JP3453140B2 - Induction drying device and magnetic separation device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は1990年６月４日付合衆国特許出願一連番号07
/532,945号の部分継続である1990年11月30日付合衆国特
許出願一連番号07/621,231号の部分継続である。 発明の背景 1.発明の分野 本発明は金属物体を加熱及びその他の処理を行う方法
に関し、特定的には缶の間の間隔を維持し、缶をある通
路に沿って移動させながら金属缶の蓋（閉止部材、端）
もしくは缶ボディを、乾燥、硬化もしくは他の目的のた
めに誘導的に加熱及びその他の処理を行う方法及び装置
に関する。 2.関連技術の説明 清涼飲料等のための金属容器の閉止部材は一般に円形
であり、そのフランジ型の周縁をカールと呼ぶ。閉止部
材は通常アルミニウムもしくは鋼製であり、カールは継
合わせ操作によって閉止部材を缶ボディに取り付けるの
に使用される。このようにして形成される缶ボディと閉
止部材との間の密閉を完全にするために、閉止部材の製
造中にカール内にシーラントもしくは接着剤（“コンパ
ウンド”）のビードを塗布することが一般的に行われて
いる。例えば、破損した被膜を修理する等の種々の他の
目的のために、異なる型の被膜を缶閉止部材及び缶ボデ
ィに選択的に、またはそれら全体に塗布することも行わ
れている。本明細書においては、被膜、シーラント及び
接着剤は全て加工片に塗布される“液体”であるものと
する。 この製造操作において発生する１つの問題は、これら
の液体を硬化もしくは乾燥させることである。近年、容
器業界では水をベースとするシーラントの使用に対する
関心が高まっており、閉止部材を缶ボディに取り付ける
ためにこれらのシーラントが受け入れ可能な状態に乾燥
するまでには３−４日かかる。閉止部材を缶ボディに取
りつけるために揮発性溶剤が迅速に蒸発して受け入れ可
能な状態に乾燥するまでが典型的には48時間以内である
ので、これは溶剤をベースとする液体にとって重大な問
題ではない。 従来、乾燥もしくは硬化プロセスを支援するために、
典型的には赤外放射または対流加熱の何れかによって缶
閉止部材を加熱していた。これらのシステム（特に対流
加熱システム）は、エネルギの使用が非効率的であるた
めに大型で、かさばり、そして運転費用が高価になりが
ちである。 缶端を誘導的に加熱する試みもなされてきた。導電性
の物品の誘導加熱は、作業コイルに振動電流を流して振
動磁場を発生させ、その磁界の中に導電性の加工物を配
置することを含んでいる。磁場によって加工物内に誘起
される循環電流によって生ずる渦電流損によって加工片
内に熱が発生する。 図１に、誘導加熱のための典型的な電気回路を示す。
この回路は直流電源110を具備し、その出力にまたがっ
てＨブリッジ130が接続されている。Ｈブリッジ130は４
つのサイリスタ112、114、116、及び118からなり、並列
共振タンク回路120と電流制限用インダクタ122の直列回
路がＨブリッジにまたがって接続されている。タンク回
路120は、作業コイル124、等価抵抗126によって表され
ている負荷、及びコンデンサ128を含み、これらは全て
並列に接続されている。 安定状態で動作中には、エネルギはコンデンサ128と
インダクタ124との間でやり取りされ、タンク回路120に
またがって振動電圧を発生させる。等価抵抗126による
エネルギ損失を補償するために、制御回路（図示してな
い）がＨブリッジのサイリスタを周期的に付勢し、付加
的なエネルギをタンク回路120内にポンプする。振動電
圧の周波数は、任意の時点に加熱装置内に存在する負荷
（即ち加工片）に依存してある程度変化するが、従来シ
ステムは、多分総体的に長期にわたって適用されるもの
を除いて、サイリスタを付勢する時点を決定する際にこ
のことを考慮に入れていなかった。 直列インダクタ122は、サイリスタが付勢される時に
タンク回路120内へ流入する電流ピークを低下させるた
めに、及び動作不良の場合に大きい電流サージが流れる
ことから保護するために、時として挿入されるのであ
る。しかしながら、それでもサイリスタを通って流れる
電流は大きくなり得るので、サイリスタ自体、及び電源
110とＨブリッジ130及びＨブリッジ130とタンク回路120
とを結合している電線の両者を冷却する水（もしくは液
体）が必要である。 高周波数（100kHz程度）で動作する典型的な誘導加熱
回路は、Ｈブリッジ内のスイッチとして電力MOSFETを使
用している。これはMOSFETが極めて高速で導通及び遮断
させることができるからである。しかしながら、誘導加
熱回路の高い電圧で動作することができるMOSFETのオン
抵抗は高く、それ故それらは水冷する必要がある。若干
の誘導加熱回路は高速で導通及び遮断させることができ
るSCRをＨブリッジ内に使用しているが、SCRは制御する
のが難しい。標準バイポーラトランジスタを動作させる
ためには、大きいベース電流増幅器を必要とし、そして
高いスイッチング速度と、図１の回路のＨブリッジが流
さなければならない大きい電流の下では十分に動作しな
い。 缶閉止部材を加熱するのに使用できる先行技術の誘導
加熱方法は、従来それらが典型的に高周波数（100kHz程
度）で動作することと、それが缶閉止部材内に発生する
電流の深さを最小にする傾向にあることを利用したもの
である。これは、作業コイルに接続されている導体及び
作業コイル自体の導体内の振動電流が主としてこれらの
導体の外面に沿って流れる（“表皮効果”）ことを意味
する。従ってこれらの導体の外面に沿う電流密度は極め
て高くなり、導体は過大に加熱されるので水冷が必要で
あった。実際、典型的にこれらの導体は銅管で作られて
おり、管の内部に水を流すようになっている。 誘導によって缶端を加熱することは、缶がシート金属
で作られていることからも困難であった。高周波数で誘
導加熱すると、加熱が非均一になるという問題が発生す
る。シート金属加工片の種々の部分の温度が、コイルへ
の近さその他の要因に依存して大幅に変化する。従っ
て、加工片の他の部分が所望の温度まで加熱される前
に、局所的な過熱が容易に、且つ屡々発生する。Collin
sの合衆国特許4,017,704号では、金属缶端をコンベヤベ
ルト上に伏せて配置し、それらを普通の数巻回の高周波
誘導加熱コイルの下を通過させることによってこの問題
を解消することを企図している。このコイルは、全体的
に開いた中心領域と、エネルギを缶端内に均一に集束さ
せるためにコイルの中心付近に配置された蝶ネクタイ型
のコアとを有している。しかしながらCollinsの技術が
缶端を均一に加熱することに成功するとしても、この技
術は集束用コア、水冷電線（銅の配管）及びスイッチを
必要とする。 缶端及び缶ボディに固有な問題に必ずしも言及しては
いないが、Collinsの特許の他に、一般的な誘導加熱装
置が以下の合衆国特許にも開示されている。 Miller 4,339,645 Maurice 4,481,397 Beckert 4,296,294 Nozaki 4,849,598 Scheffler 4,160,891 Kurata 4,307,276 Curtin 4,582,972 Nuns 4,673,781 Camus 4,531,037 Chaboseau 4,775,772 Wicker 4,810,843 Itoh 3,727,982 これらの参照特許に開示されているシステムの若干が缶
端の加熱に使用可能であるとしても、それらは最適では
ない。具体的に言えば、例えばこれらは巨大であり、か
さばり、そして水冷が必要であり、また缶端に適用した
場合に加熱が非均一になりかねない。 金属製の缶閉止部材は、典型的には２つの方法の何れ
かで熱処理装置内へ運ばれる。第１の方法は、缶閉止部
材をコンベヤベルトによって運ぶことである。この場合
閉止部材は、被膜もしくはコンパウンド側を上にしてベ
ルト上に伏せて置かれる。第２の方法では、缶閉止部材
の面と面とを互いに突き合わせて（“棒状に配列され
て”）積み重ねる。前者技術はCollinsの特許の例であ
る。後者技術では、閉止部材は、それらの面を横切る方
向に押されて装置を通過する。通路の所与の長さの中に
より多くの缶端を詰め込むことができるので、棒状に配
列されて押される缶端の熱処理のための床空間は少なく
てよい。しかしながら、対流する空気流が缶端の面を直
接加熱することができないので、この技術はそれ程使用
されてはいない。 合衆国特許4,333,246号においてSullivanはこの問題
を解消することを企図したが、それも対流乾燥技術の上
述した制約の中でのことであった。Sullivanの特許で
は、加工片は一定幅の通路枠組によって画定される曲線
通路を押されながら通過し、内側の小半径に接する加工
片の部分を中心として旋回することができるので外側の
大半径に接する部分が扇状に開くようになる。Sullivan
はこの通路枠組を使用して缶蓋を部分的に分離させ、加
熱された空気をこれらの分離した部分に向けて導くよう
にした。 Sullivanの技術は多くの欠陥を有している。第１に各
加工片のある部分は確かに隣接する加工片から分離する
が、加工片の別の部分（小半径に接する部分）は常に隣
接加工片に接触したままである。加工片は扇状に開くだ
けで、真に分離するのではない。従って、例えば缶蓋に
選択的に塗布された液体を硬化させるためにこの装置を
使用すれば、蓋が互いに接触し合う周縁以外の場所に選
択的に塗布された液体だけが硬化されるようになる。加
えて、蓋を通路に沿って押す力によって発生する（互い
に接触し合う蓋の部分の）圧力が、蓋の金属もしくはそ
れらの被膜に軟化及び破壊の両方もしくは何れか一方を
生じさせかねない。更に、Sullivanの装置では分離をよ
り大きくするためには通路枠組の曲がりを大きくする必
要があり、このことは蓋を通路に沿って押す装置が大き
い力を要求され、また強い材料を必要とするので、Sull
ivanの装置によって扇状にされる缶の蓋の部分の間の分
離の程度は制限されることになる。たとえ曲がりを浅く
保ったとしても同じ理由からこの技術を長い輸送通路に
使用することはできない。また更に、プルリングを有す
る缶蓋に対してはSullivanの技術は十分に動作しない。
それは、これらの缶蓋が十分に重ならず、もしそれらが
接触すれば互いに傷付け合う恐れがあるからである。 缶端を伏せて、もしくは棒状に配列されての何れで輸
送されようとも、乾燥装置の輸送速度及び長さは、装置
から出てくる各缶閉止部材から塗布された液体内の水も
しくは溶剤が十分に排除されるように選択される。しか
しながら、もしある理由から、生産ラインが停止する
か、もしくは何故か閉塞されると問題が発生する。この
場合、加熱装置内の缶閉止部材は始めに企図したより長
くそこに留まるために過熱され、破壊される恐れがあ
る。従来からこの状況を処理するために閉ループ機構を
設けていたが、これらの機構は炉内の空気温度を監視す
るだけであり、缶閉止部材自体の温度を監視してはいな
かった。更に、これらの機構が設けられているIR（赤
外）システム及び高温対流システムでは、十分に迅速に
加熱プロセスを停止させて破壊を回避することは困難で
あった。缶蓋を過熱する危険を回避するようなより低い
温度の対流加熱システムは存在していない。それは単
に、そのような装置は決して破壊を招くような十分高温
にはならないが、低温は望ましくない長い乾燥時間と長
い輸送通路とを必要とするからに過ぎない。 発明の概要 従って本発明の目的は、上述した欠陥の若干もしくは
全てを解消する缶ボディ及び缶蓋を加熱する装置を提供
することである。 概述すれば、本発明によれば、金属缶閉止部材はそれ
らの周囲を部分的に、もしくは完全に包み込む多数巻回
の誘導コイルが発生する中庸の周波数の振動磁場内にそ
れらを配置することによって誘導的に加熱される。中庸
の周波数の磁場を使用することによって、渦電流が缶端
内に深く発生して熱エネルギの溜まりを作るので、加工
片全体がより均一に加熱されるようになる。集束用のコ
アは必要とせず、導体は対流によって冷却することがで
きる。また缶端は棒状に配列して装置内へ送給すること
ができる。更に、低電流であるために、インバータのＨ
ブリッジに安価な、対流冷却スイッチを使用することが
できる。 本発明の別の面においては、誘導加熱システムのイン
バータ内のスイッチのための制御システムが提供され、
この制御システムはスイッチを流れるピーク電流を最小
にし、それによって通常は電流制限用として使用されて
いる直列インダクタの必要性を排除する。制御システム
はタンク電圧位相角を監視し、それに応答してスイッチ
を最適に導通及び遮断させる。 本発明の別の面においては、ディスク状の物品は磁気
的に分離され、順次にスイッチされる電磁石によって移
動させられる。 本発明の別の面においては、缶ボディは誘導加熱装置
を通して輸送される間に分割されたコンベヤベルトによ
って回転させられる。 本発明の更に別の面においては、装置には缶閉止部材
のための閉ループ温度制御装置が設けられており、この
閉ループ温度制御装置は缶蓋自体の温度を感知して、も
し温度が所定のしきい値を超えれば加熱手段を遮断す
る。 図面の簡単な説明 以下に添付図面を参照して本発明の特定の実施例を説
明する。添付した 図１は、従来技術の誘導加熱回路の回路図である。 図２及び３は、それぞれ本発明の一実施例の側面図及
び断面図である。 図４及び５は、本発明による移動技術を示す図であ
る。 図６及び７は、本発明による装置の側面図であって、
本発明のそれぞれの面を示す図である。 図８及び９は、それぞれ本発明の別の実施例の側面図
及び断面図である。 図10及び12は、それぞれ本発明の別の実施例の側面図
及び断面図である。 図11は、図10及び12に示すソレノイドの斜視図であ
る。 図13は、小径管と共に使用する図10−12の装置の断面
図である。 図14は、図10−12の装置の変形の断面図である。 図15は、本発明の別の実施例の側面図である。 図16及び17は、それぞれ缶ボディを加熱するための本
発明の一実施例の側面図及び断面図である。 図18、19及び21は、本発明による誘導加熱装置を動作
させる電気回路の回路図である。 図20は、図19の回路の動作を説明するのに有用な波形
図である。 図22及び23は、それぞれ本発明の別の実施例の側面図
及び断面図である。 図24は、図18のIGBTドライバ基板の回路図である。 実施例 図２は、鋼製の（もしくは他の強磁性、導電性の）蓋
100を加熱するための本発明による誘導加熱装置の一部
を切り欠いて示す側面図である。図３は、この装置の断
面図である。缶閉止部材100の端は１対の案内棒202及び
204上に載っており、更に２本の案内棒206及び208は、
閉止部材を定位置に保持するのを援助している。これら
４本の案内棒202、204、206、及び208は、一緒になって
棒状に配列された閉止部材100のための輸送通路210を画
定している。案内棒202、204、206、及び208は、案内管
220の内面の異なる円周位置を、軸方向に伸びている。
案内棒及び案内管は共に、セラミックもしくはテフロン
のような非導電性材料で作られている。以下の説明から
明白になるように、好ましくは管220は熱絶縁性にもす
べきである。若干の実施例では案内棒202、204、206、
及び208を省略し、それらの機能を管220自体によって置
換することができる。 交流電源68に接続されているパンケーキ状誘導コイル
222が、案内管220の外面の周囲を包み込んでいる。巻線
222は４つの並列らせん223の領域からなり、各領域は管
220の周縁の1/4より僅かに短い範囲を占め、内部を加熱
することを望む管220の実質的に全長にわたって伸びて
いる。個々のらせん223はパンケーキ状“サブコイル”
を形成しており、管220の周縁から輸送通路210を部分的
に包んでいる。コイルは、本実施例のように輸送通路の
１つの側が単純に平坦ではない場合には、輸送通路の周
囲を部分的に包み込む。またもし側が平坦であれば輸送
通路の１つの側にだけではなく、より多くの配置される
部分を有している。コイル巻線は水冷ではなく空冷さ
れ、多くの細い電線からなるリッツ線とすることが有利
である。リッツ線は個々に絶縁された多くの細い中実の
芯線からなるより線であって、高周波数で使用した場合
に表皮効果に起因する熱損失を低下させるのに有用であ
る。巻線222は、モジュール化その他の目的のために、
軸方向に隣接する巻線区分と直列に接続して設けること
もできる。最小の電流を流して強い磁場を発生させるた
めに、らせん223は大きい巻回密度に巻かれる（例えば
多くの細い電線の45回巻き）。 らせん223の代わりに、巻線222は管220を包み込む単
一の多巻回コイルとして設けることもできる。しかしな
がらこの配列が誘起する磁力は、缶蓋をある直径を中心
として回転させる傾向があり、それらの面を輸送通路の
方向を横切って配向させ続けることを困難にさせる。ま
たこのような配列は、以下に説明するセパレータ永久磁
石を加熱するという望ましくない傾向もある。従って、
図８及び９に基づいて後述するように、缶蓋が棒状に配
列されて送給される場合には、加工片の周囲全体を包み
込む作業コイルを使用することが最良である。 内部に配置された缶蓋間に空気を通すために、管220
にはその長さに沿う種々の位置に224のような孔を設け
てある。空気はこれらの孔を通して循環することがで
き、水分の除去、冷却もしくは他の処理を行う。らせん
223はこれらの孔224を避けて巻かれている。これは、そ
の点における管の内側の交番誘導磁場に影響を与える
が、それでも誘導加熱に使用される管220の実質的に全
長にわたって巻線が伸びているので、総合加熱プロセス
に重大な影響を与えることはない。 交流電源68は、負荷を有するタンク回路の共振周波数
に応答して約６−18kHzの中庸の周波数で発振する。こ
れは、金属缶閉止部材100が輸送通路210に沿って移動す
るにつれて、閉止部材100内にこれも同一周波数で振動
する交流渦電流を発生させる。中庸の周波数は閉止部材
を深く加熱するためと、それによって熱エネルギの溜ま
りを作って閉止部材をより均一に加熱するためとに使用
されているのである。公知のように、より低い周波数は
缶閉止部材の深くに電流を誘起し、一方より高い周波数
はより浅くに電流を誘起する。缶閉止部材100の異なる
大きさ、形状、材料の成分、及びコイル222に対する位
置に対してエネルギ転送効率を最適にするために、交流
電源68が、タンク回路の共振周波数の変動に対して各方
向に数kHzだけ追随するように十分知的であることが望
まれる。 磁場内を自由に運動する複数の磁性物体が、有効磁場
全体を等しく共有するように分散することが公知であ
る。この技術を使用して缶蓋を互いに対面する関係に垂
直に離間させ、同時に、熱気を蓋の周囲に循環させる缶
蓋予熱装置がW.R.Grace＆ Co.から市販されている。蓋
は垂直に棒状に配列された頂部からこの装置へ入り、底
部から取出される。棒もしくは柱に隣接して垂直に配向
されている永久磁石が蓋を離間させ、またそれらを底部
へ落下させて積み重ねようとする重力を打ち消す。しか
しながら、関係する温度が高いので、永久磁石は極めて
高いキュリー温度を有する高価な磁性材料製としなけれ
ばならない。加えて、この技術は水平に、もしくは実質
的に水平に対面する関係で輸送される蓋に対して使用さ
れたことがない。それは、これらの蓋が、蓋を支持する
通路枠組もしくは他の装置との摩擦に起因して拘束され
るからである。しかしながら、この概念を本発明による
装置に使用することができる。 即ち、複数のレールもしくはチャネル型永久磁石230
が、４つのらせん223の領域間の間隙内に配置され、管2
20の長さに沿って長手方向に配向されている。図２に
は、図を簡略化するために１つのレール型磁石230だけ
が示されている。永久磁石230は、管220の周縁にＮ極と
Ｓ極とが交互に得られるように配向されている。図３に
は４つの永久磁石230が示されているが、この数はどの
ようであっても差し支えない。また各永久磁石230が管
の長さに沿って伸びていても、もしくはモジュラー化そ
の他の目的からそれらが軸方向に接し合うセグメントか
らなっていてもよい。図２及び３の装置は、永久磁石23
0を軸方向に機械的に振動させるバイブレータ240（図３
だけに示してある）をも含んでいる。 動作を説明する。特定の数の缶蓋100が管の内部に存
在する時、それらは管の長さに沿う永久磁石230が発生
する磁場を等しく共有しようとする。磁石230を、従っ
てそれらが発生する磁場を軸方向に振動させる機械的バ
イブレータ240は摩擦を打負かす。振動周波数は60Hz程
度でよく、その波長は蓋間の間隔より短くすべきであ
る。振動は、案内棒202、204、206及び208をたわみ部材
上に取り付けてそれらを軸方向に振動させるか、または
コイル222の反転磁場に固有な力振動を使用する等、他
の方法に置換することによって達成することができる。
別の代替例は、管220の周囲にコイル（図示してない）
を巻きつけ、特に缶蓋100を振動させるためのよりゆっ
くりとした振動磁場を発生させることである。もし走行
方向を横切るのであれば、振動も効果的であろう。 管220の内側に缶蓋が挿入され、永久磁石230が発生す
る磁場によって離間されている時に、中庸の周波数の交
流電流を巻線222に供給する。それによって管220の内側
の各缶蓋内に中庸の周波数の交番磁場が発生し、渦電流
が発生してそれらを加熱し、乾燥させる。 缶蓋100自体内には高温が誘起されるが、巻線222は冷
えたままであることが理解されよう。数巻回の誘導コイ
ルの水冷は不要である。また、高温は概ね蓋100自体内
に制限され、永久磁石230は実質的にらせん223が発生す
る磁場の外側にあるから、永久磁石230は高キュリー温
度材料製の高価な磁石の代わりに、安価な空冷セラミッ
ク磁石であってよい。図２及び３には永久磁石230が示
されているが、蓋を離間させる目的のためには交流もし
くは直流電磁石を代わりに使用しても差し支えないこと
も理解されたい。 他の力が加わらない限り、管220内の缶蓋100は永久磁
石230が発生する磁場を共有するように簡単に離間す
る。蓋を走行通路210にそって長手方向に運動させる移
動力、もしくは移動手段も設けることができる。このよ
うな力を加える一方法は、入口端の方が出口端よりも高
くなるように管を傾斜させることである。この方法は重
力を利用して管の長さに沿う缶蓋の分布を変化させるも
のであり、缶蓋は出口に近づくにつれて互いに接近し合
って間隔を狭める。蓋が出口におけるある最大詰め込み
密度に到達すると、永久磁石230が発生する磁場は最
早、出口に最も近い蓋を管から落下させるように働く重
力を打ち負かす程十分に強くなくなる。従って管内に望
ましい缶蓋の所与の数と、スペーサ磁石が発生する所与
の磁場の強さに基づいて、１つの蓋が管の入口に追加さ
れると別の缶蓋が出口から落下するような傾斜角を決定
することができる。これにより、摩擦を打破する方法が
使用されている限り、誘導乾燥装置を通る蓋の連続流を
維持することができる。 蓋100は、例えば新しい蓋が管の入口に追加される度
に１つの蓋が管の出口から機械的に取除かれるような他
の手段によっても管220を通して移動させることができ
る。例えば図４に示すように、缶蓋100を磁気アップス
タッカ452へ輸送する上流コンベヤベルト450は、管220
の入口に新しい缶蓋100を周期的に追加する。新しい缶
蓋が追加される度に磁気ダウンスタッカ454は管220の出
口に達した缶蓋を取除き、それを下流コンベヤベルト45
6上に配置してさらなる処理に備える。１つの蓋が入口
に追加され、別の蓋が出口から取除かれる度に、管の内
側の残りの蓋はそれらの長手方向の位置が再調整され、
永久磁石230（図４には示してない）が発生する磁場を
等しく共有するようになる。ダウンスタッカ454の代わ
りに回転ナイフ（図示してない）を使用して個々の缶蓋
を管220の出口端から取除いてもよい。 缶蓋を管220の輸送通路210に沿って移動させる別の方
法は、それらをリニア誘導モータの一部として移動せし
めることである。もし、らせん223が例えば３相に接続
され、３相の交流電源68が設けられ、そしてらせんが適
切に離間しているものとすれば、電源68の位相が回転す
るにつれて任意の１つの缶蓋100は次に下流のらせんに
繰り返し引き付けられ、そして先行らせんによって反発
される。らせん223は所望数の巻回に置き換えて接続す
ることができる。 代替として蓋100を管220の内側の輸送通路に沿って移
動させるために、管220の周囲に巻きつけた分離した多
相移動用コイルを追加することによって移動手段とする
ことができる。３相（Ａ、Ｂ、Ｃ）移動用コイル560を
図５に示す。移動用コイル560は例えば60Hzのような低
い周波数で動作させることができる。分離した移動用コ
イルは、付加的な巻線を必要とすることが欠点である
が、加熱と移動の機能が誘導的に独立して保たれる点が
長所である。従って誘導加熱を望まない管220の部分に
設けられているにも拘わらず、560のような分離した移
動用コイルによって缶蓋を移動させ続けることができ
る。このような特色は、例えば管蓋が管の誘導加熱部分
を通り、次に管の熱気暴露部分を通り、そして同一の管
の冷却部分を通るような被膜を修理するための乾燥装置
に有用である。このようなシステムでは、管の一部分に
移動用コイル560を巻きつけ、管の誘導加熱部分だけに
誘導巻線222を設けることになろう。 好ましくは、移動用コイルは、管220の誘導加熱を行
う部分の“同一の”部分に使用すべきではない。それ
は、誘導巻線が発生する磁場が移動用コイル内に望まし
くない電流を誘起させ、その逆もまた生じ得るからであ
る。 上述したどの移動技術も、もし望むならば、セパレー
タ磁石230を戦略的に配置、もしくは配向することによ
って支援することができる。例えば図６では、２つの永
久磁石230は管220の出口端に近づくほど管から離れるよ
うに傾けてある。これは出口端における管内の蓋分離の
ための磁場を減少させるので、管の出口端に近づくほど
蓋の間隔を狭めて密度を増すことができる。管220の長
さに沿う種々の点における蓋100の密度を制御するこの
技術は、要望に応じてどのような目的にも使用すること
ができる。例えば、この技術は、缶蓋を管の出口端から
取除くプロセスをとにかくも確実に簡略化するのに有用
であろう。 本発明は缶蓋処理装置の設計に重要な柔軟性を与える
ことができる。例えば、永久磁石230（図２及び３）は
高キュリー温度である必要はないから、これらは柔軟な
材料で作ることができる。これにより、図７に示すよう
な湾曲した管220を使用することができる。図７の管700
は主として水平であるが、入口において90゜折れ曲がっ
て垂直の吸上げ管を形成している。管700の入口は、缶
蓋100を所定位置まで運搬するコンベヤベルト702の直上
に配置されている。缶蓋は、永久磁石704（図７にはそ
れらの２つだけを示してある）によって管700内へ個々
に吸引され、管700の曲がりに追随する。222のような誘
導巻線（図２及び３）は管700の上に設けても、もしく
は図７に示すように管の一部分上だけに設けてもよい。
この技術は、アップスタッカの必要性を効果的に排除す
る。管700の出口に同じような曲がりを設けることによ
って、ダウンスタッカの必要性を排除することができ
る。 アルミニウム製缶蓋及びボディは強磁性体ではないか
ら、230のようなスペーサ磁石（図２及び３）によって
磁気的に離間させることはできない。しかしながら、こ
れらは管220の外側の巻線によってそれらの中に渦電流
を誘起するから、アルミニウム缶の蓋は巻線222によっ
て誘導的に加熱される。本発明の移動技術の特色はアル
ミニウム加工片にも適用される。何故ならば、加工片内
に誘起される渦電流が、巻線222によって発生する磁場
に反発する向きの磁場を発生するからである。このよう
にして、加工片及び巻線222は反発リニアモータを形成
し、加工片を管220の内側に沿って長手方向に進ませ
る。更に、強磁性体の加工片の場合には加工片をらせん
に引き付ける磁力は、発生する磁気斥力を打ち消す程強
くなり得るが、アルミニウム缶蓋にこれは当てはまらな
い。即ち、アルミニウム加工片は充分均一に缶の全ての
側から内向きに反発されて管の中央に押しやられるの
で、加工片が長手方向に進む際の摩擦が最小にされる。
これは240のようなバイブレータの必要性を実質的に排
除する。アルミニウム加工片は、560で示すような多相
巻線（図５）で形成される多相反発リニアモータによっ
て進めることもできる。 図８及び９に示す本発明による誘導加熱装置の代替実
施例では、缶閉止部材は対面する関係に積み重ねられ、
棒状に配列されて、閉止部材の主面を横切る方向に加熱
装置を通るように押される。この装置は図２及び３の装
置と類似しているが、セパレータ磁石が含まれていない
こと、及び作業コイル222が、図２のように部分的に巻
かれているのではなく、管220の周囲を完全に包み込ん
でいることが異なっている。 図８は装置の側面図であり、図９は図８の９−９矢視
断面図である。図２の装置のように、装置内では、棒も
しくは柱の中の各缶蓋100の端は１対の案内棒202及び20
4に載っている。別の２本の案内棒206及び208が設けら
れていて、閉止部材を定位置に保持するのを援助してい
る。４本の案内棒202、204、206、及び208は一緒になっ
て、閉止部材100が形成する棒のための輸送通路210を画
定している。閉止部材100は互いに接し合い、もしそれ
らの形状が許すならば、互いに重ね合わされている。こ
のようにすると蓋のスタック全体を、スタックの後端だ
けからの力によって輸送通路210に沿って押すことがで
きる。 動作を説明する。缶閉止部材は選択性被膜で処理され
ており、典型的には磁気輪もしくは他の手段（図示して
ない）によってスタックの後端を押される。各新しい缶
閉止部材がスタックの後端に押されることによって、ス
タック全体は１缶閉止部材の幅だけ前進する。同じ速度
で熱い閉止部材がスタックの前端から取り除かれる。 コイル222が発生する交番磁場内を閉止部材が通過す
ると中庸の周波数の交流電流が閉止部材内に発生するの
で、図２の装置の説明と殆ど同じようにしてそれらは加
熱される。図２及び３の装置と同様に、図８及び９の装
置にも交流電源68が含まれており、巻線を通る電流は約
６−18kHzで振動する。 コイル222は、実際には、１対の電気的にも物理的に
も平行（列）な多芯リッツ線を使用して巻かれている。
22"の長さの管220に沿って55“巻回”の平行対が巻かれ
ており、これは長手方向のインチ当たり2.5巻回の巻回
密度である。１サイズの缶端の場合、巻回の内径は約3.
25"である。このシステムでは中庸の周波数を使用して
いるために、コイル電流は巻回の断面を横切って、殆ど
の先行技術の誘導加熱システムよりも遥かに均一に分布
する。断面内のどの点においても電流密度は決して過大
にならないから水冷は必要とせず、代わりに対流冷却を
使用することができる。約8.5kHzにおいて、約300A RM
Sのタンク電流に対してこのコイル内で消散する電力は7
00W以下である。 図10に示す本発明の別の実施例では、缶蓋は磁気的に
離間され、輸送通路に沿って磁気的に移動させられる
が、誘導加熱は行われない。この装置では、缶蓋100
（図10には記号的に表されている）は対面して配向され
て管1020の入口1010内へ送られる。管1020の出口端1030
は、必ずしもそのようにする必要はないが、入口端1020
よりやや低くなっているので、缶蓋の入口から出口への
移動が重力によって助長される。従って、管1020は管蓋
を棒もしくは柱状に維持し、それが輸送通路を画定す
る。セパレータ永久磁石1032が管1020の上面の外側に長
手方向に配置され、一連の電磁石もしくはソレノイド10
34が管1020の底面の外側に、そして底面に沿って長手方
向に配置されている。 図11は１つのソレノイド1034の斜視図である。ソレノ
イドは、個々に調整して較正できるように、図10に示す
位置のやや上流もしくは下流の位置に、図示してない手
段によって取り付けられている。 図12は、図10の装置の12−12矢視断面図である。缶蓋
100の１つ、永久磁石1032、管1020、及びソレノイド103
4の１つに加えて、図12には永久磁石1032及びソレノイ
ド1034の取り付けも示されている。詳述すれば、永久磁
石1032は、ブラケット1212内の異なる位置へ滑って上下
することができる枠1210に取り付けられている。同様
に、ソレノイド1034は、ブラケット1216内の異なる位置
へ滑って上下することができる枠1214に取り付けられて
いる。図13は、枠1210及び1214の可調性が、これらの枠
の形状と共にどのように共働して小径管1320を、従って
小径缶蓋を受け入れるかを示している。 図10に戻って、移動制御回路1036は多相出力を有し、
少なくとも３つの相Ａ、Ｂ、及びＣを有している。移動
制御回路1036は、交互配置されたコイルを順次に駆動す
る３相のパルス電流を生成する。相数及び相互配置係数
は随意であっても差し支えないが、移動の方向を限定す
るためには少なくとも３つの相が必要である。 動作を説明する。永久磁石1032は強磁性体である缶蓋
100を引き付けるので、蓋の縁は管1020の内側上面に接
触する。永久磁石1032は前述したような分離効果をも有
しているが、もし１つの缶蓋が入口に導入され、他の缶
蓋が出口から取除かれるようになっていれば、缶蓋100
の縁と管1020の内側上面との間の摩擦力のために、蓋10
0は軸方向に移動することを妨げられる。ソレノイド103
4の１つに移動制御回路1036からパルスが印加される
と、ソレノイド1034は缶蓋を管1020の内側上面から一時
的に引き離すように引き付ける。これは、永久磁石1032
が発生する磁気的な離間を容易にする。更に、ソレノイ
ド1034は交互配置方式で多相交流電流で付勢されるか
ら、缶蓋100は輸送通路に沿って出口に向かって徐々に
移動して行く。移動制御回路1036のパルス周波数は20−
250Hz程度でよく、一般的にはある点まではこの周波数
を高くするほど缶蓋100は出口1030に向かってより速く
移動して行く。加えて、もし缶蓋100をソレノイド1034
によって移動させるのと同時にそれらを誘導加熱するこ
とを望むのであれば、ソレノイド1034へ供給する各パル
スは単なる方形波パルスではなく中庸の周波数のバース
トからなるようにする。代替として、もしくは付加的
に、図12だけに示されている1220のようなパンケーキ状
コイルを管1020の両外側に取り付けることができる。上
述したコイルと同一のものであってよいこのコイルは缶
蓋100の円周を部分的に包み込み、上述した周波数と同
一の中庸の周波数の電流で付勢することができる。 図14に示すさらなる代替例では、ソレノイド1034は、
管1020の周囲を実質的に完全に取り巻いて包んでいるパ
ンケーキ状コイル1420に置換されている。即ち、このパ
ンケーキ状コイル1420は輸送通路の両側1422及び1424
と、底1426の範囲にわたって伸びている。望むならば、
コイル1420を複数の別々に巻かれたパンケーキ状サブコ
イルに分割し、管1020の周縁に端と端とを接して取り付
けることができる。またこれらのコイルのそれぞれをソ
レノイド1034と同じ相互配列方式で管1020の長手方向に
隣接する部分に巻きつけ、中庸の周波数のパルスバース
トで多相式に付勢することができる。このようにする
と、パンケーキ状コイル1420は缶蓋100を管1020の内側
上面から離すように引張って離間させるのを支援し、蓋
を出口1030へ向かって移動させ、そして同時に缶蓋を誘
導加熱する。 図15に、缶蓋100に塗布された液体を乾燥させる装置
全体を示す。蓋は例えば32"長の加熱ゾーン1512の入口1
510内へ押される。加熱ゾーン1512では、図８及び９で
説明した原理を使用して棒状に配列された蓋が誘導加熱
される。加熱ゾーン1512は、前述したIRセンサ1530を含
むこともできる。 次いで蓋は温度保持ゾーン1514へ送られ、このゾーン
内では図10、11及び12で説明した原理を使用して磁気的
に離間され、装置の出口1516へ向けて磁気的に移動させ
られる。温度保持ゾーン1514では蓋は誘導加熱されるこ
とはなく、代わりに前述したように空気が蓋の間を循環
する。しかしながら、蓋が加熱ゾーン1512内にある間に
遂行される誘導加熱は中庸の周波数で行われるから缶蓋
全体に熱エネルギの溜まりが発生し、蓋が温度保持ゾー
ン1514に入ってもそれらは未だ熱く、温度保持ゾーン15
14内の温度を高く保持するのを援助する。温度保持ゾー
ン1514は、例えば48"長であってよい。 温度保持ゾーン1514を出た蓋は冷却ゾーン1518へ入
る。冷却ゾーン1518は、温度保持ゾーン1514と同様に、
図10、11及び12で説明した原理を使用して蓋を磁気的に
離間させ、出口1516へ向けて磁気的に移動させる。 矢印1520は、図15の装置内の空気の流れの方向を示し
ている。ブロア1522は、出口1516付近から室温の空気を
冷却ゾーン1518内の管内へ吹き込む。空気は温度保持ゾ
ーン1514へ向かって走行し、そしてそのようにしながら
同時に冷却ゾーン1518内の蓋を冷却し、温度保持ゾーン
1514において使用するために熱を奪う。温度保持ゾーン
1514へ入った空気は缶蓋を容れた管を通って熱交換器15
28内へ導かれ、抵抗加熱器1524によって加熱され、そし
て温度保持ゾーン1514の入口付近から該ゾーンへ戻され
る。次いで熱い空気は温度保持ゾーン1514内の缶蓋を容
れた管を通って、蓋の移動と同じ方向に流れ、缶蓋から
放出された水分を奪う。次いで空気は温度保持ゾーン15
14の下流端付近の点から排気管1526へ流出する。熱交換
器1528はエネルギの節約を援助するために、排気管1526
からの熱を抵抗加熱器1524へ流れる空気へ結合するため
に設けられているのである。 前述したように、先行技術の缶閉止部材乾燥装置に伴
う問題は、生産ラインが何等かの理由で閉塞されるか、
もしくは停止したりした時に加熱装置の内部にある缶閉
止部材が過熱し、破壊される傾向があることであった。
たとえ、ラインが停止した時に加熱装置を遮断する手段
を設けたとしても、缶の加熱は望ましくない長時間にわ
たって続けられる。 本発明の一面によれば、缶蓋100の温度を直接監視す
る閉ループ温度制御が設けられている。詳述すれば図15
に示すように、普通のIRセンサであってよい温度センサ
1530が加熱ゾーン1512内の輸送通路付近に設けられ、閉
止部材100の温度を感知する。閉止部材100の温度が所定
温度より高いものとすれば、IRセンサは迅速にこの状態
を感知し、交流電源（図15には示してない）が自動的に
遮断される。これにより缶閉止部材を通って流れる全て
の電流が遮断され、閉止部材がより熱くなるのが殆ど瞬
時に阻止される。周囲温度ではなく蓋自体の温度を感知
するIRセンサの高速応答と、誘導加熱装置の高速遮断能
力とが組合わされて、さらなる加熱を瞬時に阻止するの
である。 ライン停止のような障害が存在しなくとも、蓋の温度
感知を誘導加熱装置の通常の動作の閉ループ温度制御の
ために使用することもできる。例えば、蓋100を150−22
0゜Fの温度まで加熱した時に、蓋のカール内に塗布され
た、特定の水をベースとするシーラントが10分以内に98
％固体になることが分かっている。従って各閉止部材が
そのしきい値温度に達した時に交流電源を遮断するよう
に、誘導乾燥装置内に蓋100の温度を直接監視する閉ル
ープ温度感知システムを組入れることができる。このよ
うにすると、生産ラインの誘導乾燥部分の構造を変更す
ることなく、更なる大きさ、厚み、位置もしくは向きの
閉止部材を受け入れることができる。 以上に本発明を、主として、缶蓋が対面する関係に供
給される実施例に関して説明した。図22及び23は、缶蓋
がある台上に伏せて供給されるようになっている装置の
本発明を適用する実施例を示す。図22はこのような装置
の側面図であり、図23は図22の23−23矢視断面図であ
る。この装置は、台2210を備え、この台の上を缶端100
が輸送通路に沿って、矢印2212によって示す方向に滑
る。台2210の下には、上面にコイル2216を有する支持具
2214が取り付けられている。コイル2216は、輸送通路22
12に対面し、該通路に沿って順次に配列されているらせ
ん巻線である。らせん2216は多相方式に相互接続、即
ち、３番目毎のらせんが互いに接続されている。３相交
流電源（図22及び23には示してない）がそれぞれ、３つ
の相のらせんＡ、Ｂ、及びＣに接続されている。前述し
た他の実施例と同様に、図22及び23の実施例は金属缶閉
止部材100が輸送通路2212に沿って移動する際にそれら
の中に高周波数で振動する渦電流を発生させる。図22及
び23に示す多相らせんは、前述したような移動力を発生
させるのに適切であり、もし運動するコンベヤベルトの
ような他の手段によって移動が提供されていれば、単相
配列を準備するだけでよい。 図16及び17は、缶ボディを加熱するために本発明をど
のように使用するかを示している。図16は装置の側面図
であり、図17は図16の17−17矢視断面図である。図16に
示すように、一連の缶ボディ1610はコンベヤベルト1612
に載せられてトンネル1614内へ輸送される。トンネル16
14は２つの対向する側壁（図16ではそれらの一方1616だ
けしか見ることができない）を有している。トンネル16
14は頂壁1618をも有している。パンケーキ状コイル1620
がトンネル1614の２つの対向する側壁及び頂壁上に巻か
れており、従って缶ボディ1610の輸送通路の周囲を部分
的に包んでいる。らせんは直列、並列、もしくは直並列
に接続することができる。装置は、1622として記号化さ
れている保持手段をも含み、その目的は以下に説明す
る。 図17に示すように、コンベヤベルト1612は、実際には
長手方向に２つの部分1710及び1712に分割されている。
保持手段1622も長手方向に部分1714及び1716に分割され
ている。保持手段1622は缶ボディ1610を引き付け、コン
ベヤベルト1612の両部分1710及び1712に摩擦接触せしめ
る。保持手段1622は真空式であってもよいし、もしくは
もし缶ボディ1610が少なくとも部分的に強磁性体であれ
ば、保持手段は永久磁石もしくは電磁石であってよい。
コンベヤベルト1612の２つの部分1710及び1712は異なる
速度で走っているので、缶ボディはそれらがトンネル16
14を通過する際に回転させられる。これにより、より均
一な加熱が達成される。 図18は、前述したコイルを駆動する電子回路の主要部
分の回路図である。図18のタンク回路1816は、作業コイ
ル1810と、並列コンデンサ1812とを備えている。コンデ
ンサ1812は、典型的な加工片を所定位置に配置した時に
タンク回路の共振周波数が６−18kHzになるように選択
される。コンデンサ1812は作業コイル1810に物理的に近
接して配置されている。作業コイル1810の付近には電圧
ピックオフ変成器1814も配置され、その一次巻線は作業
コイル1810にまたがって接続されている。使用中の図18
のタンク回路にまたがる電圧は例えば400V RMSにな
る。 タンク回路1816は、Ｈブリッジ1820に接続されている
３相ブリッジ整流器1818を含むポンプ回路によって駆動
される。Ｈブリッジ1820は、IGBTドライバ1830、1832、
1834及び1836によってそれぞれ駆動される４個のNPN I
GBT 1822、1824、1826及び1828を含む。各IGBT 182
2、1824、1826、及び1828はそれぞれIGBTのエミッタに
接続されている陽極と、IGBTのコレクタに接続されてい
る陰極とを有するダイオードを有している。このような
IGBT/ダイオード組合せは、例えばカリフォルニア州ア
ーバインのToshiba Electoronics Europe GmbH製の単一
パッケージMG400Q1US1が入手可能である。IGBTのコレク
タ及びエミッタをIGBTの電流通路端子と称し、またベー
スを制御端子と称する場合がある。Ｈブリッジ1820では
ブリッジ整流器1818の正の出力はIGBT 1822及び1826の
コレクタに接続され、ブリッジ整流器1818の負の出力は
IGBT 1824及び1828のエミッタに接続されている。IGBT
1822のエミッタはIGBT 1824のコレクタに接続され、
IGBT 1826のエミッタはIGBT 1828のコレクタに接続さ
れている。フィルタコンデンサ1838がブリッジにまたが
って、即ちIGBT1822のエミッタからIGBT 1826のエミッ
タへ接続されている。またコンデンサ1838の２つの端子
はタンク回路1816の２つの端子に並列に接続されてい
る。24Vの直流補助電源1839がダイオード1840を介してI
GBT 1822及び1826のコレクタに接続されている。 システムの総合制御は、マイクロコンピュータ1842に
よって行われる。他の多くのタスクをも遂行するマイク
ロコンピュータ1842は、作業コイル1810の温度、図15で
説明した赤外（IR）温度の読み、及び缶端が予期した通
りに移動しているか否かの指示を表すセンサ入力を誘導
加熱炉から受信する。何等かの動作不良が発生した場
合、これらのセンサ入力によってマイクロコンピュータ
1842は装置の動作を遮断させ得ることは明白であろう。
マイクロコンピュータ1842は線1844によって記号的に表
されている運転停止信号を生成し、この信号はクローバ
回路と共にブリッジ整流器1818への交流電力の例えばリ
レー制御を動作させる。 図18の装置はポンプ制御装置1846をも含み、この制御
装置はパルス毎にＨブリッジ1820から供給されるポンプ
電流を監視し、調整する。これを遂行するために、ポン
プ制御装置1846は電圧ピックオフ変成器1814の二次電圧
を入力として受信し、Ｈブリッジ1820内のIGBTを制御す
る２つの制御信号を線1848及び1850上に生成する。詳述
すれば、制御線1848はIGBTドライバ1830及び1836の入力
に接続され、制御線1850はIGBTドライバ1834及び1832の
入力に接続されている。またポンプ制御装置1846は、IG
BTを通りＨブリッジ1820を横切って供給されるポンプ電
流を、ポンプ制御装置1846に接続されている電流ピック
アップコイル1852を介して直接監視している。ポンプ制
御装置1846は、運転停止信号を線1854を通してマイクロ
コンピュータ1842へ供給することができる。 図18の装置が最初に始動する時にポンプ制御装置1846
は、ポンプ回路の主電源を一時的にオフに保つ信号を、
線1854を通してマイクロコンピュータ1842へ供給する。
この時間中、ポンプ回路には24V補助電源1839から給電
される。これにより、主電源がオンになる前にタンク回
路1816の振動は安定状態に到達することができる。例え
ば５−10秒の所定時間が経過して、全てが正しく動作し
ていると判断すれば、ポンプ制御装置1846は主電源をオ
ンにできることを線1854を通してマイクロコンピュータ
1842に指示する。これによってダイオード1840は自動的
に逆バイアスされ、24V補助電源1839はシステムから切
り離される。 ポンプ制御装置1846はタンク回路にまたがる電圧をピ
ックオフ変成器1814を介して監視し、IGBTを通って流れ
なければならないピーク電流を最小にするように最適に
決定された時点にだけＨブリッジ1820のIGBTを付勢する
ことが理解されよう。ポンプコントローラ1846は、タン
ク回路1816にまたがる電圧の位相に応答してこれを遂行
する。また、主電源のブリッジ整流器1818と、タンク回
路1816との間には直列インダクタが存在しないことも理
解されよう。Ｈブリッジ1820内のIGBTの位相応答制御
は、該デバイスを過電流に対して保護する一手段であ
り、別の手段はIGBTを通る瞬時電流をピックアップコイ
ル1852を介してポンプ制御装置1846が直接監視すること
を含む。任意の時点にIGBTを通る電流が所定のしきい値
を超えたものとすれば、ポンプ制御装置1846は破壊を防
ぐために装置の動作を停止させる。更に、装置は、赤外
放射もしくは熱気対流によってではなく、誘導的に加工
片を加熱するのであるから、動作停止は殆ど瞬時に達成
することができる。 図19はポンプコントローラ1846のＨブリッジ制御部分
のブロック線図である。ピックオフ変成器1814（図18）
の二次巻線はパルス整形回路1914の入力端子1910及び19
12にまたがって接続されている。パルス整形回路1914は
実質的に正弦状の入力電圧を方形波に変換し、その信号
を線1916を通してフェーズロックドループ（PLL）1918
の信号入力へ供給する。PLL 1918は例えばNational Se
miconductor Corporation製の4046であってよい。PLL
1918は、信号線1920を低レベルに駆動し、信号線1920を
位相誤差信号を表す高レベル活動（もしくはハイアクテ
ィブ）状態にして位相同期が達成された時点を指示す
る。位相誤差信号1920の用途は以下に説明する。 VCOコンデンサ1922が、PLL 1918のVCO Ｃ−及びＣ
＋ピンにまたがって接続されている。これらのピンは、
それぞれ電圧フォロア1924及び1926の非反転入力にも接
続されている。電圧フォロア1924の反転入力はその出力
に接続され、この出力は抵抗1928を通してコンパレータ
1930の非反転入力と、抵抗1932を通してコンパレータ19
34の非反転入力とに接続されている。電圧フォロア1926
の反転入力はその出力に接続され、この出力は抵抗1936
を通してコンパレータ1938の非反転入力と、抵抗1940を
通してコンパレータ1942の非反転入力とに接続されてい
る。コンパレータ1930の出力は抵抗1944を通してその非
反転入力に戻されている。同様にコンパレータ1938の出
力は抵抗1946を通してその非反転入力に接続され、コン
パレータ1934の出力は抵抗1948を通してその非反転入力
に接続され、コンパレータ1942の出力は抵抗1950を通し
てその非反転入力に接続されている。各コンパレータ19
30及び1938の反転入力は一緒にされてVCCと接地とにま
たがって接続されているポテンショメータ1952の滑り接
点に接続されている。同様に、コンパレータ1934及び19
42の反転入力は一緒にされてVCCと接地とにまたがって
接続されているポテンショメータ1954の滑り接点に接続
されている。 コンパレータ1930の出力はワンショット1956の入力に
接続され、ワンショット1956の出力はＤフリップフロッ
プ1958のプリセット入力に接続されている。コンパレー
タ1938の出力はワンショット1960の入力に接続され、ワ
ンショット1960の出力はＤフリップフロップ1962のプリ
セット入力に接続されている。コンパレータ1934の出力
はフリップフロップ1958のクリア入力に接続され、コン
パレータ1942の出力はフリップフロップ1962のクリア入
力に接続されている。ワンショット1956及び1960は例え
ばNational Semiconductor Corp.製の4538単安定マルチ
バイブレータであってよく、フリップフロップ1958及び
1962はNational Semiconductor製の4013であってよい。
Ｄフリップフロップ1958及び1962は、もし望むならば、
例えばセット・リセットフリップフロップのような他の
型のフリップフロップに置換することもできる。 フリップフロップ1958のＱ出力はトランジスタ1964の
ベースに接続され、トランジスタ1964のコレクタはVCC
に接続されている。フリップフロップ1962のＱ出力はト
ランジスタ1966のベースに接続され、トランジスタ1966
のコレクタはVCCに接続されている。トランジスタ1964
及び1966は共にNPNトランジスタである。トランジスタ1
964のエミッタは抵抗1968及び1970からなる抵抗分圧回
路を通して接地され、トランジスタ1966のエミッタは抵
抗1972及び1974からなる抵抗分圧回路を通して接地され
ている。抵抗1968と1970との接合点は制御信号出力1848
（図18）を形成し、抵抗1972と1974との接合点は制御信
号出力1850（図18）を形成している。両制御信号1848及
び1850はそれぞれ、ダイオード1976及び1978の陽極に接
続され、両ダイオードの陰極は一緒にされて端子1980に
接続されている。後述するように、ポンプ制御装置1846
内の安全回路は端子1980を低レベルに引下げ、それによ
ってＨブリッジ1820内の４つのIGBTの全てのドライバの
動作を直ちに停止させることができる。 図19のＨブリッジ制御回路の動作は、図20の波形図を
参照すると理解し易い。図20の波形2010は、タンク回路
にまたがる電圧波形を表している。この電圧は本質的に
正弦波であって、逆極性の電圧極値が交番し、各１対の
極値の間で電圧０になる。この波形は変成器1814によっ
てピックオフされ、パルス整形回路1914（図19）へ供給
される。パルス整形回路1914は図20の波形2012で示すよ
うな方形波を線1916上に発生する。波形2012は波形2010
と同一の位相を有しており、その移り目即ち縁は波形20
10が０になる時点と同一の時点に発生する。 波形2014はPLL 1918のＣ＋出力を表している。波形2
014は、タンク電圧が０より上にある時の正に上昇して
行く傾斜と、タンク電圧が０になった時点に０に移って
タンク電圧が０より下にある間の平坦な０電圧とからな
ることが理解されよう。同様に、波形2016はPLL 1918
のＣ−出力を表す。波形2016は、タンク電圧が０より下
にある時の正に上昇して行く傾斜と、タンク電圧が０に
なった時点に０に移ってタンク電圧が０より上にある間
の平坦な０電圧とからなる。これらの波形2014及び2016
は完全な傾斜である必要はないが、図示した時間内には
単調な波形であるべきである。 波形2018はコンパレータ1930の出力を表す。このデバ
イスは、本質的にＣ−の傾斜出力の瞬時電圧と、ポテン
ショメータ1952によって手動で設定されたしきい値電圧
とを比較する。Ｃ−傾斜電圧がしきい値電圧を超える
と、コンパレータ1930の出力は高レベルになる。Ｃ−傾
斜電圧が０に戻ると、コンパレータ1930の出力も０に戻
る。従って、コンパレータ1930の出力は一連のパルスに
なり、その立上がり縁はタンク電圧がそのサイクルの所
定の位相に到達した時に発生するようにポテンショメー
タ1952を使用してプリセットすることができ、その立下
がり縁はタンク電圧が０を横切った直後に発生する。 コンパレータ1930の出力はワンショット1956の入力に
供給され、ワンショット1956の出力は波形2020に示すよ
うになる。本質的にワンショット1956は、波形2018で示
す各パルスの立上がり縁に短い正のスパイクを発生する
に過ぎない。 Ｃ−傾斜信号はコンパレータ1934にも供給され、その
出力は図20の波形2022に示すようになる。コンパレータ
1930と同様に、コンパレータ1934は傾斜電圧とポテンシ
ョメータ1954によってプリセット可能なしきい値とを比
較し、傾斜電圧がプリセットされたしきい値を超えた時
にだけその出力を高レベルにする。コンパレータ1934の
出力はＣ−傾斜電圧が0Vに戻ると再び低に戻る。従っ
て、コンパレータ1934の出力は一連のパルスであり、そ
の立上がり縁はタンク電圧サイクルの所定の位相で発生
するように手動でプリセットすることができ、またその
立下がり縁はタンク電圧が０以下に低下すると発生す
る。コンパレータ1930及び1934にとってポテンショメー
タ1952及び1954の設定は、タンク電圧の各サイクルの最
初の半分内の（即ちタンク電圧が正である間の）位相だ
けを調整していることに注目されたい。以下に説明する
理由から、ポテンショメータ1952はタンク電圧サイクル
の第１の90゜内の位相を調整するように設定すべきであ
り、ポテンショメータ1954はタンク電圧サイクルの第２
の90゜内の位相を調整するように設定すべきである。 ワンショット1956及びコンパレータ1934の出力はそれ
ぞれ、フリップフロップ1958のプリセット及びクリア入
力へ供給される。従って波形2024に示すように、フリッ
プフロップ1958はそのＱ出力に一連の正のパルスを発生
し、各パルスはポテンショメータ1952によって決定され
るタンク電圧の位相で立上がり、ポテンショメータ1954
によって決定されるタンク電圧の位相で立下がる。 フリップフロップ1962の出力は、フリップフロップ19
58の出力と同じようにして生成され、従って詳細な説明
は省略する。フリップフロップ1962の出力は波形2024
（図20）と同じ波形であるが、タンク電圧の180゜分だ
けシフトしていることが理解されよう。これは、明瞭化
のために波形2024に重ねた波形2026で示してある。波形
2026の各パルスの立上がりが波形2024の各パルスの立上
がりを設定したのと同一のポテンショメータ1952によっ
て設定されているので、各タンク電圧サイクルの正の半
分内に発生する波形2024の各パルスの始まりの位相と同
一の位相で、しかしタンク電圧の負の半分内に発生する
ことは明白であろう。同様に、波形2026の各パルスの終
わりは波形2024の各パルスの終わりを決定するポテンシ
ョメータ1954のしきい値設定と同一の設定に応答して発
生するので、波形2026の各パルスの終わりは各タンク電
圧サイクルの負の半分内に発生する波形2024の各パルス
の終わりの位相と同一の位相に、しかし各タンク電圧の
正の半分内に発生する。 フリップフロップ1958のＱ出力は、ある駆動回路を通
して、もしくは制御線1848を使用してＨブリッジ1820
（図18）のドライバ基板1830及び1836へ供給される。従
ってIGBT 1822及び1828は、波形2024の正のパルス期間
中だけ導通してタンク回路1816へ電流を流す。同様にフ
リップフロップ1962の出力は、駆動回路及び制御線1850
を通してIGBTドライバ1834及び1832へ供給される。従っ
て対応するIGBT1826及び1824は、波形2026の正のパルス
期間中だけ導通してタンク回路1816へ電流を流す。後者
の場合の電流は、前者の場合の電流とは逆の方向にタン
ク回路1816を通って流れる。 Ｈブリッジ1820内のIGBTの消耗を最小にするために、
これらのIGBTを通して流さなければならないピーク電流
を最小にするようにポテンショメータ1952及び1954を設
定すると有利である。即ち、各サイクルにおいてタンク
回路1816にまたがる電圧がその最大となる時点が、IGBT
1822及び1828の可能化期間内に含まれるようにすると
有利である。この時点にはIGBT 1822のコレクタとエミ
ッタにまたがる電圧はその最小まで降下するので、それ
を通る電流の流れは最小になる。同様に、IGBT 1828の
コレクタとエミッタとの間の電圧もこの時点にその最小
値まで降下するのでIGBT 1828を通る電流の流れは最小
になる。従ってIGBT 1822及び1828が可能にされる期間
は、タンク回路1816の各サイクルの最大電圧のそれぞれ
前及び後の適切な位相角において始まり、そして終わる
ようにポテンショメータ1952及び1954によって設定すべ
きである。同様に同じ理由から、IGBT 1826及び1824を
通って流れるピーク電流を最小にするには、タンク回路
1816の波形の適切な期間にこれらのIGBTを可能にするよ
うにポテンショメータ1952及び1954を設定すべきであ
る。 波形2028（図20）は、各電圧極値の直前にIGBTを可能
にし、そして各電圧極値の直後にそれらを不能にするよ
うにポテンショメータ1952及び1954を設定した時のＨブ
リッジを横切る電流波形を示している。図から分かるよ
うに、この波形は正と負のパルスが交互する一連のパル
スからなり、その活動期間の振幅は最大値への立上がり
で始まり、タンク電圧波形が極値に達するのと同じ時点
に極小値まで一時的に降下し、そしてパルスの終了時に
オフにされる時点に再度上昇している。出願者らは、パ
ルスの第１の部分中に電流の大きさが再度最大値に到達
する丁度その時に各パルスをオフにさせるようにポテン
ショメータ1952及び1954を調整すると、IGBTを通るピー
ク電流が最小になることを発見した。代替実施例では、
パルスの第１の部分のピーク値を自動的にサンプルして
保持し、そして再度ピークに達した時にパルスを終了さ
せるようにするＨブリッジ制御回路を設けることができ
る。 前述したようにポンプ制御装置1846（図18）は、図１
に示すように従来は直列インダクタによって回避してい
た望ましくない電流サージに対して保護を与える若干の
安全機能を含んでいる。図21はこれらの安全機能の若干
を実現する回路を示す。 電流ピックアップコイル1852は、微分信号調節回路21
02の２つの入力に接続されている。微分調節回路2102は
主としてピックアップされた信号から雑音を濾波し、そ
れを正規化された範囲にする。微分信号調節回路2102の
出力はコンパレータ2104の反転入力に接続され、コンパ
レータ2104の出力は抵抗2106を通してその非反転入力に
戻って結合されている。コンパレータ2104の非反転入力
は抵抗2108を通して抵抗分圧回路2110の接合点にも接続
され、この抵抗分圧回路2110はVCCと接地との間に接続
されている、微分調節回路2102の出力は抵抗2112を通し
て別のコンパレータ2114の非反転入力にも接続されてお
り、コンパレータ2114の出力は抵抗2116を通してその非
反転入力に戻されている。コンパレータ2114の反転入力
は、接地とVEEとの間に接続されている抵抗分圧回路211
8の接合点に接続されている。この回路のVCCは＋15Vで
あってよく、またVEEは−15Vであってよい。コンパレー
タ2104の出力はダイオード2120の陰極に接続され、ダイ
オード2120の陽極は接合節2122に接続されている。同様
に、コンパレータ2114の出力はダイオード2124の陰極に
接続され、ダイオード2124の陽極は接合節2122に接続さ
れている。 PLL 1918（図19）からの位相誤差信号1920はアナロ
グスイッチ2126を通して別のコンパレータ2128の反転入
力に接続され、また抵抗2130を通して接地されている。
コンパレータ2128の出力は抵抗2132を通してその非反転
入力に戻され、またVCCと接地との間に接続されている
抵抗分圧回路2134の接合点に接続されている。コンパレ
ータ2128の出力はダイオード2136の陰極に接続され、ダ
イオード2136の陰極は接合節2122に接続されている。 接合節2122は抵抗2138を通してVCCに接続され、また
抵抗2140を通してトランジスタ2142のベースに接続され
ている。トランジスタ2142のベースはダイオード2144の
陰極にも接続され、ダイオード2144の陽極は接地されて
いる。トランジスタ2142のエミッタは接地され、コレク
タはプルアップ抵抗2146を通してVCCに接続され、また
Ｄフリップフロップ2148のクリア入力にも接続されてい
る。 別のコンパレータ2150の反転入力は接地され、その非
反転入力は、他方の端子をVCCに接続されているコンデ
ンサ2152と、他方の端子をVEEに接続されている抵抗215
4との接合点に接続されている。コンデンサ2152、抵抗2
154及びコンパレータ2150は共働して電源投入時に５−1
0秒程度の遅延を与える。コンパレータ2150の出力はダ
イオード2156の陽極に接続され、また抵抗2158を通して
VCCに接続されている。ダイオード2156の陰極は抵抗216
0を通して接地され、またＤフリップフロップ2148のプ
リセット入力にも接続されている。ダイオード2156の陰
極は、アナログスイッチ2126の制御入力にも接続されて
いる。 フリップフロップ2148のＱ出力は抵抗2162を通してト
ランジスタ2164のベースに接続され、また抵抗2166を通
してトランジスタ2168のベースに接続されている。トラ
ンジスタ2164及び2168のエミッタは接地されている。ト
ランジスタ2164のコレクタはプルアップ抵抗2170によっ
てVCCまで引上げられ、抵抗2172を通して別のトランジ
スタ2174のベースに接続されている。トランジスタ2174
のエミッタは接地され、コレクタは図19に示す遮断線19
80である。トランジスタ2168のコレクタはアナログスイ
ッチ2182を通して光アイソレータ2184内のLED（発光ダ
イオード）の陰極に接続され、LEDの陽極は抵抗2182を
通してVCCに接続されている。光アイソレータ2184のNPN
出力トランジスタのコレクタはPNPトランジスタ2188の
ベースに接続され、トランジスタ2188のエミッタはVCC
に接続されている。光アイソレータ2184の出力トランジ
スタのエミッタはトランジスタ2188のコレクタに接続さ
れ、マイクロコンピュータ1842（図18）へ達する遮断信
号線1854をも形成している。アナログスイッチ2126及び
2182はNational Semiconductor Corp.製の4016チップで
実現することができ、制御信号が低レベルである時には
閉じており、制御信号が高レベルである時に開くように
なっている。 動作を説明する。電源が投入されるとコンパレータ21
50の出力は５−10秒間高レベルになり、その後に低レベ
ルになる。これはフリップフロッ2148をプリセットし、
遮断信号1980を切り離す。図19において説明したよう
に、線1980が低レベルになるとＨブリッジ1820内の全て
のIGBTは遮断され続けるが、線1980が切り離されるとIG
BTは正常に動作することを許される。またこの電源投入
時には、アナログスイッチ2182への制御入力が高レベル
であるので、スイッチは開かれてトランジスタ2188は遮
断されている。マイクロコンピュータ1842への信号1854
は、マイクロコンピュータ1842内のプルダウン抵抗（図
示してない）によって引下げられている。この時点には
アナログスイッチ2126も開かれており、抵抗2130によっ
て引下げられている。従って、コンパレータ2128の出力
は高レベルであり、ダイオード2136は逆バイアスされて
いる。それ故、この時間中は位相誤差信号1920は節2122
に何の影響も与えない。コンパレータ2104及び2114の出
力もこの時間中は高レベルであるから、ダイオード2120
及び2124は逆バイアスされる。そのため節2122は抵抗21
38によって高レベルに引上げられ、フリップフロップ21
48のクリア入力には非活動（低レベル）値が供給され
る。しかしながら、たとえこの時間中にフリップフロッ
プ2148のクリア入力に活動（高レベル）値が供給された
としても、プリセット入力が高レベルに保たれてる限り
何の効果も生じない。 コンデンサ2152が十分に充電されると、コンパレータ
2150の出力は低レベルへ降下する。プルダウン抵抗2160
と組合ってダイオード2156の陰極は低レベルにされるの
で、アナログスイッチ2126及び2182は導通できるように
なる。これはフリップフロップ2148のプリセットを終了
させる。直ちにクリアされない限り、フリップフロップ
2148のＱ出力は高レベルに留まってトランジスタ2168を
導通させる。これによりアイソレータ2184内のLEDが付
勢され、それによって線1854が高レベルに引上げられる
ので、主電源を導電させることがマイクロコンピュータ
1842に通知される。 正常動作中、図21の回路はＨブリッジ1820のIGBTを通
過してタンク回路1816へポンプされる電流を、電流ピッ
クアップコイル1852を介して絶えず監視している。任意
の時点に瞬時電流が抵抗分圧回路2110によって設定され
た最大しきい値を超えれば、コンパレータ2104が節2122
を低レベルに引下げるのでトランジスタ2142が遮断さ
れ、フリップフロップ2148のクリア入力が付勢される。
同様に、任意の時点に瞬時電流が抵抗分圧回路2118によ
って設定された負のしきい値以下になれば、コンパレー
タ2114が節2122を低レベルに引下げるのでフリップフロ
ップ2148のクリア入力が付勢される。また、任意の時点
にフェーズロックドループ1918（図19）が位相誤差を検
出すれば位相誤差線1920が付勢されるので、この場合も
また節2122が低レベルに引下げられてフリップフロップ
2148のクリア入力が付勢される。 フリップフロップ2148がクリアされると、トランジス
タ2168及び2164は共に遮断される。これにより線1854上
の信号はマイクロコンピュータ1842内のプルダウン抵抗
によって低レベルに引下げられ、また線1980上の信号が
低レベルに引下げられて活動状態になる。前述したよう
に、線1854上の値が低レベルであることはシステムの運
転停止をマイクロコンピュータ1842に通知し、線1980の
電圧が低レベルになるとＨブリッジ1820内の全てのIGBT
が直ちに遮断される。このようにしてシステムは、直列
インダクタンスを必要とすることなく、Ｈブリッジ1820
を通る過電流に対して保護されることになる。 図24は、図18に示したIGBTドライバ基板の１つ1830の
回路図である。他のドライバ基板1832、1834及び1836も
同一である。ドライバ1830は光アイソレータ2410を含
み、光アイソレータ2410は、ポンプ制御装置1846上の制
御信号線1848（図18）及び接地にそれぞれ接続されてい
る１対の入力線を有している。光アイソレータ2410の出
力側は分離したオンボード電源（図示してない）の±15
V出力に接続され、出力信号を線2412上に供給する。線2
412は抵抗2414を通してNPNトランジスタ2416のベースに
接続され、トランジスタ2416のコレクタは＋15V電源に
接続されている。トランジスタ2416のベースはPNPトラ
ンジスタ2418のベースにも接続され、トランジスタ2418
のコレクタはトランジスタ2416のエミッタに接続されて
いる。トランジスタ2418のエミッタは−15V電源に接続
されている。トランジスタ2416のエミッタとトランジス
タ2418のコレクタとの接合点は、抵抗2420を通してIGBT
1822（図18）のベースに接続される。またIGBT 1822
のベースは、逆極性で直列に接続された15Vのツェナー
ダイオード2422を通して接地されている。IGBT 1822の
エミッタも接地されている。IGBT 1822のコレクタは抵
抗2424を通して100Vのツェナーダイオード2426の陰極に
接続され、ツェナーダイオード2462の陽極は別のNPNト
ランジスタ2428のベースに接続されている。トランジス
タ2828のエミッタは、抵抗2430を通して−15V電源に接
続され、またNPNトランジスタ2432のベースにも接続さ
れている。トランジスタ2428及び2432のコレクタは一緒
にされてトランジスタ2416及び2418のベースに接続され
ている。 通常の動作中には、線1848から受けたパルスは光アイ
ソレータ2410によって正のパルスとして線2412上へ伝送
される。この信号はトランジスタ2416及び2418によって
緩衝され、IGBT 1822のベース線上に正のパルスとして
供給される。ツェナーダイオード2422は、ベースのリー
ド線が決して＋もしくは−15Vを超えないようにするこ
とによって、付加的な保護を提供している。更に、IGBT
1822のコレクタが85Vを超えるとツェナーダイオード2
426が降伏し、トランジスタ2428及び2432がトランジス
タ2416及び2418のベースのほぼ−15Vまで引下げる。こ
の付加的な保護によって、線1848から信号が受信される
と否とに拘わらず、IGBT 1822にまたがる電圧がほぼ85
Vを超えるとIGBT 1822のベース駆動電流が遮断され続
ける。 誘導過熱システムは電気的雑音を極めて多く発生し得
るので、これらの雑音を制御するための電子的制御回路
の設計には上述した予防措置の他に、通常の予防措置を
講ずるべきである。例えば、可能な場合には遮蔽したツ
ィステッドペア配線を使用すべきである。 上述した装置及び方法は、90％までの、もしくはそれ
以上の効率（加工片内に結合されるエネルギと、電源か
ら交流電源内へ引出されるエネルギとの比として定義さ
れる）を達成するために使用することができるが、実際
のシステムは約70−80％に制限されるかも知れない。こ
の数値は、常に70％を大幅に下回る先行技術の効率レベ
ルと対照的である。 以上に本発明をその特定の実施例に関して説明した
が、本発明の範囲内で多くの変更が可能である。例え
ば、本発明は金属缶閉止部材に制限されるものではな
く、他の導電性加工片（平らであることが好ましいが必
ずしもそうである必要はない）にも使用することが可能
である。別の例として、上述した二重位相ポンプ回路の
代わりに単相ポンプ回路を使用することができる。同様
に、Ｈブリッジは別として、タンク回路への他の型の接
続を使用することが可能であり、またもし欠点を容認で
きるならば、IGBTの代わりに他の型のスイッチを使用し
ても差し使えない。別の例として、上述した回路は種々
の目的のために電流もしくは電圧を監視しているが、こ
れらの回路を適切に変更してそれぞれ電圧もしくは電流
を監視するようにしても等価である。またパンケーキ状
コイルは可能な限り輸送通路全体を包み込むものと説明
したが、そのコイルが、どのような程度であっても、先
行技術におけるように加工片の一方の側だけに取り付け
られている単なる平らなコイルよりも広範囲に包囲して
いる場合には本発明の長所が達成される。より完全に包
み込む方がより良いのは当然であるが、もし包み込みが
全体の3/4にわたれば、もしくは2/3であるとしても利点
が得られる。多くの他の変更は明白であろう。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to U.S. patent application Ser.
U.S.A. dated November 30, 1990, a continuation-in-part of / 532,945
This is a continuation-in-part of serial number 07 / 621,231. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for heating and other processing of metal objects.
In particular, maintain the spacing between the cans and
Metal can lid (closing member, end) while moving along the road
Alternatively, dry the can body, cure it, or
Method and apparatus for inductive heating and other treatments
About. 2. Explanation of related technology The closure member for metal containers for soft drinks etc. is generally circular
And the peripheral edge of the flange is called curl. Closure
The material is usually made of aluminum or steel and the curls are
Attach the closing member to the can body by aligning operation
Used for The can body formed in this way is closed
To complete the seal with the stop,
Sealant or adhesive (“Comparator”)
It is common to apply a bead "und"
I have. Various other tasks, such as repairing a damaged coating
For purposes, different types of coatings can be applied to can closures and can bodies.
Also selectively or entirely.
Have been. As used herein, coatings, sealants and
All adhesives are "liquid" applied to the workpiece
I do. One problem that arises in this manufacturing operation is that
Curing or drying the liquid. In recent years,
The industry uses water-based sealants.
Interest is growing, attaching closures to can bodies
Because these sealants dry to an acceptable state
It takes 3-4 days to do so. Attach the closing member to the can body
Volatile solvents evaporate quickly for attachment and are acceptable
Typically less than 48 hours to dry to a functional state
This is a serious problem for solvent-based liquids.
Not a title. Traditionally, to support the drying or curing process,
Cans, typically by either infrared radiation or convection heating
The closing member was being heated. These systems (especially convection
Heating systems) are inefficient in the use of energy
Large, bulky, and expensive to operate
Is. Attempts have been made to inductively heat the can end. Conductivity
Induction heating of articles is performed by applying an oscillating current to the work coil
A dynamic magnetic field is generated, and a conductive workpiece is placed in the magnetic field.
Including placing. Induced in workpiece by magnetic field
Workpiece due to eddy current loss caused by circulating current
Heat is generated inside. FIG. 1 shows a typical electrical circuit for induction heating.
This circuit has a DC power supply 110 and spans its output.
H bridge 130 is connected. H bridge 130 is 4
Thyristors 112, 114, 116, and 118 in parallel
The series circuit of the resonant tank circuit 120 and the current limiting inductor 122
The road is connected across the H-bridge. Tank times
Path 120 is represented by working coil 124 and equivalent resistance 126
Load, and capacitors 128, all of which
They are connected in parallel. During steady state operation, energy is transferred to capacitor 128
It is exchanged between the inductor 124 and the tank circuit 120.
An oscillating voltage is generated. By equivalent resistance 126
To compensate for energy loss, a control circuit (not shown)
) Periodically energizes the H-bridge thyristor and adds
Energy is pumped into the tank circuit 120. Vibrating electricity
The frequency of the pressure depends on the load present in the heating device at any given time.
(I.e., the work piece)
Stems are likely to be applied over a long period of time
Except when determining when to activate the thyristor.
Did not take that into account. The series inductor 122 is activated when the thyristor is energized.
To reduce the current peak flowing into the tank circuit 120
Large current surge due to malfunction and malfunction
Is sometimes inserted to protect against
You. However, it still flows through the thyristor
Since the current can be large, the thyristor itself and the power supply
110 and H bridge 130 and H bridge 130 and tank circuit 120
Water (or liquid) that cools both of the wires connecting
Body) is required. Typical induction heating operating at high frequency (about 100kHz)
The circuit uses a power MOSFET as a switch in the H-bridge.
I use it. This means that the MOSFET conducts and shuts off very fast
This is because it can be done. However, induction
MOSFET on that can operate at high voltage in thermal circuit
The resistance is high and therefore they need to be water cooled. Slightly
Induction heating circuit can be turned on and off at high speed
SCR is used in the H bridge, but the SCR controls
Difficult. Operate standard bipolar transistor
Requires a large base current amplifier, and
The high switching speed and the H-bridge of the circuit of FIG.
Do not work well under large currents
No. Prior art guidance that can be used to heat can closures
Conventionally, heating methods typically use high frequency (about 100 kHz).
Working in degrees) and it occurs in the can closure
Utilizing the tendency to minimize current depth
It is. This is the conductor connected to the working coil and
The oscillating current in the conductor of the working coil itself is mainly due to these
Means to flow along the outer surface of the conductor ("skin effect")
I do. Therefore, the current density along the outer surface of these conductors is extremely
The conductors are overheated and require water cooling.
there were. In fact, typically these conductors are made of copper tubing
And water is allowed to flow inside the tube. Heating the can end by induction means that the can is a sheet metal
It was difficult because it was made of Invite at high frequency
Induction heating causes non-uniform heating
You. The temperature of various parts of the sheet metal workpiece is transferred to the coil
The proximity varies greatly depending on other factors. Follow
Before the other part of the workpiece is heated to the desired temperature.
In addition, local overheating occurs easily and frequently. Collin
In U.S. Pat.No. 4,017,704, the metal can end was conveyed on a conveyor belt.
And place them face down on the
This problem by passing under the induction heating coil
Is intended to be eliminated. This coil is
The central area is open and the energy is evenly focused in the can end
Bow tie type placed near the center of the coil
Core. However, Collins ’technology
Even if the end of the can is successfully heated,
Surgery cores, water-cooled wires (copper piping) and switches
I need. Do not necessarily refer to issues specific to can ends and can bodies
No, but in addition to the Collins patent,
The arrangement is also disclosed in the following United States patents: Miller 4,339,645 Maurice 4,481,397 Beckert 4,296,294 Nozaki 4,849,598 Scheffler 4,160,891 Kurata 4,307,276 Curtin 4,582,972 Nuns 4,673,781 Camus 4,531,037 Chaboseau 4,775,772 Wicker 4,810,843 Itoh 3,727,982
Even if they can be used for edge heating, they are not optimal
Absent. Specifically, for example, these are huge,
Judgment and water cooling required and applied to can end
In some cases, heating may be non-uniform. Metal can closures are typically used in one of two ways.
And transferred into the heat treatment apparatus. The first method is a can closure
The transport of materials by conveyor belt. in this case
Closures should be coated with the coating or compound side up.
It is placed face down on a rut. In a second method, a can closing member
Face to face with each other ("
The former technology is an example of a Collins patent.
You. In the latter technique, the closing member is
Pushed through the device. Within a given length of passage
Since more can ends can be packed,
There is less floor space for heat treatment of the row of pressed can ends
May be. However, the convective airflow is directly on the face of the can end.
This technology is used so much because it cannot be heated indirectly
Not been. Sullivan in U.S. Pat.
Convection drying technology.
It was in the constraints mentioned. Sullivan patent
Is the curve defined by the passage framework of constant width
Processing that passes through the passage while being pushed and touches the inside small radius
Because it can turn around one part,
The portion in contact with the large radius opens in a fan shape. Sullivan
Uses this aisle framework to partially separate the can lid,
To direct the heated air towards these separate parts
I made it. Sullivan's technology has many deficiencies. First, each
Certain parts of the work piece certainly separate from adjacent work pieces
But the other part of the work piece (the part that touches the small radius) is always next
It remains in contact with the contact piece. The work piece opens in a fan shape
It is not true separation. So, for example, in a can lid
This device is used to cure selectively applied liquids.
If used, select a location other than the rim where the lids touch each other.
Only the selectively applied liquid will be cured. Addition
Instead, it is generated by the force pushing the lid along the path (
Pressure (on the part of the lid that contacts the
Softening and / or destruction of these coatings
May cause it. In addition, Sullivan's equipment requires separation.
To increase the bend of the passage framework.
This means that the device that pushes the lid along the passage is large.
Sull because it requires strong power and requires strong materials
minutes between the can lid parts fanned by the ivan device
The degree of separation will be limited. Even if the bend is shallow
Even if you keep it, you can use this technology for a long transportation route for the same reason.
Can not be used. Also has a pull ring
Sullivan's technology does not work well with can lids.
It is because these can lids do not overlap enough and if they
This is because if they come into contact with each other, they may hurt each other. The can ends are either placed face down or arranged in a bar.
Regardless of the transport, the transport speed and length of the drying
The water in the liquid applied from each can closing member coming out of
Alternatively, the solvent is selected so as to be sufficiently excluded. Only
However, if for some reason the production line goes down
A problem arises if, or for some reason, the blockage occurs. this
If necessary, the can closing member in the heating device may be longer than originally intended.
Could be overheated and destroyed to stay there
You. Traditionally, closed-loop mechanisms have been used to handle this situation.
However, these mechanisms monitor the air temperature inside the furnace.
Do not monitor the temperature of the can closure itself.
won. In addition, the IR (red
Outside) and hot convection systems, fast enough
It is difficult to stop the heating process and avoid destruction
there were. Lower to avoid the danger of overheating the can lid
There is no temperature convection heating system. It's just
However, such devices are never hot enough to cause destruction.
Low temperatures are undesirable, but long drying times and
It only requires a good transportation path. SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to address some or all of the above-mentioned deficiencies.
Providing a device that heats the can body and can lid that eliminates everything
It is to be. Briefly, according to the present invention, the metal can closing member is
Multiple turns that partially or completely wrap around them
In an oscillating magnetic field of moderate frequency generated by two induction coils.
By placing them, they are heated inductively. Medium
By using a magnetic field with a frequency of
Since it is generated deep inside and creates a pool of thermal energy, processing
The whole piece becomes more evenly heated. Focusing
The conductors can be cooled by convection.
Wear. The ends of the cans must be arranged in a bar and fed into the device.
Can be. Further, since the current is low, the H
Inexpensive convection cooling switches can be used for bridges
it can. In another aspect of the present invention, an induction heating system is provided.
A control system for switches in the barter is provided,
This control system minimizes the peak current through the switch
And is therefore usually used for current limiting
Eliminates the need for a series inductor. Control system
Monitors the tank voltage phase angle and responds
For optimal conduction and blocking. In another aspect of the invention, the disk-shaped article is magnetic.
Separated by electromagnets that are sequentially switched
Be moved. In another aspect of the invention, the can body is an induction heating device.
Conveyor belt that is split while transported through
Is rotated. In yet another aspect of the invention, an apparatus includes a can closure member.
A closed-loop temperature controller is provided for
The closed loop temperature controller senses the temperature of the can lid itself and
If the temperature exceeds a predetermined threshold, shut off the heating means
You. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The following is a description of certain embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings.
I will tell. FIG. 1 is a circuit diagram of a conventional induction heating circuit. 2 and 3 are side views and an embodiment of the present invention, respectively.
FIG. 4 and 5 are diagrams illustrating a moving technique according to the present invention.
You. 6 and 7 are side views of the device according to the invention,
It is a figure showing each side of the present invention. 8 and 9 are side views, respectively, of another embodiment of the present invention.
FIG. 10 and 12 are side views, respectively, of another embodiment of the present invention.
FIG. FIG. 11 is a perspective view of the solenoid shown in FIGS. 10 and 12.
You. FIG. 13 shows a cross section of the device of FIGS. 10-12 used with a small diameter tube.
FIG. FIG. 14 is a cross-sectional view of a variation of the device of FIGS. 10-12. FIG. 15 is a side view of another embodiment of the present invention. Figures 16 and 17 show books for heating can bodies, respectively.
1 is a side view and a cross-sectional view of an embodiment of the present invention. FIGS. 18, 19 and 21 operate an induction heating device according to the invention
It is a circuit diagram of an electric circuit to be made. FIG. 20 shows waveforms useful in explaining the operation of the circuit of FIG.
FIG. 22 and 23 are side views, respectively, of another embodiment of the present invention.
FIG. FIG. 24 is a circuit diagram of the IGBT driver substrate of FIG. EXAMPLE FIG. 2 shows a steel (or other ferromagnetic, conductive) lid.
Part of an induction heating device according to the invention for heating 100
It is a side view which cuts out and shows. FIG. 3 shows the disconnection of this device.
FIG. The end of the can closing member 100 has a pair of guide rods 202 and
204 and two guide rods 206 and 208
Assists in holding the closure in place. these
The four guide rods 202, 204, 206, and 208 together
A transport passage 210 for the closing members 100 arranged in a rod shape is defined.
I have decided. Guide rods 202, 204, 206 and 208 are guide tubes
The inner surface of 220 extends axially through different circumferential positions.
Guide rod and guide tube are both ceramic or Teflon
It is made of a non-conductive material such as From the following description
Preferably, tube 220 is also thermally insulating, as will become apparent.
Should. In some embodiments, the guide rods 202, 204, 206,
And 208 are omitted and their functions are replaced by the tube 220 itself.
Can be exchanged. Pancake induction coil connected to AC power supply 68
A 222 wraps around the outer surface of the guide tube 220. Winding
222 consists of four parallel helix 223 regions, each region being a tube
Covers slightly less than 1/4 of the circumference of 220 and heats the interior
Extending over substantially the entire length of the tube 220 one wishes to
I have. Each helix 223 is a pancake-like “subcoil”
And partially form the transport passage 210 from the periphery of the pipe 220.
Wrapped in The coil is provided in the transport passage as in this embodiment.
If one side is not simply flat,
Partially wrap the enclosure. Also transport if the side is flat
More located not just on one side of the passage
Has a part. Coil windings are air-cooled, not water-cooled
It is advantageous to use a litz wire composed of many thin wires
It is. Litz wire is made up of many thin solid
Twisted wire consisting of a core wire when used at high frequency
Useful for reducing heat loss due to skin effect
You. Winding 222 is used for modularization and other purposes.
Installed in series with the winding section adjacent in the axial direction
Can also. To generate a strong magnetic field by passing a minimum current
For example, the helix 223 is wound to a high winding density (eg,
45 turns of many fine wires). Instead of a helix 223, a winding 222 simply surrounds the tube 220.
It can also be provided as one multi-turn coil. But
The magnetic force induced by this arrangement centers the can lid around a certain diameter.
As they tend to rotate, and those faces
It makes it difficult to keep the orientation across the direction. Ma
Such an arrangement is compatible with the separator permanent magnet described below.
There is also an undesirable tendency to heat the stone. Therefore,
As will be described later with reference to FIGS.
If it is fed in a row, wrap around the entire work piece
It is best to use a working coil that plugs in. To allow air to pass between the can lids located inside, pipe 220
Has holes like 224 at various locations along its length
It is. Air can circulate through these holes
Water removal, cooling or other treatment. Helix
223 is wound around these holes 224. This is
Affects the alternating induced magnetic field inside the tube at the point
But still substantially all of the tubes 220 used for induction heating
Since the windings are extended over a long period, the overall heating process
Has no significant effect on The AC power supply 68 has a resonance frequency of a tank circuit having a load.
Oscillate at a moderate frequency of about 6-18kHz in response to This
This is because the metal can closing member 100 moves along the transport passage 210.
Also vibrates at the same frequency in the closing member 100
To generate an AC eddy current. Moderate frequency is the closing member
To heat deeply, thereby accumulating heat energy
Used to heat the closure member more evenly
It is being done. As is known, lower frequencies are
Induces current deep into the can closure, while higher frequencies
Induces a current more shallowly. Different can closing member 100
Size, shape, material composition and position relative to coil 222
To optimize the energy transfer efficiency for
The power supply 68
To be intelligent enough to follow only a few kHz
I will. Multiple magnetic objects that move freely in a magnetic field
Is known to be distributed equally to share the whole
You. Use this technique to drop the can lids into a face-to-face relationship.
Cans that are separated directly and at the same time circulate hot air around the lid
A lid preheater is commercially available from WRGrace & Co. lid
Enters the device from the top, arranged vertically in a bar,
Removed from the department. Vertically oriented adjacent to a rod or column
Permanent magnets separate the lids and place them on the bottom
Counters the gravitational force of falling and stacking. Only
However, due to the high temperatures involved, permanent magnets are extremely
Must be made of expensive magnetic material with high Curie temperature
Must. In addition, this technology can be used horizontally or virtually.
Used for lids that are transported in a horizontal, face-to-face relationship
Never been. It is these lids that support the lid
Restrained due to friction with the passage framework or other equipment
This is because that. However, this concept is not
Can be used for equipment. That is, a plurality of rail or channel type permanent magnets 230
Is located in the gap between the four helix 223 areas and the tube 2
It is oriented longitudinally along the length of 20. In FIG.
Shows only one rail type magnet 230 to simplify the drawing
It is shown. The permanent magnet 230 has an N pole
It is oriented so that the S pole and the S pole are obtained alternately. In FIG.
Shows four permanent magnets 230, but how many
It does not matter even if it seems. Each permanent magnet 230 is a tube
Extending along the length of the
Whether they are axially tangent segments for other purposes
It may be. The device of FIGS.
Vibrator 240 that mechanically vibrates 0 in the axial direction (Fig. 3
Only shown). The operation will be described. A certain number of can lids 100 are inside the tube
When present, they generate a permanent magnet 230 along the length of the tube
Try to share the same magnetic field. Follow magnet 230,
Mechanical bars that oscillate the magnetic field generated by
Ibrator 240 defeats friction. Vibration frequency is about 60Hz
And the wavelength should be shorter than the gap between the lids.
You. The vibration causes the guide rods 202, 204, 206 and 208 to flex
Mounted on top to make them vibrate axially, or
Others, such as using a force oscillation specific to the reversing magnetic field of the coil 222
This can be achieved by substituting the above method.
Another alternative is a coil (not shown) around tube 220
More especially for vibrating the can lid 100
It is to generate a vibrating magnetic field. If traveling
Vibration would be effective if crossing directions. A can lid is inserted inside the tube 220, generating a permanent magnet 230.
Medium frequency when separated by a magnetic field
A current is supplied to the winding 222. Thereby inside the tube 220
An alternating magnetic field of moderate frequency is generated in each can lid, and the eddy current
When they occur, they are heated and dried. A high temperature is induced in the can lid 100 itself, but the winding 222 is cooled.
It will be understood that it has been obtained. A few turns of induction carp
No water cooling is required. In addition, high temperature is generally inside lid 100 itself
And the permanent magnet 230 substantially generates a spiral 223
The permanent magnet 230 has a high Curie temperature
Inexpensive air-cooled ceramics
It may be a magnet. 2 and 3 show the permanent magnet 230.
However, for the purpose of separating the lid,
Or use a DC electromagnet instead
Please also understand. Unless another force is applied, the can lid 100 in the tube 220 is permanently magnetized.
Rock 230 easily separated to share the magnetic field generated
You. The lid is moved longitudinally along the travel path 210.
Power or moving means can also be provided. This
One way to apply force is to make the inlet end higher than the outlet end.
Inclining the tube so that it becomes This method is heavy
Use force to change the distribution of can lids along the length of the tube
The can lids approach each other as they approach the outlet.
To reduce the interval. Maximum stuffing with lid at outlet
When the density is reached, the magnetic field generated by the permanent magnet 230
Early, the weight that works to drop the lid closest to the outlet from the tube
It is not strong enough to defeat the power. So hope in the tube
The given number of can lids and the given
One lid was added to the tube entrance based on the strength of the magnetic field
Determine the inclination angle so that another can lid falls from the exit when it is
can do. This gives you a way to break friction
As long as used, continuous flow of lid through induction dryer
Can be maintained. The lid 100 is, for example, each time a new lid is added to the inlet of the tube.
Other such that one lid is mechanically removed from the outlet of the tube
Can also be moved through tube 220 by means of
You. For example, as shown in FIG.
The upstream conveyor belt 450 for transport to the tacker 452 includes the pipe 220
New can lids 100 are added periodically at the entrance of. New can
Each time a lid is added, the magnetic down stacker 454 exits the tube 220.
Remove the can lid that has reached the mouth, and remove it from the downstream conveyor belt 45.
6 to prepare for further processing. One lid is the entrance
Each time another lid is removed from the outlet,
The remaining lids on the sides are realigned in their longitudinal position,
The magnetic field generated by the permanent magnet 230 (not shown in FIG. 4)
Share equally. Substitute for Down Stacker 454
Individual can lid using a rotating knife (not shown)
May be removed from the outlet end of the tube 220. Another way to move the can lid along the transport path 210 of the tube 220
The law moves them as part of a linear induction motor.
It is to stop. If helix 223 is connected to eg 3 phase
And a three-phase AC power supply 68 is provided, and
If they are separated, the phase of the power supply 68 will rotate.
As one can lid 100 then turns into a downstream spiral
Repeatedly attracted and repelled by a leading helix
Is done. Spiral 223 is replaced by the desired number of turns
Can be Alternatively, move lid 100 along the transport path inside tube 220.
A separate multi-piece wrapped around tube 220 to move
Moving means by adding a coil for phase movement
be able to. Three phase (A, B, C) moving coil 560
As shown in FIG. The moving coil 560 has a low frequency of, for example, 60 Hz.
It can be operated at a low frequency. Separated transportation co
The disadvantage is that the il requires additional windings
However, the point is that the functions of heating and transfer are kept inductively and independently.
It is an advantage. Therefore, for the part of the pipe 220 where induction heating is not desired
Despite being provided, separate transfers such as 560
The moving coil keeps the can lid moving.
You. Such a feature is, for example, that the tube lid is the induction heating part of the tube
Through, then through the hot air exposed portion of the tube, and
Drying equipment to repair coatings that pass through the cooling part of
Useful for In such a system, a portion of the tube
Wrap the transfer coil 560 and apply only to the induction heating part of the tube
An induction winding 222 would be provided. Preferably, the transfer coil provides induction heating of the tube 220.
Should not be used for the "same" part of the part. It
If the magnetic field generated by the induction winding is
May induce unwanted currents, and vice versa.
You. Any of the movement techniques described above, if desired, can be separated
By strategically placing or orienting the magnets 230
Can help. For example, in FIG.
His magnet 230 moves away from the tube as it approaches the outlet end of tube 220
It is tilted. This is because of the separation of the lid inside the tube at the outlet end.
The closer to the exit end of the tube
The spacing between the lids can be reduced to increase the density. Length of tube 220
This controls the density of the lid 100 at various points along the
Technology can be used for any purpose upon request
Can be. For example, this technique removes the can lid from the outlet end of the tube.
Useful to make sure the removal process is simple anyway
Will. The present invention provides significant flexibility in the design of can lid treatment equipment
be able to. For example, the permanent magnet 230 (FIGS. 2 and 3)
These are flexible because they do not need to have high Curie temperatures
Can be made of material. Thereby, as shown in FIG.
Any suitable curved tube 220 can be used. Tube 700 in FIG.
Is primarily horizontal but bends 90 ° at the entrance
To form a vertical suction pipe. The inlet of tube 700 is a can
Immediately above the conveyor belt 702 that transports the lid 100 to a predetermined position
Are located in The can lid is made of a permanent magnet 704 (Fig.
Only two of them are shown) into the tube 700
And follows the bending of the tube 700. Invitation like 222
The windings (FIGS. 2 and 3) can be provided on the tube 700 or
May be provided only on a portion of the tube as shown in FIG.
This technology effectively eliminates the need for upstackers
You. By providing a similar bend at the exit of tube 700
Can eliminate the need for down stackers
You. Are aluminum lids and bodies ferromagnetic?
Et al., With a spacer magnet such as 230 (FIGS. 2 and 3)
It cannot be separated magnetically. However, this
They have eddy currents in them by the outer winding of the tube 220
Therefore, the lid of the aluminum can is
Heating inductively. The feature of the moving technology of the present invention is
Also applies to minium workpieces. Because in the work piece
The eddy current induced in the magnetic field generated by the winding 222
This is because a magnetic field is generated that repels the magnetic field. like this
The workpiece and winding 222 form a repulsive linear motor
And advance the workpiece longitudinally along the inside of the tube 220.
You. Furthermore, in the case of a ferromagnetic workpiece, the workpiece is spiraled.
The magnetic force that attracts is strong enough to cancel out the generated magnetic repulsion
But it is not true for aluminum can lids
No. That is, the aluminum work piece is sufficiently uniform
It is repelled inward from the side and pushed to the center of the tube
Thus, the friction as the workpiece moves in the longitudinal direction is minimized.
This virtually eliminates the need for a vibrator such as 240.
Remove. Aluminum work pieces are multiphase as shown at 560
A multi-phase repulsive linear motor formed by windings (Fig. 5)
You can also proceed. Alternatives to the induction heating device according to the invention shown in FIGS.
In an embodiment, the can closure members are stacked in a facing relationship,
Arranged in a rod shape and heated in the direction across the main surface of the closing member
Pushed through the device. This device is shown in FIGS.
Similar to the device but without the separator magnet
And the working coil 222 is partially wound as shown in FIG.
Not wrapped around, completely wraps around tube 220
Is different. FIG. 8 is a side view of the apparatus, and FIG. 9 is a view taken in the direction of arrows 9-9 in FIG.
It is sectional drawing. As in the device of FIG.
Or the end of each can lid 100 in the column is a pair of guide rods 202 and 20
See on 4. Another two guide rods 206 and 208 are provided
To help hold the closure in place.
You. The four guide rods 202, 204, 206, and 208 come together
To define a transport passage 210 for the rod formed by the closing member 100.
I have decided. The closing members 100 touch each other and if
If their shape allows, they are superimposed on each other. This
The entire stack of lids is at the end of the stack
Can be pushed along the transport passage 210 by force from
Wear. The operation will be described. The can closure is treated with a selective coating
And typically a magnetic wheel or other means (shown
No) pushes the back end of the stack. Each new can
When the closing member is pushed to the rear end of the stack,
The entire tack advances by the width of one can closing member. Same speed
The hot closure is removed from the front end of the stack. The closing member passes through the alternating magnetic field generated by the coil 222.
Then, a moderate frequency AC current is generated in the closing member.
They are added in much the same way as described for the device of FIG.
Get heated. As with the device of FIGS. 2 and 3, the device of FIGS.
Also includes an AC power supply 68, and the current passing through the winding is approximately
Vibrates at 6-18kHz. The coil 222 is actually a pair of electrical and physical
Are also wound using parallel (row) multi-core litz wire.
55 “turns” of parallel pairs are wound along a 22 ”long tube 220
Which is 2.5 turns per inch in the longitudinal direction
Density. In the case of one size can end, the inner diameter of the winding is about 3.
25 ". This system uses a medium frequency
Because the coil current crosses the cross section of the winding,
Much more uniform distribution than prior art induction heating systems
I do. Current density is never excessive at any point in the cross section
Water cooling is not required, instead convection cooling
Can be used. Approx. 300 A RM at 8.5 kHz
The power dissipated in this coil for the tank current of S is 7
00W or less. In another embodiment of the invention shown in FIG. 10, the can lid is magnetically
Separated and magnetically moved along the transport path
However, no induction heating is performed. In this device, the can lid 100
(Represented symbolically in FIG. 10) are oriented face-to-face
Into the inlet 1010 of the tube 1020. Outlet end 1030 of tube 1020
Does not have to be, but the entry end 1020
Since it is slightly lower, the can lid
Movement is facilitated by gravity. Therefore, tube 1020 is
In a rod or column, which defines the transport path
You. Separator permanent magnet 1032 extends outside the top of tube 1020
A series of electromagnets or solenoids 10
34 is outside of the bottom surface of tube 1020 and longitudinally along the bottom surface
It is arranged in the direction. FIG. 11 is a perspective view of one solenoid 1034. Soleno
The ids are shown in Figure 10 so that they can be individually adjusted and calibrated
Hands (not shown) slightly upstream or downstream of the
Mounted by steps. FIG. 12 is a cross-sectional view of the device of FIG. Can lid
One of 100, permanent magnet 1032, tube 1020, and solenoid 103
12 plus a permanent magnet 1032 and solenoid
The installation of the cord 1034 is also shown. In more detail, permanent magnet
Stone 1032 slides up and down to different positions within bracket 1212
Attached to the frame 1210 which can be. As well
In addition, the solenoid 1034 is located at a different position within the bracket 1216.
Attached to the frame 1214 that can slide up and down
I have. FIG. 13 shows that the adjustability of boxes 1210 and 1214
How the small diameter tube 1320 cooperates with the shape of the
Indicates whether to accept a small diameter can lid. Returning to FIG. 10, the movement control circuit 1036 has a polyphase output,
It has at least three phases A, B and C. Move
The control circuit 1036 sequentially drives the alternately arranged coils.
A three-phase pulse current is generated. Number of phases and mutual arrangement coefficient
Is optional, but restricts the direction of movement.
To do so, at least three phases are required. The operation will be described. Permanent magnet 1032 is a ferromagnetic can lid
The edge of the lid touches the inside top surface of the tube 1020 to attract 100
Touch. The permanent magnet 1032 has the separation effect as described above.
But if one can lid is introduced at the entrance, the other can
If the lid is to be removed from the outlet, the can lid 100
Due to the frictional force between the edge of the
0 is prevented from moving in the axial direction. Solenoid 103
A pulse is applied to one of 4 from the movement control circuit 1036
Then, the solenoid 1034 puts the can lid temporarily from the top inside the tube 1020.
And pull them apart. This is a permanent magnet 1032
Facilitates the magnetic separation that occurs. Furthermore, Solenoi
Is 1034 energized with polyphase alternating current in an alternating arrangement?
The can lid 100 gradually moves toward the exit along the transport path
Go and go. The pulse frequency of the movement control circuit 1036 is 20-
It may be about 250Hz, and generally this frequency up to a certain point
Higher, the can lid 100 is faster towards exit 1030
Go and go. In addition, if can lid 100 is replaced by solenoid 1034
Heating them at the same time as
If desired, each pal to be supplied to solenoid 1034
Is not just a square wave pulse, but a medium frequency verse
Be composed of Alternative or additional
Pancake like 1220 shown only in Figure 12
Coils can be mounted on both outsides of tube 1020. Up
This coil, which may be the same as the coil described, can
Partially wraps around the circumference of lid 100, and
It can be energized with a current at a moderate frequency. In a further alternative, shown in FIG. 14, solenoid 1034 includes
A package that surrounds and wraps substantially completely around the tube 1020
It is replaced by a cake-like coil 1420. That is, this
The cake-like coil 1420 is connected to both sides 1422 and 1424 of the transportation path.
And extends over the area of the bottom 1426. If you want
Coil 1420 with multiple separately wound pancake sub
Divided into pipes and attached to the periphery of the pipe
Can be opened. Also, each of these coils is
In the longitudinal direction of the tube 1020 with the same mutual arrangement as the solenoid 1034
Wrap around adjacent part, pulse berth of moderate frequency
Can be biased in a multi-phase manner. Do this
And the pancake-like coil 1420 puts the can lid 100 inside the tube 1020
Assist with pulling away from top surface
To exit 1030, and at the same time invite the can lid
Conduct heating. FIG. 15 shows an apparatus for drying the liquid applied to the can lid 100.
Show the whole. The lid can be, for example, the inlet 1 of a 32 "long heating zone 1512
It is pushed into 510. In the heating zone 1512, in FIGS.
Lid arranged in a rod shape using the principle described, induction heating
Is done. The heating zone 1512 includes the IR sensor 1530 described above.
You can also. The lid is then sent to a temperature holding zone 1514, which
Within the magnetic field, the principles described in FIGS. 10, 11 and 12 are used.
And magnetically moved towards the outlet 1516 of the device.
Can be In the temperature holding zone 1514, the lid is
But instead, air circulates between the lids as described above
I do. However, while the lid is in the heating zone 1512,
The induction heating performed is at a moderate frequency, so the can lid
Heat energy is accumulated in the whole, and the lid is
They are still hot when entering the
Help keep the temperature inside 14 high. Temperature holding zoo
The lid 1514 may be, for example, 48 "long. The lid exiting the temperature holding zone 1514 enters the cooling zone 1518.
You. The cooling zone 1518, like the temperature holding zone 1514,
Using the principle described in FIGS. 10, 11 and 12, the lid is magnetically
Separate and move magnetically toward outlet 1516. Arrow 1520 indicates the direction of air flow in the device of FIG.
ing. Blower 1522 provides room temperature air from near exit 1516
Blow into tube in cooling zone 1518. Air keeps temperature
On the road 1514, and while doing so
At the same time, the lid in the cooling zone 1518 is cooled and the temperature
Take away heat for use at 1514. Temperature holding zone
Air entering 1514 passes through a tube containing a can lid and heat exchanger 15
28, heated by a resistance heater 1524, and
From the vicinity of the entrance to the temperature holding zone 1514
You. The hot air then empties the can lid in the temperature holding zone 1514.
Through the open tube and in the same direction as the lid moves, from the can lid
Take away the released water. Then the air is kept in temperature holding zone 15
From the point near the downstream end of 14, the gas flows out to the exhaust pipe 1526. Heat exchange
Exhaust pipe 1526 is used to help save energy.
Heat from the air to the air flowing to the resistance heater 1524
It is provided in. As described above, the prior art can closing member drying device
The problem is whether the production line is blocked for any reason,
Or close the can inside the heating device when stopped
The stop members tended to overheat and break.
Means to shut off the heating device even if the line is stopped
Heating the can for an undesirably long time,
Just keep going. According to one aspect of the present invention, the temperature of the can lid 100 is directly monitored.
Closed loop temperature control is provided. Fig. 15
Temperature sensor, which can be a normal IR sensor, as shown in
1530 is provided near the transport passage in the heating zone 1512 and is closed.
The temperature of the stop member 100 is sensed. Predetermined temperature of closing member 100
If the temperature is higher than the temperature, the IR sensor
AC power (not shown in Figure 15)
Will be shut off. This allows all that flows through the can closure
Current is cut off and the closing member becomes hotter almost instantaneously.
Sometimes blocked. Sensing the temperature of the lid itself, not the ambient temperature
Response of the changing IR sensor and high-speed cutoff capability of the induction heating device
Combined with the power to instantly stop further heating
It is. Even if there is no obstacle such as a line stop, the lid temperature
Sensing of the closed loop temperature control of the normal operation of the induction heating device
Can also be used for For example, if the lid 100 is 150-22
When heated to a temperature of 0 ° F, it is applied inside the curl of the lid.
A specific water-based sealant within 10 minutes
% Solids. Therefore, each closing member
Turn off the AC power when the temperature reaches the threshold
In the induction drying device, the temperature of the lid 100 is monitored directly.
A loop temperature sensing system can be incorporated. This
Change the structure of the induction drying section of the production line.
Without additional size, thickness, position or orientation
A closure member can be received. As described above, the present invention is mainly applied to a relationship in which a can lid faces.
The embodiments provided have been described. Figures 22 and 23 show the can lid
Of equipment that is to be supplied face down on a table
An embodiment to which the present invention is applied will be described. Figure 22 shows such a device
23 is a sectional view taken along the arrow 23-23 in FIG. 22.
You. The apparatus comprises a table 2210, on which the can end 100
Along the transport path in the direction indicated by arrow 2212
You. Under the base 2210, a support having a coil 2216 on the upper surface
2214 is attached. The coil 2216 is connected to the transport passage 22
Facing 12 and arranged sequentially along the passage
It is a winding. Spiral 2216 interconnects in a polyphase system, immediately
That is, every third helix is connected to each other. Three phase
Power supplies (not shown in FIGS. 22 and 23)
Are connected to the spirals A, B, and C of the phase. Mentioned earlier
As with the other embodiments, the embodiment of FIGS.
When the stop member 100 moves along the transport passage 2212,
Generates eddy currents that oscillate at high frequencies in Figure 22 and
The helix shown in Figs.
Suitable for the movement of the conveyor belt
Single phase if transfer is provided by other means such as
You just need to prepare the array. Figures 16 and 17 illustrate the present invention for heating a can body.
Is used as shown. Figure 16 is a side view of the device
17 is a sectional view taken along the arrow line 17-17 in FIG. In FIG.
As shown, a series of can bodies 1610 are
And transported into tunnel 1614. Tunnel 16
14 is two opposite side walls (one of them is 1616 in FIG. 16)
Can only be seen). Tunnel 16
14 also has a top wall 1618. Pancake coil 1620
Rolled on two opposing side walls and top wall of tunnel 1614
Around the transport path of the can body 1610
Wrapped. Spirals are series, parallel, or series-parallel
Can be connected to The device is symbolized as 1622
The purpose of which is described below.
You. As shown in FIG. 17, the conveyor belt 1612 is actually
It is divided longitudinally into two parts 1710 and 1712.
The holding means 1622 is also longitudinally divided into portions 1714 and 1716.
ing. The holding means 1622 attracts the can body 1610 and
Bring frictional contact between both parts 1710 and 1712 of the conveyor belt 1612
You. The holding means 1622 may be vacuum type, or
If can body 1610 is at least partially ferromagnetic
If so, the holding means may be a permanent magnet or an electromagnet.
The two parts 1710 and 1712 of the conveyor belt 1612 are different
Running at speed, the can bodies are tunnel 16
Rotated when passing through 14. This allows a more even
Uniform heating is achieved. Fig. 18 shows the main part of the electronic circuit that drives the coil described above.
It is a circuit diagram of a minute. The tank circuit 1816 in FIG.
And a parallel capacitor 1812. Conde
When a typical work piece is placed in place,
Select so that the resonance frequency of the tank circuit is 6-18kHz
Is done. Capacitor 1812 is physically close to working coil 1810
It is arranged in contact. Voltage near work coil 1810
A pick-off transformer 1814 is also arranged and its primary winding is
Connected across coil 1810. Figure 18 in use
The voltage across the tank circuit is 400 V RMS, for example.
You. Tank circuit 1816 is connected to H-bridge 1820
Driven by pump circuit including three-phase bridge rectifier 1818
Is done. The H-bridge 1820 is an IGBT driver 1830, 1832,
4 NPN I driven by 1834 and 1836 respectively
GBT 1822, 1824, 1826 and 1828. Each IGBT 182
2, 1824, 1826, and 1828 are IGBT emitters, respectively.
Connected anode and collector of IGBT
And a diode having a negative electrode. like this
The IGBT / diode combination is
-Single unit manufactured by Toshiba Electoronics Europe GmbH
Package MG400Q1US1 is available. IGBT collection
The emitter and the emitter are called the current path terminals of the IGBT.
May be referred to as a control terminal. In H-bridge 1820
The positive output of bridge rectifier 1818 is the output of IGBTs 1822 and 1826.
Connected to the collector, the negative output of the bridge rectifier 1818 is
Connected to emitters of IGBTs 1824 and 1828. IGBT
The emitter of 1822 is connected to the collector of IGBT 1824,
The emitter of IGBT 1826 is connected to the collector of IGBT 1828
Have been. Filter capacitor 1838 straddles the bridge
That is, the emitter of IGBT1822
Connected to the Also two terminals of capacitor 1838
Are connected in parallel to the two terminals of the tank circuit 1816.
You. 24V DC auxiliary power supply 1839 is connected via diode 1840 to I
Connected to the collectors of GBT 1822 and 1826. Comprehensive control of the system is provided by microcomputer 1842
This is done. A microphone that also performs many other tasks
The computer 1842 determines the temperature of the working coil 1810, as shown in FIG.
The described infrared (IR) temperature readings and the expected
Sensor input that indicates whether or not the robot is moving
Receive from heating furnace. If any malfunctions occur
If these sensors input, microcomputer
It will be apparent that 1842 can cause the device to shut down.
Microcomputer 1842 is represented symbolically by line 1844
Generate a shutdown signal that is
The AC power to the bridge rectifier 1818 along with the circuit
Activate the ray control. The apparatus of FIG. 18 also includes a pump control 1846, which controls
The pump is supplied from the H-bridge 1820 every pulse
Monitor and adjust the current. To accomplish this,
Controller 1846 is the secondary voltage of voltage pick-off transformer 1814
To control the IGBT in the H-bridge 1820
Two control signals are generated on lines 1848 and 1850. Detail
Control line 1848 is the input of IGBT drivers 1830 and 1836
Control line 1850 is connected to the IGBT drivers 1834 and 1832.
Connected to input. The pump control device 1846
Pump power supplied through BT and across H-bridge 1820
Flow through the current pick-up connected to the pump controller 1846
Direct monitoring via up coil 1852. Pump system
The control device 1846 sends a shutdown signal to the microcontroller through the line 1854.
It can be supplied to a computer 1842. When the device of FIG. 18 is first started, the pump controller 1846
Is a signal that temporarily turns off the main power supply of the pump circuit.
Supply to microcomputer 1842 through line 1854.
During this time, the pump circuit is powered by the 24V auxiliary power supply 1839
Is done. This allows the tank to rotate before the main power is turned on.
The vibration of the path 1816 can reach a stable state. example
After 5 to 10 seconds, everything works properly.
Pump control device 1846 turns off the main power supply.
Microcomputer through line 1854
Instruct 1842. This allows the diode 1840 to automatically
24V auxiliary power supply 1839 is disconnected from the system.
Separated. The pump controller 1846 picks up the voltage across the tank circuit.
Monitored through a check-off transformer 1814 and flowed through the IGBT
Optimized to minimize peak current that must be
Activate H-bridge 1820 IGBTs only when determined
It will be understood. Pump controller 1846
Performs this in response to the phase of the voltage across the
I do. The main power supply bridge rectifier 1818 and the tank
It is also reasonable that there is no series inductor between
I understand. Phase response control of IGBT in H-bridge 1820
Is a means of protecting the device against overcurrent.
Another means is to pick up the instantaneous current through the IGBT.
Directly monitored by the pump controller 1846 via the 1852
including. The current through the IGBT at any given time is at a given threshold
The pump controller 1846 will prevent destruction.
To stop the operation of the device. In addition, the device
Processing inductively, not by radiation or hot air convection
Stops operation almost instantly because the piece is heated
can do. Figure 19 shows the H-bridge control part of the pump controller 1846
FIG. Pick-off transformer 1814 (Fig. 18)
Are connected to the input terminals 1910 and 19 of the pulse shaping circuit 1914.
Connected across twelve. The pulse shaping circuit 1914
Converts a substantially sinusoidal input voltage to a square wave,
Phase Locked Loop (PLL) 1918 through Wire 1916
To the signal input of PLL 1918 is, for example, National Se
It may be 4046 manufactured by miconductor Corporation. PLL
1918 drives signal line 1920 to low level,
High level activity (or high active) representing the phase error signal
State) to indicate when phase synchronization has been achieved
You. The use of the phase error signal 1920 will be described below. The VCO capacitor 1922 is the VCO C- and C
Connected across the + pin. These pins are
Also connect to the non-inverting inputs of voltage followers 1924 and 1926, respectively.
Has been continued. The inverting input of the voltage follower 1924 is its output
This output is connected to the comparator through resistor 1928.
The non-inverting input of 1930 and the comparator 19 through resistor 1932.
Connected to 34 non-inverting inputs. Voltage follower 1926
Input is connected to its output, which is connected to resistor 1936.
Through the non-inverting input of comparator 1938 and resistor 1940
Connected to the non-inverting input of comparator 1942
You. The output of comparator 1930 is
Returned to inverting input. Similarly, the output of comparator 1938
The force is connected through resistor 1946 to its non-inverting input,
The output of parator 1934 has its non-inverting input through resistor 1948
And the output of comparator 1942 passes through resistor 1950
Connected to its non-inverting input. Each comparator 19
The inverting inputs of 30 and 1938 are tied together to VCC and ground.
Sliding contact of potentiometer 1952
Connected to a point. Similarly, comparators 1934 and 19
42 inverting inputs are tied together and span VCC and ground
Connects to the sliding contact of the connected potentiometer 1954
Have been. Comparator 1930 output goes to one-shot 1956 input
Connected, the output of one shot 1956 is D flip-flop
1958 connected to the preset input. Comparing
1938 output is connected to the one-shot 1960 input
The output of the 1shot 1960 is the pre-
Connected to set input. Output of comparator 1934
Is connected to the clear input of flip-flop 1958,
Parator 1942 output is flip-flop 1962 clear input
Connected to power. One shot 1956 and 1960
4538 monostable multi from National Semiconductor Corp.
May be a vibrator, flip-flop 1958 and
1962 may be 4013 from National Semiconductor.
D flip-flops 1958 and 1962, if desired,
Others like set / reset flip-flops
It can be replaced with a flip-flop of the type. The Q output of flip-flop 1958 is
Connected to the base and the collector of transistor 1964 is connected to VCC
It is connected to the. The Q output of flip-flop 1962 is
Connected to the base of transistor 1966, transistor 1966
Are connected to VCC. Transistor 1964
And 1966 are NPN transistors. Transistor 1
964 emitter is a resistor divider consisting of resistors 1968 and 1970
Path, and the emitter of transistor 1966 is
Grounded through a resistor divider consisting of anti-1972 and 1974
ing. The junction between resistors 1968 and 1970 is the control signal output 1848
(Fig. 18), and the junction between resistors 1972 and 1974 is a control signal.
Signal output 1850 (FIG. 18). Both control signals 1848 and
And 1850 contact the anodes of diodes 1976 and 1978, respectively.
The cathodes of both diodes are brought together and connected to terminal 1980.
It is connected. As described below, the pump controller 1846
The internal safety circuit pulls terminal 1980 to a low level,
The driver of all four IGBTs in the H-bridge 1820
The operation can be stopped immediately. The operation of the H-bridge control circuit of FIG. 19 is based on the waveform diagram of FIG.
It is easy to understand when referring. Waveform 2010 in Figure 20 shows the tank circuit
Represents a voltage waveform straddling. This voltage is essentially
It is a sine wave, and the voltage extremes of opposite polarity alternate, and each pair of
The voltage becomes zero between the extreme values. This waveform is transformed by transformer 1814.
Picked off and supplied to the pulse shaping circuit 1914 (Fig. 19)
Is done. The pulse shaping circuit 1914 is shown by the waveform 2012 in FIG.
An undulating square wave is generated on line 1916. Waveform 2012 is waveform 2010
Has the same phase as that of FIG.
Occurs at the same time as 10 goes to 0. Waveform 2014 represents the C + output of PLL 1918. Waveform 2
014 rises positively when the tank voltage is above 0
Go to zero when the tank voltage goes to zero
A flat zero voltage while the tank voltage is below zero.
It will be understood that Similarly, waveform 2016 is PLL 1918
C-output. Waveform 2016 shows that the tank voltage is below 0
And the tank voltage drops to zero
At which point it goes to 0 and while the tank voltage is above 0
And a flat zero voltage. These waveforms 2014 and 2016
Does not have to be a complete slope, but within the time shown
Should be monotonic waveform. Waveform 2018 represents the output of comparator 1930. This device
The chair is essentially the instantaneous voltage of the C- ramp output and the potential
Threshold voltage manually set by exometer 1952
Compare with C- ramp voltage exceeds threshold voltage
Then, the output of the comparator 1930 goes high. C-tilt
When the oblique voltage returns to 0, the output of the comparator 1930 also returns to 0.
You. Therefore, the output of comparator 1930 is a series of pulses.
The rising edge is where the tank voltage is
Potentiometer so that it occurs when a certain phase is reached
The fall can be preset using the 1952
The bevel edge occurs immediately after the tank voltage crosses zero. Comparator 1930 output goes to one-shot 1956 input
The one-shot 1956 output is shown in waveform 2020.
Swell. Essentially one shot 1956, shown in waveform 2018
Generates a short positive spike on the rising edge of each pulse
It's just The C-tilt signal is also provided to a comparator 1934,
The output is as shown by the waveform 2022 in FIG. comparator
As with the 1930, the comparator 1934 uses the ramp voltage and
Of the threshold value that can be preset by the
Comparison, when the ramp voltage exceeds a preset threshold
Only its output to a high level. Comparator 1934
The output returns low again when the C-slope voltage returns to 0V. Follow
Thus, the output of comparator 1934 is a series of pulses,
Rising edge occurs at predetermined phase of tank voltage cycle
Can be manually preset to
Falling edge occurs when tank voltage drops below 0
You. Potentiometer for comparators 1930 and 1934
The settings of parameters 1952 and 1954 are set at the end of each cycle of tank voltage.
Phase within the first half (ie while the tank voltage is positive)
Note that the adjustment is made. Explained below
For that reason, potentiometer 1952 is a tank voltage cycle
Should be set to adjust the phase within the first 90 ° of
Potentiometer 1954 is the second in the tank voltage cycle.
Should be set to adjust the phase within 90 ° of One-shot 1956 and comparator 1934 output
Preset and clear input of flip-flop 1958, respectively
Supplied to power. Therefore, as shown in waveform 2024, the flip
The flop 1958 generates a series of positive pulses at its Q output
And each pulse is determined by potentiometer 1952
Rises at the phase of the tank voltage
Fall at the phase of the tank voltage determined by The output of flip-flop 1962 is
Generated in the same way as the output of 58, and thus a detailed description
Is omitted. The output of flip-flop 1962 is waveform 2024
Same waveform as (Figure 20), but 180 ゜ of tank voltage
It will be understood that there is a shift. This is clarification
The waveform 2026 is superimposed on the waveform 2024 for this purpose. Waveform
The rise of each pulse of 2026 is the rise of each pulse of waveform 2024
The same potentiometer 1952 that set the
The positive half of each tank voltage cycle
The phase of the beginning of each pulse of waveform 2024 that occurs in the minute
Occurs in one phase, but within the negative half of the tank voltage
That will be clear. Similarly, the end of each pulse in waveform 2026
The potential is to determine the end of each pulse in waveform 2024.
Triggered in response to the same threshold setting as
At the end of each pulse in waveform 2026.
Each pulse of waveform 2024 occurring within the negative half of a pressure cycle
The same phase as the end of the
Occurs within the positive half. The Q output of flip-flop 1958 passes through a drive circuit.
H-bridge 1820 using control line 1848
It is supplied to the driver boards 1830 and 1836 (FIG. 18). Obedience
IGBTs 1822 and 1828 have a positive pulse duration of waveform 2024.
It conducts only inside and flows current to the tank circuit 1816. Similarly
The output of the flip-flop 1962 is
To the IGBT drivers 1834 and 1832. Follow
IGBTs 1826 and 1824 correspond to the positive pulse of waveform 2026.
Conduction is performed only during the period, and current flows to the tank circuit 1816. the latter
The current in the case of
Flow through the circuit 1816. To minimize the consumption of IGBTs in the H-bridge 1820,
The peak current that must flow through these IGBTs
Potentiometers 1952 and 1954 to minimize
It is advantageous to specify That is, in each cycle the tank
The point at which the voltage across circuit 1816 is at its maximum is the IGBT
To be included in the enabling period of 1822 and 1828
It is advantageous. At this point, the collector and emitter of the IGBT 1822
The voltage across the transmitter drops to its minimum,
The current flow through is minimized. Similarly, IGBT 1828
The voltage between the collector and the emitter also reaches its minimum at this point.
Current through the IGBT 1828
become. Thus the period during which IGBTs 1822 and 1828 are enabled
Is the maximum voltage of each cycle of the tank circuit 1816
Begin and end at appropriate phase angles before and after
Set by potentiometers 1952 and 1954
It is. Similarly, for the same reason, IGBTs 1826 and 1824
To minimize the peak current flowing through the tank circuit
It is possible to enable these IGBTs in the appropriate period of the 1816 waveform
Potentiometers 1952 and 1954 should be set
You. Waveform 2028 (Figure 20) enables IGBT just before each voltage extreme
And disable them immediately after each voltage extremum
H potentiometer when potentiometers 1952 and 1954 are set
The current waveform crossing the ridge is shown. You can see from the figure
Thus, this waveform is a series of alternating positive and negative pulses.
The amplitude of its active period rises to its maximum value
At the same time as the tank voltage waveform reaches its extreme value
At the end of the pulse
It is rising again when it is turned off. Applicants
Current magnitude reaches maximum again during the first part of the luz
Just turn off each pulse at that time.
Adjusting the exciters 1952 and 1954 adjusts the peak through the IGBT.
Current was found to be minimal. In an alternative embodiment,
Automatically sample the peak value of the first part of the pulse
Hold and stop the pulse when it peaks again
H bridge control circuit can be provided
You. As described above, the pump control device 1846 (FIG. 18)
As shown in Fig.
Some protection against unwanted current surges
Includes safety features. Figure 21 shows some of these safety features.
The circuit which implement | achieves this. The current pickup coil 1852 is connected to the differential signal adjustment circuit 21.
02 are connected to two inputs. Differential adjustment circuit 2102
Filters noise primarily from the picked up signal
To a normalized range. Differential signal adjustment circuit 2102
The output is connected to the inverting input of comparator 2104.
2104 output to its non-inverting input through resistor 2106
Have been joined back. Non-inverting input of comparator 2104
Is also connected to the junction of the resistor voltage divider 2110 through the resistor 2108
This resistor divider 2110 is connected between VCC and ground.
The output of the differential adjustment circuit 2102 is passed through a resistor 2112.
Connected to the non-inverting input of another comparator 2114
The output of comparator 2114 is connected to its
Returned to inverting input. Inverting input of comparator 2114
Is a resistive voltage divider 211 connected between ground and VEE.
Connected to 8 junctions. VCC of this circuit is + 15V
And VEE may be -15V. Comparing
The output of the diode 2104 is connected to the cathode of
The anode of the arm 2120 is connected to the joint 2122. As well
The output of the comparator 2114 is connected to the cathode of the diode 2124.
Connected, and the anode of diode 2124 is connected to junction 2122.
Have been. The phase error signal 1920 from the PLL 1918 (Figure 19) is analog
Switch 2126 to invert another comparator 2128
And grounded through a resistor 2130.
The output of comparator 2128 is not inverted through resistor 2132.
Returned to input and connected between VCC and ground
It is connected to the junction of the resistance voltage dividing circuit 2134. Compare
The output of data 2128 is connected to the cathode of
The cathode of the ion 2136 is connected to the junction 2122. Junction node 2122 is connected to VCC through resistor 2138, and
Connected to the base of transistor 2142 through resistor 2140
ing. The base of the transistor 2142 is
Also connected to the cathode, the anode of diode 2144 is grounded
I have. The emitter of transistor 2142 is grounded and
Is connected to VCC through a pull-up resistor 2146, and
Also connected to the clear input of D flip-flop 2148
You. The inverting input of another comparator 2150 is grounded and its non-
The inverting input is a capacitor whose other terminal is connected to VCC.
And a resistor 215 whose other terminal is connected to VEE.
4 is connected to the junction. Capacitor 2152, resistor 2
154 and comparator 2150 work together to turn on 5-1
Give a delay of about 0 seconds. The output of comparator 2150 is
Connected to anode of Iode 2156 and through resistor 2158
Connected to VCC. The cathode of the diode 2156 is a resistor 216
0 and grounded, and the D flip-flop 2148
Also connected to reset input. The shadow of diode 2156
The pole is also connected to the control input of analog switch 2126
I have. The Q output of flip-flop 2148 triggers through resistor 2162
Connected to the base of transistor 2164 and through resistor 2166
And is connected to the base of transistor 2168. Tiger
The emitters of transistors 2164 and 2168 are grounded. G
The collector of transistor 2164 is connected to pull-up resistor 2170.
To VCC and another transistor through resistor 2172.
It is connected to the base of the star 2174. Transistor 2174
The emitter is grounded, and the collector is
80. The collector of transistor 2168 is an analog switch.
LED in optical isolator 2184 through switch 2182
The anode of the LED is connected to a resistor 2182
Through to VCC. NPN of optical isolator 2184
The output transistor collector is a PNP transistor 2188
Connected to the base and the emitter of transistor 2188 is connected to VCC
It is connected to the. Output Transistor of Optical Isolator 2184
The emitter of the star is connected to the collector of transistor 2188.
The interruption signal reaches the microcomputer 1842 (Fig. 18).
Route 1854 is also formed. Analog switch 2126 and
The 2182 is a 4016 chip from National Semiconductor Corp.
And when the control signal is low level
Closed and open when control signal is high
Has become. The operation will be described. When the power is turned on, the comparator 21
The output of 50 goes high for 5-10 seconds, after which it goes low.
Become This presets flip-flop 2148,
Cut off the cutoff signal 1980. As described in FIG.
When line 1980 goes low, everything in H-bridge 1820
IGBTs continue to be cut off, but when line 1980 is disconnected
BT is allowed to work properly. Also turn on this power
Sometimes the control input to analog switch 2182 is high
Switch is open and transistor 2188 is shut off.
Has been refused. Signal 1854 to microcomputer 1842
Is the pull-down resistor in the microcomputer 1842 (Fig.
(Not shown). At this point
Analog switch 2126 is also open, and resistor 2130
Has been lowered. Therefore, the output of comparator 2128
Is high and diode 2136 is reverse biased
I have. Therefore, during this time, the phase error signal 1920
Has no effect on Output of comparators 2104 and 2114
The power is also high during this time, so the diode 2120
And 2124 are reverse biased. Therefore node 2122 is resistance 21
Pulled high by 38, flip-flop 21
48 clear inputs are supplied with inactive (low level) values
You. However, even during this time flip-flops
Activity (high level) value supplied to clear input of step 2148
As long as the preset input is kept at a high level
Has no effect. When the capacitor 2152 is fully charged, the comparator
The output of the 2150 falls to a low level. Pull-down resistor 2160
In combination with the cathode of diode 2156 is brought to a low level
So that the analog switches 2126 and 2182 can conduct.
Become. This ends the flip-flop 2148 preset
Let it. Flip-flop unless cleared immediately
The Q output of the 2148 stays high and turns on transistor 2168
Make it conductive. This allows the LED in the isolator 2184 to be attached.
Line, which pulls line 1854 high
So that the main power supply can be conducted by microcomputer
Notified in 1842. During normal operation, the circuit of FIG. 21 passes through the H-bridge 1820 IGBT.
Current that is pumped into the tank circuit 1816
It is constantly monitored via the cup coil 1852. Any
The instantaneous current is set by the resistor divider 2110 at
If the maximum threshold is exceeded, comparator 2104 causes node 2122
Transistor 2142 shuts down
As a result, the clear input of the flip-flop 2148 is activated.
Similarly, at any point in time, the instantaneous current is
If the value falls below the set negative threshold,
2114 pulls node 2122 to a low level,
The clear input of step 2148 is activated. Also at any time
Phase locked loop 1918 (Fig. 19)
If this occurs, the phase error line 1920 will be energized.
Also, node 2122 is pulled low to flip-flop
The 2148 clear input is activated. When flip-flop 2148 is cleared, the transistor
Data 2168 and 2164 are both shut off. This leads to line 1854
Signal is a pull-down resistor in microcomputer 1842
To a low level, and the signal on line 1980 is
It is lowered to a low level and becomes active. As mentioned above
In addition, a low value on line 1854 indicates that the system
Notify microcomputer 1842 of stoppage of rotation, and
When the voltage goes low, all IGBTs in H-bridge 1820
Is immediately shut off. The system is thus connected in series
H-bridge 1820 without the need for inductance
Will be protected against over-current through. FIG. 24 shows one of the IGBT driver boards 1830 shown in FIG.
It is a circuit diagram. Other driver boards 1832, 1834 and 1836
Are identical. Driver 1830 includes optical isolator 2410
The optical isolator 2410 is controlled by the pump controller 1846.
Control signal line 1848 (Fig. 18) and ground.
It has a pair of input lines. Exit of optical isolator 2410
Power side is ± 15 of separate onboard power supply (not shown)
Connected to the V output to provide an output signal on line 2412. Line 2
412 is the base of NPN transistor 2416 through resistor 2414
Connected, and the collector of transistor 2416 is connected to the + 15V power supply.
It is connected. The base of transistor 2416 is a PNP transistor
The transistor 2418 is also connected to the base of the transistor 2418.
Collector is connected to the emitter of transistor 2416
I have. Transistor 2418 emitter connected to -15V power supply
Have been. Transistor 2416 emitter and transistor
The junction of the collector of the transistor 2418 with the collector of the IGBT
Connected to the base of 1822 (FIG. 18). Also IGBT 1822
Base is a 15V zener connected in series with opposite polarity
Grounded through diode 2422. IGBT 1822
The emitter is also grounded. The collector of IGBT 1822 is
100V Zener diode 2426 through anti 2424 to cathode
Connected and the anode of Zener diode 2462 is connected to another NPN transistor.
It is connected to the base of the transistor 2428. Transis
The emitter of the resistor 2828 is connected to a -15V power supply through a resistor 2430.
Connected to the base of NPN transistor 2432.
Have been. The collectors of transistors 2428 and 2432 are
And connected to the bases of transistors 2416 and 2418
ing. During normal operation, the pulse received from line 1848
Transmitted as a positive pulse on line 2412 by solator 2410
Is done. This signal is provided by transistors 2416 and 2418.
Buffered, as a positive pulse on the IGBT 1822 baseline
Supplied. Zener diode 2422 is
Lead wire never exceed + or -15V
And provide additional protection. Furthermore, IGBT
Zener diode 2 when collector of 1822 exceeds 85V
426 breakdown, transistors 2428 and 2432 transistor
2415 and 2418 to approximately -15V at the base. This
Signal received on line 1848 with additional protection of
The voltage across the IGBT 1822 is approximately 85
If it exceeds V, the base drive current of IGBT 1822 is cut off
I can. Induction heating systems can generate significant amounts of electrical noise
Therefore, an electronic control circuit for controlling these noises
In addition to the precautionary measures described above, the design of
Should be taken. For example, if possible, use shielded
A twisted pair wiring should be used. The apparatus and method described above can be used up to 90% or
Efficiency (energy coupled into the work piece and power supply
Is defined as the ratio to the energy drawn into the AC power supply from the
Can be used to achieve
May be limited to about 70-80%. This
Figures are always well below 70%
Contrast with le. The invention has been described with reference to specific embodiments thereof.
However, many modifications are possible within the scope of the present invention. example
For example, the present invention is not limited to a metal can closing member.
Other conductive workpieces (preferably flat, but
It doesn't have to be)
It is. As another example, the dual phase pump circuit described above
Alternatively, a single-phase pump circuit can be used. As well
In addition, apart from the H-bridge, other types of connections to the tank circuit
It is possible to use
If possible, use other types of switches instead of IGBTs.
I can't use it. As another example, the circuits described above may vary.
Monitor current or voltage for the purpose of
Modify these circuits appropriately to change voltage or current
Is equivalent. Also pancake-like
Explain that the coil wraps the entire transportation path as much as possible
However, no matter how large the coil is,
Attach only to one side of the work piece as in row technology
Is more extensive than just a flat coil
In this case, the advantages of the present invention are achieved. More completely wrapped
Naturally it is better to enclose, but if
Benefits over 3/4 or 2/3 of the total
Is obtained. Many other changes will be apparent.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スプレンガー ロバート エイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95018 フェルトン オーチャード ロ ード 330 (72)発明者 シェパード ダグラス エフ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95123 サン ホセ サンバ コート 259 (56)参考文献 特開 昭57−80173（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−80329（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−2178（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−7989（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4017704（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 6/36 H05B 6/10 B21D 51/30 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Sprengar Robert A United States of America 95018 Felton Orchard Road 330 (72) Inventor Shepard Douglas F. United States of America 95123 San Jose Samba Court 259 (56) References JP 57-80173 (JP, A) JP-A-59-80329 (JP, U) JP-A-62-2178 (JP, U) JP-A-63-7989 (JP, U) US Patent 4017704 (US, A) ( 58) Fields surveyed (Int. Cl. ⁷ , DB name) H05B 6/36 H05B 6/10 B21D 51/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】缶蓋に塗布されたコンパウンド材料を加熱
するための装置であって、 上記缶蓋を対面する関係に配列し、それを輸送しながら
上記缶蓋を保持するように構成されている非導電性の案
内と、 約6kHzないし18kHzの範囲の周波数を持つ交流電流を発
生する交流電源と、 上記交流電源に接続され、上記案内に十分に近接して配
置されていて上記案内内に交番磁場を発生させる対流冷
却又は空冷された誘導コイルと、 対面する関係に配列された上記缶蓋を上記案内に沿っ
て、且つ上記交番磁場を通して輸送し、上記缶蓋内に電
流の流れを誘起させて上記缶蓋を誘導加熱し、それによ
って上記缶蓋に塗布された上記コンパウンド材料を加熱
する輸送装置と、 を具備することを特徴とする装置。(57) [Claim 1] An apparatus for heating a compound material applied to a can lid, wherein the can lid is arranged in a facing relationship, and the can is transported. A non-conductive guide configured to hold the lid, an AC power source for generating an AC current having a frequency in a range of about 6 kHz to 18 kHz, connected to the AC power source and in close proximity to the guide. Convection-cooled or air-cooled induction coils arranged in the guide to generate an alternating magnetic field, and the can lids arranged in facing relation are transported along the guide and through the alternating magnetic field, A transport device for inducing a current flow in the can lid to inductively heat the can lid, thereby heating the compound material applied to the can lid.