(57)【要約】  複数の膨張可能なチャンバ（２０５）を画定する膨張可能な構造体（２００）を膨張させるように構成される膨張装置（１００）であり、膨張可能な構造体に係合し、膨張可能な構造体を機械方向に前進させるための係合装置と、膨張可能なチャンバのうちの１つまたは複数を膨張させるように構成される、加圧流体源（５０）と、取り外し可能に面に固定されるために、およびリモートセンサに近接して膨張可能な構造体の存在を感知するように構成される、リモートセンサ（７０）と、リモートセンサと通信している制御ユニット（６０）であり、係合装置および加圧流体源が膨張可能な構造体を機械方向に前進させ、かつリモートセンサがリモートセンサに近接した膨張可能な構造体の存在を検出するまで膨張可能な構造体の複数の膨張可能なチャンバを膨張させるように構成される、制御ユニットと、を備える膨張装置。
2016528112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の膨張可能なチャンバを画定する膨張可能な構造体を膨張させるための膨張装置であって、
膨張可能なチャンバが、ある量の流体をその中に保持することができ、膨張中に流体を受け入れるための外部開口を有し、膨張装置が、
膨張可能な構造体を保持するように構成されるホルダーと、
膨張可能な構造体に係合し、ホルダーから膨張可能な構造体を機械方向に前進させるための係合装置と、
流体出口を画定する加圧流体源であり、流体出口から少なくとも１つの直近の膨張可能なチャンバの外部開口を通して加圧流体を方向付けることによって膨張可能な構造体内の少なくとも１つの直近の膨張可能なチャンバを膨張させるように構成される、加圧流体源と、
係合装置の下に実質的に垂直な面に取り外し可能に固定されるために、およびリモートセンサに近接して膨張可能な構造体の存在を感知するように構成される、リモートセンサと、
リモートセンサと通信している制御ユニットであり、係合装置および加圧流体源に、膨張可能な構造体を機械方向に前進させ、かつリモートセンサがリモートセンサに近接した膨張可能な構造体の存在を検出するまで膨張可能な構造体の複数の膨張可能なチャンバを膨張させるように構成される、制御ユニットと、
を備える、膨張装置。
【請求項２】
実質的に垂直な面に取り付けられるように構成されるハウジングをさらに備え、
係合装置および加圧流体源が、少なくとも１つの直近の膨張可能なチャンバをハウジング内にて流体で膨張させ、その後、ハウジングから膨張されたチャンバを機械方向に前進させるように構成される、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項３】
リモートセンサが、膨張装置によって膨張される膨張された構造体の長さを制御するために、ハウジングの下にある距離をおいて配置されるように構成される、請求項２に記載の膨張装置。
【請求項４】
ハウジングおよびホルダーは、ホルダーが膨張可能な構造体をハウジングの上方に保持するように構成される、請求項２に記載の膨張装置。
【請求項５】
リモートセンサが、リモートセンサをハウジングに接続するテザーに接続される、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項６】
テザーが、引込み式テザーを備える、請求項５に記載の膨張装置。
【請求項７】
リモートセンサが、超音波センサを備える、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項８】
制御ユニットが、係合装置および加圧流体源に、膨張可能な構造体の膨張可能なチャンバを膨張させることを再開させ、膨張可能な構造体がもはやリモートセンサに近接して存在しないことをリモートセンサが指示すると膨張可能な構造体を機械方向に前進させるように構成される、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項９】
ホルダーが、一連の膨張可能なチャンバを画定するフィルムの連続ウェブの形の膨張可能な構造体を保持するように構成され、
係合装置は、膨張可能なチャンバが機械方向に位置合わせされるように、フィルムの連続ウェブを前進させるように構成される、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項１０】
ホルダーが、フィルムの連続ウェブをロール状に保持するように構成される、請求項９に記載の膨張装置。
【請求項１１】
ホルダーがスプールを備える、請求項１０に記載の膨張装置。
【請求項１２】
制御ユニットが、ユーザ入力を受信し、流体の量を制御するように構成され、加圧流体源が、ユーザ入力に応じて少なくとも１つの直近の膨張可能なチャンバに向かう、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項１３】
加圧流体源が、加圧空気で膨張可能なチャンバを膨張させるように構成される加圧空気源を備える、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項１４】
係合装置が、挿入が膨張中に加圧流体源出口と外部弁開口との間に生じないように、膨張可能な構造体を前進させるように構成される、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項１５】
リモートセンサの非活性化を要求し、膨張されるべき所望の量の膨張可能なチャンバを特定するユーザ入力を受信するように構成される１つまたは複数のユーザ入力装置をさらに備え、
制御ユニットが、ユーザ入力に応じて、係合装置および加圧流体源に、膨張可能な構造体を機械方向に前進させ、かつ膨張可能な構造体の膨張可能なチャンバの要求された量を自動的に膨張させるように構成される、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項１６】
流体出口、および少なくとも１つの直近の膨張可能なチャンバの外部開口の位置合わせを維持するように、膨張中に膨張可能な構造体に係合するように構成される舌部材をさらに備える、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項１７】
係合装置が、膨張可能な構造体に係合し、かつ回転によって膨張可能な構造体を機械方向に前進させるように構成される少なくとも１つのコンベアベルトを備える、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項１８】
係合装置は、加圧流体源の出口に対して膨張可能な構造体の位置を検出し、かつ膨張可能な構造体の外部開口が加圧空気源の流体出口と実質的に位置合わせされる膨張中の位置に膨張可能な構造体を維持するように構成される、１つまたは複数の位置センサを含む、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項１９】
複数の膨張可能なチャンバを画定する膨張可能な構造体を膨張させるための膨張装置であって、
膨張可能な構造体に係合し、かつ膨張可能な構造体を機械方向に前進させるための係合装置と、
膨張可能な構造体内の膨張可能なチャンバのうちの１つまたは複数を膨張させるように構成される、加圧流体源と、
取り外し可能に面に固定されるために、およびリモートセンサに近接して膨張可能な構造体の存在を感知するように構成される、リモートセンサと、
リモートセンサと通信している制御ユニットであって、係合装置および加圧流体源に、膨張可能な構造体を機械方向に前進させ、かつリモートセンサがリモートセンサに近接した膨張可能な構造体の存在を検出するまで、膨張可能な構造体の複数の膨張可能なチャンバを膨張させるように構成される、制御ユニットと、
を備える、膨張装置。
【請求項２０】
制御ユニットが、係合装置および加圧流体源に、膨張可能な構造体の膨張可能なチャンバを膨張させることを再開し、かつ膨張可能な構造体がもはやリモートセンサに近接して存在しないことをリモートセンサが指示すると膨張可能な構造体を機械方向に前進させるようにさらに構成される、請求項１９に記載の膨張装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明のさまざまな実施形態は、一般に、膨張可能な構造体と共に使用するための自動化された膨張装置、およびそれを使用するための方法に関する。特に、本発明のさまざまな実施形態は、包装用途での使用によく適している。
【背景技術】
【０００２】
膨張可能な構造体は、包装産業の重要な部分である。一例を挙げれば、膨張可能な構造体は、通常、膨張可能な構造体内に部材を包み、輸送用カートン内に上包み品を配置することによって、または輸送されるべき部材と一緒に輸送用カートンの内部に１つまたは複数の膨張可能な構造体を単に配置することによって、パッケージ品のクッションとして使用される。この方法で使用されると、膨張可能な構造体は、使用されなければ輸送中に特定の部材に完全に伝達されるかもしれない衝撃を吸収することによって被包装物を保護し、また、部材の損傷のおそれをさらに低減するようにカートン内で被梱包物の移動を制限する。
【０００３】
膨張可能な包装は、該膨張可能な包装が製造するのにあまり原料を必要としなくてもよいという点で膨張不可能な包装と比較して利点を有する。さらに、要求に応じて膨張可能であるように膨張可能な包装を作ることが当業界内で知られている。インフレートオンデマンド包装により、包装材料を使用する実体に、上記のように輸送用容器内に部材を包装する場合など、必要とされる場合にのみ包装材料を膨張できるようにする。結果として、インフレートオンデマンド包装材料は、予め膨張された包装材料に比べてあまり空間を占有しなくてもよく、それにより、インフレートオンデマンド包装は保管することがより容易になる。そのうえ、パッケージ品に包装材料を用いる実体に応じた該包装材料の輸送は、包装材料が著しくより小さな容器で輸送され得るので、包装材料が既に膨張されている場合よりもあまり高価でなくなり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、当業界ではインフレートオンデマンド装置および方法の改良に対する必要性が残っている。特に、効率的であり、設置および運転コストが低く、運転するのに便利で使い勝手の良い膨張装置に対する継続的な必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のさまざまな実施形態は、複数の膨張可能なチャンバを画定する膨張可能な構造体を膨張させるための膨張装置であり、膨張可能なチャンバが、ある量の流体をその中に保持し、膨張中に流体を受け入れるための外部開口を有することができる、膨張装置を目的としている。さまざまな実施形態によれば、膨張装置は、膨張可能な構造体を保持するように構成されるホルダーと、膨張可能な構造体に係合し、膨張可能な構造体をホルダーから機械方向に前進させるための係合装置と、流体出口を画定する加圧流体源であり、少なくとも１つの直近の膨張可能なチャンバの外部開口を通して流体出口から加圧流体を方向付けることによって膨張可能な構造体内の少なくとも１つの直近の膨張可能なチャンバを膨張させるように構成される、加圧流体源と、係合装置の下に実質的に垂直な面に取り外し可能に固定されるように、およびリモートセンサに近接して膨張可能な構造体の存在を感知するように構成される、リモートセンサと、リモートセンサと通信している制御ユニットであり、係合装置および加圧流体源に、膨張可能な構造体を機械方向に前進させ、かつリモートセンサがリモートセンサに近接した膨張可能な構造体の存在を検出するまで膨張可能な構造体の複数の膨張可能なチャンバを膨張させるように構成される制御ユニットと、を備える。
【０００６】
さまざまな他の実施形態によれば、膨張装置は、膨張可能な構造体を保持するように構成されるホルダーと、膨張可能な構造体に係合し、膨張可能な構造体を機械方向に前進させるための係合装置と、流体出口を画定する加圧流体源であり、少なくとも１つの直近の膨張可能なチャンバの外部開口を通して出口から加圧流体を方向付けることによって膨張可能な構造体内の少なくとも１つの直近の膨張可能なチャンバを膨張させるように構成される加圧流体源と、を備えることができる。この種の実施形態によれば、係合装置は、挿入が膨張中に加圧流体源出口と外部弁開口との間に生じないように、膨張可能な構造体を前進させるように構成され得る。
【０００７】
さまざまな他の実施形態によれば、膨張装置は、実質的に垂直な面に取り付けられるように構成されるハウジングと、ハウジングに近接して膨張可能な構造体を保持するように構成されるホルダーと、ハウジングに動作可能に接続され、膨張可能な構造体に係合しかつ膨張可能な構造体を機械方向に前進させるように構成される係合装置と、ハウジングに動作可能に接続され、流体出口を画定する加圧流体源であり、少なくとも１つの膨張可能なチャンバの外部開口を通して出口から加圧流体を方向付けることによって膨張可能な構造体内の少なくとも１つの膨張可能なチャンバを膨張させるように構成される、加圧流体源と、をさらに備えることができる。
【０００８】
概略的に、本発明をこのように説明しており、次に、添付の図面を参照することになるが、これは必ずしもスケールに応じて描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の１つの実施形態による自動化された膨張装置の斜視図である。
【図２Ａ】本発明の１つの実施形態による膨張可能なフィルムウェブの一部の上面図である。
【図２Ｂ】本発明の１つの実施形態による膨張可能なフィルムウェブの一部の破断透視図である。
【図３】本発明の１つの実施形態による膨張装置の内部の左側斜視図である。
【図４】本発明の１つの実施形態による膨張装置の内部の右側斜視図である。
【図５】本発明の１つの実施形態による膨張装置の内部の正面図である。
【図６】本発明の１つの実施形態による、フィルムウェブをその中に載せた膨張装置の内部の正面図である。
【図７】本発明の１つの実施形態による、フィルムウェブをその中に載せた膨張装置の内部の底面図である。
【図８Ａ】本発明の１つの実施形態による、膨張可能なフィルムウェブを膨張させる膨張装置の斜視図である。
【図８Ｂ】本発明の１つの実施形態による、膨張可能なフィルムウェブを膨張させる膨張装置の斜視図である。
【図８Ｃ】本発明の１つの実施形態による、膨張可能なフィルムウェブを膨張させる膨張装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明のさまざまな実施形態が、添付の図面を参照して以下により完全に説明されるが、本発明の実施形態がいくつか示されているがすべて示されているとは限らない。実際、本発明は、多くの異なる形態で具体化されることができ、本明細書において記述した実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、この開示が適用可能な法的要件を満たすように提供されている。同様な数字は、全体にわたって同様の要素を指す。
【００１１】
本発明のさまざまな実施形態は、一般に、膨張可能な構造体を膨張させるように構成される自動化された膨張装置に関し、この場合、これは、−たとえば−保護包装材料として使用され得る。本明細書において詳細に説明されるように、膨張装置のさまざまな実施形態は、簡便な設置および使用のために壁に取り付けられるように構成される。特定の実施形態によれば、膨張装置は、効率的な遠隔膨張法を用いて、膨張可能な構造体内の複数の膨張可能なチャンバを自動的に膨張させるように構成される。以下に説明するように、この方法は、膨張可能な構造体のヒートシール、または膨張可能な構造体の中への膨張装置の挿入を必要とせず、それにより、コストおよび動作効率の両方の観点から膨張可能な構造体のより効率的な膨張がもたらされる。そのうえ、さまざまな実施形態には、ユーザが特定の数の膨張可能なチャンバ、または特定の長さの膨張可能な構造体の膨張を便利に要求できるようになるように、１つまたは複数のユーザ入力制御および／またはリモートセンサが設けられる。
【００１２】
自動化された膨張装置および膨張可能な構造体
図１は、本発明の１つの実施形態による自動化された膨張装置１００を示している。示された実施形態においては、自動化された膨張装置１００は、膨張ハウジング１０、膨張可能な構造体ホルダー２０、リモートセンサ７０、および外部電源８０を備える。図３〜図７に示されるように、膨張ハウジング１０は、係合装置３０、加圧空気源５０、および制御ユニット６０を収容する。本明細書において詳細に説明されるように、膨張可能な構造体ホルダー２０は、一連の膨張可能なチャンバ（図２、図６、および図８Ａ〜図８Ｃに示される）を画定する可撓性フィルムの連続ウェブ２００の形の膨張可能な構造体を保持するように構成される。係合装置３０は、通常、加圧空気源５０による膨張のために膨張可能な構造体ホルダー２０からフィルムウェブ２００を機械方向に前進させるように構成される。さまざまな実施形態によれば、これは、制御ユニット６０によって指令される自動化された形で達成され、この制御ユニット６０は、フィルムウェブ２００を自動的に前進させ、かつ一定の数の膨張可能なチャンバまたは一定の長さのフィルムウェブ２００を膨張させるために、係合装置３０および加圧空気源５０の動作を制御するように構成される。特に、制御ユニット６０は、さまざまなユーザ制御装置１２１、１２２、１２３、および／またはリモートセンサ７０からのフィードバックを介して受信されるユーザ入力に基づいて作用するように構成される。
【００１３】
図１に示されるように、膨張装置のハウジング１０は、（たとえば、１つまたは複数の固締具または他の取付装置によって）垂直壁３に取り付けられるように構成される。たとえば、図３〜図５に示されるように、ハウジング１０の１つの実施形態は、ねじまたは他の固締具が壁３に挿入され得る後部開口１２を画定する。図１に戻って参照すると、膨張可能な構造体ホルダー２０は、その周りにフィルムウェブ２００が巻かれることができ、かつハウジング１０の上方に延びるアーム１１に係合するように構成される着脱自在なスプールを備える。このように、膨張可能な構造体ホルダー２０は、ハウジング１０の上方に巻かれたフィルムウェブ２００を支持するように構成される。本明細書において詳細に説明されるように、膨張可能な構造体ホルダー２０により、フィルムウェブ２００が、ハウジング１０の膨張空洞内の膨張のための、およびハウジング１０の下側に画定される膨張空洞の出口開口１３からの供給するための、係合装置３０によって、下方に引っ張り降ろされる時、解かれるようにする。
【００１４】
図２Ａは、膨張可能なチャンバ２０５を画定する連続フィルムウェブ２００の一部を示している。図２に示されるように、膨張可能なチャンバ２０５は、一方向弁２０４と流体連通しており、それを通じて、流体は膨張可能なチャンバ２０５に入ることができる。示された実施形態においては、一方向弁２０４は、外部弁開口２０８、内部弁開口２０７、および空気（または他の流体）がそれらの間を流れ得るように外部弁開口２０８と内部弁開口２０７を接続するように構成される流体チャネル２０６を含む。たとえば、図２Ｂの破断図に示されるように、加圧空気（または他の流体）は、外部弁開口２０８の方へ方向付けられ、流体チャネル２０６を通して、内部弁開口２０７を通して、および膨張可能なチャンバ２０５の中に流れることができる。特に、外部弁開口２０８は、加圧空気がある距離をおいて一方向弁２０４を通して方向付けられ得るように（すなわち、そのような挿入が膨張中に加圧流体源出口と外部弁開口との間に生じないように）構成される。
【００１５】
膨張後に、膨張可能なチャンバ２０５に方向付けられる加圧空気は、一方向弁２０４によってその中に保持され、これは、チャンバ２０５が膨張されると自己シールする。本明細書において説明から理解されるように、この一方向弁２０４は、膨張中にフィルムウェブ２００のヒートシールの必要性を除去し、遠隔膨張法の使用は、フィルムウェブ２００の一部の中に膨張ノズルまたは他の装置の挿入の必要性を除去する。
【００１６】
以下で詳細に説明するように、ユーザは、各膨張可能なチャンバ２０５に隣接して設けられる穿孔２０９に沿ってウェブを引きちぎることによってフィルムウェブ２００の膨張された部分を分離することができる。チャンバ２０５を収縮させるために、ストローまたは他の細長い部材が、圧力誘起シールを解除し、空気が弁２０４を通してチャンバ２０５から逆戻りして漏出するようになっているように、一方向弁２０４を通して挿入され得る。本明細書において説明から理解されるように、フィルムウェブ２００は、本明細書において説明されるように連続して配置される１つまたは複数の一方向弁２０４を有する複数の膨張可能なチャンバ２０５を画定することができる。
【００１７】
図２Ａに戻って参照すると、フィルムウェブ２００はまた、フィルムに印刷される第１の位置マーカ２０１および第２の位置マーカ２０２を含む。以下で詳細に説明するように、マーカ２０１、２０２は、膨張中に加圧空気源の出口５５との外部弁開口２０８の位置合わせを容易にするように、制御ユニット６０により監視されるセンサ１１５、１１６によって検出されるように構成される。膨張装置１００による使用に適応し得るさまざまな膨張可能なフィルム構造体、ならびにそれらの製造方法の詳細な実施例は、現在、米国特許出願公開第２０１１／０２４７７２５号公報として公開されている、米国出願第１３／１０９４１０号明細書に示され説明されており、その全体は参照により本明細書に組み込まれている。また、米国特許出願第１３／１０９４１０号明細書は、膨張可能な構造体を膨張させるさまざまな遠隔膨張法について付加的な情報を提供している。
【００１８】
図３は、ハウジング１０の一部を取り除いた膨張装置１００の斜視図である。図３に示されるように、ハウジングは、膨張可能な構造体ホルダー２０を受け入れるように構成される凹状部を画定する一対の上方に延びるアーム１１を含む。このように、アーム１１は、ハウジング１０の上方に膨張可能な構造体ホルダー２０を回転可能に懸架することができ、それによって、膨張可能な構造体ホルダー２０は、係合装置３０の上方に巻かれたフィルムウェブ２００を支持することができる。加えて、ハウジング１０は、ハウジング１０の前面を横切って延在し、かつ制御パネル６１を含む交差部材１４を画定し、この制御パネル６１は、制御ユニット６０と通信するように構成される。
【００１９】
示された実施形態においては、係合装置３０は、モータ１５によって駆動されるコンベアベルト３１、ニップローラ１１２、タイミングベルト１１０、膨張舌１６、およびさまざまな歯車１０１、１０２、１０３、１０５、１０６、１０７を含む。図３に示されるように、コンベアベルト３１は、これがモータ１５によって駆動されるとフィルムウェブ２００を把持し、かつ前進させるように構成される短いベルト（たとえば、ゴムベルト）を備える。１つの実施形態においては、モータ１５は、外部電源８０によって動力を供給される電気ＤＣモータを備える。しかし、さまざまな実施形態によれば、モータ１５は、任意の適切な電源によって動力を供給される任意の適切な駆動機構を備えることができる。
【００２０】
図３に示されるように、モータ１５は、モータ歯車１０１を直接駆動するように構成される。モータ歯車１０１は、中間歯車１０２に噛み合わされ、これは、次には駆動ローラ１０５（ベルト３１の後ろに隠れているので破線で示される）に接続される第１のベルト歯車１０３に噛み合わされる。さまざまな実施形態においては、駆動ローラ１０５は、細長い円筒形部材であり、この円筒形部材は、ベルト３１が駆動ローラ１０５と一緒に回転するようにコンベアベルト３１を回転させ、駆動するように構成される。したがって、モータ１５が作動されると、モータ歯車１０１の回転が、中間歯車１０２、第１のベルト歯車１０３、および駆動ローラ１０５を介してコンベアベルト３１に与えられる。
【００２１】
以下でより詳細に説明するように、ハウジング１０はまた、ハウジングの膨張空洞内に配置される膨張舌１６を含む。以下でより詳細に説明するように、膨張舌１６は、フィルムウェブ２００の効率的な膨張を容易にするように加圧空気源５０に対してフィルムウェブ２００の位置を維持するのに役立つ。さらに、ハウジング１０はまた、膨張可能な構造体がハウジング１０内で膨張中に膨張されている度合いを検出するように構成される膨張レベルセンサ１１８の第１の対および膨張レベルセンサ１１９の第２の対を含む。
【００２２】
図４は、係合装置３０の付加的な構成要素を示すようにハウジング１０を取り除いた膨張装置１００の反対側の斜視図を示している。図４に示されるように、第１のベルト歯車１０３と反対側の駆動ローラ１０５の端部は、第２のベルト歯車１０６に接続され、これはまた、駆動ローラ１０５と共に回転する。第２のベルト歯車１０６は、タイミングベルト歯車１０７に噛合い、これは、第２のベルト歯車１０６よりも大きな直径を有し、−結果として−より低い回転速度で第２のベルト歯車１０６によって駆動される。また、図４は、ハウジング１０内の制御ユニット６０の位置を示している。さまざまな実施形態によれば、制御ユニット６０は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）または係合装置３０および加圧空気源５０の動作を制御することができる任意の他の装置を含むことができる。
【００２３】
図５は、ハウジング１０を取り除き、タイミングベルト１１０、ニップローラ１１２、および加圧空気源５０を示すようにコンベアベルト３１を前方に離脱させ、引っ張った膨張装置１００の正面図を示している。示された実施形態においては、タイミングベルト１１０は、ハウジング１０の内側側縁に近接し、かつ第２のベルト歯車１０６に最も近いコンベアベルト３１の端縁に隣接して配置される。特に、タイミングベルト１１０は、コンベアベルト３１によって係合される側面と反対側のフィルムウェブ２００の側面に係合するように（たとえば、フィルムウェブ２００の側縁がベルト３１とベルト１１０との間に挟まれるように）構成される。図５に示されるように、タイミングベルト１１０は、タイミングベルト歯車１０７によって駆動される。したがって、コンベアベルト３１がモータ１５によって駆動されると、第２のベルト歯車１０６は、タイミングベルト歯車１０７を駆動し、それにより、タイミングベルト１１０に、コンベアベルト３１よりも低速で回転させる。以下でより詳細に議論するように、ベルト３１とベルト１１０との間の回転速度差により、フィルムウェブの外部弁開口２０８が僅かに挟まれ開かれるようにされており、それによって、加圧空気源５０から一方向弁２０４の方への空気流が改善される。
【００２４】
図５に示されるように、加圧空気源５０は、ハウジング１０内に配置され、ファン５１、ノズル５３、および出口５５を備える。さまざまな実施形態によれば、ファン５１は、ノズル５３を通して、および出口５５から加圧空気流を発生させるように構成される。以下でより詳細に説明するように、制御ユニット６０は、出口５５を出て行く空気流を制御するために、ファン５１の動作を制御するように構成される。図５から理解されるように、出口５５は、タイミングベルト１１０に近接して配置され、フィルムウェブ２００の外部弁２０８の方へ加圧空気を方向付けるように構成される。
【００２５】
図５の示された実施形態においては、ニップローラ１１２は、コンベアベルト３１に対してフィルムウェブ２００を押し付けるように構成される細長いローラ（たとえば、ゴム被覆のある円筒形部材）を備える。特に、図５に示されるように、ローラ１１２は、ハウジング１０の上端の近くに配置され、フィルムウェブ２００の幅が、膨張可能な構造体ホルダー２０から引き出されるようにベルト３１とローラ１１２との間に挟まれ得るように、コンベアベルト３１の長さの全域に延びる。１つの実施形態においては、ニップローラ１１２は、コンベアベルト３１の方へ付勢されるようにばねが装着される。
【００２６】
また、図５は、膨張舌１６をより詳細に示している。さまざまな実施形態によれば、膨張舌１６は、交差部材１４から下方に懸架するようにハウジングの交差部材１４にヒンジ結合されるプレートを備え、交差部材１４に対して枢動することができる。膨張中に、膨張舌１６は、膨張中に加圧空気源の出口５５と適切な位置合わせでウェブ２００を維持するようにフィルムウェブ２００に載っている。さまざまな他の実施形態においては、膨張舌は、膨張中にフィルムウェブ２００に付加的な圧力を加えるように（たとえば、ばねによって）付勢され得る。
【００２７】
そのうえ、図５は、ハウジング１０内でニップローラ１１２のすぐ上方の制御パネル６１に設けられる第１の位置センサ１１５および第２の位置センサ１１６を示している。フィルムウェブ２００の膨張中に、第１の位置センサ１１５は、フィルムウェブ２００上の第１の位置マーカ２０１の存在を検出するように構成されるが、第２の位置センサ１１６は、フィルムウェブ２００上の第２の位置マーカ２０２の存在を検出するように構成される。さまざまな実施形態によれば、第１および第２の位置センサ１１５、１１６は、光カラーセンサ、またはフィルムウェブ２００上の位置マーカ２０１、２０２の存在を感知することができる任意の他の検出装置を備えることができる。以下でより詳細に説明するように、位置センサ１１５、１１６によって提供されるフィードバックは、加圧空気源の出口５５とのフィルムウェブの外部弁開口２０８の適切な位置合わせを確保するのに役立つ。
【００２８】
自動化された膨張装置の動作および使用法
図６〜図８は、さまざまな実施形態による膨張装置１００の動作および使用法のさまざまな態様を示している。図６は、いかにフィルムウェブ２００が膨張装置１００に初めに装填されるかを示すように、ハウジング１０を取り除き、コンベアベルト３１を前方に離脱させ引っ張った膨張装置１００の正面図を示している。図６に示されるように、フィルムウェブ２００は、まず第１に、（たとえば、膨張可能な構造体ホルダー２０に直接巻かれることによって、またはフィルムの予め巻かれたウェブ２００の芯を通して膨張可能な構造体ホルダー２０の細長い部分を挿入することによって）膨張可能な構造体ホルダー２０に巻かれる。次いで、膨張可能な構造体ホルダー２０は、ハウジング１０の上方に延びるアーム１１の凹状部と係合される。次に、フィルムウェブ２００は、ハウジング１０の方へ下方に引き寄せられ、交差部材１４の下側に、およびニップローラ１１２とコンベアベルト３１との間に差し込まれる。
【００２９】
上で述べたように、ばねが装着されたニップローラ１１２は、コンベアベルト３１が回転するとフィルムウェブ２００が膨張可能な構造体ホルダー２０から取り出されるように、フィルムウェブ２００をコンベアベルト３１に押し付ける。このように、係合装置３０は、コンベアベルト３１を回転させることによって機械方向にフィルムウェブ２００を前進させることができる。加えて、一方向弁２０４に近接したフィルムウェブ２００の端縁は、コンベアベルト３１とタイミングベルト１１０との間に挟み込まれ、これは、フィルムウェブの外部弁開口２０８を挟み開くためにコンベアベルト３１よりも僅かに遅い速度で回転するように構成される。
【００３０】
いったんフィルムウェブ２００が適切に装填されていれば、制御ユニット６０により、フィルムウェブ２００を、膨張位置に前進されるようにする。特定の実施形態においては、これは、位置センサ１１５、１１６のうちの１つまたは複数からのフィードバックに基づいて少なくとも一部が達成される。たとえば、１つの実施形態においては、第２の位置センサ１１６および第２の位置マーカ２０２は、第２の位置センサ１１６が第２の位置マーカ２０２の存在を検出すると、フィルムウェブ２００が、その外部弁開口２０８を加圧空気源の出口５５と実質的に位置合わせして配置されるように構成される。外部弁開口２０８が出口５５と位置合わせされると、フィルムウェブ２００は、膨張位置にあり、位置合わせされた外部弁開口２０８と連通している膨張可能なチャンバ２０５を膨張できる状態になる。
【００３１】
図７は、ハウジングの膨張空洞に向かって見た、フィルムウェブ２００を膨張位置に前進させた膨張装置１００の底面図を示している。図７から見ることができるように、出口５５は、ファン５１によって発生された加圧空気が、出口５５から外部弁開口２０８に向かって、およびフィルムウェブ２００の平面に対して斜めに方向付けられるように構成される。フィルムウェブ２００の表面は、加圧空気を外部弁開口２０８の方へ案内し、次いで、これは、流体チャネル２０６を通して、および膨張可能なチャンバ２０５の方へ案内される。加えて、膨張舌１６は、外部弁開口２０８および出口５５の位置合わせを維持するようにフィルムウェブ２００に押し当たっている。
【００３２】
フィルムウェブ２００をベルト３１、１１０およびニップローラ１１２によって膨張位置に保持した状態で、膨張可能なチャンバ２０５のうちの１つの膨張が始まることができる。さまざまな実施形態によれば、制御ユニット６０は、膨張可能なチャンバ２０５が空気で満たされる度合いを監視し、制御するように構成される。図１の示された実施形態に戻って参照すると、制御ユニット６０は、第１の膨張レベルボタン１２１および第２の膨張レベルボタン１２２と通信するように構成される。第１の膨張レベルボタン１２１を押圧するユーザに応じて、制御ユニット６０により、加圧空気源５０に、チャンバ２０５が空気で半充満されるように該チャンバ２０５を膨張させる。
【００３３】
たとえば、第１の膨張レベルボタン１２１を選択した場合、制御ユニット６０は、（たとえば、位置センサ１１５、１１６を介して）フィルムウェブ２００が膨張位置にあることを確認し、加圧空気源のファン５１を作動する。ファン５１は、ノズル５３を通して移動し、出口５５から出て行き、フィルムウェブの外部弁開口２０８（これは、コンベアベルト３１およびタイミングベルト１１０によって挟まれ開く）を通じて入る高圧空気流を送出する。フィルムウェブのチャンバ２０５が膨張するにつれて、これは、膨張レベルセンサ１１８、１１９に向かう方向にハウジング１０の方へ膨張する。ファン５１は、第１の膨張レベルセンサ１１８がチャンバ２０５の存在を検出するまで、空気流を引き続き送出する。特に、第１の膨張レベルセンサ１１８は、チャンバ２０５がセンサの視線の方へ膨張すると、これが空気でほぼ半分充満していることになるように配置される。第１の膨張レベルセンサ１１８からの信号を受信すると、制御ユニット６０は、ファン５１を止め、機械方向にフィルムウェブ２００を前進させる。チャンバ２０５内に閉じ込められた空気の圧力により、一方向弁２０４に、空気で半充満されたチャンバを維持するために自己シールさせる。次のチャンバ２０５が膨張位置にあるようにいったんフィルムウェブ２００が前進されると、プロセスが再び始まる。
【００３４】
対照してみると、第２の膨張レベルボタン１２２を選択した場合、制御ユニット６０により、第２の膨張レベルセンサ１１９が膨張チャンバ２０５の存在を検出するまで、ファン５１に、チャンバ２０５の中に高圧空気流を送出し続けることができるようにする。特に、第２の膨張レベルセンサ１１９は、チャンバ２０５がセンサの視線の方へ膨張する場合は、これが空気で実質的に充満していることになるように配置される。第２の膨張レベルセンサ１１９からの信号を受信すると、制御ユニット６０は、ファン５１を止める。再び、チャンバ２０５内に閉じ込められた空気の圧力により、一方向弁２０４に、空気で完全に満たされたチャンバを維持するために自己シールさせる。そのうえ、膨張舌１６は、外部弁開口２０８および出口５５の位置合わせを維持するように膨張中にフィルムウェブ２００に引き続き載っていることに留意されたい。
【００３５】
複数のチャンバ２０５が膨張される場合には、制御ユニット６０は、次のチャンバ２０５が膨張位置にあるようにフィルムウェブ２００を前進させ、プロセスが再び始まる。いったん必要なチャンバ２０５が膨張されていれば、係合装置３０は、ティアオフ位置まで機械方向に僅かにフィルムウェブ２００を前進させ、そこで、フィルムウェブ２００の膨張された部分は、ユーザによって穿孔２０９を介して容易に分離され得る。特定の実施形態においては、これは、位置センサ１１５、１１６のうちの１つまたは複数からのフィードバックに基づいて少なくとも一部が達成される。たとえば、１つの実施形態においては、第１の位置センサ１１５および第１の位置マーカ２０１は、第１の位置センサ１１５が第１の位置マーカ２０１の存在を検出すると、フィルムウェブ２００がティアオフ位置にあるように構成される。
【００３６】
膨張プロセスが繰り返される回数−およびしたがって、膨張されるフィルムウェブ２００の長さに沿ったチャンバ２０５の数−を指令するために、膨張装置１００は、いくつかの付加的な制御モードを含む。特に、図１に戻って参照すると、ハウジング１０は、複数の膨張モードのうちの１つを選択するために制御ユニット６０と通信するように構成される膨張モードボタン１２３を含む。
【００３７】
たとえば、１つの実施形態においては、−膨張モードボタン１２３を１回押し、離すユーザに応じて−、制御ユニット６０により、１つの膨張可能なチャンバ２０５が（膨張レベルボタン１２１、１２２を介して半分または完全膨張というユーザの選択に従って）膨張されるようにし、制御ユニット６０は、次の膨張されていないチャンバ２０５を膨張位置まで前進させるようにプログラムされる。同様に、ユーザが膨張モードボタン１２３を複数回（たとえば、２回、３回、等）押し、離すのに応じて、制御ユニット６０により、対応する数の膨張可能なチャンバ２０５が、膨張されるようにする。たとえば、ユーザが膨張モードボタン１２３を３回押し、離す場合には、制御ユニット６０により、加圧空気源５０および係合装置３０に（再び膨張レベルボタン１２１、１２２を介して半分または完全膨張というユーザの選択に従って）フィルムウェブ２００の３つの連続するチャンバ２０５を膨張させ、４番目の膨張されていないチャンバ２０５を膨張位置まで前進させる。
【００３８】
そのうえ、ユーザが膨張モードボタン１２３を押し、保持する場合には、加圧空気源５０および係合装置３０は、ユーザが膨張を止めるように再び膨張モードボタン１２３を押すまで、フィルムウェブ２００の連続するチャンバ２０５を連続的に膨張させる（または、あるいは、ユーザが膨張モードボタン１２３を離すまで膨張を続ける）。特定の実施形態においては、制御ユニット６０は、最大の膨張限界（たとえば、１００個のチャンバ）で構成されることができ、それによって、ユーザは、フィルムウェブ２００の付加的なチャンバ２０５を膨張させるように再び膨張モードボタン１２３を押さなければならない。
【００３９】
そのうえ、制御ユニット６０は、リモートセンサ７０からのフィードバックに基づいてフィルムウェブ２００の膨張を指令するように構成され得る。図１に示されるように、リモートセンサ７０は、膨張装置のハウジング１０のすぐ下の垂直壁３に取り外し可能に固定されるように構成される。したがって、さまざまな実施形態においては、リモートセンサ７０は、その後部壁に設けられる１つまたは複数の取り付け特徴部を有するセンサハウジングを備えることができる。たとえば、特定の実施形態においては、リモートセンサ７０は、粘着性のゴム被覆表面、吸引カップ、マイクロ吸引材料、フックアンドループ材料、クリップなどの取り付け特徴部、またはセンサハウジングを垂直面に固定するのに適した任意の特徴部を含むことができる。本明細書において説明から理解されるように、リモートセンサ７０はまた、分配するビン(ｂｉｎ）または機械構成部品を含む、他の物体または表面に固定されるように構成され得る。
【００４０】
示された実施形態においては、リモートセンサ７０は、センサハウジングの前に膨張されたフィルムウェブ２００の存在を検出するように構成される超音波エミッタ７２および超音波受信器７３を有する超音波センサである。特に、リモートセンサ７０は、フィルムウェブ２００の膨張された部分が位置センサ７０の前に懸架する長さに分配されているかどうかを示すフェードバックを提供するために制御ユニット６０に信号を伝達するように構成される（どこへでも、これは配置され得る）。たとえば、図１に示される実施形態においては、リモートセンサ７０は、制御ユニット６０と通信するように構成される通信ケーブル７６によってハウジング１０にテザー（ｔｅｔｈｅｒ）される（たとえば、ＵＳＢケーブル、イサ―ネットケーブル、同軸ケーブル、銅線のより合わせた対、または任意の他の受け入れられる通信媒体）。特定の実施形態においては、通信ケーブル７６は、引込み式であることができる。他の実施形態においては、リモートセンサ７０は、無線により（たとえば、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）またはもう１つのリモート通信プロトコルを介して）制御ユニット６０と通信するように構成され得る。この種の実施形態においては、リモートセンサ７０は、テザリングされる（たとえば、非通信引込み式ケーブルによって）か、またはテザリングされない。そのうえ、本明細書において説明から理解されるように、リモートセンサ７０は、フィルムウェブ２００の存在を検出することができる任意の適切な感知装置（たとえば、光学センサ、ＩＲセンサ、等）を備えることができる。
【００４１】
動作時に、ユーザは、リモートセンサ７０の起動ボタン７５を押すことによって「長さ」膨張モードを選択することができ、これは、このモードを制御ユニット６０に指示する。長さ膨張モードを選択した場合、制御ユニット６０により、加圧空気源５０および係合装置３０に、膨張されたフィルムウェブの長さがリモートセンサ７０に達していることをリモートセンサ７０が指示するまで（再び、膨張レベルボタン１２１、１２２を介して半分または完全膨張というユーザの選択に従って）フィルムウェブ２００に沿って連続する膨張可能なチャンバ２０５を連続的に膨張させる。
【００４２】
一例を挙げれば、これは、図８Ａ〜図８Ｃに示されている。図８Ａは、膨張位置の、膨張できる状態のフィルムウェブ２００を示している。図８Ｂに示されるように、ユーザがリモートセンサ７０の起動ボタン７５を押した後に、フィルムウェブの第１のチャンバ２０５が、膨張され、ハウジング１０の出口開口１３から前進される。このプロセスは、図８Ｃに示されるように、リモートセンサ７０がフィルムウェブ２００の存在を検出するまで複数のチャンバ２０５が膨張されることを続ける。
【００４３】
これらの図から理解されるように、ユーザは、壁３に沿って異なる位置にリモートセンサ７０を単に配置することによって必要とされる膨張されたフィルムウェブ２００の長さを容易に制御することができる。同様に、ビン（ｂｉｎ）または他の容器にリモートセンサ７０を配置することによって、ユーザはまた、膨張装置１００によって発生される膨張されたチャンバ２０５の量を制御することができる。たとえば、特定の実施形態においては、リモートセンサ７０は、膨張されたフィルムウェブ２００が入るビン（ｂｉｎ）の部分に直接隣接しておらず、リモートセンサ７０が配置される高さレベルまでビン（ｂｉｎ）がいっぱいになるときにのみフィルムウェブの存在を検出するように配置され得る。
【００４４】
加えて、長さ膨張モードを起動した場合、いったんユーザが膨張されたフィルムウェブ２００の一部を引きはがすと、膨張プロセスが、再開し、検出された長さに再び達するまで継続する。このように、膨張装置１００は、膨張されたフィルムウェブ２００の安定した長さを自動的に補充することができる。また、これは、前述のビンのコンテキスト（ｂｉｎ  ｃｏｎｔｅｘｔ）で正常に機能することになり、その場合、−膨張されたフィルム２００のレベルがリモートセンサ７０の位置より下に降下する場合は−膨張装置１００は、ビン（ｂｉｎ）を再び満たし始めるように膨張を再開する。
【００４５】
膨張装置のさまざまな付加的な実施形態
本明細書において説明から理解されるように、本明細書において説明した膨張装置１００のさまざまな改変が、本発明の範囲の範囲内であるように考えられる。たとえば、ハウジング１０に関して、膨張可能な構造体ホルダー２０は、ハウジング１０から取り外し可能な別部材を備えることができ、またはフィルムウェブ２００を受け入れるように構成されるハウジング１０の一体化された部分（たとえば、フィルムウェブ２００を受け入れるための開放端部を有する水平に方向付けられる円筒状アーム、または、ハウジング１０に接続され、巻かれたフィルムウェブ２００を受け入れるように構成される枢動アーム）を備えることができる。加えて、ハウジング１０のさまざまな実施形態は、他の方法で配置され得る。たとえば、ある実施形態では、ハウジング１０は、水平面（たとえば、テーブル）に載っているように構成されたベース部材を含み得る。
【００４６】
加えて、係合装置３０は、本明細書において説明したように、フィルムウェブ２００を前進させ、配置するように構成される任意の数の機械構成部品を備えることができる。たとえば、特定の実施形態においては、複数のニップローラ、コンベアベルト、またはタイミングベルトが使用され得る。加えて、特定の実施形態は、タイミングベルト１１０なしで機能するように構成され得る（たとえば、この場合、フィルムは、弁開口を挟み開くことなしに膨張され得る）。
【００４７】
さらに、加圧空気源５０は、さまざまな実施形態に従って任意の適切な加圧流体源を備えることができる。実際、膨張装置１００は、ユーザの要求および用途に基づいたさまざまなガス、液体、または他の適切な流体で、フィルムウェブ２００のチャンバ２０５を膨張させるように構成され得る。そのうえ、特定の実施形態においては、流体源は、ノズルを弁開口に挿入することによって（すなわち、上で説明した遠隔膨張法を用いることなく）チャンバ２０５を満たすように構成され得る。加えて、加圧空気源５０は、圧縮機、あるいは加圧空気（または他のガス）のキャニスターを含む、任意の適切な加圧空気源を使用することができる。
【００４８】
加えて、膨張装置１００は、チャンバ２０５が（たとえば、フィルムウェブ２００を停止することなく）膨張されるにつれて、フィルムウェブ２００を連続的に前進させるように構成され得る。この種の実施形態においては、加圧空気源は、連続的に加圧空気を発生させることができ、または断続的に加圧空気を発生させるようにプログラムされ得る。制御ユニット６０および膨張の方法に関しては、さまざまな実施形態に従って、制御ユニット６０は、ユーザの好みに従って、フィルムウェブ２００の膨張を容易にするように任意の数のルーチンを実行するようにプログラムされ得る。そのうえ、膨張装置１００は、巻かれたフィルムウェブを含む−がこれに限定されない−、任意の適切な膨張可能な構造体で動作するように構成され得る。たとえば、特定の実施形態においては、膨張可能な構造体は、バスケットまたは他の容器に含まれる折り畳まれたシートの形で提供され得る。
【００４９】
結論
本明細書において記述された本発明の多くの変更および他の実施形態が、前述の説明および関連した図面に示される教示の利益を有する、本発明が関係する当業者に思い浮かぶであろう。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるべきではなく、改変および他の実施形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれるように意図されることが理解されるべきである。特定の用語が本明細書において使用されるが、これらは、単に一般的かつ説明的な意味で、かつ限定するためではなく使用されている。
【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４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【国際調査報告】
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