JP2005081400A - 二重構造ドラム缶及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】締結バンド及び固着作業が不要な二重構造ドラム缶及びその製造方法を提供する。
【解決手段】内缶（１）が、天カール部（２ａ）を有する外缶（２）に挿入されてなり、前記内缶の天部（１ａ）が前記外缶の天カール部におけるカール面に沿うように巻き締められて、内缶と外缶とが固定されていることを特徴とする二重構造ドラム缶。この構成により、締結バンドが不要となり部品コスト及び製造のための人的コストを下げることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドラム缶の再利用（リサイクル）又は再使用（リユース）を効率よく行うための新規な二重構造ドラム缶及びその製造方法に関する。

従来、ドラム缶をリサイクルするときは、汚染物が付着したままスクラップ又は廃棄物処理されていた。このため、有害物質の流出や事故の原因のリスクが大きかった。また、内容物を詰め替えてリユースするときは、内部を洗浄しなければならないが、塗料・合成樹脂・グリース・レジン等のように洗浄不能又は困難な場合があった。

この問題を解決するため、ドラム缶を外缶と内缶とからなる二重構造として流通せしめ、使用後に回収して内缶のみ取り替えるという再生方法が知られている（特許文献１参照）。

このようなドラム缶のリサイクルシステムに用いられる従来の二重構造ドラム缶（天カール巻込複合容器）は、内缶を外缶に組込み、締結バンドを係合部に巻回して締め付けた後、端部を重ね合わせて、重ね合わせた部分をスポット溶接等することにより固定されていた（特許文献２参照）。

特開２００３−１７０９３２号公報 実開平７−２２９２４号公報

しかし、従来の方法は、内缶と外缶との係合部に締結バンドを用いることが必要であったため、締結バンドの締め付け作業が必要であった。また、締結バンドは部品コスト及び製品重量を増大させる原因ともなっていた。さらに、締結バンドのみでは内缶と外缶との固着が不十分であったため、締結バンドを取付けた後、溶接等の固着手段をさらに実施することが必要不可欠であった。
換言すると、従来の二重構造ドラム缶の内缶は「外缶の内カール部に外嵌しうるように開口端を外側に略円弧状に湾曲させた外カール部を有する肉厚の薄い金属製のもの（同文献２の第１１段落参照。）」であったため、内缶の外カール部（同文献２のｄ、２ａ）は予め円弧状に曲げられてはいたが、締結バンドによって端部を重ね合わせた後、さらに内缶の外カール部を外缶の内カール部に巻き締める程の長さはなかった（同文献２の図２又は図４参照。）。逆に、重ね合わせ部分が短いためこの部分に容易に溶接、ヒートシール、シュリンク等の固着手段を施すことができ、これによって強度を確保していた。

さらに、係合部の固着作業等（溶接等）は手作業で行う必要があったため、労力が必要であり、人的コスト及び製造に要する時間の増大、手作業による品質の不均一等の原因ともなっていた。

さらに、溶接により固着した場合、内缶を取り外しても溶接部分にろう材などが残り、これをヤスリ等によりきれいに除去しなければ、新しい内缶を嵌めにくいという問題が現実に起こっていた。さらに、残存した溶接部分は非常に鋭利なため、作業中に手を怪我することがしばしばあった。

本発明が解決しようとする問題点は、従来の二重構造ドラム缶は内缶と外缶との係合部に締結バンド及び溶接等の固着手段が必要であり、製造コスト及び製造時間等を増大する原因となっていたことである。本発明は、締結バンド及び固着作業を一切不要にすることにより、製造コスト等を従来よりも大幅に下げることができる新規な二重構造ドラム缶とその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、内缶を外缶に組込むときに、内缶の開口端部（天部）を外缶の天カール部に巻き込むことにより、巻き締め固定されていることを最も主要な特徴とする。

本発明に係る二重構造ドラム缶は、内缶１が、天カール部１ａを有する外缶２に挿入されてなり、前記内缶の天部１ａが前記外缶の天カール部におけるカール面に沿うように巻き締められて、内缶と外缶とが固定されていることを特徴とする。

このような構成によると、締結バンドを取付けや溶接をしなくても、内缶と外缶とがしっかりと固定され、内缶がぐらついたり、はずれたりすることがない。よって、締結バンドの部品コストを下げ、また、溶接作業等を不要にすることができる。

この二重構造ドラム缶における前記内缶の天部１ａは、水平面（Ｘ−Ｘ）よりも大きく巻き込まれていると共に、その端部Ｐは前記天カール部（２ａ）の端部Ｑまで達していないことが好ましい。水平面より大きく巻き込まれることにより溶接等の固着手段なしでしっかりと内缶が外缶に固定される。さらに、内缶の端部Ｐが外缶の天カール部の端部Ｑより短い（ほぼ達していてもわずかに達していなければ構わない）ので、回収後に内缶を取り外すことが容易となる。
すなわち、このような構成とすることにより、外れにくく、かつ、外しやすい二重構造ドラム缶とすることができるという極めて顕著な効果を奏する。

なお、本件発明者の経験上、内缶の天部の巻き込み量は、水平面Ｘ−Ｘからみて略９０度乃至１３５度程度巻き込まれた状態が好ましい。巻き込み角が９０度より小さいと内缶の固定力が不十分となり、逆に１３５度以上巻き込むと、使用後に内缶を取り外しにくくなるためである。なお１３５度よりも大きく巻き込んでいても、端部Ｐが端部Ｑに完全に達しておらず、わずかでも隙間があれば取り外しは可能であるが、これ以上巻き込んでも取り外しにくくなるだけである。

本発明に係る二重構造ドラム缶の製造方法は、略円筒状で上端部に天カール部が設けられ底部は底板を取付けて閉じられた外缶に対し、円筒状に成形された缶胴材に底部は底板を取付け、天部はオープンとした円筒形の内缶を成形する工程Ｓ１と、前記内缶を前記外缶に内挿する工程Ｓ２と、前記内缶の天部を前記外缶の天カール部におけるカール面に沿うように巻き締める工程Ｓ３と、を含むことを特徴とする。

この場合、内缶を外缶に挿入する工程Ｓ２の前に、内缶の天部を予め外側に広げるための端部処理を少なくとも一度以上行うことが好ましい。このような端部処理は必ずしも無くてもよいが、この処理により、巻き締め工程Ｓ３が容易となる。端部処理は、より具体的には、鼻殺し、半円カール、フランジ出しなどの処理があり、外缶の天カール部に内缶の天部の少なくとも一点を１つ又は２つ以上のローラ等で押し付け、ドラム又はローラ等のいずれかを回転させて全周に亘って巻き締めを行うことができる。

本発明に係る二重構造ドラム缶は、内缶と外缶とを締結バンド及び溶接等で固定する必要がないため、従来よりも軽量で製造コストを下げることができる。また、溶接しないため、流通後回収した後、内缶を取り外すときも、取り外し作業が容易である。
また、本発明に係る二重構造ドラム缶の製造方法によると、締結バンドの締め付け作業及び溶接等の固着作業が不要となるため、製造時間が短縮化され、かつ、部品コスト及び人的コストを下げることができる。

以下、実施例を用いて、本発明に係る二重構造ドラム缶について説明する。

（第１の実施例）−二重構造ドラム缶の構造−
図１は、本発明に係る二重構造ドラム缶の胴体部分の一例を示す断面図を示したものである。ブリキ製の内缶１が、外缶２に内装されている。外缶２には、天カール部２ａが設けられ、内缶の天部１ａが、この天カール部２ａのカール面に沿うように巻き締められて固定されている。

図２は、図１における内缶１と外缶２の係合部（図１において破線で示したＡ部）を拡大した断面図である。外缶２は図２のように天カール部を有しており、内缶１は該天カール面に沿うように巻き締められている。その結果、巻き締められた天カール面において内缶１と外缶２とがぴったりと密着し結合される。この内缶の天部１ａの巻き込み量は、外缶の天カール部２ａのカール中心Ｏから見て、水平面Ｘ−Ｘより大きく巻き込まれていなければならない。図２のように、係合部の断面を領域Ｉ乃至領域ＩＶに分割した場合、本発明では、領域Ｉ（カール中心Ｏを通る水平面となす角αが９０度以上１８０度以下）までカールしている。なお、そのためには、後述する製造方法により、外缶に内缶を挿入した後、内缶の天部を領域Ｉまで曲げ加工する処理が必要不可欠となる。ただし、αが１３５度より大きいところまでカールすると、これより大きくなるにつれて内缶を取り外すことが困難となってくるので、理想的には９０度乃至１３５度程度が好ましい。

このような構造によると、内缶と外缶との係合部に締結バンドを用いず、かつ、係合部に溶接その他の固着手段を用いずに、確実に内缶と外缶とを固定することができる。

図３（ａ）乃至図３（ｃ）は、天蓋が取外しできるように設計された、いわゆるオープンタイプのドラム缶（以下、本明細書では「オープンドラム」という。）の全体図を示している。オープンドラムは、塗料など高粘度の液体、粉末又は固形物などの容器として優れている。

図３（ａ）は、オープンドラムの締輪４を示し、図３（ｂ）は、オープンドラムの天蓋３を示している。締輪４は、天蓋３を胴体２に取付けるための金具であり、締め付け部は締付ボルト４ａが設けられている。

図３（ｃ）は、上述した二重構造の胴体２に、天蓋３及び締輪４を取付けた状態を示している。このように、本発明に係る二重構造ドラム缶は、天カール部の結合部に締結バンドを施さず、内缶の天部を外缶の天カール部に直接巻き込むことにより巻き締め固定するため、従来の二重構造ドラム缶よりも軽量で製造コストを下げることができる。また、溶接固着しないため、流通後回収した後、内缶を取り外すときも、取り外し作業が容易である。

（第１の実施例の変形例）
なお、天蓋３はオープンタイプに限らず、クローズドタイプを用いてもよい。また、締輪４の締付ボルト４ａに代えてレバー式の締付金具を用いてもよい。これらの部分にはいずれも一般的な公知技術を適用することができる。

（第２の実施例）−二重構造ドラム缶の製造方法−
次に、本発明に係る二重構造ドラム缶の製造方法について、図４乃至図８に示す工程図を用いて説明する。図４及び図６は、内缶の製造工程Ｓ１を示している。図８は内缶を外缶に挿入する工程Ｓ２を示し、図７は内缶の天部を外缶の天カール部に巻き締める工程Ｓ３を示している。

図４（ａ）に示すように、コイル巻きされたブリキ板（コイル材）１０を所定の寸法に切断する。図４（ａ）の矢印Ｃ１及びＣ２は切断刃（不図示）の方向を示している。始めに幅方向（Ｃ１）及び長さ方法（Ｃ２）に順次することにより、所定の大きさの１枚の缶胴材１２を得る。なお、切断順序は始めに幅方向に切断し次に長さ方向に切断した図を示したが順序を入れ替えてもよく適宜変更可能である。

次に、図４（ｂ）に示すように、缶胴材１２を１枚ずつロールフォーマ機２３にかけ、円筒状に曲げ加工を行う。次に、図４（ｃ）に示すように、缶胴材１２の両端を数ミリメートル重ね合わせ、銅ワイヤ−２４（２４ａ、２４ｂ）を上下にあてがい、溶接電流Iを電極２５（２５ａ、２５ｂ）に通電して電気抵抗溶接を行う。なお、缶胴材１２は、錫１２ａが鉄１２ｂを挟むサンドイッチ構造をしている。缶胴溶接工程は図５（ａ）に示すようなワイヤーシーム溶接機２６などを用いて缶胴材の接続部分全体について連続的に行う。

図５（ｂ）は缶胴材底部の端部処理（ネッキング工程及びフランジング工程）と、天部の端部処理（鼻殺し工程）とを示している。ネッキング工程及びフランジング工程は、ネッカーフランジャー機（不図示）などにより、缶胴材全体を図の矢印のように回転させながら缶胴材の底部の端部を缶胴材の内側から内ローラ２０ａを、外側から外ローラ２０ｂを押し当てて局部的に缶胴径を小さくすると共に底端部のフランジ出しを行う工程である。図中のＢ１はネッキング部、Ｂ２はフランジング部を示している。

以上の各工程はいずれも一般的な公知技術を適宜用いることができ、適宜修正・変更等を行うことができる。
本実施例では、後述の外缶の天カール部に内缶の天部を巻き込んで固定する処理を容易にするため、天部にも予め端部処理（鼻殺し工程）を施している。図５（ｂ）の缶胴材天部は、内ローラ２１ａ及び外ローラ２１ｂにより、端部直径を押し広げられる様子を示している。この端部処理工程を『鼻殺し工程』と呼ぶ。

図５（ｃ）は、缶胴材１２に底蓋１３を取付ける様子を示している。底蓋１３は大型プレスなどにより１枚ずつ打ち抜いて円盤状に切り出し、外周部はカーリングローラなどによりカーリング処理を施して、予め図５（ｃ）に示すような形状に加工しておく。底蓋１３の形成工程についても一般的な公知技術を適用することができるため、詳細な説明は省略する。
底蓋１３の内側の外周部にシーリングコンパウンド（例えば、水溶性ラバー）を薄く塗布し、缶胴材１２の底部に嵌め入れ、内ローラ２７及び巻き締めローラ２８を押し当てて巻き締める。なお、巻き締めローラ２８は、形状の異なる二種類のローラを適用し、巻き締め部を２度折り返すようにして、内缶の密閉性を高めるため図５（ｄ）に示すように二重巻き締め形状にすることが好ましい。

以上の工程、すなわち、円筒状に成形された缶胴材に底部は底板を取付け、天部はオープンとした円筒形の内缶を成形する工程（Ｓ１）により、内缶１の製造工程が完了するが、さらに、図６（ａ）に示すように、天カール機などを用いて内缶の天部の鼻殺しに天カールローラ２９を回転させながら押し当て、図６（ｂ）に示すような半カール形状となるように端部処理をさらに行っておくと、後工程が一層容易となるため、好ましい。なお、ここでの端部処理は、図６（ｂ）のような半カール形状以外でも、内缶の天部を予め外側に広げるような処理であればよい。たとえば、９０度に折り曲げフランジ出しにしてもよい。

次に、この内缶１を外缶２の内部に挿入する工程Ｓ２について説明する。なお、外缶２は、ＪＩＳ Ｇ３１４１（冷間圧延鋼板及び鋼帯）の規格品を使用し、大きさ及び形状は所定の規格のものを用いる。なお、外缶は新品でも中古品でもよい。

図８（ａ）乃至図８（ｃ）は、内缶１を外缶２に挿入する工程（Ｓ２）を示している。挿入が完了した状態では、内缶１の天カール部が外缶の天カール部に当たっているだけであるため、内缶１はしっかりと固定されていない。

そこで、次に、図７（ａ）に示すように、カール機を用いて内缶１を図のように回転させながら組み付けローラ３０を横から押し当てることにより、図７（ｂ）に示すように内缶の天部を外缶の天カール部におけるカール面に沿うように巻き締める。この工程により、外缶の天カール部に内缶の天部を完全に一体化させ、本発明に係る二重構造ドラム缶が完成する。

ただし、上述した一連の巻き締め方法はローラの押し当て方や押し当ての順序など種々の変更が可能であり、当業者がなし得る程度の設計変更はすべて本発明に適用できる。例えば、ローラを用いる以外の方法としては、シリンダーにより金型を押して巻き締めるといった方法も考えられるであろう。

本発明に係る二重構造ドラム缶は、リサイクルシステム可能なドラム缶に用いることができる。本発明に係る二重構造ドラム缶の製造方法は、従来よりも工程が簡略であり、製造コスト等を大幅に下げることができる。

図１は、本発明に係る二重構造ドラム缶の胴体部分の一例を示す断面図を示したものである。 図２は、図１における内缶１と外缶２の係合部（破線で示したＡ部）を拡大した断面図である。 図３（ａ）乃至図３（ｃ）は、天蓋が取外しできるように設計された、いわゆるオープンドラムの全体図である。 図４（ａ）乃至（ｄ）は、本発明に係る二重構造ドラム缶の製造工程を示す工程図である。 図５（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る二重構造ドラム缶の製造工程を示す工程図である。図５（ｄ）は、二重巻き締め形状の一例を示す図である。 図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る二重構造ドラム缶の製造工程を示す工程図である。 図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る二重構造ドラム缶の製造工程を示す工程図である。 図８（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る二重構造ドラム缶の製造工程を示す工程図である。

符号の説明

１ 内缶
１ａ 内缶の天部
２ 外缶
２ａ 天カール部
３ 天蓋
４ 締輪
１０ コイル材
１２ 缶胴材
１２ａ 錫
１２ｂ 鉄
２３ ロールフォーマ機
２４ 銅ワイヤ
２５ 電極
２６ ワイヤーシーム溶接機
２７ 内ローラ
２８ 巻き締めローラ
２９ 天カールローラ
３０ 組み付けローラ

Claims (4)

1. 内缶（１）が、天カール部（２ａ）を有する外缶（２）に挿入されてなり、前記内缶の天部（１ａ）が前記外缶の天カール部（２ａ）におけるカール面に沿うように巻き締められて、内缶と外缶とが固定されていることを特徴とする二重構造ドラム缶。
2. 前記内缶の天部（１ａ）は、水平面（Ｘ−Ｘ）よりも大きく巻き込まれていると共に、その端部Ｐは前記天カール部（２ａ）の端部Ｑまで達していないことを特徴とする請求項１記載の二重構造ドラム缶。
3. 略円筒状で上端部に天カール部が設けられ底部は底板を取付けて閉じられた外缶に対し、少なくとも、
   （Ｓ１）円筒状に成形された缶胴材に底部は底板を取付け、天部はオープンとした円筒形の内缶を成形する工程と、
   （Ｓ２）前記内缶を前記外缶に内挿する工程と、
   （Ｓ３）前記内缶の天部を前記外缶の天カール部におけるカール面に沿うように巻き締める工程と、
   を含むことを特徴とする二重構造ドラム缶の製造方法。
4. 前記工程（Ｓ２）の前に、内缶の天部を予め外側に広げるための端部処理を行うことを特徴とする請求項３記載の二重構造ドラム缶の製造方法。

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