックアウト工具に連結するステップであって、前記駆動シリンダは、前記ノックアウト工具を前記成形ダイの内側で移動させるように構成される、連結するステップと；
Ｏリングを前記ノックアウト工具に装着するステップと；
ノックアウトガイドを前記ノックアウト工具の段付きセグメント上に載置するステップであって、これにより前記ノックアウトガイドは、前記Ｏリングおよび前記成形ダイを押圧する、載置するステップと；を含んでいる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１５年７月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／１９８，９１５号明細書の優先権を主張しており、その全体が参照により本願に統合されている。
【０００２】
本開示は、全体的に製品の成形または処理のためのシステム、方法、および装置に関する。より具体的には、本開示の態様は、ボトルおよび缶のような容器を成形するためのネック成形作業において使用される成形機のためのノックアウトラムアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
容器製造産業においては、多様なアプローチが、ボトル、缶、およびジャーを含んだ多様な容器構造を製造および処理するために存在している。例えば、ラムアセンブリは、曲げ、切断、拡張、ネック成形、または他の成形作業において処理される容器を、位置決めおよび成形するために使用され得る。従来のラムアセンブリは、タレットシャフトに対して軸方向に移動する円筒ラム（ピストン）、およびタレットシャフトに搭載された簡素な軸受筒（ハウジング）を備えている。ラムは、例えばタレットバレルカムにより、軸受筒を通じた往復動作において移動される。歴史的に、タレットアセンブリは、１つのラムアセンブリにより作動され、例えば缶の閉鎖端部において缶を成形機の成形ヘッド内へと押し込む。第２の別個のラムアセンブリは、その次に成形工具を例えば缶の開放端部において缶内または缶上へと押し付け、成形作業を実行する。
【０００４】
金属缶は頻繁に「二部品」構成として製造され、それは一体の底壁を備えた円筒缶本体および缶上部から成る。これらの缶は、一般的に薄いアルミニウムまたは鋼のシート金属から加工されている。アルミニウム缶は、例えばビールおよびソーダのようなガス加圧液体を収容するために頻繁に使用される。そのような用途に関して、缶は所定の最低強度を示さなければならず、これによりその内容物により発生した内部ガス圧、ならびに積載、梱包および輸送、機械からの分注、および缶の取り扱いからの外力に対抗することが可能となる。しかしながら、シート金属の厚さは、そのような缶の製造の全体的なコストに顕著に影響する。シート金属の厚さが減少可能であり、一方で強度要求および他の製造公差に適合するのであれば、缶の製造コストは減少されることが可能である。
【０００５】
缶本体の形状を形成する機械の例は、「ネック成形」機として知られている。従来のネック成形機は、缶が一般的な本体の形状、例えば一体の底壁を備えた円筒形または多角形に成形された後に、機械的圧力を缶本体に与えることにより作業している。ネック成形機は工具およびダイの装置の型式であり、その内部において、シート金属は、突起を備えた工具と、適合した窪みを備えたダイと、の間に載置される。工具およびダイは一体に用いられ、加圧されて、シート金属を突起および窪みの形状に加工する。例えばＢＥＬ  ＶＡＣ（登録商標）５９５成形缶ネック成形機（Belvac Product Machinery, Inc.）は、一分間あたり約２５００個までの速度で缶本体を成形することが可能である。缶本体は、対向して移動するラムアセンブリの間に、すなわち工具として作用する一連のプッシュラムと、ダイとして作用する反対側の一連のノックアウトラムと、の間で絞られる（ネック成形される）。缶本体が機械を通して進行された場合に、缶本体はプッシュラムおよびノックアウトラムの第１の対の間で、次にプッシュラムおよびノックアウトラムの第２の対の間で、そして６または８もしくはそれ以上のラムの対の間で急速に絞られて、「ネック成形」作業を完成させる。
【０００６】
各ラムは高速で前後に往復し、例えば約１乃至３インチの比較的短い移動距離を有する。空気圧アクチュエータおよび電気機械的ソレノイドシステムが、必要とされる高圧および高速ならびに過度のショック荷重のために、頻繁に脆すぎることがあったため、従来のネック成形ラムは、例えば「カム」により機械的に作動している。カムは、揺動（正弦曲線）トラックを伴った細長く隆起したレールであり、各ラムピストンは、その後端部にホイールを担持し、このホイールはカムトラックの反対側に噛み合っている。カムトラックが回転すると、カムトラックはラムのホイールを押し引きして、ピストンを前後に移動させる。その速度および移動に加えて、ピストンの調整が重要であり、ラムが正確なタイミングで移動して拘束しないことを確実にする。ラムが故障または摩耗した場合、ラムは損傷して、缶製造システム全体を停止させる。その理由のために、ラムは注意深く潤滑され、定期的に検査され、必要であれば交換される。多くの近代的な機械は自動潤滑を使用しており、それは一般的に各ラムアセンブリにグリースチューブ延ばすことを含んでいる。回転タレットに取り付けられたラムアセンブリに関して、グリース供給ラインのための特別なカップリングが、各ラムにグリースを分注するために必要である。これらのカップリングは、時間および使用により摩耗し、グリースが漏れることを許容し得る。正確に潤滑されている場合でも、ラムは数週間ごとに検査され且つ交換されなければならず、このことは部品、機械停止時間、熟練労働者の時間、およびスクラップとなる缶の観点から大きな支出となり得る。
【０００７】
いくつかのダイネック成形工程に関して、ノックアウト（「ノックアウト工具」としても知られる）は、固定ダイ（「成形ダイ」としても知られる）を貫通して往復し、絞り工程の際に缶の開放端部に支持を加える。ネック支持に加えて、ノックアウトは、圧縮空気が缶内に進入して、ドームプッシュプレート上に缶の位置を安定させ、同様に作業を通じて缶が潰れることを防止することを可能にしている。従来のラムアセンブリの重要な特徴は、ノックアウトの外径（ＯＤ）に配置されたＯリングである。これらのＯリングは、固定ダイ内側においてノックアウトを中心合わせして、一貫性のある工具ギャップを維持することを補助しており、一方で導入される缶壁厚さの変化を伴った流動性に関して「浮動的」であることを可能にしている。Ｏリングは、ノックアウトの後部における圧縮空気のシール、例えば故意でない排気の防止も補助しており、一方で工程支持の最大化、およびユーティリティの必要性の最小化を維持している。Ｏリングはまた、ネック成形機に共通のグリース、埃、および他の汚染物質が、工具ラム（「駆動シリンダ」としても既知である）近傍のノックアウトの後部を通じて工具に侵入することを防止することも補助している。Ｏリングは、一般的に高速往復動作および制限された断面絞りを伴った動的設定において実施される。それに加えて、一般的に見られるＯリングの潤滑のみが、ネック成形のための缶に使用される残りの鉱油またはワックスである。このようにして、Ｏリング作動寿命の予測は最小化され、したがって、機能を維持するために標準に基づいて交換されなければならない。このことは部品および労働コストを増大させ、ひいては全体的な製造コストを増大させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本開示は、ボトルおよび缶のような、容器のネック成形を行うための容器成形機、ノックアウトラムアセンブリ、および方法を開示している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
例を通して、成形ラムアセンブリが開示されており、そのアセンブリは、成形ダイに対してノックアウト支持を提供するＰＴＦＥベースの環状ノックアウトガイドを含んでいる。ノックアウトガイドは、ラムの前面とノックアウト工具の後面との間に捕捉されており、ダイの内径（ＩＤ）に対して圧入されている。この手段により、機械的締結具および接着剤は、随意的ではあるが、ノックアウトガイドの位置を維持するために必要とされない。ノックアウトガイドは、ノックアウト工具の後部において相補的な段に載置され、Ｏリングの上部に配置されて、圧縮空気の損失を最小化し、且つ汚染物質が工具セットの後方を通じて侵入することを防止することを補助している。ノックアウトガイドは、「発生段階依存的」とすることが可能であり、すなわち、ダイの内側を移動するサイズとされて、選択的に前向きに約４５°傾斜したＯＤ前縁が設けられて、ノックアウトガイドがダイのＩＤレリーフ面と定接触したままとすることが可能である。ノックアウトガイドの周囲の、例えばＩＤ前縁およびＩＤ後縁に沿った連続的な延びているのは、選択的に面取りされた角部であり、ガイドのノックアウト工具への装着を簡素化することを補助している。このアセンブリにおいては、ノックアウトガイドは、ダイに対するノックアウトの往復動作のための動的摩耗部品として作動する。ＰＴＦＥまたはたの耐摩耗性、低摩擦ポリマ材料の使用により、ノックアウトガイドの作動寿命の予測は、同じ機器の標準的なＯリングの寿命よりも大幅に上回っている。ＯリングはノックアウトガイドのＩＤに接触して配置されることが可能であり、これによりノックアウトは工具アセンブリ内において浮動であることを可能にしている。しかしながら、Ｏリングは「静的機器」として実施され、したがってネック成形工程から顕著に摩耗されない。
【００１０】
本開示の態様は、製品の加工のための自動化された成形機に向けられている。実施形態においては、容器の形状を変更するための成形機が提示されている。この成形機は、例えば第１ベースおよび第２ベースを備えたフレームと、第１ベースから第２ベースへと延びた駆動シャフトと、を含んでいる。タレットスターホイールは駆動シャフトと同軸に搭載され、且つ成形の間に、容器を受容して移動させるように構成されている。駆動シャフトと同軸に搭載されているのは、細長いカムレールを備えたタレットアセンブリである。成形ラムアセンブリは、タレットアセンブリに連結されている。この成形ラムアセンブリは、細長いカムレールに対して回転可能に載置されたカムフォロアを含んでいる。カムフォロアに連結されているのは成形ダイであり、このダイは、カムフォロアが細長いレールを移動した場合に、往復する様式で移動する。成形ダイの内部に移動可能に装着されたノックアウト工具は、段付きセグメントを備えた外側面を含んでいる。ノックアウト工具に連結されているのは駆動シリンダであり、このシリンダは、ノックアウト工具が成形ダイに対して往復する様式で移動するように動作可能である。Ｏリングは、ノックアウト工具の段付きセグメント内に形成された相補的なチャネルの内側に載置されている。ノックアウトガイドは、ノックアウト工具の段付きセグメント上に載置され、Ｏリングおよび前記成形ダイに当接し、それにより成形ダイと共にノックアウト工具を全体的に流体的にシールし、一方で２つのダイが互いに対して移動することを可能にしている。
【００１１】
本開示の他の態様は、製品の加工において使用される成形機のためのラムアセンブリに向けられている。実施形態においては、容器成形機のためのノックアウトラムアセンブリが示されている。このラムアセンブリは、成形ラムアセンブリを容器成形機のタレットアセンブリに取り付けるように構成された搭載レールを含んでいる。カムフォロアは、搭載レールに移動可能に搭載されて、タレットアセンブリのカムレールに対して回転可能に位置している。カムフォロアに連結されているのは、円筒形成形ダイである。２つの部品を連結することにより、円筒形成形ダイは、カムフォロアのカムレールの行き来に応じて、往復する様式で移動する。円筒形成形ダイの内側に移動可能に装着されているのは、円筒形ノックアウト工具である。ノックアウト工具は、段付きセグメントを備えた外径（ＯＤ）面を含んでいる。駆動シリンダは円筒形ノックアウト工具に連結されて、円筒形成形ダイの内部を往復する様式でノックアウト工具を移動させるように構成されている。ノックアウト工具の段付きセグメントに形成された相補的なチャネル内に位置しているのは、Ｏリングである。環状ノックアウトガイドはノックアウト工具の段付きセグメントに載置され、Ｏリングと成形ダイとの間に配置され且つそれらに当接している。この手段は、成形ダイと共にノックアウト工具を全体的に流体的にシールし、一方で２つのダイが互いに対して移動することを可能にしている。それに加えて、Ｏリングの作動寿命の予測は増大され、潤滑の必要性は顕著に減少するか、または排除され得る。
【００１２】
また、製品を成形するためのラムアセンブリの形成のための方法および使用のための方法が開示されている。実施形態においては、容器成形機のためのラムアセンブリの組立方法が示されている。この方法は、任意の順列およびこれ以降に開示されたステップおよび特徴以外の任意のステップおよび特徴との任意の組み合わせを含んでおり、それらのステップは：成形ダイをカムフォロアに連結するステップであって、カムフォロアは、容器成形機のカムレールに対して回転可能に配置され、且つカムレールを行き来し、それにより成形ダイを移動させるように構成された、連結するステップと；ノックアウト工具を成形ダイの内側にスライド可能に搭載するステップと；ノックアウト工具を駆動シリンダに連結するステップであって、駆動シリンダは、ノックアウト工具を成形ダイの内側で移動させるように構成された、連結するステップと；Ｏリングをノックアウト工具に装着するステップと；ノックアウトガイドをノックアウト工具の段付きセグメント上に載置するステップであって、これによりノックアウトガイドは、Ｏリングおよび成形ダイを押圧し、それにより成形ダイと共にノックアウト工具を流体的にシールして、一方で２つのダイが互いに対して移動することを可能にする、載置するステップと；を含んでいる。
【００１３】
前述の概略は、すべての実施形態または本開示のすべての態様を現していない。むしろ、前述の概略は、ここに説明された新規な態様および特徴のいくつかの例を単に提供しているのみである。前述の特徴および利点、ならびに本開示の他の特徴および利点は、単独でまたは任意の組み合わせにおいて創造的と考えられ、添付の図および請求項に関連して取り入れられた場合に、本発明を実行するための本発明の図解的な例およびモードの以下の詳細な記載から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の態様に従った、代表的な容器成形装置を示した正面図である。
【図２】線２−２に沿った、図１の容器成形装置の断面を示した平面図である。
【図３】本開示の態様に従った、成形ダイおよびノックアウトを備えた代表的な成形ラムアセンブリを示した部分分解斜視図である。
【図４】本開示の態様に従った、ノックアウトガイドを備えた代表的なノックアウト及び成形ダイアセンブリを示した部分分解斜視図である。
【図５】図４のノックアウトおよび成形ダイアセンブリを示した部分分解断面斜視図である。
【図６】図３の成形ラムアセンブリの駆動シリンダシャフトと協働している、図４のノックアウトおよび成形ダイアセンブリの側面を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示は、多様な変形および代替的な形式を受け入れる余地があり、いくつかの代表的な実施形態が、図中の例を用いて示されており、且つ本願に詳細に記載される。しかしながら、独創的な態様は、図に示された特定の形式に限定されるものではないことが、理解されるべきである。むしろ本開示は、添付の請求項によって定義された発明の概念および範囲内に落とし込まれるすべての変形、等価物、および代替品をカバーしている。
【００１６】
本開示は、多くの多様な形式における実施形態を受け入れる余地がある。図中に示され且つ本願に詳細に記載された代表的な実施形態は、本開示が、本開示の原理の例として考慮され、本開示の広範囲な態様を図示された実施形態に限定することを意図されていないことが理解されるだろう。例えば要約、概要、および発明の詳細な説明に開示された要素および限定は、請求項内に明白には記載されていないが、暗示、推論、または他のものにより個々にまたは集合的に請求項内へと組み込まれるべきではない。本詳細な記載の目的のために、特別に請求放棄または必然的に差し止める場合を除いて、単数形は複数形を含み、またはその逆であり、「含む」または「具備する」、もしくは「備える」は、限定することなく「含む」を意味している。さらに、「約」、「ほとんど」、「略」、「おおよそ」、および類似したような近似の単語は、例えば「付近もしくは近傍」、または「３〜５％以内」、または「受け入れ可能な製造交差の範囲内」、またはそれらの論理的な任意の組み合わせの意味において、本願では使用され得る。
【００１７】
ここで図を参照すると、類似の参照符号は、複数の図を通して類似した特徴に言及しており、図１には、代表的な成形機が全体的に参照符号１００として指定され、この成形機は物品の形状を変化させるものである。図に示された代表的な成形機１００は、アルミニウム缶やボトル等の金属性飲料容器を成形するための、自動的に「回転可能」なネック成形機である。図１に示された成形機１００は単に例示的な応用を提供しており、これにより、この開示の多様な独創的な態様および特徴は、応用されることが可能であることが、直ちに理解されるべきである。そのように、ここに開示された新規な特徴および態様は他の成形機に応用されて、任意の種類の多様な物品の製造の、他の成形作業を実行することが可能である。さらに、自動成形機１００の選択された部品のみが示されており、これ以降より追加的に詳細に記載されている。それでもなお、ここに論じられたシステム、装置、およびアセンブリは、追加的および代替的な多数の特徴、ならびに他の公知の周辺部品を含むことが可能であり、それらは例えば本開示の意図された範囲から逸脱することなく、ここに開示された多様な方法および機能を実行するためのものである。
【００１８】
成形機１００は、成形、処理、または容器への製造作業を実行するために使用され、これにより容器の形状は、第１形状から第２形状へと形状を変化させられる。多段ラインにおいて、容器は最初に第１ステージ（例えば回転可能な成形機器）内に供給され、回転タレット／スターホイールのポケットに進入する。各スターホイールは任意の数のポケットを備え、処理および搬送のために容器を保持し得る。例えば、スターホイールは６、８、１０、１２、１４等の数のポケットを備え、それぞれ６、８、１０、１２、１４等の数の容器を一時に保持し得る。スターホイールは１つのポケットを備えることが可能であり、またはより一般的には意図された応用のために適切な任意の数のポケットを備えることが可能である。第１ステージを出た後に、多ステージラインの構成によって、容器は第２ステージに進入し、次に第３ステージ、および第４ステージに進入し得る。多ステージライン内に供給されると、容器は任意の数のステージを通じて処理され、それらは例えばネック成形ステージ、曲げステージ、拡張ステージ、または任意の他の処理ステージもしくは成形ステージである。容器がすべての処理／成形ステージを通過した場合、容器は装置から排出される。多ステージラインは、例えば再循環システムまたはインラインシステムとし得る。
【００１９】
図１において、成形機１００は、図示されたように、外側剛体フレーム１０２を含み、その内部に１つ以上の成形タレットアセンブリを収容しており、アセンブリの２つが見えているが、１つのみが符号１０４として指定されている。フレーム１０２は、第１（下側）ベース１０６および第２（上側）ベース１０８を含んでいる。各成形タレットアセンブリ１０４は、駆動シャフト１１０、タレットスターホイール１１４、複数のプッシュラムアセンブリ１２０を備えた第１（固定）タレット１１６、および複数の成形ラムアセンブリ１４０を備えた第２（可動）タレット１１５を含んでいる。固定タレット１１６は「プッシュラムブロック」として参照され、一方で可動タレット１１５は「成形ラムブロック」または「軸方向に調節可能なタレット部」として参照され得る。図示された例によれば、駆動シャフト１１０は垂直方向に（例えば地面に直交して）、外側フレーム１０２の下側ベース１０６から上側ベース１０８へと、成形タレットアセンブリ１０４の長手軸Ａ１−Ａ１に沿って延びている。駆動シャフト１１０は、下側ベース１０６および上側ベース１０８を、軸受け、カップリング、歯車等の任意の適切なコネクタを通じて連結することが可能である。図示されたように、駆動シャフト１１０は、一体的に共同回転させるために、固定タレット１１６および可動タレット１１５の両方を支持している。駆動シャフト１１０は、図２に最も良好に見られたモータ駆動式歯車機構１１８を含んだ、任意の適切な手段により駆動され得る。細長い揺動カムレール（または短縮して「カム」）１２２、１４２は、駆動シャフト１１０に同心に配置されたベースサポート１２４につながっている。駆動シャフト１１０の回転は、ラムアセンブリ１２０、１４０を往復運動および衛星運動させ、一方でカム１２２、１４２の間を取り持つ。ある構成に関して、各カム１２２、１４２の２７０°は、各ステージの成形作業のために使用されている。
【００２０】
固定タレット１１６の中心長手軸は垂直方向に延びており、駆動シャフト１１０と全体的に平行且つ同心に整列されている。固定タレット１１６は、供給および排出搬送システムに対して成形機１００に入るおよび成形機から出る各容器の配向（例えば基本線）において「固定」されており、そのタレットは回転可能な成形機１００の全ステージを通じて容器の移動を補助し、その配向は変化しない。このことは、一般的に成形作業のより容易な準備および制御を可能にしている。少なくともいくつかの随意的な構造に関して、プッシュラムアセンブリ１２０は、可動タレット１１５に移動可能に搭載されてよく、一方で成形ラムアセンブリ１４０は、固定タレット１１６に移動可能に搭載されてもよい。さらに、タレット１１５、１１６に搭載されるラムアセンブリ１２０、１４０の数は、図示されたものから変化し得る。
【００２１】
図２に最も良好に見られているように、各タレットスターホイール１１４は、個々の駆動シャフト１１０と同軸であり、送り込みスターホイール１２３または搬送スターホイール１２５から容器を受け取るように構成されている。搬送スターホイール１２５は、第１ステージの処理タレット（例えば図２の最も左側の成形タレットアセンブリ１０４）のタレットスターホイールから容器を受け取り、次のステージの処理タレット（例えば図２の最も右側の成形タレットアセンブリ１０４）へと容器を供給する。タレットスターホイール１１４は、任意の適切な数（例えば６、８、１０、１２等）の容器区画または「ポケット」を備え得る。同様に、タレットスターホイール１１４は、任意の適切な数（例えば６、８、１０、１２等）の、プッシュラムアセンブリが保持した容器を備えてもよく、容器の外形／形状を変化させるために、成形ラムアセンブリ内に容器を押し込んでもよい。成形ラムアセンブリは、ダイラムアセンブリまたは拡張機ラムアセンブリを含んだ多様な形式をとり得る。ダイラムアセンブリは容器のネックを成形し、一方で拡張機ラムアセンブリは容器の形状を拡張し得る。
【００２２】
また、垂直方向に延びているのは、可動タレット１１５の中心長手軸であり、駆動シャフト１１０および固定タレット１１６と同軸に整列されている。複数成形ラムアセンブリ１４０は、可動タレット１１５に搭載され且つ可動タレット１１５の周囲に離間されている。各成形ラムアセンブリ１４０はカム１４２と連結しており、このカムは駆動シャフト１１０を拘束して、上部支持ハウジングとのキー接続により配向されている。駆動シャフト１１０の回転は、可動タレット１１５の回転を生じさせ、次いで成形ラムアセンブリ１４０をカム１４２の周囲に回転させる。可動タレット部１１５は、固定タレット１１６に対して駆動シャフト１１０に沿って垂直方向にタレット部１１５の位置を調節するための、機械的調節機構を含み、これにより異なった長さの容器のための成形タレットアセンブリ１０４を構成している。
【００２３】
図３に見られているように、各成形ラムアセンブリ１４０は、プロファイルレール１４８を備えた１つ以上のスライドブロック１４２を含み、このプロファイルレールは、各スライドブロック１４２を通じて延びている。駆動シリンダ１４６は、各スライドブロック１４２をプロファイルレール１４８に沿って、例えば垂直方向にスライドさせるように動作可能である。各スライドブロック１４２は玉軸受（示された図には見えていない）を含み、スライドブロック１４２がプロファイルレール１４８に沿ってスライドして、これにより成形ラムアセンブリ１４０が固定タレット１１６および可動タレット１１５に対して垂直方向上下に移動し得ることを可能にしている。成形ラムアセンブリ１４０は単一のスライドブロック、または図示されたような複数のスライドブロック１４２を含み、成形アセンブリ１００が成形ラムアセンブリ１４０のより長い往復距離を提供すること、ならびに成形ラムアセンブリの安定性および寿命を増大することを可能にしている。プロファイルレール１４８（ここでは「搭載レール」とも称される）は、機械的コネクタ（例えばボルト１５１）を介して成形ラムアセンブリ１４０を可動タレット１１５に連結している。レール１４８は、「プロファイル」形状に切り出されまたは成形され、それは例えば周囲溝もしくは畝を備えた長方形断面を有する形状、丸められた輪郭、または丸められた曲面と傾斜したもしくは平坦な部分との組み合わせの形状を有する。
【００２４】
引き続き図３を参照すると、各成形ラムアセンブリ１４０は段付きアダプタアーム１５８も含み、このアームはブラケット１６８に連結され、ブラケットの下側をスライドブロック１４２に取り付けられている。アダプタアーム１５８の遠位端は、ノックアウトおよび成形ダイアセンブリ１５０の反対側の端部であり、ポリマグロメット１４１および１４３、ブッシュ１４５、六角ナット１４７ならびにワッシャ１４９のような部品含み、カムフォロア１４４をラムアセンブリ１４０に搭載している。各カムフォロア１４４は、細長いカムレール１４２の個々の側とスライドおよび／または回転係合しており、成形ラムアセンブリ１４０がカム１４２の周囲にタレット１１５と共に回転した場合に、カム１４２の揺動プロファイルを行き来し、一方でカム１４２は静止したままである。アダプタアーム１５８の近位端は、ノックアウトおよび成形ダイアセンブリ１５０に最も近い端部であり、ブラケット１６８に、したがってスライドブロック１４２に搭載するためのボルト１５３のような部品を含んでいる。可動タレット１１５の回転、ならびにカムフォロア１４４とカム１４２との間の相互作用により、スライドブロック１４２は、プロファイルレール１４８に沿って駆動シャフト１１０に対してスライドする。
【００２５】
成形ラムアセンブリ１４０は、工具部品と共に組み立てられた場合に、各々が駆動シリンダ１４６、ノックアウト工具１５２（または短縮して「ノックアウト」）、および成形ダイ１５４を含んでいる。図示された実施形態においては、駆動シリンダ１４６はノックアウトシリンダとして称されてよく、空気圧シリンダアクチュエータの形式をとっている。駆動シリンダ１４６は、重力により鉛直方向下向きに移動し、空気経路抵抗により空気ライン圧力が変化し得る。駆動シリンダ１４６は、駆動シャフト１１０に固定され且つともに回転する空気マニフォールドアセンブリから空気ラインの圧力変化を受け取る。容器がノックアウト工具１５２に接触すると、駆動シリンダ１４６は鉛直方向に移動し、成形ダイをカム１４２に追従させ、それにより容器がノックアウト工具１５２を越え、一方で容器の成形が生じることを可能にしている。圧力は容器の内側において維持され、一方で成形が生じて、成形作業を補助する。
【００２６】
成形ダイ１５４は、例えばアダプタアーム１５８およびブラケット１６８を介してカムフォロア１４４に連結され、これにより成形ダイ１５４は鉛直方向に移動し、衛星回転してカム１４２のプロファイルに追従する。ある実施形態に関して、特定の可動タレット１１５に関する各成形ラムアセンブリ１４０の成形ダイ１５４は、例えばすべて同じ直線システム内にあってよい。比較的、いくつかの成形ラムアセンブリ１４０の成形ダイ１５４は、回転可能な成形機１００の他の可動タレット１１５のラムアセンブリ１４０と異なっていてもよく、これにより容器の形状は第１可動タレット１１５による第１の方法により変形され、およびその容器と相互作用する第２可動タレット１１５による第２の方法により変形され得る。再循環システムにおいては、成形ラムアセンブリ１４０の成形ダイ１５４は、ステージからステージへとすべて異なり得る。例えば、第１、第３、第５等の成形ダイ１５４は同じであり得る一方で、第２、第４、第６等の成形ダイ１５４は、第１、第３、第５等の成形ダイ１５４とは異なり得る。直線システムおよび最循環システムの両方の成形ダイ１５４は、システムに沿って、最初に容器にネック成形し、次に容器を拡張させる。
【００２７】
ノックアウト工具１５２は成形ダイ１５４と同軸であり、成形ダイ１５４が各容器をネック成形した後に、成形ダイ１５４から容器を解放することを補助する。ノックアウト工具１５２は容器の前縁を捕捉し、一方で容器は成形ダイ１５４によってネック成形され、容器が異常な形状となることを防止している。駆動シリンダ１４６は、成形ダイ内でのノックアウト工具１５２の軸方向動作を引き起こすために選択的に動作可能であり、成形ダイ１５４を単独で作動させるように構成されている。駆動シリンダ１４６は、成形タレットアセンブリ１０４の駆動シャフト１１０に平行に延びた、細長い中空の駆動シリンダシャフト１６０を含んでいる。ボルト１６２は、成形ダイ１５４の近位端部の開口部内に延びてノックアウト工具１５２を駆動シリンダシャフト１６０に連結している。ノックアウト工具１５２の近位端部は、成形作業の際に、容器の内側面に接触する。ノックアウト工具駆動シリンダシャフト１６０は、ガイドシリンダシャフト１６４と同軸であり、ガイドシリンダシャフト内に延びている。駆動シリンダ１４６が、例えば入力導管１６６を通じて空気を受容した場合、駆動シリンダシャフト１６０は、差圧を引き起こす流入した空気流により成形ダイ１５４に対して軸方向に移動し、それによりノックアウト工具１５２は、例えば垂直方向に駆動シャフト１１０に沿って移動する。駆動シリンダ空気シャフト１６０が空気を受容した場合、空気は、成形ダイ１５４と相互作用する容器内に注入され、これにより容器の形状が成形ダイ１５４によって変形させられた場合に、容器自身は崩壊しない。
【００２８】
図４〜図６は、図１および図３に示された成形ラムアセンブリ１４０のノックアウトおよび成形ダイサブアセンブリ１５０をより詳細に示した図である。このサブアセンブリ１５０は、全体的にノックアウト工具１５２、成形ダイ１５４、ポリマ製Ｏリング１７０、およびノックアウトガイド１７２から構成され得る。図示された例においては、ノックアウト工具１５２および成形ダイ１５４の両方が、同心に整列された中心貫通穴によって形成された中空コアを備えた、全体的に円筒形状を有する。成形ダイ１５４の円筒形本体１６１は、単一構造の単一部品として描写され、その内部に容器の開口端部が受け入れられる第１近位開口部１６３から、円筒形搭載カフ１５６（図３）の内部に位置し且つそこを通じてボルト１６２を受け入れる第１遠位開口部１６５へと延びた、曲線をつけられた外径（ＯＤ）面を備えている。この点について、同様に単一構造の単一部品として示されたノックアウト工具１５２の円筒形本体１７１は、駆動シリンダシャフト１６０から長手方向に離間された第２近位開口部１７３から、そこを通じて駆動シリンダシャフト１６０からの加圧空気を受け入れる第２遠位開口部１７５へと延びた、主に直線的な外径（ＯＤ）面を備えている。ノックアウト工具１５２および成形ダイ１５４が、図示された形状とは異なった特徴を有する他の幾何構成をとることも想定される。非限定的な例を用いて、ノックアウト工具および成形ダイ本体１６１、１７１は、複数部品の構成とされてもよく、代替的なＯＤプロファイルを備えて、例えば異なった機器に適応させてもよい。
【００２９】
ノックアウト工具本体１７１の前縁は、前向きの傾斜面１７５へと続いた丸められたノーズ１７７を備えている。丸められたノーズ１７７は、ノックアウト工具１５２の近位開口部１７３の周囲に連続的に延び、各成形作業の際に容器と係合する機能を有する。ノックアウト工具本体１７１の後端において、遠位開口部１７５の周囲のノックアウト工具１５２のＯＤ面には、Ｏリング１７０およびノックアウトガイド１７２と嵌合するための段付きセグメント１７９が形成されている。段付きセグメント１７９は、連続したフランジ壁１８３に全体的に直交した環状リム１８１によって形成されている。Ｏリング１７０は、リム１８１内に受容された、ノックアウト工具１５２の段付きセグメント１７９内に形成された相補的なチャネル１８５内に載置されている。この相補的なチャネル１８５は、ノックアウト工具本体１７１のＯＤ面の周囲に連続的に延びている。ノックアウトガイド１７２は、次いでノックアウト工具１５２の段付きセグメント１７９上に載置され、図６に見られているように、Ｏリング１７０を覆い且つ付随的に圧縮している。図４〜図６のＯリング１７０は、円形断面を有するエラストマ環状ジョイントであり、前述の方式において圧縮された場合、Ｏリング１７０は、Ｏリングとガイドとの界面において流体シールを形成する機械的ガスケットとして機能する。
【００３０】
図示された例によれば、ノックアウトガイド１７２は単一部品の環状本体１８７であり、ノックアウト工具１５２の段付きセグメント１７９の外周に連続的に延びている。少なくともいくつかの実施形態において、ノックアウトガイド１７２がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フッ素重合体化合物、または他の耐摩耗性低摩擦ポリマ材料から加工されることが望ましい。断面において、ノックアウトガイド１７２は、図６に最も良好に見られているように、平坦な一次側および二次側を備えた六角形形状を有する。実施例により、ノックアウトガイド１７２の外径（ＯＤ）面は追加的な前向きの傾斜した前縁１８９を含み、この前縁は、成形ダイ１５４の内径（ＩＤ）面に対して例えば約４５°傾斜している。この傾斜した前縁１８９は、ノックアウトガイド１７２の外周の周囲に連続的に延びており、ノックアウトガイド１７２がダイ１５４のＩＤレリーフ面と一定に接触したままとなることを確実にすることを補助している。それと比較して、ノックアウトガイド１７２のＯＤ後縁は、後側ＯＤ面取りコーナー１９１を備えている。他の追加的な構成は、ノックアウトガイド１７２の内径（ＩＤ）面に前縁および後縁ＩＤ面取りコーナー１９３、１９５をそれぞれ含んでいる。これらの追加の面取りコーナー１９３、１９５は、ノックアウトガイド１７２の内周の周囲に連続的に延びており、ノックアウトガイド１７２のノックアウト工具１５２への簡素な装着を補助している。ノックアウトガイド１７２が、この開示の範囲から逸脱することなく他の形状および断面をとうること、他の材料から加工されること、および／または複数セグメント本体を含んでいることも、想定される。
【００３１】
再度図６を参照すると、当接したＯリング１７０と成形ダイ１５４のＩＤ面との間に配置されたノックアウトガイド１７２が見られている。図示されたように、ノックアウトガイド１７２は、駆動シリンダシャフト１６０の第１（前）面、フランジ壁１８３の第２（後）面、およびノックアウト工具１５２のリム１８１の第３（外側）面の間に捕捉されている。ノックアウトガイド１７２は、ノックアウト工具１５２の段付きセグメント１７９に圧入されている。この手段により、機械的締結、接着、さらに追加のものは、ノックアウトガイド１７２の位置を維持するためには必要とされない。図示された例においては、ノックアウトガイド１７２はノックアウト工具１５２と成形ダイ１５４との間に配置され、全体的に液体密にシールしている。このことは、最小限の圧縮空気の損失および工具セットの後部を通じた汚染の侵入の防止を補助している。少なくともいくつかの実施形態においては、ノックアウトガイド１７２も、ダイに対するノックアウトの往復動作のための動的摩擦部品として機能する。ノックアウトガイド１７２がＯリング１７０を代替して、これによりＯリング１７０が工具アセンブリから排除されることも想到される。いくつかの代替的な構成においては、ノックアウトガイド１７２および／またはＯリング１７０の位置は、図示されたものから変化され得る。
【００３２】
本発明は、個々に開示された正確な構成および部品に限定されず、前述の記載から生じる任意のおよびすべての変更、変化、および変形は、添付の請求項により定義された本発明の思想および範囲内にある。さらに、本概念は、先の特徴および態様の任意のおよびすべての組み合わせならびに部分的組み合わせを明確に含んでいる。
【符号の説明】
【００３３】
１００  ・・・成形機
１０２  ・・・フレーム
１０４  ・・・成形タレットアセンブリ
１０６  ・・・第１（下側）ベース
１０８  ・・・第２（上側）ベース
１１０  ・・・駆動シャフト
１１４  ・・・タレットスターホイール
１１５  ・・・第２（可動）タレット
１１６  ・・・第１（固定）タレット
１１８  ・・・モータ駆動式歯車機構
１２０  ・・・プッシュラムアセンブリ
１２２、１４２  ・・・カム
１２３  ・・・送り込みスターホイール
１２５  ・・・搬送スターホイール
１４０  ・・・成形ラムアセンブリ
１４１、１４３  ・・・ポリマグロメット
１４４  ・・・カムフォロア
１４５  ・・・ブッシュ
１４６  ・・・駆動シリンダ
１４７  ・・・六角ナット
１４８  ・・・プロファイルレール
１４９  ・・・ワッシャ
１５０  ・・・成形ダイアセンブリ
１５２  ・・・ノックアウト工具
１５４  ・・・成形ダイ
１５６  ・・・円筒形搭載カフ
１５８  ・・・アダプタアーム
１６０  ・・・駆動シリンダシャフト
１６１  ・・・円筒形本体
１６２  ・・・ボルト
１６３  ・・・第１近位開口部
１６４  ・・・ガイドシリンダシャフト
１６５  ・・・第１遠位開口部
１６６  ・・・入力導管
１６８  ・・・ブラケット
１７０  ・・・Ｏリング
１７１  ・・・ノックアウト工具本体
１７２  ・・・ノックアウトガイド
１７３  ・・・第２近位開口部
１７５  ・・・第２遠位開口部
１７７  ・・・ノーズ
１７９  ・・・段付きセグメント
１８１  ・・・環状リム
１８３  ・・・フランジ壁
１８５  ・・・チャネル
１８９  ・・・傾斜した前縁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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