(57)【要約】上側および下側チャック壁（６）と、内側パネル壁（６）と、中央パネル（１４）とからなり、外側に凹んだ皿穴（１２）までのユニット深さが少なくとも約０．５４６ｃｍ（約０．２１５インチ）である幾何学形状に基づいて、缶端部（２）は少ない材料しか用いなくても、内部座屈強度が向上している。
2004524226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料缶本体に相互接続するようにされた金属飲料缶端部であって、
飲料缶の側壁に相互接続されるようにされた円形端壁と、
前記円形端壁に一体的に相互接続され、鉛直平面から測定して少なくとも約８°の角度θで下方に延びるチャック壁と、
前記下側チャック壁に相互接続され、ほぼ鉛直な平面から測定して約０〜１５°の角度φで上方に延びる内側パネル壁と、
前記チャック壁の下部と前記内側パネル壁の下部との相互接続部によって画定され、約０．０３８ｃｍ（約０．０１５インチ）未満の曲率半径を有する皿穴と、
前記内側パネル壁の上端に相互接続され、前記皿穴の最下部から少なくとも約０．２２ｃｍ（約０．０８５インチ）上方に隆起した中央パネルとを備える、金属飲料缶端部。
【請求項２】
前記中央パネルは、前記円形端壁の最上部から約０．１５〜０．３６ｃｍ（約０．０６〜０．１４インチ）の深さを有する請求項１に記載の金属飲料缶端部。
【請求項３】
前記中央パネルの最外縁は、前記円形端壁の最外点から約０．４８〜０．７６ｃｍ（約０．１９〜０．３０インチ）に位置する請求項１に記載の金属飲料缶端部。
【請求項４】
前記飲料缶端部は、０．００８５ゲージ以下の厚みを有する金属材料から形成される請求項１に記載の金属飲料缶端部。
【請求項５】
前記中央パネルと前記内側パネル壁との相互接続部は、約０．０３８ｃｍ（０．０１５インチ）以下の曲率半径を有する請求項１に記載の金属飲料缶端部。
【請求項６】
前記中央パネルは約２．５７ｃｍ（約１．８０インチ）以下の直径を有する請求項１に記載の金属飲料缶端部。
【請求項７】
前記チャック壁は、２つの異なる角度を有する上側チャック壁と下側チャック壁とからなる請求項１に記載の金属飲料缶端部。
【請求項８】
前記飲料缶端部は、約５．９５６ｃｍ（約２．３４５インチ）以下のカール径を有する請求項１に記載の金属飲料缶端部。
【請求項９】
前記金属飲料缶は、５１８２Ｈ１９アルミ合金、５１８２Ｈ４８１アルミ合金および５１８２Ｃ５１５アルミ合金のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載の金属飲料缶。
【請求項１０】
飲料缶本体に相互接続するようにされた金属飲料缶端部であって、
飲料缶の側壁に相互接続されるようにされた円形端壁と、
前記円形端壁に一体的に相互接続され、鉛直平面から測定して少なくとも約２５°のチャック壁角度θ１で下方に延びる上側チャック壁部分と、
前記上側チャック壁部分に一体的に相互接続され、ほぼ鉛直な平面から測定して少なくとも約１８°の下側チャック壁角度θ２で下方に延びる下側チャック壁部分と、
第１の端上で前記下側チャック壁部分に一体的に相互接続され、かつ第２の端上で内側パネル壁の下端に一体的に相互接続された皿穴と、前記内側パネル壁は少なくとも約４°の角度φ１で上方に延びることと、
前記内側パネル壁の上端に相互接続された中央パネルとを備える金属飲料缶端部。
【請求項１１】
前記皿穴は、約０．０３８ｃｍ（約０．０１５インチ）未満の曲率半径を有する請求項１０に記載の金属飲料缶端部。
【請求項１２】
前記中央パネルは、前記皿穴の最下部から少なくとも約０．２３ｃｍ（約０．０９０インチ）上方に高くされている請求項１０に記載の飲料缶端部。
【請求項１３】
前記皿穴の最下部は、前記円形端壁の最上部から少なくとも約０．５４６ｃｍ（約０．２１５インチ）に位置する請求項１０に記載の飲料缶端部。
【請求項１４】
前記飲料缶端部は、約５．９５６ｃｍ（約２．３４５インチ）以下のカール径を有する請求項１０に記載の飲料缶端部。
【請求項１５】
前記中央パネルは約４．５３４ｃｍ（約１．７８５インチ）以下の直径を有する請求項１０に記載の飲料缶端部。
【請求項１６】
金属缶端部であって、
円形端壁と、
ほぼ鉛直な平面から測定して上側チャック壁角度θ１で前記円形端壁の内部から垂下する上側チャック壁と、
ほぼ鉛直な平面から測定して下側チャック壁角度θ２で前記上側チャック壁から下方に延びる下側チャック壁と、
前記下側チャック壁から径方向内方に延びる外側に凹んだ皿穴と、
皿穴の内側パネル壁によって支持される中央パネルとを備え、
上側チャック壁角度θ１は少なくとも２５°であり、下側チャック壁角度θ２は少なくとも１８°であり、前記外側に凹んだ皿穴は前記円形端壁の最上部から少なくとも約０．５４６ｃｍ（約０．２１５インチ）のところに最下部を有する金属缶端部。
【請求項１７】
前記中央パネルは前記皿穴の最下部から少なくとも約０．２３ｃｍ（約０．０９０インチ）上方に高くされている請求項１６に記載の金属飲料缶端部。
【請求項１８】
前記皿穴は約０．０３８ｃｍ（約０．０１５インチ）以下の曲率半径を有する請求項１６に記載の金属飲料缶端部。
【請求項１９】
前記上側チャック壁および前記下側チャック壁は、前記円形端壁の最上部から約０．２９２〜０．３３０ｃｍ（約０．１１５〜０．１３０インチ）の距離のところで交差する請求項１６に記載の金属飲料缶端部。
【請求項２０】
前記中央パネルは約４．５７ｃｍ（約１．８０インチ）以下の直径を有する請求項１６に記載の金属飲料缶端部。
【請求項２１】
前記缶端部は、約０．００８０〜０．００９５ゲージの厚みを有する金属材料からなる請求項１６に記載の金属飲料缶端部。
【請求項２２】
缶本体に相互接続するようにされた飲料缶端部であって、
円形端壁と、
前記円形端壁と一体化され、約２５〜３５°の上側チャック壁角度θ１で下方に延びる上側チャック壁と、
前記上側チャック壁から、約１８〜３２°の下側チャック壁角度θ２で下方に延びる下側チャック壁と、
前記下側チャック壁の下部から上方に延びる内側パネル壁であって、該下側チャック壁との間に、約０．０３８ｃｍ（約０．０１５インチ）以下の曲率半径を有するとともに前記円形端壁の最上部から少なくとも約０．５４６ｃｍ（約０．２１５インチ）のところに
配置された皿穴を画定する、内側パネル壁と、
前記内側パネル壁の上部に相互接続され、前記皿穴の最下部から少なくとも約０．２３ｃｍ（約０．０９０インチ）上方に隆起した中央パネルとを備える飲料缶端部。
【請求項２３】
前記中央パネルは、約２．５７ｃｍ（約１．８０インチ）以下の直径を有する請求項２２に記載の飲料缶端部。
【請求項２４】
前記飲料缶端部は、約０．００８０〜０．００９５ゲージの厚みを有するアルミニウム材料からなる請求項２２に記載の飲料缶端部。
【請求項２５】
前記金属飲料缶端部は、５１８２Ｈ１９アルミ合金、５１８２Ｈ４８１アルミ合金および５１８２Ｃ５１５アルミ合金のうちの少なくとも１つを備える金属材料からなる請求項２２に記載の飲料缶端部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般には飲料缶端部に関し、より詳細には飲料缶本体に相互接続して用いられる金属飲料缶端部に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料容器およびさらに具体的には金属飲料缶は、典型的には飲料缶端部を飲料容器本体の上に相互接続することによって製造される。用途によっては缶本体の上面側および底面側に２つの端部を相互接続してもよい。しかしながら飲料缶端部は、アルミニウムなどのブランク材料からなる平板から引き抜きおよびプレスされた飲料缶本体の上端の上に相互接続されることの方が多い。炭酸化飲料によって潜在的に高い内圧が生み出されるために、飲料缶本体と飲料缶端部の両者ともに典型的には突発的および永久的変形を起こすことなく、約６．２１×１０５Ｐａ（９０ｐｓｉ）を超える内圧に耐えることが要求される。さらに、熱、過充填、高ＣＯ２含有および振動などの様々な環境条件によっては、飲料缶内の内圧は約６．９０×１０５Ｐａ（１００ｐｓｉ）に近い内圧を超えることもこともある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、飲料缶端部は、製造プロセスの全体コストと最終製品の重量を抑えるためにアルミニウムなどの非常に薄い材料を用いて製造しながらも、高い内圧に耐えるだけの耐久性を有していなければない。したがって、耐久性で軽量かつ非常に薄い金属材料から形成されながらも、炭酸化飲料によって生じる高い内圧および輸送中にかかる外圧に耐えうる耐久性飲料缶端部の需要は非常に高い。以下の特許出願では、飲料缶本体に相互接続されるように構成され、大きい内圧に耐えることができるとともに、材料費を著しく節約できる、改良された皿穴と、中央パネルと、ユニット深さとを有した改良型飲料缶端部について記載する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
したがって、本発明の１つの態様において、約６．９０×１０５Ｐａ（１００ｐｓｉ）に近い大きい内圧に耐えることができながらも、典型的な飲料缶端部の製造に伴う材料コストの３％〜１５％の削減を図れる飲料缶端部が提供される。
【０００５】
本発明の他の態様において、従来の製造装置を用いて製造され、したがって飲料缶端部の製造のために高価な新しいパンチおよびプレスを必要としない、飲料缶端部が提供される。したがって、既存の周知の製造装置およびプロセスを使用して、既存の製造施設内で改良型飲料缶端部の製造を迅速かつ効果的に開始することができる。
【０００６】
本発明の別の態様において、飲料缶端部の形成方法が提供され、これにより、皿穴の曲率半径が約０．０３８ｃｍ（０．０１５インチ）以下の缶端部が得られる。より詳細には、製造方法は一般に２段階のプロセスを含む。該方法において、まず従来の缶端部「プレシェル（pre-shell ）」が形成されて、２つの対向するツールの間に捕捉され、ここで、飲料缶皿穴を圧縮下に置く前の締め付け作用が実施される。シェルの下側に配置されたリフォーミングツールは、必要に応じて、所望のパネル直径、パネル曲率半径、壁タイプおよび外側の好ましい幾何学的寸法を含んでいる。次にプレシェルをリフォーミングツール内に押し込むと、該リフォーミングツールは皿穴領域をパネルツールに対して圧迫してパネルを巻き上げ、これによりパネルツールの形状を取り、下側の湾曲部をパネルツールに対して緊密に巻き付ける。好ましくは、プレシェルのリフォーミングは、皿穴領域内に向けて下方に向けられたパンチを用いずに行われる。
【０００７】
本発明の他の態様は、破損し易い薄い材料を用いるのではなく、ブランク材料の大きさを小さくすることにより材料費を削減する飲料缶端部を提供することである。したがって、飲料缶端部の完全性と強度に関して妥協することなく、ブランク削減の結果として材料費が大きく削減される。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、金属材料の厚みを小さくして余計なコストを削減しながらも、与えられるアルミ合金の特性に基づいて十分な強度を与える飲料缶端部を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらなる態様は、第１のチャック壁角度θ１で配向された上側チャック壁と、下側チャック壁角度θ２で配向された下側チャック壁とを有する飲料缶端部を提供することにある。さらに、円形端壁の最上部と、皿穴の最下部との間のユニット深さは、約０．５４６〜０．５７２ｃｍ（約０．２１５〜０．２２５インチ）である。
【００１０】
したがって、本発明の１つの態様において、
飲料缶の側壁に相互接続されるようにされた円形端壁と、
前記円形端壁に相互接続され、鉛直平面から測定して約２５〜３５°の上側チャック壁角度θ１で下方に延びる上側チャック壁と、
前記上側チャック壁に一体的に相互接続され、鉛直平面から測定して約１８〜３２°の上側チャック壁角度θ２で下方に延びる上側チャック壁と、
前記下側チャック壁の下部および内側パネルの下部に相互接続され、約０．０３８ｃｍ（約０．０１５インチ）未満の曲率半径を有する皿穴と、
ほぼ鉛直な平面から約０〜８°の角度φ１で上方に延びる前記内側パネル壁と、
前記内側パネル壁の上端に相互接続され、前記皿穴から上方に隆起した中央パネルとを含む金属飲料缶端部が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ここで図１〜１７を参照すると、本発明の多数の実施形態の正面断面図が提供されている。より具体的には、円形端壁４と、チャック壁６と、皿穴１２と、中央パネル１４と、該中央パネル１４を皿穴１２に相互接続する内側パネル壁１６とを一般的に含む典型的な金属飲料缶端部２について説明する。チャック壁６はさらに上側チャック壁８と下側チャック壁１０とを含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、内側パネル壁１６は、内側パネル壁上端１８および内側パネル壁下端２０とをさらに含んでいてもよい。さらに、円形端壁４の上部は、飲料缶技術において一般にクラウン２２と呼ばれるものによって画定される。
【００１２】
ここでチャック壁角度θ１は、皿穴１２に向けて下降するにつれ鉛直平面から逸れる角度と定義される。様々な実施形態において、さらに別のチャック壁角度θ２が存在することもある。この角度θ２は下側チャック壁１０の想像鉛直平面からの逸脱として定義される。このように、本発明のいくつかの実施形態においては、上側チャック壁８および下側チャック壁１０と、対応する上側チャック壁角度θ１および下側チャック壁角度θ２との両方が存在する。さらに、内側パネル壁１６は、図面に示される、さらに想像鉛直平面から延びる角度を示す角度φ１で典型的に配向されている。いくつかの実施形態において、角度φ１からの逸脱である下側内側パネル壁角度φ２も加えて示されていることもあり、この角度は想像鉛直平面から測定した内側パネル壁上端１８の角度を画定する。
【００１３】
図１を参照すると、従来技術の従来の缶端部を一般的に描いた断面図が与えられている。この図面に見られるように、チャック壁の角度は好ましくは約１１〜１５°であり、内側パネル壁は好ましくは約０〜６°であり、皿穴の曲率半径は約０．０５１ｃｍ（約０．０２０インチ）かそれ未満である。さらに、中央パネルの深さはクラウン２２から約０．４３４〜０．４６０ｃｍ（約０．１７１インチ〜０．１８１インチ）である。
【００１４】
次に図２を参照すると、飲料缶端部２０２のプレシェルが示されているが、この図には図３に示される実施形態にリフォームされる前の「プレシェル」缶端部の寸法が示されている。図３に見えられるように、本発明の１つの実施形態において、チャック壁６は約２０〜２５°の角度θ１を有し、内側パネル壁１６は約６°３２′の角度で配置されている。チャック壁６と内側パネル１６との間の相互接続が、好ましくは約０．３８ｃｍ（約０．１５インチ）未満の曲率半径を有する皿穴を画定する。この幾何学的構造に基づくと、中央パネル１４の深さはクラウン２２の高さから約０．２２９〜０．２７９ｃｍ（約０．０９０〜０．１１０インチ）、または皿穴１２の最深深さから約０．２１６〜０．２４１ｃｍ（約０．０８５〜０．０９５インチ）である。さらに、本実施形態において中央パネル１４は約４．６９９ｃｍ（１．８５０インチ）の直径を有している。
【００１５】
ここで図３Ａを参照すると、図３で与えた幾何学的範囲ではなく正確な寸法を記して図３の実施形態が提供されている。図示したように、チャック壁は２２．５°の角度θ１を有し、内側パネル壁１６は想像鉛直平面から約６°３２′の角度φ１で配向されている。上記２つの角度は、約０．３８ｃｍ（約０．１５インチ）未満の曲率半径を有する皿穴１２で収束する。この構成において、中央パネル１４の深さはクラウン２２から約０．２５４ｃｍ（約０．１００インチ）、または皿穴１２の最下部から約０．２３ｃｍ（約０．０９０インチ）である。さらに示されているように、中央パネル１４の直径は約４．６９９ｃｍ（１．８５０インチ）であり、皿穴１２のクラウン２２からの全深さは約０．４８０ｃｍ（０．１９０インチ）である。この実施形態において、典型的な飲料缶端部の幾何学的構造よりも材料を節約、すなわちブランクを８．９％〜１０．７％削減することができる。
【００１６】
次に図４を参照すると、本発明の代替実施形態が示されており、この実施形態は従来の缶端部から材料ブランクを約４．５％削減することでき、約７．７２×１０５Ｐａ（約１１２ｐｓｉ）の平均内圧座屈強度を有することが示されている。より具体的には、チャック壁６は、明確に区別できる上側チャック壁部分８と下側チャック壁部分１０とを有する。さらに具体的には、図示したように、上側チャック壁８は約２０°〜３０°の角度θ１を有し、下側チャック壁１０は約２０°〜３０°の角度θ２を有する。さらに、内側パネル壁１６は内側パネル壁の下端２０がほぼ垂直であり、上端１８が約７°〜１５°の角度で配向されるような僅かな湾曲を有している。さらに、皿穴１２は約０．０３８ｃｍ（０．０１５インチ）未満の曲率半径を有し、中央パネル１４はクラウンから約０．４１９〜０．４８３ｃｍ（約０．１６５〜約０．１９０インチ）、または皿穴１２の底部から約０．２１６〜０．２５４ｃｍ（約０．０８５〜約０．１００インチ）の位置にある。図４にさらに示されるように、クラウン２２から皿穴１２の底部までの全ユニット深さは約０．６７３〜０．６９９ｃｍ（約０．２６５〜０．２７５インチ）である。
【００１７】
次に図４Ａを参照して、図４に示された本発明の実施形態が、好ましい範囲ではなく実際の寸法を記して与えられている。より具体的には、チャック壁６は、上側チャック壁８と下側チャック壁１０とを含む。この実施形態において、上側チャック壁は２５°の角度θ１を有し、下側チャック壁はさらに約２５°の角度を有している。チャック壁内の湾曲は缶端部の全体強度を高めるために用いられる。上側チャック壁８は、クラウン２２から約０．３５６ｃｍ（約０．１４０インチ）の高さのことろで下側チャック壁へと逸れて、クラウン２２から約０．４６０ｃｍ（約０．１８１インチ）の位置に下側の湾曲を有する。内側パネル壁１６は実質的には下端２０上で垂直であり、約１１°の上端角度φ２を有する。内側パネル壁１６とチャック壁６との間に画定される皿穴１２は、約０．０３８ｃｍ（約０．０１５インチ）未満である。さらに、この実施形態において、中央パネル１４の直径は約４．５３４ｃｍ（約１．７８５インチ）である。
【００１８】
図５〜８は本発明のさらなる実施形態を示しており、実施形態毎に異なる様々なチャック壁角度θ１およびθ２、内側パネル壁角度φ１およびφ２、ならびに中央パネル１４の寸法が示されている。しかしながら、皿穴半径はこれら個々の実施形態のそれぞれにおいて約０．０３８ｃｍ（約０．０１５インチ）未満である。
【００１９】
次に図９を参照して、図１０に示される飲料缶端部２を製造するためにリフォームされる前の、飲料缶２０２のプレシェルの断面図が示されている。
【００２０】
図１０は本発明の代替実施形態の断面図を示しており、約２５°〜３５°の角度θ１を有するチャック壁６と、約６°３２′の角度φ１を有する内側パネル壁１６と、前記チャック壁６と前記内側パネル壁１６との間に介在する約０．０３８ｃｍ（約０．０１５インチ）未満の曲率半径を有する皿穴１２とが示されている。この実施形態において、チャック壁６は実質的に線形であり、中央パネル１４はクラウン２２から約０．２２９〜０．２７９ｃｍ（約０．０９０〜０．１１０インチ）の深さと、皿穴の深さから約０．２１６〜０．２４１ｃｍ（約０．０８５〜０．０９５インチ）の高さとを有している。さらに、中央パネル１４の直径は約２．５３４ｃｍ（１．７８５インチ）である。この実施形態において、材料ブランクは、図１に示したような従来の飲料缶端部２０２に比べて１１．７％〜１３％削減されると見積もられる。
【００２１】
図１１は、変換プレスまたは図１１Ｂに示される飲料缶端部に変換するための他の同様の製造方法と共に用いられるプレシェル化缶端部２０２の断面図である。図１１Ｂに見られるように、ここで示す本発明の１つの実施形態において、飲料缶端部２は８°〜１５°の上側チャック壁角度θ１と、最小で２３°の下側チャック壁角度θ２を有している。内側パネル壁１６は約６°〜１０°の角度をさらに有し、皿穴１２の曲率半径は約０．０３８ｃｍ（０．０１５インチ）未満である。この実施形態において、皿穴１２の最下部はクラウン２２から約０．４４７〜０．４７２ｃｍ（約０．１７６〜０．１８６インチ）の位置にあり、中央パネル１４はクラウンから約０．２１８〜０．２４４ｃｍ（約０．０８６〜０．０９６インチ）の深さを有している。この実施形態において、平均内部座屈強度は約６．９０×１０５Ｐａ（１００ｐｓｉ）を超えるはずであり、材料を少なくとも約７％削減できる可能性がある。
【００２２】
図１２〜１７を参照すると、個々の飲料缶端部２の大きさと寸法をさらに詳しく示すために、図１〜１０に示した様々な実施形態に対する断面図のデジタル化画像を提供する。より具体的には、図１２は典型的な従来の飲料缶シェル２０２を示した図１のデジタル化画像である。図１３は図４に示した実施形態のデジタル化画像であり、図１４は図５に示した実施形態のデジタル化画像である。さらに、図１５は図６に示した実施形態のデジタル化画像であり、図１６は図７に示した飲料缶端部２のデジタル化画像である。
【００２３】
図１７は図８に示した実施形態のデジタル化画像であり、３６°２６′の角度θ１を有するチャック壁と、７°１９′の角度φ１を有する内側パネル壁１６と、約０．０２８ｃｍ（０．０１１インチ）の皿穴の曲率半径を有する飲料缶が示されている。この実施形態において、皿穴の深さはクラウン２２から約０．４５７ｃｍ（０．１８０インチ）であり、中央パネル１４の高さは皿穴１２の底部から約０．２１１ｃｍ（０．０８３１インチ）である。図１８は本発明の１つの実施形態を描いたものであり、幾何学的形状の変化を示すために最終缶端部をプレシェル上に転置して示している。
【００２４】
本発明の１つの目的は、金属の薄化または伸張と内部コーティングに対する損傷を最小限に抑えながらも、変形に対してより大きな耐性を有する積極的な（aggressive）皿穴１２を与えることである。このプロセスは、雌雄両ツールの組み合わせを用いることなく、図１９に示されるようにパネル１４および皿穴１２を自由成形することによって達成される。特に示さないが、完成飲料缶端部は、皿穴領域内に導入されるパンチを用いることなくプレシェルからリフォームされる。
【００２５】
プロセスにおいて、内側パネル壁１６に隣接した細い下方の湾曲部（ｒａｄｉｕｓ）を圧延するとともに、内側パネル壁１６に対する力によって皿穴１２が圧縮される。この方法によれば、壁、壁角度および幾何学形状を所望の通りに調節できるとともに、従来の下側の皿穴湾曲部よりも細くすることができる。これらはすべて材料の薄化およびコーティング障害の許容範囲内で達成される。
【００２６】
上記のプロセスには２通りのアプローチがある。１つ目は、図２と図３、図２と図３Ａ、図９と図１０、および図１１と図１１Ｂの図面の組み合わせに図示されたプレシェル変換の組み合わせであり、これらの図面において、図２、図９および図１１は缶端部を、図３、図３Ａ、図１０および図１１Ｂに示される最終製品に変換する前のプレシェルの寸法を表している。
【００２７】
一般に、プレシェルは従来の缶端部に比べて、大きい皿穴曲率半径、浅いユニット深さまたは皿穴深さ、ならびに大きい深さを有した中央パネルとを含んでいる。次にプレシェルが中央パネル上で２つのツールの間に捕捉される。これは、皿穴を圧縮状態におく操作を実施する前の把持動作である。シェルの下側に配置されたツールは、所望のパネル直径と、パネル曲率半径と、壁テーパと、必要に応じて他の好ましい缶の幾何学形状を含んでいる。
【００２８】
次にプレシェルは、皿穴領域をパネルツールに対して圧迫してパネル壁を巻き上げるリフォーミングツール内に押し込まれることにより、パネルツールの形状をとり、下側湾曲部をパネルツールに対して緊密に巻き付ける。リフォーミングツールは所望の外側チャック壁幾何学形状を含み、皿穴１２領域に推進されるパンチを必要とせずに好ましい幾何学形状を有した缶端部を成形することを可能にする。
【００２９】
これらの一連の作業は、最終の皿穴形状幾何学を達成するためにそれ以上の成形を必要とすることなく、シェルプレス内で行うこともできる。このプロセスによる結果が図４，４Ａ，５，６，７および８に図示されているが、これらの実施形態だけに限定されることはない。
【００３０】
プロセスは、パネルよりも大きな直径を有する丸い上側ツールを含んでおり、該ツールは平坦な面と大きな外側曲率半径を有して材料の薄化を防いでいる。このツールは所望の最終単位または皿穴深さよりも実質的に深いカップを形成する。カップ内の材料量は、パネルおよび皿穴の特徴のための材料を与えるのに十分でなければならない。
【００３１】
上側ツールが上方に動き始めるにつれ、パネル直径、パネル曲率半径、パネル壁または所望の壁幾何学形状、および外側チャック壁形状を含むツールも上方に移動する。カップ内に引き込まれた材料はここで所望の中央パネルおよび皿穴形状に成形され圧縮される。
【００３２】
次に図２０を参照して、本発明の１つの追加の実施形態が与えられる。この設計において、円形端壁４と、上側チャック壁８と、下側チャック壁１０と、内側パネル壁１６と、前記下側チャック壁１０と内側パネル壁１６との間に配置された皿穴１２とを含む金属飲料缶端部が与えられている。中央パネル１４は、内側パネル壁１６の上部に相互接続されており、飲料缶端部２の内部を形成している。
【００３３】
より具体的には、図２０の飲料缶端部は、約２５〜３５°、より好ましくは３０°の上側チャック壁角度θ１で下方内側に延びる上側チャック壁８を有し、上側チャック壁８には下側チャック壁１０が相互接続され、該下側チャック壁１０は、約１８〜３２°、より好ましくは２５°の下側チャック壁角度θ２でさらに下方内側に延びる。
【００３４】
皿穴１２は、下側チャック壁１０に相互接続され、約０．０１３〜０．０３８ｃｍ（約０．００５〜０．０１５インチ）、好ましくは約０．０２５ｃｍ（０．０１０インチ）の曲率半径を有する。皿穴１２から上方には、いくつかの実施形態において約４〜８°、より典型的には６°の内側パネル壁角度θ１で傾斜した内側パネル壁１６が延びる。上側チャック壁角度θ１、下側チャック壁角度θ２、および内側パネル壁角度φ１はすべて、中央パネル１４に対してほぼ直角に配置された想像鉛直平面に対して測定されている。
【００３５】
中央パネル１４は、内側パネル壁１６の上部に一体的に相互接続されており、皿穴１２の最下部より約０．２２９〜０．２４１ｃｍ（約０．０９０〜０．０９５インチ）上方に隆起している。また皿穴１２は、円形端壁４の上部から約０．５４６〜０．５７２ｃｍ（約０．２１５〜０．２２５インチ）のユニット深さのところに位置する。さらに、上側チャック壁８は、図２０に示されるように円形端壁２０の最上部から約０．２９２〜０．３３０ｃｍ（約０．１１５〜０．１３０インチ）の深さのところで下側チャック壁１０へと逸れる。
【００３６】
図２０は、飲料缶端部２の１つの実施形態の断面図を示しており、図２０で与えた様々な範囲とは対照的に、より典型的な寸法が示されている。しかしながら図示されるように、本実施形態では上側チャック壁８と、下側チャック壁１０と、対応する上側チャック壁角度θ１および下側チャック壁角度θ２とを用いている。さらに、クラウン２２から皿穴１２の最下部までのユニット深さは、少なくとも約０．５４６ｃｍ（約０．２１５インチ）である。
【００３７】
試験データに基づけば、図２０および図２１に示した缶端部は、約７．３１×１０５Ｐａ（１０６ｐｓｉ）もの平均内部座屈耐性を有しているとともに、典型的な先行技術の飲料缶端部と比べて、約７．６％のブランク平均材料削減を実現している。
【００３８】
本明細書中で検討し図１〜２１中に示した様々な実施形態のそれぞれに関して、強度特性の改善および飲料缶端部に付随するコストの削減は、幾何学的構造ならびにこれに付随する金属特性および特異なゲージ厚に基づいて得られる。より詳細には、金属材料は一般的に、アルミニウム、より一般的には１５８２Ｈ１９、５１８２Ｈ４８１および５，１８２Ｃ１５１などの技術上一般的に知られているアルミ合金を含む。これらのアルミ合金の厚みに関して、典型的には約０．００８０〜０．００９５のゲージが用いられるが、飲料缶の直径が大きくなるとより大きな厚みが必要とされる。したがって、飲料缶端部２０２は、約０．００８０〜０，００９０ゲージの厚みを有するアルミニウム材料を利用してもよく、また飲料缶端部２０６は、約０．００８５〜０．００９５ゲージの厚みのアルミ合金材料を用いてもよい。したがって、約０．００８０〜０．００８５ゲージの厚みを有する５１８２Ｈ１９アルミ合金材料を用いた本発明の１つの実施形態において、本明細書中に定義した幾何学特性を有するサイジングされたアルミニウム飲料缶端部２０２において大きなコスト削減と強度を与えることができる。
【００３９】
明確化のために、部材とそれに対応する図面中の参照符号のリストを提供する。
【００４０】
本発明の上記の説明は図示および説明の目的で示されている。さらに、上記説明は本発明を本明細書中に開示された形態に限定することを意図していない。したがって、上記教示および関連技術分野の技術または知識から発した変形および改変は本発明の範囲に含まれる。上述の本明細書に記載の実施形態は、発明を実施するために知られる最適な態様を説明して、当業者が、他の実施形態または個々の応用によって必要とされる改変または本発明の使用などにおいて本発明を利用できるようにすることまで拡張される。従属請求項は、先行技術によって許容される程度までの全ての可能な実施形態を包含するものと解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来のシェル缶２０２の断面図。
【図２】図３に記載されている最終シェルを製造するための最終成形前の缶端部を示した従来のプレシェル２０２の断面図。
【図３】本発明の１つの実施形態の断面図。
【図３Ａ】図３に示される発明の実施形態の断面図。
【図４】本発明の代替実施形態の断面図。
【図４Ａ】図４に示される発明の好ましい実施形態の断面図。
【図５】本発明の代替実施形態の断面図。
【図６】本発明の代替実施形態の断面図。
【図７】本発明の代替実施形態の断面図。
【図８】本発明の代替実施形態の断面図。
【図９】図１０に記載されている最終シェルを製造するための最終成形前の缶端部を示した従来のプレシェル２０２の断面図。
【図１０】図９に示されるプレシェルからリフォームされた本発明の代替実施形態の断面図。
【図１１】図１１Ｂに記載の最終シェルを製造する最終成形の前の缶端部を示す従来のプレシェル２０２の断面図。
【図１１Ｂ】本発明の代替実施形態の断面図。
【図１２】図１に示される従来の缶端部に示されている実施形態の実際の寸法を示す断面のデジタル化画像。
【図１３】図４に示される実施形態の実際の寸法を示す断面のデジタル化画像。
【図１４】図５に示される実施形態の実際の寸法を示す断面のデジタル化画像。
【図１５】図６に示される実施形態の実際の寸法を示す断面のデジタル化画像。
【図１６】図７に示される実施形態の実際の寸法を示す断面のデジタル化画像。
【図１７】図８に示される実施形態の実際の寸法を示す断面のデジタル化画像。
【図１８】本発明の飲料缶端部の断面図であり、プレシェル上に転置して示した最終飲料缶端部の図。
【図１９】プレシェルを飲料缶端部に変換させるために用いられる機械を示す正面図であって、変換前の状態のプレシェルが示されている図。
【図２０】缶端部の１つの実施形態の断面図。
【図２１】図２０に示した上記缶端部の１つの実施形態の断面図。
【符号の説明】
【００４２】
２…飲料缶端部、４…円形端壁、６…チャック壁、８…上側チャック壁、１０…下側チャック壁、１２…皿穴、１４…中央パネル、１６…内側パネル壁、１８…内側パネル壁上端、２０…内側パネル壁下端、２２…クラウン、θ１…上側チャック壁角度、θ２…下側チャック壁角度、φ１…内側パネル壁角度、φ２…内側パネル壁上端角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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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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【図１１】
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【図１１Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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