(57)【要約】【課題】  抑止信号に応答して使用不能にすることが可能な二次引張りユニットを備えた、トラック内に配置された物品を結束するための装置を提供する。【解決手段】  本発明は、トラック内に配置された物品を、平らな面を備えたテープ材料で結束するための装置に関する。本発明による装置は、テンションローラ(139)と、テンションローラ(139)に近接し且つテープ材料の上流側部分に隣接したグリッパ(140)を備えたテープ材料引張りユニット(15)を有する。テンションローラ(139)がテープ材料の下流側部分をテープ材料の平らな面に垂直に押すように移動して、テンションローラ(139)によって引取られたテープ材料の短い部分が物品の回りから引出される間、グリッパ(140)はテープ材料の上流側部分を把持する。本発明による装置は更に、テープ材料引張りユニット(15)を抑止信号に応答して選択的に使用不能にする電気式抑止部を有する。【選択図】      図７Ａ
2004189341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラック内に配置された１又は２以上の物品を、細長い平らな面を備えたテープ材料で結束するための装置であって、
テンションローラと、このテンションローラに近接して且つテープ材料の上流側部分に隣接して位置決めされたグリッパとを備えたテープ材料引張りユニットを有し、前記グリッパは、前記テンションローラがテープ材料の下流側部分をテープ材料の平らな面に垂直な方向に押すように移動して、前記テンションローラによって引き取られたテープ材料の短い部分が物品の回りから引き出される間、テープ材料の上流側部分を把持でき、
更に、前記テープ材料引張りユニットを抑止信号に応答して選択的に使用不能にする電気式抑止手段を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
更に、前記テンションローラに結合されていて、前記テンションローラによりテープ材料の上流側部分に及ぼされる張力の選択的調節を可能にする張力調節組立体を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
更に、調節アーム及びこの調節アームの第１の端部と前記テンションローラとの間に設けられた圧縮バネを含む張力調節組立体を有し、前記調節アームは，前記圧縮バネにより前記テンションローラに及ぼされる張力を増減するよう選択的に回動できる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
更に、前記テンションローラに結合された空気圧シリンダを含む張力調節組立体を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記電気式抑止手段は、制御弁を含み、この制御弁により、空気圧シリンダが抑止信号に応答して前記テンションローラを使用不能位置に動かす、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
更に、制御ユニットに結合されたサーボモータと、このサーボモータに結合されていてサーボモータによりホームポジションからテンションポジションに駆動されるテンションアームと、を有し、
前記テンションローラは、前記テンションアームに回転自在に結合されていて、前記テンションアームがテンションポジションに移動するとテープ材料の前記下流側部分をテープ材料の方向に対し横断する方向に押し、
前記テープ材料引張りユニットは、テープ材料を走行させる表面を備えたガイドブロックと、第１の端部がテンションアームに対して回動自在に保持され、自由端で前記グリッパを回動自在に保持するグリッパリンク機構とを有し、
前記テンションアームは、前記グリッパリンク機構及び前記グリッパを前記ガイドブロックの表面に当たるよう差し向け、
前記制御ユニットが引張り信号を前記サーボモータに送って前記サーボモータが前記テンションアームをホームポジションからテンションポジションに移動させることにより、前記グリッパが前記ガイドブロックの表面に当たるとき、前記グリッパ及び前記ガイドブロックがこれらの間にテープ材料の前記上流側部分を固定する、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷造り又はバンド掛け（ストラッピング）向きの種々のタイプの可撓性で可融性ストラップを用いる機械に関する。代表的な用途としては、雑誌、新聞紙、箱、トレー等が挙げられるが、これらには限定されない。
【背景技術】
【０００２】
例えば、米国特許第３，７３５，５５５号、第３，８８４，１３９号、第４，３１２，２６６号、第４，１９６，６６３号、第４，２０１，１２７号、第３，４４７，４４８号、第４，３８７，６３１号、及び第４，４７３，００５号に開示されているような多くの高速自動バンド掛け機が開発された。これら米国特許の装置で分かるように、一般的には、コンベヤベルトがストラップの束を高速でバンド掛けステーションに搬送し、ここでストラップは、コンベヤベルトがストラップ束を装置から遠ざける前に自動的にバンド掛けされる。最新式の機械は、毎分約４０〜５０束をバンド掛けできる。しかしながら、かかるバンド掛け装置の速度を一段と上げて処理量を多くするのが望ましい。
代表的なバンド掛け機は、束の周りでのストラップの初期引張りを行う初期又は一次引張り装置を採用している。しかる後、二次引張り装置がストラップの張力を大きくし又はその引張り具合を大きくする。その後、シールユニット又はシールヘッドが、代表的には加熱ナイフ機構の使用によりストラップをシールして結束作業を完了させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来型バンド掛け装置はもっぱら、タイミングを取る上で（調時のために）、機械式の組立体、例えば多数のカム及びフォロア機構、ピストン駆動式リンク機構等を利用している。かかる機械式機構は或る束については非常に迅速なバンド掛けを行うことができる。しかしながら、種々の材料から成る種々のサイズの束を結束する場合、かかる機械式のバンド掛け装置は、一サイズの物品束のバンド掛けに使用上の優位性があるに過ぎず、これに対して別のサイズの束又は種々の物品の束のバンド掛けは劣る。かかる機械式又は電気機械式の装置は、これに素早く送られている互いに異なるサイズの束及び種々の物品の束に合わせて自動調整することができない。その上、かかる機械式装置は、毎分６０束を越える速度で物品を効率的に結束することができない。重要なこととして、一次引張りユニットと二次引張りユニットの両方は、かかる高速の状態で信頼性をもって動作できない。
一般に、現在市場に出ているバンド掛け機は、動力伝達に関して、従来の電気機械式構成部品、例えばクラッチ、ブレーキ、Ｖベルト等を用いている。しかしながら、他の産業分野におけるサーボ制御の普及により、今やバンド掛け機においても、このような従来の電気機械式装置に代わる経済的且つ技術的に有用な手段としてサーボ制御が利用されるようになっている。
【０００４】
しかしながら、伝統的なサーボ制御では、サーボモータを駆動するためにＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）プラットホーム及びいわゆる「スマート」なサーボドライブカードが用いられるのが通例である。残念なことに、このアーキテクチャを用いると、高速動作方式では許容できないほどの著しい遅れが制御プログラムに生じる。ＰＬＣを利用したシステムは本質的には、ドライブカードに命令を出してドライブカードがその命令を実行するようにする主中央処理ユニット（ＣＰＵ）とマスタ−スレーブ関係をなして動作し、ＣＰＵとカードとの間には実時間リンク（又、リアルタイムリンク）が用いられない。実時間リンクがなければ、制御系は融通性がなく、ＣＰＵはサーボモータに送られる移動ルーチンを完全には制御しない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、従来型バンド掛け装置を改良し、サーボ駆動制御の実行に加えて、プログラマブルコントローラの制御機能を実行する制御系又は機械コントローラを採用することにより追加の利点をもたらす。制御系中の変数を用いてバンド掛け及びシールサイクルを種々の生産及び包装要件に適合するよう容易に変更することができる。
【０００６】
本発明のバンド掛け機は、シールヘッド及び送り及び引張りローラ駆動装置に用いられるサーボモータを採用している。サーボモータ及び駆動装置は、位置、速度及び加速度の正確な制御を可能にし、しかも従来型の駆動装置構成部品、例えばクラッチ、ブレーキ、Ｖベルト等をと関連した保守上の問題点を減らすことができる。サーボ機能に対する実時間ＣＰＵ制御を行うために、制御系はプロセッサ、例えばインテル・コーポレイションの８０Ｃ１９６ＮＰプロセッサを採用している。制御系は又、機械の各種機能を制御するためにサーボモータ回路及びＩ／Ｏ回路を有する。
【０００７】
本発明のバンド掛け機の送り及び引張りユニットは、閉ループ制御方式を採用している。送り及び引張りエンコーダからの信号出力とピンチローラ近接スイッチのデータとを比較することにより、ピンチローラと駆動ローラとの相対的滑りを検出できる。このデータは２つのモード、即ち（１）ストラップがトラック中へ通っていかない送り不足を検出するフィード又は送りモード、（２）束の周りにおけるストラップの一次引張りの完了時を検出するテンション又は引張りモードで用いられる。
送りモードでは、送り及び引張りユニットサーボモータは、ストラップを所定数のエンコーダパルスの間、トラック中へ送る。送り作業中、エンコーダパルスは、ピンチローラ近接スイッチのパルスと連続的に比較される。この位置追跡の際の著しいばらつきは、駆動ローラとピンチローラの相互の滑りを表し、送り不足条件を指示する。送り不足条件が検出されると、ストラップは「再試行」シーケンスがエンコーダ及び近接スイッチデータをリセットするストラップセンサレバー領域に引っ込められる。制御系の決定に応じて送りシーケンスを数回にわたって再試行するのが良い。
一次引張りモードでは、送り及び引張りサーボモータは、ストラップを所定の束サイズに関してループサイズ制御モード内のエンコーダパルスの所定回数の間引っ込めるか、或いは引張り駆動ローラがストラップ上で滑り始める箇所までストラップを引っ込める。圧縮性の高い包装品をバンド掛けする場合、制御系は、シールヘッド速度を変えて駆動ローラがストラップを十分に引っ張るための時間が得られるようにするのが良い。
【０００８】
本発明のバンド掛け機は又、束高さセンサ又はオペレータ入力により開始される閉ループの機械式二次引張りを採用している。シールヘッド及び送り及び引張ピンチローラの位置を追跡することにより、機械式二次引張りシーケンスをバンド掛けサイクル中の適当な時刻に開始できる。二次引張り装置は好ましくは、二次引張りカムに基づいてカム駆動され、この二次引張りカムは、共通駆動軸上のシステムの残りのカムと同軸に設けられている。制御系は、一次引張りを受けているストラップの位置、共通軸の速度又は遅さ、回転数をモニターでき、二次引張りが適当な時に加えられるようにすることができる。
本発明の上記利点及び他の利点は、当業者であれば以下の詳細な説明を読むと明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
可撓性のテープタイプの材料を取り扱う機械、特にバンド掛け機において一次引張りと二次引張りを行う装置及び方法を本明細書において詳細に説明する。以下の説明において、本発明の完全な理解が得られるよう数多くの具体的細部、例えば特定の構成要素、かかる構成要素の配置及び結合状態等を記載している。しかしながら、当業者であれば、本発明の特徴は、或る特定の細部を用いなくても、或いは他の構成要素、結合要素等を用いても実施できることは容易に理解できよう。他の場合では、本発明の内容をぼかさないようにするために周知の構造については説明をしていない。
【００１０】
図１を参照すると、バンド掛けシステム又はバンド掛け機１０が、以下の主要な構成要素、即ちディスペンサユニット１１、アキュムレータユニット１２、送り及び引張りユニット１３、トラック又は軌道ユニット１４、二次引張りユニット１５、シールヘッドユニット１６及び制御系２００を有し、これらは全てハウジング又はフレーム１０’に取り付けられている。バンド掛け機の基本動作では、ストラップをディスペンサ１１に取り付けられたストラップコイルから巻き出し、ストラップの自由端をアキュムレータ１２、送り及び引張りユニット１３、シールヘッド１６及びトラック１４中に送る。ストラップをトラック１４の周りに送ってシールヘッド１６内へ戻した後、バンド掛けサイクルの開始が可能である。バンド掛けサイクルは、以下に詳細に説明するように、シールヘッド１６の共通軸及びカムの一回転だけでバンド掛け機能を実行する一連のシールヘッドカムによって制御される。
【００１１】
システム１０の作動全体をまず最初に説明し、その後個々の構成要素について詳細に説明する。バンド掛けサイクルは、右側のグリッパ１４８（図９Ｃ）がストラップの自由端をカバースライダ１５３（図９Ｃ）に押し付けた状態に把持することで始まる。トラックガイド１３２を機械的に開放して、ストラップを主又は一次引張りシーケンスにおいて送り及び引張りモータ１２６（図５）によって包装品の周りに引きながらストラップをトラックガイド１３２（図８Ｂ）から引き出す。
この一次引張り段階を完了すると、シールヘッド１６は引き続き回転し、追加のストラップ張力が二次引張りユニット１５によって加えられる。二次引張り段階が完了すると、左側グリッパ１４９（図９Ｃ）がストラップの供給側をカバースライダ１５３に押し付けた状態に把持する。オーバーラップした状態のストラップ部分をヒーターブレード１５０によって加熱されている定盤１５２によって互いに押し付け、ストラップカッター１５４によって供給源から切り離す（全て図９Ｃに示されている）。次に、ヒーターブレードをストラップシール領域から引っ込める。シールヘッド１６は回転し続け、定盤１５２がオーバーラップ状態のストラップ部分を押さえてこれらをシールすることができるようにする。
【００１２】
シールサイクル中、シールヘッド１６を通るストラップ経路はもう一度整列し、送りシーケンスが開始できる。シールヘッド１６は回転し続けて、送りシーケンスの続行中にシールを放冷させる。バンド掛けサイクルの終りで、カバープレート１５３は開き、シールされたストラップが解除され、カバースライダが閉じ位置に戻る。ストラップの送りは、自由端がサイドシールヘッド１６に到達するまで続けられる。送りシーケンスが完了した後では、バンド掛け機は別のストラップをバンド掛けする準備ができている。
【００１３】
２つの動作モード、即ち、（１）手動及び（２）自動モードが利用できる。手動モードにより、ストラップをオペレータにより、主としてオフラインバンド掛け作業及びメンテナンス検査を行うためにストラップをバンド掛けできる。自動モードでは、バンド掛け機は、上流側の送り込み設備、例えばコンベヤと連携し、バンド掛けサイクルは、システム１０の入口側に設けられた包装品センサ（図示せず）によって開始され、この包装品センサは、包装品がシステムに送られていることを指示する上流側インターロック信号を出してバンド掛けサイクルを開始させる。
【００１４】
〔ストラップディスペンサユニット〕
図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、ディスペンサ１１は、バンド掛け作業に必要なバンド掛け材料２０から成るコイル（破線で示す）の取付け手段を構成している。バンド掛けシステム１０は好ましくは、２つのディスペンサ１１を採用しており、そのうちの１つだけが図２Ａ及び図２Ｂに示されている。ディスペンサは必須の構成要素として、着脱自在な軸方向に取り付けられた外側のサイドプレート１８を備えた軸１７、接線方向に配置されたストラップ排出スイッチ１１２、非接触式ロー（ｌｏｗ）又は残量僅少ストラップセンサ１１３、ガイドローラ１１１，１５１及び軸方向に取り付けられたディスペンサコイルブレーキ１１０を有している。軸は、軸受１９によってアキュムレータ１２に近接した状態でバンド掛けシステム１０に回転自在に取り付けられ、ストラップ排出スイッチ１１２、コイルブレーキ１１０及び非接触ローストラップセンサ１１３は、図３に示すように制御系２００の幾つかの入力のうちの１つに電気的に接続されている。制御系からコイルブレーキ１１０に送られるブレーキ解除信号に基づき、軸受１９に取り付けられたディスペンサ軸１７の回転が、電気的に操作されるブレーキによって制御され、ブレーキはストラップがバンド掛け機の要求に応じて制御系により解除される。ディスペンサブレーキ１１０は好ましくは、電気信号がない場合に働く従来型バネ作動タイプのものである。制御系は、中身の少なくなったアキュムレータ１２部分を満杯にするためにアキュムレータモータ１２２（図４Ａ）を付勢するたびにブレーキを解除する。制御系２００がアキュムレータモータ１２２を消勢すると、ディスペンサブレーキ１１０はもう一度働く。
【００１５】
バンド掛け材料２０はコア取付けコイル（図示せず）上に送られ、このコイルは、外側サイドプレート１８を取り外し、コイルをディスペンサマンドレル２４に取り付け、サイドプレート１８を元通りにすることにより軸１７にロードされる。ストラップ２０をロード又は装填するためには、バンド掛け機１０は、アキュムレータを動作させてストラップを受け入れることができるようにするロードモード（以下に説明する）の状態になければならない。ストラップコイルの固定していない端、即ち自由端を手でガイドローラ１１１の周りに通し、そしてストラップ排出スイッチ１１２に通してから第２のガイドローラ１５１の周りに通し、さらにアキュムレータの上方ガイド１１７の中へ通し、ここで回転アキュムレータローラ１１４，１１５（図４Ｂ）によって捕捉される。
【００１６】
非接触式ローストラップセンサ１１３は、コイル直径をモニターし、コイルが無くなりかけると制御系信号を出す。非接触式ローストラップセンサは、バンド掛け材料２０から反射された光を受け取るようディスペンサマンドレル２４に対して経路に沿って接線方向に位置決めされた光学変換器を採用している。しかしながら、十分な量のバンド掛け材料がディスペンサ１１から出てバンド掛け材料の直径が減少し、それにより接線方向に取り付けられている光学変換器がストラップコイル直径に対して反射光を受けることができない場合、ローストラップセンサ１１３は、制御系２００にローストラップ信号を出す。この信号を受け取ると、制御系は、ローストラップ灯（図示せず）を照明し、オペレータにローストラップ（ストラップの残量が僅少である）状態を警告する。
ストラップ排出スイッチ１１２は、２つのディスペンサ１１のうちどちらが（上方又は下方）現在使用中であるが、そしてストラップコイルが少なくなったかどうかを指示する残量僅少信号を制御系２００に出す。残量僅少信号をいったん受け取ると、制御系２００は、オペレータに警告する可聴アラームを出し、ストラップをアキュムレータユニット１２から引っ込める。しかる後、制御系２００はバンド掛け機が自動ロード準備シーケンスに入るようにする。
【００１７】
下方のディスペンサ１１のストラップが空になり、バンド掛け機１０が上述のストラップを空にするシーケンスを完了した後であると仮定すると、上方ディスペンサからのストラップコイルの固定されていない端は、下方ストラップコイルと同一の経路で（但し、ストラップ排出スイッチ１１２へのストラップの通し具合は、この場合にはガイドローラ１１１の下で行われ、上方コイルが稼働中のコイルであることを指示していることを除く）手送りされる。２つの位置スイッチは、スイッチの作動レバーが、下側コイルが可動状態にあることを指示する第１の位置にあり、そして上側のコイルが可動状態にあることを指示する第１の位置から回動自在に変位した第２の位置にあるときに第１の信号を制御系２００に出す。ストラップを２つの位置の一方に通すことにより、ストラップ排出スイッチ１１２の作動レバーは、第１又は第２の位置に回動自在に位置して、適当な信号を制御系２００に出す。かかる２つのコイルシステムにより、オペレータはバンド掛け機が引続き作動している間に、空になった下側コイルを交換することができる。
【００１８】
〔ストラップアキュムレータユニット〕
次に、図４Ａ〜図４Ｃに示すアキュムレータ１２を参照すると、アキュムレータは、バンド掛け作業のためのストラップのリザーバ２０及び、ストラップが２つのディスペンサ１１のうち一方について空になった後に自動的にストラップをロードするために必要な機構を構成する。アキュムレータ１２は必須の構成要素として、以下の要素、即ちピンチローラ１１４を付勢するバネ１６５、モータ駆動式ローラ１１５、蓄積室窓１１６、ストラップガイド１１７，１１８、一体ストラップガイドスロット３０を備えたアキュムレータドア１１９、ストラップセンサレバー１２０及びこれら要素が固定された後方取付けプレート１１８’を有している。アキュムレータ１２は、３つの作動モード、即ち（１）ロードモード、（２）バンド掛けモード、及び（３）引込みモードを有している。
【００１９】
ロードモードでは、ストラップは、ディスペンサ１１からアキュムレータピンチローラ１１４及びモータ駆動ローラ１１５内に手送りされる。ピンチローラ１１４は、偏心軸１７４に回転自在に取り付けられており、この偏心軸はピンチローラレバー１７５の一端に取り付けられている。ピンチローラ１１４は、ピンチローラレバーの自由端に固定されているバネ１６５によって駆動ローラ１１５内へ押し込まれ又はこれに押し付けられる。ロードシーケンスを開始するため、オペレータは、ディスペンサ領域内に設けられたロード押しボタン（図示せず）を押す。制御系２００がこれに応答してロードシーケンスをいったん開始すると、制御系は、アキュムレータモータ１２２を付勢し、このアキュムレータモータは駆動ローラ１１５を回転させ、それによりストラップ２０を回転中のピンチローラ１１４及び駆動ローラ１１５によってアキュムレータ１２内へ引き込む。ストラップは、上方ストラップガイド１１７及び下方ストラップガイド１１８によってアキュムレータ１２の下方部分内へ案内され、次にアキュムレータドア１１９内に設けられたガイド３０によって送り及び引張りローラ１３の部分内へ案内される。
【００２０】
ロードシーケンス中、制御系２００は、ドア閉鎖信号をアキュムレータドアソレノイド１２１に送り、それにより、アキュムレータドア１１９を閉鎖状態に保っている端にフックが設けられたレバー１１９’を引っ込める。アキュムレータドア１１９を閉鎖状態に保持することにより、ストラップ２０は、アキュムレータドア１１９内のガイドストック３０に封じ込められ、送り及び引張りローラ１２７、１２９（図５Ｂ）内へ案内される。ストラップを送り及び引張りローラ１２７，１２９中へ送って送り管１６９（図５Ａ）内へ送り込んだ後、制御系２００及びストラップセンサレバー１６８に結合されているストラップセンサ１６６（図５Ｂ）は、ストラップセンサレバーの運動を検出する。送り管１６９に設けられているストラップセンサレバー１６８は、ストラップが送り及び引張りローラ１２７，１２９を越えて送られると、制御系２００に、機械がバンド掛けモードに入ることができることを指示するストラップ検出信号を出す。図５Ａ〜図５Ｃと関連して以下に説明するように、ストラップセンサレバーは好ましくは、ストラップセンサの周りに回動自在に枢着されていて、レバーの自由端が送り管を通って移動するストラップによって回動自在に変位するようになっている。これに応答して、好ましくは誘導性近接センサであるストラップセンサが、ストラップ検出信号を制御系に出力し、それによりストラップがアキュムレータ１２及び送り及び引張りユニット１３中へ正しく送られたことを指示する。
【００２１】
バンド掛けモードでは、制御系２００は、アキュムレータドアソレノイド１２１を解除し、それによりバネ押しアキュムレータドア１１９が引っ込むことができ、かくしてストラップはドアのガイドスロット３０から出て、窓１１６、後方取付けプレート１１８’の左側部分及びこれらの間に配置されたスペーサ１１６’によって形成される主アキュムレータ室１１６”内へ入ることができる。窓１１６及びドア１１９は、オペレータがアキュムレータユニット１２内のストラップ２０（図４Ｃには示さず）を見ることができるよう透明である。制御系は、アキュムレータモータ１２２に信号を出して動作しつづけるようにし、それによりアキュムレータ室１１６”をストラップで満杯にし、ついには回動自在に取り付けられているストラップセンサレバー１２０を休止位置から満杯位置に押しさげる下向きの重み力を生じさせるのに十分な量のストラップが存在するようにする。ストラップセンサレバー１２０を一杯まで押し下げた後、アキュムレータバックプレートに取り付けられたホール効果センサ１２３が、ワンド１２０の基端部に取り付けられた磁石１２４を検出する。ホール効果センサ１２３は、制御系２００に結合されていて、アキュムレータ室１１６”が満杯になったことを指示する。ストラップ満杯信号を制御系２００に出す。アキュムレータ室１１６”が満杯になった後、制御系２００は、アキュムレータモータ１２２に消勢信号を出し、するとバンド掛け機１０は、送り及び引張りユニットと関連して以下に説明する自動送りシーケンスの準備ができている。
【００２２】
引込みモードは、自動的に制御され、これを用いて先に少なくなったストラップ２０の一片をバンド掛け機１０から取り除き、それによりバンド掛け機に容易にロードできるようにする。ディスペンサ１１に設けられたストラップ排出スイッチ１１２（図２）が空になったコイルを検出して適当なストラップ排出信号を制御系２００に送ったあと、制御系は、アキュムレータモータ１２２を停止させる。次に、ストラップをアキュムレータ室１１６”から供給し、ついにはホール効果センサ１２３が磁石１２４を検出できず、アキュムレータ室１１６”が満杯ではないことを指示するようになる。ストラップ排出スイッチ１１２からのストラップ排出信号と同時に、ホール効果センサ１２３からの非満杯信号に応答して、制御系２００は、逆の信号をアキュムレータモータ１２２及び張力ユニットモータ１２６（以下に説明する）に出し、このモータ１２６はアキュムレータ１２内の残りのストラップをバンド掛け機から送り出す。この時点において、制御系２００はバンド掛け機１０をロードモードに戻し、先にロードされたコイルからのストラップがストラップ排出スイッチ１１２を通してアキュムレータローラ１１４，１１５内を通すことができ、かくして別のロードシーケンスを開始する。
【００２３】
〔送り及び引張りユニット〕
次に、図５Ａ〜図５Ｃを参照すると、送り及び引張りユニット１３が、ストラップをトラック１４の周りに送るための手段を構成すると共に引張りシーケンス中、一次引張りを行う。送り及び引張りユニット１３は、誘導性近接センサ１３０を備えたソレノイド装荷式ピンチローラ１２９に被動ローラ１２７を押し付けるブラシレスＤＣサーボモータ１２６を有している。ストラップ２０を受け入れる送り管１６９が、上述のようにストラップセンサ１６６を備えている。サーボモータ１２６は、ディジタルエンコーダ１７９を備え、このディジタルエンコーダ１７９は、閉鎖ループ制御信号を制御系２００に出して駆動ローラ１２７の位置、速度及び加速度をモニターする。
【００２４】
ピンチローラ１２９は、第１の端部がソレノイドに結合されると共に自由端が偏心軸１６０に結合されたピンチレバー１６７を用いてソレノイド１２８によって選択的にロードされる。ピンチローラは、偏心軸の自由端に回転自在に取り付けられていて、制御系２００が付勢信号をソレノイド１２８に出すと、ソレノイドがピンチレバー１６７を回動させてピンチローラ１２９を駆動ローラに押し付けるようになっている。図３に示すように、ソレノイドは、可変力をピンチローラ１２９に与え、かくして可変ピンチ力をストラップ２０に及ぼして本明細書で説明する種々の操作モードが行えるようにするパルス幅変調（ＰＷＭ）回路によって制御される。
直角位相（quadrature）追跡信号を制御系２００に出すために誘導性近接センサ１３０が用いられ、制御系２００は、駆動ローラの回転に対するストラップの位置及び応答性をモニターする。追跡信号は、制御系が送り及び引張りエンコーダ１７９からの信号と後述するような近接センサ１３０の情報とを比較できるようにすることにより、閉鎖ループ引張り制御を可能にする。近接センサ１３０及びディジタルエンコーダ１７９は好ましくは、従来型直角位相符号化法を採用し、それぞれセンサの対を用いて駆動ローラ及びピンチローラの回転の大きさと方向の両方を制御系２００によって検出できるようにする。隣接センサ１３０が、ピンチローラ１２９の縁部の周りに配置された複数の半径方向に設けられた穴の回転によって引き起こされる可変磁束を検出する誘導エンコーダであるが、当業者に知られている他の符号化法、例えば、光学符号化法、ブラシ付き又はブラシレス電気符号化法を使用できる。
【００２５】
送り及び引張りユニット１３は、３つの操作モード、即ち（１）ロードモード、（２）一次引張りモード、（３）送りモードを有している。ロードモードの間、ストラップはアキュムレータローラ１１４，１１５によって送り及び引張りローラ１２７，１２９内に送り込まれ、ここでストラップはピックアップされて、送り管１６９内に設けられているストラップセンサレバー１６８まで駆動される。ストラップがストラップセンサレバー１６８に達した後、センサレバーはストラップによって回動自在に変位され、それによりストラップセンサ１６６はストラップ検出信号を制御系２００に出す。これに応答して、制御系２００は送りシーケンスを停止させ、アキュムレータソレノイド１２１を消勢し、このアキュムレータソレノイドはアキュムレータドア１１９を解除して、アキュムレータ室１１６”がストラップで満たすことができるようにする（図４Ｂ）。ロードシーケンスの間、制御系２００は、ストラップをゆっくりとレバー１６８まで進め、そしてセンサ１６６が最初に作動してストラップ検出信号を制御ユニット２００に送った時に静止させることにより送り及び引張りモータ１２６のゼロ点を定める。まず最初にレバー１６８を変位させてストラップ検出センサ１６６がまず最初にストラップ検出信号制御系に出すと、制御系は、駆動ローラとピンチローラとの将来的な滑りにもかかわらず、ストラップの位置を正確に決定するのに用いられるゼロ点を定める。センサ１６６の初期の作動を検出することは、各再試行又はロードシーケンスの際にのみ行われる。
【００２６】
ストラップ２０がアキュムレータ室１１６”を満たし、ホール効果センサ１２３がストラップ満杯信号を制御系２００に出した後、制御系は高速フォワード又は正方向信号を送り及び引張りモータ１２６に送り、このモータはストラップを送り管１６９中へ迅速に送り進める。この時間の間、制御系２００は、軽い力をピンチローラソレノイド１２８に与えて送り及び引張りローラ１２７，１２９相互間に軽い力を維持し、他方、制御系はローラをモニターして両方のローラが同一の表面速度で回転しているかどうかを確かめる。これにより、もしストラップ２０が送りを完了していなければ、ストラップは送り及び引張りローラ１２７，１２９によって損傷を受けず、その後に送りシーケンスを終了させることができる。もし制御系２００が、ディジタルエンコーダ１７９と誘導性近接センサ１３０との速度差を検出すれば、送りシーケンスを即座に終了させ、制御系は別のホーミング（homing）シーケンスを開始させ、別のゼロ点を定める。ホーミングシーケンスの完了後、別の送りシーケンスを試みる。このホーミングシーケンス及び送りシーケンスを制御系による決定に応じて数回繰り返すのがよい。もし制御系がホーミングシーケンス及び送りシーケンスを所定回数繰り返しても成功しなければ、制御系はエラー信号をオペレータに送り、オペレータは手動でストラップを送るか、或いは機械の問題が何であるかを突き止めて是正する必要がある。制御系２００が送りシーケンスを首尾よく完了すると、バンド掛け機は通常のバンド掛け操作の準備ができている。
【００２７】
通常のバンド掛け作業の一次引張りモードでは、ストラップを上述した手動モード又は自動モードのいずれかで包装品にバンド掛けすることができる。２つの引張りシーケンス、即ち（１）ループサイズ制御モード及び（２）引張りモードを一次引張りモードで利用できる。これらのモードは、バンド掛け機の上流側に位置していて、高さ信号制御系２００に与える包装品高さセンサ（図示せず）によって自動的に選択できる。変形例として、これらモードは、オペレータによるバンド掛け機のタッチスクリーンコントロールパネル（図示せず）から選択される。バンド掛け機１０はまた、２つのモードの組合せを採用できる。制御系２００は、シールヘッド１６（図９Ｃ）を回転させ、ストラップの固定されていない端部を把持する右側のグリッパ１４８に係合することにより、一次引張りモードを開始する。シールヘッド１６が回転し続けると、トラックガイド１３２（図８Ｃ）が開き、ストラップはトラックガイドから解除され、引張りシーケンスが始まる。引張りシーケンス中、ストラップは、後述するように包装品の回りに迅速に引き下げられる。
【００２８】
ループサイズ制御モードでは、制御系２００は、ストラップ２０を、送り及び引張りエンコーダ１７９及び／又は近接センサ１３０からのパルス信号をモニターすることにより、所定のループサイズに引き下げる。制御系が、近接センサ１３０からの所定のパルス数に達すると、制御系は、送り及び引張りモータ１２６を制御された停止状態まで減速させる。しかしながら、制御系２００により、シールヘッド１６は回転し続け、送り及び引張りモータ１２６はその位置を保ちつづけ、ついには、シールヘッド１６内の左側のグリッパ１４９が、左側のグリッパカム及びフォロア（以下に説明する）の位置に応じて引っ張られているストラップ端部を固定するようになる。
【００２９】
引張りモードでは、ストラップ２０は、モータ駆動ローラ１２７がストラップの表面上を滑り始めるまで、束又は包装品周りに強く引っ張られる。逆に、ピンチローラ１２９は、ストラップとの接触を保持し、これはストラップの位置及び速度の指示手段である。制御系２００は、送り及び引張りエンコーダ信号とピンチローラの近接センサの信号の差からこの滑りを検出する。制御系が信号相互間の所定の設定値又は目標値の差を検出した後、制御系は送り及び引張りモータ１２６を減速させると共にＰＷＭ回路を介してピンチソレノイド１２８の力を増大させる。これに応答して、送り及び引張りモータ１２６はゆっくりとした速度でストラップを所定の力まで引っ張り続け、送り及び引張りモータ１２６はストラップに加わる張力を維持する。もしハイテンションモードを選択した場合、大きな張力のユニット又は二次引張りユニット１５が、シール操作が行われる前に以下に説明するようにストラップに最終的な張力を及ぼすであろう。左側のストラップの端部を固定した後、切断及びシール作業の前にストラップの張力を解除してストラップが切断作業中に裂けないようにする。シールヘッド１６は、以下に説明するように引張りシーケンス全体及びこれから切断及びシールシーケンスに入るまで回転しつづける。
【００３０】
ストラップ切断／シールシーケンスが開始した後に起こる送りモードの間、送り及び引張りモータ１２６は、シール作業全体を通じて続行する送りシーケンスを開始させる。シールヘッドの回転の終りに、シールヘッドカバースライダ１５３が引っ込み、ストラップを包装品上に解放し、そのもとの閉鎖位置に戻る。
シーリングサイクル中、制御系２００は、ストラップをトラック１４の周りに送り続け、そしてついにはストラップは第２のパスの際にシールヘッド１６に入り、シール定盤１５２（図９Ｃ）をちょうど越えたところに止まるようになる。制御系２００は、送りモードで小出しされたストラップの長さを、エンコーダ１７９からの信号をモニターすることによってモニターする。所定の数のエンコーダパルスを制御系が受け取った後、送り及び引張りモータ１２６は、減速されて適当な場所で停止される。送りシーケンスが終了すると、ストラップのバンド掛けサイクルが完了し、バンド掛け機は、別のスナップをバンド掛けする準備ができている。
【００３１】
図１３は、時間及びエンコーダパルスと、図５Ａの送り及び引張りユニットの送り及び張力モータ及びピンチローラ並びに図９Ａのシールヘッドの毎分の回転数の例示のプロットを示している。シールヘッドの曲線を参照すると、シールヘッドは回転を開始し、その毎分の回転数と時間が増大するにつれて加速し、ついにはシールヘッドは一定速度となり、その後減速するようになる。シールヘッドの最初の加速中、送り及び引張りモータ１２６及びピンチローラ１２９は迅速に、毎分約４０００回転のピーク速度まで加速する。約２１０ミリ秒（約４８０００エンコーダパルス）の時点で、送り及び引張りモータ１２６は、ストラップに対して滑りを生じる。図１３の例示の曲線の条件では、小径トラックユニット１４が、ストラップを小さな束の周りに巻き付けるために採用される。その結果、バンド掛け機１０は、主としてループサイズ制御モードで動作する。したがって、送り及び引張りモータ１２６はこの時点では減速される。約６５ミリ秒後に、送り及び引張りモータ１２６は停止する。変形例として、より大きな直径サイズのトラックを用いると共により大きな束等を用いた場合にバンド掛け機１０をより遅いバンド掛け速度で動作させると、制御系２００は、ストラップの滑りが最初に検出された時に（約２１０ミリ秒）送り及び引張りモータ１２６の減速を開始させることができる。約５０４ミリ秒の時点で、制御系２００は送り及び引張りモータ１２６及びピンチローラ１２９を再び付勢して、次にバンド掛け作業を行うようトラックユニット１４へのストラップの送りを始め、その際、シールヘッドはめそのときのバンド掛け作業を完了し、減速中にある。
【００３２】
〔トラックユニット〕
図８Ａ〜図８Ｃを参照すると、トラック１４は、トラックガイド１３２を有し、このトラックガイドは、シールヘッド１６を通る第１のパスで始まり、第２のパスでシールヘッド１６で再び終わる大きなループを形成するようストラップ２０を案内するスロット１３２’を有している。トラックガイド１３２は、次のバンド掛けサイクルが始まるまでストラップを保持する。トラックの必須の構成要素として、（１）スロット１３２’が好ましくは低摩擦材料で作られているストラップガイド１３２、（２）一体の線形軸受組立体１３３’を備えたトラック支持ブロック１３３、（３）トラック開放リンク機構１３４、（４）トラックカバー１３５及び４本のカバーが取り付けられたストラップ抜取り又はストリッパーピン１３６を有する。
【００３３】
トラックガイド１３２は下端部がトラック支持ブロック１３３に固定され、このブロックは、軸受組立体１３３’によってカバー１３５に対して摺動自在に移動できるようになっている。トラック開放リンク機構１３４は、トラック支持ブロック１３３の下面に固定されると共に、トラックカム１３１（図９Ｃ）に作動自在に結合されていて、トラックカムが移動すると、リンク機構、トラック支持ブロック及びトラックガイドは、カバー１３５に対して横方向に変位するようになっている。
４本の抜取りピン１３６は、トラックピン支持組立体１３６’によってトラックガイド１３２の側から、４つの対向した箇所の周囲のところでトラックカバー１３５に固定されている。トラックピン支持組立体１３６’は、トラックピン１３６をトラックガイドに設けられた穴の中に保持し、それにより、トラックガイドがトラックカバーに当接する場合の第１の位置では、ピンはトラックガイド内に部分的に延びるに過ぎない（図８Ａに示す）。しかしながら、トラックガイドがトラックカバーから横方向に変位したときの第２の位置では、ピンはこれらの穴の中に位置した状態でこれを貫通してスロット１３２’内へ延び、ストラップ２０をスロットから押し出す。
【００３４】
バンド掛けサイクル中、シールヘッド１６内のトラックカム１３１（図９Ｃ）がトラック開放リンク機構１３４を作動させてトラックガイド１３２をトラックカバー１３５に対して横方向に変位させ、それと同時にストラップをトラックカバーに取り付けられている抜取りピン１３６によってトラックガイド１３２から抜き取る。トラックガイド１３２は新たなトラップ送りシーケンスを行うために、再び閉じてシールサイクルが開始するまで、トラックカバーから横方向に変位した状態、即ち「開き」状態のままになる。トラックガイド１３２は、新たなバンド掛けサイクルが始まるまで、サイクルの残り全体を通じて閉じ状態のままである。
【００３５】
トラックブロック１３３のうち１つの頂部に取り付けられたガイドトラック１３４’は、各送りシーケンスの際におけるストラップ２０の自由端の導入を容易にするよう送り及び引張りユニット１３からトラックガイド１３２の導入箇所に至るテーパスロットを構成する。ブラシユニット１３５’が、トラックカバー１３５に取り付けられていて、このブラシユニットは、トラックガイドの内部に隣接すると共にこの中に位置した状態でトラックガイド１３２の２つの垂直方向側部のうち一方に平行に延びる複数の剛毛からなる細長いブラシを有する。トラックガイド１３２が開くと、ストラップは物品の周りに引き下げられる前の少しの間、ブラシの外縁部に当たっている。その結果、ブラシ及びブラシユニット１３５’は、ストラップが最初に物品の周りに引かれている間、これが捩じれることはないようにする。
【００３６】
〔二次（高）引張りユニット〕
図６Ａ〜図６Ｃを参照すると、二次引張りユニット１５は、一次引張りシーケンスを完了した後、最終的なストラップの引張りを行う。二次引張りは、すべての包装品について必要であるというわけでなく、二次引張りユニット１５は、制御系２００がこれを使用不能にするための手段を備えている。二次引張りユニット１５は必須の構成要素として、（１）シールヘッド主軸に取り付けられたテンションカム１３７、（２）カム駆動式テンションアーム１３８、（３）バネ作動式テンションローラ１３９、（４）ストラップグリッパ１４０、（５）可調ストラップ張力を生じさせる圧力調整式空気シリンダ１９０を有している。以下に説明するように、テンションカム１３７は、シールヘッドの主軸に取り付けられ（図９Ｃ）、テンションアームに取り付けられたカムフォロアローラ１３７’によってテンションアーム１３８の回動運動を制御する。バンド掛け機１０のハウジングフレームに固定されたピボット組立体１３８が、テンションアーム１３８を回動自在に保持する。
【００３７】
テンションローラ１３９は、上方に延びるローラスライダ１３９’によって回転自在に受け入れられ、このローラスライダは、テンションアーム１３８の自由端に結合された自由端を有している。一連のプレートに回動自在に取り付けられた横方向には移動しないローラ１３９”が、この下にストラップ２０を受け取り、ここでストラップは丸いガイドブロック１３９”’の下を通る前にローラ１３９上でループ状となる。ハンマ状のレバー１４６’が第１の端部のところで回動自在に取り付けられている。レバー１４６’の自由端又は「ヘッド」側の端部は、下方にばね押しされて、テンションローラ１３９の上面に当たり、それにより、ストラップの最初のロード中、二次引張りユニット１５を通るストラップ２０の自由端を案内しやすくしている。バンド掛け作業中、レバー１４６’は、ストラップの上面に当たり、ストラップのループを二次引張りユニット１５内で押し下げ、それによりストラップの運動を垂直方向に制限する。グリッパリンク機構１４０’が、ストラップグリッパ１４０の一端を回動自在に受け取り、それによりグリッパリンク機構１４０’は、その自由端がＬ字形ブロック１９５に回動自在に結合されている。グリッパアクチュエータリンク機構１４４が、第１の端部がバンド掛け機１０のフレーム又はアキュムレータユニット１２の安定性のある部分に回動自在に結合された作動アーム１４４’を有している。作動アーム１４４’の自由端は、グリッパリンク機構１４０’に結合され、上向きの作動力をグリッパリンク機構に及ぼしており、これについては以下に説明する。
【００３８】
テンションアーム１３８のホームポジション（図７Ｃ）では、テンションアーム１３８は下方に変位され、それにより、空気圧シリンダ１９０のシリンダロッド１９３に結合されているハンマー状のシリンダアイ１９１を下方に変位させる。テンションアーム１３９の下面は、シリンダアイ１９１の上面１９１’に当たっている。Ｌ字形ブラケット１９４が、シリンダアイ１９１の側部に調節自在に結合されており、Ｌ字形ブラケットの自由端は、Ｌ字形ブロック１９５の上面にフック掛けされた状態でこれで支持されている。その結果、テンションアームがシリンダアイ１９１を下方に変位させると、Ｌ字形ブロック１９５、グリッパリンク装置１４０’及びグリッパ１４０は、これと同様に下方に変位される。しかしながら、ハイテンションポジション（図７Ａ）では、バネ１４６が、テンションアーム１３８を上方に変位させ、したがってテンションアームはシリンダアイ１９１の上面１９１’に当たらないようになる。その結果、グリッパリンク機構１４０’及びグリッパ１４０は、上方に変位され、グリッパ１４０を上方に移動させてストラップ及び案内ブロック１３９”’に押し付ける。ガイドブロック１３９”’の下面は、歯又は他の表面変形部を有するのがよく、したがってガイドブロック１３９”’はストラップグリッパ１４０の歯と共に、これらの間にストラップを固定するようになっている。
【００３９】
グリッパ１４０はグリッパリンク機構１４０’に回動自在に取り付けられていて、グリッパの歯は、ガイドブロック１３９”’の下面の歯と平行なままでこれと噛み合い、それにより適正な把持作用を確保している。グリッパアクチュエータリンク機構１４４とバンド掛け機１０の固定部分との間に結合された１又は２以上のグリッパバネ１４５が、作動アーム１４４’及びグリッパリンク機構１４０’に上向きのバネ力を及ぼし、それによりバネ力はストラップグリッパによって供給される力の大きさを制御する。その結果、ストラップは大きな張力を加える前に、ガイドブロック１３９”とストラップグリッパ１４０との間で確実に係止される。
【００４０】
動作原理を説明すると、一次引張りシーケンスの完了後、シールヘッド１６は、テンションカム１３７がテンションアーム１３８を作動していると引き続き回転する。二次引張りを実行可能にした状態で、ストラップグリッパ１４０は、テンションアーム１３８の運動中、ストラップ２０をガイドブロック１３９’”の下面に押し当てた状態に固定し、それにより何本ものストラップがアキュムレータ１２から引き出されないようにする。テンションアーム１３８がそのホームポジション（図７Ｃ）からハイテンションポジション（図７Ａ）までその行程を動くと、空気圧シリンダ１９０が解除されて上向きの力を出し、それによりローラ１３９がストラップを空気圧シリンダが出せる力に合わせて引っ張ることができるようにする。制御系２００は、空気圧シリンダ１９０によって供給される力の大きさを制御できる。空気圧シリンダ１９０は、バネを用いる後述の変形実施形態とは異なり、大きな力を出し且つ一定の力を出すことができる。
【００４１】
空気圧シリンダ１９０は、制御系２００に電気的に結合された電気作動制御弁を含んでいる。この制御弁は、好ましくは、２位置弁であり、それにより、制御系２００からの第１信号（例えば、電源入力即ち付勢信号）により、シリンダロッド１９３を空気圧シリンダから外方に延ばし、第２の（抑制）信号（例えば、電源切断即ち消勢信号）に応答して、シリンダロッドを引っ込める。制御系２００の抑制信号を空気圧シリンダ１９０に送ると、制御弁が作動し、空気圧シリンダ１９０は、作動アーム１４４’を下方に引く。空気圧シリンダ１９０の力設定箇所も、バンド掛けされる特定の製品のためにオペレータによって調整可能である。シリンダ出力を制御するための空気圧レギュレータ(図示せず)が、バンド掛け機１０に設けられており、空気圧レギュレータは、可変の二次ストラップテンションを提供するために手動調整可能である。変形例として、空気圧レギュレータは、制御系２００に電気的に結合され、制御系２００が引張り力を調整するように、制御系２００によって制御されても良い。全体的に見れば、空気圧シリンダ１９０は、各バンド掛けサイクル中、一定力のスプリングのように作動する。空気圧シリンダは、バンド掛け機１０のベースフレームにクレビスで取付けられており且つシリンダロッド１９３にユニットとして取付けられるシリンダアイ１９１のアイ部及びシリンダアイに固着されたスフェリカルベアリング１９２を介してローラスライダ１３９’に枢動的に取付けられている。
テンションアーム１３８は、テンションカム１３７によって作動され、各サイクルにおいて、全ストローク移動する。バンド掛け機１０のその他のカム作動部材と同じように、テンションアーム１３８は、制御されていないいかなるバネ作動の下でもスナップ的に戻らない。テンションカム１３７との接触は、付与されるストラップの張力にかかわらず、テンションアーム１３８とバンド掛け機１０又は送り及び引張りユニット１３上の固着箇所との間に連結されているテンションアーム戻りスプリング１４６によって維持される。図１１のカム調時ダイヤグラムに示すように、テンションアーム１３８が全ストローク移動した後、シリンダロッド１９３は、完全に延びた位置で短い時間留まり（図７Ａ）、ストラップのテンションを解放する前に、左側グリッパ１４９（図９Ｃ）がストラップ２０を固着することを可能にする。シールヘッド１６は、回転し続け、テンションアーム１３８はそのホームポジションに戻り、ストラップの張力を、後述するように切断作業に先立って解除する。
【００４２】
図６Ｄ〜図６Ｆ及び図７Ｄ〜図７Ｆに示す空気圧シリンダ１９０の変形実施形態では、バネ押し二次引張りユニット及び電気制御式抑止システムを採用してもよい。変形実施形態は、上述の実施形態と実質的に同じであり、作動又は構成における顕著な相違点のみを詳細に説明する。例えば、グリッパホルダ１４０”は、グリッパリンク機構１４０’の一端に回動自在に受け入れられ、グリッパホルダはこの中にストラップグリッパ１４０を受け入れている。テンションアーム１３８のホームポジション（図７Ｆ）では、テンションアームは下方に変位され、それにより、自由端がテンションアームに回動自在に結合されている作動アーム１４４’を同様に下方に変位させる。しかしながら、ハイテンションポジション（図７Ｄ）では、テンションアーム１３８、作動アーム１４４’、グリッパ１４０、グリッパホルダ１４０”及びグリッパリンク機構１４０’は上方に変位され、それによりグリッパ軸の第１の端部がガイドブロック１３９”’の下面に当たった状態で摺動して下方に回動し、それによりストラップグリッパ１４０をストラップ及び案内ブロックの下面に上方に押し付ける。グリッパバネ１４５が、固定フレーム部材１４５’と作動アーム１４４’との間に結合されている。
【００４３】
バネ１４２の力設定値は、バンド掛けされるべき特定の物品に応じてオペレータによる機械的な調節が可能である。テンション調節リンク機構１７３を動作させる調整ノブ１７２が、容易に接近できるようバンド掛け機の外部に設けられている。ピボット組立体１８２が、テンションバネ１４２の第１の端部を受け入れると共に、テンションアーム１３８の自由端のところで回動自在に保持されている。軸又はボルト１８３が、テンションバネ１４２の自由端を貫通し、バネとボルトの両方はバネ管１４２’内に配置されている。ボルト１８３の端は、回動自在に固定された張力調整アーム１８０の上方の第１の端部に当たっている。ロッド１８１の第１の端部が、リンク機構１８１’を介してローラ１８０’に結合されている。ローラ１８０’は、ボルト１８３及び調整アームの回動箇所と反対側の調整アーム１８０の上縁部で支持されている。ロッド１８１の自由端は、テンションノブ１７２を回すことにより選択的に手動で位置調整可能であり、それによりロッド１８１の自由端に結合されているネジ付きリンク機構１７２’を駆動する。オペレータがノブ１７２を回すと、ネジ付きリンク機構１７２’（その一部は、バンド掛け機１０のフレームに結合されている）が同様に回転してロッド１８１を回動させると共にローラ１８０’をハイテンションポジション又は大きな力の位置（図６Ｆに示す）からピボット箇所に近いローテンションポジションまで移動させる。
【００４４】
抑止ソレノイド１４１が、ピボット式リンク機構１４３’を介して抑止レバー１４３の自由端に結合されている。抑止レバー１４３の自由端は、グリッパアクチュエータリンク機構１４４の作動アーム１４４’の上面に当たっている。その結果、制御系２００が抑止信号をソレノイド１４１に送ると、それにより、テンションアーム１３８の運動にもかかわらず、抑止レバー１４３が回動してアーム１４４’を下方に変位させ、それによりグリッパリンク機構１４０’及びストラップグリッパ１４０が上方に移動してストラップに当たることがないようにする。
【００４５】
二次引張りは、二次テンションユニット１５によって生じるストラップの大きな張力がバンド掛けされるべき包装品を損なう場合には抑止される場合が多い。このモードはオペレータ用タッチスクリーンを介して手動で又は包装品の高さ検出器によって自動的かのいずれかで選択される。自動モードでは、制御系２００は、所与の包装品についての高さ信号と閾値を互いに比較することができ、もし高さ信号が閾値よりも小さければ、制御系は抑止信号を空気圧シリンダ１９０又はソレノイド１４１に送る。上述のように、二次引張りは、抑止信号によって使用不能にされる。この使用不能モードでは、テンションアーム１３８は、その通常の経路を動くが、テンションユニットストラップグリッパ１４０は、グリッパリンク機構１４０を下方に引っ張ることにより使用不能になる。図７Ｂに示すように、第１の実施形態の空気圧シリンダ１９０は、シリンダロッド１９３を引っ込めてシリンダアイ１９１、Ｌ字形ブラケット１９４及びＬ字形ブロック１９５を下方に引張って、グリッパリンク機構１４０’が上向きの力をストラップグリッパ１４０に及ぼさないようにする。
【００４６】
変形実施形態の作動も同様である。図７Ｅに示すように、ソレノイド１４１は、抑止レバー１４３を作動させ、それにより、テンションアーム１３８に回動自在に取り付けられている作動アーム１４４が、上向きの力をストラップグリッパ１４０に及ぼすことがないようにする。制御系２００が抑止信号をソレノイド１４１に送ると、ソレノイドは抑止レバー１４３を下方に回動させてアーム１４４が上方に動くことがないようにし、それによりストラップグリッパ１４０を作動不能にする。
【００４７】
いずれの実施形態でも、テンションアーム１３８は、カム１４７がハイテンションポジションまで回転すると、空気圧シリンダ１９０又はバネ１４２の圧縮力及びバネ１４６の引張り力を受けて依然として上方に動く。その結果、ローラレバー１３９’及びかくしてローラ１３９は、テンションアーム１３８が同様に上方に回動すると依然として上方に動く。テンションローラが上方に移動すると、テンションローラ１３９によって引き取られたストラップの短い部分は、アキュムレータ１２から（包装品の周りからではなく）引き出される。その結果、二次テンションアーム１３８の運動は、包装品の周りのストラップの張力に何の影響も及ぼさない。送りサイクルが始まると、二次テンションローラ１３９によって残されたストラップの短い部分は容易に引き出され、次のバンド掛けサイクルのためにトラックガイド１３２の周りに送られるストラップの一部となる。
【００４８】
〔シールヘッドユニット〕
図９Ａ〜図９Ｃを参照すると、シールヘッド１６は、バンド掛けサイクル中に切断及びシール作業を実行する。シールヘッド１６は、主駆動減速機１７６及び駆動ベルト１７７を介してシールヘッド主軸１２５（図１０）を回転させるブラシレスＤＣサーボモータ１４７を採用している。主軸１２５及びかくしてシールヘッド１６の種々のカムの回転は、主駆動ディジタルエンコーダ１７８、ホームポジション近接スイッチ１７０及び近接スイッチピックアップ１７１によって制御系２００によりモニターされ、これらは全て制御系に電気的に結合されている。このエンコーダ１７８及び近接スイッチ１７０の情報は、制御系によってモニターされて後述するように閉ループシールヘッドの制御を可能にする。シールヘッドは必須の構成要素として、（１）主軸に取り付けられたカム、（２）右側及び左側のグリッパ１４８，１４９、（３）ヒータブレード１５０、（４）定盤１５２及び（５）カバースライダ１５３を有している。
【００４９】
シールヘッドのカムは、相対的なカム位置を維持するようにするために主軸にキー止めされている。主軸又はシールヘッド１６が回転すると、カムは動作して、ストラップシール作業と関連した種々の機構を位置決めする。図１１のカムタイムシャートは、後述する種々のカムの位置及びこれらによって結果的に生じるグリッパ、ヒータブレード及びシールヘッド１６の他の構成要素の作動状態を示している。
右側グリッパ１４８及び左側のグリッパ１４９は、一連の歯（図９Ａに示す）を備え、右側のグリッパカム１５７及び左側のグリッパカム１５８によってそれぞれ動作される。右側グリッパ１４８及び左側グリッパ１４９は、切断及びシール作業中ストラップ２０を固定する。加うるに、右側グリッパ１４８は、一次及び二次引張りシーケンス中、ストラップの自由端を固定するのに用いられる。
ヒータカム１５６が、ヒータブレード１５０を作動させ、この場合ブレードはオーバーラップ状態のストラップ部分の表面を溶融させるのに用いられ、それによりシールが形成されることになる。制御系２００は、バンド掛け機の電力がオン状態の時に付勢される定電圧高電流ＰＷＭ回路２１６（図３）によってヒータブレード温度を制御する。制御系２００は、本明細書で説明するようにＰＷＭ回路２１６に送られるパルスの周波数又は長さを調整することによりヒータブレードの温度を調節する。
一体形ストラップカッタ１５４を備えた定盤１５２が、ストラップの自由端を供給源から切断すると共に、ヒータブレード１５０によって溶融状態にあるストラップ端部を互いに押し付けてシールを形成するのに用いられる。カバースライダ１５３は、シール作業中定盤１５２があたる表面となっている。シールヘッドの全体的作動に関するこれ以上の詳細については、米国特許第４，１２０，２３９号に見出だすことができる。なお、かかる米国特許の内容を本明細書の一部を形成するものとして引用する。
【００５０】
動作原理を説明すると、まず最初にシールヘッドを回転させると、右側のグリッパカム１５７及び右側のグリッパフォロア１６１により、右側のグリッパ１４８が上方に摺動して、右側のグリッパのグリッパ歯がストラップの自由端に係合してこれをカバースライダ１５３の下面に設けられた対応関係にある歯（図示せず）にしっかりと当接保持するようになる。シールヘッド主軸１２５は、回転し続け、ストラップトラックガイド１３２を開放する。トラックガイド１３２が開放すると、ストラップは各トラックのコーナに位置した抜取りピン１３６によってトラックガイド１３２から抜き取られる。トラックが開放されている間、スライダカム１５９が内側のスライダ１５５を引っ込めて、定盤１５２及び左側のグリッパ１４９をシールヘッド１６の前から遠ざける。内側スライダ１５５の引っ込み中、定盤及び左側のグリッパカム１６４，１５８により、定盤１５２及び左側のグリッパ１４９（左側のグリッパフォロア１４９’によって）は、上方ストラップ部分及び下方ストラップ部分の両方のレベルよりも下に下降する。ストラップの自由端が右側のグリッパ１４８によって依然として保持されると共にストラップのループは今やトラックガイド１３２から自由になった状態で、一次引張りシーケンス（上述した）が始まる。シールヘッド主軸１２５は回転し続け、そして一次引張りシーケンスが完了した後、テンションカム１３７はそのハイテンションポジションまで回転し、二次引張りシーケンスが上述したように開始する。
【００５１】
二次引張りシーケンスの完了後、シールヘッド１６は回転を続け、ヒータカム１５６は、ヒータブレード１５０を作動させてブレードを上方ストラップ部分と下方ストラップ部分との間に挿入する。この時間の間、スライダカム１５９は内側のスライダ１５５を再びシールヘッド１６の前部に移動させ、定盤１５６及び左側グリッパ１４９を、シールシーケンスの準備のためにストラップ部分の下に配置する。次に左側グリッパカム１５６を、左側ギリッパフォロア１５９’を介して左側グリッパ１４９をその上昇位置まで作動させ、ストラップループの左側の端部を把持する。ストラップを左側グリッパ１４８及び右側グリッパ１４９で固定した後、定盤カム１６４が定盤１５２をその上昇加熱位置まで作動させて、オーバーラップ状態のストラップ部分をヒータブレード１５０内へ押し込んで加熱サイクルを行う。
加熱位置へのこの移動中、定盤１５２に取り付けられたカッタ１５４は、カッタ１５４と右側グリッパフェースとの間の剪断作用によりストラップを源から切り離す。定盤１５２は加熱位置への上昇移動を続け、上方ストラップ端部及び下方ストラップ端部をヒータブレード１５０内へ押し込む。ストラップ端部は、ヒータカムの一時停止時間及びシールヘッド１６の回転速度によって定まる期間の間、ヒータブレード１５０と接触状態に保たれる。これについては図１１を参照されたい。ヒートポジションでのこの一時停止後、シールヘッド１６は回転し続け、定盤１５２はシール領域から僅かに下降し、それによりヒータブレード１５０がヒータカムの位置に基づいて引っ込めることができるようにする。ヒータブレード１５０をシール領域から引っ込めた後、定盤１５２は再び上昇して溶融状態のストラップ端部を互いに押し付けてストラップをシールする。
【００５２】
図１１に示すように、定盤１５２のシール位置は、ヒータブレードの厚さを見込んで加熱位置よりも僅かに高い。定盤１５２は、シールヘッド１６が回転し続けている間、シールサイクル全体にわたってこの位置を維持する。シール作業中、シールヘッド１６を通るストラップ経路は整列して、上述の送りサイクルが始まることができるようになる。シールヘッド１６は、右側グリッパ１４８、左側グリッパ１４９及び定盤１５２が僅かに下降してカバースライダ１５３の下面に加わる上方ロード力を抜くと、シールサイクルの終りまで回転し続ける。次に、スライダカム１５９は、カバースライダ１５３を作動させてこれを開放し、ストラップを解除して再び閉鎖して次のサイクルを開始する。カバースライダ１５３が閉じると、その時点で送られているストラップは、シールヘッド１６に接近して送りを完了する。ストラップの端部がシールヘッド１６に入ると、送り／引張り制御系２００により、モータ１２６は定盤をちょうど過ぎたところで所定の且つ制御された停止状態まで減速する。バンド掛けサイクルは今や完了しており、次のサイクルの準備ができている。
【００５３】
〔制御系及び動作ルーチン〕
図３を参照すると制御系２００が詳細に示されている。公知のように、機械式装置は代表的には、特定の力を特定の期間にわたって及ぼすよう設計されている。制御系２００によって得られる大きな利点は、力及びこれらの適用時間がプログラムできることである。この制御により、機械は未知の設計仕様及び要件に合わせて改造したり実行することができる。加うるに、プログラマブルコントローラの機能とサーボ制御の機能を組み合わせることによって達成される相当大きなコストの節減は、この機械の概念を実行可能にする。制御系２００は必須の構成要素として、（１）マイクロプロセッサ２０２、（２）不揮発性フラッシュメモリ２０４、（３）ＲＡＭメモリ２０６、（４）監視用回路２０８、（５）ディジタル入力２１０及びディジタル出力２１２、（６）アナログ入力２１４及びアナログ出力２１６、（７）サーボモータを制御する４つの専用マイクロコントローラ２１８を有している。制御系はまた、リアルタイムクロック及び２つのタイマ、２つのエンコーダ信号入力２２２及び３つの双方向シリアルポート２２４を有するクロック回路２２０を有している。種々の構成要素２０４〜２２４が、バス２２６によってマイクロプロセッサ２０２に結合されている。
【００５４】
用いられるマイクロプロセッサ２０２は好ましくは、インテル・コーポレーション製の８０Ｃ１９６ＮＰである。８０Ｃ１９６ＮＰマイクロプロセッサは現在、（１）２５ＭＨｚの動作、（２）１０００バイドのレジスタＲＡＭ、（３）レジスタ間アーキテクチャ、（４）３２Ｉ／Ｏポートピン、（５）１６個の優先順に配置された割込み源、（６）４つの外部割込みピン及びマスク不可能書込み（ＮＭＩ）ピン、（７）直角位相計数機能を備えた２つのフレキシブル１６ビットタイマ／カウンタ、（８）高ドライブ機能を備えた３つのパルス幅変調（ＰＷＭ）出力、（９）専用ボーレート発生器を備えた全二重シリアルポート、（１０）周辺トランザクションサーバ（ＰＴＳ）、（１１）４つのハイスピード収集／比較チャネルを備えた事象処理プログラムアレイ（ＥＰＡ）を有している。ＥＰＡは、本明細書で説明するようにストラップピンチ力及びヒータブレード温度を制御する互いに別個のパルス幅変調信号を発生するのに用いられる。ＰＴＳは、各バンド掛けサイクル中、ある特定の操作のタイミングを適当に取るためのバックグラウンド計数及び調時機能を実行するのに用いられる。
不揮発性フラッシュメモリ２０４は、プロセッサによって再プログラム可能である。フラッシュメモリは好ましくは、マイクロプロセッサが本明細書で記載した種々の操作を実行するよう動作するルーチン３００を含むよう再プログラミングされている。ルーチン３００は、図１２Ａ〜図１２Ｄのフローチャートと関連して以下に詳細に説明する。重要なこととして、フラッシュメモリを用いることにより、ルーチンを、構成部品を変更する必要なく、制御系内で変えることができる。
【００５５】
監視用回路２０８は、従来型ウォッチドッグタイマ及び従来型電源異常検出回路を備えている。ウォッチドッグタイマは、もしプログラムが所定の期間後タイマを周期的にポーリングしてリセットすることがないならば、プロセッサ２０２に割り込む。もしウォッチドッグタイマがタイムアウトすると（時間切れになると）、ウォッチドッグタイマは代表的には、プログラム又はプロセッサの故障が生じた時に、プロセッサをリセットするであろう。電源異常検出により、制御系は電源の故障を検出して、機械を決まった順序で運転停止する（例えば、ヒータブレード１５０をパワーダウンする）。
制御系２００は好ましくは、３２のディジタル入力、２４のディジタル出力、４つのアナログ入力、４つのアナログ出力及び２つのパルス幅変調出力を採用している。ディジタル入力２１０及びディジタル出力２１２は、調整され（フィルター掛けされ）、公知の光電分離回路（図示せず）を用いて光学的にコントローラボードから分離されている。光学的分離は、工業的環境においてしばしば生じる電圧のスパイク及び電気ノイズを制限する。ストラップ排出スイッチ１１２、ローストラップセンサ２６、ホール効果センサ１２３、近接センサ１３０、ストラップセンサ１６６、ホームポジション近接スイッチ１７０は、ディジタル入力２１０に結合されている。コイルブレーキ１１０、アキュムレータドアソレノイド１２１、及び抑止ソレノイド１４１は、ディジタル出力２１２に結合されている。主駆動エンコーダ１７８及び送り及び引張りエンコーダ１７９は、２つの入力２２２に結合されている。アナログ入力２１６により、コントローラボードは、特定の要件を持つ用途のために多種多様なアナログセンサ、例えば光電及び超音波測定装置を用いることができる。
【００５６】
双方向シリアルポート２２４により、制御系２００は外部の装置と連続できる。例えば、制御ポートのうち１つは、従来型ディスプレイ装置、例えばタッチ式ＬＣＤスクリーンでディスプレイ情報をオペレータに提供する。第２の連絡ポートが、制御系２００を外部の診断装置に結合できる。第３の連絡ポートをモデムに結合して情報を通信回線で制御系と遠隔の場所との間で交換できるようにするのがよい。さらに、制御系２００は、フラッシュメモリ２０４を再プログラミングすることにより、連絡ポート２２４のうち１つを介して再プログラミングできる。図示していないが、制御系２００は、制御系への信号入力及び制御系からの出力を増幅し又は調整する増幅器及びフィルタ回路をさらに有するのがよい。例えば、増幅器は、高電流信号をヒータブレードに与えるためにＰＷＭ出力２１６とヒータブレード１５０との間に採用できる。
【００５７】
４つのマイクロコントローラ２１８は好ましくは、ナショナル・セミコンダクター・コーポレーション製のＬＭ６２８Motion Controlチップであり、これは本質的には専用マイクロプロセッサである。したがって、マイクロコントローラ２１８は、サーボモータを制御するために高レベル命令に応答する。制御プログラム又はルーチン３００（以下に説明する）は、回転数、加速度及び速度を決定する。この情報は、マイクロコントローラ２１８に伝えられ、このマイクロコントローラは台形の動作プロフィールをコンピュータ処理して実行する。公知のように、台形の動作プロフィールは、一定の終速度への速度の処理増加分を決定し、しかるのちバンド掛け機１０によって採用されているサーボモータについても速度の減少分を決定する。マイクロコントローラ２１８は、モータに取り付けられたディジタルエンコーダ１７８，１７９からのモータ位置フィードバックを受け取る。すると、マイクロコントローラ２１８は外部電力増幅器（図示せず）に信号を送って適正な電圧及び電流を制御モータの動作に与える。マイクロコントローラ２１８は、その時点でのモータ位置と所望の位置とを比較し、次に駆動信号を毎秒３０００回以上更新する。
【００５８】
次に、図１２Ａ〜図１２Ｂのフローチャートを参照して、バンド掛け機１０に関する制御系２００の動作全体を説明する。バンド掛けサイクルを始めるために、バンド掛け機１０には上述したようにバンド掛け材料２０をロードしなければならない。したがって、ステップ３０２では、プロセッサ２０２は、ストラップセンサ１６６がストラップ存在信号を出しているかどうかを判定することにより、バンド掛け機１０内にテープ材料２０があるかどうかを判定する。ストラップがなければ、ステップ３０４において、プロセッサ２０２は、図１２Ｃと関連して以下に説明するロードシーケンスを実行する。
【００５９】
バンド掛け機１０にストラップがあれば、ステップ３０６において、プロセッサ２０２は、バンド掛け機が手動モードであるか、或いは自動モードであるかを判定する。オペレータがステップ３１０において手動モードの開始ボタンを押すことにより、或いは自動モードにおいて（ステップ３１０）包装品導入信号によってバンド掛けサイクルを開始させる。ステップ３１０において、プロセッサ２０２は、高さセンサからの高さ信号又はオペレータによる選択情報を受け取って一次及び／又は二次引張りを特定の包装品に対して行うべきかどうかを判定する。
【００６０】
オペレータによって開始される開始信号又は包装品がトラック１４に入ったことによる自動開始信号のいずれかに応答して、マイクロプロセッサ２０２はステップ３１２において、シールヘッド駆動装置の主駆動サーボモータ１４７を作動させる。サーボモータ１４７は、加速度及び終速度を制御する所定の動作シーケンスに応じてシールヘッド１６を回転させ始める。ステップ３１２において、プロセッサ２０２及びマイクロコントロール２１８のうちの１つは、所定の動作プロフィールにしたがってサーボモータ１４７を制御する。代表的なバンド掛けサイクルは、図３の制御系２００によって実行される図１２Ａ〜図１２Ｄのルーチン３００に属するステップだけでなく、シールヘッド１６によって実行される図１１の調時ダイヤグラムに属する左側グリッパ、右側グリッパ、スライダ及び定盤の運動等の種々の動作をも含む。バンド掛け機１０の作動の完全な理解を得るために、図１２Ａ〜図１２Ｄのルーチン３００のステップを、図１１のカム調時ダイヤグラムでシールヘッド１６によって実行される各種作動と関連して以下に説明する。したがって、シールヘッド１６が回転し始めると、右側グリッパのカム調時プロフィールにより、右側グリッパフォロア１６１がグリッパバネ１６２を解除し、右側グリッパ１４８が定位置に上昇してストラップの自由端を右側グリッパ１４８とカバースライダ１５３との間に把持するようにする。また、この第１のシーケンス中、スライダカム１５９は内側のスライダ１５５をシール領域から引き離して引張りシーケンスの準備を行う。
【００６１】
内側スライダ１５５の動作中、先に送られたストラップは、中央のストリッパ１６３によって定盤１５２及び左側グリッパ１４９のスロットから抜き取られる。定盤１５２及び左側グリッパ１４９が引き戻されると、これらのそれぞれのカムにより、これらは抜き取られているストラップの高さ位置よりも下に下降する。この下方運動により、定盤１５２及び左側グリッパ１４９は、シールシーケンスの開始時に２つのストラップ部分の下に戻る。
それと同時に、トラックカム１３１がトラックガイド１３２を開放し、ストラップはトラックカバー１３５に取り付けられたストリッパピン１３６によってトラックガイド１３２から抜き取られる。トラックガイド１３２が開いた後、マイクロプロセッサ２０２は、ステップ３１４において送り及び引張りサーボモータ１２６を作動させる。サーボモータ１２６は、加速度及び終速度を制御する所定の動作シーケンスにしたがってストラップを迅速に引っ込め始める。ステップ３１４において、マイクロプロセッサ２０２はまた、送り／引張りエンコーダ１７９からの張力エンコーダパルス及び近接センサ１３０からの近接センサ信号をモニタする。
【００６２】
ステップ３１６において、プロセッサ２０２は、送り及び引張りエンコーダ１７９から受け取ったエンコーダパルスの数が、所定の値に等しいかどうかを判定する。上述のように、ループサイズ制御モードでは、プロセッサ６０は、送り及び引張りエンコーダ１７９及び／又は近接センサ１３０からのパルス信号をモニタすることにより所定のループサイズに引き下げる。マイクロプロセッサが所定数のパルスを受け取ると、ステップ３１８においてプロセッサは一次引張りが実行可能であるかどうかを判定する。もしそうならば、プロセッサ２０２は、送り及び引張りエンコーダ１７９からの信号と近接センサ１３０からの信号の差が、所定の閾値よりも大きいかどうかを判定する。ストラップが包装品に接触すると、送り及び引張り駆動ローラ１２７とソレノイド１２８が設けられたピンチローラ１２９との間に滑りが生じる。この滑り又は速度差は、プロセッサ２０２が送り及び引張りエンコーダ１７９及びピンチローラ１２９のところの近接センサ１３０をモニタするとプロセッサ２０２によって検出される。所定の速度差が検出された後、プロセッサ２０２はステップ３２０において、モータ命令を出してモータを減速してその位置を維持する。変形例として、プロセッサ２０２は、ステップ３１８を省略することができる。その結果、サーボモータ１２６は、例えば上述のループサイズ制御モードのもとで所定量だけストラップ２０を引っ込める。例えば、小さな束をバンド掛けする時などに、トラック１４のサイズが各バンド掛けサイクル中ストラップの小さなループをもたらすほど小さい場合、ステップ３１８を省略することができる。
【００６３】
一次引張りシーケンス中、シールヘッド１６は、回転し続け、シールヘッド１６の回転速度によって定まる時間の経過後、二次張力カム１３７は、テンションアーム１３８をその経路にわたって移動させ、それにより空気圧シリンダ９０又はバネ押しテンションローラ１３９が最終的な張力をストラップに及ぼすことができるようにする。ステップ３２２では、プロセッサ２０２は、二次引張りが、束の高さセンサからの入力又はオペレータの入力のいずれかに基づいて実行不能であることが必要であるかどうかを判定する。もし二次引張りが実行不能であることが必要であれば、プロセッサ２０２は、抑止信号を空気圧シリンダ１９０に送ってシリンダロッド１９３が二次引張り中に伸長することがないようにする。しかしながら、二次引張りが実行不能ではない場合、ステップ３２４において、テンションアーム１３８が上方へ動き始めると、ストラップグリッパ１４０は、グリッパアーム１４４及びテンションアーム１３８が上方へ移動している時にストラップを固定する。ストラップグリッパ１４０は、二次引張り作業中、ストラップに接触してこれを固定し、ストラップが、アキュムレータ１２から引張られるのではなく、ストラップの周りに引張られるようにする。引張り作業中、シールヘッド１６は引き続き回転し、ヒータカム１５６はヒータブレード１５０を上方ストラップ部分と下方ストラップ部分との間に差し込んで、シール作業の準備を行う。
【００６４】
二次引張りシーケンスが完了すると、シールヘッド１６は引続き回転して定盤１５２及び左側グリッパ１４９をシールヘッド１６の前に位置すると共に上方ストラップ部分及び下方ストラップ部分の下に位置する位置へ戻す。シールヘッド１６が引き続き回転している間、左側グリッパカム１５８は左側グリッパ１４９を、ストラップをカバースライダ１５３に押し付けて固定する位置まで上昇させる。両方のストラップ端部を固定した後、テンションカム１３７は二次テンションアーム１３８を開放してストラップが張力を受けて切断することはないようにする。
シールヘッド１６は引続き回転し、定盤カム１６４は定盤１５２を上方に押してそれによりストラップ端部をヒーターブレード１５０内へ押し込む。定盤１５２が上方に移動すると、定盤に取り付けられたカッタ１５４が、剪断作用を右側グリッパのフェースに及ぼしてストラップを切断する。ヒータブレード１５０がストラップ端部に接触してこれらをシールすると、プロセッサ２０２はステップ３２６において、ヒータブレード１５０に流れる電流を調整してブレードがストラップ端部をオーバーヒートさせないでこれらを確実にシールするほど十分熱を提供できるようにする。
シールヘッド１６が引き続き回転すると、定盤１５２は上方へ移動し続けて、２つのストラップ部分をヒータブレード１５０内へ押し込み、ここで２つのストラップ部分はヒーターカムの一時停止時間によって定まる期間の間接触状態のままになる。この一時停止中、ヒータブレード１５０と接触しているストラップ部分は表面が溶ける。一時停止期間の終り近くでは、定盤カム１６４により、定盤１５２は僅かに下降し、ヒータカム１５６がヒータブレード１５０を２つのストラップ部分相互間から引っ込めることができるようになる。
【００６５】
ヒータブレード１５０がシール領域を通過した後、定盤１５２は再び上昇して２つの互いにオーバーラップしているストラップ端部を互いに押し付けてシールを形成する。定盤カム１６４により、定盤１５２はこの位置で一時停止し、シールを放冷する。この一次停止期間中、次のストラップサイクルの送りシーケンスがステップ３２７で始まる。このシーケンスを開始させるため、プロセッサ２０２はステップ３２７においてフォワード又正方向の命令を送り及び引張りモータ１２６に出してモータを終速度まで加速して所定量のストラップをトラックガイド１３２中へ押し込む（バンド掛け機械に対する電力が与えられている時はいつでもピンチソレノイド１２８は働いている）。
シール作業の完了後、左側グリッパ、右側グリッパ及び定盤１５２は僅かに下降し、スライダカム１５９はカバースライダ１５３を開放させてストラップを解除させることができる。引張り作業からの保持状態のストラップ張力は、ストラップを上方へ引っ張ってシールヘッド１６から遠ざける。次に、スライダカム１５９はカバースライダ１５３をその閉鎖／ホームポジションに戻し、シールヘッドの回転が止まる。シールシーケンス中、ストラップはステップ３２７において送りが続けられており、かくしてバンド掛け機１０は次のバンド掛けサイクルの準備ができている。カバースライダ１５３がバンド掛けサイクルの終りでその閉鎖／ホームポジションに達した後直ぐに、ストラップの自由端は再びシールヘッド１６に入って定盤１５２をちょうど過ぎたところで停止する。
【００６６】
ステップ３２８において、プロセッサ２０２は、ストラップアキュムレータ１２がホール効果センサ１２３からの信号をモニタすることによりロー状態であるかどうかを判定する。ストラップアキュムレータ１２がロー状態であるかどうかについての判定は、連続的に且つ上述のバンド掛けサイクルのとは独立して行われる。プロセッサ２０２がホール効果センサ１２３からの信号から、アキュムレータに入っているストラップの量が不十分であることを判定すると、プロセッサは正方向命令をアキュムレータモータ１２２に送る。これに応答して、アキュムレータモータ１２２は、プロセッサ２０２がホール効果センサ１２３からのアキュムレータ満杯信号又はストラップ排出スイッチ１１２からのストラップ残量僅少信号を受け取るまで、ストラップを一次又は二次ディスペンサ１１から巻き出してアキュムレータ１２に入れる。これに応答して、プロセッサ２０２はアキュムレータモータ１２２を非動作状態にする。ステップ３３２において、プロセッサ２０２は、ストラップ排出スイッチ１１２をモニタすることによりストラップ２０が減少したかどうかを判定する。プロセッサ２０２がステップ３３２においてストラップ排出信号を検出すると、ステップ３３４においてプロセッサは、図１２Ｄと関連して以下に説明するストラップ引込みシーケンスを実行する。
【００６７】
図１２Ｃを参照すると、例示のロード／送りルーチン３４０が、ステップ３４１で始まり、ここでプロセッサ２０２は、オペレータがロード押しボタン（図示せず）を押すことによって生じるロード開始信号を受け取る。ステップ３４２では、プロセッサ２０２は、正方向命令をアキュムレータモータ１２２に送り、したがってピンチローラ１１４及び駆動ローラ１１５が回転してストラップをアキュムレータ１２内へ導入する。ステップ３４４では、プロセッサ２０２は、アキュムレータドアソレノイド１２１を作動させ、ストラップがアキュムレータドア１１９内のガイド１３０を通って送り及び引張りユニット１３内へ案内されるようにする。
【００６８】
ステップ３４６では、プロセッサ２０２は、ストラップセンサ１６６からのストラップ存在信号を検出する。しかるのち、ステップ３４８において、プロセッサ２０２は、アキュムレータドアソレノイド１２１を非動作状態にする。ステップ３５０では、アキュムレータモータ１２２は引続きストラップをディスペンサ１１からアキュムレータ１２内へ押し込み、ついにはプロセッサ２０２がホール効果センサ１２３から満杯信号を受け取る。しかるのち、ステップ３５２では、プロセッサ２０２は、アキュムレータモータ１２２を非動作状態にする。ステップ３５４では、プロセッサ２０２は、ちょうどプロセッサがストラップセンサ１６６からのストラップ存在信号を受け取るまで、正方向命令を低速で送り及び引張りモータ１２６に送る。これに応答して、プロセッサ２０２はストラップのゼロ点を定める。
ステップ３５６では、プロセッサ２０２は、ストラップをトラック１４中へ送る上述の送りシーケンスを実行する。概要を述べると、プロセッサ２０２は送り及び引張りエンコーダ１７９からのエンコーダパルスの所定数に基づいて、所定量のストラップをトラック１４中へ送り込む。しかるのち、プロセッサ２０２はメインルーチン３００に戻る。
【００６９】
図１２Ｄを参照すると、例示のストラップ引込みルーチン３６０が示されている。ステップ３６２では、プロセッサ２０２は、アキュムレータモータ１２２を非動作状態にし、残りのストラップがアキュムレータ内へ引き込まれないようにする。もし残りのストラップが完全にアキュムレータ内に引き入れられると、ストラップは一般に、自動的には放出することができない。ステップ３６４では、プロセッサ２０２により、バンド掛け機１０は、アキュムレータがロー（即ち、満杯ではない）という適当な信号プロセッサに送るまで、バンド掛けサイクルを続行する。これに応答して、ステップ３６６では、プロセッサ２０２は、逆方向の命令を送り及び引張りモータ１２６及びアキュムレータモータ１２２に送り、それによりこれが任意のストラップをトラック１４及びアキュムレータ１２から引っ込めるようにする。送り及び引張りモータ１２６及びアキュムレータモータ１２２は、同時に逆転して引込みサイクルを促進する。しかる後、ステップ３６８では、プロセッサ２０２は、逆方向命令をアキュムレータモータ１２２に送り、それによりアキュムレータモータはアキュムレータ内のストラップの残りの部分を放出する。ステップ３７０では、プロセッサ２０２は、図１２Ｃのロードルーチン３４０を開始させる。
【００７０】
本発明の特定の実施形態を例示のために説明したが、当業者には明らかなように、種々の設計変更を本発明の精神及び範囲から逸脱すること無く想到できる。たとえば、バンド掛け機１０は、種々のサイズの束へのバンド掛けの利用及び一貫性が得られるようにするために追加の信号を出力する追加センサ及びエンコーダを備えることができる。さらに、上記の全ての米国特許の開示内容全体を本明細書の一部を形成するものとして引用する。当業者には分かるように、米国特許の教示を、本明細書の詳細な説明に基づいて本発明の特徴で設計変更したり改造できる。本願により開示された本発明の教示を他の結束システムに利用でき、必ずしも新聞紙又は雑誌のような物品の結束に限定されない。
さらに、本発明をバンド掛け機に利用されるものとして一般的に説明したが、本発明の原理は可撓性のテープ状の材料を取り扱う他の機械にも利用できる。上記の詳細な説明に照らして本発明の上記設計変更及び他の設計変更を行うことができる。一般に、添付の請求の範囲において、使用されている用語は、本発明を本明細書及び請求の範囲に記載された特定の実施形態に限定するものではなく、請求の範囲に従ってテープ状材料を取り扱う全てのシステムを包含するものである。したがって、本発明は明細書によっては限定されず、本発明の範囲は、請求の範囲に記載された事項に基づいて定められる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明を具体化したバンド掛け機の正面部分図である。
【図２Ａ】図１のバンド掛け機により用いられるストラップディスペンサの平面図である。
【図２Ｂ】図１のバンド掛け機により用いられるストラップディスペンサの正面側等角図である。
【図３】図１のバンド掛け機により用いられる制御系のブロック図である。
【図４Ａ】図１のバンド掛け機より用いられるストラップアキュムレータの平面図である。
【図４Ｂ】図４Ａのバンド掛け機より用いられるストラップアキュムレータの正面図である。
【図４Ｃ】図４Ａのバンド掛け機より用いられるストラップアキュムレータの分解等角図である。
【図５Ａ】図１のバンド掛け機により用いられるストラップ送り及び引張りユニットの平面図である。
【図５Ｂ】図５Ａのバンド掛け機より用いられるストラップ送り及び引張りユニットの正面図である。
【図５Ｃ】図５Ａのバンド掛け機より用いられるストラップ送り及び引張りユニットの分解等角図である。
【図６Ａ】図１のバンド掛け機により用いられる二次引張りユニットの平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａの二次引張りユニットの正面図である。
【図６Ｃ】図６Ａの二次引張りユニットの分解等角図である。
【図６Ｄ】図６Ａの二次引張りユニットの変形例の平面図である。
【図６Ｅ】図６Ｄの二次引張りユニットの変形例の正面図である。
【図６Ｆ】図６Ｄの二次引張りユニットの変形例の分解等角図である。
【図７Ａ】図６Ａの二次引張りユニットの一部の正面図であり、ハイテンションポジションを示す図である。
【図７Ｂ】図６Ａの二次引張りユニットの一部の正面図であり、ハイテンション使用不能位置を示す図である。
【図７Ｃ】、図６Ａの二次引張りユニットの一部の正面図であり、ホームポジションを示す図である。
【図７Ｄ】図６Ｄの二次引張りユニットの変形例の一部の正面図であり、ハイテンションポジションを示す図である。
【図７Ｅ】図６Ｄの二次引張りユニットの変形例の一部の正面図であり、ハイテンション使用不能位置を示す図である。
【図７Ｆ】図６Ｄの二次引張りユニットの一部の正面図であり、ホームポジションを示す図である。
【図８Ａ】図１のバンド掛け機により用いられるトラックの正面部分図である。
【図８Ｂ】図８Ａのトラックの８Ｂ−８Ｂ線矢視横断面図である。
【図８Ｃ】図８Ａのトラックの分解等角図である。
【図９Ａ】図１のバンド掛け機により用いられるシールヘッドの平面図である。
【図９Ｂ】図９Ａのシールヘッドの９Ｂ−９Ｂ線矢視横断面図である。
【図９Ｃ】図９Ａのシールヘッドの分解等角図である。
【図１０Ａ】図１のバンド掛け機により用いられる主駆動装置の平面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの主駆動装置の１０Ｂ−１０Ｂ線矢視横断面図である。
【図１１】カム調時シーケンスの略図である。
【図１２Ａ】図３の制御系により実行される基本的な例示のルーチンの諸段階を一緒に示すフローチャートである。
【図１２Ｂ】図３の制御系により実行される基本的な例示のルーチンの諸段階を一緒に示すフローチャートである。
【図１２Ｃ】図３の制御系により実行される基本的な例示のロードルーチンの諸段階を示すフローチャートである。
【図１２Ｄ】図３の制御系により実行される基本的な例示のストラップ引込みルーチンの諸段階を示すフローチャートである。
【図１３】図５Ａの送り及び引張りユニットの送り及び引張りモータ及びピンチローラ及び図９Ａのシールヘッドについて、時間及びエンコーダパルスと毎分の回転数の関係を表したプロット図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  バンド掛け機
１４  トラック
１５  二次引張りユニット
１３８  テンションアーム
１３９  テンションローラ
１３９”’  ガイドブロック
１４０  グリッパ
１４０’  グリッパリンク機構
１４１  抑止ソレノイド
１４２  テンションバネ
１４７  サーボモータ
１７３  テンション調節リンク機構
１８０  張力調整アーム
１９０  空気圧シリンダ
２００  制御系
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３】
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