JP2023548137A - テーパ付きカップおよびその成形方法 - Google Patents

Abstract

金属製カップおよびその成形方法が提供される。本開示の金属カップは複数の薄い直壁部、およびテーパプロファイルを含む。ドーム部がカップ底部に設けられる。カップは、使い捨てカップ、再利用可能カップ、またはリサイクル可能カップを含んでもよい。

Description

本米国非仮特許出願は、２０２０年１０月３０日に出願された米国仮特許出願シリアル番号６３／１０８，１０２からの優先権の利益を主張し、その開示全体は参照によりここに組み込まれる。本出願は、２０１７年１１月１３日に出願された米国特許出願シリアル番号１５／８１１，０３２の部分的継続であり、その優先権の利益を主張する米国特許出願シリアル番号１６／２１４，４７７に関連し、また２０１７年２月７日に出願された米国仮特許出願シリアル番号６２／４５５，６９７からの優先権の利益を主張し、これらの全開示は、参照によりここに組み入れられる。

本開示は、一般に、金属製カップ及びそれを成形する方法に関する。より具体的には、本開示は、金属から成形された飲料用カップに関する。本開示の様々な実施形態は、同様の構造を有するカップと積み重ね可能な薄肉飲料カップを提供する。

既存の使い捨て飲料カップ及び飲料容器は、通常、プラスチック材料を含む。プラスチックカップは、射出成形又は熱成形の作業から製造され、それによって多くの軽量で使い捨てのカップが成形され得る。既存の金属製飲料容器は、一般に、充填された缶の上端に固定されるエンドクロージャを含む飲料缶を含む。

参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＤｕｒｇｉｎらへの米国特許第４，３６６，６９６号は、入れ子式缶、およびブランク材から同じものを成形する方法を開示している。しかしながら、Ｄｕｒｇｉｎらは、例えば、本明細書に示され、記載されるようなテーパ形状または段差形状、およびこれを成形する方法を含む本開示の種々の特徴を開示していない。

参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＢｕｌｓｏらへの米国特許第４，９１４，９３７号は、テーパ付き容器を成形する方法を開示している。Ｂｕｌｓｏらは、直壁カップとその成形方法を提供しているが、本開示の様々な教示を欠くものである。

参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Ｅｎｏｋｉらへの米国特許第６，４６３，７７６号は、ネック部およびショルダ部を有するボトル型缶の製造方法を開示している。 Ｅｎｏｋｉらは、本開示の様々な特徴および方法を開示していない。例えば、Ｅｎｏｋｉらは、テーパ状の直線状の側壁を有するカップ状容器を提供していない。

従って、再利用可能でリサイクル可能な金属製カップを提供することが、長い間感じられ、満たされていない必要性であった。また、複数のカップの出荷と保管を向上させるために積み重ね可能なテーパ付き金属カップを提供する必要性もあった。

様々な実施形態において、浅い壁角を含むテーパ付き金属カップが提供される。浅い壁角は、少なくとも本明細書で使用されるにあたり、カップの垂直中心線又は垂直軸から測定して３０度未満、好ましくは約１０度未満である壁角を含む。本明細書に示され、説明されるようなカップの角度を有した側面及び浅い壁角は、少なくとも２つのカップの積み重ねを可能にし、これは出荷及び保管のための利点を提供する。いくつかの実施形態では、１０度より大きい壁面角度が設けられる。いくつかの実施形態では、約８度から２０度の間である壁角が設けられる。

様々な実施形態において、薄肉アルミニウムを含む金属カップが提供される。好ましくは、リサイクルされたアルミニウム合金を含む金属カップが提供される。薄肉アルミニウムを含むものを含む種々の実施形態は、軽量であり、リサイクル及び／又はリサイクル可能な材料で成形され、例えば従来のプラスチックカップよりも剛性、有用性、及び耐久性が高いカップが提供される。

好ましい実施形態では、金属カップは、カップの少なくとも一部に沿った一定の壁厚を備えている。カップの初期のゲージは、カップの側壁においてより薄い壁厚に減少する。水平方向に伸びる段差やリブは、好ましくはカップの全周に渡って伸びており、カップの軽量性を維持しながら完成したカップに強度を加えるために設けられる。段差やリブは、完成したカップの異なる直径を持つ部分間の移行点として設けられる。あるいは、リブのないテーパ付きカップが提供され、カップは、テーパ付きカップの上端から閉じた下端まで延びる比較的滑らかで直線的な側壁を含んでいる。

様々な実施形態において、金属カップを成形する方法が提供される。一実施形態では、金属カップを成形する方法は、アルミニウムコイルをカッピングプレスに供給し、アルミニウムコイルから切り出した実質的に円形のブランク材から真壁のカップを製造することを含む。カップは、好ましくは、アルミニウムの初期ゲージにほぼ等しい一定の壁厚を有する。その後、カップはボディメーカに供給され、金属が再延伸され（ｒｅｄｒａｗｎ）、しごかれる（ｉｒｏｎｅｄ）。カップは、カップを洗浄し、カップの外側及び内側を装飾及び／又はコーティングすることによって更に成形される。特定の実施形態では、カップの外側の少なくとも一部は、色、ロゴ、または他の視覚情報で装飾される。洗浄及びコーティング作業の後、カップの上端は、プレスによって成形される鋭いエッジをなくすために、カール、部分的カール、又は絞り込まれる（ｔｈｒｏｔｔｌｅｄ）。その後、カップは直径が減少するように延伸（ｄｒａｗ）され、複数の直壁部が成形される。各直壁部は、テーパプロファイルのダイを使用して、より大きな直径に拡張される。最後に、カップの底壁に底部ドームが設けられ、ドームはカップに強化された構造的安定性を提供する。様々な実施形態において、ドームは、強化された強度と積み重ね可能な特徴を提供するために、金属カップの底部に設けられる。しかしながら、用語「ドーム」は、任意の特定の幾何学的形状に限定されず、限定されないが、円錐形及び円錐台状「ドーム」部材を含むものとして企図されることが認識されるべきである。本開示は、カップの中央底部が、カップの立設面（ｓｔａｎｄｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）の上に垂直に配置されることを企図している。

様々な実施形態において、一定でない壁厚を含むカップが提供される。例えば、壁厚はカップ全体で変化してもよく、カップの底部における厚さはカップの他の領域における厚さとは異なってもよい（例えば）ことが企図される。

別の実施形態では、ボディメーカステップが排除され、カッパーの後の複数の再延伸ステップを優先する方法が提供される。この場合、カップは容器の全体を通して一定の壁厚を維持する。

一実施形態では、テーパ付き金属カップを成形する方法が提供され、この方法は、ストック金属材料を提供するステップと、ブランク材および延伸操作を使用して少なくとも１つのカップを成形するステップと、カップに再延伸操作を実行して、カップに所定の高さと壁厚を提供するステップと、再延伸操作に続いて、カップを第２の高さにトリミングするステップと、トリミングされたカップの上端をカールさせてリップを成形するステップと、カップを延伸してカップに１つ以上の直線壁部を成形するステップと、テーパプロファイルを有する１つ以上のダイを使用して１つ以上の直線壁部のそれぞれを拡張するステップと、カップの底部にドームを成形するステップと、を含む。様々な実施形態において、各カップ部は１５％以下だけ拡張され、ここで、拡張率は［（最終直径－初期直径）／初期直径］×１００として表される。

別の実施形態では、テーパ付き金属カップを成形する方法が提供され、この方法は、ストック金属材料を提供するステップと、ストック材料から少なくとも１つの円筒形プリフォームを成形するステップと、円筒形プリフォームを第２の高さに切り詰めるステップと、切り詰められた円筒形プリフォームの上端をカールしてリップを成形するステップと、プリフォームを絞り加工することにより、円筒形プリフォームに１つ以上の直線壁部を設け、カップを成形するステップと、テーパプロファイルを有する１つ以上のダイスを用いて１つ以上の直線壁部のそれぞれを大径に拡大するステップと、カップの底部にドームを成形することによりカップを成形するステップと、を含む。

一実施形態では、テーパ付き金属カップが提供される。テーパ付き金属カップは、上端と下端と、上端と下端との間に延在する高さとを備える。上端は、カールした、部分的にカールした、又は絞り込まれたリップと、開口部とを含んでいる。上端と下端との間には複数のテーパ部が設けられ、各テーパ部の間には段差が設けられる。テーパ部の各々は、壁厚とテーパプロファイルを含む。壁厚は、所定のパネル内及び／又はカップの異なる部分にわたって変化し得る。複数のテーパ部の隣接するテーパ部は、連続的に小さくなる直径を構成し、各テーパ部の間に設けられた段差は、直径の移行を含む。

いくつかの実施形態では、本開示の容器及びカップは、カップを積み重ねることを可能にし、積み重ねたカップを分離することができる容易さを増大させる形状、幾何学的構造、又はプロファイルを含んでいる。具体的には、特定の実施形態では、カップの少なくとも下部は、積み重ねられたカップの分離を妨げるか又は妨げる傾向がある真空、吸引力又はテーパロック／摩擦力（２つのテーパパネル、又はテーパパネル及び垂直壁パネルが互いに押し合う結果）を低減又は防止する本明細書に示され説明される通りのプロファイルを含む。

本開示の実施形態は、金属製カップを成形するための方法及びシステムを提供する。いくつかの実施形態では、少なくとも積み重ねられたカップが引き離されるときに積み重ねられたカップ間に与えられる真空力、吸引力、及び摩擦力のうちの少なくとも１つを低減する特徴又は形状を有するカップを成形するための方法及び関連工具が提供される。

いくつかの実施形態において、本開示の固着防止構成は、隣接するカップが入れ子になっているか又は積み重ねられている場合でも、隣接するカップのカールの間に隙間又は分離を提供することを可能にするカップ形状及びカップの外形形状を提供する。これにより、隣接するカップが互いにくっつくことを実質的に防止し、隣接するカップを分離するのに必要な力を低減することができる。特定の実施形態では、重ねられたカップの隣接するカールは、隣接するカップが完全に入れ子になっている（すなわち、１つのカップが隣接するカップに完全に挿入されている）場合でも、少なくとも約０．０１インチ及び０．５インチ、より好ましくは約０．２０インチの隙間を有して提供される。

一実施形態では、上端と、下端と、上端と下端との間に延びる高さとを備える、テーパ付き金属カップが提供される。上端はカールを含み、上端と下端との間には複数のテーパ部が設けられ、各テーパ部の間には段差が設けられる。テーパ部の各々は、壁厚とテーパプロファイルを含む。本開示のカップの壁厚は、約０．００２インチと０．０１０インチとの間の壁厚を含むものとして企図される。複数のテーパ部の隣接するテーパ部は、連続的に小さくなる直径を構成し、テーパ部の各々の間に設けられた段差は、直径の移行を含む。カップの下端は、ドーム状部分と、第１の半径と、内側にテーパ状になった側壁と、第２の半径と、第３の半径とを含んでいる。第１及び第３の半径は凸状の特徴を含み、第２の半径は第１及び第３の半径の間に設けられる。

一実施形態では、上端と下端と、上端と下端との間に延びる高さとを備えるテーパ付き金属カップが提供される。複数のテーパ部が、上端と下端との間に設けられる。テーパ部の各々は、好ましくは、テーパプロファイルを含む。複数のテーパ部のうち隣接するテーパ部は、連続的に小さくなる直径を含む。カップの下端は、複数の変曲点を有する積み重ね構成を含み、積み重ね構成は、第１の半径、内側にテーパ状になった側壁、第２の半径及び第３の半径を含む。第１及び第３の半径は凸状の特徴を含み、第２の半径は第１及び第３の半径の間に設けられる。

一実施形態では、テーパ付き金属カップを成形する方法が提供される。この方法は、ストック材料を提供するステップと、ブランク材および延伸操作を使用して少なくとも１つのカップを成形するステップと、所定の高さおよび壁厚を成形するためにカップに再延伸操作を行うステップと、再延伸操作に続いて、カップを第２の高さに切り詰めるステップと、切り詰められたカップの上縁をカールさせてリップを成形するステップと、カップを延伸することによってカップに１つまたは複数の直線壁部を成形するステップと、テーパプロファイルを有する１つ又は複数のダイスを使用して、１つ又は複数の直線壁部の各々を拡張するステップと、カップの底部にドームを成形するステップと、カップの下部が内側にテーパ又は斜面を含むように、ドームの半径方向外側でカップの底部に圧縮力を与えることによってカップの底部に固着防止機能を成形するステップと、を含む。

一実施形態では、コイルをカッピングプレスに供給し、材料の一部をブランキングしてカップに引き込む最初のステップを含む、テーパ付き金属カップを成形する方法が提供される。その後、カップは、延伸、しごき、トリミング、洗浄、乾燥、装飾、上塗り、内部コーティング、および底部スプレーのうちの少なくとも１つを行う。その後、カップの上端またはリップにカールが成形される。その後、少なくとも１つ、好ましくは複数の延伸段階が行われ、ここでカップはより大きな高さに延伸され、延伸段階の少なくとも１つで容器は狭められる。延伸段階の少なくとも１つに続いて、拡張ダイ（例えば）によって少なくとも１つの拡張段階が行われ、カップの幅及び直径を所望の大きさに拡張させる。最終段階は、逆テーパをカップの底部に成形して、積み重ねた構成で提供されたときにカップが入れ子になったりくっついたりするのを防止又は低減する固着防止機能を成形する逆テーパ段階を含むものとして企図される。この最終ステップは、オプションのステップであることが想定され、隣接する積み重ねられたカップの取り出し又は分離がより容易になるようにする。

様々な実施形態において、カップを積み重ねた配置からカップを分離するのに必要な力を低減するための、カップを積み重ねる機能のための方法、システム及びデバイスが提供される。いくつかの実施形態では、カップは、カップが互いに「入れ子」になったり延びたりする程度や量を防止するための形状や特徴を備えている。このような特徴は、カップを分離するのに必要な力を減少させる。いくつかの実施形態では、突起が設けられているカップのパネル又はセクションよりも直径が大きい外向きの突起が設けられている。外向きの突起は、カップの底部が隣接するカップの底部パネルに接触したり、そこまで下に延びたりするのを防止する静止面又は接触点を提供する。本開示の外向き突起は、任意の１つ又は複数のカップパネル又はセグメントに設けられることが企図される。いくつかの実施形態では、外向きの突起が最上部のパネル又はセグメントに設けられることが企図されている。好ましくは、外向きの突起は、カップの円周の周りに完全に延び、回転対称の特徴を含む環状要素を含む。しかし、代替の実施形態では、突起がカップの円周の全体よりも少ない範囲で延びることが企図されている。

本開示の目的は、「スタック高さ」又は２つの積み重ねられたカップによって提供される高さの総量を著しく増加させることなくカップ間の分離力を低減する積み重ね又は入れ子機能を提供することである。本開示は、少なくとも１つのカップパネルに積み重ね機能又は突起を設けることを企図しており、そのような機能を含むカップパネルの高さは、スタック高さを制御又は決定するために変更することができる。

一実施形態では、上端と下端と、その間に延びる高さとを備えるテーパ付き金属カップが提供される。上端は、周辺カールを含み、上端と下端との間に複数のパネルが設けられ、各パネルの間に移行部が設けられる。複数のパネルの隣接するパネルは、連続的に小さくなる直径を含み、各パネルの間に設けられた移行部は、カップの直径の移行部を含む。

カップの円周の少なくとも一部に沿って延びる半円環状の突起が設けられている。

本明細書では、積み重ね及び固着防止機能が提供される。いくつかの実施形態では、逆テーパ機能がカップの下端又は底部に設けられる。さらなる実施形態では、隣接するカップに接触するように動作可能な直径又は膨らみを提供するように動作可能である外向き及び内向きの突起のうちの少なくとも１つが設けられる。これらの機能のうちの１つ以上が単一のカップ内に設けられることが特に企図されている。従って、積み重ね機能と固着防止機能は相互に排他的なものではない。カップが、本明細書に示され説明されるような単一の固着防止機能又は積み重ね機能を備えることが企図されているが、特定の組み合わせが図に示されていなくても、カップが、本明細書に示され説明される複数の機能を備えることがさらに企図される。

本発明の要約は、本開示の全範囲および範囲を代表するものであることを意図しておらず、またそう解釈されるべきでもない。本開示は、添付の図面および詳細な説明と同様に、本要約において様々なレベルの詳細に記載されており、本要約に要素、構成要素などを含めるか含めないかのいずれかによって、本開示の範囲に関する限定が意図されることはない。本開示の追加の態様は、詳細な説明から、特に図面と一緒に見たときに、より容易に明らかになるであろう。

当業者であれば、以下の説明は、本開示の原理を単に例示するものであり、多くの異なる代替実施形態を提供するために様々な方法で適用され得ることを認識するであろう。この説明は、本開示の教示の一般的な原理を説明するためになされたものであり、本明細書に開示された発明的概念を限定することを意図するものではない。

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を含む添付の図面は、本開示の実施形態を示し、上に与えられた本開示の一般的説明および下に与えられた図面の詳細な説明とともに、本開示の原理を説明するのに役立つ。

図面は必ずしも縮尺通りでないことを理解されたい。特定の例では、本開示の理解に必要でない詳細、または他の詳細の知覚を困難にする詳細が省略されている場合がある。当然、本開示は、必ずしも本明細書に例示された特定の実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。

図１は、本開示の一実施形態に係る、成形の一段階の容器本体の前方立面図である。 図２は、本開示の一実施形態に係る、成形の一段階の容器本体の前方立面図である。 図３は、本開示の一実施形態に係る、金属容器の前方立面図である。 図４は、本開示の一実施形態に係る、積み重ね可能な金属容器の前方立面図である。 図５は、図４の実施形態に係る容器の断面立面図であり、Ａ－Ａに沿った断面である。 図６は、図４の実施形態に係る容器の平面図である。 図７は、本開示の一実施形態に従って積み重ねられた複数の容器の一部の詳細立面図である。 図８は、本開示の一実施形態に係る容器の一部の詳細立面図である。 図９は、図４の実施形態に係る容器の一部の詳細立面図である。 図１０は、本開示の一実施形態に係る金属カップの成形方法を示すフロー図である。 図１１は、本開示の一実施形態に係る金属カップの成形方法を示すフロー図である。 図１２は、本開示の一実施形態に係る金属カップの成形方法を示すフロー図である。 図１３は、本開示の一実施形態に係る金属カップの成形方法を示すフロー図である。 図１４は、本開示の一実施形態に係る金属カップの成形方法を示すフロー図である。 図１５Ａは、本開示の一実施形態に係る金属カップの成形方法を示すフロー図である。 図１５Ｂは、図１５Ａのカップの下部の詳細である。 図１６Ａは、本開示の代替実施形態に係るカップの断面立面図である。 図１６Ｂは、図１６Ａのカップの下部の詳細である。 図１７は、積み重ねられた又は入れ子状態で提供された複数のカップの断面図である。 図１８は、本開示の一実施形態に係る工具部品の断面図である。 図１９は、図１８の実施形態の工具部品の断面図である。 図２０は、一実施形態による本開示のカップの断面図である。 図２１は、本開示の一実施形態に係る金属カップの特徴の詳細断面図である。 図２２は、一実施形態による本開示のカップの断面図である。 図２３は、本開示の一実施形態に係る金属カップの特徴の詳細断面図である。

図１は、直壁のプリフォーム２の前方立面図である。プリフォーム２は、本開示の一実施形態による金属カップの初期成形段階を表す。直壁プリフォーム２は、好ましくは、カッピングプレスに金属（例えばアルミニウム）のある量を供給し、金属材料のコイルから切り出されたブランク材シートから予備的な延伸カップを成形することによって成形される。得られる直壁の延伸カップは、好ましくは、カッピングプレスに供給される金属の入側ゲージにほぼ等しい壁厚を含む。例えば、いくつかの実施形態では、カップの底部における壁厚は、入側ゲージとほぼ等しい厚さを含む。予備的に延伸されたカップは、次にボディメーカに供給され、そこで金属がしごかれる。結果として得られる直壁プリフォーム２は、底部が金属の入側ゲージにほぼ等しい厚さを含む側壁を含み、いくつかの実施形態における側壁は、薄肉部分と厚肉部分とを含む。いくつかの実施形態では、薄肉部分は設けられていない。直壁プリフォーム２は、カップを成形するパンチの直径に概ね対応し、ほぼ等しい初期直径Ｄｉを含む。様々な実施形態において、初期直径Ｄｉは、約２．０インチと６．０インチとの間である。好ましい実施形態では、初期直径Ｄｉは、約３．０インチと４．０インチの間であり、より好ましくは約３．２９０インチのものである。

直壁プリフォーム２は、約３．０と１０．０インチとの間の高さＨ１を含む。好ましい実施形態では、プリフォーム２は、約３．５と５．５インチの間、より好ましくは約４．４６３インチの間の高さＨ１を含む。プリフォームの底部は、カップを成形するために使用されるパンチの形状および接触に起因する曲率半径を含む。様々な実施形態において、この半径Ｒは、約０．０２５インチと０．２５０インチとの間であり、好ましくは約０．０５９インチである。

図２は、成形のさらなる段階におけるカールしたプリフォームカップ４の前方立面図である。図２のカールしたプリフォーム４は、図１の薄肉プリフォーム２を含み、カップの上縁またはリップにカール６が設けられる。カール６は、鋭利なエッジをなくし、剛性を付加し、延伸ツーリングから取り外す手段を提供するために設けられる。図２に示すように、カールしたプリフォームカップ４は、図１のプリフォーム２と比較して減少した高さを含む。具体的には、図２のカールしたプリフォームカップ４は、約３．５～５．５インチの間、好ましくは約４．２３３インチ、の高さＨ２を含む。

カール６の成形の前または後に、プリフォーム４は洗浄、コーティング、および／または装飾されることがある。プリフォームの内側と外側の少なくとも一方を、エポキシ樹脂および／または当業者に認識されるであろう他の材料でコーティングすることが企図される。カップは、アルミニウムを酸化から保護し、カップの内容物からのアルミニウムの腐食を防止するためにコーティングされる。さらに、カップの内側及び／又は外側に、塗装又は他の装飾的な処理を施すことも考えられる。

図３は、本開示の一実施形態による、図２のカールしたプリフォームカップ４から成形される直線延伸カップ８の前方立面図である。図示のように、直線延伸カップ８は、カップの上端又はリップにカール６を含む。直線延伸カップ８は、図３に示すように、セクションがそれぞれ、連続的に小さくなる直径と変化する高さの直壁セクションを含む複数のセクション１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅを更に備える。図３は、本開示の他の図と同様に、寸法が提供されている。これらの寸法は、例示としてのみ提供され、特定の実施形態によるカップおよび機能を説明する。本開示の装置、発明及び機能は、図面に提供された寸法に限定されず、様々な修正及び比率が企図されることが明示的に認識されるであろう。図３の直線延伸カップ８は、本開示のカップの成形プロセスの中間段階を含む。

図３に示すように、直線延伸カップ８は、複数のセクション１０を含み、各セクション１０は、直線延伸カップ８の上端から下端に向かって連続的に小さくなる直径を含み、最上部のセクション１０ａが最も大きい直径を含み、最下部のセクション１０ｅが最も小さい直径を含む。セクションは、様々な高さを含み、相対的な高さは、以下のように特徴付けることができる：１０ｃ＞１０ｄ＞１０ｂ＞１０ｅ＞１０ａ。図３に示すように、直線延伸カップ８は、５つのセクションと４つのリブを含んでいる。セクションおよびリブの数は、消費者の要求に応じて変化し得る。セクションの高さも、消費者の要求に応じて変化することができる。

図４～５は、本開示の一実施形態による完成したテーパ付き金属製テーパ付きカップ２０を示す。テーパ付きカップ２０は、好ましくは、テーパプロファイルを有するダイ（図示せず）を用いて、直壁部１０の各々を（図３に示すものと比較して）より大きな直径に拡張することによって、図３の直線延伸カップ８から成形する。

図４にさらに示すように、完成したテーパ付きカップ２０は、Ｈ２よりも大きい最終的な高さＨ３まで拡張される。具体的には、完成したテーパ付きカップ２０は、約４．５～６．５０インチ、好ましくは約５．３３０インチの高さＨ３を含む。最終的な高さＨ３は、最終的な成形工程中に拡張ダイによって生成される。テーパ付きカップ２０の上端には開口部７が設けられており、この開口部には閉鎖やシールなどが設けられていない。開口部は、カールした部分６の円周によって少なくとも部分的に規定され、カールした部分６は、飲用中に使用者の口がカールした部分６に接触することが意図される、使用者インターフェースの少なくとも一部を含む。

図５は、図４に示すような金属製テーパ付きカップ２０の断面立面図であり、ここで、図４の線５－５での断面である。図５に示すように、テーパ付きカップ２０は、複数の段差部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅを含むテーパプロファイルを含み、各連続部は、段差２２によってより小さい直径を含む。さらに、各セクションは、テーパ付きの拡張ダイによって成形された角度のついたまたはテーパ状の側壁を含む。

複数のセクション１０の様々な内径が設けられる。いくつかの実施形態では、完成したテーパ付きカップ２０は、以下のように特徴付けられる相対的な直径を含む複数のセクション１０を備える：１０ａ＞１０ｂ＞１０ｃ＞１０ｄ＞１０ｅ。特定の直径は、それぞれのセクション１０の上部から測定されるものとして提供され、図示される。複数のセクション１０は、様々な高さを構成し、相対的な高さは、以下のように特徴付けることができる：１０ｃ＞１０ｄ＞１０ｂ＞１０ｅ＞１０ａである。飲み口インターフェースも含むカールしたセクション６の内径は、約２．０～５．０インチ、好ましくは約３．２９０インチの直径を含む。詳細ＹおよびＺは、図５上に示され、それぞれ図９および図８に詳細に示される。様々な拡張角が図５に示されており、各セクション１０は、セクション１０の高さに沿って外側に拡張する。示されるように、各セクション１０は、異なる拡張角（セクションの高さに対する直径のパーセント割合として表される）を含む。しかしながら、代替の実施形態では、各セクション１０が同じ拡張角を含むことが企図されている。描かれた実施形態では、相対的な拡張角は、以下のように表すことができる：１０ｅ＞１０ｂ＞１０ｄ＞１０ｃ。図５に提供される最上部のセクション１０ａは、拡張角がない直壁部を含む。

図５の直壁セクションは、カップを延伸し、セクションの各々に拡張又は増大した直径を提供することによって成形されることが企図される。いくつかの実施形態では、セクションの各々は、延伸を使用して成形され、延伸されたセクションの各々の最初の成形に続いて、セクションの各々を拡張するために１つ以上の拡張ダイが提供されることが企図されている。他の実施形態では、直壁セクションの延伸及び拡張が、第１のセクションが延伸され、次いで拡張され、第２のセクションが延伸され、拡張されるなど、交互に実行されることが企図される。また、延伸および拡張操作の数が等しい必要はないことが企図される。例えば、単一の延伸操作から成形される部分に複数の拡張ステップを設けることができる。さらに、ある部分が延伸され、対応する拡張操作が提供されないこともある。

図６は、図４の実施形態による完成したテーパ付きカップ２０の上面図である。複数の段差部１０が平面図で示されており、テーパ付きカップ２０の底部は、いくつかの実施形態ではドーム２４を含む。

図７は、積み重ねられた構成で提供される２つの完成したテーパ付きカップ２０の詳細図であり、各テーパ付きカップ２０のそれぞれのカールした部分６は、分離またはスタンドオフ高さを提供されている。スタンドオフ高さは、カールした部分６の連続する上端間の高さ又は距離を含むものが提供される。描かれた実施形態では、スタンドオフ高さは、約０．００インチと約１．０インチとの間である。好ましくは、スタンドオフの高さは、約０．２８インチである。スタンドオフの高さは、例えば、積み重ねられたカップを把持して分離する能力をユーザに提供する。様々な実施形態がスタンドオフ高さを企図しているが、そのようなスタンドオフ機能は必要ではなく、代替実施形態は、そのようなスタンドオフが設けられないことを企図している。

図８は、カール６を含むカップの上部を示す完成したテーパ付きカップ２０の詳細断面立面図である。図８は、図５の詳細Ｚの詳細図である。図８に示すように、カップのカール部６は、約０．０１０インチと０．２５０インチとの間の曲率半径を含む。描かれた実施形態では、好ましい曲率半径は、約０．０４０インチの曲率を含む。図８はまた、テーパ付きカップ２０の隣接するセクション１０ａ、１０ｂの間の段差２２を提供する。図示のように、段差は、約０．０４０インチの第１の曲率半径と約０．０４０インチの第２の曲率半径を含み、２つの曲率半径はそれぞれ、セクション１０ａ、１０ｂの隣接する側壁からの移行または離脱を含む。図８には１つの段差２２のみが描かれているが、テーパ付きカップ２０の各段差２２は、図８に示す段差２２と同じ寸法を含むように設けられることが企図される。段差２２は、１つまたは複数の半径の任意の寸法または組み合わせとすることができる。

図９は、ドーム２４を含むテーパ付きカップ２０の底部を示す、完成したテーパ付きカップ２０の詳細な断面立面図である。図９は、図５の詳細Ｙの詳細図である。図９は、本開示の一実施形態によるテーパ付きカップ２０の様々な寸法及び詳細を含む。示されるように、テーパ付きカップ２０は、プリフォーム２０の下側部分にあるドーム２４を備える。カップの底部１０ｅは、約１．５０～３．５０インチの間、好ましくは約２．３４９インチの外径を含む。曲率半径Ｒ２は、底部１０ｅとドームとの間の移行部として設けられ、曲率半径Ｒ２は、約０．０１０インチと約０．２５０インチとの間の半径を含む。好ましくは、曲率半径は約０．１０インチである。半径Ｒ２とドーム２４との間には、平坦な立設面３０が設けられており、平坦な表面３０は、完成したプリフォーム２０のための静止場所または支持を含む。平坦な表面３０は、一般に、約０．００１０インチと０．１２５インチの間、好ましくは約０．０８４インチの幅を有する環状の表面を含む。いくつかの実施形態では、平坦な表面がカップの直径又は円周の一部のみの周りに延びることが企図される。平坦な表面３０は、複数の曲率半径を含むドーム状部２４の中に延びている。ドーム状特徴部２４の中央部分は、約１５．０インチの半径を含み、ドーム状部分２４は、図示のように平坦な表面３０に移行する。ドーム状部分２４およびその寸法は、寸法が変化してもよい。さらなる実施形態では、平坦な立設面は設けられない。

図９に示すように、カップの底部１０ｅは、約０．００９０インチのゲージまたは壁厚を含み、隣接部１０ｄは、約０．００４０インチのゲージまたは壁厚を含む。底部セクション１０ｅは、ゲージを強化したセクションを含み、したがって、底部セクション１０ｅは、カップが表面に置かれるとき、落とされるときなど、別の表面に接触することが意図されているので、強化された耐久性を含む。特定の実施形態において、カップは、単一の金属厚みを含む。

図１０は、本開示の一実施形態による金属カップを成形する方法を示すフローチャートである。図示のように、図１０の方法は、カップが成形されるべき金属材料のコイルを提供する第１のステップ５０を含んでいる。好ましくは、ステップ５０で提供されるコイルは、アルミニウムストック材料のコイルを含む。コイルから切り出されたブランク材から少なくとも１つのカップが成形される第２のステップ５２が提供される。好ましくは、カップは、ブランク材及び延伸操作を使用して成形される。その後、カップが少なくとも１回の再延伸操作を受ける再延伸ステップ５４が提供される。方法ステップ５０、５２および５４は、本開示の方法に従ってさらに処理する準備ができている初期カップを提供する。

再延伸ステップ５４から提供されたカップは、本明細書に示され説明されるように、成形及び仕上げステップにさらに供される。図１０の描かれた実施形態では、カップはトリミング操作に供され、ステップ５８でカップの上部開放端が材料を除去するために切断又はトリミングされる。続いて、ステップ６０において、カップの上部のトリミングされた端部は、少なくとも１つのカール（例えば、図２の６を参照）が備えられる。その後、ステップ６２を参照すると、少なくとも１回の段階的延伸操作が行われ、複数の直壁部がカップに成形される（例えば、図３を参照）。次いで、カップは、ステップ６４において少なくとも１回の拡張操作を介して拡張される。いくつかの実施形態では、拡張ステップ６４は、テーパプロファイルを有する１つ又は複数のダイを使用して、直壁部の各々をより大きな直径に拡張することを含む。次いで、ドーミング操作６６が実行されて、カップの底部にドームを提供する。ドームは、カップの構造的完全性及び安定性を高めるために設けられてもよい。本明細書に記載され、シーケンス５６として参照される一連のステップは、設計、顧客の要求、及び／又は機械技術に応じて再順序付け又は排除されることが企図されるステップを含んでいる。少なくとも１つの実施形態は、図１０に示されるようにステップを実行することを企図しているが、５６によって示されるステップの１つまたは複数が排除されるか、または再順序付けされることも企図される。

図１０に５６として図示されたシーケンスに続いて、カップは次に、洗浄ステップ６８に供される。洗浄後、カップは、ステップ７０で装飾され、ステップ７２で底部コーティングが提供され、及び／又は内部コーティング（「ＩＣ」）スプレーステップ７４が提供される。図１０において７６で示される複数の方法ステップは、設計、顧客の要求、及び／又は機械技術に応じて、再順序付け又は排除されることが企図される。例えば、顧客のニーズ及び要求に応じて、方法は、装飾ステップ７０の後に終了することができる。

図１１は、本開示の別の実施形態による金属カップの成形方法を示すフローチャートである。示されるように、コーティングされたコイルがストック材料の形態で提供される初期ステップ８０が提供される。好ましくは、ステップ８０のコイルは、被覆されたアルミニウムを含む。しかしながら、本開示の様々な実施形態は、様々な方法を用いて金属の表面に硬化、積層又は押し出されたエポキシ、フィルム、ポリマ又はその他の「塗料」を含む「コーティングされた」コイルを提供し、企図する。ステップ８２でコイルから少なくとも１つのカップが成形され、カップはコイルから切り出された材料のブランク材シートと延伸ダイスから成形される。ステップ８２で成形された初期カップは、次にステップ８４で少なくとも１回の再延伸操作に付される。初期カップを成形した後、プロセスはステップ８８に進み、ステップ８８でカップの上部開放部分をトリミングし、その後、ステップ９０でカールを設け、ステップ９２で段階的再延伸（ｓｔｅｐｐｅｄ ｒｅｄｒａｗ）操作を行って少なくとも１つの直壁部分を成形し、ステップ９４で直径を広げ、ステップ９６でドーミング操作を行って底部ドームを設ける。図１１のステップ８８～９６は、集合的にシーケンス８６と呼ばれる。このシーケンス８６のステップは、設計、顧客の要求、および／または機械に応じて、再順序付けまたは排除されることが企図される。

説明されたシーケンス８６の方法ステップに続いて、カップは、すすぎ又は洗浄操作１００及び装飾ステップ１０２に供される。図１１では、洗浄及び装飾は、カップが完成する最終シーケンス９８として描かれている。しかしながら、シーケンス９８は、再延伸ステップ８４に続いて、シーケンス８６の前に提供され得ることも企図されている。

図１２は、本開示の別の実施形態による金属カップの成形方法を示すフローチャートである。図１２に示すように、複数の初期カップ成形ステップが設けられ、ここでコイル１０４が提供される。少なくとも１つのカップが、ステップ１０６において、好ましくはブランク材および延伸操作によって、コイル材料から成形される。カップをさらに成形するために、いくつかの実施形態では、再延伸ステップ１０８が提供される。最終的なカップの高さを成形するために、ステップ１１０でのボディメーカが任意に使用される。

次に、カップの上部は、ステップ１１２でトリミングされる。トリミングされたカップは、次に好ましくは洗浄操作１１４に供される。洗浄に続いて、装飾及び／又はコーティングシーケンス１１６が提供され、装飾シーケンスは、ステップ１１８でカップを装飾するステップ、底部コーティング１２０を提供するステップ、及び／又はステップ１２２でカップに内部コーティングを提供するステップを含む。コーティングシーケンス１１６の１つ以上のステップは、すすぎステップ１３２の後に、並び替え、排除、及び移動することができる。

好ましくは、コーティングシーケンス１１６に続いて、最終成形ステップ１２４が提供される。最終成形ステップは、好ましくは、ステップ１２６でカップのトリミングされた部分にカールを与えること、カップに１つ以上の直壁部を成形するために少なくとも１つの段階的延伸操作１２８を行うこと、及び直壁部（複数）の直径を拡大するために拡張ステップ１３０を行うことの少なくとも１つを含む。最終成形ステップ１２４は、ユーザの要求に応じて順序を入れ替えたり、排除したりすることが企図される。仕上げステップとして、すすぎステップ１３２が提供される。しかし、先に述べたように、コーティングシーケンス１１６の１つまたは複数のステップは、すすぎステップ１３２に続いて発生するように順序を変更することができる。図１２の実施形態は、カップの底部にドームを設けることを企図している。ドーミング操作１３４が提供され、ボディメーカ操作１１０の間に、又は最終的な別個の操作としてすすぎの前に起こることが企図される。

図１３は、本開示の別の実施形態による金属カップの成形方法を示すフローチャートである。図１３に示すように、カップは、ステップ１４０で提供され、好ましくは、ブランクアルミニウム材のコイルから成形される。次いで、カップはステップ１４２で再延伸され、ここでカップは１つ以上の再延伸操作に付される。その後、カップはステップ１４４でボディメーカに供給され、最終的なカップの高さと直径が成形される。その後、カップはステップ１４６でトリミングされ、再延伸及び／又はボディメーカ操作から生じた過剰なカップ高さがトリミングされる。洗浄及び装飾シーケンス１５０が提供され、ここでカップは、１５２でのすすぎステップ及び装飾ステップ１５４のうちの少なくとも１つに供される。洗浄及び装飾シーケンス１５０のステップは、図１３に設けられた拡張１６２又はドーミングステップ１６４の後に移動することができる。当業者であれば、様々な洗浄および装飾ステップが、製造プロセスの異なる時点で実施されてもよいことを認識するであろう。本開示は、例示目的のために特定の方法ステップおよび動作順序を提供し、様々な代替案が企図される。

次に、カップは仕上げシーケンス１５６に進められ、仕上げシーケンスは、ステップ１５８でカップのトリミングされた部分にカールを与えるステップと、段階的再延伸操作１６０を与えるステップと、拡張操作１６２を与えるステップと、ステップ１６４でカップの底部分にドームを与えるステップとを含んでいる。ドーミングステップ１６４は、図１３の実施形態の最終ステップに発生すると企図されているが、ドーミングステップがステップ１４４においてボディメーカ内で発生し、拡張操作１６２を図１３の実施形態の最終ステップとすることも企図される。図１３の仕上げシーケンス１５６のステップは、設計、顧客の要求、および／または機械技術に応じて、順序を変更したり、削除したりすることができる。

図１４は、本開示の別の実施形態による金属カップの成形方法を示すフローチャートである。図１４に示すように、カップは、ブランク材料のスラグから提供される。示されるように、材料（例えば、アルミニウム）のスラグを提供することを含む初期ステップ１７０がある。スラグは、ステップ１７２で衝撃押出し（ｉｍｐａｃｔ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）されてカップを成形する。カップの上端は、ステップ１７４で好ましい高さにトリミングされ、その後、ステップ１７６及び１７８でそれぞれブラッシング及び洗浄される。いくつかの実施形態では、衝撃押出しカップにアイロンをかけるステップが、衝撃押出し（ステップ１７２）の後、トリミング（ステップ１７４）の前に提供される。次いで、洗浄されたカップ１７８が提供され、図示のようなコーティング及び装飾シーケンス１８０に供される。図１４のコーティング及び装飾シーケンス１８０は、カップ１８２を装飾するステップと、カップ１８４に底部コーティングを提供するステップと、カップ１８６に内部コーティング（例えば、スプレーコーティング）を提供するステップとを含んでいる。コーティング及び装飾シーケンス１８０のステップは、順序を入れ替えてもよく、及び／又は、すすぎステップ１９８に続いて提供されてもよい。

コーティング及び装飾シーケンス１８０の後、図１４の方法は、ステップ１９０でカップの上部、トリミングされた部分をカールさせるステップ、段階的延伸操作１９２を行うステップ、１つ又は複数の拡張ダイ１９４を用いて拡張操作を提供し、カップの底部部分にドーム１９６を成形するステップを含む、仕上げシーケンス１８８に進む。仕上げシーケンスのステップは、ユーザの好み、設計、顧客の要求、及び／又は利用可能な機械技術に応じて、順序を入れ替えたり、排除したりすることができる。仕上げシーケンス１８８に続いて、カップはステップ１９８で洗浄及び／又はすすぎされる。

図１５Ａ～１５Ｂは、本開示の一実施形態に係るカップを描いている。図示のように、カップ２００は、複数の段差又はリブ２０２を有する回転対称のプロファイルを含む。図１５Ａ～１５Ｂの実施形態では、カップ２００は、本開示の他の実施形態による固着防止機能を含まない。したがって、図１５Ａ～１５Ｂの実施形態の複数のカップは、コンパクトな態様で積み重ねられたり入れ子にされたりすることが可能である。しかしながら、１つのカップの底部の側壁２０４の外側と、第２の隣接するカップの側壁２０４の内側との間の密接な接触および入れ子を含むこのコンパクトな態様は、２つのカップの間の摩擦力および／または真空力により、隣接するカップが分離することが困難であり得る。図１５Ｂは、図１５Ａの実施形態のカップの下側部分の詳細図である。

図１６Ａ～１６Ｂは、本開示の一実施形態による容器２１０を示す図であり、積み重ねられた隣接するカップの分離をユーザにとって容易にするための特定の形状及び構造を有する底部２１２を含む。図１６Ａは、段差又はリブ２１６によって分離された複数のテーパ部２１４を含む容器２１０の立面図である。底部２１２は、角度のついた部分又はテーパ部分と底部とを含んでいる。

図１６Ｂは、図１６Ａの容器２１０の断面立面図である。より具体的には、容器２１０の底部セクション２１２は、明確にするために拡大されている。図示のように、底部セクション２１２は、第１の半径２２４によって囲まれたドーム状部分２２６を含む。内側にテーパを付けた側壁２１８は、第２の半径２２０まで上方に延び、第３の半径２２２が第２の半径２２０とテーパ部２１４を連結している。いくつかの実施形態では、第２の半径と第３の半径の間に直壁部が設けられる。図１６Ｂに示すように、第１及び第３の半径２２４、２２２は凸状の屈曲部を含み、第２の半径２２０は凹状の屈曲部を含む。さらに、内側にテーパを付けた側壁２１８は、外側に向かう傾斜又は角度を含むテーパ部２１４とは対照的に、内側に（すなわち、下から上に向かって容器の中央長手軸に向かって）延びる傾斜又は角度を含む。図１６Ｂには直壁部２１８が示されているが、本開示の他の実施形態では、第１の半径２２４が第２の半径２２０に直接延びることが企図されている。本開示の様々な実施形態は、本明細書に示され説明されるスタンドオフ機能を提供するために、第２の半径２２０が第１の半径２２４よりもカップの中心線に近い位置に設けられることを企図している。カップは、複数の変曲点を含み、ドームは第１の半径２２４に移行し、側壁２１８は第２の半径２２０に移行し、第２の半径は第３の半径２２２に移行している。

様々な実施形態において、第１の半径２２４は、約０．０５０インチと０．２０インチの間、好ましくは約０．１００インチの半径を含む。様々な実施形態において、第２の半径２２０は、約０．０５０インチと０．２０インチとの間の半径、および好ましくは約０．１００インチの半径を含む。様々な実施形態において、第３の半径２２２は、約０．０３０インチと０．２０インチとの間の半径、および好ましくは約０．０６０インチの半径を含む。

図１６Ａ～１６Ｂに示す実施形態を含むがこれに限定されない様々な実施形態において、第３の半径２２２の凸状の曲率は、約０．０２０インチと０．０６０インチの間、好ましくは約０．０５０インチの曲率半径を含む。第２の半径２２０の凹状の曲率は、約０．０５０インチと１．００インチとの間、好ましくは約０．０８０インチの曲率半径を含む。第２の半径２２０と第３の半径２２２の間には、実質的に水平方向に向いた直壁部が設けられる。

図１７は、積み重ねられた構成で提供される複数の容器２１０ａ、２１０ｂの断面立面図である。図示のように、容器２１０ａ、２１０ｂは、同様の構造およびサイズであり、各々が、本明細書に示され説明されるような固着防止機能を含む（例えば、図１６Ａ～１６Ｂを参照）。第１のカップ２１０ａの第１の半径２２４ａは、第２のカップ２１０ｂの第２の半径２２０ｂの内側に設けられる。第２のカップ２１０ｂの第３の半径２２２ｂは、第１のカップ２１０ａから離れるように外側に延び、２つのカップ２１０ａ、２１０ｂの間に空隙空間２３０が成形される。空隙空間２３０は、第１のカップ２１０ａの内側にテーパを付けた部分２１８と第２のカップ２１０ｂの外側にテーパを付けた部分２１４の間に設けられている。さらに、カップ２１０ａ、２１０ｂの下部の構造は、カップの上端部に間隔またはスタンドオフ高さ２２５を提供し、ここでカップの各々の上端部に設けられたそれぞれのカールは間隔をあけて配置される。これにより、ユーザは、入れ子になった又は積み重ねられたカップを把持して容易に分離することができる。

図１８～１９は、本開示の一実施形態に係る成形工具の断面立面図である。図示のように、カップのドーム状底部を受けるための空隙２５３を有するダイセンターパンチ２５２を含む工具パック２５０が提供される。工具２５０はまた、再延伸圧力パッド２５４と、再延伸ダイ２５６と、変形工具２６０とを含む。金属カップ２６２が成形工具に相対的に示されている。再延伸ダイ２５６は、成形動作中に空気を工具から逃がすためのベント機能２５８を含む。

図１８は、カップの固着防止機能を成形するための操作の初期位置又は開始位置における工具２５０を示す。図１８に示すように、カップ２６２は、段付き又は階段状のプロファイルを含むが、本開示の固着防止機能はまだ設けられていない。圧力パッド２５４と再延伸ダイ２５６は接触させられ、カップ２６２は２つのコンポーネントの間で圧縮されている。内部隙間２６４は、カップ２６２の底部が外側に移動することを可能にするために設けられている。

図１９は、成形工具２５０と、成形位置にあるカップ２６２とを示している。図１９に示すように、カップ２６２の底部には、固着防止機能が設けられている。成形中、変形工具２６０は、（少なくとも図１９に示すように）下方に移動され、カップ２６２の底部分に接触する。変形工具２６０に設けられた、カップ２６２の底部分に接触する凹状の空隙２６６は、カップ２６２のドーム状の領域に外接し、底部分を拡張させる。その結果、カップは、図１９に示すような形状になり、カップ２６２の最下部は、底部の残りの部分に対して外側に拡大し、カップ２６２は、例えば図１６Ｂにさらに示されて説明されているように内側にテーパを備える。カップの金属は、底部分（図１６Ｂの第１の半径２２４に対応する）で外側に移動し、第２の半径（図１６Ｂの２２０）に近接して内側に移動する。この移動の間、ドーム原点(ｈｏｍｅ）は一定に保たれることが好ましい。

図２０は、積み重ね、又は積み重ね配置で提供されるカップ３００ａ、３００ｂの断面立面図である。図示のように、第１及び第２のカップ３００ａ、３００ｂはそれぞれ、周辺カール３０２ａ、３０２ｂを有する上部と、起立ドーム部３０４ａ、３０４ｂを有する下部とを含む。カップの高さは、各カップの上側部分と下側部分との間に延び、複数のカップ部分又はパネル３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８が高さに沿って提供される。パネルは、明確にするために、第２のカップ３００ｂに関して示され、ラベル付けされている。しかしながら、図２０の２つのカップは、実質的に同じレイアウト及び形状を含むことが認識されよう。パネルの数及びパネルの大きさを含むカップの形状は、変化してもよい。好ましい実施形態では、各カップは、パネルが上から下へ順次直径を減少させて、例えば図２０に示すテーパ状のプロファイルを成形する複数のパネルを含んでいる。図２０に示すように、第１のカップ３００ａを第２のカップ３００ｂ内から取り出すのに必要な除去力を低減するために、各カップの底部間のオフセットを提供し、及び／又は接触を防止することは、本開示の目的である。図２０の実施形態では、このオフセットは、外向きの突起３０６を設けることによって達成される。オフセット又は隙間３２０は、周囲又は円周の周りに一定の隙間であることが企図される。さらなる実施形態では、この隙間は、カップの円周の周りの非一定の隙間であることが企図されている。カップ間の隙間は、様々な寸法を含むものとして企図される。いくつかの実施形態では、約０．０００１インチと０．０１０インチとの間である隙間が設けられる。好ましい実施形態では、隙間は、約０．００１インチと０．００６インチとの間の隙間を含む。さらに好ましい実施形態では、隙間は、約０．００１インチと０．００５２５インチの間であり、半径方向の位置に基づいて様々であるものが提供される。

図２０の突起３０６は、隣接するカップパネル３１６、３１８の交差部に設けられた円環状又は半円環状の突起又は突出部を含む。第１のカップ３００ａの突起３０６ａは、図２０の第２のカップ３００ｂの上方部分３０２ｂに接触するような大きさであり、そのように動作可能である。示されるように、突起３０６ａは、第１のカップ３００ａが第２のカップ３００ｂの中に延びること又は第２のカップ３００ｂの中に入れ子になることの範囲に制限を作り出す。図２０に示すように、突起３０６は、カップの特定の部分間の接触を防止する。例えば、図２０の実施形態では、各カップ３００ａ、３００ｂの様々なパネル間の接触と同様に、ドーム状部分３０４ａ、３０４ｂ間の接触が防止される。隙間は、カップの高さに沿った様々な位置に設けられ、それによってカップ間の摩擦を減らし、必要な延伸力又は除去力を減少させる。第２のカップ３００ｂの第１のパネル３０８の上側部分と第１のカップ３００ａの下側部分との間に隙間３２０が示されている。特定の実施形態では、第２の接触点がこの場所に設けられる（図２０の３２０）。この接触は、例えば、第１のパネル３０８の高さを延長すること及び／又は最上部のパネル３１８の高さを下げることによって達成され得る。したがって、特定の実施形態では、２つの隣接するカップの間に２つの接触点が設けられ、カップのパネル間に隙間が維持されることが好ましい。

図２１は、図２０の実施形態によるカップ３００の一部を示す詳細断面立面図である。図示のように、カップの上端は、そこから延びる上端パネル３１８を有するカール３０２ａを含む。最上部パネル３１８は、図２１では垂直パネルとして描かれているが、代替の壁角が企図される。例えば、本開示の様々な容器及びカップは、約３度から２０度の間の壁角度を含むものとして企図される。

最上部のパネル３１８は、半円環状の突起を含むと企図される外向きの突起３０６ａに移行する。好ましい実施形態では、半円環状突起３０６ａは、カップの周囲３６０度にわたって延びる。代替の実施形態では、突起はカップの円周の１つ以上の部分に沿って延び、連続的な特徴または単一の突起ではない。本開示の様々な実施形態は半円環状突起を企図しているが、代替的な形状の突起が企図されている。例えば、三角形の断面を有する突起および他の様々な形状の突起が、本開示の目標および目的を達成するように企図される。突起３０６ａは、隣接するパネル３１６に移行する。様々な追加のパネルが提供されることが企図されている（図２０参照）。ディンプルおよび円形突起を含む様々な形態および形状の突起が設けられ、製造中の外向きの力または衝撃によって成形され得ることが企図される。いくつかの実施形態では、１つ以上の垂直方向に延びる突起がカップの内部又は外部に設けられ、隣接するカップとの接触を提供し、オフセットを達成する。本開示の様々な実施形態は、カップ成形工程の一部として突起を成形することを企図しているが、代替実施形態は、別の工程として突起又は同様の特徴を付加することを企図している。例えば、いくつかの実施形態では、カップがストック材料から少なくとも部分的に成形された後に、突起、ビード、又はスポット溶接の特徴がカップ上に設けられる。

再び図２１を参照すると、突起３０６は、連続した突起または２つの対向する突起の間のいずれかによって定義されるように、カップの第１の外径を提供する。最上部のパネル３１８は、最大の内径のパネル又はカップ部を規定する内径Ｄ２を含む。様々な実施形態において、内径Ｄ２は、約１．０インチと約５．０インチの間の直径を含む。より好ましくは、Ｄ２は、２．０と４．０インチの間の直径を含む。様々な実施形態において、カップは、カップサイズに基づいて変化する内径Ｄ２を備えている。例えば、３．６１０と３．６２５インチの間の内径Ｄ２は、１６、２０及び２４オンスのカップに設けられ、２．８５０と２．８６５インチの間の内径Ｄ２は、９及び１２オンスのカップに設けられる。このような寸法は、特定の企図された実施形態を説明するために提供される。代替の実施形態および割合が企図され、カップサイズおよび直径に関する限定は提供されない。好ましい実施形態では、第１の直径Ｄ１は、第２の直径よりも大きく、カップのための接触点又は静止面を提供する。いくつかの実施形態では、第１の直径は、第２の直径の１．００１倍から１．２倍の大きさである。したがって、様々な実施形態において、突起３０６によって成形される外径Ｄ１は、約３．６２８インチと４．３５インチの間（例えば、１６、２０及び２４オンスのカップについて）、より小さいカップサイズについては約２．００２と２．４０インチの間となる。いくつかの実施形態では、９オンス及び１２オンスカップは、それぞれ約２．８６９インチ及び３．４３８インチの外径Ｄ１を備えている。

突起は、好ましくは約０．００５０インチと３．０インチとの間である半径Ｒ１を含む。好ましい実施形態では、突起は、単一の一定の半径を含む。代替実施形態では、三角形断面の突起や他の様々な形状の突起など、複数の曲率半径および／または直線部分を含む１つまたは複数の突起が設けられる。

図２２は、積み重ね、又は積み重ね配置で提供されるカップ４００ａ、４００ｂの断面立面図である。図示のように、第１及び第２のカップ４００ａ、４００ｂはそれぞれ、周辺カール４０２ａ、４０２ｂを有する上部と、起立ドーム部４０４ａ、４０４ｂを有する下部とを含む。カップの高さは、各カップの上側部分と下側部分との間に延び、複数のカップ部分又はパネル４０８、４１０、４１２、４１４、４１６、４１８が高さに沿って提供される。パネルは、明瞭にするために、第２のカップ４００ｂに関して示され、ラベルが付けられている。しかしながら、図２２の２つのカップは、実質的に同じレイアウト及び形状を含むことが認識されるであろう。パネルの数及びパネルの大きさを含むカップの形状は異なってもよい。好ましい実施形態では、各カップは、パネルが上から下へ順次直径を減少させて、例えば図２２に示すテーパ状のプロファイルを成形する複数のパネルを含んでいる。図２２に示すように、第１のカップ４００ａを第２のカップ４００ｂ内から取り出すのに必要な除去力を低減するために、各カップの底部間のオフセットを提供し、及び／又は接触を防止することが、本開示の目的である。図２２の実施形態では、このオフセットは、内側に向いた突起４０６を設けることによって達成される。図２２の突起４０６は、周辺カール４０２と最上部パネル４１８との交差部又は移行部に設けられた環状又は半円環状の突起又は突出部を含む。突起４０６ａは、隣接するカップの外側に接触するような大きさであり、動作可能である。より具体的には、そして図２２に示すように、第２のカップの突起４０６ｂは、カップ４１３の中心線に向かって内側に延び、第１のカップの最上部パネル４１８の下部と接触するように動作可能である。図示のように、突起４０６は、第１のカップ４００ａが第２のカップ４００ｂの中に伸びるか、または入れ子になることを許容する範囲に制限を生じさせる。図２２に示すように、突起４０６は、カップ間の接触を防止する。例えば、図２２の実施形態では、各カップ４００ａ、４００ｂのパネル間の接触と同様に、ドーム状部分間の接触が防止される。隙間は、カップの高さに沿った様々な位置に設けられ、それによってカップ間の摩擦を低減し、必要な延伸力または除去力を低減する。第２のカップ４００ｂの第１のパネル４０８の上部と第１のカップ４００ａの下部との間に隙間４２０が示されている。特定の実施形態では、第２の接触点がこの場所に設けられる（図２２の４２０）。この接触は、例えば、第１のパネル４０８の高さを延長すること、及び／又は様々なパネル（例えば、図２２のパネル４１８）の高さを下げることによって達成することができる。したがって、特定の実施形態では、２つの隣接するカップの間に少なくとも２つの接触点が設けられ、カップのパネル間に隙間が維持されることが好ましい。間隙は、カップ間に提供される摩擦力を低減し、ある実施形態では、カップ間の真空又は吸引力を低減し、積み重ねられた構成からのカップのより容易な分離及び除去を可能にする。

図２３は、図２２の実施形態によるカップ４００の一部を示す詳細断面立面図である。図示のように、カップの上端は、そこから延びる最上部パネル４１８を有するカール４０２ａを含んでいる。最上部パネル４１８は、図２３では垂直パネルとして描かれているが、代替の壁角が企図される。カール４０２ａと最上部パネル４１８との間の移行部には、突起４０６ａが設けられている。突起４０６ａは、半円環状の突起を含むように企図される内向きの突起を含む。好ましい実施形態では、突起４０６ａは、カップの周りに３６０度延びる。代替実施形態では、突起はカップの円周の１つ以上の部分に沿って延び、連続した特徴または単一の突起ではない。さらに、突起は、様々な断面形状及び外形を含むことができる。本明細書で使用する場合、「半円環状」という用語は、回転点の周りに押し出された突起の断面形状が部分的な円であることを指す。押し出しと突起は、３６０度の円周突起、または３６０度より小さい円周を含むことができる。突起４０６ａは、最上部のパネル４１８に移行する。様々なパネルが提供されることが企図されている（図２２参照）。カップは、内向き突起４０２ａの内面によって規定される第１の内径Ｄ３を含む。第１の内径Ｄ３よりも大きい第２の内径Ｄ４が設けられ、第２の内径Ｄ４は、最上部のパネル４１８によって成形されるカップ部の内径を構成している。

議論されたように、突起４０６ａは、カップの全周の周りに連続することができ、又は周の周りの任意の数のより小さい不連続な特徴に分割することができる。図２３の目的のために、Ｄ３は、連続した３６０度の突起の間の直径として、または約１８０度離れて位置する対向する突起の間の距離として考慮される。図２３の第１の内径Ｄ３は、突起４０６ａによって少なくとも部分的に規定される直径を含む。突起４０６ａは、曲率半径Ｒ２を構成している。曲率半径は、約０．００５インチと約３．０インチとの間の半径を含むものとして企図される。半径は、好ましくは連続的であるが、変化する曲率半径を有する突起も企図されている。

様々な実施形態において、第１の内径Ｄ３は、第２の内径Ｄ４の約０．８倍と第２の内径Ｄ４の約０．９９９倍の間にあるカップ４００の頂部またはその付近の狭窄（ｃｏｎｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）を構成している。従って、第１の内径Ｄ３は、第２の内径Ｄ４の関数であると企図される。特定のカップ（例えば、１６、２０及び２４オンスの容積のカップ）については、第２の内径Ｄ４は約３．６２５インチの直径を構成し、突起によって成形される第１の内径Ｄ３は約２．９０と３．６２１インチの間にある。２．０インチの第２の内径Ｄ４を含むより小さいカップの場合、突起によって成形される第１の内径Ｄ３は、約１．６と１．９９９インチの間である。様々な実施形態において、第１の内径Ｄ３は、約１．０と５．０インチの間であることが企図されている。しかしながら、本明細書で議論されるように、第１の内径Ｄ３は、好ましくは、関連するカップ特徴形状の関数である。図２３及び他の図及び実施形態に関して提供される様々な寸法は、例示の目的でのみ提供される。様々な異なる寸法及び比率は、本開示の様々な発明的特徴の範囲内であるとして企図される。寸法または比率に関する限定は提供されない。

本開示の突起は、例えば、最上部パネルの下側の外側領域（図２０の３０６ａ）及び周辺カールの内側領域（図２２の４０６ａ）を含む特定の場所に設けられるものとして図示されているが、本開示は、これらの特定の場所に突起を有するカップに限定されないことが認識されるであろう。本明細書に示され、説明されるように、突起のないカップも企図される。さらに、代替的な位置に設けられた突起が企図される。例えば、本開示のいくつかの実施形態は、第１のカップが入れ子になっているカップのカール上に静止するようにもたらされる最上部のパネルの高さに沿った点（例えば、図２０のパネル３１８の高さに沿ったどこか）に外向き突起を設けることを企図している。追加の実施形態では、内向きの突起は、上側のパネル上で、周辺カールの下に設けられることが企図される。突起の特定又は相対的な位置決めに関する制限は提供されない。１つまたは複数のパネル上の異なる位置の突起は、例えば、フライスピン技術および同様のプロセスによって成形することができる。

本明細書で示され、説明されるような突起は、様々な異なるパネル上に設けられることも企図される。例えば、本明細書で示され説明されるようなオフセットおよび隙間を作り出す、図２２のパネル４１２の上部に突起が設けられることがある。

様々な実施形態において、カップを成形する方法が提供される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの突起がカップに成形されて接触点又は静止点を提供し、突起がカップの第１の拡張動作中に成形される。突起は、カップ部間のリブ又は移行部（例えば、最上部パネルと隣接するパネルとの間の移行部）を押すことによって成形される。更なる実施形態では、本開示の突起が、カップの残りの部分を保持しながらリブ又は移行部を押す独立したプレスで成形されることが企図される。スピナ又はドーム変形工具の作用と同様の方法でローラをリブ又は移行部に押し込む回転作用が提供されることがさらに企図される。例えば、円周方向の溝や特徴は、内側に押し込む力でローラをカップの外径の周りに回転させ、バンプや特徴を作り出すと企図されている。また、工具がカップに挿入され、材料が外側に回転して特徴を成形することも企図される。さらに、カップのカールを保持し、パンチで突起を成形したいリブや移行部を押し、リブをバネでダイに押し付け、リブを外側に押し出す逆テーパ加工を行うことも企図されている。さらに、カールを越えて絞り込み、最上部のパネルを拡張して突起を成形する拡張工具が提供されることが企図されている。また、複数の不連続なバンプをリブに押し付けるカム作動工具が提供されることも企図されている。

例えば図２２～２３に示されるような、カールに隣接して設けられた内向きに伸びる突起は、１つ以上のプロセスによって成形されることが企図されている。例えば、カールの一部分が内側に移動または「バンプ」することを可能にする工具が、カールダイに設けられることが企図されている。さらに、カールを平らにする、または「つぶす」カム作動工具が企図されている。さらに、カールを保持し、カップの底部を引っ張り、それによってカールをほぐすか、部分的にほぐす一組の工具が提供されることが企図されている。さらに、カールを内側に移動させ、パネル間のリブ又は移行部を所定の位置に保持する逆テーパ操作が提供されることも考えられる。

金属カップの様々な特徴及び実施形態が本明細書で提供されてきた。しかしながら、様々な特徴は、必ずしも特定の実施形態に特有ではなく、任意の１つまたは複数の実施形態に提供されてもよいことが認識されるであろう。本開示及び本明細書で提供される実施形態は、相互に排他的ではなく、組み合わせ、置換、及び省略することができる。したがって、本明細書で提供される本発明の範囲は、任意の特定の実施形態、図面、または特徴の特定の配置に限定されない。

本開示の様々な実施形態が詳細に説明されたが、当業者は、それらの実施形態の修正および改変を思いつくことは明らかである。しかしながら、そのような修正および改変は、本開示の範囲および精神の範囲内であることを明示的に理解されたい。さらに、本明細書に記載された発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施または実施されることが可能である。さらに、本明細書で使用される語句および用語は、説明の目的のためであり、限定的であるとみなされるべきではないことを理解されたい。本明細書における「含む」、「構成する」、または「加える」の使用およびその変形は、その後に列挙された項目およびその同等物、ならびに追加の項目を包含することを意図している。

Claims (20)

1. テーパ付き金属カップであって、
   上端と下端と、その間に延びる高さと、を含み、
   上端は周辺カールを含み、
   テーパ付き金属カップはまた、
   上端と下端との間に設けられる複数のパネルを含み、
   各パネルの間に移行部が設けられ、
   複数のパネルの隣接するパネルは、連続的に小さくなる直径を含み、
   各パネルの間に設けられる移行部は、カップの直径の移行部を含み、
   テーパ付き金属カップはまた、
   カップの円周の少なくとも一部に沿って延びる半円環状の突起を含む、
   テーパ付き金属カップ。
2. 半円環状の突起が外向きの突起を含む、
   請求項１に記載のテーパ付き金属カップ。
3. 高さが約３インチと約７インチの間である、
   請求項１に記載のテーパ付き金属カップ。
4. 半円環状の突起が最上部パネルと、隣接するパネルとの間の移行部に設けられる、
   請求項２に記載のテーパ付き金属カップ。
5. 半円環状の突起が内向きの突起を含む、
   請求項１に記載のテーパ付き金属カップ。
6. 半円環状の突起が周辺カールと、第１のパネルとの間の移行部に設けられる、
   請求項５に記載のテーパ付き金属カップ。
7. 複数のパネルの最小厚みが、約０．００９６インチ以下の厚みを含む、
   請求項１に記載のテーパ付き金属カップ。
8. カップの下端が立設面を含み、
   ドーム状部分が立設面内に設けられる、
   請求項１に記載のテーパ付き金属カップ。
9. パネルの少なくともいくつかが、実質的に一定の壁厚およびテーパプロファイルを含む、
   請求項１に記載のテーパ付き金属カップ。
10. 薄い壁のテーパ付き金属カップを成形する方法であって、
    方法は、
    ストック材料を提供するステップと、
    ブランク材および延伸操作を使用してストック材料のブランク材からカップを成形するステップと、
    所定の高さおよび壁厚をカップに提供するためにカップに再延伸操作を行うステップと、
    再延伸操作に続いて、カップを切り詰めるステップと、
    カップの上縁をカールさせてリップを成形するステップと、
    さらに複数の延伸操作を行うことによって、複数の直線壁部を成形するステップと、を含み、直線壁部それぞれは連続して小さくなる直径を含み、
    方法はまた、
    複数の延伸ステップに続いて、テーパプロファイルを含むダイを使用して、直線壁部の各々を拡張するステップを含み、
    隣接するカップの接触点を提供するために少なくとも１つの突起が成形され、
    少なくとも１つの突起が第１の拡張ステップ中に成形される、
    方法。
11. 突起が、隣接する直線壁部の間の移行部に設けられる、
    請求項１０に記載の方法。
12. 突起が、リップと直線壁部の間の移行部に設けられる、
    請求項１０に記載の方法。
13. 突起が外向きの突起を含む、
    請求項１０に記載の方法。
14. 突起が内向きの突起を含む、
    請求項１０に記載の方法。
15. テーパ付き金属カップであって、
    上端と下端と、その間に延びる高さと、を含み、
    上端は周辺カールを含み、
    テーパ付き金属カップはまた、
    上端と下端との間に設けられる複数のパネルを含み、
    各パネルの間に移行部が設けられ、
    複数のパネルの隣接するパネルは、連続的に小さくなる直径を含み、
    各パネルの間に設けられる移行部は、カップの直径の移行部を含み、
    テーパ付き金属カップはまた、
    カップの円周の全体に沿って延びる複数のパネルの最上部パネルに設けられる半円環状の突起を含み、
    最上部パネルは第１の直径を含み、半円環状の突起は第２の直径を含み、第１の直径は、第２の直径の１．００１倍から１．２倍の大きさである、
    テーパ付き金属カップ。
16. 最上部パネルが垂直パネルを含む、
    請求項１５に記載のテーパ付き金属カップ。
17. 高さが約３インチと約７インチの間である、
    請求項１５に記載のテーパ付き金属カップ。
18. 半円環状の突起が最上部パネルと、隣接するパネルとの間の移行部に設けられる、
    請求項１５に記載のテーパ付き金属カップ。
19. 半円環状の突起が、約０．００５０インチと３．０インチの間の半径を含む、
    請求項１５に記載のテーパ付き金属カップ。
20. 半円環状の突起が周辺カールと、最上部パネルとの間の移行部に設けられる、
    請求項１９に記載のテーパ付き金属カップ。

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