JP2000317654A - 金属製容器及びその製造方法 - Google Patents
金属製容器及びその製造方法Info
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- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Rigid Containers With Two Or More Constituent Elements (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 良好に薄肉化することができると共に内容物
の加熱及び漏出を良好に防止することのできる金属製容
器の提供。 【解決手段】 アルミニウム合金からなる断面田の字型
に構成された押出し材からなる容器本体１４の開口部
に、アルミニウム合金からなる蓋２４をはめ込んだ。容
器本体１４の内部には蓋２４を支えるように樹脂内容物
を挿入し、蓋２４の上面と容器本体１４の開口部側端縁
１４ｂとを同一平面上に配設した上で、回転工具２８で
摩擦攪拌接合を行った。摩擦攪拌接合では入熱が少ない
ため、歪みが少なく薄肉化が可能となると共に、内容物
の加熱を防止することができる。また、ブローホール等
の欠陥もなく、内容物の漏出を防止することができる。
更に、容器本体１４の中柱１４ａよりも太い柱２８ｂを
有する回転工具２８を用いため、中柱１４ａを挟んで対
向配置される二つの蓋２４が同時に接合された。
の加熱及び漏出を良好に防止することのできる金属製容
器の提供。 【解決手段】 アルミニウム合金からなる断面田の字型
に構成された押出し材からなる容器本体１４の開口部
に、アルミニウム合金からなる蓋２４をはめ込んだ。容
器本体１４の内部には蓋２４を支えるように樹脂内容物
を挿入し、蓋２４の上面と容器本体１４の開口部側端縁
１４ｂとを同一平面上に配設した上で、回転工具２８で
摩擦攪拌接合を行った。摩擦攪拌接合では入熱が少ない
ため、歪みが少なく薄肉化が可能となると共に、内容物
の加熱を防止することができる。また、ブローホール等
の欠陥もなく、内容物の漏出を防止することができる。
更に、容器本体１４の中柱１４ａよりも太い柱２８ｂを
有する回転工具２８を用いため、中柱１４ａを挟んで対
向配置される二つの蓋２４が同時に接合された。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属製の容器本体
と金属製の蓋とを接合してなる金属製容器、及びその製
造方法に関し、詳しくは、アルミニウム合金等の比較的
軟質の金属からなる金属製容器及びその製造方法に関す
る。
と金属製の蓋とを接合してなる金属製容器、及びその製
造方法に関し、詳しくは、アルミニウム合金等の比較的
軟質の金属からなる金属製容器及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、金属製の容器本体と金属製の
蓋とを接合してなる金属製容器は、ボンベ，タンク，サ
イロ，真空容器，電池ケース，給排水設備，熱交換器
等、種々の用途に使用されている。また、この種の金属
製容器では、容器本体と蓋とは不活性ガスアーク溶接等
の溶接によって接合されるのが一般的である。
蓋とを接合してなる金属製容器は、ボンベ，タンク，サ
イロ，真空容器，電池ケース，給排水設備，熱交換器
等、種々の用途に使用されている。また、この種の金属
製容器では、容器本体と蓋とは不活性ガスアーク溶接等
の溶接によって接合されるのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の不活
性ガスアーク溶接では、溶接時の入熱が大きく、一旦溶
融した金属が凝固する際、熱収縮によって容器に歪みが
生じる。このため、あまり薄肉の容器を製造することが
できず、３〜４ｍｍの厚さが限界であった。更に、内容
物が加熱してはいけないもの（例えば、爆発物や低温で
気化するもの）である場合は、蓋等を一層分厚くして、
溶接部から内容物を隔離する必要がある。また、不活性
ガスアーク溶接では、特有のブローホールや高温割れが
接合部に生じ、場合によっては内容物が漏れ出す可能性
がある。このため、不活性ガスアーク溶接によって金属
製容器を製造する場合、品質管理に多大な労力が必要と
なる。
性ガスアーク溶接では、溶接時の入熱が大きく、一旦溶
融した金属が凝固する際、熱収縮によって容器に歪みが
生じる。このため、あまり薄肉の容器を製造することが
できず、３〜４ｍｍの厚さが限界であった。更に、内容
物が加熱してはいけないもの（例えば、爆発物や低温で
気化するもの）である場合は、蓋等を一層分厚くして、
溶接部から内容物を隔離する必要がある。また、不活性
ガスアーク溶接では、特有のブローホールや高温割れが
接合部に生じ、場合によっては内容物が漏れ出す可能性
がある。このため、不活性ガスアーク溶接によって金属
製容器を製造する場合、品質管理に多大な労力が必要と
なる。
【０００４】一方、入熱が少なく軟化や歪みの程度が軽
い接合方法として、近年、摩擦撹拌接合が考えられてい
る（例えば、特許２７１２８３８号）。この方法は、鋼
鉄等の硬質の裏当ての上にアルミニウム合金等の軟質素
材を突き合わせて拘束し、その突き合わせ部分に沿って
硬質のピン型の回転工具を高速回転させながら移動させ
る方法である。この方法は、接合部が溶融しないのが特
徴で、接合部の温度もそれ程上昇しない。しかしなが
ら、この摩擦撹拌接合では硬質の裏当てを使用すること
が必須とされており、金属製容器等の中空材に対しては
応用することが全く考えられていない。
い接合方法として、近年、摩擦撹拌接合が考えられてい
る（例えば、特許２７１２８３８号）。この方法は、鋼
鉄等の硬質の裏当ての上にアルミニウム合金等の軟質素
材を突き合わせて拘束し、その突き合わせ部分に沿って
硬質のピン型の回転工具を高速回転させながら移動させ
る方法である。この方法は、接合部が溶融しないのが特
徴で、接合部の温度もそれ程上昇しない。しかしなが
ら、この摩擦撹拌接合では硬質の裏当てを使用すること
が必須とされており、金属製容器等の中空材に対しては
応用することが全く考えられていない。
【０００５】そこで、本発明は、裏当てを使用すること
なく摩擦攪拌接合を実施可能とすると共にその摩擦攪拌
接合を金属製容器に応用し、良好に薄肉化することがで
きると共に内容物の加熱及び漏出を良好に防止すること
のできる金属製容器を提供することを目的としてなされ
た。
なく摩擦攪拌接合を実施可能とすると共にその摩擦攪拌
接合を金属製容器に応用し、良好に薄肉化することがで
きると共に内容物の加熱及び漏出を良好に防止すること
のできる金属製容器を提供することを目的としてなされ
た。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達するためになされた請求項１記載の発明は、金属製
の容器本体と、金属製の蓋とを接合してなる金属製容器
であって、上記容器本体と上記蓋とが、両者の突き合わ
せ部分に沿って回転工具を回転しながら移動させること
によって摩擦攪拌接合され、かつ、その接合部が上記容
器本体または上記蓋の内側面に達しない状態に設けられ
ることを特徴としている。
を達するためになされた請求項１記載の発明は、金属製
の容器本体と、金属製の蓋とを接合してなる金属製容器
であって、上記容器本体と上記蓋とが、両者の突き合わ
せ部分に沿って回転工具を回転しながら移動させること
によって摩擦攪拌接合され、かつ、その接合部が上記容
器本体または上記蓋の内側面に達しない状態に設けられ
ることを特徴としている。
【０００７】このように構成された本発明では、容器本
体と蓋とを摩擦攪拌接合によって接合しているので、容
器本体や蓋の構成部材に対して入熱が少なく、それらの
部材に発生する軟化や歪みの程度も軽い。このため、内
容物に対する熱的な影響も少なく薄肉化も容易である。
また、本発明では、摩擦攪拌接合の接合部が容器本体ま
たは蓋の内側面まで達していないので、裏当てを使用す
ることなく摩擦攪拌接合が実施でき、この摩擦攪拌接合
を中空の金属製容器にも容易に応用することができる。
更に、摩擦攪拌接合では、ブローホールや高温割れも発
生しない。
体と蓋とを摩擦攪拌接合によって接合しているので、容
器本体や蓋の構成部材に対して入熱が少なく、それらの
部材に発生する軟化や歪みの程度も軽い。このため、内
容物に対する熱的な影響も少なく薄肉化も容易である。
また、本発明では、摩擦攪拌接合の接合部が容器本体ま
たは蓋の内側面まで達していないので、裏当てを使用す
ることなく摩擦攪拌接合が実施でき、この摩擦攪拌接合
を中空の金属製容器にも容易に応用することができる。
更に、摩擦攪拌接合では、ブローホールや高温割れも発
生しない。
【０００８】従って、本発明の金属製容器では、良好に
薄肉化することができると共に、内容物の加熱及び漏出
を良好に防止することができる。請求項２記載の発明
は、請求項１記載の構成に加え、上記容器本体の開口部
が、上記蓋を上記容器本体の内部側から支持する支持部
を有すると共に、上記支持部によって支持された上記蓋
と上記容器本体との突き合わせ部分の端縁が上記容器本
体の表面に露出し、該突き合わせ部分の端縁に沿って上
記摩擦攪拌接合がなされたことを特徴としている。
薄肉化することができると共に、内容物の加熱及び漏出
を良好に防止することができる。請求項２記載の発明
は、請求項１記載の構成に加え、上記容器本体の開口部
が、上記蓋を上記容器本体の内部側から支持する支持部
を有すると共に、上記支持部によって支持された上記蓋
と上記容器本体との突き合わせ部分の端縁が上記容器本
体の表面に露出し、該突き合わせ部分の端縁に沿って上
記摩擦攪拌接合がなされたことを特徴としている。
【０００９】本発明では、容器本体の開口部に設けられ
た支持部が、蓋を容器本体の内部側から支持する。この
ため、摩擦攪拌接合に先立ち、アーク溶接等によって蓋
を容器本体に仮止めしたりジグで蓋を固定したりしなく
ても、蓋を容器本体の開口部に良好に支持することがで
きる。しかも、このように蓋を支持すると、蓋と容器本
体との突き合わせ部分の端縁が容器本体の表面に露出す
るので、その突き合わせ部分の端縁に沿って容易に上記
摩擦攪拌接合を行うことができる。
た支持部が、蓋を容器本体の内部側から支持する。この
ため、摩擦攪拌接合に先立ち、アーク溶接等によって蓋
を容器本体に仮止めしたりジグで蓋を固定したりしなく
ても、蓋を容器本体の開口部に良好に支持することがで
きる。しかも、このように蓋を支持すると、蓋と容器本
体との突き合わせ部分の端縁が容器本体の表面に露出す
るので、その突き合わせ部分の端縁に沿って容易に上記
摩擦攪拌接合を行うことができる。
【００１０】従って、本発明の金属製容器では、請求項
１記載の発明の効果に加えて、製造を一層容易にするこ
とができ、延いては、その金属製容器の製造コストを一
層良好に低減することができるといった効果が生じる。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成に
加え、上記容器本体と上記蓋との突き合わせ部分が、上
記容器本体内部から隔離する方向に延出し、該延出した
上記突き合わせ部分の先端が上記摩擦攪拌接合されたこ
とを特徴としている。
１記載の発明の効果に加えて、製造を一層容易にするこ
とができ、延いては、その金属製容器の製造コストを一
層良好に低減することができるといった効果が生じる。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成に
加え、上記容器本体と上記蓋との突き合わせ部分が、上
記容器本体内部から隔離する方向に延出し、該延出した
上記突き合わせ部分の先端が上記摩擦攪拌接合されたこ
とを特徴としている。
【００１１】本発明では、容器本体と蓋との突き合わせ
部分が、容器本体内部から隔離する方向に延出してい
る。このような構成は、例えば、蓋を、外周部が容器本
体の開口方向に屈曲した皿状に構成し、その外周部を容
器本体の内側面にはめ込むことによって可能となる。そ
して、本発明の金属製容器は、このように延出した上記
突き合わせ部分の先端が摩擦攪拌接合されている。この
ように、容器本体内部から隔離する方向に延出した部分
で摩擦攪拌接合を行う場合、内容物に対する熱的な影響
が一層少なくなる。また、上記延出した部分をジグで挟
めば、いわゆるへり接合（或いは、拝み接合ともいう）
の状態となって、蓋を容器本体の開口部に極めて容易に
支持することができる。
部分が、容器本体内部から隔離する方向に延出してい
る。このような構成は、例えば、蓋を、外周部が容器本
体の開口方向に屈曲した皿状に構成し、その外周部を容
器本体の内側面にはめ込むことによって可能となる。そ
して、本発明の金属製容器は、このように延出した上記
突き合わせ部分の先端が摩擦攪拌接合されている。この
ように、容器本体内部から隔離する方向に延出した部分
で摩擦攪拌接合を行う場合、内容物に対する熱的な影響
が一層少なくなる。また、上記延出した部分をジグで挟
めば、いわゆるへり接合（或いは、拝み接合ともいう）
の状態となって、蓋を容器本体の開口部に極めて容易に
支持することができる。
【００１２】従って、本発明の金属製容器では、請求項
１または２記載の発明の効果に加えて、内容物の加熱を
一層良好に防止することができると共に、製造を一層容
易にして製造コストを一層低減することができるといっ
た効果が生じる。請求項４記載の発明は、金属製の容器
本体と、金属製の蓋とを接合して金属製容器を製造する
金属製容器の製造方法であって、上記容器本体と上記蓋
とを、両者の突き合わせ部分に沿って回転工具を回転し
ながら移動させることによって摩擦攪拌接合し、かつ、
その接合部を上記容器本体または上記蓋の内側面に達し
ない状態に設けることを特徴としている。
１または２記載の発明の効果に加えて、内容物の加熱を
一層良好に防止することができると共に、製造を一層容
易にして製造コストを一層低減することができるといっ
た効果が生じる。請求項４記載の発明は、金属製の容器
本体と、金属製の蓋とを接合して金属製容器を製造する
金属製容器の製造方法であって、上記容器本体と上記蓋
とを、両者の突き合わせ部分に沿って回転工具を回転し
ながら移動させることによって摩擦攪拌接合し、かつ、
その接合部を上記容器本体または上記蓋の内側面に達し
ない状態に設けることを特徴としている。
【００１３】このように、本発明の製造方法では、容器
本体と蓋とを摩擦攪拌接合によって接合しているので、
容器本体や蓋の構成部材に対して入熱が少なく、それら
の部材に発生する軟化や歪みの程度も軽い。このため、
内容物に対する熱的な影響も少なく薄肉化も容易であ
る。また、本発明では、摩擦攪拌接合の接合部が容器本
体または蓋の内側面まで達していないので、裏当てを使
用することなく摩擦攪拌接合が実施でき、この摩擦攪拌
接合を中空の金属製容器にも容易に応用することができ
る。更に、摩擦攪拌接合ではブローホールや高温割れも
発生しない。
本体と蓋とを摩擦攪拌接合によって接合しているので、
容器本体や蓋の構成部材に対して入熱が少なく、それら
の部材に発生する軟化や歪みの程度も軽い。このため、
内容物に対する熱的な影響も少なく薄肉化も容易であ
る。また、本発明では、摩擦攪拌接合の接合部が容器本
体または蓋の内側面まで達していないので、裏当てを使
用することなく摩擦攪拌接合が実施でき、この摩擦攪拌
接合を中空の金属製容器にも容易に応用することができ
る。更に、摩擦攪拌接合ではブローホールや高温割れも
発生しない。
【００１４】従って、本発明の製造方法では、製造され
る金属製容器を良好に薄肉化することができると共に、
その金属製容器の内容物の加熱及び漏出を良好に防止す
ることができる。請求項５記載の発明は、請求項４記載
の構成に加え、上記容器本体の開口部側端縁と上記蓋の
表面とが同一平面上に配設され、かつ、両者の隙間が上
記容器本体の側壁肉厚の１０％未満となるように、上記
容器本体に対して上記蓋を位置決めし、上記隙間に沿っ
て上記摩擦攪拌接合を行うことを特徴としている。
る金属製容器を良好に薄肉化することができると共に、
その金属製容器の内容物の加熱及び漏出を良好に防止す
ることができる。請求項５記載の発明は、請求項４記載
の構成に加え、上記容器本体の開口部側端縁と上記蓋の
表面とが同一平面上に配設され、かつ、両者の隙間が上
記容器本体の側壁肉厚の１０％未満となるように、上記
容器本体に対して上記蓋を位置決めし、上記隙間に沿っ
て上記摩擦攪拌接合を行うことを特徴としている。
【００１５】本発明では、容器本体に対する蓋の位置決
めによって、容器本体の開口部側端縁と蓋の表面とを同
一平面上に配設すると共に、両者の隙間が容器本体の側
壁肉厚の１０％未満となるようにしている。このため、
上記隙間に沿って摩擦攪拌接合を行えば、その摩擦攪拌
接合が極めて良好に実施できる。
めによって、容器本体の開口部側端縁と蓋の表面とを同
一平面上に配設すると共に、両者の隙間が容器本体の側
壁肉厚の１０％未満となるようにしている。このため、
上記隙間に沿って摩擦攪拌接合を行えば、その摩擦攪拌
接合が極めて良好に実施できる。
【００１６】従って、本発明では、請求項４記載の発明
の効果に加えて、金属製容器の製造を一層容易にするこ
とができると共に、蓋と容器本体との接合状態も一層良
好にすることができるといった効果が生じる。よって、
本発明にて製造された金属製容器は、内容物の漏出を一
層良好に防止できる優れたものとなる。
の効果に加えて、金属製容器の製造を一層容易にするこ
とができると共に、蓋と容器本体との接合状態も一層良
好にすることができるといった効果が生じる。よって、
本発明にて製造された金属製容器は、内容物の漏出を一
層良好に防止できる優れたものとなる。
【００１７】請求項６記載の発明は、外周部が上記容器
本体の開口方向に屈曲した皿状に構成された上記蓋を、
上記容器本体に接合して金属製容器を製造する請求項４
または５記載の金属製容器の製造方法であって、上記蓋
の上記外周部端縁と上記容器本体の開口部側端縁とが同
一平面上に配設されるように、上記容器本体に対して上
記蓋を位置決めし、更に、上記蓋の外周部を外側方向に
ジグで押圧しながら上記各端縁の突き合わせ部分に沿っ
て上記摩擦攪拌接合を行うことを特徴としている。
本体の開口方向に屈曲した皿状に構成された上記蓋を、
上記容器本体に接合して金属製容器を製造する請求項４
または５記載の金属製容器の製造方法であって、上記蓋
の上記外周部端縁と上記容器本体の開口部側端縁とが同
一平面上に配設されるように、上記容器本体に対して上
記蓋を位置決めし、更に、上記蓋の外周部を外側方向に
ジグで押圧しながら上記各端縁の突き合わせ部分に沿っ
て上記摩擦攪拌接合を行うことを特徴としている。
【００１８】本発明では、外周部が容器本体の開口方向
に屈曲した皿状に構成された蓋を使用し、容器本体に対
して蓋を位置決めすることにより、その蓋の外周部端縁
と容器本体の開口部側端縁とを同一平面上に配設してい
る。更に、本発明では、上記屈曲した蓋の外周部を外側
方向にジグで押圧しながら上記各端縁の突き合わせ部分
に沿って摩擦攪拌接合を行っている。このため、容器本
体内部から隔離した部分で摩擦攪拌接合が行われること
になり、内容物に対する熱的な影響が一層少なくなる。
また、前述のようにジグで押圧することにより、いわゆ
るへり接合（或いは、拝み接合ともいう）の状態となっ
て、蓋を容器本体の開口部に極めて容易に支持すること
ができる。
に屈曲した皿状に構成された蓋を使用し、容器本体に対
して蓋を位置決めすることにより、その蓋の外周部端縁
と容器本体の開口部側端縁とを同一平面上に配設してい
る。更に、本発明では、上記屈曲した蓋の外周部を外側
方向にジグで押圧しながら上記各端縁の突き合わせ部分
に沿って摩擦攪拌接合を行っている。このため、容器本
体内部から隔離した部分で摩擦攪拌接合が行われること
になり、内容物に対する熱的な影響が一層少なくなる。
また、前述のようにジグで押圧することにより、いわゆ
るへり接合（或いは、拝み接合ともいう）の状態となっ
て、蓋を容器本体の開口部に極めて容易に支持すること
ができる。
【００１９】従って、本発明では、請求項４または５記
載の発明の効果に加えて、製造される金属製容器の内容
物の加熱を一層良好に防止することができると共に、そ
の金属製容器の製造を一層容易にすることができるとい
った効果が生じる。請求項７記載の発明は、内部を複数
の空間に区画する中柱を備えた上記容器本体に対して、
上記中柱の開口部側端縁と上記容器本体の開口部側端縁
とによって囲まれた部分に上記蓋をはめ込んで上記摩擦
攪拌接合を行う請求項４〜６のいずれかに記載の金属製
容器の製造方法であって、上記中柱を挟んで二つの上記
蓋が対向配置される部分では、その両方の蓋と上記中柱
との間に同時に接合部が形成されるように上記摩擦攪拌
接合を行うことを特徴としている。
載の発明の効果に加えて、製造される金属製容器の内容
物の加熱を一層良好に防止することができると共に、そ
の金属製容器の製造を一層容易にすることができるとい
った効果が生じる。請求項７記載の発明は、内部を複数
の空間に区画する中柱を備えた上記容器本体に対して、
上記中柱の開口部側端縁と上記容器本体の開口部側端縁
とによって囲まれた部分に上記蓋をはめ込んで上記摩擦
攪拌接合を行う請求項４〜６のいずれかに記載の金属製
容器の製造方法であって、上記中柱を挟んで二つの上記
蓋が対向配置される部分では、その両方の蓋と上記中柱
との間に同時に接合部が形成されるように上記摩擦攪拌
接合を行うことを特徴としている。
【００２０】本発明では、内部を複数の空間に区画する
中柱を備えた容器本体に対して、その中柱の開口部側端
縁と容器本体の開口部側端縁とによって囲まれた部分に
蓋をはめ込んでいる。この場合、中柱によって区画され
た隣接する二つの空間をそれぞれ封止する一対の蓋は、
その中柱を挟んで対向配置される。そこで、本発明で
は、中柱を挟んで二つの蓋が対向配置される部分では、
その両方の蓋と中柱との間に同時に接合部が形成される
ように摩擦攪拌接合を行っている。このため、中柱と上
記一方の蓋との接合、及び、中柱と上記他方の蓋との接
合が、１回の摩擦攪拌接合によって終了する。
中柱を備えた容器本体に対して、その中柱の開口部側端
縁と容器本体の開口部側端縁とによって囲まれた部分に
蓋をはめ込んでいる。この場合、中柱によって区画され
た隣接する二つの空間をそれぞれ封止する一対の蓋は、
その中柱を挟んで対向配置される。そこで、本発明で
は、中柱を挟んで二つの蓋が対向配置される部分では、
その両方の蓋と中柱との間に同時に接合部が形成される
ように摩擦攪拌接合を行っている。このため、中柱と上
記一方の蓋との接合、及び、中柱と上記他方の蓋との接
合が、１回の摩擦攪拌接合によって終了する。
【００２１】従って、本発明では、請求項４〜６のいず
れかに記載の発明の効果に加えて、内部が中柱によって
複数の空間に区画された金属製容器を、一層能率的に製
造してその生産性を向上させることができるといった効
果が生じる。請求項８記載の発明は、請求項４〜７のい
ずれかに記載の構成に加え、上記摩擦攪拌接合の終端
を、上記蓋または上記容器本体の母材上に配設すること
を特徴としている。
れかに記載の発明の効果に加えて、内部が中柱によって
複数の空間に区画された金属製容器を、一層能率的に製
造してその生産性を向上させることができるといった効
果が生じる。請求項８記載の発明は、請求項４〜７のい
ずれかに記載の構成に加え、上記摩擦攪拌接合の終端
を、上記蓋または上記容器本体の母材上に配設すること
を特徴としている。
【００２２】摩擦攪拌接合の終端では、他の部分に比較
して接合状態が若干不安定となるが、本発明では、この
終端を蓋または容器本体の母材上に配設している。この
ため、本発明では、蓋と容器本体との接合状態を一層良
好にすることができる。従って、本発明では、請求項４
〜７記載の発明の効果に加えて、蓋と容器本体との接合
状態を一層良好にすることができるといった効果が生じ
る。よって、本発明にて製造された金属製容器は、内容
物の漏出を一層良好に防止できる優れたものとなる。
して接合状態が若干不安定となるが、本発明では、この
終端を蓋または容器本体の母材上に配設している。この
ため、本発明では、蓋と容器本体との接合状態を一層良
好にすることができる。従って、本発明では、請求項４
〜７記載の発明の効果に加えて、蓋と容器本体との接合
状態を一層良好にすることができるといった効果が生じ
る。よって、本発明にて製造された金属製容器は、内容
物の漏出を一層良好に防止できる優れたものとなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。本実施の形態では、図１に概略的に示
すように、アルミニウム合金によって有底の筒状に構成
した容器本体１０の開口部に同じくアルミニウム合金に
よって構成した蓋２０を保持し、両者の突き合わせ部分
に沿って硬質の回転工具２８（図２参照）を高速回転さ
せながら移動させた。これによって、内部が容器本体１
０と蓋２０とによって密閉された金属製容器３０が得ら
れた。
と共に説明する。本実施の形態では、図１に概略的に示
すように、アルミニウム合金によって有底の筒状に構成
した容器本体１０の開口部に同じくアルミニウム合金に
よって構成した蓋２０を保持し、両者の突き合わせ部分
に沿って硬質の回転工具２８（図２参照）を高速回転さ
せながら移動させた。これによって、内部が容器本体１
０と蓋２０とによって密閉された金属製容器３０が得ら
れた。
【００２４】図２は、回転工具２８の構成を表す側面図
である。図２に示すように、回転工具２８は、大径の肩
部２８ａと、その肩部２８ａの下端から突出した小径の
柱２８ｂとから構成され、図示しない駆動系から駆動力
を伝達されることにより、柱２８ｂの中心軸回りに回転
すると共に容器本体１０と蓋２０との突き合わせ部分に
沿って水平移動する。すると、その突き合わせ部分で
は、容器本体１０を構成するアルミニウム合金と蓋２０
を構成するアルミニウム合金とが柱２８ｂによって撹拌
され、接合される。このような摩擦攪拌接合は、入熱が
少なく軟化や歪みの程度が軽い接合方法として知られて
いる。更に、摩擦攪拌接合では、ブローホールや高温割
れも発生しない。
である。図２に示すように、回転工具２８は、大径の肩
部２８ａと、その肩部２８ａの下端から突出した小径の
柱２８ｂとから構成され、図示しない駆動系から駆動力
を伝達されることにより、柱２８ｂの中心軸回りに回転
すると共に容器本体１０と蓋２０との突き合わせ部分に
沿って水平移動する。すると、その突き合わせ部分で
は、容器本体１０を構成するアルミニウム合金と蓋２０
を構成するアルミニウム合金とが柱２８ｂによって撹拌
され、接合される。このような摩擦攪拌接合は、入熱が
少なく軟化や歪みの程度が軽い接合方法として知られて
いる。更に、摩擦攪拌接合では、ブローホールや高温割
れも発生しない。
【００２５】本実施の形態では、容器本体１０と蓋２０
とを摩擦攪拌接合によって接合しているので、それらの
構成部材に歪みが発生したり内容物に熱的な影響が及ん
だりするのを良好に防止することができる。従って、金
属製容器３０では、良好に薄肉化することができると共
に、内容物の加熱及び漏出を良好に防止することができ
る。なお、摩擦攪拌接合は、一般的には、硬質の裏当て
の上にアルミニウム合金等の軟質素材を突き合わせて拘
束した上で実行されるが、本実施の形態では、後述のよ
うに摩擦攪拌接合の接合部４０（図３参照）が容器本体
１０または蓋２０の内側面まで達していないので、裏当
てを使用することなく摩擦攪拌接合が実施できる。以
下、本実施の形態、及び、本発明のその他の実施の形態
を具体的な実施例を挙げて説明する。
とを摩擦攪拌接合によって接合しているので、それらの
構成部材に歪みが発生したり内容物に熱的な影響が及ん
だりするのを良好に防止することができる。従って、金
属製容器３０では、良好に薄肉化することができると共
に、内容物の加熱及び漏出を良好に防止することができ
る。なお、摩擦攪拌接合は、一般的には、硬質の裏当て
の上にアルミニウム合金等の軟質素材を突き合わせて拘
束した上で実行されるが、本実施の形態では、後述のよ
うに摩擦攪拌接合の接合部４０（図３参照）が容器本体
１０または蓋２０の内側面まで達していないので、裏当
てを使用することなく摩擦攪拌接合が実施できる。以
下、本実施の形態、及び、本発明のその他の実施の形態
を具体的な実施例を挙げて説明する。
【００２６】
【実施例】第１実施例 アルミニウム合金６Ｎ０１のＴ１材からなる肉厚６ｍ
ｍ、外径１００ｍｍ、長さ２００ｍｍのパイプ状に構成
された容器本体１１の開口部に、図３（Ａ）に示すよう
に３ｍｍの段差１１ａを形成し、厚さ４ｍｍの同材質の
蓋２１をはめ込んで外周部を鋼製のジグ５０で拘束し
た。柱２８ｂの直径ｄ＝２，柱２８ｂの長さＨ＝２，肩
部２８ａの直径Ｄ＝４（単位ｍｍ：図２参照）の鋼製の
回転工具２８を、回転数２０００ｒｐｍ，接合速度２０
０ｍｍ／分で水平移動させて摩擦攪拌接合を行った。ま
た、この摩擦攪拌接合は、容器本体１１の開口部側端縁
１１ｂと蓋２１の上面とを同一平面上に配設した上で行
った。
ｍ、外径１００ｍｍ、長さ２００ｍｍのパイプ状に構成
された容器本体１１の開口部に、図３（Ａ）に示すよう
に３ｍｍの段差１１ａを形成し、厚さ４ｍｍの同材質の
蓋２１をはめ込んで外周部を鋼製のジグ５０で拘束し
た。柱２８ｂの直径ｄ＝２，柱２８ｂの長さＨ＝２，肩
部２８ａの直径Ｄ＝４（単位ｍｍ：図２参照）の鋼製の
回転工具２８を、回転数２０００ｒｐｍ，接合速度２０
０ｍｍ／分で水平移動させて摩擦攪拌接合を行った。ま
た、この摩擦攪拌接合は、容器本体１１の開口部側端縁
１１ｂと蓋２１の上面とを同一平面上に配設した上で行
った。
【００２７】上記摩擦攪拌接合によって形成された接合
部４０は、図のように蓋２１の下面まで達しておらず、
裏当てを使用することなく良好な接合が行えた。また、
容器本体１１及び蓋２１には殆ど歪みが発生しておら
ず、接合部４０にも欠陥はなく、４ＭＰａの水中で２０
分のエア漏れ試験を行っても漏れは生じなかった。
部４０は、図のように蓋２１の下面まで達しておらず、
裏当てを使用することなく良好な接合が行えた。また、
容器本体１１及び蓋２１には殆ど歪みが発生しておら
ず、接合部４０にも欠陥はなく、４ＭＰａの水中で２０
分のエア漏れ試験を行っても漏れは生じなかった。
【００２８】第２実施例 アルミニウム合金６Ｎ０１のＴ１材からなる肉厚２ｍ
ｍ、外径１００ｍｍ、長さ２００ｍｍのパイプ状に構成
された容器本体１２の開口部に、図３（Ｂ）に示すよう
に０．２ｍｍの段差１２ａを形成し、厚さ４ｍｍの同材
質の蓋２２をはめ込んで外周部を鋼製のジグ５０で拘束
した。ｄ＝２，Ｈ＝２，Ｄ＝４（単位ｍｍ：図２参照）
の鋼製の回転工具２８を、回転数２０００ｒｐｍ，接合
速度２００ｍｍ／分で水平移動させて摩擦攪拌接合を行
った。また、この摩擦攪拌接合は、容器本体１２の開口
部側端縁１２ｂと蓋２２の上面とを同一平面上に配設し
た上で行った。
ｍ、外径１００ｍｍ、長さ２００ｍｍのパイプ状に構成
された容器本体１２の開口部に、図３（Ｂ）に示すよう
に０．２ｍｍの段差１２ａを形成し、厚さ４ｍｍの同材
質の蓋２２をはめ込んで外周部を鋼製のジグ５０で拘束
した。ｄ＝２，Ｈ＝２，Ｄ＝４（単位ｍｍ：図２参照）
の鋼製の回転工具２８を、回転数２０００ｒｐｍ，接合
速度２００ｍｍ／分で水平移動させて摩擦攪拌接合を行
った。また、この摩擦攪拌接合は、容器本体１２の開口
部側端縁１２ｂと蓋２２の上面とを同一平面上に配設し
た上で行った。
【００２９】上記摩擦攪拌接合によって形成された接合
部４０は、蓋２２の下面まで達しておらず、裏当てを使
用することなく良好な接合が行えた。また、容器本体１
２及び蓋２２には殆ど歪みが発生しておらず、接合部４
０にも欠陥はなく、４ＭＰａの水中で２０分のエア漏れ
試験を行っても漏れは生じなかった。
部４０は、蓋２２の下面まで達しておらず、裏当てを使
用することなく良好な接合が行えた。また、容器本体１
２及び蓋２２には殆ど歪みが発生しておらず、接合部４
０にも欠陥はなく、４ＭＰａの水中で２０分のエア漏れ
試験を行っても漏れは生じなかった。
【００３０】第３実施例 アルミニウム合金６Ｎ０１のＴ１材からなる肉厚２ｍ
ｍ、外径１００ｍｍ、長さ２００ｍｍのパイプ状に構成
された容器本体１３の開口部に、図３（Ｃ）に示すよう
に０．２ｍｍの段差１３ａを形成した。アルミニウム合
金５０５２からなる厚さ２ｍｍの板をプレス加工し、外
周部２３ａが容器本体１３の開口方向に屈曲した皿状の
蓋２３を成形して容器本体１３の開口部にはめ込んだ。
容器本体１３の外周部を鋼製のジグ５０で拘束し、蓋２
３の外周部２３ａを外側方向にジグ５３で押圧しなが
ら、ｄ＝２，Ｈ＝２，Ｄ＝４（単位ｍｍ：図２参照）の
鋼製の回転工具２８で摩擦攪拌接合を行った。回転工具
２８は、回転数２０００ｒｐｍ，接合速度２００ｍｍ／
分で水平移動させて上記摩擦攪拌接合を行った。また、
この摩擦攪拌接合は、容器本体１３の開口部側端縁１３
ｂと蓋２３の外周部２３ａの端縁２３ｂとを同一平面上
に配設した上で行った。
ｍ、外径１００ｍｍ、長さ２００ｍｍのパイプ状に構成
された容器本体１３の開口部に、図３（Ｃ）に示すよう
に０．２ｍｍの段差１３ａを形成した。アルミニウム合
金５０５２からなる厚さ２ｍｍの板をプレス加工し、外
周部２３ａが容器本体１３の開口方向に屈曲した皿状の
蓋２３を成形して容器本体１３の開口部にはめ込んだ。
容器本体１３の外周部を鋼製のジグ５０で拘束し、蓋２
３の外周部２３ａを外側方向にジグ５３で押圧しなが
ら、ｄ＝２，Ｈ＝２，Ｄ＝４（単位ｍｍ：図２参照）の
鋼製の回転工具２８で摩擦攪拌接合を行った。回転工具
２８は、回転数２０００ｒｐｍ，接合速度２００ｍｍ／
分で水平移動させて上記摩擦攪拌接合を行った。また、
この摩擦攪拌接合は、容器本体１３の開口部側端縁１３
ｂと蓋２３の外周部２３ａの端縁２３ｂとを同一平面上
に配設した上で行った。
【００３１】上記摩擦攪拌接合によって形成された接合
部４０は、蓋２３の外周部２３ａとその外周に配設され
た容器本体１３の内側部分に収まり、裏当てを使用する
ことなく良好な接合が行えた。また、容器本体１３及び
蓋２３には殆ど歪みが発生しておらず、接合部４０にも
欠陥はなく、４ＭＰａの水中で２０分のエア漏れ試験を
行っても漏れは生じなかった。
部４０は、蓋２３の外周部２３ａとその外周に配設され
た容器本体１３の内側部分に収まり、裏当てを使用する
ことなく良好な接合が行えた。また、容器本体１３及び
蓋２３には殆ど歪みが発生しておらず、接合部４０にも
欠陥はなく、４ＭＰａの水中で２０分のエア漏れ試験を
行っても漏れは生じなかった。
【００３２】第４実施例 図４に示すように、アルミニウム合金６Ｎ０１のＴ１材
からなる肉厚２ｍｍ、長さ２００ｍｍの断面田の字型に
構成された押出し材からなる容器本体１４の開口部（５
０ｍｍ角）に、アルミニウム合金６Ｎ０１のＴ１材から
なる厚さ１０ｍｍ×５０ｍｍ角の蓋２４をはめ込んだ。
容器本体１４の内部には蓋２４を支えるように樹脂内容
物を挿入し、蓋２４の上面と容器本体１４の開口部側端
縁１４ｂとを同一平面上に配設した上で、ｄ＝３，Ｈ＝
２，Ｄ＝６（単位ｍｍ：図２参照）の鋼製の回転工具２
８（図４では便宜上小さく図示した）で摩擦攪拌接合を
行った。また、この摩擦攪拌接合は、回転工具２８を回
転数２０００ｒｐｍ，接合速度２００ｍｍ／分で水平移
動させて行った。
からなる肉厚２ｍｍ、長さ２００ｍｍの断面田の字型に
構成された押出し材からなる容器本体１４の開口部（５
０ｍｍ角）に、アルミニウム合金６Ｎ０１のＴ１材から
なる厚さ１０ｍｍ×５０ｍｍ角の蓋２４をはめ込んだ。
容器本体１４の内部には蓋２４を支えるように樹脂内容
物を挿入し、蓋２４の上面と容器本体１４の開口部側端
縁１４ｂとを同一平面上に配設した上で、ｄ＝３，Ｈ＝
２，Ｄ＝６（単位ｍｍ：図２参照）の鋼製の回転工具２
８（図４では便宜上小さく図示した）で摩擦攪拌接合を
行った。また、この摩擦攪拌接合は、回転工具２８を回
転数２０００ｒｐｍ，接合速度２００ｍｍ／分で水平移
動させて行った。
【００３３】上記摩擦攪拌接合によって形成された接合
部４０は容器本体１４の内面へも蓋２４の内面へも貫通
せず、裏当てを使用することなく良好な接合が行えた。
しかも、容器本体１４の中柱１４ａよりも太い柱２８ｂ
を有する回転工具２８を用いて摩擦攪拌接合を行ったた
め、中柱１４ａを挟んで二つの蓋２４が対向配置される
部分では、その両方の蓋２４と中柱１４ａとの間に同時
に接合部４０を形成することができた。また、容器本体
１４及び蓋２４には殆ど歪みが発生しておらず、接合部
４０にも欠陥は生じなかった。
部４０は容器本体１４の内面へも蓋２４の内面へも貫通
せず、裏当てを使用することなく良好な接合が行えた。
しかも、容器本体１４の中柱１４ａよりも太い柱２８ｂ
を有する回転工具２８を用いて摩擦攪拌接合を行ったた
め、中柱１４ａを挟んで二つの蓋２４が対向配置される
部分では、その両方の蓋２４と中柱１４ａとの間に同時
に接合部４０を形成することができた。また、容器本体
１４及び蓋２４には殆ど歪みが発生しておらず、接合部
４０にも欠陥は生じなかった。
【００３４】第５実施例 図５に示すように、アルミニウム合金５０５２のＯ材を
成形し、外周部２５ａが屈曲した皿状に構成された蓋２
５を、第４実施例の容器本体１４と同様に構成した容器
本体１５の開口部にはめ込んで、容器本体１５の開口部
側端縁１５ｂと蓋２５の外周部２５ａの端縁２５ｂとを
同一平面上に配設した。容器本体１５の外周部を鋼製の
ジグ５０で拘束し、蓋２５の外周部２５ａを鋼製のジグ
５５で外側方向に押圧しながら摩擦攪拌接合を行った。
なお、摩擦攪拌接合は、外周部はｄ＝２，Ｈ＝２，Ｄ＝
４（単位ｍｍ：図２参照）の鋼製の回転工具２８を、中
柱部はｄ＝３，Ｈ＝２，Ｄ＝６（単位ｍｍ：図２参照）
の鋼製の回転工具２８を、それぞれ使用し、回転数１０
００ｒｐｍ，接合速度１００ｍｍ／分で水平移動させて
行った。
成形し、外周部２５ａが屈曲した皿状に構成された蓋２
５を、第４実施例の容器本体１４と同様に構成した容器
本体１５の開口部にはめ込んで、容器本体１５の開口部
側端縁１５ｂと蓋２５の外周部２５ａの端縁２５ｂとを
同一平面上に配設した。容器本体１５の外周部を鋼製の
ジグ５０で拘束し、蓋２５の外周部２５ａを鋼製のジグ
５５で外側方向に押圧しながら摩擦攪拌接合を行った。
なお、摩擦攪拌接合は、外周部はｄ＝２，Ｈ＝２，Ｄ＝
４（単位ｍｍ：図２参照）の鋼製の回転工具２８を、中
柱部はｄ＝３，Ｈ＝２，Ｄ＝６（単位ｍｍ：図２参照）
の鋼製の回転工具２８を、それぞれ使用し、回転数１０
００ｒｐｍ，接合速度１００ｍｍ／分で水平移動させて
行った。
【００３５】上記摩擦攪拌接合によって形成された接合
部（図示せず）は、蓋２５の外周部２５ａとその外周に
配設された容器本体１５に収まり、裏当てを使用するこ
となく良好な接合が行えた。しかも、中柱部は容器本体
１５の中柱１５ａよりも太い柱２８ｂを有する回転工具
２８を用いて摩擦攪拌接合を行ったため、中柱１５ａを
挟んで二つの蓋２５が対向配置される部分では、その両
方の蓋２５と中柱１５ａとの間に同時に接合部を形成す
ることができた。また、容器本体１４及び蓋２４には殆
ど歪みが発生しておらず、接合部にも欠陥は生じなかっ
た。
部（図示せず）は、蓋２５の外周部２５ａとその外周に
配設された容器本体１５に収まり、裏当てを使用するこ
となく良好な接合が行えた。しかも、中柱部は容器本体
１５の中柱１５ａよりも太い柱２８ｂを有する回転工具
２８を用いて摩擦攪拌接合を行ったため、中柱１５ａを
挟んで二つの蓋２５が対向配置される部分では、その両
方の蓋２５と中柱１５ａとの間に同時に接合部を形成す
ることができた。また、容器本体１４及び蓋２４には殆
ど歪みが発生しておらず、接合部にも欠陥は生じなかっ
た。
【００３６】第６実施例 図６に示すように、アルミニウム合金６Ｎ０１のＴ５材
からなる肉厚５ｍｍ、内曲率半径５ｍｍ、２００ｍｍ
角、長さ２００ｍｍのパイプ状に構成された容器本体１
６の開口部に、厚さ１０ｍｍの同材質の蓋２６をはめ込
んで外周部を鋼製のジグ（図示せず）で拘束した。ｄ＝
３，Ｈ＝３，Ｄ＝８（単位ｍｍ：図２参照）の鋼製の回
転工具２８を、回転数２０００ｒｐｍ，接合速度２００
ｍｍ／分で水平移動させて摩擦攪拌接合を行った。ま
た、摩擦攪拌接合は、接合開始部４０ａがラップすると
ころまで接合し、容器本体１６の母材上で接合を終了し
た。摩擦攪拌接合の終端を４０ｂで表す。
からなる肉厚５ｍｍ、内曲率半径５ｍｍ、２００ｍｍ
角、長さ２００ｍｍのパイプ状に構成された容器本体１
６の開口部に、厚さ１０ｍｍの同材質の蓋２６をはめ込
んで外周部を鋼製のジグ（図示せず）で拘束した。ｄ＝
３，Ｈ＝３，Ｄ＝８（単位ｍｍ：図２参照）の鋼製の回
転工具２８を、回転数２０００ｒｐｍ，接合速度２００
ｍｍ／分で水平移動させて摩擦攪拌接合を行った。ま
た、摩擦攪拌接合は、接合開始部４０ａがラップすると
ころまで接合し、容器本体１６の母材上で接合を終了し
た。摩擦攪拌接合の終端を４０ｂで表す。
【００３７】上記摩擦攪拌接合によって形成された接合
部４０は、蓋２６の下面まで達しておらず、裏当てを使
用することなく良好な接合が行えた。また、容器本体１
６及び蓋２６には殆ど歪みが発生しておらず、接合部４
０にも欠陥はなく、４ＭＰａの水中で２０分のエア漏れ
試験を行っても漏れは生じなかった。
部４０は、蓋２６の下面まで達しておらず、裏当てを使
用することなく良好な接合が行えた。また、容器本体１
６及び蓋２６には殆ど歪みが発生しておらず、接合部４
０にも欠陥はなく、４ＭＰａの水中で２０分のエア漏れ
試験を行っても漏れは生じなかった。
【００３８】以上説明したように、上記各実施例では、
容器本体１１〜１６（容器本体１０と総称する）と蓋２
１〜２６（蓋２０と総称する）とを摩擦攪拌接合によっ
て接合しているので、容器本体１０や蓋２０の構成部材
に対して入熱が少なく、それらの部材に発生する軟化や
歪みの程度も軽い。このため、内容物に対する熱的な影
響も少なく薄肉化も容易である。また、上記各実施例で
は、摩擦攪拌接合の接合部４０を容器本体１０または蓋
２０の内側面まで貫通させていないので、裏当てを使用
することなく摩擦攪拌接合が実施でき、前述のようにこ
の摩擦攪拌接合を中空の金属製容器にも容易に応用する
ことができる。更に、摩擦攪拌接合ではブローホールや
高温割れも発生しない。従って、上記各実施例では、金
属製容器を良好に薄肉化することができると共に、その
金属製容器の内容物の加熱及び漏出を良好に防止するこ
とができる。
容器本体１１〜１６（容器本体１０と総称する）と蓋２
１〜２６（蓋２０と総称する）とを摩擦攪拌接合によっ
て接合しているので、容器本体１０や蓋２０の構成部材
に対して入熱が少なく、それらの部材に発生する軟化や
歪みの程度も軽い。このため、内容物に対する熱的な影
響も少なく薄肉化も容易である。また、上記各実施例で
は、摩擦攪拌接合の接合部４０を容器本体１０または蓋
２０の内側面まで貫通させていないので、裏当てを使用
することなく摩擦攪拌接合が実施でき、前述のようにこ
の摩擦攪拌接合を中空の金属製容器にも容易に応用する
ことができる。更に、摩擦攪拌接合ではブローホールや
高温割れも発生しない。従って、上記各実施例では、金
属製容器を良好に薄肉化することができると共に、その
金属製容器の内容物の加熱及び漏出を良好に防止するこ
とができる。
【００３９】また、特に第１〜第３実施例では、支持部
としての段差１１ａ〜１３ａによって蓋を２１〜２３を
容器本体１１〜１３の内部側から支持している。このた
め、摩擦攪拌接合に先立って、蓋２１〜２３を、容器本
体１１〜１３にジグで固定したり内容物によって支持し
たりしなくても、蓋２１〜２３を容器本体１１〜１３の
開口部に良好に支持することができる。しかも、このよ
うに蓋２１〜２３を支持すると、図３に示すように蓋２
１〜２３と容器本体１１〜１３との突き合わせ部分の端
縁が容器本体１１〜１３の上面に露出するので、その突
き合わせ部分の端縁に沿って容易に上記摩擦攪拌接合を
行うことができる。
としての段差１１ａ〜１３ａによって蓋を２１〜２３を
容器本体１１〜１３の内部側から支持している。このた
め、摩擦攪拌接合に先立って、蓋２１〜２３を、容器本
体１１〜１３にジグで固定したり内容物によって支持し
たりしなくても、蓋２１〜２３を容器本体１１〜１３の
開口部に良好に支持することができる。しかも、このよ
うに蓋２１〜２３を支持すると、図３に示すように蓋２
１〜２３と容器本体１１〜１３との突き合わせ部分の端
縁が容器本体１１〜１３の上面に露出するので、その突
き合わせ部分の端縁に沿って容易に上記摩擦攪拌接合を
行うことができる。
【００４０】一方、第４及び第５実施例では、内部を複
数の空間に区画する中柱１４ａ，１５ａを備えた容器本
体１４，１５に対して、その中柱１４ａ（または１５
ａ）を挟んで二つの蓋２４（または２５）が対向配置さ
れる部分では、両方の蓋２４（または２５）と中柱１４
ａ（または１５ａ）との間に同時に接合部４０を形成す
ることができる。このため、中柱１４ａ（または１５
ａ）と上記一方の蓋２４（または２５）との接合、及
び、中柱１４ａ（または１５ａ）と上記他方の蓋２４
（または２５）との接合が、１回の摩擦攪拌接合によっ
て終了する。
数の空間に区画する中柱１４ａ，１５ａを備えた容器本
体１４，１５に対して、その中柱１４ａ（または１５
ａ）を挟んで二つの蓋２４（または２５）が対向配置さ
れる部分では、両方の蓋２４（または２５）と中柱１４
ａ（または１５ａ）との間に同時に接合部４０を形成す
ることができる。このため、中柱１４ａ（または１５
ａ）と上記一方の蓋２４（または２５）との接合、及
び、中柱１４ａ（または１５ａ）と上記他方の蓋２４
（または２５）との接合が、１回の摩擦攪拌接合によっ
て終了する。
【００４１】従って、上記第１〜第５実施例では、上記
それぞれの理由により、金属製容器を一層容易にかつ一
層能率的に製造して、その生産性を向上させると共に製
造コストを一層良好に低減することができる。更に、そ
の内の第３及び第５実施例では、蓋２３，２５を、外周
部２３ａ，２５ａが容器本体１３，１５の開口方向に屈
曲した皿状に構成し、その外周部２３ａ，２５ａを容器
本体１３，１５の内側にはめ込んだ上で両者の突き合わ
せ部分の先端を摩擦攪拌接合している。すなわち、容器
本体１３，１５の内部から隔離する方向に延出した部分
で摩擦攪拌接合を行い、内容物に対する熱的な影響を一
層少なくしている。また、第３及び第５実施例では、上
記延出した部分をジグ５３，５５を用いて挟み、いわゆ
るへり接合（或いは、拝み接合ともいう）を行ってい
る。このため、蓋２３，２５を容器本体１３，１５の開
口部に容易に支持することができる。このため、第３及
び第５実施例では、内容物の加熱を一層良好に防止する
と共に、製造を容易にして製造コストを低減することが
できる。
それぞれの理由により、金属製容器を一層容易にかつ一
層能率的に製造して、その生産性を向上させると共に製
造コストを一層良好に低減することができる。更に、そ
の内の第３及び第５実施例では、蓋２３，２５を、外周
部２３ａ，２５ａが容器本体１３，１５の開口方向に屈
曲した皿状に構成し、その外周部２３ａ，２５ａを容器
本体１３，１５の内側にはめ込んだ上で両者の突き合わ
せ部分の先端を摩擦攪拌接合している。すなわち、容器
本体１３，１５の内部から隔離する方向に延出した部分
で摩擦攪拌接合を行い、内容物に対する熱的な影響を一
層少なくしている。また、第３及び第５実施例では、上
記延出した部分をジグ５３，５５を用いて挟み、いわゆ
るへり接合（或いは、拝み接合ともいう）を行ってい
る。このため、蓋２３，２５を容器本体１３，１５の開
口部に容易に支持することができる。このため、第３及
び第５実施例では、内容物の加熱を一層良好に防止する
と共に、製造を容易にして製造コストを低減することが
できる。
【００４２】一方、第６実施例では、摩擦攪拌接合の終
端４０ｂを、容器本体１６の母材上に配設している。摩
擦攪拌接合の終端４０ｂでは、他の部分に比較して接合
状態が若干不安定となるが、第６実施例では、この終端
４０ｂを容器本体１６の母材上に配設しているため、蓋
２６と容器本体１６との接合状態を一層良好にすること
ができる。従って、内容物の漏出を一層良好に防止する
ことができる。なお、終端４０ｂを蓋２６の母材上に配
設しても、ほぼ同様の効果が得られる。
端４０ｂを、容器本体１６の母材上に配設している。摩
擦攪拌接合の終端４０ｂでは、他の部分に比較して接合
状態が若干不安定となるが、第６実施例では、この終端
４０ｂを容器本体１６の母材上に配設しているため、蓋
２６と容器本体１６との接合状態を一層良好にすること
ができる。従って、内容物の漏出を一層良好に防止する
ことができる。なお、終端４０ｂを蓋２６の母材上に配
設しても、ほぼ同様の効果が得られる。
【００４３】次に、容器本体１０と蓋２０との間に許容
される隙間の大きさを調べるため、次のような実験を行
った。すなわち、第４実施例において、蓋２４の代わり
に、アルミニウム合金６Ｎ０１のＴ１材からなる厚さ１
０ｍｍ×４９ｍｍ角の押出し棒をスライスした蓋をはめ
込み、その蓋の上面と容器本体１４の開口部側端縁１４
ｂとを同一平面上に配設した上で、ｄ＝３，Ｈ＝２，Ｄ
＝６（単位ｍｍ：図２参照）の鋼製の回転工具２８で摩
擦攪拌接合を行った。この摩擦攪拌接合は、回転工具２
８を回転数２０００ｒｐｍ，接合速度２００ｍｍ／分で
水平移動させて行った。接合部の断面を見ると、容器本
体１４の開口部側端縁１４ｂと蓋の上面との隙間が１ｍ
ｍあった部分で、接合方向にトンネル状の欠陥が見られ
た。
される隙間の大きさを調べるため、次のような実験を行
った。すなわち、第４実施例において、蓋２４の代わり
に、アルミニウム合金６Ｎ０１のＴ１材からなる厚さ１
０ｍｍ×４９ｍｍ角の押出し棒をスライスした蓋をはめ
込み、その蓋の上面と容器本体１４の開口部側端縁１４
ｂとを同一平面上に配設した上で、ｄ＝３，Ｈ＝２，Ｄ
＝６（単位ｍｍ：図２参照）の鋼製の回転工具２８で摩
擦攪拌接合を行った。この摩擦攪拌接合は、回転工具２
８を回転数２０００ｒｐｍ，接合速度２００ｍｍ／分で
水平移動させて行った。接合部の断面を見ると、容器本
体１４の開口部側端縁１４ｂと蓋の上面との隙間が１ｍ
ｍあった部分で、接合方向にトンネル状の欠陥が見られ
た。
【００４４】この実験より、容器本体１０の開口部側端
縁と蓋２０の表面とを同一平面上に配設すると共に、両
者の隙間が容器本体１０の側壁肉厚の１０％未満となる
ようにした場合に、その摩擦攪拌接合を極めて良好に実
施できることが判った。すなわち、この場合、金属製容
器３０の製造を一層容易にすることができると共に、蓋
２０と容器本体１０との接合状態を一層良好にすること
ができ、延いては、金属製容器３０における内容物の漏
出を一層良好に防止することができる。
縁と蓋２０の表面とを同一平面上に配設すると共に、両
者の隙間が容器本体１０の側壁肉厚の１０％未満となる
ようにした場合に、その摩擦攪拌接合を極めて良好に実
施できることが判った。すなわち、この場合、金属製容
器３０の製造を一層容易にすることができると共に、蓋
２０と容器本体１０との接合状態を一層良好にすること
ができ、延いては、金属製容器３０における内容物の漏
出を一層良好に防止することができる。
【００４５】なお、本発明は上記実施例に何等限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の形態で実施することができる。例えば、上記第１〜第
３実施例では、支持部として段差１１ａ〜１３ａを設け
ることによって蓋２１〜２３を支持しているが、支持部
としてはこの他にも種々の形態が考えられる。例えば、
単なる突起を設けて支持してもよく、次のようにテーパ
部を設けてもよい。また、このように支持部を設ける構
成は、他の実施例に同様に適用してもよい。
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の形態で実施することができる。例えば、上記第１〜第
３実施例では、支持部として段差１１ａ〜１３ａを設け
ることによって蓋２１〜２３を支持しているが、支持部
としてはこの他にも種々の形態が考えられる。例えば、
単なる突起を設けて支持してもよく、次のようにテーパ
部を設けてもよい。また、このように支持部を設ける構
成は、他の実施例に同様に適用してもよい。
【００４６】図７に示す第７実施例は、第５実施例にお
いて蓋２５の外周部２５ａと接する容器本体１５の部分
に、テーパ部１５ｃを設け、かつ、外周部２５ａをその
テーパ部１５ｃに沿って斜めに屈曲させている。この場
合、テーパ部１５ｃと外周部２５ａとの係合によって蓋
２５が支持され、第５実施例の効果に加えて第１〜第３
実施例と同様の効果が生じる。更に、このような支持部
を設ける代わりにアーク溶接等によって仮止めしてもよ
い。
いて蓋２５の外周部２５ａと接する容器本体１５の部分
に、テーパ部１５ｃを設け、かつ、外周部２５ａをその
テーパ部１５ｃに沿って斜めに屈曲させている。この場
合、テーパ部１５ｃと外周部２５ａとの係合によって蓋
２５が支持され、第５実施例の効果に加えて第１〜第３
実施例と同様の効果が生じる。更に、このような支持部
を設ける代わりにアーク溶接等によって仮止めしてもよ
い。
【００４７】また、上記各実施例では、いずれも容器本
体１０の開口部側（上側）から回転工具２８を挿入する
方法を例示したが、回転工具２８は開口部の側方から挿
入してもよい。例えば、図８に示す第８実施例では、第
５実施例のジグ５０の代わりに上下に２分割されたジグ
１５０，２５０を使用し、そのジグ１５０，２５０の間
から回転工具２８を挿入して摩擦攪拌接合を行ってい
る。この場合も、接合部が容器本体１５または蓋２５の
内側面まで貫通しないので、容器本体１５の内部に裏当
てを配設することなく容易に金属製容器を製造すること
ができる。また、この場合、ジグ５５を裏当てとして利
用することも可能になり、使用できる回転工具２８のバ
リエーションが拡大する。
体１０の開口部側（上側）から回転工具２８を挿入する
方法を例示したが、回転工具２８は開口部の側方から挿
入してもよい。例えば、図８に示す第８実施例では、第
５実施例のジグ５０の代わりに上下に２分割されたジグ
１５０，２５０を使用し、そのジグ１５０，２５０の間
から回転工具２８を挿入して摩擦攪拌接合を行ってい
る。この場合も、接合部が容器本体１５または蓋２５の
内側面まで貫通しないので、容器本体１５の内部に裏当
てを配設することなく容易に金属製容器を製造すること
ができる。また、この場合、ジグ５５を裏当てとして利
用することも可能になり、使用できる回転工具２８のバ
リエーションが拡大する。
【００４８】更に、上記各実施例では、アルミニウム合
金からなる金属製容器及びその製造法について説明した
が、例えば銅等の、摩擦攪拌接合が可能な他の金属に対
しても本発明は同様に適用することができる。
金からなる金属製容器及びその製造法について説明した
が、例えば銅等の、摩擦攪拌接合が可能な他の金属に対
しても本発明は同様に適用することができる。
【図１】 本発明を適用した金属製容器の構成を概略的
に表す斜視図である。
に表す斜視図である。
【図２】 その金属製容器の製造に使用される回転工具
を表す側面図である。
を表す側面図である。
【図３】 第１〜第３実施例の構成を概略的に表す説明
図である。
図である。
【図４】 第４実施例の構成を概略的に表す説明図であ
る。
る。
【図５】 第５実施例の構成を概略的に表す説明図であ
る。
る。
【図６】 第６実施例の構成を概略的に表す説明図であ
る。
る。
【図７】 第７実施例の構成を概略的に表す説明図であ
る。
る。
【図８】 第８実施例の構成を概略的に表す説明図であ
る。
る。
１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６…容器本体 １１ａ，１２ａ，１３ａ…段差 １４ａ，１５ａ…中
柱 １５ｃ…テーパ部 ２３ａ，２５ａ…外周部 ２０，２１，２２，２
３，２４，２５，２６…蓋 ２８…回転工具 ３０…金属製容器 ４０…接
合部 ５０，５３，５５，１５０，２５０…ジグ
柱 １５ｃ…テーパ部 ２３ａ，２５ａ…外周部 ２０，２１，２２，２
３，２４，２５，２６…蓋 ２８…回転工具 ３０…金属製容器 ４０…接
合部 ５０，５３，５５，１５０，２５０…ジグ
Claims (8)
- 【請求項１】 金属製の容器本体と、金属製の蓋とを接
合してなる金属製容器であって、 上記容器本体と上記蓋とが、両者の突き合わせ部分に沿
って回転工具を回転しながら移動させることによって摩
擦攪拌接合され、かつ、その接合部が上記容器本体また
は上記蓋の内側面に達しない状態に設けられることを特
徴とする金属製容器。 - 【請求項２】 上記容器本体の開口部が、上記蓋を上記
容器本体の内部側から支持する支持部を有すると共に、
上記支持部によって支持された上記蓋と上記容器本体と
の突き合わせ部分の端縁が上記容器本体の表面に露出
し、該突き合わせ部分の端縁に沿って上記摩擦攪拌接合
がなされたことを特徴とする請求項１記載の金属製容
器。 - 【請求項３】 上記容器本体と上記蓋との突き合わせ部
分が、上記容器本体内部から隔離する方向に延出し、該
延出した上記突き合わせ部分の先端が上記摩擦攪拌接合
されたことを特徴とする請求項１または２記載の金属製
容器。 - 【請求項４】 金属製の容器本体と、金属製の蓋とを接
合して金属製容器を製造する金属製容器の製造方法であ
って、 上記容器本体と上記蓋とを、両者の突き合わせ部分に沿
って回転工具を回転しながら移動させることによって摩
擦攪拌接合し、かつ、その接合部を上記容器本体または
上記蓋の内側面に達しない状態に設けることを特徴とす
る金属製容器の製造方法。 - 【請求項５】 上記容器本体の開口部側端縁と上記蓋の
表面とが同一平面上に配設され、かつ、両者の隙間が上
記容器本体の側壁肉厚の１０％未満となるように、上記
容器本体に対して上記蓋を位置決めし、上記隙間に沿っ
て上記摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする請求項４記
載の金属製容器の製造方法。 - 【請求項６】 外周部が上記容器本体の開口方向に屈曲
した皿状に構成された上記蓋を、上記容器本体に接合し
て金属製容器を製造する請求項４または５記載の金属製
容器の製造方法であって、 上記蓋の上記外周部端縁と上記容器本体の開口部側端縁
とが同一平面上に配設されるように、上記容器本体に対
して上記蓋を位置決めし、更に、上記蓋の外周部を外側
方向にジグで押圧しながら上記各端縁の突き合わせ部分
に沿って上記摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする金属
製容器の製造方法。 - 【請求項７】 内部を複数の空間に区画する中柱を備え
た上記容器本体に対して、上記中柱の開口部側端縁と上
記容器本体の開口部側端縁とによって囲まれた部分に上
記蓋をはめ込んで上記摩擦攪拌接合を行う請求項４〜６
のいずれかに記載の金属製容器の製造方法であって、 上記中柱を挟んで二つの上記蓋が対向配置される部分で
は、その両方の蓋と上記中柱との間に同時に接合部が形
成されるように上記摩擦攪拌接合を行うことを特徴とす
る金属製容器の製造方法。 - 【請求項８】 上記摩擦攪拌接合の終端を、上記蓋また
は上記容器本体の母材上に配設することを特徴とする請
求項４〜７のいずれかに記載の金属製容器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12997599A JP3449944B2 (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 金属製容器及びその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12997599A JP3449944B2 (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 金属製容器及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000317654A true JP2000317654A (ja) | 2000-11-21 |
| JP3449944B2 JP3449944B2 (ja) | 2003-09-22 |
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|---|---|---|---|
| JP12997599A Expired - Fee Related JP3449944B2 (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 金属製容器及びその製造方法 |
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002056446A1 (fr) * | 2000-12-27 | 2002-07-18 | Hitachi, Ltd. | Machine dynamo-electrique |
| EP1236533A1 (en) * | 2001-02-14 | 2002-09-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Friction stir welding method and apparatus therefore |
| EP1287940A2 (en) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Hitachi, Ltd. | Friction stir welding method of a rim with a plate |
| JP2006061983A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-03-09 | Showa Denko Kk | 中空状被接合材の摩擦攪拌接合方法 |
| JP2006341279A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 重合せ材料の端面接合方法 |
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| CN109551100A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-04-02 | 李铁骑 | 气瓶焊接方法及气瓶结构 |
| CN110802316A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-18 | 广东和胜新能源汽车配件有限公司 | 电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺 |
| CN113993651A (zh) * | 2019-06-28 | 2022-01-28 | 日本轻金属株式会社 | 热交换器的制造方法 |
| CN113993650A (zh) * | 2019-06-28 | 2022-01-28 | 日本轻金属株式会社 | 热交换器的制造方法 |
-
1999
- 1999-05-11 JP JP12997599A patent/JP3449944B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN113993650A (zh) * | 2019-06-28 | 2022-01-28 | 日本轻金属株式会社 | 热交换器的制造方法 |
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