JP5172123B2

JP5172123B2 - 電池缶の製造方法

Info

Publication number: JP5172123B2
Application number: JP2006262630A
Authority: JP
Inventors: 徹森本; 克彦森; 正敏羽野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-27
Also published as: JP2008084673A; US20080173331A1

Description

本発明は、電池缶の製造方法に関し、特に電池缶を水で洗浄した後における電池缶の乾燥方法に関する。

従来から、電池缶の製造方法では、製缶工程で得られた電池缶をフロン洗浄することが行われていた。フロン洗浄以外に水による洗浄も試みられているが、水洗浄の場合、電池缶に付着した水により錆が発生し電池缶が腐食しやすいため、電池缶の腐食を防止するために水洗浄の後に電池缶を乾燥する必要がある。

乾燥方法としては、例えば、特許文献１では、電池缶の開口部を下方に向けた状態で、電池缶を高周波誘導加熱装置内に通過させて電池缶を加熱乾燥する方法が提案されている。これにより、電池缶を瞬時に加熱し、電池缶の表面に付着した水分の大部分を水滴化して、電池缶内の水分も下方の開口部から容易に排出させることができるため、電池缶を短時間で乾燥させることができる。

従来の高周波誘導加熱装置を用いた電池缶の乾燥工程を図６に示す。
乾燥工程では、マグネットコンベア２４上に載置された電池缶７は、高周波誘導加熱装置２０の搬送経路２８内に搬送される。マグネットコンベア２４は電池缶７を磁石により固定しつつ搬送するものであり、電池缶７の開口部２から出る水分を排出できるように金網構造を有する。電池缶７は開口部２が下方に向くようにマグネットコンベア２４上に載置されている。

断面がコの字状の加熱装置２０は、複数のコイルエレメント２１ｄが積層された加熱コイル２１、加熱コイル２１を支持するコイル支持体２２、および加熱コイル２１およびコイル支持体２２を収容する外装ケース２３からなる。加熱コイル２１は、電池缶７の側部３に対向するコイル部２１ａ、および電池缶７の底部１に対向するコイル部２１ｂからなる。

上記加熱コイル２１に高周波交電流を流すと、加熱装置２０の搬送経路２８に発生する。そして、電池缶７がマグネットコンベア２４にて搬送され搬送経路２８（交番磁界）内に入ると、電磁誘導により、電池缶７に電圧が誘起され、電池缶７を誘導電流が流れる。これにより電池缶７に多量のジュール熱が発生し、電池缶７が発熱することにより、電池缶７を乾燥させることができる。

上記のように、電池缶７は開口部２が下方に向くように設置され、加熱装置２０は加熱コイル２１が電池缶７の側部３および底部１と対向するように設置されている。
しかし、電池缶７の開口部２を下方に向けると、水蒸気が電池缶７内に残留しやすくなり、電池缶７内面の乾燥効率が低下する。また、加熱コイル２１を電池缶７の上方に設置すると、電池缶７表面から蒸発した水が上方の加熱コイル２１に付着することにより、加熱装置２０が故障する場合がある。
特開平９−１２９１９１号公報

そこで、本発明では、電池缶を効率よく乾燥させるとともに、乾燥時に電池缶表面から蒸発した水が高周波誘導加熱装置に付着するのを抑制することが可能な電池缶の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、磁性体を含む筒状側部と底部と開口部とを有する電池缶を水により洗浄する工程（１）、および前記工程（１）の後、前記電池缶を高周波誘導加熱装置により加熱して乾燥させる工程（２）を含む電池缶の製造方法であって、前記工程（２）が、磁石を含むコンベアを使用して、前記磁石により前記筒状側部の前記磁性体を含む吸着領域を吸着して、前記電池缶を搬送することを含み、前記高周波誘導加熱装置が、前記筒状側部の軸方向の長さ以上の幅を有し、前記筒状側部の軸方向の少なくとも一部分と対向する、長方形の第１側部対向部（６ａ）、前記第１側部対向部と垂直に形成され、前記底部と対向する、長方形の底部対向部（６ｃ）、及び、前記第１側部対向部よりも小さい幅を有し、前記筒状側部の軸方向の一部分とのみ対向する、長方形の第２側部対向部（６ｂ）を含み、前記吸着領域が、前記筒状側部の前記第２側部対向部と対向する一部分に前記電池缶の軸方向で隣接し且つ前記第２側部対向部と対向しない部分に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、電池缶を効率よく乾燥させるとともに、乾燥時に電池缶表面から蒸発した水が高周波誘導加熱装置に付着するのを抑制することが可能な電池缶の洗浄・乾燥方法を提供することができる。

本発明の電池缶の製造方法は、製缶工程後の電池缶の洗浄・乾燥方法に関する。すなわち、本発明の電池缶の製造方法は、筒状側部と底部と開口部とを有する電池缶を水により洗浄する工程（１）、および前記工程（１）の後、前記電池缶を高周波誘導加熱装置により加熱して乾燥する工程（２）を含む。

製缶工程では、鋼板を用いて、絞りおよびしごき加工を施すことにより電池缶が得られる。また、この工程では、鋼板を加工しやすくし、鋼板の加工時の破断を防止するために、一般的に潤滑油が用いられる。
このように、製缶工程で潤滑油を使用するため、製缶工程後の電池缶の表面には潤滑油が付着する。このため、電池缶に付着した潤滑油を洗浄水により除去し、さらに電池缶に付着した洗浄水を除去する。
工程（１）では洗浄水に、例えば温水が用いられる。洗浄水の温度は、例えば４０〜６０℃である。

水の除去方法としては、電池缶にエアーを吹き付ける方法があるが、この方法では電池缶内面に付着した水を完全に除去することは難しい。そこで、上記工程（２）のように高周波誘導加熱装置を用いて電池缶を加熱し、乾燥させることにより、電池缶表面に付着した水、特に電池缶内面に付着した水を完全に除去することができる。
その際、電池缶と高周波誘導加熱装置の位置については、図２に示すように、筒状側部３と側部６ａとの隙間Ｘ、筒状側部３と側部６ｂとの隙間Ｙ、および底部１と底部６ｃとの隙間Ｚの寸法は、例えばＸ＝Ｙ＝２〜１０ｍｍ、Ｚ＝２〜３５ｍｍである。ＸおよびＹの寸法は、電池缶と加熱装置（コイル）が接しない条件で、できれば短い方がよい。なお、後述の実施の形態では、Ｘ＝Ｙ＝４ｍｍとした。また、Ｚの寸法は、電池缶の乾燥温度を考慮して設定すればよい。電池缶を加熱装置（コイル）に近づけるほど、すなわちＺの寸法が小さいほど、電池缶の乾燥温度は高くなる。なお、後述の実施の形態では、Ｚ＝１８ｍｍとした。

本発明では、上記工程（２）において、前記電池缶は、前記筒状側部の長さ方向において前記底部から前記開口部に延びる前記電池缶の中心軸の水平面に対する角度が０〜９０°となるように設置されている。電池缶内面がより乾燥しやすいため、上記角度は９０°であるのが好ましい。また、前記高周波誘導加熱装置は、上部が開口し、前記電池缶の筒状側部および底部と対向する位置に設置されている。
これにより、電池缶を効率よく乾燥させるとともに、加熱時に電池缶表面から蒸発した水が加熱装置に付着するのを抑制することができる。

以下、本発明の電池缶の製造方法の実施の形態として、電池缶に付着した洗浄水を除去するための電池缶の乾燥工程を示す。
（実施の形態１）
本実施の形態の乾燥工程を図１に示す。図１は、電池缶の乾燥工程を示す概略斜視図である。
電池缶を水で洗浄した後、図１に示すように、電池缶は磁界コンベア５により高周波誘導加熱装置６内に搬送される。

図２に示すように、断面がコの字状の高周波誘導加熱装置６は、内部に加熱コイル部を備えた側部６ａ、６ｂおよび底部６ｃからなり、電池缶７を通過させるための搬送空間としての開口部８ａを有する凹部８が形成されている。凹部８の両端部の側面は開口し、それぞれ電池缶７を加熱装置６内に搬入するための搬入口８ｂおよび電池缶７を加熱装置６内から搬出するための搬出口が形成されている。本実施の形態では、加熱装置６は、上側に搬入口８ｂ、下側に搬出口が位置し、電池缶７の搬送経路が上下方向となるように設置されている。

凹部８の開口部８ａ付近には、凹部８の長手方向に沿って、上下方向に磁界コンベア５が配されている。磁界コンベア５には、電池缶７を固定するための磁石４が一定の間隔で設けられている。電池缶７が加熱装置６の加熱により磁石４が劣化するのを防ぐため、磁石コンベア５が配される部分には側部６ｂが位置しないように、側部６ｂの高さ寸法は側部６ａの高さ寸法よりも小さく設定されている。

底部１、筒状側部３、および開口部２からなる有底円筒状の電池缶７は、例えば冷延鋼板を製缶加工することにより得られる。製缶加工の方法としては、例えば、電池缶７の生産性を高め、かつコストを低減することができるため、ＤＩ工法（Drawing and Ironing）が用いられる。ＤＩ工法では、プレス機による深絞り工程によってカップ状中間製品を作製し、このカップ状中間製品に絞り加工としごき加工とを一挙に連続的に施すことにより、所定形状の電池缶７が作製される。

電池缶７は、加熱装置６の凹部８内において、開口部２が加熱装置６の開口部８ａ、底部１が加熱装置６の底部６ｃ、および筒状側部３が加熱装置６の側部６ａ、６ｂに対向するように、加熱装置６内に搬送される。電池缶７は、側部３が磁石４に接触することにより、磁石コンベア５に固定されている。磁石４は、図１に示すように、各磁石４に電池缶７が１個ずつ固定することが可能な間隔で設置されている。

図２に示すように、筒状側部３と側部６ａとの隙間Ｘ、筒状側部３と側部６ｂとの隙間Ｙ、および底部１と底部６ｃとの隙間Ｚの寸法は、例えば、それぞれ、４ｍｍ、４ｍｍ、および１８ｍｍである。上記以外でも、電池缶の乾燥温度に応じてＸ、Ｙ、およびＺの寸法を適宜設定すればよい。
また、電池缶７は、筒状側部３の長さ方向において底部１から開口部２に延びる電池缶７の中心軸（図１中に示す矢印Ｐ１）の水平面に対する角度が０°となるように、すなわち当該中心軸が水平面に含まれるように設置されている。

上記構成において電池缶７が高周波誘導加熱装置により加熱・乾燥される過程を説明する。
加熱装置６の凹部８内の電池缶７は、一定の間隔で設けられた磁石４により固定され磁石コンベア５により上方から下方へ図１中の矢印Ｑ１の方向に搬送される。このとき、加熱装置６の加熱コイル部に交番電流が流れると、凹部８に交番磁界が発生し、その磁界内、すなわち凹部８内を伝導体である電池缶７が通過する。これにより、電池缶７内に電圧が誘起され、電池缶７内を誘導電流（渦電流）が流れる。この電流により電池缶７にジュール熱が発生し、電池缶７が加熱され、電池缶７に付着した水が蒸発する。このようにして、電池缶７を乾燥させて電池缶７に付着した水を除去することができる。

上記構成において、電池缶７は、筒状側部３の長さ方向において底部１から開口部２に延びる電池缶７の中心軸（図１中に示す矢印Ｐ１）が水平方向に一致するように設置されている。このため、電池缶７内の水蒸気は内部に残留することなく容易に外部に排出される。
また、加熱装置６は、上側が搬入口８ｂとして開口し、電池缶７の開口部２側が開口部８ａとして開口しているため、水蒸気が上方に流れて加熱装置６内に入り込むことがなく、加熱装置６に蒸発した水が付着しにくい。これにより、水の付着による加熱装置６の故障を抑制することができる。

さらに、電池缶７の搬送方向が、上方から下方への方向（図１中の矢印Ｑ１の方向）であるため、乾燥後の電池缶７への水蒸気の付着が抑制される。
上記電池缶７は、例えば、アルカリマンガン電池、Ｎｉ−ＭＨ電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池、またはＬｉ電池等の電池缶として用いられる。

（実施の形態２）
本実施の形態の電池缶の製造方法における乾燥工程を図３に示す。図３は、本実施の形態の電池缶の乾燥工程を示す概略斜視図である。
本実施の形態で用いられる加熱装置および磁石コンベアは、実施の形態１の加熱装置６および磁石コンベア５と同じである。加熱装置６は、底部６ｃが下側に位置し、開口部８ａが上側に位置するように設置されている。
電池缶７は、開口部２を上側、および底部１を下側に向けて、加熱装置６内を右側から左側へ水平方向（図３中に示す矢印Ｑ２の方向）に搬送される。

電池缶７は、筒状側部３の長さ方向において底部１から開口部２に延びる電池缶７の中心軸（図３中に示す矢印Ｐ２）の水平面に対する角度が９０°となるように、すなわち、当該中心軸の向きが水平面に対して垂直方向に上向きとなるように設置されている。このように、電池缶７が設置されるため、電池缶７内の水蒸気は缶内に残留することなく容易に外部に排出される。特に、本実施の形態では、実施の形態１の場合よりも、さらに容易に電池缶７内面に付着した水を除去することができる。

また、加熱装置６は、上側、すなわち電池缶７の開口部２側が開口部８ａとして開口しているため、水蒸気が上方に流れて加熱装置６内に入り込むことがなく、加熱装置６に蒸発した水が付着しにくい。これにより、水の付着による加熱装置６の故障を抑制することができる。
さらに、電池缶７が、右側から左側へ水平方向（図３に示す矢印Ｑ２の方向）に搬送されるため、乾燥後の電池缶７への水蒸気の付着が抑制される。

（参考の形態１）
本参考の形態の電池缶の製造方法における乾燥工程を図４に示す。図４は、本参考の形態の電池缶の乾燥工程を示す概略斜視図である。
加熱装置の構造および加熱装置の設置方向は、実施の形態２と同様である。

電池缶７は、開口部２を右側、底部１を左側に向けて、加熱装置６内を右側から左側へ水平方向（図４中に示す矢印Ｑ３の方向）に搬送される。
電池缶７は、筒状側部３の長さ方向において底部１から開口部２に延びる電池缶７の中心軸（図４中に示す矢印Ｐ３）の水平面に対する角度が０°となるように、すなわち当該中心軸が水平面に含まれるように設置されている。
上記のように電池缶７が設置されるため、電池缶７内の水蒸気は缶内に残留することなく容易に外部に排出される。

磁石コンベア１５には、電池缶７を固定するための磁石１４が設けられている。磁石１４は、図４に示すように、各磁石１４に電池缶７が１個ずつ固定することが可能な一定の間隔で設置されている。そして、磁石コンベア１５は磁石１４が下側に位置するように、加熱装置６の長手方向に沿って開口部８付近に配置されている。これら以外は、実施の形態２の磁石コンベア５と同様の構成である。

また、加熱装置６は、上側が開口部８ａとして開口し、電池缶７の開口部２側が搬入口８ｂおよび搬出口として開口しているため、水蒸気が上方に流れて加熱装置６内に入り込むことがなく、加熱装置６に蒸発した水が付着しにくい。これにより、水の付着による加熱装置６の故障を抑制することができる。
さらに、電池缶７が、右側から左側へ水平に搬送されるため、乾燥後の電池缶７への水蒸気の付着が抑制される。

（参考の形態２）
本参考の形態の電池缶の製造方法における乾燥工程を図５に示す。図５は、本参考の形態の電池缶の乾燥工程を示す概略斜視図である。
電池缶７の搬送方向を上方から下方への方向（図５に示す矢印Ｑ４の方向）となるように加熱装置６および磁石コンベア１５の向きを変えた以外は、参考の形態１と同じである。

電池缶７は、筒状側部３の長さ方向において底部１から開口部２に延びる電池缶７の中心軸（図３中に示す矢印Ｐ４）の水平面に対する角度が９０°となるように、すなわち、当該中心軸の向きが水平面に対して垂直方向に上向きとなるように設置されている。このように、電池缶７が設置されるため、電池缶７内の水蒸気は缶内に残留することなく容易に外部に排出される。特に、本実施の形態では、実施の形態３の場合よりも、さらに容易に電池缶７内面に付着した水を除去することができる。

また、加熱装置６は、上側、すなわち電池缶７の開口部２側が搬入口８ｂとして開口しているため、水蒸気が上方に流れて加熱装置６内に入り込むことがなく、加熱装置６に蒸発した水が付着しにくい。これにより、水の付着による加熱装置６の故障を抑制することができる。
さらに、電池缶７の搬送方向が、上方から下方への方向、すなわち図５中の矢印のＱ４の方向であるため、乾燥後の電池缶７への水蒸気の付着が抑制される。

本発明の電池缶の製造方法は、アルカリマンガン電池、Ｎｉ−ＭＨ電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池、またはＬｉ電池等の電池缶に対して好適に用いられる。

本発明に係る電池缶の製造方法における実施の形態１の乾燥工程を示す概略斜視図である。図１の横断面図である。本発明に係る電池缶の製造方法における実施の形態２の乾燥工程を示す概略斜視図である。本発明に係る電池缶の製造方法における実施の形態３の乾燥工程を示す概略斜視図である。本発明に係る電池缶の製造方法における実施の形態４の乾燥工程を示す概略斜視図である。従来の電池缶の製造方法における乾燥工程を示す概略斜視図である。

符号の説明

１底部
２筒状側部
３開口部
４、１４磁石
５、１５磁石コンベア
６高周波誘導加熱装置
６ａ、６ｂ側部
６ｃ底部
７電池缶
８凹部
８ａ開口部
８ｂ搬入口

Claims

磁性体を含む筒状側部と底部と開口部とを有する電池缶を水により洗浄する工程（１）、および前記工程（１）の後、前記電池缶を高周波誘導加熱装置により加熱して乾燥させる工程（２）を含む電池缶の製造方法であって、
前記工程（２）が、磁石を含むコンベアを使用して、前記磁石により前記筒状側部の前記磁性体を含む吸着領域を吸着して、前記電池缶を搬送することを含み、
前記高周波誘導加熱装置が、前記筒状側部の軸方向の長さ以上の幅を有し、前記筒状側部の軸方向の少なくとも一部分と対向する、長方形の第１側部対向部（６ａ）、前記第１側部対向部と垂直に形成され、前記底部と対向する、長方形の底部対向部（６ｃ）、及び、前記第１側部対向部よりも小さい幅を有し、前記筒状側部の軸方向の一部分とのみ対向する、長方形の第２側部対向部（６ｂ）を含み、
前記吸着領域が、前記筒状側部の前記第２側部対向部と対向する一部分に前記電池缶の軸方向で隣接し且つ前記第２側部対向部と対向しない部分に設けられている、電池缶の製造方法。
前記コンベアにより、前記筒状側部の軸方向において前記底部から前記開口部に向かって延びる前記電池缶の中心軸の水平面に対する角度が０〜９０°となる姿勢で、前記電池缶を搬送する、請求項１記載の電池缶の製造方法。