(57)【要約】      （修正有）【課題】新規な構成のクッション変換機を提供する。【解決手段】クッション変換用ステッチング／圧印加工部材であって、各々が、複数の半径方向外向きに延びる突出部を備え、これらの突出は、回転中に噛み合って係合する。一方のステッチング部材は凹部を有し、そして他方のステッチング部材は、この凹部に受容される切断エッジを有して、ストック材料の重なり部分のスリットの列を切り込み、ストック材料の重なり部分とインターロックするための１列のタブを形成する。これらの切断エッジは、第二のステッチング部材の隣接する突出部の間に半径方向に配置され、そしてその円周方向間隔は、隣接する突出部の間の円周方向空間より小さい。さらに、または代替的に、これらの突出物は、噛み合った突出部の間に強調されたバックラッシュが存在するよう形成される。【選択図】図３Ａ
2010115923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クッション変換機（１５）であって、シート状ストック材料を、ストック材料の重なり部分を有するクッションの三次元ストリップに変換する、変換アセンブリ（３１、３２）を備え；
該変換アセンブリ（３１、３２）が、圧印加工アセンブリ（３２）を有し、該圧印加工アセンブリが、第一圧印加工部材（４０）および第二圧印加工部材（４１）を有し、該圧印加工部材の各々が、該ステッチング部材（４０、４１）の回転中に噛み合って係合する、複数の半径方向外向きに伸びる突出部（２２０、２３４）を有し；
該突出部（２２０、２３４）が、噛み合う突出部の間に強調されたバックラッシュが存在するよう形成される、クッション変換機。
【請求項２】
前記強調されたバックラッシュが、その頂部ランドが別のステッチング部材の底部ランドに接触して配置され、そしてその深さ方向が他方の部材の歯元円に対して垂直に配置される場合に、突出部の両方の半径方向側部に半径方向クリアランスを有する、請求項１に記載のクッション変換機（１５）。
【請求項３】
前記突出部が、半円形底部ランド、ほぼ尖った頂部ランド、および／または隣接する歯の間に放物線状の谷を形成する漸増フィレットを有する、請求項１または２に記載のクッション変換機（１５）。
【請求項４】
前記第一圧印加工部材（４０）が、少なくとも１つの凹部（２２６）を有し、そして前記第二圧印加工部材（４１）が、該圧印加工部材（４０、４１）の回転中に該凹部（２２６）に受容される切断エッジ（２３７）を有して、前記ストック材料の重なり部分において１列のスリット（３９３）を切り込み、該ストック材料の重なり部分をインターロックするための、少なくとも１列のタブを形成する、請求項１〜３のいずれかに記載のクッション変換機（１５）。
【請求項５】
前記切断エッジ（２３７）が、前記第二圧印加工部材（４１）の隣接する突出部（２３４）の間に半径方向に配置され、そして円周方向の広がりが隣接する突出部（２３４）の間の円周方向の空間より小さい、請求項１〜４のいずれかに記載のクッション変換機（１５）。
【請求項６】
前記圧印加工部材（４０、４１）の間のピンチ圧を制御する制御機構をさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載のクッション変換機（１５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、クッション変換機および方法に関し、より詳細にはこのような機械／方法のための改良されたステッチングおよび／または圧印加工手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
(発明の背景)
１つの場所から別の場所へ物品を輸送する工程において、保護的パッケージ材料が典型的にはいかなる間隙をも充填し、および／またはその物品を輸送工程の間にクッション支持するために輸送ケース、または箱の中に配置される。いくらかの従来の保護パッケージ材料は、プラスチックフォームピーナッツおよびプラスチックバブルパックである。これらの従来のプラスチック材料は、製品クッション支持として適切に作用するように見える一方で、これらに欠点が無いわけではない。プラスチックバブルラップおよび／またはプラスチックフォームピーナッツの恐らく最も深刻な欠点は、環境への影響である。極めて簡単に、これらのプラスチックパッケージ材料は、生分解性ではなく、そして従ってそれらは、我々の惑星の既に危機的な廃棄物処理問題のさらなる増加を避けることができない。これらのパッケージ材料の非生分解性は、環境的責任の観点から、より進歩的な施策を採用する多くの産業を鑑みて益々重要になっている。
【０００３】
従来のプラスチックパッケージ材料の、これらのおよび他の欠点は、紙保護パッケージ材料を非常に一般的な代替物（ａｌｔｅｒａｔｉｖｅ）へとしてきた。紙は、生分解性であり、リサイクル可能資源から構成され、良心的な産業のための環境的に責任ある選択とする。
【０００４】
シート形態の紙は、恐らく保護パッケージ材料として使用され得、この紙のシートを比較的低密度パッド様クッション敷製品へ変換することは、通常好適である。この変換は、米国特許第３，５０９，７９８号、第３，６０３，２１６号、第３，６５５，５００号、第３，７７９，０３９号、第４，０２６，１９８号、第４，１０９，０４０号、第４，７１７，６１３号および第４，７５０，８９６号（特許文献１〜８）に開示されるもの、および米国特許出願第０７／５３３，７５５号、第０７／５３８，１８１号、第０７／５９２，５７２号、第０７／７３４，５１２号、第０７／７８６，５７３号、第０７／８４０，３０６号、および第０７／８６１，２２５号などのクッション支持変換機／方法により達成され得る。
【０００５】
上記の確認された特許および出願において開示された変換機／方法において、クッション製品は、多層紙ストック材料を所望の形状に変換することにより製造される。このクッション製品は、一対の双らせんを形成するために内側に巻かれたストック紙の側方端縁により形成された枕状部を含む。この構造の中央領域は、次いで重なった端縁部を接続するために圧縮され、接続され、および／または圧印加工され、それにより中央圧縮された部分と２つの側方枕状部とを有するクッション製品を形成する。この圧縮、接続、および／または圧印加工は、一対の回転部材により成され、各々は噛み合って係合する複数の半径方向外側に延びる突出部（すなわち平歯）を含む。
【０００６】
クッション製品の完全性を維持するために、クッション製品の中央部はまた、この製品の接続された部分の開口または分離（これは通常「アンジッパリング（ｕｎｚｉｐｐｅｒｉｎｇ）」と呼ばれる。）をさらに防止するために「ステッチング」されている。例えば、米国特許第４，９３７，１３１号および／または米国特許第４，９６８，２９１号において、穿孔がクッション製品の圧印加工された部分に回転部材の歯から半径方向外側に延びる突出部により形成される。別の例では、米国特許第６，０３５，６１３号において、圧印加工された部分に回転部材の１つ上に隣接する突出部の間に隣接する突出部（平歯）の半径方向外側端から半径方向内側にずらされた、そして隣接する突出部の間に周囲に間隔を空けた、切断エッジにより、タブが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３，５０９，７９８号明細書
【特許文献２】米国特許第３，６０３，２１６号明細書
【特許文献３】米国特許第３，６５５，５００号明細書
【特許文献４】米国特許第３，７７９，０３９号明細書
【特許文献５】米国特許第４，０２６，１９８号明細書
【特許文献６】米国特許第４，１０９，０４０号明細書
【特許文献７】米国特許第４，７１７，６１３号明細書
【特許文献８】米国特許第４，７５０，８９６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の確認された特許および出願に開示されたアセンブリは、それらの圧印加工、接続、および／またはステッチング機能を適切に実行するが、常に更なる改善の余地があり、特にこれらの機能をより少ないパワー、より少ない挟み（ｐｉｎｃｈ）圧力、および／またはクッション製品密度に関するより多くの制御、で実行することを可能にする改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
(発明の要旨)
本発明は、クッション変換機を提供し、ここでクッション製品の圧印加工された部分において切断タブを形成するために使用される切断エッジは、短縮化された切断エッジを有する。特に、この切断エッジは、それらが位置する谷の周囲範囲（すなわち隣接する歯の間の空間）に渡らない。限定された領域におけるタブ切断力の集中は、パワー要求を減少させ、および／または回転部材の間の挟み圧力の減少を可能にする。凹状エッジプロフィールが切断エッジのいずれかの側に提供され得て、その接近の間に切断エッジの剪断能力を高める。
【００１０】
追加的にまたは代替的に、本発明は、噛み合い突出部の間に強調されたバックラッシュがあるように形成された突出部を、圧印加工部材が有するクッション変換機を提供する。特に、本発明は、より高密度パッドが所望されるときなどの、特定の状況において有利であり得るように、このような配置がより明白な圧印加工を提供するという理解を含む。さらに、これらの「強調されたバックラッシュ」突出部が、直接の、注目すべき、そして予測可能な関係をパッド密度と圧印加工部材の間の挟み圧力との間に提供し、それによりクッション製品の密度が、この挟み圧力を調節することにより、選択的に変化され得ることを可能にする。
【００１１】
本発明の前述のおよび他の特徴は、本明細書中これ以降に、充分に記載され、そして特に特許請求の範囲において指摘され、次の記載および添付の図面は、本発明の特定の例示の実施形態を詳細に記載するが、この実施形態は示唆的であり、本発明の原理が採用され得る多様な方法の１つのみを示唆するものである。
より特定すれば、本願発明は以下の項目に関し得る。
（項目１）クッション変換機（１５）であって、上記クッション変換機は、シート状ストック材料を、ストック材料の重なり部分を有するクッションの三次元ストリップに変換する、変換アセンブリ（３１、３２）を備え；
上記変換アセンブリ（３１、３２）は、ステッチングアセンブリ（３２）を有し、上記ステッチングアセンブリは、第一ステッチング部材（４０）および第二ステッチング部材（４１）を含み、上記ステッチング部材の各々は、上記ステッチング部材（４０、４１）の回転中に噛み合って係合する、半径方向外向きに延びる複数の突出部（２２０、２３４）を有し；
上記第一ステッチング部材（４０）は、少なくとも１つの凹部（２２６）を有し、そして上記第二ステッチング部材（４１）は、上記ステッチング部材（４０、４１）の回転中に上記凹部（２２６）に受容される切断エッジ（２３７）を有して、上記ストック材料の上記重なり部分に１列のスリット（３９３）を切り込み、上記ストック材料の上記重なり部分をインターロックするための少なくとも１列のタブを形成し；
ここで、上記切断エッジ（２３７）が、隣接する突出部（２３４）の半径方向外側の末端から半径方向内向きにずれており、上記第二ステッチング部材（４１）の隣接する突出部（２３４）の間に半径方向に配置され、そして円周方向間隔が、隣接する突出部（２３４）の間の円周方向空間より小さい、クッション変換機。
（項目２）ストック材料の重なり端縁を一緒にステッチングしてクッションの三次元ストリップを製造するための、ステッチングアセンブリ（３２）であって、上記ステッチングアセンブリは、第一ステッチング部材（４０）および第二ステッチング部材（４１）を備え、上記ステッチング部材の各々が、上記ステッチング部材（４０、４１）の回転中に噛み合って係合する、半径方向外向きに延びる複数の突出部（２２０、２３４）を有し；
上記第一ステッチング部材（４０）は、少なくとも１つの凹部（２２６）を有し、そして上記第二ステッチング部材（４１）は、上記ステッチング部材（４０、４１）の回転中に上記凹部（２２６）に受容される切断エッジ（２３７）を有して、上記ストック材料の上記重なり部分に１列のスリット（３９３）を切り込み、上記ストック材料の上記重なり部分をインターロックするための少なくとも１列のタブを形成し；
ここで、上記切断エッジ（２３７）が、半径方向に配置された隣接する突出部（２３４）の半径方向外側の末端から半径方向内向きにずれており、ここで、上記切断エッジ（２３７）が、上記第二ステッチング部材（４１）に隣接する突出部（２３４）の間に半径方向に配置され、そして円周方向の間隔が、隣接する突出部（２３４）の間の円周方向の間隔より小さい、ステッチングアセンブリ。
（項目３）上記切断エッジ（２３７）が、上記隣接する突出部（２３４）に対して半径方向中心に配置される、項目１または２に記載のクッション変換機（１５）またはステッチングアセンブリ（３２）。
（項目４）上記切断エッジ（２３７）の外径が、上記突出部（２３４）の内径より小さい、項目１〜３のいずれか１項に記載のクッション変換機（１５）またはステッチングアセンブリ（３２）。
（項目５）上記切断エッジ（２３７）の外径が、上記突出部（２３４）のピッチ円より大きい、項目４に記載のクッション変換機（１５）またはステッチングアセンブリ（３２）。
（項目６）上記第二ステッチング部材（４１）が、上記突出部（２３４）の間の空間に半径方向に広がる谷整列部分（２３６）を有する切断ホイール（２３２）を備え、そして上記谷整列部分（２３６）が切断エッジ２３７を有する、項目１〜５のいずれかに記載のクッション変換機（１５）またはステッチングアセンブリ（３２）。
（項目７）上記谷整列部分（２３６）の各々が、上記切断エッジ（２３７）の各半径方向側部を囲む凹状エッジプロフィールをさらに有する、項目６に記載のクッション変換機（１５）またはステッチングアセンブリ（３２）。
（項目８）上記谷整列部分（２３６）の各々が、リリーフ（２３８）を有して上記凹状エッジプロフィールを形成する、項目７に記載のクッション変換機（１５）またはステッチングアセンブリ（３２）。
（項目９）上記リリーフ（２３８）が、上記切断エッジ（２３７）の１つの半径方向エッジから上記谷整列部分（２３６）の少なくとも半径方向端部へと延びる、半円形切欠きを有する、項目８に記載のクッション変換機（１５）またはステッチングアセンブリ（３２）。
（項目１０）クッション変換機（１５）であって、シート状ストック材料を、ストック材料の重なり部分を有するクッションの三次元ストリップに変換する、変換アセンブリ（３１、３２）を備え；
上記変換アセンブリ（３１、３２）が、圧印加工アセンブリ（３２）を有し、上記圧印加工アセンブリが、第一圧印加工部材（４０）および第二圧印加工部材（４１）を有し、上記圧印加工部材の各々が、上記ステッチング部材（４０、４１）の回転中に噛み合って係合する、複数の半径方向外向きに伸びる突出部（２２０、２３４）を有し；
上記突出部（２２０、２３４）が、噛み合う突出部の間に強調されたバックラッシュが存在するよう形成される、クッション変換機。
（項目１１）上記強調されたバックラッシュが、その頂部ランドが別のステッチング部材の底部ランドに接触して配置され、そしてその深さ方向が他方の部材の歯元円に対して垂直に配置される場合に、突出部の両方の半径方向側部に半径方向クリアランスを有する、項目１０に記載のクッション変換機（１５）。
（項目１２）上記突出部が、半円形底部ランド、ほぼ尖った頂部ランド、および／または隣接する歯の間に放物線状の谷を形成する漸増フィレットを有する、項目１０または１１に記載のクッション変換機（１５）。
（項目１３）上記第一圧印加工部材（４０）が、少なくとも１つの凹部（２２６）を有し、そして上記第二圧印加工部材（４１）が、上記圧印加工部材（４０、４１）の回転中に上記凹部（２２６）に受容される切断エッジ（２３７）を有して、上記ストック材料の重なり部分において１列のスリット（３９３）を切り込み、上記ストック材料の重なり部分をインターロックするための、少なくとも１列のタブを形成する、項目１０〜１２のいずれかに記載のクッション変換機（１５）。
（項目１４）上記切断エッジ（２３７）が、上記第二圧印加工部材（４１）の隣接する突出部（２３４）の間に半径方向に配置され、そして円周方向の広がりが隣接する突出部（２３４）の間の円周方向の空間より小さい、項目１３に記載のクッション変換機（１５）。
（項目１５）上記圧印加工部材（４０、４１）の間のピンチ圧を制御する制御機構をさらに備える、項目１０〜１４のいずれかに記載のクッション変換機（１５）。
（項目１６）項目１〜１５のいずれかに記載の機械（１５）またはステッチングアセンブリ（３２）により作製される、クッション製品。
（項目１７）重なり部分（２８２）を有する少なくとも１つの層（３７７、３７８、３７９）のストック材料から形成される、ダンネージ製品（３７５）であって、上記重なり部分が、内向きに方向付ける凹み（３８９）と交互になった１列の外向きに方向付ける凹み（３８８）、および少なくとも１列のタブ（３９１）を有し、上記タブ（３９１）の高さが、上記凹み（３８８）の高さより低い、ダンネージ製品。
（項目１８）上記タブ（３９１）が、側方に間隔を空けた、平滑なエッジスリットにより規定され、そして上記１列の凹みの相対的に隣接する凹みの反対方向に、ストック材料の層からパンチされる、項目１７に記載のダンネージ製品（３７５）。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、内部機械部品の観察を可能にするために、観察者に最も近い、機械のハウジングの側面パネルを除去したクッション変換機の側面図であり、この機械はクッション製品の中央帯を圧縮し、圧印加工し、および／または接続する、ステッチングアセンブリを含む。
【図２Ａ】図２Ａは、ステッチングアセンブリの回転部材、すなわち雌ステッチング部材の側面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、雌ステッチング部材の分解端縁図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、雌ステッチング部材の組み立てられた端縁図である。
【図３Ａ】図３Ａは、ステッチングアセンブリの別の回転部材、すなわち雄ステッチング部材の側面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、雄ステッチング部材の分解端縁図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、雄ステッチング部材の組み立てられた端縁図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図２Ｂの線４Ａ−４Ａから見た、雌ステッチングの一部を形成する歯付フラットディスク部材の代表的な１つの図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図２Ｂの線４Ｂ−４Ｂから見た、雌ステッチング部材の一部を形成する、小直径環状フラットディスク部材の代表的な１つの図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図３Ｂの線５Ａ−５Ａから見た、雄ステッチング部材の一部を形成する、歯付フラットディスク部材の代表的な１つの図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図３Ｂの線５Ｂ−５Ｂから見た、雄ステッチング部材の一部を形成する、大直径環状フラットディスク部材の代表的な１つの図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図３Ｂの線５Ｃ−５Ｃから見た、雄ステッチング部材の一部を形成する、小直径環状フラットディスク部材の代表的な１つの図である。
【図６】図６は、ステッチングアセンブリにより接続されたその中央帯を有するクッション製品の概略図である。
【図７】図７は、図６の線７−７に沿って見た、断面図である。
【図８】図８は、ステッチング部材の２つの部品の部分平面図であり、これらの部品がきつく噛み合った状態で示される。
【図９】図９は、きつく噛み合った部品の改変したバージョンを示す以外は、図８に類似の部分平面図である。
【図１０】図１０は、図９に示される改変した部品がステッチングアセンブリに使用されるときの、クッション製品の中央帯の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（詳細な説明）
ここで図面を詳細に参照し、そして最初に図１を参照すると、本発明に従ったクッション変換機１５が例示される。この機械１５は、その上流端（図１の左へ）において、シート状ストック材料のロール（単数または複数）などの供給のために、ホルダー１６を有する。このストック材料は、好ましくは、生分解性の、リサイクル可能の、そして再使用可能な、中空円筒状チューブへ巻かれる３０ポンドクラフト紙の３つの重ね合わせたパイルまたは層からなる。あるいは、このストック材料は好ましくは、中空円筒チューブへ巻かれた５０ポンドクラフト紙の２つの重ね合わせたパイルからなる。このクッション変換機１５は、ストック材料を中央帯により分離された側方枕状部を有するストリップへ変換する。このストリップは、その中央帯に沿って接続されて、所望の長さのセクションまたはパッドへ切断することにより、切断され得る、クッション製品の圧印加工されたストリップを形成する。
【００１４】
機械１５は、フレーム構造を集合的に形成する、ベースプレートもしくは壁２０、側方プレートもしくは壁２１、および端部プレートもしくは壁２２、を有するハウジング１８を含む。このベース壁２０は、形状がほぼ平坦であり、そして矩形である。このハウジングはまた、頂部壁２３を含み、これはベース、側方および端部壁と一緒になるエンクロージャを形成する。
【００１５】
ベース壁２０および側壁２１は、ハウジングの上流端において、中央に配置され、そして比較的大きい矩形ストック入口開口２５の周囲に矩形のボーダーを形成する内向きのエッジ部を有する。このボーダーは、べース壁２０の上流端縁から垂直に延びる端部プレートまたは壁として見られ得る。用語「上流」および「下流」は、本明細書中で機械１５を通るストック材料の流れの方向に関連して使用されることに注目されるべきである。この端部プレート２２は、ベース壁２０の下流端の近くの場所から、しかしベース壁２０の下流端から内側へ垂直に延びる。この端部プレート２２は、ほぼ矩形状で平坦であり、ダンネージ出口開口を含む。
【００１６】
このハウジング（またはフレーム）１８はまた、ベース壁２０の下流端縁から垂直に延びるフロントカバーまたはプレート２６を含む。従って、端部プレート２２およびフロントプレート２６は、ハウジング１８の下流端の箱状伸長部の上流端および下流端を束縛する。従って、フロントプレート２６は、クッション変換機１５の切断アセンブリ部品にアクセスするために選択的に開放され得るドア状構造であり得る。
【００１７】
この機械１５は、ストック供給アセンブリ３０、形成アセンブリ３１、ステッチング部材駆動モータ（例えば電気モータ（示されず））により動力供給される供給／接続アセンブリ３２、切断モーター（例えば電気モータ（示されず））により動力供給される切断アセンブリ３３、および切断後（ｐｏｓｔ−ｃｕｔｔｉｎｇ）または切断ガイドアセンブリ３４をさらに含む。ストック供給アセンブリ３０は、一定の入口ローラ３６およびセパレータ３７ａ〜３７ｃを含み、ハウジング１８の上流側（またはより詳細には上流端プレートまたは壁）へ取り付けられる。この形成アセンブリ３１は、ハウジングの内部にストック供給アセンブリ３０の下流に配置されて、ストック材料をストリップの中央領域に沿って重なったストック材料の部分を有する、ダンネージの連続３次元ストリップへ形成するように機能する。供給／接続アセンブリ３２は、形成アセンブリ３１の下流に配置され、そして下流端プレート２２の上流側へ取り付けられる。下流端プレート２２の対向部位または下流側上に、切断（ｓｅｖｅｒｉｎｇまたはｃｕｔｔｉｎｇ）アセンブリ３３が取り付けられる。モーターが、ベース壁またはプレート２０の一部を形成する横断取り付けプレート３８を備え得るベース壁２０上に好ましくは取り付けられる。このモーターは、形成アセンブリ３１の対向側に配置される。切断後アセンブリ３４は、切断アセンブリ３３の下流に配置され、フロントカバー２６上に取り付けられる。例示されるものに類似の切断アセンブリに関する米国特許出願第０８／３８６，３５５号への、または別のタイプの切断アセンブリに関する米国特許出願第０８／１１０，３４９号への参照がなされ得る。
【００１８】
例示の機械の供給／接続アセンブリ３２は、２つの機能を実行する。この供給／接続アセンブリは、ストック材料の重なった部分を接続し、ダンネージのストリップの３次元形状を維持する。この供給／接続アセンブリはまた、このストック材料をストック供給アセンブリから引くことにより機械を通して、そして形成アセンブリ３１を通して供給するように機能する。これらの２重の機能が一対の回転ステッチング部材および特にギア状部材４０および４１により実行され、以下により詳細に記載される。本発明が例示される例示の実施形態において、ギア状部材４０の１つが、シャフト４３上に取り付けられ、供給モータにより回転的に駆動されるが、一方で別のギア状部材４１が浮動シャフト４４上で運ばれる中間車である。駆動ギア状部材４０は、フロントパネル２２に対して固定された軸のまわりに回転し、一方で別のギア状部材は、駆動シャフト４３に向かって、および駆動シャフト４３から離れた平行移動のために、ガイド４５におけるガイドスロットにより案内される浮動シャフト上に保持される。この浮動シャフトは、従って浮動ギア状部材は、バネ４６または他の好適な弾性偏倚手段により、駆動ギア状部材の方へ弾性的に偏倚される。このバネ力は、形成アセンブリから切断アセンブリへその間を通過するストック材料のストリップへ、ギア状部材により適用される締め付け力を変化させるように調節され得る。
【００１９】
機械１５の操作において、ストック供給アセンブリ３０は、ストック材料を形成アセンブリ３１へ供給する。形成アセンブリ３１は、シート状ストック材料の内向きの巻き、および形成を生じさせて、クッションの連続ストリップの側方枕状部を形成する。供給／接続アセンブリ３２は、ストック材料をこの機械を通して前進させ、そしてまた中央帯を接続して接続されたダンネージストリップを形成する。この接続されたダンネージストリップが、供給／接続アセンブリ３２から下流へ移動するとき、切断アセンブリ３３は、ダンネージストリップを所望の長さのセクション、またはパッドに切断（ｓｅｖｅｒまたはｃｕｔ）する。この切断（ｓｅｖｅｒまたはｃｕｔ）されたパッドは、次いで切断後アセンブリ３４を通って移動する。
【００２０】
ここまで述べてきた機械１５は、米国特許第５，１２３，８８９号に、より詳細に記載の機械とほぼ同じであり、この機械の一般的な配列および操作のさらなる詳細のためにそこへの参照がなされ得る。しかし、例示の形成アセンブリ３１は、係属中の米国特許出願第０８／３８６，３５５号に記載されたタイプであることが注目される。またこの形成アセンブリは、形状シュート４８が取り付けられるガイド傾斜４７を備え、このガイド傾斜は、この形状シュートの下流端からギア状部材４０および４１へ近接して延びる、伸張されたガイド面部４９を有する。
【００２１】
ここで追加的に図２および３を参照して、ステッチング部材４０および４１が詳細に示される。図２Ａから２Ｃに見られるように、雌ステッチング部材４０は、その周囲のまわりに好ましくは歯の形態の、例示のその周囲の周りの平歯ギア歯などの、複数の半径方向外側に延びる突出部２２０を有する。歯２２０は、環状凹部２２６により中央セグメント２２２および外側または側部セグメント２２４に分割される。軸セグメント２２０および２２４ならびに凹部２２４は、好ましくは雌部材４０の中央面に対して対称的に配置される。
【００２２】
別のステッチング部材である、雄ステッチング部材４１は、中央セグメント２３０および外側セグメント２３３を含み、この中央セグメント２３０は、内側セグメント２３２に軸方向に隣接し、そして外側セグメント２３３は、この内側セグメント２３２のそれぞれ外側に隣接する。中央セグメント２３０および外側セグメント２３３は、その周囲の回りに複数の半径方向外側に延びる突出部２３４有し、これは、好ましくは雌ステッチングギア４０（図２Ａ〜Ｃ）の中央セグメント２２２の歯２２０、および外側セグメント２２４と噛み合うための例示の平歯ギア歯などの歯である。中央セグメント２３０および／または外側セグメント２３２の歯２３４の間の間隔は、谷２３５として見られ得る。
【００２３】
図３Ａにおいて最もよく見られるように、内側セグメント２３２はまた、切断ホイールと呼ばれ、各々は、中央セグメント２３０および／または外側セグメント２３２の歯２３４の間の谷２３５と整列された部分２３６を有する。この谷整列された部分２３６は、切断エッジ２３７の各々の側の各々切断エッジ２３７およびリリーフ２３８を含む。谷整列された部分２３６が突出部２３４の間の周囲空間に渡る一方で、切断エッジ２３７は隣接突出部２３４の間の周囲空間より小さい周囲スパンを有する。好ましくは、そして例示のように、切断エッジ２３７は、歯２３４の歯元円と同心である周囲エッジである。リリーフ２３８は、切断エッジ２３７の一つの半径方向エッジから、少なくとも谷整列部２３６の半径方向端へ延びる半円切り欠きの形状である。この様式において、凹状エッジプロフィールが各谷整列部分２３６において、切断エッジ２３７の各々の半径方向側を包囲する。
【００２４】
ステッチング部材４０および４１の回転の間、（雄ステッチング部材４１の歯２３４の間の）谷２３５は、雌ステッチング部材４０（図２Ａ〜Ｃ）の歯２２０を受容する。その結果、ステッチング部材４０および４１の回転の間、切断ホイール２３２の谷整列部２３６は、雌ステッチングギア４０の同期的に動く歯を通り過ぎて動き、そして切断エッジ２３７は順次に凹部２２６に受容される。（それぞれの切断ホイール２３２は、雌ギア４０におけるそれぞれの溝２２６の幅よりもわずかに少ない厚みを有する）。切断エッジ２３７が、谷整列された部分の周囲限度に渡らない（例えば米国特許出願第０８／６０７，６０７号に開示される）ので、この切断力は、限定されたセクションに集中され、それによりパワー要求を減少させ、および／またはステッチング部材４０と４１との間の挟み圧力の減少を可能にする。切り欠き２３８は、切断工程中に直接には関与されないが、提供する凹状エッジプロフィールは、凹部２２６へのその接近中に切断エッジ２３７の剪断能力を高めると考えられる。
【００２５】
雌ギア４０の中央歯付きセグメント２２２（図２Ａ〜２Ｃ）、および雄ギア４１の中央歯付きセグメント２３０（図３Ａ〜３Ｃ）は、互いにそして等しい幅で整列された、それぞれ中央に配置された環状溝２３９および２４０を有し得る。
【００２６】
容易な製作のために、ギア４０および４１は、好ましくはディスク部材が経済的に（（例えば、典型的には鋼の（他の適切な材料（典型的には金属）も所望のように採用され得るが））シートまたはプレートからのスタンピング、レーザー切断により）形成されることを可能にする厚みを有する、軸方向に並置されたディスク部材のスタックにより好ましくは形成される。図２および３に例示される好適なギアは、本質的に５つの異なる平坦ディスク部材２４３〜２４７から構成され、これら全ては、一対のディスク部材およびディスク部材間の溝を適合させるために必要なわずかな変異を除いては、ほぼ同じ均一な厚みを好ましくは有する。しかし、かなり異なる厚みであり得る異なる数のディスク部材が、使用され得る。例えば所望であれば、単一のより厚いディスク部材が、単一軸セグメントを形成する多重ディスク部材に代えて使用され得る。
【００２７】
ディスク部材２４３および２４４は、図４Ａおよび５Ａに示される、平歯ギアの断面を有し、その歯２６０および２６１は、それぞれのハブ２６４および２６５から半径方向に外側に延びて、周囲に間隔を空けられた突出物を形成する。ディスク部材２４３および２４４は、ピンを接続するための、１つ以上の穴２６７および２６８ならびにシャフトへそれぞれ取りつけるための中央穴２６９および２７０をそれぞれ有する。示されるように、雌ギア４０を形成するために使用されるディスク部材２４３（これは被駆動ギアである）は、ピンを接続するためにそのハブ２６４中に３つの周囲方向に均等に間隔を空けられた穴２６７、およびキーを駆動シャフト上に適合させるキースロット２７３を有する中央穴２６９を有する。雄ギア４１を形成するために使用される別のディスク部材２４４は、例えば、２つの直径方向に対向する接続ピン穴２６８を有し得、例示の好適な実施形態におけるように、駆動されなければ、キースロットを有さない。接続穴および中央穴を別にして、ディスク部材は好ましくはそれ以外は同一である（大きさおよび形状）。
【００２８】
ディスク部材２４５および２４６は、円形形状を有し、ディスク部材２４７は、扇型エッジを備えたほぼ円形形状を有して、切断エッジ２３７および切り欠き２３８を形成する。ディスク部材２４５および２４６は、好ましくは同じ直径であり、そして好ましくはハブ２６４／２６５の直径に等しい直径であり、このハブからディスク部材２４３／２４４の突出部または歯２６０／２６１が半径方向外側に伸びる。ディスク部材２４７は、好ましくはディスク部材２４５および２４６の直径より大きい直径を有する。雌ギア２０２を形成するために使用されるディスク部材２４５は、歯付きディスク部材２４３と同様、接続穴２７８およびキー付中央穴２７９を有する。同様に、雄ギアを形成するために使用される、ディスク部材２４６／２４７は、歯付きディスク部材２４４におけると同様、接続穴２８２／２８３および中央穴２８６／２８７を有する。
【００２９】
８個の歯付きディスク部材２４３、および４個の小直径円形ディスク部材２４５は、図２Ｂおよび２Ｃに見られるように、共に組み立てられて雌ギア４０を形成する。３個の歯付きディスク部材２４３（図４Ａ）は、互いに整列されたその歯と共に積み重なって、各々の外側セグメント２２４を形成する。中央セグメント２２２は、互いにそして外側ディスクセグメント２２４の歯と整列されたその歯を有する、２つの歯付きディスク部材２４３の間に挟まれた２個のより小さい円形ディスク部材２４５により形成される。より小さい円形ディスク部材２４５は、歯付きギア部材２４５の間隔を空けて、そして従って環状中央溝２４０をその間に形成する。各側部セグメント２２４は、中央セグメント２２２から、小直径ディスク部材２４３により間隔が空けられ、それにより中央セグメントと外側セグメントとの間に環状溝または溝セグメント２４６を形成する。このディスク部材は、接続リベットを受容するために軸方向に整列される、ディスク部材２４３／２４５中の穴２６７／２７８を通って延びる、リベットまたはピンなどの接続部材２９０により共に保持される。他の好適な手段は、このディスク部材をともに固定するために採用され得る。例えば、このディスク部材は、ともにおよび／または支持シャフトに溶接され得る。
【００３０】
８個の歯付ディスク部材２４４、２個の小直径円形ディスク部材２４６、および２つの大直径ディスク部材２４７が共に組み立てられて、図５に示すような雄ギア４１を形成する。３個の歯付ディスク部材２４４が、その歯が互いに整列するように一緒にスタックされて、各外側セグメント２３３を形成する。中央セグメント２３０は、歯が互いにおよび外側ディスクセグメント２３３の歯と整列した２つの歯付きディスク部材２４４の間に挟まれた、２つのより小さな円形ディスク部材２４６により形成される。より小さな円形ディスク部材２４６は、歯付きギア部材２４４を離し、従ってそれらの間に環状中央溝２３９を形成する。各側部セグメント２３３は、より大きな直径のディスク部材２４７によって中央セグメント２３０から間隔をあけ、これによって中央セグメントと外側セグメントとの間に、パンチングセグメント２３２を形成する。これらのディスク部材は、接続部材２９３によって共に保持され、この接続部材は、例えば、整列して接続リベットを受容するディスク部材の穴を通って延びる、リベットまたはピンである。再度、他の適切な手段（例えば、溶接）が利用されて、これらのディスク部材を共に固定し得る。ブッシング２９４が、図示のように、ディスク部材の中心穴２７０／２８６／２８７を通って延び得る。
【００３１】
ここで明らかであるように、ギア４０および４１は同期的に回転する。なぜなら、これらのギアの中央セグメントおよび外側セグメントが噛み合っているからである。この噛み合ったギアは、それらの間のストック材料の重なった側方端縁を引き、それと同時にこのストック材料の凹みまたは押し込みを形成し、次いでそれによってこのストック材料を圧印加工する（機械的に永久に変形させる）。同時に、隣接する歯付きセクションの歯２３４（図３Ａ）にまたがる切断エッジ２３７が、雌ギア４０の歯２２０（図２Ａ）を越えて移動する。これらのギアの噛み合い（ｎｉｐ）において、次いで並置された切断エッジおよび雌ギアの歯が、ストック材料の隣接部分を反対方向に移動させ、同時に切断エッジが協働してせん断作用を生じさせ、重なった層の各々を通るスリットを、このように形成した平滑エッジタブ部を各側部に形成し、このタブ部は、パンチセグメント２３７によってパンチされ、この「パンチ」とは、このスリットを切り込んでタブを形成する工程を包含する。
【００３２】
ここで図６および図７を参照すると、本発明によるクッション製品が、３７５として概略的に示されている。このクッション製品は、シート状材料の少なくとも２つ、好ましくは３つ以上の層（パネル）３７７〜３７９を含み、これらの層は、好ましくは、生分解性の、再生可能な、再利用可能なクラフト紙を含む。層３７７〜３７９は、その側方端縁が中央部の上に折り畳まれ、そして３８２に見えるように、交互に重ねられ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）そして／または重なっている。この重なり、交互になった部分３８２は、中央シームまたはバンド３８３に沿って共にステッチングされる。ステッチングギアにより生じるステッチングパターンは、外向きに方向付けた凹み３８８が内向きに方向づけた凹み３８９と交互になった、中央列３８７を含む。凹みの中央列は、タブ３９１の列３９０によって、その各側部において境界付けされる。これらのタブは、側方に間隔をあけたスリット３９３により規定され、ストック材料の層から、中央列の相対的に隣接する凹みと反対の方向に、へこまされるか、またはパンチされる。
【００３３】
ギア４０および４１を作り上げるディスク部材は、特定の応用に対して望まれ得るように、異なるパターンで組み立てられ得る。ステッチングギアの外側セグメントは、単一歯ディスク部材により構成され得る。なぜなら、より幅の狭いステッチングを形成するために所望され得るからである。逆に、歯付きディスク部材の数は増加し得、より広いセグメント（単数または複数）が提供される。同様に、スペーサディスク部材およびパンチディスク部材の数は変化し得、得られるクッションのストリップに異なる性質を与える。具体的な好ましい例によって、歯付きディスク部材２４４のうちの２つが共に重ねられ得、このときそれらの歯が互いに整列して、各外側セグメント２３３を形成し、そして中央セグメント２３０は、２対の歯付きディスク部材２４４に挟まれた２つのより小さな円形ディスク部材２４６により形成され得、これらの歯付きディスクの歯は、互いに、および外側ディスクセグメント２３３の歯と、整列する。
【００３４】
さらに、または代替的に、ステッチング部材４０および４１の、クッション製品に対する配置は、必要または所望であれば、改変され得る。図示した実施態様においては、雌ステッチング部材４０が、ストック材料層３７７〜３７９の重なった側方端縁３８２と直接接触し、これによってタブ３９１がクッション製品のその側（図６において上側）から突出する。しかし、具体的な好ましい例によって、ステッチング部材４０および４１が逆転され得るか（シャフト４３および４４の駆動／アイドル配置に適合するよう適切な改変を伴う）、または形成アセンブリ３１の配向が反転され得る。このような逆転または反転によって、雄ステッチング部材４１はストック材料層の重なり端縁に直接接触し、そしてタブ３９１はクッション製品の反対側（図６の下側）から外向きに突出する。
【００３５】
さらに、または代替的に、ステッチング部材４０および４１を形成するディスク部材の形状および／または大きさが、改変され得る。雄ステッチング部材４１の切断ディスク２４７（またはステッチング部材４１が異なる様式で作製されている場合には、切断ホイール２３２）を特に参照すると、その直径は、タブスリットの深さを改変するよう、そして／またはステッチング部材４０と４１との間のピンチ圧を変化させるよう、選択され得る。切断エッジ２３７の円周方向の広がりもまた改変され得、そして／またはリリーフ２３８の形状もまた変化され得る。
【００３６】
歯付きディスク部材２４３および２４４（またはステッチング部材４０および４１が異なる様式で作製されている場合には、突出部２２０および２３４を含むセグメント）を特に参照すると、突出部２２０／２３４の数は、増加／減少され得る。図示したステッチング部材４０／４１は、各々が１１個の突出部２２０／２３４を有し、これによってディスク２４３／２４４は、各々が１１個の歯２６０／２６１を有する。具体的な好ましい実施態様によって、改変がなされ得、その結果、ステッチング部材４０／４１の各々が、１０個の突出部２２０／２３４を有する。突出パターンにおけるこの改変は、もちろん、切断ホイール２３２および／または切断ディスク２４７に対して、より小さな改変を要求する。
【００３７】
さらに、または代替的に、突出部２２０および２３４の形状が変化され得る。具体的な好ましい実施例によって、突出部２２０および２３４の形状が変化されて、噛み合う突出部の間に「より大きなスロップ」または「強調されたバックラッシュ」を提供し得る。もっとも好都合なギア配置においては、このことは恐らく好ましくない。しかし、本発明は、このような配置がより明確な圧印加工を提供する応用を、より高密度のパッドが所望される場合などの特定の状況においては有利であり得るとして、包含する。
【００３８】
さらに、「強調されたバックラッシュ」の突出部は、ステッチング部材４０と４１との間の圧印加工プロフィールとピンチ圧との間の、直接の、顕著な、予測可能な関係を提供する。クッション製品の圧印加工プロフィールはその密度に対応するので、クッション製品の密度は、ステッチング部材４０と４１との間のピンチ圧を調節することによって、選択的に変化され得る。例えば、クッション変換機１５が、制御機構を備えるように改変され得、この制御機構は圧印加工ギアに作動的に接続され、これによって操作者は、要求のあり次第、クッション製品の密度を選択的に変化させ得る。この制御機構は、例えば、国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９６／１０８００号に記載のように、操作者がクッション製品の密度を容易に調節し得るように、ハウジングの外側のアクセスしやすい部材を含み得る。さらに、または代替的に、ステッチング部材４０および４１のピンチ圧は、マイクロプロセッサにより制御され得る。いずれの場合においても、図１に示す浮動シャフト配置を、米国特許出願第０８／４８７，１７９号に示す配置で交換して、部材４０と４１との間のピンチ圧をより容易に調節することを可能とすることが、好ましくあり得る。
【００３９】
突出部２２０および２３４の形状の好ましい可能な改変を、ギアディスク２４３および２４４（図６）をギアディスク１２４３および１２４４（図７に示す）で置換することに関連して、説明する。しかし、改変した突出部を、別の要素に作製されたステッチング部材４０および４１に組み込むことは、本発明を用いて可能であり、これは本発明によって考慮される。さらに、改変した突出部は、圧印加工のみの接続および／または穿孔／圧印加工接続のために有利であり得る。
【００４０】
図示したステッチング部材４０／４１において、ギアディスク２４３および２４４の歯２６０および２６１は、従来のギアの様式で形成され、その結果、共にきつく噛み合うと、これらは図８に示すような外観となる。本発明に関連して、「きつく噛み合った」とは、突出部２６０の頂部ランドが突出部２６１の間の底部ランドに接触することを現す。クッション変換機１５の実際の作動中には、ストック材料の層は、歯２６０および２６１により形成される突出部２２０と２３４との間にあり、これによってこれらの歯は非常にきつく噛み合う。さらに、従来の乾燥ギアでさえも、通常、それほどきつく共に噛み合うようには設計されない。従って、図８および図９の図示は、意図された作動配置を示す目的で説明するために提供されるものではないことが、理解されるべきである。
【００４１】
図８において、ディスク２４３および２４４は、きつく噛み合って示され、ここで歯２６０の深さ方向は、ディスク２４４の歯元円に対して垂直に位置している。このきつく噛み合った状態において、歯２６０は２つの隣接する歯２６１の側部と接触し、これによって歯２６１の間の間隔を閉じる。この接触は、歯２６０／２６１の形状（特に、平坦な底部ランド、平坦な頂部ランド、および急激なフィレット半径）に起因する。
【００４２】
図９において、ディスク１２４３および１２４４はきつく噛み合って示され、ここで歯１２６０の深さ寸法は、ディスク１２４４の歯元円に対して垂直に位置している。このきつく噛み合った状態においてさえも、歯１２６０は２つの隣接する歯１２６１の側部に接触しない。この「間隔」または「スロップ」は、歯１２６０／１２６１の再構成された形状（特に、半円形の底部ランド、ほぼ尖った頂部ランド、および隣接する歯の間に放物線状の谷を形成する漸増フィレット半径）に起因する。
【００４３】
ステッチング部材４０および４１が改変されて、強調されたバックラッシュ突出部を含む場合には、それにより作製されるステッチングパターンは、図１０に示される。図示のように、このステッチングパターンは依然として、外向き／内向きに方向付ける凹み３８８／３８９の中央列３８７、および隣接する外向きに方向付けた凹み３８８（図１０の上から見た場合）の間に長手方向に広がる１列のタブ３９１を含む。凹み３８８／３８９のプロフィールがより明白であるので、タブ３９１の高さは、凹み３８８／３８９の高さより低い。
【００４４】
本発明を、特定の好ましい実施態様に関して図示し、記載したが、本明細書を読み、理解することによって、均等な変更および改変が当業者に相当されることが明らかである。例えば、ステッチングギアは、ストック材料の１つ以上の層の重なり部分をステッチングするための、他の種類の機械および方法において使用され得る。本発明は、このような等価の変更および改変の全てを包含する。
【符号の説明】
【００４５】
１５  クッション変換機
１６  ホルダー
１８  ハウジング
２０  ベースプレート
２２  端部プレート
２３  頂部壁
２５  入口開口
２６  フロントプレート
３０  ストック供給アセンブリ
３１  形成アセンブリ
３２  供給／接続アセンブリ
３３  切断アセンブリ
３４  切断ガイドアセンブリ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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