JP6166302B2 - 可膨張式構造物を膨張させ、密封する機械、および可膨張式構造物を膨張させる方法 - Google Patents

Description

本発明は一般的に可膨張式包装物などの可膨張式構造物に関し、さらにこれを膨張させる改良された機械および方法に関する。

可膨張式構造物は包装産業の重要な部分を構成している。可膨張式構造物はアイテムを包装するためのクッションとしてよく使用される。これは、アイテムを可膨張式構造物に包装し、包装されたアイテムを輸送用カートン内に配置することによって、または輸送されるべきアイテムと共に、単に１つまたは複数の可膨張式構造物を輸送用カートンの内部に配置することによって行われる。クッションは、輸送中に保護されなければ包装されたアイテムにその全てが伝えられたかもしれない衝撃を吸収することによって、包装されたアイテムを保護し、包装されたアイテムがカートン内で動くことをも制限して、アイテムが損害を受ける可能性をさらに軽減する。

膨張クッション、枕、または他の膨張した構造物を形成するための様々な機械が知られている。膨張クッションを形成する初期の機械はかなり大型、高額、かつ複雑である傾向にあった。最近では、予備形成された可膨張式チャンバを有する可膨張式構造物を使用するより小型で、廉価な膨張機械が開発されるようになった。しかしながら、このような機械の多くは、過剰なノイズを発し、また可膨張式構造物を膨張させるために使用される流体に比較的高い圧力を必要とする。

したがって、比較的静かに作動し、可膨張式構造物を充填するのに比較的低い流体圧力しか使用しない、流体が充填された可膨張式構造物を製造する低コストでありながら信頼性のある機械が当技術分野で未だ求められている。

これらおよび他の利点が、長手方向縁部と、少なくとも２つのシートと、シート同士の間に形成された一連の可膨張式チャンバであり、それぞれが一定量の流体を中に保持する能力があり、膨張中に流体を受け取る開口部を長手方向縁部近傍に有する可膨張式チャンバとを有する可膨張式構造物を膨張させる本明細書で提示される機械によって提供される。このような機械および関連する方法は可膨張式構造物を効果的かつ静かに膨張させることができる。

特に、機械は、可膨張式構造物を長手方向縁部と実質的に平行な機械方向に前進させる駆動部と、可膨張式構造物が機械方向に前進される際に流体を可膨張式チャンバの開口部内に向かわせて、これによって可膨張式チャンバを膨張させるように位置決めされた膨張用ノズルと、可膨張式チャンバが流体によって膨張された後、それらの開口部を密封閉鎖する、膨張用ノズルの近傍に位置付けられた密封装置と、密封される前の可膨張式チャンバの膨張を容易にするために、可膨張式構造物の長手方向縁部に沿って、膨張用ノズルの付近でシート同士を一緒に係合させるように構成されたシート係合装置とを含むことができる。シート係合装置は、流体が長手方向縁部から流出するのを防止することによって流体を可膨張式チャンバ内に向かわせる助けとなることができ、さらに長手方向縁部の長さを収縮させることによって膨張中に可膨張式チャンバへの開口部を開いた状態に保つ助けとなることができる。

シート係合装置は、第１のベルトと対向する第２のベルトとを含むことができ、それぞれが、他方のベルトの歯と互いに噛み合う複数の歯を画定しており、長手方向縁部の寸法を機械方向に縮小している。このような歯は機械方向に対して直角に延在することができる。他の実施形態では、歯は長手方向に延在することができるが、この場合、歯は他方のベルト内の１つまたは複数の長手方向に延在する溝と係合することができる。あるいは、第１のベルトおよび／または対向する第２のベルトは、それぞれの第１の外部表面および第２の外部表面に歯が付いていない状態にすることができる。加えて、シート係合装置は係合体と対向体とをさらに備えることができ、係合体と対向体はそれらの間の第１のベルトと対向する第２のベルトとに係合し、係合体、対向体、および膨張用ノズルが機械方向に重なる。

さらなる実施形態では、シート係合装置は１つまたは複数の係合ローラを備えることができる。次に、係合ローラは、シートの一方の側に位置決めされた第１の複数のローラとシートのその反対側に位置決めされた第２の複数のローラとを備えることができる。１つまたは複数の係合ローラは歯を備えることができ、第１の複数のローラは第２の複数のローラと互いに噛み合い、これによって長手方向縁部の寸法を機械方向に縮小することができる。

機械は、係合アセンブリと対向アセンブリとをさらに含むことができて、それらの間で駆動部が可膨張式構造物を前進させるようにする。対向アセンブリの少なくとも一部分を係合アセンブリから変位距離分変位させるように、開放機構が構成されることができる。開放機構はまた、膨張用ノズルを係合アセンブリから、係合アセンブリと対向アセンブリの変位距離よりも小さな中間変位距離分変位させることもできる。このような変位は、可膨張式構造物の機械内への供給を容易にすることができる。

駆動部は、シート係合装置が、可膨張式構造物を前進させる駆動部と同時に作動するようにシート係合装置に回転可能に結合されることができる。１つのそのような実施形態では、駆動部は伝動ローラなどによって係合ローラに回転可能に結合されることができる。係合ローラは、駆動部が可膨張式構造物を前進させようとする速度とは異なる速度（より低い速度など）で、可膨張式構造物を前進させることができる。加えて、密封装置は密封要素を係合アセンブリ内に含むことができ、少なくとも１つのバックローラを対向アセンブリ内に含むことができる。密封要素は駆動ローラのまわりに巻き付けられることができる抵抗加熱要素を備えることができる。

可膨張式構造物を膨張させる方法も提供される。この方法は、可膨張式構造物を可膨張式構造物の長手方向縁部と実質的に平行な機械方向に前進させることと、１つまたは複数の係合ローラなどでシート同士を一緒に長手方向縁部に沿って係合させることと、流体の流れを膨張用ノズルから可膨張式構造物内の開口部内に向かわせることと、開口部を密封することとを含むことができる。このような方法では、流れを向かわせるステップは、シート同士を係合させるステップ中に起こることができる。

シート同士を係合させるステップに関して、このステップは、可膨張式構造物の長手方向縁部の長さを収縮させることを含むことができる。加えて、長さを収縮させるステップは、複数の歯をそれぞれが画定する第１のベルトと対向する第２のベルトとの間で、および／または第１の複数のローラと第２の複数のローラとの間で、長手方向縁部を係合させることを含むことができる。長さを収縮させるステップは長手方向縁部をエンボス加工することをさらに含むことができる。また、この方法は、可膨張式構造物を前進させるステップが、膨張用ノズルの両側で第１のシートと第２のシートを前進させることを含むように、可膨張式構造物の第１のシートを可膨張式構造物の第２のシートから分離することも追加的に含むことができる。

さらに、膨張した構造物が提供される。膨張した構造物は、少なくとも２つのシートと、エンボス加工された長手方向縁部と、シート同士の間に形成された一連の膨張したチャンバであり、それぞれが一定量の流体を中に保持し、エンボス加工された長手方向縁部の近傍に密封された開口部を有するチャンバとを備えることができる。

以上、本発明について概括的に説明してきたが、ここで添付図面を参照することにする。添付図面は必ずしも一定の縮尺で描かれていない。

第１のおよび第２の開放機構と複数の歯を有する第１のベルトおよび対向する第２のベルトとを備えた係合アセンブリと対向アセンブリを備える、可膨張式構造物を膨張させ、密封する機械の実施形態の斜視図である。 動作中の図１の機械の実施形態の上面図である。 単一の開放機構と複数の歯を有する第１のベルトおよび対向する第２のベルトとを備えた係合アセンブリと対向アセンブリを備える、可膨張式構造物を膨張させ、密封する機械であり、係合アセンブリと対向アセンブリが動作位置にある機械の実施形態の正面図である。 係合アセンブリと対向アセンブリが、それらの間への可膨張式構造物の挿入を容易にする位置にある、図３の機械の実施形態を示す図である。 図１から図４の可膨張式構造物を膨張させ、密封する機械の実施形態によって製造されることのできる、エンボス加工された長手方向縁部を有する膨張した構造物の実施形態の上面図である。 シート係合装置は係合ローラを備える、可膨張式構造物を膨張させ、密封する機械の別の実施形態の斜視図である。

本発明は、次に、本発明の全てではないがいくつかの実施形態が示される添付図面を参照して以下により完全に説明される。実際、本発明は、多くの異なった形態で具体化することができ、本明細書に明記される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要求事項を満たすように提供される。全体を通して同様の番号は同様の要素を指す。

図１は、本発明による可膨張式構造物２６を膨張させ、密封する機械１０を示す。機械１０は一般的に駆動部１２、膨張用ノズル２２、密封装置１６、およびシート係合装置１８を備える。駆動部１２は駆動ローラ８０とバックローラ８２を備えることができる。駆動ローラ８０とバックローラ８２は、それらが接触するとそれらの間にニップ、即ち接線方向の接触の区域が形成されるように位置決めされることができる。駆動ローラ８０などのローラの少なくとも１つがモータに連係されて、駆動部１２を形成することができ、モータに電力が供給されると駆動ローラが回転するようになる。駆動ローラ８０がバックローラ８２と接触すると、バックローラも回転する。以下に詳しく説明するように、これは可膨張式構造物２６を前進させることができる。駆動ローラ８０の外側表面９２は、粗面化または刻み付けされることができ、これによって、駆動ローラが可膨張式構造物に当たって回転して可膨張式構造物を機械方向４０に前進させる際に、可膨張式構造物２６との静止摩擦が促進されて滑り損が最小限になる。可膨張式構造物２６の前進をさらに容易にするために、バックローラ８２は、例えばゴムまたはＲＴＶシリコンなどの柔軟な材料から形成されることができる。他の材料、例えば刻み付け面を備えた金属なども必要に応じてバックローラ８２に使用されることができる。これは特に、作動中にバックローラが駆動ローラ８０と密封装置１６とを適切に接触することを保証する懸架システムを使用してバックローラが機械１０に取り付けられる場合に当てはまる。

シート係合装置１８は、可膨張式構造物の長手方向縁部３０に沿って、可膨張式構造物２６を一緒に形成する第１のシート３６ａと３６ｂに係合するように構成されることができる。例えば、シート係合装置１８は、複数の歯５４を画定する第１のベルト５２と、複数の歯６４を画定する対向する第２のベルト６２とを備えることができる。第１のベルト５２は駆動ローラ８０のまわりに延在することができ、加えて係合ローラ５６のまわりに延在することができる。対向する第２のベルト６２はバックローラ８２のまわりに延在することができ、対向ローラ６６のまわりにも延在することができる。さらに、第１のベルト５２と対向する第２のベルト６２の複数の歯５４、６４は、それらがまわりに延在するそれぞれのローラ８０、５６、８２、６６に接触しないように、第１のベルトの第１の外部表面と対向する第２のベルトの第２の外部表面とから外向きに面するように配向されることができる。その代わりとして、第１のベルト５２からの複数の歯５４は、対向する第２のベルト６２からの複数の歯６４と互いに噛み合う形で係合することもできる。シート係合装置１８は、以下に説明されるように、駆動部１２に回転可能に連結されることができて、これによってモータが駆動ローラ８０を含む駆動部を回転させるとシート係合装置も回転するようになる。代替え的実施形態では、駆動ローラを使用する代わりに、シート係合装置が可膨張式構造物用の駆動部として働くことができ、２つのベルトが可膨張式構造物を機械方向に前進させる。このような実施形態では、平坦な密封バーおよび他の類似の知られている装置などの非回転式の密封装置が、可膨張式構造物を密封するために使用されることができる。

複数の歯５４、６４は、機械方向４０に対して概ね直角に配向されるように示されるが、複数の歯は他の方向、例えばそれらが機械方向と概ね一致するように長手方向に配向されることもできる。このような構成では、第１のベルト５２または対向する第２のベルト６２の一方が長手方向に配向された歯を有するとき、第１のベルトと第２のベルトの他方は１つまたは複数の長手方向に延在する溝を備えることができる。このような実施形態では、長手方向に延在する歯は１つまたは複数の長手方向に延在する溝に係合することができる。代替え的実施形態では、第１のベルト５２の第１の外部表面と対向する第２のベルト６２の第２の外部表面との一方、または両方に歯が付いていなくてもよい。

機械１０は、可膨張式構造物２６を流体４６で膨張させる膨張用ノズル２２をさらに含むことができる。膨張用ノズル２２は、シート係合装置１８が膨張用ノズルの付近になるように位置決めされることができる。これは、以下に説明するように可膨張式構造物２６の膨張を助ける。膨張用ノズル２２は多くの異なった形態を取ることができるが、膨張用ノズルの出口２０の位置が設計上の重要な考慮点である。上述のように、膨張用ノズル２２はシート係合装置１８の付近であることができ、例えば第１のベルト５２および第２のベルト６２はノズル２２と機械１０の残りの部分との間に位置決めされる。機械は鋤６８をさらに備えることができる。これは、可膨張式構造物２６の第１のシート３６ａを可膨張式構造物の第２のシート３６ｂから分離する。このような鋤６８は、図１の機械１０で示されるように、ノズル２２と一体の部分を成すことができ、あるいは、鋤は機械の個別の構成要素を成すこともできる。あるいは、ノズル２２は第１のシート３６ａと第２のシート３６ｂを分離する筒状構造物を成すこともできる。

機械１０は係合アセンブリ７０と対向アセンブリ７２をさらに画定することができる。係合アセンブリ７０は駆動ローラ８０、密封装置１６、係合ローラ５６、および第１のベルト５２を備えることができる。対向アセンブリ７２はバックローラ８２、対向ローラ６６、および第２のベルト６２を備えることができる。図１で示されるように、機械１０は、対向アセンブリ７２および／または係合アセンブリ７０の全てまたは一部分が取り付けられた１つまたは複数の開放機構７４、７６をさらに含むことができる。開放機構７４、７６は、対向アセンブリ７２が係合アセンブリ７０に相対的に近づけられ、そこから離されるのを可能にする。例えば、第１の開放機構７４は、バックローラ８２を駆動ローラ８０および密封装置１６から変位させ、逆に駆動ローラおよび密封装置と接触するように戻すことができる。同様に、第２の開放機構７６も対向ローラ６６を係合ローラ５６から移動させ、逆に係合ローラと接触するように戻すことができる。対向アセンブリ７２を係合アセンブリ７０から相対的に離す能力から生まれる利点について以下に説明する。

密封デバイス１６は駆動ローラ８０と一体的であり、またはここに示されているように個別のローラを備えることができる。さらに、密封装置１６は密封要素８４を備えることができる。密封要素８４は抵抗要素であることができる。これは電気が供給されると熱を発し、任意の所望の形状または構成を有することが可能である。ここで示されるように、密封要素８４はワイヤの形態である。このように密封装置１６は、密封要素８４によって発生される温度に耐える能力がある任意の材料、例えば電気絶縁アルミニウムなどの金属、例えばポリイミドなどの耐高温ポリマ、セラミック等から形成されることができる。密封装置１６内には、密封要素８４を収容しそれを適切な位置に維持して可膨張式構造物２６を密封するために、溝９３が備えられることができる。したがって、以下にかなり詳しく説明するように、密封要素８４を備えた密封装置１６を有する係合アセンブリ７０が、対向アセンブリ７２からのバックローラ８２に係合して、それらの間を移動する可膨張式構造物２６を密封する。

図２は、可膨張式構造物２６を膨張させ、密封するために使用されている図１の機械１０の上面図を示す。本明細書で説明されるように、可膨張式構造物２６は、一般的に、流体４６を封じ込めるように機械１０によって取り扱われることが可能な任意の軟性フィルム材料を備えることができ、それには、例えば、ポリエチレンホモポリマまたはコポリマ、ポリプロピレンホモポリマまたはコポリマなどの様々な熱可塑性材料が含まれる。適切な熱可塑性ポリマの非制限的な例には、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などのポリエチレンホモポリマと、イオノマ、ＥＶＡ、ＥＭＡ、不均一（チーグラーナッタ触媒作用を受けた）エチレン／アルファ‐オレフィンコポリマ、均一（メタロセン単一サイト触媒作用を受けた）エチレン／アルファ‐オレフィンコポリマなどのポリエチレンコポリマとが含まれる。エチレン／アルファ‐オレフィンコポリマは、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、直鎖中密度ポリエチレン（ＬＭＤＰＥ）、極低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、および超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）を含むＣ３アルファ‐オレフィンからＣ２０アルファ‐オレフィンまでから選択された１つまたは複数のコモノマを備えたエチレンのコポリマである。例えばポリプロピレンホモポリマまたはポリプロピレンコポリマ（例えばプロピレン／エチレンコポリマ）、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネートなどの他の様々なポリマ材料も使用されることができる。フィルムは、単一層または多層であることができ、成分ポリマを溶解し、１つまたは複数の平ダイスまたは丸ダイスによってそれらに対して押出加工、共押出加工、または押出被覆加工することによる任意の知られている押出加工プロセスによって、製作されることが可能である。

ここに示される実施形態では、可膨張式構造物２６は長手方向縁部３０を有し、第１のシート３６ａと第２のシート３６ｂとの間に形成された一連の予備形成可膨張式チャンバ３２を含む（図１参照）。可膨張式チャンバ３２はそれぞれ一定量の流体４６、例えば空気を中に保持する能力があり、それぞれが長手方向縁部３０にそのような流体を受け取る開口部３４を有する。図２で示されるように、可膨張式チャンバ３２は横方向密封部３８同士の間に画定されることができる。可膨張式チャンバ３２の開口部３４は、横方向密封部３８の端部４２で可膨張式構造物２６の長手方向縁部３０付近に形成される。横方向密封部３８の端部４２は長手方向縁部３０から離隔されて、膨張用ノズル２２を可膨張式構造物２６内に、即ちシート３６ａ、３６ｂの間に収容するために（図１参照）、横方向密封部の他方の端部は閉鎖縁部として終端する。閉鎖縁部は、単一部片のフィルムが可膨張式構造物２６を形成するときなどに、第１のシート３６ａと第２のシート３６ｂを形成する折り畳み部であるか、または一緒に接合された別個の第１のシートと第２のシートとの間に密封部を備えることも可能である。

作動を開始するために、可膨張式構造物２６が、例えばスプールに格納された一巻きの可膨張式構造物から、係合アセンブリ７０と対向アセンブリ７２との間に送られる（図１参照）。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のスプール、係合アセンブリ７０、および対向アセンブリ７２が水平線に対して角度を形成することができて、可膨張式構造物２６が機械１０を通して前進される際に、可膨張式構造物の閉鎖縁部が可膨張式構造物の長手方向縁部３０よりも高い高さで着座するようになる。このような実施形態では、長手方向縁部３０の機械方向４０との位置合わせが改善される。

可膨張式構造物２６を係合アセンブリ７０と対向アセンブリ７２との間に送ることは、開放機構７４、７６を使用することによっても容易にすることができる。上述のように、使用者が第２の柄部材８８および第１の柄部材８６をそれぞれ把持および移動することによって、第２の開放機構７６は対向ローラ６６を係合ローラ５６から下向きに離すことができ、第１の開放機構７４はバックローラ８２を駆動ローラ８０から下向きに離すことができる（図１参照）。したがって、スプール上で一巻きの可膨張式構造物を取り換え、続いて機械１０の上述の構成要素を通して新たな可膨張式構造物を機械方向４０に通す際などに、第１の開放機構７４および第２の開放機構７６は、可膨張式構造物２６を係合アセンブリ７０と対向アセンブリ７２との間に送ることを容易にすることができる。通しが完了すると、図１および図２で示されるように、第１の柄部材８６および第２の柄部材８８はそれらの動作位置に戻されて、係合アセンブリ７０と対向アセンブリ７２が可膨張式構造物２６の対向側面と圧着するようになり、可膨張式構造物の一巻きからの引き出しと、可膨張式構造物を機械方向４０に前進させることを開始する準備が整う。

図１で見られるように、可膨張式構造物２６が係合アセンブリ７０と対向アセンブリ７２との間を移動する前は、可膨張式構造物２６の長手方向縁部３０は開いている、即ち密封されていない。これは、可膨張式構造物２６が機械方向４０に前進されるにつれて、第１のシート３６ａと第２のシート３６ｂを鋤６８の両側の位置へ、およびノズル２２のまわりへと分離してゆくことを可能にする。しかしながら、第１の層３６ａと第２の層３６ｂは、シート係合装置１８によって可膨張式構造物２６の長手方向縁部３０に沿って一緒に係合される。このことは、駆動ローラ８０が回転し、可膨張式構造物２６を係合アセンブリ７０と対向アセンブリ７２との間で機械方向４０に前進させるにつれて起こり、可膨張式構造物は、長手方向縁部３０が機械１０の付近となるように配向される。

膨張用ノズル２２は、可膨張式構造物２６が機械方向４０に、実質的に長手方向縁部３０と平行に前進される際に、流体４６を可膨張式チャンバ３２の開口部３４内に向かわせるように位置決めされ、それによって可膨張式チャンバを膨張させる。可膨張式構造物２６の第１のシート３６ａと第２のシート３６ｂを一緒に係合させることによって、可膨張式チャンバ３２の膨張が、縁部が開放している場合と比べて容易にすることができる。例えば、縁部を開放していると、可膨張式構造物内の開口部に向かわせられる流体は開放縁部を通って部分的に流出する場合がある。さらに、流体がノズル２２から放出される際、また流出流体が開放縁部を通って出る際に、「リード作用」の結果として、縁部を形成するシートを流体が振動させる場合がある。これによって、望ましくないノイズが生じてしまう場合がある。また振動によって、可膨張式チャンバの開口部が膨張中に完全に開いた状態にならない場合もある。このように、開口部が完全に開いた状態でないことと、流体の一部が可膨張式構造物から流出してしまう可能性があることとの両方の結果として、可膨張式チャンバを膨張させるためには高い流体圧力が必要となる場合がある。しかしながら、高い流体圧力を使用することは、流体圧力を作り出すためにより複雑または高コストの構成要素を必要とする場合があるという点で望ましくない。さらに、流体圧力を高めると、振動が増大することによってノイズの問題を悪化させる。

したがって、本明細書で説明される機械１０は、長手方向縁部３０に沿って第１のシート３６ａと第２のシート３６ｂを一緒に係合させることによって、より効率的な膨張を促進し、および／またはノイズの発生を軽減することが可能である。このことは、流体４６が長手方向縁部３０を通って流出する可能性を縮小し、長手方向縁部に沿ったシート３６ａ、３６ｂの振動をさらに軽減することができる。これによって、可膨張式チャンバ３２の開口部３４はより完全に開いた状態となることができ、より多くの流体４６が開口部に向かわせられ、より小さなノイズしか生じないですむ。さらに、より多くの流体４６がより容易に開口部３４を通って可膨張式チャンバ３２内へと流入することから、従来技術と比較して低い流体圧力しか使用しないで可膨張式チャンバを膨張させることが可能となる。

上述のように、歯付きベルトまたは歯の付いていないベルトを使用した実施形態など、シート係合装置１８の様々な実施形態が使用されることができる。図１および図２で示される第１のベルト５２および対向する第２のベルト６２などの歯付きベルトが使用されるとき、複数の歯５４と６４との互いの噛み合いは可膨張式構造物２６の長手方向縁部３０の寸法を機械方向４０に縮小することができる。シート係合装置１８は、互いに噛み合う複数の歯５４と６４に対応する複数の突起部９４と凹部９６によって、可膨張式構造物２６を長手方向縁部３０に沿ってエンボス加工することもできる。長手方向縁部３０の長さが機械方向４０に収縮することは追加的な利益をもたらす。これは、可膨張式チャンバ３２が充填されると、可膨張式構造物２６の残りの部分の長さも機械方向に収縮する傾向にあるからである。そうでない場合、これは可膨張式チャンバの開口部３４を歪曲させ、それらが完全に開いた状態にならない可能性がある。このように、長手方向縁部３０の長さを収縮させることによって、開口部３４はより完全に開いた状態であることができ、上述のようにこれが可膨張式チャンバ３２の膨張をさらに容易にする。特に、可膨張式構造物２６の可膨張部分の長さの機械方向４０での短縮量とおおよそ等しい量だけ長手方向縁部３０の長さを収縮させることによって、開口部３４の歪曲が回避されることができる。加えて、長手方向縁部３０をエンボス加工することは、長手方向縁部が機械方向４０に収縮する際に長手方向縁部の平面的性質を無くすことによって、「リード作用」によって生じるノイズをさらに阻止する。

代替え的実施形態では、それぞれの歯の付いていない第１の外部表面および第２の外部表面を備えた２つのベルトが使用されることができる。このような実施形態では、可膨張式構造物２６の長手方向縁部３０の長さは影響を受けなくてもよい。加えて、このような実施形態は、ベルトによって可膨張式構造物に掛けられる圧力に応じて、可膨張式構造物２６をエンボス加工しない場合がある。しかしながら、可膨張式構造物２６がエンボス加工されていない場合でも、この実施形態は有益な結果をもたらすことができる。例えば、以下で説明されるように、シート係合装置１８は、次のような仕方で機械方向４０に延在することができる。即ち、第１のベルト５２の歯の付いていない第１の外部表面と対向する第２のベルト６２の歯の付いていない第２の外部表面とが、それらの間の可膨張式構造物２６を、可膨張式チャンバ３２がノズル２２を通過する点よりも前の位置から可膨張式チャンバが密封装置１６によって密封される点まで係合するような仕方である。このような実施形態では、第１のシート３６ａと第２のシート３６ｂは、それらが機械１０を出るとき長手方向縁部３０で分離された状態であることができ、その上がエンボス加工されていなくてもよい。

図２でも示されるように、密封装置１６は、可膨張式チャンバ３２が膨張される際にそれらの開口部３４を実質的に同時に密封閉鎖するように、機械方向４０で膨張用ノズル２２の直ぐ後に位置決めされることができる。このように、加熱されると、駆動ローラ８０およびバックローラ８２が可膨張式構造物２６に対して反対に回転する際の密封要素８４と可膨張式構造物２６との間の回転接触は、可膨張式構造物が機械方向４０に前進されるにつれて長手方向の密封部４８を形成する。これによって、密封装置１６は、第１のシート３６ａと第２のシート３６ｂとの間に長手方向密封部４８を作り出すことで、開口部３４を密封閉鎖することができる（図１参照）。長手方向密封部４８はその端部４２付近の横方向密封部３８とも交差して、流体４６を可膨張式チャンバ３２内に封入する。このようにして可膨張式構造物２６の可膨張式チャンバ３２は膨張した可膨張式チャンバ５０へと変換される。長手方向密封部４８は連続した密封部、即ち実質的に直線の、切れ目のない、密封装置１６が密封部を作ることを停止されるときだけ断続される密封部であることができ、または長手方向密封部４８は不連続な密封部を形成することもできる。長手方向密封部４８の形状およびパターンは密封要素８４の形状およびパターンに依存し、このように当業者に明らかなように様々な異なった密封部が作り出されることができる。

図３および図４は可膨張式構造物を膨張させ、密封する機械１１０の別の実施形態を示す。図３および図４の機械１１０は図１および図２の機械と類似している。しかしながら３つの大きな相違点がある。第１のこのような相違点は、図３および図４の機械１１０は係合体１５７と対向体１６７を追加的に備えるということである。係合体１５７と対向体１６７はそれぞれ係合アセンブリ１７０と対向アセンブリ１７２の一部であることができる。さらに、係合体１５７と対向体１６７はそれらの間の第１のベルト１５２と対向する第２のベルト１６２に係合するように構成されることができる。加えて、係合体１５７と対向体１６７は、係合体、対向体、および膨張用ノズル１２２が機械方向１４０で重なるような位置で第１のベルト１５２と対向する第２のベルト１６２に係合することができる。このような位置決めは、可膨張式構造物の長手方向縁部に沿って第１のシートが第２のシートと一緒に係合する助けとなる。これは、長手方向縁部からの流体の流出にさらに阻止することによって、可膨張式チャンバの膨張をさらに容易にすることが可能である。図３および図４では係合体と対向体が回転しない固定構造物として示されるが、他の実施形態では、係合体と対向体のいずれかまたは両方がローラまたは他の回転構造物を備えることができる。加えて、係合体と対向体のいずれかまたは両方にバネ負荷が掛けられることができて、その結果生じるバネ力によって操作中、対向体と係合体がそれらの間のベルトおよびシートを圧縮するようにする。

図１および図２の実施形態との第２の大きな相違点は、単一の開放機構１７５があるということであり、これはバックローラ１８２、対向体１６７、および対向ローラ１６６を含む対向アセンブリ１７２を係合アセンブリ１７０から相対的に変位させる。第３の大きな相違点は、単一の開放機構１７５は膨張用ノズル１２２も係合アセンブリ１７０から変位させるということである。特に、図４で見られるように、対向アセンブリ１７２は係合アセンブリ１７０から変位距離１９８分変位されることができ、膨張用ノズル１２２は係合アセンブリから、上記変位距離よりも小さな中間変位距離１９９分変位されることができる。このような実施形態では、可膨張式構造物の第１のシートと第２のシートをノズル１２２の両側に送ることを容易にすることができる。例えば中間変位距離１９９が変位距離１９８の半分に設定されるとき、膨張用ノズル１２２は係合アセンブリ１７０と対向アセンブリ１７２との間の真ん中に位置決めされることができる。このように、可膨張式構造物の第１のシートと第２のシートは膨張用ノズル１２２の上に、係合アセンブリ１７０と対向アセンブリ１７２との間でより容易に送られることができる。この点で単一の開放機構１７５が使用されて、図３で示されるように、膨張用ノズル１２２および対向アセンブリ１７２を通常動作位置に移動させることができる。

図１および図２で示される機械１０ならびに図３および図４で示される機械１１０のような可膨張式構造物を膨張させる機械に通過させる結果として、膨張した構造物が作り出されることができる。図５で見られることができるように、膨張した構造物２００は第１のシートおよび第２のシート（図１など参照）、エンボス加工された長手方向縁部２３０と、シート同士の間に形成された一連の膨張したチャンバ２５０であり、それぞれが一定量の流体を中に保持し、密封された開口部２３４をエンボス加工された長手方向縁部近傍に有するチャンバとを備えることができる。当業者に明らかなように、可膨張式構造物２００は他の実施形態では２つよりも多いシートを備えることができ、シートも単一部片の軟性材料からできている別々の層を備えることができる。さらに、図５ではエンボス加工された長手方向縁部２３０が、長手方向縁部２３０に対して直角方向の突起部２９４および凹部２９６を備えるものとして示されるが、先に説明したように、突起部および／または凹部は任意の他の方向に配向されることができる。

図６は、可膨張式構造物を膨張させ、密封する機械３１０であり、シート係合装置３１８は、可膨張式構造物のシートに係合するように使用されることができる１つまたは複数の係合ローラ３４９を備える機械３１０の代替え的実施形態を示す。係合ローラ３４９は、可膨張式構造物が機械３１０を通過されるときシートの一方側に位置決めされる第１の複数のローラ３４９’とシートの対向側に位置決めされる第２の複数のローラ３４９”とを備えることができる。このように、第１の複数のローラ３４９’は第２の複数のローラ３４９”と互いに噛み合うことができ、これによって、可膨張式構造物が第１の複数のローラと第２の複数のローラとの間の曲がりくねった経路に沿って移動する際に、長手方向縁部の寸法を機械方向３４０に縮小する。いくつかの実施形態では、長手方向縁部の長さの互いの噛み合いおよび／または収縮は、歯３５４を有する１つまたは複数の係合ローラ３４９によって容易にすることができる。先の実施形態のように、長さを収縮させることは可膨張式構造物の長手方向縁部をエンボス加工することをさらに含むことができる。

加えて、この実施形態の駆動部３１２は、駆動部３１２を１つまたは複数の係合ローラ３４９に回転可能に連結する伝動ローラ３５１を使用するなどによって、１つまたは複数の係合ローラ３４９に回転可能に結合されることができる。

可膨張式構造物の移動は、係合ローラの１つが駆動されると係合ローラ３４９の全てを回転可能に連結するように作用することができる。駆動部３１２を係合ローラ３４９に回転可能に連結することは、膨張中に可膨張式構造物内の穿孔で可膨張式構造物の不測の引き裂けが起こることを防止するのに有益であることができるが、可膨張式構造物が穿孔または他の分離を促進する構造を有さない場合には、駆動部を係合ローラに回転可能に連結させることは必要とされない。図６で示される代替え的実施形態では、駆動部３１２の駆動ローラ３８０には歯３８１が設けられることができる。歯３８１は、係合ローラ３４９も歯３５４を有するとき、伝動ローラ３５１上で歯３５３と噛み合う。

係合ローラ３４９が可膨張式構造物を前進させる速度は、駆動部３１２が可膨張式構造物を前進させようとする速度とは異なることができる。特に、係合ローラ３４９は、駆動部３１２が可膨張式構造物に対して僅かに滑るように、駆動部が可膨張式構造物を前進させようとするよりも低い速度で可膨張式構造物を前進させることができる。これは、可膨張式構造物内で駆動部３１２と係合ローラ３４９との間に引き張り力を作り出し、これが、上述のように可膨張式構造物を膨張させるさらなる助けとなることができる。係合ローラ３４９が可膨張式構造物を前進させる速度は、駆動部３１２が可膨張式構造物を前進させようとする速度に対して調整されることができ、これは、歯３８１が延在する半径を、駆動ローラ３８０の可膨張式構造物に接触する部分の半径に対して変化させることによって行う。例えば、歯３８１が、駆動ローラ３８０の可膨張式構造物に接触する部分の半径よりも小さな半径分延在するとき、係合ローラ３４９は、駆動部３１２が可膨張式構造物を前進させようとする速度よりも低い速度で可膨張式構造物を前進させる。駆動部３１２の構成に関係なく、第１のシートと第２のシートが膨張用ノズル３２２の両側で前進するように、可膨張式構造物の第１のシートは可膨張式構造物の第２のシートから分離されることができる。

上述の実施形態では、機械３１０は係合アセンブリ３７０と対向アセンブリ３７２を画定することができて、それらの間で駆動部３１２が可膨張式構造物を前進させるようにする。上述のものなどの開放機構は係合アセンブリ３７０から対向アセンブリ３７２の少なくとも一部分を変位距離分変位するように構成されることができる。これと同様に、開放機構は膨張ノズル３２２を係合アセンブリ３７０から変位距離よりも小さな中間変位距離分変位させるように構成されることもできる。いくつかの実施形態では、対向アセンブリ３７２の全てまたは一部分が開放機構によって係合アセンブリ３７０に対して蝶番式に変位されることができる。例えば、蝶番が対向アセンブリ３７２と係合アセンブリ３７０を前部または後部などの第１の点で連結することができ、開放機構は対向アセンブリが蝶番に対して回転し、下向きに変位することを可能にする。さらに、密封装置３１６は密封要素３８４を係合アセンブリ３７０内に備え、少なくとも１つのバックローラ３８２を対向アセンブリ３７２内に備えることができる。これによって、対向アセンブリ３７２と係合アセンブリ３７０が互いに変位されるとき、バックローラ３８２と密封要素３８４は分離されることができ、これが可膨張式構造物の機械３１０内への挿入をさらに容易にする。

先の説明および関連する図面で提示された教示を享受する、本発明に関係する当業者には、本明細書で明記された本発明の多数の修正形態および他の実施形態が着想されるであろう。したがって、本発明が開示された特定の実施形態に限定されるべきではないこと、ならびに修正形態および他の実施形態が添付の特許請求の範囲内に含まれるよう意図されていることが、理解されるべきである。本明細書では特定の用語が使用されているが、それらは一般的かつ記述的な意味でのみ使用されるのであって、限定する目的で使用されているわけではない。

Claims (20)

1. 少なくとも２つのシートと、該シートの縁部に沿って形成された長手方向縁部と、シート同士の間に形成された一連の可膨張式チャンバであり、それぞれが一定量の流体を中に保持する能力があり、膨張中に流体を受け取る開口部を長手方向縁部近傍に有するチャンバとを有する可膨張式構造物を膨張させ、密封する機械であって、
   流体を可膨張式チャンバの開口部内に向かわせ、これによって可膨張式チャンバを膨張させるように位置決めされた膨張用ノズルと、
   可膨張式チャンバが流体で膨張された後、可膨張式チャンバの開口部を密封閉鎖する、膨張用ノズルの近傍に位置付けられた密封装置と、
   可膨張式チャンバが密封される前に、流体が膨張用ノズルを出て可膨張式構造物の長手方向縁部を通って流出する可能性を制限し、かつ可膨張式チャンバの膨張を容易にするために、可膨張式構造物の長手方向縁部に沿って、膨張用ノズルの付近でシート同士を一緒に係合させるように構成されたシート係合装置とを備える、機械。
2. シート係合装置が、複数の歯を画定する第１のベルトと、第１のベルトの複数の歯と互いに噛み合うように配置された複数の歯を画定する対向する第２のベルトとを備え、
   歯の互いの噛み合いが長手方向縁部の寸法を縮小する、請求項１に記載の機械。
3. 駆動部がシート係合装置と回転可能に結合される、請求項１に記載の機械。
4. 係合アセンブリと対向アセンブリをさらに画定して、それらの間で駆動部が可膨張式構造物を前進させるようにし、対向アセンブリの少なくとも一部分を係合アセンブリから予め設定されている対向アセンブリの変位距離分変位させるように構成された開放機構を備える、請求項１に記載の機械。
5. 開放機構が、膨張用ノズルを係合アセンブリから、予め設定されている対向アセンブリの変位距離よりも小さな中間変位距離分変位させるようにさらに構成される、請求項４に記載の機械。
6. 密封装置が密封要素を係合アセンブリ内に備え、少なくとも１つのバックローラを対向アセンブリ内に備える、請求項４に記載の機械。
7. シート係合装置が第１の外部表面を有する第１のベルトと第２の外部表面を有する対向する第２のベルトとを備え、
   第１の外部表面が第２の外部表面と、間にシートを備えた状態で係合するように構成される、請求項１に記載の機械。
8. 第１の外部表面と第２の外部表面には歯が付いていない、請求項７に記載の機械。
9. 第１のベルトまたは対向する第２のベルトの一方が複数の長手方向に延在する歯を備える、請求項７に記載の機械。
10. 第１のベルトまたは対向する第２のベルトの他方が１つまたは複数の長手方向に延在する溝を備え、
    複数の長手方向に延在する歯が１つまたは複数の長手方向に延在する溝と係合する、請求項９に記載の機械。
11. シート係合装置が係合体と対向体をさらに備え、
    係合体と対向体がそれらの間の第１のベルトと対向する第２のベルトに係合する、請求項７に記載の機械。
12. 可膨張式構造物を長手方向縁部と実質的に平行な機械方向に前進させる駆動部をさらに備える、請求項１に記載の機械。
13. 係合体と対向体が、係合体、対向体、および膨張用ノズルが機械方向に重なるような位置に位置付けられる、請求項１２に記載の機械。
14. 膨張用ノズルが、可膨張式チャンバとシート係合装置との間に少なくとも部分的に位置決めされる、請求項１に記載の機械。
15. 少なくとも２つのシートと、該シートの縁部に沿って形成された長手方向縁部と、シート同士の間に形成された一連の可膨張式チャンバであり、それぞれが一定量の流体を中に保持する能力があり、膨張中に流体を受け取る開口部を長手方向縁部近傍に有するチャンバとを有する可膨張式構造物を膨張させる方法であって、
    シート係合装置でシート同士を長手方向縁部に沿って一緒に係合させるステップと、
    流体の流れを膨張用ノズルから可膨張式構造物内の開口部内に向かわせるステップと、
    開口部を密封するステップとを含み、
    流れを向かわせるステップがシート同士を係合させるステップ中に起こり、シート同士を一緒に係合させるステップが、流体が膨張用ノズルを出て可膨張式構造物の長手方向縁部を通って流出する可能性を制限する、方法。
16. シート同士を係合させるステップが可膨張式構造物の長手方向縁部の長さを収縮させることを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 長さを収縮させるステップが、可膨張式構造物の長手方向縁部を、複数の歯を画定する第１のベルトと複数の歯を画定する対向する第２のベルトとの間に係合させることを含む、請求項１６に記載の方法。
18. 長さを収縮させるステップが長手方向縁部をエンボス加工することを含む、請求項１６に記載の方法。
19. 膨張用ノズルが、可膨張式チャンバとシート係合装置との間に少なくとも部分的に位置決めされる、請求項１５に記載の方法。
20. 可膨張式構造物の第１のシートを可膨張式構造物の第２のシートから分離するステップと、長手方向縁部と実質的に平行な機械方向に第１のシートと第２のシートを可膨張式ノズルの両側で前進させるステップとををさらに含む、請求項１９に記載の方法。

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