(57)【要約】【解決手段】シェル２０は、中央パネル３０と、カウンターシンク３２と、チャック壁３４と、ドロー-ストレッチされた外側部分２６とを有する本体２２を含む。カウンターシンク３２は、ベース厚さを有する。外側部分２６は、低減された厚さを有する。シェルのカウンターシンク３２は、成形前のシート材料１と実質的に同じ厚さを有する。この構成では、シェル２０は、標準的なシェルの座屈抵抗性を維持する一方で、より少ない材料を使用する。【選択図】図１６
2021523021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル２０であって、
中央パネル３０、カウンターシンク３２、チャック壁３４、缶フィットラジアス４，３５、クラウンラジアス３６、及びカール６を含む本体２２を備えており、
前記中央パネル３０及び前記カウンターシンク３２がベース厚さを有しており、
前記本体２２が低減された量を有する、シェル。
【請求項２】
前記クラウンラジアス３６は、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６である、請求項１に記載のシェル。
【請求項３】
前記シェルの本体２２は、低減プロファイル又は最大低減プロファイルの何れかを有する、請求項２に記載のシェル。
【請求項４】
前記本体２２はアルミニウムであり、
前記カウンターシンク３２は、約０．０１０４インチ乃至約０．００７８インチの概厚を有し、
前記中央パネル３０は、約０．０１０４インチ乃至約０．００７８インチの概厚を有し、
前記ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６は、約０．００９インチ乃至約０．００６４インチの概厚を有する、請求項１に記載のシェル。
【請求項５】
前記カウンターシンク３２は、約０．００８６インチの概厚を有し、
前記中央パネル３０は、約０．００８６インチの概厚を有し、
前記クラウンラジアス３６は、約０．００７６インチの概厚を有する、請求項４に記載のシェル。
【請求項６】
前記本体２２は鋼であり、
前記カウンターシンク３２は、約０．００６５インチ乃至約０．００９０インチの概厚を有し、
前記中央パネル３０は、約０．００６５インチ乃至約０．００９０インチの概厚を有し、
前記クラウンラジアス３６は、約０．００５０インチ乃至約０．００９０インチの概厚を有する、請求項１に記載のシェル。
【請求項７】
前記カウンターシンク３２は、約０．００８０インチの概厚を有し、
前記中央パネル３０は、約０．００８０インチの概厚を有し、
前記クラウンラジアス３６は、約０．００８０インチの概厚を有する、請求項６に記載のシェル。
【請求項８】
シート材料１から切り出されたブランク１０からシェル２０を作るように構成されたプレスアセンブリ５００であって、
前記シート材料１はベース厚さを有しており、
前記プレスアセンブリ５００は、
フレーム５０８と、
第１の成形ステーション５３０を含む複数のプレスステーション５０２と、
を備えており、
前記第１の成形ステーション５３０は、上側ツーリングアセンブリ５１０及び下側ツーリングアセンブリ５２０を含んでおり、
前記第１の成形ステーションの上側ツーリングアセンブリ５１０は、前記第１の成形ステーションの下側ツーリングアセンブリ５２０から離間している上側の第１の位置と、前記第１の成形ステーションの下側ツーリングアセンブリ５２０に直に隣接している下側の第２の位置との間で移動するように構成されており、
前記第１の成形ステーションの上側ツーリングアセンブリ５１０と、前記第１の成形ステーションの下側ツーリングアセンブリ５２０は、中央パネル３０、カウンターシンク３２、チャック壁３４、及びクラウンラジアス３６を含むシェル本体２２を作るように構成されており、
前記第１の成形ステーションの上側ツーリングアセンブリ５１０と、前記第１の成形ステーションの下側ツーリングアセンブリ５２０とは、前記クラウンラジアス３６をドロー-ストレッチして、低減された厚さを有するクラウンラジアス３６を作るように更に構成されており、
前記第１の成形ステーションの上側ツーリングアセンブリ５１０と、前記第１の成形ステーションの下側ツーリングアセンブリ５２０とは更に、前記中央パネル３０及び前記カウンターシンク３２を前記ベース厚さで作るように構成されている、プレスアセンブリ。
【請求項９】
前記第１の成形ステーションの上側ツーリングアセンブリ５１０は、ブランク＆ドローダイパンチ５１２、上側ピストン５１４、及びダイ中央パンチ５１６を含んでおり、
前記第１の成形ステーションの下側ツーリングアセンブリ５２０は、下側ピストン５２２、ダイコアリング５２４、及びパネルパンチ５２６を含んでおり、
前記第１の成形ステーションの上側ブランク＆ドローダイパンチ５１２は、内側ラジアス５３４を含んでおり、
前記第１の成形ステーションの上側ブランク＆ドローダイパンチの内側ラジアス５３４は、低減ラジアスであり、
前記第１の成形ステーションの下側ダイコアリング５２４は外側ラジアス５４６を含んでおり、
前記第１の成形ステーションの下側ダイコアリングの外側ラジアス５４６は、減少ラジアスである、請求項８に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１の成形ステーションの上側ブランク＆ドローダイパンチの内側ラジアス５３４は、約０．０１９インチのアールであり、
前記第１の成形ステーションの下側ダイコアリングの外側ラジアス５４６は、約０．０２２インチのアールである、請求項９に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１１】
前記上側ツーリングアセンブリ５１０が前記第２の位置にある場合、前記第１の成形ステーションの上側ブランク＆ドローダイパンチ５１２と、前記第１の成形ステーションの下側ピストン５２２とが前記ブランク１０をクランプする、請求項９に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１２】
前記上側ツーリングアセンブリ５１０が前記第２の位置にある場合、前記第１の成形ステーションの上側ピストン５１４と、前記第１の成形ステーションの下側ダイコアリング５２４とは、約１００ｐｓｉ乃至約６００ｐｓｉの力を前記ブランク１０に加える、請求項１１に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１３】
前記上側ツーリングアセンブリ５１０が前記第２の位置にある場合、前記第１の成形ステーションの上側ピストン５１４と、前記第１の成形ステーションの下側ダイコアリング５２４とは、前記ブランク１０に約１１０ｐｓｉの力を加える、請求項１２に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１４】
シェル２０を作る方法において、
ベース厚さを有するシート材料１を用意する工程１０００と、
前記シート材料１からブランク１０を切り出す工程１００２であって、
前記ブランク１０は、カウンターシンク部３２、チャック壁部３４、及びクラウンラジアス部１６を含む、工程と、
フレーム５０８と、第１の成形ステーション５３０を含む複数のプレスステーション５０２とを含むプレスアセンブリ５００を用意する工程１００４であって、
前記第１の成形ステーション５３０は、上側ツーリングアセンブリ５１０及び下側ツーリングアセンブリ５２０を含んでおり、
前記第１の成形ステーションの上側ツーリングアセンブリ５１０は、前記第１の成形ステーションの下側ツーリングアセンブリ５２０から離間している上側の第１の位置と、前記第１の成形ステーションの下側ツーリングアセンブリ５２０に直に隣接している下側の第２の位置との間で移動するように構成されており、
前記第１の成形ステーションの上側ツーリングアセンブリ５１０及び前記第１の成形ステーションの下側ツーリングアセンブリ５２０が前記第２の位置にあると、前記第１の成形ステーションの上側ツーリングアセンブリ５１０及び前記第１の成形ステーションの下側ツーリングアセンブリ５２０は、中央パネル３０、カウンターシンク３２、及びクラウンラジアス３６を含むシェル本体２２を作るように構成されている、
工程と、
前記第１の成形ステーションの上側ツーリングアセンブリ５１０と前記第１の成形ステーションの下側ツーリングアセンブリ５２０との間に前記ブランク１０を配置する工程１００６と、
前記第１の成形ステーションの上側ツーリングアセンブリ５１０と前記第１の成形ステーションの下側ツーリングアセンブリ５２０との間で前記クラウンラジアス部１６をクランプする工程１００８と、
成形工程を実行する工程１０１０と、
を含んでおり、
成形工程を実行する工程１０１０は、
前記クラウンラジアス部１６をドロー-ストレッチして、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６を作る工程１０２０と、
前記カウンターシンク部１２をカウンターシンク３２に成形する工程１０２２と、
前記チャック壁部１４を、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４にドロー-ストレッチする１０２０と、
を含んでいる、方法。
【請求項１５】
前記カウンターシンク３２は、前記シート材料１のベース厚さに対応する厚さを有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
プレスアセンブリ５００を用意する工程１００４は、
ブランク＆ドローダイパンチ５１２、上側ピストン５１４、及びダイ中央パンチ５１６を含む第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０を用意する工程１０３０と、
下側ピストン５２２、ダイコアリング５２４、及びパネルパンチ５２６を含む第１の成形ステーション下側ツーリングアセンブリ５２０を用意する工程１０３２と、
を含んでおり、
前記第１の成形ステーションの上側ブランク＆ドローダイパンチ５１２は、内側ラジアス５３６を含んでおり、
前記第１の成形ステーションの上側ブランク＆ドローダイパンチの内側ラジアス５３６は、低減ラジアスであり、
前記第１の成形ステーションの下側ダイコアリング５２４は、外側ラジアス５４６を含んでおり、
前記第１の成形ステーションの下側ダイコアリングの外側ラジアス５４６は、減少ラジアスである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
プレスアセンブリ５００を用意する工程は、
前記内側ラジアス５３６が約０．０１９インチのアールであるような前記第１の成形ステーションの上側ブランク＆ドローダイパンチ５１２を用意する工程１０３４と、
前記第１の成形ステーションの下側ダイコアリング５２４の外側ラジアス５４６が約０．０２２インチのアールであるような前記第１の成形ステーションの下側ダイコアリング５２４を用意する工程１０３６と、
を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記クラウンラジアス部１６をドロー-ストレッチしてドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６を作る工程は、約１００ｐｓｉ乃至約６００ｐｓｉの力を加える工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記クラウンラジアス部１６をドロー-ストレッチしてドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６を作る工程は、約１１０ｐｓｉの力を加える工程を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記シート材料１からブランク１０を切り出す工程１００２は、低減された量のブランク１０を切り出す工程１０５０を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
成形工程を実行する工程１０１０は、前記ブランク１０を標準的な飲料用シェル２０に成形する工程１０６０を含む、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願の相互参照＞
本願は、２０１８年５月１５日に出願された米国特許出願第１５／９８０，０９０号の利益を主張し、当該特許出願は、参照により本明細書の一部となる。
【０００２】
開示されており、特許請求の範囲に記載される概念は金属シェル及び／又は金属缶エンドに関しており、より詳細には、量が低減された金属から作られるシェル及び／又は缶エンドに関する。開示された概念はまた、このようなシェル及び／又は缶エンドを提供するためのツーリングアセンブリと関連する方法とに関する。
【背景技術】
【０００３】
金属製容器（例えば、缶）は、製品を、限定ではないが、食品や飲料を保持するように構成される。一般に、金属製容器は、缶ボディ及び缶エンドを含む。例示的な実施形態では、缶ボディは、ベースと付随する側壁とを含む。缶ボディは、一端が開いている概ね閉じた空間を規定する。缶ボディは製品で満たされて、その後、缶エンドが、缶ボディにその開放端にて結合する。幾つかの実施形態では、容器は、その中身を調理及び／又は滅菌するために加熱される。このプロセスは、容器の内圧を上昇させる。更に、幾つかの場合では、容器は、限定ではないが、炭酸飲料などの加圧された製品を含む。故に、様々な理由から、容器は、最低限の強度を有している必要がある。
【０００４】
缶エンドは「衛生的（sanitary）」缶エンドか「イージーオープン（easy open）」缶エンドの何れかである。缶エンドは、本明細書では、「衛生的」缶エンドは、開けるためのタブ又はスコア輪郭を有しておらず、缶切り又はその他の手段を使用して開ける必要がある缶エンドである。本明細書では、「イージーオープン」缶エンドは、ティアパネル及びタブを含む。ティアパネルは、缶エンドの外面（本明細書では、「公側（public side）」として特定される）にあるスコア輪郭、即ちスコアラインによって規定される。タブは、ティアパネルに隣接して取り付けられる（例えば、限定されないが、リベット留めされる）。プルタブは、持ち上げられて及び／又は引っ張られてスコアラインを切断し、切断可能なパネルを反らして及び／又は除去して、それにより、容器の中身を出すための開口を生じるように構成される。以下では、「イージーオープン」缶エンドを取り扱うが、「衛生的」缶エンドにも適用される。即ち、「衛生的」缶エンドは、同様の方法で製造されて、同様の方法で缶ボディに結合される。故に、本明細書では、缶エンドは更に、「衛生的」缶エンド及び「イージーオープン」缶エンドの両方に使用される構成を含むものとして規定される。
【０００５】
一般に、缶ボディ及び缶エンドを形成する金属の厚さ及び／又は量と、これらの要素の形状とは、容器の強度に関係する。本願は、缶ボディではなく缶エンドを主に対象とする。缶エンドが製造される場合、それは、シート状金属製品（例えば、限定ではないが、シート状アルミニウム、シート状スチール）から切断されたブランクとして始まる。本明細書では、「ブランク」は、製品に成形される材料片である。「ブランク」という用語は、全ての成形工程が完了するまでの材料片に適用される。更に、本明細書では、「アルミニウム」及び「スチール」は、夫々アルミニウム合金及びスチール合金を含む。
【０００６】
例示的な実施形態では、ブランクは、シェルプレスで「シェル」に成形される。本明細書で使用されるように、「シェル」又は「初期缶エンド」は、略平らなブランクとして開始され、公知のように、スコアリング、パネリング、リベット形成、及びタブかしめ以外の成形工程を施された構造体である。図１は、チャック壁３、缶フィットラジアス（can fit radius）４、シーミングパネル５、及びカール６を含む従来技術のシェル２の選択部分を示している。全ての成形工程が完了すると、ブランク／シェルは、公知のように、缶ボディに結合するように構成された缶エンドへと成形される。従って、シェルへの成形工程は、その後に形成される缶エンド及び容器の特性に関係することは理解される。更に、シェルが缶エンドになることから、以下では、「シェル」に関する説明又は記載は、「缶エンド」にも当て嵌まる。
【０００７】
ある実施形態では、プレスは、材料のシートからブランクを切断し、単一のステーションにてシェルへと成形する。別の実施形態では、ブランクは、シート材料から切り出され、又はブランクとして提供され、その後、間欠的に、即ち、本明細書で言うところの「割り出しされて（indexed）」幾つかのステーションを通って移動する。即ち、ブランクは移動して、成形工程が実行される各ステーションで停止する（幾つかの実施形態では、幾つかのステーションは、成形工程を実行しない「ヌル（null）」ステーションであることは理解される）。或いは、プレスは、シート材料からブランクを切断し、シェルではなく「缶エンド」を作るように構成されたコンバージョンプレスである。即ち、「缶エンド」は、限定ではないが、リベットによってシェルに結合されたタブのような付加的な構造体を含む。
【０００８】
缶製造業では、相当数の缶を製造するために大量の金属を必要としている。これは問題である。このため、この業界の継続的な目標は、各缶に使用される金属の量を減らすことである。金属量の削減は、「ダウンゲージング（down-gauging）」と称されるストック材料の厚さ又はゲージを低減させることによって、又は、缶エンド又は缶ボディを作製するために使用される金属の量を低減させることで達成される。しかしながら、ゲージが比較的薄い材料又は金属量を減らした材料から缶エンドを作ることに伴う欠点の中でも特に、缶エンドにしわ及び／又は座屈が発生しやすいことが挙げられる。即ち、缶エンドが座屈に抵抗するように構成されておらず、及び／又は薄すぎる材料から作られている場合には、缶エンドが取り付けられる缶に含まれる製品から生じる圧力に起因して、缶エンドは座屈する。このような圧力は、炭酸飲料から、或いは、食品及び／又はビール／飲料用途に関係する滅菌又は低温殺菌プロセスの結果である圧力から生じる。標準的な缶エンドは、標準的な缶エンドの「座屈抵抗性」を有する。「座屈抵抗性」は、本明細書では、缶エンドが、標準的なサイズの標準的な容器に関連する圧力に曝され、また、標準的な材料から作られている場合に、座屈に抵抗するように構成されていることを意味する。
【０００９】
標準的なサイズで、標準的な材料から作られた容器は、当該分野でよく知られている。例えば、標準的な「ポップ」又は「ソーダ」容器は、当該分野でよく知られているように、１２オンスのアルミニウム製容器である。更に、そのような缶エンド及び容器が耐える必要がある圧力は、当該分野でよく知られている。現在、そのような容器のための缶エンドは、本明細書で言うところの「標準量」を有するブランク及び／又はシェルから作られている。即ち、「標準量」とは、標準サイズの容器用のシェル又は缶エンドに関する材料量を意味する。１２オンスのアルミニウム容器は、よく知られた例の一つである。しかしながら、様々な材料から作られた多くの標準サイズの容器が存在することは理解されている。例えば、標準的なスープ容器は、１８．６オンスのスチール（又はスチール合金）容器を含む。故に、「標準量」とは、当該分野で知られている任意の標準的サイズの容器用のシェル又は缶のエンドの材料量を意味する。上述したように、シェル、缶エンド、及び容器に使用される材料量を減らす必要性は恒常的に存在している。このように、標準量のブランクから形成されたシェル又は缶エンドを使用することは問題である。故に、座屈抵抗性を維持しつつ、量が低減された金属を用いたシェル及び／又は缶エンドが必要とされている。
【００１０】
更に、充填ライン／巻締機又はシームチャックに変更を加えることなく、標準的なエンドを有する標準的な充填ラインで動作するように構成されたシェル及び／又は缶エンドが必要とされている。即ち、任意の新規なシェル及び／又は缶エンドは、既存の標準的な巻締機に対応している必要がある。「巻締機」は、缶ボディ側壁の遠位端部と缶エンドの周縁部とを一緒に巻いて圧着するように構成された機械である。多くの缶ボディ及び缶エンドは、限定ではないが、１２オンスの飲料缶などの標準的サイズとして製造されているが、缶ボディ及び缶エンドは、そのような標準的サイズの缶ボディ及び缶エンド用の巻締機に対応している必要がある。このように、本明細書で言うところの「標準的巻締機」とは、缶ボディと缶エンドを結合する機械であって、缶ボディと缶エンドが標準サイズ、例えば１２オンス飲料缶のような標準サイズとして製造されているような機械である。缶ボディ及び缶エンドが標準サイズでない場合には、使用者は、標準サイズでない缶ボディ及び缶エンドを収容するように構成された機械を入手する必要があるだろう。これは問題である。
【００１１】
従って、缶エンドを作製するために使用される材料の総量を減少させるように、シェル及び／又は缶エンドの材料量を減少させる必要がある。更に、シェル、缶エンド及び缶ボディを加工するための既存の機械と互換性があって、材料量が低減したシェル及び／又は缶エンドの必要もある。
【発明の概要】
【００１２】
これらの要求とその他の要求は、開示されており、特許請求の範囲に記載される概念の少なくとも１つの実施形態によって満たされ、低減された量を有するシート材料ブランクから作られたシェルをもたらす。本明細書で言うところの「低減された量」とは、量が、同じサイズの缶ボディに結合されるように構成されている従来技術のシェルの量と比較して低減されており、シェルは、同じ材料、即ち、厚さが同じである同じ種類の金属から作られていることを意味する。本明細書では、シェルは、中央パネル及びカウンターシンクを含む「内側部分」を有する本体を有する。シェル本体の内側部分と連続しているものは、本明細書で言うところのシェル本体の「外側部分」であり、チャック壁、クラウンラジアス、缶フィットラジアス、及び／又はカールを含む。開示されており、特許請求の範囲に記載される概念は、低減された厚さを有するシェル本体の「外側部分」をもたらす。
【００１３】
即ち、例示的な実施形態では、シェルは、ドロー-ストレッチされた（draw-stretched）チャック壁、クラウンラジアス、缶フィットラジアス、及び／又はカールを有するボディを含む。中央パネル及びカウンターシンクは、ベース厚さを有する。チャック壁、クラウンラジアス、缶フィットラジアス、及び／又はカールの何れかは、低減された厚さを有する。シェルのカウンターシンク及びシェルのチャック壁は、成形前のシート材料と実質的に同じ厚さを有する。この構成では、シェルは、標準シェルの座屈抵抗性を維持するが、より少ない材料を使用する。このようなシェルを使用することで、上述した問題が解決される。更に、このシェルは、シェル、缶エンド、及び缶ボディを処理する既存の機械と互換性がある。そのようなシェルを作るためのプレス及び方法も開示されており、上記の問題点を解決する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明は、添付図面と併せて、好適な実施形態に関する以下の説明から十分に理解することができる。
【００１５】
【図１】図１は、従来技術のシェルの概要を示す側断面図である。
【図２】図２は、アンカールシェル（uncurled shell）の一部を示す側断面図である。
【図３】図３は、プレスの概要を示す部分側面・部分側断面図である。
【図４】図４は、第１の成形ステーションの概要を示す部分側面・部分側断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの一実施形態の細部を示す側断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの別の実施形態の細部を示す側断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの一実施形態の細部を示す側断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの別の実施形態の細部を示す側断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの一実施形態の細部を示す側断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの別の実施形態の細部を示す側断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの一実施形態の細部を示す側断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの別の実施形態の細部を示す側断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの一実施形態の細部を示す側断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの別の実施形態の細部を示す側断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの一実施形態の細部を示す側断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの別の実施形態の細部を示す側断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの一実施形態の細部を示す側断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの別の実施形態の細部を示す側断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの一実施形態の細部を示す側断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの別の実施形態の細部を示す側断面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの一実施形態の細部を示す側断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの別の実施形態の細部を示す側断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの一実施形態の細部を示す側断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの別の実施形態の細部を示す側断面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの一実施形態の細部を示す側断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、シェル形成における一連の配置における第１の成形ステーションの別の実施形態の細部を示す側断面図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、図５Ａ及び図５Ｂのツーリングの形状を比較する概略的な側断面図である。
【図１６】図１６は、開示されている方法のフローチャートである。
【図１７Ａ】図１７Ａは、低減プロファイルを有するシェルの概要を示す側断面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａは、最大の低減プロファイルを有するシェルの概要を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面に示されており、以下の説明に記載される具体的な要素は、単に開示される概念の例示的な実施形態に過ぎず、例示のためだけに非限定的な例として提供されると理解される。従って、特定の寸法、向き、アセンブリ、使用される構成要素の数、実施形態の構成、及び本明細書に開示される実施形態のその他の物理的特性は、開示される概念の範囲に関する限定とみなすべきではない。
【００１７】
本明細書で使用される方向表現、例えば、時計回り、反時計回り、左、右、上、下、上方、下方、及びその派生語は、図示される要素の向きに関連しており、本明細書に明示されない限り特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１８】
本明細書では、「ある」及び「その」の単数形は、文脈上特に明示されない限り、複数形を含む。
【００１９】
本明細書では、「［動詞］するように構成された」は、特定された要素又はアセンブリが、特定された動詞を実行するように形成された、サイズ決めされた、配置された、結合された、及び／又は構成された構造を有することを意味する。例えば、「移動するように構成された」部材は、別の要素に可動に結合されて部材を移動させる要素を含む、又は部材は、別の要素又はアセンブリに応答して移動するように別の様式で構成される。よって、本明細書では、「［動詞］するように構成された」は、機能ではなく構造を指す。更に、本明細書では、「［動詞］するように構成された」は、特定された要素又はアセンブリが、特定された動詞を実行するように意図及び設計されることを意味する。よって、特定された動詞を単に実行できるだけで、特定された動詞を実行するように意図及び設計されていない要素は、「［動詞］するように構成されていない」。
【００２０】
本明細書では、「関連付けられる」は、要素が同じアセンブリの一部である、及び／又は共に動作する、又は何らかの様式で相互に作用することを意味する。例えば、自動車は４つのタイヤと４つのハブキャップを有する。全ての要素が自動車の部品と結合されているが、各ハブキャップは特定のタイヤと「関連付けられる」と理解される。
【００２１】
本明細書では、「結合アセンブリ」は、２つの又は２つを超えるカップリング又はカップリング構成要素を含む。結合アセンブリのカップリング又は構成要素は一般的には、同じ要素又は他の構成要素の一部ではない。よって、「結合アセンブリ」の構成要素は、以下の説明で同時に記載されないことがある。
【００２２】
本明細書では、「カップリング」又は「カップリング構成要素」は、結合アセンブリの１又は複数の構成要素である。つまり、結合アセンブリは、共に結合されるように構成された少なくとも２つの構成要素を含む。結合アセンブリの構成要素は、相互に適合可能であると理解される。例えば、結合アセンブリでは、一方のカップリング構成要素がスナップソケットである場合には、他方のカップリング構成要素はスナッププラグであって、一方のカップリング構成要素がボルトである場合には、他方のカップリング構成要素はナットである。
【００２３】
本明細書では、「締結具」は、２つ以上の要素を結合するように構成された別個の構成要素である。よって、例えば、ボルトは「締結具」であるが、さねはぎ（tongue-and-groove）継ぎは「締結具」ではない。つまり、さねはぎ要素は、結合されている要素の一部であり、別個の構成要素ではない。
【００２４】
本明細書では、２つ以上の部品又は構成要素が「結合される」という表現は、結合が発生する限り、それらの部品が、直接的、又は間接的に、即ち、１つ以上の中間部品又は構成要素を通じて、共に接合される、又は動作することを意味するものとする。本明細書では、「直接結合される」は、２つの要素が互いに直接接触することを意味する。本明細書では、「固定的に結合される」又は「固定される」は、２つの構成要素が、相互に一定の向きを維持しながら移動するように結合されることを意味する。従って、２つの要素が結合されると、これらの要素の全ての部分が結合される。しかしながら、第一の要素の特定の部分が第二の要素に結合される、例えば、車軸の第一の端部が第一の車輪に結合されるというような記載は、第一の要素の特定の部分が、第一の要素の他の部分に比べて第二の要素により近く配置されることを意味する。更に、重力によってのみ別の物体上の適所に載置される物体は、上側の物体がそれ以外の方法でほぼ適所に保持されない限り、下側の物体に「結合」されていない。つまり、例えば、テーブル上の本はテーブルに結合されていないが、テーブルに糊付けされる本はテーブルに結合されている。
【００２５】
本明細書では、「着脱可能に結合される」又は「一時的に結合される」という表現は、ある構成要素が別の構成要素に実質上一時的に結合されることを意味する。つまり、２つの構成要素は、構成要素どうしの接合又は分離が容易であり、構成要素にダメージを及ぼさないように結合される。例えば、限られた数の、容易にアクセス可能な締結具、即ち、アクセスが難しくない締結具によって相互に固定された２つの構成要素は、「着脱可能に結合されており」、溶接された、又はアクセスが難しい締結具によって接合された２つの構成要素は、「着脱可能に結合されていない」。「アクセスが難しい締結具」は、締結具へのアクセス前に１又は複数の他の構成要素を取り外す必要がある締結具のことであり、「他の構成要素」は、限定はされないが、例えばドアなどのアクセス装置ではない。
【００２６】
本明細書では、「一時的に配置される」は、第一の要素又はアセンブリが、第一の要素を分離する又はそれ以外の形で操作することなく、第一の要素／アセンブリを移動させることができるように、第二の要素又はアセンブリに載置されていることを意味する。例えば、テーブルに単に載っている本、即ち、テーブルに糊付け又は固定されていない本は、テーブルに「一時的に配置される」。
【００２７】
本明細書では、「動作可能に結合される」は、第一の位置と第二の位置、又は第一の配置と第二の配置の間で移動可能な複数の要素又はアセンブリが、第一の要素が一方の位置／配置から他方の位置／配置に移動し、第二の要素も両者の位置／配置間で移動するように結合されることを意味する。なお、逆が成り立たないように、第一の要素が別の要素に「動作可能に結合され」てもよい。
【００２８】
本明細書では、「対応する」は、２つの構造構成要素が相互に類似したサイズと形状を有し、最小摩擦量で結合され得ることを示す。よって、部材に対応する開口は、部材が最小摩擦量で開口を通過できるように、部材よりも僅かに大きいサイズを有する。この定義は、２つの構成要素が「ぴったりと」嵌合する場合には変更される。かかる状況では、構成要素間の寸法差がはるかに小さくなるために、摩擦量が増加する。開口を画定する要素及び／又は開口に挿入される構成要素が、変形可能又は圧縮可能な材料から作製される場合、開口は、開口に挿入される構成要素よりも僅かに小さくてもよい。表面、形状、及び線に関して、２つ以上の「対応する」表面、形状、又は線はほぼ同一のサイズ、形状、及び輪郭を有する。
【００２９】
本明細書では、「移動経路」又は「経路」は、移動する要素と関連付けられる場合、移動中に要素が通る空間を含む。よって、移動する要素は本来、「移動経路」又は「経路」を有する。更に、「移動経路」又は「経路」は、識別可能な１つの構造体における、別の物体に対する全体としての動きに関連している。例えば、道路が完全に滑らかである仮定すると、自動車の回転する車輪（識別可能な構造体）は、自動車の車体（別の物体）に対してほとんど移動しない。つまり、車輪は全体として、例えば隣接するフェンダーに対する位置を変えない。従って、回転する車輪には、自動車の車体に対する「移動経路」又は「経路」はない。逆に、その車輪の空気吸入弁（識別可能な構造体）には、自動車の車体に対する「移動経路」又は「経路」がある。つまり、車輪が回転して動いている間、吸気弁全体が自動車の車体に対して移動する。
【００３０】
本明細書では、２つの又は２つを超える部品又は構成要素が相互に「係合する」という表現は、それらの要素が、直接的に、或いは、１又は複数の中間要素又は構成要素を介して相互に力を加えること、又は付勢することを意味する。更に、可動部品に関して本明細書では、可動部品は、ある位置から別の位置への移動中に別の要素に「係合し」てよく、及び／又はいったん記載される位置に至ったら別の要素に「係合し」てよい。よって、「要素Ａは、要素の第一の位置まで移動すると、要素Ｂに係合する」と、「要素Ａは、要素の第一の位置に至ると、要素Ｂに係合する」とは等価の表現であり、この表現は、要素Ａは、要素の第一の位置に移動する間に要素Ｂに係合する、及び／又は要素の第一の位置にいる間、要素Ｂに係合することを意味すると理解される。
【００３１】
本明細書では、「作動的に係合する」は、「係合し、移動する」ことを意味する。つまり、「作動的に係合する」は、移動可能又は回転可能な第二の構成要素を移動させるように構成された第一の構成要素と関連して使用されるとき、第一の構成要素が、第二の構成要素を移動させるのに十分な力を加えることを意味する。例えば、ねじ回しは、ねじと接触させて配置することができる。力がねじ回しに加えられないと、ねじ回しは単にねじに「一時的に結合される」だけである。軸方向力がねじ回しに加えられると、ねじ回しがねじを圧迫して、ねじに「係合する」。しかしながら、回転力がねじ回しに加えられると、ねじ回しは、ねじに「作動的に係合して」、ねじを回転させる。更に、電子部品の場合、「作動的に係合」とは、ある部品が制御信号又は電流によって別の部品を制御することを意味する。
【００３２】
本明細書では、「一体型」という文言は、単一の片又はユニットとして作製されている構成要素を意味する。つまり、別個に作製された後に共にユニットとして結合される構成要素は、「一体型」構成要素又は「一体型」構造体ではない。
【００３３】
本明細書では、「幾つかの」という用語は、１又はそれを超える整数（即ち、複数）を意味するものとする。即ち、例えば、「幾つかの要素」という語句は、１つの要素又は複数の要素を意味する。
【００３４】
本明細書では、「［ｘ］が第一の位置と第二の位置との間を移動する」、又は「［ｙ］が、第一の位置と第二の位置との間で［ｘ］を移動させるように構成される」という表現において、「［ｘ］」は、要素又はアセンブリの名称である。更に、［ｘ］が複数の位置の間を移動する要素又はアセンブリである場合、「その」という代名詞は、「［ｘ］」、即ち、「その」という代名詞の後に言及される要素又はアセンブリを意味する。
【００３５】
本明細書では、「［要素、点、又は軸］を中心に配置される」、又は「［要素、点、又は軸］を中心に延びる」、又は「［要素、点、又は軸］を中心に［Ｘ］度」などの表現における「中心に」は、それを中心に包囲、延在、又は測定されることを意味する。測定又はそれに類似した状況で使用される場合、「約」は、「おおよそ」、即ち、当業者によって理解される、測定に関する近似的な範囲を意味する。
【００３６】
本明細書では、円状又は円筒状の物体の「径方向側面／面」は、その中心又は中心を通過する高度線周りに延びる、或いはその中心又は中心を通過する高度線を包囲する側面／面である。本明細書では、円状又は円筒状本体の「軸方向側面／面」は、中心を通過する高度線にほぼ垂直に延びる面において延びる側面である。つまり、一般的には、円筒状スープ缶の場合、「径方向側面／面」は略円状側壁であり、「軸方向側面／面」はスープ缶の頂部と底部である。
【００３７】
本明細書では、「製品面」は、容器で使用される構造体の面であって、限定ではないが、食品又は飲料などの製品と接触する又は接触し得る面を意味する。つまり、構造体の「製品面」は、最終的に容器の内部を規定する構造体の面である。
【００３８】
本明細書では、「顧客面」は、容器で使用される構造体の面であって、食品又は飲料などの製品に接触しない又は接触し得ない面を意味する。つまり、構造体の「顧客面」は、結局のところ、容器の外部を規定する構造体の面である。
【００３９】
本明細書では、「略曲線状」は、複数の湾曲部と、湾曲部と面状部の組合せと、相互に角度を成すことによって曲線を形成する複数の面状部分又はセグメントとを有する要素である。
【００４０】
本明細書では、「一般的に」は、当業者によって理解されるように、修飾される用語に関連して「一般的な方法で」を意味する。
【００４１】
本明細書では、「略」は、当業者によって理解されるように、修飾される用語に関連して「概ね」を意味する。
【００４２】
本明細書では、「にて」は用語に関して、当業者によって理解されるように、修飾される用語に関連して位置及び／又はその近傍を意味する。
【００４３】
本明細書では、「標準的な容器」又は「標準的なシェル」で使用される「標準的」は、特定の製品に関連して使用され、且つ複数の製品製造業者によって使用される構造体を意味する。上記のように、ソーダ、ポップ、及び／又はビールなどの製品の場合、多くの製造業者はアルミニウム製１２液量オンスの容器を使用している。故に、そのような容器と、その構成要素（例えば、シェル、缶エンド、及び缶ボディ）とは、「標準的」容器、「標準的」シェル、「標準的」缶エンド、及び「標準的」缶ボディである。「標準的」容器とその構成要素とは、当該分野でよく知られている。
【００４４】
本明細書で使用される場合、「ドロー-ストレッチ（draw-stretch）」とは、金属ブランクの一部が成形構造体の間でクランプされて、それらの間で引っ張られることを意味する。この動作は、金属を絞り、金属を引き伸ばす。本明細書で言うところの「ドローする」とは、金属よりも薄い距離だけ離間した２つのダイの間で金属を引っ張ることによって金属が薄くなることを意味する。本明細書で言うところの金属を「ストレッチする」とは、金属が複数の場所で保持されて、引っ張られることを意味する。この動作により、保持された場所の間で金属が薄くなる。故に、ブランクを「ドロー-ストレッチする」ことは、これら２つの動作を組み合わせる。更に、本明細書で言うところの「ドロー-ストレッチする」ことは、金属を「ドローする」、「ストレッチする」、又はしごくことと同じではない。更に、本明細書では、「クランプ（される）」とは、ブランクが２つの成形構造体の間に配置され、そして、しわの形成を防ぐのに十分であるが、金属が成形構造体の間を移動するのを防ぐのには十分ではないようにバイアスがブランクに加えられることを意味する。
【００４５】
以下の説明では、図２に示すシェル２０を作るための方法が提供される。シェル２０は、内側部分２４と、境界「Ｂ」によって分割される外側部分２６とを含む。シェル２０は、低減された量の材料から作られており、ドロー-ストレッチされた外側部分２６を有する。即ち、本明細書では、外側部分２６は、チャック壁３４、缶フィットラジアス３５、クラウンラジアス３６、及びカール３８を含む。本明細書では、チャック壁３４、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、ドロー-ストレッチされたカール３８は、ドロー-ストレッチ成形を介して薄くされており、即ち、全ての要素をまとめて、外側部分２６がドロー-ストレッチ成形を介して薄くされている。
【００４６】
公知のように、シェル２０は、最初は、シート材料１から切り出されたブランク１０（図３）である。シート材料１、ひいてはブランク１０は、ベース厚さを有する。以下に説明する成形工程によって変更されない限り、ブランク１０及びシェル２０の一部、ひいては、得られる缶エンド（図示せず）は、ベース厚さを維持する。即ち、図３に示すように、ブランク１０は、中央パネル部１１、カウンターシンク部１２、チャック壁部１４、缶フィットラジアス部１５、クラウンラジアス部１６、及びカール部１８を含んでおり、これらは夫々後述するように、成形工程後に、中央パネル３０、カウンターシンク３２、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、及びカール３８となる。ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６は、本明細書では「ドロー-ストレッチされた外側部分２６」と総称して認識される。
【００４７】
更に、以下の説明及び図は、略円筒形のシェル２０を例として使用している。開示されており、特許請求の範囲に記載された概念は、任意の形状のシェル２０で利用可能であり、説明されており、図示された円筒形状は、単なる例示であることは理解される。更に、例示的な実施形態では、以下に記載する寸法で、シェルはアルミニウムから作られており、飲料缶に結合されるように構成される。飲料缶は、ビール又は炭酸飲料（例えば「ソーダ」又は「ポップ」）のような飲料を含むように構成された缶である。本明細書では、そのようなシェルは、「飲料容器シェル」２０’として認識される。飲料容器シェル２０’を有する飲料缶の非限定的な例の一つは、１２オンスの飲料容器である。ブランク１０とその後の飲料容器シェル２０’について、先に定義された「標準量」は実質的に約０．０５４６ｉｎ３である。公知のように、そのような標準的なブランク（図示せず）は、以下の特徴を有するシェルに成形される。標準量の飲料容器シェル２０’の一実施形態（図１）は、以下の特徴を有する。
【表１】
2021523021.tif 000003
他の標準的容器用のシェル２０（図示せず）は、当該分野で知られた異なる特徴を有することは理解される。
【００４８】
ブランク１０は本体２２を含むシェル２０に成形され、本体２２は、中央パネル３０と、カウンターシンク３２と、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４と、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５と、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６と、及び／又は、ドロー-ストレッチされたカール３８とを有する。本明細書では、「ドロー-ストレッチ」とは、特定されている要素が、従来技術の場合よりも薄くなるようにドロー-ストレッチされていることを意味する。ドロー-ストレッチされた要素がより薄いことから、ブランク１０は、従来技術と比較して、必要とする金属がより少なく、即ち、低減された量を有する。更に、「ドロー-ストレッチされた」要素は、シート材料及び／又はブランク１０のベース厚さよりも薄い厚さを有する。故に、本明細書で言うところの「ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス」３６のような用語は、限定ではないが、クラウンラジアスの厚さなどの特徴を述べており、プロダクトバイプロセスを記載するものではない。
【００４９】
内側部分２４、中央パネル３０及びカウンターシンク３２は、シート材料１のベース厚さに概ね対応するベース厚さを有する。ドロー-ストレッチされた外側部分２６、即ち、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、及び／又はドロー-ストレッチされたカール３８は、低減された厚さを有する／又は特定の低減された厚さを有する。即ち、本明細書では、「低減された厚さ」とは、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、及び／又はドロー-ストレッチされたカール３８が、ベースゲージよりも約５％乃至約２１％薄い厚さを有することを意味する。本明細書では、「特定の低減された厚さ」とは、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、及び／又はドロー-ストレッチされたカール３８が、ベースゲージよりも約１１％薄い厚さを有することを意味する。本明細書では、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、及び／又はドロー-ストレッチされたカール３８を含むシェル２０は、「低減された量の材料」から作られているが、標準的なシェルの座屈耐性を維持している。即ち、「低減された量の材料」から作られ、ドロー-ストレッチされた外側部分２６を含む「飲料」容器シェル２０’は、以下の特性を有する。
【表２】
2021523021.tif 000004
【００５０】
更に、本開示に従った飲料容器シェル２０’は、図１７Ａに示されている。本図は、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、及びカール３８、つまり、外側部分２６における金属の厚さの（ベース厚さに対する）減少割合を示している。この実施形態では、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６の金属量は、約５％乃至約２０％、又は約１１％（標準量の容器のシェルに対して）低減されている。言い換えると、減量シェル２０（又は減量シェル本体２２）では、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、及びカール３８は、「低減プロファイル」を有する。即ち、本明細書では、「低減プロファイル」とは、次の文で説明するように、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、及びカール３８において、ベース厚さに対して金属の厚さが低減されていることを意味する。ドロー-ストレッチされたチャック壁３４では、ベース厚さに対して金属の厚さは約８．９％乃至約１３．２％低減され、缶フィットラジアス３５では、約１３．２％乃至約１３．２％低減され、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６では、ベース厚さに対して金属の厚さは約８．９％乃至約１３．２％低減され、カール３８では、ベース厚さに対して金属の厚さは約４．９％乃至約１０．３％低減されている。
【００５１】
更に、「低減された量の材料」から作られたシェル２０であって、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、ドロー-ストレッチされたカール３８、及び／又はドロー-ストレッチされたものを含むシェルは、上述の問題を解決する。本明細書では、シェル２０’に関する「低減された量の材料」は、標準的なシェルと比較して測定され、ブランク１０／シェル２０の量が、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、及び／又は、ドロー-ストレッチされたカール３８を有さない類似のブランク／シェル（即ち、同じサイズの缶ボディに結合されるように構成されたブランク／シェル）のブランクの量よりも、約２％乃至約４％少ない、又は約２．４％少ないことを意味する。更に、そのようなブランク１０又はシェル２０は、本明細書で言うところの「減量ブランク」１０又は「減量シェル」２０である。
【００５２】
別の例示的な実施形態では、図１７Ｂに示すように、飲料容器シェル２０’（又は減量シェル本体２２）は、「最大低減プロファイル」を有する。本明細書では、「最大低減プロファイル」とは、図１７Ｂに示すようにして、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、及び／又はドロー-ストレッチされたカール３８にて、ベース厚さに対する金属の厚さが減少していることを意味する。図示されているように、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４では、ベース厚さに対して金属の厚さは約２５％乃至約２７％低減され、缶フィットラジアス３５は約２５％乃至約２７％低減され、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６では、ベース厚さに対して金属の厚さは約２７％低減され、カール３８では、ベース厚さに対して金属の厚さは約２５％低減されている。故に、減量シェル２０（又は減量シェル本体２２）は、「低減プロファイル」又は「最大低減プロファイル」の何れかを有する。
【００５３】
例えば、飲料容器シェル２０’において、シェル本体２２はアルミニウムであり、カウンターシンク３２は、約０．００８２インチ乃至約０．０１０６インチ、又は約０．００８６インチの概厚を有する。ドロー-ストレッチされたチャック壁３４は、約０．００５６インチ乃至約０．００９０インチ、又は約０．００８６インチの概厚を有する。ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５は、約０．００５６インチ乃至約０．００９０インチ、又は約０．００７８インチの概厚を有する。ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６は、約０．００５６インチ乃至約０．００９０インチ、又は約０．００７８インチの概厚を有する。ドロー-ストレッチされたカール３８は、約０．００６０インチ乃至約０．００９４インチ、又は約０．００８２インチの概厚を有する。本明細書では、「概厚」は、特定の位置におけるシェル２０の特定部分の表面に略垂直な線に沿って測定された材料の厚さを意味する。故に、例えば、カウンターシンク３２の「概厚」は、カウンターシンク３２の幅を意味しない。このような飲料容器シェル２０’は通常、標準的な飲料シェルと同じ寸法を有しており、従って、飲料容器シェル２０’は、標準的な飲料シェルと実質的に類似した方法で処理されるように構成されている。即ち、飲料容器シェル２０’は、新たな処理設備の使用を必要とせず、従って、上述の問題を解決する。更に、飲料容器シェル２０’は、飲料缶ボディ（図示せず）に結合されるように構成され、標準的な缶エンドの「座屈抵抗性」を有するように構成されている。
【００５４】
別の例では、限定ではないが、１８．６オンスのスープ容器などのスチール製容器（図示せず）用のシェルは、約０．００７９インチのベース厚さを有するスチールシート材料から形成されたスチール製シェル本体２２を含む。このような容器用シェル２０は、約０．００８８インチ乃至約０．００７５インチ、又は約０．００７９インチの概厚を有するカウンターシンク３２を含む。更に、この実施形態では、ドロー-ストレッチされた要素は、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、及び／又はドロー-ストレッチされたカール３８を更に含む。このようなスチール製シェル２０の場合、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４は、約０．００５６インチ乃至約０．００８４インチ、又は約０．００７２インチの間の概厚を有し、ドロー-ストレッチ缶フィットラジアス３５は、約０．００５６インチ乃至約０．００８４インチ、又は約０．００７２インチの概厚を有する。ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６は、約０．００５６インチ乃至約０．００８４インチ、又は約０．００７２インチの概厚を有する。ドロー-ストレッチされたカール３８は、約０．００６０インチ乃至約０．００８８インチ、又は約０．００７６インチの概厚を有する。ここでも、本段落における具体的な厚さの減少は例示的なものであり、ドロー-ストレッチ要素の具体的な厚さは、材料の元々のベース厚さによって変化することに留意のこと。
【００５５】
「低減された量の材料」から作られたシェル２０であって、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、及び／又はドロー-ストレッチされたカール３８を含むシェル２０は、図２乃至１４に示すように、プレスアセンブリ（又は「プレス」）５００において形成される。別の実施形態では、「低減された量の材料」から作られたシェル２０であって、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、及び／又はドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６を含むシェル２０は、プレスアセンブリ（又は「プレス」）５００において形成される。即ち、先の実施形態とは異なり、ドロー-ストレッチされたカール３８は、プレス５００で形成されるのではなく、別のステーション５０２又は別のプレス（図示せず）で形成される。このように、プレス５００は、減量シェル２０を作るように構成されている。
【００５６】
上述したように、ある実施形態では、プレス装置５００は、シート材料１からブランク１０を切り出すことと、ブランク１０をシェル２０に成形することとの両方を行う単一のステーションを含む。別の実施形態では、プレス装置５００は、各々がシェル２０に対して幾つかの成形工程を実行する幾つかのステーション５０２（一部が模式的に示されている）を含む（図示されているように、ステーションは、符号５０２によって全体として特定される）。例えば、ある実施形態では、ステーション５０２は、減量ブランク１０である略円形の円盤状のブランク１０をシート材料１から切り出す。或いは、予め切り出されている減量ブランク１０がプレス５００に供給される。このように、プレス５００は、ブランク１０からシェル２０を成形するように構成されており、ブランク１０はシート材料１から切り出される。プレス５００がブランク１０をシート材料１から切り出すか否かは、本開示には関係ない。更に、ある例示的な実施形態では、シート材料１からブランク１０を切り出す前に、又は後述する「第１の」成形ステーション５３０による成形工程に先立って、シート材料１に成形工程が実行される。故に、本明細書では、ブランク１０は、シェル２０でもある。従って、以下の説明は、ブランク１０又はシェル２０の何れかに作用するプレス５００を扱う。
【００５７】
上述したように、シェル２０は、ある実施形態では、ワンステージプロセスで形成される。即ち、本明細書で言うところの「ワンステージプロセス」とは、全ての成形工程が単一のステーションで行われることを意味する。言い換えると、「ワンステージプロセス」では、幾つかのステーションの５０２は、本明細書では「第１の」成形ステーション５３０として特定される単一のステーションのみを含む。別の実施形態では、ブランク１０及び／又はシェル２０は、図３に模式的に示されているコンベア５０４でプレス５００を通って移動する。コンベア５０４は、間欠的な動作又は割り出し動作で動くように構成されている。例示的な実施形態では、コンベア５０４は、図示されていない幾つかの凹部を含むベルト５０６（模式的に示されている）である。ベルト５０６は、設定された距離を移動して停止し、その後、設定された距離を再び移動する。ベルト５０６が移動すると、ブランク１０／シェル２０は、変換プレスの幾つかのステーション５０２を順番に通って移動する。上述したように、各ステーション５０２は、ブランク１０／シェル２０に対して単一の成形工程、又は幾つかの成形工程を実行する。
【００５８】
プレス５００はまた、フレーム５０８及び駆動アセンブリ（図示せず）、並びに、幾つかの上側ツーリングアセンブリ５１０及び幾つかの下側ツーリングアセンブリ５２０を含む。例示的な実施形態では、各下側ツーリングアセンブリ５２０は、プレスフレーム５０８に移動可能に結合され、移動可能に直接結合され、又は固定されて概ね静止している。各上側ツーリングアセンブリ５１０は、その上側ツーリングアセンブリ５１０が下側ツーリングアセンブリ５２０から離間している第１の位置と、その上側ツーリングアセンブリ５１０が下側ツーリングアセンブリ５２０に近接している、例示的な実施形態では、直に隣接している第２の位置との間で移動するように構成される。本明細書で言うところの「直に隣接する」とは、ツーリングアセンブリ５１０，５２０がブランク１０／シェル２０の形状を作る、即ち、変更するようにして、上側ツーリングアセンブリ５１０が下側ツーリングアセンブリ５２０から離間していることを意味する。例示的な実施形態では、複数のステーション５０２の上側ツーリングアセンブリ５１０及び下側ツーリングアセンブリ５２０の各々は、一体化されているか又は結合されており、各ステーションのダイ、パンチ及び他の要素を支持する。この構成では、複数のステーションの上側ツーリングアセンブリ５１０は、同時に移動し、単一の駆動アセンブリ（図示せず）によって駆動される。更に、周知のように、上側ツーリングアセンブリ５１０及び下側ツーリングアセンブリ５２０は、別々に移動可能な要素、例えば、パンチ、ダイ、スペーサ、パッド、ライザー、及び後述する他のサブ要素（以下、「サブ要素」と総称する）を含み、それらは、互いに別々に移動するように構成される。全ての要素は、しかしながら、第１の位置と第２の位置との間で、上側ツーリングアセンブリ５１０と共に概ね移動する。即ち、概ね、サブ要素の動作は互いに相対的であるが、全体として、上側ツーリングアセンブリ５１０は、上述した第１の位置と第２の位置との間で移動する。更に、駆動アセンブリは、カム及びリンク機構と、上側ツーリングアセンブリ５１０及び下側ツーリングアセンブリ５２０のサブ要素を適切な順序で動かすように構成された他の要素とを含むことは理解される。即ち、上側ツーリングアセンブリ５１０及び下側ツーリングアセンブリ５２０の特定のサブ要素は、他の特定のサブ要素とは独立して移動するように構成される。例えば、ある特定のサブ要素は、別のサブ要素が第２の位置に移動してそこから出る間に、第２の位置に移動してそこに留まるように構成される。サブ要素のこのような選択的な動きは、当該分野で知られている。本開示の目的のために、第１の成形ステーション５３０のみ、即ち単一の成形ステーション５３０を取り上げ、以下では、上側ツーリングアセンブリ５１０及び下側ツーリングアセンブリ５２０は、第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０及び第１の成形ステーション下側ツーリングアセンブリ５２０として特定される。第１の成形ステーション５３０は、上述したように、中央パネル３０と、カウンターシンク３２と、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４と、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６���を有するシェル本体２２を作るように構成される。言い換えると、第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０及び第１の成形ステーション下側ツーリングアセンブリ５２０は、中央パネル３０と、カウンターシンク３２と、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４と、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５と、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６とを有するシェル本体２２を作るように構成される。即ち、第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０及び第１の成形ステーション下側ツーリングアセンブリ５２０は、カウンターシンク部１２をカウンターシンク３２に、チャック壁部１４をドロー-ストレッチされたチャック壁３４に、缶フィットラジアス部１５をドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５に、クラウンラジアス部１６をドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６に成形するように構成される。故に、第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０及び第１の成形ステーション下側ツーリングアセンブリ５２０は、チャック壁部１４／缶フィットラジアス部１５／クラウンラジアス部１６をドロー-ストレッチして、低減された厚さを有する外側部分２６又はクラウンラジアス３６を作製するように構成される。更に、プレス５００は、中央パネル３０及びカウンターシンク３２、即ち内側部分２４を作る一方で、シート材料１のベース厚さを実質的に維持するように構成される。この構成では、低減された量と、ドロー-ストレッチされた外側部分２６とを有するブランク１０／シェル２０は、上述した問題を解決する。
【００５９】
例示的な実施形態では、第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０は、「ブランク＆ドロー」ダイパンチ５１２と、上側ピストン５１４と、ダイ中央パンチ５１６とを含む。成形ステーション上側ツーリングアセンブリのブランク＆ドローダイパンチ５１２（以下、「第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチ」５１２）は、略環状の本体５３１を含む。第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチ本体５３１は、軸方向表面５３２と径方向内側表面５３４とを含む。第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチ環状本体の軸方向表面５３２と第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチ環状本体の径方向内側表面５３４との内側交差部は曲線状であり、この遷移領域は、本明細書で言うところの「内側ラジアス」５３６である。即ち、用語「内側ラジアス」は、第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチ環状本体の径方向内側表面５３４を規定する半径を意味していない。更に、例示的な実施形態では、第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチの内側ラジアス面５３６は、「低減ラジアス」（以下、「第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチ縮小内側ラジアス面」５３６とも認識される）である。ここで「低減ラジアス」は、ラジアスが、類似のシェルを作るように構成された比較可能な第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチ内側径方向表面のラジアスに対して、約６８％乃至約８８％、又は約８０％減少していることを意味する。
【００６０】
図５Ａ乃至１５Ａは、第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０がダイ中央パンチ５１６Ａを含むプレス５００の実施形態を示す。図５Ｂ乃至１５Ｂは、第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０がダイ中央パンチ５１６Ｂを含むプレス５００の実施形態を示す。図１５Ｃは、ダイ中央パンチ５１６Ａとダイ中央パンチ５１６Ｂの比較を示す。第１の成形ステーション５３０の要素の動きは、図５Ａ乃至１５Ａ及び図５Ｂ乃至１５Ｂに図示されているように、当該分野の通常の知識を有する者に理解されるであろう。
【００６１】
更に、例示的な実施形態では、第１の成形ステーション下側ツーリングアセンブリ５２０は、下側ピストン５２２（或いは、以下では、「第１の成形ステーション下側ピストン」５２２）と、ダイコアリング５２４と、パネルパンチ５２６とを含む。第１の成形ステーション下側ツーリングアセンブリのダイコアリング５２４（以下、「第１の成形ステーション下側ダイコアリング」５２４）は、軸方向表面５４２と径方向外側表面５４４とを有する略環状の本体５４０を含む。第１の成形ステーション下側ダイコアリング環状本体の軸方向表面５４２と第１の成形ステーション下側ダイコアリング環状本体の径方向外側表面５４４との交差部は曲線状であり、この遷移領域は、本明細書では「外側ラジアス」５４６である。即ち、用語「外側ラジアス」は、第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチ環状本体の径方向外側表面５４４を規定する半径を意味しない。更に、例示的な実施形態では、第１の成形ステーション下側ダイコアリングの外側ラジアス５４６は、「減少ラジアス」（以下、「第１の成形ステーション下側ダイコアリング減少外側ラジアス」５４６とも特定される）である。ここで「減少ラジアス」は、類似のシェルを作るように構成された比較可能な第１の成形ステーション下側ダイコアリングのラジアス表面のラジアスに対して、約３０％乃至約６０％、又は約５０％減少していることを意味する。
【００６２】
例示的な実施形態では、プレスは飲料容器シェル２０’を作るように構成されており、第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチの内側ラジアス面５３６は約０．０１９インチのアールであり、第１の成形ステーション下側ダイコアリングの外側ラジアス５４６は約０．０２２インチのアールである。
【００６３】
更に、ドロー-ストレッチされた外側部分２６は、先に定義されているように、「ドロー-ストレッチ」によって作られる。よって、プレス５００は、先に定義されているように、ブランク１０のクラウンラジアス部１６を「クランプ」するように構成されている。故に、第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０が第２の位置にある場合、第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチ５１２及び第１の成形ステーション下側ピストン５２２は、約６０ｐｓｉ乃至約２５０ｐｓｉ、又は約１１０ｐｓｉの力をブランク１０／シェル２０に加える。言い換えると、圧力は、これらの構成要素に対する従来技術の圧力５０ｐｓｉに対して、約２０％乃至約４００％、又は約２００％増加している。更に、上側ピストン５１４及び第１の成形ステーション下側ダイコアリング５２４は、約１００ｐｓｉ乃至約６００ｐｓｉ、又は約１１０ｐｓｉの力を加える。言い換えると、圧力は、これらの構成要素に対する先行技術の圧力５０ｐｓｉに対して、約１００％乃至約１１００％、又は約８００％増加している。
【００６４】
本明細書では、前段落に記載された圧力の範囲は、特定されている構成要素についての「ドロー-ストレッチ」圧力範囲である。即ち、約６０ｐｓｉ乃至約２５０ｐｓｉの力は、第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチ５１２及び第１の成形ステーション下側ピストン５２２についての「ドロー-ストレッチ」圧力範囲である。プレス５００は、構成要素の各対に「ドロー-ストレッチ」圧力範囲を印加ように構成される。更に、前段落に記載された特定の圧力は、特定されている構成要素についての「ドロー-ストレッチ」圧力である。プレス５００は、構成要素の各対に「ドロー-ストレッチ」圧力を加えるように構成される。
【００６５】
上述したように、用語「ブランク」１０及び「シェル」２０は交換可能である。故に、本明細書でプレス５００を説明する際に使用されているように、用語「ブランク」１０又は「シェル」２０は交換可能であって、成形される構造体を意味する。
【００６６】
第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチの減少内側ラジアス面５３６と、第１の成形ステーション下側ダイコアリングの低減外側ラジアス５４６と、第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチ５１２及び第１の成形ステーション下側ピストン５２２の増加した圧力との組合せは、ドロー-ストレッチされた外側部分２６を作るように構成されており、上記の問題を解決することは理解される。
【００６７】
図１６に示すように、ドロー-ストレッチされた外側部分２６を有するシェル２０を作る方法は、ベース厚さを有するシート材料１を用意する工程１０００と、シート材料１からブランク１０を切り出す工程１００２であって、ブランク１０は、カウンターシンク部１２、チャック壁部１４、及びクラウンラジアス部１６を含む、工程と、フレーム５０８と、第１の成形ステーション５３０を含む複数のプレスステーション５０２とを含むプレスアセンブリ５００を用意する工程１００４であって、第１の成形ステーション５３０は、上側ツーリングアセンブリ５１０及び下側ツーリングアセンブリ５２０を含み、第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０は、第１の成形ステーション下側ツーリングアセンブリ５２０から離間している上側の第１の位置と、第１の成形ステーション下側ツーリングアセンブリ５２０に直に隣接している下側の第２の位置との間で移動するように構成され、第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０及び第１の成形ステーション下側ツーリングアセンブリ５２０が第２の位置にあると、第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０及び第１の成形ステーション下側ツーリングアセンブリ５２０は、中央パネル３０、カウンターシンク３２、チャック壁３４、缶フィットラジアス３５、クラウンラジアス３６、及びカール部３８を含むシェル本体２２を作るように構成されている、工程と、第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０と第１の成形ステーション下側ツーリングアセンブリ５２０との間にブランクを配置する工程１００６と、第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０と第１の成形ステーション下側ツーリングアセンブリ５２０との間で、缶フィットラジアス部１５、クラウンラジアス部１６、及びカール部１８の何れかをクランプする工程１００８と、成形工程を実行する工程１０１０と、を含んでいる。成形工程を実行する工程１０１０は、チャック壁部１４、缶フィットラジアス部１５、クラウンラジアス部１６、カール部１８、及び／又は外側部分２６の何れか又は全てをドロー-ストレッチして、ドロー-ストレッチされたチャック壁３４、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、及び／又はドロー-ストレッチされたカール３８（又はドロー-ストレッチされた外側部分２６）の何れかを作る工程１０２０と、カウンターシンク部１２をカウンターシンク３２に成形する工程１０２２とを含んでいる。上述したように、カウンターシンク３２の形成１０２２後、中央パネル３０は、ブランク１０に対応する厚さを有しており、そして、ブランク１０は、シート材料１に対応する厚さを有している。
【００６８】
プレスアセンブリ５００を用意する工程１００４は、ブランク＆ドローダイパンチ５１２、上側ピストン５１４、及びダイ中央パンチ５１６を含む第１の成形ステーション上側ツーリングアセンブリ５１０を用意する工程１０３０と、下側ピストン５２２、ダイコアリング５２４、及びパネルパンチ５２６を含む第１の成形ステーション下側ツーリングアセンブリ５２０を用意する工程１０３２と、を含んでおり、第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチ５１２は内側ラジアス面５３６を含み、第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチ５１２の内側ラジアス面５３６は、低減ラジアスであり、第１の成形ステーション下側ダイコアリング５２４は、外側ラジアス５４６を含み、第１の成形ステーション下側ダイコアリングの外側ラジアス５４６は、減少ラジアスである。更に、プレスアセンブリ５００を用意する工程１００４は、内側ラジアス面５３６が約０．０１９インチのアールである第１の成形ステーション上側ブランク＆ドローダイパンチ５１２を用意する工程１０３４と、外側ラジアス５４６が約０．０２２インチのアールである第１の成形ステーション下側ダイコアリング５２４を用意する工程１０３６とを含む。
【００６９】
更に、チャック壁部１４、缶フィットラジアス部１５、クラウンラジアス部１６、及び／又はカール部１８をドロー-ストレッチして、ドロー-ストレッチされた缶フィットラジアス３５、ドロー-ストレッチされたクラウンラジアス３６、及び／又はドロー-ストレッチされたカール３８（又はドロー-ストレッチされた外側部分２６）を作る工程１０２０は、ブランク１０に約１，１５３ｌｂｆ乃至約３，８９０ｌｂｆの力をブランク１０に加える工程１０４０と、及び／又は、約２，４４２ｌｂｆの力をブランク１０に加える工程１０４２とを含む。
【００７０】
例示的な実施形態では、シート材料１からブランク１０を切り出す工程１００２は、低減された量のブランク１０を切り出す工程１０５０を含む。上述したように、ブランク１０を切り出すことは、ブランクを用意することと同等である。故に、本明細書では、低減された量のブランク１０を切り出す工程１０５０は、低減された量のブランク１０を用意する工程と同じである。更に、例示的な実施形態では、成形工程を実行する工程１０１０は、ブランク１０を標準的な飲料シェル２０’に成形する工程１０６０を含む。
【００７１】
上述したように、用いられた例は概ね、アルミニウム製の標準飲料シェル２０’である。しかしながら、先に開示された概念は、限定ではないが、スチール及びスチール合金などの他の材料から作られた缶エンドにも適用可能であることは理解される。スチール製缶及び缶エンドは一般的に、アルミニウム製の缶エンドよりも薄いベース厚さを有する材料から作られることも更に理解される。故に、本明細書に開示されたダウンゲージングの概念を含むスチール製缶エンドは、以下に記載されるように、アルミニウム缶の寸法よりも薄いベース厚さを有し、本明細書に開示された概念を含まない缶エンドを製造するために使用される金属よりも薄いベース厚さを有するであろう。
【００７２】
本発明の特定の実施形態が詳細に記載されているが、本開示の全体的な教示を踏まえて、これらの詳細に対する様々な変更例及び代替例が開発され得ることは、当業者には理解されるであろう。故に、開示された特定の実施形態は、例示的なものに過ぎず、特許請求の範囲の全範囲と、その任意の及び全ての同等物とを与えられるべき発明の範囲を限定するものではないことが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
2021523021.tif 000029
【図１５Ｂ】
2021523021.tif 000030
【図１５Ｃ】
2021523021.tif 000031
【図１６】
2021523021.tif 000032
【図１７Ａ】
2021523021.tif 000033
【図１７Ｂ】
2021523021.tif 000034
【国際調査報告】
2021523021.tif 000035