JP2007526859A - 缶シェルと二重巻締め缶エンド - Google Patents

Abstract

絞られたアルミニウム缶シェルは外周の頂部を備えている。缶エンドを形成するために、外周の頂部はアルミニウム缶本体の端部分に二重巻締めされている。缶エンドはほぼ平らな中央パネルを備え、この中央パネルは、湾曲したパネル壁あるいは直線のパネル壁によって、環状のＵ字形カウンターシンクの傾斜した内壁に接続されている。カウンターシンクは外壁を有し、この外壁は中央パネル下方の接続部でチャック壁の傾斜した下側壁部分に接続している。チャック壁は頂部の内壁と接続する彎曲しているかあるいは傾斜した上側壁部分を有する。さらにチャック壁は変曲部分を形成している中間壁部分を有し、カウンターシンクの底部内幅はパネル壁の半径方向幅よりも小さい。チャック壁の傾斜した上側壁部分は、チャック壁の傾斜した下側壁部分の角度よりも大きな角度で延びている。

Description

本発明は、金属薄板製またはアルミニウム製缶本体の上側エッジ部分に二重巻締めされる外周のリムすなわち頂部を備えた、金属薄板製またはアルミニウム製缶シェルと缶エンドの構造または成形に関する。このような缶エンドは、例えば本出願人に発行された特許文献１に開示された器具によって製造されたシェルのように、金属薄板製缶シェルを絞ることによって成形される。通常成形された缶シェルは円形の中央パネルを有する。この中央パネルはパネル壁まで延び、このパネル壁はＵ字状横断面形状の補強リブすなわちカウンターシンクの内壁まで延びているかまたはこの内壁を形成している。カウンターシンクは円錐台状のチャック壁によって環状頂部に接続されている。この頂部（クラウン）は外周のカールによって形成されている。飲料用容器の場合、シェルの中央パネルは通常Ｅ−Ｚ開放タブを備え、缶本体に飲料が充填された後で、シェルのカールされた外周頂部は缶本体の上側端部分に二重巻締めされる。

炭酸飲料または高温で殺菌される飲料を缶本体に充填するときには、圧力を高めた飲料に抵抗するために、缶エンドがかなりの座屈強度、例えば少なくとも９０psi の座屈強度を有することが重要である。このような“座屈”圧力および“ロック”圧力に対する抵抗については特許文献２に詳細に記載されている。この特許文献２の開示内容は参照によって編入される。座屈強度を低下させずに、缶エンド内の金属薄板またはアルミニウムの重量を最小限に抑えることが望まれる。これは、缶シェルを絞り形成する平らな金属薄板の厚さを薄くすることによっておよび／または缶シェルを形成するために金属薄板から切断された円形ブランクの直径を小さくすることによって達成される。

缶エンドの座屈強度を高めるためにおよび／または座屈強度を低下させずに缶エンド内の金属薄板の重量を低減するために、多数の金属薄板製シェルと缶エンドが構成または提案された。例えば特許文献３，４，５と、上記特許文献２と、特許文献６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５は、缶シェルと缶エンドのいろいろな形状および構造と、缶エンドの座屈強度を増大させるためおよび／または缶エンドの金属を減らすために提案または使用されたいろいろな寸法および形状を開示している。公開されたＰＣＴ出願である特許文献１６は、特許文献１１に開示された缶シェルと缶エンドの変形を開示している。更に、缶エンドの座屈強度またはウェイトレシオを高めるために、高価な器具に要求される変形が最小となるように缶シェルを形成することが望まれる。この器具は、Ｅ−Ｚ開放タブを缶シェルに付加するためおよび缶シェルを缶本体に二重巻締めするためのものである。上記の特許文献に開示された缶シェルと缶エンドの中には、所望な構造的特徴を幾つか有するものもあるが、どの特許文献の缶シェルと缶エンドもすべての特徴を備えていない。
米国特許第５，８５７，３７４号明細書 米国特許第４，４４８，３２２号明細書 米国特許第３，８４３，０１４号明細書 米国特許第４，０３１，８３７号明細書 米国特許第４，０９３，１０２号明細書 米国特許第４，７９０，７０５号明細書 米国特許第４，８０８，０５２号明細書 米国特許第５，０４６，６３７号明細書 米国特許第５，５２７，１４３号明細書 米国特許第５，６８５，１８９号明細書 米国特許第６，０６５，６３４号明細書 米国特許第６，０８９，０７２号明細書 米国特許第６，１０２，２４３号明細書 米国特許第６，４６０，７２３号明細書 米国特許第６，４９９，６２２号明細書 国際特許出願公開第９８／３４７４３号明細書

本発明は、上記の所望な特徴と利点を有し、缶シェルを形成するためのブランク直径を非常に小さくし、得られる缶エンドの強度／重量の比を大幅に増大させる、金属薄板製シェルおよび缶エンドと、缶エンドの成形方法を改良せんとするものである。本発明に従って形成された缶シェルと缶エンドは、缶エンドの座屈強度を増大させるだけでなく、缶シェルにＥ−Ｚ開放タブを付加し缶シェルを缶本体に二重巻締めするための既存の工具の変更または変形を最小限に抑えることができる。

本発明の実施形によれば、缶シェルと缶エンドは、頂部とカウンターシンクの間の全高が240 インチ以下、好ましくは230 インチ以下になるように形成されている。カウンターシンクはほぼ円筒形の外壁と、湾曲したパネル壁に接続された内壁を備えている。ほぼ円錐台状のチャック壁はカウンターシンクの外壁から頂部の内壁まで延び、上側壁部分を備えている。この上側壁部分はシェルの中心軸線に対して少なくとも１６°、好ましくは２５〜３０°の角度で延びている。カウンターシンクはほぼ平らな底壁あるいは傾斜した内壁を有する。この底壁あるいは傾斜した内壁はカウンターシンク外壁に接続している。このカウンターシンク外壁は底壁の半径方向幅よりもかなり小さな半径を有する。カウンターシンクの底の内法幅は、パネル壁の半径よりも小さい。

本発明の変形に従って、缶シェルと缶エンドは幾つかの上部構造体を備えている。チャック壁の下側壁部分とカウンターシンク外壁の接続部は、中央パネルのかなり下に位置する。カウンターシンクの下側壁部分は、中心軸線に対する上側壁部分の角度よりも小さい角度で延び、かつチャック壁に変曲部分（break）言い換えればキック、あるいは僅かにＳ字状に湾曲した形状を備えた短い壁部分により、上側壁部分に接続している。カウンターシンクはパネル壁の曲率半径あるいは半径方向の幅よりもかなり小さい曲率半径を有し、カウンターシンクの底の内法幅はパネル壁の半径よりも小さく、好ましくは0.030 インチ以下である。好ましい実施例において、カウンターシンクは傾斜した底部壁部分を有しており、パネル壁は傾斜し、かつ平坦な壁部分を有する。

本発明の他の特徴と効果は、次の説明、添付の図面および特許請求の範囲から明らかになるであろう。

図１は、金属薄板またはアルミニウム製のほぼ円形のブランクから形成された一体シェル１０を示している。このブランクは好ましくは約0.0085インチの厚さと、約2.705 インチの直径を有する。シェル１０は中心軸線１１を有し、やや中高の中央パネル１２を備え、この中央パネルは湾曲したパネル壁１６まで延びる環状部分１４を備えている。中央パネル壁部分１４とパネル壁１６は複数の半径を有する滑らかに接続した一連の湾曲壁によって形成可能である。この場合、Ｒ１は1.489 インチ、Ｒ２は0.321 インチ、Ｒ３は0.031 インチそしてＲ４は0.055 インチである。湾曲パネル壁１６は約1.855 インチの底部内径Ｄ１を有する。

半径Ｒ４を有する湾曲パネル壁１６は補強リブすなわちカウンターシンク（補強リブ、皿穴部）１８の内壁１７から延びている。このカウンターシンクはＵ字状横断面を有し、平らな環状底壁２２とほぼ円筒状の外壁２４を備えている。この外壁の内径Ｄ２は例えば約1.957 インチである。カウンターシンク１８の平らな底壁２２は湾曲したコーナー壁２６によって内側パネル壁１６とカウンターシンク外壁２４に接続されている。このコーナー壁はそれぞれ約0.010 インチの内径Ｒ５を有する。平らな底壁２２の半径方向幅Ｗは好ましくは約0.22インチであり、それによってカウンターシンク１８の内法底幅Ｗ１は約0.42インチである。

カウンターシンク１８の外壁２４は約0.54インチの半径Ｒ６を有する湾曲した壁３４によって、ほぼ円錐台状のチャック壁３２に接続している。このチャック壁３２は中心軸線１１または垂直基準線３６に対して少なくとも１６°の角度Ａ１をなして延びている。この垂直基準線はシェルの中心軸線１１に対して平行である。好ましくは、角度Ａ１は２５〜３０°であり、およそ２９°である。チャック壁３２の上端は、丸められた頂部（クラウン）４２の湾曲した内壁３８の底部に接続している。この頂部はカールされた外壁４４を備えている。頂部４２の内壁３８は好ましくは約0.070 インチの半径Ｒ７を有する。湾曲した内壁３８の底部の内径Ｄ３は約2.039 であり、カールされた外壁４４の外径Ｄ４は約2.340 インチである。カールされた外壁４４の高さＣは0.075 〜0.095 インチであり、好ましくは約0.079 インチである。カールされた外壁44の底部またはチャック壁32と頂部内壁３８との接続部４６から、カウンターシンク底壁２２の内面までの深さＤは、0.108 〜0.148 インチであり、好ましくは約0.126 インチである。接続部４７または半径Ｒ６の中心は、接続部４６または頂部４２のカールされた外壁４４の底部から、約0.079 インチの深さＧを有する。

図３は、金属薄板またはアルミニウムの缶本体５０の上側外周端部分４８に二重巻締めされるシェル１０の頂部４２を示している。二重巻締作業は回転二重巻締円形チャック５５と二重巻締ローラの間で行われる。このチャックはシェル１０に係合する。チャックの外面５８はチャック５５の中心軸線とシェル１０の共通中心軸線１１に対して０〜１０°の角度でやや傾斜している。外面５８は約４°だけ傾斜しており、缶本体５０とその内容物とシェル１０がチャック５５によって回転またはスピンニング加工される間、第１段階二重巻締ローラ６０の半径方向内側への運動に応じて外面５８は頂部４２の内壁に係合するのが好ましい。チャック５５は円錐台状の面６２を備えている。この面はシェル１０の円錐台状のチャック壁３２に接触して係合する。下方に突出するチャック５５の環状唇部分６４はカウンターシンク１８内に延び、底面６６と円筒状外面６８を有する（図５）。この底面と外面はそれぞれ、カウンターシンク１８の底壁２２と外壁２４に係合する。

図４，５は、回転チャック５５と第２段階二重巻締ローラ７２との間に二重巻締頂部７０を形成するための二重巻締作業の完了を示している。チャック５５とシェル１０と缶本体５０が、シェル１０を缶エンド７５に移行させるためにスピニング加工される間、第２段階二重巻締ローラは半径方向内側に移動する。缶エンドは缶本体５０の上端部分４８に積極的に取付けられてシールされる。二重巻締めされたリムまたは頂部７０はシェル頂部４２の内壁３８によって形成された内壁７４と、カールされた外壁４４を含むシェル頂部４２によって形成された外壁７６を備えている。二重巻締めされた頂部７０は0.090 〜0.110 インチ、好ましくは約0.100 インチの高さＨ２を有する。缶エンド７５の全高Ｈ１は頂部７０の頂点とカウンターシンク１８の底との間の長さであり、0.170 〜0.240 インチ、好ましくは約0.235 インチである。缶エンド７５が二重巻締めされた頂部７０を除いて、シェル１０と同じ横断面形状を有するので、同じ構造体については図４〜６において同じ参照符号が用いられている。

図６から明らかなように、中央パネル１２の中央部分は平面８０を形成している。この平面はほぼチャック壁３２と二重巻締めされた頂部７０の内壁７４との接続個所と交差している。Ｅ−Ｚ開放タブは、明瞭にかつ簡単にするために図６では省略されている。というのは、Ｅ−Ｚ開放タブが本発明の一部を形成していないからである。

図７，８は、缶シェル（図７）と二重巻締めされた缶エンド（図８）を備えた、本発明の他の実施の形態または変形を示している。構造的な要素は図１〜６に関連して説明した要素に一致しており、ダッシュをつけた同じ参照符号で示してある。図７において、缶シェル１０′は軸線１１と同じ中心軸線を有し、外周湾曲パネル壁１６′に接続された円形中央パネル１２′を備えている。この外周湾曲パネル壁はＵ字状横断面形状のカウンターシンク１８′の傾斜した内壁１７′に接続している。カウンターシンクはほぼ円筒状の外壁２４′を備えている。この外壁は１０°よりも小さな角度で延び、円錐台状上側壁部分３２′とやや湾曲した下側壁部分３４′を有するチャック壁に接続している。壁部分３２′，３４′はキック部分またはほぼ垂直で短い立ち上がり部分３５′によって接続されている。この立ち上がり部分は比較的に小さな内側と外側の半径、例えば0.020 インチのオーダーの半径を有する。上側チャック壁部分３２′は湾曲した壁３７′によって、湾曲した外壁４４′を有する頂部４２′の湾曲した内壁３８′に接続されている。

頂部４２′の内壁３８′は接続部４６′で上側チャック壁部分３２′に接続し、カウンターシンク１８′の外壁２４′は接続部４７′で下側チャック壁部分３４′に接続している。カウンターシンク１８′の底からキック部分または立ち上がり部分３４′までの垂直方向高さＧ１は約0.086 インチである。半径Ｒ１０は約0.51インチであり、下側壁部分３４′は約１５°の角度Ａ３で延びている。カウンターシンク１８′は約0.009 〜0.011 インチの半径Ｒ９を有する。図７に示したシェルの他のおおよその寸法と角度は次の通りである。
Ｃ１ 0.082 インチ Ｗ１ 0.024 インチ
Ｃ２ 0.153 インチ Ｗ２ 0.063 インチ Ｈ５ 0.078インチ
Ｄ６ 1.910 インチ Ｗ３ 0.034 インチ Ｈ６ 0.149インチ
Ｄ７ 2.036 インチ Ａ２ 29°
Ｄ８ 2.337 インチ Ａ３ 15°
Ｄ９ 1.731 インチ Ａ４ 16°
Ａ６ 13°

缶シェル１０′の特別な横断面形状は、缶シェル１０の性能よりも良い性能を生じることが判った。それに応じて缶シェル１０′の詳細な形状は、中心軸線に対して少なくとも１６°、好ましくは２５〜３０°の角度Ａ２を有するチャック壁上側壁部分３２′を備えている。チャック壁の下側壁部分３４′は約１５°の角度Ａ３をなしている。頂部４２の内壁３８′は５〜３０°、好ましくは約１６°の角度Ａ４をなしている。カウンターシンク１８′の内壁１７′は１０°よりも大きく、好ましくは１３°の角度Ａ６をなしている。内壁１７′と外壁２４′の間の底におけるカウンターシンクの幅Ｗ１は0.040 インチよりも小さく、好ましくは約0.024 インチである。湾曲した内側パネル壁１６′の半径Ｒ８はカウンターシンク１８′の幅Ｗ１よりも大きく、好ましくは約0.049 インチである。

シェル１０′の頂部４２′は、0.075 〜0.095 インチ、好ましくは約0.082 インチの高さＣ１と、0.120 〜0.170 インチ、好ましくは約0.153 インチの高さＣ２を有する。シェル１０′の全直径Ｄ８は約2.337 インチであり、接続部４６′の直径Ｄ７は約2.036 インチである。カウンターシンク外壁２４′の底部内径Ｄ６は約1.910 インチであり、Ｄ７とＤ６の差Ｗ２はカウンターシンク幅Ｗ１よりも大きいかまたは約0.063 インチである。半径Ｒ８の中心の直径Ｄ９は約1.731 インチである。もし、異なる直径のシェルが所望される場合には、直径Ｄ６〜Ｄ９はそれに比例して変化することがわかる。カウンターシンク１８′の底部からの中央パネル１２′の高さＨ５は0.070 〜0.110 インチ、好ましくは約0.078 インチである。中央パネル１２′の頂点と頂部４２′の頂点の間のシェル１０′の高さＨ６は、0.125 〜0.185 インチ、好ましくは約0.149 インチである。

図８において、シェル１０′は成形された缶本体５０′の上端部分４８′と共に二重巻締めされている。この場合、缶エンド７５′を形成するために、図３〜５に関連して説明した器具とほぼ同じ器具が使用される。チャック５５に似た巻締チャック（図示していない）は、カウンターシンク１８′内に突出する、部分６４に似た下側部分と、カウンターシンク壁２４′とチャック壁部分３２′に係合し、二重巻締めされた頂部７０′の内壁７４′を形成するための、巻締チャック５５の面５８，６２，６８に対応する面を備えている。さらに図８に示すように、二重巻締めされた頂部７０′の内壁７４′は約４°の小さな角度Ａ５をなして延び、缶エンド７５′の全高Ｈ３は0.240 インチよりも低く、好ましくは約0.235 インチである。二重巻締めされた頂部７０′の高さＨ４は0.100 インチのオーダーであり、頂部７０′の頂点から中央パネル１２′の頂点までの高さＨ７は中央パネルの高さＨ５よりも大きく、好ましくは約0.148 インチである。

図９〜１１は缶シェル（図９）を含んだ本発明の実施形態を示している。この場合図７及び８に関連する上記の要素に相当する構造要素は、同じ参照番号を有するが、二重ダッシュを備えている。従って図９において、缶シェル１０“は軸線１１と同じ中心軸線を有し、かつ外周湾曲パネル壁１６”に接続した円形中央パネル１２“を備えている。この外周湾曲パネル壁は、Ｕ字状横断面形状のカウンターシンク１８”の傾斜した内壁１７“に接続している。カウンターシンクはほぼ円筒状の外壁２４を備え、この外壁は１０°よりも小さい角度で延び、かつ円錐台状上側壁部分３２”とやや湾曲した下側壁部分３４“とを有するチャック壁に接続している。

壁部分３２“及び３４”はキック部分、またはほぼ垂直かあるいはほぼ円筒状の短い立ち上がり部分３５“により接続されている。この立ち上がり部分は比較的急な内側と外側の半径、例えば０．０２０インチのオーダーの半径を有する。上側チャック壁部分３２”は彎曲した外壁４４“を有する頂部４２”の内壁３８“に接続している。図１１に示すように、立ち上がり壁部分３５”は、圧印加工された（coined）外側面１０５を有しており、この外側面は隣接した壁部分３２“及び３４”の壁厚よりもわずかに薄い壁厚を有する壁部分３５“になる。

頂部４２“の内壁３８”は接続部４６“で上側チャック壁部分３２”に接続し、カウンターシンク１８“の外壁２４”は接続部４７“で下側チャック壁部分３４”に接続している。カウンターシンク１８“の底部からキック部分あるいは立ち上がり部分３５”までの垂直方向高さはＧ１は約０．０９９インチである。半径Ｒ１０は約０．１００インチであり、下側壁部分は約１５°の角度Ａ３で延びている。カウンターシンク１８“は約０．０２１インチの内側半径を有し、かつ約０．１３インチの外側半径を有する。図９に示したシェル１０”の他のおおよその寸法と角度は次の通りである。

Ｃ３ 0.249インチ Ｗ１ 0.030インチ Ｇ３ 0.045インチ
Ｄ６ 1.900インチ Ｗ２ 0.047インチ Ｇ４ 0.117インチ
Ｄ８ 2.336インチ Ｗ３ 0.043インチ Ｈ５ 0.081インチ
Ｄ９ 1.722インチ Ａ２ 0.29° Ｒ８ 0.051インチ
Ａ６ 0.8°

缶シェル１０“の特別な横断面形状は缶シェル１０‘の性能結果よりも良い性能結果を出すことが判った。従って、缶シェル１０“の詳細な形状は、中心軸線に対して少なくとも１６°、好ましくは２５〜３０°の角度Ａ２を有するチャック壁の上側壁部分３２”を備えている。チャック壁の下側壁部分３４“は約１５°の角度Ａ３をなしている。カウンターシンク１８“の内壁１７”は１０°よりも小さく好ましくは約８°の角度Ａ６をなしている。内壁１７”と外壁２４“の間の底におけるカウンターシンクの幅Ｗ１は0.040インチよりも小さく、好ましくは約0.030インチである。彎曲した内側パネル壁１６”の半径Ｒ８はカウンターシンク１８“の幅Ｗ１よりも実質的に大きく、約0.051インチである。

シェル１０“の頂部４２”は、カウンターシンク１８“の底部から約0.249インチの高さＣ３を有する。シェル１０“の全直径Ｄ８は約2.336インチである。カウンターシンク壁２４”の底部内径Ｄ６は、約1.900インチであり、直径の差Ｗ２はカウンターシンクの幅Ｗ１よりも大きいかまたは約0.047インチである。半径Ｒ８の中心の直径Ｄ９は約1.722インチである。異なる直径のシェルが所望であれば、直径Ｄ６，Ｄ８及びＤ９はそれに比例して変化する。カウンターシンク１８“の底部からの中央パネル１２”の高さは、約0.081インチであるのが好ましい。図９に示すように、彎曲したパネル壁１６“は圧印加工された部分１０７を有しており、この圧印加工された部分の厚さはパネル壁１６”の隣接部分よりも少ない。

図１２は本発明の他の実施形態と変形を示している。缶シェル１１０は構造要素を有しており、これらの構造要素は図７〜９に関連した上記の部材に相当し、かつ図９で使用されたのと同じ参照番号を有しているが“１００”だけ増えている。したがって、図１２において、缶シェル１１０は軸線１１と同じ中心軸線を有し、かつ外周方向で延びている彎曲パネル壁１１６に接続した円形中央パネル１１２を備えている。この彎曲パネル壁は約0.04〜0.06インチの半径を有する。パネル壁１１６は彎曲した斜面を形成し、かつＵ字状の横断面形状を有するカウンターシンク１１８の傾斜した内壁１１７に接続している。内壁１１７は少なくとも約３０°の角度Ａ７で延びている。カウンターシンクは外壁１２４を備え、この外壁は３°〜１９°の角度で延び、かつ一般的にいって円錐台状上側壁部分１３２とやや湾曲した下側壁部分１３４を有する傾斜したチャック壁に接続している。

壁部分１３２と１３４は湾曲した部分１３５により完全に接続されている。この湾曲した部分は、半径Ｒ１０，Ｒ１２，Ｒ１３により形成された角度のある変曲部分すなわちわずかに逆方向の湾曲した形状になっている。上側チャック壁部分１３２は湾曲した外壁１４４を有する頂部１４２の内側壁部分１３８に接続されている。頂部１４２の内壁１３８は第一接続部１４６で上側チャック壁部分１３２に接続し、カウンターシンク１１８の上側壁部分１２４は第二接続部１４７で下側チャック壁部分１３４と接続している。

図１２に示したシェル１１０のためのおおよその好ましい寸法と角度は次の通りである。

Ｃ３ 0.246インチ Ｗ１ 0.030インチ Ｒ８ 0.050 Ｇ１ 0.091インチ
Ｄ６ 1.895インチ Ｗ２ 0.042インチ Ｒ９ 0.022 Ｇ３ 0.047インチ
Ｄ８ 2.335インチ Ｗ３ 0.043インチ Ｒ１０ 0.054 Ｇ４ 0.101インチ
Ｄ９ 1.718インチ Ａ２ 29° Ｒ１１ 0.09 Ｈ５ 0.082インチ
Ａ３ 15° Ｒ１２ 0.031
Ａ７ 42° Ｒ１３ 0.190

上記寸法と角度を有する缶シェル１１０の横断面形状は、缶シェル１０及び１０‘の性能結果よりも良好な性能結果を出すことが判った。角度の付いたすなわち傾斜したカウンター内壁１１７の付加的な長所は、先に述べた特許文献１０に述べてあり、その開示内容は引用した事柄により示されている。さらに斜面のパネル壁１１６と傾斜したカウンターシンク内壁１１７により座屈強度は大きくなる。さらに、缶シェル１０’及び１０“の上記陳述と長所は、図１２に示した缶シェル１１０にも当てはまる。

図１３は本発明の他の実施形態と変形を示している。この場合缶シェル２１０は構造的要素を有しており、構造的要素は図７〜９、及び１２に関連して説明した要素に一致しており、かつ図９及び１２で使用されたのと同じ参照番号を有しているが、“２００”だけ
増えている。従って図１３において、缶シェル２１０は軸線１１と同じ中心軸線を有し、かつ傾斜したすなわち斜面のパネル壁２１６に接続した円形中央パネル２１２を備えている。傾斜したすなわち斜面のパネル壁２１６は、３０°〜６０°の範囲内の鋭角Ａ６で延びており、かつ半径Ｒ９とＲ１１により形成され、一般的に言ってＵ字状の横断面形状を有するカウンターシンク２１８の傾斜した内壁２１７と接続している。カウンターシンク２１８は傾斜した外壁２２４を有し、かつＲ１２とＲ１４により形成された傾斜したすなわち斜面の上側壁部分２３２と傾斜した下側壁部分２３４とを有するチャック壁と接続している。カウンターシンク２１８の外壁２２４とチャック壁の下側壁部分２３４は、３°〜１９°の範囲内の角度Ａ３で延びている。

チャック壁部分２３２と２３４は短い壁部分２３５により完全に接続されており、この壁部分は上側及び下側チャック壁部分２３２と２３４の間にキック部分すなわち変曲部分を形成し、かつ半径Ｒ１０により形成されている。上側チャック壁部分２３２は、湾曲した外壁２４４を有する頂部２４２の内壁部分２３８に接続している。頂部２４２の内壁２３８は１６°よりも小さい角度で延びており、かつ半径Ｒ１５により接続部２４６において上側チャック壁部分２３２と接続している。カウンターシンク２１８の外壁部分２２４は接続部２４７において下側チャック壁部分２３４と接続している。

図１３に示したシェル２１０のためのおおよその及び好ましい寸法と角度は次の通りである。

Ｃ３ 0.235インチ Ｗ１ 0.029インチ Ｒ８ 0.014 Ｒ１４ 0.035インチ
Ｄ６ 1.873インチ Ｗ２ 0.068インチ Ｒ９ 0.029 Ｒ１５ 0.018インチ
Ｄ７ 2.008インチ Ｗ３ 0.044インチ Ｒ１０ 0.022 Ｇ１ 0.068インチ
Ｄ８ 2.337インチ Ｗ４ 0.036 Ｒ１１ 0.09 Ｇ３ 0.031インチ
Ｄ９ 1.728インチ Ａ３ 14° Ｒ１２ 0.077 Ｇ４ 0.102インチ
Ａ６ 42° Ｒ１３ 0.021 Ｈ５ 0.084インチ
Ｈ６ 0.151インチ

上記おおよその寸法と角度を有する缶シェル２１０の横断面形状は、缶シェル１０‘，１０“及び１１０の性能結果よりも若干良好な性能結果を出すことが判った。傾斜したすなわち斜面のパネル壁２１６は、カウンターシンク２１８の傾斜した内壁２１７及び座屈強度を増すための比較的小さい半径Ｒ１１と協働する。傾斜した壁２２４及び２３４と中継形成壁部分２３５は、応力を増すために協働し、かつ落下試験時の漏れを防ぐ。さらに湾曲したパネル壁１１６（図１２）あるいは直線状の壁２１６（図１３）は、軸方向横断面において短い直線状壁部分により形成されていてもよく、それにより傾斜した環状パネル壁が得られる。さらに缶シェル１０，１０”及び１１０の上記説明と長所は図１３に示した缶シェル２１０にも当てはまる。

上記の断面あるいは形状および寸法を有するシェルと缶エンドを形成することにより、特に図１３に示した傾斜したパネル壁２１６、カウンターシンク２１８及び壁部分２３４の輪郭を形成することにより、継ぎ合わされた缶端部は約0.082インチの厚さを有するアルミニウムシートから形成されていてもよく、継ぎ合わされた缶端部は、曲がる前に110psi以上の缶内圧力に耐えることがわかった。さらに缶シェルの形状と比較的浅い断面により、0.024インチよりも低い全高を有する継ぎ合わされた缶端部が得られ、従ってシェルを形成するために使用される円形ブランクの直径が0.04インチ以上も大幅に低減される。この直径の低減はシェルを製造するために使用されるアルミニウムシートまたはウェッブの幅を大幅に狭くすることになり、従って缶エンドを形成するためのアルミニウムの重量とコストが低減される。このことは毎年製造される多量の缶端部の観点から特に重要である。

本発明のシェルは二重巻締めされた頂部７０あるいは７０‘を形成するための、あるいは頂部４２“あるいは１４２または２４２を二重巻締めするための器具に要求される変形を最小にする。すなわち、二重巻締めされた頂部を形成するための器具に必要とされる変形は、慣用または標準の二重巻締チャックを、底部分６４に円錐台の係合面６２（図５）と係合面６８を有する新しいチャックと交換することである。この底部分はカウンターシンク内に延び、カウンターシンク外壁に係合する。慣用の二重巻締チャックは二重巻締チャックの中心軸線に対して約４°の角度をなして延びるやや傾斜した面５８を有する。さらに図１０に示すように、シェルのチャック壁の中間部分３５”あるいは１３５または２３５のわずかな変曲部分あるいはＳ字カーブ形状は、シェルから形成される缶端部の座屈強度を増大させることに加えて、密接に重なった関係でシェルの積み重ねに備えている。

同業者によりわかるように、図１〜１１に記載された端閉鎖部あるいはシェルは、通常従来技術で共通に知られる端閉鎖部形成工具を使用して製造される。図１２及び１３、そしてそれに関連して開示された端閉鎖部あるいはシェルの幾何学形状あるいは断面に関して、製造工程と形成された端閉鎖部における数多くの長所は、２００４年７月２９日にファイルされた係属中の米国特許仮申請明細書に記載され、“金属端閉鎖部を形成するための方法及び装置”という題名が付いている改善された方法と装置を使用することにより実現されている。

上述の缶シェルと缶エンドの形状と、シェルと缶エンドを形成する方法は、本発明の好ましい実施の形態を構成しているがしかし、理解されるように、本発明は缶シェルと缶エンドのこれらの形状に制限されない。すなわち、特許請求の範囲に定めた本発明の範囲と精神から逸脱せずに、変更することができる。

本発明に従って形成された金属薄板製缶シェルの垂直断面図である。 実施の形態の形状を示す、図１の缶シェルの部分拡大断面図である。 二重巻締チャックおよび第１段階ローラと共に缶エンドになる缶シェルを示す、図２の缶シェルの部分縮小断面図である。 チャックおよび第２段階ローラと共に二重巻締めされた缶エンドを示す、図３と同様な部分断面図である。 変形された二重巻締チャックの一部と共に、図４に示した二重巻締めされた缶エンドを示す部分拡大断面図である。 本発明に従って形成された二重巻締めされた缶エンドを示す、図１と同様な断面図である。 本発明の変形に従って成形された缶シェルを示す、図２と同様な部分拡大断面図である。 缶本体に二重巻締めされた図７の缶シェルを示す、図５と同様な部分拡大断面図である。 本発明の他の変形に従って成形された缶シェルを示す、図７と同様な部分拡大断面図である。 図９に示したように成形された缶シェルの積み重ねとはめ込みを示す図である。 図９に示した缶シェルのチャック壁の部分拡大図である。 本発明の他の変形に従って成形された缶シェルを示す、図９と同様な部分拡大断面図である。 本発明の別の変形に従って成形された缶シェルを示す、図１２と同様な部分拡大断面図である。

Claims (40)

1. 垂直な中心軸線と、金属薄板製缶本体の端部分に二重巻締めされた、カールされた外周の頂部とを有する金属薄板製缶シェルにおいて、
   前記シェルが円形の中央パネルを備え、この中央パネルが傾斜したパネル壁によって、外壁とほぼＵ字横断面形状を有するカウンターシンクの内壁に接続され、前記パネル壁が軸方向横断面がほぼ真直ぐであり、かつ前記中心軸線に対して３０°〜６０°の角度で延びており、チャック壁が前記カウンターシンクの前記外壁から前記頂部の内壁まで延びていることを特徴とするシェル。
2. 前記チャック壁が傾斜した上側壁部分と、傾斜した下側壁部分と、前記上側壁部分と前記下側壁部分の間に規定された角度のある変曲部分を備えていることを特徴とする請求項１記載のシェル。
3. 前記カウンターシンクの前記内壁が、前記パネル壁の傾斜した角度とほぼ同じ傾斜した角度で延びていることを特徴とする請求項１記載のシェル。
4. 前記カウンターシンクの前記内壁が、彎曲した壁部分により前記カウンターシンクの前記外壁に接続されており、この彎曲した壁部分が前記カウンターシンクの底部において前記カウンターシンクの内側幅の半分よりも小さい曲率半径を有していることを特徴とする請求項１記載のシェル。
5. 前記チャック壁が前記中心軸線に対して３°〜１９°の角度で延びている下側壁部分を有していることを特徴とする請求項１記載のシェル。
6. 前記チャック壁が上側壁部分を有しており、この上側壁部分が前記中心軸線に対して前記チャック壁の前記下側壁部分の前記角度よりも大きな角度で延びていることを特徴とする請求項５記載のシェル。
7. 前記シェルが前記頂部と前記カウンターシンクの間で、0.195インチ〜0.265インチの間の全高を有していることを特徴とする請求項１記載のシェル。
8. 前記パネル壁が約４５°の角度で延びていることを特徴とする請求項１記載のシェル。
9. 前記カウンターシンクが前記パネル壁に接続された第一の彎曲した部分と、前記カウンターシンクの前記外壁に接続された第二の彎曲した部分とを有しており、前記第一の彎曲した部分が前記第二の彎曲した部分の曲率半径よりも実質的に大きな曲率半径を有していることを特徴とする請求項１記載のシェル。
10. 垂直な中心軸線と、金属薄板製缶本体の端部分に二重巻締めされた、カールされた外周の頂部とを有する金属薄板製缶シェルにおいて
    前記シェルが円形の中央パネルを備え、この中央パネルが環状のパネル壁によって、外壁と通常Ｕ字横断面形状を有するカウンターシンクの内壁に接続され、
    前記パネル壁と前記カウンターシンクの前記内壁が、前記中心軸線に対して同じ方向に傾斜しており、
    環状のチャック壁が前記カウンターシンクの前記外壁から前記頂部の内壁まで延びており、
    前記カウンターシンクの前記内壁が彎曲した壁部分により前記カウンターシンクの前記外壁に接続され、この彎曲した壁部分が前記カウンターシンクの底部において前記カウンターシンクの内側幅の半分よりも小さい曲率半径を有していることを特徴とするシェル。
11. 前記パネル壁が３０°〜６０°の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１０記載のシェル。
12. 前記カウンターシンクの前記内壁と外壁の間の前記カウンターシンクの底部における前記カウンターシンクの半径方向幅が、前記中央パネルの外側直径と前記カウンターシンクの前記内壁の内側直径の間の前記パネル壁の半径方向幅よりも小さいことを特徴とする請求項１０記載のシェル。
13. 前記チャック壁が彎曲した上側壁部分を有しており、この上側壁部分が前記カウンターシンクの前記内壁と外壁の間の前記カウンターシンクの底部において、前記カウンターシンクの半径方向幅よりも大きな曲率半径を備えていることを特徴とする請求項１０記載のシェル。
14. 前記チャック壁が環状の変曲部分を形成している壁部分により接続された上側壁部分と下側壁部分とを有していることを特徴とする請求項１０記載のシェル。
15. 前記チャック壁が３°〜１９°の角度で延びている傾斜した下側壁部分を備えていることを特徴とする請求項１０記載のシェル。
16. 前記チャック壁が傾斜した上側壁部分を備え、この上側壁部分が前記中心軸線に対して傾斜した前記下側壁部分の角度よりも大きな角度で延びていることを特徴とする請求項１０記載のシェル。
17. 前記シェルが前記頂部と前記カウンターシンクの間で0.195インチ〜0.265インチの間の全高を有しており、前記中央パネルの天面と前記頂部の天面の間の高さが前記中央パネルの底面と前記カウンターシンクの底面の間の高さよりも高いことを特徴とする請求項１０記載のシェル。
18. 前記傾斜したパネル壁が円錐台状であり、かつ前記中心軸線に対して軸方向横断面が約４５°の角度で延びていることを特徴とする請求項１０記載のシェル。
19. 前記傾斜したパネル壁が軸方向の横断面が丸みを付されていることを特徴とする請求項１０記載のシェル。
20. 前記カウンターシンクが前記パネル壁に接続された第一の彎曲した部分と、前記カウンターシンク前記外壁に接続された第二の彎曲した部分とを備え、前記第一の彎曲した部分が前記第二の彎曲した部分の曲率半径よりも実質的に大きな曲率半径を有していることを特徴とする請求項１０記載のシェル。
21. 第一端部分と第二端部分を有するカールされた周囲頂部と、前記頂部の第二端部分に相互接続された上側チャック壁部分と、前記上側チャック壁部分の下方に配置された下側チャック壁部分を有するチャック壁と、垂直な中心軸線を有するほぼ円形の中央パネルと、パネル壁により前記中央パネルに作業可能に相互接続された内壁と、前記下側チャック壁に作業可能に相互接続された外壁とを有するカウンターシンクとを備え、
    前記第一端部分が容器の首部に相互接続するのに適合しており、
    前記カウンターシンクの前記内壁が前記中心軸線に対して少なくとも約３０°の角度で整向され、前記カウンターシンクの前記外壁が前記中心軸線に対して少なくとも約１６°の角度で整向されており、
    前記カウンターシンクの底部において前記カウンターシンクの前記内外壁の相互接続部が約0.010インチよりも大きな曲率半径を規定していることを特徴とする容器への相互接続に適合した端閉鎖部。
22. 前記カウンターシンクの前記内壁がほぼ直線状であり、かつ前記カウンターシンクの最下部分から上に向かって延びており、前記パネル壁が弧状であり、かつ前記中央パネルを前記カウンターシンクの前記内壁に相互接続していることを特徴とする請求項２１記載の端閉鎖部。
23. 前記パネル壁が約0.040〜0.060インチの曲率半径を有していることを特徴とする請求項２２記載の端閉鎖部。
24. 前記カウンターシンクの前記内壁の上側端部が、前記カウンターシンクの前記外壁から約0.035インチよりも小さい間隔で配置されていることを特徴とする請求項２２記載の端閉鎖部。
25. 前記上側チャック壁部分が少なくとも0.03インチよりも小さい曲率半径を有する外側に延びている弧状の部分を備えていることを特徴とする請求項２１記載の端閉鎖部。
26. 前記下側チャック壁部分が半径方向で外側に延びている弧状の部分を備えていることを特徴とする請求項２１記載の端閉鎖部。
27. 前記中央パネルが少なくとも0.075インチだけ前記カウンターシンクの底部上方で延びていることを特徴とする請求項２１記載の端閉鎖部。
28. 前記パネル壁が前記カウンターシンクの前記外壁から少なくとも0.040インチまで延びていることを特徴とする請求項２１記載の端閉鎖部。
29. 前記チャック壁の前記上側部分が少なくとも約２５°の角度で前記中心軸線に対して傾斜していることを特徴とする請求項２１記載の端閉鎖部。
30. 第一端部分と第二端部分を有するカールされた周囲頂部と、前記頂部の第二端部分に相互接続されかつ前記頂部から下方でしかも内側に延びているチャック壁と、垂直な中心軸線を有するほぼ円形の中央パネルと、パネル壁により前記中央パネルに作業可能に相互接続された内壁を有するカウンターシンクとを備え、
    前記第一端部分が容器の首部に相互接続するのに適合しており、
    前記カウンターシンクが前記チャック壁に作業可能に相互接続された外壁を有し、前記パネル壁が前記中心軸線に対して少なくとも約３０°の角度で整向されたほぼ直線部分を備えていることを特徴とする容器への相互接続に適合した端閉鎖部。
31. 前記チャック壁が前記頂部の前記第二端部分に相互接続された上側部分と、前記チャック壁の前記上側部分の下方に配置された下側部分とを備えていることを特徴とする請求項３０記載の端閉鎖部。
32. 前記チャック壁の前記上側部分が少なくとも約0.015インチの曲率半径を有していることを特徴とする請求項３１記載の端閉鎖部。
33. 前記カウンターシンクの前記内壁及び外壁の相互接続部が約0.015インチよりも小さい曲率半径を規定していることを特徴とする請求項３１記載の端閉鎖部。
34. 前記カウンターシンクの前記外壁が前記中心軸線に対して少なくとも約５°の角度で整向されていることを特徴とする請求項３０に記載の端閉鎖部。
35. 前記カウンターシンクの前記外壁が軸方向断面がほぼ直線であることを特徴とする請求項３０記載の端閉鎖部。
36. 前記パネル壁の前記ほぼ直線の部分が下側端部において前記カウンターシンクの前記内壁に相互接続されていることを特徴とする請求項３０記載の端閉鎖部。
37. 第一端部分と第二端部分を有するカールされた周囲頂部と、前記周囲頂部の第二端部分に相互接続された上側チャック壁部分と前記上側チャック壁部分の下方に配置された下側チャック壁部分とを備えたチャック壁と、垂直な中心軸線を有するほぼ円形の中央パネルと、パネル壁により前記中央パネルに作業可能に相互接続された内壁を有するカウンターシンクとを備え、
    前記第一端部分が容器の首部に相互接続するのに適合しており、
    前記カウンターシンクが前記チャック壁に作業可能に相互接続された外壁を有し、前記パネル壁が軸方向横断面がほぼ直線の部分を備え、かつ前記中心軸線に対して少なくとも約３０°の角度で整向されていることを特徴とする容器への相互接続に適合した金属製端閉鎖部。
38. 前記パネル壁の前記ほぼ直線の部分が下側端部で前記カウンターシンクの非直線部分に相互接続されており、かつ少なくとも約0.020インチの曲率半径を有していることを特徴とする請求項３７記載の金属製端閉鎖部。
39. 第一端部分と第二端部分を有するカールされた周囲頂部と、ほぼ垂直な中心軸線を有するほぼ円形の中央パネルと、前記周囲頂部の第二端部分に相互接続された上側チャック壁部分と前記上側チャック壁部分の下方に配置された下側チャック壁部分とを備えたチャック壁と、パネル壁により前記中央パネルに作業可能に相互接続された内壁と前記下側チャック壁部分に作業可能に相互接続された外壁とを備え、
    前記第一端部分が容器の首部に相互接続するのに適合しており、
    前記チャック壁が少なくとも約0.015インチの曲率半径を備えた外側に整向された弧状部分を有し、かつ前記中央パネルの上方に配置されており、
    前記パネル壁が前記中心軸線に対して少なくとも約３０°の角度で外側に整向されたほぼ直線の部分を有していることを特徴とする容器への相互接続に適合した金属製端閉鎖部。
40. 前記パネル壁の前記ほぼ直線の部分が少なくとも約４５°の角度で内側に整向されており、かつ下側端部で前記カウンターシンクの前記内壁に相互接続されており、前記内壁が曲率半径を有していることを特徴とする請求項３９に記載の端閉鎖部。

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