JP6363108B2 - 巻取装置、自動テーピング装置、及び排出装置を備える緩衝材システム、ならびに方法 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

（発明の分野）
本発明は、概して、緩衝材システムと、緩衝材長尺片を巻く方法とに関し、該方法は、巻かれたロールに自動的にテープを貼ること、及び／又は、自動的に巻取器からロールを自動的に排出することを含む。
（発明の背景技術）
ある場所から別の場所へ１つ以上の物品を輸送する過程で、梱包者は、通常、ボール箱等の輸送容器内において、輸送される１つ以上の物品に沿って何らかの緩衝材を配置する。緩衝材は、コンテナ内の物品の周りの空所又は空隙体積を部分的に又は完全に埋める。緩衝材は、輸送プロセス中に破損を生じさせ得る物品の移動を防ぎ、又は最小限にする。一般に使用されている一部の緩衝材には、プラスチック製の空気袋及び変形された紙の緩衝材が含まれる。

連続運転を促進するために、多くの緩衝材変形機は、空気袋又は紙の緩衝材のいずれを製造するかにかかわらず、所望の長さを有する複数の緩衝材部分を提供するために切断又は破断することが可能な緩衝材長尺片を生産する。輸送中に、比較的大型の、かつ／又は、重い物品の移動を妨げ、又は固定するために緩衝材を使用する場合、緩衝材長尺片はロール状に巻かれてもよい。その後、緩衝材からなるロールは、輸送容器内において、輸送される大型／重量型の物品のそば、上方あるいは下方に配置され得る。手作業で緩衝材製品のロールを製造することもできるが、そのような手法はかなりの時間及び／又はスペースを費やし得るとともに、手作業によるロール作成は、ロールの特性が不揃いとなり得る。したがって、これらの又は他の問題の１つ以上に対処するために、自動巻取装置が開発されている。

国際公開第ＷＯ９９／２１７０２号は、緩衝材変形機により製造された緩衝材長尺片をロール状に巻くシステムについて記載している。ロールから提供されるシート材料は、相対的に密集度が低い緩衝材長尺片へと変形され、その後、ロール形状をなすようにマンドレルの周りに巻き付けられる。緩衝材長尺片の後端をロールに固定するための自動テーピング装置及び自動ロール排出装置の両方がこの公開公報において提案されているが、そのような仮想の装置の詳細は図示もされておらず、説明もされていない。
（発明の概要）
本発明は、上述された国際公開第ＷＯ９９／２１７０２号に開示されるような、緩衝材変形機及び巻取器と共に使用するための、例示的な自動ロールテーピング装置と例示的な自動緩衝材ロール排出装置とを提供する。

より詳細には、本発明は、緩衝材変形機及び緩衝材長尺片を巻くための巻取装置と共に使用するための自動テーピング装置を提供する。テーピング装置は、テープ供給部と、緩衝材長尺片を巻取装置に案内するために緩衝材変形機の出口と巻取装置との間に配置可能なガイド面とを備える。ガイド面は、緩衝材長尺片の後端をロールに固定すべく緩衝材長尺片の後端と係合させるためのテープ長尺片も案内する。ガイド面は、テープ長尺片を受容する溝と、該溝に、テープ供給部からテープ長尺片を受容するための入口開口部とを有し、テープ供給部は溝とは反対側のガイド面に対向する側に位置している。

テーピング装置は、緩衝材長尺片の後端に貼り付けるための一定の長さのテープを供給部から分離させるために、テープ入口の下流側で離間して配置される切断装置を更に備えていてもよい。

テーピング装置は、緩衝材長尺片をロール状に巻くために軸を中心に回転する巻取装置と組み合せて設けられてもよい。巻取装置の軸はガイド面と平行である。
テーピング装置はまた、原材料をロール状に巻いた緩衝材長尺片に変形する緩衝材変形機と組み合せて設けられてもよい。緩衝材変形機は、出口から緩衝材長尺片を提供し、ガイド面は、変形機の出口と巻取装置との間に取り付けられる。

テーピング装置は、テープ長尺片の端を検出するセンサをテープ入口開口部の近傍に更に備えていてもよい。
また、本発明は、（ａ）緩衝材長尺片を提供する工程と、（ｂ）緩衝材長尺片をロール状に巻く工程と、（ｃ）緩衝材長尺片の後端をロールの外表面に自動的にテープ止めする工程とを含む、緩衝材製品を製造する方法を提供する。

（ａ）の提供する工程は、（ｉ）シート材料、好ましくは紙、を緩衝材変形機に供給することと、（ｉｉ）シート材料を緩衝材の相対的に密集度が低い長尺片に変形することとを含んでいてもよい。

テーピング装置及び方法に加えて、本発明は、緩衝材長尺片を製造可能であり、かつ、出口を介して緩衝材長尺片を提供可能である緩衝材変形機を有するシステムにおいて使用するための自動ロール排出装置と、前記出口の下流に位置し、ロール状の緩衝材製品を製造するために、緩衝材長尺片を巻取軸の周りに巻くことができる巻取装置とを提供する。ロール排出装置は、回動軸を有するレバーアームを備え、レバーアームは、準備位置と排出位置との間において、回動軸の周りを回動可能である。排出装置は、回動軸から離間した位置においてレバーアームに取り付けられた押し板も備える。押し板は、回動軸を含む回動面と平行な表面を有し、回動面は、押し板が準備位置にあるときに、巻取軸に垂直である。

ロール排出装置は、回動軸においてレバーアームが取り付けられる支持フレームを更に備えていてもよい。
ロール排出装置は、緩衝材長尺片をロール状に巻くために巻取軸の周りを回転する巻取装置と組み合わせて、かつ／又は、原材料をロール状に巻かれた緩衝材長尺片に変形する緩衝材変形機と組み合わせて設けられてもよく、レバーアームは、変形機に固定されるフレームに取り付けられる。

前述の組み合わせは更に、相対的に密集度が低い緩衝材製品に変形するための、紙及びクラフト紙のうち１つ以上等の原材料の供給部を更に備えていてもよい。
ロール排出装置は、略水平方向に延びる巻取軸と、略垂直方向に延びる回動軸とを有していてもよい。

ロール排出装置は、ロールを巻取装置から押し出すために、レバーアームの回動を駆動するための動力装置を更に備えていてもよい。例示的な動力装置は、電気モータ及びクラッチの１つ以上を備える。

また、本発明は、（ａ）緩衝材長尺片を提供する工程と、（ｂ）巻取軸を中心に、マンドレル上に緩衝材長尺片をロール状に巻く工程と、（ｃ）巻取軸と略平行な方向にロールを押すことにより、マンドレルからロールを自動的に排出する工程とを含む、緩衝材製品を製造する方法を提供する。

該方法は更に、（ｉ）シート材料を緩衝材変形機に供給することと、（ｉｉ）シート材料を相対的に密集度が低い緩衝材長尺片に変形することとを含む、（ａ）提供する工程を含んでいてもよい。

本発明の更なる特徴は、以下の詳細な説明を図面と併せて考察することにより明らかになるであろう。

本発明により提供される、自動テーピング装置及びロール排出装置を使用する緩衝材変形システムの斜視図である。 ２−２線における図１の緩衝材変形システムの断面図である。 図２とは逆側から見た、３−３線における図１の緩衝材変形システムの断面図である。 図２の緩衝材変形システムの、特に図２に示される自動テーピング装置及びロール排出装置の、拡大図である。 図３の緩衝材変形システムの下流側部分、特に自動テーピング装置の、拡大図である。 自動テーピング装置と関連する分離装置の拡大図である。

（詳細な説明）
図面を詳細に参照すると、本発明は、緩衝材変形機（「変形機」とも称される）１２と、巻取装置２０と、テーピング装置２２と、排出装置２４とを備える緩衝材変形システム１０を提供する。緩衝材変形機１２は、供給部１６から引き出されたシート材料１４を相対的に密集度の低い緩衝材長尺片（図示しない）に変形する。長尺片は、変形機１２の出口２６を出て、巻取装置２０によりロール状に巻かれ、又は巻回され、緩衝材長尺片の後端は、テーピング装置２２によりロールに自動的に固定される。完成したロールは、ロール排出装置２４によって巻取装置２０から自動的に排出される。

原材料１４の例示される供給部は、シート材料１４の１つ以上のロール３６を支持可能な、横方向において離間された１組以上のアーム３２を有する移動カート３０を備える。ここでは、原材料１４の単一のロール３６のみが横軸３８によりアーム３２上に支持された状態で示されているが、２組目のアーム３２が存在しており、２組目のアーム３２は、対応する軸３８上でシート材料の第２のロール（図示しない）を支持することができる。例示的なシート材料１４はクラフト紙であり、図示されているように、クラフト紙は筒上に供給されて巻かれてもよく、扇のように折り畳まれて積み重ねられた状態で提供されてもよい。

変形処理中、緩衝材変形機１２はシート材料１４を内側に寄せてしわくちゃにし、緩衝材が製造されるシート材料１４よりも相対的に密集度が低い緩衝材長尺片を形成する。例示される緩衝材変形機１２において、シート材料１４は、シュート入口４４から相対的に小さなシュート出口４６へと下流方向に集束するシュート４２を備える成形装置４０を通って移動し、シート材料がシュート４２を通過する際にシュートはシート材料を内側に寄せてしわくちゃにする。その後、しわくちゃにされた原材料は成形アセンブリ４０の下流にある供給／連結装置５０を通過する。供給／連結装置５０は、変形機１２を通して原材料を供給し、シート材料の重なり合った層を連結して、完成した緩衝材長尺片がその形状を維持することを支援する。所望の長さの緩衝材が製造されると、供給／連結装置５０の下流にある分離装置５４は、供給部１６から延びるシート材料１４から、完成した緩衝材長尺片を分離する。本発明は、例示される緩衝材変形機１２に限定されるものではなく、シート材料を相対的に密集度の低い所定長さの緩衝材又は緩衝材長尺片に変形する任意の緩衝材変形機をこのシステム１０に用いることができる。

例示される緩衝材変形機１２は、移動のための車輪５８を有するスタンド５６に取り付けられる。しかしながら、ロールを製造するために十分な高さで変形機１２及び巻取装置２０を支持することが必要とされる場合には、緩衝材変形機１２に任意のタイプの支持部が設けられてもよい。

巻取装置２０（巻取器とも称する）は、緩衝材変形機１２の下流に位置し、緩衝材変形機１２のフレーム又はスタンド５６に取り付けられたフレーム延長部６２により支持されている。例示される巻取器２０は、緩衝材長尺片が巻き付けられるマンドレルを備える。例示される実施形態では、巻取器２０は、緩衝材長尺片の先端が受容される１組の実質的に平行な突条部６６を有する回転可能なフォーク６４を備える。緩衝材長尺片の先端がフォーク６４の突条部間を通過すると、フォーク６４は回転して、緩衝材長尺片が製造されるにつれて緩衝材長尺片をロール状に巻いていくことができる。緩衝材長尺片は一定の速度で製造されるが、フォーク６４の回転速度は、密集度、整合性（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）、及びロールの他の特性を変更するように、ロールのサイズの関数として変更してもよい。

ガイド面７０は、緩衝材変形機１２の出口２６から巻取装置２０に向かって延在し、緩衝材長尺片を出口２６から巻取フォーク６４に案内する。巻取フォーク６４に近接するガイド面のバネ付勢部分７２は、バネ付勢されており、ロールが大きくなり外方向に拡張するにつれて巻取フォーク６４から離れる方向に向かって巻取フォーク６４から離間した軸７４を中心に回動する。上述の国際公開第ＷＯ９９／２１７０２号を参照すると、例示的な緩衝材変形機と巻取器についての更なる言及がある。このシステム１０では別の巻取器設計が使用されてもよく、本発明により提供されるシステム１０は、例示される巻取器２０に限定されるものではない。

所望の長さの緩衝材が製造されると、緩衝材変形機１２の分離装置５４は、残りの原材料から緩衝材長尺片を切断する。巻取フォーク６４は停止した後、回転し続けて、緩衝材長尺片の後端をロールに引き寄せる。従来は、巻かれたロールがその形状を維持するように、緩衝材長尺片の後端をロールに固定するために、テープを緩衝材長尺片の後端に手動で貼り付けていた。これは、粘着テープを取り扱うことをオペレータに要求していたため、オペレータにとって不便であり、間違いや、一貫しないテープの使用、及び浪費に結びついていた。

これら及び他の問題に対処するために、本発明により提供される緩衝材変形システム１０は、自動テーピング装置２２を備える。変形機１２は、供給／連結装置５０の状態に基づいて巻取フォーク６４を停止及び始動するために、巻取フォーク６４に信号を送る。具体的には、変形機１２は、分離装置５４を作動させる前に、その供給／連結装置５０及び巻取フォーク６４を停止する。分離装置５４が、供給部に連結された原材料から緩衝材長尺片を分離した後、巻取フォーク６４が再始動される。自動テーピング装置２２も、例示されるパンチ要素１１４等の分離装置を備える。パンチ要素１１４は、鋭利な刃を使用することなくテープの一部を破断する。回動体１１２の一部であるパンチ９４の反対側も、緩衝材長尺片の後端がテープ９２の粘着面と係合するように緩衝材長尺片の後端を押圧するために使用される。ロールの外表面へ長尺片の後端を固定するために所望の長さのテープが前進させられると、パンチ要素１１４は、テープ９２を穿孔することによりテープ供給部９６から所定の長さのテープ９２を分離することができる。

テープ供給部９６が変形機１２の下に取り付けられ、テープ９２が、供給部９６からスロット１０２内に引き出され、例えば、例示される実施形態に示される方法でガイド面７０の一端の上方に、又はガイド面７０の開口部１０４を通って供給される。緩衝材変形機１２を出る緩衝材長尺片とテープ９２の粘着面との間の摩擦を最小限にするために、ガイド面がテーピング装置２２の一部を形成する場合に、ガイド面７０のテープガイド部分は、溝又はスロット１０２を形成する中央部分より高い位置にある側方部分１００を有する。このスロット１０２内にあるテープ９２の先端は、粘着面を上にして置かれている。変形機１２により信号が送られた、緩衝材長尺片の後端の到着により、回動体１１２上のパンチ９４の他方の側が長尺片の後端を進ませて押圧し、粘着面と係合させる。その後、巻取器フォーク６４は、ロール状となるように緩衝材長尺片の巻き付けを再開し、テーピング装置９６からテープ９２を引き出す。テープ９２は製造されたロールの周りに巻き付けられ、緩衝材長尺片を巻かれた状態に維持する。

パンチ９４は、回動体１１２に連結されたソレノイド１１０又は他の動力装置を備え、回動体１１２からは、パンチ要素１１４が回動軸１１６から離間した位置において延びている。ソレノイド１１０が拡張してパンチ要素１１４を下方に駆動すると、パンチ要素１１４の先端及び回動体がテープ９２を分断する。

所定の長さのテープが、緩衝材長尺片の後端の後ろに続いて引き出される。テープ９２がロール状長尺片の周りに首尾よく巻き付けられた後、パンチ９４が前進してテープ９２に穴を開け、パンチ要素１１４がガイド面７０の開口部１２０に受容される。パンチ要素１１４がテープ９２に穴を開けることによりテープ９２を弱体化させるため、テープ９２が緩衝材長尺片の後端によって引っ張られるにつれてテープ９２が自動的に裂ける。テープ供給部９６の軸上における張力は、テープが予定よりも早く裂けることなく裂けやすくなるように調節することができる。

緩衝材長尺片の後端がロールに巻き付けられると、ガイド面７０のバネ付勢部分はロールの隣接する表面にテープ９２を押し付けて、ロールがその形を保持するようにロールに緩衝材長尺片の後端を固定する。したがって、テープを貼り付けられたロールは完成し、使用できるようになる。

その後、ロール排出装置２４はフォーク６４から完成したロールを押し出す。排出装置２４は、巻取フォーク６４に近接する排出プレート１２２を備えており、排出プレート１２２は、ロールと係合して巻取フォーク６４からロールを押し出すために、ロールに対して比較的大きな面積を提供する。巻取フォーク６４に面する排出プレート１２２の表面は、該表面がフォーク６４からロールを押し出す際に巻取突条部６６を通過できる形状を与えられている。この押圧面１２４は、巻取フォーク６４が周りを回転する巻取軸１３０を略横切る方向に延びる回動軸１２８を有するレバーアーム１２６に取り付けられている。回動軸１２８は巻取フォーク６４から離間されており、変形機１２の出口２６に略隣接して配置されている。別のソレノイド又は他の動力装置１２９は、回動軸１２８の一方の側にあるレバーアーム１２６に作用して押圧面１２４を回動させ、回動軸１２８の他方の側で、巻取フォークの突条部６６の先端方向に向かってロール状の緩衝材長尺片を滑らせて、巻取フォーク６４の突条部６６から取り外す。レバーアーム１２６及び排出プレート１２２は、巻取器２０がロール状の緩衝材長尺片を製造することを許容する準備位置と、巻取軸１３０に略平行な方向にフォーク６４の突条部６６の端からロールを押し出す排出位置との間で、回動可能に移動する。その後、オペレータは、梱包目的で、箱又は他の容器にロール状の緩衝材長尺片を配置することができる。

このため、本発明により提供されるシステムは、緩衝材長尺片をロール状に巻く従来のシステムに対して、ロールに緩衝材長尺片の後端を付着させて緩衝材長尺片をロール形状に保持するために、緩衝材長尺片の後端にテープを貼り付けるための自動テーピング装置を設けることにより改良されている。本発明は更に、従来のシステムに対して、回動可能に取り付けられた押し板を用いてロール状の緩衝材を巻取装置から取り外す、巻取装置からロール状の緩衝材長尺片を取り外すための自動ロール排出装置を提供することにより改良されている。このシステムにより、梱包者又は他のオペレータは、テープを貼り付けて緩衝材ロールを取り外すことよりも物品を容器内に梱包することに専念できる。これは、巻取装置を使用する梱包作業の効率を上げ、浪費を削減する。まとめると、本発明は、原材料１４を相対的に密集度が低い緩衝材長尺片に変形するための機械１２と、ロール状に長尺片を巻くための巻取装置２０と、長尺片の後端を自動的にロールに固定するためのテーピング装置２２と、巻取装置２０から自動的にロールを取り外すためのロール排出装置２４とを備える緩衝材変形システム１０を提供する。テーピング装置２２は、長尺片を巻取装置２０に案内するために、かつ、長尺片の後端をロールに固定すべく長尺片の後端と係合するようにテープ９２を案内するために、機械１２の出口２６と巻取装置２０との間にガイド面７０を備える。ロール排出装置２４は、巻取装置２０から完成したロールを押し出すように回動するレバーアーム１２６を備える。

本発明を、特定の好ましい１つ又は複数の実施形態に関して図示して説明してきたが、当業者であれば、本明細書及び添付の図面を読んで理解することにより、均等な変形例や改変例が想起されるであろう。上述された要素（構成部品、アセンブリ、デバイス、構成等）により発揮される様々な機能に関して、このような要素を説明するために使用される用語（「手段」を含む）は、反する記載のない限り、本発明の図示された例示的な１つ又は複数の実施形態において記載された機能を発揮する開示された構造と構造上は均等でなくとも、説明された要素の当該機能を発揮する（すなわち、機能上均等である）任意の要素に対応するものである。更に、本発明の特定の特徴が幾つかの例示される実施形態の１つ以上に関してのみ上述されてきたが、そのような特徴は、所与の又は特定の用途の要求及び利点に応じて、他の実施形態の１つ以上の他の特徴と組み合わされてもよい。

Claims (9)

1. 緩衝材変形機と、緩衝材長尺片をロール状に巻くための巻取装置と共に使用する自動テーピング装置であって、
   テープ供給部と、
   緩衝材長尺片を巻取装置に案内するために、かつ、緩衝材長尺片の後端をロールに固定すべく緩衝材長尺片の後端との係合を目的としてテープ長尺片を案内するために、緩衝材変形機の出口と巻取装置との間を延びるガイド面であって、該ガイド面が、テープ長尺片を受容するための、ガイド面に沿って延びる溝と、該溝に、テープ供給部からテープ長尺片を受容するための入口開口部とを有し、テープ供給部が溝とは反対側のガイド面に対向する側に位置する、ガイド面と
   を備える、自動テーピング装置。
2. 緩衝材長尺片の後端への貼り付けを目的として供給部からテープをある長さに分断するための、入口開口部の下流において該入口開口部から離間して配置された切断装置を備える、請求項１に記載の自動テーピング装置。
3. 緩衝材長尺片をロール状に巻くために軸を中心に回転する巻取装置と組み合わされ、該巻取装置の軸は前記ガイド面と平行である、請求項１に記載の自動テーピング装置。
4. 原材料をロール状に巻かれた緩衝材長尺片に変形する緩衝材変形機と組み合わされ、該緩衝材変形機は、出口から緩衝材長尺片を提供し、前記ガイド面が変形機の出口と巻取装置との間に取り付けられる、請求項１に記載の自動テーピング装置。
5. 請求項４に記載の自動テーピング装置と、該自動テーピング装置の上流側に配置される緩衝材変換機と、該緩衝材変換機の上流側に配置される、原材料に比較して密集度が低い緩衝材製品へと変形させるための原材料の供給部とを備える、緩衝材変形システム。
6. 原材料は紙及びクラフト紙のうち１つ以上を含む、請求項５に記載の緩衝材変形システム。
7. 緩衝材製品を製造する方法であって、
   緩衝材長尺片を提供する工程と、
   テープ長尺片を提供する工程と、
   ガイド面に沿って延びる溝の入口開口部にテープ長尺片を受容し、該テープ長尺片をガイド面に沿って案内する工程と、
   緩衝材長尺片をガイド面に沿って案内し、該緩衝材長尺片をロール状に巻く工程と、
   緩衝材長尺片の後端及びそれに続くロールの外表面とテープ長尺片の粘着面とを係合させ、テープ長尺片をある長さでテープ長尺片の供給部から分離することにより、緩衝材長尺片の後端をロールの外表面に自動的にテープ止めする工程と、
   を含む方法。
8. 前記緩衝材長尺片を提供する工程は、
   シート材料を緩衝材変形機に供給する工程と、
   シート材料を相対的に密集度が低い緩衝材長尺片に変形する工程と
   を含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記シート材料は紙を含む、請求項８に記載の方法。

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