(57)【要約】【課題】  高周波誘導加熱による金属缶の加熱装置について、他の部分に殆ど影響を及ぼすことなくカール部や巻締部の部分だけを効率的に加熱できるようにする。【解決手段】  缶２のカール部２ａの上方に、缶２と同心的に磁束発生コイル１０を設置し、この磁束発生コイル１０の下方に、カール部２ａの縦幅と略同じ厚みを備えた平板リング状の銅製円板１３を、絶縁性のホルダー３と絶縁板１４との間で、  カール部２ａと対峙するように設置する。また、缶２の巻締部２ｂの下方に、缶２と同心的に磁束発生コイル２０を設置し、この磁束発生コイル２０の上方に、磁束発生コイル２０内の電流により磁束を発生させる二次コイル３０を、絶縁性のホルダー４と絶縁板２４との間で、巻締部２ｂに内側から対峙するように設置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶の開口縁のカール部を高周波誘導加熱により加熱するための加熱装置として、絶縁性のホルダーにより位置決めされる空の缶に対して、缶のカール部の上方に、缶と同心的に磁束発生コイルが設置され、この磁束発生コイルの下方に、缶のカール部の縦幅と略同じ厚みを備えた平板リング状の銅製円板が、絶縁性のホルダーと絶縁板との間で、缶のカール部と対峙するように設置されていることを特徴とする金属缶の加熱装置。
【請求項２】
缶の底蓋の巻締部を高周波誘導加熱により加熱するための加熱装置として、絶縁性のホルダーにより位置決めされる空の缶に対して、缶の巻締部の下方に、缶と同心的に磁束発生コイルが設置され、この磁束発生コイルの上方に、磁束発生コイル内の電流により磁束を発生させる二次コイルが、絶縁性のホルダーと絶縁板との間で、缶の巻締部に内側から対峙するように設置されていることを特徴とする金属缶の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボトル型缶や３ピース缶のような金属缶の空缶を加熱するための加熱装置に関し、特に、缶の開口縁に形成されているカール部や、缶の底蓋を巻き締めている巻締部などを、高周波誘導加熱により局部的に加熱するための金属缶の加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボトル型缶や３ピース缶のような金属缶の空缶に対して、缶の開口縁に形成されているカール部や、缶の底蓋を巻き締めている巻締部などを、高周波誘導加熱によって局部的に加熱するということは、例えば、下記の特許文献１〜３等により従来公知となっている。すなわち、下記の特許文献１には、缶の開口縁のカール部にヒートシール蓋を接着させるために、高周波誘導加熱によりカール部を二度に亘って加熱するということが開示されており、また、下記の特許文献２には、缶蓋のシーリングコンパウンドを省略するために、缶胴に缶蓋を巻締めた後、この巻締部を高周波誘導加熱により加熱することで、缶蓋の樹脂被覆層を溶かして巻締部の密封性を向上させるということが開示されており、さらに、下記の特許文献３には、無菌充填用の空缶の巻締部を殺菌するために、缶に紫外線を照射しつつ、巻締部を高周波誘導加熱により加熱殺菌するということが開示されている。
【特許文献１】特公昭６２−１８４０４号公報
【特許文献２】特開２０００−１２６８３６号公報
【特許文献３】特開昭５９−１５０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、金属缶のカール部や巻締部を高周波誘導加熱によって局部的に加熱しようとする場合に、上記の各特許文献に開示されている従来公知の加熱手段では、その何れにおいても、高周波誘導加熱コイルを、カール部や巻締部の側方で直接に対峙させていることから、高周波誘導加熱コイルによる金属缶の加熱が、カール部の場合には口頸部の被膜や塗装にまで影響を及ぼすこととなり、また、巻締部の場合には胴部の被膜や塗装にまで影響を及ぼすこととなって、他の部分に影響を及ぼすことなくカール部や巻締部の部分だけを効率的に加熱するのが困難なものとなっている。
【０００４】
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、高周波誘導加熱による金属缶の加熱装置について、他の部分に殆ど影響を及ぼすことなく、カール部や巻締部の部分だけを効率的に加熱できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するために、缶の開口縁のカール部を高周波誘導加熱により加熱するための加熱装置として、絶縁性のホルダーにより位置決めされる空の缶に対して、缶のカール部の上方に、缶と同心的に磁束発生コイルが設置され、この磁束発生コイルの下方に、缶のカール部の縦幅と略同じ厚みを備えた平板リング状の銅製円板が、絶縁性のホルダーと絶縁板との間で、缶のカール部と対峙するように設置されていることを特徴とするものである。
【０００６】
また、缶の底蓋の巻締部を高周波誘導加熱により加熱するための加熱装置として、絶縁性のホルダーにより位置決めされる空の缶に対して、缶の巻締部の下方に、缶と同心的に磁束発生コイルが設置され、この磁束発生コイルの上方に、磁束発生コイル内の電流により磁束を発生させる二次コイルが、絶縁性のホルダーと絶縁板との間で、缶の巻締部に内側から対峙するように設置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記のような本発明の金属缶の加熱装置によれば、空缶のカール部を高周波誘導加熱により加熱する場合には、磁束発生コイル内の交番電流により、銅製円板内に磁束が発生し、この磁束により、銅製円板と対峙するカール部で、円周方向に流れる誘導電流が発生して、カール部の金属が昇温することとなり、しかも、円板が銅製であるため、円板での高周波電流の浸透深さは、フェライトを使用した場合よりも浅くなって、誘導電流を円板の表面に発生させるため、カール部以外の部分で口頸部の被膜や塗装等に殆ど影響を及ぼすことなく、カール部だけを効率良く加熱することができる。
【０００８】
また、空缶の巻締部を高周波誘導加熱により加熱殺菌する場合には、磁束発生コイル内の交番電流により、二次コイル内に磁束が発生し、この磁束により、二次コイルと対峙する巻締部で、円周方向に流れる誘導電流が発生して、巻締部の金属が昇温することとなり、しかも、巻締部に内側から誘導電流を発生させて底蓋側から巻締部を昇温させるため、巻締部以外の部分で胴部の塗膜や被膜等に殆ど影響を及ぼすことなく、巻締部だけを効率良く加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
高周波誘導加熱による金属缶の加熱装置について、他の部分に殆ど影響を及ぼすことなく、カール部や巻締部の部分だけを効率的に加熱できるようにするという目的を、最良の形態として以下の実施例に具体的に示すように、缶の開口縁のカール部を高周波誘導加熱により加熱するための加熱装置として、絶縁性のホルダーにより位置決めした空の缶に対して、缶のカール部の上方に、缶と同心的に磁束発生コイルを設置し、この磁束発生コイルの下方に、缶のカール部の縦幅と略同じ厚みを備えた平板リング状の銅製円板を、絶縁性のホルダーと絶縁板との間で、缶のカール部と対峙するように設置したり、或いは、缶の底蓋の巻締部を高周波誘導加熱により加熱するための加熱装置として、絶縁性のホルダーにより位置決めした空の缶に対して、缶の巻締部の下方に、缶と同心的に磁束発生コイルを設置し、この磁束発生コイルの上方に、磁束発生コイル内の電流により磁束を発生させる二次コイルを、絶縁性のホルダーと絶縁板との間で、缶の巻締部に内側から対峙するように設置したりするということで実現した。
【実施例】
【００１０】
以下、本発明の金属缶の加熱装置の一実施例について説明すると、本実施例の加熱装置は、無菌充填法で使用するボトル型缶の空缶のカール部と巻締部のそれぞれを予め加熱殺菌しておくためのものであって、オキソニア等の殺菌液や紫外線等により空缶を殺菌するだけでは、缶のカール部の内側や巻締部の内部にまで充分に殺菌し難いことから、そのような部分について、高周波誘導加熱により当該部分だけを局部的に加熱殺菌するためのものである。
【００１１】
そのような本実施例の加熱装置では、図１に示すように、加熱装置１に対して、空のボトル型缶２が、缶２の中心軸と装置１の中心軸とが一致するように位置決めされて正立した状態で、電気的に絶縁性のある樹脂材料からなる上部ホルダー３と下部ホルダー４とによって固定的に保持されるようになっている。
【００１２】
上部ホルダー３は、壁厚の厚い円筒状に形成されたものであって、その上端面は平坦面となり、その下端面は缶２の肩部に沿うような形状となっている。また、下部ホルダー４は、図３に示すように、円筒部４ａの下端から内側に厚さ１ｍｍ程の薄い平板リング部４ｂが一体的に形成されたものであって、円筒部４ａは、その上部内面が缶の胴部の下端部分に当接するようになっており、円筒部４ａの下端から内側に延びる薄い平板リング部４ｂは、その上に缶２の巻締部２ｂを載置するようになっている。
【００１３】
そのように上部ホルダー３と下部ホルダー４とにより正立状態で固定的に保持される空のボトル型缶２に対して、本実施例の加熱装置１では、図１に示すように、缶２の開口縁のカール部（即ち、缶の口頸部の上端開口縁に形成されている外巻きのカール部）２ａを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段５と、缶２の底蓋の巻締部（即ち、缶本体の下端フランジ部と底蓋の周辺フランジ部とを二重巻締めにした巻締部）２ｂを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段６とがそれぞれ設けられている。
【００１４】
缶２のカール部２ａを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段５については、電気的に絶縁性のある樹脂製コア１１と二個のフェライトリング１２とで三方が囲まれた磁束発生コイル１０と、カール部２ａの縦幅と略同じ厚みを備えた平板リング状の銅製円板１３とを有するものであって、磁束発生コイル１０と銅製円板１３との間には平板リング状のシリコン板１４が絶縁板として挟まれており、コア１１とフェライトリング１２は上方から電気的に絶縁性のある樹脂製ケース部材１５により覆われ、それら全体の周りは、塩化ビニルのカバー部材１６により覆われていて、カバー部材１６の下端の折返し部分と銅製円板１３の周辺部との間にシリコンゴムの平板リング１７をかませた状態で、カバー部材１６はボルト等によりケース部材１５に一体的に固定されている。
【００１５】
平板リング状の銅製円板１３は、略円筒状の上部ホルダー３の上端面に同心的に載置された状態でネジ止めにより一体的に連結されており、銅製円板１３の上面は、平板リング状のシリコン板１４で覆われていて、図２に示すように、上部ホルダー３とシリコン板１４の間に露出している銅製円板１３の内側面は、缶２のカール部２ａと接触しないようにカール部２ａに近接させた状態で、カール部２ａと対峙している。なお、銅製円板１３の下面側で上部ホルダー３の外側には、図１に示すように、冷却用の水を循環させるための環状の銅製パイプ１８が、絶縁体により被覆された状態で設置されている。
【００１６】
銅製円板１３の上面を覆うシリコン板１４の上側には、樹脂製のコア１１と二個のフェライトリング１２とで三方が囲まれた状態の磁束発生コイル１０が設置されているが、二個のフェライトリング１２の内面は、フェライトリング１２からの磁束が缶２の口頸部に直接及ばないように、缶２の口頸部の外面よりも外側に位置している。
【００１７】
上記のように構成されたカール部２ａ用の高周波誘導加熱手段５は、そのケース部材１５の中心部がエアシリンダー８のロッド８ａに固設されており、エアシリンダー８は、機枠７の水平梁７ａに固設されていて、図示していない適宜手段により缶２を加熱装置１内に出し入れする際には、エアシリンダー８のロッド８ａの伸縮により、高周波誘導加熱手段５の全体が、それに一体的に連結された上部ホルダー３と共に、図１に一点鎖線で示した位置にまで上下移動できるようになっている。
【００１８】
缶２の巻締部２ｂを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段６については、電気的に絶縁性のある樹脂製コア２１と二個のフェライトリング２２とで三方が囲まれた磁束発生コイル２０と、この磁束発生コイル２０内の電流により磁束を発生させる二次コイル３０とを有するものであって、二次コイル３０には、その下側に平板リング状の銅板２３が設けられ、その内側（二次コイル３０と銅板２３の内側）にフェライトリング２９が設けられており、銅板２３とフェライトリング２９の下側は、絶縁板となる円板状のシリコン板２４によって覆われている。
【００１９】
磁束発生コイル２０を囲んでるコア２１とフェライトリング２２は、下方から電気的に絶縁性のある樹脂製ケース部材２５により覆われ、それら全体の周りは、塩化ビニルのカバー部材２６により覆われていて、カバー部材２６の上端の折返し部分と銅製円板２３の周辺部との間にシリコンゴムの平板リング２７をかませた状態で、カバー部材２６はボルト等によりケース部材２５に一体的に固定されている。
【００２０】
下側と内側に銅板２３とフェライトリング２９が設けられている二次コイル３０は、円板状のシリコン板２４を絶縁板として間に挟んだ状態で、磁束発生コイル２０の上方に設置されており、図３に示すように、缶２の巻締部２ｂを載置して保持している下部ホルダー４とシリコン板２４との間で、二次コイル３０は、巻締部２ｂと接触しないように巻締部２ｂに近接させた状態で、巻締部２ｂに内側から対峙している。なお、二次コイル３０の外側には、図１に示すように、冷却用の水を循環させるための環状の銅製パイプ２８が、絶縁体により被覆された状態で設置されている。
【００２１】
上記のように構成された巻締部２ｂ用の高周波誘導加熱手段６は、そのケース部材２５の中心部がボルトにより支持部９の本体９ａに固設されており、この支持部９の本体９ａは、取付部９ｂを介して、機枠７の台座部７ｂに対して上下動可能に設置され、且つ、本体９ａと支持部９ｂとの間に介装されたバネ９ｃによって常に上方に付勢されている。それにより、高周波誘導加熱手段６は、常に一定位置に保持されており、且つ、上方からの衝撃を受けた時には、この衝撃を吸収できるように、バネ９ｃの付勢力に抗して僅かに下方に移動してから、直ちに元の位置に復帰するようになっている。
【００２２】
上記のようにカール部２ａを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段５と、巻締部２ｂを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段６との両方を備えている本実施例の加熱装置１によれば、カール部２ａを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段５において、磁束発生コイル１０に２ＫＷの交番電流を２．５秒間ほど流すと、磁束発生コイル１０内の交番電流が、銅製円板１３内で円周方向に磁束を発生させ、それにより、銅製円板１３と対峙している缶２のカール部２ａで円周方法に誘導電流が発生して、カール部２ａが１７０〜２００℃に昇温することとなる。
【００２３】
しかも、そのようなカール部２ａの高周波誘導加熱において、円板１３が銅製であることにより、円板１３での高周波電流の浸透深さは、フェライトの円板を使用した場合よりも浅くなって、誘導電流は円板１３の表面に発生することとなり、その結果、カール部２ａ以外の部分で口頸部の被膜や塗装等に殆ど影響を及ぼすことなく、カール部２ａだけを効率良く加熱殺菌することができる。
【００２４】
一方、巻締部２ｂを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段６において、磁束発生コイル２０に２ＫＷの交番電流を２．５秒間ほど流すと、磁束発生コイル２０内の交番電流が、二次コイル３０内で円周方向に磁束を発生させ、それにより、二次コイル３０と対峙している缶２の巻締部２ｂで円周方法に誘導電流が発生して、巻締部２ｂが１７０〜２１０℃に昇温することとなる。
【００２５】
しかも、そのような巻締部２ｂの高周波誘導加熱において、二次コイル３０が巻締部２ｂに内側から対峙していることにより、巻締部２ｂに内側から誘導電流を発生させて、巻締部２ｂを底蓋側から昇温させることとなり、その結果、巻締部２ｂ以外の部分で胴部の塗膜や被膜等に殆ど影響を及ぼすことなく、巻締部２ｂだけを効率良く加熱殺菌することができる。
【００２６】
なお、本実施例の加熱装置１では、一つの装置内に二つの高周波誘導加熱手段５，６を設けていることで、カール部２ａの加熱と巻締部２ｂの加熱とを一行程で同時に行うことができる。なお、カール部２ａの加熱と巻締部２ｂの加熱を同時に行っても、それぞれの加熱は、何れも、局部的で円周方向に流れる誘導電流を発生させる誘導加熱であることから、互いに影響し合うことはなく、両方の加熱を問題なく行うことができる。
【００２７】
以上、本発明の金属缶の加熱装置の一実施例について説明したが、本発明は、上記のような実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、その用途については、上記の実施例に示したような加熱殺菌用に限らず、カール部や巻締部の局部的な加熱が必要な他の用途にも使用可能なものである。なお、本発明の装置により缶のカール部や巻締部を加熱殺菌する場合に、本発明の装置により加熱殺菌した後で、従来のオキソニア等を使用した殺菌液による殺菌法等により更に缶の内外面を殺菌しても良いことはいうまでもない。
【００２８】
また、加熱の対象となる金属缶については、上記の実施例に示したようなボトル型缶に限らず、その他のタイプの金属缶であっても良いものであり、また、加熱装置の全体構造について、上記の実施例では、カール部を加熱する高周波誘導加熱手段と、巻締部を加熱する高周波誘導加熱手段とを、一つの装置内に併設した構造としているが、そのようなものに限らず、それぞれの高周波誘導加熱手段をそれぞれ別個の装置として独立させたような構造であっても良いものである。
【００２９】
さらに、加熱装置の細部の具体的な構造についても、例えば、上記の実施例では、巻締部を加熱する高周波誘導加熱手段において、円筒部の下端から内側に平板リング部を形成した下部ホルダーを使用して、下部ホルダーの平板リング部に缶の巻締部を載置した状態で、二次コイルを、巻締部に内側から対峙するだけにしているが、そのようなものに限らず、円筒部の途中から内側に凸状リング部を形成した下部ホルダーを使用して、缶の巻締部上方のネック部を凸状リング部で支えて缶を保持した状態で、二次コイルを、巻締部に内側から対峙させると共に、下側からも対峙させるようにしても良い等、適宜に設計変更可能なものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の金属缶の加熱装置の一実施例を示す縦断面図。
【図２】図１に示した加熱装置の銅製円板の付近を拡大して示す縦断面図。
【図３】図１に示した加熱装置の二次コイルの付近を拡大して示す縦断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１        加熱装置
２        缶
２ａ      （缶の）カール部
２ｂ      （缶の）巻締部
３        上部ホルダー
４        下部ホルダー
１０      磁束発生コイル
１３      銅製円板
１４      絶縁板
２０      磁束発生コイル
２４      絶縁板
３０      二次コイル
【図１】
2006134616.tif 000003
【図２】
2006134616.tif 000004
【図３】
2006134616.tif 000005