接合方法、中空容器及带盖中空容器的制造方法
【专利说明】接合方法、中空容器及带盖中空容器的制造方法
[0001]本发明专利申请是国际申请号为PCT/JP2012/075306，国际申请日为2013年04月25日，进入中国国家阶段的申请号为201280050980.5，名称为“带盖容器的制造方法及接合方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种接合方法、中空容器及带盖中空容器的制造方法。
【背景技术】
[0003]例如，在专利文献1、2中公开了通过摩擦压接将呈圆柱状的金属构件彼此接合的方法。在这种接合方法中，通过将一对圆柱状的金属构件的端面朝彼此靠近的方向按压并使其绕着中心轴高速旋转，从而在接合面上产生摩擦热来将两个构件接合。在现有的接合方法中，金属构件的端面彼此呈圆形状，因此，只要使金属构件绕中心轴旋转，就能没有偏向地产生摩擦热。
[0004]另一方面，摩擦压接具有工件的应变小且加工速度快这样的优点。然而，摩擦压接虽然是固相接合，但伴随着动态的工艺，因此，存在接合部处的水密性及气密性容易变得不稳定，而在接合部处产生飞边这样的问题。例如，在专利文献2中，提出了一种以能将切削刀自动地定位于外飞边的方式加以改进的摩擦压接机用的外飞边切削装置。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利特开2009 - 107006号公报
[0008]专利文献2:日本专利特开平07 - 51902号公报
[0009]专利文献3:日本专利特开2005 - 251595号公报
[0010]专利文献4:日本专利特开平08 - 215863号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的技术问题
[0012]在此，图32是用于对技术问题进行说明的图，其中，图32(a)是接合前的分解立体图，图32(b)是接合后的示意俯视图。在此，例示了通过摩擦压接将俯视观察时呈长方形的主体部201和俯视观察时呈长方形的盖部202接合来制造出带盖容器的情况。主体部201具有底部203和从底部203的端部立设的框状的侧壁部204。盖部202覆盖主体部201的开口的板状构件。
[0013]当对俯视观察时呈长方形的构件进行摩擦压接时，无法像现有技术那样使金属构件彼此旋转。因此，在将侧壁部204的上表面与盖部202的下表面对接之后，例如，如图32 (b)所示，可想到使主体部201和盖部202与侧壁部204的长边的延伸方向平行地相对地往复移动来进行接合。
[0014]若对这样接合后的带盖容器的M点和N点处的拉伸强度进行测定，可知N点的拉伸强度比M点的拉伸强度低得多。可以想到这是由于在M点和N点处摩擦压接时产生的摩擦热的差较大，因而对接合强度也造成影响。
[0015]另外，若对这样接合后的带盖容器的气密性进行测定，可知气密性非常低。可以想到这是由于在M点和N点处摩擦压接时的磨损粉移动距离的差较大，因而对气密性也造成影响。
[0016]另一方面，在专利文献3中，提出了一种高频感应加热线圈装置，该高频感应加热线圈装置在去除由切削加工产生的飞边之前，通过高频感应加热将飞边整体高频感应加热至恰当的温度，从而能使后续的飞边切削去除简化及高效化。
[0017]另外，还提出了一种用于不需要切除摩擦压接时产生的飞边的方法。例如，在专利文献4中，提出了一种摩擦压接方法，在该摩擦压接方法中，在使相对且被把持的一对基材彼此相对旋转并使其接触而发热，在基材接触端部熔融后，进一步对基材彼此进行按压来进行接合，其中，包括朝与飞边产生方向相对的方向施力，来将对基材彼此进行按压时在基材接合部产生的飞边按压成形的工序。
[0018]然而，在上述方法中，实现该方法的装置的机构变得复杂，另外，因增加一个工序而成为成本上升的主要原因。
[0019]从上述观点出发，本发明的技术问题在于提供一种能减小带盖容器的各接合部位的强度的不均衡，且能提高带盖容器的水密性及气密性的带盖容器的制造方法。此外，本发明的技术问题在于提供一种能去除因摩擦压接而产生的飞边、并能同时提高接合品质的接合方法。
[0020]解决技术问题所采用的技术方案
[0021]为了解决上述技术问题，本发明的带盖容器的制造方法的特征是，包括:准备工序，在该准备工序中，准备主体部和盖部，其中，上述主体部包括底部和立设于该底部的俯视观察时呈矩形框状的侧壁部，上述盖部将上述主体部的开口堵塞；以及摩擦压接工序，在该摩擦压接工序中，将上述侧壁部的上表面与上述盖部的下表面对接来形成对接部，在俯视观察时，使上述主体部及上述盖部沿着相对于上述对接部的一边倾斜的基准线相对地且直线地往复移动来进行摩擦压接。
[0022]根据上述制造方法，由于在摩擦压接工序中使构件彼此倾斜地直线移动，因此，能减小各接合部位处的摩擦热的差，进而能减小带盖容器的各接合部处的强度的不均衡。另夕卜，由于在摩擦压接工序中使构件彼此倾斜地直线移动，因此，能减小各接合部位处的磨损粉移动距离的差，进而能提高带盖容器的水密性及气密性。
[0023]此外，较为理想的是，在上述摩擦压接工序中上述对接部呈正方形的情况下，将上述基准线设定在相对于上述对接部的对角线±30°的范围内。
[0024]此外，较为理想的是，在上述摩擦压接工序中上述对接部呈长方形的情况下，将上述基准线设定在相对于上述对接部的对角线±20°的范围内。
[0025]此外，较为理想的是，在上述摩擦压接工序中，将上述基准线设定为与上述对接部的对角线平行。
[0026]根据上述制造方法，在对主体部与盖进行摩擦压接时，能减小在各接合部位产生的摩擦热的不均衡，因而能进一步减小带盖容器的各接合部位处的强度的不均衡。
[0027]此外，在上述摩擦压接工序中，较为理想的是，将上述对接部的一边和上述基准线所成的角度设定为35°?55°，更为理想的是设定为40°?50°，最为理想的是设定为45。。
[0028]根据上述制造方法，在对主体部与盖进行摩擦压接时，能减小各接合部位处的磨损粉移动距离的不均衡，因而能提高带盖容器的水密性及气密性。
[0029]此外，较为理想的是，在上述侧壁部的上表面形成有主体凹槽部、主体内周面及主体外周面，其中，上述主体凹槽部形成为俯视观察时呈矩形框状，上述主体内周面形成于上述主体凹槽部的内侧，上述主体外周面形成于上述主体凹槽部的外侧的、比上述主体内周面低的位置，在上述摩擦压接工序中，将上述主体内周面与上述盖部的下表面对接。
[0030]此外，较为理想的是，在上述盖部的下表面形成有盖凹槽部、盖内周面及盖外周面，其中，上述盖凹槽部形成为俯视观察时呈矩形框状，上述盖内周面形成于上述盖凹槽部的内侧，上述盖外周面形成于上述盖凹槽部的外侧的、比上述盖内周面高的位置，在上述摩擦压接工序中，将上述侧壁部的上表面与上述盖内周面对接。
[0031]根据上述制造方法，由于通过摩擦压接形成的飞边被收纳在各凹槽部中，因此，能省略切削飞边的工时。
[0032]此外，本发明的接合方法的特征在是，包括:摩擦压接工序，在该摩擦压接工序中，对第一金属构件和第二金属构件进行摩擦压接；以及焊接工序，在该焊接工序中，将在上述第一金属构件及上述第二金属构件的至少一方的外侧面上产生的飞边作为焊接添加件，来对上述外侧面彼此进行焊接。
[0033]此外，较为理想的是，在上述第一金属构件及上述第二金属构件的相对面中的至少一方形成有凹部。根据上述结构，能提高由第一金属构件和第二金属构件构成的中空容器的水密性及气密性。
[0034]此外，较为理想的是，在上述焊接工序中，进行激光焊接。根据上述结构，能容易地进行焊接工序。
[0035]此外，较为理想的是，上述第一金属构件及上述第二金属构件由铝或铝合金构成。根据上述结构，能制造出重量轻且耐腐蚀性优异的中空容器。
[0036]摩擦压接虽然是固相接合，但由于伴随着动态的工艺，因此，存在接合部处的水密性及气密性容易变得不稳定，且在接合部处产生飞边这样的问题，但是摩擦压接具有其接合品质不易受到被接合件内部的铸孔、对接面处的间隙、氧化皮膜、污垢等的影响这样的优点。
[0037]另一方面，由于焊接伴随着利用电弧、激光等热源使焊接添加件、被接合件表面熔融，因此，其接合品质存在容易受到被接合件内部的铸孔、对接面处的间隙、氧化皮膜、污垢等的影响这样的问题，但是焊接具有水密性及气密性良好且接合面比较平滑这样的优点。
[0038]因此，本发明的发明人想到了能最大限度地灵活应用摩擦压接、焊接各自的优点，并能弥补摩擦压接、焊接各自的技术问题的工艺，通过该工艺成功实现显著提高接合品质(气密性)。
[0039]发明效果
[0040]根据本发明的带盖容器的制造方法，能减小带盖容器的各接合部位处的强度不均衡，并能提高带盖容器的水密性及气密性。此外，根据本发明的接合方法，能去除因摩擦压接而广生的飞边，并能同时提尚接合品质。
【附图说明】
[0041]图1是本发明第一实施方式的带盖容器的分解立体图。
[0042]图2是第一实施方式的主体部的剖视图。
[0043]图3是第一实施方式的盖部的立体图。
[0044]图4是第一实施方式的盖部的剖视图。
[0045]图5是表示第一实施方式中的对接状态的剖视图。
[0046]图6是表不第一实施方式的摩擦压接工序的俯视图。
[0047]图7是表示第一实施方式的带盖容器的剖视图。
[0048]图8是表示本发明第二实施方式的摩擦压接工序的俯视图。
[0049]图9是表不第一变形例的图，其中，图9 (a)表不接合前，图9 (b)表不接合后。
[0050]图10是表示第二变形例的图，其中，图10(a)表示接合前，图10(b)表示接合后。
[0051]图11是表示第三变形例的图，其中，图11(a)表示接合前，图11(b)表示接合后。
[0052]图12是本发明第三实施方式的带盖容器的分解立体图。
[0053]图13是第三实施方式的带盖容器的剖视图。
[0054]图14(a)是本发明第四实施方式的带盖容器的俯视图，图14(b)表示第四实施方式的带盖容器的剖视图。
[0055]图15是表示本发明第五实施方式的第一金属构件及第二金属构件的立体图。
[0056]图16(a)是表示第五实施方式的摩擦压接工序的剖视图，图16(b)是表示第五实施方式的焊接工序的剖视图。
[0057]图17是用于对实施例1进行说明的图，其中，图17 (a)是俯视图，图17 (b)是表不摩擦角度与拉伸强度间的关系的图表。
[0058]图18是用于对实施例2进行说明的图，其中，图18 (a)是俯视图，图18(b)是表不摩擦角度与拉伸强度间的关系的图表。
[0059]图19是实施例2在各条件下的对接部的剖视图。
[0060]图20是对实施例3的接合条件进行汇总的表。
[0061]图21是表示实施例3的摩擦角度与压力降低率间的关