JPH0328982B2 - - Google Patents

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、ジユース
缶、コーヒー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） 錫めつ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オ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押
圧、通電することにより、電気抵抗マツシユシー
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）よりなる電極ロールと
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、消耗品となつて生産コストを上昇させると
いう問題があつた。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ツプを生じて、溶接
部にスリツプ跡にもとづく欠陥が生じたりするた
め、約500缶／分以上の高速生産は困難であると
いう問題があつた。

また線電極が通常のものであり、かつブランク
がテインフ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
があつた。

（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。

（問題点を解決するための手段） 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
る缶胴プリフオームを形成し、該缶胴プリフオー
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対のセラミツ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。

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。

押圧ロールを形成するセラミツクとしては、緻
密質の炭化珪素（SiC）で、硬度（H_RA）92以上、
曲げ強さ5000Kg／cm²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、
スプリングバツ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） 缶胴プ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
のセラミツクよりなる押圧ロールにより押圧され
て固相溶接される。セラミツクロールは、金属ロ
ール（主として銅合金ロール）と違つて、溶接時
に錫等の低融金属と合金化することはない。従つ
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。さらに加熱と押圧が分
離していて、押圧のさい、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。そのためテインフリースチール（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、この被膜によつ
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
がない。従つてテインフリースチール等の表面処
理鋼板よりなる缶胴プ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はマンドレルであり、マン
ドレル１の右方に配設されたロールフオーミング
マシン（図示されない）によつて、方形の金属ブ
ランク（例えば錫めつき鋼板よりなる、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オーム２は、
重ね合せ部２ａを頂部として、送りロツド３に着
設され、スプリング６（第２図参照）によりバイ
アスされたフインガー４によりその後端面を押さ
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り、第２図に示すよう
に、自由回転ロール５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５
ｅ，５ｆおよび５ｇを備えており、スプリングバ
ツクに抗してプリフオーム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はガイド体であつて、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によつてロツド９を
介してプリフオーム２をマンドレル１に対して押
えて、プリフオーム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
く密着させるための押えロールであつて、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，７
ｂの前端側（プリフオーム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、溶接時にプリフオー
ム２の形状を保持するためのものであり、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１３ｂ、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１a₃を有し、側部ロール１３ｂも
同軸の上部ロール１３b₁、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
３a₁，１３b₁の上端１３a₁′，１３b₁′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を押圧して金属（所謂鍛接）するため押圧ロ
ールであつて、外部ロール１４ａおよび内部ロー
ル１４ｂよりなつている。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）
内に回転自在に軸支されている。なお上部ロール
１３a₁，１３b₁の少なくとも上方部は誘導加熱コ
イル１２による誘導加熱を避けるためセラミツク
スよりなることが好ましい。

外部ロール１４ａは、比較的薄い周縁デイスク
部１４a₁と比較的厚い中央部１４a₂よりなつてい
る。第４図に示すように、外部ロール１４ａ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，１６
ｂ、および半径方向に延びる側孔１６ｃ，１６ｄ
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１
７、側孔１６ｄおよび導孔１６ｂを通つて矢印方
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イスク部１４a₁を冷却
するように構成されている。なお１９はシール部
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、周縁デイスク部１４
a₁を挟んで対向する下部パイプ（内部を冷却水が
貫流する銅管よりなる）１２a₁および１２a₂、な
らびに同様に周縁デイスク部１４a₁を挟んで対向
する上部パイプ１２b₁および１２b₂よりなつてい
て、下部パイプ１２a₁，１２a₂および上部パイプ
１２b₁，１２b₂にそれぞれ同一方向の高周波電流
が流れるように配設されている。

下部パイプ１２a₁，１２a₂および上部パイプ１
２b₁，１２b₂は誘導加熱効率を高めるためフエラ
イトコア２０により包囲されており、ブスバー２
１を介して高周波電源（図示されない）に接続す
る。下部パイプ１２a₁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
能温度に加熱される。

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。缶胴プリフオーム２（板厚は例えば
0.2mm、内径は例えば52mm）はマンドレル１に沿
い、フインガー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によつて
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１
１によつて重ね合せ部２ａ（重ね合せ幅は例えば
0.3〜0.5mm）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℃の誘導加熱さ
れながら、かつガイドロール１３によつて形状を
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100Kg）で押圧されて溶接、好ましく
はマツシユ溶接されて溶接部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。マツシユ量は、溶接部２３の厚さ
が、ブランク板厚の約1.2〜1.5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を挟むことなく、
その後方に重ね合せ部２ａに接近するよう配設さ
れたものであつてもよい。この場合は例えば第８
図に示すように、同一方向に電流が流れる下部パ
イプ２６a₁，２６a₂，２６a₃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２
６b₁，２６b₂，２６b₃は上部パイプであり、２７
はフエライト、２８はブスバーである。また３０
はフエライト２７を鋼板２９を介して冷却するた
めの、内部を冷却水が貫流する冷却パイプであ
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、プリフオーム２の移送速度
を高める（例えば80ｍ／分）ことができ、そのた
め押圧時にも重ね合せ部２ａ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。さらにテインフリースチールのように比較的
高い電気抵抗を有する表面処理鋼板よりなる缶胴
プリフオームに対しても満足に適用できるという
メリツトを有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の例の説
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−線、−線および−
線に沿う縦断面図、第５図は第１図の装置の押圧
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−線側からみた高周波誘導加熱コ
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、押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……缶胴プリフオーム、２ａ……重ね合せ
部、２a₁，２a₂……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、１４ｂ……内部ロール、２３…
…溶接部、２４……溶接缶胴。

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オームを形成し、
   該缶胴プ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対のセラミツク
   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。