(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブランク型と、ブロー型と、ブランク型からブロー型へと移行させるサーボ反転装置とを有する独立区画タイプのガラス製品形成装置にして、サーボ反転装置が実質的に、カラー支持腕（１０）と、歯付き輪（３３）と、歯付き輪と係合するラック（３２）とから構成され、また、パリソンをブランク型からブロー型へ移行させるラック往復動装置を有し、該往復動装置が、電気モータ（１４）を有し、ボール循環スクリュウ軸（２６）とリードナット（２８）とを用いてラックの往復運動を実行させるようにされたガラス製品形成装置において、前記モータ（１４）が、前記モータ（１４）の内部空間（２４）の下方気密手段（１８，２９）と上方気密手段（３６，３７）とを備え、下方気密手段（１８，２９）が前記ボール循環スクリュウ軸（２６）がほぼ連続して潤滑オイルバス内にあることを保証し、一方、上方気密手段（３６，３７）が、前記ボール循環スクリュウ軸（２６）とリードナット（２８）とが潤滑油と共に、各独立区画が循環する冷却空気に含まれた汚染物質から保護されることを保証していることを特徴とするガラス製品形成装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載のガラス製品形成装置において、前記モータ（１４）のアーマチャ（１７）が、外部環境に対して底部の気密を保証するためプラグ（１８）により閉じられており、一方、有底（２９）が、内部空間内に潤滑油を密封することを保証していることを特徴とするガラス製品形成装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項に記載のガラス製品形成装置において、上方シール（３６）とＯ−リング（３７）とが前記アーマチャ（１７）の頂部の気密性を保証していることを特徴とするガラス製品形成装置。
【請求項４】
請求の範囲第１項に記載のガラス製品形成装置において、前記内部空間（２４）が、前記ボール循環スクリュウ軸（２６）の回転と走行、及び前記ボール循環スクリュウ軸（２６）の螺旋経路に沿ったボールの循環のための潤滑油を満たされていることを特徴とするガラス製品形成装置。
【請求項５】
請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載のガラス製品形成装置において、前記下方および上方気密手段（１８，２９，３６，３７）が、独立区画における冷却空気の汚染の危険に対し、内部空間を保護していることを特徴とするガラス製品形成装置。
【請求項６】
ブランク型と、ブロー型と、取り出し装置とを有する独立区画タイプのガラス製品形成装置にして、前記取り出し装置が実質的に、仕上がり製品の支持腕（４２）と、歯付き輪（５９）と、歯付き輪と係合するラック（５８）とから構成され、また、仕上がり製品をブロー型から冷却板へ移行させるラック往復動装置を有し、該往復動装置が電気モータ（４１）を有し、ボール循環スクリュウ軸（５３）とリードナット（５４）とを用いてラックの往復運動を実行させるようになったガラス製品形成装置において、前記モータ（４１）が前記モータ（４１）の内部空間（５２）の下方気密手段（４６，５６）と上方気密手段（６１，６２）とを備え、下方気密手段（４６，５６）が前記ボール循環スクリュウ軸（５３）がほぼ連続して潤滑油バス内にあることを保証し、一方、上方気密手段（６１，６２）が、ボール循環スクリュウ軸（５３）とリードナット（５４）とが潤滑油と共に、各独立区画が循環する冷却空気に含まれた汚染物質から保護されることを保証していることを特徴とするガラス製品形成装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は独立区画タイプのガラス製品形成機械に関し、各区画が、ブランク型と、ブロー型と、パリソンをブランク型からブロー型へと移行させるサーボ反転装置とを有し、該サーボ反転装置が、型の支持腕、歯付き輪、歯付き輪と係合するラック等から実質的に構成され、また、パリソンをブランク型からブロー型へと移行させるため、ラック往復動装置にして、ボール循環スクリュウ軸とリードナットとを用いてラックの往復運動をさせる電気モータ、特にブラッシ無しモータを有する往復運動装置を有している。
ガラス製品製造者は少なくとも数十年前から幾つかの理由から上記機械の向上に関心を有し、その第１の理由は生産性レベルの実質的増大である。
実際、ガラス製品製造業は各独立区画に関し、毎分約２０サイクルの生産性レベル（これは、数年以前には考えられないことであった）に達しているが、一方、不合格製品の４０％以上が、パリソン移行装置（反転工程）と仕上がり品引き出し装置（取り出し工程）に帰せられる。
上述の本発明の機械は反転工程につき述べられているが、後に説明するように、取り出し工程についても実質的に適用されることを指摘しておく。
前記生産サイクルにより得られる多量生産方式は、プラントに適用された場合、生産品質に関してよりもコストレベルに関して競争者に打ち勝つことを可能にしていることは明らかである。生産性の向上に注意する以外に、生産性の増大が不合格品の発生を増加させ、コスト低下にマイナスに作用するから、不合格品の減少に対する注意を忘れてはならない。
生産性増大の方向へ進む際の困難は、ブランク型内への団塊供給サイクルと、仕上がり製品搬送ベルト速度等により影響されており、この方向に進むことは必ずしも可能ではない。しかし結局これらは、生産性増大のための速度がクリチカルな場合には、ガラス製品製造プラントのクリティカルな点ではない。反転工程時（パリソンがブランク型からブロー型へと移行される）と、取り出し工程時（仕上がり製品がブロー型から冷却板へ、さらに搬送ベルトへ移行される）とにおける量の問題である。反転工程は、“カラー支持腕”と呼ばれるパリソンの口を収容する型支持腕を用いて行われる。この腕はほぼ１８０°枢動され、パリソンをブランク型からブロー型へと移行させる。そこから、仕上がり製品が冷却板上へと移される。生産性の増加は、毎分当たりのサイクル数の増加、すなわち、上述した移行と休止位置への復帰のサイクルを行うため支持腕により要求される時間の減少に対応している。パリソンは、高温に耐えるプラスチック材料により作られ、“カラー支持腕”はパリソンの口に引き裂き工程を有して作用する。このような工程の結果は直ちに、または、仕上がり製品冷却工程の直後に検知され、残留応力のための亀裂や破損による一連の不合格品の発生が判明する。従って、不合格品（毎分毎生産サイクルが等しいとして）を減少させるには、パリソンがブランク型からブロー型へ移行されるとき、また、仕上がり製品が冷却板上に置かれるとき、パリソンの口が曝される引き裂き強度を改善すべきであると言うことが可能であろう。従って、ピストンの空力運動と油圧緩衝器とに基づく従来の方法に比して一層滑らかである“カラー支持腕”の回転運動の特性を先ず考える必要がある。このようにして、パリソンの移行が滑らかになるだけでなく、実際上振動が減少される。
既述したように、移行（反転）工程と、引き出し（取り出し）工程とは、歯付き輪により枢動される回転腕により実行される。歯付き輪は反転、取り出し工程の運動を引き受けるラックと係合している。
７０年の後半までに、直流モータとベルト駆動とを利用した往復ラック運動を備えた方法が考えられた。しかし、この方法は実行されず、過去のものとして記憶されているに過ぎない。
１９８５年特許されたＤＥ−３２１０１５８Ｃ２に記載されたオーエンIII社の装置（１９８５年１１月２８日に特許されたイタリア特許第１１４７８３４号、また対応米国特許出願第２４９２８０号にも記載されている）は連結棒−クランクトランスミッションを備えている。本方法は、高い運転速度と全体寸法とのために充分な信頼性を欠いていた。
他の方法（米国のエムハルト工業社により１９８２年に出願された欧州特許第０５９５７０号）は、往復ラック運動のためウォーム螺旋歯車から成る装置を備え、プラントの寸法が過剰に大きくなっている。かかるプラントは、高温環境に置かれる冷却空気管、型潤滑装置、多くのケーブル等を有している。ウォームと螺旋歯車との間の滑り摩擦による高い磨耗に起因する機械的信頼性の低下も忘れてはいけない。
さらに、エムハルト工業社により１９８８年英国に出願された特許出願第２１８９８０号は、床板内に定置された長い軸によって運動が得られ、円錐継手が反転装置を動かすようになった独立区画の構造を開示している。主に、頸リングの軸方向寸法が相当小さく、従って腕の開口が実行不可能であるため、技術的可能性は非常に低いと思われる。
既述したように、現在でもなお標準レベルとして実施されている従来の方法は、ラックを動かすため空力ピストンを使用している。ラックは、“カラー支持腕”を１８０°枢動させる歯付き輪と係合し、種々の装置の最終運動を滑らかにするため緩衝器が設けられている。本出願人により１９９１年５月６日イタリアに出願されたイタリア特許第VI−９１−Ａ／００００６７号には、電気的に操作される反転装置が開示されており、そこでは、“カラー支持腕”の回転が電気モータと、ボール循環スクリュウ軸ラックまたはウォーム−螺旋歯車を有する装置とを用いて行われている。研究室試験の結果、この方法は、ウォーム螺旋歯車の磨耗が大きいことと、運動反転に関連するゆるみのために、本問題を解決する合理的な方法でないことが判明した。
今日までに開示された機械、また、現在技術に属する機械は、高い生産性と低い不合格品率とを備えたプラントの問題を解決していない。かかる効果は“カラー支持腕”の特殊な運動特性により得ることが出来る。かかる運動は、反転、取り出し装置が上述した方法、特に、空気力による運動と油圧緩衝器を使用した方法に比して、非常に滑らかに動くことを保証するものでなければならない。このようにして、パリソンをブランク型からブロー型へ、また、仕上がり製品をブロー型から冷却板への滑らかな、振動の無い移行が、電子カムと連続し調和した加速減速態様のお蔭で実現される。
先に引用されたイタリア特許第VI−９１−Ａ／００００６７号は、反転移行工程を有する機械に関する問題を解消するために、ブラシ無しタイプのサーボモータが使用可能であることを指摘している。実際１９９１年以降、反転装置を操作するのに空力ピストンの代わりに永久磁石ブラシ無しモータを導入する利点が認識されて来た。特に、他のモータに比して、低い回転数において高い電対を供給する特性を有し、ステイタ回路への電圧、周波数を制御して、回転速度を制御することを可能にする永久磁石ブラシ無しモータを導入することの利点が認識された。
さらに、永久磁石ブラシ無しモータ製造者のノウハウのレベルが、中空ガラス製品工業の問題、特に、ボール循環スクリュウ軸とリードナットとを有する反転、取り出し装置を、例えば空力ピストンによる方法に代えることにより起こる問題を解決するには不充分であった。従って、ブラシ無しモータをボール循環スクリュウ軸とリードナットとに連結することに伴う寸法の問題が生じた。プラントの従来の寸法を減少させることが必要であった。
さらに、工作機械の分野における経験はある程度の教訓にはなるが全てではない、例えば、工作機械の走行距離は、反転、取り出し装置の走行距離（約２００ｍｍ）に比して非常に長い。さらに、工作機械の走行方向はほぼ水平であり、一方、中空ガラス製品工業の従来の方法においてはほぼ垂直であり、この際、適切に解決されるべき特殊な問題は、ボール循環スクリュウ軸とリードナットの潤滑の問題である。
克服すべき他の困難は、反転、取り出し装置が作動する特殊な環境：高温、独立区画内を流れ、珪酸、塵等の汚染物質を含んだ冷却空気等に関することであり、前述の問題と関連した他の問題は、スクリュウ軸が潤滑を要する場合には、該軸がオイルバスに漬けられる必要があり、オイルが汚染物質から保護さるべきであり、そうでなければ、潤滑油をしばしば制御することが必要になり、その結果、生産が中断され、生産性レベルが低下することになる。
従って、本発明の機械が解決しようとする問題は、各独立区画が相当高い温度下で操作されねばならぬ、また、各独立区画が曝される外部環境が、冷却空気に含まれ、モータの外部環境を汚染する珪酸物質、塵等のような物質により汚染されているという事実にもかかわらず、ブラシ無しモータの連続的運転を保証することである。
これら問題は本発明に従う機械にして、ブラシ無しモータ（１４）が前記モータ（１４）の内部空間（２４）の下方気密手段（１８，２９）と上方気密手段（３６，３７）とを備え、下方気密手段（１８，２９）が前記ボール循環スクリュウ軸（２６）がほぼ連続して潤滑油バス内にあることを保証し、一方、上方気密手段（３６，３７）が、スクリュウ軸（２６）とリードナット（２８）とが潤滑油と共に、各独立区画が曝される外部環境内を循環する冷却空気に含まれた汚染物質から保護されていることを特徴とするガラス製品形成装置により解決される。
これらおよび他の特徴は以下の説明と添付図面から明らかになろう。
図１は、既知の中空ガラス製品形成装置を示す図、
図２は、本発明の機械の反転工程が作動される直前の反転装置を示す図、
図３は、反転装置が作動された後の図２の機械を示す図、
図４は、図３の線Ａ’−Ａ’に沿った断面図、
図５は、ガラス製品形成機械の取り出し装置を示す図である。
説明
既知のガラス製品形成機械の反転装置が図１に示されており、番号１が、中空ガラス製品形成装置の独立区画の上板に固定された支持体全体を示している。支持体は、ブラシ無しタイプのような電気モータ２を収容し、該モータ２は接続体３を介してリードナット容器４に接続されている。リードナット容器４はモータにより回転され、リードナット５を動かし、ボール循環スクリュウ６を軸方向に移動させる。ラック７がスクリュウ６に連結されている。ラック７の歯は歯付き輪８と係合し、該輪がパリソンカラー(collar)支持体１０を既知の方法で回転させ、その際、該支持体は、１個または１個以上のパリソン１２がカラー支持体と係合している初期位置１１から出発し、カラー支持体と共に回転され、パリソンが１個または１個以上の図示されていないブロー型により引き取られる最終位置１３に達する。すなわち、モータ２がラック７を上方に動かし、輪８を１８０°回転させ、カラー支持体１０を位置１１から位置１３へと動かしている。
本発明の機械においては（図２、図３）、ブラシ無しモータ１４は支持体１６に固定され、該支持体は図示していない独立区画モジュールに連結可能であり、既述したように、ブランク型とブロー型と、パリソンをブランク型からブロー型へと移行させる装置とを有している。図面は前記移行工程にある装置を示している。反転装置は、仕上がり製品をブロー型から冷却板へ移送する取り出し装置とほぼ同じである。モータ１４はロータ１５ａを備えている。モータは、底をプラグ１８により気密に密封されたアーマチャ１７を有している。モータステイタは主捲線１９と副捲線２１とを有し、複数個の永久磁石２２がロータ１５ａに固定されている。ロータはボール軸受を介してステイタに対して回転可能である。モータ１４のロータ１５ａは実際にはモータの軸方向ほぼ全領域に沿って延びる中空軸として作られている（図４参照）。中空軸の方向は、従来の中空ガラス製品形成機械におけると同じくほぼ垂直である。中空軸１５ａはモータの内部空間２４を画定している。中空軸１５ａは、その内部空間２４内にボール循環スクリュウ軸２６を収容しており、該軸上をボールが該軸の螺旋経路に沿って循環し、また、同じボールがロータに固定され、軸と共に回転するリードナット２８にも所属し、後に説明するように、軸２６をほぼ垂直方向に軸方向に走行させる。空間２４は、軸２６の回転と走行との要求と、スクリュウ軸２６の螺旋経路に沿うボールの循環の要求とを満たす潤滑油によりほぼ満たされている。内部空間２４の下部は盲底２９により閉じられ、内部空間２４を潤滑油に関して実質的に密封している。
ロータ１５ａ、従って、リードナット２８の回転方向に応じて、軸２６が上方または下方に走行する。軸２６はピン３１を介して、反転工程の作動手段であるラック３２に固定されている。ブラシ無しモータ、リードナット、および中空軸をもつ同じような作動手段が、仕上がり製品をブロー型から冷却板へと移すための取り出し工程のためにも設けられている。取り出し工程に関する部材は図示されていない。
ラック３２は歯付き輪３３の歯と係合し、輪３３を時計方向（図２）または反時計方向（図３）にそれぞれ１８０°枢動させ、パリソン１２（図１）をブランク型からブロー型へと移転させ、または、休止位置へと到達させる。ラック３２は青銅製の滑動ジブ３４（図２、図３）により示された四角形の座面内を走行するのであるから、ラック３２の断面は図示されてはいないが四角形である。かくてラックは、リードナット２８の回転のような回転を起こすことなく、垂直方向にだけ走行する。
引用された１９９１年５月６日付けイタリア特許第VI−９１−Ａ／００００６７号には、ブラシ無しモータの導入が提示されており、より良好な運動連続性を保証するための正弦波補間を達成するように電気カムが作られている。
実際、かかるモータの仕様をガラス製品形成工業において利用するように決めるには、数年の経過を必要とした。ブラシ無しモータは、例えば工作機械の分野において既に使用されている。しかし工作機械においては、ブラシ無しモータは工具の水平走行を制御しており、一方、ガラス製品工業は従来から作動器の垂直走行を制御している。スクリュウ軸がロータの空洞に収容されて、スクリュウ軸２６とラック３２との寸法が、従来のプラントにおけると実際的に同じになるように、モータのロータ内に中空軸を設ける改変が必要とされた。
しかし、ガラス製品形成機械が曝される特殊な環境に関する他の問題が生じた。反転装置と取り出し装置とは、相当高い温度環境において運転され、一方、各独立区画内を循環する空気は珪酸材料、塵のような汚染物質を伴っており、その際、モータの内部空間と、その中に収容された潤滑油とが汚染の危険から保護される必要がある。このために、中空軸１５ａが底において盲底２９とプラグ１８とにより気密にされているだけでなく、頂部においても、モータ１４のアーマチャの頂部の密封を保護するために置かれた上方シール３６とＯ−リング３７とによって気密にされている。Ｏ−リング３７はモータ１４と一体のブッシュ３８と直接接触している。汚染物質を含む冷却空気は、ラックが滑動する四角形の座面に進入するが、進入はシール３６により阻止され、この堰を越えたものはＯ−リング３７により阻止される。従って、スクリュウ軸と該軸の螺旋上を走るボールとのオイルバス内における潤滑が保証されるだけでなく、オイルが作動している内部空間の保護もまた保証される。潤滑油の充填も、しばしばの交換も、適切な時間間隔でなされる以外には実際に不必要になる。
中空軸２４の下方部における保護は、下方部気密手段としてのプラグ１８と盲底２９とにより保証され、一方、上方シール３６とＯ−リング３７が上方気密手段を構成している。プラグ１８は、例えばネジ戻しにより取り外し可能であり、レゾルバー(resolver)と呼ばれる装置３９の組立て、保守を可能にしている。レゾルバーは、ロータの正確な角度位置と正確な速度を制御する位置変換器である。
仕上がり製品をブロー型から冷却板へ移行させる取り出し装置を備えたガラス製品形成機械の部材が図５に示されている。特に、ブラシ無しモータ４１が、図示されていない独立区画モジュールに連結された支持体４２に固定され、該モジュールは、同じく図示されていないブロー型と、仕上がり製品をブロー型から冷却板へと移行させる装置とを有している。図５は、仕上がり製品を冷却板へ移行させている状態の装置を示している。モータはロータ４３を備え、また、既知の方法で底をプラグ４６により気密に密封されたアーマチャ４４を有している。モータステイタ４４は主捲線４７と副捲線４８とを有し、他方、複数個の永久磁石４９がロータ４３に固定されている。ロータはボール軸受け５１を介してステイタに対し回転可能である。実際には、ロータ４３はモータの内部空間を画定する中空軸として作られ、該中空軸は内部に該軸の螺旋経路に沿ってボールが循環されるボール循環スクリュウ軸５３を収容しており、同じボールが、ロータに固定されロータと共に回転するリードナット５４にも属している。リードナット５４が軸５３をほぼ垂直方向に軸方向に走行させる。空間５２は、軸５３の回転と走行とに対する要求と、軸５３の螺旋経路に沿ったボールの循環に対する要求とを満たす潤滑油によりほぼ満たされている。内部空間５２の底は盲底５６により閉じられており、内部空間５２内の潤滑油を密封している。反転装置の軸２６におけると同様に、軸５３が軸５３の回転方向に依存して上方、下方へ走行する。軸は、取り出し工程の作動器であるラック５８にピン５７を介して連結されている。ラック５８は歯付き輪５９の歯と係合し、歯付き輪は、反転装置におけると同じく、時計方向または反時計方向に１８０°回転する。
中空軸４３は、アーマチャ４４の頂部の気密を保護するため配置された上方シール６１とＯ−リング６２とを用いて、その頂部を気密にされている。
ブラシ無しモータの仕様と信頼性とにより、反転、取り出し工程が、滑らかに、漸進的に、振動なく運転され、その結果仕上がり製品の不合格品が従来の方法に比較して相当低下される。
【図１】
0003955101.tif 000002
【図４】
0003955101.tif 000003
【図２】
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【図３】
0003955101.tif 000005
【図５】
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