(57)【要約】【課題】端子として電池組立て後も露出している底面部は油分が残留した場合汚れが付着する。底面を集中的に、あるいは側面加熱と別々に制御できる機能を持った高周波誘導加熱装置によって、側面には必要最小限の油分を残しつつ、底面部の油分を蒸発させることは困難であった。【解決手段】本発明は上記課題を解決するため、底面用コイル部と側面用コイル部を設け別々に制御することによって、底面部と側面部の乾燥温度を制御することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底金属缶を誘導電流により加熱乾燥する装置であって、前記金属缶底面を乾燥させるための底面コイル部と前記金属缶側面を乾燥させるための側面コイル部を備えており、前記底面コイルと側面コイルを別々に制御することによって有底金属缶を乾燥する有底金属缶の高周波誘導加熱装置。
【請求項２】
有底金属缶は、電池に用いられる請求項１記載の有底金属缶の高周波誘導加熱装置。
【請求項３】
有底金属缶は、底面が円または多角形である請求項１または２記載の有底金属缶の高周波誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池缶の底面部と側面部の加熱温度を制御する高周波誘導加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池缶等に使用される有底金属缶の製造方法においては、金属板を電池缶等の所定の有底金属缶形状に加工した後、溶剤洗浄を行う方法が一般的に採用されていた。が環境問題、人体への悪影響を避ける為、水洗浄を行う方法が一般に採用されるようになった。また、高周波誘導加熱を利用し乾燥を迅速かつ熱効率よく乾燥方法の発明として特開平９−１２９１９１号公報に開示されている。
【特許文献１】特開平９−１２９１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、水洗浄では電池缶製造工程において使用される潤滑油が水と一緒に電池缶に残留する。油分が残留した場合、電池組立工程において電池缶底部表面に電池の正極剤であるマンガン紛を付着させ汚れとなる、また油分をすべて乾燥した場合電池組立工程の電池缶供給においてすべり性が悪くなり生産性を下げる。
【０００４】
また、高周波誘導加熱を利用した電池缶等の有底金属缶の乾燥方法が前記の特開平９−１２９１９１号公報に開示されている加熱コイルの形状は、電池缶側面にコイルが設置され、側面部から加熱され底面部に側面部からの熱伝導で温度が上がるため側面部１８０℃で底面部１２５℃と温度差が発生する。水だけでなく、残留油分も除去する場合には適した加熱コイル形状とはいえない。
【０００５】
洗浄時の残留油分は側面部、底面部とも同量であるが、乾燥後の残留油分は側面部の加熱上昇が大きく油分も少なくなる。逆に底部残留油分は相対的に多く残る。
【０００６】
乾燥温度の差による残留油分は１７０℃の場合０．０２４３ｍｇ、１９０℃の場合０．００９２ｍｇである。
【０００７】
電池組立工程において電池缶の搬送で側面にはラベル貼り付けに影響のないレベルでの油分が必要である。しかし端子として電池組立て後も露出している底面部は油分が残留した場合汚れが付着する。
【０００８】
上述のとおり、底面を集中的に、あるいは側面加熱と別々に制御できる機能を持った高周波誘導加熱装置によって、側面には必要最小限の油分を残しつつ、底面部の油分を蒸発させることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するため、底面用コイル部と側面用コイル部を設け別々に制御することによって、底面部と側面部の乾燥温度を制御することを特徴とする。
【００１０】
この高周波誘導加熱装置は、電池缶の周方向に電流を誘導するものと、電池缶の底面面方向に電流を誘導する、２方向であることを好ましい構成とする。
【００１１】
さらに、電池缶側面部乾燥温度を１２５℃〜１７５℃とし残留油分を０．０３ｍｇ〜０．０１ｍｇに制御し水分を乾燥させ、電池組立工程の電池缶供給においてすべり性を確保し、電池缶底面部は乾燥温度を１７５℃〜２２５℃とし残留油分を０．０１ｍｇ〜０．００５ｍｇに制御し電池組立工程において電池缶底部表面に電池の正極剤であるマンガン紛の付着を防ぐ、電池缶の乾燥に最適である。
【００１２】
また、同一高周波誘導加熱装置の中に底面用コイルと側面用コイルを設置すれば、乾燥が効率よくでき、生産性の向上を図ることができる。
【００１３】
そして、電池缶の搬送方向に延びたこの並行コイル部のコイルエレメントをその搬送路に対し平行方向に積層することによって、電池缶底部の全面にわたり均一な発熱を生じさせることができ、より急速な乾燥が可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、有底金属缶の底面部と側面部を別々に加熱温度制御させることによって、有底金属缶の底部の油分は蒸発させ側面には必要最低限の油分を残し短時間に有底金属缶を乾燥させることが出来る。
【００１５】
この乾燥方法によれば、部分温度制御乾燥だけでなく、全体均一温度加熱乾燥方法としても有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を、電池缶である円筒形の電池缶の乾燥に応用した実施の形態について図１〜図３を参照して説明する。
【００１７】
ここで、図１は本実施形態の高周波誘導加熱装置の概要及び電池缶が搬送されるようすを示す。図２は高周波誘導加熱装置及び電池缶の縦断面図である。図３は高周波誘導加熱装置内の加熱コイルの配設状況を示す。
【００１８】
電池缶１は、ニッケルメッキを施した鋼板が所定の形状に形成されてなり、電池缶供給部分からマグネットアタッチメント付のチェーンコンベア４０ａによって洗浄部に移動し、この洗浄部で電池缶１に付着した潤滑油、その他の汚れ等を熱湯により除去され、そして電池缶１はエアーブロー工程、乾燥工程へと移される。
【００１９】
電池缶１の乾燥はエアーブロー工程と高周波誘導加熱装置１０を用いた乾燥工程とで行われる。乾燥工程に移行する前にエアーブロー工程を設けているのは、洗浄後電池缶に残留する水を極力少なくし、又水の分布を均一化することにより省電力で熱効率を向上した乾燥ができる。また生産設備のコンパクト化も図れる。
【００２０】
乾燥工程にはマグネットアタッチメント図１４０ｂと高周波誘導加熱装置１０とからなる。マグネットアタッチメント図１  ４０ｂは電池缶１を磁石によって固定しつつ搬送するものであり、電池缶１の側面部を固定し開口部２から出る水分を排出できるようになっている。
【００２１】
高周波誘導加熱装置１０は図１〜図３に示すように、加熱コイル１１とコイル側面支持体１２とコイル底面支持体１３と固定部１４とからなる。加熱コイル１１は側面加熱コイル図３（Ａ）のように導線からなるコイルエレメント１１ｄを中空同心楕円形状に複数積層し、その楕円の長軸を対称軸として、コの字型に折り曲げた形状をしている。そして、１対の並行コイル部１１ａと、これらを両端部で接続する１対の接続コイル部１１ｂを構成しており、交番電流を加熱コイル１１に流すために、端子部１１ｃを高周波電流発生装置に接続する。底面加熱コイル図３（Ｂ）はコイルエレメント１１ｄを同心楕円形状に複数積層し、交番電流を加熱コイル１１に流すために、端子部１１ｃを高周波電流発生装置に接続する。
【００２２】
そして、横断面略コの字型をし、電池缶１を搬送させるための搬送空間１８を備えたガラス繊維製のコイル支持体１２の表面にこの加熱コイル１１を巻着し、ガラス繊維製のコイル底面支持体１３をこの上から被嵌する。そして、コイル側面支持体１２の下方延長部に形成された固定部１４をボルト等によって装置フレーム１９に固定することにより、高周波誘導加熱装置１０を電池缶１の乾燥工程に配置できることになる。ここでコイル側面支持体１２とコイル底面支持体１３にガラス繊維を用いたのは加熱コイル１１による交番磁界の影響を殆ど受けることがなく、その発熱を防止できるからである。
【００２３】
次に、この高周波誘導加熱装置１０による電池缶１の乾燥方法を図１及び図２を用いて詳述する。
【００２４】
高周波誘導加熱装置１０に高周波交電流を流すと図３（Ａ）は１対の並行コイル部１１ａ及び接続コイル部１１ｂに交番磁界が電池缶１の搬送方向に対し垂直な方向に発生する。そして高周波誘導加熱装置１０に電池缶１が搬入されると、導電体である電池缶１がその交番磁界内に入ることになり、電磁誘導により、電池缶１に電圧が誘起され、交番磁界の方向に垂直な方向に、つまり図２の矢印で示す方向に電池缶１の側面全長にわたり誘導電流が流れる。図３（Ｂ）は電池缶１の底面全長にわたり誘導電流が流れる。
【００２５】
そしてこの誘導電流が渦電流であり、本実施形態のように電池缶１の搬送路に並行コイル部１１ａが延びているため、図２のようにその渦電流は電池缶１の円周方向に閉回路を構成することになる。そこで最適な周波数を選択して高周波電流を高周波誘導加熱装置１０に流すと、その閉回路には強い渦電流が流れることになり電池缶１に多量のジュール熱が発生し、またその表皮効果により電池缶１の表面付近が急速に発熱する。
【００２６】
このような高周波誘導加熱により電池缶１の表面に付着していた水分を急激に加熱でき、このため、電池缶１に付着していた水分を急速に乾燥することができるようになる。この高周波誘導加熱によると電池缶１自体が発熱するために、電池缶を熱風等によって間接的に加熱するのに比較して熱効率が著しく優れており、かつ短時間で乾燥を終了させることが可能である。
【００２７】
本実施形態では、側面加熱コイル図３（Ａ）と底面加熱コイル図３（Ｂ）それぞれに高周波電流発生装置を設け別々に電流制御することにより電池缶１の側面３と底面４の乾燥温度を制御することが出来る。そして、電池缶側面部乾燥温度を１２５℃〜１７５℃とし残留油分を０．０３ｍｇ〜０．０１ｍｇに制御し水分を乾燥させ、電池組立工程の電池缶供給においてすべり性を確保し、電池缶底面部は乾燥温度を１７５℃〜２２５℃とし残留油分を０．０１ｍｇ〜０．００５ｍｇに制御し電池組立工程において電池缶底部表面に電池の正極剤であるマンガン紛の付着を防ぐ、電池缶の乾燥が可能である。
【００２８】
また、同一加熱装置の中に底面用コイルと側面用コイルを設置ができ、乾燥が効率よくでき、生産性の向上を図ることができる。
【００２９】
さらに、以上は円形の電池缶の乾燥方法について説明したが、他の多角形有底金属缶の乾燥方法、例えば角形の電池缶の乾燥方法にも利用できる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】本発明の高周波誘導加熱装置の斜視図
【図２】本発明の高周波誘導加熱装置の中に電池缶を配した際の側面図
【図３】（Ａ）本発明の高周波誘導加熱装置の側面加熱コイルの積層状態図、（Ｂ）同誘導加熱装置の底面加熱コイルの積層状態図
【符号の説明】
【００３１】
１      電池缶
２      開口部
３      側面
４      底面
１０    高周波誘導加熱装置
１１    加熱コイル
１１ａ  並行コイル部
１１ｂ  接続コイル部
１１ｃ  端子部
１１ｄ  コイルエレメント
１４    固定部
１８    搬送空間
１９    装置フレーム
４０ａ  チェーンコンベア
４０ｂ  マグネットアタッチメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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