JP2550795B2 - 金属筒体の開口端部の加熱方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シームレス金属缶プリ
フォームの胴壁部等の金属筒体の開口端部を、高周波誘
導加熱により加熱する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】二軸延伸ポリエチレンテレフタートフィ
ルムをティンフリースチールの両面に貼着したプラスチ
ック被覆鋼板ブランクに深絞り成形等の加工を行なっ
て、図３に示すようなシームレス金属缶１を形成する場
合に、ネックイン部２およびフランジ部３を形成する前
に、図２に示すような全体が円筒部となっている胴壁部
４と、フランジ部５を有するシームレス金属缶プリフォ
ーム６を深絞り成形および底部のドーミング加工等によ
って形成する。次いでプリフォーム６の開口端部８の上
部８ａを一点鎖線で示す切断線に沿って切断除去した
後、残りの開口端部部分８bをネックイン加工、フラン
ジ加工して、ネックイン部２およびフランジ部３を形成
する。

【０００３】深絞り成形のさい、開口端部８の両面に接
着されているポリエチレンテレフタート層（図示されな
い）は強度の軸方向の延伸加工を受ける。そのため上記
の切断、ネックイン加工、フランジ加工のさいにポリエ
チレンテレフタート層は開口端部８から剥離し易い。こ
の剥離を防止するために、開口端部８をポリエチレンテ
レフタートの融点直下の温度（通常約200〜220℃）に加
熱して、ポリエチレンテレフタート層の残留歪を緩和さ
せることが望ましい。

【０００４】金属中空円筒体の開口端部の加熱法とし
て、高周波誘導加熱コイルの第１の部分を開口端部に対
向させ、加熱コイルの第２の部分を中空円筒体の側壁に
対向させた状態において、中空円筒体を自転させて、開
口端部の全周を高周波誘導加熱する方法が提案されてい
る（特公昭６２ー２０６７３号公報）。この方法は間欠
方式であるため生産性が低い、また中空円筒体を自転さ
せるため装置の構造が複雑になり、そのため設備費が高
くなるという問題を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 本発明は、連続的に
高い生産性で、かつ比較的簡単な構造の装置で金属筒体
の開口端部を全周に沿って比較的均一に加熱することが
可能な、金属筒体の開口端部の加熱方法およびその装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 本発明の金属筒体の開
口端部の加熱方法は、移動する金属筒体の開口端部の加
熱方法において、金属筒体の開口端部の直径にほぼ等し
い中心幅Ｗの第１の平行部を有する第１のコイル、およ
び移動の上流側にあって中心幅が第１の平行部の巾心幅
Ｗとほぼ等しい第２の平行部、ならびに移動の下流側に
あって中心幅が第１の平行部の中心幅Ｗより小さく、第
１の平行部と平行で、かつ同一平面の内側にある第３の
平行部を有する少なくとも１個の第２のコイルを備え、
第１のコイルと第２のコイルを流れる電流の方向が同じ
である高周波誘導加熱コイル装置の第１の平行部に、移
動方向に対し直角方向の直径の両端の開口端部の部分が
沿うように金属筒体を自転することなく移動させて、開
口端部を高周波誘導加熱することを特徴とする。

【０００７】 本発明の金属筒体の開口端部の加熱装置
は、移動する金属筒体の開口端部の加熱装置において、
開口端部の直径にほぼ等しい中心幅Ｗの第１の平行部を
有する第１のコイル、および移動の上流側にあって中心
幅が第１の平行部の中心幅Ｗとほぼ等しい第２の平行
部、ならびに移動の下流側にあって中心幅が第１の平行
部の中心幅Ｗより小さく、第１の平行部と平行で、かつ
同一平面の内側にある第３の平行部を有する少なくとも
１個の第２のコイルを備え、第１のコイルと第２のコイ
ルを流れる電流の方向が同じである高周波誘導加熱コイ
ル装置、および第１の平行部に、移動方向に対し直角方
向の直径の両端の開口端部の部分が沿うように金属筒体
を静置して移動させるコンベアを備えることを特徴とす
る。

【０００８】 金属筒体の開口端部の直径にほぼ等しい
中心幅Ｗの第１の平行部を有する第１のコイル、および
移動の下流側にあって中心幅が第１の平行部の中心幅Ｗ
より小さく、第１の平行部と平行で、かつ同一平面の内
側にある第３の平行部を有する少なくとも１個の第２の
コイルを備え、第１のコイルと第２のコイルを流れる電
流の方向が同じである高周波誘導加熱コイル装置では、
第１の平行部１１と第３の平行部１３の電流の方向が同
じ部分に沿って、平行部に対し直角の面に沿う磁束１７
が形成される（図２参照）。中心幅Ｗが開口端部の直径
にほぼ等しい第１の平行部１１に、移動方向に対し直角
方向の直径の両端の開口端部８の部分が沿うように金属
筒体６を移動させると、磁束１７によって開口端部８に
誘導電流が誘起されて、開口端部８は高周波誘導加熱さ
れる。開口端部の直径に応じて、第３の平行部の中心間
隔が適宜になるようにコイル数、従って第３の平行部の
数を定めることによって、金属筒体を自転させなくても
開口端部の全周に沿って加熱を行なうことができる。こ
の場合第１の平行部１１の下方近傍の開口端部部分（部
分８ｘ、８ｖの近傍部分）の方が第３の平行部１３の下
方近傍の開口端部部分よりも加熱が遅れる（理由につい
ては段落番号００１２参照）。しかし高周波誘導加熱コ
イルは、移動の上流側にあって中心幅が第１の平行部１
１の中心幅Ｗとほぼ等しい第２の平行部１４を備えてい
る。そのため上流側を移動する際に、第１の平行部１
１、第２の平行部１４の下方近傍の開口端部部分のみが
比較的強く高周波誘導加熱されて予熱されるので、金属
筒体を自転させなくても、開口端部を全周に沿って比較
的均一に加熱することができる。

【０００９】金属筒体は高周波誘導加熱装置に沿って移
動中に高周波誘導加熱されるので、加熱を連続的に行な
うことができ、従って生産性が高い。また金属筒体を自
転させる必要はなく、単に移動させればよいのであるか
ら、装置の構造は比較的簡単である。

【００１０】

【実施例】図１、図２において、１０は第１の高周波誘
導加熱コイルであり、シームレス金属缶プリフォーム６
の開口端部８の直径にほぼ等しい中心幅Ｗの平行部１１
を有している。１２は第２の高周波誘導加熱コイルであ
って、上流側が平行部１１の中心幅Ｗ（コイルを形成す
るパイプの中心軸間の幅をいう）にほぼ等しい中心幅の
平行部１４、下流側が平行部１１より小さい中心幅ｗの
平行部１３となっている。第１のコイル１０を流れる電
流１５と、第２のコイル１２を流れる電流１６の方向が
同じになるように、第１のコイル１０および第２のコイ
ル１２は高周波電流発振装置（図示されない）に接続さ
れている。

【００１１】 プリフォーム６は、ベルトコンベア１８
に自転することなく載置されて、すなわち静置されて矢
印Ａ方向に搬送され移動するのであるが、そのさい搬送
方向に直角方向の直径の両端になる開口端部８の部分８
ｘおよび８ｙが第１の高周波誘導加熱コイルの平行部１
１に近接して沿うように、すなわち図２の場合は、平行
部１１のほぼ真下を、平行部１１に近接して通るように
搬送される。そのさい平行部１１および１３を通る高周
波電流１５、１６に基づく、平行部１１、１３に直角な
面に沿う磁束１７によって開口端部８に誘導電流が誘起
されて、開口端部８は高周波誘導加熱される。

【００１２】上流側において第２の高周波誘導加熱コイ
ルの平行部１４の中心幅を第１の高周波誘導加熱コイル
の平行部１１の中心幅とほぼ等しくするのは次の理由に
よる。磁束１７が沿う開口端部８の面積成分は、平行部
１１の下方近傍の開口端部部分（部分８ｘ、８ｙの近傍
部分）の方が平行部１３の下方近傍の開口端部部分より
も広いため、平行部１１の下方近傍の開口端部部分に誘
起される電流密度が平行部１３の下方近傍の開口端部部
分に誘起される電流密度よりも小さく、従って上流側ま
で平行部１３が延びていると、平行部１１の下方近傍の
開口端部部分の方が平行部１３の下方近傍の開口端部部
分よりも加熱が遅れるためである。平行部１１の中心幅
とほぼ等しい第２の高周波誘導加熱コイルの平行部１４
を上流側に設けると、高周波誘導加熱コイル装置９の上
流側において、部分８ｘ、８ｙの近傍部のみが高周波誘
導加熱されて予熱され、そのため開口端部８を全周にわ
たってほぼ均一に所定温度に加熱することができる。

【００１３】 開口端部８を全周にわたってほぼ均一に
所定温度に加熱するためには、平行部１３の長さが第２
の高周波誘導加熱コイル１２の全長の約０．５５〜０．
８０で、かつ平行部１１と平行部１３間の中心間隔ｄが
約１０〜２５ｍｍ、平行部１３の中心幅ｗが約１０〜３
０ｍｍであることが好ましい。従って通常の飲料缶のサ
イズである呼称２１１号缶（胴壁部内径６５．３ｍｍ）
のプリフォームに対しては、第１の高周波誘導加熱コイ
ル１０および第２の高周波誘導加熱コイル１２を備える
図１に示す高周波誘導加熱コイル装置で満足な加熱を行
なうことができる。

【００１４】 しかしそれより直径の大きい金属筒体の
場合は、図４に示すように、平行部１３の内側に平行部
２０を有する第３の高周波誘導加熱コイル１９を備える
高周波誘導加熱コイル装置２１を用いることが好まし
い。この場合も開口端部に沿ってほぼ均一な加熱温度を
得るためには、中心間隔ｄは約１０〜２５ｍｍ、中心幅
ｗは約１０〜３０ｍｍであることが好ましい。更に直径
が大きい金属筒体の場合は、全体のコイル幅を大きくし
て、平行部２０の内側に、中心幅ｗが約１０〜３０ｍｍ
の平行部（図示されない）を有する第４の高周波誘導加
熱コイルを備える高周波誘導加熱コイル装置を用いるこ
とが好ましい。

【００１５】次に具体例について述べる。全長が360m
m、中心幅Ｗが69mm、コイルを形成するパイプの外径が4
mmの第１の高周波誘導加熱コイル１０、および平行部１
３の長さが230mm、中心幅ｗが25mm、パイプ外径が4mmの
第２の高周波誘導加熱コイル１２を備え、中心間隔ｄが
22mmの図１に示すタイプの高周波誘導加熱コイル装置９
を水平に配置した。

【００１６】胴壁部４が厚さ0.23mmのティンフリースチ
ールとその両面に接着された厚さ20μｍのポリエチレン
テレフタート層よりなり、フランジ部５の幅が5mmの呼
称サイズ２１１号の図２に示すタイプのシームレス金属
缶プリフォーム６を、ベルトコンベア１８に載置して矢
印Ａ方向に搬送して、開口端部８を高周波誘導加熱し
た。開口端部８に予め示温塗料を塗布した。

【００１７】そのさい矢印Ａ方向に直角方向の直径の両
端の開口端部部分８ｘ、８ｙが第１のコイルの平行部１
１のほぼ真下になるように、また平行部１１の下端とフ
ランジ部５間の間隙が4mmになるようにして搬送した。
高周波誘導加熱コイル装置の出力は1.6ｋｗ、搬送速度
は10ｍ／分であった。高周波誘導加熱コイル装置９を通
過後の開口端部８の温度を示温塗料の色の変化によって
調べたところ、全周に沿って、フランジ部５から下方13
mmまでの開口端部８の部分の加熱温度は約190〜220℃で
あることが判明した。

【００１８】本発明は、以上の実施例によって制約され
るものでなく、例えばプリフォーム６を下向きにして、
耐熱性があり、かつ非磁性の材料、例えば弗素樹脂より
なるベルトコンベア１８に載置し、ベルトコンベアの下
方に高周波誘導加熱コイル装置を配設して、開口端部を
高周波誘導加熱してもよい。またプリフォーム６はフラ
ンジ部５が無いものであってもよい。さらに金属筒体は
両端開放の金属円筒体であってもよい。

【００１９】

【発明の効果】 本発明によれば、連続的に高い生産性
で、かつ比較的簡単な構造の装置で、金属筒体の開口端
部を全周に沿って比較的均一に加熱することができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である装置によって本発
明を実施している状態の例を示す平面図である。

【図２】図１のＩＩーＩＩ線に沿う縦断面図である。

【図３】図２に示すプリフォームから形成されたシーム
レス金属缶の例の一部切断正面図である。

【図４】本発明の第２の実施例である装置の要部平面図
である。

【符号の説明】

６ シームレス金属缶プリフォーム（金属筒体） ８ 開口端部 ８ｘ 進行方向に対し直角方向の直径の両端の開口端
部の部分 ８ｙ 進行方向に対し直角方向の直径の両端の開口端
部の部分 ９ 高周波誘導加熱コイル装置 １０ 第１の高周波誘導加熱コイル １１ 第１の平行部 １２ 第２の高周波誘導加熱コイル １３ 第３の平行部１４ 第２の平行部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動する金属筒体の開口端部の加熱方法
   において、金属筒体の開口端部の直径にほぼ等しい中心
   幅Ｗの第１の平行部を有する第１のコイル、および移動
   の上流側にあって中心幅が第１の平行部の中心幅Ｗとほ
   ぼ等しい第２の平行部、ならびに移動の下流側にあって
   中心幅が第１の平行部の中心幅Ｗより小さく、第１の平
   行部と平行で、かつ同一平面の内側にある第３の平行部
   を有する少なくとも１個の第２のコイルを備え、第１の
   コイルと第２のコイルを流れる電流の方向が同じである
   高周波誘導加熱コイル装置の第１の平行部に、移動方向
   に対し直角方向の直径の両端の開口端部の部分が沿うよ
   うに金属筒体を自転することなく移動させて、開口端部
   を高周波誘導加熱することを特徴とする金属筒体の開口
   端部の加熱方法。
2. 【請求項２】 移動する金属筒体の開口端部の加熱装置
   において、開口端部の直径にほぼ等しい中心幅Ｗの第１
   の平行部を有する第１のコイル、および移動の上流側に
   あって中心幅が第１の平行部の中心幅Ｗとほぼ等しい第
   ２の平行部、ならびに移動の下流側にあって中心幅が第
   １の平行部の中心幅Ｗより小さく、第１の平行部と平行
   で、かつ同一平面の内側にある第３の平行部を有する少
   なくと本１個の第２のコイルを備え、第１のコイルと第
   ２のコイルを流れる電流の方向が同じである高周波誘導
   加熱コイル装置、および第１の平行部に、移動方向に対
   し直角方向の直径の両端の開口端部の部分が沿うように
   金属筒体を静置して移動させるコンベアを備えることを
   特徴とする金属筒体の開口端部の加熱装置。