(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェイスマスクの製造ラインにおいて、連続的に流れるフェイスマスクのマスク本体部に締結タイを巻き付けるための自動化された方法であって、
前記フェイスマスクを前記製造ラインのコンベヤ上で、前記各フェイスマスクの前記マスク本体部から延びる一対のリーディングタイ及び一対のトレーリングタイを前記製造ラインの搬送方向に延在するように配向させて搬送するステップであって、前記コンベヤは、第１のセクションと、第２のセクションとを含む、該搬送するステップと、
前記一対のリーディングタイを前記マスク本体部の下側に巻き付けるべく、前記フェイスマスクが前記搬送方向に搬送されるのを継続しながら、前記一対のリーディングタイを、前記コンベヤの前記第１のセクションと、前記コンベヤの前記第２のセクションとの間の隙間を通して前記マスク本体部の下方に引き込むステップと、
前記引き込むステップの後、前記マスク本体部を前記隙間を横断して前記コンベヤの前記第２のセクション上に搬送させることで、前記一対のリーディングタイを前記隙間から引き出させて、前記マスク本体部の下側に配置させるステップと、
前記配置させるステップの後、前記製造ラインの巻き付けステーションにおいて、自動化されたクランプ装置によって前記マスク本体部をクランプして、前記マスク本体部を通る回転軸を中心にして回転させ、これにより、前記一対のリーディングタイ及び前記一対のトレーリングタイを前記マスク本体部にさらに巻き付けるステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記一対のリーディングタイは、前記コンベヤの下方に配置された吸引装置によって前記マスク本体部の下方に引き込まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記吸引装置は、前記コンベヤの前記第１のセクションと前記コンベヤの前記第２のセクションとの間の前記隙間に配置される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記クランプ装置は、前記巻き付けステーション内の単一の位置で、前記マスク本体部を複数回回転させて、前記一対のリーディングタイ及び前記一対のトレーリングタイを前記マスク本体部に複数回巻き付けるように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記巻き付けステーション内の前記搬送方向に互いに離間した複数の位置に連続的に配置される複数の前記クランプ装置を備え、
前記クランプ装置の各々は、前記巻き付けステーションを通って搬送される個々の前記マスク本体部をクランプして少なくとも部分的に回転させる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記クランプ装置は、前記コンベヤ間の隙間に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記クランプ装置は、互いに離間したクランプを含み、
前記クランプ装置の前記互いに離間したクランプで、前記マスク本体部の両側の側縁部をクランプするステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記互いに離間したクランプは、空気圧で作動する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記一対のリーディングタイ及び前記一対のトレーリングタイは、前記クランプ間の内側位置で前記マスク本体部に巻き付けられる、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記互いに離間したクランプを、前記マスク本体部の前記両側の側縁部をクランプする位置まで、互いに対して接近する内側方向に変位させ、前記一対のリーディングタイ及び前記一対のトレーリングタイを前記マスク本体部に巻き付け、次いで、前記クランプを後退させて前記マスク本体部を解放するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記一対のリーディングタイ及び前記一対のトレーリングタイは、前記クランプにも巻き付けられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記マスク本体部及び前記クランプ装置は、前記クランプ装置を少なくとも部分的に取り囲むように構成されたフレーム構造体内で回転させられる、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
連続的に流れるフェイスマスクのマスク本体部に締結タイを巻き付けるための自動化された製造ラインシステムであって、
前記各フェイスマスクを、前記各フェイスマスクの前記マスク本体部から延びる一対のリーディングタイ及び一対のトレーリングタイを前記製造ラインの搬送方向に延在するように配向させて搬送するコンベヤであって、前記コンベヤは、第１のセクションと、第２のセクションとを含む、該コンベヤと、
前記製造ラインの巻き付けステーションと、
前記一対のリーディングタイを前記マスク本体部の下側に巻き付けるべく、前記フェイスマスクが前記搬送方向に搬送されるのを継続しながら、前記一対のリーディングタイを前記マスク本体部の下方に引き込む引込手段であって、前記引込手段によって、前記一対のリーディングタイは前記コンベヤの前記第１のセクションと前記コンベヤの前記第２のセクションとの間の隙間に引き込まれ、前記一対のリーディングタイが引き込まれた後、前記マスク本体部が前記隙間を横断して前記コンベヤの前記第２のセクション上に搬送されることで、前記一対のリーディングタイは前記引込手段から引き出されて前記マスク本体部の下側に配置される、該引込手段と、
前記巻き付けステーションにおいて、前記マスク本体部をクランプして、前記マスク本体部を通る回転軸を中心にして回転させ、これにより、前記一対のリーディングタイ及び前記一対のトレーリングタイを前記マスク本体部にさらに巻き付ける自動化されたクランプ手段と、を備えたシステム。
【請求項１４】
前記一対のリーディングタイを引き込む前記引込手段は、
前記フェイスマスクを前記巻き付けステーションに搬送する前記コンベヤの下方に配置された吸引装置を含み、
前記吸引装置は、前記コンベヤの前記第１のセクションと前記コンベヤの前記第２のセクションとの間の前記隙間に配置される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記マスク本体部をクランプするための前記クランプ手段は、
前記マスク本体部を少なくとも部分的に回転させて、前記一対のリーディングタイ及び前記一対のトレーリングタイを前記マスク本体部に所望の程度で巻き付けるように構成された機械的クランプ装置を含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記巻き付けステーション内の前記搬送方向に互いに離間した複数の位置に連続的に配置される複数の前記機械的クランプ装置を備え、
前記機械的クランプ装置の各々は、前記巻き付けステーションを通って搬送される個々の前記マスク本体部をクランプして少なくとも部分的に回転させる、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記クランプ手段は、前記マスク本体部の両側の側縁部をクランプするように構成された互いに離間したクランプを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
前記互いに離間したクランプは、前記一対のリーディングタイ及び前記一対のトレーリングタイを前記クランプ間の内側位置で前記マスク本体部に巻き付ける位置に配置される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記互いに離間したクランプは、前記マスク本体部の前記両側の側縁部をクランプする位置まで、互いに対して接近する内側方向に変位させることができ、かつ、前記一対のリーディングタイ及び前記一対のトレーリングタイを前記マスク本体部に巻き付けた後に前記マスク本体部を解放するために前記内側方向とは反対側の外側方向に変位させることができる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記クランプ手段を少なくとも部分的に取り囲むように構成されたフレーム構造体をさらに備え、
前記クランプ手段及び前記マスク本体部は、前記フレーム構造体内で回転させられる、請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、一般的に、外科用マスクなどの保護用フェイスマスクの分野に関し、特に、そのようなフェイスマスクの製造工程において、各フェイスマスクに結合された頭部締結タイを、フェイスマスクのマスク本体部に巻き付けるための方法及びシステムに関する。
【０００２】
（関連出願のファミリー）
本出願は、本出願と同日に出願された下記の国際特許出願（これらは全て、米国を指定してる）と、発明の主題が関連している。
（ａ）代理人整理番号：６４９８４２３５ＰＣＴ０１（ＨＡＹ−３１６１−ＰＣＴ）；「フェイスマスクの製造工程においてフェイスマスクにタイを巻き付けるための方法及びシステム」なる標題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０４７０５１号
（ｂ）代理人整理番号：６４９８４２８３ＰＣＴ０１（ＨＡＹ−３１６２−ＰＣＴ）；「フェイスマスクの製造工程においてフェイスマスクにタイを巻き付けるための方法及びシステム」なる標題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０４７０５３号
（ｃ）代理人整理番号：６４９８４３０９ＰＣＴ０１（ＨＡＹ−３１６３−ＰＣＴ）；「フェイスマスクの製造工程においてフェイスマスクにタイを巻き付けるための方法及びシステム」なる標題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０４７０５４号
（ｄ）代理人整理番号：６４９８４２８９ＰＣＴ０１（ＨＡＹ−３１６５−ＰＣＴ）；「フェイスマスクの製造工程においてフェイスマスクにタイを巻き付けるための方法及びシステム」なる標題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０４７０５７号
（ｅ）代理人整理番号：６４９８４２９５ＰＣＴ０１（ＨＡＹ−３１６６−ＰＣＴ）；「フェイスマスクの製造工程においてフェイスマスクにタイを巻き付けるための方法及びシステム」なる標題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０４７０５８号
【０００３】
上記の出願は、あらゆる目的のために、参照により本明細書に援用される。上記の出願に記載された発明主題の特徴及び態様の任意の組み合わせを、本出願の実施形態と組み合わせて、本発明のさらなる実施形態を創出することもできる。
【背景技術】
【０００４】
様々な構成の使い捨て式フィルタリングフェイスマスク、すなわちレスピレータが知られており、これらは、「フェイスマスク」、「保護マスク（レスピレータ）」、「フィルタリングフェイスレスピレータ」等の様々な名称で呼ばれている。本開示の目的のために、本明細書では、これらを「フェイスマスク」と総称する。
【０００５】
自然災害時または他の大惨事の発生時には、救援活動従事者、救急隊員、及び一般市民に対して保護用フェイスマスクを供給する能力は極めて重要である。例えば、パンデミックが発生した場合には、フィルタを介した呼吸を可能にするフェイスマスクの使用が、そのような事態への対応や復旧において重要となる。このため、政府や自治体は、通常、緊急時にすぐに使用できるように、フェイスマスクの備蓄を維持している。しかしながら、フェイスマスクの貯蔵寿命は限られているため、有効期限の確認及び補充のために、フェイスマスクの備蓄を継続的にモニタする必要があった。そして、これは、非常にコストのかかる作業であった。
【０００６】
最近、備蓄に頼るのではなく、パンデミックまたは他の災害の発生時に「必要に応じて」フェイスマスクを大量生産することが実現可能か否かについての調査が開始された。例えば、２０１３年に、米国保健福祉省（ＨＨＳ）の事前準備対応次官補局（ＡＳＰＡ）の一部門である生物医学先端研究開発局（ＢＡＲＤＡ）は、米国でパンデミックが発生した場合には最大１億個のフェイスマスクが必要となると推定し、備蓄を避けるために、１日当たり１５０万〜２００万個のフェイスマスクを大量生産することによって、この需要を満たすことができるか否かについての研究を提案した。これは、１分当たり約１５００個のマスクを生産することを意味する。現行のフェイスマスク製造ラインは、技術と装置の限界のために１分当たり約１００個のマスクしか生産することができず、上記の推定目標値に遠く及ばない。したがって、パンデミック発生時のフェイスマスクの「オンデマンド」という目標実現するためには、製造・生産工程の進歩が必要である。
【０００７】
プリーツ付きフェイスマスクの特定の構成には、矩形状のマスク本体部の頂縁部及び底縁部に結合された頭部締結タイが含まれる。例えば、従来の外科用フェイスマスクは、３．７５インチ×７インチの矩形状のプリーツ付きのマスク本体部を有し、このマスク本体部の頂縁部及び底縁部（長辺）に沿って、３２インチのタイが結合される。製造ラインのマシン方向では、これらのタイにより、先行するタイ（リーディングタイ）のセットと、後続のタイ（トレーリングタイ）のセットとが構成される。個々のフェイスマスクをパッケージングステーションに搬送する前に、マスク本体部にタイを巻き付けることが一般的に望ましい。しかしながら、マスク本体部にタイを巻き付けるための従来の手動のまたは自動的な方法は、フェイスマスクの製造速度が比較的遅いという問題があった。フェイスマスクを上記のスループット（製造速度）で大量生産するためには、走行ラインの製造速度を高く維持しながら、マスク本体部にタイを巻き付ける必要がある。
【０００８】
本発明は、このような要求に応えるべく案出されたものであり、フェイスマスクの製造ラインにおいて、フェイスマスクのマスク本体部に頭部締結タイを高速で巻き付けるための方法及びシステムを提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的及び利点は、その一部が以下の説明に記載されており、または以下の説明から明らかであり、または本発明の実施により学ぶことができるであろう。
【００１０】
本発明の一態様によれば、フェイスマスク製造ラインにおいて、連続的に流れるフェイスマスクのマスク本体部に締結タイを巻き付けるための自動化された方法が提供される。本発明に係る方法は、フェイスマスクを製造ラインのコンベヤ上で、各フェイスマスクのマスク本体部から延びる一対のリーディングタイ及び一対のトレーリングタイを製造ラインの搬送方向に延在するように配向させて搬送するステップを含む。製造ラインの巻き付けステーション、またはその上流において、一対のリーディングタイをマスク本体部の下側に巻き付けるべく、フェイスマスクが搬送方向に搬送されるのを継続しながら、一対のリーディングタイをマスク本体部の下方に引き込む。その後、製造ラインの巻き付けステーションにおいて、自動化されたクランプ装置によってマスク本体部をクランプして、マスク本体部を通る回転軸を中心にして回転させ、これにより、一対のリーディングタイ及び一対のトレーリングタイをマスク本体部にさらに巻き付ける。
【００１１】
特定の実施形態では、一対のリーディングタイは、コンベヤの下方に配置された吸引装置によってマスク本体部の下方に引き込まれる。例えば、吸引装置は、コンベヤの第１のセクションとコンベヤの第２のセクションとの間の隙間に配置され、マスク本体部が隙間に到達する前に、一対のリーディングタイがコンベヤの搬送面よりも下方に引き込まれる。マスク本体部が隙間を横断してコンベヤの第２のセクション上に搬送されるときに、一対のリーディングタイは吸引装置から引き出され、マスク本体部の下側に巻き付けられる。
【００１２】
本方法のこの回転態様は、タイの長さ及び所望の巻回数に応じて、一対のリーディングタイ及び一対のトレーリングタイをマスク本体部に部分的にまたは複数回巻き付ける。このような巻き付け作業は、例えば、単一の回転駆動型クランプ装置を使用して、巻き付けステーションの単一の位置で行うことができる。複数のこのようなクランプ装置が、巻き付けステーションの搬送方向に互いに離間した位置に連続的に配置される。回転駆動型クランプ装置の各々は、リーディングタイとトレーリングタイの総巻回数に部分的に寄与する。このようにして、個々のフェイスマスクは、単一の位置でタイの複数の巻回を行うために搬送方向に沿って停止しないので、フェイスマスクの流れが大幅に妨げられることはない。
【００１３】
特定の実施形態では、回転駆動型クランプ装置は、クラムシェルまたは同様のタイプのクランプなどの、互いに対向する一対の駆動可能クランプを備える。クランプは、マスク本体部の側縁部をクランプするために、コンベヤの横方向の両側に配置される。クランプは、プロセスの適切な時点でマスク本体部のクランプ及び解放を行うように、空気圧で作動され得る。クランプの作動及び回転は、コンベヤに沿って配置された、巻き付けステーション内のクランプ装置に対するマスク本体部の相対位置を検出するセンサからの信号に依存し得る。
【００１４】
一実施形態では、クランプは、マスク本体部をその側縁部に沿ってクランプすることができる大きさ及び構成を有し、リーディングタイ及びトレーリングタイは、クランプ間の内側位置でマスク本体部に巻き付けられる。
【００１５】
別の実施形態では、クランプは、作動時には、回転駆動だけでなく、コンベヤに対して横方向にも変位させることができるように構成される。クランプは、リーディングタイ及びトレーリングタイをマスク本体部に巻き付けた後、開始位置まで後退してマスク本体部を解放する。この実施形態では、リーディングタイ及びトレーリングタイはクランプにも巻き付けられる。
【００１６】
一実施形態では、マスク本体部及びクランプ手段は、一対のリーディングタイ及び一対のトレーリングタイがマスク本体部に制御されない形態で巻き付けられることを防止するために、所定のフレーム構造体内で回転させるステップをさらに含む。フレーム構造体は、例えば、フェイスマスク本体部の側縁部の長さよりも若干大きい間隔を隔てて配置された頂部及び底部を有する開放端構造であり得る。
【００１７】
締結タイがマスク本体部に巻き付けられたマスクは、ディスペンスプロセスを改善すること、及びフェイスマスクの装着を容易にすることに加えて、よりコンパクトなディスペンサーボックスを提供する。締結タイがマスク本体部に巻き付けられていない場合には、締結タイのかたまり（mass of ties）を収容するために、ディスペンサーボックス及びケースは大幅に大きくする必要がある。
【００１８】
本発明はまた、本明細書に記載及びサポートされているように、本発明の方法による自動化された製造ラインにおいてフェイスマスクのマスク本体部に締結タイを巻き付けるための様々なシステムの実施形態を包含する。
【００１９】
本発明の他の特徴及び態様は、以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
当業者を対象にした本発明の完全かつ実現可能な開示（ベストモードを含む）が、添付図面を参照して、本明細書の残りの部分により詳細に説明される。
【００２１】
【図１】ユーザにより装着された、上側頭部締結タイ及び下側頭部締結タイを備える従来のフェイスマスクの斜視図である。
【図２】ユーザにより装着された、上側頭部締結タイ及び下側頭部締結タイを備える別の従来のフェイスマスクの斜視図である。
【図３Ａ】連続タイストリップを切断し、次いで、リーディングタイ及びトレーリングタイをフェイスマスクのマスク本体部に巻き付けるための本発明の一態様に係るフェイスマスク製造ラインの一部を示す上面図である。
【図３Ｂ】連続タイストリップを切断し、次いで、リーディングタイ及びトレーリングタイをフェイスマスクのマスク本体部に巻き付けるための本発明の一態様に係るフェイスマスク製造ラインの一部を示す上面図である。
【図４Ａ】フェイスマスクが製造ラインの搬送方向に搬送されるのを継続しながら、リーディングタイをフェイスマスクの本体部の下方に引き込む方法を示す連続図である。
【図４Ｂ】フェイスマスクが製造ラインの搬送方向に搬送されるのを継続しながら、リーディングタイをフェイスマスクの本体部の下方に引き込む方法を示す連続図である。
【図４Ｃ】フェイスマスクが製造ラインの搬送方向に搬送されるのを継続しながら、リーディングタイをフェイスマスクの本体部の下方に引き込む方法を示す連続図である。
【図５】本発明の一実施形態による、マスク本体部にリーディングタイ及びトレーリングタイを巻き付ける方法を示す図である。
【図６】本発明の別の実施形態による、マスク本体部にリーディングタイ及びトレーリングタイを巻き付ける方法を示す図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態による、マスク本体部にリーディングタイ及びトレーリングタイを巻き付ける方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の様々な実施形態及びその１以上の実施例を詳細に説明する。各実施例は、本発明を説明するために提示されたものであり、本発明を限定するものではない。実際、本発明において、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、本発明の様々な変更形態及び変形形態が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、ある実施形態の一部として例示または説明された特徴を、別の実施形態において用いて、さらなる別の実施形態を創出することもできる。したがって、本発明は、添付された特許請求の範囲及びその均等物の範囲に含まれる限り、そのような変更形態及び変形形態を包含することを意図している。
【００２３】
上述したように、本発明の方法及びシステムは、製造ラインにおけるフェイスマスクの高スループットを支援する自動化された方法において、フェイスマスクのマスク本体部に締結タイを巻き付けることに関する。上流及び下流のフェイスマスク製造ステップは、本発明の態様を限定するものではないので、本明細書では詳細に説明しない。
【００２４】
また、本開示は、製造ラインを通じてのフェイスマスクの特定の構成要素の搬送または輸送について言及または暗示している。物品搬送装置（例えば、ロータリコンベヤまたはリニアコンベヤ）、物品配置装置（例えば、真空パッドプレイサ）、及び移送装置の任意の態様または組み合わせが、物品搬送業界ではよく知られており、本明細書に記載される目的に使用できることは容易に理解できるであろう。これらの既知の装置やシステムの詳細な説明を提供することは、本発明の方法の理解及び把握のためには必要でない。
【００２５】
頭部締結タイの対が組み込まれたフェイスマスクの様々なスタイルや構成がよく知られており、そのようなものとしては、例えば、平らなプリーツ付きフェイスマスク、及びパウチ型フェイスマスク（例えば、カモノハシ型フェイスマスク）がある。これらの両マスクについては、下記に簡単に説明する。本発明は、これらの従来のマスクの製造ライン、並びに、後続のパッケージング、ディスペンシング、ドニング、または別の理由で頭部締結タイをフェイスマスクのマスク本体部に巻き付けることが有益な他のタイプのフェイスマスクの製造ラインにおいて有用性を有する。説明のみを目的として、本明細書では、本方法の態様は、図１に示すような、特定のタイプの平らなプリーツ付きフェイスマスクに関して説明する。
【００２６】
図１を参照すると、代表的な平らなプリーツ付きのフェイスマスク１０が、着用者１２の顔の上に示されている。このフェイスマスク１０は、一対の上側タイストリップ１６及び一対の下側タイストリップ１８によって着用者１２に固定されたマスク本体部１４を含む。これらのタイストリップは、マスク本体部１４の側縁部２０に沿って既知の従来の手法を用いて取り付けられた連続的なストリップによって構成される。別の実施形態では、一対の上側タイストリップ１６及び一対の下側タイストリップ１８は、マスク本体部１４の頂縁部及び底縁部２２に沿って取り付けられるか、または、マスク本体部１４の角部に取り付けられた個々の部材によって構成される。
【００２７】
図２は、着用者１２の顔に装着したときにはカップ状または円錐状の全体形状を呈し、その結果、使用時にはマスクが「顔から離れる（オフ・ザ・フェイス）」という利点を提供し、一方、使用前にはマスクを折り畳んでポケットに入れて容易に持ち運ぶことができる、カモノハシ型のフェイスマスク１１を示す。この「オフ・ザ・フェイス」型マスクは、着用者の顔のかなりの部分に接触する柔らかいプリーツ付きマスクと比較して、より大きな呼吸チャンバを提供する。このため、「オフ・ザ・フェイス」型マスクは、より楽な、かつより容易な呼吸を可能にする。この「オフ・ザ・フェイス」型マスクでは、一対の上側タイストリップ１６及び一対の下側タイストリップ１８は、図１のフェイスマスク１０に関して上述したようにして取り付けられ得る。
【００２８】
図３Ａは、複数のマスク本体部１１６がコンベヤ１０４に載せられて搬送方向１０６に搬送されるフェイスマスク製造ライン１００の一部を示す。マスク本体部１１６は、マスク本体部１１６の両側の側縁部に沿って連続した連続タイストリップ１１７によって、互いに連結されている。この連続タイストリップ１１７は、上流工程で、マスク本体部１１６の両側の側縁部に取り付けられる。連続タイストリップ１１７及びマスク本体部１１６は、切断ステーション１２１を通って搬送され、切断ステーション１２１のブレードまたは他の切断装置によって、連続タイストリップ１１７が、互いに隣接するマスク本体部１１６の中間で切断される。この結果、各フェイスマスク１１４は、フェイスマスク１１４の搬送方向１０６において先行する一対のリーディングタイ（leading tie）１１８と、後続する一対のトレーリングタイ（trailing tie）１２０とを有するマスク本体部１１６を含むこととなる。個々のタイ１１８、１２０の長さは、切断ステーション１２１の上流の互いに隣接するマスク本体部１１６の間隔に相関する。
【００２９】
図３Ｂは、図３Ａの切断ステーション１２１の下流のコンベヤ１０４上のフェイスマスク１１４を示す。リーディングタイ１１８及びトレーリングタイ１２０を有するマスク本体部１１６を含む個々のフェイスマスク１１４は、下記でより詳細に説明するように、搬送方向１０６に沿って自動化された巻き付けステーションへ連続的に搬送される。フェイスマスク１１４は、一対のリーディングタイ１１８及び一対のトレーリングタイ１２０がマスク本体部１１６の両側の側縁部の近傍でマスク本体部１１６に一周以上巻き付けられた状態で、巻き付けステーション１２２から出てくる。フェイスマスク１１４は、その後、下流のパッケージングステーション１３８（図５〜７）に搬送される。
【００３０】
別の従来のプリーツ付きのフェイスマスク１１４の実施形態では、タイ１１８、１２０は、マスク本体部１１６の上側（鼻側）縁部及び下側（顎側）縁部に沿って取り付けられる。このため、リーディングタイ１１８及びトレーリングタイ１２０は、マスク本体部１１６の長方側の縁部に対して水平な初期配向を有する。本発明のタイを巻き付ける方法及びシステムは、このタイプのフェイスマスク１１４にも適用可能である。このタイプのフェイスマスク１１４では、フェイスマスク１１４が巻き付けステーション１２２に到達する前に、タイの向きを変えて、タイがマスク本体部１１６に対して、図３Ｂに示したフェイスマスク１１４及びタイ１１８、１２０と同じ向きになるようにする。あるいは、タイ１１８、１２０の向きを変更せずに、タイ１１８、１２０をマスク本体部１１６の長方側の縁部に巻き付けるようにしてもよい。したがって、本発明の方法及びシステムは、マスク本体部１１６に対するタイ１１８、１２０の特定のスタイルまたは取り付けに限定されないことを理解されたい。
【００３１】
図３Ｂはまた、フェイスマスク１１４のパッケージ化中及びフェイスマスク１１４を取り出して装着するときに、タイが時期尚早にほどけないことを確実にするために、マスク本体部１１６に巻き付けられたタイ１１８、１２０に折り目を付ける目的で、巻き付けステーション１２２の下流に配置されたセットステーション１２３を示す。このことは、例えば、巻き付けられたタイを有するフェイスマスク１１４を、圧縮ローラ間、または折り畳まれたタイ１１８、１２０に折り目またはクリンプを形成する圧縮コンベヤ構造体のニップ間に通過させることによって行うことができる。
【００３２】
図４Ａ〜４Ｃは、巻き付けステーション１２２、または巻き付けステーションの上流に設けられた、フェイスマスク１１４が搬送方向１０６へ搬送されるのを継続しながら、一対のリーディングタイ１１８をマスク本体部１１６の下方に最初に引き込む引込手段１３４の実施形態を示す。コンベヤ１０４は、第１のセクション１０８及び第２のセクション１１０を含み、第１のセクション１０８と第２のセクション１１０との間には隙間（gap）１１２が設けられている。隙間１１２における、コンベヤ１０４の搬送面よりも下方の位置に、吸引装置１２４が配置されている。吸引装置１２４は、制御／吸引ライン１２５を介して真空吸引を行う。図４Ａ〜４Ｃに示すように、一対のリーディングタイ１１８が隙間１１２に接近すると、マスク本体部１１６が隙間１１２を横断してコンベヤ１０４の第２のセクション１１０上へ搬送されるのを継続しながら、一対のリーディングタイ１１８は吸引装置１２４内に引き込まれる。マスク本体部１１６が搬送方向１０６へ搬送されるのを継続しながら、一対のリーディングタイ１１８は吸引装置１２４から引き出され、図４Ｃに示すように、マスク本体部１１６の下側に折り重ねられる（部分的に巻回される）。吸引装置１２４は、リーディングタイ１１８内に吸引するのに十分であり、かつ、マスク本体部１１６が隙間１１２を横断して搬送されるのを継続しながら、タイ１１８が引き出されることを可能にする真空を概ね連続的に吸引するように制御される。別の実施形態では、吸引装置は、ただ単に、リーディングタイ１１８を最初に引き込むために間欠的な真空を印加するように制御され、マスク本体部１１６が隙間１１２を横断して搬送されるときに真空が解除される。
【００３３】
一対のリーディングタイ１１８をマスク本体部１１６の下方に引き込む引込手段１３４は、上述の実施形態に限定されないことを理解されたい。別の実施形態は、重力のみに依存してもよく、一対のリーディングタイ１１８は重力によって隙間１１２内に落下する。別の実施形態では、機械的グリッパや摩擦ローラなどの機械的装置を隙間１１２内に設けて、隙間１１２内に落下したタイ１１８と係合するようにしてもよい。
【００３４】
一対のリーディングタイ１１８がマスク本体部１１６の下側に折り重ねられた状態のフェイスマスク１１４は、その後、巻き付けステーション１２２の自動化されたクランプ装置１２６に搬送される。自動化されたクランプ装置１２６は、マスク本体部１１６をクランプして、マスク本体部１１６を通る回転軸１３３を中心にして回転させ、これにより、一対のリーディングタイ１１８及び一対のトレーリングタイ１２０をマスク本体部１１６にさらに巻き付ける。上述したように、本方法のこの回転態様は、タイの長さ及び所望の巻回数に応じて、一対のリーディングタイ１１８及び一対のトレーリングタイ１２０をマスク本体部１１６に部分的にまたは複数回巻き付ける。このような巻き付け作業は、例えば、単一の回転駆動型クランプ装置１２６を使用して、巻き付けステーション１２２の単一の位置で行うことができる。この実施形態では、マスク本体部１１６を単一の位置でクランプして複数回回転させる間、フェイスマスク１１４の搬送は一時的に停止される。
【００３５】
図５〜７に示す別の実施形態では、複数のこのような回転駆動型クランプ装置１２６が、巻き付けステーション１２２の搬送方向１０６に互いに離間した複数の位置に連続的に配置される。回転駆動型クランプ装置１２６の各々は、リーディングタイ１１８とトレーリングタイ１２０の総巻回数に部分的に寄与する。このようにして、個々のフェイスマスク１１４は、単一の位置でタイの複数の巻回を行うために搬送方向に沿って停止しないので、フェイスマスク１１４の流れが大幅に妨げられることはない。
【００３６】
図５〜７の実施態様では、回転駆動型クランプ装置１２６の各々は、制御ライン１２８を介してモータ１２９（図７）によって駆動される。あるいは、単一のモータ１２９が、クランプ装置１２６の全てにギア接続されてもよい。各クランプ装置１２６は、マスク本体部１１６をクランプし、その後に解放するように制御された態様で開閉可能なクラムシェルまたは同様のタイプのクランプなどの、互いに対向する一対のクランプ１２７を備える。クランプ１２７は、マスク本体部１１６の側縁部２０をクランプするために、コンベヤ１０４の横方向の両側に配置される。クランプ１２７は、このプロセスの適切な時点でマスク本体部１１６のクランプ及び解放を行うように、空気圧で、電気的に、または機械的に作動され得る。クランプ１２７の作動及び回転は、コンベヤ１０４に沿って配置された、巻き付けステーション１２２内のクランプ装置１２６に対するマスク本体部１１６の相対位置を検出するセンサからの信号に依存し得る。
【００３７】
図５の実施形態では、クランプ１２７は、マスク本体部１１６をその側縁部２０に沿ってクランプすることができる大きさ及び構成を有する。クランプ１２７は、マスク本体部１１６の内側に向かって大幅に延出しない。この構成では、クランプ１２７は、コンベヤ１０４に対して横方向に変位しないように構成され、リーディングタイ１１８及びトレーリングタイ１２０は、クランプ１２７間の内側位置でマスク本体部１１６に巻き付けられる。
【００３８】
図６に示す別の実施形態では、クランプ１２７は、作動時には、回転駆動だけでなく、コンベヤ１０４に対して横方向にも変位させることができるように構成され、各クランプ１２７は、マスク本体部１１６をその側縁部よりもさらに内側の位置でクランプするように、マスク本体部１１６の内側に向かって変位させられる。クランプ１２７は、リーディングタイ１１８及びトレーリングタイ１２０をマスク本体部１１６に巻き付けた後、開始位置まで後退してマスク本体部１１６を解放する。この実施形態では、リーディングタイ１１８及びトレーリングタイ１２０はクランプ１２７にも巻き付けられるが、これは、クランプ１２７がマスク本体部１１６を開放すること、及びクランプ１２７をマスク本体部１１６から引き出すことを妨げない。
【００３９】
図７を参照して、マスク本体部１１６を回転させるクランプ装置１２６の各々は、フレーム構造体１３０を備えることが望ましい。このフレーム構造体１３０は、リーディングタイ１１８及びトレーリングタイ１２０の制御されない形態での巻き付けを防止するために、マスク本体部１１６を回転させる限定空間を画定する、任意の態様の構造を有し得る。例えば、図示した実施形態では、フレーム構造体１３０は、頂部部材１３１と底部部材１３２とを含み、マスク本体部１１６は、頂部部材１３１と底部部材１３２との間で回転させられ、これにより、リーディングタイ１１８及びトレーリングタイ１２０の渦巻き状のまたは制御されない形態での巻き付けが防止される。
【００４０】
図示及び上述した特定の内容は、本発明の主題の様々な例示的な実施形態を説明及び教示するためのものであり、本発明の限定を意図するものではない。添付した特許請求の範囲に記載されているように、本発明の範囲は、当業者が想到可能な改変形態及び変更形態と共に、本明細書に記載した様々な特徴の組み合わせ及びサブコンビネーションの両方を包含する。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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