JP6463334B2 - 材料分配器およびダンネージ装置 - Google Patents

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Description

(関連出願の引用)
本国際出願は、米国非仮特許出願第13/843,917号(2013年3月15日米国特許商標庁に出願、名称「tear−Assist Blade」)に対する優先権を主張し、上記出願の内容は、その全体が参照により本明細書に引用される。
(技術分野)
一続きの材料を処理するための装置が、開示される。より具体的には、一続きの材料に沿って所望の点において一続きの材料を引き裂く際にユーザを支援するための装置が開示される。
ペーパーベースの保護包装の分野では、ペーパーシートのロールをしわくちゃにしてダンネージ(dunnage)を製造する。最も一般的に、このタイプのダンネージは、ペーパーのロールまたはスタックのようなコンパクトな供給のストック材料を低密度ダンネージ材料へ変換するダンネージ変換機械へ、概して連続ストリップのペーパーを通すことによって生成される。しわくちゃにされたシート材料の連続ストリップは、製品を保持する容器内の空きスペースを効果的に充填するのに所望の長さに切断され得る。ダンネージ材料は、荷造り業者の必要に応じて製造され得る。ペーパーシートをロールの最内位置から送る緩衝材製造機械の実施例が、米国特許出願公開第2008/0076653号(特許文献1)および同第2008/0261794号(特許文献2)に記載されている。緩衝材製造機械の別の実施例は、米国特許出願公開第2009/0026306号(特許文献3)に記載されている。
処理された一続きの材料に沿う選択された点において、ユーザは、その一続きの材料を2つ以上の部分に分離するようにその一続きの材料を分断することを望む場合がある。既存の処理システムは、一続きの材料から1つの部分を分断するために、ユーザが一続きの材料を切断部材に対して引っ張ることを必要とする。そのような引っ張りのために、ユーザは、その一続きの材料に対して力を加えることを必要とする。
米国特許第7,407,471号(特許文献4)は、送給アセンブリがストリップを引き裂くために逆方向に動作している間、ストリップを把持するためにダンネージのストリップ上で閉じる2つの拘束部材を有するデバイスを開示する。
したがって、引き裂き支援装置を有する一続きの材料処理装置および一続きの材料処理システムを使用することが望ましい。特に、所望の点で処理された一続きの材料を分断するためにユーザが必要とする力を減少させる装置を使用することが望まれる。
米国特許出願公開第2008/0076653号明細書 米国特許出願公開第2008/0261794号明細書 米国特許出願公開第2009/0026306号明細書 米国特許第7,407,471号明細書
いくつかの実施形態では、材料分配器は、下流方向に、経路に沿って一続きの材料を分配するように構成された分配部材と切断部材とを備えていることができる。切断部材は、経路に対して概して下流に延びる切断縁を有することができ、かつ経路を横切って凸状形状を有することができ、それによって、切断部材に対して一続きの材料が引っ張られるとき、切断縁が係合して、一続きの材料の連続的な切断を開始し、それによって切断力を低減させる。切断部材は、切断縁上の切断要素をさらに備え、切断要素は、経路に対して概して下流に延び、かつ凸状切断縁に沿って互に対して配置されることができる。切断部材は、経路に沿って概して下流に延びるブレード平坦部を有することができ、切断要素において経路の下流側で終了する。ブレード平坦部は、実質的に平坦な表面を有することができる。いくつかの実施形態では、凸状形状は、弧である。
いくつかの実施形態では、切断縁は、鋸歯状であることができ、切断要素は、鋸歯の先端部を備えていることができる。
いくつかの実施形態では、ブレードは、切断要素に対する一続きの材料の引っ張りがブレード軸の周りにブレードを変位させるように、経路に対して概して横断して延びているブレード軸の周りで旋回可能とすることができる。材料分配器は、切断部材に対して一続きの材料を引っ張ることにより切断を開始するように動作可能であることができる引き裂き支援ユニットと、ブレード軸の周りのブレードの変位を検出するように構成され、一続きの材料を切断部材に対して経路に沿って逆方向に駆動することにより一続きの材料の引き裂きを開始するように引き裂き支援ユニットを起動するように、引き裂き支援ユニットに関連付けられることができる感知ユニットとをさらに備えていることができる。
材料分配器は、いくつかの実施形態では、切断部材に対して一続きの材料を引っ張ることにより切断を開始するように動作可能とすることができる引き裂き支援ユニットをさらに備えていることができる。いくつかの実施形態では、引き裂き支援ユニットは、切断部材に対して経路に対して上流に一続きの材料を引っ張ることにより切断を開始するように動作可能であることができる。引き裂き支援ユニットは、分配部材を備えていることができ、材料を上流に引っ張るために逆方向に動作可能であることができる。分配部材は、供給材料を一続きの材料へ低密度ダンネージとして変換するように動作可能とすることができる変換ステーションを備えていることができる。引き裂き支援ユニット、分配部材、および変換ステーションは、一続きの材料を分配することと、一続きの材料を低密度ダンネージに変換することと、切断部材に対して経路に対して一続きの材料を上流に引っ張ることにより切断を開始することとを行うために動作可能であるドラムを備えている。
いくつかの実施形態は、所定の方向へのユーザによる一続きの材料の引っ張りを検出することができるように構成されている感知ユニットをさらに備えていることができる。感知ユニットは、切断部材に対するユーザによる一続きの材料の引っ張りを検出すると、感知ユニットは、一続きの材料を切断部材に対して経路に沿って逆方向に駆動することにより一続きの材料における引き裂きを開始するように引き裂き支援ユニットを起動させるように、引き裂き支援ユニットに関連付けられ得る。感知ユニットは、ユーザが切断ユニットに対して材料を引っ張ることを示す切断ユニットの変位に敏感なスイッチを備えていることができる。いくつかの実施形態では、感知ユニットは、ユーザによる一続きの材料の引っ張りによる順方向へのドラムの移動を検出するように構成されることができ、検出すると、切断部材に対して経路に沿って逆方向に一続きの材料を駆動して一続きの材料において引き裂きを開始するように引き裂き支援ユニットを起動させる。
いくつかの実施形態では、一続きの材料は、一続きのダンネージを構成することができる。
分配部材は、いくつかの実施形態では、供給材料を一続きの材料を低密度ダンネージとして変換するように動作可能にすることができる変換ステーションを備えていることができ、一続きの材料は、リボン状のペーパーシート材料である。いくつかの実施形態では、変換ステーションは、供給材料をダンネージに変換するために供給材料を長手方向にしわくちゃにするように構成されることができる。引き裂き支援ユニットは、ダンネージが切断部材に対して引っ張られたときに切断部材に対してダンネージを引っ張って切断部材にダンネージを切断させるために逆方向に動作可能であることができる。
ブレードは、いくつかの構成では、互に間隔を空けられ、かつ凸状形状に沿って位置付けされた先端部を有する歯を備えていることができ、切断部材に対して引っ張られた材料に連続的に係合する。切断要素は、ユーザが切断部材に対して一続きの材料を把持して引っ張ると、一続きの材料が材料に面するいくつかの切断要素の最初の群に最初に接触し、最初の群が材料の切断を開始すると、切断要素のうちのさらなるものに接触するように互に間隔を空けられることができる。
いくつかの実施形態では、ダンネージ装置は、一続きの材料をダンネージに変換することができ、このダンネージを下流方向に経路に沿って分配する変換ステーションと、経路に対して概して下流に延び、経路を横切って凸状形状に沿って互に対して配置される切断要素を有する切断部材を備えていることができ、それによって、切断縁は、一続きの材料が切断部材に対して引っ張られるときに一続きの材料を係合して、連続的に切断を開始し、それによって切断力が低減される引き裂き支援装置であって、切断部材に対して一続きの材料を上流に動作可能に引っ張って切断を開始するように構成される引き裂き支援装置とを備えていることができる。引き裂き支援ユニットおよび変換ステーションは、一続きの材料を分配することと、一続きの材料を低密度ダンネージに変換することと、一続きの材料を切断部材に対して経路に対して上流に引っ張ることにより切断を開始することとを行うために動作可能であるドラムを備えていることができる。
本明細書は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
材料分配器であって、
下流方向に、経路に沿って一続きの材料を分配するように構成された分配部材と、
切断縁を有する切断部材と
を備え、
前記切断縁は、前記経路に対して概して下流に延び、かつ前記経路を横切って凸状形状を有し、それによって、前記一続きの材料が前記切断部材に対して引っ張られると、前記切断縁が前記一続きの材料を係合して、前記一続きの材料の切断を連続的に開始し、それによって切断力を低減する、材料分配器。
(項目2)
前記切断部材は、前記切断縁上の切断要素をさらに備え、前記切断要素は、前記経路に対して概して下流に延び、前記凸状切断縁に沿って互に対して配置されている、項目1に記載の材料分配器。
(項目3)
前記切断部材は、前記経路に沿って概して下流に延びているブレード平坦部を有するブレードを備え、前記ブレードは、前記切断要素において前記ブレード平坦部の下流側で終了する、項目2に記載の材料分配器。
(項目4)
前記ブレード平坦部は、実質的に平坦な表面を有する、項目3に記載の材料分配器。
(項目5)
前記切断縁は、鋸歯状であり、前記切断要素が前記鋸歯の先端部を構成している、項目4に記載の材料分配器。
(項目6)
前記ブレードは、前記経路に対して概して横断して延びているブレード軸の周りに旋回可能であり、それによって、前記切断要素に対する前記一続きの材料の前記引っ張りが、前記ブレード軸の周りに前記ブレードを変位させ、
前記材料分配器は、
前記切断部材に対して前記一続きの材料を引っ張ることにより前記切断を開始するように動作可能である引き裂き支援ユニットと、
前記ブレード軸の周りの前記ブレードの前記変位を検出するように構成され、前記引き裂き支援ユニットに関連付けられている感知ユニットと
をさらに備え、
前記感知ユニットは、前記切断部材に対して前記経路に沿って逆方向に前記一続きの材料を駆動し、前記一続きの材料において引き裂きを開始するように前記引き裂き支援ユニットを起動させる、項目2に記載の材料分配器。
(項目7)
前記切断部材に対して前記一続きの材料を引っ張ることにより前記切断を開始するように動作可能である引き裂き支援ユニットをさらに備えている、項目1に記載の材料分配器。
(項目8)
前記引き裂き支援ユニットは、前記切断部材に対して前記経路に対して上流に前記一続きの材料を引っ張ることにより前記切断を開始するように動作可能である、項目3に記載の材料分配器。
(項目9)
前記引き裂き支援ユニットは、前記分配部材を備え、前記材料を上流に引っ張るように逆に動作可能である、項目8に記載の材料分配器。
(項目10)
前記分配部材は、供給材料を低密度ダンネージとしての前記一続きの材料に変換するように動作可能である変換ステーションを備えている、項目9に記載の材料分配器。
(項目11)
前記引き裂き支援ユニット、分配部材、および変換ステーションは、ドラムを備え、前記ドラムは、一続きの材料を分配することと、一続きの材料を低密度ダンネージに変換することと、前記切断部材に対して前記経路に対して前記一続きの材料を上流に引っ張ることにより切断を開始することとを行うために動作可能である、項目10に記載の材料分配器。
(項目12)
所定の方向へのユーザによる前記一続きの材料の引っ張りを検出するように構成されている感知ユニットをさらに備え、前記感知ユニットは、前記引き裂き支援ユニットに関連付けられており、それによって、前記切断部材に対する前記ユーザによる前記一続きの材料の前記引っ張りを検出すると、前記感知ユニットは、前記切断部材に対して前記経路に沿って逆方向に前記一続きの材料を駆動することにより前記一続きの材料における引き裂きを開始するように前記引き裂き支援ユニットを起動させる、項目7に記載の材料分配器。
(項目13)
前記感知ユニットは、ユーザが前記切断ユニットに対して前記材料を引っ張ることを示す前記切断ユニットの変位に敏感なスイッチを備えている、項目12に記載の材料分配器。
(項目14)
前記感知ユニットは、前記ユーザによる前記一続きの材料の前記引っ張りによって順方向の前記ドラムの前記移動を検出し、検出すると、前記切断部材に対して前記経路に沿って逆方向に前記一続きの材料を駆動することにより前記一続きの材料において引き裂きを開始するように前記引き裂き支援ユニットを起動させるように構成されている、項目12に記載の材料分配器。
(項目15)
前記一続きの材料は、一続きのダンネージを含む、項目1に記載の材料分配器。
(項目16)
前記分配部材は、供給材料を低密度ダンネージとしての前記一続きの材料に変換するように動作可能である変換ステーションを備え、前記一続きの材料は、ペーパーシート材料のリボンである、項目1に記載の材料分配器。
(項目17)
前記変換ステーションは、前記供給材料を前記ダンネージに変換するために、前記供給材料に長手方向にしわをつけるように構成されている、項目14に記載の材料分配器。
(項目18)
前記引き裂き支援ユニットは、前記ダンネージが前記切断部材に対して引っ張られると、前記切断部材に対して前記ダンネージを引っ張ることにより前記切断部材に前記ダンネージを切断させるために、逆方向に動作可能である、項目17に記載の材料分配器。
(項目19)
前記凸状形状は、弧である、項目1に記載の材料分配器。
(項目20)
前記ブレードは、先端部を有する歯を備え、前記先端部は、前記歯に対して引っ張られた前記材料を連続的に係合するために、互に間隔を空けられ、前記凸状形状に沿って位置付けされている、項目16に記載の材料分配器。
(項目21)
前記切断要素は、互に間隔を空けられており、それによって、ユーザが前記切断部材に対して前記一続きの材料を把持して引っ張ると、前記一続きの材料は、前記材料に面する前記いくつかの切断要素の最初の群に最初に接触し、前記最初の群が前記材料を切断することを開始すると、前記切断要素のうちのさらなるものに接触する、項目20に記載の材料分配器。
(項目22)
ダンネージ装置であって、
一続きの材料をダンネージに変換し、前記ダンネージを下流方向に経路に沿って分配する変換ステーションと、
切断要素を有する切断部材を備えている引き裂き支援装置と
を備え、
前記切断要素は、前記経路に対して概して下流に延び、かつ前記経路を横切って凸状形状に沿って互に対して配置されており、それによって、前記一続きの材料が前記切断部材に対して引っ張られると、前記切断縁は、前記一続きの材料を係合して、前記一続きの材料の切断を連続的に開始し、それによって切断力を低減し、前記引き裂き支援装置は、前記切断部材に対して前記一続きの材料を上流に動作可能に引っ張ることにより前記切断を開始するように構成されている、ダンネージ装置。
(項目23)
前記引き裂き支援ユニットおよび変換ステーションは、ドラムを備え、前記ドラムは、一続きの材料を分配することと、一続きの材料を低密度ダンネージに変換することと、前記一続きの材料を前記切断部材に対して前記経路に対して上流に引っ張ることにより前記切断を開始することとを行うために動作可能である、項目23に記載のダンネージ装置。
図面の図は、単なる一例として、かつ制限しないように、本概念に従って1つ以上の実施を示す。図において、同様の参照番号は、同じまたは類似の要素を指す。
図1は、本開示に従って構成される、一続きの材料処理システムおよび供給ステーションの背面図である。 図2は、変換ステーションおよび引き裂き支援装置を示す、その正面透視図である。 図3Aは、図2の装置の左側面図である。 図3Bは、その変換ステーションの左側部断面図である。 図4Aは、図2の装置の引き裂き支援切断部材の上面図である。 図4Bは、一続きの材料の切断を開始する、その上面図である。 図5Aは、静止位置における、引き裂き支援装置の一実施形態の左側面図である。 図5Bは、始動位置における、その左側面図である。 図6は、始動位置における、引き裂き支援装置の別の実施形態の左側面図である。 図7は、引き裂き支援切断部材の別の実施形態の上面図である。 図8は、引き裂き支援装置別の実施形態の左側面図である。 図9は、処理システムを動作するフローダイアグラムを示す。 図10は、引き裂き支援装置のシステムダイアグラムを示す。
一続きの材料を処理するための装置が開示される。より具体的には、その一続きの材料に沿う所望の点で一続きの材料から一部を引き裂く、または破断させる、または切り離すことにおいて、ユーザを支援するための装置が、開示される。本開示は、概して、供給材料、好ましくは、一続きの材料が処理されるシステムおよび装置に適用可能である。例のシステムにおいて、一続きの材料は、ソースレポジトリから始まり、そこでは、一続きの材料がロール(そのロールの内側から引き出されるか、または外側から引き出される)、巻き、ファン折り曲げソース、または別の適した形状で格納される。一実施形態では、一続きの材料は、穿孔され得る。一続きの材料は、次に、処理され、その処理では、一続きの材料を分配方向等の出力方向に駆動することを含むことができる。一実施例のシステムでは、一続きの材料は、駆動ローラを介して、レポジトリから、以下にさらに論じられる、分配方向へ送給され、一続きの材料が同方向へ分配される。供給材料はまた、他のダンネージおよび空隙充填材料、ならびに膨張可能ピロー包装を含む他のタイプの保護包装であり得る。本明細書に記述される装置の特定の用途は、包装のためのダンネージ材料の処理である。他のペーパーベースまたはシート形態の繊維ベースの一続きの材料、ロープや糸等の巻きつけられた一続きの繊維材料、およびピロー包装材料を形成するために使用され得るプラスチック材料のウェブ等の一続きの熱可塑性材料を含む、他の用途が使用され得る。
図1は、システム10の一実施形態を示す。この実施形態において、システム10は、連続流の供給材料、好ましくは、一続きの材料19を供給ステーション104から引き出すように構成される。システム10は、供給ステーション104から変換ステーション102へ連続流を引っ張るように構成され、変換ステーション102は、高密度材料を低密度ダンネージ材料へ変換する。一続きの材料19は、しわくちゃにすること、折り曲げること、平らにすること、しわをつけること、または高密度構成を低密度構成へ変換する他の同様な方法によって変換されることができる。さらに、米国公開第2012/0165172号、米国公開第2011/0052875号、および米国特許第8,016,735号に開示されるこれらの変換ステーション102等、変換ステーション102の種々の構造が使用され得ることが理解される。一実施形態では、システム10は、特に、システム10に入るコイル状の材料の流れを生成するシート材料のロールの中心から一続きの材料19を引っ張り出すために適合され、それは、以下でさらに記述される。シート材料のロールは、後でダンネージに変換されるロールを形成するように巻きつけられた一続きのシート材料19を含むことができる。複数のロールが、一緒にデイジーチェーン接続されることができる。
図1を参照すると、一続きの材料処理システム10の一実施形態は、下流方向に、経路に沿って一続きの材料19を分配する分配部材74と、供給ステーション104と、一続きの材料19を分断する際にユーザを支援するための引き裂き支援装置76とを含む。分配部材74は、供給材料をダンネージへ変換する変換ステーション102を含むことができる。一続きの材料19は、供給ステーション104から分配され、かつ搬入部材78を介して、変換ステーション102の供給側60へ送給される。一続きの材料19は、次に、変換ステーション102によって変換され、次に、変換ステーション102の搬出側61の分配部材から分配方向に材料経路に沿って分配される。
一構成では、搬入部材78はシート材料をシステム10内へ誘導するための随意の入口ガイド12を含むことができる。図2の実施形態では、入口ガイド12は支持ポールまたはポスト59を形成する単一の巻きつけられた、または曲げられた細長い要素である。細長い要素80は、長手軸が約250°から約300°に曲げられ、ループを形成し、そのループを通して一続きの材料19が送給されるように、中心軸の周りに曲げられ得る。好ましくは、細長い要素80は、丸いパイプ状断面を有するチューブである。他の断面および構造も、提供され得る。示される実施形態では、細長い要素80は、略1+1/2インチの外径を有する。他の実施形態では、直径は、略3/4インチ〜略3インチ、または略1インチ〜略2インチの範囲であり得る。上記範囲外の他の直径が、使用され得る。一構成では、入口ガイド12はまた供給ステーション104を支持するための支持部分として機能し、細長い要素80は、安定性を提供するように構成された床ベース57から延びることができる。随意に、いくつかの実施形態では、細長い要素80はまた、安定性を変換ステーション102へ提供することができる。
好ましくは、システム10はまた、一続きの材料19を駆動するためのアクチュエータを含む。いくつかの実施形態では、アクチュエータは、変換ステーション102の一部であるか、または変換ステーション102に関連付けられ得る。好適な実施形態では、アクチュエータは、電気モータ11または他の駆動装置である。モータ11は、電源コードを介してコンセント等の電源へ接続され、システム10を駆動するために配置および構成され得る。システム10は、動力をモータ11から伝達するためのトランスミッション部を含むことができる。あるいは、直接駆動が使用され得る。モータ11は、ハウジング内に配置されることができ、中央ハウジングの第1の側部へ固定され得る。いくつかの構成では、一続きの材料19は、手動で、動力なしで駆動されることができる。
好適な実施形態の動作中、分配部材74は、図3Aで矢印「A」として示される分配方向へ下流に一続きの材料19を駆動することによって、一続きの材料19を分配する。これは以下により詳細に記述する。駆動部材は、モータ11等のアクチュエータと、ドラム17とを含むことができる。モータ11は、動作が、例えば、フットペダル、スイッチ、ボタン等によりシステムのユーザによって、あるいはプログラムに従って自動的に制御される電気モータであり得る。モータ11は、モータ11によって回転させられる図2に示されるドラム17へ接続され得る。ドラム17は、好適な実施形態では、実質的に円筒形構成を有することができる。材料19を変換する過程中、一続きの材料19が変換ステーション102の供給側60から搬入部材78内へ、および変換方向(「C」として示される)に回転するドラム17上へ送給され、それによって、モータ11が動作しているときに、一続きの材料19が、分配方向「A」に駆動されることを引き起こす。
図2、3A、および3Bに示されるように、変換ステーション102は、加圧部材をも含むことができる加圧部13を含む。示される実施形態では、この加圧部材は、ローラ14を備えている。ローラ14は、ローラ14の軸に沿って配置された軸シャフト82に位置決めされたベアリングまたは他の低摩擦デバイスを介して支持され得る。あるいは、ローラは、動力が供給されて駆動されることができる。ローラ14は、ドラム17の表面と接線接触するように配置された円周加圧表面を有し得る。すなわち、例えば、駆動シャフトまたはドラム17の回転軸84とローラ14の軸シャフト82との間の距離は、ドラム17の半径とローラ14の半径との合計に実質的に同じであることができる。ローラ14は、ドラム17とローラ14の各々の半径の合計に実質的に等しくあり得る。ローラ14は、ドラム17の幅の約1/4〜1/2のように比較的に幅広で、例えば、ドラム17の直径に類似する直径を有し得る。
好ましくは、ローラ14は、約2インチの直径および約2インチの幅を有する。好ましくは、ドラム17は、約4〜5インチの直径を有する。他の構成では、ドラム17は、最大で約10〜12インチの直径を有することができ、他の実施形態では、ドラム17は、10インチ〜12インチを上回るまたはそれ未満の直径を有することができる。好ましくは、ドラム17は、約4インチである幅を有する。他の構成では、ドラム17は、最大で約10〜12インチである幅を有することができ、ドラム17の他の実施形態は、10インチ〜12インチを上回るまたはそれ未満である幅を有することができる。他の直径のローラも、提供され得る。ローラ直径は、入って来る一続きの材料19の流れを制御するために十分に大きくあり得る。すなわち、例えば、高速で入って来る一続きの材料19の流れが分配方向「A」から逸れるとき、一続きの材料19の部分がローラ14の露出表面に接触することができ、それが逸れた部分をドラム17上に引き下ろすことができ、結果として生じる数珠つなぎとなった材料を圧搾し、かつしわくちゃにするのを助ける。好適な実施形態では、モータ11は、そのモータ11によって回転させられる円筒状駆動ドラム17に接続される。この実施形態は、送給方向「H」に対して横方向位置の円筒状駆動ドラム17の軸端に配置された1つ以上のドラムガイド16も含む。ドラムガイド16は、ドラム17の中心へ向けて一続きの材料19を誘導するのに役立ち得る。ドラムガイド16は、ドラム17に動作可能に接続され、ドラム17とともに、またはドラム17なしで、自由に回転し得る。このように、ドラムガイド16は、ドラムガイド16がドラム17に対して回転できるようにするために、ベアリングまたは他の分離要素を介して、ドラム17の駆動シャフト84から離れて支持され得る。加えて、ドラムガイド16は、ドラム17からガイド16への回転運動の伝達を最小とするために、追加の空間、ベアリング、または他の分離要素によってドラム17の軸側から分離され得る。他の実施形態では、外側ドラムガイド16は、例えば、駆動シャフト82からではなく、ドラム17の外側軸側からベアリングを介して支持され得る。モータ11と接続されたドラム17が、分配方向「A」に一続きの材料19を駆動するための分配部材84の一部として、この実施形態に開示されているが、駆動機構およびそれらに動力を供給する手段も可能であることが理解される。
図3Bを参照すると、加圧部材は、加圧部材とドラム17との間を通過するシート材料19をドラム17に対して係合し、かつ圧搾してシート材料をダンネージに変換するために、ドラム17に対して付勢された係合位置を有する。加圧部材は、詰まりを解除するために、ドラム17から変位された解除位置を随意に有することができる。変換ステーション102は、係合位置および解除位置の各々で加圧部材を磁気的に保持するように構成された磁気位置制御システムを有することができる。位置制御システムは、加圧部材を解除位置に保持するためよりも加圧部材を係合位置に保持するためにより大きな磁力を加えるために構成され得る。他のシステムは、例えば、詰まりを解除するために、スプリングを使用することができる。
示される実施例では、ローラ14等の加圧部材を含むことができる加圧部13は、重力を無視すると、加圧部13がドラム17からローラ14を分離する傾向にある方向に枢動点の周りで実質的に自由に旋回するように枢動軸の周りで配置され得る。この実質的に自由な回転に抵抗するために、ローラ14は、十分な分離力が加えられない限り、またはそれが加えられるまで、ドラム17と接線接触にローラ14を維持し、かつ解除されると、ローラ14を解除位置に保持するように構成された位置制御システムによって、所定位置に固定されることができる。このように、材料19がドラム17とローラ14との間を通過するとき、位置制御システムは、加圧部13とドラム17との間の分離に抵抗することができ、それによって、シート材料の流れを加圧し、それを低密度ダンネージに変換する。ローラ14が、詰まりまたは他の解除を引き起こす力に起因して解除されるとき、位置制御システムは、解除位置にローラ14を保持し、詰まりが取り除かれ、かつ、例えば、機械、詰まったもの、または人間の手足に対する損傷を防止することを可能にすることができる。
位置制御システムは、分離力が加えられない限り、またはそれが加えられるまで、加圧部13の位置を維持するように配置および構成された1つ以上の付勢要素を含むことができる。例示的実施形態では、米国公開第2012/0165172号に開示されるように、1つ以上の付勢要素は、磁気付勢要素196を含むことができる。図3Bに示される磁気付勢要素196は、中央ハウジングに配置される磁石200の背後に位置付けされる。磁気付勢要素196は、加圧部113に加えられる分離力に抵抗する。加えて、位置制御システムは、図3Bに示されるように、分離力が加えられ、加圧部13が解除されると、解除された開放状態に加圧部13を保持するように構成された解除保持要素198を含むことができる。例示的実施形態では、解除保持要素は、磁気保持要素198であることができる。磁石の性質は、加圧部13がドラム17から分離されると押える力が減少するような方法で、最小の解除力(付勢要素の磁力に打ち勝つように加えられた力)を必要とする押える力を提供することができることに留意されたい。このように、磁石の付勢力は、加圧部13がその解除位置へ旋回されると、実質的に除去されることができる。いくつかの実施形態は、磁石の代わりに、スプリングまたは他の機構を採用する。
加圧部13が解除されると、解除保持要素における磁石は、加圧部13を解除状態に保持するように機能することができる。一構成では、加圧部13を解除するために必要な力は、加圧部13を係合位置へ戻すために必要な力よりも大きくあり得る。この解除機構は、例えば、ユーザが誤ってステッカーを供給ユニットに配置し、供給ユニットおよびステッカーが変換ステーション102に詰まりを引き起こすような状況に対して有利であることができる。このような状況において、詰まりに起因して解除力に到達すると、加圧部13は、ユーザが詰まりを簡単に除去でき、かつ変換ステーション102への損傷を防止する解除位置へ解除されることができる。示される実施形態では、加圧部材がローラ14であるが、加圧部材がドラム17に対して材料19を付勢する単一のローラ、ベルト、固定スライド、または他の好適な要素であり得ることを理解されたい。
システムは、一続きの材料19の切断を促進する引き裂き支援装置76をさらに含むことができる。引き裂き支援装置76は、切断縁20に対して一続きの材料19を駆動するように動作可能である引き裂き支援ユニット86を含むことができる。好適な実施形態では、引き裂き支援ユニット86は、起動されると、好ましくは、ユーザが一続きの材料19の自由端に対して引っ張るであろう箇所とは反対の切断縁20の遠位側から、一続きの材料19を切断部材15に対して引っ張る。好ましくは、引き裂き支援ユニット86は、分配方向「A」とは反対方向に、上流に一続きの材料を引っ張り、変換ステーション102および供給側60に向けて、すなわち、逆方向に戻る。示される実施形態では、引き裂き支援ユニット86は、ドラム17を含む。しかしながら、他の実施形態では、引き裂き支援ユニット86は、一続きの材料19を逆方向に駆動するための別個のドラムまたは機構を含むことができることが理解される。図3Aに示されるように、この実施形態における一続きの材料19は、材料経路「B」に沿って、分配方向「A」に下流へたどるように誘導される。材料経路「B」は、一続きの材料19が搬入部材78における供給側60から変換ステーション102へ送給され、かつ変換ステーション102の搬出側61の分配部材76から分配するときに一続きの材料19がたどる経路である。分配方向「A」は、一続きの材料19が分配部材74の外へ、分配部材74から離れて、分配される方向である。分配方向「A」は、いくつかの実施形態では、ドラム17に対して実質的に接線の方向であることができる。
示される実施形態の引き裂き支援装置を始動するために、ユーザは一続きの材料19を引っ張り方向(図3Aに方向「D」として示される)へ引っ張り、引き裂き支援ユニット86に一続きの材料19を逆方向に移動させる。引っ張り方向「D」は、変換ステーション102から離れる方向であることができる、または、示される実施形態では、好ましくは、典型的には変換ステーション102から離れ、ブレード15に対して概して下向きの方向である。ブレードが変換ステーション102の横方向または上方へまたは下方へ向けられている場合、引っ張り方向「D」は、水平方向等、異なって向けられることができる。
引き裂き支援装置は、一続きの材料19の切断を容易にする切断部材を含むことができる。示される実施形態では、切断部材は、ブレード15を含み、そのブレード15に対して一続きの材料19を引っ張ることにより一続きの材料19を切断する。ブレード15は、材料経路「B」の単一の横方向側部に、またはその下流に配置される。好ましくは、ブレード15は、ドラム17に隣接して、かつ下方に、かつ材料経路「B」に沿って実質的に下流に配置される。他の構成では、ブレード15が変換ステーション102に対して他の好適な位置に配置され得ることが理解される。好ましくは、引き裂き支援装置は、材料19を切断するために、ユーザが材料をブレードに対して保持することを頼りにする単一の切断部材またはブレード15を含み、第2の機械的部材を含まない。
切断部材は、前方の部分23および後方の部分25を含むことができる。示される実施形態では、後方の部分25および前方の部分23は、互に対して傾斜している。後方の部分25は、一続きの材料19、ユーザの付属物、および他の残骸がドラム17の背後に落下することを防止するフィンガガード22(さらに後述される)を含む。他の構成では、前方の部分23および後方の部分25は、同一平面に沿って延びることができる。例えば、分配方向「A」に沿って延びることができる、または分配方向「A」の下流に材料経路「B」に沿って曲げられる。しかしながら、いくつかの構成では、切断部材は、後方の部分25を含まないことが理解される。
示される実施形態における前方の部分23は、ブレード15を備えている。ブレード15は、切断縁20から後方の部分25まで延びるブレード平坦部26を有する。ブレード平坦部26は、切断縁から後方へ導く広範囲の表面の部分を意味する既知の技術の用語である。好ましくは、ブレード平坦部26は、略平坦であり、かつブレード15に沿って概して下流へ延び、かつ切断縁20で終了する。しかしながら、他の構成では、ブレード平坦部26が、曲がった、あるいは湾曲した弓形を有することができることが理解される。ブレード平坦部26は、一続きの材料19を分配するためのガイドとして機能することができ、それによって、それが一続きの材料19を分配方向「A」へ変換ステーション102から離れて誘導し、またはそらす。
ブレード15は、その先端部に切断縁20等の切断部分を含むことができ、その切断縁20は、変換ステーション102から離れるほうに向けられる。切断縁20は、ブレード15の先端部に、かつ分配方向「A」の下流に配置され得る。切断縁20は、好ましくは、一続きの材料19が切断縁20に対して引っ張られるとき、または以下で記述されように、逆方向に引き込まれるとき、一続きの材料19を十分に係合するように構成される。
好ましくは、ブレード15は、変換ステーション102から下流に分配方向「A」へ延びる。好ましくは、ブレード15は、それがドラム17に実質的に接する平面に沿って延びるように位置決めされる。示される実施形態では、ブレード15は、概して水平平面に沿って分配方向「A」へ延びる。他の実施形態では、ブレード15の他の位置もまた使用され得、例えば、ブレード15は、切断縁20が分配方向「A」に対して概して垂直に延びるように位置決めされることができ、それによって一続きの材料19が切断縁20の上を通過し、それが分配されるとき、切断縁20が一続きの材料19を誘導することが理解される。
図4Aに示されるように、切断縁20は、分配方向「A」に下流に湾曲し、かつ延びる仮想線28に沿って、凸状形状または弧等の概して弓形を有することができる。弓形は、好ましくは、少なくとも約25mm、より好ましくは、少なくとも約50mm、最も好ましくは、少なくとも70mmである、半径94を有することができる。弓形は、好ましくは、最大で少なくとも約500mm、より好ましくは、最大で約200mm、最も好ましくは、最大で約150mmである、半径94を有することができる。好適な実施形態では、弓形は、100mmの半径を有する。他の構成では、切断縁20は、楕円または一定ではない半径を有することができる。
あるいは、いくつかの構成では、切断縁20は、概して弓形または凸状形状を一緒に形成する一続きの直線区分を構成することができる。各区分は、直線に配置されたいくつかの切断要素を含むことができ、または連続、湾曲した弧であることができ、または、材料がブレード15に対して引っ張られた場合、最初に材料を係合する、および/または任意の特定の時間に材料を切断する切断要素の数を低減させるように、集合的に凸状弧を画定する他の配置を含むことができる。さらに他の構成では、切断縁20は、他の構成を有することができ、例えば、切断縁20は、真っ直ぐな縁が分配方向「A」を横断している、真っ直ぐで、鈍いまたは鋭い縁であることができる。あるいは、切断縁20は、切断縁20が一続きの材料19に向けて上向きに弧を描く弓形を有することができ、それによって、切断縁20(および随意にブレード平坦部)がU字状を形成し、かつU字状のトップ部が一続きの材料19に向けて上向きに延びるか、あるいは他の構成では、U字状の脚部が下向きに延びるU字部とともに、一続きの材料19に向けて延びることができる。
切断縁20は、切断要素等の接触要素を含むことができ、これらは、引き裂きを開始すること、または材料19を部分的または完全に引き裂くことを容易にするために、一続きの材料19を係合するように構成される。切断要素は、一続きの材料19が逆方向に引っ張られているとき、またはユーザが一続きの材料19を切断縁20に対して引っ張っているとき、切断要素が一続きの材料19を捕獲するように、切断縁20に沿って十分に間隔を空けられることができる。一続きの材料19を捕獲している切断要素は、逆方向に対して抵抗または力を生成し、一続きの材料19を切断する。
図4Aおよび4Bに示されるように、切断要素は、仮想線28に沿って間隔を空けられることができる。好ましくは、切断要素は、互に間隔を空けられ、それによって、ユーザがブレード15に対して一続きの材料19を把持し、引っ張ると、一続きの材料19が、材料19に面するいくつかの切断要素の最初の群に最初に接触し、最初の群が材料の切断を開始すると、切断要素の追加の群に接触する。好適な実施形態では、切断要素は、歯21の先端部32が切断縁20から下流へ延び、一緒に凸状形状を形成するように、切断縁20の凸状弧に沿って整列させられる、鋸歯等の歯21である。このような方法で配置された歯21を有することによって、歯21は、伝統的な真っ直ぐな縁よりも横方向点のより幅広の範囲において、一続きの材料19を係合することができる。従って、ユーザは、切断縁20に対して真っ直ぐ下向き方向へ、すなわち、切断縁20に対して概して90度の角度で、一続きの材料19を引っ張ることに限定されず、その代り、分配方向「A」に対して概して下向きかつ横(図4Aにおいて「E」および「F」として示される)に切断縁20に対して一続きの材料19を引っ張るとき、歯21を十分に係合することができる。例えば、ユーザが一続きの材料19を切断縁20に対して概して左かつ下向きである方向へ引っ張るとき、一続きの材料19は、左歯21を十分に係合、またはそれを捕獲することができる。
好ましくは、歯21は、前縁に先端32を含む。好ましくは、先端32は、鈍い縁を有し、一続きの材料19を通してずっと刺し続け、大きなパンク穴を生成することはない。歯21の先端32は、約0.05mm〜約1、またはいくつかの実施形態では、5mmまたはそれを上回る横断幅34を有することができ、かつ鈍くまたは鋭くすることができる。
歯21は、好ましくは、十分な距離において互に間隔を空けられ、それによって、一続きの材料19が切断縁20に対して引っ張り方向「D」に引っ張られるとき、歯21に対する一続きの材料19の圧力が、切断縁20に沿ってわずかな数の歯21集中させられ、それによって、引き裂き力を最小化する。例えば、歯21は、システムを通して処理される材料に応じて、好適なピッチ36で互に間隔を空けられることができ、このピッチ36は、典型的には、少なくとも約5mm、より典型的には、少なくとも1cmまたは2cm、典型的には、最大で約6cm、より典型的には、最大で約5cmまたは4cmである。一実施形態では、歯ピッチ36は、3cm程度であり、幅38は、約15cmである。好適な実施形態では、図4Aに示されるように、歯21は、歯の側部が一緒に集束して先端部32を形成するように実質的に三角形状を有する。この実施形態では、歯21の各々の間の刃溝96は、図4Aに示される角度θを有することができる。好ましくは、歯21の各々の間の刃溝96は、引き裂き支援ユニット86が一続きの材料19を逆方向移動させるとき、一続きの材料19が横方向に完全に迅速に裂けるような角度を有する。しかしながら、他の実施形態では、引き裂き支援ユニット86は、一続きの材料19を部分的に切断して引き裂きを容易にすることが理解される。角度θは、少なくとも約30°〜最大で約110°、より好ましくは、少なくとも約45°〜最大で約135°であることができ、最も好ましくは、角度θは、おおよそ直角である。歯21は、他の適した形状を有することができ、例えば、歯21が、切断縁21から延びる長方形、台形、または丸い形状を有することができ、あるいは他の適した幾何学的形状を有することができることが理解される。
切断部材はまた、図3Aに示されるように、フィンガガード22を含むことができ、このフィンガガードは、ユーザが変換ステーション102と切断部材との間に捕らわれることからユーザを保護する。フィンガガード22はまた、変換ステーション102の詰まりを引き起こす可能性がある、一続きの材料19を外れた片が切断部材と変換ステーション102との間に落ち込むことを防止するために使用されことができる。フィンガガード22は、好ましくは、切断部材の後方の部分25に配置される。
動作時、ユーザは、変換ステーション102の供給側60で所望の長さの一続きの材料19を送給し、この一続きの材料19が、次いで、モータ11の動作によって分配方向「A」へ移動させられ、かつ分配部材等の搬出側61で分配される。ドラム17は、それと協働して回転し、一続きの材料19が材料経路「B」に沿って機械の外へ送給される。材料経路「B」は、送給経路、搬出経路、および分断可能経路の別個の区間に分割されることができる。図3Aに示される実施形態では、材料経路「B」は、切断縁20上で折り曲げられることができる。変換ステーション102の搬出側61の一続きの材料19は、ドラム17とブレード15との間に配置される搬出部分26とブレード15を越えて配置される分断可能部分24の2つの部分に、材料経路「B」が折り曲げられる点または切断縁20で分割され得る。一続きの材料19は、搬出部分26と分断可能部分24との間、かつ切断縁20の上に配置される切断位置40をさらに含むことができる。
ドラム17は、一続きの材料19を所望の長さに達するまで分配し続ける。この時点で、オペレータまたはユーザは、モータ11を停止し、一続きの材料19の分配移動が停止する。ユーザは、次いで、引っ張り方向「D」へ分断可能部分24で一続きの材料19を引っ張る。前述されたように、ブレード15の凸状または弧状の形状により、一続きの材料19は、分配方向「A」に対して概して横断および傾斜する下向き方向へ、例えば、分配方向「A」の左側または右側へ引っ張られるとき、歯21等において、ブレード15と十分に係合することができる。
一続きの材料19がユーザにより引っ張られると、引き裂き支援ユニットは、ドラム17に一続きの材料19を逆方向に駆動させる。一実施形態では、ドラム17が逆方向に回転するため、変換された一続きの材料19の部分が、加圧部材下で反転され得る。
好適な実施形態では、切断縁20は、材料経路「A」(図4Aに示されるように)を横切って延びる横断幅38を有し、かつ切断縁20の横断幅38は、切断位置40において一続きの材料19の横断幅より大きい。ユーザが一続きの材料19を引っ張ると、引っ張られた材料から最も遠位に配置される歯21C、21Dよりも接触領域88における最も近接した歯21A、21Bに対してより大きな圧力が存在する。最も近接した歯にかかるより高い局部圧力が分断プロセスを開始し、一続きの材料19において最初の切断19A、19Bを開始および生成し、一続きの材料19がブレード15に対して引っ張られるにつれて、追加の後続の切断19C、19Dが遠位の歯21C、21Dで行なわれ得る。最も近接した歯21A、21Bは、第1の切断19A、19Bを開始し、それによって、追加の後続の切断19C、19Dが、その後、漸進的または順次に行なわれることができ、よって一続きの材料19を切断するのに要する引き裂き力を最小にする。切断が、突然にではなく、漸進的または順次に行なわれるため、ブレード15の凸状形状は、総引き裂き力の減少を可能にする。図4Bに示される実施形態では、接触領域88は、切断縁20の2本の歯21A、21Bを含む。接触領域88の位置および横断幅90が、いくつかの実施形態では、一続きの材料19の寸法に応じて変わり得ること、および接触領域88内の接触要素の数がブレード15上の歯21の数に応じて変わり得ることが理解される。この文脈で使用される場合、切断の開始は、所望の位置または点において、一続きの材料19を部分的または完全に刺し通すこと(piercing)、追切ること(ripping)、薄切りすること(slicing)、引き裂くこと(tearing)、刺し通すこと(piercing)、破断すること(breaking)、あるいは分断すること(severing)を含むことができる。
初期の接触領域88は、全体切断縁20の一部分であり、切断縁20の横断幅38を下回る横断幅90を有する。接触領域88は、好ましくは、横断幅38の最大で約3/4、より好ましくは、横断幅38の最大で約1/2、最も好ましくは、横断幅38の最大で約1/3である横断幅90を有する。接触領域88は、好ましくは、横断幅38の少なくとも約1/8、より好ましくは、横断幅38の少なくとも約1/4、最も好ましくは、横断幅38の少なくとも約1/3である横断幅を有する。
横断幅38は、好ましくは、少なくともほぼ分配部材74から分配されている一続きの材料19の幅である。いくつかの実施形態では、横断幅38は、少なくとも約2インチ〜最大で約20インチ、または少なくとも約3インチ〜最大で約10インチである。いくつかの実施形態では、横断幅38は、約5インチである。好ましくは、図3Aに示されるように、前方の部分23の横断幅95は、最大でほぼドラム17の幅である。示される実施形態では、前方の部分23の幅95は、切断縁20の横断幅38がドラム17に最も近い前方の部分23の横断幅より大きくなるように、切断縁20に向けて徐々に増大する。その結果、前方の部分23の側部は、分配方向「A」に対して横方向外向きにラッパ状に広がることができる。他の実施形態では、ブレード15は、ドラム17の幅を下回るまたはドラム17の幅を上回る幅を有することができる。
一実施形態では、ライン処理ユニットは、引き裂き支援ユニット86、分配部材84、および変換ステーション102の全てを含み、かつそれらとして機能し、ドラムおよび加圧部も含む。このような実施形態では、例えば、引き裂き支援ユニット86、分配部材84、および変換ステーション102は全て、ドラム17を含む。このように、引き裂き支援ユニット86は、分配部材84の全部または一部および/または変換ステーション102を含むことができる。しかしながら、代替の実施形態では、これらのシステムの1つ以上のものが材料を扱う別個の要素を含むことができる。本実施形態では、ドラム17は、分配方向および逆方向の両方に、分配部材84において一続きの材料19を駆動する。一実施形態では、逆方向移動は、モータ11以外の電源による。
いくつかの実施形態では、逆回転は、引き裂き支援ユニット86によって開始されるドラム17のパルスであり、持続時間が約1ミリ秒未満、または持続時間が約10ミリ秒未満、または持続時間が約100秒未満であることができるが、他のタイプの移動も使用されることができる。いくつかの実施形態では、一続きの材料19は、切断作業中に少なくとも約0.25インチ、0.5インチ、1インチ、2インチ、または5インチづつ、あるいはそれを上回って変換ステーション102の供給側60に向けて分配方向「A」とは反対方向に材料経路「B」に沿って引っ張られ得る。好適な実施形態では、一続きの材料19は、十分な距離で、好ましくは、約1/2インチ〜1インチ、供給側に向けて反対方向に引っ張られ、それによって、変換された一続きの材料19は、供給側60に向けて、材料19が変換ステーション102から係合解除され、したがって、材料19を変換ステーション102上に再装填する必要が生じるほど引っ張られることはない。
好適な実施形態では、一続きの材料19の逆方向移動および一続きの材料19の引っ張り方向「D」への引っ張りが協働して一続きの材料19を切断する。好ましくは、切断縁20は、例えば、逆方向移動の力と切断縁20とによって引き起こされた抵抗が一続きの材料19を切断させるように、切断要素において引き起こされて、一続きの材料19を十分に捕獲する。例えば、好ましくは、切断縁20での歯21は、歯の先端部32において材料19を部分的に刺し通すことによって、一続きの材料19を捕獲し、またはそれを係合する。一実施形態では、逆方向移動は、一続きの材料19が弱められた区域または部分的な引き裂きを生成するように僅かな距離だけ引っ張る。
図3Aに図示されるように、ドラム17に概して接した分配部材74から分配する一続きの材料19と切断縁20とが成す角度「I」は、少なくとも約10°〜最大で40°である。好ましくは、角度「I」は、約30°である。ユーザが一続きの材料19を保持するときの角度「G」は、一続きの材料19とのブレード15の係合を容易にする。角度「G」は、切断縁20における一続きの材料19の分配方向「A」と、分断可能部分24がユーザによって保持される位置とが成す角度として定義される。分断可能部分24はまた、いくつかの実施形態では、一続きの材料19の端部であることができる。好ましくは、ユーザが材料19の分断可能部分24を引っ張るときの角度「G」は、約15°であり、より好ましくは、角度「G」は、約75°である、最も好ましくは、角度「G」は、最大で約130°である。
切断部材の他の実施形態では、部材は、一方向へ引っ張るユーザの力と逆方向へ一続きの材料19を引っ張る引き裂き支援ユニット86の力との両方が、協働して一続きの材料19を部分的または完全に引き裂くように、一続きの材料19に十分に係合するバーまたはワイヤであることができる。
引き裂き支援装置76は、一続きの材料19が引っ張り方向「D」に、または、いくつかの構成では、下向き方向へ引っ張られると、一続きの材料19の移動を感知する感知ユニット42をさらに備えていることができる。感知ユニット42は、一続きの材料19が引っ張り方向「D」または下向き方向に引っ張られるとき、感知ユニット42が引き裂き支援ユニット86を始動または起動させるように引き裂き支援ユニット86に関連付けられる。
図5Aおよび5Bは、感知ユニット42の別の実施形態を図示する。ブレード15は、好ましくは、取り付け板58に取り付けられる。好ましくは、ブレード15は、前方シャフト部材44の周りで移動可能であり、かつ枢動シャフト部材62の周りで旋回可能であり、それによって、この場合では下向き方向である、方向「D」へ引っ張られている一続きの材料19の力は、下向き方向または概して方向「D」等の方向へブレード15を枢動シャフト部材62を中心に旋回させる。感知ユニット42は、マイクロスイッチ等のスイッチ56をさらに備えているが、他のタイプのセンサを使用し得る。スイッチ56は、ブレード15が移動させられると、取り付け板58およびスイッチ58もまたブレード15とともに移動するように取り付け板58に取り付けられ得るが、スイッチは、その代わりに、ブレード15の移動を検出するデバイスの固定部分に貼り付けられることもできる。図5Aおよび5Bに図示されるように、シャフト62を中心とする旋回を可能にし、かつ角度的に制限する間隙50が存在するように、前方シャフト部材44のシャフト開口48は、前方シャフト部材44よりも大きい。
図5Aは、変換ステーション102が材料19を分配しているか、または一続きの材料19が起動方向「D」へ引っ張られていない位置である、静止位置にある引き裂き支援装置76のブレード15および感知ユニット42を図示する。感知ユニット42は、シャフト42に対して圧縮され、ブレード平坦部26を押す、スプリング52をさらに含む。代替の実施形態は、圧縮または引っ張りのスプリング等の他のタイプのスプリングおよびスプリング装置も使用することができるか、または図5Aの非起動位置へ通常戻るために重力を使用することができる。スプリング52は、静止位置にある間、シャフト部材44にスイッチプランジャ54を押させる。スイッチプランジャ54は、スイッチ56に関連付けられる。スイッチプランジャ54がシャフト部材44によって押し下げられていると、引き裂き支援ユニットは、起動または始動させられない。スプリング52がシャフト部材44の方向から離れる方にブレード15を押しているため、好ましくは、静止位置において、間隙50がシャフト部材44の上にある。
ユーザが起動方向「D」へ一続きの材料19を引っ張ると、ブレード15は、枢動シャフト部材60の周りで旋回し、ブレード15および取り付け板56を概して下向き方向へ移動させる。好ましくは、前方シャフト部材44は、固定されたままになっており、それによって、取り付け板56およびブレード15が下向きに移動すると、取り付け板56の移動が、最初に静止位置において前方シャフト部材44の上にある間隙50を閉じるので、前方シャフト部材44がスイッチプランジャ54から解放される。図5Bは、スイッチプランジャ54が解放されている状態の引き裂き支援装置の起動を図示する。スイッチプランジャ54の解放は、スイッチ56を起動させて変換ステーション102、例えば、いくつかの構成では、駆動ユニットに一続きの材料19を逆方向に移動させる。
いくつかの実施形態では、ブレード15を変位させるために要する力は、少なくとも約1/2 lb、少なくとも約1 lb、または少なくとも約2 lbsである。いくつかの実施形態では、力が最大で約10 lbsであり、より好ましくは、起動力は最大で約5 lbs、最大で約4 lbs、または最大で約2 lbsである。他の起動力が選択されることができる。
図6は、スイッチプランジャ54が解放されている起動位置にある感知ユニット42の別の実施形態を図示する。本図の感知ユニット42は、前方シャフト部材44と枢動シャフト部材62とを接続するバー64を含む。感知ユニット42は、バー64を加圧してブレード15をバー64から離れる方に押すスプリング66をさらに含む。前述した感知ユニット42と同様に、ユーザが一続きの材料19を引っ張り方向「D」へ引っ張ることに応答して、ブレード15および取り付け板58が移動する間、前方シャフト部材44は、固定される。一続きの材料19を起動方向「D」または下向き方向へ引っ張ると、取り付け板56およびブレード15は、下向きに移動して、最初に静止位置において前方シャフト部材44の上にある間隙50を閉じ、かつ前方シャフト部材44をスイッチプランジャ54から解放する。スプリング、シャフト部材、およびスイッチの他の適した装置が使用され得ることが理解される。
代替の実施形態では、感知ユニットは、ユーザがダンネージの分断可能部分24をデバイスから外へかつ切断部材に対して引っ張ることを示すパラメータを検出するように構成される。例えば、一実施形態では、センサは、変換ステーションに対する切断部材の回転以外の変位を検出するように構成される。ユーザが手によって材料を引っ張っていることを反映する切断部材の最小変位を検出すると、モータが、始動させられ、一続きの材料19に逆方向移動を引き起こすか、または、別の機構が切断部材に対して材料を引っ張ることができる。
センサの一実施形態では、センサはダンネージが順方向にモータ11を引っ張ることによってモータ11内に誘発される電流を検出するように構成される。ユーザが手によって引っ張ることで開始される、機械の外へ引っ張られるダンネージの最小速度および/または距離を反映している最小流を検出すると、モータが逆転するように始動させられる。
感知ユニットの別の代替の実施形態では、感知ユニットは、ユーザによって開始される引っ張りのみを反映するパラメータを検出し、そのデバイスの別の部分からのもの、または変換ステーション102の残留運動に起因するものは反映しないように構成される。従って、変換ステーション102が動作している間、分配部材74の運動、一続きの材料19の分配、または他の運動は、感知ユニットに引き裂き支援装置を起動させないであろう。
感知ユニットの一実施形態では、適切な起動力が一続きの材料19に加えられるとき、感知ユニットは、信号を支援ユニット86へ送り、分配方向「A」とは反対の方向へドラム17の短い回転移動を開始し、それによって、一続きの材料19が逆方向へ引っ張られる。前述されたように、この逆方向の運動およびユーザによる引っ張りは、協働して一続きの材料19をカッタ15と係合し、一続きの材料19を部分的または完全に引き裂くか、または分断する。それによって、引き裂き支援は、ユーザが一続きの材料を引き裂くことを支援する。一実施形態では、この短い逆方向の瞬間力は、一続きの材料19をブレード15の切断縁20とより直接的に係合させ、それによって、ユーザが一続きの材料19を引き裂くこと、または分断することを支援する。切断縁20は、ドラム17によって引き起こされる逆方向の引っ張りが引き裂き支援力を提供し、かつ一続きの材料19を分断するためにユーザが引っ張りに必要とする力を減少させるように一続きの材料19を十分に捕獲する。
別の実施形態では、感知ユニットは、動作していない間のモータ11における電流または電圧の感知によって引っ張り運動を検出する。例えば、ユーザが一続きの材料19を引っ張ると、ドラム17が回転させられ、それが順にモータを回転させる。モータ11のこの回転は内部に電流を誘発し、それが感知ユニットによって検出され得る。この時点で、感知ユニットは、前述されたように、分配方向とは反対の方向へモータを動作させる。代替の一実施形態では、引っ張り運動は、機械式部材を使用して感知ユニットによって検出され、例えば、スイッチまたはボタンまたは同様の部材は、一続きの材料19が引っ張られると係合され、かつ移動させられ、そのような移動は、感知ユニットによって検出可能である。
図7は、切断要素の代替の一実施形態を図示する。図7に図示されるように、切断要素は、切断縁20に沿って選択的表面であることができる。この選択的表面は、粘着性または高摩擦表面を有する接触要素68であることができる。接触要素68は、ブレード15のブレード平坦部26上に一体化され得るか、あるいは別個の要素68がブレード平坦部26に取り付けられることができる。ブレード15は、凸状または弧状を伴う切断縁20を有することができ、接触要素68は、切断縁20の凸状または弧状に沿って整列させられることができる。切断縁20は、鋭利な縁またはブレードであることができ、いくつかの構成では、接触要素68に加えて、歯および鋸歯を含むことができる。前述した切断要素と同様に、接触要素68は、一続きの材料19が逆方向へ引っ張られているとき、接触要素68が摩擦力、粘着性材料等によって一続きの材料19を把持し、逆方向に対して抵抗または力を引き起こすように、一続きの材料19を係合する。接触要素68および逆方向移動は、協働して引き裂きを開始し、あるいは部分的または完全に一続きの材料19を引き裂く。
図8は引き裂き支援装置の代替の一実施形態を図示する。図8の実施形態では、ブレード15は、分配方向「A」に対して下向きに傾斜する。ブレード15のブレード平坦部26は、ブレード平坦部26から上向きに延びるガイドプレート68をさらに備えている。ガイドプレート70は、ユーザが一続きの材料19を引っ張り方向「D」へ引っ張るときに一続きの材料19を捕獲または係合する捕獲先端部72を有する。捕獲先端部は、直線にまたは弧の上にまたは他の適した配置に配置されることができる。示される実施形態では、捕獲先端部72は、方向「D」へ引っ張られたときに一続きの材料19を係合するように主に使用される。ガイドプレート70はまた、一続きの材料19が逆方向へ引っ張られるときに材料19の捕獲または係合を容易にするために、陥凹92を含むことができる。いくつかの実施形態では、ガイドプレート68は、陥凹92を伴わずに、捕獲先端部72を含むことができる。図8に示される実施形態では、引き裂き支援装置は、感知ユニット202を含むことができる。感知ユニット202は、固定プレート208に隣接したプランジャ206とともにマイクロスイッチ等のスイッチ204を含む。静止位置(すなわち、引き裂き支援装置が作動されていない位置)において、プランジャ206は、固定プレート208に対して押される。図8に示される実施形態では、枢動プレート212がブレード15に接続され、かつ枢動プレート212が枢動点212の周りで移動可能であり、それによって、ユーザによって下向き方向へ引っ張られている一続きの材料19の力がブレード15を移動させる。ブレード15が移動すると、プランジャ206は、固定プレート208から離れるように移動し、これは順に引き裂き支援ユニットを起動して一続きの材料19を逆方向へ駆動する。固定プレート208、枢動プレート212、およびブレード15は、取り付けロッド210上に搭載され得る。調節可能なストップ214もまた、提供され得る。
前述されたように、好適な実施形態では、供給材料は、好ましくは、一続きのシート材料等の一続きの材料19である。シート材料は、好ましくは、少なくとも約20 lbsから最大で約100 lbsのベース重量を有する。好ましくは、一続きの材料19は、第1の長手方向端部および第2の長手方向端部を有する高密度構成で格納されたペーパーストックから成り、そのペーパーストックは、後で低密度構成に変換される。好適な実施形態では、一続きの材料19は、図1に示されるように、コアの無いロールとして格納されるリボン状のシート材料であり、第1の長手方向端部は、そのロールの内側端部12であり、第2の長手方向端部は、ロールの外側端部114であり、ロールは、外側端部114と反対側の内側端部12から延びている。ロールは、リボン状のシート材料をそれ自体に巻いて複数の層を生成し、好ましくは、中空の中心部を残すことによって形成される。ロールの軸方向高さは、好ましくは、少なくとも約5インチである。典型的には、ロールの軸方向高さは、約12インチ〜48インチである。ロールの外径は、好ましくは、少なくとも約5インチである。ロールの直径39は、好ましくは、最大で約24インチである。ロール4の中心の内径は、典型的には、少なくとも約2インチまたは少なくとも3インチである。ロールの中心の直径は、典型的には、最大で約8インチ、より好ましくは、最大で約6インチまたは4インチである。供給ロールの他の適切な寸法も使用されることができる。ロールの一例の実施形態では、ロールの外径39は、約11インチ〜12+1/4インチであり、内径41は、約3インチ〜6インチである。より大きなまたはより小さなロールが、他の実施形態において使用され得る。
材料のシートは、単一層または複数層の材料から作られ得る。複数層の材料が使用される場合、1つの層は複数の層を含むことができる。適切な厚み、重み、および寸法のパルプベースのバージンおよびリサイクルペーパー、ニュースプリント、セルロースおよびスターチ組成物、ならびにポリまたは合成材料等の他のタイプの材料が使用されることができることが理解される。
一実施形態では、図1に示されるように、ロールは、互に長手方向に隣接する接続部材およびベース部材と、解放層とを有するステッカー6を備えている。好ましくは、ステッカーは、複数のロールを一緒にデイジーチェーン接続することを促進し、変換ステーション102へ送給され得るシート材料の連続流を形成する。例えば、図1に図示されるように、下部ロールの内側端部は、下部ロールの上に直接積まれた上部ロールの外側端部に接着される。上部ロールの内側端部12は、変換ステーション102へ送給される。上部ロールが使い果たされると、ステッカー6は、下部ロールの内側端部12を変換ステーション102へ引っ張り、それによって、連続流が生成される。しかしながら、供給材料は、種々の構成で配置されることができることが理解される。例えば、2つ以上のロールが、一緒にデイジーチェーン接続されることができ、あるいはただ1つのロールが適時にシステム10内に装填され、あるいは供給材料は、扇状に折られたスタック等に配置されることができる。他の構成では、デイジーチェーン接続されたロールは、図1に示されるように、スタビライザ52内に保持されることができる。示される例示のスタビライザ52は、例えば、ロール、ならびに、例えば、ステッカー6に書かれた詳細な装填および操作説明をユーザが識別することを可能にするために、前部に開口を含む。供給ハンドリングユニットの一実施形態では、複数のスタビライザ52が、スタックされることができ、かつスタックされたスタビライザ52内のロールが一緒にデイジーチェーン接続される。スタビライザ52の一実施形態では、スタビライザ52は、僅かな層のみが各ロールに残ったとき、ロールの外側表面に圧縮圧力を穏やかに加えること等によって、ロールの形状を維持し、崩壊することからロールを守る。
好ましくは、材料19は、コイル状の流れとして変換ステーション102へ送給される。しかしながら、材料は、コイルとして向けられないこともあり、代替の実施形態では、折り曲げられ、くしゃくしゃにされ、コイルの無い平坦になり、折り重なり、またはくしゃくしゃになり、あるいは他の同様な構成を有することできることが理解される。変換ステーション102を通して送給される材料の好適な幅は、少なくとも約1インチ、より好ましくは、少なくとも約2インチ、最も好ましくは、少なくとも約4インチである。変換ステーション102を通して送給される材料の好適な幅30は、最大で約30インチ、より好ましくは、最大で約10インチである。
好ましくは、分配部材74から分配される一続きの材料19は、ドラム17の幅を下回る幅を有する。好ましくは、分配部材17から分配される一続きの材料19は、約3インチの幅を有する。他の実施形態では、分配部材から分配される一続きの材料19は、最大で約10〜12インチである幅を有し、かつ他の実施形態では、その幅は、10インチ〜12インチを上回るまたはそれ未満であることができる。ユーザが分断可能部分24において一続きの材料19を把持すると、切断位置40における一続きの材料19の幅は、分配部材74から分配される一続きの材料19の幅を下回る。好ましくは、ユーザが分断可能部分24を把持するときの切断位置40における一続きの材料の幅は、約3インチである。
引き裂き支援装置を動作するための方法の例示のフローチャートが図9に示されている。ステップ150で、一続きの材料19は、システム10に装填される。一続きの材料19は、ロール、シート材料のスタック、または前述した配置のいずれかで配置され得る。材料19は、供給側60を介して変換ステーション102へ送給される。ステップ152で、ユーザは、変換ステーション102を操作して一続きの材料19をダンネージストリップへ変換する。変換ステーション102は、分配方向または分配経路に沿って変換ステーション102の搬出側61で一続きの材料19を分配する。ユーザは、ステップ154で変換ステーション102を停止させる。この時点で、一続きの材料19の分断可能部分24は、変換ステーションから供給側から外向きの方向へ、好ましくは、図3Aに示されかつ上に論じられた起動方向「D」へブレード15に対して引っ張られる。感知ユニットは、ステップ158で一続きの材料19の引っ張りを検出する。しかしながら、いくつかの実施形態では、一続きの材料19の引っ張りを検出する必要がないことが理解される。他の実施形態では、コントローラ1000(図10に示される)が、引き裂き支援装置を制御するように構成され、感知ユニット31からコントローラ1000への入力が引き裂き支援装置を起動させる。感知ユニット31からコントローラへの入力は、電流、または切断部材の変位、または他の同様のタイプの入力である。ステップ160では、制御ステーション102は、逆方向へ動作し、変換されたストリップをブレード15に対して協働して引っ張り、変換されたストリップの一部を分断する。前述されたように、変換されたストリップまたは一続きの材料19は、逆方向へ変換ステーション102の供給側に向かって引っ張られるとともに、ブレード15に対して変換ステーション102の供給側の外向きの方向へ引っ張られて、一続きの材料19を協働して部分的または完全に引き裂く。
前述の実施形態のいずれに関しても、図10に示されるように、コントローラ1000は、引き裂き支援装置を制御するように含まれ、かつ構成され得る。コントローラ1000への入力は、感知ユニット31、アクチュエータ11、ユーザ制御32、ブレード15の移動、または1つ以上の入力1001、1002等として概略的に表される任意の他の構成要素からであり得る。コントローラ1000は、例えば、1つ以上のマイクロプロセッサを含み、かつコンピュータアクセス可能媒体(例えば、RAM、ROM、ハードドライブ、または他の記憶デバイス)に記憶された命令を使用することができるコンピュータ/プロセッサを含み得るが、それらに限定されない。
コントローラ1000はまた、コンピュータアクセス可能媒体(例えば、本明細書に前述されるように、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、メモリースティック、CD−ROM、RAM、ROM等の記憶デバイス、またはそれらの集合体)を含むことができ、かつ提供され得る(例えば、処理装置と通信して)。コンピュータアクセス可能媒体は、実行可能な命令を含むことができる。追加または代替的に、記憶装置は処理装置を構成するように、例えば、本明細書に前述されたようなある特定の例示の手順、処理および方法を実行するように処理装置へ命令を提供することができるコンピュータアクセス可能媒体から別個に提供され得る。
本願の明細書で具体的に特定されたいずれかのおよびすべての参照文献は、それらへの参照によってそれらの全体が明示的に本明細書に組み込まれる。本明細書で使用される用語「約(about)」は、概して対応する数値および数値の範囲を指すものと理解されるべきである。さらに、本明細書でのすべての数値範囲は、その範囲内の各全ての整数値を含むものとして理解されるべきである。
本発明の例示の実施形態が本明細書に開示されているが、多数の改変および他の実施形態が、当該技術における当業者によって考案されていることが理解されよう。例えば、種々の実施形態に対する特徴は、他の実施形態において使用されることができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の精神および範囲内に入る全てのこのような改変および実施形態を網羅することを意図することが理解されよう。

Claims (18)

  1. 材料分配器であって、
    高密度材料を低密度ダンネージへ変換する分配部材であって、前記分配部材は、下流方向に、経路に沿って一続きのダンネージを分配するように構成されている、分配部材と、
    切断縁を有する切断部材であって、前記切断縁は、前記経路に対して概して下流に延び、かつ前記経路を横切って凸状形状を有し、それによって、前記一続きのダンネージが前記切断部材に対して引っ張られると、前記切断縁が前記一続きのダンネージを係合して、前記一続きのダンネージの切断を連続的に開始し、それによって切断力を低減し、前記切断部材は、前記切断縁上の切断要素をさらに備え、前記切断要素は、前記経路に対して概して下流に延び、凸状切断縁に沿って互に対して配置されており、前記切断部材は、前記経路に沿って概して下流に延びているブレードをさらに備え、前記ブレードは、前記切断要素においてその下流側で終了し、前記ブレードは、前記経路に対して概して横断して延びているブレード軸の周りに旋回可能であり、それによって、前記切断要素に対する前記一続きのダンネージの前記引っ張りが、前記ブレード軸の周りに前記ブレードを変位させる、切断部材と、
    前記切断部材に対して前記一続きのダンネージを引っ張ることにより前記切断を開始するように動作可能である引き裂き支援ユニットと、
    前記ブレード軸の周りの前記ブレードの前記変位を検出するように構成され、前記引き裂き支援ユニットに関連付けられている感知ユニットであって、前記感知ユニットは、前記切断部材に対して前記経路に沿って逆方向に前記一続きのダンネージを駆動し、前記一続きのダンネージにおいて引き裂きを開始するように前記引き裂き支援ユニットを起動させる、感知ユニットと
    を備える、材料分配器。
  2. 前記ブレードは、前記経路に沿って概して下流に延びているブレード平坦部を有、前記ブレードは、前記切断要素において前記ブレード平坦部の下流側で終了する、請求項に記載の材料分配器。
  3. 前記ブレード平坦部は、実質的に平坦な表面を有する、請求項に記載の材料分配器。
  4. 前記切断縁は、鋸歯状であり、前記切断要素が前記鋸歯の先端部を構成している、請求項に記載の材料分配器。
  5. 前記引き裂き支援ユニットは、前記切断部材に対して前記経路に対して上流に前記一続きのダンネージを引っ張ることにより前記切断を開始するように動作可能である、請求項に記載の材料分配器。
  6. 前記引き裂き支援ユニットは、前記分配部材を備え、前記ダンネージを上流に引っ張るように逆に動作可能である、請求項に記載の材料分配器。
  7. 前記切断部材に対して前記経路に対して前記一続きのダンネージを上流に引っ張ることにより切断を開始するように動作可能なドラムをさらに含む、請求項1に記載の材料分配器。
  8. 材料分配器であって、
    高密度材料を低密度ダンネージへ変換する分配部材であって、前記分配部材は、下流方向に、経路に沿って一続きのダンネージを分配するように構成されている、分配部材と、
    切断縁を有する切断部材であって、前記切断縁は、前記経路に対して概して下流に延び、かつ前記経路を横切って凸状形状を有し、それによって、前記一続きのダンネージが前記切断部材に対して引っ張られると、前記切断縁が前記一続きのダンネージを係合して、前記一続きのダンネージの切断を連続的に開始し、それによって切断力を低減する、切断部材と、
    前記切断部材に対して前記一続きのダンネージを引っ張ることにより前記切断を開始するように動作可能である引き裂き支援ユニットと、
    所定の方向へのユーザによる前記一続きのダンネージの引っ張りを検出するように構成されている感知ユニットであって、前記感知ユニットは、前記引き裂き支援ユニットに関連付けられており、それによって、前記切断部材に対する前記ユーザによる前記一続きのダンネージの前記引っ張りを検出すると、前記感知ユニットは、前記切断部材に対して前記経路に沿って逆方向に前記一続きのダンネージを駆動することにより前記一続きのダンネージにおける引き裂きを開始するように前記引き裂き支援ユニットを起動させる、感知ユニットと
    を備える、材料分配器。
  9. 前記感知ユニットは、ユーザが前記切断部材に対して前記ダンネージを引っ張ることを示す前記切断部材の変位に対して敏感なスイッチを備えている、請求項に記載の材料分配器。
  10. 前記切断部材に対して前記経路に対して前記一続きのダンネージを上流に引っ張ることにより切断を開始するように動作可能なドラムをさらに含み前記感知ユニットは、前記ユーザによる前記一続きのダンネージの前記引っ張りによ順方向の前記ドラムの移動を検出し、検出すると、前記切断部材に対して前記経路に沿って逆方向に前記一続きのダンネージを駆動することにより前記一続きのダンネージにおいて引き裂きを開始するように前記引き裂き支援ユニットを起動させるように構成されている、請求項に記載の材料分配器。
  11. 前記高密度材料は、ペーパーシート材料のリボンである、請求項1に記載の材料分配器。
  12. 前記高密度材料を前記低密度ダンネージに変換するために、前記高密度材料に長手方向にしわをつけるように構成されている変換ステーションをさらに含む、請求項10に記載の材料分配器。
  13. 前記引き裂き支援ユニットは、前記ダンネージが前記切断部材に対して引っ張られると、前記切断部材に対して前記ダンネージを引っ張ることにより前記切断部材に前記ダンネージを切断させるために、逆方向に動作可能である、請求項12に記載の材料分配器。
  14. 前記凸状形状は、弧である、請求項1に記載の材料分配器。
  15. 前記切断部材は、先端部を有する歯を備え、前記先端部は、前記歯に対して引っ張られた前記ダンネージを連続的に係合するために、互に間隔を空けられ、前記凸状形状に沿って位置付けされている、請求項1に記載の材料分配器。
  16. 前記歯は、互に間隔を空けられており、それによって、ユーザが前記切断部材に対して前記一続きのダンネージを把持して引っ張ると、前記一続きのダンネージは、前記ダンネージに面するいくつかの歯の最初の群に最初に接触し、前記最初の群が前記ダンネージを切断することを開始すると、前記のうちのさらなるものに接触する、請求項15に記載の材料分配器。
  17. ダンネージ装置であって、
    一続きの高密度材料を低密度ダンネージに変換し、前記ダンネージを下流方向に経路に沿って分配する変換ステーションと、
    切断縁を有する切断部材を備えている引き裂き支援装置と
    を備え、
    前記切断縁は、前記経路に対して概して下流に延び、かつ前記経路を横切って凸状形状を有しており、前記切断縁は、前記切断縁に沿って整列させられている歯を含み、それによって、前記歯の先端部は、概して下流に延び、前記凸状形状を一緒に形成しており、それによって、前記一続きのダンネージが前記切断部材に対して引っ張られると、前記切断縁は、前記一続きの材料を係合して、前記一続きの材料の切断を連続的に開始し、それによって切断力を低減し、前記引き裂き支援装置は、前記切断部材に対して前記一続きのダンネージを上流に動作可能に引っ張ることにより前記切断を開始するように構成されている、ダンネージ装置。
  18. 前記引き裂き支援ユニットおよび変換ステーションは、ドラムを備え、前記ドラムは、前記一続きのダンネージを前記切断部材に対して前記経路に対して上流に引っ張ることにより前記切断を開始するように動作可能である、請求項17に記載のダンネージ装置。
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