JP4388817B2 - 改良されたチャック壁及び皿穴を有する金属飲料缶端部 - Google Patents

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Description

本発明は、概して、容器及び容器端部栓に関し、より詳細には、飲料缶本体との相互連結に適合された金属飲料缶端部栓に関する。
容器、及び、より詳細には金属飲料容器は、典型的には、飲料容器本体に飲料缶端部栓を相互連結することによって製造される。いくつかの適用例では、端部栓は、缶本体の頂面及び底面の両方と相互連結され得る。しかしながら、より高頻度には、飲料缶端部栓は、アルミニウム等の未加工材料の平面状シートを引き抜き及びアイロン加工して成る飲料缶本体の頂端部と相互連結される。炭酸飲料により生成される潜在的に高い内圧のため、飲料缶本体及び飲料缶端部の両方とも、典型的には、突発的且つ永久的な変形をもたらすことなく、６．２１ｘ１０５パスカル（９０ｐｓｉ）を上回る内圧を保持できることが要求される。更に、熱、過充填、高ＣＯ２濃度、及び振動等、種々の環境条件によって、典型的な飲料缶の内圧は、ときには６．８９ｘ１０５パスカル（１００ｐｓｉ）を超えることもある。
従って、飲料缶本体及び端部栓は、製造プロセスにおける総コスト及び完成製品の重量を低減させるべく、アルミニウム等の極薄で耐久性のある材料をもって製造されながらも、高い内圧に耐えるための耐久性を備えている必要がある。よって、炭酸飲料によって生成される高い内圧及び搬送中に付与される外力に耐容し得ると共に、耐久性を備え、軽量且つ極薄な金属材料により、材料要件を少なくする幾何学的構造をもって製造される、耐久性を有する飲料缶端部栓に対する著しい需要が存在する。これまでの試みでは、材料の節約をもたらし強度を向上させるための試みにおいて、独特な幾何学的構造を備えた飲料缶端部が提供されてきた。このような飲料缶端部の一例が、図２にて従来技術として示されている、クラウンコークアンドシールテクノロジーコーポレーション（Crown Cork and Seal Technology Corporation）所有の「缶端部及び同缶端部を缶本体に固着する方法」という名称の米国特許（以下、特許文献１とする）において定義されている。特許文献１に記載されている飲料缶端部では、約４０〜６０度の角度をもって、皿穴に向かい内方に傾斜したチャック壁が備えられている。特許文献１に記載されている飲料缶端部栓は、当該分野にて周知の標準的なダブルシーミングプロセスは用いない。
その他の特許においても、皿穴領域の幾何学的構造を改良することにより、容器端部栓の強度を向上させ、材料コストを削減するための試みが成されている。これら特許の例としては、本明細書にて参照としてその全体が援用される、グウェン（Nguyen）ら所有の米国特許（以下、特許文献２及び特許文献３とする）がある。本発明の端部栓における種々の実施形態を製造するために用いられる製造プロセスに向けられた別の係属中の出願が、本明細書にて参照としてその全体を援用する、２００２年３月２７日出願の米国特許出願（以下、特許文献４という）に記載されている。
米国特許第6,065,634号 米国特許第5,685,189号 米国特許第6,460,723号 米国特許出願第10/107,941号
下記の開示では、容器本体との相互連結に適合されると共に、改良された皿穴、チャック壁構造、及び材料コストを大幅に削減するユニット深を備え、且つ、高い内圧に耐容可能な、改良された容器端部栓を記載する。
従って、本発明の１つの目的においては、６．８９ｘ１０５パスカル（１００ｐｓｉ）近くに至る高い内圧に耐容すると共に、典型的な飲料缶端部栓の製造に関する材料コストを３〜１０％削減する容器端部栓が提供される。本明細書に記載される発明は、一般には、ビール、ソーダ、及びその他の炭酸飲料を収容するのに用いられる飲料容器及び飲料用端部栓に適用されるが、本発明は任意のタイプの容器及び容器端部栓に用いられ得ることを当業者は理解されたい。本発明における１つの実施形態では、これらの特性は、凹型「アーチ」を備えたチャック壁及び低減された皿穴深さを提供することによって達成される。ここで、皿穴は中央パネルの高い部分から約２．４１ｍｍ（約０．０９５インチ）以下、より好ましくは約２．２９ｍｍ（約０．０９０インチ）以下に位置する。
本発明の別の目的においては、従来の製造機器により製造され、そのことによって、飲料缶容器端部栓を製造するために必要になる高価な新機器の必要性を総体的に解消する容器端部栓が提供される。従って、既存の製造設備、即ち、缶プラントにおいて改良飲料缶容器端部栓の製造を迅速且つ有効に開始すべく、既存且つ周知の製造機器及びプロセスを用いることが出来る。
本発明の別の目的は、「円弧状」の非線形形状を有するチャック壁を備えた端部栓を提供することにある。「チャック壁」という用語は、従来技術において用いられるように、一般には、皿穴と円形端部壁（又は缶本体と共にシームを成す外周カール部分又は外周フランジ）との間に位置し、特許文献１の図７に示すように、シーミング時にチャックによって当接又は係合される端部栓の部分を指す。従来技術とは異なり、本発明の蓋をシーミングする際に用いられるシーミングチャックは、シーミング時に、必ずしもシーミングチャック壁全体に当接又は係合することはない。本発明におけるチャックの係合ポイントは、図面及び以下の詳細な説明において明らかになる。
本発明の別の目的においては、飲料缶端部栓を形成する方法が提供される。同方法においては、缶端部栓は０．３８ｍｍ（０．０１５インチ）以下の皿穴半径を有しており、一般に、中央パネルから約２．４１ｍｍ（約０．０９５インチ）以下の深さに位置する。好ましくは、中央パネルは、皿穴の最下部から約２．２９ｍｍ（約０．０９０インチ）以下の上方位置に配置される。
より詳細には、同製造方法は、概して、マルチプルステップ及びシングルステップを有する２つのプロセスから成る。マルチプルステップでは、形成後に、最終形成のための別の操作に向けて移動される「プレシェル」が製造される。このプロセスでは、「プレシェル」は対向する２つのツールの間に捕捉され、この位置で、パネル及び皿穴の形成前において把持機能がもたらされる。皿穴の形成は、雄及び雌ツール群の間における圧縮及び引き抜き（compression verses drawing）を通じて達成される。シングルステッププロセスでは、雄ツールが雌ツールに進入する際に、引き抜き平坦底カップが製造される。雌ツールの内部には、高圧下にあって雌ツールへの出入りの際に雄パンチに対して平坦底カップを把持する「パネルパンチ」というツールが備えられている。パネル及び皿穴は、雄ツールが雌ツールから離間する際に形成される。「パネルパンチ」ツールは雄ツールに追従する。「パネルパンチ」ツールは、その外形内に、パネル及び皿穴の形状の幾何学的構造を備えている。この作用により、外形周囲をカップ底部が包囲した状態でパネルが形成され、皿穴は、皿穴の底部を圧縮する雌ツールとパネルパンチとの間に形成される間隙内にて形成される。
本発明の別の目的は、未加工材料のサイズを低減すること及び／又は向上したアルミニウム合金特性を備える更に薄肉の材料を用いることによって、材料コストを削減する飲料缶端部栓を提供することにある。よって、飲料缶端部栓の保全性（integrity）及び強度を妥協することなく、未加工材料の低減、及び／又は材料に備えられる向上したアルミニウム合金特性の結果として、材料コストが大幅に低減する。
本発明の更なる目的は、第１の曲率半径「Ｒｃ１」を有する上側チャック壁及び第２の曲率半径「Ｒｃ２」を有する下側チャック壁を備える飲料缶容器端部栓を提供することにある。中央チャック壁部は、上側チャック壁と下側チャック壁との間に位置する外方指向凹状「アーチ」を規定する更に別の曲率半径「Ｒｃ」を有する。また、上側及び下側チャック壁は実質的に「曲線状（curvilinear）」であってもよく、直線、即ち線形に類似する程度の緩やかな曲率を有する。更に、円形端部壁の最上部と皿穴の最下部との間のユニット深さは、１つの実施形態では、約５．４６〜７．１１ｍｍ（０．２１５〜０．２８０インチ）、より好ましくは、約６．３５〜６．６０ｍｍ（約０．２５０〜０．２６０インチ）の寸法を有する。また、本発明の１つの目的においては、内側パネル壁は、更に、好ましくは約１．２７ｍｍ（約０．０５０インチ）の非線形状の曲率半径を有してもよい。
本発明の更に別の目的は、皿穴の内側及び外側パネル壁間の距離を縮小し、そのことによって、端部栓の強度を更に向上させつつ材料コストを削減することにある。従って、本発明の一実施形態においては、内側及び外側パネル壁間の距離は、約１．１４〜１．４０ｍｍ（約０．０４５〜０．０５５インチ）であり、より好ましくは、約１．３２ｍｍ（約０．０５２インチ）である。
本発明の更に別の目的は、従来の容器端部栓と比較して優れた強度を有し、高い内圧に耐容可能なチャック壁を備える端部栓を提供することにある。従って、本発明の一実施形態においては、端部栓は、外方に突出する凹状アーチを有すると共に、一実施形態において、缶端部を容器本体にダブルシーミングする前に、皿穴と円形端部壁との間のほぼ中間部分に位置するチャック壁を備えている。好ましくは、中央チャック壁アーチは、約０．５１〜２．０３ｍｍ（約０．０２０〜０．０８０インチ）、より好ましくは約１．０２ｍｍ（約０．０４０インチ）未満、更に好ましくは約０．５１〜０．６４ｍｍ（約０．０２０〜０．０２５インチ）の曲率半径を有する。一実施形態においては、上側チャック壁及び下側チャック壁は実質的に線形であり、緩やかな（gradual）曲率半径を有するにとどまる。
従って、本発明の１つの目的において、容器本体との相互連結に適合された金属容器端部栓が提供される。この栓は、容器本体の側壁との相互連結に適合された円形端部壁と、同円形端部壁と一体に相互連結されると共に、鉛直面から測定して少なくとも約８度の角度θをもって下方に延びるチャック壁であって、同チャック壁は、約０．５１〜２．０３ｍｍ（約０．０２０〜０．０８０インチ）の曲率半径を有すると共に、前記円形端部壁の下方に中心点を備える内方延出アーチを更に具備することと、同チャック壁の下部と相互連結されると共に、約０．３８ｍｍ（約０．０１５インチ）未満の曲率半径を有する皿穴と、同皿穴と相互連結されると共に、実質的な鉛直面から測定して約０〜１５度の角度Φをもって上方に延びる内側パネル壁と、同内側パネル壁の上端と相互連結されると共に、前記皿穴の最下部より少なくとも約２．０３ｍｍ（約０．０８０インチ）上方に配置される中央パネルとを備える。
図１〜図７Ｂに、従来技術の飲料缶端部（図１〜図２Ａ）及び本発明における種々の実施形態（図３〜図７Ｂ）を示す正面断面図を示す。より詳細には、円形端部壁４と、チャック壁６と、皿穴１２と、中央パネル１４と、中央パネル１４を皿穴１２に相互連結する内側パネル壁１６とを概して備える金属飲料缶端部２を以下に説明する。チャック壁６は、いくつかの実施形態で、それぞれ第１の曲率半径Ｒｃ１及び第２の曲率半径Ｒｃ２を有し得る上側チャック壁８及び下側チャック壁１０を更に備え得る。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及び内側パネル壁下端２０を更に備え得る。また、円形端部壁４の頂部は、飲料缶業界では典型的には王冠２２として言及されるものによって画定される。
ここでは、チャック壁角度θ１は、チャック壁６が皿穴１２に向かい下方に延びるのに従い、鉛直面から逸れる角度として定義される。上側チャック壁８及び下側チャック壁１０を伴う種々の実施形態では、下側チャック壁１０の仮想鉛直面から逸れた角度として定義され用いられる下側チャック壁角度θ２が含まれ得る。従って、本発明におけるいくつかの実施形態では、上側チャック壁８、下側チャック壁１０、それに対応する上側チャック壁角度θ１及び下側チャック壁角度θ２が含まれ得る。
また、上側チャック壁８及び下側チャック壁１０が実質的に非線形の要素から構成される場合には、上側チャック壁８に関連する第１の曲率半径Ｒｃ１及び下側チャック壁１０に関連する第２の曲率半径Ｒｃ２が含まれ得る。明確なチャック壁アーチ３０は、本明細書にて定義され図面にて総体的に「Ｒｃ」として示される曲率半径を有する。本明細書にて用いる通り、「内方」という用語は端部栓の内部、即ち中央パネル１４の最中央部を指向する方向を指し、「外方」という用語は容器本体の外縁、円形端部壁４又はダブルシーム３２を指向する方向を指す。
更に、内側パネル壁１６は、典型的には皿穴１２の最下部を中央パネル１４と相互連結し、典型的には、仮想鉛直面から延びる図示の角度Φ１をもって偏向される。いくつかの実施形態では、下方内側パネル壁の仮想鉛直面から延びる角度を規定する下方内側パネル壁角度Φ２が、更に含まれ得る。
図１に、従来技術の２０２径飲料缶端部の正面断面図を、ダブルシーミング直前及びダブルシーミング直後において飲料缶本体に配置した状態で示す。同図の左側部分にて識別されるように、円形端部壁４が飲料缶ネック２６の上方にて近接配置されると共に、製造時に用いられるシーミングチャック２８がチャック壁６に沿って配置され皿穴１２に向かって下方に延びる状態で、飲料缶端部２が配置されている。図１の右側部分に示す通り、飲料缶端部２はダブルシーミングを施され、円形端部壁４は、飲料缶端部２と飲料缶本体２４との間にシーミング係合をもたらすべく飲料缶ネックの上部に相互連結されている。典型的な２０２径飲料缶端部においては、チャック壁６は、実質的に鉛直に延びる飲料缶ネックに対して、緩やかな角度、即ち、２〜８度のみをもって偏向されており、ダブルシーミング後には、１〜６度の内方指向角度を有することにも更に留意されたい。
図２に、特許文献１に記載されている従来技術の飲料缶端部を示す。同特許を、本明細書にて参照として更に援用する。より詳細には、図２の左側部分に飲料缶端部をダブルシーミング直前の状態で示し、同図の右側部分では、飲料缶端部２は飲料缶ネック２６に対してダブルシームされている。この従来技術の例ではチャック壁は実質的に線形であるが、実質的に鉛直に延びる飲料缶ネック２６から測定して、内方を指向する約４０〜６０度の大きな角度を有している。更に、皿穴１２は、実質的に線形を成すと共に中央パネル１４との相互連結点まで実質的に上方に延びる内側パネル壁１６と相互連結されている。残念ながら、円形端部壁４まで延びる大きなチャック壁角度のために、この型の構造は、高速製造時において過度に信頼性が高いとは証明されていない。また、ダブルシーミング時において、シーミングチャック２８は、皿穴１２と円形端部壁の間のチャック壁６の全長に及んで、チャック壁６と当接状態にあることに留意されたい。
図２Ａに、標準２０２飲料缶端部、特許文献１に開示されている飲料缶端部、及び本発明の一実施形態の正面断面図を、参照のため相互に重ねた状態で示す。
同図において、これら３つの端部の上側チャック壁の差異は容易に理解される。より詳細には、標準２０２缶端部と異なり、且つ、本発明の種々の実施形態に記載する缶端部と同様に、特許文献１に記載の端部におけるチャック壁上端は４０〜６０度の非常に大きな角度をもって内方を指向し、それによって上側チャック壁と缶本体ネックとの間に大幅な離間をもたらしている。前述の通り、このような差異は、缶端部２を缶本体ネック２６に対してダブルシーミングする際に問題を生じる。このダブルシーミングについては、高い信頼性を有すると共に長期にわたって用いられてきた標準２０２缶端部にて得られるダブルシーミングとは違って、特許文献１に開示される飲料缶端部のシーミングにおいては金属のより多くの移動が必要になる。図２Ａに示すように、本発明は、従来の２０２缶端部に類似する幾何学的構造を伴う上側チャック壁角度を用いている。このことによって、機器の変更の必要性と、仮想鉛直面から測定して大きな内方指向角度を有する上側チャック壁８を用いる従来技術の飲料缶に関連する潜在的なダブルシーミングの問題とが解消される。
図３においては、本発明の一実施形態について、飲料缶端部２がダブルシーミング直前に配置された状態を図３の左側に、飲料缶端部２がダブルシーミング直後に配置された状態を同図の右側に示す。図３にて識別されるように、下側チャック壁１０は下方且つ内方に延びる円弧形状を有する。また、上側チャック壁は飲料缶ネック２６に向かい外方に延びる凹状アーチ３０を有し、凹状アーチ３０は比曲率半径（specific radius of curvature）Ｒｃを有する。更に、シーミングチャック２８は、皿穴１２と円形端部壁４の間において、端部栓の一定部分に当接するに留まることに留意されたい。ダブルシーミング後についての図示の通り、アーチ３０の中央部はダブルシームの最下部よりも下方に位置する。このことは、容器の充填後と端部栓へのダブルシーミング後において漏れの可能性を阻止するうえで役に立つことが判っている。独立の曲率半径Ｒｃ２を有する下側チャック壁は、同図においては、番号１０をもって示される。これらの図において更に示すように、下側チャック壁１０の最下部は皿穴１２と相互連結され、皿穴１２は、更に、上方に延びると共に中央パネル１４と相互連結される内側パネル壁１６と相互連結される。本発明における本実施形態に示すように、内側パネル壁１６は非線形状を更に備えてもよい。
図３Ａは、ダブルシーミング前後における、従来技術の標準２０２飲料容器を示す正面断面図である。これらの図は、ダブルシーミング前後においての、シーミングチャック２８の端部栓２に対する配置を示すものである。
図４及び図４Ａに、図３の実施形態に更なる寸法を付加して示す。同寸法は、本発明の一実施形態を識別するものである。図４は、チャック壁６に関連する種々の角度を識別し、図４Ａは、チャック壁６、内側パネル壁１６に関連する種々の曲率半径、及びそれらに関連する種々の寸法を示すものである。例えば、図４Ａ及び下側チャック壁１０の曲率半径Ｒｃ２に関して、５３．８５ｍｍ（２．１２０インチ）の距離において４．７５ｍｍ（０．１８７インチ）の曲率半径が画定される。５３．８５ｍｍ（２．１２０インチ）という寸法は、飲料缶端部の一定の位置から、飲料缶端部を横切って延び、円形の飲料缶端部２の反対側において対応する位置に至る直径を示す。これらの図に示されるその他の寸法は、全て、同様のものを示している。
図４及び図４Ａにて明らかである通り、飲料缶本体への相互連結前の状態について図示されるように、本発明の新規な飲料缶端部には、他とは異なる多くの特徴が存在する。より詳細には、一実施形態においては、チャック壁６は、それぞれ別個の曲率半径を有する上側チャック壁８及び下側チャック壁１０を備える。例えば、本例における上側チャック壁８は、２．０３ｍｍ（０．０８０インチ）の曲率半径Ｒｃ１を有しており、下方の曲率半径Ｒｃ２は４．７５ｍｍ（０．１８７インチ）である。
本実施形態においては、チャック壁アーチ３０は、約１．０３ｍｍ（約０．０４０４インチ）の曲率半径Ｒｃを有する。また、中央パネル１４は、皿穴１２の最下部から約２．２９ｍｍ（約０．０９０インチ）以下の高さを有し、円形端部壁４の最上部の皿穴１２の最下部からの距離は約６．４８ｍｍ（約０．２５５インチ）であることに留意されたい。更に、中央パネル１４は、本実施形態では、約４２．１８ｍｍ（約１．６６１インチ）以下の総直径を有する。
図３にて明らかである通り、図４の飲料缶端部が飲料缶本体２４にダブルシーミングされた後は、上側チャック壁８の幾何学的構造は変化する。しかしながら、図４及び図４Ａにて識別されるチャック壁アーチ３０から下方に延びる寸法（the dimensions identified in Fig. 4 and 4A from the chuck wall arch 30 and extending downwardly）は、実質的に同じままである。また、参照のため、上側チャック壁曲率半径は本明細書では「Ｒｃ１」として定義され、下側チャック壁曲率半径は「Ｒｃ２」として示される。当業者に理解される通り、上側チャック壁８及び下側チャック壁１０の曲率半径Ｒｃ１及びＲｃ２は、それぞれ、以下に記載する更なる実施形態にて示すように変更可能であり、又は、図面に示すように小さな又は緩やかな曲率半径を有し得る。
図４Ｂ及び図４Ｃに、本発明の２つの好適な実施形態を示す。より詳細には、図４Ｂにおいては、チャック壁アーチ３０は０．６４ｍｍ（０．０２５インチ）の曲率半径Ｒｃを有し、図４Ｃにおいては、チャック壁アーチは０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）の曲率半径Ｒｃを有する。これらの実施形態は、いずれも、優れたダブルシーミング特性及び強度特性を備えることが判明している。
図５、図５Ａ及び図５Ｂに、実質的に線形であると共に、大きな曲率半径を有していない下側チャック壁１０を備えた本発明の別の実施形態を示す。しかしながら、下方且つ飲料缶ネック２６の方向に延びるチャック壁アーチ３０は約１．０２ｍｍ（約０．０４０インチ）の曲率半径Ｒｃを有しており、上側チャック壁１０は約２．０３ｍｍ（約０．０８０インチ）の曲率半径Ｒｃ１を有する。また、本実施形態においては、内側パネル壁１６は実質的に線形であり、仮想鉛直面から測定して約２〜８度、より好ましくは６度の角度をもって上方に延びている。更に、上側チャック壁８は約８〜１５度の角度θ１を有し、下側チャック壁１０は約２０〜３５度の角度θ２を有するが、当業者に理解されるように、チャック壁角度の様々な変更例を用いてもよい。図５Ｂは、飲料缶本体へのダブルシーミング直前直後の、図５の実施形態を示す。
図６、図６Ａ及び図６Ｂに、本発明の別の実施形態を、チャック壁６及び内側パネル壁１６の異なる角度をもって示す。本実施形態では、約０〜８％、より詳細には６％の角度Φ１を有する実質的に線形の内側パネル壁１６が具備される。また、チャック壁６は、上側チャック壁８、下側チャック壁１０、及び上側チャック壁８と下側チャック壁１０の間に配置されると共に約１．０２ｍｍ（約０．０４０インチ）の曲率半径Ｒｃ（radius or curvature）を有するチャック壁アーチ３０を備える。同図に示すように、下側チャック壁１０は、直径６３．０３ｍｍ（２．４８１インチ）における基準点から測定して約９．５３ｍｍ（約０．３７５インチ）の曲率半径Ｒｃ２を有し、上側チャック壁８は、２．０３ｍｍ（０．０８０インチ）の曲率半径Ｒｃ１と、５６．１４ｍｍ（２．２１０インチ）の直径を有する中心点とを有する。また、皿穴１２は、円形端部壁４の最上部から測定して約６．０５ｍｍ（約０．２３８インチ）の総深さを有し、中央パネル１４は皿穴１２の最下部から約２．２９ｍｍ（約０．０９０）インチ以下の高さに位置する。
図７、図７Ａ及び図７Ｂに本発明の別の実施形態を示し、チャック壁６、内側パネル壁１６の比角度（specific angles）と、上側チャック壁８及び下側チャック壁１０の曲率半径とを図示する。図７にて識別されるように、内側パネル壁１６は約７度の角度をもって上方に延び、下側チャック壁１０は約３２度の角度θ１をもって下方に延びる。チャック壁アーチ３０は約１．０２ｍｍ（約０．０４０インチ）の曲率半径Ｒｃを有し、下側チャック壁１０は直径６２．３６ｍｍ（２．４５５インチ）で測定して９．５３ｍｍ（０．３７５インチ）の曲率半径Ｒｃ２を有する。また、上側チャック壁８は、直径５６．１３ｍｍ（２．２１０インチ）を有する基準点にて２．０３ｍｍ（０．０８０インチ）の曲率半径Ｒｃ１を有する。更に、内側パネル壁１６と中央パネル１４との交点は、４２．２７ｍｍ（１．６６４インチ）の基準点にて測定して、約０．３８ｍｍ（約０．０１５インチ）の曲率半径を有する。図７Ｂは、飲料缶端部を飲料缶本体にダブルシーミングする前後の状態について、図７の実施形態を示す。
図８〜１０Ａに、本発明における異なる３つの実施形態の正面断面図を示す。より詳細には、図８〜８Ａには、チャック壁の外方突出アーチ３０が１．０２ｍｍ（０．０４０インチ）の曲率半径を有する容器端部栓を示す。図９〜９Ａには、０．６４ｍｍ（０．０２５インチ）の曲率半径を有するアーチ３０を示す。図１０〜１０Ａには、０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）の曲率半径を有する外方突出アーチ３０を示す。
図８に示すように、曲率半径１．０２ｍｍ（０．０４０インチ）の外方突出アーチを用いる際には、同半径は円形端部壁４の上縁から１．８０ｍｍ（０．０７１インチ）の点を始点とする。この実施形態では、図８Ａに示す通り、上側チャック壁８は２．１８ｍｍ（０．０８６インチ）の線形部分を有し、同部分は、ダブルシームの長さ２．４９ｍｍ（０．０９８インチ）よりも短く、シーミングチャック線形壁部３４に対応する。テストの際、図８〜８Ａの端部栓の幾何学的構造は、図９〜９Ａに示す好適な実施形態や、上側チャック壁８の線形部分が少なくともダブルシームの長さ、即ち２．４９ｍｍ（０．０９８インチ）である図１０〜１０Ａに示すより好適な実施形態と異なり、より高い漏れ傾向を示した。
従って、図９〜９Ａには、曲率半径２．１１ｍｍ（０．０８３インチ）の外方突出アーチ３０を示す。アーチ３０は、飲料缶ネック２６と飲料缶端部栓２の円形端部壁４との相互連結によってもたらされる２．４９（０．０９８）のダブルシーム３２よりも僅かに短い２．３６ｍｍ（０．０９３インチ）の線形部分を備えるシーミングチャック２８を利用する。
図１０〜１０Ａに、本発明の好適な一実施形態を示す。同実施形態では、外方突出アーチ３０は０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）の曲率半径を有し、ダブルシーミング前においては、円形端部壁４の上縁の下方２．１８ｍｍ（０．０８６インチ）に配置されている。図１０Ａに示すように、本実施形態では、ダブルシーム長２．４９ｍｍ（０．０９８インチ）と等しい長さ２．４９ｍｍ（０．０９８インチ）の線形壁部３４を備えるシーミングチャック２８が用いられる。
本明細書にて記載する種々の実施形態のそれぞれについて、図１〜１０Ａに示すように、飲料缶端部に関連する幾何学的構造、金属特性及び比ゲージ厚（specific gauge thickness）に基づき、飲料缶端部に関連する強度特性の向上及びコストの低減が実現される。より詳細には、金属材料は概してアルミニウムであり、より一般には、当該分野にて一般的に知られている５１８２Ｈ１９、５１８２Ｈ４８１、及び５１８２Ｃ５１５等のアルミニウム合金及び合金添加物である。これらアルミニウム合金の厚みに関しては、典型的には、約０．２０〜０．２４（０．００８０〜０．００９５）のゲージが用いられるが、より大径の飲料缶においてはより大きな厚みが必要になる。従って、２０２飲料缶端部では約０．２０〜０．２３（０．００８０〜０．００９０）ゲージの厚みを有するアルミニウム材料が用いられ得るが、２０６飲料缶端部では約０．２２〜０．２４（０．００８５〜０．００９５）ゲージの厚みを有するアルミニウム合金材料が用いられ得る。従って、本発明の一実施形態においては、約０．２０〜０．２２（０．００８０〜０．００８５）ゲージの厚みを有する５１８２Ｈ１９アルミニウム合金材料によって、上記のように定義される幾何学的特性を有する２０２サイズのアルミニウム飲料缶端部において、大幅なコスト削減と強度がもたらされる。
以上、本発明の記載は例証と説明を目的として成されたものである。また、同記載は、本明細書に開示されている形態に本発明を限定することを意図したものではない。従って、上記の教唆事項及び当該分野の技術又は知識によって成される変更及び変形は、本発明の範囲内にある。更に、上記の実施形態は、本発明を実施するうえで知られる最良の形態を説明すると共に、同実施形態又はその他の実施形態、或いは本発明の特定の適用例又は使用例にて必要になる種々の変形において、当業者が本発明を使用することが出来るように意図されている。従属請求項は、従来技術によって許容される程度において、あらゆる可能な実施形態をも含むと見なされるべく意図されている。
飲料缶本体へのダブルシーミング前後において配置された、標準２０２径飲料缶端部栓を示す正面断面図。 飲料缶本体へのダブルシーミング前後において配置された、別の従来の飲料缶端部を示す正面断面図。 差異を識別するために、２つの従来の飲料缶端部を本発明の一実施形態に重ね合わせて（transpose）示す正面断面図。 飲料缶本体へのダブルシーミング前後において配置された、本発明の一実施形態を示す正面断面図。 従来の飲料缶を示し、ダブルシーミング前後におけるシーミングチャックの配置を示す正面断面図。 図３に示す本発明の実施形態を示す正面断面図。 図４の実施形態を示すと共に、寸法を識別する正面断面図。 本発明の別の実施形態を示す正面断面図。 本発明の別の実施形態を示す正面断面図。 本発明の別の実施形態を示す正面断面図。 図５の実施形態を示すと共に、寸法を識別する正面断面図。 飲料缶本体へのダブルシーミング前後における、図５及び図５Ａに示す実施形態を示す断面図。 本発明の別の実施形態を示す正面断面図。 図６の実施形態を示すと共に、寸法を識別する正面断面図。 飲料缶本体へのダブルシーミング前後における、図６及び図６Ａの実施形態を示す正面断面図。 本発明の別の実施形態を示す正面断面図。 図６の実施形態を示すと共に、寸法を識別する正面断面図。 ダブルシーミング前後における、図７及び図７Ａの実施形態を示す断面図。 ダブルシーミング前における本発明の一実施形態を示すと共に、チャック壁アーチの比曲率半径を識別する断面図。 ダブルシーミング後における図８の実施形態を示すと共に、アーチの上方に配置された上側チャック壁の長さを、ダブルシームの長さ及びシーミングチャックの配置に対して識別する断面図。 ダブルシーミング前における本発明の一実施形態を示すと共に、チャック壁アーチの比曲率半径を識別する断面図。 ダブルシーミング後における図８の実施形態を示すと共に、アーチの上方に配置された上側チャック壁の長さを、ダブルシームの長さ及びシーミングチャックの配置に対して識別する断面図。 ダブルシーミング前における本発明の一実施形態を示すと共に、チャック壁アーチの比曲率半径を識別する断面図。 ダブルシーミング後における図８の実施形態を示すと共に、アーチの上方に配置された上側チャック壁の長さを、ダブルシームの長さ及びシーミングチャックの配置に対して識別する断面図。
符号の説明
２…缶端部栓
４…円形端部壁
６…チャック壁
８…上部チャック壁
１０…下部チャック壁
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…王冠
２４…飲料缶本体
２６…飲料缶ネック
２８…シーミングチャック
３０…チャック壁アーチ
３２…ダブルシーム
３４…シーミングチャック線形壁部
３６…シーミングチャックアーチ状壁部
３８…皿穴外部パネル壁
Ｒｃ…チャック壁アーチ曲率半径
Ｒｃ１…上側チャック壁曲率半径
Ｒｃ２…下側チャック壁曲率半径
θ１…上側チャック壁角度
θ２…下側チャック壁角度
Φ１…上側内側パネル壁角度
Φ２…下側内側パネル壁角度

Claims (6)

  1. 容器本体の側壁に連結される容器端部栓であって、前記容器端部栓は鉛直断面において前記容器本体の径方向外方から径方向内方に向かって順に、
    前記側壁に連結される円形端部壁（４）と；
    前記円形端部壁（４）に一体に連結されて前記円形端部壁（４）から下方且つ径方向内方に延びる上側チャック壁（８）であって、前記上側チャック壁（８）は径方向内方に凸であり曲率半径（Ｒｃ１）は１．７８ｍｍ〜２．２９ｍｍ（０．０７０インチ〜０．０９０インチ）であることと；
    前記上側チャック壁（８）の下端に位置して径方向外方に凸の外方突出アーチ（３０）であって、前記外方突出アーチ（３０）は前記円形端部壁（４）よりも下方に位置し、前記外方突出アーチ（３０）の曲率半径（Ｒｃ）は０．５１ｍｍ〜１．０２ｍｍ（０．０２０インチ〜０．０４０インチ）であることと；
    前記外方突出アーチ（３０）から下方且つ径方向内方に延びる下側チャック壁（１０）であって、前記下側チャック壁は径方向内方に凸であって４．７５ｍｍ（０．１８７インチ）の曲率半径（Ｒｃ２）であることと；
    前記下側チャック壁（１０）の下端に連結され且つ下方に凸の皿穴（１２）であって、前記皿穴（１２）の曲率半径は０．２５ｍｍ（０．０１０インチ）であることと；
    前記皿穴（１２）から上方且つ径方向内方に延びる下側内側パネル壁であって、前記下側内側パネル壁は径方向内方に凸であり曲率半径は１．１４ｍｍ〜１．２７ｍｍ（０．０４５インチ〜０．０５０インチ）であることと；
    前記下側内側パネル壁から上方に延びる上側内側パネル壁と、
    前記上側内側パネル壁（１６）の上端に連結される中央パネル（１４）であって、前記中央パネル（１４）は前記外方突出アーチ（３０）よりは低く、前記皿穴（１２）の最下部から前記中央パネル（１４）までの高さは２．２９ｍｍ（０．０９０インチ）以下であることと
    を備えることを特徴とする、容器端部栓。
  2. 容器本体の側壁に連結される容器端部栓であって、前記容器端部栓は鉛直断面において前記容器本体の径方向外方から径方向内方に向かって順に、
    前記側壁に連結される円形端部壁（４）と；
    前記円形端部壁（４）に一体に連結されて前記円形端部壁（４）から下方且つ径方向内方に延びる上側チャック壁（８）であって、前記上側チャック壁（８）は径方向内方に凸であり曲率半径（Ｒｃ１）は１．７８ｍｍ〜２．２９ｍｍ（０．０７０インチ〜０．０９０インチ）であることと；
    前記上側チャック壁（８）の下端に位置して径方向外方に凸の外方突出アーチ（３０）であって、前記外方突出アーチ（３０）は前記円形端部壁（４）よりも下方に位置し、 前記外方突出アーチ（３０）の曲率半径（Ｒｃ）は０．５１ｍｍ〜１．０２ｍｍ（０．０２０インチ〜０．０４０インチ）であることと；
    前記外方突出アーチ（３０）の下端に位置して径方向内方に凸の内方突出アーチであって、前記内方突出アーチの曲率半径（Ｒ）は１．５２ｍｍ（０．０６０インチ）であることと；
    前記内方突出アーチから下方且つ径方向内方に線形に延びる下側チャック壁（１０）であって、前記下側チェック壁（１０）は仮想鉛直面から測定して２０度〜３５度の角度（θ２）で下方に延びることと；
    前記下側チャック壁（１０）の下端に連結され且つ下方に凸の皿穴（１２）であって、前記皿穴（１２）の曲率半径は０．２５ｍｍ（０．０１０インチ）であることと；
    前記皿穴（１２）から上方且つ径方向内方に延びる内側パネル壁（１６）であって、前記内側パネル壁（１６）の仮想鉛直面から測定した角度（Φ）は２度〜８度であることと；
    前記内側パネル壁（１６）の上端に連結される中央パネル（１４）であって、前記中央パネル（１４）は前記外方突出アーチ（３０）よりは低く、前記皿穴（１２）の最下部から前記中央パネル（１４）までの高さは２．２９ｍｍ（０．０９０インチ）以下であることと
    を備えることを特徴とする、容器端部栓。
  3. 容器本体の側壁に連結される容器端部栓であって、前記容器端部栓は鉛直断面において前記容器本体の径方向外方から径方向内方に向かって順に、
    前記側壁に連結される円形端部壁（４）と；
    前記円形端部壁（４）に一体に連結されて前記円形端部壁（４）から下方且つ径方向内方に延びる上側チャック壁（８）であって、前記上側チャック壁（８）は径方向内方に凸であり曲率半径（Ｒｃ１）は１．７８ｍｍ〜２．２９ｍｍ（０．０７０インチ〜０．０９０インチ）であることと；
    前記上側チャック壁（８）の下端に位置して径方向外方に凸の外方突出アーチ（３０）であって、前記外方突出アーチ（３０）は前記円形端部壁（４）よりも下方に位置し、 前記外方突出アーチ（３０）の曲率半径（Ｒｃ）は０．５１ｍｍ〜１．０２ｍｍ（０．０２０インチ〜０．０４０インチ）であることと；
    前記外方突出アーチ（３０）の下端に位置して径方向内方に凸の内方突出アーチであって、前記内方突出アーチの曲率半径（Ｒ）は１．５２ｍｍ〜２．０３ｍｍ（０．０６０インチ〜０．０８０インチ）であることと；
    前記内方突出アーチから下方且つ径方向内方に延びる下側チャック壁（１０）であって、前記下側チェック壁（１０）は仮想鉛直面から測定して２０度〜３５度の角度（θ２）で下方に延び、前記下側チャック壁は径方向内方に凸であって９．５３ｍｍ（０．３７５インチ）の曲率半径（Ｒｃ２）であることと；
    前記下側チャック壁（１０）の下端に連結され且つ下方に凸の皿穴（１２）であって、前記皿穴（１２）の曲率半径は０．２５ｍｍ（０．０１０インチ）であることと；
    前記皿穴（１２）から上方且つ径方向内方に延びる内側パネル壁（１６）であって、前記内側パネル壁（１６）の仮想鉛直面から測定した角度（Φ）は２度〜８度であることと
    ；
    前記内側パネル壁（１６）の上端に連結される中央パネル（１４）であって、前記中央パネル（１４）は前記外方突出アーチ（３０）よりは低く、前記皿穴（１２）の最下部から前記中央パネル（１４）までの高さは２．２９ｍｍ（０．０９０インチ）以下であることと
    を備えることを特徴とする、容器端部栓。
  4. 前記中央パネル（１４）と前記上側内側パネル壁の間の連結部（１８）は、径方向外方に凸であり、
    前記連結部（１８）の曲率半径（Ｒ）は０．３８ｍｍ（０．０１５インチ）である、請求項１記載の容器端部栓。
  5. 前記容器端部栓は、０．２３ｍｍ（０．００９０インチ）以下の厚みの金属材料から成る、請求項１〜４何れか一項記載の容器端部栓。
  6. 前記容器端部栓はアルミニウム合金から成る、請求項１〜５何れか一項記載の容器端部栓。
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