JP2000126836A - 缶体の巻締部の加熱密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電力の消費を小として短時間で巻締部を全周に
亘って均一に加熱することができ、これによって、シー
リングコンパウンドを不要として密封性の高い巻締部を
形成することができる缶体の巻締部の加熱密封装置を提
供する。 【解決手段】熱可塑性合成樹脂による被覆層を備える缶
蓋が缶胴に二重巻締めされた缶体ｗを回転させつつ搬送
する搬送手段２を設ける。搬送手段２により搬送される
缶体ｗに同期して缶体ｗの搬送方向に移動され、缶体ｗ
の巻締部ｚに全周に亘って対向する円環状の高周波誘導
加熱コイル５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、缶体の巻締部の加
熱密封装置に関し、詳しくは、缶胴と缶蓋との巻締部を
加熱することによって、缶胴と缶蓋とに備える熱可塑性
合成樹脂の被覆層を溶着させて該巻締部を密封する加熱
密封装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】飲料等を内容物とする缶体は、缶胴に缶
蓋が二重巻締めされて内部に内容物が密封される。一般
に、前記缶胴及び缶蓋には、腐食等を防止するために、
熱硬化型のエポキシフェノール樹脂や熱可塑性のポリエ
チレンテレフタレート等のポリエステル樹脂による被覆
層が設けられている。また、該缶体の巻締部の密封性を
向上するために、巻締部における缶胴と缶蓋との間に該
シーリングコンパウンドが設けられている。該シーリン
グコンパウンドは、二重巻締めに先立って、缶蓋のシー
ミングパネルからシーミングウォールにかけてのカール
部の裏面側に塗布され、巻締時の押圧によって缶胴と缶
蓋との間に圧着されて缶体内部を密封する。

【０００３】しかし、シーリングコンパウンドは、巻締
部に対応する缶蓋の裏面側に正確に塗布しなければなら
ず、このような高精度な作業を行うライニングマシンは
比較的高価でありコスト高となる不都合がある。更に、
シーリングコンパウンド自体の内容物のフレーバーへの
影響もある。

【０００４】そこで、本出願人は、先に特願平３−２１
８５０２号（特開平７−１７１６４５号公報参照）によ
り、第１巻締工程を行う第１巻締手段と第２巻締工程を
行う第２巻締手段との間の缶体の搬送路に沿って缶体の
巻締部を加熱するレール状の高周波加熱コイルを設けた
装置を提案した。これによれば、先ず、第１巻締工程が
行われた缶体の巻締部を高周波加熱コイルに対向させて
転動させつつ該缶体を搬送することにより、缶蓋の内面
側に設けられている前記被覆層を軟化或いは溶融化させ
る。次いで、第２巻締工程を行うことにより、缶胴と缶
蓋との間で軟化或いは溶融化した被覆層を密着させて巻
締部を密封する。

【０００５】これによって、缶蓋の製造ラインにおいて
ライニングマシンが排され、シーリングコンパウンドの
塗布が不必要となるため低コストな缶体の製造を行うこ
とができる。

【０００６】しかし、高周波加熱コイルは誘導磁界にム
ラが生じ易いために、巻締部に加熱ムラが生じることが
ある。従って、巻締部の全周に均一な加熱を行うために
は、缶体を比較的高速に回転させる必要があり、或い
は、高周波加熱コイルを比較的長い距離に亘って設ける
必要がある。このため、装置構成が複雑となったり、加
熱時間の増加や高周波加熱コイルにおける消費電力が増
加するといった不都合がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】かかる不都合を解消し
て、本発明は、電力の消費を小として短時間で巻締部を
全周に亘って均一に加熱することができ、これによっ
て、シーリングコンパウンドを不要として密封性の高い
巻締部を形成することができる缶体の巻締部の加熱密封
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、少なくとも巻締カール部の内面側に熱
可塑性合成樹脂による被覆層が設けられた缶蓋を円筒状
の缶胴に二重巻締めして缶体を形成し、該缶体を搬送し
つつ該缶体の巻締部を加熱することにより、缶蓋の被覆
層を軟化或いは溶融させて該巻締部を密封する加熱密封
装置であって、前記缶体を、その軸線回りに回転させつ
つ搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送される前
記缶体に同期して該缶体の搬送方向に移動され、該缶体
の巻締部に全周に亘って対向する円環状の高周波誘導加
熱コイルとを備えることを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、缶体の巻締部を高周波誘
導加熱コイルによって加熱し、巻締部における缶蓋に設
けられた熱可塑性合成樹脂の被覆層を軟化或いは溶融さ
せるので、シーリングコンパウンドを不要として密封す
ることができる。

【００１０】そして本発明においては、円環状の前記高
周波誘導加熱コイルを缶体の巻締部に全周に亘って対向
させ、缶体と共に搬送方向に移動させるようにしたの
で、缶体が前記搬送手段により搬送されている間、常に
巻締部の全周に亘って誘導磁界による加熱を行うことが
できる。これにより、巻締部への十分な加熱が比較的短
時間で行え、高周波誘導加熱コイルにおける電力消費を
必要最小限に抑えることができる。

【００１１】更に、前記搬送手段は缶体を回転させつつ
搬送するので、該缶体の巻締部に対向する高周波誘導加
熱コイルから発する誘導磁界にムラが生じても、缶体の
回転により巻締部の全周に亘って均一に誘導磁界が付与
されるので、巻締部の全周に亘って前記被覆層を均一に
軟化或いは溶融させて確実に密封することができる。

【００１２】また、本発明において、前記搬送手段は、
前記缶体を昇降させる昇降手段を備え、前記高周波誘導
加熱コイルは、その内径が前記缶体の巻締部より大とさ
れ、前記昇降手段によって上昇された前記缶体の巻締部
の径方向の外側から所定間隔を存して該巻締部の全周に
対向することを特徴とする。

【００１３】本発明によれば、前記昇降手段により缶体
を上昇させ、該缶体の巻締部をコイルの内方に水平に位
置させる。これにより、巻締部の径方向の外側にコイル
が対向するので巻締部へのより集中した加熱を行うこと
ができる。

【００１４】また、本発明は、前記缶体の搬送方向に沿
った所定範囲に、前記高周波誘導加熱コイルへ高周波電
流を供給する高周波電流供給手段に接続された第１誘導
接続コイルが延設されており、前記高周波誘導加熱コイ
ルは、該第１誘導接続コイルに所定間隔を存して対向
し、該第１誘導接続コイルに沿って移動する際に電磁誘
導によって該第１誘導接続コイルを介して前記高周波電
流供給手段と接続状態となる第２誘導接続コイルを一体
に備えていることを特徴とする。

【００１５】本発明によれば、高周波誘導加熱コイルに
備える第２誘導接続コイルが高周波電流供給手段に接続
された第１誘導接続コイルに沿って移動する。このと
き、第１誘導接続コイルと第２誘導接続コイルとは電磁
誘導によって接続状態となる。従って、缶体の搬送方向
に移動する高周波誘導加熱コイルへの高周波電流の供給
を円滑に行うことができる。

【００１６】更に、高周波誘導加熱コイルは、上記構成
により第２誘導接続コイルが第１誘導接続コイルに対向
しているときにのみ高周波電流が供給されるので、缶体
の搬送方向に沿った所定範囲、例えば、缶体の巻締部を
十分に加熱するのに必要な範囲にのみ第１誘導接続コイ
ルを設けておけば、余分な部分への高周波電流の供給を
排して消費電力を小とすることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本実施形態の加熱密封装置を模式
的に示す説明図、図２は加熱密封装置の要部の構成を示
す説明的縦断面図、図３は加熱密封装置の一部を拡大し
て示す説明的断面図、図４は図３の説明的IV矢示図、図
５は缶体及び高周波誘導加熱コイルの一部を示す説明的
断面図である。

【００１８】本実施形態の加熱密封装置１は、図示しな
い前工程において有底筒状の缶胴ｘに内容物が充填さ
れ、更に該缶胴ｘに缶蓋ｙが巻締められた缶体ｗ（図２
参照）の巻締部ｚを加熱して密封するものである。な
お、本実施形態によって巻締部ｚの加熱が行われる缶体
ｗは、図５に示すように、缶胴ｘの内外面両側及び缶蓋
ｙの内外面両側に、ポリエチレンテレフタレートフイル
ムを貼着することによって形成された被覆層ｆが設けら
れている。特に、該缶蓋ｙは、シーリングコンパウンド
が塗布されていないものが使用されている。

【００１９】図１に示すように、本実施形態の加熱密封
装置１は、缶体ｗを円弧状の搬送方向に移動させる搬送
手段２と、該搬送手段２の上流側へ缶体ｗを投入する投
入ターレット３と、該搬送手段２の下流側へ缶体ｗを排
出する排出ターレット４とを備えている。また、該加熱
密封装置１は、前記搬送手段２によって搬送方向に移動
される缶体ｗの巻締部ｚを高周波誘導により加熱する複
数の高周波誘導加熱コイル５を備えている。

【００２０】前記搬送手段２は、図２に示すように、大
略直方体状に形成されたフレーム６の底部６ａに、該フ
レーム６の天板６ｂを貫通して起立する支柱７を備えて
いる。該支柱７には回転ドラム８が下端部と上端部とに
設けられたベアリング９，１０を介して回転自在に外挿
されている。該回転ドラム８は、フレーム６の天板６ｂ
の下方に位置する部分が大径に、該天板６ｂの上方に位
置する部分が小径に形成されている。該回転ドラム８の
下端には、前記支柱７に前記ベアリング９を介して回転
自在に支持された駆動ギア１１が一体に連結されてい
る。該駆動ギア１１は、図示しないが、駆動手段の駆動
機構に備えられた他のギアに連結されてその駆動力を回
転ドラム８に伝達するものである。

【００２１】また、前記回転ドラム８には、外周に缶体
ｗの側壁（缶胴ｘの外周）に対応する複数の支持凹部１
２を備えて該回転ドラム８を回転軸として回転する搬送
ターレット１３が設けられている。該搬送ターレット１
３の各支持凹部１２の下方位置には、缶体ｗを起立状態
に載置して支持する支持部１４が設けられている。該支
持部１４は、前記回転ドラム８に昇降自在に支持された
シャフト１５の上端に回転自在に設けられている。該シ
ャフト１５は、その下端部に一対のカムローラ１６，１
７を備え、該カムローラ１６，１７は、前記支柱７の外
周に沿って固設されたカムレール１８の案内によって支
持部１４を昇降させる。即ち、カムローラ１６，１７と
カムレール１８とにより本発明における昇降手段が構成
されている。

【００２２】更に、該支持部１４の外周にはピニオンギ
ア１９が一体に設けられており、該支持部１４の移動方
向である缶体ｗの搬送方向に沿って、ピニオンギア１９
に歯合するラック２０がフレーム６の天板６ｂに設けら
れている。これにより、該支持部１４が前記回転ドラム
８の回転によって移動したとき、ラック２０に沿ってピ
ニオンギア１９が回転され、缶体ｗが搬送されている
間、該支持部１４を介して缶体ｗが回転される。

【００２３】また、図２に示すように、前記支柱７の上
部の外周には断面コ字形のコイル支持部材２１が固定さ
れている。該コイル支持部材２１の内部には渦巻き状に
形成されていることによって複数列に延びる第１誘導接
続コイル２２が収容されている。該第１誘導接続コイル
２２は、図示しない高周波電流供給手段に接続されてお
り、図１に示すように、缶体ｗの搬送軌道のうち該缶体
ｗの巻締部ｚの加熱を行う範囲に略半円弧状に延設され
ている。

【００２４】更に、図３及び図４に示すように、前記支
持部１４に対向する上方位置には高周波誘導加熱コイル
５が設けられている。該高周波誘導加熱コイル５は、缶
体ｗの巻締部ｚの外径よりも大きい内径を有して始端と
終端とが不連続の円環部２３と、該円環部２３の始端と
終端から上方に延出された導通柄部２４と、該導通柄部
２４の上端に設けられた第２誘導接続コイル２５とによ
って構成されている。

【００２５】該第２誘導接続コイル２５は、図３に示す
ように、前記導通柄部２４に一体に連結された支持ブロ
ック２６の内部に収容され、前記第１誘導接続コイル２
２に所定間隔を存して対向している。該第２誘導接続コ
イル２５の第１誘導接続コイル２２との対向側には、第
１誘導接続コイル２２からの誘導磁界を効率よく受ける
ために、鉄製の板材２７が固設されている。また、該第
２誘導接続コイル２５は、図３及び図４に示すように、
支持ブロック２６に固定された鉄製板状の導通部材２８
を介して前記導通柄部２４に連結されている。そして、
図２及び図３に示すように、該導通柄部２４は、連結部
材２９によって前記回転ドラム８の上端に連結されてい
る。これにより、図２に示すように、該高周波誘導加熱
コイル５は、支持部１４に支持された缶体ｗの上方側に
おいて該缶体ｗと一体に移動し、図３に示すように、第
２誘導接続コイル２５が第１誘導接続コイル２２に所定
間隔を存して対向していることにより、第２誘導接続コ
イル２５は、第１誘導接続コイル２２との電磁誘導によ
る接続状態を維持して移動する。

【００２６】次に、本実施装置である加熱密封装置１の
作動を説明する。先ず、図１を参照して、缶体ｗが前記
投入ターレット３により投入され、図２において向かっ
て左側に示すように、搬送手段２の支持部１４に載置さ
れる。次に、図２を参照して、支持部１４は、駆動ギア
１１を介して伝達された駆動力により回転ドラム８を介
して支柱７の回りを回動される。このとき、回転ドラム
８の回転に伴い、支持部１４のシャフト１５に設けられ
た前記カムローラ１６，１７がカムレール１８に案内さ
れ、缶体ｗを載置した状態で支持部１４が上昇する（こ
のときの状態は図２において向かって右側に示され
る。）該支持部１４の上昇によって缶体ｗはその上端の
巻締部ｚが前記高周波誘導加熱コイル５の円環部２３に
挿入される。この位置において、図１に示すように、前
記第１誘導接続コイル２２の始端部側に前記第２誘導接
続コイル２５（図１では第２誘導接続コイル２５を内部
に備える支持ブロック２６を示す）が対向し、第１誘導
接続コイル２２から供給される高周波電流が、電磁誘導
によって第２誘導接続コイル２５に伝達される。これに
よって、図５に示すように、前記高周波誘導加熱コイル
５の円環部２３からの誘導磁界ｖが缶体ｗの巻締部ｚに
作用して、該巻締部ｚが加熱される。そして搬送手段２
においては、図２に示すように、前記支持部１４のピニ
オンギア１９がラック２０に歯合しているので、該缶体
ｗは、前記高周波誘導加熱コイル５によって巻締部ｚが
加熱された状態で回転しつつ円弧状に搬送される。

【００２７】このように、前記高周波誘導加熱コイル５
の円環部２３が缶体ｗの巻締部ｚ全周に対向し、且つ、
缶体ｗが回転されつつ搬送されるので、前記高周波誘導
加熱コイル５の誘導磁界ｖ（図５参照）にムラが生じて
も、巻締部ｚの全周に亘って均一に効率よく加熱するこ
とができ、また、高周波誘導加熱に伴う消費電力を小と
することができる。

【００２８】該高周波誘導加熱コイル５によって加熱さ
れた巻締部ｚは、図５に示す二重巻締めされた状態で、
缶胴ｘの被覆層ｆと缶蓋ｙの被覆層ｆとが共に軟化或い
は溶融され、従来のようなシーリングコンパウンドを用
いることなく、互いに接触する缶胴ｘと缶蓋ｙとの間が
確実に封止される。

【００２９】その後、缶体ｗが更に下流に搬送される
と、図１に示すように、前記第１誘導接続コイル２２の
終端部側を通過した支持ブロック２６の内部の第２誘導
接続コイル２５（図３参照）は、前記第１誘導接続コイ
ル２２との誘導接続が解除され、缶体ｗの巻締部ｚの加
熱が停止される。そして、その下流側において支持部１
４が下降して缶体ｗの巻締部ｚが高周波誘導加熱コイル
５から離反され（このときの状態は、図２において向か
って左側に示した缶体ｗの投入時と略同様の状態であ
る）、巻締部ｚの加熱によって密封された缶体ｗは、前
記排出ターレット４により排出される。

【００３０】なお、本実施形態においては、前記支持部
１４を上昇させることによって缶体ｗの巻締部ｚを高周
波誘導加熱コイル５の円環部２３の内方に位置させ、図
５に示すように、缶体ｗの巻締部ｚに水平方向に高周波
誘導加熱コイル５の円環部２３を対向させるようにし
た。これにより、誘導磁界ｆが巻締部ｚに集中して巻締
部ｚのみを正確に加熱することができ、少ない消費電力
で極めて効率のよい巻締部ｚの加熱を行うことができ
る。一方、本発明においては、本実施形態の構成以外
に、例えば、巻締部ｚの直上或いは斜め上方位置に高周
波誘導加熱コイル５の円環部２３を位置させてもよい。
そして、この場合には支持部１４に載置された時点で巻
締部ｚと高周波誘導加熱コイル５の円環部２３とを対向
させることができるので、支持部１４による缶体ｗの昇
降が不要となり、装置構成を簡略化することができる。

【００３１】また、本実施形態においては、缶体ｗを前
記搬送手段２の支持部１４によって支持して円弧状に搬
送するもの示したが、それに限るものではなく、図示し
ないが、缶体ｗを直線状に搬送する構成を有する搬送手
段を採用した場合であっても本発明を適用して巻締部ｚ
の良好な加熱密封を行うことができる。

【００３２】また、本実施形態においては、図５に一部
を示したように、缶胴ｘの内外面両側及び缶蓋ｙの内外
面両側に、ポリエチレンテレフタレート製のフイルムに
よる被覆層ｆを備える缶体ｗを採用した。ここで、本発
明における缶蓋ｙの被覆層ｆは、ポリエステル樹脂によ
って形成することが好ましい。特に、巻締を行うために
缶蓋ｙの周縁部に形成された巻締カール部の内面側にお
いては、前記被覆層ｆは、単層でも多層でも差し支えな
く、最外表面は共重合ポリエステル樹脂等の比較的軟化
温度の低い樹脂とすることが好ましい。従って、その他
の例として缶蓋ｙの被覆層ｆを共重合ポリエステル樹脂
とすることが挙げられる。また、本実施形態において
は、腐食等を防止するために缶胴及び缶蓋の全体に被覆
層ｆが設けられてる一般的な缶体ｗを採用したが、本発
明の装置によるときには、巻締部ｚに対応する缶蓋ｙの
巻締カール部の内面側にのみ被覆層ｆが設けられていれ
ば、巻締部ｚの缶蓋ｙと缶胴ｘとの間に被覆層ｆが介在
して軟化或いは溶融されるので、十分に巻締部ｚを密封
することができる。この場合には更に、被覆層ｆには所
望により充填剤を入れて使用してもよく、被覆層ｆを発
泡状態として用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の加熱密封装置を模式的に
示す説明図。

【図２】加熱密封装置の要部の構成を示す説明的縦断面
図。

【図３】加熱密封装置の一部を拡大して示す説明的断面
図。

【図４】図３の説明的IV矢示図。

【図５】缶体及び高周波誘導加熱コイルの要部を示す説
明的断面図。

【符号の説明】

ｆ…被覆層、ｙ…缶蓋、ｘ…缶胴、ｗ…缶体、ｚ…巻締
部、１…加熱密封装置、２…搬送手段、５…高周波誘導
加熱コイル、１６，１７…カムローラ（昇降手段）、１
８…カムレール（昇降手段）、２２…第１誘導接続コイ
ル、２５…第２誘導接続コイル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも巻締カール部の内面側に熱可塑
   性合成樹脂による被覆層が設けられた缶蓋を円筒状の缶
   胴に二重巻締めして缶体を形成し、該缶体を搬送しつつ
   該缶体の巻締部を加熱することにより、缶蓋の被覆層を
   軟化或いは溶融させて該巻締部を密封する加熱密封装置
   であって、 前記缶体を、その軸線回りに回転させつつ搬送する搬送
   手段と、 該搬送手段により搬送される前記缶体に同期して該缶体
   の搬送方向に移動され、該缶体の巻締部に全周に亘って
   対向する円環状の高周波誘導加熱コイルとを備えること
   を特徴とする缶体の巻締部の加熱密封装置。
2. 【請求項２】前記搬送手段は、前記缶体を昇降させる昇
   降手段を備え、 前記高周波誘導加熱コイルは、その内径が前記缶体の巻
   締部より大とされ、前記昇降手段によって上昇された前
   記缶体の巻締部の径方向の外側から所定間隔を存して該
   巻締部の全周に対向することを特徴とする請求項１記載
   の缶体の巻締部の加熱密封装置。
3. 【請求項３】前記缶体の搬送方向に沿った所定範囲に、
   前記高周波誘導加熱コイルへ高周波電流を供給する高周
   波電流供給手段に接続された第１誘導接続コイルが延設
   されており、 前記高周波誘導加熱コイルは、該第１誘導接続コイルに
   所定間隔を存して対向し、該第１誘導接続コイルに沿っ
   て移動する際に電磁誘導によって該第１誘導接続コイル
   を介して前記高周波電流供給手段と接続状態となる第２
   誘導接続コイルを一体に備えていることを特徴とする請
   求項１又は２記載の缶体の巻締部の加熱密封装置。