(57)【要約】  本発明は、荷物の周囲寸法に基づいて予め定めた固定量の事前ストレッチフィルムを供与する方法及び装置を提供する。回転不能リングは、モータ132により駆動されるベルト130を担持する。フィルム供与器136は回転リング122上に取付けられ、且つ、該回転リングは、該回転リングが前記ベルトにより駆動される如く前記ベルトに対して接続されたプーリ168を有している。包装されるべき荷物の周囲寸法に基づき、前記回転リングにより行われる各回転毎に供与されるべき事前ストレッチフィルムの量が決定される。荷物の周囲寸法の約100％〜約130％である長さの事前ストレッチフィルムを供与することにより、荷物拘束(包装力)と最適フィルム使用量とに関する良好な包装性能が実現される。一回転毎に供与されるべきフィルムの量が一旦決定されたなら、最終的な事前ストレッチ表面速度に対するリング駆動の機械的比率(すなわちリング回転毎の事前ストレッチ・ローラの回転数)が設定され得る。故に、前記回転リング及び供与器の各回転毎に、前記荷物の回りに予め定めた固定量のフィルムが供与かつ包装される。
2008535743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非回転フレームと、
前記非回転フレームにより支持された回転可能リングと、
事前ストレッチ用部分を有すると共に、前記回転可能リング上に取付けられたフィルム供与器と、
前記非回転フレームに対して前記回転可能リングと共に垂直に移動可能な回転不能リングと、
前記回転可能リングを回転させる一方で前記事前ストレッチ用部分を駆動し、予め定めた固定長の事前ストレッチフィルムを前記回転可能リングの各回転毎に供与すべく構成された駆動機構とを備えている、荷物をストレッチ包装する装置。
【請求項２】
事前ストレッチフィルムの前記予め定めた固定長は前記荷物の周囲寸法に基づく、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
事前ストレッチフィルムの前記予め定めた固定長は包装力に依存しない、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記駆動機構は、前記回転可能リングの速度が増大するにつれて前記事前ストレッチ用部分を駆動して前記回転可能リングの各回転毎に予め定めた固定長の事前ストレッチフィルムを供与すべく構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記駆動機構は、前記回転可能リングの速度が減少するにつれて前記事前ストレッチ用部分を駆動して前記回転可能リングの各回転毎に予め定めた固定長の事前ストレッチフィルムを供与すべく構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記回転可能リングの回転方向を反転する一方向クラッチを更に備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記フィルム供与器の前記事前ストレッチ用部分は、第１及び第２事前ストレッチ・ローラ及び第１及び第２アイドル・ローラを有している、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１アイドル・ローラは、前記第１及び第２事前ストレッチ・ローラの近傍でそれらの中間に位置される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第２アイドル・ローラは、前記第１及び第２事前ストレッチ・ローラ及び前記第１アイドル・ローラの下流に位置される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２事前ストレッチ・ローラと前記第２アイドル・ローラとの間の距離は、前記荷物の最短包装半径と該荷物の最長包装半径との間の差よりも大きい、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記荷物は122センチ(48インチ)の長さ及び102センチ(40インチ)の幅を有し、且つ、
前記第２事前ストレッチ・ローラと前記第２アイドル・ローラとの間の距離は33センチ(13インチ)である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２事前ストレッチ・ローラと前記第２アイドル・ローラとの間の距離は74センチ(29インチ)である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記駆動機構は前記回転不能リングにより支持された駆動ベルトを有している、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記駆動機構は、前記駆動ベルトを前記回転不能リングの回りに駆動すべく構成されたモータを更に有している、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記駆動ベルトは前記回転可能リング上に取付けられたプーリ上を通過し、且つ、前記駆動ベルトは前記回転可能リングを前記プーリにより駆動すべく構成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
当該装置は、前記駆動ベルトと前記事前ストレッチ用部分との間に、選択的に調節可能な機械的接続を更に有し、
前記駆動ベルトの運動により、前記機械的接続を介して前記事前ストレッチ用部分が駆動される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記回転可能リングの各回転毎に供与される事前ストレッチフィルムの量は前記回転可能リングの回転速度に依存しない、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
回転可能リングと、
事前ストレッチ用部分を有すると共に、前記回転可能リング上に取付けられたフィルム供与器と、
前記回転可能リングを回転させるべく構成された駆動ベルトであって、該駆動ベルトは回転不能リング上に担持されると共に該駆動ベルトは前記回転可能リングに対して接続されたプーリ上を通過し、且つ、該駆動ベルトは前記フィルム供与器の前記事前ストレッチ用部分を駆動することで、前記回転可能リングの各回転毎に予め定めた固定長のフィルムが供与されるという駆動ベルトとを備えている、荷物をストレッチ包装する装置。
【請求項１９】
事前ストレッチフィルムの前記予め定めた固定長は前記荷物の周囲寸法に基づく、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
事前ストレッチフィルムの前記予め定めた固定長は包装力に依存しない、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記駆動ベルトは、前記回転可能リングの速度が増大するにつれて前記事前ストレッチ用部分を駆動して前記回転可能リングの各回転毎に予め定めた固定長の事前ストレッチフィルムを供与すべく構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記駆動ベルトは、前記回転可能リングの速度が減少するにつれて前記事前ストレッチ用部分を駆動して前記回転可能リングの各回転毎に予め定めた固定長の事前ストレッチフィルムを供与すべく構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
前記回転可能リングの回転方向を反転する一方向クラッチを更に備えている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
前記フィルム供与器の前記事前ストレッチ用部分は、第１及び第２事前ストレッチ・ローラ及び第１及び第２アイドル・ローラを有している、請求項１８に記載の装置。
【請求項２５】
前記第１アイドル・ローラは、前記第１及び第２事前ストレッチ・ローラの近傍でそれらの中間に位置される、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記第２アイドル・ローラは、前記第１及び第２事前ストレッチ・ローラ及び前記第１アイドル・ローラの下流に位置される、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記第２事前ストレッチ・ローラと前記第２アイドル・ローラとの間の距離は、前記荷物の最短包装半径と該荷物の最長包装半径との間の差よりも大きい、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記荷物は122センチ(48インチ)の長さ及び102センチ(40インチ)の幅を有し、且つ、
前記第２事前ストレッチ・ローラと前記第２アイドル・ローラとの間の距離は33センチ(13インチ)である、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記第２事前ストレッチ・ローラと前記第２アイドル・ローラとの間の距離は74センチ(29インチ)である、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記回転可能リングの各回転毎に供与される事前ストレッチフィルムの量は前記回転可能リングの回転速度に依存しない、請求項１８に記載の装置。
【請求項３１】
前記回転可能リングは非回転フレームに対して前記回転不能リングと共に垂直に移動可能である、請求項１８に記載の装置。
【請求項３２】
包装されるべき荷物の周囲寸法を決定する段階と、
前記荷物の回りにおけるフィルム供与器の各回転毎に供与されるべき事前ストレッチフィルムの固定量を前記荷物の前記周囲寸法に基づいて決定する段階と、
回転可能リング上に取付けられた前記フィルム供与器を前記荷物の回りに回転させる段階と、
前記荷物の回りにおける前記フィルム供与器の各回転の間に前記予め定めた固定量の事前ストレッチフィルムを供与して前記事前ストレッチフィルムを前記荷物の回りに包装する段階とを備えている、荷物をストレッチ包装する方法。
【請求項３３】
荷物の周囲寸法を決定する段階は、前記荷物の長さLを測定する段階を有している、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
荷物の周囲寸法を決定する段階は、前記荷物の幅Wを測定する段階を更に有している、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記荷物の周囲寸法は、Gを前記周囲寸法として、式G=[(L+W)×2]により決定される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記フィルム供与器の各回転毎に供与されるべき固定量の事前ストレッチフィルムを決定する段階は、前記荷物の前記周囲寸法の約100％〜約130％である事前ストレッチフィルムの量を選択する段階を有している、請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
前記フィルム供与器の各回転毎に供与されるべき固定量の事前ストレッチフィルムを決定する段階は、前記荷物の前記周囲寸法の約100％〜約120％である量を選択する段階を有している、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記フィルム供与器の各回転毎に供与されるべき固定量の事前ストレッチフィルムを決定する段階は、前記荷物の前記周囲寸法の約107％である量を選択する段階を有している、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記予め定めた固定量の事前ストレッチフィルムを供与する段階は、前記荷物の回りにおける前記フィルム供与器の回転速度に依存しない、請求項３２に記載の方法。
【請求項４０】
前記フィルム供与器を回転させる段階は、回転不能リングの回りの駆動ベルトを駆動する段階を有している、請求項３２に記載の方法。
【請求項４１】
前記供与する段階は前記駆動ベルトにより事前ストレッチ・ローラを回転させる段階を有している、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記予め定めた固定量の事前ストレッチフィルムを供与する段階は、前記供与器の事前ストレッチ用部分の下流事前ストレッチ・ローラを、前記リングの各回転毎に予め定めた回転数だけ回転させる段階を有している、請求項３２に記載の方法。
【請求項４３】
回転可能リングと、
前記リング上に取付けられたフィルム供与器であって、上流及び下流事前ストレッチ・ローラを有する事前ストレッチ用部分を有するフィルム供与器と、
前記リングを回転すべく構成され、且つ、該リングの各回転毎に予め定めた回転数だけ前記下流事前ストレッチ・ローラを回転させるべく構成された駆動機構であって、前記ローラの前記予め定めた回転数は前記リングの各回転毎に前記供与器が固定長のフィルムを供与すべく選択され、前記固定長のフィルムは荷物の周囲寸法の約100％〜約130％であるという駆動機構とを備えている、荷物をストレッチ包装する装置。
【請求項４４】
前記回転可能リングの各回転に対する前記予め定めた回転数は該回転可能リングの速度に依存しない、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
事前ストレッチフィルムの前記予め定めた固定長は前記荷物の周囲寸法に基づく、請求項４３に記載の装置。
【請求項４６】
事前ストレッチフィルムの前記予め定めた固定長は包装力に依存しない、請求項４３に記載の装置。
【請求項４７】
前記駆動機構は、前記回転可能リングの速度が増大するにつれて前記事前ストレッチ用部分を駆動して前記回転可能リングの各回転毎に予め定めた固定長の事前ストレッチフィルムを供与すべく構成される、請求項４３に記載の装置。
【請求項４８】
前記駆動機構は、前記回転可能リングの速度が減少するにつれて前記事前ストレッチ用部分を駆動して前記回転可能リングの各回転毎に予め定めた固定長の事前ストレッチフィルムを供与すべく構成される、請求項４３に記載の装置。
【請求項４９】
前記回転可能リングの回転方向を反転する一方向クラッチを更に備えている、請求項４３に記載の装置。
【請求項５０】
前記フィルム供与器の前記事前ストレッチ用部分は、第１及び第２事前ストレッチ・ローラ及び第１及び第２アイドル・ローラを有している、請求項４３に記載の装置。
【請求項５１】
前記第１アイドル・ローラは、前記第１及び第２事前ストレッチ・ローラの近傍でそれらの中間に位置される、請求項５０に記載の装置。
【請求項５２】
前記第２アイドル・ローラは、前記第１及び第２事前ストレッチ・ローラ及び前記第１アイドル・ローラの下流に位置される、請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
前記第２事前ストレッチ・ローラと前記第２アイドル・ローラとの間の距離は、前記荷物の最短包装半径と該荷物の最長包装半径との間の差よりも大きい、請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
前記荷物は122センチ(48インチ)の長さ及び102センチ(40インチ)の幅を有し、且つ、
前記第２事前ストレッチ・ローラと前記第２アイドル・ローラとの間の距離は33センチ(13インチ)である、請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
前記第２事前ストレッチ・ローラと前記第２アイドル・ローラとの間の距離は74センチ(29インチ)である、請求項５４に記載の装置。
【請求項５６】
前記駆動機構は前記回転不能リングにより支持された駆動ベルトを更に有している、請求項４３に記載の装置。
【請求項５７】
前記駆動機構は、前記駆動ベルトを前記回転不能リングの回りに駆動すべく構成されたモータを更に有している、請求項５６に記載の装置。
【請求項５８】
前記駆動ベルトは前記回転可能リング上に取付けられたプーリ上を通過し、且つ、前記駆動ベルトは前記回転可能リングを前記プーリにより駆動すべく構成される、請求項５７に記載の装置。
【請求項５９】
当該装置は、前記駆動ベルトと前記下流事前ストレッチ・ローラとの間に、選択的に調節可能な機械的接続を更に有し、
前記駆動ベルトの運動により、前記機械的接続を用いて前記下流事前ストレッチ・ローラが駆動される、請求項５６に記載の装置。
【請求項６０】
回転可能リング上に取付けられたフィルム供与器であって、上流及び下流事前ストレッチ・ローラを有する事前ストレッチ用部分を有しているフィルム供与器を配備する段階と、
包装されるべき荷物の周囲寸法を決定する段階と、
前記荷物の回りにおけるフィルム供与器の各回転毎に供与されるべき事前ストレッチフィルムの固定量を前記荷物の前記周囲寸法に基づいて決定する段階と、
前記荷物の回りにおける前記フィルム供与器の各回転毎における前記下流事前ストレッチ・ローラの固定回転数を、前記フィルム供与器の各回転毎に供与されるべき事前ストレッチフィルムの前記固定量に基づいて決定する段階と、
前記フィルム供与器を前記荷物の回りに回転させる段階と、
前記荷物の回りにおける前記フィルム供与器の各回転の間に前記下流事前ストレッチ・ローラを前記固定回転数だけ回転させることで、前記フィルムに対する力に依存せずに且つ前記供与器の速度に依存せずに前記固定量の事前ストレッチフィルムを供与する段階とを備えている、荷物をストレッチ包装する方法。
【請求項６１】
荷物の周囲寸法を決定する段階は、前記荷物の長さLを測定する段階を有している、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
荷物の周囲寸法を決定する段階は、前記荷物の幅Wを測定する段階を更に有している、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記荷物の周囲寸法は、Gを前記周囲寸法として、式G=[(L+W)×2]により決定される、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記フィルム供与器の各回転毎に供与されるべき固定量の事前ストレッチフィルムを決定する段階は、前記荷物の前記周囲寸法の約100％〜約130％である事前ストレッチフィルムの量を選択する段階を有している、請求項６０に記載の方法。
【請求項６５】
前記フィルム供与器の各回転毎に供与されるべき固定量の事前ストレッチフィルムを決定する段階は、前記荷物の前記周囲寸法の約100％〜約120％である量を選択する段階を有している、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記フィルム供与器の各回転毎に供与されるべき固定量の事前ストレッチフィルムを決定する段階は、前記荷物の前記周囲寸法の約107％である量を選択する段階を有している、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
前記フィルム供与器を回転させる段階は、回転不能リングの回りの駆動ベルトを駆動する段階を有している、請求項６０に記載の方法。
【請求項６８】
前記供与する段階は前記駆動ベルトにより前記下流事前ストレッチ・ローラを回転させる段階を有している、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
回転可能リング上に取付けられたフィルム供与器であって、上流及び下流事前ストレッチ・ローラを有する事前ストレッチ用部分を有しているフィルム供与器を配備する段階と、
包装されるべき荷物の周囲寸法を決定する段階と、
前記荷物の回りにおけるフィルム供与器の各回転毎に供与されるべき事前ストレッチフィルムの固定量を前記荷物の前記周囲寸法に基づいて決定する段階と、
前記フィルム供与器を前記荷物の回りに回転させる段階と、
前記荷物の回りにおける前記フィルム供与器の各回転の間に前記下流事前ストレッチ・ローラを前記固定回転数だけ回転させることで、前記固定量の事前ストレッチフィルムを供与する段階とを備えている、荷物をストレッチ包装する方法。
【請求項７０】
荷物の周囲寸法を決定する段階は、前記荷物の長さLを測定する段階を有している、請求項６９に記載の方法。
【請求項７１】
荷物の周囲寸法を決定する段階は、前記荷物の幅Wを測定する段階を更に有している、請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
前記荷物の周囲寸法は、Gを前記周囲寸法として、式G=[(L+W)×2]により決定される、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
前記フィルム供与器の各回転毎に供与されるべき固定量の事前ストレッチフィルムを決定する段階は、前記荷物の前記周囲寸法の約100％〜約130％である事前ストレッチフィルムの量を選択する段階を有している、請求項６９に記載の方法。
【請求項７４】
前記フィルム供与器の各回転毎に供与されるべき固定量の事前ストレッチフィルムを決定する段階は、前記荷物の前記周囲寸法の約100％〜約120％である量を選択する段階を有している、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
前記フィルム供与器の各回転毎に供与されるべき固定量の事前ストレッチフィルムを決定する段階は、前記荷物の前記周囲寸法の約107％である量を選択する段階を有している、請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
前記フィルム供与器を回転させる段階は、回転不能リングの回りの駆動ベルトを駆動する段階を有している、請求項６９に記載の方法。
【請求項７７】
前記供与する段階は前記駆動ベルトにより前記下流事前ストレッチ・ローラを回転させる段階を有している、請求項７６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は米国特許法第119条に基づき、2005年4月8日に出願された米国仮出願第60/669,344号の優先権を主張するものであり、その全ての開示内容は言及したことにより本明細書中に援用される。
【０００２】
本発明は、荷物を梱包材料により包装し、より詳細にはストレッチ包装する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
複数の単位製品から１個の荷物を構築すると共に、引き続き、搬送、保存、拘束及び安定化、保護及び防水のために該荷物を包装するために種々の梱包技術が使用されてきた。一つのシステムはストレッチ包装機(stretch wrapping machine)を使用することで、ストレッチ梱包材料をストレッチし、荷物の回りに供与して包装する。ストレッチ包装は、ストレッチ状態の梱包材料をパレット上の荷物の回りに供与して該荷物を包装することで前記荷物を覆い且つ拘束するというインライン式の自動梱包技術として実施され得る。回転テーブル、回転アーム、垂直配向回転リング又は水平配向回転リングのいずれにより達成されるにせよ、パレット式ストレッチ包装は典型的に、ポリエチレン・フィルムの如きストレッチ可能なフィルムにより荷物の４つの垂直側面を覆う。これらの配置機構の各々において、荷物と梱包材料供与器との間には相対回転が提供されることで、前記荷物の各側面の回りには梱包材料が包装される。
【０００４】
ストレッチ包装機は、ストレッチ包装用梱包材料供与器を静止的な荷物の回りで駆動するか、又は、回転テーブル上で荷物を回転させるかのいずれかにより、ストレッチ包装用梱包材料供与器と荷物との間に相対回転を提供する。相対回転時に、梱包材料は荷物上に包装される。リング形式のストレッチ包装器は概略的に供与器内に取付けられた梱包材料のロールを有し、該供与器はリング上で荷物を中心として回転する。包装用リングは、垂直配向リング及び水平配向リングに分類される。垂直配向リングは、上側位置と下側位置との間で垂直に移動することで、荷物の回りにフィルムを包装する。回転テーブル及び回転式包装アーム装置におけるのと同様に、垂直配向リングにおいては、荷物の高さに沿い該荷物の４つの垂直側面が包装される。水平配向リングは静止的であり、且つ、荷物は、該荷物の回りを供与器が回転するにつれて、通常はコンベア上で前記リングを貫通して移動することで、該荷物の回りには梱包材料が包装される。水平配向リングにおいては、荷物の丈が包装される。荷物が前記リングを貫通して移動すると共にコンベアを離脱するにつれ、梱包材料はコンベア(の荷物支持表面)から外れて荷物に接触する。
【０００５】
歴史的にリング形式の包装器は、狭幅で高さが大きい荷物、短寸で広幅な荷物、及び、短寸で狭幅な荷物の如き“非正方形”の荷物を包装するために必要とされる不安定な速度変化の故に、過剰なフィルム破断と、荷物に対して付与される(使用される事前ストレッチの大きさにより部分的に決定される)拘束力の大きさに対する制限とが問題であった。斯かる荷物の非正方形状は多くの場合、包装サイクルの間において、荷物が要求する梱包材料の速度よりも供与器による梱包材料の供給速度が過剰であるという期間の間において、梱包材料の過剰供給に帰着する。この結果、荷物の包装は緩くなる。これに加え、荷物が要求する梱包材料の速度が供与器による梱包材料の供給速度より大きい場合には、梱包材料の破断が生じ得る。
【０００６】
典型的な矩形状の荷物をストレッチ包装する場合、梱包材料に対する必要量は変化し、すなわち、梱包材料が荷物の角隅部との接触へと接近するにつれて減少し、且つ、荷物の角隅部との接触後に増大する。而して、高さが大きくて狭幅の荷物又は短寸の荷物を包装する場合、要求速度における変化は典型的な矩形状の荷物におけるよりも遙かに大きい。垂直配向リング、高速回転アーム及び回転テーブルによる夫々の装置において、変化は荷物の長さと幅との間の差により引き起こされる。水平配向リング装置において変化は、荷物の高さ(コンベア上の距離)と荷物の幅との間の差により引き起こされる。
【０００７】
荷物に対して梱包材料が呈する力の大きさ即ち引張力は、荷物が如何に緊密かつ確実に包装されるかを決定する。習用的にこの力は、梱包材料供与器により供与される梱包材料の送給もしくは供給速度を、荷物により必要とされる梱包材料の要求速度に関して制御することで制御される。梱包材料を、一定の張力にて、又は、要求速度が増大するにつれて増大すると共に要求速度が減少するにつれて減少する供給速度にて供給する努力は為されてきた。しかし、要求速度の変化が大きい場合、送給速度と要求速度との間の変動は、包装の間における荷物の梱包の緩み又は梱包材料の破断に帰着する。
【０００８】
商的に利用される全ての公知のパレット式ストレッチ包装の包装力は、要求量の変化を検知すると共に、比較的に一定のフィルム包装力が維持される如くフィルム供給量の変更を試行することにより制御される。動力式の事前ストレッチ・デバイスの発明に依れば、力及び速度の変化の検知が非常に重要であることは早期に認識された。このことは、スプリング負荷されたダンサ・バー(dancer bar)と電子的ロードセルとに対して典型的に連結されたフィードバック機構を用いて達成される。フィルムに対する力であって矩形状の荷物を回転させることにより変化する力は、該フィルムを通して一定形式の検知デバイスに戻し伝達され、該検知デバイスは、モータ駆動式の事前ストレッチ供与器の速度を変更することで、変化しつつあるフィルム要求量により課された該フィルムに対する力変化を最小化することを試行する。而して角隅部の通過によれば、フィルムに対する力は増大される。この増大した力は典型的に、電子的ロードセルに対し、検知手段と相互接続されたスプリング負荷ダンサに対し、又は、速度変化によりトルク制御デバイスに対して戻し伝達される。角隅部が通過された後でフィルムに対する力は減少する、と言うのも、フィルム要求量が減少するからである。この力もしくは速度は一定のデバイスに対して戻し伝達され、すると該デバイスはフィルム供給量を減少することで、比較的に一定の包装力の維持を試行する。
【０００９】
たとえば米国特許第4,418,510号は、事前ストレッチ・ローラの速度を、回転する荷物よりも高速もしくは低速である基準速度に設定する実施例を包含している。この実施例は、市場により容認可能なコスト及び満足できる包装性能を以て上記プロセスを実際的に達成することが困難であることから、何らの商的成功も収めていない。開示された実施例に従い基準速度を正確に設定して維持することは問題であることが判明している。
【００１０】
これらの概念はそれら自体、検知デバイスの応答時間と物理的慣性とが角隅部通過に対する同期的な速度変化を許容する場合には、比較的に低い回転速度に対しては満足できることが判明している。
【００１１】
当業界により要求される更に高速の包装速度によれば、回転速度は、要求量の変化を検知して供給速度を変更するという概念がもはや有効でないという点まで、相当に増大されている。応答の遅延は、約20RPMにおける回転により位相不一致になり始めることが観察されている。フィルム・ロール及びローラの約45キロ(100ポンド)の回転質量に対する実際の応答時間は、回転毎に８回だけ加速から減速へとシフトすべきであり、これは20RPMでは(1/2)秒毎に１回以上のシフトである。
【００１２】
更に重要なことは、これらの更に高速なサイクルに対して加速及び減速時間を最小限とする必要性である。初期の加速は挟持されたフィルムを引張らねばならないが、該フィルムは典型的には大きな力、特に急激な加速による大きな力に耐え得ない。故に加速は、上述のフィードバック機構によっては維持され得ない。
【００１３】
水平に回転するリング上に取付けられたフィルム供与器は、高速における効率的な包装に関して付加的で特別の問題を呈する。使用に際して市販のリング式包装器は全て、電気的に動力供給されるモータに依存して事前ストレッチフィルム供与器を駆動する。これらのモータに対する動力は、回転するリングに対して伝達されねばならない。これは典型的には、回転するリングに対して取付けられた電気スリップリングを介し、固定フレームに対して取付けられた電気ピックアップ・フィンガにより行われる。代替的に、バッテリを充電するか、又は、リング回転の間に発電器を回すという別の試みが為されている。これらのデバイスは全て、複雑さ、コスト及び保守の問題に遭遇する。但し更に重要なこととして、これらのデバイスは回転するリングに対して相当の重量を加えることから、迅速に加速及び減速する該リングの能力が阻害される。
【００１４】
垂直に回転するリング上に取付けられたフィルム供与器は、高速回転の遠心力に加えて重力の付加的問題を有する。故に高速包装器は、フィルム供与器を支持するために高価で非常に高重量の二部材式軸受を必要としていた。これらの軸受上の外側レースによれば、事前ストレッチ供与器に対してベルト駆動器を配備することが可能とされていた。この駆動力はクラッチ型のトルク・デバイスを介して取り出されることで、所望の包装力に対する可変的な要求速度を付与する。
【００１５】
上述の問題の故に、高速包装を行うことは、高速において制御が喪失されても不都合なフィルム破断は生じないという比較的に低い包装力及び事前ストレッチ・レベルに限定されてきた。
【発明の開示】
【００１６】
本発明に依れば、荷物の周囲寸法に対して予め定めた固定量の事前ストレッチフィルムを供与する方法及び装置が提供される。
【００１７】
一つの態様において、本明細書において開示された実施例は荷物をストレッチ包装する装置に関し得る。該装置は、非回転フレームと、該非回転フレームにより支持された回転可能リングとを有し得る。前記装置はまた、事前ストレッチ用部分を有するフィルム供与器であって前記回転可能リング上に取付けられたフィルム供与器も有し得る。前記装置は更に、前記非回転フレームに対して前記回転可能リングと共に垂直に移動可能な回転不能リングを有し得る。前記装置はまた、前記回転可能リングを回転させる一方で前記事前ストレッチ用部分を駆動する駆動機構であって、これにより予め定めた一定長の事前ストレッチフィルムを前記回転可能リングの各回転毎に供与すべく構成された駆動機構も有し得る。
【００１８】
別の態様において、本明細書において開示された実施例は荷物をストレッチ包装する装置に関し得る。該装置は、回転可能リングを有し得る。前記装置はまた、事前ストレッチ用部分を有するフィルム供与器であって前記回転可能リング上に取付けられたフィルム供与器も有し得る。前記装置は更に、前記回転可能リングを回転させるべく構成された駆動ベルトであって、該駆動ベルトは回転不能リング上に担持されると共に該駆動ベルトは前記回転可能リングに対して接続されたプーリ上を通過するという駆動ベルトを有し得る。前記駆動ベルトは前記フィルム供与器の前記事前ストレッチ用部分を駆動することで、前記回転可能リングの各回転毎に予め定めた固定長のフィルムが供与され得る。
【００１９】
更に別の態様において、本明細書において開示された実施例は、荷物をストレッチ包装する方法に関し得る。該方法は、包装されるべき荷物の周囲寸法を決定する段階を有し得る。前記方法はまた、前記荷物の回りにおけるフィルム供与器の各回転毎に供与されるべき事前ストレッチフィルムの固定量を前記荷物の前記周囲寸法に基づいて決定する段階も有し得る。前記方法は更に、回転可能リング上に取付けられた前記フィルム供与器を前記荷物の回りに回転させる段階を有し得る。前記方法は更に、前記荷物の回りにおける前記フィルム供与器の各回転の間に前記予め定めた固定量の事前ストレッチフィルムを供与して前記事前ストレッチフィルムを前記荷物の回りに包装する段階を有し得る。
【００２０】
更に別の態様において、本明細書において開示された実施例は荷物をストレッチ包装する装置に関し得る。該装置は、回転可能リングと、前記リング上に取付けられたフィルム供与器とを有し得る。前記フィルム供与器は、上流及び下流事前ストレッチ・ローラを有する事前ストレッチ用部分を有し得る。前記装置は更に、前記リングを回転すべく構成された駆動機構であって、該リングの各回転毎に予め定めた回転数だけ前記下流事前ストレッチ・ローラを回転させるべく構成された駆動機構を有し得る。前記ローラの前記予め定めた回転数は、前記リングの各回転毎に前記供与器が固定長のフィルムを供与すべく選択され得る。前記固定長のフィルムは荷物の周囲寸法の約100％〜約130％であり得る。
【００２１】
更に別の態様において、本明細書において開示された実施例は、荷物をストレッチ包装する方法に関し得る。該方法は、回転可能リング上に取付けられたフィルム供与器を配備する段階を有し得る。前記フィルム供与器は、上流及び下流事前ストレッチ・ローラを有する事前ストレッチ用部分も有し得る。前記方法は更に、包装されるべき荷物の周囲寸法を決定する段階と、前記荷物の回りにおけるフィルム供与器の各回転毎に供与されるべき事前ストレッチフィルムの固定量を前記荷物の前記周囲寸法に基づいて決定する段階とを有し得る。前記方法は更に、前記荷物の回りにおける前記フィルム供与器の各回転毎における前記下流事前ストレッチ・ローラの固定回転数を、前記フィルム供与器の各回転毎に供与されるべき事前ストレッチフィルムの前記固定量に基づいて決定する段階を有し得る。前記方法は更に、前記フィルム供与器を前記荷物の回りに回転させる段階を有し得る。前記方法は更に、前記荷物の回りにおける前記フィルム供与器の各回転の間に前記下流事前ストレッチ・ローラを前記固定回転数だけ回転させることで、前記フィルムに対する力に依存せずに且つ前記供与器の速度に依存せずに前記固定量の事前ストレッチフィルムを供与する段階を有し得る。
【００２２】
更に別の態様において、本明細書において開示された実施例は荷物をストレッチ包装する方法に関し得る。該方法は、回転可能リング上に取付けられたフィルム供与器を配備する段階を有し得る。前記フィルム供与器は、上流及び下流事前ストレッチ・ローラを有する事前ストレッチ用部分を有し得る。前記方法はまた、包装されるべき荷物の周囲寸法を決定する段階を有し得る。前記方法は更に、前記荷物の回りにおけるフィルム供与器の各回転毎に供与されるべき事前ストレッチフィルムの固定量を前記荷物の前記周囲寸法に基づいて決定する段階を有し得る。前記方法は更に、前記フィルム供与器を前記荷物の回りに回転させる段階と、前記荷物の回りにおける前記フィルム供与器の各回転の間に前記下流事前ストレッチ・ローラを前記固定回転数だけ回転させることで、前記固定量の事前ストレッチフィルムを供与する段階とを有し得る。
【００２３】
本発明の付加的な目的及び利点は、部分的には以下の記述において、且つ、部分的には該記述から自明であるか本発明の実施により習得され得る。本発明の目的及び利点は、添付の各請求項において特に指摘された要素及び組み合わせにより実現かつ達成される。
【００２４】
上述の概略的な説明及び以下の詳細な説明はいずれも例示的で説明的であるにすぎず、権利請求された発明を制限するものでないことは理解される。
【００２５】
取入れられて本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の一実施例を例証すると共に、上記説明と協働して本発明の原理の説明する役割を果たす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、添付図面に一例が示された本発明の現在の実施例に対して詳細な参照が為される。各図を通して、可能な限り、同一又は類似の部材を参照すべく同一の参照番号が使用されている。
【００２７】
本発明は、包装サイクルの間において荷物の回りにおける供与器の一回転毎に予め定めた固定量の事前ストレッチフィルムを供与する方法及び装置に関する。該装置は、回転リングと、事前ストレッチ用部分を有しているフィルム供与器であって前記回転リング上に取付けられたフィルム供与器と、前記リングを回転させると共に前記フィルム供与器の事前ストレッチ・ローラを駆動する駆動システムとを有している。
【００２８】
前記供与器の一回転毎に供与される事前ストレッチフィルムの固定量は、包装されるべき荷物の周囲寸法に基づいて事前決定される。荷物の周囲寸法(G)は、荷物の長さ(L)と荷物の幅(W)とを加えた和の２倍、すなわちG=[2×(L+W)]として定義される。試験結果によれば、荷物拘束(包装力)と最適フィルム使用量(効率)とに関する良好な包装性能は、荷物の周囲寸法の約100％〜約130％、好適には荷物の周囲寸法の100％〜120％の長さの事前ストレッチフィルムを供与することで実現されることが示された。たとえば、102センチ(40インチ)×122センチ(48インチ)の荷物は、(2×(101.6+122))センチ((2×(40+48))インチ)すなわち447センチ(176インチ)の周囲寸法を有する。供与器の各回転毎に荷物の周囲寸法の100％〜120％の長さの事前ストレッチフィルムを供与するためには、約447センチ(176インチ)〜約536センチ(211インチ)の事前ストレッチフィルムを供与する必要がある。付加的な試験によれば、荷物の周囲寸法の約107％が最適な結果を与えることが示された。故に前記の例に対し、供与器の各回転毎に供与されるべき予め定めた量の事前ストレッチフィルムは、約478センチ(188インチ)である。
【００２９】
前記フィルム供与器は、該供与器がその上で進行するというリングの各回転毎に、荷物の回りで既知距離を進行する。前記供与器が進行する速度は無関係である、と言うのも、回転リングが一回転を実施するに必要な時間に関わらずに該リングの各回転の間に前記供与器により同一距離が踏破されるからである。前記フィルム供与器及びリングは、ベルト駆動される。その同一のベルトは、前記事前ストレッチ・ローラを駆動するためにも使用される。一回転毎に必要とされるフィルムの量が一旦確立されたなら次の段階は、要求量の事前ストレッチフィルムを供与するために、前記フィルム供与器の一回転の間に下流の事前ストレッチ・ローラの何回転が必要かを決定することである。たとえば、前記リング／供与器の一回転毎に約483センチ(190インチ)のフィルムが必要とされるなら、下流の事前ストレッチ・ローラのたとえば25.4センチ(10インチ)などの円周を測定すると共に、該下流の事前ストレッチ・ローラの各回転により25.4センチ(10インチ)の事前ストレッチフィルムが供与されることを知り得る。故に、回転リング及び供与器の一回転の間に483センチ(190インチ)のフィルムを供与するために、前記下流の事前ストレッチ・ローラは19回(483センチ(190インチ)／25.4センチ(10インチ))だけ回転せねばならない。前記下流の事前ストレッチ・ローラの必要な回転数が一旦知られたなら、１回のリング回転に対して19回の事前ストレッチ・ローラの回転にスプロケットを設定し得る。故に、事前ストレッチフィルムはリング回転毎に周囲寸法の約100％〜約130％だけ供与されると共に、供与は、最終的な事前ストレッチ表面速度に対するリング駆動の機械的比率(たとえば、リング回転毎の事前ストレッチ・ローラの回転数)を確立することにより、機械的に制御可能であり且つ正確に選択可能である。フィルムの事前ストレッチの大きさ、又は、荷物周囲寸法に対して供与される割合の容易な変更のために、駆動構成要素が配置され得る。スプロケットに対しては多重スプロケット又は変速機が代用されることで、リング毎の事前ストレッチ・ローラ回転数を迅速に変更し得る。スリップリング、モータ、制御ボックス、力制御は一切必要とされない。回転リングが駆動されるにつれ、該リングは固定的な機械的接続を通して事前ストレッチ・ローラを駆動する。
【００３０】
回転リングの回転毎における予め定めた固定量の事前ストレッチフィルムの供与は、前記リングの包装力又は速度に依存しない。それはまた、荷物の周囲形状又は荷物の配置にも依存しない。故に事前ストレッチ・ローラの速度は、リングの回転に対して一定である。すなわち前記リングの各回転に対し、該リングの速度に関わらず、前記事前ストレッチ・ローラは一定数／固定数の回転を完了する。もしリング速度が増大すると、事前ストレッチ・ローラが一定数／固定数の回転を完了するために必要な時間長は減少するが、リングの一回転の間においては同一の回転数が完了される。同様に、リング速度が減少すると、事前ストレッチ・ローラが一定数／固定数の回転を完了するために必要な時間長は増大するが、リングの一回転の間においては同一の回転数が完了される。
【００３１】
前記回転リングは、１秒の加速期間及び１秒の減速期間を以て50rpm超の非常に迅速な加速に対して動力供給される。上述された如くフィルム送給量は回転速度に依存しないことから、加速の間においてフィルムに対する追加的な力は無く、又は、減速の間における過剰なフィルムは無い。初期の始動の間において最適な包装力より低い減少力が必要とされるなら、前記リングは反転されることで、先行サイクルの終了時における弛緩フィルムを生成し得る。前記リングが反転される間におけるフィルム送給からの一切のバックラッシュを阻止するために、一方向クラッチが含まれ得る。弛緩フィルムは、供与されたフィルムの弾性がそれを吸収するまで、荷物の最初の角隅部の回りに良好に留まる。
【００３２】
試験の間、回転リング／供与器の一回転毎に予め定めた固定量のフィルムの供与を以てさえも、荷物に対する包装力の可変性が在ることが留意された。各試験は夫々、荷物の周囲寸法に対する約100％、約107％、及び、約117％の供与フィルム長にて行われた。図示された例は、商的に実施可能と思われる最高レベルである300％の事前ストレッチ・レベルを使用する。数種類のフィルムが試験されたが、例示のためにタイコ社(Tyco)による80ゲージ・フィルムが呈示される。他のフィルムは、選択された変数を以て同様の性能影響を有する。
【００３３】
中心から両方向に荷物を7.6センチ(3インチ)ずつ離間し、300％の事前ストレッチ、107％の供給(荷物の周囲寸法の107％)を以て、約1.6キロ(3ポンド)〜約10.8キロ(24ポンド)にて包装力が測定されることで、9.45キロ(21ポンド)の包装力の変動が与えられた。荷物が50RPMで包装されたとき、頻繁なフィルム破断が在った。この試験は、以下において論じられる如く“追加的フィルムなしで”行われた。
【００３４】
一定の相対速度にて上記に例示されたフィルムに対して見られる力の変化は、回転リングに取付けられた最終的事前ストレッチ・ローラと最後のアイドル・ローラとの間においてフィルムの更に長寸のストレッチを許容することで、非常に顕著に緩和される。前記追加的フィルムは事前ストレッチフィルムにおける付加的な弾性を提供することで、荷物の角隅部の通過に対処し、又は、オフセット／偏心荷物に対処する。それはまた、荷物に対するフィルムの長さが、荷物の少なくとも一側部より長寸であることも許容する。包装プロセスの幾何学的配置を実験して観察したところ、矩形状の荷物(図４参照)の最短の包装半径と最長の半径との間の差より大きい長さに等しい付加フィルム長によれば、荷物が比較的に中心合わせされたときには力変化が相当に緩和されることが明らかとされた。包装のために荷物が前記リングの中心から離間して位置された場合、追加的フィルム長は有用である。102センチ(40インチ)×122センチ(48インチ)の荷物は、フィルム長に対して約33センチ(13インチ)を付加する。荷物が“リング包装スペースを満たさない”場合には、これより小さい長さが必要とされる、と言うのも、最終的アイドル・ローラから荷物までのフィルムが更なる長さだからである。消尽及びフィルム・ロール交換を考慮した最適長は、回転リングに取付けられた最終的事前ストレッチ・ローラと最後のアイドル・ローラとの間において約74センチ(29インチ)であることが見出された。各角隅部が通過するときに前記最終的回転アイドル・ローラから荷物までの距離は定常的に可変的であることに留意すべきである。もし前記リングが“満たされた”ならば、荷物の角隅部の通過は、最終的アイドル・ローラに対する数センチ(数インチ)のフィルムのみを許容し得る。
【００３５】
追加的フィルムによる試験によれば、以下の結果が示された：
【表１】
2008535743.tif 000003
【００３６】
第１の例において例証された如く、追加的フィルムが無いと、荷物が50rpmで包装されたときに頻繁なフィルム破断が在った。上記の表１が示す様に、74センチ(29インチ)の追加的フィルムは、両方向に7.6センチ(3インチ)ずつオフセットされた荷物に対しても破断なしで包装を許容した。
【００３７】
本発明の一つの態様に依れば、荷物を包装する装置100は、非回転フレームと、回転可能リングと、フィルム供与器と、駆動システムとを有し、該駆動システムは、前記回転可能リングを回転させるべく、且つ、前記回転可能リングの一回転毎に予め定めた一定長のフィルムの供与を受けるべく構成される。
【００３８】
本明細書において具現され且つ図１に示された如く、装置100は非回転フレーム110を有している。該非回転フレーム110は、４本の垂直脚部111a、111b、111c及び111dを有している。非回転フレーム110の脚部111a、111b、111c及び111dは、包装されるべき荷物115が該非回転フレーム110により画成された包装用空間内へと搬送され、包装されてから、該包装用空間から離間搬送される如く、コンベア113(図２及び図３参照)上に位置決めされても良く、されなくても良い。非回転フレーム110はまた、垂直脚部111a、111b、111c及び111dを相互に接続することで正方形もしくは矩形の形状(図２参照)を形成するという複数の水平支持部117a、117b、117c、117dも有している。水平支持部117a、117b、117c、117dにより形成された正方形又は矩形と交差させて、付加的な支持部が載置され得る(図１参照)。一つの代表的実施例において前記非回転フレームは、224センチ(88インチ)×254センチ(100インチ)の占有面積を有する。この特定の占有面積の利点は、該占有面積に依れば前記装置は積送のために有蓋トラック内に適合され得るということである。先行技術のデバイスは概略的にこれより大寸であることから、平台型トラック上で分解又は積送されねばならず、積送コストが相当に増大される。
【００３９】
非回転フレーム110に対しては垂直移動可能なフレーム部分119が接続されると共に、該非回転フレーム上で移動可能である。本明細書において具現され且つ図１乃至図３に示された如く、垂直移動可能なフレーム部分119は、支持部分120、回転可能リング122、及び、固定された(すなわち回転不能な)リング124を有している。支持部分120からは、下方へと複数のリング支持部126が延在する(図５参照)。各リング支持部126は、Ｌ形状を有し得ると共に、鋼鉄の如き一個以上の材料片から成ることでＬ形状を形成しても良い。リング支持部126はＬ形状以外の形状を有しても良い。各リング支持部126に対しては、ローラもしくはホィール128が接続される。ローラ128の頂部上には、該ローラ128上に跨る如く回転可能リング122が着座する。好適には回転可能リング122は、非常に軽量な材料で作成される。回転可能リング122の軽量の性質によれば該回転可能リング122の更に高速の運動が許容されることから、更に高速の包装サイクルが許容される。一つの代表的実施例において回転可能リング122は、203センチ(80インチ)の内径、224センチ(88インチ)の外径を有すると共に、軽量の複合材料で作成される。複合材料を使用すると、習用の鋼鉄もしくはアルミニウムのリングと比較して約75％だけ前記リングの重量が減少される。
【００４０】
回転可能リング122から独立して、固定リング124は該回転可能リング122の下方かつ外側に位置決めされる。固定リング124は、支持部分120により支持されると共に、その外周の回りに駆動ベルト130を担持する。駆動ベルト130は、第１モータ132により固定リング124の回りに駆動される(図１及び図７を参照)。駆動ベルト130は、図６において回転可能リング122に対して取付けて示されたプーリ168により捕捉される。駆動ベルト130及びモータ132は、回転可能リング122を駆動する役割を果たす。図１及び図７に示された如く、垂直移動可能なフレーム部分119を第２モータ134が非回転フレーム110上で上昇及び下降させる。
【００４１】
本発明の一つの態様に依れば、フィルム供与器が提供される。本明細書において具現され且つ図１乃至図３に示される如く、装置100は梱包材料供与器136を有している。図２に示された如く、梱包材料供与器136はウェブ形態である一枚の梱包材料138を供与する。梱包材料供与器136は、図１、図３及び図６に示されたロール担持フレーム140を有している。本明細書において具現された如く、ロール担持フレーム140は上側フレーム部分もしくはロール担持駆動プレート142を有している。供与器136は、供与されるべき梱包材料144のロールを支持する。ロール担持フレーム140のロール担持駆動プレート142に対してはフィルム巻出しスタンド146が取付けられて、該ロール担持駆動プレート142から下方に延在する。フィルム巻出しスタンド146は、梱包材料が巻出されてフィルム144のロールから後述の事前ストレッチ・アセンブリへと移動するときに、該フィルム144のロールを支持すべく構成される。フィルム巻出しスタンド146は、フィルム144のロールが供与器136の下方から該供与器136内へと装填され得る如く、底部装填式とされ得る。ロール担持フレーム140の(不図示の)フィルム支持部分は、フィルム巻出しスタンド146の底端部を支持すべく配備され得る。
【００４２】
好適にはフィルム供与器136は軽量であり、これは軽量の回転可能リング122と組み合わされて該回転可能リング122の更に高速な運動を許容することから、更に高速な包装サイクルを許容する。ベルト130を用いて回転可能リング122及び事前ストレッチ・アセンブリ150を駆動することにより、供与器136を駆動する習用のモータ、並びに、習用の制御ボックスを排除することで供与器136の重量を大幅に減少し得る。
【００４３】
好適実施例においてはストレッチ包装用梱包材料が使用されるが、網材、ストラップ材、バンド材又はテープの如き種々の他の梱包材料も使用され得る。本明細書中で用いられる如く、“梱包材料”、“フィルム”、“ウェブ”及び“フィルム・ウェブ”という語句は、互換可能である。
【００４４】
本発明の一つの態様に依れば供与器136は、垂直移動可能なフレーム部分119により支持された回転可能リング122上に取付けられる。垂直移動可能なフレーム部分119が非回転フレーム110に対して上下動するときに供与器136は図３に示された垂直軸心148を中心として回転することで、梱包材料138を荷物115の回りに螺旋状に包装する。荷物115は、手動的に包装領域内に載置され得るか、又は、コンベア113により包装領域内へと搬送され得る。図１及び図３に示された如くフィルム供与器136は回転可能リング122の下方かつ外部に取付けられることで、最大の包装用空間を可能とする。
【００４５】
図１乃至図３に示された如く、フィルム供与器136は事前ストレッチ・アセンブリ150を有している。事前ストレッチ・アセンブリ150は、第１の上流事前ストレッチ・ローラ152及び第２の下流事前ストレッチ・ローラ154を有している。本出願において使用される“上流”及び“下流”とは、供与器136からの梱包材料138の流動に対する運動の方向を定義することが意図される。故に、梱包材料138は供与器136から流れることから、供与器136に向けた移動であって該供与器136からの梱包材料138の流れに抗する移動は“上流”として定義され、且つ、供与器136から離間する移動であって供与器136からの梱包材料138の流れと同じ移動は“下流”として定義される。
【００４６】
第１の上流事前ストレッチ・ローラ152及び第２の下流事前ストレッチ・ローラ154は夫々、第１の上流事前ストレッチ・ローラ152の表面運動が第２の下流事前ストレッチ・ローラ154より少なくとも40％だけ低速である様に、異なるサイズのスプロケットを有し得る。各スプロケットは、所望のフィルム伸張の量に依存して寸法設定され得る。故に、第１の上流事前ストレッチ・ローラ152の表面運動は第２の下流事前ストレッチ・ローラ154の表面運動より約40％、75％、200％もしくは300％だけ低速とされることで、40％、75％、200％もしくは300％の事前ストレッチが実現され得る。事前ストレッチは通常は40％〜300％の範囲であるが、材料を40％〜75％、75％〜200％、200％〜300％、且つ、少なくとも100％だけストレッチする如く更に狭い範囲の事前ストレッチが必要とされるときに良好な結果が得られた。一定の場合、事前ストレッチは300％を超えるストレッチにて好首尾であった。事前ストレッチ・ローラ152及び154は、駆動チェーン又はベルトにより接続される。
【００４７】
一つの代表的実施例において各事前ストレッチ・ローラ152、154は好適には同一サイズであり、且つ、各々が例えば約6.4センチ(2.5インチ)の外径を有し得る。各ローラは、その作用長に沿い51センチ(20インチ)幅ウェブのフィルム138を担持するに十分な長さを有すべきである。一つの代表的実施例においては、習用のコンベアに対するローラが使用されることで事前ストレッチ・ローラ152、154が形成された。各ローラ152、154は、例えば六角シャフトなどのシャフト上に取付けられる。一実施例においては六角シャフトの如きシャフトを支持する軸受が各ローラ152、154の各端部内へと圧力嵌め又は溶接され、且つ、前記シャフトは、該シャフトが各ローラ152、154の丈に亙り中心的かつ軸心的に取付けられる如く、前記軸受を貫通して載置される。上記で論じられた如く、各ローラ152、154の外側面に対してはスプロケットが装着され／取付けられ得る。故にローラ152、154は、所望の事前ストレッチ・レベルに対して選択された事前ストレッチ・スプロケットを以て、スプロケット・アイドル・シャフトに対するチェーンを介して相互に接続される。事前ストレッチ・アセンブリ150は上流事前ストレッチ・ローラ152の速度よりも高速である速度に下流事前ストレッチ・ローラ154の表面速度を維持することで、事前ストレッチ・ローラ152及び154の間のストレッチ包装用梱包材料138をストレッチする。
【００４８】
本明細書において具現され且つ図１及び図２に示された如く、事前ストレッチ・アセンブリ150は、上流及び下流事前ストレッチ・ローラ152及び154の間に位置決め可能な中間アイドル・ローラ162を有し得る。中間アイドル・ローラ162は、前記各事前ストレッチ・ローラと同一の直径であるか、更に小寸の直径とされ得る。好適には、中間アイドル・ローラ162は被覆されていない。一つの代表的実施例において中間アイドル・ローラ162は、ローラ担持フレーム140の上側フレーム部分142に対して枢動的に接続されたアイドラ・ローラである。中間アイドル・ローラ162はまた片持ち式ローラであり、それは付加的構造に接続されなくても良く且つ自身の基部にて支持されない。自身の基部にて又は基部支持部に対して物理的に接続されてはいないが、中間アイドル・ローラ162は第１及び第２事前ストレッチ・ローラ152、154を接続するU形状保護材160内にネストし得る。好適には中間アイドル・ローラ162は、その全ての開示内容は言及したことにより本明細書中に援用されるという米国特許第5,414,979号に開示された如く、上流ローラ152に対して挟持作用を提供すべく整列される。
【００４９】
本発明の別の態様に依ればフィルム供与器136は、第２の下流事前ストレッチ・ローラ154の下流に位置された第２アイドル・ローラ164を有し得る。上述された如く、第２アイドル・ローラ164を最終事前ストレッチ・ローラ154の下流に離間すると、前記回転リングに対して取付けられた前記最終事前ストレッチ・ローラと前記最後のアイドル・ローラとの間に予め定めた長さの追加的フィルムが提供される。該追加的フィルムは前記事前ストレッチフィルムにおける付加的な弾性を提供することで、荷物の角隅部の通過に対処し、又は、オフセット／偏心荷物に対処する。それはまた、荷物に対する前記予め定めた長さのフィルムが該荷物の少なくとも一側部よりも常に長寸であることも許容する。好適には第２アイドル・ローラ164は、矩形状の荷物(図４参照)の最短の包装半径と最長の半径との間の差より大きい長さに等しい追加的フィルム長を提供すべく位置決めされる。付加的に、図２に示された如く、回転可能リング122はその頂面に取付けられた付加的ローラを有し得る。該付加的ローラ166a、166bは、不揃いの荷物又は載置が問題である場合に、更に長寸のフィルム経路に対して配備される。
【００５０】
本発明の別の態様に依れば装置100は、その全ての開示内容は言及したことにより本明細書中に援用される米国特許第4,761,934号に開示された如きベルト式のフィルム挟持及び切断装置を備え得る。
【００５１】
作動時において荷物115は、包装領域内に手動的に載置されるか、又は、コンベア113により前記包装領域へと搬送される。荷物115の周囲寸法が決定されると共に、供与器136及び回転可能リング122の各回転毎に供与されるべきフィルムの固定量が荷物の周囲寸法に基づいて決定される。供与されるべき固定量のフィルムは、荷物の周囲寸法の約100％〜約130％とされ得ると共に、好適には、荷物の周囲寸法の約100％〜約120％であり、最も好適には荷物の周囲寸法の約107％である。回転毎に供与されるべき固定量のフィルムが一旦既知となれば、駆動ベルト130が下流事前ストレッチ・ローラ154を駆動することを許容する前記機械的接続は、事前ストレッチ表面速度に対するリング駆動の所望比率を提供すべく調節される。
【００５２】
次にフィルム138の先端が荷物115に対して取付けられると共に、モータ132は固定リング124の回りでベルト130を駆動する。駆動ベルト130は図６に見られる如く回転可能リング122に取付けられたプーリ168により捕捉され、回転可能リング122の回転を引き起こす。回転可能リング122が駆動されるにつれ、該リングは事前ストレッチ・ローラ152、154に対する固定的な機械的接続を介して該ローラを駆動することで、フィルム138の伸張と、該回転可能リング122及び供与器136の各回転に対する予め定めた固定量の事前ストレッチフィルムの供与とを引き起こす。供与器136は、垂直移動可能なフレーム部分119が非回転フレーム110に対して上下動するときに垂直軸心148を中心として回転することで、梱包材料138を荷物115の回りに螺旋状に包装する。
【００５３】
当業者であれば、本明細書を考察すると共に該明細書中に開示された発明を実施することで本発明の他の実施例は明らかであろう。本明細書及び実施例は単に例示的と考慮されることが意図され、本発明の真の有効範囲及び精神は添付の各請求項により表される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、本発明の一つの態様に係る荷物を包装する装置の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一つの態様に係る荷物を包装する装置の平面図である。
【図３】図３は、図２の装置の側面図である。
【図４】図４は、包装されつつある荷物の平面図であり、最短の包装半径及び最長の包装半径を例示している。
【図５】図５は、本発明の一つの態様に係るストレッチ包装装置の回転可能リングに対する支持構造の斜視図である。
【図６】図６は、本発明の一つの態様に係る装置の回転リング、固定リング、駆動システム及び供与器の斜視図である。
【図７】図７は、本発明の一つの態様に係る荷物を包装する装置の代替実施例の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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