JP2016159636A - エアクッション機械および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エアクッション機械および方法をさらに改善する。【解決手段】箱で輸送される少なくとも１つの品物を緩衝するエアクッションをエアクッション機械によって製造する方法は、箱の容積および箱で輸送される少なくとも１つの品物の容積の差によって画定された空隙容積を決定するステップと、エアクッション全体容積を有する量のエアクッションをエアクッション機械によって製造するステップであって、エアクッション全体容積は、空隙容積に等しい、ステップと、を備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、概して保護包装、より具体的にはエアクッションおよびエアクッションを製作する機械に関連する。

箱の中で輸送される箱の中の品物をとり囲む保護包装材料を設けることが知られている。保護包装材料は、箱の壁および輸送される品物の間に配置され、そして箱は、箱のフラップを閉じるようにテープ止めすることによって閉じられる。このような保護包装は、紙クッションの形のしわを付けた紙のストリップ、空気枕またはクッションの形の空気充填プラスチック袋、または発泡「ピーナッツ」（まとめると「クッション材」）とすることができる。紙クッションおよびエアクッションは、通常は、その目的のために機械によって現場で作られて、機械から箱に分配される。発泡ピーナッツの場合は、通常は、予め製造され、現場に輸送されて大きいホッパーから箱へ分配される。

また、箱の容積と箱で輸送される１または複数の品物の容積との差（空隙容積）を決定し、そして空隙容積を表す信号を、紙クッション機械、エアクッション機械、または発泡ピーナッツ分配器に送り、受信された信号に基づいてクッション材を所定の量を分配することが知られている。

空隙容積を決定する１つの技術は、光学センサまたは機械的なプローブなどの器具によって測定することである。空隙容積を決定する別の技術は、倉庫管理ソフトウェア（「ＷＭＳ」）を使用することである。ＷＭＳは、輸送する品物の容積をデータベースまたはルックアップテーブルから決定し、品物および適切な量のクッション材を収容できるように品物よりも大きい容積の適切な大きさの箱を選択し、品物容積を箱の容積から減じることにより空隙容積を決定する。

空隙容積を表す信号を受信すると、紙クッション機械は、所定の長さの適切な数の紙クッションを理論上は形成し、それらは箱に分配される。または、エアクッション機械は、所定の体積の適切な数のエアクッションを理論上は形成し、それらは箱に分配される。または、発泡ピーナッツ分配器は、適切な量の発泡ピーナッツを箱に理論上は分配する。

しかし、実際には、形成、かつ分配される空隙充填クッション材の体積は、充填される空隙容積に厳密に一致しない場合があり、充填不足、または過充填をもたらす。紙クッションおよび発泡ピーナッツの場合は、箱内の空隙容積に厳密に一致させるために短い紙クッションまたは小量の発泡ピーナッツを追加または除去するという、むしろ単純な作業である。しかし、エアクッションの場合、エアクッション体積で割った空隙容積が、整数でない場合、作業者は、１つのエアクッションを除去する（この場合品物は、輸送中箱内で動くことができる）か、または１つのエアクッションを追加（この場合、箱フラップを閉じる場合に、箱フラップがたわんでテープ止めすることが難しくなり、輸送用コンテナで箱を積み上げることが難しくなる）しなければならない。

したがって、エアクッション機械および方法におけるさらなる改善が求められている。

１つの態様において、箱で輸送される少なくとも１つの品物を緩衝するためのエアクッションをエアクッション機械によって製造する方法が提供される。方法は、箱の容積および箱で輸送される少なくとも１つの品物の容積の差によって画定される空隙容積を決定するステップと、エアクッション全体容積を有する量のエアクッションをエアクッション機械によって製造するステップであって、エアクッション全体容積は、空隙容積に等しい、ステップとを備える。

空隙容積は、器具によって測定することができる、または少なくとも１つの品物の既知の容積、および箱の既知の容積に基づいて計算することができる。ある量のエアクッションの各エアクッションは、同じ容積を有することができるか、またはある量のエアクッションの１つを除くすべてのエアクッションは、同じ容積を有することができる。方法は、空隙容積に等しいエアクッション全体容積を有する量のエアクッションを作成するために、空隙容積を表す信号を生成するステップと、信号をエアクッション機械に供給するステップと、信号によってエアクッション機械に命令するステップとをさらに備えることができる。

別の態様において、箱で輸送される少なくとも１つの品物を緩衝するクッション材を製造する保護包装システムが提供される。システムは、箱の容積および箱で輸送される少なくとも１つの品物の容積の差によって画定された空隙容積を決定する手段と、エアクッション全体容積を有する量のエアクッションを製造するために空隙容積に応じて制御可能なエアクッション機械であって、エアクッション全体容積は、空隙容積に等しい、エアクッション機械とを備える。

システムは、空隙容積を決定する手段から空隙容積を表す信号を受信し、かつエアクッション全体容積を有する量のエアクッションを製造するようエアクッション機械に命令するためにエアクッション機械に信号を送るためのコントローラをさらに備えることができる。空隙容積を決定する手段は、測定器具、または箱の容積および品物の容積のデータベース、および箱の容積から品物容積を減じるプロセッサとすることができる。エアクッション機械は、プラスチックフィルム供給部、機械を通るフィルムを引っ張る引張アセンブリ、フィルムの層の間に空気を注入する空気注入アセンブリ、およびフィルムの層をシールする長手方向シールアセンブリを含むことができる。コントローラは、引張アセンブリ、空気注入アセンブリ、および長手方向シールアセンブリに信号を送り、エアクッション全体容積を有する量のエアクッションを製造するようエアクッション機械に命令する。コントローラは、空気注入アセンブリの出力圧力を変化させることができる。

エアクッション機械は、前のエアクッションまたは、１列のエアクッションを後のエアクッションから分離する分離アセンブリをさらに含むことができる。コントローラは、分離アセンブリに信号を送り、分離アセンブリが前のエアクッション、または１列のエアクッションを後のエアクッションから分離するよう命令する。

プラスチックフィルム供給部は、プラスチックシートに形成され、シートの長手方向に沿って離間した一連の横方向ヒートシールおよびシートの長手方向に沿って離間した一連の横方向穿孔ラインを有する細長い連続的なチューブ状シートを備えることができる。

本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示しており、上記の本発明の概要および以下の図面の詳細な説明と共に、本発明の原理の説明に役立つものである。

本発明の実施において利用することができるエアクッション機械の斜視図である。 フィルムロールおよび一列のエアクッション以外は図１に似た図である。 図１および図２のエアクッション機械を利用するシステムのブロック図である。 図３のシステムの運用フローチャートである。 図１〜図４の機械およびシステムによって作ることができる二列のエアクッションの側面図である。 図１および図２の機械で使用するプラスチックフィルムの折り畳まれたシートの上面図である。 図１〜図４の機械およびシステムによって作ることができる一列のエアクッションの上面図である。 本発明の実施において利用することができる別のエアクッション機械の斜視図である。 図７のエアクッション機械を利用するシステムのブロック図である。 箱で輸送する品物を含む輸送箱の側面図である。

図１および図２をまず参照すると、保護包装クッション材として使用するための空気充填クッションを製造する１つのタイプのエアクッション機械１０が示されている。図１および図２に示される機械１０は、本発明の譲渡人より販売されているAIRplus（登録商標）Excel機械である。

示されている機械１０は、機械フレーム１２と、プラスチックフィルム１４の供給部と、機械１０を通るプラスチックフィルム１４を引っ張るための引張アセンブリ１６と、プラスチックフィルム１４の層の間に空気を注入する空気注入アセンブリ１８と、フィルムの層の間に空気が注入された後でプラスチックフィルムの層を共にシールするための長手方向熱シールアセンブリ２０とを備える。

図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、プラスチックフィルム１４の供給は、並置されるプラスチックフィルムの２つの層の細長いシートを提供する連続的なチューブ状シート材料２６のロールから機械１０に提供される予備成形ポリマーフィルムである。一連の横方向ヒートシール３０は、プラスチックフィルムの層に形成され、シート２６の長手方向に沿って離間しており、かつシート２６の一方の長手方向側縁部２８からシート２６の他方の長手方向側縁部３８のすぐ近くまで延在している。各横方向ヒートシール３０において、横方向スコアラインまたは穿孔ライン３２が形成され、前のエアクッション３４を隣接する後ろのエアクッション３４から分離する、または隣接する後ろのエアクッション３４からエアクッション３４前の列３６を分離するために使用される。ここで留意すべきは、図示されるように、単独の連続的なヒートシール３０が前のエアクッション３４の後端部および後のエアクッション３４の先端部を形成し、シート２６はまた、２つの基本的に個別の離間したヒートシールライン、前のエアクッション３４の後端部を形成する前のヒートシールラインおよび後のエアクッション３４の先端部を形成する後のヒートシールラインによって形成され得るということである。したがって、全てのこのようなフィルムの変化形が本明細書において考慮される。

図１および図２、図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、ポリマーフィルム２６のチューブ状シートが供給ロール１４から展開され、固定刃４７（仮想線）を通過するように移送される。刃４７は、フィルムシート２６の長手方向側縁部３８を連続的に切り開き、隣接する横方向ヒートシール３０の対によって形成される各ポケットへの開口部をチューブ状フィルムに形成する。

膨張アセンブリ１８は、フィルムがチューブ４６を通過して搬送される間に横方向ヒートシール３０によって形成された各ポケットを膨張させるために、刃４７の下流に配置されたインフレーションチューブ４６と、周囲空気ブロワーまたは他の空気源または他の流体源（図示せず）とを備える。チューブ４６は、シート２６が刃４７によって切り開かれた後でフィルムシート２６の２つの層の間に配置されるように構成される。フィルムシート２６の２つの層は、引張アセンブリ１６によってチューブ４６の上を引っ張られる。

引張アセンブリ１６は、膨張アセンブリ１８の下流に対向する一対の回転テフロン（登録商標）ベルト４０，４２を備える。ベルト４０，４２は、フィルム２６のシート縁部３８を把持してフィルムを搬送する。各ベルト４０，４２は、それぞれの駆動ローラー４１，４３によって駆動される。

長手方向熱シールアセンブリ２０は、１つのまたは両方のベルト４０，４２の下に電気加熱シールワイヤーまたはフィラメント４８（仮想線）を備える。ワイヤー４８は、隣接する１つの横方向ヒートシール３０によって形成されたポケットへのそれぞれの開口部の２つのフィルムの層を融解、熱溶着、または溶解することによってシール２２を連続的に形成し、それにより相互接続されたクッション３４としてポケットが膨らんだままとなるように空気を捕捉する。

フィルム１４のロールは、スピンドル５０上で支持される。フィルム１４のシートは、ガイド棒５２の上を通過し、かつ引張アセンブリ１６へ送られる。形成されたエアクッション３４は、排出スライド５４に沿って引張アセンブリ１６および長手方向熱シールアセンブリ１８から下方へスライドする。機械１０のオン・オフなどの機械１０を一般的に運転する、様々な入力を機械１０に供給する、および機械１０から様々な出力を受け取るために作業者用インターフェースパネル５６が設けられている。

図３および図９を参照すると、機械１０を組み込んだシステムのブロック図６０が示されている。１または複数の品物８２，８４を輸送するために選択された箱８０の容積、および箱８０に入れて輸送される１または複数の品物８２，８４の容積の差、すなわち空隙容積を測定するために、測定器具６２、例えば光学的センサまたは機械プローブ等を設けることができる。そして、測定器具６２は、空隙容積を表す信号をコントローラ６４に送り、コントローラは、様々な信号をエアクッション機械１０の様々なアセンブリ、例えば引張アセンブリ１６、空気注入アセンブリ１８、および長手方向熱シールアセンブリ２０に送り、これらのアセンブリを制御する。

あるいは、空隙容積を計算するためにプロセッサ上で実行される倉庫管理ソフトウェア（「ＷＭＳ」）７０を使用することができる。ＷＭＳ７０は、データベースまたはルックアップテーブルから輸送される１または複数の品物８２，８４の容積を決定し、１または複数の品物８２，８４および適切な量のクッション材を収容することができるように１または複数の品物８２，８４よりも大きい容積の適切な大きさの箱８０を選択し、そして、箱８０の容積から１または複数の品物８２，８４の容積を引いて空隙容積を決定する。ＷＭＳ７０は、空隙容積を表す信号をコントローラ６４に送り、コントローラは、様々な信号をエアクッション機械１０の様々なアセンブリ、例えば引張アセンブリ１６、空気注入アセンブリ１８、および長手方向熱シールアセンブリ２０に送り、これらのアセンブリを制御する。ＷＭＳ７０の運用は、より具体的には、その全体が完全に記載されているかのように本明細書に参照により組み込まれている譲受人の米国特許出願公開第２００９／０２７７１３９号明細書に記載されている。

図４を参照すると、機械１０を組み込んだシステムの運転ステップのフローチャート９０が示されている。システム運用の第１ステップは、９２で示される空隙容積を決定することである。上述のように、空隙容積は、測定または計算によって決定することができる。システム運用の第２ステップは、９４で示される決定された空隙容積に基づいて信号を生成することである。システム運用の第３ステップは、９６で示される決定された空隙容積に基づく信号をエアクッション機械１０に送ることである。最後に、システム運用の第４および最終ステップは、９８で示される、空隙容積に等しい全容積を有するいくつかのエアクッション３４を作成するようにエアクッション機械１０に命令することである。

現在のエアクッション機械は、機械で作られた全てのエアクッションを同じ膨張率、例えば個々のエアクッションの利用可能な容積の７５％で膨らましている。本発明のシステムでは、エアクッション機械１０は、１列のエアクッションのエアクッション全体容積が空隙容積に等しくなるように、１列のエアクッションの個々のエアクッションを７５％に、７５％より大きく、または７５％未満に膨らますことができる。図５を参照すると、ＶＶは、エアクッションで充填されるべき空隙容積を図式的に示している。一例として、ＶＶは、それぞれが容積の５０％まで膨らんだ１０個のエアクッション３４ａ１列を機械１０が作成することによって達成することができる。別の例として、ＶＶは、それぞれが容積の８０％まで膨らんだ６個のエアクッション３４ｂ１列および容積の２０％まで膨らんだ１つのエアクッション３４ｃを機械１０が作成することによって達成することができる。さらに別の例では、ＶＶは、１列のエアクッションにおけるエアクッション全体の容積がＶＶに等しい限りは、それぞれが異なる容積に膨らんだ１列のエアクッションを機械１０が作成することによって達成することができる。本発明のシステムは、これらの能力の全てを有し、その全ては本発明の範囲に包含される。

エアクッションはおそらく、クッション材として効果的に機能するような最小許容膨張率、およびクッション材として効果的に機能するとともにクッションを破裂させる危険がない最大許容膨張率を有するだろう。これらの２つの値を入力値とすると、コントローラ／プロセッサは、ＶＶを作成するために所定の許容膨張率での適切な数のエアクッションを決定することができ、そして空気ブロワー出力圧力を変えることによって膨張アセンブリを制御し、引張アセンブリを制御し、かつシールアセンブリを制御して正しい膨張率での正しい数のエアクッションを作成する。あるいは、コントローラ／プロセッサは、一定の空気ブロワー出力圧力を生成するよう膨張アセンブリを制御することができ、フィルムの速度、つまりエアクッションの形成が膨張アセンブリに曝される時間を変えることによって引張アセンブリを制御することができ、それにより膨張率が変化し、シールアセンブリを制御することができ、それにより正しい膨張率での正しい数のエアクッションを作成することができる。すべてのこのような変化形は、本発明の範囲に包含される。

図７を参照すると、保護包装クッション材として使用される空気充填クッションを作成するための別の機械１００が示されており、同様の参照符号は、同様の部材を表している。機械１００は、機械フレーム１２、プラスチックフィルム供給部（図示せず）、機械１０を通るプラスチックフィルムを引っ張る引張アセンブリ１６、プラスチックフィルムの層の間に空気を注入する空気注入アセンブリ１８、フィルムの層の間に空気が注入された後にプラスチックフィルムの層を共にシールする長手方向熱シールアセンブリ２０、および前のエアクッションまたは１列のエアクッションを後のエアクッションから分離する分離アセンブリ１２０を備える。分離アセンブリ１２０は、対向する一対の回転ベルト１２２，１２４を備え、それらは引張アセンブリ１６のベルト４０，４２より速い速度で動作し、フィルムシート２６の縁部３８と選択的に係合可能であり（この点において、縁部は、機械１０において、切り開かれた後、２２において共にシールされている）穿孔ライン３２が打たれる。分離アセンブリのさらなる詳細は、その全体が完全に記載されているかのように本明細書に参照により組み込まれている譲渡人の米国特許第７，５７１，５８９号を参照することにより明らかになるだろう。

図８を参照すると、機械１００を組み込んだシステムのブロック図１３０が示されており、同様の参照符号は、同様の部材を表している。ブロック図１３０は、図３のブロック図６０と類似しており、相違点は、コントローラ６４がまた分離アセンブリ１２０に信号を送ってこのアセンブリを制御する点である。

ここで留意すべきは、他の形のフィルムを本発明の実施に用いることができるということである。例えば、１つのタイプのフィルムは、長手方向中心線に沿って長手方向に半分に折り畳まれた細長いシートである。横方向ヒートシールおよび穿孔ラインが折り畳まれたシートに形成される。そしてシートは、供給ロールに巻かれる。したがって、このタイプのフィルム供給は、空気注入より前に切り開く必要がなく、長手方向シールアセンブリは、折り畳まれたシートの自由端部をシールする。

ここに示され、説明された本発明の様々な実施形態は、単に説明のみを目的としており、図面および説明は、特許請求の範囲をなんら制限または限定することを意図するものではない。当業者は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく本発明になすことが可能な様々な変更、改良および改善を行うことができるだろう。したがって、その広い態様における本発明は、明細書に示され、説明された特定の詳細および代表的な装置および方法に限定されるものではない。したがって、一般的な発明概念の精神または範囲から逸脱することなく、このような詳細から新しい試みをなすことができる。本発明は、本明細書に記載された単独の各個々の機構、および任意の、かつ全てのこれらの機構の組み合わせに存在する。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその等価物によって限定されるものとする。

１０ エアクッション機械
１２ 機械フレーム
１４ プラスチックフィルム
１６ 引張アセンブリ
１８ 膨張アセンブリ
２０ 長手方向熱シールアセンブリ
２６ フィルムシート
２８ 長手方向側縁部
３０ 横方向ヒートシール
３２ 穿孔ライン
３４ エアクッション
３８ シート縁部
４０，４２ 回転ベルト
４１，４３ 駆動ローラー
４６ インフレーションチューブ
４７ 固定刃
５０ スピンドル
５２ ガイド棒
５４ 排出スライド
５６ 作業者用インターフェースパネル
１００ 機械
１２０ 分離アセンブリ
１２２，１２４ 回転ベルト

Claims (14)

1. 箱で輸送される少なくとも１つの品物を緩衝するエアクッションをエアクッション機械によって製造する方法であって、該方法は、
   前記箱の容積および前記箱で輸送される前記少なくとも１つの品物の容積の差によって画定された空隙容積を決定するステップと、
   エアクッション全体容積を有する量のエアクッションを前記エアクッション機械によって製造するステップであって、エアクッション全体容積は、前記空隙容積に等しい、ステップと、
   を備える、方法。
2. 前記空隙容積が器具によって測定される、請求項１に記載の方法。
3. 前記空隙容積が前記少なくとも１つの品物の既知の容積および前記箱の既知の容積に基づいて計算される、請求項１に記載の方法。
4. 前記量のエアクッションの各エアクッションが同じ容積である、請求項１に記載の方法。
5. 前記量のエアクッションの１つを除くすべてのエアクッションが同じ容積である、請求項１に記載の方法。
6. 前記空隙容積を表す信号を生成するステップと、
   前記エアクッション機械に前記信号を供給するステップと、
   前記信号によって前記エアクッション機械に、前記空隙容積に等しいエアクッション全体容積を有する前記量のエアクッションを製造させるステップと、
   をさらに備える、請求項１に記載の方法。
7. 箱で輸送される少なくとも１つの品物を緩衝するクッション材を製造する保護包装システムであって、
   前記箱の容積および前記箱で輸送される前記少なくとも１つの品物の容積の差によって画定された空隙容積を決定する手段と、
   エアクッション全体容積を有する量のエアクッションを製造するために、前記空隙容積に応じて制御可能なエアクッション機械であって、エアクッション全体容積は、前記空隙容積に等しい、エアクッション機械と、
   を備える、保護包装システム。
8. 空隙容積を決定する前記手段から前記空隙容積を表す信号を受信し、かつ前記エアクッション全体容積を有する前記量のエアクッションを製造するよう前記エアクッション機械に命令する信号を前記エアクッション機械に送るコントローラをさらに備える、請求項７に記載の保護包装システム。
9. 前記空隙容積を決定する前記手段が測定器具である、請求項７に記載の保護包装システム。
10. 前記空隙容積を決定する前記手段が箱の容積および品物の容積のデータベースと、箱の容積から品物の容積を減じるプロセッサとである、請求項７に記載の保護包装システム。
11. 前記エアクッション機械が、プラスチックフィルム供給部と、前記機械を通るフィルムを引っ張る引張アセンブリと、前記フィルムの層の間に空気を注入する空気注入アセンブリと、前記フィルムの前記層をシールする長手方向シールアセンブリと、を含み、コントローラが前記引張アセンブリ、前記空気注入アセンブリ、および前記長手方向シールアセンブリに信号を送り、前記エアクッション全体容積を有する前記量のエアクッションを製造するよう前記エアクッション機械に命令する、請求項７に記載の保護包装システム。
12. 前記プラスチックフィルム供給部が、プラスチックシートに形成され、かつ前記シートの長手方向に沿って離間した一連の横方向ヒートシールと、前記シートの前記長手方向に沿って離間した一連の横方向穿孔ラインとを有する細長い連続的なチューブ状シートを備える、請求項１１に記載の保護包装システム。
13. 前記エアクッション機械が、前のエアクッションまたは１列のエアクッションを後のエアクッションから分離する分離アセンブリをさらに含み、コントローラは、前記分離アセンブリに信号を送り、前記前のエアクッションまたは１列のエアクッションを前記後のエアクッションから分離するよう前記分離アセンブリに命令する、請求項７に記載の保護包装システム。
14. 前記コントローラが前記空気注入アセンブリの出力圧力を変える、請求項１１に記載の保護包装システム。

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