JP4350804B2 - 平坦な素材をコンパクト化し、巻く方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙幣などの平坦な素材をコンパクト化し、巻く方法および装置に関する。特に、本発明は平坦な素材にひだをつけて巻いた形状に巻き、巻かれた素材を関連容器に入れる方法および装置に関する。
ソフトドリンク製造業者は長年、宣伝キャンペーンを利用している。一タイプの宣伝キャンペーンは、購入者に現金、つまり紙幣、または金銭や商品または現金割引と引き換え可能なクーポンの形態で「スピード賞品」を提供する。このようなスピード賞品の宣伝キャンペーンでは、紙幣またはクーポンをソフトドリンクの容器に入れることが非常に望ましい。
しかし、スピード賞品のゲーム片をソフトドリンクの容器に入れる場合は、注意しなければならない。第一に、容器にある量のソフトドリンクも入る場合、ゲーム片は汚染を防止するため、ソフトドリンクから隔離しなければならない。また、宣伝キャンペーンが任意の容器のみゲーム片を含むよう設計されている場合、賞品を含む容器が賞品を含まない容器と外側から識別できない。さらに、賞品を含むか賞品を含まないかにかかわらず、容器は容器を勝手に開封して不正にゲーム片を取得するのを思いとどまらせるか、防止するため、盗み取りよけでなければならない。
ソフトドリンク容器の公知の一タイプは、缶の内側に賞品が入る区画を有する典型的なソフトドリンク缶を含んでいる。このような容器は購入者に「スピード賞品」のゲーム片を提供するが、これは必然的に、さもなくばソフトドリンクが入るであろう容器容積の大きい部分を占有してしまう。さらに、このようなスピード賞品の容器では、容器にソフトドリンクとゲーム片との両方が入る場合、ゲーム片は、ソフトドリンクの完全性を保持するために、飲料から完全に隔離しなければならない。
また、既知の賞品含有容器は、重量差、バランスなどにより、他の賞品非含有容器から区別できることがある。このような容器は、特殊な、または追加の生産設備や製造技術を必要とすることもあり、したがって瓶詰めプロセスの費用が大幅に増加する。
スピード賞品片を提供する他の方法には、容器のふたに挿入することがある。このような挿入物には、容器を開けた後にふたから外すことができる印刷されたふたライナーなどの例がある。しかし、購入者に即座に現金の賞品を提供するよう、１ドルおよび５ドル紙幣などの紙幣を容器に入れることが、より望ましい。
したがって、紙幣、クーポンなどの宣伝用のゲーム片をコンパクト化して巻き、巻かれたゲーム片をソフトドリンク容器のふたに入れる方法および装置に対するニーズが、引き続きある。このような方法および装置は、ソフトドリンクから隔離されたゲーム片を提供し、ソフトドリンクを入れる容器の容積に悪影響があったとしても、それが最小限になることが好ましい。このような方法および装置は、賞品非含有容器と区別できないような容器に入れることができるゲーム片を理想的に提供する。
紙幣を関連したふたの空所に入れるため、紙幣を平坦な状態からコンパクトで概ね丸い、つまり巻かれた形状にコンパクト化する方法は、紙幣をほぼ平坦な状態で提供し、紙幣に第１方向にひだを入れて、一連のほぼ同様のひだを設ける。第１ひだと最終ひだがほぼ同じサイズで、ほぼ同じ方向を向いた紙幣になるよう、紙幣はひだを入れられることが好ましい。
ひだを入れられた紙幣はひだを定着させるために折り畳まれ圧縮されコンパクト化される。ひだを入れられてコンパクト化された紙幣は、少なくとも部分的に、例えば概ね円形形状に巻かれ、ふたの空所に入れられる。
好ましい方法では、一対の歯車の噛み合う歯の間に紙幣を案内して、紙幣にひだが入れられる。紙幣は、ひだが入れられた紙幣を吸引することにより、ひだが折り畳まれてコンパクト化されることができる。コンパクト化ステップは、さらに、圧縮プラテンおよび圧縮ラムで、ひだが入れられた紙幣を圧縮するステップを含んでもよい。
紙幣は、コンパクト化された紙幣を受けるようになっている把持手段で巻かれ、さらにコンパクト化された紙幣に対して把持手段を回転させて、紙幣を所定の形状に巻くようになっている。好ましい方法では、紙幣は概ねＳ字形に巻かれ、空所に入れられる。
紙幣をコンパクト化して巻き、巻かれた紙幣をふたの空所に入れる装置は、紙幣に所定の形状でひだを入れるひだ入れステーションと、ひだが入れられた紙幣をコンパクトな状態に圧縮する圧縮ステーションとを含む。圧縮ステーションは、紙幣のひだの定着を促進する。
装置は、ひだが入れられてコンパクト化された紙幣と係合し、さらに紙幣を概ね円形の方向に巻くようになっている巻き部材を有する巻きステーションを含む。巻かれた紙幣は、巻かれた紙幣を関連のふたの空所に入れるようになっている放出区域に移動される。
装置は、紙幣にひだを入れるための歯を有する一対の噛み合った歯車を含んでもよい。装置の一つの実施形態では、コンパクト化ステーションは、これと流れが通じる真空マニホルドを有する真空室を含む。室は真空になるよう構成され、ひだが入れられた紙幣を受け取り、それを吸引して紙幣を折り畳みコンパクト化するようになっている。好ましい実施形態では、真空室は、コンパクト化された状態の紙幣の高さと同一になるよう調節可能な可変断面積のスロートを形成する。
圧縮ステーションは、ひだが入れられた紙幣を間に入れて圧縮し、ひだを定着させる圧縮プラテンおよびラムを有するコンパクト化ステーションを含んでもよい。
好ましい実施形態では、巻きステーションは紙幣を所定の概ね丸い形状に巻く手段を含む。紙幣は、紙幣を保持するようになっている一対のピン間に把持され、ピンが紙幣に対して回転されて巻かれた形状にされる。
本発明のその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明、添付の図面および請求の範囲から明白になる。
図１は、本発明の原理を実現する、平坦な素材をコンパクト化し、巻く装置の実施形態の前面図である。
図２は、図１の線２−２から見た図１の平坦な素材をコンパクト化し、巻く装置の上面図である。
図３は、コンパクト化方法の最中にある紙幣の様々な段階を右から左に示す。例証的な１ドル紙幣のグラフ図である。
図４は、図３に対応する方法で、概ね図３の紙幣にひだを入れ、コンパクト化し、巻く様子を示す、図１のコンパクト化および巻き装置の部分断面図である。
図５は、紙幣がコンパクトな状態で入っている、図１の装置の巻きステーションの部分断面図である。
図６は、図５と同様に、紙幣が巻かれた状態で関連のふたの空所に挿入されている、図１の装置の巻きステーションの部分断面図である。
本発明は、様々な形状の実施形態が可能であるが、本明細書の開示は本発明の例証と見なされ、図示された特定の実施形態に本発明を限定するものではないことを承知して、現在好ましい実施形態を以下で図示し、説明する。
図３ｄは、本発明の原理に従ってコンパクト化され、巻かれた例証的な１ドル紙幣１０ｄを示す。紙幣１０は、宣伝用ゲーム片として使用できる紙、プラスチック、コート紙などの任意の平坦な素材の例証であり、このような平坦な素材は全て本発明の精神および範囲に入ることを理解されたい。
紙幣１０ａは、図３ａに示すように、平坦な状態で導入される。紙幣１０ａは第１方向にひだを入れられ、図３ｂに示すように、ほぼ同様の一連のひだＰまたは波形が設けられる。好ましい方法では、紙幣１０ｂは同様のサイズで同じ方向を向く第１および最終ひだＰ_f、Ｐ_rを有する。図示のひだ入り紙幣１０ｂでは、第１および最終ひだＰ_f、Ｐ_rは下向きであり、第１および最終ひだＰ_f、Ｐ_lはひだ全長の約３／４の長さを有する。
次に、紙幣１０ｂがひだＰの方向にコンパクト化される。その結果、コンパクト化された紙幣１０ｃが図３ｃに示される。現在の方法では、コンパクト化は、ひだ入り紙幣１０ｂを吸引し、圧縮することによって実行される。図示のコンパクト化ステップは、例えば圧縮プラテンなどで紙幣を圧縮するステップを含む。圧縮ステップは、図３ｃに示すように、紙幣１０ｃのひだＰを定着させる。圧縮された状態で、紙幣１０ｃは棒状の形を有する。
次にコンパクト化された紙幣１０ｃが巻かれる。紙幣１０ｃは、図３ｄに示すように、概ねＳ字の形状に十分巻かれることが好ましい。これは、把持手段を設けて、その端部間のほぼ中心で紙幣１０ｃを把持し、紙幣１０ｃに対して把持手段を回転することによって実行される。紙幣１０ｃは、その端部またはその近辺で把持され、例えば螺旋形状にされることができ、そのような形状も本発明の精神および範囲に入るものとすることを理解されたい。
図６に示すように、巻かれた紙幣１０ｄは、次に、ふた１６の空所１４に入れられうる。以下で説明するように、巻かれた紙幣１０ｄは、把持手段を回転軸に対して概ね軸方向に変位することによって、ふたの空所１４に入れられうる。
ひだを入れ、コンパクト化され、巻かれ、ふたの空所１４に入れられた紙幣１０ｄは、次にソフトドリンク容器に載せるか、又は入れられる。この形状により、ゲーム片を容器に入れながら、ゲーム片をソフトドリンクから隔離し、その汚染を防止することができる。この配置構成は、ソフトドリンクを含むために確保された容器の容積に悪影響を与えることがあったとしても、それが最小限になるので有利である。
紙幣１０をコンパクト化し、巻く装置２０の実施形態を図１から図２および図４から図６に示す。装置２０は、紙幣１０のコンパクト化および巻きに必要な様様なステーションを支持する枠２２を含む。装置２０は、供給ステーション２４、ひだ入れステーション２６、コンパクト化ステーション２８、巻きステーション３０および放出領域を含む。現在の実施形態では、コンパクト化ステーション２８は、吸引または真空ステーション３４および圧縮ステーション３６を含む。
図示の実施形態では、紙幣１０を様々なステーションに運搬するターンテーブル３８上で、紙幣１０が１つのステーションから次のステーションへと割り出される。ターンテーブル３８は、概ね水平の上部および下部案内プレート４０、４２を含む。案内プレート４０、４２は、紙幣１０をステーション間でしっかり保持し、案内するよう配置される。プレート４０、４２は、真空マニホルド４４を通して導入される真空を用いて、紙幣１０を固定する。プレート４０、４２は、様々なステーションに紙幣１０を容易に案内するよう形成された真空路４６も含む。真空路４６は、真空マニホルド４４と連通している。
紙幣１０または他の平坦な素材は、供給ステーション２４で装置２０に供給される。供給ステーション２４は、紙幣１０を所定の時間および間隔で供給するため、割り出された態様で駆動される。供給ステーション２４は、紙幣１０を供給して所望のひだ形状を設けるため、タイミングつまみ５０を載せた供給ベルトを含む。
紙幣１０がひだ入れステーション２６に供給され、ここで紙幣１０は５２の矢印で図示されるような第１方向にひだを入れられ、一連のほぼ同様のひだＰが設けられる。ひだ入れステーション２６は、噛み合った歯５４ａ〜５４ｎ、５６ａ〜５６ｎを有する一対の歯車を含む。紙幣１０が歯車５４、５６に向けられるにつれて、紙幣１０は所定形状のひだを入れられる。紙幣が歯車５４、５６に供給されて、紙幣がほぼ同じサイズおよび同じ方向の第１および最終ひだＰ_f、Ｐ_rを有するよう、ひだが入れられることが好ましい。標準的な米国の紙幣に合わせて形成された現在の実施形態では、ひだ入り紙幣１０ｂは約１７のひだを含み、第１および最終ひだＰ_f、Ｐ_rがそれぞれ、ひだ全体の長さの約３／４であり、それぞれが装置２０に対して下向きである。
次に、ひだ入り紙幣１０ｂがコンパクトステーション２８でコンパクト化されるか、又は縮小されて、図３ｃに示す形状にされる。現在の実施形態では、コンパクト化ステーション２８は真空または吸引ステーション３４および圧縮ステーション３６を含む。真空ステーション３４では、ひだ入り紙幣１０ｂが折り畳まれ、ひだ入り紙幣の長さが縮小される。圧縮ステーション３６では、ひだＰが紙幣１０に定着させられ、さらに長さが減少される。
真空ステーション３４は、室の上下壁を有する真空室５８を含む。室５８は、真空マニホルド４４と連通している。真空室５８は、室５８を通って真空が形成される基本的に断面積であるスロート６２を形成する。
ひだ入り紙幣１０ｂが室５８に導入されるにつれ、その中に真空が生成され、これがひだ入り紙幣１０ｂをマニホルド４４と通じる端部６４に引き寄せる。紙幣１０が室５８に引き込まれ、第１方向５２に長さが縮小される、つまりコンパクト化されると、紙幣のコンパクト化した高さｈ_c、つまりひだＰに関係なく紙幣１０の絶対高さは、ひだ入り紙幣１０ｂの高さｈ_pより増加する。
増加した紙幣高さｈ_cに対応するため、真空室５８はその頂部に関節連結されたプレート６６を含み、これにより真空室スロート６２の高さを変化させることができる。この配置構成により、真空室スロート６２の高さｈ_tが増加して、増加したコンパクトな紙幣の高さｈ_cに対応することができる。スロートの可変高さｈ_tは、紙幣１０に作用せずに真空を形成できるスロート６２の面積を最小にすることにより、紙幣１０ｂに対する真空の効果を最大にする。スロートの可変高さｈ_tにより、紙幣１０ｂはコンパクト化された結果、紙幣高さｈ_cが増加したためスロート６２が小さすぎて不当な抵抗を受けるようなことなく、真空室５８を横断することもできる。
次に、紙幣１０が圧縮ステーション３６に割当てられ、そこで紙幣１０が圧縮されてひだＰを定着させる。圧縮された紙幣１０ｃが図３ｃに示される。圧縮ステーション３６は、紙幣１０を押しつける圧縮プラテン６８と、紙幣１０の圧縮に使用するラム７０とを含む。図示の実施形態では、圧縮ラム７０は、装置２０の他の部分およびステーションを作動させるのに使用する真空によって起動される。言うまでもなく、装置２０の種々のステーションは、電気、電気機械および空気式駆動システムなどの任意の数の駆動システムで駆動されることができる。
次に、コンパクト化された紙幣１０ｃが、ふたの空所１４に容易に入る形状に巻かれる。このような形状の例は、図３ｄに示す概ねＳ字の形状である。紙幣10をふたの空所１４に入所自在に作るため、螺旋形状などの他の比較的丸い形状も使用されても良い。
装置２０はさらに、ふたの空所１４に入れるよう紙幣１０を形成するため、コンパクト化ステーション２８の後に巻きステーション３０を含む。巻きステーション３０は、例証的なピン・プレート７２と一対の垂下ピン７４ａ、７４ｂなどの紙幣を把持する手段と、巻きノブ７６などの紙幣１０に対して把持手段を回転させる手段とを含む。巻きノブ７６は、シャフト７８によって、作動可能な状態でピン・プレート７２に接続されている。
圧縮された紙幣１０ｃは、巻きステーション３０のピン７４ａ、７４ｂ間に配置される。図示の実施形態では、ピン７４ａ、７４ｂは、端部間のほぼ等距離で、紙幣１０ｃに隣接し、その両側に配置される。次にピン７４ａ、７４ｂを紙幣１０ｃに対して回転して紙幣を巻き、図３ｄに示すほぼＳ字の形状１０ｄを形成する。
次に、巻かれた紙幣１０ｄを、図６に示すようにふた１６の空所１４に入れる。ふた１６は、巻きステーション３０の下に配置された受け器８０内に配置される。ノブとプレートのアセンブリがプランジャーを構成し、これはプレート７２の回転軸に対して軸方向に移動することができ、ばね８２によって受け器８０から離れるよう偏倚されている。紙幣１０ｄを巻くと、ノブ７６は偏倚に対抗して、ふた１６に向かって下に押しやられ、紙幣１０ｄをふたの空所１４に押し込む。
当業者には、本発明の装置２０を図示のようにターンテーブル様の配置構成に構成できることが認識される。様々なステーションの機能を組み合わせるか、分離することができ、ステーションとその作動を部分的または完全に自動化して、より効率的及び/又は高速の操作を実行できることも認識される。このような他の形状および自動化は、本発明の範囲に入るものとする。
以上から、本発明の新規な概念の精神および範囲から逸脱することなく、無数の改造および変形が可能であることが分かる。例証した個々の実施形態に対して制限を設けるものではなく、そうすべきでもないことが理解される。開示は、添付の請求の範囲により、このような改造を全て請求の範囲に入るものとする。

Claims (15)

1. 紙幣をコンパクト化し、巻く方法であって、
   ほぼ平坦な状態で紙幣を提供するステップと、
   前記紙幣を一対の歯車の噛み合う歯の間に向けて、前記紙幣に第１方向にひだを入れ、一連のほぼ同様のひだを設けるステップと、
   前記ひだ入り紙幣をひだを折り畳み圧縮してコンパクト化して、ひだを定着させるステップと、
   前記コンパクト化したひだ入り紙幣を少なくとも部分的に巻くステップと、
   前記巻かれた紙幣をふたの空所内に配置するステップとを含む方法。
2. 前記ひだの折り畳みが、前記ひだ入り紙幣を吸引することによって行われる、請求項１に記載の方法。
3. 前記コンパクト化ステップが、圧縮プラテンで前記ひだ入り紙幣を圧縮するステップを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記巻きステップが、把持手段を設けて、前記コンパクト化された紙幣を受け、前記コンパクト化された紙幣に対して前記把持手段を回転させて前記紙幣を巻くステップを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記巻きステップが、前記紙幣を概ねＳ字形状に巻くステップを含む、請求項１又は４に記載の方法。
6. 前記配置ステップが、前記把持手段を、それが回転する軸に対して軸方向に変位させるステップを含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記ひだ入れステップが、前記紙幣に、第１ひだおよび最終ひだを有する態様にひだを入れ、前記第１および最終ひだがほぼ同じサイズで、同様の方向を向くことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. 紙幣をふたの空所内に配置するために、紙幣をコンパクト化し、巻く装置であって、
   支持枠と、
   紙幣に所定の形状のひだを入れるため、前記支持枠に取り付けられたひだ入れステーションであって、歯が噛み合うように互いに対して配置された一対の歯車を有しており、前記紙幣が前記噛み合う歯の間に向けられて所定形状のひだが入れられる、ひだ入れステーションと、
   前記ひだ入り紙幣をひだを折り畳んで圧縮してコンパクトな状態にする、前記支持枠に取り付けられたコンパクト化ステーションと、
   前記コンパクト化された紙幣と係合し、前記紙幣を概ね円形の方向に巻くようになっている巻き部材を有する、前記支持枠に取り付けられた巻きステーションと、
   前記紙幣を前記巻きステーションから移動させ、前記巻かれた紙幣をふたの空所に配置するようになっている放出領域とを備える装置。
9. 前記コンパクト化ステーションが真空室を有する真空ステーションを含み、前記室が真空マニホルドと連通し、前記真空室に真空を形成するよう構成され、前記真空室が前記ひだ入り紙幣を受けて、前記室内で前記紙幣をひだを折り畳む方向に吸引することにより、前記ひだ入り紙幣をコンパクト化する、請求項８に記載のコンパクト化および巻き装置。
10. 前記真空室が、所定の断面積を有するスロートを形成し、前記スロートが前記面積を変更させる手段を含む、請求項９に記載の紙幣コンパクト化および巻き装置。
11. 前記変更手段が関節連結されたプレートを含む、請求項１０に記載の紙幣コンパクト化および巻き装置。
12. 前記コンパクト化ステーションが、互いに協力して、その間の前記ひだ入り紙幣を圧縮し、前記ひだを定着させるよう構成されている圧縮プラテンと圧縮ラムを有する圧縮ステーションを含む、請求項８に記載の紙幣コンパクト化および巻き装置。
13. 前記巻きステーションが、前記紙幣を把持して、前記紙幣を所定の概ね丸い形状に巻く手段を含む、請求項８に記載の紙幣コンパクト化および巻き装置。
14. 前記把持手段が、前記コンパクト化された紙幣を端部の中間で把持し、さらに前記コンパクト化された紙幣に対して軸を中心に回転して、概ねＳ字の形状に巻く一対のピンを含む、請求項１３に記載の紙幣コンパクト化および巻き装置。
15. 前記巻きステーションの少なくとも一部が、前記巻かれた紙幣をふたに入れるように前記回転軸の軸方向に移動するようになっている、請求項１４に記載の紙幣コンパクト化および巻き装置。

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