JPS632715B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接金属缶胴の製造方法および装置に
関し、さらに詳しくは缶胴状成形体の重ね合せ部
全体を線電極を介して同時に電気抵抗溶接するこ
とにより溶接金属缶胴を高速かつ連続的に製造す
る方法および装置に関する。

本明細書において、インパルス―線溶接継目缶
とは、金属缶胴側面継目部の全長を同時的に電気
抵抗溶接した缶体を云う。

従来、素材金属板から四角形に切り出した材料
金属板（金属ブランク）の相対する辺をわずかに
重ね合わせ、缶胴状に成形し、該成形体の重ね合
わせ部を、電気抵抗溶接していわゆる溶接金属缶
胴を作る方法は知られている。従来の溶接金属缶
胴の製造における継目部の溶接方法は、回転ロー
ラ電極方式および平行電極方式に大別される。

回転ローラ電極方式には、米国特許明細書第
3761671号に記載されるような固定回転ローラ電
極を重ね合せ部の両面に直接接触せしめて加圧下
にシーム溶接する方式があるが、高速連続生産の
場合には、回転ローラ電極表面の汚損、損耗が激
しいので、通常は数時間毎に作業を停止して電極
を交換しなければならず、そのため生産性の低
下、保守要員の確保、さらに溶接部品質の不安定
性等の問題点を招いている。これを解決する手段
として米国特許明細書第2838651号に記載される
ような回転ローラ電極と重ね合せ部の間に被溶接
体と同期して走行する線状の電極を介挿して加圧
下にシーム溶接する方法が提案されている。この
場合は回転ローラ電極の寿命は長いけれども、線
状の電極は、溶接赤熱部において空気にさらされ
ている上に、十分に冷却することが困難であるた
め、汚損、損耗のため通常は１回しか使用でき
ず、従つて溶接された缶胴の長さ相当分の線状の
電極を必要とするという問題がある。

また以上の回転ローラ電極方式によつて溶接さ
れた金属缶胴の溶接部には次のような共通の欠点
が一般に認められる。(1)碁石状のナゲツトの発
生：回転ローラ電極溶接法に通有の現象であつ
て、熱影響の差異により、材料金属の組織が継目
の長さ方向に沿つて周期的に変化する現象を云
い、これは、電源の１サイクルにつき高い温度に
加熱される部分と低い温度に加熱される部分が
夫々２回周期的に発生するために起るものであ
る。そしてナゲツトとナゲツトの中間を完全に溶
接しようとすると、ナゲツトの部分の温度が不必
要に高くなるため、厚い酸化膜が発達して、缶に
内容物を充填した場合、腐食や漏洩の原因となり
易い。(2)スプラツシユの発生：ナゲツト部におけ
る過度の温度上昇のため、溶融した金属が重ね合
わせ部の間隙から飛び出して、重ね合せ部周縁に
固着する現象をいい、缶内面に発生したものは、
保護塗装で完全にカバーできないので、腐食、孔
食および金属の内容物中への溶出によるフレーバ
悪化の原因となりやすい。(3)メタルはみ出し：缶
端部の溶接部より缶の高さ方向に突出した三角形
状の小突起と、缶円周方向にはみ出したものとが
ある。これらはシーム溶接が一種の熱間圧延に相
当することに起因するものと思われる。前者は缶
蓋を２重巻締するさい、シーリングラバーを破損
し易く、そのため密封能が損われ、後者はブリキ
（スズメツキ鋼板）を使用する場合鉄の露出を生
ずるので、何れも内容物の腐食、漏洩、真空度の
低下等を招きやすい。(4)黒色の酸化膜の発生：重
ね合せ部のローラ電極直上、直下部とその周辺部
は赤熱状態となるが、周辺部は空気中にさらされ
ているため酸化膜が発達する。これを防止するた
めには、高価な不活性ガスを吹きつける等の特殊
の操作を必要とする。この酸化膜は多孔性のため
防食機能を果すことができないので、保護塗料を
溶接後塗装することによつてカバーされなければ
ならない。しかしこの酸化膜は脆弱であり、かつ
地鉄との密着性に劣るので２重巻締部において曲
げられるさい保護塗膜と共に地鉄から剥離し易
い。従つて、この種の缶は耐食性が要求される用
途には適しない。さらに金属ブランクがブリキ
（錫メツキ鋼板）の場合は、黒色酸化膜の発達に
伴ない、錫の酸化や地鉄中への拡散が起こり、鉄
露出を生ずる。鉄露出は内容物による腐食を促進
し、漏洩を招くおそれがある。さらに溶接部近傍
も加熱されるためその部分に錫のリフローが起こ
り、鉄―錫合金属が増え、腐食や硫化黒変を起こ
し易い。(5)熱歪み：ローラ電極の直上―直下及び
その近傍の高温部が熱膨張し、そのまま溶接され
るので、溶接終了後の缶の溶接部付近の領域に熱
歪みが残る。これは製品の外観を損ねる。

一方平行電極を使用する金属缶胴の製造法とし
ては、米国特許明細書第3069530号において、缶
胴状成形体を支承するマンドレルの下端に固定さ
れた重ね合せ部方向に伸びる第１の電極と、第１
の電極と平行に、かつ対向して押圧体の上端部に
固定された第２の電極の間に重ね合せ部を挿入し
て、押圧下に抵抗溶接する方法が提案されてい
る。該提案によれば重ね合せ部を構成する金属ブ
ランクの側辺部の少なくとも一方をエンボス加工
して多数の小突起を設け、溶接は先ず、この小突
起の先端を溶融せしめることによつて開始させ
る。従つてこの方法では溶接部にスプラツシユが
発生し易いという欠点を有する。さらに固定電極
が直接重ね合せ部と接触するため、電極が汚損、
損耗し易く、高速連続製缶の場合には、屡々電極
の交換を必要とするという生産性の見地からは致
命的な欠陥を有する。

また米国特許明細書第2854561号には、缶胴状
成形体の重ね合せ部の内面に平行に伸びる第１の
電極と、重ね合せ部の外面に接して重ね合せ部に
対し垂直方向に移動可能な第２の薄い板状電極の
各々を溶接電源に接続し、第２の板状電極の上に
設けられた押圧体により加圧して重ね合せ部全体
を同時に溶接する方法が提案されている。この方
法は電極の頻繁な交換を必要としないという利点
は有するが、次のような問題点を有する。電極が
強制冷却されていないため、溶接時の大電流によ
つて電極が高温となり、溶接部及び電極の表面の
酸化や熱膨脹による熱歪みが起こり易く、特に第
２の薄い板状電極は熱歪みを起こし易く、そのた
め重ね合せ部に均一な加圧を与えることが困難と
なり、局部的な溶融によるスプラツシユを発生し
易い。また高速連続生産の場合は第２の板状電極
を横方向に長大にしなければならないので設備が
大きくなる。

本発明者らは、以上述べたような従来技術の問
題点を解消し、黒色酸化膜および熱歪みの発生が
なく、美麗で、健全で耐食性にすぐれかつ、後の
加工に耐え得る溶接部を提供する溶接方法とし
て、前に、一対の平行電極の対向する各面上に、
それぞれ線電極を置いて、対向する一対の線電極
を形成せしめ、該線電極対を介して、平行電極に
より缶胴成形体重ね合せ部を押圧し、および通電
して、全重ね合せ部を同時に溶接する方法を開発
し、特許出願した（特願昭53−102952号）。

しかしながら上記平行電極対の各面上に置いた
線電極を介して、平行電極によりインパルス電流
を供給し線溶接する方法（以下線電極インパルス
線溶接法という）によつては、特に長尺の缶胴側
面継目（すなわち背の高い缶の缶胴側面の継目）
の溶接において、溶接が長手方向に不均一にな
る、という問題を解消することはできない。

従つて本発明の目的は長尺の缶胴側面継目に対
しても全長にわたつて均一な抵抗溶接を与えるこ
とのできる、改善された線電極インパルス線溶接
方法および装置を提供するにある。

更に本発明の目的は、缶胴側面継目が、均一
で、耐食性にすぐれ、後の加工に耐える、良好な
溶接を以て接合されている、溶接金属缶を製造す
る方法および装置を提供するにある。

本発明者らは、上記目的を達成すべく研究した
結果、インパルス線溶接方法により、長さ方向に
不均一な溶接を生じる主要な原因の一つは、平行
電極により、溶接すべき継目部に加えられる圧力
が不均一であり、その結果、電極と缶材料の境面
において発生する電気抵抗熱の不均一にあること
を見出し、本発明に達した。

すなわち本発明は一対の対向する平行電極の対
向面上に置かれた一対の対向する平行線電極の間
に金属ブランクを筒状にわん曲させて成形した缶
胴成形体の側辺端縁部の重ね合せ部を、その全長
にわたつてはさみつけて押圧し、該押圧の間に、
上記平行電極に一定時間通電し、上記重ね合せ部
を抵抗溶接して溶接金属缶胴を製造する方法にお
いて、前記平行電極の少くとも一方を、長さ方向
に２または３以上の部分に分割し、該分割された
各部分を相互に電気的に絶縁し、その少くとも１
つに、他の部分とは独立に通電して、前記缶胴成
形体の重ね合わせ部の温度上昇が均一となるよう
調節することを特徴とする方法である。

本発明の方法は、１対の相対向する平行電極、
該平行電極の各々の相対向する面上に置かれた１
対の相対向する平行線電極、および一方の平行電
極に連結され該電極を、他方の平行電極に向つて
押圧するプレス手段を含み、前記１対の平行電極
面上の、１対の平行線電極の間に、金属ブランク
を筒状に彎曲させて成形した缶胴成形体の側辺端
縁部の重ね合わせ部を、その全長にわたつてはさ
んで押圧しおよび電極に通電して該重ね合せ部を
溶接するようになつている溶接金属缶胴製造装置
において、前記平行電極の少くとも一方を、長さ
方向に２また３以上の部分に分割し、該分割され
た各部分を相互に電気的に絶縁し、かつその少く
とも１つの部分を他の部分とは独立に電源に接続
したことを特徴とする本発明の装置を用いてよく
実施することができる。

本発明に使用される金属ブランクの種類につい
ては特に制限はなく、アルミニウム板等も使用で
きるが、中でも通常金属缶素材として使用されう
るブリキ、テインフリースチール、薄ニツケルメ
ツキ鋼板、燐酸塩処理鋼板、黒板又はこれらの塗
装板等の板厚約0.14〜0.35mmの被覆又は無被覆低
炭素鋼板が好適に使用される。テインフリースチ
ール、燐酸塩処理鋼板及び塗装板のように表面に
電気絶縁性皮膜が形成されているブランクの場合
は、良好な溶接部を得るために、ブランクの少な
くとも重ね合せ部となる部分の両面からこれらの
皮膜を適当な手段、例えばバイト、ミリングカツ
ターやグラインダー等であるいは超音波印加等に
より予め除去して鉄面を露出しておくことが好ま
しい。

上に例示したような材料からなる金属ブランク
は、所定の寸法に裁断され、円筒形、四角形等の
缶胴状に、通常は円筒形に成形された後、側辺の
重ね合せ部を抵抗溶接されて缶胴となる。広義の
溶接は融接と鍛接を包含するが、融接の場合は溶
接部が一たん溶融してから急冷されるので、気泡
を含み易く、これが缶内容物の漏洩の原因とな
り、また脆弱なデンドライト組織が発達するので
２重巻締加工時に破れ易い。従つて本発明におけ
る溶接は、実質的に鍛接であること、すなわち固
相接合であることが望ましい。

本発明における抵抗溶接法は、回転ローラ電極
を使用することなく、一対の平行電極により線電
極を介して缶胴成形体重ね合せ部を押圧、通電し
て、全重ね合せ部を同時に溶接するものであり、
その際平行電極を、互に電気的に絶縁された２ま
たは３以上の部分に分割し、該分割された各部分
の少くとも一つの部分に、他の部分とは独立に電
力を供給して、発生する電気抵抗熱を、それぞれ
の部分毎に調節できるようにし、それによつて、
発生する電気抵抗熱を、溶接すべき継目部の全長
にわたつて均一ならしめる点に特徴を有する。

以下図面を参照しながら本発明の溶接金属缶の
製造方法および装置について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す溶接金属缶胴
の製造装置の概略一部切断正面図を、第２図は、
第１図の―線に沿う縦断面図を、そして第３
図は第１図の重ね合せ部近傍の一部拡大断面図を
示す。第４図は本発明の溶接金属缶胴製造システ
ムを示す。

缶胴成形機（図示されない）によつて丸められ
た缶胴成形体１はマンドレル２を跨つて第２図の
右方から送り爪１６によつて送られ、溶接ステー
シヨンにおいて静止し、同時に押えウイング９に
よつてマンドレルに密着される。溶接ステーシヨ
ンには一対の上下平行電極４ａ，４ｂがマンドレ
ル２の軸線方向に平行に配設されている。上部平
行電極４ａと下部平行電極４ｂの相対向する面は
互に平行している。上記相対向する面には案内凹
部である溝５ａ，５ｂがマンドレル２の軸線方向
に平行に相対向して、断面コ字形に穿設されてい
る。平行電極内部には案内凹部である溝５ａ，５
ｂにできるだけ近接して冷却孔６ａ，６ｂが貫通
し、その内部を冷水または冷却ブライン（例えば
−30℃の）が環流して、平行電極および線電極を
冷却して、溶接時の線電極１０ａ，１０ｂの温度
上昇を防止している。必要に応じて、外部から冷
却空気を吹きつけると、線電極の冷却効果はより
改善される。また上下平行電極はその各々の上下
に接触して設けられた導体７ａ，７ｂを介して溶
接電源（第４図の２２）と接続している。上部平
行電極４ａはマンドレル２の下部に埋設されてお
り、下部平行電極４ｂは導体７ｂの上端に固設さ
れている。平行電極は銅又は銅合金よりなること
が望ましい。溝５ａ，５ｂには、一対の線電極１
０ａ，１０ｂが摺動可能に、かつ突出して嵌装さ
れている。各線電極１０ａ，１０ｂは、第２図の
右方に設けられた送り出しリール（第４図の２
９）から供給され、溶接回数の増加とともに溝５
ａ，５ｂ内を一方向に進行して、巻取りリール
（第４図の２８）によつて巻きとられる。上部線
電極１０ａはマンドレルの先端に着設されたアイ
ドラー１４で缶胴の進行方向と反対に向きを変え
られてから、マンドレル内を貫通する案内孔１３
内を通つて巻取られる。線電極１０ａ，１０ｂは
少なくとも対向する面１０ｃ，１０ｄが互にマン
ドレル２の軸線に平行な面であることが重要であ
る。缶胴成形体１の重ね合せ部１ａは直接線電極
と接触して押圧、通電されるのであるが、押圧力
が不均一であると、特に長さ方向に不均一である
と、重ね合せ部１ａにおけるブランク端縁同士の
接触面１ｂにおける電気抵抗が重ね合せ部長手方
向に不均一となつて、電気抵抗の小さい部分に過
大電流が流れて局部的に溶融してスプラツシユが
発生するおそれがある。

本発明においては、上記の不均一な電流、従つ
て局部的な過熱を防止するために、下部平行電極
４ｂを、複数個の部分、例えば第２図および第４
図に示すように、中央部４b″と両端部４b′，４ｂ
に分割して、各部分の境界面を電気絶縁材料４
ｄ，４d′で絶縁し、第２図に示すように下部平行
電極に接する導体７ｂも、中央部７b″、両端部７
b′，７ｂに分割して電気絶縁材料４ｄ，４d′で
絶縁し、そして第４図に示したように、下部平行
電極４ｂの中央部分４b″と両端部分４b′，４ｂ
とは、それぞれ導体７ｂの中央部分７b″、両端部
分７b′，７ｂを介して、別個の溶接トランス２
２ｃおよび２２c′に接続し、中央部分と両端部分
における電気抵抗熱の発生が均一になるように、
各電源毎に供給電力を調節する。

この調節は二つの溶接トランス２２ｃ，２２
c′の２次側の溶接電流をロゴスキーコイルを用い
て測定し、溶接部を流れる電流密度が等しくなる
ように各々のコンデンサ２２ｂ，２２b′の充電電
圧を定め、更に充電電圧を正確に設定するため、
実際に溶接を行い、全領域が均一に溶接されるよ
うに充電電圧の設定を微調整することによつて行
われる。

ここで両端部分の平行電極４b′，４ｂは並列
に接続され、溶接トランス２２c′に接続するのが
よい。これによつて、溶接部におけるブランクの
停止位置のバラツキに基づく、両端部の不均一溶
接を防止できる。

線電極１０ａ，１０ｂは銅の丸線を平圧延する
ことによつて作製するが、線の硬度のバラツキや
圧延機の精度などによつて圧延後の銅線の厚さや
硬度にバラツキが生じ、溶接部を押圧した際の圧
力にバラツキが生じる。また、長時間電極を使用
すると、平板電極４ａ，４ｂが損耗し溶接部を押
圧した際の圧力が不均一となる。

これらの圧力の不均一を解消するために、前記
複数個の部分に分割した下部平行電極の各部分
を、摺動可能に分離し、各部分毎に、バネ、油圧
あるいは空気圧等による緩衝機構を介してプレス
手段に接続し、それによつて、各部分が独立にマ
ンドレルに対し押圧力を加えるようにすることに
より、缶胴成形体の重ね合わせ部に加えられる押
圧力の不均一を解消しあるいは減少させ、電気抵
抗熱の均一な発生に貢献させることができる。例
えば第１図および第２図に示すように、前記下部
平行電極４ｂおよび導体７ｂを３部分に、摺動可
能に分離し、摺動可能に分離された導体の各部分
７b′，７b″，７ｂおよび摺動可能に分離された
下部平行電極の各部分４b′，４b″および４ｂの
各対応部分を、それぞれ独立に、マンドレル２の
芯軸の方向へ押圧するように、例えばバネのよう
な緩衝機構２０a′，２０a″，２０ａを設ける。
ここで１２は、導体７ｂと上部押圧体８ａとの摺
動を滑らかにし、摩耗を少くするためのベアリン
グである。

マンドレル２には、溶接完了した金属缶胴の溶
接部の内面をスプレー保護塗装するための塗料及
び空気を供給するための塗料供給管１１が具備さ
れている。またマンドレル２は片持であるため押
圧体８による押圧のさい上方に撓むのを防止する
ためのマンドレルサポート１５が左右の押えウイ
ング９の間隙に当るマンドレル２の上部に設けら
れる。マンドレルサポート１５は常時はマンドレ
ル２乃至缶胴成形体１と離間して上方に位置する
が、押圧体８が重ね合せ部１ａと接触する時に、
下降してマンドレル２を缶胴成形体１を介して押
圧し、缶胴成形体が送出される時に上昇する。

第４図は本発明の溶接金属缶胴製造システムを
示す模式図である。

押圧体８はモータによつて駆動される駆動機構
１８によつて上下に往復運動する。駆動機構１８
としては、カム機構、クランク機構、シリンダー
機構等が採用されるが、第４図ではカム機構を例
示した。溶接部に所定の圧力を加えるためおよび
設定押圧時間の確保を容易にするため、押圧体上
部８ａ（下部平行電極４ｂおよび導体を具備する
部分）と押圧体スライド部８ｂの間に緩衝機構２
０ｂ（バネ、油圧、空圧等による）が設けられる。
また押圧体スライド部８ｂとカム従動子８ｄの間
に、スクリユー８ｃが設けられ、押圧体スライド
部８ｂの高さが調節できるように構成されてい
る。この高さ調節によつて、押圧力および押圧時
間の一定範囲内での調節が可能となる。

缶胴成形体１がマンドレルの溶接ステーシヨン
に位置し静止すると、直ちに重ね合せ部の押圧が
開始するように、カム機構１８と送り爪１６は同
期がとられている。通電は所定押圧力に達した後
に行なうことが望ましい。押圧不十分の時点で通
電すると、重ね合せ部の圧力が不均一になるため
局部的に過熱して、スプラツシユを発生するおそ
れがあるからである。そのため押圧体８が所定押
圧力を与える位置まで上昇した時点でONする近
接スイツチ２１が押圧体スライド部８ｂに隣接し
て設けられ、近接スイツチ２１のONと同時に、
溶接電源回路２２より平行電極４ａ，４ｂが付勢
されるように構成されている。溶接電源回路２２
の種類には特に制限はないが、通電時間が約
20msecより長い場合は、タイマー付商用周波数
電源が好適に使用される。また約40msecより短
い場合は、公知の電磁蓄勢式または静電蓄勢式電
源が好適に使用される。第４図には静電蓄勢式電
源を模式的に示した。

近接スイツチ２１がONすることによつてサイ
リスター２２ａ，２２a′がトリガーされることに
より、コンデンサー２２ｂ，２２b′が放電して、
トランス２２ｃ，２２c′を介して下部平行電極４
ａ，４ｂを付勢する。放電終了と同時にサイリス
ター２２ｅ，２２e′がトリガーされて直流電源２
２ｄ，２２d′よりコンデンサー２２ｂ，２２b′に
充電が行なわれる。

通電（放電）が終了し、溶接完了後、直ちに下
部平行電極４ｂの下降が開始するようにカム機構
１８の同期がとられている。通電中に押圧を解除
することは、スパークが発生し、溶接部の焼損の
おそれがあるので好ましくない。上記下降と同期
して、押えウイング９が開放され、送り爪１６が
送り爪案内１７上を摺動して、第２図の右方から
左方に移行して、溶接された缶胴成形体１を溶接
ステーシヨンから、すなわち線電極の間から送出
する。引き続き、次の缶胴成形体１が、溶接ステ
ーシヨンに送入されて、前記と同様にして溶接が
行なわれる。

線電極は前述の如く通常丸線を軽度の平圧延す
ることによつて製造される。このさい平面部に極
く僅かな起伏が生ずることがあるが、数回の溶接
によつてこの起伏は消失する。さらに溶接回数が
増えるに従つて、線電極が重ね合せ部の形状にな
じみ、適正な押圧力が重ね合せ部全領域に加わる
ようになる。そして溶接回数が数10回になり、線
電極の変形が大きくなつて均一な押圧力が得られ
にくくなるまで、線電極１０ａ，１０ｂは、正常
な条件の下では、同一の部分を繰返して溶接に使
用できる。この間線電極の酸化はほとんど起らな
い。従つて線電極は、数10缶の溶接毎に缶胴の長
さだけ同一方向に移行せしめてもよいし、あるい
は、１缶または数缶の溶接毎に少しづつ同一方向
に移行せしめてもよい。使用後の線電極は補修し
て再使用するか、補修にたえない場合は、溶解し
て線電極に再生する。

前記線電極の移行は、押圧体８による押圧が解
除されて、再び次の押圧が開始するまでの間に行
なわれるのが、高速連続製缶の目的を達成する上
で望ましい。この態様を第４図によつて説明す
る。

押圧体８の上昇により近接スイツチ２１がON
となる毎に、信号がプリセツトカウンター２３に
入力する。プリセツトカウンター２３は予め設定
された計数値の信号を入力すると、次の信号が入
るまでの間のみON信号を出力し、次いで再び１
から計数を開始するように構成されている。上記
プリセツトカウンター２３の出力はAND回路２
４に入力する。一方カム機構１８の回転軸に固着
された回転板１９に隣接して近接スイツチ２５が
設けられている。回転板１９は主として非磁性体
よりなるが、押圧体８による重ね合せ部の押圧が
解除されている期間のうちの設定時間ｔのみ近接
スイツチ２５をONとするように、近接スイツチ
２５に対向する面に磁性体１９ａが配設されてい
る。この設定時間ｔは、線電極の移行するに要す
る時間であり、線電極の１回当りの設定移行長さ
と、線電極の駆動装置であるピンチロール２６の
周速とから定められる。近接スイツチ２５の出力
はAND回路２４に入力する。AND回路２４の出
力はピンチロール２６の駆動機構を構成するクラ
ツチ・ブレーキ回路２７に接続しており、AND
回路２４の出力がONのときクラツチが入り、
OFFになるとブレーキが働くようになつている。
従つてピンチロール２６は設定時間ｔの間のみ回
転して、線電極を巻取りリール２８の方向に送り
出す。巻取りリール２８はトルクモータによつて
駆動されるので、ピンチロール２６が回転してい
る間のみ線電極を巻取る。

次に基質が低炭素鋼板である0.14〜0.35mm厚さ
の金属ブランクを素材とする場合の溶接条件につ
いて説明する。

重ね合せ部１ａの巾は約0.1〜1.0mmであること
が好ましい。そして板厚が厚くなるに従つて、こ
の巾は上記範囲内で大きくなる。巾が約0.1mmよ
り小さくなると、缶胴の長手方向に沿つて均一な
重ね合せが困難となり、さらに重ね合せた後の押
圧状態で重ね合せ部がスリツプし易く、また溶接
強度も低下するからである。一方巾が約1.0mmよ
り大きくなることは、溶接強度の観点からは不必
要であり、逆に所要電流量や押圧力が増大して設
備を過大にするという不利益を生ずるからであ
る。

上記重ね合せ巾と、溶接ステーシヨンにおける
マンドレルの直径から、金属ブランクのマンドレ
ル進行方向と直角方向の寸法が定められる。また
溶接ステーシヨンにおいてマンドレルの外側に設
けられ、その内面形状がマンドレルの外径に対応
する押えウイング９によつて缶胴成形体１の外周
をマンドレルに対して押圧することによつて、重
ね合せ部１ａは形成される。

溶接時重ね合せ部を押圧する圧力（押圧体８に
よる押圧荷重を重ね合せ部の全面積で割つた値）
は約15〜60Kg／mm²、好ましくは25〜45Kg／mm²であ
ることが望ましい。圧力が15Kg／mm²より小さい
と、重ね合せ部における鋼同士の接触抵抗が不均
一となり、局部的に過大電流が流れて、過熱して
スプラツシユを生じたり、黒色の酸化膜が生成し
たりして溶接部の安定性が失なわれる。また十分
なマツシユが行なわれないので、溶接後もブラン
クの端部がそのまま残つて溶接部に段差が生じた
りするからである。

一方圧力が60Kg／mm²より高いと、線電極の変形
（凹み）が激しく、その移動量を大きくしなけれ
ばならないからである。

通電時間は約３〜80msecであること、より好
ましくは５〜30msecであることが望ましい。
3msecより短かい場合は、十分な溶接強度を得る
ためには、大きな溶接電流を必要とし、この場合
は極めて短時間に大電流が供給されるので、鋼界
面のみが局部的に溶解して、スプラツシユが発生
し易いからである。一方80msecより長くなると、
熱が成形体の重ね合せ部近傍まで伝わり、この部
分の黒色酸化が著るしくなる。また熱が線電極に
も逃げるので、電流効率が低下し線電極の損傷も
激しくなる。最適の通電時間は、板厚、重ね合せ
部巾、押圧力、電源電圧、波形等によつて定めら
れる。板厚や、重ね合せ巾が大になるほど通電時
間は長くする必要がある。

溶接部の内面を保護塗膜によつてカバーする必
要がある場合は、マンドレル２の先端に延長して
設けられたガイド３０に沿つて溶接金属缶胴１Ａ
は左方に送られ、必要に応じ、塗料の濡れを良く
するため、予備加熱装置３１（高周波加熱コイル
又はバーナ等の）によつて、約50〜300℃に再加
熱された後、塗料供給管１１の先端に設けられた
保護塗料噴霧ノズル３２（例えばエアレスガス、
この場合空気はスプレーパタンを制御する）か
ら、溶接部内面に保護塗料がスプレーされる。次
いで保護塗料は乾燥焼付炉、バーナ、高周波加熱
等によつて溶融あるいは熱硬化して、溶接部内面
及びその周縁部に無孔性の強固な塗膜を形成す
る。

保護塗料としては、ポリエステル、変性ポリオ
レフイン、エポキシ、アクリル、ポリ塩化ビニ
ル、ポリアミド、酢酸ビニル、ポリビニルアセタ
ール、ポリエーテル、ポリカーボネート、エポキ
シエステル、フエノール、アミノ、アルキツド、
ポリウレタン樹脂およびケイ素樹脂などの一種以
上から得られる粉体塗料、分散型塗料、水系又は
溶剤系スラリー塗料および溶液型塗料などが目的
に応じ適宜使用される。スプレー塗装の他にロー
ルコートその他の塗装方式を採用しても差支えな
い。

以上のようにして製造された溶接金属缶胴は、
底蓋を通常２重巻締法によつて固着された後炭酸
飲料、無炭酸飲料、果汁、魚貝類、その他の食
品、およびエアゾール等の非食品等を充填された
後、密封される。

以下実施例によつて、本発明の効果を一層明ら
かにする。

実施例 (a) 罐の内面となるべき面に、エポキシフエノー
ル系塗料を缶胴のつぎ目部分をマージン塗装し
た後焼付し、外面となるべき面にもマージン塗
装・印刷した厚さ0.23mm、錫メツキ量251b／
Ｂ・Ｂ（錫層厚約0.6μm）の電気メツキブリキ
板から、165.7mm×101.3mmのブランクを作成し
た。次に、このブランクをロールフオーマーに
より短辺が軸方向になるように円筒状に成形
し、この成形体を溶接ステーシヨンのマンドレ
ル上に、重ね合わせ部が線電極の中央に位置す
るように供給し、重ね合わせ巾を0.4mmとつて
固定した。次に、線電極を介して平行電極で成
形体の重ね合わせ部に圧力を加えた（溶接圧力
すなわち押圧力25Kg／mm²）後、25ミリ秒通電し
て溶接を行つた。

上側の平行電極の長さは112mmで、下側の平
行電極は３分割され、各々の電極の長さは中央
部４b″は50mm、両端部４b′，４ｂは28mmであ
り、両端部の電極を並列に接続し、一つの溶接
トランス２２c′へ、中央部の電極を他方の溶接
トランス２２ｃへ接続した。これら３つの電極
は0.2mm厚のベークライト板で絶縁した。それ
ぞれの溶接トランスは、ほぼ同じ容量のコンデ
ンサ（コンデンサ容量40000μF）２２ｂ，２２
b′へ接続されている。

上下平行電極に設けられた溝５ａ，５ｂは矩
形断面で、深さ0.6mm、巾2.2mmであつた。線電
極は直径1.5mmの軟銅線（JIS3102、導電率100
％以上）を平圧延によつて、巾2.0mmとしたも
のを使用した。

また、重ね合わせ部に圧力を加える機構はカ
ムにより行い、極力重ね合わせ部に衝撃が加わ
らないようにした。

平行電極の冷却は、−30℃のブラインによつ
て行い、溶接速度は450缶／minで連続的に製
缶を行つた。なお、線電極の移動は間欠的に行
い、一回の溶接毎に10mm移動させた。得られた
缶胴の溶接部の表面は金属光沢を呈し、かつ平
坦美麗で、熱歪みや溶接部前後端の突起物やス
プラツシユの生成はなかつた。

（ｂ−１） 溶接部の全領域が均一に溶接される
ように２つのコンデンサ２２ｂ，２２b′の充電
電圧を定め、充電電圧を同じ割合で変化させ、
溶接部が完全に接合し始める電圧V₁（溶接部を
引張り試験したとき溶接部以外が破断する電
圧）とスプラツシユが発生するようになる電圧
V₂を求めたところ、二つのコンデンサ２２ｂ，
２２b′の充電電圧ともほとんど同じで、V₁＝
360V、V₂＝410Vであつた。

（ｂ−２） コンデンサ２２ｂ，２２b′および溶
接トランス２２ａ，２２a′を並列に接続し下側
の平行電極を分割しないで、溶接を行つたとこ
ろ、コンデンサの充電電圧は、V₁＝370V、V₂
＝400Vであつた。

この結果より本発明の分割電極によるものは
分割しない場合に比べ、溶接部における熱の発
生が均一となり、良好な溶接のできるコンデン
サの充電電圧の範囲が広いことがわかる。

（ｃ−１） (a)部において製造した缶胴内外面の
溶接部分を、巾７mm、乾燥塗膜の厚みが40〜60
ミクロンになるように、エポキシフエノール系
塗料をスプレー塗装した後、220℃の熱風乾燥
炉中で４分間焼付けた。

次に、この缶胴をフランジ加工し、内面に塩
化ビニル樹脂系塗料を塗装したアルミ製イージ
ーオーブン蓋を二重巻締して、リンゴジユース
を90℃で充填し、内面にエポキシフエノール系
塗料を塗装したブリキ製蓋を二重巻締し、50℃
で６カ月間保存した。

得られた缶胴から、側面継目部の、鉄のはみ
出し量を調べた（以上試料数は各10缶）ところ
0.020mmであつた。

さらに、50℃で６カ月保存後開缶し、鉄溶出
量を調べた（以上試料数各100缶）ところ
0.50ppmであつた。

（ｃ−２） 分割しない電極を使用し、それ以外
は(a)部に述べたのと同様にして溶接缶胴を作
り、そして（ｃ−１）部と同様にして缶を作り
かつ、内容品を充填し、同様に試験した。結果
ははみ出し量が0.025mm、そして鉄溶出量が
0.75ppmであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例である装置の一部切
断正面図を、第２図は第１図の―線に沿う縦
断面図を、第３図は第１図の重ね合せ部近傍の溶
接直前の拡大断面図を、第４図は本発明を実施す
るためのシステムの模式図を示す。 図面中の符号の主要なものはそれぞれ、装置の
下記の部分を示す。１：成形体、１ａ：重ね合わ
せ部、２：マンドレル、４ａ，４ｂ：平行電極、
５ａ，５ｂ：案内凹部、６：冷却孔、１０ａ，１
０ｂ：線電極、１１：塗料供給管、１２：空気供
給管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の対向する平行電極の対向面上に置かれ
   た一対の対向する平行線電極の間に、金属ブラン
   クを筒状にわん曲させて成形した缶胴成形体の側
   辺端縁部の重ね合せ部を、その全長にわたつては
   さみつけて押圧し、該押圧の間に、上記平行電極
   に一定時間通電し、上記重ね合せ部を抵抗溶接し
   て溶接金属缶胴を製造する方法において、前記平
   行電極の少くとも一方を、長さ方向に２または３
   以上の部分に分割し、該分割された各部分を相互
   に電気的に絶縁し、その少くとも１つに、他の部
   分とは独立に通電して、前記缶胴成形体の重ね合
   わせ部の温度上昇が均一となるよう調節すること
   を特徴とする方法。 ２ 平行電極の一方を、中央部分と両端部分の３
   部分に分割し、両端部分は同一電源に並行に接続
   し、中央部分は他の電源に接続する特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ３ 平行電極を押圧するプレス手段と、平行電極
   の分割された各部分のそれぞれを、緩衝機構を介
   して連結し、押圧圧力を各部分毎に調節する特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４ 金属ブランクの基体が低炭素鋼板である特許
   請求の範囲第１項記載の溶接金属缶胴の製造方
   法。 ５ 金属ブランクの厚さが約0.14〜0.35mmである
   特許請求の範囲第１項記載の溶接金属缶胴の製造
   方法。 ６ 重ね合せ部の巾が約0.1〜1.0mmである特許請
   求の範囲第１項記載の溶接金属缶胴の製造方法。 ７ 重ね合せ部を押圧する圧力が約15〜60Kg／mm²
   である特許請求の範囲第１項記載の溶接金属缶胴
   の製造方法。 ８ 通電時間が約３〜80msecである特許請求の
   範囲第１項記載の溶接金属缶胴の製造方法。 ９ 重ね合せ部における線電極に冷却気体を吹き
   つける特許請求の範囲第１項記載の溶接金属缶胴
   の製造方法。 １０ 平行電極を冷媒で冷却する特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 １１ １対の相対向する平行電極、該平行電極の
   各々の相対向する面上に置かれた１対の相対向す
   る平行線電極、および一方の平行電極に連結され
   該電極を、他方の平行電極に向つて押圧するプレ
   ス手段を含み、前記１対の平行電極面上の、１対
   の平行線電極の間に、金属ブランクを筒状に彎曲
   させて成形した缶胴成形体の側辺端縁部の重ね合
   わせ部を、その全長にわたつてはさんで押圧しお
   よび電極に通電して該重ね合せ部を溶接するよう
   になつている溶接金属缶胴製造装置において、前
   記平行電極の少くとも一方を、長さ方向に２また
   ３以上の部分に分割し、該分割された各部分を相
   互に電気的に絶縁し、かつその少くとも１つの部
   分を他の部分とは独立に電源に接続したことを特
   徴とする装置。 １２ 平行電極の一方を、中央部分と両端部分の
   ３部分に分割し、両端部分は同一の電源に並行に
   接続し、中央部分は他の電源に接続した特許請求
   の範囲第１１項に記載の装置。 １３ 平行電極の分割された各部分のそれぞれ
   を、押圧するプレス手段を設けた特許請求の範囲
   第１１項または第１２項に記載の装置。 １４ 平行電極は、その内部に冷却媒体が流れる
   貫通孔を有する特許請求の範囲第１１項に記載の
   装置。 １５ 平行電極の一方は、缶胴成形体を支承する
   マンドレルの周縁部に固設され、他の一方はこれ
   を押圧するプレス手段に連結された特許請求の範
   囲第１１項に記載の装置。 １６ 平行電極の対向する面には、その軸線に垂
   直な縦断面形状が、コ字形である案内凹部が設け
   られている特許請求の範囲第１１項記載の溶接金
   属缶胴の製造装置。 １７ 平行電極の対向する面には、その軸線に垂
   直な縦断面形状が、Ｌ字形である案内凹部が設け
   られている特許請求の範囲第１１項記載の溶接金
   属缶胴の製造装置。 １８ 線電極の平行電極と接する面と、重ね合せ
   部と接する面が平行である特許請求の範囲第１１
   項記載の溶接金属缶胴の製造装置。 １９ 線電極の硬度（ヴイツカース）が約70〜
   180である特許請求の範囲第１１項記載の溶接金
   属缶胴の製造装置。 ２０ マンドレルが溶接金属缶胴の溶接部内面を
   被覆保護するための被覆保護塗料の供給管および
   空気供給管を具備する特許請求の範囲第１１項記
   載の溶接金属缶胴の製造装置。