JP5199247B2 - シールレスバンド掛機用顎部 - Google Patents

Description

本発明は、シールレスな圧接部分を形成するシールレスバンド掛機に用いられる顎部に関する。更に詳細には、本発明は、シールレスな圧接部分を形成する一体型顎部に関する。

バンド掛機が広く用いられている。一般に、バンド掛機は、金属（鋼）またはプラスチックのバンド掛けに用いるために設計される。使用に当たって、バンドは、荷物周りに巻かれ、引っ張られ、そのバンド自体にシールされる。金属バンド掛けに使用する場合、シール部は、バンド周りに配置された別個のシールを用いることによって形成され、バンドの重なる部分に圧接される。また、このシール部は、穿孔部とバンド掛機顎部との間にバンド材料の一部を重ねて把持し、バンド同士を連結するためにこのバンド材料重複部の上側部分と下側部分をそれぞれ切除することによって形成される。このようなシールをシールレス圧接という。

この動作は、バンドに更に強度を与える係止動作を生み出し、バンドの張力が維持される。顎部の形状には高度な設計が施されており、変更には適していない。この顎部には、設計の性質上、きわめて高い変動応力がかかり、その結果、剪断断面での最大引張応力が剪断降伏強度の半分を超えた場合には、疲れ破損が発生することがある。応力が降伏強度の半分以下である場合には、計り知れない強度を発揮する。

穿孔部と顎部構造体との接合部分の裂け目によって顎部の破損が発生することがある。また、この破損は、接合部に局部的に高い応力がかかることによって発生することがある。この問題に対処するために、接合部の材料を補強する（例えば、顎部を厚くする）ことによって、顎部が破損する可能性をなくすか、少なくすることができると考えられてきた。この補強によって顎部の寿命が延びる一方、別の望ましくない特徴を呈するようになる。すなわち、顎部が大きくかつ重くなり、バンドを顎部領域内に移動させるとともにシール作業中にバンドを留めておく空間が小さくなる。

もう１つの対処法として、２つの異なる材料を（１つを座面、例えば、穿孔部、１つを本体に）用いることによって摩耗性能を向上させることを見込んだツーピース設計を用いてきた。このような設計は、最大負荷を受ける剪断断面領域を小さくし、このため、疲労寿命が減少する。

公知の穿孔部、例えば、座面は、チャン(Cheung)らによる米国特許第６５５４０３０号明細書に示すようなものである。固定穿孔部および可動穿孔部はそれぞれ、複数の穿孔部ヘッドを含む。穿孔部は顎部に締結具によって取り付けられ、交換、修理またはメンテナンスのために穿孔部を取り外すことができる。この設計の欠点の１つは、座面（穿孔部）が顎部構造体にボルトなどの締結具を用いて取り付けられていることである。また、穿孔部を顎部構造体に固定するために形成された孔または穴は、破損しやすい領域を生み出す。

米国特許第６５５４０３０号明細書

このため、顎部が負荷を受けても破損せず、シール用顎部において穿孔部と、その周囲にバンドを配置する十分な空間を提供する顎部シール装置が必要とされている。

連結部を形成する本体部と、フック部と、基部とを有する顎部要素をシールレスバンド掛機用顎部が具備する。このフック部は脚部に直交して延びる。

この連結部はフック部に隣接し、フック部は基部に隣接する。連結部、フック部および基部は、一体成形材料から形成される。

顎部要素は、複数の穿孔部、望ましくは３つの穿孔部（３つの山部と、それぞれの間の２つの谷部）を含み、この穿孔部は、接合部を形成する基部から上方に延びる。各穿孔部は、山部と、この山部と隣接する穿孔部の山部との間の谷部とによって形成される。穿孔部と基部との接合部は、除肉領域として形成される。

この除肉領域は、穿孔部と基部との間の第１移行部と、基部と支持脚部との間の第２移行部とを形成する。第１と第２の移行部は、滑らかな曲面を有するとともに、除肉領域を形成するように形成される。この移行部は、顎部の長手方向に平行に形成される。

この顎部では、除肉領域は、それぞれの隣接する山部から谷部の底までを測定したときの谷部の深さにほぼ等しいか、それよりも大きい深さを有する。この顎部は、山部がほぼ等しい高さを有し、谷部がほぼ等しい深さを有するように構成してもよい。

本発明のこのような特徴および利点とこのほかの特徴および利点は、下記の詳細な説明と添付請求の範囲から明らかになる。

一部が本発明の原理にしたがって形成された顎部組立体の正面図であって、顎部組立体が僅かに上向きの角度で示される図である。 図１の顎部組立体の側面図である。 顎部組立体の正面斜視図である。 顎部組立体の側面図である。 図３に示す顎部に類似する本発明の顎部の別の斜視図である。 顎部の穿孔部（山部および谷部）と基部との関係を示す正面図である。

本発明の利益および利点は、下記の詳細な説明と添付図面を検討すると、当業者には更に容易に明らかになろう。

本発明はさまざまな形態で実施可能であるが、ここで開示した実施例は、発明の例示であり、図示の特定の実施例に発明を限定するものではないという理解のもと、図面および以下の説明では、現在の好ましい実施例を示す。

なお、本明細書のこの節が「発明の詳細な説明」となっているのは、米国特許局の要求によるものであり、本明細書に開示された主題を限定することを暗示するものでも、推定させるものでもない。

図面を参照すると、本発明の原理を具体化する起伏領域１２を有する顎部組立体１０が示される。顎部組立体１０は、連結部１６（バンド掛機（図示しない）に動作可能に接続される）と、連結部または脚部１６に概ね直交して延びるフック部１８と、基部２０とを有する本体１４を含む。フック１８は、向かい合うフック部（図示しない）に向かって横方向に延びる。

顎部１０のバンドに接触し、バンドを穿孔（変形または切断）する部分である穿孔部２２は、基部２０上に形成され、基部２０から上方に延びる。この穿孔部は、山部２６と谷部２８とによって形成される。組立体１０は、切れ目のない単一の部材である。即ち、別個の穿孔部を取り付けて用いる公知の顎部とは異なり、この顎部組立体１０は、顎部１０の一部として形成された穿孔部２２を有する単一の顎部材を用いる。これにより、顎部構造体に（ネジまたはボルトを取り付けるための）穴または孔を設ける必要がなくなり、顎部が脆弱になることもない。

図４に最もよくみられるように、穿孔部２２と基部２０との接合部（符号２４で示す）は、反直感的な方法で形成される。接合部２４は、材料を積み重ねるというよりは取り除くことによって形成され、穿孔部２２から基部２０に至る移行部および基部２０から支持脚部１６に至る移行部は、比較的大きな半径を有して形成され、これにより、除肉領域４０、４２がそれぞれ形成される。

上記のように、穿孔部２２は、歯によく似ている隆起部または山部２６（バンドに最初に接触する）と、隆起部２６の間の底部または谷部２８とによって形成される。底部２８は、顎部Ａ10の長手方向に直交して延び、山部２６同士を実質的に分離する。図示の実施例では、３つの山部２６ａ、２６ｂ、２６ｃがある。山部２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、移行領域３０でフック部１８から分かれる。移行領域３０は、顎部１０のＡ10の方向に平行に延びるとともに底部２８に直交して延びる。穿孔部の面（例えば、面２２ａ、２２ｂ）は、山部２６から底部２８に向かって後方にわずかに傾けられ、突起または隆起した前面を形成する（符号２３にて示すように）。

この顎部１０には、高合金鋼、例えば、６２ＲＣを超える硬度に熱処理されたＤ２鋼またはＤＣ５３鋼などの高疲労強度化材料で作成された一体型本体が含まれる。図３、４を参照すると、顎部１０は、最大可能強度を有する金属断面（図５の符号３２にて示す）を含み、この断面は、剪断応力が最も高く、疲労に起因する障害が発生する剪断面に沿う。この特徴は、断面に沿う有効剪断応力を削減する。

バンド掛け面２２（穿孔部）は、バンド強度に影響を与え、山部２６および谷部２８によって形成される。山部２６および谷部２８において符号３４で示す滑らかな曲面が背面３６に半径Ｒを伴って連なり、この半径Ｒは、このような形状の特徴を継目なく融合させる。この顎部１０では、隅肉領域の表面に圧縮応力を確立するために、サンドブラストまたはショットブラスト工程が用いられる。これにより、疲労寿命が延びる。

剪断断面で静的応力が最小になることを確実にするために、逃げ溝の深さｄ３８は、山部−谷部の高さｈ２６と一致していることが望ましい。これは、断面３２を細くすることによって達成される。この表面上で応力が上昇することのないように、逃げ溝の深さｄ３８は、山部―谷部高さより大きいか、ほぼ等しい。すなわち、符号３４での半径は、（応力を軽減し）顎部１０の破損を防ぐために、深さｄ３８が谷部２８の深さｄ２８にほぼ等しくなるように形成され、同時に、強度を与えるための十分な材料を保持する。山部２６と背面３６との接合部分に最大の応力がかかる。（山部２６と背面３６とが）点で接合することを避け、線で接合するようにすることにより（符号４０参照）、最大応力領域は除去される。

この顎部は、例えば、イリノイ州グレンビューのＩＴＷシグノード社から現在入手できるＭ４００バンド掛機に使用できる。

本明細書で引用した特許はすべて、明確に記載されているかどうかに関わらず、その番号を記載することによって本明細書に組み入れるものである。

本明細書の開示では、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は単数と複数の両方を含むものとする。逆に、複数の部品に対する言及は、適切な場合には、単数を含むものとする。

これまでの記載から、本発明の新規概念の精神および範囲を逸脱することなく、多数の変更が可能であることが理解されよう。図示した特定の実施例は、限定を目的とするものでも暗示するものでもない。この開示内容は、本発明の範囲内にある変更のすべてに及ぶものである。

１０ 顎部組立体
１２ 起伏領域
１４ 本体１４
１６ 連結部または脚部
１８ フック部
２０ 基部
２２ 穿孔部
２４ 接合部
２６ 山部または隆起部
２８ 谷部または底部
３０ 移行領域
３４ 曲面
３６ 背面
４０ 除肉領域
４２ 除肉領域

Claims (8)

1. 連結部と、フック部と、基部と、複数の穿孔部とを形成する本体を有する顎部要素を具備するシールレスバンド掛機用の一体の顎部であって、
   前記フック部は前記連結部に対して横断方向に延び、
   前記連結部は、前記フック部の部分として前記フック部に一体に形成されており、
   前記フック部は、前記基部の部分として前記基部に一体に形成されており、
   前記連結部、前記フック部、前記基部、及び前記複数の穿孔部が単一片の材料から一体に形成されており、
   前記複数の穿孔部が前記基部と一体に形成されて前記基部から上方に延びて、前記穿孔部と前記基部との接合部が形成され、
   各穿孔部は、山部と、該山部と隣接する該穿孔部の山部との間の谷部とによって形成されており、
   前記穿孔部と前記基部との接合部は、除肉領域として形成されており、
   前記除肉領域は、前記穿孔部と前記基部との間の第１移行部と、前記基部と前記連結部との間の第２移行部とを形成し、
   前記第１移行部と前記第２移行部の各々は、滑らかな曲面を有し、前記除肉領域を形成するように形成され、且つ前記顎部の長手方向に平行に形成され、
   前記除肉領域は、前記谷部に隣接するそれぞれの山部から谷部の底まで測定された谷部の深さよりも大きい深さを有している、シールレスバンド掛機用の一体の顎部。
2. ３つの山部と２つの谷部とによって形成される３つの穿孔部を含み、各谷部は隣接する山部と山部との間にある請求項１に記載の顎部。
3. 前記山部は、ほぼ等しい高さを有する請求項２に記載の顎部。
4. 前記谷部は、ほぼ等しい深さを有する請求項２に記載の顎部。
5. 連結部と、フック部と、基部と、複数の穿孔部とを形成する本体を有する顎部要素を具備するシールレスバンド掛機用の一体の顎部であって、
   前記フック部は前記連結部に対して横断方向に延び、
   前記連結部は、前記フック部の部分として前記フック部に一体に形成されており、
   前記フック部は、前記基部の部分として前記基部に一体に形成されており、
   前記連結部、前記フック部、前記基部、及び前記複数の穿孔部が単一片の材料から一体に形成されており、
   前記複数の穿孔部が前記基部と一体に形成されて前記基部から上方に延びて、前記穿孔部と前記基部との接合部が形成され、
   各穿孔部は、山部と、該山部と隣接する該穿孔部の山部との間の谷部とによって形成されており、
   前記穿孔部と前記基部との間及び前記基部と連結部との間に滑らかな曲面を有する移行部が形成され、前記移行部は滑らかな曲面を有しかつ除肉領域を形成するように形成されており、
   前記移行部は前記顎部の長手方向に平行に形成され、
   前記除肉領域は、前記谷部に隣接するそれぞれの山部から谷部の底まで測定された谷部の深さよりも大きい深さを有している、シールレスバンド掛機用の一体の顎部。
6. ３つの山部と２つの谷部とによって形成される３つの穿孔部を含み、各谷部は隣接する山部と山部との間にある請求項５に記載の顎部。
7. 前記山部は、ほぼ等しい高さを有する請求項６に記載の顎部。
8. 前記谷部は、ほぼ等しい深さを有する請求項６に記載の顎部。

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