JP2018502626A - デュアルスキッド吸収性物品コンバータ - Google Patents
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Abstract
本開示は、デュアルスキッド吸収性物品コンバータに関する。コンバータは、第1のスキッド及び第2のスキッドを提供する。第1のスキッドは、それぞれが基材を少なくとも部分的に修正することができる複数のモジュール式単位操作部を提供し、複数のモジュール式単位操作部は、基材を全体的に修正して吸収性物品を形成する。第2のスキッドは、第1のスキッド内に配設された複数のモジュール式単位操作部のそれぞれのモジュール式単位操作部と協働関連するための少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置を提供する。
Description
本特許又は出願書類には、カラーで制作された少なくとも1つの図面が含まれる。カラー図面を有する本特許又は特許出願公開の複製は、要請があれば、必要な手数料を支払うことにより、特許庁より提供されるであろう。
本開示は、吸収性物品の様々な構成要素を製造及び/又は組み立てるためのフレキシブルマウントコンバータ及び方法用に設計されたモジュール式単位操作部に関する。フレキシブルマウントコンバータは、現在の変換ラインと比較して向上した柔軟性、適合性、及び再構成可能性を有している。
前進する連続した材料ウェブに構成要素を付加する及び/又は他の方法でそのウェブを加工(modify)することによって、例えば、生理用ナプキン、パンティライナー、失禁用物品、おむつ、及び他の吸収性物品などの様々な種類の物品をアセンブリラインに沿って組み立てることができる。例えば、一部のプロセスでは、前進する材料ウェブが、他の前進する材料ウェブと組み合わせられる。他の例では、前進する材料ウェブから作製された個々の構成要素が、前進する材料ウェブと組み合わせられ、次いで、これらが他の前進する材料ウェブと組み合わせられる。場合によっては、前進するウェブ(1乃至複数の)から作製された個々の構成要素は、他の前進するウェブ(1乃至複数の)から作製された他の個々の構成要素と組み合わせられる。おむつを製造するために用いられる材料のウェブ及び構成部品は、バックシート、トップシート、レッグカフ、ウエストバンド、吸収性コア構成要素、前側及び/又は後側耳部、締結する構成要素、並びに、脚部弾性体、バリアレッグカフ弾性体、伸びるサイドパネル、及び腰部弾性体などの様々なタイプの弾性ウェブ及び構成要素を含んでもよい。女性用衛生物品の製造に使用される材料ウェブ及び構成部品としては、バックシート、トップシート、二次トップシート、吸収性コア構成要素、剥離紙ラッパー、などを挙げることができる。所望の構成部品が組み立てられた後、前進するウェブ及び構成部品は、最終的にナイフで切断されて、ウェブが個別の物品に分離される。
高速ウェブ変換に関するモジュール性を取り巻く現在の概念には、個別のフレーム及び駆動モジュールが形成され、直線状に直列に設置されることで、(例えば)最初のウェブの供給から始って最後のカッターで終わる連続的な変換が行われる、「モジュール」の概念が含まれる。通常、これらのモジュールは、長さ約1.0m、1.5m、2.0m、又は2.5mである。各モジュールは、単独で動作させることができ(例えば試験ストランドとして)、他のモジュールと混合及びマッチさせることでコンバータ(及び所望の製品)を1つに結合することができる。かかるモジュールの概念は、特定のモジュールを取り外して他のモジュールを設置することにより、又はモジュールの向きを転換することによって、技術革新を起こすように設計されたものである。
既存のコンバータでは、単位操作部は利用可能な空間に限定され、垂直なポストとオペレーターステーションが利用可能な空間を遮断するモジュールの終端から充分に離れていなければならない。単位操作部(「単位ops」としても知られる)は、多くの異なるサイズのものであり、他の単位操作部に近接して取り付けられることは一般的にはない。既存のモジュール性の概念は、実際は過剰に煩雑であり、革新的なプラットフォームとしては高価であるばかりでなく、非プロセス/変換ベースのバックボーン製造時間の実行(及びこれにともなう高いコスト)のために人為的に遅くなっている。現在のモジュール概念の別の課題は、プロセス変換が、所望のモジュール性を維持するうえで最もプロセス効率が高くかつ空間効率が高い形で方向付け及び配置されない場合がある点である。更に、各モジュールのバックボーン(フレーム、駆動要素、パネル、ガード要素など)及び付属品は、一般的な1.0mのモジュールが、単位操作部を装填する前ですら100,000ドルを上回るといったように、非常に高価である。
したがって、通過する高速ウェブに回転変換を付与するための単純で空間効率及びプロセス効率が高い手段が求められている。再構成可能でかつ変換ラインの設置面積を小さくするために他の単位操作部と近い間隔で配置することができる単位操作部が望まれている。現在のモジュールが、支柱、ハードウェア、及び制限となるモジュールベースの構成要素を最小化するためにより長くなったらどうであろう?モジュールがライン/変換フロアから一度も取り出されなかったら(又は低頻度で取り出されたら)どうであろう?フレーム及び駆動部が、製品のSKUの変更又は新たな技術革新における必要に応じて単位操作部が容易かつ速やかに搬入及び搬出されることを可能とするフレキシブルマウントシステムを有する設計とすることができればどうであろう?フレーム及び駆動部ハードウェアを最小化する一方で柔軟性を最大化し、単位操作部及び装置の度重なる再使用を促進する新たなモジュールコンバータがあったらどうであろう?単位操作部自体をコンバータのモジュールバックボーンとすることによって(別々のスケルトンフレームワークに対して)、これらを容易に積み重ね、近接させて方向付け(又は必要に応じて離して)、コンバータの標準的な構成単位として繰り返し使用することができればどうであろう?モジュール式単位操作部が空間の利用を最適化し、プロセスの考慮事項を最適化するのに理想的な位置に容易に再配置することができればどうであろう?これらはすべて本発明の目的であり、即ち、本発明の実施形態は、上記した種々の目的を組み合わせることができる。特定のある実施形態は、発明のすべての目的を具現化し得る(ただしそうである必要はない)。
本開示は、デュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータに関する。コンバータは、第1のスキッド及び第2のスキッドを含む。第1のスキッドは、それぞれが基材を少なくとも部分的に修正することができる複数のモジュール式単位操作部を提供し、複数のモジュール式単位操作部は、基材を全体的に修正して吸収性物品を形成する。第2のスキッドは、第1のスキッド内に配設された複数のモジュール式単位操作部のそれぞれのモジュール式単位操作部と協働関連するための少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置を提供する。少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置は、電力供給部、制御部、情報システム、真空機構、空圧機構、これらの組み合わせ等からなる群から選択される。少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置は、第2のスキッドに対して定位置に配置される。第2のスキッドは、第1のスキッドと少なくとも部分的に接触係合して配設され、第2のスキッド内に配設された少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置は、第1及び第2のスキッドを介して、第1のスキッド内に配設された複数のモジュール式単位操作部のそれぞれのモジュール式単位操作部と協働連係する。
本開示はまた、デュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータに関する。コンバータは、第1のスキッド及び第2のスキッドを含む。第1のスキッドは、複数のモジュール式単位操作部を提供する。複数のモジュール式単位操作部の各モジュール式単位操作部は、基材を少なくとも部分的に修正することができる。複数のモジュール式単位操作部は、基材を全体的に修正して吸収性物品を形成する。第2のスキッドは、第1のスキッド内に配設された複数のモジュール式単位操作部のそれぞれのモジュール式単位操作部と協働関連するための少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置を提供する。少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置は、電力供給部、制御部、情報システム、真空機構、空圧機構、これらの組み合わせ等からなる群から選択される。少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置は、第2のスキッドに対して定位置に配置される。第2のスキッドは、第1のスキッドに近接して配設され、第2のスキッド内に配設された少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置は、第1及び第2のスキッドを介して、第1のスキッド内に配設された複数のモジュール式単位操作部のそれぞれのモジュール式単位操作部と協働連係する。
以下の本発明の特定の実施形態の詳細な記載は、本明細書と共に同封されている図面と共に読むときに、より深く理解することができる。
代表的な現在(先行技術)の変換ラインを示す。
別の代表的な現在(先行技術)の変換ラインを、例示的な新規なフレキシブルマウントコンバータと比較したものである。
一般的な近接度の非モジュール式単位操作部を用いた従来のプロセスレイアウトを示す。
パークベンチ及び近接結合されたモジュール式単位操作部を用いた第1の代表的な新規なプロセスレイアウトを示す。
パークベンチ及び近接結合されたモジュール式単位操作部を用いた第2の代表的な新規なプロセスレイアウトを示す。
パークベンチ及び近接結合されたモジュール式単位操作部を用いた第3の代表的な新規なプロセスレイアウトを示す。
パークベンチの下に配置された代表的なスカブプレートである。
その上にスカブプレートを取り付けることができる代表的な水平部材を示す。
パークベンチの上に配置された代表的なスカブプレートを示す。
別の代表的なフレキシブルマウントコンバータを示す。
閉鎖位置にある折り畳み式ガードドアを有する完全アクセスガードを示す。
半開放位置にある図8Bのガードドアを示す。
完全開放位置にある図8Bのガードドアを示す。
閉鎖状態にある代替的な完全アクセスガードドアを示す。
開放状態にある図8Eのドアを示す。
閉鎖状態にある別の代替的な完全アクセスガードドアを示す。
開放状態にある図8Gのドアを示す。
別の代替的な完全アクセスガードドアを示す。
代表的なパークベンチ装置の斜視図を示す。
代わりとなる代表的なユニボディ水平マウントシステムの斜視図である。
図9Aの線9B−9Bに沿った代表的なユニボディ水平マウントシステムの断面図である。
台座の底部の斜視図を示す。
水平レールマウントシステムの斜視図を示す。
水平レールマウントシステムの上側レール上の一対のブラケットの斜視図を示す。
水平レール部分上の代表的な再構成可能なリブの斜視図を示す。
パークベンチ装置、汎用駆動部スタンド、及びカンチレバー型モジュール式単位操作部を有する代表的なフレキシブルマウントコンバータを示す。
代表的なカンチレバー型モジュール式単位操作部の斜視図である。
2つの代表的な近接結合されたカンチレバー型モジュール式単位操作部の配列の斜視図である。
変換部を示す、2つの代表的な近接結合されたカンチレバー型モジュール式単位操作部の配列の正面図である。
単純な直接駆動部を有する単純なカンチレバー型モジュール式単位操作部の斜視図である。
別の駆動部スタンド及び等速型ジャックシャフトを用いたモーターマウントを有するカンチレバー型モジュール式単位操作部の斜視図である。
パークベンチ上のカンチレバー型モジュール式単位操作部の斜視図である。
フレームで包囲された単位操作部の配列の概略図である。
代表的な非カンチレバー型モジュール式単位操作部の斜視図である。
モジュール式単位操作部の側面図である。
別の代表的なフレキシブルマウントコンバータの斜視図である。
別の代表的なフレキシブルマウントコンバータの斜視図である。
パークベンチ装置の一部の斜視図である。
代表的なクイックコネクト弁結合システムの概略図である。
代表的なクイックコネクト弁結合システムの概略図である。
代表的なクイックコネクト弁結合システムの概略図である。
代表的なデジタル比例弁の概略図である。
第1のスキッド及び第2のスキッドとして提供された代表的なフレキシブルマウントコンバータの斜視図である。
図30の線31−31に沿った代表的なフレキシブルマウントコンバータの断面図である。
部分的に接触係合した状態で示されている第1のスキッド及び第2のスキッドとして提供される、代わりとなる代表的なフレキシブルマウントコンバータの正面図である。
隣接して近接係合した状態で示されている第1のスキッド及び第2のスキッドとして提供される、代わりとなる代表的なフレキシブルマウントコンバータの斜視図である。
第2のスキッドと第1のスキッドとの連結係合を提供するために使用されるプラグアンドプレイ式連結アセンブリを提供する、代わりとなる代表的なフレキシブルマウントコンバータの斜視図である。
隣接して近接係合した状態で示されており、その近くに配置された補助装置を有する第1のスキッド及び第2のスキッドとしてとして提供される、代わりとなる代表的なフレキシブルマウントコンバータの斜視図である。
吸収性物品の平面図である。
図36の線2−2に沿った吸収性物品の断面図である。
図37の吸収性物品の断面の分解図である。
用語の定義
以下の用語の説明は、本開示を理解するうえで有用であり得る。
以下の用語の説明は、本開示を理解するうえで有用であり得る。
本明細書で使用するところの「吸収性物品」なる用語は、生理用ナプキン、パンティライナー、タンポン、陰唇間装置、創傷ドレッシング材又は包帯、おむつ、成人失禁用物品、拭き取り用品などの使い捨て物品を含む。更にまた、本明細書で開示されるプロセス及び装置によって製造される吸収性部材は、研磨パッド、ドライモップパッド(例えば、SWIFFER(登録商標)パッド)などの、他のウェブでの有用性を見出すことができる。かかる吸収性物品の少なくともいくつかは、月経又は血液、膣分泌物、尿、及び便などの体液の吸収を目的としたものである。拭き取り用品は、体液を吸収するために使用されてもよく、又は、表面を清拭すること等、他の目的に使用されてもよい。上記の様々な吸収性物品は通常、液体透過性トップシートと、このトップシートに接合された液体不透過性バックシートと、トップシートとバックシートとの間の吸収性コアと、を備える。
本明細書で使用するところの「接合された」なる用語は、ある要素を別の要素に直接取り付けることによって、その要素をその別の要素に直接取り付ける構成、及びある要素を中間部材に取り付けてから、その中間部材を別の要素に取り付けることによって、その要素をその別の要素に間接的に取り付ける構成を含む。
本明細書で使用するところの「基材」なる用語は、主に2次元(XY平面内)であり、その厚さ(Z方向)がその長さ(X方向)及び幅(Y方向)と比べて相対的に小さい(すなわち1/10以下)材料を述べるために用いられる。基材の非限定的な例としては、ウェブ、繊維性材料の1乃至複数の層、不織布、高分子フィルム若しくは金属箔などのフィルム及び箔が挙げられる。これらの材料は、単独で用いられてもよく、又は互いに積層された複数の層(「複合基材」)を含んでもよい。そのような形態では、ウェブは基材である。
本明細書で使用するところの「不織布」なる用語は、スパンボンド、メルトブロー、毛羽立て加工等のプロセスによって、連続的な(長い)フィラメント(繊維)及び/又は非連続的な(短い)フィラメント(繊維)から作製された材料を指す。不織布は、織られた又は編まれたフィラメントパターンを有しない。
本明細書で使用するところの「機械方向」(MD)なる用語は、あるプロセスを通過する材料の流れの方向を指すために用いられる。更に、材料の相対的な配置及び移動は、プロセスの上流からプロセスの下流まで、プロセスを通して機械方向に流れるものとして説明することができる。
本明細書で使用するところの「横断方向」(CD)なる用語は、機械方向に対して略垂直な方向を指すために用いられる。
「パークベンチ」なる用語は、フレキシブルマウントコンバータを構成するために、モジュール式単位操作部の近接した結合を可能とするレールマウントシステムを含む装置のことを指す。
本明細書で使用するところの「装置」なる用語は、サーボモーター、プッシュボタン、センサー、オペレーター制御部、ヒーター、空圧弁、及びアクチュエーターなどの、特定の機能を果すフレキシブルマウントコンバータ上のあらゆる個々の構成要素のことを指す。1つ以上の装置がモジュール式単位操作部の一部であってよく、又は1つ以上の装置が独立式であってもよい。
本明細書で使用するところの「プラグアンドプレイ」なる用語は、プロセス又はコンバータにより必要に応じて装置の機能又は位置を速やかかつ容易に構成する能力を指す。与えられたモーターを今日はスピンドルの巻き出しに使用し、明日はモジュール式単位操作部を駆動するために使用することができる。同様に、与えられた弁を今日は単位操作部を装填する/降ろすために使用し、明日はその弁をセンサーの埃を吹き飛ばすために使用することができる。更に、プラグアンドプレイにより、例えば、多くの装置への利用可能な接続が与えられることにより、任意の与えられた時点においてどのモーター、弁、又は装置を使用するかを選択することができる。
本明細書で使用するところの「電力」なる用語は、コンバータ及び電力供給装置につながる主電力供給装置のことを指す。電力は、AC及び/又はDCであってよい。
本明細書で使用するところの「制御部」なる用語は、空圧、リレー、固体リレー、論理コントローラ、装置自体、マンマシンインターフェース、などによって、装置の始動、停止、設定点の調節、最終結果の制御、又は装置の他の機能的側面の制御を行うための手段のことを指す。制御部は、パネル内又は単位操作部上に配置することができる。制御部は、物理的制御部又は論理的制御部であってよい。
本明細書で使用するところの「情報システム」なる用語は、コンバータに情報を格納してコンバータから情報を取得するか、又はコンバータに情報を与えるための方法のことを指す。代表的な方法としては、パラメーターレシピ負荷、マンマシンインターフェース、監視制御及びデータ取得(supervisory control and data acquisition)(「SCADA」)システム(例えば、規格限界又は制御限界を満たす)、ラインイベントデータシステム(例えば、信頼度、他の統計的データ)、タイムスタンプされたタグデータ、チャートレコーダー、スコープメーター、データ収集装置などがある。
吸収性物品を製造するためのフレキシブルマウントコンバータ
フレキシブルマウントコンバータ及び本開示に係る方法は、下記に更に詳細に開示する、おむつ又は女性用衛生物品などの吸収性物品の様々な構成要素を製造及び/又は組み立てるのに用いることができる。フレキシブルマウントコンバータ(「FMC」)は、現在の変換ラインと比較して向上した柔軟性、適合性、及び再構成可能性を有する高速ウェブ変換装置である。
フレキシブルマウントコンバータ及び本開示に係る方法は、下記に更に詳細に開示する、おむつ又は女性用衛生物品などの吸収性物品の様々な構成要素を製造及び/又は組み立てるのに用いることができる。フレキシブルマウントコンバータ(「FMC」)は、現在の変換ラインと比較して向上した柔軟性、適合性、及び再構成可能性を有する高速ウェブ変換装置である。
一般的に、フレキシブルマウントコンバータは、以下の構成要素、すなわち、ベースとなる近接結合されたモジュール式単位操作部(カンチレバー式又は非カンチレバー式)、完全アクセスガード、並びに、電源、制御部、及び情報システムのうちの1つ以上を含む。これらの構成要素のそれぞれについては、本明細書で更に詳細に説明する。「ベース」とは、フレキシブルマウントコンバータを構成するために、モジュール式単位操作部の近接した結合を可能とする水平レールマウントシステムを含む装置のことを指す。一部の実施形態では、これはモジュール式単位操作部がパークベンチ上に載置されているのと同様であり、したがって、「パークベンチ装置」という語句を用いた。モジュール式単位操作部は、水平レールマウントシステム上の想定されるほとんどあらゆる位置に配置してフレキシブルマウントコンバータを構成することができる。モジュール式単位操作部は、カンチレバー型であっても非カンチレバー型であってもよい。カンチレバー型モジュール式単位操作部は、変換部と、荷重支持部からカンチレバーのように一端が突出した駆動部とを有する。モジュール式単位操作部は、標準化され、構成可能、再使用可能、再構成可能であり、また積層可能であることが好ましい。完全アクセスガードは、一般的な変換ガード構造に使用される垂直なポストから干渉されることなく、機器モジュール及び製品ストリームのガード、並びに機器モジュール及び製品ストリームへのアクセシビリティー、及び視認性を与えるものである。最後に、プラグアンドプレイ電源、制御部、及び情報システムによって、モジュール式単位操作部を速やかに構成及び再構成することが可能である。かかる電源、制御部、及び情報システムは、FMC内に柔軟性及び機能性を設計することができる。
図1は、3つの変換モジュール101及び付属サービスモジュール103を含む代表的な先行技術の変換ライン100を示したものであり、変換ライン100は、米国特許第8,245,384号(特に図13を参照)に記載されている。図2は、別の代表的な先行技術の変換ライン200を、代表的な新規なフレキシブルマウントコンバータ250とともに示したものである。変換ライン100とFMC 250は、同じか又は似たような数の単位操作部を有し得るが、新規なFMC 250は、先行技術の変換ライン100よりも大幅にコンパクトである。
図3は、典型的なレイアウトの非モジュール式単位操作部310、320、330、340を用いた従来のコンバータレイアウト300を示したものである。それぞれの非モジュール式単位操作部の構成要素は、機械方向、横断方向、及びZ方向に分散しており、そのため、それぞれの非モジュール式単位操作部は、例えば、Z方向の高さ、CD方向の幅、MD方向の長さ、及び体積を有している。例えばコンバータ300は、コンバータ長さX(例えばX=5m)を有してよく、Yの単位操作部(例えばY=4)を含みうる。図4A〜4Cは、3つの代表的な新規なFMCレイアウト400、401、421を示している。図4Aは、パークベンチ410及び、それぞれをウェブ405が通過する、近接結合されたモジュール式単位操作部420、430、440、450、460、470、480、490を用いたFMC400を示している。本明細書で使用するところの「近接結合された」なる用語は、隣り合ったモジュール式単位操作部間の距離(1つのモジュール式単位操作部の中心線から次の隣の単位操作部の中心線までで測定され、中心線のそれぞれは、CD方向に延びる平面に対して平行である)が1m未満であることを意味する。図4Bは、台座402及び水平レールマウントシステム403を含むパークベンチ411を有するFMC401を示している。FMC401は、近接結合されたモジュール式単位操作部404、垂直部材406、水平部材407、及び汎用駆動部スタンド412又はスカブプレート413上に取り付けられた装置(ウェブガイド408及びオメガロール409)を更に有している。図4Cは、ベース423上に載置された複数のモジュール式単位操作部422を有する代表的なFMC421を示している。この場合の単位操作部は、ベースの前面/オペレーター側に横断方向に距離Yだけ突き出している。距離Yは、モジュール式単位操作部の幅の1/2以上であってもよく、又はモジュール式単位操作部の全体の幅以上であってよい。
コンバータは、0.5X(例えば、X=2.5m)のコンバータ長さを有してよく、2Yのモジュール式単位操作部(例えば、8つ)を含むことができる。一例において、コンバータ400は、従来のコンバータ300の4倍の単位操作密度容量を有している(同じコンバータ長さの中に4つの単位操作部に対して16個のモジュール式単位操作部)。この比は異なり得るが、FMCは、従来のコンバータと比較してコンバータの長さ当たりより多くの単位操作部(例えば、2倍、3倍、4倍、5倍、更にそれ以上)を含み得うることは明らかである。長さ5mのコンバータは、8つよりも多い、12個よりも多い、16個よりも多い、又は20個よりも多いモジュール式単位操作部を含むことができる。
同様に、FMCは、同じ一般的な機能を有する従来のコンバータと比較して、MDの長さがより短く、CDの幅がより狭く、体積がより小さくてよい。コンバータは、1つ以上のモジュールを含むことができ、モジュールは1つ以上の単位操作部又はMUOを含むことができる。したがって、例えば、20個の1mのモジュール(すなわち、全長20m)を有する変換ラインを有する代わりに、新規なFMCは、1個から5個の5mのモジュール(すなわち、全長5m〜25m)又はこれよりも多いモジュールを含むことができる。20個の1mのモジュールに対して4個の5mのモジュールを有することで、より制約の小さいアーキテクチャーが得られることになる(任意の与えられたモジュールについて、例えばコンバータの長さ1〜2mおきに設けられる支柱など、所定量の必要な構造的アーキテクチャーが存在するものと仮定して)。例えば、1〜2mおきに設けられる支柱を有する代わりに、新規なFMCは、垂直面内のアクセス可能な領域が従来のコンバータに対して向上するように設計することができる(例えば支柱間の距離を2m、3m、4m、5m、又はそれ以上に引き伸ばす)。同様に、MUOの下の水平面内のアクセス可能な領域も、従来のコンバータと比較して大幅に向上している。
FMCは、152m/分よりも大きい、305m/分よりも大きい、366m/分よりも大きい、427m/分よりも大きい、488m/分よりも大きい、549m/分よりも大きい、610m/分よりも大きい、671m/分よりも大きい、又は732m/分(500フィート/分、1000フィート/分よりも大きい、1200フィート/分よりも大きい、1400フィート/分よりも大きい、1600フィート/分よりも大きい、1800フィート/分よりも大きい、2000フィート/分よりも大きい、2200フィート/分よりも大きい、又は2400フィート/分)よりも大きいライン速度で稼働することができる。FMCは、本明細書に述べられる構成要素によって732m/分(2400フィート/分(おおよそ27.4mph))を上回る極めて高速のライン速度を可能とし得るものである。例えば、モジュール式単位操作部が近接結合される場合、単位操作部間の移送時間は、移送がロールで起きるために最小化される。例えば、一部の実施形態では、隣り合った単位操作部間の移送時間は、約0.08秒未満(12m/秒のウェブ速度を仮定)、約0.10秒未満(10m/秒のウェブ速度を仮定)、約0.125秒未満(8m/秒のウェブ速度を仮定)、約0.166秒未満(6m/秒のウェブ速度を仮定)、又は、これらの値によって規定される任意の範囲若しくはこれらの範囲内の任意の値であり得る。
フレキシブルマウントコンバータは、現在のコンバータと比較して25%、又は50%、又は75%を上回る資本コストの低減を実現することができる。同様に、FMCは、現在のコンバータと比較して25%、又は50%、又は75%を上回る床面積の低減を実現することができる。FMCは、将来的な技術革新のための柔軟性を導入することで、将来的なプロセス及び製品の形態を実現する再編成及び変更を行うためのコスト、時間、及び労力における大幅な低減が実現される。かかるプラットフォームは、新しいモジュール(フレーム、ベースプレート、ミラープレート、駆動部など)及び新しい単位操作部を再配置及び再供給する現在のアプローチに対して、モジュール式単位操作部を再配置/再編成することによって再構成することが可能なものとなる。この柔軟性は、1つの変換ライン上で多岐にわたる異なる製品を製造することを可能とするものであり、例えば、異なる種類の生理用ナプキン、失禁用物品、及びパンティライナー(厚い、薄い、羽付き、羽なし、大きい、小さい、ラップ式、折り畳み式、成形シャーシ、3層、7層、着色された、印刷された、接着された、エンボス加工された、及びこれらの組み合わせなどからなる群から選択される様々な特徴を有する)を、稼働間にモジュール式単位操作部を再構成するだけで同じ汎用変換ライン上ですべて製造することができる。
フレキシブルマウントコンバータは、現在のコンバータの設計と比較して向上したアクセシビリティー(例えば、操作、掃除、及び保守を行ううえでの)を与えることができる。FMCは、向上した処理量を実現することができる(例えば、毎分3000個のパッド又は毎分4000個のパッドといった設計)。FMCは、容易な陳腐化に対して設計することもでき、例えば、PC&IS(電源、制御、及び情報システム)ハードウェア及び性能が発達するのにともなって、理想的なフレキシブルマウントコンバータとは、大規模な再設計及び再配置に対して、既存のエンクロージャ/パネルにおける管理されたアップグレードによる発達を可能とするものとなる。FMCは、手頃な価格の自動化の使用を最大限とすることによって、製造及び運転の費用、並びに一般的な間接費を更に引き下げることができる。FMCは、実現可能な場合には騒音発生要素を低減又は除外した設計とすることができる。同様に、FMCは、実現可能な場合には空気の使用(空圧及び真空/ダスト)を低減した設計とすることができる。重要な点として、FMCは、エネルギー消費及び材料の使用量の低減によって高い持続可能性を与えるような設計とされる。
フレキシブルマウントコンバータは、機械方向、横断方向、及び垂直なZ方向を有している。FMCは、支障ない運転を可能とするために、以下の構成要素、すなわち、1つ以上のパークベンチ、2つ以上のモジュール式単位操作部(「MUO」)、バーチャルミラープレート、ガード、並びに関連する電源、制御、及び情報システムの組み合わせを一般的に含んでいる。これらの要素は図8Aに示されており、以下に更に詳細に説明する。一般的に、パークベンチは、各単位を組み立ててFMCを構成するように、想定されるほとんどあらゆる位置においてMUOの近接した結合を可能とするレールマウントシステムを含んでいる。本明細書に述べられるFMC及び付属する構成要素から利益を得ることができる代表的な変換ラインとしては、いずれも2013年12月20日に出願された米国特許仮出願第61/918,670及び同第61/918,671号が挙げられる。
フレキシブルマウントコンバータ用のバーチャルミラープレート
FMCは、バーチャルミラープレートを含むことができる。バーチャルミラープレートの概念は、パークベンチの上及び下の両方から装置を支持するために使用することができる再構成可能な小さなプレートからなるものである。プレートは、専ら汚染源を製品から隔離するためにオペレーター側と駆動側とを分離する。これは、変換ラインの空き空間の上側の相当な部分を覆う、従来の完全/大型のアルミニウム製の20mmプレートではないことから、「バーチャルミラープレート」である。かかるバーチャルミラープレート(「VMP」)は、計量ロール又はトラッキングテーブルなどの個々の装置を取り付けるか又は包囲するために用いられる複数の小さな「スカブプレート」、及び/又は、駆動側からオペレーター側をより完全に隔離するためにスカブプレート間の隙間を埋めるために用いられる複数の小さな「バリアプレート」で構成される。これらのプレートは、従来の大型で一体の再使用できないミラープレートと比較してより安価で、設置/取り外しが容易であり、パークベンチの上下の装置のより速やかな再構成を可能とするものである。
FMCは、バーチャルミラープレートを含むことができる。バーチャルミラープレートの概念は、パークベンチの上及び下の両方から装置を支持するために使用することができる再構成可能な小さなプレートからなるものである。プレートは、専ら汚染源を製品から隔離するためにオペレーター側と駆動側とを分離する。これは、変換ラインの空き空間の上側の相当な部分を覆う、従来の完全/大型のアルミニウム製の20mmプレートではないことから、「バーチャルミラープレート」である。かかるバーチャルミラープレート(「VMP」)は、計量ロール又はトラッキングテーブルなどの個々の装置を取り付けるか又は包囲するために用いられる複数の小さな「スカブプレート」、及び/又は、駆動側からオペレーター側をより完全に隔離するためにスカブプレート間の隙間を埋めるために用いられる複数の小さな「バリアプレート」で構成される。これらのプレートは、従来の大型で一体の再使用できないミラープレートと比較してより安価で、設置/取り外しが容易であり、パークベンチの上下の装置のより速やかな再構成を可能とするものである。
図5は、ベース540(この特定の実施形態ではパークベンチ)の下に配置されたスカブプレート510及びバリアプレート520の両方を有するコンバータ500の一部分を示したものである。装置(例えば、計量ロール又はアイドラー)530がスカブプレート510上に取り付けられている。プレートは、必要に応じてプレートを付加するためのフレームワークを形成するパークベンチ(例えばコンバータフレームから延びる)の上及び/又は下で垂直及び/又は水平部材によって好ましく支持されている。押出し成形したアルミニウム部材が、フレームを溶接することに対して極めて再構成性が高いことから好ましい。装置(例えば、プリンター、監視システム、被駆動ロール、ウェブガイド、計量ロール、アイドラーなど)は、支持部材にとって装置が重すぎないものであれば、プレートを使用して又は使用せずに、垂直又は水平部材に取り付けることができる。
図6は、その上にプレートを取り付けることができる2つの代表的な水平部材610と4つのキャリッジ620とを有する、コンバータ600の一部を示したものである。各キャリッジはローラー上にあるので、取り付けられたいずれのプレートも摺動可能である。スカブプレートは、アルミニウムで形成されることが好ましい。バリアプレートは、プラスチックで形成することができる(かつ清潔さ及び単純性を示すためにその色が白(又は明るい色)であることが好ましい)。アルミニウム又は他の材料もバリアプレートとして機能し得るが、これらの選択肢はより高価であり、再構成性が低い場合があるために、単純にこれらを交換するよりもプレートを処分して最初から作り直すほうが簡単である。スカブプレート及びバリアプレートは、「医薬品及び医薬部外品の製造管理及び品質管理の基準」(「GMP」)に従ってFMCオペレーター側を維持するためのバリアとして、また汚染を低減するなどの機能を果す。
図7は、駆動側から見たコンバータ700の一部分を示したものであり、パークベンチの上に配置された水平部材720に取り付けられた代表的なスカブプレート710を示している。上側バーチャルミラープレート810と下側バーチャルミラープレート820の両方を設けることができ、各VMPは、図8Aに示されるように複数のプレートで構成されている。VMPは、再加工、再溶接、再塗装などを行う必要がないために、最小の労力及びコストで容易に再構成可能である。完全なミラープレート(プラスチック又はアルミニウム製のもの)は、「医薬品及び医薬部外品の製造管理及び品質管理の基準」(例えば汚染源を製品から除去するためなど)、防音などの目的で必要とみなされる場合にのみ、スカブプレートを取り囲むようにして取り付けることができる。再構成可能なVMPアセンブリは、例えば押出し成形アルミニウム、スカブプレート、及びバリアプレートを含むキットとして工場に送付することができる。例えば、350mmの中心線を有するコンバータにキットを供給して、250mmの中心線(又はその間の任意の所望の中心線)にまでVMPを設置することができる。コンバータの設計は、約100mm〜500mm、又は約250mm〜350mmの中心線を有する任意のMUO/装置を、CDスペーサーの使用によって同じコンバータ上で同時に使用することができるようなものとなっている。コンバータの中心線は、同じコンバータ内で、又はコンバータ毎に異なり得る点は認識されるはずである。
フレキシブルマウントコンバータ用の完全アクセスガードシステム
FMC用の新規なガードは、「完全アクセスガード」(complete access guarding)(「CAG」)システムと呼ばれ、FMCに付属している。詳細にはCAGは、安全性、防音などの目的で望ましい場合がある。図8Aは、周囲を取り囲むフレーム850、完全アクセスガード860、及びパネル870を有する、パークベンチ装置805、バーチャルミラープレート810、820、及びMUO 830、840を含むフレキシブルマウントコンバータ800を示したものである。FMCのフレームは、MUOが内側及び外側に切り換えられる際にライン上に概ね留まる。フレームは、最小限のインフラストラクチャーを有するものでよい。再構成可能な押出し成形ベースのガードは、コンバータを包囲するために使用することができる。FMCは、繰り返し可能なCAGフレームの区間内に包囲することができ、例えば、2つの2.5mのパークベンチを1つの5.0mのCAG内に収容することができる。フレームは、ベースに着脱可能に取り付けられてもよく、又はベースと一体に形成されてもよい。CAGは、下記に述べるようにフレームに可動に連結することができる。
FMC用の新規なガードは、「完全アクセスガード」(complete access guarding)(「CAG」)システムと呼ばれ、FMCに付属している。詳細にはCAGは、安全性、防音などの目的で望ましい場合がある。図8Aは、周囲を取り囲むフレーム850、完全アクセスガード860、及びパネル870を有する、パークベンチ装置805、バーチャルミラープレート810、820、及びMUO 830、840を含むフレキシブルマウントコンバータ800を示したものである。FMCのフレームは、MUOが内側及び外側に切り換えられる際にライン上に概ね留まる。フレームは、最小限のインフラストラクチャーを有するものでよい。再構成可能な押出し成形ベースのガードは、コンバータを包囲するために使用することができる。FMCは、繰り返し可能なCAGフレームの区間内に包囲することができ、例えば、2つの2.5mのパークベンチを1つの5.0mのCAG内に収容することができる。フレームは、ベースに着脱可能に取り付けられてもよく、又はベースと一体に形成されてもよい。CAGは、下記に述べるようにフレームに可動に連結することができる。
一部の実施形態では、FMCは、フレーム2320(図23に示される)内に少なくとも部分的に包囲される。CAGは、フレーム2320に動作可能に連結することができる。例えば、一部の実施形態では、CAGは、フレーム2320に摺動可能に連結するか、又はフレーム2320に枢動可能に連結することができる。更なる他の実施形態では、CAGは、フレーム2320に摺動可能かつ枢動可能に連結することができる(図8Dを参照)。
好ましくは、FMCは、利用可能な空間を遮断する垂直なポスト/支柱を有しない。支柱880を設ける必要がある場合(例えば構造的な理由又は緊急停止の理由で)、支柱は、MUOへのアクセスを遮断することがないように、機械方向(パークベンチに平行な平面内に対して)沿ってパークベンチ上に中心が置かれることが好ましい。変換ラインの始点の垂直ポスト上に、又は変換ラインの長さに沿って5mおきに、又はラインに沿った他の都合のよい位置に配置された緊急停止機構を有することで、オペレーターが長い距離を移動せずに必要に応じてラインを停止できることが望ましい場合もある。本明細書に述べられるCAGは、保守、設備の切り換えなどを行うために、オペレーター側及び駆動側からのMUOへの完全なアクセスを可能とする。同様に、本明細書に述べられるFMCは、アクセスを妨害する永久的なミラープレートもバックプレートも有していないため、オペレーター側及び駆動側からMUOへの完全なアクセスを可能とする。場合により、FMCは、着脱可能な非永久的なミラープレートを有してもよい。
上記に述べたように、コンバータの周囲のガードは、安全性、防音などの目的で望ましい場合がある。しかしながら、このガードはしばしば扱いにくく、変換ラインへのアクセスが限定的なものとなる。図8Aに示される新規なガード860は、清掃、保守、及びラインの再構成を行うために単位操作部への完全なアクセスを与える。CAGは、FMCのオペレーター側、駆動側、又は両側に設けることができる。一部の実施形態では、CAGは、FMCの上面、下面、又は端部に更に配置することができる。ガードアセンブリは、パークベンチの長さ(例えば5m)に基づいて反復長さに分割される。コンバータの前面の垂直ポストは、CAGがコンバータの大部分に沿ってポストを有しなくてもよいように間隔を隔てて配置される(例えば、CAGは長さ5mの区間内に垂直ポストを1つも有しなくてもよい)。例えば、MD方向に長さ約2.5mよりも大きい、又は約3mよりも大きい、又は約4mよりも大きい、又は約5mよりも大きい、又は約6mよりも大きいオープンアクセス領域又はポストのないスパンがあってもよい。このオープンアクセス領域は、FMCの駆動側、オペレーター側、又は両側にあってよい。
好ましい一実施形態では、CAGは、軌道864上に一連の折り畳み式ガードドア862を有する(上側及び下側の軌道を有する二つ折りのアコーディオン式のクローゼットドアに似たもの)。ドアは、この例えば長さ5m/範囲内の任意の位置でスライドすることができ、ドアは、コンバータの左端890又は右端895のいずれかに向かって部分的又は完全に外にずれるようにスライドさせることができる。図8Bは、閉鎖位置にある折り畳み式ガードドア862を示し、図8Cは、半開放位置にあるガードドア862を示し、図8Dは、コンバータの左側890において完全に開放位置にあるガードドア862を示している。ガードドアは、FMCの全長(例えば、5m)にわたって垂直なガードポストがなく、フロア上に構造物がないように、(対象となるFMCの部分、例えば、特定のMUO又はMUOの配列の)外にずれるようにスライドすることが可能であるため、保守及び交換を行うためにどこからでもコンバータへの完全なアクセスが得られる。水平軌道が概ね地表の高さに配置されているが、これは、軌道が地表の高さであるか、又は実際の地表の高さよりもわずかに上に浮き上がっているか若しくは下に沈み込んでいてもよいことを意味する。例えば、下側ドア軌道864は、フロアスラブ866内にあり、狭いスロットのみが連続的な床面を分断するように覆われている。好ましくは、軌道は、浮き上がっておらず、したがってつまずく危険、又は安全上の危険を与えないように、フロアスラブ内に配置される。更に、面一又は沈み込んだ軌道は、車輪で搬入しなければならない機器を妨害しない。CAGは、透明なポリカーボネートガードのような上部を有することができる。
折り畳み式ガードドアの代替的な構成としては、アコーディオン式折り畳みドア(垂直軌道を必要とせず、各ドアは互いに対して交互にヒンジ動作及びアコーディオン動作をする);ガルウィング型ドア(垂直軌道を必要としない);折り上げ式ドア(垂直軌道を必要とする);垂直スライド式ドア(垂直軌道を必要とする);ロールアップ式ガレージドア(垂直軌道を必要とし、円形に丸め込むことができる);垂直方向、水平方向又は両方向にスライドするスライド式(ただし折り畳み式でない)ドア;又は標準的な垂直プルオープン式ヒンジ付きドアが挙げられる。1つ以上のこれらの種類のガードを使用して、完全アクセスガードシステムを構成することができる。代表的なガルウィングドア892が図8Eに閉鎖位置で、図8Fに開放位置で示されている。代表的な折り上げ式ドア894が図8Gに閉鎖位置で、図8Hに開放位置で示されている。代表的な垂直スライド式ドア896が図8Iに示されている。
電気パネル及び駆動パネルなどのパネルがフレームの上部及び/又は後部に配置することによって、MUOの周囲のアクセス領域又はオープン領域を大きくするか、又はコンバータの設置面積を小さくすることができる。一実施形態では、電気パネルはガードの上の駆動側に配置される。これにより、完全なメザニン支持システムを構築することなく、工場の床で大幅なスペース確保が可能となる。FMCは、複数のせり上がったパネルを、主分電盤、セーフティインプット/アウトプット、及び中央プログラマブル論理コントローラとともに1つの床設置パネルに有することができる。一実施形態では、各駆動パネルは、4つの大型駆動要素(例えばMOUの場合)と4つの小型駆動要素(例えば装置の場合)を有する。
キーレス(例えば磁気)ガードドアスイッチを用いて、コンバータの稼働中の機器へのアクセスを防止することができる。キーレススイッチは、不適切なアラインメント又は強く閉めることによる故障を生じにくい可能性がある。磁気スイッチは、スイッチアクチュエーターと対象物とのより容易なアラインメントを可能とする。ガードスイッチは、論理コントローラによる各スイッチの診断及び監視を行うために、イーサネット通信装置に接続することができる。
フレキシブルマウントコンバータ用のベース
本発明のFMCには、頑丈なベースが設けられなければならない。頑丈なベースは、MUOの運転速度によって生じるFMC及び/又はMUOの振動を防止又は少なくとも低減する助けとなり得る。頑丈なベースは、FMCに、MUOを着脱可能に取り付けるかかつ/又は摺動可能に取り付ける柔軟性を与えることで、MUOの構成の柔軟性を与えるものである。
本発明のFMCには、頑丈なベースが設けられなければならない。頑丈なベースは、MUOの運転速度によって生じるFMC及び/又はMUOの振動を防止又は少なくとも低減する助けとなり得る。頑丈なベースは、FMCに、MUOを着脱可能に取り付けるかかつ/又は摺動可能に取り付ける柔軟性を与えることで、MUOの構成の柔軟性を与えるものである。
一部の実施形態では、(特に)図9〜14に示される「パークベンチ」装置を、ベースとして、上記に述べたフレキシブルマウントコンバータとともに使用することができる。パークベンチは、材料、交換の労力、及びコストを最小化する一方で、MUOの配置、調整、及び再使用における柔軟性を最大化する。パークベンチは、フレキシブルマウントコンバータ(「FMC」)を構成するために、複数のモジュール式単位操作部(「MUO」)を想定されるほとんどあらゆる位置に配置することを可能とする、適度に頑丈な、水平レールマウントシステムを含んでいる。一実施形態では、パークベンチは、MUOがパークベンチ上に浮いた状態となることを可能とする。「浮いた状態となる」とは、MUOが地面と大きく接触もしなければ地面に置かれた状態でもなく、むしろMUOが地面から距離Zだけ持ち上げられるようにして、パークベンチによって支持されていることを意味する(例えば図4A、図8A、図9に示されるように)。
一部の実施形態では、距離Zは任意の妥当な距離であってよい。距離Zは、約1mm超〜約1700mm、約100mm〜約1500mm、約200mm〜約1200mm、約400mm〜約1000mm、約700mm〜約900mm、又はこれらの範囲若しくはこれらの値によって規定される任意の範囲内の任意の値であり得る。浮いた状態の単位操作部の概念は、プロセス/変換効率及び操作性を最大化するものである。一部の実施形態では、距離Zは、以下に開示される水平レール部分の高さに対応し得る。
MUOは、円滑に動作及び/又は調整されるように、パークベンチ上に構築するか又はパークベンチに連結することができる。パークベンチは、最小限の時間、コスト、及び再投資でMUOの単純かつ容易な再構成を可能とする。この概念は、機械的/構造的構成要素(例えば支柱、ハードウェア、及び制約となるモジュール式の構成要素)を最小化し、MUOを速やかに移動し、最小限の時間、労力、及びコストで製品の切り換え及び将来的な技術革新を行ううえでの必要に応じてウェブ経路を再構成することを可能とするように、単純な取り付け方法を用いるものである。MUOは、従来のコンバータ上で単位操作部を再配置する労力(例えば取り外し又は再配置を困難とする非モジュール式の複雑な形状による)と比較して、パークベンチ上により簡単に載せ、またパークベンチから降ろすことができる(例えばMUOが地面から距離Zだけ持ち上げられていることによる、下面を含むMUOのすべての面へのアクセシビリティーによる)。MUOは、パークベンチの長さに沿った異なる位置にまで水平レールに沿ってスライドさせることも可能である。
FMCの機械方向に向けられた中心線上にMUOを配置するためにパークベンチの概念を利用し、向き及び高さを変更するためにスペーサー及び台座を利用することによって、MUOは、必要とされる任意の位置に、またスペース及びプロセスを最適化するうえで任意の近接度で配置することができる。パークベンチはMUOに関連して説明されているが、本発明のMUOはパークベンチを念頭においた特定の設計となっているものの、パークベンチ上に載置されるように構成することが可能な他の単位操作部も考えられる点は認識されるはずである。パークベンチの概念は、マニュアル、半自動、又は全自動(例えば押しボタンによる設備の切換え)で調整可能な機構を可能とするものである。
一実施形態では、パークベンチ装置は、2つ以上の垂直支持材(「台座」としても知られる)と、1つ以上の水平レール部分を含む水平レールマウントシステムとを有する。図9は、フロアスラブ910、鉄筋920、コンクリート930、2つのフッター940、2つの台座950、955、水平レールマウントシステム960、及び1つの水平レール部分970を有する代表的なパークベンチ装置900を示したものである。パークベンチ900は、第1の端部980及び第2の端部990を有している。パークベンチはモジュールのようなものであり、1つ以上のパークベンチを使用して、FMCを構成することができる。その際、通常は、第1のパークベンチの第1の端部を第2のパークベンチの第2の端部に直列に連結する。図9に示される装置は、長さ2.5mの単一のユニットであり、FMCはこれらのユニットの2つから構成することができ(3つの台座及び2つの水平レール部分を含む)、したがって5mの変換ラインを形成する。水平レールマウントシステム960は、一般的には、第1の台座950から第2の台座955へとパークベンチのほぼ全長にわたって延びるが、レールマウントシステムがパークベンチよりも長い実施形態があってもよい。各水平レール部分は、長さ約0.5m〜約6m、又は約1m〜約5m、又は約2m〜約4m、又は約2.5mであってよい。上記に述べ、例えば図8A〜8Iで図示したように、パークベンチは、完全アクセスガード及び電気パネルを含んだフレームによって包囲することができる。
台座は、それぞれが2つの水平レール部分の端部を同時に支持することができるように、「共有可能」となっている。台座は、1つのみの部分がコンバータで使用されるときなど、1つのみの水平レール部分を支持する場合もある。または、例えば南北方向の変換ラインと東西方向の変換ラインが台座の交差点において経路を交差する場合には、1つの台座が4つ以上の水平レール部分を支持する場合もある。最も一般的には、パークベンチ装置は、少なくとも3つの台座と、MD方向に整列された少なくとも2つの水平レール部分とを含む。台座は、水平レール部分を完全に支持するように取り付けられる場合もあり(最も上流/下流のパークベンチの場合)、又は水平レール部分を台座の最初の半分上にのみ取り付け、第2の水平レール部分を台座の第2の半分に取り付けることで、台座が両方のレール部分を支持するようにすることもできる。他の実施形態では、台座は共有可能である必要はなく、図14及び図19に示されるように、1つのレール部分に専用のものであってもよい。
図10は、台座1000の底部1010の斜視図を示したものである。台座は、基礎フッター1020に、台座の下の地面で固定されている。フッターの使用により、FMCは現在のコンバータと比較してより永久的な構造となるが、FMCはよりカスタマイズが可能である。フッターの設計は、コンバータのインフラストラクチャーを最小化する一方で、コンバータの設置コストも最小化する。フッターは、MUOからパークベンチ内にパークベンチを通じて台座へと伝達される、すべての荷重(静的、動的、振動性の)を完全に支持するためのものである。フッターの概念的意図は以下に要約することができる。すなわち、地中のコンクリート/鉄筋上に直接すべての荷重を支持し、コンバータの振動をフロアスラブから隔離することによって、コンバータ構造の質量、構造、複雑度、及びコストを最小化することである。一回設置されると動かされない/再配置されない、より安価な(よりコスト効果が高い)コンバータ(例えば、少なくとも10〜15年の耐用寿命を有する)となるように、荷重状態/設置コストを増大させることによって、コンバータインフラストラクチャー(フレーム、ベース、ミラープレート、駆動部、付属品など)からコストを削減することができるものと考えられる。フッターは地中に注入/設置することができる。フッターは、台座をコンクリートに固定するためにコンクリート中にしっかりと配置される、鋳造されたJフックアンカー、エポキシアンカーなどを含み得る。
台座は、高さ約0.1m〜約1m、又は約0.25m〜約0.75mであってよい。各台座の高さは調節可能である。台座/パークベンチの垂直(高さ調節)は、調節可能なジャッキングボルト1030によって行われる。この方法は、当業界では一般的なものである。台座を下向きに引っ張るアンカー用の通孔を有し、台座を上向きに押すジャッキングボルト用の通孔は有しない、コンクリートの上に載置されるジャッキングプレートが存在する(垂直位置及び角度調節の微調整を可能とする)。台座は、機械方向及び横断方向にも調節可能である。CD及びMD方向のアラインメントは、台座にオーバーサイズの穴を用い、正確なアラインメントが得られるまで台座を動かすことによって、厳密に行うことができる。オーバーサイズのワッシャーをオーバーサイズの穴の上の定位置に仮溶接することで、アラインメントを維持することができる(整列させてアセンブリに固定する)。
図11は、水平レールマウントシステム1100の一実施形態の斜視図を示す。水平レールマウントシステムは、MUOがその上に取り付けられるカウンターのようなものである。水平レールマウントシステムは、1つ以上の取り付けレール1120、1130、1140、1150、1160を有する水平レール部分1110又はベンチを有している。複数の水平レール部分を台座1170と組み合わせて使用することで、パークベンチを構成することもできる。所望の機械方向のコンバータ長さに合わせるために、必要に応じてレール部分を加えるか又は差し引くことができる。水平レールマウントシステムは、近接して充填された/コンパクトなコンバータ設計とするためのMUOの近接した結合を可能とするものである。好ましい一実施形態では、レールシステムは、重点的な単位操作部の容易な動きを与えるためのキャリッジボールベアリングシステムを含む。
図に示されるように、取り付けレール1120、1130、1140、1150、及び1160は複数の開口部を有してよく、必要に応じてMUO、ミラープレート、スカブプレートなどの位置変更が可能となっている。更に、従来のコンバータと異なり、本発明のFMCは、取り付けレール1150及び1160を介してFMCの前方及び/又は後方からのMUO、ミラープレート、スカブプレートなどの取り付けを促す。これに対して、従来のコンバータでは、コンバータの前部及び/又は後部に配置されることが望ましい構成要素は、コンバータ又はその一部にドリルで穿孔することを必要とする。
取り付けレールは、レール部分の上部、前面、及び/又は後面に配置することで、MUO及び装置(例えばプロセス供給装置)の容易な取り付けを可能とする一方で、マニュアル又は更には自動化された装置の運動も可能とするものである。MUOは、水平レールに沿った機械方向の任意の位置に取り付けることができる。取り付けレールは複数のより短いレール部分1125を含んでよく、これにより、1つ以上の部分を取り外す(後で再設置する)ことで、MUOをより迅速かつ容易に追加又は取り外すことができる。
水平レール部分は、一般的に地上0.15m〜1m、又は0.3m〜0.8mに配置される。台座及び水平レールは、レール上に置かれたMUOが、保守、修理などの目的でオペレーターに容易にアクセス可能であるように配置できることが好ましい。水平レール部分を地面から所定距離だけ持ち上げることは、エルゴノミクス、MUOのすべての面の周囲の空気流、必要とされるインフラストラクチャーの最小化など、多くの追加的な利点を有している。レール部分の垂直高さは、レール部分が載置される台座の高さより上ではZ方向の調節性を最小とすることができる。パークベンチは、概ね腰の高さとする代わりに、地面により近くすることも想到される。場合により、水平レール部分が地上(又は地中)に配置されるときなどでは、台座が必要でない場合もある。水平レール部分は、地面と平行に概ね配置される(すなわち地面からの角度0°で)。しかしながら、水平レール部分を、5°、15°、又は0°〜45°など、地面と角度をなして配置することも本発明の範囲内であり、これに応じて台座は調整され得る。したがって、これは、均一な高さの台座及び地面と平行な水平レール部分を有するパークベンチを構成するうえでの標準化及び柔軟性を促進するものであるが、台座が様々な高さを有してよく、またレール部分が様々な傾斜角度を有し得ることも想到される。
一実施形態では、水平レール部分は、少なくとも部分的に延性の鋳鉄で構成することで、鋳鉄の固有の減衰特性が生かされる(鍛造/焼きなました鋼と比較して大幅により最適である)。水平レール部分は、MUOへの導線及び空気線の配線を容易とするための大きな穴1180を有することができる。水平レール部分は、更なるスペーサー1190又は取り付け面1140を有することができる。
水平レール部分がベースと一体に形成される実施形態も想到される。例えば、水平レール部分は台座と一体に形成されてもよい。水平レール部分が前方レール及び/又は後方レールと一体に形成される実施形態も想到される。水平レール部分が、前方レール、後方レール、取り付けレール、及び/又は台座と一体に形成される実施形態も想到される。水平レール部分が別の要素と一体に形成されるこれらの実施形態では、水平レール部分及び一体形成された要素は、一体の鋼から形成されることを意味する。
他の実施形態では、水平レール部分は、溶接、ボルトなど、及び/又はこれらの組み合わせによって互いに固く取り付けられた(上記に述べたような一体形成を除く)複数の部分を有することができる。同様に、水平レール部分が、台座、前方レール、後方レール、及び/又は取り付けレールと固く取り付けられた実施形態も想到される。
一実施形態では、水平レールマウントシステムは、単位操作部、軽量ロール、装置などのMD方向に調節可能な配置を可能とする2本の平行な上部レール(前方レール1120及び後方レール1130)を有する。前方レールは、高交差の、MD方向に向けられた機械加工棚部1192に対して配置され、これにより、すべての機構/ユニットなどをコンバータの横断方向に配置することが可能である。レールクランプ1195又は楔要素が、前方レールを高交差の機械加工棚部に対して押圧することによって、前方レールを正確に整列させる。これは、コンバータ上の重要なアラインメント機構である。後方レールは「浮いた状態」にあるが、これは、後方レールが、前方レールと、前方レールと後方レールとの間の高交差固定具とによってのみ位置決めされることを意味する。前方レールを最初に設置する。次いで、後方レールの締結具が緩んだ(又はぴったり嵌まった)状態で、後方レールを固定具によって前方レールに対して正確に配置してから後方レールの締結具を締め付ける。後方レールは、このプロセスを通じて正確に「アセンブリに配置」される。図12に示されるように、前方レール及び後方レールのそれぞれにキャリッジを連結することができる。第3の、又は更なるレールを、前方レールと後方レールとの間に配置することができる。ガセット型のブラケットによってカンチレバー(オーバーハング)荷重を支持する助けとするために使用される、より小さな垂直レールを、水平レールマウントシステムの前面及び後面の両方に配置することができる。これらは、構造上の目的で含めることができる。
水平レールマウントシステムは、キー溝及びキー1196を有することにより、キー溝及びキーの前面が、パークベンチの中心線を正確に位置決めすることにより、プロセスの中心線に対してコンバータ上の任意の位置でアラインメントの基準となる。このキー溝は、前方レール位置決め棚部に対して高交差で配置される。装置を取り付け及び配置するために、取り付け面が利用可能である。取り付け面のすべての使用が予め規定されているわけではないが、こうした取り付け面は、装置の将来的な取り付け及び配置の柔軟性を与える。例えば、こうした取り付け面は、計量ロールアセンブリーを配置し、これを定位置に固定しておくために用いることができる。MD方向に向けられたキー/キー溝は、各パークベンチアセンブリの横断方向のアラインメントの助けとなり得る。この概念は、設置時のアラインメントの労力を最小とするものである。
水平レールマウントシステムは、水平レール部分上にMUOを取り付けるための取り付けクランプ(図示せず)を更に有している。クランプは、機械的、油圧、空圧、これらの組み合わせなどであってよい。例えば、レールクランプシステムは、手動ロックを行うためには機械的締結具/ハンドル、又はより大きな締め付け力を得るには空圧クランプシステムによるものとすることができる。クランプは、好ましくは、図12に示されるキャリッジ1210に隣接して配置される。
水平レールマウントシステムは、1つが前方に1つが後方に位置する2つの機械加工されたリブ取り付け面を更に有することができる。これらのリブは支持を与えるための構造的なものであり、上記に述べたような取り付けレールのような装置を取り付けるためには通常は使用されない。これにより、この設計は、リブを追加又は改変(再構成)することを可能とすることで、慣性モーメント、捻り剛性、及び曲げ剛性を調整し、パークベンチの設計を特定の構成に求められる剛性と確実に一致させる。例えば、図13に示される水平レール部分1330上には1つのみの(前方)リブ1310が存在しており、このリブ1310は、前方から後方への不均一な曲げ剛性を与え、最大数のMUOがパークベンチ上に取り付けられるときの最悪の場合の顕著なオーバーハング荷重を相殺するように設計されている。前方リブのみの設計は、パークベンチの前部の撓みがパークベンチの後部の撓みとほぼ等しくなり(0.010mm以内)、これにより取り付けレールが、許容される公差内で水平に保たれるようにするものである。リブ取り付け面1320は、この例では使用されていない。
あるいは、図9A〜図9Bに示されるように、水平マウントシステム1200は、細長いユニボディ構造体として提供されてもよい。水平マウントシステム1200は、1つ又は複数のチャネル1202を備えていてもよく、このチャネル1202は、水平マウントシステム1200の長手方向軸線1204に略平行に配設され、かつ水平マウントシステム1200の表面1206内に配設される。一実施形態では、水平マウントシステム1200は、ユニボディ構造として提供されてもよい。別の代表的な実施形態では、水平マウントシステム1200は、鋳鉄鋳物として形成されてもよい。当業者であれは、水平マウントシステム1200は、全体的に細長い複数の相互接続された及び/又は相互接続可能な部分として提供され得ることを理解するであろう。
いずれにせよ、水平マウントシステム1200は、少なくとも部分的に、延性の鋳鉄で構成することで鋳鉄の固有の減衰特性が生かされるので、かかる構造は、鍛造及び/又は焼きなました鋼材と比較して最適な減衰特性を提供することができる。
一部の実施形態では、示される水平マウントシステム1200は、前述した任意の数のフレキシブルマウントコンバータ「FMC」)を取り付けるためのベースとして利用され得る。理論に束縛されるものではないが、水平マウントシステム1200は、材料、交換の労力、及びコストを最小化する一方で、MUOの配置、調整、及び再使用における柔軟性を最大化することができる。水平マウントシステム1200は、FMCを構成するために複数のモジュール式単位操作部(「MUO」)を、想定されるほとんどあらゆる位置に配置することを可能とする、適度に頑丈な、水平マウントシステムを提供することができる。一実施形態では、水平マウントシステム1200は、MUOが地面と実質的に接触しない又は地面に置かれた状態とならないようにすることができ、むしろ、望ましいMUOは、MUOが地面から一定の距離だけ持ち上げられるように、水平マウントシステム1200によって支持される。
水平マウントシステム1200の表面(又は複数の表面)内に設けられるチャネル1202は、水平マウントシステム1200に対するMUOの確実な取り付けを提供する任意の形状を備えることができる。一実施形態では、このように設けられているチャネル1202は、矩形状断面を備えることができる。別の実施形態では、チャネル1202は、図9Bに特異性をもって示されているような「T」字形の断面を備えることができる。当業者は、選択されるチャネル1202の幾何学的形状は、対象のMUOが必要としかつそのMUOによって生じる動作力学を考慮して、特定のMUOを水平マウントシステム1200に取り付けるために必要とされるニーズ及び方法論と合わせられる必要があることを認識するであろう。
水平マウントシステム1200は、第1のスキッド(図示せず)に固定可能に接続されるのが好ましい。そのような接続により、複数のMUOの各MUOを水平マウントシステム1200に着脱可能に取り付け可能に設けることができる。特定のMUOは、円滑に動作及び/又は調整されるように、水平マウントシステム1200上に構築するか又は水平マウントシステム1200に連結することができる。水平マウントシステム1200は、水平マウントシステム1200に対するMUOの単純かつ容易な再構成を、最小限の時間、コスト、及び再投資で可能にすることができる。この概念は、機械的/構造的構成要素(例えば支柱、ハードウェア、及び制約となるモジュール式の構成要素)を最小化し、MUOを速やかに移動し、最小限の時間、労力、及びコストで製品の切り換え及び将来的な技術革新を行ううえでの必要に応じてウェブ経路を再構成することを可能とするように、単純な取り付け方法を用いるものである。MUOは、従来のコンバータ上で必要な単位操作部を再配置する労力(例えば、取り外し又は再配置を困難とする非モジュール式の複雑な形状による)と比較して、水平マウントシステム1200上により簡単に載せ、また水平マウントシステム1200から降ろすことができる(例えば、MUOが地面から距離Zだけ持ち上げられていることによる、下面を含むMUOのすべての面へのアクセシビリティーによる)。MUOは、水平マウントシステム1200の長軸方向長さに沿った異なる位置まで水平マウントシステム1200に沿ってスライドすることも可能であり得る。
FMCの機械方向に向けられた中心線上にMUOを配置するために水平マウントシステム1200の概念を利用することによって、各MUOを、必要とされる任意の位置に、またスペース及びプロセスを最適化するうえで任意の近接度で配置することができる。水平マウントシステム1200はMUOに関連して説明されているが、本発明のMUOは水平マウントシステム1200を念頭においた特定の設計となっているものの、水平マウントシステム1200上に載置されるように構成することができる他の単位操作部も考えられる点は認識されるはずである。水平マウントシステム1200の概念は、マニュアル、半自動、又は全自動(例えば、押しボタンによる設備の切り換えなど)で調整可能な機構を可能とするものである。水平レールマウントシステムは、機械方向に沿ってパークベンチ上の任意の位置にMUOを取り付けるうえでの完全な柔軟性を与える汎用駆動部スタンドを備えることができる。図14は、パークベンチ装置1410、汎用駆動部スタンド1420、及びカンチレバー型モジュール式単位操作部1430を備える代表的なフレキシブルマウントコンバータ1400を示す。一群の汎用駆動部スタンドが、所望の中心又は中心線上にMUOを取り付けることを可能とし得る。上記に述べたように、スペーサーを使用してMUOを配置することで、プロセスレイアウトにより求められる高さを補正することができる。汎用駆動部スタンドは、リングロール、ナイフ(例えば、ダイカッティング又は他の手段)、接着/クリンプ/エンボス加工などのツーリングを含むMUOを収容するように設計することができる。汎用駆動部スタンドは、MUOの位置を、プロセス中心を中心として少なくとも±10mm前方/後方に調節することができるように、横断方向の調節性を有してもよい。汎用駆動部スタンドは、必要に応じてサーボカム用の両方のロールへの駆動を可能とする。汎用駆動部スタンドは、任意に用いられる(かつCD方向に調節可能な)垂直モーターマウントを有してよいが、これは、MUO直接駆動のオプションが好ましい場合には任意である。
追加の入力/出力ポートをパークベンチ装置の下面に取り付けることで、イーサネット装置及び論理コントローラへのデータの入力/出力(高速入力/出力、デジタル/アナログ入/出力など)を容易とすることができる。
フレキシブルマウントコンバータ用のモジュール式単位操作部
上記に述べたフレキシブルマウントコンバータ用に設計されたモジュール式単位操作部が図15〜22に示されている。新規なモジュール式単位操作部(「MUO」)は、通過する高速ウェブに回転変換を付与するための単純でスペース効率が高く、プロセス効率が高い手段である。モジュール式単位操作部は、長方形のフレームと、ロールなどの単位操作部とを含んでいる。フレームは、フレーム内の少なくとも1つのロールの直径よりも機械方向に狭くなっている。これは、近接した配置(「ロール・ツー・ロール」配置としても知られる)を可能とするものである。MUOは、標準化され、構成可能、再使用可能、再構成可能であり、また積層可能であることが好ましい。再び図3及び4を参照すると、図3は、一般的な近接度の非モジュール式単位操作部を用いた従来のコンバータレイアウトを示している。図4は、近い近接度のモジュール式単位操作部を使用した代表的な新規なコンバータのレイアウトを示している。MUOは、フレキシブルマウントコンバータ又は他の適当なコンバータ上で様々な構成に近接結合し、配置することができる。好ましい実施形態では、MUOは、隣り合うMUO間の距離が1m未満、又は0.8m未満、又は0.6m未満、又は0.4m未満、又は0.2m未満、又は0.1m未満、又は0.05m未満となるように、近接結合することができる。好ましい実施形態では、MUOは、MUO間にアイドラー、コンベヤー、又は被駆動ロールなどの更なる装置を用いずに近接結合される。一部の実施形態では、装置は、パークベンチ/MUOの上又は下で水平部材上に配置することができる。MUOは、得られるコンバータの機能的なLEGO(商標)構成単位のようなものである。MUOは、任意の構成/向きで取り付け/配置することができる。MUOは、従来の大きな、周囲を完全に囲むフレーム設計に対して、コンバータ空間/設置面積の大幅な低減を可能とする。MUOは、設置面積を最小化し、プロセス効率を最適化するために、水平、垂直、又は角度をなしていてよい。MUOは、互いに、又は必要に応じてコンバータ上でMUOを持ち上げるための1つ以上のZ方向のスペーサーと積層することで、MUO間の機能的な近接した結合を実現することができる。MUOは、2〜5単位分の高さに積層することができる。MUOは、パークベンチの上、パークベンチの下、パークベンチの両側(駆動側又はオペレーター側)、又はこれらの組み合わせに延びることができる。MUOは、必要に応じてオンライン(コンバータ上で)又はオフラインで使用することができる。MUOは、コンバータ上でMD方向及びCD方向の両方に容易に調節可能及び再構成可能である。MUOは、コンバータのMD方向の長さに沿った任意の位置に配置することができる。MUOは、やはり柔軟性を実現する単位操作部の標準化のための新たな基準を設ける。高精度又は低コストのMUOの設計の可能性がある。
上記に述べたフレキシブルマウントコンバータ用に設計されたモジュール式単位操作部が図15〜22に示されている。新規なモジュール式単位操作部(「MUO」)は、通過する高速ウェブに回転変換を付与するための単純でスペース効率が高く、プロセス効率が高い手段である。モジュール式単位操作部は、長方形のフレームと、ロールなどの単位操作部とを含んでいる。フレームは、フレーム内の少なくとも1つのロールの直径よりも機械方向に狭くなっている。これは、近接した配置(「ロール・ツー・ロール」配置としても知られる)を可能とするものである。MUOは、標準化され、構成可能、再使用可能、再構成可能であり、また積層可能であることが好ましい。再び図3及び4を参照すると、図3は、一般的な近接度の非モジュール式単位操作部を用いた従来のコンバータレイアウトを示している。図4は、近い近接度のモジュール式単位操作部を使用した代表的な新規なコンバータのレイアウトを示している。MUOは、フレキシブルマウントコンバータ又は他の適当なコンバータ上で様々な構成に近接結合し、配置することができる。好ましい実施形態では、MUOは、隣り合うMUO間の距離が1m未満、又は0.8m未満、又は0.6m未満、又は0.4m未満、又は0.2m未満、又は0.1m未満、又は0.05m未満となるように、近接結合することができる。好ましい実施形態では、MUOは、MUO間にアイドラー、コンベヤー、又は被駆動ロールなどの更なる装置を用いずに近接結合される。一部の実施形態では、装置は、パークベンチ/MUOの上又は下で水平部材上に配置することができる。MUOは、得られるコンバータの機能的なLEGO(商標)構成単位のようなものである。MUOは、任意の構成/向きで取り付け/配置することができる。MUOは、従来の大きな、周囲を完全に囲むフレーム設計に対して、コンバータ空間/設置面積の大幅な低減を可能とする。MUOは、設置面積を最小化し、プロセス効率を最適化するために、水平、垂直、又は角度をなしていてよい。MUOは、互いに、又は必要に応じてコンバータ上でMUOを持ち上げるための1つ以上のZ方向のスペーサーと積層することで、MUO間の機能的な近接した結合を実現することができる。MUOは、2〜5単位分の高さに積層することができる。MUOは、パークベンチの上、パークベンチの下、パークベンチの両側(駆動側又はオペレーター側)、又はこれらの組み合わせに延びることができる。MUOは、必要に応じてオンライン(コンバータ上で)又はオフラインで使用することができる。MUOは、コンバータ上でMD方向及びCD方向の両方に容易に調節可能及び再構成可能である。MUOは、コンバータのMD方向の長さに沿った任意の位置に配置することができる。MUOは、やはり柔軟性を実現する単位操作部の標準化のための新たな基準を設ける。高精度又は低コストのMUOの設計の可能性がある。
一般的に、駆動部は、MUOの後面/駆動側に直接取り付けられる。各ロールの駆動及びデュアルサーボカムオプションについてギアインオプションは存在しない。MUO上のツーリングは、MUOを取り外すことなく速やかに交換される。MUOは、従来の単位操作部よりも小さいMD方向のフレーム、駆動側で完全に包囲されたプーリ、スルーボアスリップリング、クイックマルチコネクトなどの機構を有することができる。
新規なコンバータの設計は、複数のプロセス変換で再使用されるように設計され、容易に定位置に配置され、容易に駆動され、容易に再構成可能であるかぎり、カンチレバー(オープンフレーム)型モジュール式単位操作部(例えば図15〜19を参照)及び/又はフレームで包囲されたモジュール式単位操作部(例えば図20〜22を参照)を含むことができる。これらのモジュール式単位操作部は、コンバータの構成単位である。モジュール式単位操作部は、任意の向きで配置することができる。モジュール式単位操作部は、互いに近い近接度で配置されたときに、従来の単位操作部及びレイアウトに対してコンバータの設置面積の低減を実現することができる。第1のMUOと第2のMUOとは、第1のMUOの下流側が第2のMUOの上流側と近接結合されるように構成可能である。好ましくは、第1及び第2のMUOは、異なる変換をウェブに付与することが可能である。一部の実施形態では、各MUOは、ツーリングの一部として少なくとも1つのロールを有する。第1のMUOからの第1のロールは、第2のMUOからの第2のロールと近接結合されてよい。
MUOは、機械方向の長さ、横断方向の幅、及びZ方向の高さを有する。特定の実施形態では、幅は長さの少なくとも2倍である。または、幅は長さよりも少なくとも1.5倍、2倍、3倍、又は4倍大きくてよい。特定の実施形態では、高さは長さの少なくとも2倍である。あるいは、高さは長さよりも少なくとも1.5倍、2倍、3倍、又は4倍大きくてもよい。
図15は、フレキシブルマウントコンバータ用の代表的なカンチレバーMUO 1500を示す。カンチレバーMUOは、荷重支持部1510、変換部1520、及び駆動部1530を有している。変換部及び駆動部は、荷重支持部からカンチレバーのように一端が突出し、これら3つの部分は横断方向に整列している。加重支持部(カンチレバー型MUOの場合)又はモジュール式フレーム(非カンチレバー型MUOの場合)は、加重発生装置1540、オペレーター側、オペレーター側の反対側の駆動側、上流面、上流面の反対側の下流面、及びコンバータに接合可能な底面を有している。上流面及び下流面は概ね平坦であるため、更なる同様のモジュール式単位操作部と近接結合されることができる。加重支持部(又はモジュール式フレーム)は一般的であり、100%再使用可能であることが望ましい(最初の構成のみで購入され、後のツーリング、例えば交換では再使用される)。これにより、資本コストを削減し、環境への影響を小さくすることが可能となる。加重支持部(又はモジュール式フレーム)は、熱、冷却、真空、圧搾空気、及びトリム除去性能を有することができる。加重支持部(又はモジュール式フレーム)は、単一又は複数レーンの構成を可能とし、製品をα(例えば、製品の長い方の長さが機械方向にある場合)、β(例えば、製品の長い方の長さが横断方向にある場合)、又は各方向の組み合わせ及び混合で製造することを可能とするものである。
変換部は、ウェブに変換を付与することが可能なツーリングを有する。カンチレバー型MUOの場合では、変換部は加重支持部のオペレーター側に連結される。非カンチレバー型MUOの場合では、変換部はモジュール式フレームと少なくとも一部が一体化されるか、又はモジュール式フレーム内に配置される。単純なカンチレバー型MUOは、荷重支持部のオペレーター側又は駆動側から取り付けることができる。これは、例えば保守及び運転を容易に行うためにほとんどすべての方向からのツーリングへのアクセスを可能とするものである。図15は、通過するウェブを変換するためのニップ1570において出合う2つのロール1550、1560の形態のツーリングを示している。
一実施形態では、変換部のツーリングは、外径を有する少なくとも1つのリングロールを含む。変換部分は機械方向に長さを有し、荷重支持部(又はモジュール式フレーム)は機械方向に長さを有している。一部の実施形態では、変換部の長さは、荷重支持部(又はモジュール式フレーム)の長さと同じか又はそれよりも長い。例えば、荷重支持部(又はモジュール式フレーム)は、機械方向においてロールの外径よりも狭くなっているために、空間の利用が最適化されるとともに自由なウェブのスパンが最小となる。これにより、図16A及び16Bに示されるような単位操作部1600の配列間で「ロール・ツー・ロール」のウェブの受け渡しが促進される。ロールの中心と中心との間隔を設定するには、下側ロールを静止状態に維持しつつ上側ロールの調節を可能とするなど、複数の方法がある。
図16A及び16Bは、2つの代表的な近接結合されたカンチレバー型MUO 1610、1650の配列1600を示す。図16Bは、変換部を示す、2つの代表的な近接結合されたカンチレバー型モジュール式単位操作部の配列の正面又はオペレーター側から見た図である。配列1600は、ロール・ツー・ロールの近接結合された向きを示している。MUO 1610は2つのロール1620、1630を有し、MUO 1650は2つのロール1660、1670を有している。変換部1640は、好ましくは、切断、作動、クリンピング、エンボス加工、開口形成、パンチング、接着、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される操作である。好ましくは、変換部のツーリングは着脱可能である。例えば、着脱可能なツーリングは、多くの異なる用途に合わせて構成することができる「ブランク状態」のシャフトを与えることができる。ツーリングは、ロールの交換及び付属キットの交換を通じて構成される。ロールの交換及び付属品の交換は、最小数の締結具及び単純な工具によって行われ、速やかな交換が行われる。一方のロールは、荷重発生装置1540によって他方のロールから遠ざかる方向に直線方向で(ロール軸に垂直に)動くことが可能であり、これは、ツーリングの交換、速やかな切り換え、保守などを行うためのアクセシビリティーの助けとなり得る。ロールは、1つのロールを別のロールに対して軸方向に微小調節することで(例えば、調節ノブの1回転はロールを0.5mm動かすことができる)、変換、ロール断面の位置合わせなどで必要とされる所望のツーリングの構成を実現することができる。変換部のツーリングは、1つのボルトを外すことなどによって速やかに取り外し可能であり、ボルトを緩めた後、変換部のツーリングをオペレーター側に向かって軸方向にスライドさせることができる。
駆動部1680は、荷重支持部(カンチレバー型MUOの場合)又はモジュール式フレーム(非カンチレバー型MUOの場合)の駆動側に連結される。好ましい一実施形態では、駆動部は、ベルト及びプーリを用いずに連結される。一般的に、ツーリングは少なくとも1つの2つのロールを含む。したがって、駆動部は、2つのロールが独立して駆動されるように、各ロールについて個別に構成することができる、直接結合されたサーボ駆動部を含むことができる。これは、ロール速度をミスマッチさせることを可能とするばかりでなく、速度をカムさせることもできる。各ロールは、独立してサーボカムすることで、「1つのロールが複数のピッチ長さに適合する」ようにすることができる。または、ロールは、1つのモーターによって駆動されてもよい。モーターは1つのロールに直接接続され、このロールが例えばベルトを介して他のロールを動かす。一部の実施形態では、モーターは1つ以上のロールと間接的に接続されてもよく、ロールは、例えばベルトを介してモーターによって駆動される。図17は、単純な直接駆動部1710を有する単純なカンチレバー型MUO 1700を示す。好ましい一実施形態では、サーボモーターは、ギアを介在させずに加重支持部(又はモジュール式フレーム)の駆動側に直接取り付けられる。モーターのRPMは、単位操作駆動ロールのRPMと一致する。モーターは、汎用駆動部スタンドに取り付けられ、これにより支持される。汎用駆動部スタンドは、通常、横断方向に加重支持部(又はモジュール式フレーム)から所定の距離に位置する垂直ブラケットの形態である。図18は、ベース1810、垂直モーターマウント1820、モーター1830、及び等速型ジャックシャフト1840を有する汎用駆動部スタンド1805を有するMUO 1800を示している。汎用駆動部スタンドは、正面のヘックス調節により横断方向の調節を可能とする。汎用駆動部スタンドは、異なるMUOを、図に示されるような直接結合、カップリングを有する垂直(外部)モーターマウント、及びシャフトの垂直運動を可能とする「等速」ジャックシャフトによる垂直(外部)モーターマウント(大きなミスアラインメントを許容する)などの異なる方法で駆動することができる。汎用駆動部スタンドは、任意の及びすべての単位操作部の形式を支持することができ、別々のモーター/駆動部を通じて2つのロール(上部及び下部)の直接的サーボカミングも可能とし得る。図19は、パークベンチ1920上の代表的なカンチレバー型MUO 1910を示したものであり、カンチレバーガセットブラケット1930が設けられている。
駆動部は、電源、制御部、ユーティリティー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つのプラグアンドプレイ要素を有している。一部の実施形態では、プラグアンドプレイ要素は1つの結合を介して形成される。
非カンチレバー型モジュール式単位操作部の場合には、上記の開示内容の大部分がやはり当てはまる(例えば、MUOがロール・ツー・ロールのウェブの受け渡しを可能とし得る)。図20は、一対のレール2050上の、フレームで包囲された3つの単位操作部2010、2020、2030の配列2000、及び1つのZ方向のスペーサー2040の概略図を示す。MUO 2030は、変換部の2つのロール2060、2070、モジュール式フレーム2080、及び駆動部のモーター2090を有している。図21及び22は、非カンチレバー型MUO 2100、2200を示す。図21では、ロール2110、2120はフレーム2130を越えて延びていないが、図22では、ロール2210の一方がフレーム2230よりも幅広くなっている。
フレキシブルマウントコンバータ用の電源、制御部、及び情報システム
本明細書で使用するところの「電源」なる用語は、コンバータ及び電力供給装置につながる主電力供給部のことを指す。供給電力は、AC又はDCであってよく、低電圧又は高電圧であってよく、1つのMUOが複数の電源供給部を有してよい。
本明細書で使用するところの「電源」なる用語は、コンバータ及び電力供給装置につながる主電力供給部のことを指す。供給電力は、AC又はDCであってよく、低電圧又は高電圧であってよく、1つのMUOが複数の電源供給部を有してよい。
本明細書で使用するところの「制御部」なる用語は、空圧、リレー、固体リレー、論理コントローラ、装置自体、マンマシンインターフェース、などによって、装置の始動、停止、設定点の調節、最終結果の制御、又は装置の他の機能的側面の制御を行うための手段のことを指す。制御部は、パネル内又はMUO上に配置することができる。制御部は、物理的制御部又は論理的制御部であってよい。
本明細書で使用するところの「情報システム」なる用語は、コンバータに情報を格納してコンバータから情報を取得するか、又はコンバータに情報を与えるための方法のことを指す。代表的な方法としては、パラメーターレシピ負荷、マンマシンインターフェース、監視制御及びデータ取得(「SCADA」)システム(例えば、規格限界又は制御限界を満たす)、ラインイベントデータシステム(例えば、信頼度、他の統計的データ)、タイムスタンプされたタグデータ、チャートレコーダー、スコープメーター、データ収集装置などがある。
本明細書で使用するところの「装置」なる用語は、サーボモーター、プッシュボタン、センサー、オペレーター制御部、ヒーター、空圧弁、及びアクチュエーター、計量ロール、アイドラー、プリンター、ビジョンシステム、被駆動ロール、ウェブガイドなどの、特定の機能を果すフレキシブルマウントコンバータに付随するあらゆる個々の構成要素のことを指す。1つ以上の装置がモジュール式単位操作部の一部であってよく、又は1つ以上の装置が独立式であってもよい。
本明細書で使用するところの「プラグアンドプレイ」なる用語は、プロセス又はコンバータにより必要に応じて装置の機能又は位置を速やかかつ容易に構成できることを指す。例えば、与えられたモーターを今日はスピンドルの巻き出しに使用し、明日はモジュール式単位操作部を駆動するために使用することができる。同様に、与えられた弁を今日は単位操作部を装填する/降ろすために使用し、明日はその弁をセンサーの埃を吹き飛ばすために使用することができる。更に、プラグアンドプレイにより、例えば多くの装置への利用可能な接続が与えられることにより、任意の与えられた時点においてどのモーター、弁、又は装置を使用するかを選択することができる。
上記に述べたフレキシブルマウントコンバータ用に設計された代表的な電源、制御部、及び情報システムが、図23〜29に示されている。本明細書に述べられるフレキシブルマウントコンバータ(「FMC」)は、複数のモジュール式単位操作部(「MUO」)を想定されるほとんどあらゆる位置に配置することを可能とするレールマウントシステムを有するベース、例えばパークベンチなどの構成要素を有する。FMCの他の構成要素がコンバータを合理化するように設計されているように、電源、制御部、及び情報システム(「PC&IS」)もそのように設計されている。詳細には、PC&ISは、FMCのベース要素(例えばパークベンチ装置及びMUO)とは概ね独立したバックボーンインフラストラクチャーとして組み合わされる。このアプローチはコストを低減し、より高いアジリティーを与えるものである。FMCは、容易な陳腐化に対して設計することもでき、例えば、PC&ISハードウェア及び性能が発達するのにともなって、理想的なFMCとは、大規模な再設計及び再配置に対して、既存のパネルにおける管理されたアップグレードによる発達を可能とするものとなる。例えば、駆動部が改良された場合、パネル全体を完全に作り直すか又は入れ換える代わりに、パネル内に置かれていた古い駆動部をこれに交換することができる。PC&ISの再構成可能性を向上させることができる1つの方法は、スマートプラグアンドプレイ要素によるものであるが、これは、将来的な使用のために更なる機能性をFMC内に設計することができることを意味する。
FMCは、ビルトインされたPC&IS性能を有する1つ以上の反復可能なPC&ISバックボーンを有するPC&ISフレームワークを含む。基本的に、各パークベンチ装置はそれ自体のPC&ISバックボーンを有することができ、例えば、1つの長さ5mのFMCは、2つの長さ2.5mのパークベンチと、2つの付属する長さ2.5mのPC&ISバックボーンを含むことができる。たとえるならば、PC&ISフレームワークは、複数のMUO及び他の装置(例えば目視検査及び/又は拒絶システム)に適応できる電源コードのようなものである。例えば、1つの長さ5mのPC&ISフレームワークは、16個のMUO駆動部、16個のオメガ駆動部、2つのトリムチョッパー、4つの接着剤システム、8つの加熱ゾーン、及び8つのウェブガイドの装置密度に適応し得る。PC&ISバックボーンは、例えばコンバータ長さ5m当たりにつき完全なコンバータ空圧性能を実現することができる。PC&ISバックボーンは、プラグ接続について「ビルボード型アプローチ」を用いることができるが、これは、任意の適当なサイズのモーターを任意の適当なサイズの駆動部に接続することができるように、すべての駆動部がプラグコネクターと予め配線されていることを意味する。パネルのすべてのプラグコネクターは、アクセスを容易とするように中心位置に配置される。PC&ISバックボーンは、サーボからパネルの下のビルボードへの配線を可能とするプラグボードを使用することができ、必要に応じてケーブルを加えるか又は取り外すことができる。
PC&ISは、コンバータに沿った1つ以上のパネル内に配置することもできる。一実施形態では、図23に示されるように、オーバーヘッドPC&ISパネル2320を、周りを取り囲むフレーム2330の上部及び/又は後部に配置することによって、MUOの周囲のアクセス領域又はオープン領域が大きくなるか、又はコンバータ2300の設置面積が小さくなる。これにより、ケーブル長及び複雑なケーブルの走行を最小化し、コンバータフロア上の空間利用の設置面積を最小化することができる。一実施形態では、電気パネルは、ガードの上の駆動側に配置される。これにより、完全なメザニン支持システムを構築することなく、工場の床で大幅な省スペースが可能となる。図8A〜8Dは、かかるパネルを示したものである。好ましい一実施形態では、各水平レール部分について2つのパネルが設けられるため、例えば、2つの2.5mの部分を含むパークベンチ装置(5mのコンバータ長を与える)は4つのパネルを有することになる。PC&IS装置は、それぞれ2.5mのパークベンチ部分内に配置することができるが、ケーブルは、「ミックス・アンド・マッチ」方式で交差することができる。制御部は、付属要素のためにコンバータの外部に到達することもできる(例えば、5mの部分内の駆動部を使用して、5mの部分の外部の巻き出しスピンドルに電力供給することができる)。図23に示されるように、1つの更なる配電パネル2310(及び任意に設けられる論理コントローラ)を1つのコンバータ2300について設けることができるが、このパネルは、コンバータの駆動側に配置することができる。アクセスを与えるために移動式プラットフォームを使用することもできる(例えば持ち運び可能な階段)。図24に示されるように、ケーブル用の配管2410を、コンバータ2400上でパネル2420に隣接して配置することができる。図24はまた、ライン制御用の代表的なHMI(マンマシンインターフェース)2430も示している。パネルの下で、PC&ISフレームワークの側面の周囲にケーブルバスケットを配置することで、ケーブルを便利よく配線することができる。
MUO及び/又はパークベンチは、電源、制御部、情報システム、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つのプラグアンドプレイ要素を有することができる。これらの要素は通常、駆動部内に配置される。プラグアンドプレイ要素は、単一の結合を介して構成することができる。例えば、1つのマルチコネクターをMUOとともに使用して、MUOの再構成、速やかな切り換えなどを容易とすることができる。単一の結合又はコネクターは、センサー、潤滑剤、空気線などを接続する必要なく、オペレーターがMUOを速やかに接続/切断することを可能とし得る。
パークベンチは、プラグアンドプレイ式PC&ISを、例えばパークベンチとともに残る、必要に応じて単純な構成可能なHMIを介して使用されるすべての駆動部及びサーボモーターとともに使用することができる。適当な駆動部密度、電源、及び入力/出力(「I/O」)を設置した後、必要に応じて最小限の労力で再構成することができる。図25に示されるように、パークベンチ2500は、デジタルアナログ及び高速I/Oを行うためのI/Oブロック2510を有することができる。長さ5mのPC&ISフレームワークは、32個のデジタル入力部、32個のデジタル出力部、32個のプログラマブルリミットスイッチ入力部、32個のプログラマブルリミットスイッチ出力部、32個のアナログ入力部、16個のアナログ出力部、12個の温度制御ゾーンなどを含むことができる。
PC&ISバックボーンは、視覚システム、検査、及びデータ収集能力を有することができる(例えば、予めFMC上に設けられたイーサネットスイッチに直接接続するナショナル・インスツルメンツ社(National Instruments)製ラック)。
PC&ISは、イーサネットベースのものであり、フルオンボードの診断及び条件監視を可能とするものであることが好ましい。これにより、より普遍的な使用が可能となり、装置/アプリケーション及びこれらの接続を単純化し、構築の労力を低減することができる。好ましい一実施形態では、イーサネットプロトコル装置のみが使用される(例えばSERCOS(商標)、ControlNet(商標)、DeviceNet(商標)、Profibus(商標)などの他のネットワークは使用されない)。論理コントローラに戻るイーサネット上にすべてがあることから、空圧及び運動制御ソリューションは容易に集積化され、構築の労力及び材料コストが最小化され、更なる拡張がより簡単となる。高速イーサネット接続を行うための管理されたイーサネットスイッチが設けられてもよい。一部の実施形態では、SERCOS(商標)、ControlNet(商標)、DeviceNet(商標)、Profibus(商標)、Ethernet(商標)など、又はこれらの組み合わせを用いることができる。
Convenience Ethernetアウトレットをコンバータ長の全体にわたって間隔を隔てて配置することにより、カメラ、プログラミング、新たな装置などを可能とすることができる。追加の入力/出力ポートを、パークベンチ装置の下面に取り付けることで、イーサネット装置及び論理コントローラへのデータの入力/出力(高速入力/出力、デジタル/アナログ入/出力など)を容易とすることができる。PC&ISは、例えばマニュアル調節点を最小化するためにレシピダウンロードベースの切り換えを用いることができる。
PackML規格を使用したソフトウェアを設計及び/又はプログラムすることができる。PackMLは、一般的なプログラミング構造、一貫したモード、及び機器の間で共通したルック・アンド・フィールを与える状態定義を有している。好ましくはPC&ISバックボーンは、従来の8個又は9個のプロセッサに対して1個又は2個のみ(又は6個よりも少ない)プロセッサを含んでいる。コード(例えばPackML)は、一連の平行なラングを有しており、必要に応じて関連する1つを作動することができる。つまり、現在使用されていないコード(メモリーを消費するが処理速度は消費しない)を無視し、これにより従来の変換ラインと比較してより少ない数のプロセッサしか必要としない。すべてのコンバータ状態(例えば、停止した、停止中、傾斜している、作動中、故障中、リセット中、拒否している、など)を定義することで、論理コントローラメモリのコーディングタイムを単純化することができる。プラグアンドプレイを介して、駆動部密度は、追加の性能が組み込まれた将来的なニーズを満たすように決定及び設計することができる。例えば、8つの作動モーター/サーボを、FMCの長さに沿って各繰り返し水平部分(例えば2.5mの部分)について与えることができる。同様に、8つの計量モーター/サーボを、FMCの長さに沿って各繰り返し水平部分について与えることができる。ワイアは、巻き上げられ、すぐに使用できる状態のものが好ましい。永久的な終端を有するプラグボードが、ボードに至るパネルに設けられてもよい。ワイアは、必要に応じて使用することができる(モーターケーブル+エンコーダーケーブル)。電気的バックグラウンド及び条件依存型制御ソフトウェアは、特定のコンバータ/MUOの設計とは独立している。代わりに、PC&ISバックボーンは、複数の製品を製造可能な柔軟なインフラストラクチャーである。ほとんどすべての駆動部/モーターの組み合わせを、ほとんどすべての機能、例えば計量ロール、単位操作部、巻き出しに使用することができる。
PC&ISバックボーンは、プラグアンドプレイ式空圧機構を有することができる。弁システム及びマニホールドに接続された管を内部に有する空圧バスを予め配線し、必要に応じて使用するために予め標識しておくことができる。マニュアルレギュレータ及びゲージは、コンバータの各弁ではもはや必要とされない。代わりに、空圧機構は、例えば専用空圧デジタルパネルディスプレイパネル(図23に示される空圧制御パネル2340など)上のマンマシンインターフェース(「HMI」)を介して調節することができる。アクセス可能な弁マニホールドは、切断動作/空気バス又はガードを開くことなくトラブルシューティングを容易に行うために、例えば駆動側のガードドアと面一に取り付けることができる。1つ以上のイーサネット弁マニホールドによって、オンボード監視及び診断、並びにオンボード自動制御を行って、効率を最適化及び保守を最小化し(例えば閉鎖ループ、開放ループ、又はフィードフォワード制御)、更に設置のための配線及び構築の労力を最小化することもできる。1つ以上のモバイル診断ユーザインターフェースにより、簡単なトラブルシューティングを実現することができる。1つの長さ5mのPC&ISフレームワークは、次の空圧性能を含むことができる:16個の荷重/脱荷重圧力レギュレータ(12個の二重作動シリンダー(それぞれ4つの弁オプションを有する)及び4個の復帰バネ)、16個の吹き出し弁(16個の圧力レギュレータを有する)、16個のセンサブロック接続部(4個の圧力レギュレータを有する)、及び24個の真空センサー。すべての弁について、設定点は論理ベースであり、ラインの状態に基づいてHMIを介して仮想的に(レギュレータなしで)変更される。このような仮想的変更が可能であるが、監視の目的でゲージがそれでも有用であり得る。
図26〜図28に示されるように、PC&ISバックボーンは、クイックコネクト弁結合システムを有してもよく、オペレーターが、モジュール式単位操作部の近くに配置された接続部に便利よく連結された弁を使用することを可能とする。クイックコネクト弁システムはコンバータの長さにわたって延びて、複数のアクセスポイントを与えることができる。クイックコネクトシステムは、コンバータの上又は下に配置することができる。弁1つ当たり、1つのクイックコネクト取付具が設けられる。各弁は、必要とされるエアの種類に応じて構成可能である。弁システムからモジュール式単位操作部へと短いホースが延びることができる。
図26は、固定空圧パネル2620が取り付けられた駆動側ガードドア2610を示す。弁1つ当たり1つの接続部が設けられた空圧接続部は、まとめられてコンバータに引き込まれるが、コンバータにはクイックコネクト取付具2630が存在することで、空圧管をMUO 2640に容易に接続することができる。弁バンク2650は、ソレノイド弁、エア接続部、圧力センサー、比例圧力レギュレータ、及び他のI/O機能を有している。弁バンクはイーサネットを介してHMI 2660と通信し、データを、調節性能を有しないモバイル診断ユーザインターフェース2670に無線で送信する。圧力は、HMIにおいて、又はレシピダウンロードを介してユーザにより調節され、弁バンクに配置された比例圧力弁によって制御される。
図27に示されるように、弁システム2700は、異なる機能を有する一群の弁2710、2720、2730を含んでよく、ユーザが所望の弁に付随するクイックコネクトポート2740、2750、2760を選択することを可能とする。例えば、第1の部分はリジェクト弁(reject valve)を有してよく、第2の部分は吹き出し弁を有してよく、第3の部分は荷重/脱荷重弁、などを有することができる。
図28に示されるように、容易に変更できない1つの特定の機能を以前には有していた弁ブロック2810、2820、2830、2840、2850は、ここで、複数の異なる機能(例えばセンサー吹き出し弁、又は荷重/脱荷重弁又はリジェクト弁であってよい)についてユーザが構成可能(例えば構成ブロックの形態で)であり、各機能間で容易に切り換え可能である。
弁システムは、2つの上記に述べた選択肢の組み合わせを有することができるが、これは、弁の一部のものを変更可能とし、他のものを既に存在する選択肢から選択することができる。弁マニホールドは、制御、診断、及び条件監視を行うためのイーサネット通信を有してもよい。
図29に示されるように、デジタル比例弁(サーボ圧力弁としても知られる)2910を、レギュレータを有する従来のオン/オフ弁の代わりに使用することができる。デジタル比例弁は、HMI 2920又はレシピから空気圧の遠隔制御を可能とするようにして組み込むことができる。デジタル比例弁以外に、単純なオン/オフ弁(例えば5方向、2位置弁)を荷重及び脱荷重用途で使用することができる。論理ベースの圧力解決策の使用が最大化されることが好ましい。デジタル比例弁は、圧力センサー2930と組み合わされるときには、圧力の閉ループ制御、並びに予測的及び自動保守調節を可能とする。
PC&ISバックボーンは、プラグアンドプレイ式モーター/サーボ駆動部を有することができる。モーター/サーボ駆動部は、小型のロール及びコンベヤーを駆動するか、又はMUO及び巻き出し機構を駆動することができる。モーター/サーボ駆動部は、FMC上の最も大きな単位操作部を駆動することができ、更にこれがより小さな単位も駆動することができる。FMC上のすべての既知の単位及びロールを作動するだけの充分な各サイズのモーター及びサーボ駆動部を設けることができる。1つ以上、又はすべてのサーボ駆動部を、パークベンチの長さに沿った任意の位置に届くことができる(モーター/単位操作部の有無によらず)クイックコネクトプラグと配線することができる。MUOがパークベンチ装置上に/上から動かされる際、オペレーターは必要なモーターのサイズをプラグインし、HMI上で設定することができる。各モーター/サーボシステムは、例えば、ピッチを設けた単位操作部、ギアを有する単位操作部/コンベヤー、巻き出し/巻き取り、カム付けされた、登録されたなどの複数のモードで稼働することができる。オペレーターは、これらの設定をHMIを介して変更/制御することができるか、又はレシピダウンロードにより変更を行うことができる。
PC&ISバックボーンは、プラグアンドプレイ式センサーを有することができる。パークベンチに沿って、デジタル、アナログ、及び高速入力部及び出力部(例えば、PLS I/O)を論理コントローラに接続するクイックコネクト入力/出力(「I/O」)アイランド/接続ポイントを設けることができる。個々の入力部及び出力部(例えば、近接センサー、フォトアイ、リミットスイッチ、カメラストロボ、照明、弁など)がコンバータで必要とされる際、これらは、パークベンチに沿って便利よく配置されたI/Oアイランドに差し込むことができる。これらのI/Oアイランドの一部又はすべてが、オンボードの制御、監視及び診断を可能とし、配線及び構築の労力を低減するイーサネットモジュールとすることができる。これらは、HMIを介して又はレシピダウンロードを介してオペレーターが設定することにより、I/Oが特定の機能(例えばラインの停止、登録、製品のカウント、形状検出、製品検出、など)を実行することを可能とする。
PC&ISバックボーンは、プラグアンドプレイ式ヒーターを有することができる。パークベンチに沿って、ヒーター及び温度フィードバックの制御部を論理コントローラに接続するクイックコネクトヒーター/RTDプラグが設けられてもよい。各接続は、1つの加熱ゾーン(通常は1つの加熱された単位操作ロール)に電力及び信号フィードバックを与えることができる。クイックコネクトプラグは、MUOが設置された位置へのアクセスを与えるために、パークベンチに沿って便利よく間隔を隔てて配置することができる。例えば、コンバータ長さXmにつき、又はレール部分の長さXmにつき、4つの加熱ゾーンを設けることができる。
PC&ISバックボーンは、プラグアンドプレイ式冷却機構を有することができる。パークベンチに沿って、冷媒冷却制御用のアナログ弁及び温度フィードバックの制御部を論理コントローラに接続するクイックコネクトRTDプラグを設けることができる。各接続は、1つの冷却ゾーン(通常は1つの冷却された単位操作ロール)に電力及び信号フィードバックを与えることができる。クイックコネクトプラグは、MUOが設置された位置へのアクセスを与えるために、パークベンチに沿って便利よく間隔を隔てて配置することができる。
PC&ISバックボーンは、上記で述べた要素の1つ以上を有することができる。
図30〜図31の代替実施形態では、FMC 3000は、少なくとも部分的に接触係合する第1の3002及び第2の3004として提供されることができ、各スキッドは、FMCの特定の態様(例えば、複数のMUO又はモジュール式単位操作イネーブリング装置)を含むことができる。換言すれば、第1のスキッド3002及び第2のスキッド3004は、所与のスペースパラメータ内にFMC 3000を配置するために、又は必要な任意の数の製品及び/若しくはプロセスのために必要となり得る任意の範囲の接触係合(わずかから広範まで)を有して設けられることができる。例えば、第2のスキッド3004は、第1のスキッド3002の長手方向軸線と垂直に整列され得る長手方向軸線を有してもよい。あるいは、第2のスキッド3004は、垂直ミラープレートに整列されて、第1のスキッド3002の上にCD方向に突き出さなくてもよい。こうすることで、第1のスキッド3002内に提供される所望の変換プロセスの上方に、更なる柔軟性(例えば、より背の高いMUO、クレーン/リフトアクセシビリティー等)を可能にするスペースを残すことができる。例として、そのようなレイアウトにより、第2のスキッド3004は、図32に示すように、第1のスキッド3002の片側の上に少なくとも部分的に延在することができる。
本開示は、接続係合、協働係合、接触係合、及び/又は近接係合により存在する任意の数(複数)のスキッドを提供できることを認識すべきである。換言すれば、本開示は、任意の数の複数のスキッドの存在を可能にするように構築されなければならない。非限定的な例として、3つのスキッドが、近接及び協働係合で提供されてもよい。例えば、あるスキッドは複数のMUOを提供することができ、第2のスキッドは電力及び情報システム制御部を提供することができ、あるスキッドは空圧機構を提供することができる。必要となるスキッドの数は、ウェブ材料(又は複数のウェブ材料)を好適な吸収性製品に変換するために必要となるプロセスに合わせて考慮すべきである。
非限定的な例として、第1のスキッド3002は、各MUO 3006が基材を少なくとも部分的に修正することができる、複数のMUO 3006を収容することができる。一部の実施形態では、例えば、MUO 3006は、ウェブ基材を全体的に修正して吸収性物品を形成することができる。上述したように、代表的なMUOは、通過する高速ウェブ材料に回転変換を付与するための単純でスペース効率が高く、プロセス効率が高い手段である。上述したMUO 3006の構造は、近接した配置を可能にし得る。第1のスキッド3002内に配置するのに適した代表的なMUO 3006は、標準化され、構成可能、再使用可能、再構成可能であり、更に積層可能であることが好ましい。第1のスキッド3002内に配設されるMUO 3006は、近接結合され、かつフレキシブルマウントコンバータ又は他の好適なコンバータ上に様々な構成で配置されることができ、また、任意の構成/配向で実装/配置されることができる。理論に束縛されるものではないが、MUO 3006を第1のスキッド3002内に配置することにより、従来の大きくて周囲を完全に取り囲んだフレーム設計と比べて、コンバータスペース/設置面積の有意な低減が可能となりえ得る。第1のスキッド3002内に配置される代表的なMUO 3006は、設置面積を最小化し、プロセス効率を最適化するために水平、垂直、又は角度をなしていてよく、MUO 3006間の機能的な近接した結合を実現するために、互いに、又は必要に応じてコンバータ上でMUO 3006を持ち上げるための1つ以上のZ方向のスペーサーと積層可能であり、必要に応じてオンライン(コンバータ上で)又はオフラインで使用されてもよく、コンバータ上でMD方向及びCD方向の両方に容易に調節可能及び再構成可能であり、コンバータのMD方向の長さに沿った任意の位置に配置される。
一実施形態では、代表的なMUO 3006は、水平マウントシステム1200の長手方向軸線1204に略平行に配設され、かつ水平マウントシステム1200の表面1206内に配設される1つ又は複数のチャネル1202を有する、水平マウントシステム1200に取り付けられることができる。水平マウントシステム1200の表面(又は複数の表面)内に設けられるチャネル1202は、水平マウントシステム1200に対するMUO 3006の確実な取り付けを提供する任意の形状、例えば矩形状断面、「T」字形の断面等を備えることができる。いずれにしても、チャネル1202は、対象のMUO 3006が必要としかつそのMUO 3006によって生じる動作力学を考慮して、特定のMUO 3006を水平マウントシステム1200に取り付けるために必要とされるニーズ及び方法論に合わせて選択される。
好適な実施形態では、第1のスキッド3202内に提供される水平マウントシステム1200は、第1のスキッド3002に固定可能に接続されることが好ましい。いずれにしても、MUO 3006のすべての面へのアクセシビリティーにより、水平マウントシステム1200に対するMUO 3006の単純かつ容易な再構成を、最小限の時間、コスト、及び再投資で可能にすることができるように、所望のFMCを形成する複数のMUO 3006の各MUO 3006は、水平マウントシステム1200に着脱可能に取り付け可能であることが好ましい。MUO 3006はまた、第1のスキッド3002内に配設された、又は第1のスキッド3002に直接取り付けられた、水平マウントシステム1200の長手方向軸線1204に略平行に、水平マウントシステム1200の長軸方向長さに沿った異なる位置まで、水平マウントシステム1200に沿ってスライドすることも可能でありうる。
FMCの機械方向に向けられた中心線上にMUO 3006を配置するために水平マウントシステム1200の概念を利用することによって、各MUO 3006は、必要とされる任意の位置に、またスペース及びプロセスを最適化するうえで任意の近接度で配置することができる。水平マウントシステム1200はMUO 3006に関連して説明されているが、本発明のMUO 3006は水平マウントシステム1200を念頭においた特定の設計となっているものの、水平マウントシステム1200上に載置されるように構成することが可能な他の単位操作部も考えられる点は認識されるはずである。水平マウントシステム1200の概念は、マニュアル、半自動、又は全自動(例えば、押しボタンによる設備の切り換えなど)で調整可能な機構を可能とするものである。
実際には、上述したように、第2のスキッド3004は、第1のスキッド3002との任意の望ましい接触係合量を備えることができる。図30〜図31に提供される実施形態は、第1のスキッド3002と接触係合してその上に配設された第2のスキッド3004を示している。しかしながら、図32に示すように、当業者は、第1のスキッド3002の、第2のスキッド3004に隣接した非被覆部上に床材(例えば)を配置するために、第2のスキッド3004を、第1のスキッド3002の上部上に部分的に接触係合して配設される片持ち位置に設けることができる。あるいは、図33に示されるように、第2のスキッド3004は、第1のスキッド300の左右に隣接して配設されてもよい。そのような配置では、第1のスキッド3002は、第2のスキッド3004と任意の望ましい程度だけ接触係合して設けられてもよい。必要に応じて、第2のスキッド3004を第1のスキッド3002の下に配設することができる。第1のスキッド3002に対する第2のスキッド3004の配置は、プロセス及び/又は製造される製品に関するプロセス、機械的、空間的、及び/又は資金的ニーズに依存する。
第2のスキッド3004は、第1のスキッド3002内に配設された対応のMUO 3006と協働関連する少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置3008を備えることができる。少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置3008は、電力供給部、制御部、情報システム、真空機構、空圧機構、これらの組み合わせ等からなる群から選択され得る。好ましい一実施形態では、少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置3008は、第2のスキッド3004に対して定位置に配置され得る。
図34に示されるように、別の実施形態は、連結アセンブリ3010を介した「プラグアンドプレイ」形式で第1のスキッド3002及び第2のスキッド3004を介して、第1のスキッド3002内に配設された各MUO 3006又は複数のMUO 3006と協働連係する、第2のスキッド3004内に配設された少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置3008を提供することができる。換言すれば、第2のスキッド3004は、連結アセンブリ3010を介して、プロセス又はコンバータが必要とする装置の機能又は位置を素早くかつ容易に構成する能力を備えることができる。与えられたモーターを今日はスピンドルの巻き出しに使用し、明日はモジュール式単位操作部を駆動するために使用することができる。同様に、与えられた弁を今日は単位操作部を装填する/降ろすために使用し、明日はその弁をセンサーの埃を吹き飛ばすために使用することができる。このようにして、ユーザは、例えば、MUO 3006などの多くの装置への利用可能な接続が与えられることにより、任意の与えられた時点においてどのモーター、弁、又は装置を使用するかを選択的に選択することができる。
第1のスキッド3002及び第2のスキッド3004は、それぞれが完成したアセンブリとして製造される場合には、並行して(すなわち、同時に)製造/組み立て/チェックされることができる。理論に束縛されるものではないが、第1のスキッド3002及び第2のスキッド3004を完成したアセンブリとして製造することにより、最終的には、現行の製造/組み合わせ方法と比較して、コストを有意に低減することができ、かつ第1のスキッド3002及び第2のスキッド3004の製造に必要な時間を短縮することができると考えられる。これに加えて、図35に示されるように、高真空、低真空、トリム除去、及びダスト、並びに任意の所要の空圧ヘッダー、グリコールヘッダー(glycol header)等を提供するために必要な配管のような任意の所要の製造プロセス補助装置3012が、第2のスキッド3004内に配設された区画内に配置されてもよい。そのような区画は、任意の機械的ヘッダーの周囲に防音をもたらすことができると考えられる。そのような区画を提供するために、第2のスキッド3004のフロアは、第1のスキッド3002からユーティリティーへの直接アクセスを可能にするために取り外し可能である、一連の取り外し可能な正方形(例えば、タイル)として提供されてもよい。更に、第1のスキッド3002及び第2のスキッド3004のそれぞれは、個々のスキッドの運搬及び近接した配置を容易にするために、作り付けの又は着脱が容易な位置決定手段(当業者には「フォークチューブ」としても既知である)を有するように設計及び製造されてもよい。第1のスキッド3002及び第2のスキッド3004のそれぞれは、両方のスキッドを運送用コンテナ内にセットとして配置できるように寸法決めされ得る。例として、第1のスキッド3002及び第2のスキッド3004のそれぞれは、5メートル未満の長さで提供されてもよい。いずれにせよ、第1のスキッド3002及び第2のスキッド3004のそれぞれの製造及び/又は組み立て時間の全体的な削減は、本開示の有意な機械的利益、製造上の利益、及び/又はコスト面での利益であると合理的に考えられている。
フレキシブルマウントコンバータ上で吸収性物品を製造するための方法
本明細書に述べられるフレキシブルマウントコンバータ上で、女性用衛生物品などの吸収性物品を製造することができる。フレキシブルマウントコンバータは、パークベンチ、カンチレバー型モジュール式単位操作部、非カンチレバー型モジュール式単位操作部、完全アクセスガード、バーチャルミラープレート、電源、制御部、情報システムなどから選択される様々な要素の組み合わせを有することができる。最初に、変換ラインにウェブが供給される。次に、第1のモジュール式単位操作部がウェブに第1の変換を付与する。次に、第2のモジュール式単位操作部がウェブに第2の変換を付与してもよい。多くの場合では、第2の変換は第1の変換とは異なるものである。
本明細書に述べられるフレキシブルマウントコンバータ上で、女性用衛生物品などの吸収性物品を製造することができる。フレキシブルマウントコンバータは、パークベンチ、カンチレバー型モジュール式単位操作部、非カンチレバー型モジュール式単位操作部、完全アクセスガード、バーチャルミラープレート、電源、制御部、情報システムなどから選択される様々な要素の組み合わせを有することができる。最初に、変換ラインにウェブが供給される。次に、第1のモジュール式単位操作部がウェブに第1の変換を付与する。次に、第2のモジュール式単位操作部がウェブに第2の変換を付与してもよい。多くの場合では、第2の変換は第1の変換とは異なるものである。
吸収性物品の概説
生理用ナプキン又は失禁用パッドのような女性用衛生物品の形で示される、本開示に係る代表的な吸収性物品5が、図36〜32に示されている。本開示は広範な他の吸収性物品を製造するために使用することができるものであり、この種の吸収性物品は、あくまで説明を目的として示される。図36は、例示的な吸収性物品5の平らに広げられた状態の平面図であり、構造の一部分を切り欠き、吸収性物品5の構造をより分かりやすく示している。図37は、2−2線に沿った図36の吸収性物品の断面図であり、図38は、図37の吸収性物品の分解断面図である。
生理用ナプキン又は失禁用パッドのような女性用衛生物品の形で示される、本開示に係る代表的な吸収性物品5が、図36〜32に示されている。本開示は広範な他の吸収性物品を製造するために使用することができるものであり、この種の吸収性物品は、あくまで説明を目的として示される。図36は、例示的な吸収性物品5の平らに広げられた状態の平面図であり、構造の一部分を切り欠き、吸収性物品5の構造をより分かりやすく示している。図37は、2−2線に沿った図36の吸収性物品の断面図であり、図38は、図37の吸収性物品の分解断面図である。
図36を参照すると、吸収性物品5は、ほぼ平面上の形態及び重心40を有することができる。重心40は、吸収性物品5の面内の質量中心である。重心40は、長手方向中心線Lと横断方向中心線Tとの交点である。横断方向中心線Tは、長手方向中心線Lに直交している。吸収性物品5は、横断方向中心性Tを中心として対称であってよいが、必ずしもそうである必要はない。吸収性物品5は、身体に面する表面10及び衣類に面する表面(図示せず)を有している。
吸収性物品5は、所定の液体ハンドリング挙動を促進するための複数の層を有している。例示的な層としては、液体浸透性トップシート30及び吸収性コア90が挙げられる。トップシートは、ポリエチレンフィルム−ポリエチレン不織布複合材料などのフィルム−不織布複合材料であってよい。一部の実施形態は、図に示されるようなトップコア22も含むことができる。吸収性コア90は多くの適当な構成を有することができ、例えば、吸収性コア90はティッシュ外側包囲要素92を有することができる(図37)。吸収性物品は、裏打ち材料82及びバックシート80を更に有することができる。
液体が吸収性コア90内に確実に流れるように、一部の吸収性物品は、トップシート30と吸収性コア90との間に配置される二次的トップシート20(「STS」)とも呼ばれる場合もあるものを組み込んで構成される。この二次的トップシート20は液体透過性トップシート30上の流体を獲得して、これを下層の吸収性コア90に分配するように設計されている。二次的トップシート20が液体を吸収性コア90に確実に移動させるように、二次的トップシート20は、液体透過性トップシート30を通じて流体を引き込むのに充分な毛管作用を有し得る。液体の流れが吸収性コア90まで確実に続くように、二次的トップシート20は吸収性コア90よりも高い透過性を有し、かつ吸収性コア90よりも低い毛管作用を有する設計とすることができる。例えば、二次的トップシートは、エアレイドSTSとも呼ばれる場合もある、親水性セルロース繊維及びポリエチレンパウダーで形成されたエアレイドティッシュウェブとすることができる。または、二次的トップシートはスパンレースウェブとすることもできる。スパンレースウェブは、坪量が約35g/平方メートル(gsm)〜約85gsmである水流交絡された繊維構造であってよい。スパンレースウェブは、約30重量%〜約60重量%のセルロース繊維と、約5重量%〜約30重量%の非セルロース繊維と、約30重量%〜約55重量%のポリオレフィン系バインダー繊維とを含むことができる。一実施形態では、トップシートは、ポリエチレンフィルム−ポリエチレン不織布複合材料のようなフィルム−不織布複合材料であり、STSはスパンレースウェブである。
基材は、任意の適当な織布、不織布、フィルム、又は上記の材料のいずれかの組み合わせ若しくは積層体を含み得る。適当な基材の非限定的な例としては、セルロース;セルロース繊維とポリエチレン又はポリエチレン−ポリプロピレン2成分繊維又は微粒子との混合物;例えば、ポリプロピレン不織布などの不織布基材;ポリエチレンフィルム;2成分不織布又はフィルム;ポリエチレンテレフタラート不織布又はフィルム;ポリマー又は熱可塑性フィルムなどのフィルム;金属箔(例えばアルミニウム、真鍮、銅など)などの箔;持続性ポリマーを含むウェブ;発泡材;合成繊維を含む繊維状不織布ウェブ(例えばTYVEK(登録商標));コラーゲンフィルム;キトサンフィルム;レーヨン;セロファン;などが挙げられる適当なウェブとしては、これらの材料の積層体又はブレンドが更に挙げられる。適当なフィルムとしては、注型成形及びブローンの両方が挙げられる。第2の基板としての使用に適した代表的な熱可塑性フィルムには、低密度ポリエチレン(「LDPE」)、線状低密度ポリエチレン(「LLDPE」)、及びLLDPEとLDPEとのブレンドがある。フィルムは穿孔されてもよい。一部の実施形態では、基材は、約6gsm〜約100gsmの坪量を有し得る。他の種類の基材が、不織布又はフィルムの2つの層の間に挟まれてもよい。
基材はまた、必要に応じて、基材又は得られる積層体の見た目を改善するために、材料に色を付与するために使用される顔料、レーキ、トナー、染料、インク、又は他の薬剤などの着色剤を含むことができる。本明細書において好適な顔料には、無機顔料、真珠光沢顔料、干渉顔料等が挙げられる。適当な顔料の非限定的な例としては、タルク、雲母、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウムアルミニウム、シリカ、二酸化チタン、酸化亜鉛、赤酸化鉄、黄酸化鉄、黒酸化鉄、カーボンブラック、ウルトラマリン、ポリエチレンパウダー、メタクリラート粉末、ポリスチレン粉末、シルク粉末、結晶性セルロース、デンプン、雲母チタン、酸化鉄雲母チタン、オキシ塩化ビスマスなどが挙げられる。適当な着色ウェブについては、米国特許第2010/0233438号及び同第2010/0233439号に記載されている。
装置及び方法を図36〜図38に示される女性用衛生物品5に関して説明するが、本明細書の方法及び装置は、例えばおむつ又はおむつパンツなどの各種の吸収性物品を製造するために使用できる点は認識されるはずである。
本発明は吸収性物品の製造の観点から説明されるが、本発明は、他の産業/目的/製品のタイプ(例えば印刷、バッグ製造、医薬品充填ライン、支持包帯、ペッサリーなど)にも適用される。あらゆる製造プロセス、特に既にモジュールに基づいたものを、本明細書に述べられる構成要素の1つ以上を用いて改良することができる。例えば、印刷プロセスで、パークベンチ及びモジュール式単位操作部を用いることができ、それぞれの色が別のMUOとされる。
同様に、長さ5mのパークベンチ及び/又はコンバータが詳細な説明の全体を通じて複数回、例として用いられているが、これは限定的であることを意味しない。正確な長さは、変換ラインの種類、製造される製品、単位操作部のサイズなどによって決まるものである点は理解されるべきである。したがって、例えば、長さは1m〜10m、又は更にはこの範囲の外側であってよい。
フレキシブルマウントコンバータ用のカンチレバー型モジュール式単位操作部が、機械方向、横断方向、及び垂直のZ方向を有する実施形態が想到される。カンチレバー型モジュール式単位操作部はまた、荷重発生装置と;オペレーター側と;オペレーター側の反対側の駆動側と;上流側と;上流側の反対側の下流側と、コンバータに接合可能な下側と、を有する荷重支持部と;ウェブに変換を付与することが可能なツーリングを有する、荷重支持部のオペレーター側に接合される変換部と;荷重支持部の駆動側に接合される駆動部と;を有し、駆動部は、ベルト及びプーリを用いずに接合される。また、変換部及び駆動部は、荷重支持部からカンチレバーのように一端が突出している。
一部の実施形態では、駆動部は、電源、制御部、ユーティリティー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つのプラグアンドプレイ要素を更に有することができる。プラグアンドプレイ要素は、単一の結合を介して実現することができる。上流面及び下流面は概ね平坦であってよく、そのため、更なる同様のモジュール式単位操作部と近接結合され得る。一部の実施形態では、変換部は機械方向に長さを有し、荷重支持部は機械方向に長さを有し、変換部の長さは荷重支持部の長さよりも長い。一部の実施形態では、変換部のツーリングは、外径を有するロールを含み、荷重支持部は機械方向にロールの外径よりも狭くなっている。一部の実施形態では、変換部は、切断、作動、クリンピング、接着、エンボス加工、開口形成、パンチング、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される操作を実行する。一部の実施形態では、変換部のツーリングは着脱可能である。一部の実施形態では、ツーリングは少なくとも2つのロールを含んでよく、少なくとも2つのロールは独立して駆動される。一部の実施形態では、ツーリングは少なくとも2つのロールを含み、少なくとも1つのロールが、荷重発生装置によって他のロールから遠ざかる直線方向に可動である。一部の実施形態では、モジュール式単位操作部は、Z方向のスペーサーを更に含む。一部の実施形態では、モジュール式単位操作部は、機械方向に長さ、横断方向に幅、及びZ方向に高さを有し、幅は長さの少なくとも2倍である。一部の実施形態では、カンチレバー型モジュール式単位操作部は、機械方向に長さ、横断方向に幅、及びZ方向に高さを更に有し、高さは長さの少なくとも2倍である。
一部の実施形態では、フレキシブルマウントコンバータは、カンチレバー型モジュール式単位操作部を含み、第2のモジュール式単位操作部を更に含む。第2のモジュール式単位操作部は、一部の実施形態において、荷重発生装置と;オペレーター側と、そのオペレーター側の反対側の駆動側と、上流側と、上流側の反対側の下流側と、コンバータに接合可能な下側と;ウェブに変換を付与することが可能なツーリングを含む変換部と;を有するモジュール式フレームを含む。第2のモジュール式単位操作部は、モジュール式フレームの駆動側に接合される駆動部を更に含み、駆動部は、ベルト及びプーリを用いずに接合される。第1のモジュール式単位操作部及び第2のモジュール式単位操作部は、第1のモジュール式単位操作部の下流側が、第2のモジュール式単位操作部の上流側と近接結合されるように構成可能であり、第1のモジュール式単位操作部及び第2のカンチレバー型単位操作部が、ウェブに異なる変換を付与することが可能である。
一部の実施形態では、フレキシブルマウントコンバータ用の2つ以上のカンチレバー型モジュール式単位操作部の配列を使用することができる。配列は、第1のカンチレバー型モジュール式単位操作部及び第2のカンチレバー型モジュール式単位操作部を含む。第1のモジュール式単位操作部は、荷重発生装置と;オペレーター側と;オペレーター側の反対側の駆動側と;上流側と;上流側の反対側の下流側と;コンバータに接合可能な下側と;を有する第1の荷重支持部を含む。第1のカンチレバー型モジュール式単位操作部は、第1の荷重支持部のオペレーター側に接合される第1の変換部であって、ウェブに第1の変換を付与することが可能なツーリングを含む、1の変換部と、第1の荷重支持部の駆動側に接合される第1の駆動部と、を更に含み、第1の駆動部は、ベルト及びプーリを用いずに接合される。第1の変換部及び第1の駆動部は、第1の荷重支持部からカンチレバーのように一端が突出している。第2のカンチレバー型モジュール式単位操作部は、荷重発生装置と;オペレーター側と;オペレーター側の反対側の駆動側と;上流側と;上流側の反対側の下流側と;コンバータに接合可能な下側と;を有する第2の荷重支持部を含む。第2のカンチレバー型モジュール式単位操作部は、第2の荷重支持部のオペレーター側に接合される第2の変換部であって、ウェブに第2の変換を付与することが可能なツーリングを含む、第2の変換部と、第2の荷重支持部の駆動側に接合される第2の駆動部と、を更に含み、第2の駆動部は、ベルト及びプーリを用いずに接合される。第2の変換部及び第2の駆動部は、第2の荷重支持部からカンチレバーのように一端が突出し、第2の変換は第1の変換と異なる。第1のカンチレバー型モジュール式単位操作部の下流側は、第2のカンチレバー型モジュール式単位操作部の上流側と近接結合され、第1及び第2のカンチレバー型モジュール式単位操作部は、コンバータ上で再構成可能である。
一部の実施形態では、配列は、Z方向のスペーサーを更に含む。一部の実施形態では、第1の変換部のツーリングは第1のロールを含み、第2の変換部のツーリングは第2のロールを含み、第1のロールと第2のロールとは近接結合される。一部の実施形態では、第1及び第2のモジュール式単位操作部は積層可能である。
一部の実施形態では、吸収性物品を製造する方法は、ウェブを提供する工程と:第1のカンチレバー型モジュール式単位操作部を提供する工程と;第1の変換をウェブに付与する工程と;を含む。荷重支持部を有する第1のカンチレバー型モジュール式単位操は、荷重発生装置と;オペレーター側と;オペレーター側の反対側の駆動側と;上流側と;上流側の反対側の下流側と;コンバータに接合可能な下側と;を有する。荷重支持部のオペレーター側に接合される変換部を更に有する第1のカンチレバー型モジュール式単位は、ウェブに変換を付与することが可能なツーリングと、荷重支持部の駆動側に接合される駆動部と、を有し、駆動部は、ベルト及びプーリを用いずに接合される。変換部及び駆動部は、荷重支持部からカンチレバーのように一端が突出している。
一部の実施形態において、機械方向の長さ及び横断方向の幅、電源、制御部、及び情報システムバックボーンを含むフレキシブルマウントコンバータは、交流、直流、又はその両方を供給することが可能な1つ以上の電力供給部と;空圧、リレー、固体リレー、論理コントローラ、装置、マンマシンインターフェース、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される1つ以上の制御部と;パラメーターレシピ負荷、マンマシンインターフェース、監視制御及びデータ取得システム、ラインイベントデータシステム、タイムスタンプされたタグデータ、チャートレコーダー、スコープメーター、データ収集装置、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される、コンバータに情報を格納し、コンバータから情報を取得するか、又はコンバータに情報を与えるための方法と、を含む。バックボーンは、水平レールマウントシステムを有するパークベンチ装置、パークベンチ装置に着脱可能に取り付け可能なモジュール式単位操作部、完全アクセスガード、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、コンバータの1つ以上の構成要素とプラグアンドプレイ方式で物理的に統合される。一部の実施形態では、コンバータは、周囲を取り囲むフレームを有する完全アクセスガードを含み、バックボーンは、周囲を取り囲むフレームの上に配置される1つ以上のパネルを含む。一部の実施形態では、バックボーンは、空圧、真空、センサー、ヒーター、冷却、モーター/サーボ駆動部、デジタル比例弁、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される1つ以上のプラグアンドプレイ要素を更に含む。一部の実施形態では、バックボーンは、PackML規格で設計されたソフトウェアを更に含む。一部の実施形態では、バックボーンは、データ入力及び/又はデータ出力ポートを更に含む。一部の実施形態では、バックボーンは、視覚システム、検査、及びデータ収集能力を更に含む。一部の実施形態では、バックボーンは、空圧クイックコネクト弁結合システムを更に含む。一部の実施形態では、空圧クイックコネクト弁システムは、コンバータの長さに沿って複数のアクセスポイントを与える。
機械方向、横断方向、駆動側、オペレーター側、上面、左端、及び右端を有するフレキシブルマウントコンバータは、完全アクセスガードシステムを含むことができる。完全アクセスガードシステムは、周囲を取り囲むフレームと;コンバータのオペレーター側に沿って概ね地表の高さの機械方向に配置された水平軌道と;上部及び下部を有する一連の折り畳み式ガードドアであって、上部が、周囲を取り囲むフレームに接合され、下部が水平軌道に接合され、折り畳み式ガードドアはコンバータの左端又は右端に向かってスライドすることが可能である、一連の折り畳み式ガードドアと;周囲を取り囲むフレームの上に配置される1つ以上の駆動パネルと;を有し得る。コンバータは、オペレーター側及び駆動側の両方からアクセスすることができ、コンバータは吸収性物品の様々な構成要素を製造し、かつ/又は組み立てることが可能である。一部の実施形態では、フレキシブルマウントコンバータは、オペレーター側、駆動側、上面、下面、左端、右端、又はこれらの組み合わせからなる群から選択されるフレキシブルマウントコンバータの側面上に配置される更なるガードを有することができる。一部の実施形態では、完全アクセスガードシステムは更に、コンバータの駆動側に沿って概ね地表の高さの機械方向に配置された第2の水平軌道と;上部及び下部を有する第2の一連の折り畳み式ガードドアであって、上部が、周囲を取り囲むフレームに接合され、下部が第2の水平軌道に接合され、第2の折り畳み式ガードドアは、コンバータの左端又は右端に向かってスライドすることが可能である、折り畳み式ガードドアと;を有し得る。一部の実施形態では、完全アクセスガードシステムは、周囲を取り囲むフレームの上に配置された電気パネルを更に含む。一部の実施形態では、完全アクセスガードシステムは、キーレスガードドアスイッチを更に含む。一部の実施形態では、完全アクセスガードシステムは、フレキシブルマウントコンバータの上面上の透明なポリカーボネートガードを更に含む。一部の実施形態では、完全アクセスガードシステムは、イーサネットを介してフレキシブルマウントコンバータを制御するためのバーチャルプログラマブル論理コントローラを更に含む。一部の実施形態では、コンバータの左端と右端との間に垂直ポストが存在しない。
本明細書で開示する寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳密に限られるとして理解されるべきではない。むしろ、特に断らないかぎり、それぞれのかかる寸法は、記載される値とその値の周辺の機能的に同等の範囲との両方を意味するものとする。例えば、「40mm」として開示される寸法は、「約40mm」を意味するものとする。
あらゆる相互参照、又は関連特許若しくは関連出願を含む、本明細書に引用される全ての文献は、明確に除外ないしは別の方法で限定されないかぎり、参照によりその全体が本明細書中に組み込まれる。いかなる文献の引用も、本明細書中で開示又は特許請求される任意の発明に対する先行技術であるとはみなされず、あるいはそれを単独で又は他の任意の参考文献(単数又は複数)と組み合わせたときに、そのような発明すべてを教示、示唆、又は開示するとはみなされない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照することによって組み込まれた文書内の同じ用語の意味又は定義と競合する程度に、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
本発明の特定の実施形態を例示及び説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに、他の様々な変更及び修正を行うことができることは当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内に含まれるそのような全ての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲にて網羅することを意図したものである。
Claims (15)
- デュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータであって、
第1のスキッドであって、
複数のモジュール式単位操作部であって、前記複数のモジュール式単位操作部の各モジュール式単位操作部は、基材を少なくとも部分的に修正することができ、前記複数のモジュール式単位操作部は、前記基材を全体的に修正して前記吸収性物品を形成する、複数のモジュール式単位操作部、を特徴とする、第1のスキッドと、
第2のスキッドであって、
前記第1のスキッド内に配設された前記複数のモジュール式単位操作部のそれぞれのモジュール式単位操作部と協働関連するための少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置であって、前記少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置は、電力供給部、制御部、情報システム、真空機構、空圧機構、これらの組み合わせ等からなる群から選択され、前記少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置は、前記第2のスキッドに対して定位置に配置されている、少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置、を特徴とする、第2のスキッドと、を特徴とし、
前記第2のスキッドが前記第1のスキッドと少なくとも部分的に接触係合して配設されることを更に特徴とし、
前記第2のスキッド内に配設された前記少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置が、前記第1及び第2のスキッドを介して、前記第1のスキッド内に配設された前記複数のモジュール式単位操作部の前記それぞれのモジュール式単位操作部と協働連係していることを更に特徴とする、デュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。 - 前記複数のモジュール式単位操作部の前記モジュール式単位操作部のそれぞれが、水平マウントシステムに着脱自在に取り付けられ、前記水平マウントシステムが、前記第1のスキッドに固定可能に取り付けられることを更に特徴とする、請求項1に記載のデュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。
- 前記水平レールマウントシステムが長手方向軸線を更に特徴とし、前記水平レールマウントシステムが、その表面に配置された複数の「T」スロットを更に特徴とし、前記複数の「T」スロットが、前記水平レールマウントシステムの前記表面に沿って前記長手方向軸線に平行に延在し、前記複数のモジュール式単位操作部の各モジュール式単位操作部は、前記複数の「T」スロットのそれぞれの少なくとも1つの「T」スロット内の前記水平レールマウントシステムに連結可能に係合可能である、ことを更に特徴とする、請求項2に記載のデュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。
- 前記複数のモジュール式単位操作部のうちの隣接するモジュール式単位操作部が近接結合されていることを更に特徴とする、請求項1に記載のデュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。
- 前記第1のスキッドの長さが約5m又はそれよりも短いことを更に特徴とし、前記第1のスキッドが、前記複数のモジュール式単位操作部のうちの少なくとも8つの前記モジュール式単位操作部を収容することを更に特徴とする、請求項1に記載のデュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。
- 前記少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置がプラグアンドプレイ要素によって更に特徴付けられている、ことを更に特徴とする、請求項1に記載のデュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。
- 前記複数のモジュール式単位操作部のそれぞれが、カンチレバー型モジュール式単位操作部、非カンチレバー型モジュール式単位操作部、又はこれらの組み合わせからなる群から選択されることを更に特徴とする、請求項1に記載のデュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。
- 前記第2のスキッドが連結アセンブリを更に特徴とし、前記連結アセンブリは、前記第2のスキッド内に配設された前記少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置と、前記第1内に配設された前記複数のモジュール式単位操作部の前記それぞれのモジュール式単位操作部と、の間に、連係可能な係合を提供する、ことを更に特徴とする、請求項1に記載のデュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。
- デュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータであって、
第1のスキッドであって、
複数のモジュール式単位操作部であって、前記複数のモジュール式単位操作部の各モジュール式単位操作部は、基材を少なくとも部分的に修正することができ、前記複数のモジュール式単位操作部は、前記基材を全体的に修正して前記吸収性物品を形成する、複数のモジュール式単位操作部、を特徴とする、第1のスキッドと、
第2のスキッドであって、
前記第1のスキッド内に配設された前記複数のモジュール式単位操作部のそれぞれのモジュール式単位操作部と協働関連するための少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置であって、前記少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置は、電力供給部、制御部、情報システム、真空機構、空圧機構、これらの組み合わせ等からなる群から選択され、前記少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置は、前記第2のスキッドに対して定位置に配置されている、少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置、を特徴とする、第2のスキッドと、を特徴とし、
前記第2のスキッドが前記第1のスキッドに近接して配設されることを更に特徴とし、
前記第2のスキッド内に配設された前記少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置が、前記第1及び第2のスキッドを介して、前記第1のスキッド内に配設された前記複数のモジュール式単位操作部の前記それぞれのモジュール式単位操作部と協働連係していることを更に特徴とする、デュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。 - 前記複数のモジュール式単位操作部の前記モジュール式単位操作部のそれぞれが、水平レールマウントシステムに着脱自在に取り付けられ、前記水平レールマウントシステムが、前記第1のスキッドに固定可能に取り付けられることを更に特徴とする、請求項9に記載のデュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。
- 前記複数のモジュール式単位操作部のうちの隣接するモジュール式単位操作部が近接結合されていることを更に特徴とする、請求項9に記載のデュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。
- 前記第1のスキッドの長さが約5m又はそれよりも短いことを更に特徴とし、前記第1のスキッドが、前記複数のモジュール式単位操作部のうちの少なくとも8つの前記モジュール式単位操作部を収容することを更に特徴とする、請求項9に記載のデュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。
- 前記少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置がプラグアンドプレイ要素によって更に特徴付けられている、ことを更に特徴とする、請求項9に記載のデュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。
- 前記第2のスキッドが連結アセンブリを更に特徴とし、前記連結アセンブリは、前記第2のスキッド内に配設された前記少なくとも1つのモジュール式単位操作イネーブリング装置と、前記第1内に配設された前記複数のモジュール式単位操作部の前記それぞれのモジュール式単位操作部との間に、連係可能な係合を提供する、ことを更に特徴とする、請求項9に記載のデュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。
- スカブプレート、バリアプレート、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される複数のプレートを特徴とするバーチャルミラープレートであって、前記第1のスキッドに着脱自在に取り付けられる、バーチャルミラープレート、を更に特徴とする、請求項9に記載のデュアルスキッド組立型吸収性物品コンバータ。
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