JP2010537908A - 張力装置、融着装置および給送装置を改良したバンド掛機 - Google Patents

Abstract

フローティング式バンド掛ヘッド（１８）は、バンド材料を荷物の周囲に位置決めし、張力を付与し、融着するタイプのバンド掛機で用いられる。バンド掛機は、フレーム（１４）と、バンドシュート（１６）とを有している。バンド掛ヘッドは、張力モジュール（２８）と、独立の融着モジュール（２６）と、張力モジュールおよび融着モジュールに連結された駆動組立体（４０）とを含んでいる。駆動組立体は、張力モジュールおよび張力モジュールが連れ立ってフロートする間に、該張力モジュールおよび融着モジュールを互いに接近、離反動作させる。バンド掛ヘッドはガイド（４８）を含んでおり、張力モジュールおよび融着モジュールは、該ガイド沿いに側方へ連れ立って移動し、また、同ガイドに沿って互いに接近、離反する。バンド材料の一端を融着モジュールによって把持し、バンド材料の反対側の端部を張力モジュールによって把持し、駆動組立体を起動して、張力モジュールおよび融着モジュールを離反させて、バンド材料に張力が付与される。張力モジュールおよび融着モジュールがガイドに沿って一体としてフロートまたは移動して、該バンド掛ヘッドの両側で、バンド材料に作用する張力が等しくなるようになっている。

Description

本発明はバンド掛機に関する。より詳細には、本発明は、プラスチック製バンド材料のためのバンド掛機用の張力装置、融着装置および給送装置の改良に関する。

バンド掛機は従来公知となっている。バンド掛機には２つの原理がある。つまり、手動型と自動型、テーブルトップ型と自立型である。バンド掛機は、典型的に、プラスチック製バンドまたは金属製バンドを用いるように構成されている。バンド掛機は、荷物を緊結または固定するために、荷物の周囲にバンドを配置し、張力を付与し、そして固定する。

典型的なバンド掛機は、機械全体を支持するフレーム状の支持部材、荷物を支持する作業領域、バンドを荷物の周囲に給送し、該バンドに張力を付与するためにバンドを引込む給送ヘッド、荷物の周囲にバンドを送り込むシュート、バンドそれ自体を固定するバンド掛ヘッド、および、バンド掛ヘッドにバンド材料を供給する１または複数の供給部を含んでいる。

プラスチック製バンド用のバンド掛機では、バンド掛ヘッドは複数の機能を果たす。第１に、バンド掛ヘッドは、バンドがバンド掛ヘッドに戻るときに、バンドの端部をクランプまたは把持し、引込んだ後バンドに張力を付与間バンドの後端をクランプまたは把持し、そして、融着されたバンドを供給部側から切断する際、バンドループの反対側または内側に対してバンドを把持し、そして、バンドの重畳部分を融着する。

給送ヘッドは、典型的に、バンドをバンド掛ヘッド内へ、バンドシュートの周囲へ、そして再びバンド掛ヘッドへ送り出すための１または複数対の回転ホイールを含む。給送ヘッドは、また、弛んだバンドを引込み、バンドをバンドシュートから、バンド掛けすべき荷物またはパッケージ上へ「引張」るための引込装置を含んでいる。給送ヘッドは、また、バンドを輪にして融着する前に、バンドを引張って張力を付与し荷物を固定するための張力装置を含んでいる。公知のバンド掛機の給送ヘッドは、給送、引込、張力付与機能を果たすために二対の回転ホイールを含んでいる。これらの機能を果たすために一対の回転ホイールを含むものもある。各構成において、各対のホイールの一方が駆動ホイールで、他方のホイールが遊動ホイールとなっており、遊動ホイールの表面に対して駆動ホイールが回転するようになっている。更に他の構成では、ウインドラスまたはワインダーの州にバンドを巻付けてバンドに張力を付与するようにしたものもある。ワインダーは、バンド掛ヘッドに或いは給送ヘッドに、または、バンド掛ヘッドと給送ヘッドの間に配設することができる。

こうした従来の構成では、バンドに良好に張力を付与することができるが、荷物の周囲にバンドが掛けられる際に、バンドの全長に亘って張力を付与するように、バンドの一端からバンドを引張るようになっている。そうすると、通常、バンドに付与される張力が不均一となってしまう。張力装置から荷物の最初の角部までのバンドの直線部分で張力が最大となる。そして、荷物の前記最初の角部から次の角部までのバンドの直線部分の張力が次に高くなり、こうして、荷物の周囲に沿ってバンドの先端に至るまでバンドの各部分で張力が次第に低下する。

不均一なバンド張力の問題を解決するために、バンド掛ヘッドを（張力装置と共に）バンドの給送方向へ（復帰バネによって）「フロート」させ、或いは、フロート方向へ（シリンダを用いるなどして）機械的に押し込み、バンド張力を荷物の周囲で均一にするようにしたものがある。

こうした均一化装置は何れもバンドの一方の方向にのみ外力を印加するので、あまり効果がないことがわかっている。更に、こうした均一化装置は何れも、融着ヘッドをフロート位置へ移動させ、そしてフロート位置から帰還させるために、付加的な部品および／または組立体が必要となる。

従って、バンド掛ヘッドの両側で同バンド掛ヘッドから両方向へ、バンド張力を均一化するする均一化装置が必要となる。望ましくは、こうした装置は、バンドの両方向へ概ね等しい力を印加する。より望ましくは、こうした装置は、装置をバランスさせるシリンダやバネを用いることなく、両方向へ力を印加する。

フローティング式バンド掛ヘッドは、バンド材料を荷物の周囲に位置決めし、張力を付与し、融着するタイプのバンド掛機で用いられる。バンド掛機は、フレームと、バンドシュートとを有している。バンド掛ヘッドは、張力モジュールと、独立の融着モジュールとを含んでいる。

駆動組立体が、前記張力モジュールおよび融着モジュールに連結されており、そして張力モジュールおよび張力モジュールが共にフロートする間に、該張力モジュールおよび融着モジュールを互いに接近、離反動作させる。

バンド掛ヘッドはガイドを含んでおり、前記張力モジュールおよび融着モジュールは、該ガイド沿いに側方へ連れ立って移動（フロート）し、また、同ガイドに沿って互いに接近、離反する。前記バンド材料の一端を前記融着モジュールによって把持し、前記バンド材料の反対側の端部を前記張力モジュールによって把持し、前記駆動組立体を起動して、前記張力モジュールおよび融着モジュールを離反させて、前記バンド材料に張力が付与される。前記張力モジュールおよび前記融着モジュールが前記ガイドに沿って一体としてフロートまたは移動して、該バンド掛ヘッドの両側で、前記バンド材料に作用する張力が等しくなるようになっている。

本バンド掛ヘッドでは、前記ガイドは、レールと、前記張力モジュールに関連する台車と、前記融着モジュールに関連する台車とを具備している。前記台車は前記レールに搭載されている。

前記駆動組立体は、駆動ギアおよびラックギアに連結されたモーターを含んでいる。前記駆動ギアおよびラックギアは、前記張力モジュールおよび融着モジュールを接近、離反させるために、互いに噛合している。

本バンド掛ヘッドでは、前記張力モジュールおよび融着モジュールの離反動作によって、前記張力モジュールに配設されたテンショングリッパーが作動する。前記張力モジュールと前記融着モジュールが互いに係合することによって、前記テンショングリッパーが解放される。

本バンド掛ヘッドは、前記バンド材料を前記張力モジュールへ給送するためのバンドガイドを含んでいる。

バンド掛機がフローティング式バンド掛ヘッドを含んでいる。こうした機械は、前記給送ヘッドと前記バンド掛ヘッドとの間に延在するバンドガイドを具備し、前記給送ヘッドを前記バンド供給部に取付け、前記給送ヘッドおよびバンド供給部を前記バンド掛ヘッドから離して配置することができる。

本発明の原理を実施するフローティング式バンド掛ヘッドを有した新規で改良された張力付与、給送装置を備えたバンド掛機の正面図であり、該バンド掛機はホームポジションまたは給送モードにある。 張力付与モードにあるバンド掛機の正面図である。 張力付与を完了したバンド掛機の正面図である。 図１の給送モードにあるバンド掛ヘッドの拡大正面図である。 図２の張力付与モードにあるバンド掛ヘッドの拡大正面図である。 図３の張力付与を完了したバンド掛ヘッドの拡大正面図である。 図１、４の給送モードにあるバンド掛ヘッドの背面図である。 図３、６の張力付与を完了したバンド掛ヘッドの背面図である。

本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照して説明する以下の詳細な説明から当業者には明らかとなろう。

本発明は種々の形態で実施することができるが、以下、添付図面を参照して現時点で好ましい実施形態を説明する。この開示は、本発明の単なる一例であって、本発明を図示する特定の実施形態に限定する趣旨ではない。

更に、本明細書の本項目名つまり「発明の詳細な説明」は、米国特許庁による要件に関連しており、発明を主題を開示に限定する趣旨ではないし、また、そのように推定すべきはない。

添付図面、特に図１を参照すると、バンド掛機１０は、本発明の原理による改良された給送、張力装置１２を有している。バンド掛機１０は、フレーム１４、バンドシュート１６、バンド掛ヘッド１８、給送ヘッド２０、バンド供給部２２を含んでいる。バンド供給部２２および給送ヘッド２０は、図示するように、独立させて離して（一般的には近くに）設置し、必要に応じてバンド供給部２２（例えば、バンドリールＲの再装填）および給送ヘッド２０のメンテナンスを容易にできるようにすることができる。これにより、給送ヘッド２０を地面または床面の高さの近傍に配置可能となる。バンドを掛けるべき荷物Ｐはシュート領域２４内に配置される。荷物Ｐは、バンドシュート１６およびシュート領域２４内に収まれば、どのような大きさであってもよい。

バンド掛ヘッド１８は、バンドＳをバンドシュート１６内へ給送すること、バンドＳを同バンドシュートから排送すること、様々な時期および位置でバンドＳを把持し該バンドＳに張力を付与すること、バンドＳに（例えば溶接によって）融着部を形成すること、および、輪にし（かつ融着され）たバンドＳをバンド供給部２２から切断することを含む多くの機能を有している。バンド掛ヘッド１８は、また、張力組立体または張力装置を用いてバンドＳに張力を付与する。

本実施形態のバンド掛ヘッド１８は、独立の融着モジュール２６および張力モジュール２８を用いて、こうした張力付与機能を果たす。該構成では、融着モジュール２６は、エンドグリップ、ループグリップ、バンド融着または溶接、バンド切断（バンド供給部からのループの切断）を含む機能を備える。張力モジュール２８は、テンショングリップを具備し、バンド融着に先立って、バンドを「牽引」し、またはバンドに張力を付与する機能を備える。

融着モジュール２６は、エンドグリップ３０、ループグリップ３２、振動溶接パッドのような融着素子３４およびカッター３６を含む。張力モジュール２８は、バンドの融着に先立ってバンドＳに張力が付与される際に固定するために、図示する自己係合式グリッパーのようなテンショングリップ３８を具備している。

バンド掛け機能と張力付与機能を備えた単一のヘッドを用いる公知のバンド掛機とは異なり、本実施形態によるバンド掛ヘッド１８は、融着モジュール２６および張力付与モジュール２８を用いている。融着モジュールと張力付与モジュールは、互いに独立しているが、駆動組立体４０によって協働するようにしたなっている。駆動組立体４０は、ラックギア（直動ギア）形の駆動装置である。モーター４２および駆動ギア４４が、張力モジュール２８に取付られている。駆動ギア４４は、融着モジュール２６に取付られているラックギア４６に噛合する。この構成により、モーター４２によって駆動ギア４４を駆動し、該駆動ギアによって、張力モジュール２８および融着モジュール２６を互いに接近、離反させることが可能となる。

モジュール２６、２８を円滑に直線の接近、離反動作させるために、そして、モジュール２６、２８を単一のユニットとして共に直線動作させる、つまりフロートさせるために、モジュール２６、２８はリニアガイド４８に取付られている。リニアガイド４８は、レール５０と、ローラ台車５２、５４とを含んでいる。ローラ台車は、各々融着モジュール２６と、張力モジュール２８と関連している。台車５２、５４は、レール５０に沿った該台車５２、５４の動作（摺動）の摩擦を低減するローラ５６を含んでいる。こうして、モーター４２が作動すると、ギア４４、４６が咬み合って駆動ギア４４がラックギア４６沿いに前進し、モジュール２６、２８がレール５０に沿って互いに離反する。台車５２、５４（従って、融着モジュール２６および張力モジュール２８）は、互いに接近、離反可能となっている。台車５２、５４の双方がローラ５６によってレール５０上に取付られているので、台車５２、５４は、張力付与サイクルの間、レール５０に沿って１つのユニットとして動作する。

バンド掛サイクル（図１、４）の開始において、張力モジュール２８および融着モジュール２６はホームポジションにあり、互いに当接している。テンショングリッパー解放カム５８が、融着モジュール２６の表面６０に係合し、テンショングリッパー３８が開放状態に維持される。

バンド掛機１０に荷物Ｐが装着されると、給送ヘッドモーター６２が起動する。バンド供給部２２からバンドＳが引き出され、バンドガイド６４を通じて、張力モジュール２８（テンショングリッパー３８は開いている）内へ、そして、該張力モジュール２８および融着モジュール２６（エンドグリッパー３０およびループグリッパー３２は開いている）を通して、更に、バンドシュート１６の周囲へ給送される。

バンドＳの先端Ｌがバンド掛ヘッド１８に帰還したことが検知されると、エンドグリッパー３０が閉じ、バンドＳの先端Ｌが把持またはクランプされる。給送ヘッドモーター６２が逆転し、（弛んだ）バンドＳが引込まれ、次いで、バンドシュート１６から荷物Ｐ上へ引張られる。

引込が完了すると、張力モジュールの駆動モーター４２が起動し、張力モジュール２８および融着モジュール２６が互いに離反動作する。これにより、テンショングリッパーの解放カム５８が解放され、テンショングリッパー３８がバンドＳに接触し、モジュール２８内に固定する。モーター４２が更に回転すると、融着モジュール２６および張力モジュール２８が互いに離反方向に駆動され、バンドＳに張力が付与される。上記モジュールは、駆動組立体４０（駆動ギア４４、ラックギア４６および駆動モーター４２）によって互いに連結されているが、モジュール２６、２８は、台車５２、５４によってバンド掛機１０（レール５０）に搭載され、１つのユニットとしてフロートする。従って、張力が付与される間、モジュール２６、２８はフロートし、つまり連れ立ってレール５０沿いに移動して、噛合した駆動ギア４４およびラックギア４６がバンドＳに張力を維持する間に、融着モジュール２６および張力モジュール２８（バンド掛ヘッド１８）の両側でバンドＳの張力を（図６においてＳ1、Ｓ2で示す）均一化させる。

所望の張力が得られると、ループグリッパー３２はバンドＳの閉じた「輪（ループ）」に係合、クランプする。つまり、バンドＳの重畳部分が保持、固定される。ループグリッパー３２が係合すると、ラックが弛緩し（駆動ギア４４が自由に回転可能となる）、バンドの重畳部分が、例えば、振動溶接素子３４によって互いに溶接されたとき、バンドＳの後端Ｔ（張力モジュール２８側の端部）が切断され、ループがバンド供給部から切離される。次いで、融着モジュール２６が開いて、バンドＳがヘッド１８から退出可能となり、かつ、バンド掛けされた荷物Ｐがシュート領域２４から取出される。

次いで、駆動モーター４２が逆転して、モジュール２６、２８が共に引き戻され、これによって、テンショングリッパー３８が（グリッパー解放カム５８が融着モジュール６０に接触することによって）開く。このとき、モジュール２６、２８はホームポジションにあり、次のバンド掛サイクルを開始する準備が整う。

バンドＳの張力を制御するために、駆動モーター４２としてトルクフィードバック機能を備えたブラシレスＤＣモーターが使用して、付与された張力を検知するようにする。この種のモーターでは、モータートルクはバンド張力に直接的に比例し電力変化とは無関係である。従って、トルクフィードバックは、正確かつ整合性のあるバンド張力を可能とする。トルクフィードバックを直動式の駆動組立体４０との組合せることによって、バンドの変形を低減し、バンドに付与する張力を一層良好に制御し、正確性を高めながら、バンドに正確で整合性のある直線的な力を印加することができる。

本願で参照した全ての特許公報は、本明細書中において特段の断りない限り、本願と一体をなすものとする。

また、本明細書中における「ａ」や「ａｎ」との記載は単数および複数を含むものである。反対に複数形で示さる語は単数を含むものとする。

本発明の新規な概念の精神と範囲とを逸脱することなく、種々の修正と変形が可能である。既述の特定の実施形態に関して発明を限定する趣旨ではないし、またそのように推定すべきではない。本開示は特許請求の範囲の記載をカバーするものであり、こうした全ての修正は本願の特許請求の範囲に包含される。

１０ バンド掛機
１２ 給送、張力装置
１４ フレーム
１６ バンドシュート
１８ バンド掛ヘッド
２０ 給送ヘッド
２２ バンド供給部
２４ シュート領域
２６ 融着モジュール
２８ 張力モジュール
３０ エンドグリップ
３２ ループグリップ
３４ 融着素子
３６ カッター
３８ テンショングリップ
４０ 駆動組立体
４２ モーター
４４ 駆動ギア
４６ ラックギア
４８ リニアガイド
５０ レール
５２ ローラ台車
５４ ローラ台車
５６ ローラ
５８ テンショングリッパー解放カム
６０ 融着モジュールの表面
Ｐ 荷物
Ｓ バンド

Claims (14)

1. フレームと、バンドシュートとを有してバンド材料を荷物の周囲に位置決めし、張力を付与し、融着するタイプのバンド掛機用のフローティング式バンド掛ヘッドにおいて、
   張力モジュールと、
   融着モジュールと、
   前記張力モジュールおよび融着モジュールに連結され、該張力モジュールおよび融着モジュールを接近、離反動作させる駆動組立体と、
   ガイドとを具備し、
   前記張力モジュールおよび融着モジュールは、前記ガイド沿いに側方へ連れ立って移動し、かつ、同ガイドに沿って互いに接近、離反するようになっており、
   前記バンド材料の一端を前記融着モジュールによって把持し、前記バンド材料の反対側の端部を前記張力モジュールによって把持し、前記駆動組立体を起動して、前記張力モジュールおよび融着モジュールを離反させて、前記バンド材料に張力が付与されるとき、前記張力モジュールおよび前記融着モジュールが前記ガイドに沿って一体として移動して、該バンド掛ヘッドの両側で、前記バンド材料に作用する張力が等しくなるようにしたバンド掛ヘッド。
2. 前記ガイドが、レールと、前記張力モジュールに関連する台車と、前記融着モジュールに関連する台車とを具備する請求項１に記載のバンド掛ヘッド。
3. 前記駆動組立体は、駆動ギアおよびラックギアに連結されたモーターを含み、前記駆動ギアおよびラックギアは、前記張力モジュールおよび融着モジュールを接近、離反させるために、互いに噛合している請求項１に記載のバンド掛ヘッド。
4. 前記張力モジュールおよび融着モジュールの離反動作によって、前記張力モジュールに配設されたテンショングリッパーが作動し、前記張力モジュールと前記融着モジュールが互いに係合することによって、前記テンショングリッパーが解放されるようになっている請求項１に記載のバンド掛ヘッド。
5. 前記バンド材料を前記張力モジュールへ給送するためのバンドガイドを更に具備する請求項１に記載のバンド掛ヘッド。
6. 前記駆動組立体がモーターを具備する請求項１に記載のバンド掛ヘッド。
7. 前記モーターがブラシレスＤＣモーターである請求項６に記載のバンド掛ヘッド。
8. バンド材料を荷物の周囲に位置決めし、張力を付与し、融着するタイプのバンド掛機において、
   フレームと、
   バンドシュートと、
   給送ヘッドと、
   バンド供給部と、
   フローティング式バンド掛ヘッドとを具備し、
   前記バンド掛ヘッドが、
   張力モジュールと、
   融着モジュールと、
   前記張力モジュールおよび融着モジュールに連結され、該張力モジュールおよび融着モジュールを接近、離反動作させる駆動組立体と、
   前記張力モジュールおよび融着モジュールを直線的に接近、離反させるためのガイドとを具備し、
   前記バンド材料の一端を前記融着モジュールによって把持し、前記バンド材料の反対側の端部を前記張力モジュールによって把持し、前記駆動組立体を起動して、前記張力モジュールおよび融着モジュールを離反させて、前記バンド材料に張力が付与されるとき、前記張力モジュールおよび前記融着モジュールが前記ガイドに沿って一体として移動して、該バンド掛ヘッドの両側で、前記バンド材料に作用する張力が等しくなるようにしたバンド掛ヘッド。
9. 前記給送ヘッドと前記バンド掛ヘッドとの間に延在するバンドガイドを更に具備し、
   前記給送ヘッドが前記バンド供給部に取付けられ、前記給送ヘッドおよびバンド供給部が前記バンド掛ヘッドから離して配置されている請求項８に記載のバンド掛機。
10. 前記ガイドが、前記フレームに取付けられたレールと、前記張力モジュールに関連する台車と、前記融着モジュールに関連する台車とを具備し、前記台車が前記レール上に搭載されている請求項９に記載のバンド掛機。
11. 前記駆動組立体は、駆動ギアおよびラックギアに連結されたモーターを含み、前記駆動ギアおよびラックギアは、前記張力モジュールおよび融着モジュールを接近、離反させるために、互いに噛合している請求項８に記載のバンド掛機。
12. 前記張力モジュールおよび融着モジュールの離反動作によって、前記張力モジュールに配設されたテンショングリッパーが作動し、前記張力モジュールと前記融着モジュールが互いに係合することによって、前記テンショングリッパーが解放されるようになっている請求項８に記載のバンド掛機。
13. 前記駆動組立体がモーターを具備する請求項８に記載のバンド掛機。
14. 前記モーターがブラシレスＤＣモーターである請求項１３に記載のバンド掛機。

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