KR20180131610A - 공기 쿠션 팽창 장치 - Google Patents

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KR20180131610A
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KR
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terminal
voltage
temperature
web
heating element
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KR1020187032356A
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English (en)
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도날드 피 슉
크리스 호우인
크리스 밀러
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오토메이티드 패키징 시스템즈, 인코포레이티드
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    • G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
    • G05D23/2401—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor using a heating element as a sensing element
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
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    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
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    • B29C65/224—Heated wire resistive ribbon, resistive band or resistive strip characterised by the type of heated wire, resistive ribbon, band or strip being a resistive ribbon, a resistive band or a resistive strip
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    • B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
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    • B29C66/8122—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the composition of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
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Abstract

예시적인 공기 쿠션 팽창 장치는 직류 입력부에 접속된 제1 단자; 제2 단자; 상기 직류 입력부에 의해 전력 공급되는 기준 저항기; 연산 증폭기; 및 트랜지스터를 포함한다. 상기 연산 증폭기의 제1 단자는 가변 전압원에 접속되고, 상기 연산 증폭기의 제2 단자는 상기 기준 저항기에 접속된다. 상기 트랜지스터는 상기 연산 증폭기의 출력부에 접속된 베이스, 상기 기준 저항기에 접속된 이미터 및 제1 및 제2 단자를 갖는 밀봉 밴드 장치의 상기 제1 단자에 접속된 컬렉터를 가진다. 상기 제1 단자와 제2 단자 사이에 배치된 용융 가능한 재료는 상기 제1 단자와 제2 단자 사이에 흐르는 전류의 저항에 의해 용융된다. 가변 전압원은 상기 전압 측정 장치에 의해 상기 제1 단자와 제2 단자 사이에서 측정된 전압 강하와 상기 정전류를 기초로 전압을 변화시킨다.

Description

공기 쿠션 팽창 장치
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로 포함된, 공기 쿠션 팽창 장치란 제하의 2016년 4월 11일자 출원된 미국 가특허 출원 제62/320,763호의 이익을 주장한다.
기술 분야
본 발명은 유체 충진 유닛에 관한 것으로, 더 구체적으로, 예비 성형된 파우치 웹(web)을 완충 유닛으로 변환시키는 새롭고 개선된 장치에 관한 것으로, 특히 이를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 또한 다른 응용에 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
플라스틱 시트로부터 완충 유닛을 성형 및 충전하기 위한 장치가 알려져 있다. 또한, 예비 성형된 웹 내에 예비 성형된 주머니를 팽창시켜 완충 유닛을 제조하는 장치가 공지되어 있다. 많은 응용 분야에서, 예비 성형된 웹을 사용하는 장치가 사용된다.
공기 쿠션 팽창 장치의 예시적인 실시예 및 이를 사용하는 방법이 본 명세서에 개시되어 있다:
예시적인 공기 쿠션 팽창 장치는: 직류 입력부에 접속된 제1 단자; 제2 단자; 상기 직류 입력부에 의해 전력 공급되는 기준 저항기; 연산 증폭기; 및 트랜지스터를 포함한다. 연산 증폭기의 제1 단자는 가변 전압원에 접속되고 연산 증폭기의 제2 단자는 기준 저항기에 접속된다. 트랜지스터는 연산 증폭기의 출력부에 접속된 베이스, 기준 저항에 접속된 이미터, 및 제1 및 제2 단자를 갖는 밀봉 밴드 장치의 제1 단자에 접속된 컬렉터를 갖는다. 제1 단자와 제2 단자 사이에 배치된 용융 가능한 재료는 제1 단자와 제2 단자 사이에 흐르는 전류의 저항에 의해 용융된다. 가변 전압원은 전압 측정 장치에 의해 제1 단자와 제2 단자 사이에서 측정된 전압 강하 및 정전류를 기초로 전압을 변경한다.
본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면에 본 발명의 실시예가 예시되어 있으며, 이들 실시예는 상기 본 발명의 개괄적인 설명 및 이하의 상세한 설명과 함께, 본 발명의 실시예들을 예시하는 데 사용된다.
도 1은 공기 쿠션 재료의 예시적인 실시예의 평면도이고;
도 1a는 공기 쿠션 팽창 장치의 예시적인 실시예의 상면도이고;
도 1b는 도 1a의 1B-1B 라인을 따라 취한 도면이고;
도 2는 도 1a와 유사한 도면으로, 공기 쿠션 재료의 웹이 공기 쿠션 팽창 장치에 설치된 상태의 도면이고;
도 2a는 팽창되고 밀봉된 공기 쿠션의 평면도이고
도 3은 유연 재료로 제조된 요소의 측면도이고;
도 3a는 유연 재료로 제조된 요소의 단부도이고
도 4는 고 저항부와 저 저항부을 갖는 가열 요소의 도면이고;
도 5는 듀티 사이클에 따른 최대 전압과 최소 전압 사이에서 스위칭되는 DC 가열 요소 전압의 도식이고;
도 5a는 최대 전압과 최소 전압 사이에서 조절 가능한 아날로그 DC 가열 요소 전압의 도식이고;
도 5b는 밀봉 장치의 온도를 제어하기 위한 회로의 예시적인 실시예의 개략도이고;
도 5c는 밀봉 장치의 온도를 제어하기 위한 회로의 예시적인 실시예의 개략도이고;
도 6은 공기 쿠션 팽창 장치용 제어 알고리즘의 예시적인 실시예를 나타낸 흐름도이고;
도 7a는 공기 쿠션 팽창 장치용 제어 알고리즘의 아이들 시퀀스의 예시적인 실시예를 나타낸 흐름도이고;
도 7b~7c는 공기 쿠션 팽창 장치가 아이들 상태에 있을 때의 공기 쿠션 팽창 장치의 구성 요소의 예시적인 상태를 나타내며;
도 8a는 공기 쿠션 팽창 장치용 제어 알고리즘의 시작 시퀀스의 예시적인 실시예를 나타낸 흐름도이고;
도 8b~8e는 공기 쿠션 팽창 장치가 시동 상태에 있을 때의 공기 쿠션 팽창 장치의 구성 요소의 예시적인 상태를 나타내며;
도 9는 공기 쿠션 팽창 장치용 제어 알고리즘의 실행 시퀀스의 예시적인 실시예를 나타낸 흐름도이고;
도 10a는 공기 쿠션 팽창 장치용 제어 알고리즘의 정지 시퀀스의 예시적인 실시예를 나타낸 흐름도이고;
도 10b~10c는 공기 쿠션 팽창 장치가 정지 상태에 있을 때의 공기 쿠션이 팽창 장치의 구성 요소의 예시적인 상태를 나타내며;
도 11은 시스템에 DC 전력을 제공하는 교류(AC)-직류(DC) 변환기(AC/DC 변환기)의 일 실시예를 나타내며;
도 12는 시스템에 DC 전력을 제공하는 교류(AC)-직류(DC) 변환기(AC/DC 변환기)의 제2 실시예를 나타내며;
도 13 및 도 13a는 공기 쿠션 팽창 장치의 예시적인 실시예의 사시도이고;
도 14는 도 7b 및 도 7c에 예시된 공기 쿠션 팽창 장치와 같은 이중 벨트 공기 쿠션 팽창 장치의 사시도이고;
도 14a는 도 14에 예시된 공기 쿠션 팽창 장치의 측면도이고;
도 15a는 도 13 및 도 13a에 예시된 공기 쿠션 팽창 장치의 밀봉 요소의 정면도이고;
도 16은 도 14에 예시된 공기 쿠션 팽창 장치의 밀봉 및 클램프 조립체의 사시도이고;
도 17은 도 16의 12-12 라인으로 나타낸 도면이고;
도 17a는 도 17의 확대부이고;
도 17b는 팽창 쿠션 재료의 장치 내로의 경로를 나타낸 도 17a와 유사한 도면이고
도 18은 도 13a에 예시된 공기 쿠션 팽창 장치의 밀봉 조립체의 후방 사시도이고;
도 19는 도 13a에 예시된 공기 쿠션 팽창 장치의 밀봉 조립체의 배면도이고;
도 20은 도 14에 예시된 공기 쿠션 팽창 장치의 밀봉 조립체의 사시도이고;
도 21은 도 20의 16-16 라인으로 예시된 도면이고;
도 22는 도 20의 17-17 라인으로 나타낸 도면이고;
도 23은 도 14에 예시된 공기 쿠션 팽창 장치의 클램핑 조립체의 사시도이고;
도 24는 도 23의 19-19 라인으로 예시된 도면이고;
도 25는 도 16에 예시된 밀봉 및 클램핑 조립체의부분 배면도이고;
도 26은 도 25의 21-21 라인으로 나타낸 단면을 갖는 단면 사시도이고;
도 27은 도 25의 21-21 라인을 따른 단면도이고;
도 28은 도 16에 예시된 밀봉 및 클램핑 조립체의부분 배면도이고;
도 29는 도 28의 24-24 라인으로 표시된 바와 같이 단면이 취해진 단면 사시도이고;
도 30은 도 28의 24-24 라인을 따라 취한 단면도이고;
도 31은 도 13a에 예시된 공기 쿠션 팽창 장치의 일부의 사시도이고;
도 32는 도 31의 B-B 라인을 따라 취한 도면이고;
도 33은 공기 쿠션 팽창 장치의 구성도이고;
도 34는 가열된 밀봉 요소 및 유연 재료의 단면도이고;
도 35는 공기 쿠션 팽창 장치의 내부를 나타낸 사시도이고;
도 36은 만곡된 벨트 표면을 보여주는 공기 쿠션 팽창 시스템의 다른 예시적인 실시예의 사시도이고;
도 37은 만곡된 벨트 표면을 보여주는 공기 쿠션 팽창 시스템의 일부의 사시도이고;
도 38은 만곡된 벨트 표면을 보여주는 공기 쿠션 팽창 시스템의 일부의 사시도이고;
도 39는 만곡된 벨트 표면 및 송풍기 조립체를 보여주는 공기 쿠션 팽창 시스템의 일부의 사시도이고;
도 40은 만곡된 벨트 표면을 보여주는 공기 쿠션 팽창 시스템의 일부의 사시도이고;
도 41은 만곡된 벨트 표면을 보여주는 공기 쿠션 팽창 시스템의 일부분의 도면이고;
도 42는 만곡된 벨트 표면을 보여주는 공기 쿠션 팽창 시스템의 일부의 사시도이고;
도 43은 만곡된 벨트 표면을 보여주는 공기 쿠션 팽창 시스템의 일부의 사시도이고;
도 44는 만곡된 벨트 표면을 보여주는 공기 쿠션 팽창 시스템의 일부의 사시도이고;
도 45는 만곡된 벨트 표면을 도시하는 공기 쿠션 팽창 시스템의 일부의 사시도이고;
도 46은 만곡된 벨트 표면을 포함하는 벨트 조립체의 사시도이고;
도 47은 만곡된 벨트 표면을 포함하는 벨트 조립체의 사시도이고;
도 48은 송풍기 시스템을 보여주는 공기 쿠션 팽창 시스템의 일부의 사시도이고;
도 49는 만곡된 벨트 표면을 포함하는 벨트 조립체의 사시도이고;
도 50은 만곡된 벨트 표면을 포함하는 벨트 조립체의 사시도이고;
도 51은 공기 쿠션 팽창 시스템용 스핀들의 사시도이고;
도 52는 공기 쿠션 팽창 시스템용 스핀들의 측면도이고;
도 53 및 도 54는 공기 쿠션 팽창 시스템용 스풀의 사시도이다.
본 명세서에 설명된 바와 같이,하나 이상의 구성 요소가 접속, 연결,부착, 결합, 부착 또는 다른 방식으로 상호 접속되는 것으로 설명될 때, 이러한 상호 접속은 구성 요소들 사이에서와 같이 직접적일 수 있거나 또는 하나 이상의 중간 구성 요소를 사용하는 것을 통한 것과 같이 간접적일 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 바와 같이, "부재", "구성 요소" 또는 "부분"은 하나의 구조적 부재, 부품 또는 요소에 한정되지 않고, 부품, 부재 또는 요소의 조립체를 포함할 수 있다.
도 1은 팽창된 공기 쿠션(12)(도 2a 참조)을 생성하기 위해 새로운 장치(50)(도 1a, 도 7c, 도 13 및 도 14의 예시적인 장치 참조)에 의해 처리될 수 있는 예비 성형된 웹(web)(10)을 예시한다. 예비 성형된 웹은 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 팽창되고 밀봉되어 장치(50)로부터 분리될 수 있는 임의의 예비 성형된 웹이 사용될 수 있다. 허용 가능한 웹(10)의 예는 한정되는 것은 아니지만, 미국 특허 제D633792; 7897220; 7897219; D630945; 7767288; 7757459; 7718028; 7694495; D603705; 7571584; D596031; 7550191; 7125463; 7125463; 6889739; 또는 7,975,457; 또는 미국 특허 출원 공보 제20100281828A1; 20100221466A1; 20090293427A1; 및 20090110864A1에 예시 및/또는 설명된 임의의 웹을 포함하며, 이들 문헌은 모두 여기에 참조로 온전히 포함된다. 완충 유닛을 제조하기 위해 다른 예비 성형된 웹이 장치(50)에 사용될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
예시된 웹(10)은 폴리에틸렌과 같은 열 밀봉 가능한 플라스틱 필름으로 형성된다. 그러나, 임의의 열 밀봉 가능한 재료가 사용될 수 있다. 웹(10)은 이격된 밀봉부측 엣지 및 팽창측 엣지(18, 20)를 따라 함께 연결된 중첩된 상부 및 하부의 연장층(14, 16)을 포함한다. 각각의 엣지는 접힘부 또는 밀봉부일 수 있다. 중첩된 층(14, 16)은 밀봉부측 엣지(18)를 따라 기밀하게 연결된다. 예시된 실시예에서, 팽창측 엣지(20)는 천공된다. 다른 실시예에서, 팽창측 엣지(20)는 천공되지 않고 천공 라인이 층(14, 16) 중 하나에 포함되며, 천공 라인은 팽창측 엣지(20)와 이격되어 평행하게 연장된다. 다른 실시예에서, 팽창측 엣지(20)는 천공되지 않고 천공 라인이 각각의 층(14, 16)에 포함되며, 천공 라인은 팽창측 엣지(20)와 이격되어 평행하게 연장된다. 또 다른 실시예에서, 층(14, 16)은 팽창측 엣지에서 함께 연결되지 않는다.
상부층 및 바닥층(14, 16)은 길이 방향으로 이격된 복수의 수평 밀봉부(22)에 의해 결합된다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 수평 밀봉부(22)는 밀봉 엣지(18)로부터 팽창 엣지(20)의 짧은 거리 내로 연장되어 파우치(26)를 형성한다. 수평 밀봉부(22)와 팽창 엣지(20) 사이에 선택적 포켓(23)이 형성된다. 층(14, 16)의 팽창 엣지가 연결되지 않으면 포켓이 형성되지 않는다. 천공 라인(24)은 상부층 및 바닥층을 통해 연장된다. 도 2a는 팽창된 쿠션(12)을 형성하도록 팽창되고 밀봉된 후의 웹(10)의 길이를 예시한다. 팽창 밀봉부(42)는 팽창된 쿠션을 형성하도록 수평 밀봉부(22) 및 밀봉부측 엣지(18)에 의해 형성된 파우치(26)를 폐쇄한다. 예시된 팽창된 쿠션(12)은 인접한 쿠션의 각 쌍 사이의 갭(G)(도 2a 참조)을 포함한다. 예시된 실시예에서 웹(10)은 갭(G)을 형성하도록 특별히 구성된다. 다른 실시예에서, 예시된 갭(G)(도 2a 참조)을 형성하지 않는 웹(10)이 사용될 수 있다.
도 1a~1b 및 2는 예비 성형된 웹(10)(도 1 참조)을 팽창된 쿠션(12)(도 2a 참조)으로 변환시키는 장치(50)의 예시적인 실시예를 개략적으로 예시한다. 장치(50)는 다양한 다양한 형태를 취할 수 있으며, 아래에서 설명되는 팽창, 밀봉 및 분리 구성은 설명된 순서/위치에 또는 웹(10)의 팽창, 웹의 밀봉 및 장치(50)로부터 웹을 분리할 수 있게 하는 임의의 다른 순서/위치에 있을 수 있다. 도 1a~1b 및 도 2에 나타낸 예에서, 장치(50)는 팽창부(160), 밀봉부(162), 유연 재료(112)를 포함하는 클램핑부(110) 및 웹 분리 기구(158)를 포함한다. 일 실시예에서, 유연 재료(112)는 규소수지 발포 고무, 쇼어(Shore) A 경도보다 작은 폐쇄 셀 재료이다. 유연 재료(112)는 양면이 아크릴 접착제로 코팅될 수 있다. 일 실시예에서, 유연 재료(112)는 약 390℉까지 사용 가능하다. 도 3에 예시된 바와 같이, 일 실시예에서, 유연 재료(112)는 약 4.38"의 길이(2000), 약 1/4"의 높이(2002) 및 약 1/16"의 두께(2004)를 가지는 것이 고려된다.
팽창부(160)는 매우 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 파우치(26)에 대해 증가된 압력(대기압보다 큰)의 공기를 제공할 수 있는 임의의 구성이 사용될 수 있다. 예시된 실시예에서, 팽창부(160)는 중공의 길이 방향으로 연장된 가이드 핀(56)과 송풍기(60)를 포함한다. 도 2를 참조하면, 웹(10)은 공급부로부터 연장되고, 포켓(23)은 가이드 핀(56)이 팽창측 엣지(20)와 수평 밀봉부(22) 사이에 있도록 가이드 핀(56) 주위에 배치된다. 가이드 핀(56)은 웹이 장치(50)를 통해 당겨질 때 웹을 정렬시킨다. 가이드 핀(56)은 도관(104)에 의해 송풍기(60)에 유체 연통되게 접속된 팽창 개구(102)를 포함한다. 송풍기(60)는 웹이 팽창 개구(102)를 지나 이동함에 따라 웹 파우치(26)를 팽창시킨다.
예시적인 실시예에서, 팽창부(160)는 또한 송풍기 제어부(106)를 포함한다. 송풍기 제어부(106)는 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 송풍기 제어부(106)는 팽창부(160)에 의해 파우치(26)에 제공된 공기의 유속 및/또는 압력을 제어하도록 작동 가능한 임의의 장치일 수 있다. 일 실시예에서, 송풍기 제어부(106)는 송풍기(60)의 동작 속도를 제어하는 속도 제어기이다. 이러한 속도 제어기는 송풍기를 가속시켜 공기를 고압 및/또는 유속으로 제공하고 송풍기 속도를 감소시켜 압력 및/또는 유속을 감소시킨다. 다른 실시예에서, 송풍기 제어부(106)는 송풍기(60)와 팽창 개구(102) 사이의 도관(104) 내에 유량 제어 밸브를 포함한다. 도관(104)은 도 1b에 예시된 바와 같이 짧거나 도 1a에 예시된 바와 같이 길 수 있다. 도관은 웹 분리 기구(158)의 기능을 수행하도록 적합화될 수 있다.
밀봉부(162)는 밀봉된 팽창 쿠션(12)을 생성하도록 팽창 밀봉부(42)(도 2)를 형성한다. 밀봉부(162)는 매우 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 밀봉부(162)는 층(14, 16) 사이의 기밀한 밀봉을 형성할 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 도 1b를 참조하면, 밀봉부(162)는 가열된 밀봉 요소(64), 온도 제어부(165), 조립 위치 설정 기구(66), 유연 재료(112), 한 쌍의 구동 롤러(68), 벨트 속도 제어부(67) 및 한 쌍의 구동 벨트(70)를 포함한다. 벨트 속도 제어부(67)는 벨트(68)의 속도를 제어하도록 인코더(80)와 전자적으로 통신한다. 예를 들어, 피드백 루프를 기초로, 인코더는 벨트(68)의 상대 속도를 결정한다. 벨트(68)의 상대 속도가 소정의 허용 오차 내에 있지 않으면, 인코더(80)는 에러가 발생했음을 결정한다. 일 실시예에서, 인코더(80)가 에러 발생을 결정하면 인코더(80)는 모터로 하여금 벨트(68)를 정지시키게 한다. 인코더(80)는 벨트 속도 제어부(67)의 일부로서 예시되었지만, 인코더(80)가 벨트 속도 제어부(67)로부터 분리된 다른 실시예도 고려되는 것을 이해하여야 한다.
대안적인 실시예에서, 한 쌍의 냉각 요소가 가열된 밀봉 요소(64)의 하류에 제공된다. 각각의 벨트(70)는 그 각각의 구동 롤러(68) 둘레에 제공된다. 각각의 벨트(70)는 각각의 구동 롤러(68)에 의해 구동된다. 구동 롤러(68)와 벨드(70)의 속도는 벨트 속도 제어부(67)에 의해 제어된다. 벨트(70)는 벨트(70)가 열 밀봉 요소(64)에 근접하게 웹(10)을 잡아당기도록 서로 근접하거나 맞물린다. 팽창 밀봉부(42)(도 2)는 웹(10)이 가열된 밀봉 요소(64)를 통과할 때 형성된다.
가열 요소(64)는 매우 다양한 다양한 형태를 취할 수 있다. 층(14 및/또는 16)의 온도를 해당 층이 함께 기밀하게 결합될 온도까지 올릴 수 있는 임의의 구성이 사용될 수 있다. 예를 들어, 가열 요소(64)는 열선, 세라믹 요소 또는 전력 인가시 열을 제공하는 다른 부재일 수 있다. 예를 들어, 가열 요소(64)의 저항은 전압이 가열 요소를 통해 인가될 때 가열 요소(64)가 가열되게 한다. 예시된 실시예에서, 가열 요소(64)는 약 1" 내지 약 12" 사이의 길이를 갖는 열선이다. 또한, 가열 요소(64)는 약 0.011"의 두께를 갖는 실질적으로 편평한 와이어인 것이 고려된다.
가열 요소(64)(와이어)는 적어도 하나의 저 저항부(82)와 적어도 하나의 고 저항부(84)를 역시 포함한다. 도 1b에 예시된 바와 같이, 가열 요소(64)(와이어)는 상대적으로 낮은 2개의 저항부(82) 및 상대적으로 높은 하나의 저항부(84)를 포함한다. 일 실시예에서, 저 저항부(82)는 구리이거나 비교적 높은 전기 전도도 및 비교적 낮은 전기 저항을 제공하는 구리 코팅 또는 다른 저 저항 코팅을 적어도 포함한다. 저 저항부(82)는 실질적으로 전기 저항이 없기 때문에, 해당 저 저항부(82)을 따라 실질적으로 열 또는 방열이 생기지 않는다. 고 저항부(84)는 비교적 낮은 전기 전도도 및 비교적 높은 전기 저항을 생성하는 재료를 포함한다. 결과적으로, 실질적으로 모든 열이 가열 요소(64)의 비교적 높은 저항부(84)를 따라 방열된다.
일 실시예에서, 고 저항부(84)는 길이가 약 1" 내지 약 9" 사이이다. 다른 실시예에서, 고 저항부(84)는 길이가 약 2" 내지 약 8" 사이이다. 다른 실시예에서, 고 저항부(84)는 길이가 약 3" 내지 약 7" 사이이다. 다른 실시예에서, 고 저항부(84)는 길이가 약 4" 내지 약 6" 사이이다. 다른 실시예에서, 고 저항부(84)는 약 4.5" 길이이다. 도 4에 예시된 실시예에서, 구리 코팅을 포함하는 저 저항부(82)는 약 0.118"(3.0 mm)의 폭(2010), 약 7.165"(182 mm)의 길이(2012) 및 약 0.006"(0.15 mm)의 두께를 가진다. 구리 코팅을 포함하지 않는 고 저항부(84)는 "A" 지점에서 약 0.110"(2.8 mm)의 폭(2014), 약 4.84"(123 mm)의 길이(2016) 및 0.006"(0.15 mm)의 두께를 가진다.
도 1b를 다시 참조하면, 고 저항부(82)의 비교적 짧은 길이는 전기 저항 및 온도(예, ±1도, 2도, 5도 또는 10도)에 대해 더 정밀한 제어를 제공한다. 예를 들어, 하나의 예시적인 실시예에서, 고 저항부는 밀봉부가 형성되는 영역에만 제공된다. 밀봉부가 형성되는 영역에만 제공되는 상기 짧은 고 저항부는 밀봉부가 형성되는 영역 외부의 부분을 갖는 긴 고 저항성 재료에 대한 결과보다 더 일관된 전기 저항 및 온도 제어를 가져온다. 또한, 고 저항부(84)의 비교적 짧은 길이 및 더 일관된 전기 저항은 전류가 가열 요소(64)에 인가되어 제거될 때 더 빠른 온도 변화를 가져온다. 가열 요소(64)를 따른 더 빠른 온도 변화는 아래에 더 상세히 논의된다.
조립 위치 설정 기구(66)는 유연 재료(112)와 관련된 벨트(70)를 가열 요소(64)와 관련된 벨트(70)로부터 멀리 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 조립 위치 설정 기구(66)는 유연 재료(112)와 관련된 벨트(70)가 가열 요소(64)와 관련된 벨트(70)로부터 위쪽으로 멀어지도록 이동되게 할 수 있다. 이때, 유연 재료(112)와 관련된 벨트(70)를 가열 요소(64)와 관련된 벨트(70로부터 멀어지게 이동시켜 벨트(70) 사이에 웹을 위치시키는 것이 바람직하다.
도 1b를 더 참조하면, 예시된 실시예에서, 온도 제어부(165)는 가열 요소(64)의 온도를 제어하도록 가열 요소(64)에 결합된다. 이 실시예에서, 온도 제어부(165)는 가열 요소(64)의 저 저항부(82)에 결합된다. 그러나, 온도 제어부(165)가 가열 요소(64)의 고 저항부(84)에 결합되는 다른 실시예도 고려된다.
온도 제어부(165)는 매우 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 가열 요소(64)를 제어할 수 있는 임의의 장치가 사용될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 온도 제어부(165)는 열전쌍을 포함한다. 열전쌍은 다양한 상이한 방식으로 가열 요소(64)에 결합될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 가열 요소(64)는 열전쌍이 봉지된 세라믹 부재를 포함한다. 열전쌍을 세라믹 부재에 봉지하는 것은 가열 요소(64)의 온도를 매우 정확하게 측정할 수 있게 한다. 열전쌍에 의해 측정되는 온도는 가열 요소(64)에 인가되는 전력(예, 전류, 전압, 및/또는 듀티 사이클)을 조절하여 가열 요소(64)의 온도를 제어하는 데 사용된다.
예시적인 일 실시예에서, 가열 요소(64)를 통과하는 전류는 가열 요소의 저항을 결정하는 데 사용된다. 가열 요소(64)의 저항은 다시 가열 요소(64)의 온도를 결정하는 데 사용된다. 예를 들어, 가열 요소(64)의 저항은 가열 요소(64)를 통과하는 전류 및 가열 요소를 통한 전압을 기초로 계산될 수 있다. 계산에 사용된 전압은 매우 다양한 다른 방식으로 수집될 수 있다. 예를 들어, 계산에 사용된 전압은 전원에 의해 인가되는 전압일 수 있거나, 해당 전압은 도 1b에 예시된 바와 같이 선택적인 바이패스 리드(84a, 84b)에 의해 직접 측정될 수 있다. 계산에 사용된 전류는 매우 다양한 다른 방식으로 수집될 수 있다. 예를 들어, 계산에 사용된 전류는 홀 효과 센서 또는 저 저항, 고 정밀 피드백 저항기를 사용하여 측정될 수 있다. 홀 효과 센서로 전류를 측정하는 일 실시예에서, 온도 제어부(165)는 가열 요소(64)에 대한 저항을 측정하는 홀 효과 센서를 포함하는 빈도체 소자이다. 다른 실시예에서, 전류는 가열 요소와 직렬 배치된 저 저항, 고 정밀 피드백 저항기로 측정된다. 예를 들어, 저 저항, 고 정밀 피드백 저항기는 20 mΩ 저항기일 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 가열 요소에 인가된 전류는 일정하게 제어되거나 유지되며, 가열 요소(64)를 통한 전압 강하는 가열 요소의 저항을 결정하는 데 사용된다. 가열 요소(64)의 저항은 다시 가열 요소(64)의 온도를 결정하는 데 사용된다. 예를 들어, 가열 요소(64)의 저항은 가열 요소(64)를 통과하는 전류 및 가열 요소를 통한 전압을 기초로 계산될 수 있다. 계산에 사용된 전압은 매우 다양한 다른 방식으로 획득될 수 있다. 예를 들어, 계산에 사용된 전압은 전원에 의해 인가되는 전압일 수 있거나, 해당 전압은 도 1b에 예시된 바와 같이 선택적인 바이패스 리드(84a, 84b)에 의해 직접 측정될 수 있다. 계산에 사용된 전류는 매우 다양한 다른 방식으로 획득될 수 있다. 예를 들어, 계산에 사용된 전류는 전원에 의해 인가된 고정 전류일 수 있다. 이 실시예에서, 전류의 듀티 사이클은 가열 요소의 온도를 상승시키기 위해 증가될 수 있고, 전류의 듀티 사이클은 가열 요소의 온도를 하강시키도록 감소될 수 있다.
가열 요소에 인가된 전류를 일정하게 유지 또는 제어하고 가열 요소(64) 양단의 전압 강하를 측정하는 것은 가열 요소의 저항을 결정하도록 다양한 다른 방식으로 수행될 수 있다. 도 5b를 참조하면, 고 임피던스 전류 소스는 정전류를 제공하여 밀봉 밴드 또는 가열 요소의 저항 및 온도를 변화시킨다. 고 임피던스 정전류 값과 함께 밀봉 밴드의 단일 원격 감지 전압 측정값이 저항 및 전력을 계산하는 데 사용된다. 고 임피던스 전류 소스는 밀봉 밴드 변화에 대해 예컨대 20 마이크로초 내에 급속 응답하여 저항 및 전력 계산의 원격 전압 측정의 타이밍 및 정착 조정을 단순화시킬 수 있다. 고 임피던스 정전류 소스의 빠른 응답 시간에 의해, Vrefl과 Vref2 사이에서 전환하는 빠른 원격 전압 감지 측정(예, 100 마이크로초 이하), 밀봉 밴드 온도의 제어는 광범위한 플라스틱 재료를 수용할 수 있다.
도 5b에 예시된 회로의 상세를 여기에 설명한다. 그러나, 도 5b는 가열 요소에 인가된 전류를 일정하게 제어 또는 유지하고 가열 요소(64) 양단의 전압 강하를 측정하기 위한 다수의 가능한 회로 중 오직 하나의 회로를 예시한다. 플라스틱 밀봉부를 형성하기 위한 공지된 이상적인 온도(및 그에 따라 공지된 이상적인 저항 측정값)를 가정하면, 인가된 제어 전류 또는 정전류의 듀티 사이클은 가열 요소(64)의 온도가 플라스틱 밀봉부를 형성하기 위한 공지된 이상적인 온도 또는 그 근처에 있는 것을 보장하기 위해 변화될 수 있다. 전압 기준(Vref1)(또는 스위치(30)의 위치에 따라서는 Vref2)이 연산 증폭기(25)에 제공된다. DC 입력부(10)는 기준 저항기(12)에 전력을 공급하여, 기준 저항기(12) 양단의 전압(Vconst)도 연산 증폭기(25)에 제공되게 한다. 연산 증폭기(25)의 출력부는 PNP 트랜지스터(18)의 베이스에 접속된다. 연산 증폭기(25) 및 PNP 트랜지스터(18)는 전압 기준(Vref1 또는 Vref1)을 기초로 전압(Vconst)을 설정한다. 예를 들어, 연산 증폭기(25)는 전압(Vconst)을 전압 기준(Vref1 또는 Vref2)과 동일하게 설정할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 연산 증폭기(25)는 전압 기준을 기초로 PNP 트랜지스터의 전도도를 증감시키는 것에 의해 전압(Vconst)을 설정한다. 출력 전류(Iout)는 기준 저항기(12)를 기초로 전압(Vconst)에 비례하므로, 출력 전류(Iout)도 일정하다. 따라서, 밀봉 밴드(64)의 저항이 변화되거나 변하는 경우에도, 일정한 전류가 밀봉 밴드(64)를 가로 질러 제공된다. 전압 측정 기구(22)가 단자(84A, 84B)에 접속되어 밀봉 밴드(64) 양단 사이의 전압 강하를 측정한다. 제어된 정전류(Iout) 및 전압 측정 기구(22)에 의해 측정된 전압 강하를 기초로, 밀봉 밴드 저항(36)이 계산될 수 있다(그리고, 단자(84A, 84B) 사이의 밀봉 밴드의 온도가 본 명세서에 기술된 바와 같이, 정전류, 결정된 저항 및/또는 측정된 저항을 기초로 결정될 수 있다). 밀봉 밴드의 결정된 온도는 이상적인 밀봉 온도(밀봉될 재료 및/또는 하나 이상의 다른 환경 인자에 따라 변할 수 있음)와 비교될 수 있다. 계산된 온도가 너무 높으면, 제어된 정전류(Iout)를 감소시키도록 전압 기준이 감소될 수 있다. 예를 들어, 전압 기준은 보다 높은 정전류(Iout)와 보다 낮은 정전류 사이에서 전환되도록 고 전압 기준(Vref1)에서 저 전압 기준(Vref2)으로 전환될 수 있다. 그렇지 않으면, 전압 기준은 온 오프로 전환될 수 있다. 어느 경우이든, 이러한 전환은 밀봉 밴드의 실제 온도를 제어하도록 전류(Iout)(20)의 듀티 사이클(즉, 밀봉 밴드에 제공되는 전력량)을 제어하기 위해 밀봉 밴드의 계산된 온도를 기초로 제어될 수 있다. 고 정전류(Iout)(20)의 듀티 사이클(보다 낮거나 일정하지 않은 전류 스위칭 상태에 비해)은 가열 요소의 온도를 상승시키도록 증가될 수 있고, 듀티 사이클은 가열 요소의 온도를 하강시키도록 감소될 수 있다.
도 5c는 가열 요소에 인가된 전류를 일정하게 제어 또는 유지하고 가열 요소(64)에 걸친 전압 강하를 측정하기 위한 회로의 다른 예시적인 실시예를 예시한다. 도 5c에 예시된 회로는 2개의 기준 전압(Vref1, Vref2)(2개의 정전류(Iout)를 제공함)을 제공하기 위한 예시적인 실시예의 상세가 제공된다는 점을 제외하고, 실질적으로 도 5b의 회로와 동일하다. 전압(Vref1, Vref2)은 다양한 방식으로 제공될 수 있으며, 도 5c는 단지 하나의 가능한 예를 나타낸 것임을 알아야 한다. 도 5c의 예에서, 2개의 상이한 기준 전압(즉, 도 5b의 Vref1 및 Vref2)을 생성하는데 이용되는 단일 Vref(40)가 제공된다. 도 5b에서, 2개의 기준 저항기(46, 48)가 사용되며, 각각은 상이한 저항 값을 갖는다. 접지에 연결된 스위치(49)는 계산된 온도를 기초로 저항기 사이의 구성 요소 및 스위치에 의해 제어될 수 있다. 저항기는 단일 전압 기준(40)과 함께 스위치(49)에 의해 제2 연산 증폭기(42)에 선택적으로 접속된다. PN 트랜지스터(44)의 베이스 접속부는 연산 증폭기(42)의 출력부에 접속된다. 트랜지스터(44)의 컬렉터는 도 3의 2개의 기준 전압과 동일한 방식으로 연산 증폭기(25)에 접속된다. 또한, 트랜지스터(44)의 콜렉터는 기준 저항기(41) 및 기준 저항기(12)를 통해 연산 증폭기(25)의 다른 입력부에 접속된다. 스위치(49)가 기준 저항기(46)와 기준 저항기(48)를 접지에 연결하는 것 사이에서 변할 때, 연산 증폭기(25)의 + 입력부에 제공된 전압은 저항기(46, 48)의 저항값에 의해 설정된 2개의 값(즉, Vref1, Vref2) 사이에서 변화된다. 도 5b에서, 스위치(49)는 밀봉 밴드(64)의 온도를 조절하도록 제어된다.
일 실시예에서, 직류(DC)를 사용하여 가열 요소(64)에 전력을 공급하는 것이 고려된다. 교류(AC)와 반대로, 직류(DC)로 가열 요소(64)에 전력을 공급함으로써, 온도 제어부(165)가 가열 요소(64)(예를 들어, 가열 요소(64)의 고 저항부(84))에서의 저항(즉, 전류 및 전압의 함수로서)을 계산할 수 있다. 가열 요소(64)(예, 가열 요소(64)의 고 저항부(84))의 온도는 계산된 저항을 기초로 결정된다(예를 들어, 계산되거나 상호 연관된다). 계산된 저항을 기초로 가열 요소(64)의 온도를 결정하는 것은 교류(AC)를 사용하여 가열 요소(64)에 전력을 공급하는 것보다 비교적 빠른 온도 응답을 제공한다. 일 실시예에서, DC 전력은 가열 요소(64)의 고 저항부(84)의 원하는 설정 온도를 달성하도록 듀티 사이클에 따라 온 오프 사이클링 된다. 예를 들어, 도 5와 관련하여, DC 전력의 전압은 가열 요소(64)의 원하는 온도를 달성하도록 듀티 사이클에 따라 제로(0) 볼트와 5.5 볼트 사이에서 스위칭된다. 예를 들어, 온도를 상승시키기 위해 듀티 사이클이 증가되고(즉, 더 많은 온 시간), 온도를 하강시키기 위해 듀티 사이클이 감소된다(즉, 더 많은 오프 시간).
도 5a를 참조하면, 아래에 더 상세히 논의되는 다른 실시예에서, DC 전력의 전압은 가열 요소(64)의 원하는 온도를 달성하도록 예를 들어, 제로(0) 볼트와 5.5 볼트 사이의 연속적인(예를 들어, 일정한) 전압 출력으로 제어된다. 예를 들어, DC 전압은 온도를 상승시키도록 증가되고, DC 전압은 온도를 하강시키도록 감소된다.
일단 온도 제어부(165)가 가열 요소(64)(예를 들어, 가열 요소(64)의 고 저항부(84))의 온도를 결정하면, 가열 요소(64)는 가열 요소(64)에 공급되는 전력을 제어하여 가열 요소(64)의 고 저항부(84)의 온도를 소정의 온도 범위 내로 달성 또는 유지할 수 있다. 예를 들어, 가열 요소(64)의 고 저항부(84)의 온도가 상기 소정의 온도 범위를 초과하는 경우, 온도 제어부(165)는 가열 요소(64)에 공급되는 직류(DC)의 전류량을 감소시킬 수 있다. 반대로, 가열 요소(64)의 고 저항부(84)의 온도가 상기 소정의 온도 범위 미만이면, 온도 제어부(165)는 가열 요소(64)에 공급되는 직류(DC)의 전류량을 증가시킬 수 있다.
도 1b는 유연 재료(112)를 포함하는 클램핑부(110)의 예시적인 실시예를 나타낸다. 클램핑부(110)는 예비 성형된 웹(10)의 상부 및 바닥층(14, 16)을 함께 집도록 위치된다. 클램핑부(110)는 팽창된 웹 내의 가압 공기(P)(도 2)가 용융된 종방향 밀봉부(42)에 힘을 가하는 것을 억제한다. 이는 가압 공기(P)가 용융된 종방향 밀봉부(42)를 불어 개방시키는 것을 방지하고 및/또는 종방향 밀봉부를 약화시키는 바람직하지 않은 응력을 발생시키는 것을 방지한다.
클램핑부(110)는 매우 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 클램핑부(110)는 층 재료가 용융되거나, 연질이거나, 또는 완전히 응고되지 않고 냉각되는 영역에서 층(14, 16)을 압착할 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 도 1b의 예시된 실시예에서, 클램핑부(110)는 한 쌍의 구동 롤러(68), 한 쌍의 구동 벨트(70), 유연 재료(112) 및 선택적인 조립 위치 설정 기구(66)를 포함한다. 각각의 벨트(70)는 그 각각의 구동 롤러(68) 둘레에 배치된다. 각각의 벨트(70)는 그 각각의 구동 롤러(68)에 의해 구동된다. 구동 롤러(68)는 열 밀봉 벨트(70)(도 1b 참조)의 구동 롤러(68)(도 1b 참조)에 결합되거나 구동 롤러(68)는 구동 롤러(68)(도 1b 참조)와 독립적으로 구동된다. 벨트(70)는 웹이 열 밀봉 요소(64) 및 유연 재료(112)를 통과할 때 벨트(70)가 웹(10)를 당겨서 집도록 서로 맞물린다. 다른 예시적인 클램핑부가 여기에 참조로 온전하게 포함된 미국 특허 제7,571,584호에 개시되어 있다.
예시된 실시예에서, 유연 재료(112)는 웹(10)과 반대인 벨트(70)의 측면 상에 있다. 웹이 열 밀봉 요소(64) 및 유연 재료(112)를 통과함에 따라 유연 재료는 웹이 열 밀봉 요소(64)를 통과하는 동안 웹 상에 실질적으로 일정한 압력을 유지하도록 작용한다. 예를 들어, 유연 재료(112)는 스폰지 및/또는 고무질 특성을 갖는 재료이다. 따라서, 웹이 유연 재료(112)를 통과할 때, 스폰지 및/또는 고무질 유연 재료(112)는 결함이 유연 재료(112)를 통과할 때 약간 변형될 수 있으므로 웹 내의 결함(예를 들어, 주름)이 감소된다. 즉, 유연 재료(112)의 "용인(forgiving)" 특성은 웹이 열 밀봉 요소(64)를 통과할 때 웹 상에 실질적으로 일정한 압력을 가하게 한다. 웹 상에 가해지는 실질적으로 일정한 압력은 더 양호한 밀봉을 제공한다.
유연 재료(112)는 적어도 열 밀봉 요소(64)의 고 저항부(84)의 길이인 것이 고려된다. 그러나, 유연 재료(112)는 예를 들어 도 1b에 예시된 바의 적어도 2배 또는 심지어 3배 이상으로 예시된 바와 같이 길 수 있다.
도 2를 참조하면, 웹 분리 기구(158)는 매우 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 웹(10)이 밀봉부측 엣지(18)에 또는 이것을 따라 천공 라인을 포함하는 경우, 웹 분리 기구(158)는 평탄한 표면일 수 있고, 팽창 엣지(20)가 천공되지 않은 경우, 분리 기구(158)는 날카로운 나이프 엣지일 수 있고, 층(14, 16)이 밀봉부측 엣지에서 함께 연결되지 않은 경우, 웹 분리 기구는 생략될 수 있다. 예시된 실시예에서, 웹 분리 기구(158)는 열 밀봉 요소(64) 앞에 웹의 이동 경로를 따라 위치된다. 웹 분리 기구(158)는 웹 분리 기구가 파우치(26)의 밀봉과 동시에 웹의 포켓(23)을 개방하도록 열 밀봉 요소(64) 앞에 위치된다. 그러나, 웹 분리 기구(158)는 웹의 이동 경로를 따라 임의의 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 웹 분리 기구(158)는 밀봉부(162) 앞에, 밀봉부 뒤에, 팽창 개구(102) 앞에, 또는 팽창 개구(102) 뒤에 위치될 수 있다. 예시된 분리 기구(158)는 핀(56)으로부터 연장된다. 그러나, 분리 기구(158)는 임의의 방식으로 장치(50)에 장착될 수 있다. 분리 기구(158)는 웹이 장치(50)를 통해 이동함에 따라 팽창측 엣지(20) 또는 그 근처에서 웹(10)을 개방한다.
도 6은 팽창 장치(50)용 제어 알고리즘(300)의 예시적인 실시예를 나타낸다. 예시된 실시예에서, 제어 알고리즘(300)은 오프 상태(302), 아이들 시퀀스(304), 시작 시퀀스(306), 실행 시퀀스(308) 및 정지 시퀀스(310)를 포함한다. 오프 상태에서, 팽창부(160) 및 밀봉부(162)는 모두 작동 정지된다.
도 7a는 아이들 시퀀스(304)를 예시하고, 도 7b~7c는 장치가 아이들 시퀀스를 실행할 때의 장치(50)의 구성 요소의 상태를 예시한다. 도 7b 및 도 7c는 도 1a 및 도 1b에 예시된 밀봉부(110)가 아이들 상태인 예시적인 실시예를 예시한다. 장치(50)가 작동시(400), 장치는 아이들 시퀀스(304)를 시작한다. 아이들 시퀀스(304)에서, 밀봉 요소(64)는 온도 제어부(165)에 의해 아이들 온도로 설정된다(402). 팽창부(160)는 팽창 제어부(106)에 의해 아이들 출력 또는 속도로 설정된다(404). 도 7c를 참조하면, 예시적인 실시예에서, 벨트 속도 제어부(67)는 벨트(70, 70)를 정지시키고, 위치 설정 기구(66)는 벨트(70)를 웹과 분리 또는 연결되도록 위치시킨다. 이로써, 장치(50)가 아이들 시퀀스(304)를 실행할 때, 팽창부(160)는 파우치(26)를 예비 팽창시키고 가열 요소(64)는 예열되지만 웹으로부터 이격된다. 이러한 예비 팽창 및 예열은 장치(50)가 팽창된 쿠션 부재의 제조로 전환하는 데 소요되는 시간을 감소시킨다. 하나의 예시적인 실시예에서, 웹은 미리 팽창되지만, 가열 요소(84)는 예열되지 않는다. 예를 들어, 가열 요소(84)가 짧고 빠른 응답 시간을 갖는 경우, 가열 요소는 매우 빠르게 가열되고 도 7a의 아이들 시퀀스에서 예열될 필요가 없다.
도 8a는 시작 시퀀스(306)를 예시하고, 도 8b~8b는 장치(50)가 시작 시퀀스를 실행함에 따라 구성 요소의 상태를 예시한다. 장치(50)가 아이들 시퀀스(304)로부터 시작 시퀀스(306)로 전환시(420)(도 7a), 장치(50)는 팽창되고 밀봉되는 재료의 유형을 선택적으로 식별한다(500). 예를 들어, 장치는 해당 재료가 베개 형 재료(예를 들어, 도 1 참조) 또는 랩(wrap) 형 재료(예를 들어, 미국 특허 D633792 및 D630945 참조)임을 결정할 수 있다. 장치는 이 단계에서 웹(10)이 제조되는 재료의 크기 및 유형을 역시 선택적으로 결정할 수 있다.
시작 시퀀스(304)에서, 밀봉 요소(64)는 502 및 504 단계에서 온도 제어부(165)에 의해 아이들 온도로부터 밀봉 온도(밀봉 온도가 아이들 온도보다 높거나 밀봉 요소가 예열되지 않을 때)로 상승된다. 506 단계에서, 팽창부(160)는 아이들 출력 또는 속도로부터 팽창 출력 또는 속도까지 선택적으로 상승된다(508). 아이들 출력 또는 속도로부터 팽창 출력 또는 속도까지의 상승은 다양한 다른 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 팽창부는 웹(10)에서의 팽창 압력 설정 포인트에 도달될 때까지, 팽창 기구가 속도 설정 포인트에 도달할 때까지, 및/또는 팽창 기구가 속도 설정 포인트에 도달한 후 소정 시간이 경과할 때까지 상승될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 장치는 미리 폐쇄되지 않은 경우 512 및 514 단계에서 밀봉 요소(64)를 폐쇄한다(도 8e 참조). 장치의 시동시 재료가 거의 또는 전혀 낭비되지 않는다. 즉, 장치(50) 내로 공급되는 제1 파우치(26)는 팽창되지 않거나 덜 팽창되기 보다는 팽창되어 밀봉된다.
예시적인 실시예에서, 장치는 밀봉 요소가 웹(10) 상에서 폐쇄된 후에 팽창부(160)가 이미 팽창 속도 또는 출력으로 상승되었는 지 여부를 선택적으로 결정한다(520). 일단 밀봉 요소(64)가 웹(10) 상에서 폐쇄되면, 벨트 속도 제어부(67)는 벨트(70, 70)를 가동시키고(524)(도 8e의 화살표 참조), 장치는 밀봉되고 팽창된 쿠션을 생성하기 시작하고 실행 시퀀스로 이동된다(525).
예시적인 일 실시예에서, 밀봉부(162), 팽창부(160) 및/또는 구동 롤러(68)의 제어는 상호 관련되어있다. 예를 들어, 밀봉부(162), 팽창부(160) 및/또는 구동 롤러(68)는 온도 제어부(165), 벨트 속도 제어부(67) 및/또는 송풍기 제어부(106) 중 하나 이상으로부터의 입력을 기초로 제어된다. 밀봉부(162), 팽창부(160) 및/또는 구동 롤러(68)를 상호 연관시키는 것에 의해, 파우치 내의 공기/압력 및/또는 팽창 밀봉부(41)의 품질이 정밀하게 제어될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 벨트 속도는 인코더(80), 송풍기 제어부(106) 및/또는 온도 제어부(165)로부터의 피드백을 기초로 제어될 수 있다. 밀봉 요소(64)의 온도가 소정의 설정 온도보다 낮으면, 벨트 속도는 감소되어 웹에 충분한 열이 가해져 고품질의 밀봉부를 형성하는 것을 보장할 수 있다. 유사하게, 밀봉 요소(64)의 온도가 소정의 설정 온도보다 높으면, 벨트 속도는 증가되어 과도한 열이 웹에 가해지지 않아 고품질의 밀봉부가 형성되는 것을 보장할 수 있다. 팽창부(160)의 출력 또는 속도가 소정의 설정 포인트보다 낮으면, 벨트 속도는 파우치(26)가 최적으로 채워지도록 감소될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 인코더(80), 송풍기 출력 또는 속도 및/또는 가열 요소 온도(64)는 송풍기 출력 또는 속도 및 가열 요소 온도를 소정의 설정 포인트로 되도록 연속적으로 제어된다. 벨트의 속도는 특히 팽창부 및/또는 밀봉 요소가 정상 작동 상태로 상승될 때 밀봉 품질 및 파우치 충전을 최적화하도록 송풍기 제어부(106) 및/또는 온도 제어부(165)로부터의 피드백을 기초로 연속적으로 갱신될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 밀봉 요소(64)의 온도는 인코더(80), 팽창 제어부(106) 및/또는 벨트 속도 제어부(67)로부터의 피드백을 기초로 제어될 수 있다. 벨트 속도가 소정의 설정 포인트보다 낮으면, 밀봉 요소(64)의 온도는 웹에 과도한 열이 가해지지 않도록 하여 고품질의 밀봉이 형성되도록 감소될 수 있다. 유사하게, 벨트 속도가 소정의 설정 포인트보다 높으면, 밀봉 요소(64)의 온도는 웹에 충분한 열이 가해지고 고품질의 밀봉이 형성되도록 증가될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 인코더(80), 송풍기 출력 또는 속도 및/또는 벨트 속도 제어부(67)는 송풍기 출력 또는 속도 및 벨트 속도를 소정의 설정 포인트로 되도록 연속적으로 제어된다. 밀봉 요소(64)의 온도는, 특히 팽창부 및/또는 벨트 속도가 정상 작동 상태로 상승될 때 밀봉 품질 및 파우치 충전을 최적화하도록 송풍기 제어부(106)로부터의 피드백 및/또는 벨트 속도를 기초로 연속적으로 갱신될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 팽창부(160)는 인코더(80), 벨트 속도 제어부(67) 및/또는 온도 제어부(165)로부터의 피드백을 기초로 제어될 수 있다. 밀봉 요소(64)의 온도가 소정의 설정 포인트보다 낮으면, 송풍기 출력 또는 속도는 공기 충전 쿠션의 적절한 팽창 및 밀봉을 보장하도록 변화될 수 있다. 벨트 속도가 소정의 설정 포인트보다 낮으면, 송풍기 출력 또는 속도는 공기 충전 쿠션의 적절한 팽창 및 밀봉을 보장하도록 변화될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 벨트 속도 및/또는 가열 요소 온도는 벨트 속도 및/또는 가열 요소 온도를 소정의 설정 포인트로 되도록 연속적으로 제어된다. 송풍기 속도 또는 출력은, 특히 벨트 속도 및/또는 밀봉 온도가 정상 작동 상태로 상승될 때 밀봉 품질 및 파우치 충전을 최적화하도록 인코더(80), 구동 롤러 제어부(67) 및/또는 온도 제어부(165)로부터의 피드백을 기초로 연속적으로 갱신될 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 밀봉부(162)의 온도는 팽창 제어 및 벨트 제어로부터의 피드백과 독립적이다. 이 실시예에서, 벨트 속도는 밀봉부(162)로부터의 피드백만을 기초로 제어될 수 있다. 유사하게, 이 실시예에서, 팽창부(162)는 밀봉부(162)로부터의 피드백만을 기초로 제어될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 장치(50)는 밀봉부(162)를 온도 설정 포인트로 제공하고 온도를 해당 설정 포인트에 유지하는 제어 루프로 프로그램화 된다. 이 제어 루프의 실행 중에, 밀봉부의 현재 온도가 모니터링되어 벨트 속도 및 팽창부(162)를 제어하는 데 사용된다.
도 9는 밀봉부(162), 팽창부(160) 및/또는 구동 롤러(68)의 제어가 상호 관련되는 실행 시퀀스(308)의 예시적인 실시예를 예시한다. 밀봉부(162), 팽창부(160) 및/또는 구동 롤러(68)의 제어는 다양한 다른 방식으로 상호 연관될 수 있고 도 9는 많은 가능성 중 하나를 예시함을 알아야 한다. 도 9에서, 가열 장치의 온도에 대한 벨트 속도 및 팽창 기구 속도 또는 출력의 관계가 설정된다(600). 벨트 속도 및 팽창 기구 속도 또는 출력은 밀봉 요소(64)의 현재 온도를 기초로 설정된다(602). 다른 실시예에서, 밀봉 요소의 응답 시간이 빠르면, 밀봉 요소의 온도는 벨트 속도 및/또는 팽창 기구 속도를 기초로 설정될 수 있다. 예시된 예에서, 벨트 속도 및 팽창 기구 속도 또는 출력은 밀봉 요소(64)의 현재 온도를 기초로 설정된다(602). 선택적 단계(604)에서, 밀봉 요소(64)의 설정 포인트 및/또는 팽창부(160)의 설정 포인트가 변경되면(예를 들어, 사용자 입력으로 인해), 갱신된 설정 포인트가 검색되고(606), 가열 장치의 온도에 대한 벨트 속도 및 팽창 기구 속도 또는 출력의 관계가 재설정된다(600). 밀봉 요소(64)의 설정 포인트 및/또는 팽창부(160)의 설정 포인트가 변경되지 않았다면, 시퀀스는 밀봉 요소(64)가 온도 설정 포인트에 도달 여부를 보도록 점검한다(608). 밀봉 요소(64)가 온도 설정 포인트에 도달하지 않으면, 밀봉 요소(64)의 현재 온도를 기초로 벨트 속도 및 팽창 기구 속도 또는 출력이 갱신된다(602). 이 처리는 밀봉 요소(64)가 온도 설정 포인트에 도달시까지 반복된다.
일단 밀봉 요소(64)가 온도 설정 단계에 있고(610) 벨트 속도 및 팽창 기구 출력이 대응하는 설정 포인트에 있으면(612), 인코더(80)는 벨트 속도와 팽창 기구 속도 사이의 관계가 유지되는 것을 보장한다. 대안적으로, 다른 실시예에서, 가열 기구의 온도에 대한 벨트 속도와 팽창 기구 속도 또는 출력 사이의 관계는 장치가 정지될 때까지 또는 미리 결정된 기간 동안 또는 벨트 속도 및/또는 팽창 기구 출력의 갱신을 촉발하는 이벤트가 검출될 때까지 선택적으로 무시될 수 있다. 이 시점에서, 장치(50)는 최대 또는 최적의 속도(615)로 작동하고, 팽창 설정이 변경되거나(616), 열 설정이 변경되거나(618), 장치가 정지될(620) 때까지 게속된다. 팽창 기구 설정이 변경시, 팽창 기구 속도 또는 출력은 새로운 설정을 기초로 증가되거나 감소된다(622). 온도 설정이 변경되면, 새로운 설정을 기초로 가열 기구 온도 설정치가 증가 또는 감소된다(624). 장치가 정지되면, 시퀀스는 정지 시퀀스(310)로 진행한다(626).
도 10a는 예시적인 정지 시퀀스를 예시하고, 도 10b~10c는 정지 시퀀스 중의 장치(50)의 구성 요소의 조건의 예를 나타낸다. 정지 시퀀스(310)에서, 벨트 속도 제어부(67)는 벨트(70, 70)(도 7c)를 정지시킨다(700). 선택적인 단계(702)에서, 재료가 베개 형 재료인 경우, 팽창부(160)는 제동된다(703). 704 단계에서, 시퀀스는 선택적으로 벨트(70)가 정지되었다는 것을 확인한다. 일단 벨트(70)가 정지되면, 장치는 선택적으로 밀봉 요소(64)를 개방한다(706). 선택적인 단계(708)에서, 재료가 랩 유형의 재료인 경우, 시퀀스는 사전 설정된 기간이 경과하도록 허용한 다음 팽창부(160)가 제동된다. 714 단계에서, 시퀀스는 벨트(70) 및 팽창부(160) 모두가 정지되고 시퀀스가 선택적으로 아이들 시퀀스(304) 또는 정지 상태(302)로 복귀하는 것을 확인한다(716).
도 11을 참조하면, 일 실시예에서, 교류(AC) 전력이 교류-직류(DC) 변환기(AC/DC 변환기)(3000)에 공급된다. AC/DC 변환기(3000)는 벨트(70)(도 1b 참조), 송풍기(60) 및 DC/DC 변환기(3004)를 구동시키는 모터(88)(도 13 참조) 등으로 전력을 제공한다. 모터, 송풍기 및/또는 DC/DC 변환기(3004)에 공급되는 DC 전력은 12V, 24V 또는 48V와 같은 임의의 적절한 DC 전압일 수 있다. 일 실시예에서, DC/DC 변환기(3004)는 AC/DC 변환기(3000)로부터 DC 전력을 접수하고 제로(0) 볼트와 가열 요소(64)에 대한 적절한 최대 DC 전압, 예컨대, 5.5 볼트 DC 사이에서 조정 가능한 DC 전력 출력을 제공하도록 프로그램화 가능하다. 제로(0) 볼트와 최대 DC 전압 사이의 DC 전력 출력은 가열 요소(64)의 온도를 제어하도록 신속하게 조정 가능한 연속적 아날로그 DC 출력인 것이 고려된다. 다른 실시예에서, DC/DC 변환기(3004)는 가열 요소(64)의 온도를 제어하도록 조정 가능한 전류 출력을 갖는 DC 전력 출력을 제공하도록 프로그램화 가능하다.
DC/DC 변환기(3004)의 DC 전력 출력은 히터 온도 제어부(165)(도 1b 참조)를 제어하는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, DC/DC 변환기(3004)의 DC 전력 출력은 가열 요소(64)의 온도를 제어하기 위한 히터 온도 제어부(165)를 갖는 제어 루프에 포함된다. 예시적인 일 실시예에서, DC/DC 변환기의 출력 전압은 가열 요소(64)의 온도를 상승시키도록 증가되거나 가열 요소(64)의 온도를 하강시키도록 감소된다. 다른 예시적인 실시예에서, DC/DC 변환기의 출력 전류는 가열 요소(64)의 온도를 상승시키도록 증가되거나 가열 요소(64)의 온도를 하강시키도록 감소된다.
일 실시예에서, 히터 온도 제어부(165)(도 1b 참조)는 히터 온도 제어부(165) 상에 포함될 수 있는 노브 또는 스위치 등의 사용자 입력부(3006)(도 1b 참조) 등으로부터 원하는 설정점 온도를 수신한다. 대안적으로, 히터 온도 제어부(165)는 외부 연산 장치로부터 원하는 설정점 온도를 수신한다. 히터 온도 제어부(165)는 가열 요소(64)(도 1b 참조)의 현재 온도 및 상기 설정점 온도를 기초로 신호를 DC/DC 변환기(3004)에 전자적으로 전달한다. 일 실시예에서, 가열 요소(64)(도 1b 참조)의 고 저항부(84)(도 1b 참조)의 현재 온도는 전술한 바와 같이 고 저항부의 계산된 저항을 기초로 결정된다. 예를 들어, 전압 측정은 고 저항부(84)(도 1b 참조)의 단부(84a, 84b)에서 또는 DC/DC 변환기(3004)에 의해 인가된 전압을 이용하는 것으로 얻어질 수 있다. 이후, 고 저항부(84)(도 1b 참조)를 통한 전류가 예컨대, 전술한 바와 같은 홀 효과 센서 또는 저 저항, 고 정밀 피드백 저항기에 의해 측정된다. 저항은 저항(R) = 전압(V)/전류(I)의 방정식에 따라 전압과 전류에 따라 결정된다.
예를 들면, 설정점 온도가 300 ℉이고 가열 요소(64)(도 1b 참조)의 현재 온도가 280 ℉인 것으로 결정되면, 히터 온도 제어부(165)(도 1b 참조)는 가열 요소(64)(도 1b 참조)의 고 저항부(84)(도 1b 참조)의 저항을 증가시키는 DC/DC 변환기(3004)의 DC 전압 출력을 증가시키도록 신호를 DC/DC 변환기(3004)로 전자적으로 전달한다. 가열 요소(64)(도 1b 참조)의 고 저항부(84)(도 1B 참조)의 온도는 고 저항부(84)(도 1b 참조)의 저항에 관련되므로, 고 저항부(84)(도 1b 참조)의 저항을 변화시키는 것은 고 저항부(84)(도 1b 참조)의 온도를 대응하여 변화시킨다. 가열 요소의 온도는 매우 빈번하게 측정 및 계산되는 것이 고려된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 가열 요소의 온도는 약 281 Hz와 같이 100 Hz가 넘는 빈도로 측정 및 계산된다. 이와 같이, 가열된 밀봉 요소(64)는 시스템이 50 Hz로 작동되는 AC 전력을 사용하고 샘플링이 전파(full waves)에 대해 수행되는 경우 약 20 ms 대신에, 10 ms 이하, 5 ms 이하, 2 ms 이하, 또는 1 ms 이하마다 모니터링된다. 이것은 예컨대, 1℉°~ 5℉와 같이 가열 요소의 온도를 매우 정확하게 제어할 수 있게 한다.
DC/DC 변환기(3004)에 전달되는 신호는 가열 요소(도 1b 참조)의 설정점 온도를 달성하기를 원하도록 변경된(예, 저항 변화) 온도의 레벨을 기초로 하는 것이 고려된다. 예를 들어, 설정점 온도를 달성하도록 가열 요소(64)의 온도를 오직 10 ℉만큼 상승시키는 것을 원하는 경우, DC/DC 변환기(3004)에 전달된 신호는 DC/DC 변환기(3004)의 DC 전압 출력이 가열 요소(64)(도 1b 참조)의 온도를 50 ℉만큼 상승하고자 하는 경우에 비해 상대적으로 적은 양으로 변화되게 할 것이다. 즉, DC/DC 변환기(3004)에 전달된 신호는 DC/DC 변환기(3004)가 가열 요소(64)(도 1b 참조)의 온도를 설정점 온도로 제공하는 데 필요한 저항 변화(예, 온도 변화)의 레벨에 비례하여 DC 전압 출력을 변화시키도록 할 것이다. 이 점에서, 설정점 온도를 달성하도록 가열 요소(64)(도 1b 참조)의 온도를 상승시키고자 하는 경우, DC/DC 변환기(3004)로 전달된 신호는 DC/DC 변환기(3004)가 DC 전압 출력을 증가시키도록 하는 반면, 설정점 온도를 달성하도록 가열 요소(64)(도 1b 참조)의 온도를 하강시키고자 하는 경우, DC/DC 변환기(3004)로 전달된 신호는 DC/DC 변환기(3004)가 DC 전압 출력을 감소시키도록 할 것이다.
상술한 실시예에서, 저항은 가열 요소(64)(도 1b 참조)의 고 저항부(84)(도 1b 참조)의 원하는 온도 변화를 달성하도록 변화된다. 대안적으로, 가열 요소(64)(도 1b 참조)의 고 저항부(84)(도 1b 참조)의 온도를 직접 측정하도록 열전쌍이 제공된다.
도 12를 참조하면, 다른 실시예에서, 2개의 교류-직류(DC) 변환기(AC/DC 변환기)(3010, 3012)에 교류(AC) 전력이 공급된다. 제1 AC/DC 변환기(3010)는 예컨대, 벨트(70)(도 1b 참조)와 송풍기(60)를 구동시키는 모터(88)(도 13 참조)에 DC 전력(예, 고정된 DC 전압)을 제공한다. 모터(88)와 송풍기(60)를 위한 임의의 적절한 DC 전압이 선택될 수 있다. 예를 들면, 이 DC 전압은 12V, 24V 또는 48V일 수 있다. 제2 AC/DC 변환기(3012)는 가열 요소(64)용 전압으로서 제로(0) 볼트와 5.5 DC 볼트 등의 적절한 최대 DC 전압 사이에서 조절 가능한 DC 전력 출력을 제공하도록 프로그램화 가능하다. 그러나, 출력은 조절 가능하기 때문에 임의의 최대 DC 전압을 선택할 수 있다(가열 요소의 최대 온도를 달성할 만큼 충분히 높으면). 제로(0) 볼트와 최대 DC 전압 사이의 DC 전력 출력은 연속적인 아날로그 DC 출력이고 가열 요소의 온도를 제어하도록 신속하게 조절 가능하다는 것이 고려된다. AC/DC 변환기의 출력 DC 전압은 가열 요소(64)의 온도를 상승시키도록 증가되거나 가열 요소(64)의 온도를 하강시키도록 감소된다.
장치(50)는 매우 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 도 13, 도 13a, 도 15a, 도 18, 도 19, 도 31, 도 32 및 도 14, 도 14a, 도 16, 도 17, 도 20, 도 21은 장치(50)의 2가지 비 한정적인 예시적인 실시예를 상세하게 예시한다. 도 13, 도 13a, 도 15a, 도 18, 도 19, 도 31 및 도 32에 의해 나타낸 예에서, 장치(50)는 팽창부(102)와 밀봉부(110)를 포함한다. 도 13은 밀봉부(110) 위에 배치된 커버(802)를 갖는 장치(50)를 예시한다. 도 13a는 커버가 제거된 장치(50)를 예시한다.
도 13, 도 13a, 도 15a, 도 18, 도 19, 도 31 및 도 32를 참조하면, 웹(10)은 공급부로부터 한 쌍의 긴 수평 연장된 가이드 롤(854)로 또한 그 둘레로 안내된다. 이후 웹(10)은 종방향으로 연장된 가이드 핀(856)으로 안내된다. 가이드 핀(856)은 웹(10)의 팽창 엣지(20)와 수평 밀봉부(22) 사이에 배치된다. 가이드 핀(856)은 장치를 통해 당겨질 때 웹을 정렬시킨다.
팽창부(110)는 매우 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 도 18을 참조하면, 예시된 실시예에서, 팽창부(110)는 중공의 종방향로 연장된 가이드 핀(856)을 포함한다. 송풍기 및 송풍기 제어부는 장치(50)의 하우징(1204)(도 13)에 배치된다.
도 13a를 참조하면, 웹(10)은 밀봉 및 클램핑부(110) 내로 통과되기 전에 가이드 롤(854)로부터 핀(856) 및 분리 기구(158)로 통과된다. 도 14a를 참조하면, 장치(50)는 웹(10)의 이동을 측정하는 인코더(80) 및 모터의 작동 속도를 측정하는 인코더(81)를 포함한다. 도 15a를 참조하면, 인코더(80)는 분리 기구(158)와 밀봉 및 클램핑부(110) 앞에 예시되어 있다. 도 18 및 도 19를 참조하면, 인코더(81)는 모터(88)와 별개로 예시되어 있지만, 모터 조립체의 일부일 수 있다.
도 31을 참조하면, 가이드 핀(56), 분리 기구(158) 및 밀봉 및 클램핑부(110)를 보여주는 장치(50)가 예시된다. 도 32는 도 31의 B-B에 따른 장치(50)의 단면도를 예시한다. 도 32를 참조하면, 가열된 밀봉 요소(64) 및 유연 재료(112)가 장치(50)의 밀봉 및 클램핑부 내에 예시된다.
도 14, 도 14a, 도 16, 도 17, 도 17a, 도 17b 및 도 20~30은 팽창 장치(50)의 제2의 비 한정적인 예시적인 실시예를 상세하게 예시한다. 도 14, 도 15, 도 16, 도 17, 도 17a, 도 17b 및 도 20~30에 나타낸 예에서, 장치(50)는 팽창부(960)(도 17 참조), 밀봉부(962)(도 20 참조), 클램핑부(910) 및 웹 인장 기구(875)(도 17 참조)를 포함한다.
도 14를 참조하면, 웹(10)은 공급부로부터 한 쌍의 긴 수평 연장된 가이드 롤러(854)로 또한 그 둘레로 안내된다. 이후 웹(10)은 종방향으로 연장된 가이드 핀(856)으로 안내된다. 가이드 핀(856)은 웹(10)의 팽창 엣지(20)와 수평 밀봉부(22) 사이에 배치된다. 가이드 핀(856)은 장치를 통해 당겨질 때 웹을 정렬시킨다. 웹(10)은 웹 인장 기구(875)를 통해 가이드 핀(856)을 따라 안내된다.
인장 기구(875)는 웹이 장치(50)를 통해 당겨질 때(도 17 참조) 웹(10)(도 17b 참조)을 팽팽하게 유지시킨다. 밀봉부(962)에 웹을 팽팽하게 유지시키는 것은 주름이 밀봉부(23)에 형성되는 것을 방지한다. 인장 기구는 다양한 상이한 형태를 취할 수 있다. 웹(10)에 장력을 인가하는 임의의 구성이 사용될 수 있다. 도 17a 및 도 17b를 참조하면, 예시된 실시예에서, 인장 기구(875)는 롤러(877), 스프링 장착형 피봇 아암(879) 및 선반 부재(881)를 포함한다. 선반 부재(881)는 웹(10)의 이동 경로에 대해 고정된다. 예시된 선반 부재(881)는 실질적 수평부(883) 및 실질적 수평부(883)로부터 둔각으로 상향 연장되는 상향 연장부(885)를 포함한다.
실질적 수평부(883) 및 상향 연장부(885)는 다양한 상이한 형태를 취할 수 있다. 도 17a에서, 가이드 핀(856)의 중심선(1252)(상단과 하단 사이의 중심점)이 도시되어 있다. 예시적인 실시예에서, 실질적 수평부(883)의 상부 표면(1260)은 중심선(1252)보다 낮다. 도 17a에 의해 나타낸 예에서, 실질적 수평부(883)의 상부 표면(1260)은 가이드 핀(856)의 바닥(1262)보다 낮다. 도 17a에서, 상향 연장부(885)의 상부면 또는 최상부면에 접하는 수평선(1250)이 도시되어 있다. 예시적인 실시예에서, 상부면 또는 최상부면(1250)은 포켓(23)을 가이드 핀(856)에 대해 팽팽하게 되지만 포켓(23)의 천공이 파손될 정도로 팽팽하지 않게 위치된다. 가이드 핀(856)에 대해 팽팽하게 웹(10)의 포켓(23)을 당김으로써, 웹이 밀봉부(162)를 통과할 때 웹의 주름이 제거된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 최상부면(1250)은 가이드 핀(856)의 중심선(1252)에 또는 그 위에 위치된다. 예를 들어, 최상부면(1250)은 중심선 위의 거리(D)에 위치될 수 있다. 거리(D)는 0.250 인치 이하, 0.218 인치 이하, 0.187 인치 이하, 0.156 인치 이하, 0.125 인치 이하, 0.093 인치 이하, 0.062 인치 이하 또는 0.031 인치 이하일 수 있다.
도 17b를 참조하면, 피봇 아암(879)은 장치(50)의 피봇(887)에 피봇식으로 장착된다. 스프링(889)은 피봇 아암의 제1 단부 및 장치(50)에 부착된다. 롤러(877)는 피봇 아암(879)의 제2 단부에 회전 가능하게 부착된다. 스프링(889)은 실질적 수평부(883)와 상향 연장부(885)의 교차점에서 선반 부재(881)에 대해 롤러(877)를 가압한다. 롤러(877), 피봇 아암(879) 및/또는 스프링(889)은 웹을 마찰식으로 결합하는 임의의 구성으로 대체될 수 있음을 알아야 한다. 마찰력은 웹이 밀봉부(162)를 통과할 때 웹(10)을 팽팡하게 유지하도록 선택되지만, 마찰력은 웹(10)을 파열되게 할만큼 크지 않다. 하나의 예시적인 실시예에서, 롤러(877)와 선반(881) 사이에 가해지는 힘은 5 lbs 내지 10 lbs, 예컨대 약 7 lbs 또는 7 lbs이다. 롤러(877)와 선반 부재(881) 사이의 접촉 영역의 폭은 웹(10)에 인가되는 마찰력에도 영향을 미친다. 하나의 예시적인 실시예에서, 롤러(877)와 선반 부재(881) 사이의 접촉 영역의 폭은 0.062~0.375 인치, 0.093~0.250 인치, 0.125~0.187 인치, 약 0.140 인치 또는 0.140 인치이다.
도 17b를 참조하면, 웹(10)은 롤러와 선반 부재가 웹(10)의 층(14, 16)을 마찰식으로 결합하도록 롤러(877)와 선반 부재(881) 사이에 배치된다. 웹(10)은 롤러(877) 아래로, 선반 부재의 상향 연장부(885) 위로 너머로 그리고 밀봉부(962) 내로 통과된다. 웹(10), 롤러(877), 및 선반 부재(881) 사이의 마찰은 웹이 웹 밀봉부(962)를 통해 당겨질 때 웹을 팽팽하게 유지한다.
팽창부(960)는 매우 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 도 17을 참조하면, 예시된 실시예에서, 팽창부(960)는 중공의 종방향으로 연장된 가이드 핀(856) 및 송풍기 또는 압축 공기 또는 다른 압축 유체의 다른 공급원에 대한 유체 연통을 위한 유입 개구(1200)를 포함한다. 예시된 가이드 핀(856)은 복수의 팽창 개구(1202)를 포함한다. 팽창 개구(1202)는 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 예시된 실시예에서, 가이드 핀(856)은 제1의 비교적 큰 개구(1200) 및 복수의 작은 개구(1202)를 포함한다. 예시된 개구(1200)는 반원형 단부를 갖는 슬롯이다. 예시된 작은 개구(1202)는 원형 형상이다. 송풍기 및 송풍기 제어부는 장치(50)의 하우징(1204)(도 14)에 배치된다.
밀봉부(962)는 밀봉된 팽창 쿠션(12)을 생성하기 위해 밀봉부(42)를 형성한다. 밀봉부(962)는 매우 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 도 20~22를 참조하면, 밀봉 조립체(962)는 유연 재료(864) 및 가열 밀봉 요소(865), 위치 설정 기구(866), 구동 롤러(868), 아이들러 롤러(869) 및 밀봉 벨트(870)를 포함한다. 각각의 벨트(870)는 그 각각의 열 밀봉 요소(864), 구동 롤러(868) 및 아이들러 롤러(869) 둘레에 배치된다. 각각의 벨트(870)는 그 각각의 구동 롤러(868)에 의해 구동된다. 예시적인 실시예에서, 구동 롤러(868) 및 벨트(870)의 속도는 장치의 하우징(1204) 내에 배치된 벨트 속도 제어부에 의해 제어된다. 벨트 롤러 제어부는 장치의 전체 제어부의 일부이거나 벨트 속도 제어부는 다른 장치와 인터페이스연결된 별도의 장치일 수 있다. 벨트(870) 벨트(870)가 열 밀봉 요소(864, 865)를 통해 웹(10)를 당기도록 서로 맞물린다. 웹(10)가 가열된 밀봉 요소(864, 865)를 통과할 때 밀봉부(42)가 형성된다.
도 26을 참조하면, 예시된 실시예에서, 열 밀봉 요소(864)는 바이어싱 조립체(2100)에 의해 열 밀봉 요소(865) 측으로 바이어스된다. 바이어싱 조립체(2100)는 매우 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 바이어싱부는 열 밀봉 요소(864, 865)를 서로를 향해 상대적으로 바이어스시키는 임의의 장치일 수 있다. 예시된 예에서, 바이어싱 조립체(2100)는 지지 부재(2101), 샤프트 부재(2102), 샤프트 부재 둘레에 배치된 스프링(2104) 및 열 밀봉 요소(864)에 연결된 커플링 부재(2106)를 포함한다. 샤프트 부재(2102)의 헤드(2108)는 지지 부재(2101)의 카운터 보어(2110) 내에 배치되고, 샤프트 부재의 샤프트부(2112)는 지지 부재(2101)의 구멍(2114)을 통해 연장된다. 샤프트 부재(2102)는 카운터 보어 내에서 축 방향으로 자유롭게 이동된다. 샤프트부의 단부는 커플링 부재(2106)에 연결된다. 스프링(2104)은 커플링 부재(2106) 및 부착된 열 밀봉 부재(864)를 아래로 가압한다. 바이어싱 조립체(2100)는 벨트가 맞물릴 때마다 열 밀봉 요소(864, 865)가 벨트(1070) 사이에서 웹(10)을 견고하게 결합하는 것을 보장한다.
가열 요소(864)는 매우 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 도 26을 참조하면, 예시된 예에서, 가열 요소(864)는 외부 본체(1600), 내부 세라믹 요소(1602) 및 내부 세라믹 요소(1602)의 온도를 측정하기 위한 내부 열전쌍(1604) 또는 다른 기구를 포함한다. 밀봉 재료 또는 다른 봉지 재료가 내부 세라믹 요소(1602) 및 열전쌍(1604)을 둘러싼다. 예시적인 실시예에서, 열전쌍(1604)는 세라믹 요소(1602) 상에 직접 배치된다. 전술한 바와 같이, 다른 실시예에서, 가열 요소(864)는 적어도 하나의 저 저항부(82) 및 적어도 하나의 고 저항부(84)를 포함하는 와이어일 수 있다. 유연 재료(112)는 후술되는 스프링 장착 클램핑 조립체(1800)의 일부로서 포함된다.
온도 제어부가 열전쌍(1602) 및 세라믹 요소(1602)에 결합되어 열전쌍(1604)으로부터의 피드백을 기초로 세라믹 요소(1602)의 온도를 제어한다. 열전쌍에 의해 측정된 온도는 가열 요소에 인가된 전력을 조정함으로써 가열 요소의 온도를 제어하는 데 사용된다. 온도 제어부는 장치의 하우징(1204)에 배치된다. 온도 제어부는 장치의 전체 제어부의 일부일 수 있거나. 온도 제어부는 다른 장치와 인터페이스 연결된 별도의 장치일 수 있다.
가열 밀봉 요소 위치 설정 기구(866)는 매우 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 도 26 및 도 27을 참조하면, 제공된 예에서, 열 밀봉 요소(865)는 상부 지지 부재(2101) 및 하부 지지 부재(2103)에 결합된다. 열 밀봉 요소(865)는 하부 지지 부재(2103)에 고정된다. 그러나, 하부 열 밀봉 요소는 임의의 방식으로하부 지지 부재(2103)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 하부 열 밀봉 요소(865)는 제2 바이어싱 조립체에 의해 하부 지지 부재(2103)에 결합될 수 있다. 예시된 실시예에서, 열 밀봉 요소 위치 설정 기구(866)(도 25 참조)는 2개의 상부 액추에이터(1300, 1302)(도 22 참조) 및 2개의 하부 액추에이터(1304, 1306)(도 22 참조)를 포함한다. 2개의 상부 액추에이터(1300, 1302)(도 22 참조)는 각각 상부 지지 부재(2101) 및 하우징(1204)과 같은 장치(50)의 고정 구성 요소에 작동 가능하게 연결된다. 2개의 하부 액추에이터(1304, 1306)는 각각 하부 지지 부재(2103) 및 하우징(1204)과 같은 장치(50)의 고정 구성 요소에 작ㅅ동 가능하게 연결된다. 액추에이터(1300, 1302, 1304, 1306)는 상부 및 하부 지지 부재(2101, 2103) 및 결합된 열 밀봉 요소를 서로에 대해 가까워지고 멀어지게 상대적으로 이동시키도록 동작 가능하다. 이와 같이, 가열 요소(865)는 밀봉 벨트(870)가 웹(10)을 선택적으로 결합 및 결합 해제시키도록 웹(10)의 이동 경로에 대해 위치된다.
도 29 및 도 30을 참조하면, 예시된 상부 및 하부 지지 부재(2101, 2103)는 밀봉 냉각부(2401, 2403)를 포함한다. 밀봉 냉각부(2401, 2403)는 벨트(870)와 결합되고 밀봉 요소(864, 865)의 하류의 밀봉부의 재료를 압축한다. 밀봉부의 열은 벨트(70)를 통해 지지 부재(2101, 2103)의 밀봉 냉각부(2401, 2403) 내로 전달되어 밀봉부의 재료를 냉각시킨다. 예시된 상부 및 하부 지지 부재(2101, 2103)는 선택적인 구멍(2410)을 포함한다. 구멍(2410)은 상부 및 하부 지지 부재(2101, 2103)의 표면적을 증가시켜 히트 싱크로서의 유효성을 증가시키고 중량을 감소시킨다. 상부 및 하부 지지 부재(2101, 2103)는 다양한 다른 재료로 제조될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 지지 부재는 알루미늄 또는 구리와 같은 열전도성 재료로 제조된다.
클램핑부(910)는 예비 성형된 웹의 상부 및 하부 층(14, 16)을 함께 집도록 위치된다. 클램핑부(910)는 매우 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 도 23 및 도 24를 참조하면, 상기 클램프부(910)는 구동 롤러(1068), 아이들러 롤러(1069), 스프링 장착식 클램핑 조립체(1800), 하부 지지 부재(2103)의 클램핑부(1802) 및 한 쌍의 구동 벨트(1070)를 포함한다. 하부 지지 부재(2103)의 예시된 클램핑부(1802)는 지지면(1810) 또는 홈과 립(1812)을 포함한다. 지지면(1810) 또는 홈의 폭은 벨트(1070)의 폭에 대응한다. 지지면(1810)은 하부 벨트(1070)를 지지하고 립(1812)은 벨트 또는 지지면을 유지한다.
도 29 및 도 30을 참조하면, 각각의 스프링 장착식 클램핑 조립체(1800)는 클램핑 부재(1900), 샤프트 부재(1902) 및 샤프트 부재 둘레에 배치된 스프링(1904)을 포함한다. 클램핑 부재(1900), 샤프트 부재(1902) 및 스프링은 지지 부재(1901)에 결합된다. 각 클램핑 부재(1900)는 스프링(1902)에 의해 하부 지지 부재(2103)의 클램핑부(1802) 측으로 바이어스된다. 각 샤프트 부재(1902)의 헤드(1908)는 지지 부재(1901) 상에 배치되고, 샤프트 부재의 샤프트부(1912)는 지지 부재(1901)의 구멍(1914)을 통해 연장된다. 샤프트 부재(1902)는 카운터보어 내에서 축 방향으로 자유롭게 이동된다. 각 샤프트부(1912)의 단부는 클램핑 부재(1900)에 연결된다. 스프링(1904)은 클램핑 부재(1900)를 하방으로 가압한다. 바이어싱 조립체(1800)는 벨트가 결합될 때마다 벨트(1070)가 웹(10)을 확실하게 결합하도록 보장한다.
각 벨트(1070)는 그 각각의 구동 롤러(1068) 및 아이들러 롤러(1069) 둘레에 배치된다. 각각의 벨트(1070)는 구동 롤러(868)에 부착된 그 각각의 구동 롤러(1068)에 의해 구동된다. 이와 같이, 밀봉 벨트(870)와 핀칭(pinching) 벨트(1070)는 동기식으로 구동된다. 벨트(1070)는 웹이 열 밀봉 요소(865)를 통해 이동함에 따라 벨트(1070)가 웹(10)를 당겨 집도록(pinching) 서로 결합한다.
도 33은 장치(50)를 포함하는 시스템(90)의 구성도를 예시한다. 시스템(90)은 롤러(68), 벨트(70), 가열 밀봉 요소(64) 및 유연 재료(112)를 포함한다. 임펄스 회로(92)는 가열 밀봉 요소(64)를 구동시키는 펄스폭 변조(PWM) 신호를 수신한다. 저항 측정 회로(94)는 알려진 전압으로부터의 인출된 전류를 측정한다. 그러므로, 저항 측정 회로(94)는 저항과의 선형 관계를 기초로 온도를 결정하기 위한 전류 센서(예, 피드백 저항)로서 작용한다. 하나의 예시적인 실시예에서, DC 구동 가열 밀봉 요소(64)의 온도는 매우 짧은 시간 간격으로 반복적으로 계산된다. 예를 들어, DC 구동 가열 밀봉 요소의 온도는 10 밀리 초 미만, 5 밀리 초 미만, 2 밀리 초 이하 또는 1 밀리 초 이하로 계산될 수 있다. 시스템(90)은 약 281Hz로 작동하는 것이 고려된다. 시스템이 약 281Hz로 작동하는 경우, 가열 밀봉 요소(64)는 시스템이 50 Hz로 작동되는 경우의 약 20 ms마다 모니터링되는 대신에, 약 2 ms~약 10 ms 마다(예, 일 실시예에서 약 3.56 ms마다) 모니터링된다. 또한, 브러시형 모터가 도면에 포함되어 있지만, 무 브러시형 모터도 고려된다. 라인(96, 98)은 모터에 의해 구동되는 각각의 롤러(68)로부터의 인코더 피드백을 나타낸다. 도 34는 유연 재료(112) 및 가열 밀봉 요소(예, 와이어)(64)의 단면도를 예시한다. 도 35는 인코더(81)를 갖는 장치(50)를 예시한다. 이 실시예에서, 인코더(81)는 모터(100)의 구동 트레인 내에 있다.
도 36~39는 예비 성형된 웹을 팽창된 쿠션(12)(도 2a 참조)으로 변환하기 위한 장치(50)의 다른 예시적인 실시예를 개략적으로 예시한다. 장치(50)는 다양한 다른 형태를 취할 수 있으며, 아래에서 설명되는 팽창부, 밀봉부 및 분리부는 설명된 순서/위치에 있을 수 있거나, 웹(10)의 팽창, 웹의 밀봉 및 장치(50)로부터 웹의 분리를 용이하게 하는 임의의 다른 순서/위치에 있을 수 있다. 제공된 예에서, 장치(50)는 웹(10)이 공급되는 팽창부(160), 밀봉부(162), 클램핑부(110), 웹 분리 기구(158) 및 아암(854)을 포함한다. 스풀 마운트(204)(예, 스핀들)는 웹 재료(10)를 포함하는 스풀을 수용한다.
팽창부(160)는 매우 다양한 다른 형태를 취할 수 있다. 파우치(26)에 대해 증가된 압력(대기압보다 큰)으로 공기를 제공할 수 있는 임의의 구성이 사용될 수 있다. 예시된 실시예에서, 팽창부(160)는 중공의 종방향으로 인장된 가이드 핀(56)과 송풍기(60)를 포함한다. 공급부로부터 화살표(200)로 표시된 경로를 따라 웹이 라우팅되고, 포켓(23)은 가이드 핀(56)이 팽창측 엣지(20)와 수평 밀봉부(22) 사이에 있도록 가이드 핀(56) 둘레에 배칟왼다. 가이드 핀(56)은 웹이 장치(50)를 통해 당겨질 때 웹을 정렬시킨다. 가이드 핀(56)은 도관(104)에 의해 송풍기(60)에 유체 연통된 팽창 개구(102)를 포함한다. 송풍기(60)는 웹이 팽창 개구(102)를 지나 이동함에 따라 웹 파우치(26)를 팽창시킨다.
벨트(70)는 각각의 구동 롤러(68) 둘레에 제공된다. 각각의 벨트(70)는 그 각각의 구동 롤러(68)에 의해 구동된다. 구동 롤러(68) 및 벨트(70)의 속도는 벨트 속도 제어부(67)에 의해 제어된다. 벨트(70)는 서로 근접하거나 서로 결합되며, 벨드(70)가 가열 밀봉 요소(64)에 근접하게 웹(10)을 잡아 당길 수 있도록 곡면(202)을 형성한다. 밀봉부(42)(도 2 참조)는 웹이 가열된 밀봉 요소(64)에 근접하게 통과함에 따라 형성된다.
이 실시예에서, 곡면(202)은 전술한 실시예에서 사용된 유연 재료에 대한 필요성을 선택적으로 제거한다. 예를 들어, 곡면(202)은 충전된 백이 벨트(70) 사이를 통과하고 곡선의 내부를 향해 이동함에 따라 웹(10)의 2개의 층(14, 16)이 더 팽팽한 상태가 되게 한다. 상대적으로 더 팽팽한 웹(10)의 층(14, 16)은 웹(10)의 2개의 층(14, 16) 사이에 보다 양호한 밀봉을 제공한다. 다른 예시적인 실시예에서, 벨트(70) 중 하나 또는 둘 모두는 유연 재료로 제조되거나 또는 벨드 중 하나 또는 둘 모두는 곡선 경로가 있는 것 외에도 유연 소재가 덧붙임(backing)된다. 웹이 가열 요소와 유연 재료 사이를 통과함에 따라, 웹의 결함은 유연 재료에 의해 평탄화되고 웹의 층은 가열 요소에 의해 밀봉된다. 유연 재료 또는 연성 재료는 밀봉된 영역에 가해지는 압력을 보다 균등하게 분산시켜 더 균일한 밀봉을 제공한다.
도 40을 참조하면, 웹 재료의 스풀용 스핀들(204)이 장치(50) 상에 예시되어 있다. 커버(206)가 벨트(70) 위에 예시되어 있다. 커버(206)는 포인트(210)를 중심으로 피봇되어 벨트를 적재하도록 개방된다. 웹은 화살표(200)의 경로를 따르고 장치(50)를 통해 이동할 때 변곡점(212)을 만나게 된다.
도 41을 참조하면, 웹 재료의 스풀용 스핀들(204)이 장치(50) 상에 예시되어 있다. 커버(206)(도 40 참조)는 벨트(70)가 보이도록 도 41에서 제거되었다. 도 42는 벨트 조립체 중 하나가 제거된 장치(50)의 다른 도면을 예시한다. 남아있는 벨트(70)는 곡선 경로(202)를 나타내는 것으로 예시된다. 모터(88) 및 스핀들(204)도 역시 예시되어 있다. 도 43은 스핀들(204)을 보여주는 장치(50)의 다른 도면을 예시한다. 도 44 및 도 45는 장치(50)의 다른 도면을 예시한다. 도 45에서, 아암(854)이 도시되지 않았기 때문에 팽창부(160)의 노즐(214)을 볼 수 있다. 도 46은 커버(206)를 가지는 벨트(70)를 포함하는 벨트 조립체 중 하나를 예시한다. 도 47은 벨트(70)를 나타내기 위해 커버 중 하나가 제거된 도 46의 벨트 조립체를 예시한다. 도 48은 송풍기60), 풀리 텐셔너(216) 및 벨트 모터(88)를 보여주는 장치(50)의 다른 도면을 예시한다. 도 49 및 도 50은 곡면(202)을 보여주는 벨트 조립체의 다른 도면을 예시한다.
도 51 및 도 52는 스핀들(204)을 예시한다. 도 53 및 도 54는 웹이 감싸는 스풀(220)을 예시한다. 스풀(220)을 스핀들(204)에 고정하기 위해 클립(222)(도 52 참조)이 사용된다. 일 실시예에서, 스풀(220) 내에는 무선-주파수 식별 기구(RFID)(224)가 포함된다. RFID(224)는 예를 들어, 스풀(220)과 스풀(220) 상의 웹 재료(10) 중 적어도 하나의 소스로 인코딩될 수 있다. RFID(224)는 또한 스풀(220) 상의 소정 유형의 웹 재료(10)(예, 플라스틱)로 인코딩될 수 있다. 장치(50) 상의 기구(예, 인코더(80))는 RFID(224)로부터 신호를 판독하여 스풀(220) 및 스풀(220) 상의 웹 재료(10) 중 적어도 하나의 소스를 확인한다. 일 실시예에서, 스풀(220) 및 스풀(220) 상의 웹 재료(10) 중 적어도 하나의 소스가 인증되지 않으면, 상기 기구(예, 인코더(80))는 장치(50)가 기능하도록 허용하지 않는다. 다른 실시예에서, 장치(50) 상의 기구(예, 인코더(80))는 장치(50)의 동작 방식을 결정하기 위해 스풀(220) 상의 웹 재료(10)의 유형을 판독한다. 인코더(80)는 예를 들어, 스풀(220) 상의 웹 재료(10)에 적합한 속도 및 온도로 장치(50)를 실행할 수 있다.
본 발명의 다양한 창의적인 양태, 개념 및 특징은 예시적인 실시예에 조합되어 구체화되는 것으로 여기에서 설명되고 및 예시될 수 있지만, 이러한 다양한 양태, 개념 및 특징은 다수의 대안적인 실시예에 개별적으로 또는 다양한 조합 및 서브-조합으로 사용될 수 있다. 본 명세서에서 명시적으로 배제되지 않는 한, 이러한 모든 조합 및 서브 조합은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 또한, 대체 재료, 구조, 구성, 방법, 회로, 장치 및 구성 요소, 하드웨어, 형상, 맞춤 및 기능에 대한 대안 등과 같은 본 발명의 다양한 양태, 개념 및 특징에 대한 다양한 대안적인 실시예가 여기에 설명되고 있지만, 이러한 설명은 현재 알려지거나 나중에 개발될 지 여부에 관계없이 이용 가능한 대안적인 실시예의 완전한 또는 철저한 목록인 것으로 의도되지 않는다. 당업자는 이러한 실시예가 여기에 명시적으로 개시되어 있지 않더라도, 본 발명의 양태, 개념 또는 특징 중 하나 이상을 본 발명의 범위 내의 추가의 실시예 및 사용에 용이하게 채택할 수 있다. 또한, 본 발명의 일부 특징, 개념 또는 양태는 바람직한 구성 또는 방법으로 설명될 수 있지만, 이러한 설명은 명시적으로 언급되지 않는 한 이러한 특징이 요구되거나 필요하다는 것을 의도하지는 않는다. 또한, 예시적인 또는 대표적인 값 및 범위가 본 개시 내용의 이해를 돕기 위해 포함될 수 있지만, 이러한 값 및 범위는 제한적 의미로 해석되어서는 안되며, 그렇게 명시적으로 기재되는 경우에만 임계 값 또는 범위가 되도록 의도된다. 또한, 다양한 양태, 특징 및 개념은 창의적이거나 또는 본 발명의 일부를 형성하는 것으로 명시적으로 식별될 수 있지만, 이러한 식별은 배타적인 것으로 의도되지 않고 오히려 그렇게 명시적으로 식별되거나 특정 발명의 일부로서 명시적으로 식별되지 않고 여기에 완전하게 기술되는 발명의 양태, 개념 및 특징이 존재할 수 있다. 예시적인 방법 또는 프로세스의 설명은 모든 경우에 요구되는 것으로 모든 단계를 포함하는 것에 국한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않는 한 해당 단계가 요구되거나 필요한 것으로 해석되도록 제시된 순서도 아니다.

Claims (8)

  1. 직류 입력부에 접속된 제1 단자;
    제2 단자;
    상기 직류 입력부에 의해 전력 공급되는 기준 저항기;
    연산 증폭기; 및
    트랜지스터
    를 포함하고,
    상기 연산 증폭기의 제1 단자는 가변 전압원에 접속되고, 상기 연산 증폭기의 제2 단자는 상기 기준 저항기에 접속되며,
    상기 트랜지스터는 베이스 접속부, 이미터 접속부 및 콜렉터 접속부를 구비하며, 상기 베이스 접속부는 상기 연산 증폭기의 출력부에 접속되며, 상기 이미터 접속부는 상기 기준 저항기에 접속되며, 상기 콜렉터 접속부는 제1 및 제2 단자를 갖는 밀봉 밴드 장치의 상기 제1 단자에 접속되어 상기 제1 단자로 정전류가 흐르게 하며,
    상기 밀봉 밴드 장치는 상기 제1 단자, 제2 단자 및 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이의 전압 강하를 측정하는 전압 측정 장치를 포함하며, 상기 제1 단자와 제2 단자 사이에 배치된 용융 가능한 재료는 상기 제1 단자와 제2 단자 사이에 흐르는 전류의 저항에 의해 용융되며,
    가변 전압은 상기 전압 측정 장치에 의해 상기 제1 단자와 제2 단자 사이에서 측정된 전압 강하와 상기 정전류를 기초로 전압을 변화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가변 전압은 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이의 계산된 저항을 기초로 변화되고, 상기 저항은 상기 전압 강하 및 상기 정전류를 기초로 계산되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가변 전압은 단자 온도를 상기 용융 가능한 재료의 용융 온도와 비교함으로써 변화되고, 상기 단자 온도는 상기 저항을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 가변 전압원은
    제1 전압원;
    제2 전압원; 및
    제1 위치에서 제1 전압 스위치를 상기 연산 증폭기에 연결하고 제2 위치에서 제2 전압 스위치를 상기 연산 증폭기에 연결하는 전압 스위치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 가변 전압원은:
    제2 연산 증폭기의 제1 단자에 접속된 기준 전압;
    상기 제2 연산 증폭기의 제2 단자에 병렬로 연결된 제1 및 제2 전압 저항기;
    상기 제1 및 제2 저항기에 접속되고, 제1 위치에 있을 때 상기 제1 전압 저항기를 접지에 연결하고 제2 위치에 있을 때 상기 제2 전압원을 접지에 연결시키는, 전압 스위치; 및
    제2 트랜지스터
    를 포함하고,
    상기 제2 트랜지스터의 베이스는 상기 제2 연산 증폭기에 접속되고, 상기 제2 트랜지스터의 컬렉터는 상기 제1 연산 증폭기에 접속되고, 상기 제2 트랜지스터 의 이미터는 상기 제2 연산 증폭기의 상기 제2 단자와 상기 제1 전압 저항기 및 상기 제2 전압 저항기에 연결되며,
    상기 전압 스위치는 상기 제1 단자로부터 상기 제2 단자까지 측정된 전압 강하를 기초로 위치를 변화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 저항기의 저항 및 상기 제2 저항기의 저항은 상기 제1 및 제2 저항기가 접지에 연결시 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이의 전압 강하의 값을 기초로 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제2 저항기의 콜렉터 단자는 제2 기준 저항기 및 상기 기준 저항기에 접속되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 연산 증폭기에 대한 상기 가변 전압은 펄스형 신호이고, 상기 펄스형 신호는 2개의 전압 사이에서 스위칭함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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