(57)【要約】  ユニボディヒータモジュールは、エンドキャップと、ベースを有し、ヒータキャニスタのベースは、固体状態の反応混合物で満たされる。捩り作動式のヒータ開始機能が、ユニボディヒータモジュールに直接内蔵される。反応開始ペレットが、詰められた固体状態の反応混合物の上面に埋込まれる。内部金属スペーサの中心を貫通する点火ピンのプランジャヘッドが、反応開始ペレットの上面から小さい距離のところに保持される。ユーザ作動式のＣＵＩを回転させると、回転可能なカムのベースが、ユニボディヒータモジュールのエンドキャップの小さい孔から突出している点火ピンの一方の端部を押す。プランジャの反対側の端部が、開始ペレットの中に突き刺さり、それにより、ユーザによるＣＵＩの操作に応答して、ヒータを起動させて活性化させる。
2022501148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータ組立体であって、
ヒータハウジングチューブと、
ヒータハウジングチューブ内に位置決めされるように構成されたヒータキャニスタと、を有し、ヒータキャニスタは、固体状態の反応混合物で満たされたベースと、回転可能なエンドキャップを含み、起動サブ組立体がエンドキャップ内に位置決めされ、
更に、固体状態の反応混合物の上面に埋込まれた反応開始ペレットと、
反応開始ペレットに隣接して位置決めされ且つ開始流体を収容する圧縮ブリスタと、
点火ピンと、を有し、点火ピンは、起動サブ組立体に固定された一方の端部と、他方の端部を含み、他方の端部は、作動前の静止位置において圧縮ブリスタの近位側に位置決めされたプランジャヘッドを有するように構成され、
起動サブ組立体を回転させたとき、点火ピンを圧縮ブリスタに向かって移動させてそれに接触させ、圧縮ブリスタを破壊し、そのときに、開始流体を反応開始ペレットと反応させて、固体状態の反応混合物を点火する、ヒータ組立体。
【請求項２】
固体状態の反応混合物は、２〜３０ミクロンの粒径を有する１５〜２５％のアルミニウムと、２０〜３０％の二酸化ケイ素と、２５〜４５％のアルミナを含む、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項３】
起動サブ組立体のヒータハウジングチューブは、螺旋状に傾斜する溝であるチャネルを有するように構成され、
チャネルは、ヒータハウジングチューブの内側に位置決めされた回転可能なカムに固定されたガイドピンに係合する、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項４】
ヒータハウジングチューブの突出した引掛り特徴部は、回転可能なカムの初期静止位置に対する特定の角度方向関係に配置され、それにより、ヒータ組立体内におけるヒータハウジングチューブの特定の好ましい整列を提供する、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項５】
起動サブ組立体のスロット特徴部は、ユーザ作動式の消費者ユーザインタフェースのブレード特徴部と噛合い、消費者ユーザインタフェースを回転させたとき、起動サブ組立体を回転させる、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項６】
消費者ユーザインタフェースは、容器の縁にスナップ留めされるプラスチック製の蓋である、請求項５に記載のヒータ組立体。
【請求項７】
受動熱制御材料が、ヒータキャニスタのベースに隣接するように又は熱的に接触するように位置決めされる、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項８】
エンドキャップは、過剰な圧力を反応チャンバから解放することを可能にするベントを有するように構成される、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項９】
エンドキャップは、突出した引掛り特徴部を有するように構成され、
ヒータハウジングチューブは、縦溝を有するように構成され、
突出した引掛り特徴部は、組立中、ヒータハウジングチューブ内のヒータキャニスタの所望の向きを達成するように、縦溝内で整列する、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項１０】
ヒータハウジングチューブは、エンドフランジを有するように構成され、エンドフランジにより、ヒータ組立体が容器に固定されることを可能にする、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項１１】
エンドフランジは、エアロゾル容器式圧着を用いて容器に取付けられる、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項１２】
エンドフランジは、接着剤を使用して容器に取付けられる、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項１３】
エンドフランジは、フェルールを使用して容器に取付けられる、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項１４】
エンドフランジは、容器のトップ部に取付けられる、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項１５】
エンドフランジは、容器のボトム部に取付けられる、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項１６】
ヒータハウジングチューブは、注ぎ孔を有するように構成される、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項１７】
ヒータ組立体の両端部に付与される圧縮力は、固体状態の反応混合物を活性化させない、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項１８】
容器であって、
容器は、ヒータハウジングチューブ内に位置決めされたヒータキャニスタを有し、ヒータキャニスタは、固体状態の反応混合物で満たされたベースと、回転可能なエンドキャップを含み、起動サブ組立体が、エンドキャップ内に位置決めされ、
容器は、更に、固体状態の反応混合物の上面に埋込まれた反応開始ペレットと、反応開始ペレットに隣接して位置決めされ且つ開始流体を収容する圧縮ブリスタと、点火ピンを含み、点火ピンは、起動サブ組立体に固定された一方の端部と、他方の端部を有し、他方の端部は、作動前の静止位置において圧縮ブリスタの近位側に位置決めされたプランジャヘッドを有するように構成され、
起動サブ組立体を回転させたとき、点火ピンを圧縮ブリスタに向かって移動させて、圧縮ブリスタに接触させ且つ破壊し、そのときに、開始流体を反応開始ペレットと反応させて、固体状態の反応混合物を点火する、容器。
【請求項１９】
固体状態の反応混合物は、２〜３０ミクロンの粒径を有する１５〜２５％のアルミニウムと、２０〜３０％の二酸化ケイ素と、２５〜４５％のアルミナを含む、請求項１８に記載の容器。
【請求項２０】
起動サブ組立体のヒータハウジングチューブは、螺旋状に傾斜する溝であるチャネルを有するように構成され、
チャネルは、ヒータハウジングチューブの内側に位置決めされた回転可能なカムに固定されたガイドピンに係合する、請求項１８に記載の容器。
【請求項２１】
ヒータハウジングチューブの突出した引掛り特徴部は、回転可能なカムの初期静止位置に対する特定の角度方向関係に配置され、それにより、ヒータ組立体内におけるヒータハウジングチューブの特定の好ましい整列を提供する、請求項１８に記載の容器。
【請求項２２】
起動サブ組立体のスロット特徴部は、ユーザ作動式の消費者ユーザインタフェースのブレード特徴部と噛合い、消費者ユーザインタフェースを回転させることにより、起動サブ組立体を回転させる、請求項１８に記載の容器。
【請求項２３】
消費者ユーザインタフェースは、容器の縁にスナップ留めされるプラスチック製の蓋である、請求項１８に記載の容器。
【請求項２４】
受動熱制御材料が、ヒータキャニスタのベースに隣接してそれと熱的に接触するように位置決めされる、請求項１８に記載の容器。
【請求項２５】
エンドキャップは、過剰な圧力を反応チャンバから解放することを可能にするベントを有するように構成される、請求項１８に記載の容器。
【請求項２６】
エンドキャップは、突出した引掛り特徴部を有するように構成され、
ヒータハウジングチューブは、縦溝を有するように構成され、
突出した引掛り特徴部は、組立中、ヒータハウジングチューブ内のヒータキャニスタの所望の向きを達成するように、縦溝内で整列する、請求項１８に記載の容器。
【請求項２７】
ヒータハウジングチューブは、ヒータ組立体を容器に固定させるエンドフランジを有するように構成される、請求項１８に記載の容器。
【請求項２８】
エンドフランジは、容器のトップ部に取付けられる、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項２９】
エンドフランジは、容器のボトム部に取付けられる、請求項１に記載のヒータ組立体。
【請求項３０】
ヒータ組立体の両端部に付与される圧縮力は、固体状態の反応混合物を活性化させない、請求項１に記載のヒータ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９及び３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７８に基づく優先権について、本願は、仮特許出願ではなく、クリストフＣ．クイアコフスキ、ジェファーソンブレイクウエスト、及びロバートユージンセカーが２０１８年１０月３日に出願した「改良された自己加熱パッケージシステム」と題する米国仮特許出願第６２／７４０，８１２号に基づく優先権を主張し、その開示全体を、本明細書に完全に記載されているものとして援用する。
【背景技術】
【０００２】
食品や飲料の内容物を加熱する容器に組立て可能なモジュール式のコンパクトな加熱要素が、従来技術においてよく知られ、種々の特許に開示されており、かかる特許は、本願の発明者のうちの１又は２以上に発行された特許を含み、例えば、「固体状態のテルミット配合ベースの加熱デバイス」と題する特許文献１、「パッケージ型加熱装置」と題する特許文献２、「パッケージ型加熱デバイス及びそれと共に使用される化学配合」と題する特許文献３、「熱的に調整される自己加熱容器」と題する特許文献４、「高効率自己加熱容器」と題する特許文献５を含む。
【０００３】
先行技術文献に記載されているヒータ要素は、化学エネルギーを、収容されている固体状態の化学反応剤の中に効率的に保存し、ユーザによって簡単に活性化されて、熱エネルギーを迅速に放出する。熱エネルギーは、直ぐ隣接した容器の壁を通して移送され、内部の内容物を一様に加熱する。追加の消費者の安全を与える受動熱安全機構が、ヒータに組込まれてもよい。
【０００４】
種々の形態のヒータモジュール構成及びヒータを機能性包装に組込む手段が記載されてきた。例えば、特許文献５「高効率自己加熱容器」は、フィルタ、ブランド、及び消費者の多面的要望を満足するように構成された標準２ピース飲料用容器を加熱するのに適した圧縮性自己加熱パッケージの解決法を記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８，８６４，９２４号
【特許文献２】米国特許第９，０５５，８４１号
【特許文献３】米国特許第８，５５５，８７０号
【特許文献４】米国特許第９，５００，３８９号
【特許文献５】米国特許第１０，０５８，２０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ヒータハウジングチューブと、その中に嵌合されるユニボディヒータモジュールを組合せており、ヒータハウジングチューブとユニボディヒータモジュールの各々は、特定の好ましい相対的な向きを確保する噛合い整列特徴部を有する要望がある。このようなモジュール式構成要素により、自己加熱機能が、自己加熱飲料用容器パッケージの蓋又はベースのいずれかに二者択一式に一体化されることを可能にし、そこに、適当な消費者ユーザインタフェース（ＣＵＩ）が付けられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の種々の実施形態は、比較的順応性があり且つ比較的頑丈な実施例を提供する固体状態ヒータ及びパッケージ構成要素の構造を使用する改良された自己加熱パッケージシステムに関する。
【０００８】
本発明の１つの実施形態では、エンドキャップを有する単一のヒータキャニスタが、機能性材料及び固体状態ヒータの構成要素を封入する。ヒータキャニスタのベース部は、固体状態の反応混合物で満たされる。捩り作動式ヒータ開始機能は、起動サブ組立体をユニボディヒータモジュールのエンドキャップに接合させることによって、ユニボディヒータモジュールに直接埋込まれる。
【０００９】
起動サブ組立体の円筒形の外側スリーブは、螺旋状に傾斜する溝を含むチャネルを有し、チャネルは、外側スリーブの内部に位置決めされた回転可能なカムに固定されたガイドピンに係合する。円筒形の外側スリーブの突出した引掛り特徴部は、回転可能なカムの初期静止位置に対する特定の角度方向関係に設定され、回転可能なカムは、設計によって、ユニボディヒータモジュールとその中に配置されるヒータハウジングチューブとの特定の好ましい整列を与える。
【００１０】
幾つかの実施形態では、起動サブ組立体のスロット特徴部は、組立てられて完成した自己加熱パッケージのユーザ作動式のＣＵＩ（消費者ユーザインタフェース）のブレード特徴部と噛合うように設計され、その結果、ＣＵＩを回転させると、回転可能なカムはＣＵＩと一緒に回転し、それにより、エンドキャップの方向の回転可能なカムの制御された移動を生じさせる。
【００１１】
反応開始ペレットが、詰められた固体状態の反応混合物の上面に埋込まれ、開始流体で満たされたブリスタが、反応開始ペレットの上方に位置決めされる。作動前の静止位置において、内部金属スペーサの中心を貫通している点火ピンのプランジャヘッドは、圧縮可能な流体で満たされたブリスタの上面から小さい距離だけ離れたところに保持される。
【００１２】
ユーザ作動式のＣＵＩを回転させると、回転可能なカムのベースは、ユニボディヒータモジュールのエンドキャップの小さい孔から突出している点火ピンの一方の端部を押す。プランジャの反対側の端部は、内部に配置され、圧縮可能な流体で満たされたブリスタ及び反応開始ペレットに直ぐ隣接して位置決めされ、それにより、ユーザによるＣＵＩの操作に応答して、ヒータを起動して活性化させる。
【００１３】
本明細書に記載した実施形態は、ヒータハウジングチューブと、その中に嵌合されるユニボディヒータモジュールを組合せており、ヒータハウジングチューブとユニボディヒータモジュールの各々は、特定の好ましい相対的な向きを確保する噛合い整列特徴部を有する。これらのモジュール式構成要素により、自己加熱機能が、自己加熱飲料用容器パッケージの蓋又はベースのいずれかに二者択一式に一体化されることを可能にし、そこに、適当な消費者ユーザインタフェース（ＣＵＩ）が付けられる。更に、捩り駆動機構をユニボディヒータモジュールに組込むことにより、ヒータの製造組立て、輸送、及び満たされた自己加熱パッケージ内への高速配置を含む取扱い操作の間、ヒータの予想外の圧縮活性化に対する強固なインタロックを構成することを、当業者は認識すべきである。
【００１４】
上述したことは、以下の本発明の詳細な説明をよりよく理解するための、本発明の比較的広範ないくつかの側面の概略である。本発明の追加の特徴部及び利点が、以下に記載され、本発明の特許請求の範囲の主題を構成する。記載された概念及び特定の実施形態が、本発明の目的と同じ目的を実施するための他の構造又は処理を修正又は設計するための基礎として容易に利用されることを、当業者は認識すべきである。従って、記載された実施形態は、本発明を構成し且つ使用する特定の仕方を単に説明するものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１５】
本発明及びその利点の更に完全な理解のために、添付図面と関連した参照が、以下の記載において行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の完成したユニボディヒータモジュールの１つの実施形態の斜視図である。
【図２】図１に示すユニボディヒータモジュールの断面図である。
【図３】本発明のヒータハウジングチューブの１つの実施形態の斜視図である。
【図４Ａ】ヒータハウジングチューブに挿入された本発明のユニボディヒータモジュールの１つの実施形態の外部の部分的な斜視図である。
【図４Ｂ】ヒータハウジングチューブの壁を透明にした、本発明のユニボディヒータモジュールの１つの実施形態の外部の部分的な斜視図である。
【図５】図３のヒータハウジングチューブに接合するのに適するように修正された、開放可能な飲料用容器用蓋のシーム形成可能なエンドシェルの斜視図である。
【図６】在来の容器本体へのシーム形成による取付けに適し且つ本発明のヒータ／ＣＵＩ（消費者ユーザインタフェース）構成要素を収容することができるヒータハウジングチューブを組込む、シーム形成可能な蓋チューブの１つの実施形態の斜視図である。
【図７Ａ】ユニボディヒータモジュールが挿入され且つ満たされた飲料用容器に接合された、図６のシーム形成可能な蓋チューブの斜視図である。
【図７Ｂ】裏返して図７Ａに示すユニボディヒータモジュールに取付けられるように構成されたＣＵＩを下面側から見た斜視図である。
【図８】蓋取付け式ＣＵＩ（消費者ユーザインタフェース）を有する本発明の自己加熱容器システムの１つの実施形態の主な構成要素の分解図である。
【図９】ベース取付け式ヒータハウジングチューブの１つの実施形態を示す空の２ピース飲料用容器の断面図である。
【図１０Ａ】ヒータハウジングチューブにカール式接合させるための変更の一連の過程の一部を示すルミニウム製の２ピース飲料用容器のドーム形ベースの断面図である。
【図１０Ｂ】ヒータハウジングチューブにカール式接合させるための変更の一連の過程の一部を示すルミニウム製の２ピース飲料用容器のドーム形ベースの断面図である。
【図１０Ｃ】ヒータハウジングチューブにカール式接合させるための変更の一連の過程の一部を示すルミニウム製の２ピース飲料用容器のドーム形ベースの断面図である。
【図１０Ｄ】ヒータハウジングチューブにカール式接合させるための変更の一連の過程の一部を示すルミニウム製の２ピース飲料用容器のドーム形ベースの断面図である。
【図１１】接着剤を用いてヒータハウジングチューブをドーム形ベースに接合する変形実施形態を示す２ピース飲料用容器のドーム形ベースの断面図である。
【図１２】フェルールを用いてヒータハウジングチューブをドーム形ベースに接合する変形実施形態を示す２ピース飲料用容器のドーム形ベースの断面図である。
【図１３】アルミニウム製の２ピース飲料用容器のベース取付けに適したユニボディヒータモジュールの変形実施形態の斜視図である。
【図１４Ａ】図１３のユニボディヒータモジュールの端部を、それに係合するＣＵＩ（消費者ユーザインタフェース）に結合させる組立てにおける第１のステップを示す。
【図１４Ｂ】図１３のユニボディヒータモジュールの端部を、それに係合するＣＵＩ（消費者ユーザインタフェース）に結合させる組立てにおける第２のステップを示す。
【図１４Ｃ】図１３のユニボディヒータモジュールの端部を、それに係合するＣＵＩ（消費者ユーザインタフェース）に結合させる組立てにおける第３のステップを示す。
【図１５Ａ】ベース取付け式のＣＵＩ（消費者ユーザインタフェース）を有する本発明の自己加熱容器システムの１つの実施形態の主な構成要素を示す分解図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａに示す本発明の自己加熱容器システムの実施形態の組立図である。
【図１６】ベース取付け式のヒータハウジングチューブに挿入された本発明のユニボディヒータモジュールの１つの実施形態を含む、満たされた２ピース飲料用容器の断面図である。
【図１７】蓋取付け式のヒータハウジングチューブに挿入された本発明のユニボディヒータモジュールの１つの実施形態を含む、満たされた２ピース飲料用容器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、頑丈で順応性が付与された自己加熱パッケージシステムに関する。現在の好ましい実施形態の形態及び使用を以下に詳細に説明する。しかしながら、本発明は、食品及び飲料を加熱するための装置以外の広範な状況において実施化することができる多くの適用可能な発明概念を提供することを認識すべきである。したがって、説明する特定の実施形態は、本発明を形成し且つ使用する特定の仕方の単なる例示であり、本発明の範囲を限定しない。
【００１８】
加えて、以下の用語は、本明細書で使用されるときには以下の意味を有する。
【００１９】
「ユニボディヒータモジュール」は、完全に一体化された固体状態のヒータ装置、埋込まれた捩り式開始駆動機構、及び単一の整列特徴部を含む単一のほぼ円筒形の構造ユニットを意味し、整列特徴部は、ユニボディヒータモジュール自体をヒータハウジングチューブ内に一意的且つ適正な向きに合わせる。
【００２０】
「ヒータハウジングチューブ」は、挿入されたユニボディヒータモジュールを収容するように、閉じたボトム端部と開放したトップ端部を有する深絞りされた管状構造を意味する。
【００２１】
「消費者ユーザインタフェース」又は「ＣＵＩ」は、ユーザが自己加熱パッケージと契合させてそれを操作する、外部からアクセス可能な構造及び装置を意味する。
【００２２】
「容器」は、材料を保持し又は運ぶ任意の受容体を意味し且つ含み、限定するわけではないが、缶、カートン、ボウル、ジャー又はその他の受容体を含む。
【００２３】
「ヒータ」は、熱を発生させるための反応物が反応する任意の装置を意味し且つ含む。
【００２４】
当業者に明らかになるように、多くの自己加熱パッケージ構成要素を、完全に機能するために必要とされるすべての要素を含まずに示しており、例えば、機械的係合のための詳細特徴部を省略した装置を示している。各場合において、表現は、本発明のよりよい理解のためにヒータの機能的側面を示すことを意図しており、完全に作動する装置のすべての要素を含むように必ずしもいちいち説明すべきではない。
【００２５】
詳細な説明及び図面において、同様の又は実質的に類似する要素に同じ参照符号を付与していることに注目すべきである。しかしながら、しばしば、これらの要素に異なる参照符号を付与することがあり、例えば、異なる参照番号が明確な説明を容易にする場合である。加えて、添付図面は、必ずしも同じ縮尺で描かれておらず、幾つかの例では、ある特徴部を明確に示すために、比率を誇張させている。かかる参照符号及び図面を用いることは、基本的且つ実質的な目的に必ずしも関与するわけではない。本明細書は、全体的に把握されることを意図しており、本明細書内で教示し且つ当業者に理解させるように、本発明の原理に従って解釈される。
【００２６】
ここで、図１及び図２を参照すると、図１及び図２はそれぞれ、本発明のユニボディヒータモジュールの１つの実施形態の組立図及び断面図である。単一のヒータキャニスタ１０１は、エンドキャップ１０２と一緒に、固体状態のヒータの機能性材料及び構成要素を封入している。
【００２７】
図２は、ヒータキャニスタ１０１の断面図であり、ヒータキャニスタ１０１のベース部は、固体状態の反応混合物２０１で満たされている。種々の固体状態の反応化学物質が、コンパクト且つ軽量でパワフルな熱源を構成するのに使用されてもよい。エネルギー内容物及び加熱速度は、様々な部分の種類又は寸法で使用するために、内部燃料混合物の質量又は組成に対する調整によって設定可能である。その他の処方を使用してもよいけれども、例示の発熱処方は、２〜３０ミクロンの粒径を有する１５〜２５％のアルミニウムと、２０〜３０％の二酸化ケイ素と、２５〜４５％のアルミナと、塩素酸カリウム、フッ化カルシウム、過酸化バリウム等の添加剤及び反応補助剤を含有する混合物である。
【００２８】
ヒータの内側の熱反応を起動させるために、反応混合物２０１を、その上面の近くで、当該技術で既知の種々の手段によって点火し、かかる手段は、例えば、ユーザが何らかの形態のＣＵＩ（消費者ユーザインタフェース）を介して付与した力に応答して、反応「開始流体」をブリスタ２０３から反応開始ペレット２０２の上に放出することである。
【００２９】
図１及び図２に示すユニボディヒータモジュールの実施形態において、モジュールの両端部に付与される圧縮力は、固体状態の反応混合物２０１を活性化させない。そうではなくて、起動サブ組立体１０３をユニボディヒータモジュール１００のエンドキャップ１０２の上に接合させることによって、捩り活性化式ヒータ開始機能が、ユニボディヒータモジュールに直接内蔵される。捩り式駆動機構をユニボディヒータモジュール１００に組込むことにより、満たされた自己加熱パッケージ内へのヒータの高速配置を含むヒータの製造組立て、輸送及び取扱い操作の間、ヒータの偶然の圧縮作用に対する強固なインタロックを構成する。
【００３０】
図１を再び参照すると、起動サブ組立体１０３の円筒形の外側スリーブ１０５は、螺旋状に傾斜する溝であるチャネル１０６を有し、チャネル１０６は、外側スリーブ１０５の内側に位置決めされた回転可能なカム１０８に固定されたガイドピン１０７に係合する。円筒形の外側スリーブ１０５の突出した引掛り特徴部１２１は、回転可能なカム１０８の起動静止位置に対する特定の角度関係に配置されると共に、設計によって、ユニボディヒータモジュール１００とそれが配置されるヒータハウジングチューブとの特定の好ましい整列を行う。
【００３１】
起動サブ組立体１０３のスロット特徴部１０９が、組立てられて完成した自己加熱パッケージのユーザ作動式のＣＵＩ（消費者ユーザインタフェース）のブレード特徴部（例えば、図７Ｂの符号７０２）と噛合うように設計され、その結果、ＣＵＩを回転させたとき、回転可能なカム１０８はＣＵＩと一緒に回転し、それにより、エンドキャップ１０２の方向への回転可能なカム１０８の制御された移動を生じさせる。
【００３２】
再び図２を参照すると、反応開始ペレット２０２が、詰められた固体状態の反応混合物２０１の上面に埋込まれ、開始流体で満たされたブリスタ２０３が、反応開始ペレット２０２の上方に位置決めされている。内部金属スペーサ２２０の中心を貫通する点火ピン２０４のプランジャヘッドは、作動前の静止位置において、圧縮可能な流体で満たされたブリスタ２０３の上面から小さい距離だけ離れたところに保持されている。
【００３３】
かくして、ユーザ作動式のＣＵＩを回転させると、ヒータキャップ（エンドキャップ１０２）の方向への回転可能なカム１０８の制御された移動により、回転可能なカム１０８のベースは、ユニボディヒータモジュールのエンドキャップ１０２の小さい孔から突出している方の点火ピン２０４の端部を押す。反対側の端部、すなわち、内部に配置されている方の端部であるプランジャは、ユーザによるＣＵＩの操作に応答したヒータ活性化を起動させるために、圧縮可能なブリスタ２０３及び反応開始ペレット２０２に直ぐ隣接して位置決めされる。
【００３４】
消費者の安全のために、パッケージ組立体や食品又は飲料製品の過熱を防止し且つユーザをやけどから保護するように加熱プロセスを調節する応答手段を設けることが望ましい。「熱調節される自己加熱容器」と題する特許文献４において以前に開示された受動熱制御を達成する方法を、ユニボディヒータモジュール反応チャンバに隣接し且つそれと熱的に接触している受動熱制御材料として準備することによって、本明細書に記載されているヒータ組立体に等しく適用するのがよい。
【００３５】
図１の実施形態を再び参照すると、ヒータキャニスタ１０１の内容積２０６のいくつかの部分は、受動熱制御材料で満たされるのがよい。内部過熱の場合、受動熱制御材料から発生したスチームを、加熱させたパッケージから消散させることは、著しいエネルギーをシステムから除去し、冷却効果を生じさせる。
【００３６】
ユニボディヒータモジュールの構造は、スチーム蒸気又はその他の内部ガスが、放出されるガス流であるように構成される。図２に戻ってそれを参照すると、エンドキャップ１０２及び内部金属スペーサ２２０は、受動熱制御を作動させたときの過剰な圧力を安全かつ緩やかに解放することを可能にするチャネル又はベントを含む。通気チャネルは、ＣＵＩ内にも存在する。受動熱制御材料に加えて、ヒータキャニスタ１０１は、断熱濾過層２０５、臭気吸収材料、粒子濾過層、又は熱希釈材料を含むのがよい。
【００３７】
ユニボディヒータについて、反応ゾーンからのガス副産物は、断熱濾過層２０５及び受動熱制御層２０６を通って放出される。点火ピン２０４のプランジャの周りの反応ガスのバイパスを防止するために、断熱材、臭気吸収剤、及び受動熱制御材料が、その長さに沿って密に詰められる。細かいスリットを有する不浸透性ポリマシート２０７が、幾つかの実施形態において、一方向水密環境シールを形成し且つヒータの過剰な内部圧力を放出することを可能にするために、最も外側の断熱材に使用されるのがよい。
【００３８】
図１及び図２に示す実施形態の機械的形態は、正確に制御された移動及び圧縮力を提供し、内部圧縮性ブリスタ／開始ペレット機構の高信頼の作動を容易にする。作動のための圧縮力は、好ましくは、一連の積重ねられた機械構成要素を介して伝達され、パッケージ外部のＣＵＩが一連の作動の始まりとなる。回転可能なカム１０８をＣＵＩ（消費者ユーザインタフェース）に結合させるスロット特徴部１０９は、寸法許容範囲の変動又はプラスチックで成形されたＣＵＩの屈曲性、すなわち、ヒータチューブのベースと蓋のシーム形成された縁部との間の直線距離を考える必要をなくす。かくして、信頼できる作動のための制御の積重ね許容範囲は、ヒータチューブの上端部に隣接して配置された制御可能な寸法を有する少数の金属ピースに組込まれ、それにより、ヒータチューブの全体長さの変動への依存をなくす。
【００３９】
図２に示す実施形態では、内部金属スペーサ２２０は、積重ね許容範囲のための近接した複数の基準面を確立し、スプリングプレートに固定されたプランジャからなる点火ピン２０４により、ストローク長さ及び作動力の簡単な微調整を可能にする。
【００４０】
図３は、ヒータハウジングチューブの１つの実施形態の種々の特徴部を示し、ヒータハウジングチューブは、ユニボディヒータモジュールの加熱される長さの部分を収容する円筒形のチューブ壁領域３０１と、捩り駆動機構セクションを収容する移行領域３１０と、エンドフランジ３０２を含む。エンドフランジ３０２の形態は、ヒータハウジングチューブを飲料用容器のベース又は蓋に接合させるのに使用する特定の方法に適合するように変更されてもよい。
【００４１】
ヒータハウジングチューブの上側の移行領域３１０に形成された２つの機能性特徴部も図３に示されている。ユニボディヒータモジュールの噛合い整列特徴部（例えば、突出した引掛り特徴部１２１）を受入れるチューブ壁の縦溝３０３により、２つの構成要素が互いに組立てられたときに好ましい角度方向の向きの配置が容易に達成されることを可能にする。１つ又は２つ以上のディンプル凹み特徴部３０４は、配置されたユニボディヒータモジュールのエンドキャップ１０２の上に締り嵌めを形成し、それにより、いったんユニボディヒータモジュールを配置したらユニボディヒータモジュールがヒータハウジングチューブから容易に取外されないことを確保する。
【００４２】
図４Ａは、ユニボディヒータモジュールが挿入された図３のヒータハウジングチューブの外観図である。図４Ｂにおいて、ヒータハウジングチューブ壁は、透明にされ、それにより、ユニボディヒータモジュールの突出した引掛り特徴部１２１とヒータハウジングチューブの縦溝３０３の係合を示すと共に、配置されたユニボディヒータモジュールの取外しを防止するために、ヒータハウジングチューブのディンプル凹み特徴部３０４がどのようにユニボディヒータモジュールのエンドキャップ１０２の上に延びているのかを示す。
【００４３】
ヒータハウジングチューブは、選択肢として、在来の２ピース又は３ピース飲料用容器の蓋又はベースの何れかに結合され、その結果、所定のユニボディヒータモジュールは、選択肢として、飲料ブランドの好みに従って何れかの向きに取付けられる。
【００４４】
最初、蓋取付けの選択肢を考えると、ヒータハウジングチューブをシーム形成可能な蓋に組込むことは、商業的に利用可能な「ライナ付きシェル」を修正することによって極めて容易に達成される。ライナ付きシェルは、標準的な飲料用容器の端部の製造中に大量生産される中間構成要素であり、その周囲は、重要なカール特徴部と、缶への密封シーム形成に必要とされるライニング化合物を含み、その仕上げ前の中央部は、平らな円形デッキである。
【００４５】
飲料産業標準に従うライナ付きシェルは、０．２５ｍｍ未満の肉厚を有し、内圧に耐えるために、比較的硬い５０００系のアルミニウム合金で構成される。これに対して、本発明の深絞りされたヒータハウジングチューブは、最適な性能のために、標準の飲料グレードのアルミニウム製の端部部品の在庫から容易に入手できない機械的特徴及び熱的特徴を必要とすることがある。
【００４６】
例えば、ヒータハウジングチューブの長さに沿う一様な熱分配を行うために、肉厚は、０．５〜１．０ｍｍであるのがよく、比較的延性のある３０００系のアルミニウム合金が、深絞りされたチューブ構造を形成するのに好ましい。
【００４７】
ヒータハウジングチューブ構成要素とライナ付きシェル構成要素を別々に生産することは容易であり、次いで、それらを、厳しい食品及び飲料の安全基準に適合した密封シール接合を生成するのに適した手段で接合させなければならない。典型的には、シーム形成可能な端部部品を食品用又は飲料用の容器に接合させることは、在来のロール形二重シーム形成法を使用して行われる。しかしながら、二重シーム形成のための標準工具は、接合されるピースの周囲境界部のところで作用し、ヒータハウジングチューブとの内方のシール接合を形成するのに適していない。
【００４８】
エアロゾル容器式接合は、２つの円筒形の容器構成要素を接合させるために商業容器製品に使用される工学的解決法である。エアロゾル容器式接合は、異なる厚さの金属シートを接合するのに適し、優れた高圧シールを提供する。エアロゾル容器式圧着作用は、接合される部品の回転を必要としない。典型的な適用例は、エアロゾルスプレーバルブを、容器の開放したネック部の周りに特に巻かれて形成されたリムの上に圧着することであり、この設計法を、幾つかの食品及び飲料の適用例にも適合させる。
【００４９】
図５は、図３のヒータハウジングチューブに接合するのに適するように修正された開放可能な飲料用容器の蓋のシーム形成可能なエンドシェルの斜視図である。シーム形成可能な端部部品は、その周囲に形成された縁カール部５０１を有する。縁カール部の内方の下面は、シール材料でライニングされ、縁カール部とシール材料の形態は、シーム形成されていない容器本体の開放したネック部の周りの本体フック特徴部の上にシーム形成されるための噛合い面であるように設計される。
【００５０】
２ピース缶の蓋として適用されるとき、ヒータハウジングチューブを組込むシーム形成可能な端部部品はまた、加熱された飲料内容物にアクセスするために容器を開放するいくつかの物理的手段を組込まなければならない。開放可能にシールされた注ぎ孔５０２及び飲料を注ぐのを助ける空気のための通気開口５０３が、図５の修正されたライナ付きシェルの周囲に存在する。シーム形成可能な縁部とヒータハウジングチューブのフランジ付きの壁との間においてこれらの特徴部又は物理的手段に利用可能な蓋の限られた表面積を考えると、シーム形成される接合部の小ささ及び容積効率は、エアロゾル容器式接合の重要で好ましい特徴である。
【００５１】
図５の修正されたライナ付きシェルは、その中心に大きい円形の開口を有し、開口の周囲境界部は、巻かれたフランジ５０４として予め形成されている。図４のヒータハウジングチューブの実施形態のカールされたフランジ３３３も、容器への取付けのエアロゾル容器式圧着法に適合するように予め形成されている。これら２つの予め形成されている部分の縁部を、接合させるために重ねる。次いで、コレットマンドレルをネック部の中に導入し、最も内方のヒータハウジングチューブ構成要素を引いて、ライナ付きシェルの巻かれたリムにきつく押付けることによって、最も内方のヒータハウジングチューブ構成要素のシール材でライニングされた壁を外向きに広げる。
【００５２】
図６は、図５の修正されたシーム形成可能なエンドシェルに組立てられた図４の円筒形のヒータハウジングチューブを示す。引続いて、在来のロール形二重シーム成形容器を使用して、かかる組立体を、満たされた飲料用容器本体のトップ部にシールし、それにより、ユニボディヒータモジュールの配置の前に、密封シールされた蓋を形成し、次いで、適当なＣＵＩ（消費者ユーザインタフェース）を付ける。
【００５３】
ＣＵＩ（消費者ユーザインタフェース）は、典型的には、特別に設計されたプラスチック製の蓋装置の形態をとり、かかる蓋装置は、缶の縁部にスナップ留めされると共に、種々の機能を達成するために蓋装置の上壁、下壁、側壁に成形された多数の構造特徴部、例えば、注ぎ孔７０３を含むのがよい。ＣＵＩは、ポリプロピレン又はその他の食品クレードのポリマーで射出成型されるのがよく、かかるポリマーは、加熱された金属製容器の表面と加熱された飲料内容物の消費者との間の断熱を有利に提供する。
【００５４】
次いで、ヒータ取付け形態に従って、ユーザインタフェースの種々の変形デザインを適用して、完成したパッケージに仕上げ且つユーザ体験をカスタマイズするのがよい。ＣＵＩの１つの主要な機能は、ユーザがヒータを起動する手段を提供することにある。蓋取付け式の実施形態については、ＣＵＩはまた、典型的には、ヒータ機能を起動させることに加えて、シールされたパッケージの蓋並びに注ぎ孔の開放のための特徴部を含む。開放可能なシール及び容器の開放機構の種々の形態が、特許文献５に記載されている。これらの特徴部が適正に作動するために、ヒータハウジングチューブを、修正されたライナ付きシェルに接合させたとき、縦溝３０３と注ぎ孔の間の適正かつ正確な角度方向の向きの配置が達成されることが必須である。
【００５５】
図７Ａは、図６のシーム形成可能な蓋チューブを上方から見た図であり、図７Ａにおいて、シーム形成可能な蓋チューブは、満たされた飲料用容器に接合され、ユニボディヒータモジュールがシーム形成可能な蓋チューブに挿入され、シーム形成可能な蓋チューブは、図７Ｂに上下逆に示すＣＵＩに隣接して位置決めされる。蓋取付け式ヒータのためのＣＵＩの下面の構造特徴部は、缶のトップ部の周りのシーム形成される縁部ビードにスナップ留めされるためのアンダーカットリップ７０１と、ヒータを起動させるために活性化用サブ組立体の内部回転カム構成要素の直径方向スロット特徴部１０９内にキー式に係合される機械ブレード特徴部７０２である。この組合せにより、溝付きスクリューを回転させるねじ回しのように、回転カムをＣＵＩによって回転させることを可能にする。この機構は、寸法許容範囲又はＣＵＩの屈曲性を含む上下方向の積重ね及び缶のシーム形成される縁部への結合の心配を効果的に解消する。
【００５６】
図８は、本発明の完成した自己加熱容器システムの主な構成要素を示す分解図である。図示の実施形態は、蓋取付け式のＣＵＩ（消費者ユーザインタフェース）７００と、シーム形成可能な端部が取付けられたヒータハウジングチューブ６００と、ユニボディヒータモジュール１００と、他の構成要素が組立てられてもよい在来の容器本体８００を含む。
【００５７】
本発明のこの実施形態は、自己加熱機能が、飲料適用例のために最も広く使用されている金属パッケージフォーマットを有する２ピースアルミニウム缶に組込まれる１つのモードを示す。
【００５８】
ヒータハウジングチューブ及びユニボディヒータモジュールはまた、飲料用容器のベース内に設置されてもよく、この場合、幾つかの利点を有し、例えば、容器のトップ部の標準プルタブ付き蓋の使用を可能にし、ヒータ容器が在来の充填及びシーム形成操作で処理されることが可能である点で有利である。
【００５９】
図９は、２ピース飲料用容器９００のドーム形ベース９０２内のユニボディヒータモジュール９０１を示す。ヒータハウジングチューブの幾何学的形状は、２ピース飲料用容器のベースに直接形成されてもよいけれども、実際には、修正されたシーム形成可能なベース端部を使用する３ピース容器で容易に達成される。
【００６０】
図１０Ａに示すように、２ピース飲料用容器のベースは、内部圧力に耐えるために、常に、ドーム形ベース９０２を有し、このことを、ヒータハウジングチューブを接合する装置手段において考慮しなければならない。適当な適合例であれば、エアロゾル容器式接合法を、特別に形成されたヒータチューブを２ピースアルミニウム缶の薄肉の容器ベースに接合させるのに適用することができる。図１０Ａ〜図１０Ｄは、この目的を達成する一連の形成過程を示す。
【００６１】
図１０Ｂは、アルミニウム容器の修正されたベースを示し、孔あけ工具を用いて孔をドーム形ベースに形成した後、真直ぐな縁部カラーを引き通し工具によって形成し、次いで、それを、エアロゾル容器式接合の連結部の一方として、容器ベースの巻かれたリム９０４に成形する。ヒータハウジングチューブには、リム９０４に噛合うようカール形フランジが、カール部の下面に付けられるシール／ガスケット材料と一緒に予め形成される。２つの予め形成された部分の縁部を重ねて、コレットマンドレルをネック部の中に導入して、最も内方のヒータハウジングチューブ構成要素を引いて、ライナ付きシェルを、巻かれたリムに押付けて、最も内方のヒータハウジングチューブ構成要素のうちのシール材でライニングされた壁を外向きに広げる。
【００６２】
ヒータチューブを金属パッケージ内に接合させるためのエアロゾル容器式接合技術を実施して成功させるには、適当な考慮を必要とし、完全な性能のための適応が必要であり、かかる適応は、保護コーテイングが損傷しないことを確保すること、パッケージの内圧、任意の一連の熱処理、及びヒータハウジングチューブが接合されるパッケージ構成要素の詳細な幾何学的形状への適応を含む。
【００６３】
飲料用容器の肉厚は、ヒータハウジングチューブの肉厚よりも薄いので、ヒータハウジングチューブは、シールのための支配的な幾何学的形状になり、内部チューブ噛合い部の図１０Ｃ及び図１０Ｄに示す完全に３６０度のカール部９０６がヒータハウジングチューブの周囲に作られ、ヒータハウジングチューブの強度を頼りにして、幾何学的形状の圧縮を最適にする。肉厚のヒータハウジングチューブは、著しいダイ圧縮に耐えることが可能であり、それにより、ダイ圧着法は、標準的な拡張コレットの使用に対する適当な変形方法である。
【００６４】
図１１は、熱的に安定した食品グレードの接着剤を使用して、ヒータハウジングチューブを容器のドーム形ベースに取付けるための変形実施形態を示す。ドーム形ベース９０２の幾何学的形状を保存するフラット打抜き工具を使用して、孔を容器のボトム部に打抜き加工して、接着結合の程度及び強度を最大にするために、ヒータハウジングチューブのフランジ９３３に、ドームの寸法に一致する輪郭を形成する。図１２は、フェルール９７７及びスナップリング９７８を使用して、フランジ無しのヒータハウジングチューブ９５５と缶のドーム形ベース９０２との間の強力な機械的接合を形成する更なる変形実施形態を示す。接着シール剤ｔが、接合部をシールするのに付与される。
【００６５】
ＣＵＩをクリップ留めすることができるようにシーム形成された縁部は、２ピース容器のベースの周りにない。かくして、図１３及び図１４の変形実施形態のユニボディヒータモジュールでは、起動サブ組立体は、エンドキャップフランジ１４０２及び配向特徴部１４０３を組込む。配向特徴部は、好ましい整列を行うために、ベース取付け式ＣＵＩ１５０１の凹部内に嵌る。ベース取付け式ＣＵＩ１５０１の可撓性フィンガ１５０２は、エンドキャップフランジ１４０２を把持可能である。打抜きスチールで形成されたロックリング部１４０１の一方向表面引掛り部は、ユニボディヒータモジュールの完全な挿入を可能にし、それにより、ユニボディヒータモジュールの予想外の又は意図的な取出しを阻止することを確保する。
【００６６】
図１５は、ヒータハウジングチューブ及びユニボディヒータモジュールを２ピース容器本体のベースに有する、完成した自己加熱容器システムの主な構成要素の分解図である。
【００６７】
図１６及び図１７はそれぞれ、ベース取付け式のヒータハウジングチューブ及び蓋取付け式のヒータハウジングチューブに挿入された本発明のユニボディヒータモジュールの１つの実施形態を有する満たされた２ピース飲料用容器の断面図であり、モジュール式構成要素により、どのように自己加熱機能が自己加熱飲料用容器パッケージの蓋又はベースのいずれかに二者択一式に組込まれるのかを示し、この後、適当な消費者ユーザインタフェースが付けられる。
【００６８】
本願のシステム及び方法を、本発明の好ましい実施形態に従って開示したけれども、当業者は、他の実施形態も可能であることを理解すべきである。上述した議論が特定の実施形態に焦点が当てられているとしても、他の形態を実施してもよいことを理解すべきである。特に、「１つの実施形態では」又は「他の実施形態では」の表現が本明細書に使用されていても、これらの用語は、実施形態の可能性を全体的に言及することを意味し、本発明を特定の実施形態に限定することを意図していない。これらの用語は、同じ実施形態に言及してもよいし、異なる実施形態に言及してもよく、特に指示がなければ、集合した実施形態に組合せ可能である。用語「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、明確に特定されていなければ、「１つ又は２つ以上」を意味する。用語「連結される」は、特に定義がなければ、「伝達可能に連結される」ことを意味する。
【００６９】
単一の実施形態を本明細書で説明したとき、単一の実施形態の代わりに、２つ以上の実施形態を使用してもよいことは、容易に明らかである。同様に、２つ以上の実施形態を本明細書で説明したとき、その一方の装置の代わりに、単一の実施形態に置き換えてもよいことも容易に明らかである。
【００７０】
従来技術で知られている様々な種類の蓋システムに鑑み、詳細な実施形態は、説明的であることを意図しており、本発明の範囲を限定するものとすべきでない。むしろ、何が発明としてクレームされているかは、特許請求の範囲の精神及び範囲内にあるすべての変形例及びその均等物である。
【００７１】
本明細書の説明はいずれも、任意特定の要素、ステップ又は機能が、請求項に係る発明の範囲に含まれなければならない必須要素であることを暗示するものとして読むべきではない。特許された主題の範囲は、許可された請求項又はその均等物のみによって定められる。明示の記載がなければ、本明細書に記載されているような本発明の他の側面は、請求項に係る発明の範囲を限定しない。
【００７２】
特許庁及び本願で発行される任意の特許の任意の読者が特許請求の範囲を解釈するのを助けるために、出願人は、用語「ための手段」又は「ためのステップ」を特定のクレームに明確に使用していなければ、特許請求の範囲又はその要素が３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１２（ｆ）に適合させるつもりではないことに注目することを望む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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