接合方法、中空容器及帶蓋中空容器的制造方法
【專利說明】接合方法、中空容器及帶蓋中空容器的制造方法
[0001]本發(fā)明專利申請是國際申請?zhí)枮镻CT/JP2012/075306，國際申請日為2013年04月25日，進(jìn)入中國國家階段的申請?zhí)枮?01280050980.5，名稱為“帶蓋容器的制造方法及接合方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種接合方法、中空容器及帶蓋中空容器的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003]例如，在專利文獻(xiàn)1、2中公開了通過摩擦壓接將呈圓柱狀的金屬構(gòu)件彼此接合的方法。在這種接合方法中，通過將一對圓柱狀的金屬構(gòu)件的端面朝彼此靠近的方向按壓并使其繞著中心軸高速旋轉(zhuǎn)，從而在接合面上產(chǎn)生摩擦熱來將兩個構(gòu)件接合。在現(xiàn)有的接合方法中，金屬構(gòu)件的端面彼此呈圓形狀，因此，只要使金屬構(gòu)件繞中心軸旋轉(zhuǎn)，就能沒有偏向地產(chǎn)生摩擦熱。
[0004]另一方面，摩擦壓接具有工件的應(yīng)變小且加工速度快這樣的優(yōu)點(diǎn)。然而，摩擦壓接雖然是固相接合，但伴隨著動態(tài)的工藝，因此，存在接合部處的水密性及氣密性容易變得不穩(wěn)定，而在接合部處產(chǎn)生飛邊這樣的問題。例如，在專利文獻(xiàn)2中，提出了一種以能將切削刀自動地定位于外飛邊的方式加以改進(jìn)的摩擦壓接機(jī)用的外飛邊切削裝置。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2009 - 107006號公報
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開平07 - 51902號公報
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本專利特開2005 - 251595號公報
[0010]專利文獻(xiàn)4:日本專利特開平08 - 215863號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0012]在此，圖32是用于對技術(shù)問題進(jìn)行說明的圖，其中，圖32(a)是接合前的分解立體圖，圖32(b)是接合后的示意俯視圖。在此，例示了通過摩擦壓接將俯視觀察時呈長方形的主體部201和俯視觀察時呈長方形的蓋部202接合來制造出帶蓋容器的情況。主體部201具有底部203和從底部203的端部立設(shè)的框狀的側(cè)壁部204。蓋部202覆蓋主體部201的開口的板狀構(gòu)件。
[0013]當(dāng)對俯視觀察時呈長方形的構(gòu)件進(jìn)行摩擦壓接時，無法像現(xiàn)有技術(shù)那樣使金屬構(gòu)件彼此旋轉(zhuǎn)。因此，在將側(cè)壁部204的上表面與蓋部202的下表面對接之后，例如，如圖32 (b)所示，可想到使主體部201和蓋部202與側(cè)壁部204的長邊的延伸方向平行地相對地往復(fù)移動來進(jìn)行接合。
[0014]若對這樣接合后的帶蓋容器的M點(diǎn)和N點(diǎn)處的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測定，可知N點(diǎn)的拉伸強(qiáng)度比M點(diǎn)的拉伸強(qiáng)度低得多?？梢韵氲竭@是由于在M點(diǎn)和N點(diǎn)處摩擦壓接時產(chǎn)生的摩擦熱的差較大，因而對接合強(qiáng)度也造成影響。
[0015]另外，若對這樣接合后的帶蓋容器的氣密性進(jìn)行測定，可知?dú)饷苄苑浅５汀？梢韵氲竭@是由于在M點(diǎn)和N點(diǎn)處摩擦壓接時的磨損粉移動距離的差較大，因而對氣密性也造成影響。
[0016]另一方面，在專利文獻(xiàn)3中，提出了一種高頻感應(yīng)加熱線圈裝置，該高頻感應(yīng)加熱線圈裝置在去除由切削加工產(chǎn)生的飛邊之前，通過高頻感應(yīng)加熱將飛邊整體高頻感應(yīng)加熱至恰當(dāng)?shù)臏囟龋瑥亩苁购罄m(xù)的飛邊切削去除簡化及高效化。
[0017]另外，還提出了一種用于不需要切除摩擦壓接時產(chǎn)生的飛邊的方法。例如，在專利文獻(xiàn)4中，提出了一種摩擦壓接方法，在該摩擦壓接方法中，在使相對且被把持的一對基材彼此相對旋轉(zhuǎn)并使其接觸而發(fā)熱，在基材接觸端部熔融后，進(jìn)一步對基材彼此進(jìn)行按壓來進(jìn)行接合，其中，包括朝與飛邊產(chǎn)生方向相對的方向施力，來將對基材彼此進(jìn)行按壓時在基材接合部產(chǎn)生的飛邊按壓成形的工序。
[0018]然而，在上述方法中，實(shí)現(xiàn)該方法的裝置的機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜，另外，因增加一個工序而成為成本上升的主要原因。
[0019]從上述觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的技術(shù)問題在于提供一種能減小帶蓋容器的各接合部位的強(qiáng)度的不均衡，且能提高帶蓋容器的水密性及氣密性的帶蓋容器的制造方法。此外，本發(fā)明的技術(shù)問題在于提供一種能去除因摩擦壓接而產(chǎn)生的飛邊、并能同時提高接合品質(zhì)的接合方法。
[0020]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0021]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的帶蓋容器的制造方法的特征是，包括:準(zhǔn)備工序，在該準(zhǔn)備工序中，準(zhǔn)備主體部和蓋部，其中，上述主體部包括底部和立設(shè)于該底部的俯視觀察時呈矩形框狀的側(cè)壁部，上述蓋部將上述主體部的開口堵塞；以及摩擦壓接工序，在該摩擦壓接工序中，將上述側(cè)壁部的上表面與上述蓋部的下表面對接來形成對接部，在俯視觀察時，使上述主體部及上述蓋部沿著相對于上述對接部的一邊傾斜的基準(zhǔn)線相對地且直線地往復(fù)移動來進(jìn)行摩擦壓接。
[0022]根據(jù)上述制造方法，由于在摩擦壓接工序中使構(gòu)件彼此傾斜地直線移動，因此，能減小各接合部位處的摩擦熱的差，進(jìn)而能減小帶蓋容器的各接合部處的強(qiáng)度的不均衡。另夕卜，由于在摩擦壓接工序中使構(gòu)件彼此傾斜地直線移動，因此，能減小各接合部位處的磨損粉移動距離的差，進(jìn)而能提高帶蓋容器的水密性及氣密性。
[0023]此外，較為理想的是，在上述摩擦壓接工序中上述對接部呈正方形的情況下，將上述基準(zhǔn)線設(shè)定在相對于上述對接部的對角線±30°的范圍內(nèi)。
[0024]此外，較為理想的是，在上述摩擦壓接工序中上述對接部呈長方形的情況下，將上述基準(zhǔn)線設(shè)定在相對于上述對接部的對角線±20°的范圍內(nèi)。
[0025]此外，較為理想的是，在上述摩擦壓接工序中，將上述基準(zhǔn)線設(shè)定為與上述對接部的對角線平行。
[0026]根據(jù)上述制造方法，在對主體部與蓋進(jìn)行摩擦壓接時，能減小在各接合部位產(chǎn)生的摩擦熱的不均衡，因而能進(jìn)一步減小帶蓋容器的各接合部位處的強(qiáng)度的不均衡。
[0027]此外，在上述摩擦壓接工序中，較為理想的是，將上述對接部的一邊和上述基準(zhǔn)線所成的角度設(shè)定為35°?55°，更為理想的是設(shè)定為40°?50°，最為理想的是設(shè)定為45。。
[0028]根據(jù)上述制造方法，在對主體部與蓋進(jìn)行摩擦壓接時，能減小各接合部位處的磨損粉移動距離的不均衡，因而能提高帶蓋容器的水密性及氣密性。
[0029]此外，較為理想的是，在上述側(cè)壁部的上表面形成有主體凹槽部、主體內(nèi)周面及主體外周面，其中，上述主體凹槽部形成為俯視觀察時呈矩形框狀，上述主體內(nèi)周面形成于上述主體凹槽部的內(nèi)側(cè)，上述主體外周面形成于上述主體凹槽部的外側(cè)的、比上述主體內(nèi)周面低的位置，在上述摩擦壓接工序中，將上述主體內(nèi)周面與上述蓋部的下表面對接。
[0030]此外，較為理想的是，在上述蓋部的下表面形成有蓋凹槽部、蓋內(nèi)周面及蓋外周面，其中，上述蓋凹槽部形成為俯視觀察時呈矩形框狀，上述蓋內(nèi)周面形成于上述蓋凹槽部的內(nèi)側(cè)，上述蓋外周面形成于上述蓋凹槽部的外側(cè)的、比上述蓋內(nèi)周面高的位置，在上述摩擦壓接工序中，將上述側(cè)壁部的上表面與上述蓋內(nèi)周面對接。
[0031]根據(jù)上述制造方法，由于通過摩擦壓接形成的飛邊被收納在各凹槽部中，因此，能省略切削飛邊的工時。
[0032]此外，本發(fā)明的接合方法的特征在是，包括:摩擦壓接工序，在該摩擦壓接工序中，對第一金屬構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件進(jìn)行摩擦壓接；以及焊接工序，在該焊接工序中，將在上述第一金屬構(gòu)件及上述第二金屬構(gòu)件的至少一方的外側(cè)面上產(chǎn)生的飛邊作為焊接添加件，來對上述外側(cè)面彼此進(jìn)行焊接。
[0033]此外，較為理想的是，在上述第一金屬構(gòu)件及上述第二金屬構(gòu)件的相對面中的至少一方形成有凹部。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能提高由第一金屬構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件構(gòu)成的中空容器的水密性及氣密性。
[0034]此外，較為理想的是，在上述焊接工序中，進(jìn)行激光焊接。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能容易地進(jìn)行焊接工序。
[0035]此外，較為理想的是，上述第一金屬構(gòu)件及上述第二金屬構(gòu)件由鋁或鋁合金構(gòu)成。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能制造出重量輕且耐腐蝕性優(yōu)異的中空容器。
[0036]摩擦壓接雖然是固相接合，但由于伴隨著動態(tài)的工藝，因此，存在接合部處的水密性及氣密性容易變得不穩(wěn)定，且在接合部處產(chǎn)生飛邊這樣的問題，但是摩擦壓接具有其接合品質(zhì)不易受到被接合件內(nèi)部的鑄孔、對接面處的間隙、氧化皮膜、污垢等的影響這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0037]另一方面，由于焊接伴隨著利用電弧、激光等熱源使焊接添加件、被接合件表面熔融，因此，其接合品質(zhì)存在容易受到被接合件內(nèi)部的鑄孔、對接面處的間隙、氧化皮膜、污垢等的影響這樣的問題，但是焊接具有水密性及氣密性良好且接合面比較平滑這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0038]因此，本發(fā)明的發(fā)明人想到了能最大限度地靈活應(yīng)用摩擦壓接、焊接各自的優(yōu)點(diǎn)，并能彌補(bǔ)摩擦壓接、焊接各自的技術(shù)問題的工藝，通過該工藝成功實(shí)現(xiàn)顯著提高接合品質(zhì)(氣密性)。
[0039]發(fā)明效果
[0040]根據(jù)本發(fā)明的帶蓋容器的制造方法，能減小帶蓋容器的各接合部位處的強(qiáng)度不均衡，并能提高帶蓋容器的水密性及氣密性。此外，根據(jù)本發(fā)明的接合方法，能去除因摩擦壓接而廣生的飛邊，并能同時提尚接合品質(zhì)。
【附圖說明】
[0041]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的帶蓋容器的分解立體圖。
[0042]圖2是第一實(shí)施方式的主體部的剖視圖。
[0043]圖3是第一實(shí)施方式的蓋部的立體圖。
[0044]圖4是第一實(shí)施方式的蓋部的剖視圖。
[0045]圖5是表示第一實(shí)施方式中的對接狀態(tài)的剖視圖。
[0046]圖6是表不第一實(shí)施方式的摩擦壓接工序的俯視圖。
[0047]圖7是表示第一實(shí)施方式的帶蓋容器的剖視圖。
[0048]圖8是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的摩擦壓接工序的俯視圖。
[0049]圖9是表不第一變形例的圖，其中，圖9 (a)表不接合前，圖9 (b)表不接合后。
[0050]圖10是表示第二變形例的圖，其中，圖10(a)表示接合前，圖10(b)表示接合后。
[0051]圖11是表示第三變形例的圖，其中，圖11(a)表示接合前，圖11(b)表示接合后。
[0052]圖12是本發(fā)明第三實(shí)施方式的帶蓋容器的分解立體圖。
[0053]圖13是第三實(shí)施方式的帶蓋容器的剖視圖。
[0054]圖14(a)是本發(fā)明第四實(shí)施方式的帶蓋容器的俯視圖，圖14(b)表示第四實(shí)施方式的帶蓋容器的剖視圖。
[0055]圖15是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的第一金屬構(gòu)件及第二金屬構(gòu)件的立體圖。
[0056]圖16(a)是表示第五實(shí)施方式的摩擦壓接工序的剖視圖，圖16(b)是表示第五實(shí)施方式的焊接工序的剖視圖。
[0057]圖17是用于對實(shí)施例1進(jìn)行說明的圖，其中，圖17 (a)是俯視圖，圖17 (b)是表不摩擦角度與拉伸強(qiáng)度間的關(guān)系的圖表。
[0058]圖18是用于對實(shí)施例2進(jìn)行說明的圖，其中，圖18 (a)是俯視圖，圖18(b)是表不摩擦角度與拉伸強(qiáng)度間的關(guān)系的圖表。
[0059]圖19是實(shí)施例2在各條件下的對接部的剖視圖。
[0060]圖20是對實(shí)施例3的接合條件進(jìn)行匯總的表。
[0061]圖21是表示實(shí)施例3的摩擦角度與壓力降低率間的關(guān)