JPH01138075A - 溶接缶胴の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、炭酸飲料缶、ビール缶、ジュース缶、コーヒ
缶等の缶詰等に用いられる溶接缶胴の製造方法に関する
。

（従来の技術） 錫めっき鋼板等の金属ブランクより溶接缶胴を製造する
方法としては、最近金属ブランクより形成された缶胴プ
リフォームの重ね合せ部を、銅線電極を介して１対の対
向する電極ロールにより抑圧、通電することにより、電
気抵抗マノシーシーム溶接する方法が主として採用され
ている。

線電極を用いる理由は、線電極を介することなく、金属
（通常は銅合金）よシなる電極ロールと重ね合せ部が直
接接触すると、重ね合せ部表面の錫等の、溶接のさい溶
融した金属が電極ロールの電極面に付着合金化し、電極
面を汚損して電極ロールの頻繁な交換を必要とし、その
ため溶接作業が中断して、生産効率が低下するからであ
る。

線電極を用いることにより、上記の欠点は解消するが、
他面線電極は通常１回しか使用できないため、消耗品と
なって生産コストを上昇させるという問題があった。さ
らに溶接速度を上げると、線電極と重ね合せ部間にスリ
ップを生じて、溶接部にスリップ跡にもとづく欠陥が生
じたシするため、約５００缶／分以上の高速生産は困難
であるという問題があった。

また線電極が通常のものであり、かつブランクがティン
診リースチールよりなる場合は、溶接されるべき端縁部
の表面処理被膜を予め除去する必要があり、そのため生
産性が悪くなるという問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、生産効率が比較的高く、かつ生産コストが比
較的低く、しかも比較的高速で生産可能な、溶接缶胴の
製造方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明の溶接缶胴の製造方法は、金属ブランクの対向す
る端縁部を重ね合せて重ね合せ部を有する缶胴プリフォ
ームを形成し、該缶胴シリフオームを軸方向に移行させ
ながら、該重ね合せ部を密着させて、該重ね合せ部を固
相溶接可能温度に高周波誘導加熱し、該加熱された重ね
合せ部の部分を、対向する１対のセラミックよりなる押
圧ロールによシ押圧して固相溶接することを特徴とする
。

重ね合せ部の密着は軽く行なわれることが好ましい。接
合面に表面抵抗をもたせて、高周波電流の表皮効果を出
させるためである。

ここに固相溶接可能温度とは、金属ブランクが低炭素鋼
板を基材とする表面処理鋼板よりなる場合、約９００〜
１３００℃、より好ましくは約９５０〜１１００℃をい
う。

抑圧ロールを形成するセラミックとしては、緻密質の炭
化硅素（ＳｉＣ）で、硬度（ＨＲＡ）　９２以上、曲げ
強さ５０００　ｋｇ７ｃｍ　以上のものが、耐摩耗性が
優れ、かつ熱伝導率が比較的高く、水冷効果が大きいの
で好ましく用いられる。なお、両端縁部が、スプリング
バックの影響で半径方向に若干離れている場合を含めて
重ね合せ部と称する。

（作用） 缶胴シリフオームの重ね合せ部を、好ましくは軽く密着
させて、重ね合せ部を固相溶接可能温度に高周波誘導加
熱を行なうので、重ね合せ部を急速に固相溶接可能温度
にまで上昇させることができ、そのため比較的高速で溶
接を行なうことができる。

加熱された重ね合せ部の部分は、対向する１対のセラミ
ックよシなる押圧ロールによシ押圧されて固相溶接され
る。セラミックロールは、金属ロール（主として銅合金
ロール）と違って、溶接時に錫等の低融金属と合金化す
ることはない。従って重ね合せ部との間に線電極を介さ
なくても、錫等により汚損のおそれなく、また耐摩耗性
も優れているので、長期間連続して使用することができ
る。そのため比較的高い生産効率と、比較的低い生産コ
ストを実現できる。さらに加熱と抑圧が分離していて、
抑圧のさい、重ね合せ部に対し垂直方向に通電して、重
ね合せ部を電気抵抗加熱するのでない。そのためティン
＋　ＩＪ−スチール（電解クロム酸処理鋼板）のように
、比較的高い電気抵抗を有する表面処理被膜を有する表
面処理鋼板よりなる金属ブランクの場合でも、この被膜
によって重ね合せ部の通電が妨げられて、焼損部あるい
は溶接強度不良部等の不良溶接部が生ずるおそれり かない。従ってティンクリ−スチール等の表面処理鋼板
よりなる缶胴シリフオームにも満足に適用することがで
きる。

（実施例） 第１図において、１はマンドレルであす、マンドレル１
の右方に配設されたロールフォーミングマシン（図示さ
れない）によって、方形の金属ブランク（例えば錫めっ
き鋼板よりなる、図示されない）の対向する端縁部を重
ね合せて形成された重ね合せ部２ａを有する缶胴プリフ
ォーム２は、重ね合せ部２ａを頂部として、送シロッド
３に着設され、スプリング６（第２図参照）によりバイ
アスされたフィンガー４によシその後端面を押されて、
マンドレル１に沿い矢印Ａ方向に所定速度で間欠的に移
送される。

５は保持ロール装置であシ、第２図に示すように、自由
回転ロール５　ａ　、５　ｂ　、５　ｃ　ｐ　５　ｄ　
ｒ　５　ｅ　＋　５　ｆおよび５ｇを備えており、スプ
リングバックに抗してプリフォーム２の形状を保持する
作用を有する。なお保持ロール装置５を通過の段階では
、重ね合せ部２ａの両端縁部２ａおよび２ａ２は若干半
径方向に離隔している。

７はガイド体であって、第３図に示すように、対向する
１対の半割円筒形状の押え具７ａ、７ｂを備えている。

押え具７ａ、７ｂの内面はマンドレル１の外面に対応す
る形状を有していて、押え具７ａ、７ｂがスプリング８
によりロッド９を介してノリフオーム２をマンドレル１
に対して押えて、ノリフオーム２の形状を溶接直前まで
保持することができるように構成されている。

なお１０はフレーム（図示されない）に固着された保持
体である。１１は、重ね合せ部２ａを軽く密着させるだ
めの押えロールであって、この密着状態が、重ね合せ部
２ａが後述の高周波誘導加熱コイル１２の真下を通過す
るさいまで保持されるように構成されている。なお各押
え具７ａ、７ｂの前端側（ｆ　’Ｊフオーム２の進行方
向の下流端側）は、前端部７ａ、７ｂが後述のガイドロ
ール装置１３にできるだけ接近する位置まで延びている
。

ガイドロール装置１３は、溶接時にプリフォーム２の形
状を保持するだめのものであり、第４図に示すように、
対向する１対の回転自在な側部ロール１３ａおよび１３
ｂ１ならびに回転自在な底部ロール１３ｃを備えている
。側部ロール１３ａは同軸の上部ロール１３ａ１、中間
ロール１３ａ２および下部ロール１３ａ３を有し、側部
ロール１３ｂも同軸の上部ロール１３ｂ５、中間ロール
１３ｂ２および下部ロール１３ｂ３を有している。上部
ロール１．３ａｌ　、　１３ｂ、の上端”　ａ１’　＋
　１３　ｂ１’は、重ね合せ部２ａの密着を容易にする
ため、できるだけ重ね合せ部２ａに接近する位置まで延
びている。

１４は、高周波誘導加熱コイル１２により固相溶接可能
温度にまで誘導加熱された、重ね合せ部２ａを押圧して
溶接（所謂鍛接）するため押圧ロールであって、外部ロ
ール１４ａおよび内部ロール１４ｂよりなっている。内
部ロール１４ｂはマンドレル１に形成された溝部１５（
第５図参照）による誘導加熱を避けるためセラミックス
よりなることが好ましい。

外部ロール１４ａは、比較的薄い周縁ディスク部１４ａ
１と比較的厚い中央部１４ａ２よりなっている。第４図
に示すように、外部ロール１４　ａは中央部１４ａ２に
おいて、固定軸１６に回転自在に軸支されている。固定
軸１６は上部ロール１４ａににより重ね合せ部２ａを押
圧するよう、スプリング（図示されない）によりバイア
スされている。

固定軸１６には軸方向に延びる導孔１６ａ、１６ｂ、お
よび半径方向に延びる側孔１．６　ｃ　、　１６　ｄが
形成されており、冷却水１８が導孔１６ａ、側孔１６ｃ
、中央部１４ａ２に形成された環状凹溝１７、側孔］、
　６　ｄおよび導孔１６ｂを通って矢印方向に貫流して
、溶接時に重ね合せ部２ａよりの熱伝導により昇温する
周縁ディスク部１４ａ１を冷却するように構成されてい
る。なお１９はンール郁である。

高周波誘導加熱コイルには、第４図、第５図、第６図に
示すように、重ね合せ部２ａにできるだけ接近するよう
配設された、周縁ディスク部１４ａ１を挟んで対向する
下部・ぐイブ（内部を冷却水が貫流する鋼管よりなる）
１．２ａ、および１２ａ２、ならびに同様に周縁ディス
ク部１４ａ１を挟んで対向する上部・Ｑイブ１２ｂ１お
よび１２ｂ２よりなっていて、下＠パイプ１２ａ、、１
２ａ２および上部ノー、Ｑイブ１２ｂ、。

１２ｂ２にそれぞれ同一方向の高周波直流が流れるよう
に配設されている。

下部ノＲイブ１２ａ、、１２ａ２および上部パイプ１２
ｂ、、１２ｂ２は誘導加熱効率を高めるためフェライト
コア２０により包囲されており、ブスバー２１を介して
高周波電源（図示されない）に接続する。下部・やイｆ
１２ａ、および１２ａ２には同一方向の電流が流れるた
め、その周りに磁束２２が形成されて、押圧ロール１４
による押圧直前および押圧中の密着した重ね合せ部２ａ
の部分に誘導電流が流れ、重ね合せ部２ａの当該部分は
固相溶接可能温度に加熱さにる。

以上の装置により溶接缶胴は次のようにして製造される
。缶胴プリフォーム２（板厚は例えば０２−、内径は例
えば５２咽）はマンドレル１に沿い、フィンガー４に後
端面を押されて矢印Ａ方向に、保持ロール装置５および
ガイド体７によって形状を保持されながら、所定速度（
最高８００缶／分）で間欠的に移送される。そして押え
ロール１１によって重ね合せ部２ａ（重ね合せ幅は例え
ば０．３〜０５闘）を軽く密着された後、重ね合せ部２
ａが誘導加熱コイル１２（出力が例えば４ｋＷの）の下
方を通過して、重ね合せ部２ａは固相溶接可能温度、好
ましくは約９５０〜１１００℃に誘導加熱されながら、
かつガイドロール１３によって形状を保持されながら押
圧ロール１４により所定の加圧力（例えば１００　ｋｇ
Ｗ圧されて溶接、好ましくはマノシュ溶接されて溶接部
２３に形成される。なお誘導加熱のさい、酸化防止のた
め重ね合せ部２ａに窒素ガス等の不活性ガスを吹き付け
ることが好ましい。マノンー量は、溶接部２３の厚さが
、ブランク板厚の約１．２〜１５倍である程度であるこ
とが好ましい。２４（第１図）は、このようにして形成
された溶接部２３を有する溶接缶胴である。

高周波誘導加熱コイルは、第７図に符号２６で示すよう
に、外部ロール１４ａを挟むとと々く、その後方に重ね
合せ部２ａに接近するよう配設されたものであってもよ
い。この場合は例えば第８Ｍに示すように、同一方向に
電流が流れる下部・ぐイブ２６ａ、、２６ａ２．２６ａ
３を断面逆３角形状に配列し、最下部コイル２６ａ１が
重ね合せ部２ａの直上に位置するようにして、重ね合せ
部２ａに対する誘導加熱効率を高めることができる。な
お２６ｂ、。

２６ｂ２．２６ｂ３は上部パイプであり、２７はフェラ
イト、２８はブスバーである。まだ３０はフェライト２
７を銅板２９を介して冷却するだめの、内部を冷却水が
貫流する冷却・やイブである。

この場合は、押圧ロール１４ａ、１４ｂによる押圧中、
重ね合せ部２ａは加熱されないが、誘導加熱効率が高い
ので、プリフォーム２の移送速度を高める（例えば８０
ｍ／分）ことができ、そのため抑圧時にも重ね合せ部２
ａを固相溶接可能温度に保持することができる。

（発明の効果） 本発明の溶接缶胴の製造方法は、生産効率が比較的高く
、かつ生産コストが比較的低く、しかも比較的高速で生
産可能であるという効果を奏する。

さらにティンフリースチールのように叱較的高い電気抵
抗を有する表面処理鋼板よりなる缶胴プリフォームに対
しても満足に適用できるというメリットを有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するだめの装置の例の説明用正面
図、第２図、第３図および第４図はそれぞれ、第１図の
■−ＩＩ線、ｆｌＴ　−ＩＩＩ線および■−ＩＶ線に沿
う縦断面図、第５図は第１図の装置の抑圧ロール近傍部
分の、１部切断要部正面図、第６図は第５図のＶｌ−Ｖ
ｌ線側からみた高周波起導加熱コイルの側面図、第７図
は本発明を実施するための装置の他の例の、抑圧ロール
近傍部分の要部正面−図、第８図は第７図の■−■線に
沿う縦断面図である。 ２・・缶馴プリフォーム、２ａ・・重ね合せ部、２ａ、
、２ａ２　　・端縁部、１２．２６・・・高周波誘導加
熱コイル、１４・・押圧ロール、１４ａ・・外部ロール
、］、　４　ｂ・・・内部ロール、２３・・・溶接部、
２４・・溶接缶胴 第６図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属ブランクの対向する端縁部を重ね合せて重ね
   合せ部を有する缶胴プリフォームを形成し、該缶胴プリ
   フォームを軸方向に移行させながら、該重ね合せ部を密
   着させて、該重ね合せ部を固相溶接可能温度に高周波誘
   導加熱し、該加熱された重ね合せ部の部分を、対向する
   １対のセラミックよりなる押圧ロールにより押圧して固
   相溶接することを特徴とする溶接缶胴の製造方法。