Tool to form a three-dimensional container or structure

本開示は、食品又は他の製品を保持、収容又は準備するために用いることができる物品、部材、構造物又は容器に材料を形成する工具及び方法に関する。

［関連出願の相互参照］
本願は、２００９年６月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／１８７，８４９号の優先権を主張するものである。

［参照による援用］
２００９年６月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／１８７，８４９号は、その全体が全ての目的でここに参照されることで援用される。

一態様では、本開示は、概して、ブランクから容器を形成する工具に関する。 工具は、容器に形成するためにブランクを工具に位置付けるブランク位置付け特徴部を有する。

一態様では、本開示は、概して、ブランクから容器を形成する工具に関する。 当該工具は、第１の工具アセンブリと第２の工具アセンブリとを備える。 第１の工具アセンブリと第２の工具アセンブリの少なくとも一方は、ブランクが第１の工具アセンブリと第２の工具アセンブリとの間に受け入れられる当該工具の開位置と、ブランクが容器に形成される当該工具の閉位置との間で移動可能である。 ブランク位置決めシステムが第１の工具アセンブリと第２の工具アセンブリの少なくとも一方に隣接している。 ブランク位置決めシステムは、ブランクが工具の開位置において第１の工具アセンブリと第２の工具アセンブリとの軸方向に位置合わせされる位置合わせ位置にブランクを位置決めする特徴部を有する。

別の態様では、本開示は、概して、ブランクから容器を形成する工具において用いるブランク位置決めシステムに関する。 工具は第１の工具アセンブリと第２の工具アセンブリを有する。 第１の工具アセンブリと第２の工具アセンブリの少なくとも一方は、ブランクが第１の工具アセンブリと第２の工具アセンブリとの間に受け入れられる工具の開位置と、ブランクが容器に形成される工具の閉位置との間で移動可能である。 ブランク位置決めシステムは、第１の工具アセンブリと第２の工具アセンブリの少なくとも一方と隣接するブランク給送テーブルであって、ブランクが工具の開位置において第１の工具アセンブリと第２の工具アセンブリとの軸方向に位置合わせされる位置合わせ位置にブランクを位置決めするためのものである、ブランク給送テーブルを備える。

別の態様では、本開示は、概して、ブランクから容器を形成する方法に関する。 当該方法は、第１の工具アセンブリと、第２の工具アセンブリと、ブランク位置決めシステムとを備える工具を得ることと、容器に形成されるべきブランクを得ることと、第１の工具アセンブリと第２の工具アセンブリの少なくとも一方を工具の開位置に位置決めすることと、ブランクをブランク位置決めシステムに搬送することとを含む。 当該方法は、ブランク位置決めシステムの特徴部を作動することであって、ブランクが第１の工具アセンブリと第２の工具アセンブリとの軸方向に位置合わせされる、第１の工具アセンブリと第２の工具アセンブリとの間にブランクを位置決めする、作動することを含む。 ブランクを搬送することは、ブランクを工具アセンブリの上流端部から移動させることを含む。 当該方法は、第１の工具アセンブリと第２の工具アセンブリの少なくとも一方を工具の閉位置に位置決めするとともにブランクを工具アセンブリ間でプレスしてブランクを容器に形成することを含む。

当業者は、以下に挙げる図面を参照しながら種々の更なる実施形態の以下の詳細な説明を読むことで、それらの実施形態の上述の利点並びに他の利点及び利益が分かるであろう。

一般的慣行に従い、以下に説明する図面の種々の特徴部は必ずしも原寸に比例して描かれていない。 本開示の実施形態をより明確に例示するため、図面中の種々の特徴部及び部材の寸法は拡大又は縮小可能とする。

本開示の一実施形態の形成用工具の断面図である。

図１の下側工具アセンブリの断面図である。

下側工具アセンブリの斜視図である。

下側工具アセンブリのブランク給送テーブルの上面図である。

図４Ａのブランク給送テーブルの側面図である。

図４Ａの平面４Ｃ−４Ｃに沿ったブランク給送テーブルの断面図である。

ブランクを構造物に形成する種々の位置決め及びステップを示す、形成用工具の断面図である。

ブランクを構造物に形成する種々の位置決め及びステップを示す、形成用工具の断面図である。

ブランクを構造物に形成する種々の位置決め及びステップを示す、形成用工具の断面図である。

ブランクを構造物に形成する種々の位置決め及びステップを示す、形成用工具の断面図である。

図面全体を通じて、対応する部品には対応する参照符号が付されている。

本開示は、概して、材料、パッケージ、部材、物品、容器、並びにそのような材料、パッケージ、部材、物品及び容器を作製する方法の種々の態様に関する。 幾つかの異なる特徴、態様、実施態様及び実施形態が提供されるが、本開示の種々の特徴、態様、実施態様及び実施形態の多くの相互関係、それらの組み合わせ、及び変更形態が本明細書によって意図される。 示されている１つの実施形態では、本開示は、例えば電子レンジ内で食品を加熱又は調理するための容器を形成することに関する。 しかし、他の実施形態では、本開示は、マイクロ波調理には用いられない物品又は容器を形成することに関するものとすることができる。

本開示は、食品を加熱又は調理するときに用いるのに好適な容器Ｃ（図８）を形成するための形成用工具１を含む。 容器Ｃは、以下の米国特許及び米国特許出願において開示されている容器と同様であるものとすることができる：米国特許第７，３６５，２９２号、米国特許出願公開第２００５／０１０９６５３号、同第２００８／００４７９５８号、同第２００８／０４９０４８号、及び同第２００７／０２６２４８７号（上記文献は全ての目的でここに参照されることで援用される）。 また、本開示の形成用工具１は、上述の特許及び公開特許出願において開示されている種々の形成用工具及び形成特徴部のいずれかと同様の特徴部を有することができる。

示されている実施形態では、形成用工具１は、上側（第１の）工具アセンブリ３及び下側（第２の）工具アセンブリ５を含む。 上側工具アセンブリ３及び下側工具アセンブリ５は、ブランクＢを三次元容器に形成するようにアセンブリの中心軸Ａ１に沿って縦方向Ｚに独立して移動可能である。 上側工具アセンブリ３及び下側工具アセンブリ５は、横方向Ｘに進行しているブランクＢが形成プロセスの前に上側工具アセンブリ及び下側工具アセンブリ間に位置付けられるために、これらのアセンブリ間に隙間Ｇ（図５及び図６）を形成するよう、図１に示される位置から縦方向Ｚに移動することが理解される。 示されている実施形態では、上側工具アセンブリ３及び下側工具アセンブリ５は、概ね楕円形の底部壁ＢＷ、及び容器の概ね楕円形のキャビティＣＶを形成する上方に延在する側壁Ｓを有する容器Ｃ（図８）を形成するように構成されている。 上側形成用工具アセンブリ３及び下側形成用工具アセンブリ５は、他の三次元形状を有する容器（例えば、円形の底部壁／キャビティを有する容器、矩形の底部壁／キャビティを有する容器等）を形成するように別様に構成することもできる。 容器Ｃは、形成用工具１においてブランクＢから形成した後で、形成用工具から排出させてＸ方向に更に移動させ、更なる形成プロセス若しくは成形プロセスに付すことができるか、又は本開示の範囲から逸脱することなく更に取り扱うことができる。

示されている実施形態では、下側工具アセンブリ５は、当該下側工具アセンブリの第１の軸方向端面１１を形成するノーズ９を有する。 ノーズ９は、軸方向面１１から下方に延在する側面１７を有する。 ノーズ９は、ガイドブシュ２１に接続されている円筒形シャフト１９を有する。 下側工具アセンブリ５は、シャフト１９及びガイドブシュ２１を移動可能に受け入れる中心孔２７を有するベースプレート２５を含む。 示されている実施形態では、ノーズ９は、ばね３１によって作用がもたらされるように、ベースプレート２５へ接続されている。 ドローリング２９が、ベースプレート２５に隣接して位置し、ベースプレート２５の外周の周りに延在する。 下側工具アセンブリ５は、ベースプレート２５を支持する底部プレート３３を含む。 一実施形態では、ドローリング２９は、底部プレート３３及びベースプレート２５に対してＺ方向に移動可能である。 図３に示されるように、下側工具アセンブリ５は、ブランクがＸ方向に給送又は搬送されてくる上流端部３２と、ブランクから形成された容器Ｃが工具１から排出されて包装及び／又は更なる加工のために更に搬送される下流端部３４とを有する。 工具は、上流端部３２及び下流端部３４が本開示から逸脱することなく別様に位置決めされるように別様な向きにすることができることが理解される。

示されている実施形態では、工具１は、当該工具の概ね上流端部３２において下側工具アセンブリ５に取り付けられるブランク位置決めシステム１２１を備える。 一実施形態では、ブランク位置決めシステム１２１は、ブランクＢをガイドするとともに、ブランクの進行方向（Ｘ方向）に対して垂直なＹ方向（図３）へのブランクの移動を阻止するように下側工具アセンブリ５の両側に取り付けられている第１のブランクガイド３７を備える。 第１のブランクガイド３７は各々、それぞれの上流端部３９及びそれぞれの下流端部４１を有する。 示されている実施形態では、ブランク位置決めシステム１２１は、ドローリング２９の外面及び第１のブランクガイド３７のそれぞれの上流端部３９に隣接して位置する中間ブランクガイド４３を含む。 示されている実施形態では、中間ブランクガイド４３は、第１のブランクガイド３７に対して角度をなしており、それぞれの上流端部４５及び下流端部４７を有する。 示されている実施形態では、下側工具アセンブリ５は、中間ブランクガイド４３の下流端４７に隣接して位置する出口ガイド５１を備える。 出口プレート５５が、ドローリング２９の下流側に位置し、出口ガイド５１間にある。 一実施形態では、出口ガイド５１は、第１のブランクガイド３７に対して概ね平行で平面的な関係にあるように位置決めされるが、第１のブランクガイドから内方に離間しており、Ｘ方向に第１のブランクガイドよりも小さい距離だけ離れている。 示されている実施形態では、第１のブランクガイド３７、中間ブランクガイド４３及び出口ブランクガイド５１は、ノーズ９の軸方向端面１１から上方に延在するとともに当該軸方向端面１１に対して概ね垂直である、概ね矩形のプレートである。 ブランクガイド３７、４３、５１は、本開示から逸脱することなく代替的に成形、配置及び／又は位置付けすることができる。

示されている実施形態では、ブランク位置決めシステム１２１は、下側工具アセンブリ５の上流側に位置するブランク給送テーブル６１を備える。 ブランク給送テーブル６１は、支持部６３によって下側工具アセンブリ５の底部プレート３３の上方で支持されている。 ブランク給送テーブル６１は図４Ａ乃至図４Ｃに詳細に示されている。 ブランク給送テーブル６１は、概ね平坦な上流端面６５、上側表面又は上側面６７、下側表面又は下側面６９、下流端面７１及び２つの対向する側面７３を有する。 対向する側面７３は、第１のブランクガイド３７のぞれぞれの１つと隣接している。 示されている実施形態では、下流端面７１は、給送テーブル６１の中心線ＣＬに位置する概ね矩形の切欠部７５と、当該矩形の切欠部からそれぞれ延びる２つの弓状部分７７とを有する。 一実施形態では、下流端面７１の２つの弓状部分７７の各々は、底面６９から概ね垂直に延在する下側部分８１と、当該下側部分から上面６７まで（図４Ｃの断面で）輪郭に沿った斜めに延びる上側部分８３とを含むブランクガイド面８０を含む。 示されている実施形態では、ブランクガイド面８０の上側部分８３は、給送テーブル６１の平坦な上面６７に対して少なくとも約６０度の角度に位置決めされている。 しかし、上側部分８３は、本開示から逸脱することなく別様に（例えば上面６７に対して６０度以上又は６０度以下傾斜させて）成形及び／又は配置することができる。 ブランク給送テーブル６１は、本開示から逸脱することなく別様に成形、配置及び／又は位置決めすることができる。

示されている実施形態では、上側工具アセンブリ３は、容器Ｃの形状に対応するように概ね成形されるリセス９３を有するキャビティブロック又はキャビティ９１を含む。 クランプリング９７が、キャビティブロック９１の外側半径方向面に隣接して位置する。 クランプリング９７は、ベースプレート９８に機能的に接続されている。 上側工具アセンブリ３は、本開示から逸脱することなく別様に成形、配置及び／又は構成することができ、本明細書において図示及び記載されている構成要素よりも多いか又は少ない構成要素を有することができる。

示されている実施形態では、下側工具アセンブリ５は、第１のブランクガイド３７、中間ブランクガイド４３及びブランク給送テーブル６１を備える、形成用工具アセンブリ１の上流端のブランク位置決めシステム１２１を含む。 ブランク位置決めシステム１２１は、ブランクＢを容器Ｃに形成する前にブランクＢをＸ方向及びＹ方向に正確に位置決めすることを提供する。 一実施形態では、ブランクＢは、概ね楕円形であり、ブランク給送テーブル６１を横切って摺動し、ブランク位置決めシステム１２１によって下側形成用工具アセンブリ５の上方の適切な位置になるように位置決めされてから容器にプレス成形される。

ブランクから容器Ｃを形成する方法を以下で説明する。 本開示の容器は、ブランクＢを形成用工具アセンブリ１内に給送すること及びブランクをプレスして容器に成形するように当該アセンブリを動作させることによってブランクから形成される。 ブランクＢは、容器Ｃの形成を容易にするために湿らせることができる。 隙間Ｇを形成するように上側工具アセンブリ３及び下側工具アセンブリ５を分離させた後で（図５）、ブランクＢは、ブランク給送プレート６１を横切って摺動し、ブランク位置決めシステム１２１の第１のブランクガイド３７及び中間ブランクガイド４３によって上側工具アセンブリ３及び下側工具アセンブリ５間に位置決めされる。 コンベヤーベルト（図示せず）等の搬送機構又は他の好適な材料取扱い機構が、矢印Ａ１の方向へ上側工具アセンブリ３と下側工具アセンブリ５との間の適切な位置にブランクＢを搬送する。 上側工具アセンブリ３及び下側工具アセンブリ３の完全に開いた位置では、ブランクは、下側工具アセンブリのノーズ９の軸方向端面１１及びドローリング２９によって支持される。

ブランクＢがブランク位置決めシステム１２１によって下側工具アセンブリの上方の適切な中心位置に位置決めされた後で、上側工具アセンブリ３が、下側工具アセンブリ５に向かう下方移動を開始するように作動される。 ブランクＢは、容器Ｃの三次元形状にプレスされるようにノーズ９とキャビティブロック９１との間でプレスされる（図７及び図８）。

ブランク位置決めシステム１２１のＸ方向及びＹ方向の位置制御は、概ね楕円形のブランクから物品を形成する能力に加えて、楕円形以外のブランクから任意の三次元物品又は容器を形成する上で有利であるものとすることができる。 例えば、形成用工具１は、適当なサイズ及び形状のブランクから別様に成形されるキャビティ（例えば円形、正方形、矩形等）を有する容器を形成することができる。 一実施形態では、容器は、底部壁及び少なくとも１つの側壁を有するトレー等の三次元容器とすることができる。

容器Ｃを成形した後で（図７）、上側工具アセンブリ３は上昇されて容器Ｃは工具アセンブリ１から取り出され（図８）、それによって、容器は工具アセンブリの下流端部から出ることで出口プレート５５によって支持され、出口ガイド５１によってガイドされる。 容器は、更なる加工、包装及び／若しくは出荷のために、又は完成した食品パッケージに組み立てるために搬送機構（例えばコンベヤーベルト）によってＸ方向に更に搬送することができる。 示されている実施形態では、テーブルＴ又は支持面が出口プレート５５に隣接しているが、テーブルＴは、容器Ｃを更に搬送する搬送機構の一部とすることができる。

一実施形態では、上側工具アセンブリ３及び下側工具アセンブリ５は、米国インディアナ州マリオンのＰｅｅｒｌｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅ ＆ Ｔｏｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されているタイプの機械（図示せず）に約４５度の角度で取り付けることができる。 この機械は、本開示の工具アセンブリ３、５を十分に開閉するために主要な圧縮力を提供する。 機械による工具アセンブリ３、５の開閉によって三次元物品又は容器Ｃが形成される。 他のタイプの機械では、工具アセンブリ３、５は、代替的な向き（例えば逆さま又は横にして）で動作することが可能となるように改造／変更することができる。 本明細書において図示及び／又は説明されている工具アセンブリ３、５の動作位置は本開示の範囲を限定することは意図されないことを理解するべきである。

上述したように、本開示の例示的な実施形態によると、容器は、サセプタ等のマイクロ波相互作用部材を有することができるマイクロ波相互作用材料を含むことができる。 容器は、上述され、ここに参照されることによって援用される米国特許及び公開特許出願のいずれかに開示されているようなマイクロ波相互作用部材又は材料を含むことができる。 代替的には、マイクロ波相互作用材料は、より詳細に以下で説明するように任意の他のタイプのマイクロ波相互作用部材、材料、並びに／又はマイクロ波相互作用部材及び材料の種々の組み合わせを含むことができる。 マイクロ波相互作用部材及び材料は、本開示の範囲から逸脱することなく容器から省くことができる。

本開示の上記説明は、種々の例示的な実施形態を例示し説明するものである。 本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の追加、変更、変形等を例示的な実施形態に対して行うことができる。 上記説明に含まれるか又は添付図面に示されている全ての事項が、限定的な意味ではなく例示として解釈されることが意図される。 さらに、本開示は、本開示の選択された実施形態のみを図示及び説明しているが、本開示は、種々の他の組み合わせ、変更形態、及び環境で用いることが可能であり、本明細書で述べられているような発明概念の範囲内の変形若しくは変更、上記教示と同等の変形若しくは変更、及び／又は関連技術分野の技術若しくは知識内にある変形若しくは変更を行うことが可能である。 さらに、各実施形態の特定の特徴部及び特徴を、選択的に入れ替えて、本開示の他の説明された実施形態及び説明されていない実施形態に適用することができる。