JPH06506651A - 改良型ばら緩衝材、その作成、およびそれを使用した梱包方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称　改良型ばら緩衝材、その作成、およびそれを使用した梱包方法およ び装置 関連出願 この出願は１９９１年４月５日に同時継続出願された米国特許出願第０７／６８ １．０８７の一部継続出願である。

発明の分野 この発明は巻物状コイル、コイルでできた改良型ばら緩衝材、ばらばらな方向を 向いたコイルの使用による品物を保護するための品物の梱包、そしてそれらコイ ルをつくるための方法、および装置に関するものである。

先行技術 コンテナに入れて出荷される品物は品物をコンテナ壁から隔離し、コンテナ内部 で品物が動かないようにするために、コンテナ内の余分なスペースをいわゆるば ら緩衝材で満たして保護するのが普通のやり方である。小売業者、そして特にカ タログ販売をしている小売業者は、通常、サイズや形状が特定の品物のために特 にデザインされたものではない箱を用いており、したがって、それらのコンテナ は破壊の危険性を減らすために、出荷される品物と合わせてそれらの箱の中にか なりの量の詰め物やぼら緩衝材を含んでいる。

木毛などのクッション性ばら緩衝材、裁断した新聞紙、および同様のものが長期 間使われている。米国特許第３．６５０．６７７号に示されている紙製布などで できた巻物コイル状、あるいは平板状ばら緩衝材、あるいは米国特許第３．３４ ７．０３６号に示されているような巻物状巻き込み合成条片などの、より高度の 素材や形状も提案されている。最近普及している素材はプラスチック製気泡紙、 ポリスチレンなどの素材による粒子あるいは形状物、そしてその他のオーブンま たはクローズド・セル発泡素材などである。すべての梱包材は特に十分な埋め立 て施設がないことと、普及している梱包材の非生物分解性とにより、処分問題と の関連で攻撃にさらされている。梱包に用いられるプラスチック類ばら緩衝材の 量は非常に膨大であり、それをリサイクルさせる能力は非常に乏しいので、処分 問題は手に負えない状態になりつつある。現在広く使われているばら緩衝材素材 の一例をあげるとすれば、ポリスチレン粒子の工業的利用のいくつかの例では回 収および再利用が可能であるが、こうした素材の大部分は消費者に直接流通され る小売製品の梱包に用いられており、これら消費者は回収およびリサイクリング を行っても見合うだけの量を受け取るわけではないから、全体としては使用済み のポリスチレン梱包材の量からその処分が大きな問題となっている。同様のこと は発泡梱包材についても言える。そうした素材のさらに別の問題は使用前に必要 となる保管のためのスペースである。

プラスチック類ばら緩衝材の性質上、保管中も使用時と同様に大きなスペースを 必要とする。小売業者および特に通信販売業者は彼らの商品を出荷するために必 要なばら緩衝材を保有するためだけに大きな部屋か倉庫を保有することが必要に なる。これは梱包コストをかなり増大させる。細断された使用済みの非プラスチ ック製ばら緩衝材の一部は構造的な強さに欠けており、圧縮されやすく、使用に 伴う汚れや網目、および小さなプラスチック片を梱包に入れる以外に望ましくな い梱包作業なども必要とする細断作業を行わない限りそれが必要とするスペース が原因で、小売業者と消費者の両方から嫌われている。

発明の開示 この発明はこうした保管問題、処分問題および細断された材料を使った梱包作業 に伴う困難さを克照するものである。

そして、小売業者自身が成型して梱包に入れることができる低コスト、小サイズ のばら緩衝材を提供する。好ましい形態においては、このばら緩衝材自体がリサ イクル可能な材料で再使用でき、さらに生物による分解が可能である。成型され る前は非常にコンパクトであり、さらに使用後、使用時の体積の何分の−かに圧 縮することができる。

このばら緩衝材は、コンテナ内部の使われていないスペースを埋め、品物の相対 的な動きを遅らせ、そして通常は少なくとも一部にはコンテナ壁から品物を隔離 し、そのことによって壊れやすい品物を衝撃から守るための、コンテナ内でばら ばらな方向を向いた薄い、柔軟性に富み、弾力性のある条片、そして最もいいの は紙の条片による小さな弾力性のある、巻物状コイルである。

コイルを形成する条片の旋回部は幅が狭く、軸方向で頑丈さを与えるものが好ま しく、それらは中央の空いたスペースの周りを回っているので、横方向には容易 に変形するが、紙という素材の特性による弾力を持っている。オプションとして 、横方向のしわをコイル内で、コイル軸に垂直があるいは軸に対して一定の角度 をもって形成し、軸方向の硬さを軽減したり、あるいはばらばらな方向を向いた コイルが絡み合う方法を変えたりすることができる。またいろいろな形をひとつ の梱包において用いることができ、そうした多様性や用いられた種々の構造の比 率によって、ばら緩衝材の特性が変化する。

コイルを形成する好ましい方法はコイルに形成する時の紙の長さを調節してそれ を条片に分離し、コイルに形成してその後もし必要であれば、形成されたコイル に横方向のしわをつける方法である。最も都合が良いのは、紙の片側を伸ばして それをコイルに形成する方法である。

紙を硬いエツジのところで曲げて力を加え、そのエツジを通過させて紙を移動さ せることによって、紙の片側を伸ばすことによって紙を調整するための装置が提 供されている。調整された紙は条片に細断され、細断された条片がカールしてコ イルを形成する。好ましくは、紙は最初ロールされた巻き紙の状態で継続的に繰 り出され、狭い、硬いエツジを通じて引き伸ばされ、回転カッタで移動方向に細 長い切込を入れ、切断機構で望ましい長さに切断し、切断機構の下の台やコンベ ア」二に置かれた出荷用カートン内に落ちるようにし、これによって成型された ばら緩衝材保管の必要性が避けられる。

この発明は、用いられる紙が好ましくは完全にあるいは部分的にリサイクルされ 、使用後にリサイクルが可能であり、生物による分解が可能であり、発砲包装紙 、スチレン「ビーナツツ」あるいはそれと同様のものであり、そして紙緩衝材な どよりコストが低く、放置しておいた状態でからみつくことはない。固く巻き取 ったクラフト紙のロールは、そのロールからつくられた巻物状コイルと同じ容積 を満たすのに必要なスチレン製ばら緩衝材のスペースの何分の−（コイルの密度 によって８０分の１から２００分の１と見積もられている）のスペースしか必要 としない。

ウェブの張力又はウェブがその上を引っ張られるエツジに加えられ、コイルの直 径を決めるカを調整するなどの方法で、紙が形成するコイルの密度をコントロー ルすることにより、さらに各コイルを形成する条片の長さを変えることによって 、コイルのやオ）らかさ、あるいは硬さ、および全体的な密度を変えて、梱包さ れる品物のニーズに対応することができる。

各カートンに入れられるばら緩衝材の量をコントロールするために、コイル形成 機の下の移送、あるいは移動カートンのステップ毎の前進量に合わせて簡単に調 整することができるので、コンベアのフィード量を予めコントロールしておくこ とによって、いろいろなサイズのカートンを同時に取り扱うことが可能である。

さらにより広い観点で見ると、この発明はコンテナ、コンテナ内の品物、および 少なくとも部分的にその品物を取り巻いているコンテナ内部の薄い、柔軟性に富 んだ、そして弾力性のある条片でできたコイルで、そのコンテナや品物に比べれ ば相対的に小さく、さらに品物をコンテナと直接接触しないように基本的には隔 離するコイルに関するものである。またこの発明は円筒型か、あるいは円筒型で あるけでとも、横方向の折り目がついているコイル自体に関している。より具体 的には、そうしたコイルは、共通の軸を持ち、旋回部のひとつの段と次の段が近 接して重なり合った固着されていない旋回部を有し、そのコイルの反対側の端に 近い部分の中央部がそのコイルの旋回部に取り囲まれており、旋回部の全体的な 太さより大きな巻物状コイルで形成されている。必要な場合、コイルに横方向の しわや折れ目を入れてそのコイルを曲げた形にしたり、そのコイルの両端間の中 央部のサイズを変えたりすることができる。

この発明はまた薄い、柔軟性に富んだ、そして弾力性のある条片でできた複数の コイルを連続的に作成する方法に関するものであり、広い意味では長さ方向に沿 って、形成される個々のコイルよりは幅の広い弾力性のある素材を送り、緩めた 時にコイルを形成する長さを調節するためにその通路に沿った素材の長さを変え 、その変えられた長さの紙がコイル状にならないように一時的に拘束し、その変 えられた長さの紙を条片に分離して、それら条片から個々のコイルを形成するこ とによって行うことができる。

この発明はまた薄い、柔軟性に富んだ、そして弾ノＪ性のある素材でできた複数 のコイルを連続的に形成するための装置、ひとつの通路に沿って形成される個々 のコイルより幅の広い一定の長さの素材を送り出すための手段、ゆるめた時のコ イルの長さが変わるように通路に沿った素材の長さを変えるための手段、変えら れた長さの紙がコイルを形成しないように一時的に拘束する手段、変えられた長 さの紙を条片に分離してコイルを形成させるための手段で形成された装置に関連 している。

この発明を実施するための最良のモード図１で、機械２０は紙２４のロールから 巻物状コイルを形成し、その機械の真下に配置されたサポート２８上のオーブン ・ボックス２６に、それらのコイルを入れるためのものである。図示されている 実施例におけるサポート２８」二でボックスを適切な位置に配置させることがで きる。通常ばらばらなサイズのボックスを用い、そして梱包される品物が壊れや すい場合、オペレータはコイルの形状のばら緩衝材を敷きつめ、ひとつあるいは 複数の品物をボックス内に入れて、それから残りの容積部に追加ばら緩衝材で満 たして、それによって、図２に示されているように梱包された品物がボックスの 壁から隔離されるようにする。コイルの形成および送り出しはフット・スイッチ ３０によって具合よくコントロールされる。均一のサイズのボックスに同様の品 物を連続的に梱包するのが望ましいような使用法においては、２台の機械２０を 並べて用いることができ、サポート２８をコンベアのような形にして、ボックス をコイルの層を送り出す第１機械に動かし、次いでひとつあるいは複数の品物が ボックスに入れられる、２台の機械の間のステーションに送り、それから、ボッ クスにコイルが満たされる第２機械に送るようにしても構わない。こうしたタイ プの操作においては、コンテナがマシーン・ステーションで探知される度に、あ らかじめ決められた量のコイルを自動的に形成し、送り出すようにセットするこ ともできる。コイルは使用する時につくるので、大量のばら緩衝材を保管する必 要はない。

コイル２２は丸く巻いて巻物状にした紙の条片３４（図４２図７Ｂ）でできてい る。条片の旋回部はひとつの段が次の段とぴったりくっついているのが好ましく 、旋回部で取り囲まれている中央部Ａｌの横方向が旋回部Ｃ１により形成される リングＲの太さと比べて大きい。リングの太さはそのコイルに対してかなりの軸 方向の強さおよび硬さを与えるのに十分であり、また紙の特有の柔軟性が、リン グの太さおよび比較的大きな中央部Ａ１と組み合わさって横方向の弾力性と順応 性をもたらすので、これらの属性がコンテナ内のコイルの方向がばらばらである ことと合わさって、梱包された品物の十分な隔離とクッション性とをもたらす。

しかしながら、その旋回部はコイルの外周内のエリアでより不均一であってもよ い。好ましい巻物状コイル２２は、３０−１００ポンド・ベース重量クラフト紙 （バージン、再生紙、あるいはその組み合わせ）でできており、幅は３７４イン チないし２　ｌ／２インチ（１，９ないし６．３５ａｎ）、そして長さが３ない し１０インチ（７，６２ないし２５．４ｃｍ）である、コイルの外径は３／８な いし５／８インチ（０，９５ないし１．５９ｃｍ）の範囲である。こうした寸法 のコイルはいろいろなサイズや重量の品物を保護するのに有益である。もちろん もし必要であれば、より重い紙、より長めで幅の広い条片を用い、紙が丸まる程 度を変えて、その外径をコントロールすることによって、より硬い、そしてより 大きなコイルをつくることができるし、逆に逆の方法でより柔らかな、そしてよ り小さなコイルをつくることもできる。

この発明によれば、コイルの特性はそれぞれ図８Ａ、８Ｂと９Ａ、９Ｂに示され ているさらに別の２つの実施例で変えられている。これらのコイルはコイル２２ より約２倍の長さを持っているが、それ以外の点は修正されていない実施例の場 合と同様に作成される。それぞれ点線３７．３９が示すように、両端間中央の部 分で軸に対して横方向に折ってしわ加工が施されるので、図８Ｂ、９Ｂに示され ているような曲がった形になる。折り目３７はコイル軸に対して垂直であるから 、２つの部分３６ａ、３６ｂが、その折り目が垂直な位置関係にある共通平面に 対して一定の角度をもつことになる。折り目３９はコイルの軸に対して９０度以 外の角度をなしており、３０度ないし６０度の範囲、特に４５度であることが望 ましく、その結果、２つの部分３８ａ、３８ｂが、折り目３９が垂直な位置関係 にある共通平面に対して一定の角度をもつことになる。これらの好ましい実施例 において、折り目での角度は９０度ないし１４０度の範囲である。折り目を入れ る結果、旋回部のリング内の面積はコイルの軸方向で変わり、折り目のところで かなり少なくなり、両端のところで面積が最大となり、形状はほとんど円形とな る。これら修正された形状は図７Ａ、７Ｂに示されている円筒型の形状が持って いるような長さ方向の直接支柱力は持っておらず、コンテナ内にばらばらの方向 に入れられた時、お互いにあるいは別の実施例によるものと、円筒型の形状のコ イルとは違った方法で相互作用しあう。例えば、相互に一定の角度をなした２つ の部分３６ａ、３６ｂと３８ａ、３８ｂは双方に向けて圧縮されると、断面形状 のゆがみを通じて順応性と弾力性を持つばかりでなく、相互に一定の角度をなす ２部分の角度が変わるので、同様の効果が得られる。さらに軸方向に対して一定 の角度をもった折り目３９の場合、部分３８ａ。

３８ｂのいずれか一方が直接垂直負荷がかかるか、あるいはその負荷に対して有 効に抵抗するが、折り目が存在する中央部分での圧縮負荷に対してより大きな横 方向抵抗力を示すであろう。したがってこれらのコイルはより高い均一性で作用 する可能性がある。つまりそれらの抵抗力は円筒型の形状の場合のように方向が 違うと大きく変わるというようなことがないであろう。いろいろなりッション性 を得るために、コンテナ内でいろいろな形状のコイルをいろいろ違った比率で混 ぜ合わせることも可能である。

図３−６に、コイルを形成するための装置２２．３６および３８を示す。図示さ れているように、クラフト紙あるいは再生紙など他の適切な紙のロール２４が回 転可能に支承されており、したがって紙の継続したウェブがロールから引き出さ れて、コイル状に加工できるようになっている。このウェブは図４Ａ、４Ｂに示 されているように、いくつかのコイルを同時につくることができるのに十分な幅 を持っている。図４Ａに示すウェブでは７つの条片が並んでいるが、これは好ま しい実施例を示すのが目的であって、その数は必要に応じて変えることができる 。図４Ｂでコイルに成型された部分が条片から切断された直後の様子が示されて おり、その場所から機械の排出用開口部を通じて下に落ちるか、あるいは先ず折 り目をつけてから排出される。図４Ｂのコイルは図４Ａの条片から切断された後 の条片に対する位置関係で示されているが、２つの図面の示されているものの間 に配置される切断手段は図示していない。ウェブはアイドラ・ロール４２により ぴんと張られ、そのウェブの幅全体に広がる■字形プレート上で曲げられる。そ の上をウェブが通過するＶ字形の先端は狭いが、鋭利ではないエツジ４５を形成 している。ウェブはプレート４４と同じ広さのエンドレス・ベルトで引っ張られ 、３つのガイド・ロール４８．４９．５０の周りを引きずられる。このベルトは 一部で、プレート上を滑っていくウェブ面とは反対側の面と接触しており、その 範囲でウェブおよびＶ字形プレートの高さに従って作動する。これは図３に示さ れているようなロールの配置により、ロール４８．５０がプレートの表面に非常 に近接するので確実に行われる。ベルト上の張力は矢印５２の方向に動くことが できるロール４９により調節される。ウェブに対するそしてエツジ４５を通じて のベルトの張力のおかげで、摩擦によりベルトはウェブと共に動かされてウェブ に力を加えて端部４５に押しつける。

ウェブ４０は、ウェブを移動する方向に伸びている方向で条片３４に分離する２ つの被駆動ロール５６．５８により、矢印の方向に動かされる。図４Ａに示すよ うに、これらのロールは交互に大直径部分と小直径部分（ロール５６で５６１． 、　、５６　Ｓで示す）とを持っており、そのそれぞれの長さが切断される条片 の幅と等しくなっている。各ロールの大直径部分は他のロールの小直径部分と小 さな間隔で組み合わせになっており、摩擦で条片を巻き込むように少しだけ離れ て配置されているロールの間をウェブが引っ張られる時に、接合部でウェブを断 ち切る。

条片の反対側にあり、狭い間隔を置いて配置された、ロール５（、５８の真下の ガイド６０．６２は条片が下方に移動できるようにすると同時に、条片が丸まる のを防止する。ガイドの下端で、切断機構６４が条片を望ましい長さに切断する 。ガイドおよび切断機構のｆ側の部分は丸まることができ、巻物状コイルを形成 し、好ましくは旋回部の各段階が近接しており、旋回部により形成されるリング の厚みに対して、中央部のオープン・エリアは大きくなる。

切断機構６４は条片の片側にあって、条片の幅全体にわたって伸びた真っ直ぐな あるいは多少角度を持った刃６６を用い、条片を切断する位置でその条片と接触 するために回転できるように支承されている。刃６６から見て条片の反対側に、 回転しない刃６７が条片の幅全体にわたって広がっている。回転する刃６６は刃 ６７に押しつけるように作動して、並んだ条片の幅方向でそれら条片を断ち切る 。刃６７は刃の面内で一定の動きができるように支承されており、作動位置で多 少ずれることができるように支承されているので、２つの刃は適切に共動して、 回転可能な刃が条片に接触する位置に移動されると、条片からコイルを切断する 。条片が切断ステーションを通じて望ましい距離だけ、例えば６ないし１０イン チ（１５，２４ないし２５．４ｃｍ）前進する度に刃４６は一回転回転される。

回転は往復運動可能なラックおよび、つめと一方向回転のための軸へのつめ本接 続機構を有する被駆動ピニオン、あるいはウェブを前進させるロール５６．５８ の回転から時間調節されて作動する単一回転クラッチなどの一回転駆動装置によ って行われる。

図８Ａ、、８Ｂまたは９Ａ、９Ｂの実施例を形成するためのコイルを折ったり、 しわ加工することが望ましい場合、折り機構７０は切断メカニズム４７の真下に 配置されており、切断されたコイルを受け入れてそれらを折り、それらを機械か ら排出するために位置が合わされている。図３−６Ｂに示されている通り、共通 の水平面に存在する並んだロール７２および軸７４は、条片３４の幅全体にわた って広がっており、コイルと平行でそれらの間でコイルを受け取るように配置さ れている。

ロール７２は金属製で、プラスチックあるいはゴムなどの弾力的な素材７５のス リーブで被覆、あるいはカバーされており、好ましくは円周方向の溝を有してい る。ロール７２は、図８Ａ。

９Ａに示されているように、コイル３６．３８より直径が大きくなっている。軸 ７４は同心円的に配置された、それぞれの大半径ｒｌが反対側の溝７６まで、あ るいはその内側に少し入り込むところまで伸びているが、ロール７２の表面とは 接触していない相互に間隔を置いたカム状のディスク７８を有している。

各ディスクは大半径から約１８０度の位置にあり、ロール７２の表面からはかな り離れているが、コイルがディスクとロールの間を通過しない程の近さで終端し ている小半径ｒ２を有している。ロールと軸は図３の矢印が示すように逆方向に 回転し、回転は機械が作動している間は継続的に行われる。コイルが切断機構か ら落ちると、図６Ａに示されている位置に落下し、そこでディスクとバッグアッ プ・ロールで支えられ、そのディスクとバックアップ・ロールが逆方向に回転し て、ディスクの大きい方の半径位置をロール７２の方に近付けてコイルをそれら の間に挟み、そのコイルをバックアップ・ロールに対して押しつけて折り、また はしわ加工し、部分的には溝７６に助けられて、端部をロールから離れる方向に 曲げる。

ロールとディスクはしわあるいは折り加工したコイルを摩擦でその間を通過させ 、図６Ｂに示されているように下方に排出する。いくつかの場合、コイルはロー ルおよび軸と平行な位置関係をとらず、どちらかの側に傾いた姿勢になる場合も ある。その場合ディスクは図８Ａ、８Ｂに図示されているように軸に対して垂直 ではなく、図９Ａ、９Ｂに図示されているように、コイルの軸に対して一定の角 度で傾いた折り目を形成する。

ロール７２とディスク７８との間に受け入れられた場合に、コイルが傾むくよう にすることが望ましい場合は、細いロッド８０（図３）あるいはそれに同様のも のが、落下する各コイルの通路の切断機構６４の下、そして折り加工機構７０の 上方、コイルの軸が水平方向から約４５度の角度に傾くのに十分な程度にまで、 コイルの一方の端の下方への動きを遅らせるように各コイルに近接した位置に配 置されている。ディスクはコイルが確実にディスクとバックアップ・ロールとの 間に引き込まれるように、特に大半径部分につながっている端部表面の部分が鋸 の歯状にぎざぎざしていても構わないし、あるいは摩擦係数の高い素材で被覆さ れていても構わない。

作動中は駆動されるロール５６．５８は、エツジ４５を通じてロール２４からウ ェブ４０を引っ張って、ウェブを条片に分かち、それら条片を切断機構６４の方 向に前進させる。ウェブはアイドラ・ロール４２、ドライブ・ロール５６．５８ の引っ張り力、およびベルトがウェブとの摩擦力によって動かされるという事実 によって、ウェブの動きを遅らせるベルト４６によってエツジ４５と通じてゆる みないように張られる。さらにベルトはウェッブに対してエツジの方向に力を加 えてエツジの上でそれを鋭く曲げる。エツジの上でウェブを引っ張り曲げる結果 、エツジと直接に接触している表面とは反対側の表面が接触している面と比較し て引き伸ばされる。これによりガイド６０゜６２および直接近接した切断機構６ ４を出ていく時のようにウェブの張りがゆるめられ、拘束されないようになると 、それが丸まらせるような方法でウェブを修正する。切断機構の下で形成される 個々のコイルは、それらコイルが望ましい強さと弾力性を持つように望ましい長 さで形成されるように、条片の移動速度に合わせて調整された間隔で、サポート している側の長い条片から同時に切断される。そしてコイルは円筒形の形で排出 されたり、あるいはすぐ上に述べた方法で折り曲げられる。

この発明を採用している第２の好ましい装置＋００を図１０゜１１に示す。この 実施例で、クラフト紙あるいは再生紙など他の適切な素材によるロール２４′が 連続したウェブ４０′がロールから引っ張られて、コイルに形成されるように、 装置によって回転可能に支承されている。ウェブはまた第１実施例と同様、複数 のコイルを同時に形成できるだけの幅を持ってし）る。

ウェブはロールから出ていき、被駆動ロール１０２と固定された硬い刃１０４の 狭いエツジ１０３との間の隙間を通じて移動する際、アイドラ・ロールｌＯ１に よってゆるみのないように張られる。被駆動ロールおよび刃はウェブ４０′の幅 全体に広がっている。このロールは３０−５０デユロメータなどの軽いデュロメ ータのポリウレタンなど弾力的な表面を持っており、また刃のエツジ＋０３より 大きな摩擦係数を持っている。ロールはフレームの上部と底部との間の軸を中心 として回転されるフレーム＋０６の」二部で支承されている。フレームの下端は オーバセンタトグル機構＋１２の一方の端部１１０に接続されている。

トグル機構は反対側の端部で、調整ノブ！１７によって機械のハウジングの外部 から操作されるねじ切り調整ロッド１１６にそって調整可能なサポート・ナツト １１４に接続されている。

端部１１３のニルボウ・リンク１１８は、往復運動可能ロッド１２５の端部に横 方向に伸びているフィンガー１２４を有しているソレノイド１２２などの線形起 動装置によって、それぞれ作動される操作アーム１２０．１２１を有している。

ソレノイドは該ソレノイドに通電される度にロッドを伸ばしたり縮めたりし、さ らにロッドを１８０度（１サイクル）回転させるように構成されており、従って ソレノイドは自動的に操作アーム１２０．１２１上で交互に作動するので、ソレ ノイドの起動によってトグルが開いたり閉じたりする。モータによって駆動され るスプロケット１２７を通じて被駆動ロール１０２、ロール１０２上のチェーン １２８およびスプロケット１２９を回転するために機械が作動される度に、ソレ ノイドが１サイクルのために通電され、フィンガ１２４がアーム１２０に接触し 、トグルが閉じられてフレーム１０６を旋回させ、ロール１０２（この段階では 回転している）およびウェブを固定刃１０４のエツジ１０３に押しつける。被駆 動ロールの動作が停止される度に、ソレノイドが１サイクルのために通電され、 フィンガ１２４がアーム１２１に接触し、トグルは開いてロールを刃から離す。

このことは自動的に紙の新しいロールから駆動ロール１０２と刃＋０３の間を通 じてウェブを送りやすくするだけでなく、ロールと刃の間の圧力によってロール に圧力がかかった状態で、機械の作動をその都度開始しなくてもすむようになり 、比較的小型の駆動モータを使うことができるようになる。トグルの端部１１３ はノブ１１７を操作してわざと変えられない限り、その調整された位置にとどま り、ロール１０２はコイルが形成される度に前の位置に戻されて、ロールと刃と の間にはさまれた紙に同じ力がかかり、それによって前と同じサイズおよび密度 のコイルがつくりだされる。

ロール＋０２はそれが刃１０４の狭いエツジ１０３にウェブ４０′を押しつける と内側に変形する。狭い刃のエツジは好ましくはウェブを切断しないように滑ら かなものが良く、ウェブがそのエツジの上を楽に移動できるように丸められてい る。ウェブはウェブとロール表面の間の摩擦によってエツジを通じて動かされる 。ロールの変形によって刃のエツジの上でウェブが曲げられ、痛んだロールの表 面を摩擦で動かされると、刃に面したウェブの表面は圧縮され、ロールに面した ウェブの表面は引き伸ばされ、はぼ半永久的にその状態をとどめると考えられる 。ウェブにかけられる力の大きさと、刃およびロールがロールを窪ませる程度は 、ノブ＋１７によって調整することが可能である。大きな力をかけるとウェブの 構造がより大きく変形し、ウェブがより強く丸まる。このように作成されるコイ ルの直径と、密度とは簡単に調整することができる。

これはバラ緩衝材のクッション特性を梱包される品物のニーズに合わせてコント ロールするための最も簡便な方法である。

フレーム１０６の上に取りつけられているウェブ・デフレクタ１３０は刃１０４ の位置のすぐ向こう側のロール１０６に押しつけられて、あるいはすぐ近い位置 に配置され、デフレクタとは間隔を置いた、離れた位置関係にあるガイド１３２ と共に、この時点で変形されており、ロール＋０２と刃１０４の間から出ていく ウェブを剪断機構１３４の方向に向ける。この剪断機構は剪断ブロック１３５お よび剪断刃１３６を含んでいる。このブロックはその上をウェブがガイド１３２ から移動していく切断エツジ１３７を有している。剪断刃はウェブを切断するた めの剪断ブロックの表面上を往復運動させられる。この目的のために剪断刃はビ ン１３８．１３９によって、それぞれがスプロケット１４６（図１１）により駆 動されるカム・シャフト１１４上の単一ロープ・カム（ひとつのカムは図１Ｏに 示されている）を取り囲んでいるカム・フォロア・ハウジング１４０．１４１に 向かい合う端部で固定されている。カムが回転するとハウジングが移動し、剪断 刃を剪断ブロックの切断エツジ上を通過して移動させる。

カムの形状から休止時間が比較的長く、その間剪断刃は固定されてお１ハウエブ の通路から外れているので、望ましい長さのウェブを剪断機構の向こう側に移動 させることができ、さらにストローク時間は比較的短く、その間に剪断刃がウェ ブ通路を横断して動かされ、そして通路の外に戻される。継続的に一定の速度で ロール１０２がら繰り出されるウェブの動きを剪断機構が一時的に阻止している 間に、ウェブが自然に曲がることができるように、ガイド１３２の後側にスペー スが設けられている。剪断刃が往復運動される速度（１秒あたりのサイクル）は 、スプロケット１４６のサイズを変えることにより変更することができる。図１ ０で抽象的に示されている可動アイドラ・スプロケットはそれぞれが異なった速 度でカム・シャフト１４４を駆動させ、剪断機構が往復運動される速度を変更し 、それによってウェブから切り離されるものの長さを変え、異なった重量と重さ のコイルをつくるための、３つのサイズのスプロケットを用いた場合のスプロケ ット１４６の駆動チェーンの状態を示している。駆動チェーン１４７はシャフト １４９の一端にあるスプロケット１４３（図１１）により駆動されるが、このシ ャフトはその他端でチェーン１２８とスプロケット＋４５により駆動される。

ウェブ縦方向細断機構１５０はウェブの動きから考えた場合、剪断機構１３４の 下流側に配置されている。この機構は第１実施例とほぼ同様につくられている。

ウェブは並列駆動されるシャフト１５６．１５８に沿って間隔を置いて配置され た隣接ディスクによって縦方向に細断され、各シャフトはディスク間に大直径部 分１５６　Ｌ７．＋５８Ｌと小直径部分＋５６３．１５８３を交互に有しており 、大直径部分が小直径部分とかみ合うようになっており、ディスクはウェブから つくられる条片の望ましい幅に合わせて間隔をおいて配置される。しかしながら 、組み合わせになった部分はディスク＋５２によって形成されるウェブ条片にギ ャップをつけるために円周方向で間隔がおかれていて、ウェブや条片は駆動しな い。そして切断ディスクはロール１０２から下流のウェブに力を加えるだけであ る。

縦方向細断ロール・シャフトはシャフト１５６上のスプロケット＋６０により駆 動され、このスプロケット１６０はロール１０２を駆動するチェーン＋２８によ って駆動される。スプロケット＋６０はロール＋０２のスプロケット＋２９より 小さく、そのことによってシャフト＋５６をより速い速度で回転させる。シャフ ト１５８はギア１５７．１５９によってシャフト＋５６に結合されており、シャ フト１５６は同じ速度で逆方向に回転する。組み合わせになったシャフト部分で はなく、縦方向細断ディスクがウェブと駆動的に係合しており、駆動力は小さい のでロール１０２より下流のウェブには多少の張力がかかるが、剪断機構１３４ が切断した場合、ウェブから縦方向に裂かれるウェブ部分を前進させるのには十 分な大きさを持っている。

図１Ｏの３６′に示されているように、ディスク１５２．１５３によす、ウェブ が細長い条片に細断されると、ウェブの部分が縦方向細断機構の近くで丸まる。

切断されたウェブ部分が完全に縦方向細断ディスクを通過すると、コイルはその 縦方向細断機構の下の折り、あるいは折り曲げ機構のニップの中に落下する。こ の実施例においては、折り機構はアイドラ・シャフト１．７４上に間隔をおいて 配置されたホイール１７２を用い、平行に駆動されるしわ加工ロール１７６はそ のホイールと直接表面接触をしており、横方向にしわ加工したり折り加工を行う ために、コイルが受け取られるニップを形成している。このホイールは硬く、周 辺は薄くなっている。反対側のロールは、例えば３０−５０デユロメ一タ程度の ポリウレタンなどの圧力に対応して変形できる表面を有しており、コイル３６′ がロールと、コイルが縦方向細断機構から落下する際にそのコイルの中央部分と 位置が揃う、そのロールに対応したホイールの間を動かすのに十分な摩擦力を有 している。しわ加工用ロールの圧ツノに対応して変形できる性質と、折り曲げ用 ロールおよび折り曲げ用ホイールの円周の相互関係とが組み合わさって、コイル にそれら２つの間で摩擦による力が加わった場合に、コイル３６′の折られたあ るいは折り曲げられた部分に対応することができる。そして、次にロールとホイ ールが装置から折られたコイルを排出する。折り曲げ用ロール１７６はシャフト ＋４９上に支承されており、スプロケット４５とロール１０２を駆動するチェー ン１２８によって駆動される。折り曲げ用ロール＋７６と直接接触している折り 曲げ用ホイール＋７２はそれによって駆動される。支承しているシャフト１７８ よその背後にある縦方向細断機構を明瞭に図示するために、図１１には示されて いない。

図１０．１１に示されている実施例の重要な利点のひとつはウェブ４０′が変形 箇所で基本的にロール１０２によって送られ、丸まるように変形された後はわず かな張力しかかからない点である。さらに、このわずかな張力はウェブが縦方向 に細断されるいくつかの離れた場所で、線接触でかけられるだけである。したが ってウェブや条片が丸まろうとするする傾向を抑えるであろうような、ウェブの 変形後にはたらく力は最少限化される。

この発明を具体的に述べてきたが、特許請求の範囲に明記されている発明の精神 および範囲から逸脱せずに、多くのバリゴージョンや変更は６エ能であるし、特 徴をつけ加えることも可能である。例えば、コストの低さと生物分解性、そして リサイクルできる点、および本来的に弾力的な性質をもっていることから、紙が 好ましい素材であるが、他の薄い、柔軟性に富み、そして弾力性を持つ素材もコ イルに形成でき、同様の機能を発揮してコンテナ内の品物を保護し、大量の保管 をしなくても品物が梱包される時と場所でつくれるばら緩衝材を提供する。薄い 、柔軟性に富んだ、弾力性のあるスラスチック・シートあるいはウェブ、適切な 性質をもった金属ホイール、あるいはプラスチック、金属ホイール又は紙のラミ ネートも使用可能であると考えられる。紙を用いた場合、それをコイル形成を促 進する素材でコーティングすることもできる。こうしたコーティングは加熱され たり水分を加えられたりすると縮まったり伸びたりし、ウェブの片側に用いられ て処理されると、コイル形成を行わせる。上の説明ではこの発明はウェブに適用 されているが、移動方向を横断する方向での切断を必要とするような長さあるい は予め長さを指定して、横方向の切断や縦方向の細断を必要としないような、個 別のシートに対しても同様に適用できる。

紙のウェブの性質はロール２４から切断機構６４までの移動中にエンボス加工す るなど、条片の長さ方向に沿ってひだやうねを形成して変えることも可能である ことが確認されている。

ウェブの嵩さや有効厚を増大すると、コイルの旋回によって形成されるリングＲ の厚みが増し、コイルに硬さが加わる。

紙のばら緩衝材は梱包を目立たせるために色で染めたり、あるいは印刷すること ができる。ありきたりな白やグレイなどのプラスチックや褐色のクラフト紙に代 わる魅ノＪ的な素材として、クリスマス用品の包装などのための緑や赤などのホ リデーカラーを用いることもできる。これまでのばら緩衝材は、この発明によっ て可能になるような簡便さと容易さでこうしたオプションを提供することはでき ない。

これらのコイルに対しては、ばら緩衝材以外の用法も考えられている。例えば、 これらのコイルは犬小屋などでの動物のベッドなどにも用いることができる。そ うした使い方のために、用紙を殺菌剤、除虫剤、脱臭剤、又は杉や松などの望ま しい香り剤などでコ・−ティングすることができる。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成５年１０月４日

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．連続したウェブまたは個別のシートの形態の長い素材から、複数の薄い、柔 軟性に富み、弾力性のある条片のコイルを連続的に形成する装置において：ａ： 素材の幅とほぼ等しい幅のエンドレス面を持った弾力的な部材と、 ｂ：狭いエッジを有する非弾力的な部材と、ｃ：両部材をお互いに向き合う位置 にして、その間に該長い素材を係合するためのサポートと、ｄ：両部材の間に力 を加えて、該弾力的な部材と該部材の間にはさまれている素材を該狭いエッジの 周りで変形させるこれら部材のいずれかひとつに結合されているアクチュエータ と、 ｅ：素材をその間で長さ方向に押しつけながら、そのエッジを通じてエンドレス 面を動かすための手段と、ｆ：素材を複数の条片に分離するカッタとを具えてい る装置。
2. ２．弾力性部材がエッジより高い摩擦係数を有するロールで、該ロールの駆動装 置を有している特許請求の範囲第１項の装置。
3. ３．カッタが素材の両面に近接した２つの平行なシャフト上に間隔をおいて配置 され、素材の動く長さ方向に沿って平行な縦方向の裂け目を連続的に形成するよ うに相互にかみ合うようになっている円形回転切断部材で構成されている特許請 求の範囲第２項の装置。
4. ４．素材によるコイルを折り曲げあるいは折るための、カッタから下流の位置に 、被駆動ロールとロールに沿って間隔をおいて配置された向き合ったホイールを 含んでいる特許請求の範囲第１，２または３項の装置。
5. ５．アクチュエータによりかけられる力をコントロールし、変えるための手段を 有する特許請求の範囲第１，２，３または４の装置。
6. ６．力をコントロールする手段が弾力ロールを支承している旋回フレームと、そ の弾力ロールを非弾力部材に対して近づけたり離したりするために、フレームを 旋回させるためのリンク機構とを有しており、リンク機構が力を設定するための 調節機構とフレームを該機構とは無関係に、刃に対して旋回させるためのオーバ ・センター・トグルおよびトグル・アクチュエータを有している特許請求の範囲 第５項の装置。
7. ７．通路に沿って、薄い、柔軟性に富んだ、そして形成される個々のコイルより 幅の広い弾力性のある一定の長さの素材を送るための手段と、ゆるめられた時に 丸まってできるコイルの長さを調節するための、通路に沿った薄く、柔軟性に富 み、弾力性のある素材を調節するための手段と、その調節された一定の長さの条 片が丸まるのを一時的に抑えるための手段と、調節された長さのウェブを個々の コイルを形成する条片に分離する手段とで構成された複数の薄い、柔軟性に富ん だ、弾力的な条片を同時並行的に形成する装置。
8. ８．素材の長さを調節する手段が、素材のひとつの面を他の面より拡大する手段 を含んでいる特許請求の範囲第１項の装置。
9. ９．一定の長さの素材をエンドレス面を有する弾力性部材と非弾力性部材の狭い エッジの間に配置する工程と、それら部材を圧迫してそれらの間のその一定の長 さの素材を締付け、エンドレス面を狭いエッジの近くで少しくぼんだ形に変形さ せる工程と、その間に素材を締めつけて、エンドレス面を上記エッジを横切って 移動させる工程と、該素材を条片に切断する工程とで構成される連続したウェブ あるいは個別シートの形状の一定の長さの素材から、複数の、薄い、弾力性のあ る条片を同時並行的に形成する方法。
10. １０．一定の通路に沿って形成されるべき個々のコイルより幅の広い一定の長さ の上記素材を送る工程と、ゆるめた場合に丸まる長さを調節するために、通路に 沿って素材の長さを修正する工程と、調節された長さの素材を丸まらないように 一時的に拘束する工程と、調節された長さの素材を東片に分離する工程と、それ ら条片から別個のコイルを形成する工程とで構成される複数の、薄い、柔軟性に 富んだ弾力的な素材の条片を同時並行的に形成する方法。
11. １１．個々のコイルをその両端間の間で横方向に折る工程を含む特許請求の範囲 第９項、あるいは第１０項の方法。
12. １２．一定の長さの素材を、その一方の側を他の側に対して伸ばすことによって 修正する特許請求の範囲第９項、または第１０項の方法。
13. １３．素材が紙であり、狭く固い面に押し当てて、それを動かすことによって曲 げることにより調整される特許請求の範囲第１０項の方法。
14. １４．コイル形成された条片をばらばらな方向でコンテナに入れる工程を含む特 許請求の範囲第９，１０，１１，１２あるいは１３項による方法。
15. １５．幅が１．９ないし６．３５ｃｍ程度、丸まっていない段階での長さが１５ ．２４ないし２５．４ｃｍ程度の柔軟性を持った条片で、軸方向でかなりの強さ を持ち、軸方向に対して横方向ではかなり弾力性を持っており、さらに巻物状コ イルの旋回部のひとつの段が次の段とかなり密着しているが固着されてはおらず 、旋回部で取り巻かれた中央の面積が、旋回部で形成されるリングの厚みと比較 して横方向で大きくなっている柔軟性に富んだ条片で構成されたコンテナ内の品 物をクッションで保護するためのばら緩衝材に有益な巻物状コイル。
16. １６．コイルの両端のほぼ中央に横方向の折り目を持った特許請求の範囲第１５ 項のコイル。
17. １７．条片が紙である、特許請求の範囲第１５または１６項のコイル。
18. １８．紙がその紙の丸まりを促進するコーティングを片側に持っている、特許請 求の範囲第１７項のコイル。
19. １９．旋回のひとつの段が次の段と近接しており、コイルの両端間の中央部分が 旋回部に取り囲まれており、旋回部の全体的な太さと比較して太くなっており、 少なくともその一部が横方向の折り目を持っており、両端間に一定の曲がりをつ くりだしており、両端間の中央の面積のサイズにバリエーションをつくりだして いる紙でできた、複数の、ばらばらの方向に向いた巻物状コイルで構成されたコ ンテナ内の品物をクッションで保護するばら緩衝材。
20. ２０．コンテナ、そのコンテナ内の品物、およびそのコンテナ内に入れられて、 少なくとも部分的にその品物を取り囲んでいる、薄い、柔軟性に富んだ、弾力的 な条片でできた、ばらばらの方向に向いた複数の個別コイルで、該コイルが共通 の軸を持っており、互いに重なり合った、固着されていない旋回部を有しており 、該コイルがコンテナおよび品物に比べて小さく、品物がコンテナと直接接触し ないように隔離している。
21. ２１．少なくとも一部のコイルに横方向の折り目を持っており、それらコイルの 軸が曲がっており、軸方向でコイルの形が変化している特許請求の範囲第２０項 のコンテナ。