JP2009034718A

JP2009034718A - 缶胴のガイド機構

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Publication number: JP2009034718A
Application number: JP2007203125A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Mochizuki; 一之望月
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2009-02-19
Anticipated expiration: 2027-08-03
Also published as: JP5300226B2

Abstract

【課題】缶胴と共に走行するテープ状樹脂フィルムが缶胴によって切断されたり、水滴が付着したりすることを防止する。
【解決手段】中空の缶胴１をその中心軸線がほぼ水平となるように保持して搬送されるように案内し、かつその缶胴１の内部に、前記缶胴１の内面に貼着されるテープ状樹脂フィルム１４を挿入して前記缶胴１と共に走行させる缶胴のガイド機構において、前記缶胴１の内部に前記中心軸線と平行な方向に向けて配置されたガイド部材１１を備え、そのガイド部材１１は、前記缶胴１の内面と対向する周面１３と、その周面１３よりも前記缶胴１の中心部側に窪みかつ前記中心軸線方向に沿って延びていて前記テープ状樹脂フィルム１４の案内部を形成する凹部１５とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、筒状に形成された缶胴をその中心軸線をほぼ水平にしてその中心軸線に沿う方向に案内するガイド機構に関し、特に金属板を円筒状に成形しつつ搬送して溶接を行う際の前記金属板もしくは溶接缶胴を案内するとともにその溶接部に貼着するテープ状樹脂フィルムを案内するガイド機構に関するものである。

溶接缶胴の接合部（溶接部）にテープ状樹脂フィルムを貼り付けて被覆する方法が特許文献１に記載されている。その工程を簡単に説明すると、金属板であるブランクを搬送しつつ円筒状に成形するとともに、そのブランクの左右の両端部を僅かに重ね合わせ、その重ね合わせた端部同士を上下一対の溶接ロールによって溶接して接合する。その缶胴の内側にテープ樹脂フィルムを通して缶胴と共に走行させ、そのテープ状樹脂フィルムを溶接缶胴の接合部の内面に次第に接近させて接触させ、予備加熱された缶胴の接合部にテープ状樹脂フィルムを圧着ロールによって圧着させて貼着する。その後、余分なテープ状樹脂フィルムを加熱圧着ロールによって除去する。

特開２００２−１０２９６７号公報

上記の特許文献１に記載されているようにしてテープ状樹脂フィルムが接合部に貼着される缶胴は、電気抵抗シーム溶接法によって溶接するのが一般的であり、その溶接法では、缶胴の内部に位置することになる下側の溶接ロールに対して電気的な接続を行う必要がある。そのため、ブランクの両端部を支持して缶胴をガイドするいわゆるＺレール（またはＺバー）などの案内部材の下側に、電極部品を配置し、その電極部品より下側にテープ状樹脂フィルムを通している。

一方、電極部品は通電に伴う発熱や溶接ロールから伝達される熱によって温度が高くなるので、その内部に冷却水を流すことにより水冷されている。また、電極部品は導電性が良好になるように、一般的には銅によって形成されている。そのため、ライントラブルなどに伴うライン停止時には、発熱する要因がなくなるため、結露が発生することになる。その量が多くなると、ついには水滴として落下し、これが、その下側を走行しているテープ状樹脂フィルムに付着する場合がある。その水滴は、テープ状樹脂フィルムに乗ってそのまま搬送された場合、缶胴の接合面とテープ状樹脂フィルムとの間に介在することになるので、テープ状樹脂フィルムの貼着（溶着）不良の原因となることがある。

また、缶胴は、上記のＺレールなどの案内部材における溝に両端部を挿入させて案内されるから、その走行の途中でぐらついたり振動したりすることがあり、これが原因で缶胴の前端部もしくは後端部とテープ状樹脂フィルムとが接触し、テープ状樹脂フィルムが切断されてしまうことがある。さらに、缶胴とテープ状樹脂フィルムとが接触した場合、前記電極部品から缶胴の内面に水滴が落下していれば、その水滴がテープ状樹脂フィルムに付着することがある。

本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、缶胴の内面に貼着するテープ状樹脂フィルムの切断やテープ状樹脂フィルムに対する水滴の付着などの異常を回避することのできるガイド機構を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために請求項１の発明は、缶胴をその中心軸線がほぼ水平となるように保持して搬送されるように案内し、かつその缶胴の内部に、該缶胴の内面に貼着されるテープ状樹脂フィルムを挿入して前記缶胴と共に走行させる缶胴のガイド機構において、前記缶胴の内部に前記中心軸線と平行な方向に向けて配置されたガイド部材を備え、そのガイド部材は、前記缶胴の内面と対向する周面と、その周面よりも前記缶胴の中心部側に窪みかつ前記中心軸線方向に沿って延びていて前記テープ状樹脂フィルムの案内部を形成する凹部とを備えていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記缶胴は、金属板であるブランクを円筒状に成形するとともにそのブランクの端部同士を接合して形成される溶接缶胴であり、前記テープ状樹脂フィルムは、前記缶胴の溶接部の内面を被覆するように前記缶胴の内面に貼着されるフィルムであり、前記ガイド部材は、前記テープ状樹脂フィルムを前記缶胴の中心軸線を挟んで前記溶接部とは反対側に位置させるように構成されていることを特徴とする缶胴のガイド機構である。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記凹部は、下向きに開口した状態に形成され、かつその凹部と前記周面との境界エッジ部が、前記缶胴の内面を前記凹部内のテープ状樹脂フィルムより下側に離隔させるように突出していることを特徴とする缶胴のガイド機構である。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記凹部を挟んだ両側に、前記周面から前記中心軸線側に窪んだ水切り用凹溝が、前記凹部と平行に形成されていることを特徴とする缶胴のガイド機構である。

請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記ブランクの各端部を挿入させて対向させた状態から互いに重なった状態に誘導する二条の誘導溝が形成されたＺレールが、上下一対の溶接ロールに向けてほぼ水平に配置されるとともに、そのＺレールの下側に前記溶接ロールのための水冷される下側電極部品が配置され、前記ガイド部材はその下側電極部品の下部に取り付けられていることを特徴とする缶胴のガイド機構である。

請求項６の発明は、請求項１ないし５の発明において、前記ガイド部材は、合成樹脂によって形成されていることを特徴とする缶胴のガイド機構である。

本発明によれば、缶胴の内面と対向する周面に対して窪んでいる凹部にテープ状樹脂フィルムが配置され、ここを案内部としてテープ状樹脂フィルムが缶胴と共に走行する。したがって、缶胴がぐらついた場合、缶胴がガイド部材の周面に接触するとしても、その周面より窪んでいる凹部に配置されているテープ状樹脂フィルムに缶胴が接触することが防止もしくは抑制され、その結果、テープ状樹脂フィルムの破断を防止することができる。ところで、缶径が大きくなると、缶内面とガイド部材との間の隙間が大きくなりテープ状樹脂フィルムと缶とが接触する可能性が殆どなくなるので、テープ状樹脂フィルムの破断防止効果は、特に、缶径が５５ｍｍ以下の場合に顕著になる。また、テープ状樹脂フィルムは前記凹部の内部に保持されて、ガイド部材によって覆われた状態とすることができるので、水滴がテープ状樹脂フィルムに付着することを防止もしくは抑制することができる。
また、請求項２の発明によれば、缶胴に対して中央最下点にテープ状樹脂フィルムが前記凹部の内部に保持されて位置することになるので、電極部品に発生した結露が垂れてガイド部材の周面に水滴が付着し、その水滴が前記周面を伝って流れ落ちても前記凹部手前で水滴の自重により流下し、前記凹部の内部に垂れる事はない。よってテープ状樹脂フィルムに水滴が付着するのを防止することが出来る。

特に請求項３の発明によれば、ガイド部材の周面に水滴が付着し、その水滴が前記周面を伝って流れ落ちても、その水滴は、前記凹部と周面との境界エッジ部から滴下し、前記凹部の内部にまで到ることが防止される。その結果、凹部の内部を案内部とするテープ状樹脂フィルムに水滴が付着するのを防止することができる。

また、請求項４の発明によれば、ガイド部材の周面に水滴が付着し、その水滴が前記周面を伝って流れ落ちても、その水滴は、前記凹部の両側に設けられている水切り用凹溝で捕捉され、ここを越えて凹部にまで到ることが防止される。その結果、凹部の内部を案内部とするテープ状樹脂フィルムに水滴が付着するのを防止することができる。

そして、請求項５の発明によれば、缶胴を溶接する過程で下側の電極部品に結露が生じて水滴が落下したとしても、その水滴がテープ状樹脂フィルムに付着したり、これが原因となってテープ状樹脂フィルムによる溶接部の被覆に不良が生じたりするのを防止することができる。

図１はこの発明を溶接缶胴の溶接工程に適用した例を模式的に示しており、金属板であるブランクを丸めた缶胴１を、その中心軸線がほぼ水平となるように保持して水平方向に案内する案内部材としてのＺレール２がほぼ水平に配置されている。Ｚレール２は従来知られているものと同様の構成であって、図２に示すように、中空円筒状に成形した缶胴１の両端部を挿入して保持する左右一対の誘導溝３，４が形成され、その誘導溝３，４から下側に続くほぼ半円の部分が、缶胴１の内面の曲率とほぼ一致する円弧面とされている。その誘導溝３，４は、缶胴１の走行方向での後端側（図１での左端部側）で、一方の誘導溝３（もしくは４）の上側に他方の誘導溝４（もしくは３）が位置している。続いて走行方向での先端側（図１での右端部側）では、缶胴１の両端部は上下方向に接近しつつ、左右方向には徐々に重なり度合いが増すように誘導溝３，４が形成されている。したがって、缶胴１の両端部は、Ｚレール２の先端側で相互に上下に重ね合わされるようになっている。なお、缶胴１を搬送あるいは走行させるための機構は、特には図示しないが、従来知られているフィードチェーンによって構成されている。

上記のＺレール２の先端部に接近して上下一対の溶接ロール５，６が配置されている。これらの溶接ロール５，６はスチール缶の溶接機として従来知られているものであり、溶接ワイヤー７を使用して、缶胴１の両端部を電気抵抗シーム溶接するように構成されている。下側の溶接ロール６は、下側電極部品８の先端部分に取り付けられている。この下側電極部品８は下側の溶接ロール６を保持するとともにその溶接ロール６に給電するためのものであって、前記Ｚレール２の下部に取り付けられている。また、下側電極部品８には、電流を流すことによるジュール熱や溶接に伴う熱によって温度が過度に上昇することを防止するための冷却水路９が、図２に示すように、その内部に形成されている。なお、図１における符号１０はワイヤーガイドロールを示し、前記下側電極部品８に取り付けられていて、前記溶接ワイヤー７を前記溶接ロール５，６の間、すなわち缶胴１の接合部に向けて案内するように構成されている。

上記の下側電極部品８の下部に本発明によるガイド部材１１が取り付けられている。このガイド部材１１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリアセタール（ＰＯＭ）、ナイロン、ポリプロピレン（ＰＰ）などの合成樹脂によって形成されたものであり、下側電極部品８の下面側にその長手方向に沿って取り付けられる。言い換えれば、下側電極部品８の下部が断熱効果のある合成樹脂によって形成された構成となっている。これは、結露を防止もしくは抑制するための構成である。また、ガイド部材１１が下側電極部品８に上記のように取り付けられることにより、Ｚレール２および下側電極部品８ならびにガイド部材１１の三者の外面の包絡面が、缶胴１の内面より僅かに曲率半径の小さい円弧面をなすように構成されている。なお、下側電極部品８とガイド部材１１との間には、前記溶接ワイヤー７を通すための貫通部１２が形成されている。

ガイド部材１１における長手方向に対する左右の外側面は、缶胴１の内面に対向する円弧状の周面１３となっており、これらの周面１３の間の部分、すなわちガイド部材１１の幅方向での中央部の下面には、テープ状樹脂フィルム１４を通して案内するための凹部１５が形成されている。すなわち、テープ状樹脂フィルム１４は缶胴１の溶接部もしくは接合部に対して、缶胴１の中心軸線を挟んで反対側に位置するようになっている。そのテープ状樹脂フィルム１４は、前述した特許文献１に記載されているものと同様に、缶胴の接合部の内面に貼着されてその接合部を被覆するためのものであり、熱可塑性樹脂によって形成され、缶胴１の接合部の内面に熱接着される。また、凹部１５は、円弧状の周面１３よりも中心側（缶胴１の中心軸線側）に窪んでいる部分であって、テープ状樹脂フィルム１４の厚さより深く、かつテープ状樹脂フィルム１４の幅より広い幅の凹溝状の部分であり、図１ないし図３に示すように、下向きに開口した状態でガイド部材１１の全長に亘って形成されている。

上記の凹部１５と周面１３との境界エッジ部１６は凹部１５の底面より図での下側に突出して位置しており、また鋭角に形成されている。したがって、缶胴１が図４の（ａ）に示すようにガイド部材１１との間に隙間を空けて搬送もしくは走行している状態から、ぐらつきなどが原因で図４の（ｂ）に示すようにガイド部材１１に対して相対的に引き上げられた場合、缶胴１の内面が凹部１５に隣接する周面１３に接触したとしても、缶胴１とテープ状樹脂フィルム１４とが接触しないようになっている。また、凹部１５に隣接する周面１３に水滴が多数付着した場合であっても、それらの水滴は傾斜に沿って流下し境界エッジ部１６から落下してしまい、凹部１５の内部やテープ状樹脂フィルム１４には水滴が到らないようになっている。特に、前記境界エッジ部が鋭角である程、水滴はエッジから落下しやすい。

上記の凹部１５を挟んだ両側に水切り用の凹溝１７が形成されている。この凹溝１７は、ガイド部材１１の周面１３に付着した水滴１８が前記凹部１５やテープ状樹脂フィルム１４にまで到達することを阻止するためのものであって、ガイド部材１１の全長に亘って、前記凹部１５と平行に形成されている。図に示す例では、その凹溝１７は、周面１３から断面矩形に切り込んだ矩形溝として形成されており、周面１３との境界を成すエッジ部のうち前記凹部１５に対して遠い方のエッジ部１９は、図５に示すように、曲率半径Ｄが２ｍｍ以下に形成され、またこのエッジ部１９を形成している凹溝１７の内面とエッジ部１９における周面１３の接線との成す角度Ｃは１５°以上で１６５°以下に形成されている。さらに、このエッジ部１９側での溝の深さＢは２ｍｍ以上、開口幅Ａは２ｍｍ以上に形成されている。

なお、図１において符号２０はガイドプーリを示し、溶接ワイヤー７を巻き掛けてこれをガイド部材１１と外部との間で案内するように構成されている。また、符号２１はテープ状樹脂フィルム１４のためのガイドプーリを示し、前記凹部１５を通って走行するテープ状樹脂フィルム１４を溶接ロール５，６よりも更に先方に送るように構成されている。

前記下側電極部品８の外周面および前記ガイド部材１１の周面１３の曲率半径は、缶胴１の内周面の曲率半径より僅かに小さく構成されており、したがってＺレール２の誘導溝３，４に両端部を挿入して円筒状に曲げられている缶胴１は、安定した状態では、その内周面がガイド部材１１から離れた状態で搬送もしくは走行させられる。その過程で、両端部は誘導溝３，４に誘導されて次第に上下に重なり合い、その状態で上下の溶接ロール５，６の間に送り込まれ、溶接が行われる。

また一方、缶胴１における溶接部の内面に貼着されるテープ状樹脂フィルム１４は、前記ガイド部材１１における凹部１５の内部に配置され、ここを案内部として、缶胴１と共に走行している。

下側の溶接ロール６を保持している下側電極部品８は通電に伴って発熱し、また溶接ロール６から熱が伝達されるので、その温度上昇を抑制するために冷却水路９に冷却水が流され、強制水冷されている。しかしながら、下側電極部品８の下部を形成しているガイド部材１１は、合成樹脂製であって断熱効果があるので、その表面温度と周囲の空気との温度差が小さく、その結果、ガイド部材１１には結露が生じにくくなっている。

これに対して、下側電極部品８自体は銅などの金属によって形成されているため、下側電極部品８には、雰囲気温度より低温の箇所が局部的に生じ、その箇所に結露することがある。特にライントラブルなどに伴うライン停止時には、発熱する要因がなくなるため、結露が発生することになる。こうして生じた水滴は、下側電極部品８の外面を伝ってガイド部材１１に流れるが、ガイド部材１１には前述した水切り用の凹溝１７が形成されているので、そのエッジ部１９に到った水滴は、凹溝１７を越えることなく、そのエッジ部１９にとどまり、あるいはそのエッジ部１９から滴り落ちる。すなわち、結露によって生じた水滴が凹部１５内に入ってテープ状樹脂フィルム１４に付着することが防止される。

また、缶胴１がぐらついてその内面が前記ガイド部材１１に接触することがあるが、図４の（ｂ）に示すように、缶胴１の内面がガイド部材１１の周面１３に接触しても、テープ状樹脂フィルム１４はその周面１３より窪んでいる凹部１５の内部に入っているので、缶胴１とテープ状樹脂フィルム１４とが接触することはない。したがって、結露によって生じた水滴が缶胴１の内面に付着していたとしても、その水滴がテープ状樹脂フィルム１４に付着することが回避される。また、テープ状樹脂フィルム１４が缶胴１の鋭利な端部によって切断されることを回避することができる。

したがって、本発明に係る上記のガイド部材１１を備えたガイド機構によれば、合成樹脂製のガイド部材１１に形成した凹部１５の内部にテープ状樹脂フィルム１４を配置してあり、そのガイド部材１１は結露しにくいので、テープ状樹脂フィルム１４に水滴が付着することが防止される。また、下側電極部品８の結露で生じた水滴がテープ状樹脂フィルム１４にまで流れてくることがないので、この点でもテープ状樹脂フィルム１４に水滴が付着することを防止することができる。その結果、本発明のガイド機構を用いれば、缶胴１の接合部をテープ状樹脂フィルム１４によって確実に被覆することができる。また、搬送中に缶胴１がぐらついても、テープ状樹脂フィルム１４はガイド部材１１の凹部１５の内部に配置されていて缶胴１に対してガードされているので、テープ状樹脂フィルム１４に缶胴１が接触することがなく、したがって缶胴１にたとえ水滴が付着していてもその水滴がテープ状樹脂フィルム１４に付着することがなく、またテープ状樹脂フィルム１４が缶胴１によって切断されることを回避することができる。

なお、本発明は上述した構成に限定されないのであって、前述した水切り用の凹溝１７を備えていない構成であってもよい。その例を図６に示してあり、凹部１５と周面１３との境界エッジ部１６が水滴を遮断できる構成とされている。具体的には、境界エッジ部１６は前述した図５に示すエッジ部１９と同様な形状に構成されている。したがって周面１３を伝ってきた水滴は境界エッジ部１６から凹部１５側に入ることはなく、その境界エッジ部１６にとどまり、あるいはここから滴下し、その結果、テープ状樹脂フィルム１４に水滴が付着することを防止することができる。

また、本発明は溶接工程の缶胴だけでなく、乾燥や検査などの他の工程で中心軸線方向に搬送もしくは走行させられる缶胴を対象とするガイド機構にも適用することができ、したがってガイド部材やこれに形成した凹部は、必ずしも下側に設けられていなくてもよい。

本発明を缶胴の溶接工程に適用した例を模式的に示す図である。図１のII−II線に沿う断面図である。図２のIII部の拡大図である。（ａ）は缶胴の内面がガイド部材の周面から離れている状態を示す図であり、（ｂ）は缶胴の内面がガイド部材の周面に接触した状態を示す図である。水切り用の凹溝の形状を示す部分拡大図である。水切り用の凹溝を設けていない例を示す部分拡大図である。

符号の説明

１…缶胴、２…Ｚレール、３，４…誘導溝、５，６…溶接ロール、８…下側電極部品、９…冷却水路、１１…ガイド部材、１３…周面、１４…テープ状樹脂フィルム、１５…凹部、１６…境界エッジ部、１７…水切り用の凹溝、１８…水滴。

Claims

缶胴をその中心軸線がほぼ水平となるように保持して搬送されるように案内し、かつその缶胴の内部に、該缶胴の内面に貼着されるテープ状樹脂フィルムを挿入して前記缶胴と共に走行させる缶胴のガイド機構において、
前記缶胴の内部に前記中心軸線と平行な方向に向けて配置されたガイド部材を備え、
そのガイド部材は、前記缶胴の内面と対向する周面と、その周面よりも前記缶胴の中心部側に窪みかつ前記中心軸線方向に沿って延びていて前記テープ状樹脂フィルムの案内部を形成する凹部とを備えていることを特徴とする缶胴のガイド機構。
前記缶胴は、金属板であるブランクを円筒状に成形するとともにそのブランクの端部同士を接合して形成される溶接缶胴であり、
前記テープ状樹脂フィルムは、前記缶胴の溶接部の内面を被覆するように前記缶胴の内面に貼着されるフィルムであり、
前記ガイド部材は、前記テープ状樹脂フィルムを前記缶胴の中心軸線を挟んで前記溶接部とは反対側に位置させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の缶胴のガイド機構。
前記凹部は、下向きに開口した状態に形成され、かつその凹部と前記周面との境界エッジ部が、前記缶胴の内面を前記凹部内のテープ状樹脂フィルムより下側に離隔させるように突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の缶胴のガイド機構。
前記凹部を挟んだ両側に、前記周面から前記中心軸線側に窪んだ水切り用凹溝が、前記凹部と平行に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の缶胴のガイド機構。
前記ブランクの各端部を挿入させて対向させた状態から互いに重なった状態に誘導する二条の誘導溝が形成されたＺレールが、上下一対の溶接ロールに向けてほぼ水平に配置されるとともに、そのＺレールの下側に前記溶接ロールのための水冷される下側電極部品が配置され、前記ガイド部材はその下側電極部品の下部に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の缶胴のガイド機構。
前記ガイド部材は、合成樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の缶胴のガイド機構。