JP2013099778A - Method for manufacturing container with lid - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a container with a lid, in which the strength imbalance in the container with the lid can be reduced.SOLUTION: The method includes: a preparation step of preparing a body 2 that includes a bottom 11 and a sidewall 12 having a rectangular frame shape in plan view and provided to stand on the bottom 11, and a lid 3 that covers an opening 5 of the body 2; a butt step of butting a top of the sidewall 12 with a lower surface of the lid 3 to form a butting part having the rectangular frame shape in the plan view; and a friction pressure welding step of relatively and linearly reciprocating and moving the body 2 and the lid 3 along a reference line inclined to one side of the butting part to perform friction pressure welding.

Description

本発明は、蓋付容器の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a container with a lid.

例えば、特許文献1には円柱状を呈する金属部材同士を摩擦圧接によって接合する方法が開示されている。この接合方法では、一対の円柱状の金属部材の端面同士を互いに近接する方向に押圧しつつ中心軸周りに高速回転させることで、接合面に摩擦熱を発生させて両部材を接合する。従来の接合方法では、金属部材の端面同士が円形状を呈するため、中心軸周りに金属部材を回転させれば偏り無く摩擦熱を発生させることができる。   For example, Patent Document 1 discloses a method of joining cylindrical metal members by friction welding. In this joining method, the end faces of a pair of cylindrical metal members are rotated in a high speed around the central axis while pressing the end faces in a direction close to each other, thereby generating frictional heat on the joining surfaces to join the two members. In the conventional joining method, since the end surfaces of the metal members have a circular shape, if the metal member is rotated around the central axis, frictional heat can be generated without deviation.

特開2009−107006号公報JP 2009-107006 A

ここで、図25は課題を説明するための図であって、(a)は接合前の分解斜視図、(b)は接合後の模式平面図である。ここでは、平面視長方形の本体部101と、平面視長方形の蓋部102とを摩擦圧接により接合して蓋付容器を製造する場合を例示する。本体部101は、底部103と、底部103の端部から立設された枠状の側壁部104とを有する。蓋部102は、本体部101の開口を覆う板状部材である。   Here, FIG. 25 is a figure for demonstrating a subject, (a) is a disassembled perspective view before joining, (b) is a schematic plan view after joining. Here, a case where a body with a rectangular shape in plan view 101 and a lid portion 102 with a rectangular shape in plan view are joined by friction welding to manufacture a container with a lid is illustrated. The main body portion 101 includes a bottom portion 103 and a frame-like side wall portion 104 erected from an end portion of the bottom portion 103. The lid portion 102 is a plate-like member that covers the opening of the main body portion 101.

平面視長方形の部材に対して摩擦圧接を行う際には、従来のように金属部材同士を回転せることはできない。そのため、側壁部104の上面と蓋部102の下面とを突き合せた後、例えば、図25の(b)に示すように、側壁部104の長辺の延長方向に対して平行に本体部101と蓋部102とを相対的に往復移動させて接合することが考えられる。   When friction welding is performed on a rectangular member in plan view, the metal members cannot be rotated as in the prior art. Therefore, after the upper surface of the side wall portion 104 and the lower surface of the lid portion 102 are abutted, for example, as shown in FIG. 25B, the main body portion 101 is parallel to the extending direction of the long side of the side wall portion 104. It is conceivable to join the lid portion 102 and the lid portion 102 by relatively reciprocating them.

このようにして接合された蓋付容器のM点とN点における引張強度を測定すると、M点に対してN点の引張強度がかなり低いことが分かった。これは、M点とN点とでは摩擦圧接の際に発生する摩擦熱の差が大きく、接合強度にも影響を与えていると考えられた。   When the tensile strength at points M and N of the lidded container thus joined was measured, it was found that the tensile strength at point N was considerably lower than that at point M. This is considered to be because the difference in frictional heat generated during friction welding is large between the M point and the N point, which also affects the bonding strength.

さらに、このようにして接合された蓋付容器の気密性を測定すると、気密性がかなり低いことが分かった。これは、M点とN点とでは摩擦圧接の際の摩耗粉移動距離の差が大きく、気密性にも影響を与えていると考えられた。   Further, when the airtightness of the lidded container thus joined was measured, it was found that the airtightness was considerably low. This is considered that the difference in the distance of wear powder movement during friction welding between the M point and the N point is large, which also affects the airtightness.

このような観点から、本発明は、蓋付容器の各接合部位における強度の不均衡を小さくすることができ、蓋付容器の水密性及び気密性を向上させることができる蓋付容器の製造方法を提供することを課題とする。   From this point of view, the present invention can reduce the strength imbalance at each joint site of the lidded container, and improve the watertightness and airtightness of the lidded container. It is an issue to provide.

このような課題を解決するために本発明は、底部とこの底部に立設された平面視矩形枠状の側壁部とを備えた本体部と、前記本体部の開口を塞ぐ蓋部と、を用意する準備工程と、前記側壁部の上面と前記蓋部の下面とを突き合わせて平面視矩形枠状の突合部を形成する突合せ工程と、平面視した場合に、前記突合部の一辺に対して傾斜する基準線に沿って前記本体部及び前記蓋部を相対的かつ直線的に往復移動させて摩擦圧接する摩擦圧接工程と、を含むことを特徴とする。   In order to solve such a problem, the present invention includes a main body portion including a bottom portion and a side wall portion having a rectangular frame shape in a plan view standing on the bottom portion, and a lid portion that closes an opening of the main body portion. A preparation step to prepare, a butting step of butting the upper surface of the side wall portion and the lower surface of the lid portion to form a butting portion having a rectangular frame shape in a plan view, and one side of the butting portion when viewed in plan A friction welding process in which the main body part and the lid part are reciprocated relatively and linearly along an inclined reference line, and friction welding is performed.

かかる製造方法によれば、摩擦圧接工程で部材同士を斜めに直線移動させることにより、各接合部位における摩擦熱の差を小さくすることができ、ひいては蓋付容器の各接合部における強度の不均衡を小さくすることができる。さらに、摩擦圧接工程で部材同士を斜めに直線移動させることにより、各接合部位における摩耗粉移動距離の差を小さくすることができ、ひいては蓋付容器の水密性及び気密性を向上させることができる。   According to such a manufacturing method, the difference in frictional heat at each joining portion can be reduced by moving the members linearly obliquely in the friction welding process, and consequently, the strength imbalance at each joining portion of the lidded container. Can be reduced. Furthermore, by moving the members linearly obliquely in the friction welding process, it is possible to reduce the difference in the abrasion powder movement distance at each joint site, and thus improve the water tightness and air tightness of the lidded container. .

また、前記摩擦圧接工程において前記突合部が正方形状を呈する場合、前記基準線を前記突合部の対角線に対して±30°の範囲内に設定することが好ましい。
また、前記摩擦圧接工程において前記突合部が長方形状を呈する場合、前記基準線を前記突合部の対角線に対して±20°の範囲内に設定することが好ましい。
また、前記摩擦圧接工程において、前記基準線を前記突合部の対角線と平行となるように設定することが好ましい。
Moreover, when the said abutting part exhibits square shape in the said friction welding process, it is preferable to set the said reference line in the range of +/- 30 degree with respect to the diagonal of the said abutting part.
Moreover, when the said abutting part exhibits a rectangular shape in the said friction welding process, it is preferable to set the said reference line in the range of +/- 20 degrees with respect to the diagonal of the said abutting part.
In the friction welding process, it is preferable that the reference line is set to be parallel to the diagonal line of the abutting portion.

かかる製造方法によれば、本体部と蓋とを摩擦圧接する際に、各接合部位に発生する摩擦熱の不均衡を小さくすることが可能となり、蓋付容器の各接合部位における強度の不均衡をより小さくすることができる。   According to this manufacturing method, when the main body portion and the lid are friction-welded, it is possible to reduce the frictional heat imbalance generated at each joint portion, and the strength imbalance at each joint portion of the lidded container. Can be made smaller.

また、前記摩擦圧接工程において、前記突合部の一辺と前記基準線とのなす角度を35°〜55°に設定することが好ましく、40°〜50°に設定することがより好ましく、45°に設定することが最も好ましい。   In the friction welding process, the angle formed between one side of the abutting portion and the reference line is preferably set to 35 ° to 55 °, more preferably set to 40 ° to 50 °, and to 45 °. Most preferably, it is set.

かかる製造方法によれば、本体部と蓋とを摩擦圧接する際に、各接合部位における摩耗粉移動距離の不均衡を小さくすることが可能となり、蓋付容器の水密性及び気密性を向上させることができる。   According to this manufacturing method, when the main body portion and the lid are friction-welded, it is possible to reduce the imbalance of the abrasion powder movement distance at each joint portion, and improve the water tightness and air tightness of the lidded container. be able to.

また、前記側壁部の上面には、平面視矩形枠状に形成された本体凹溝部と、前記本体凹溝部の内側に形成された本体内周面と、前記本体凹溝部の外側に、前記本体内周面よりも低い位置に形成された本体外周面と、が形成されており、前記突合せ工程では、前記本体内周面と前記蓋部の下面とを突き合わせることが好ましい。
また、前記蓋部の下面には、平面視矩形枠状に形成された蓋凹溝部と、前記蓋凹溝部の内側に形成された蓋内周面と、前記蓋凹溝部の外側に、前記蓋内周面よりも高い位置に形成された蓋外周面と、が形成されており、前記突合せ工程では、前記側壁部の上面と前記蓋内周面とを突き合わせることが好ましい。
Further, a main body groove formed in a rectangular frame shape in plan view, a main body inner peripheral surface formed inside the main body groove, and an outer side of the main body groove on the upper surface of the side wall. A main body outer peripheral surface formed at a position lower than the inner peripheral surface, and in the abutting step, the main body inner peripheral surface and the lower surface of the lid portion are preferably butted.
Further, on the lower surface of the lid portion, a lid concave groove portion formed in a rectangular frame shape in plan view, a lid inner peripheral surface formed on the inner side of the lid concave groove portion, and an outer side of the lid concave groove portion, the lid A lid outer peripheral surface formed at a position higher than the inner peripheral surface is formed, and it is preferable that the upper surface of the side wall portion and the lid inner peripheral surface are butted in the butting step.

かかる製造方法によれば、摩擦圧接によって形成されたバリが凹溝部に収納されるため、バリを切削する手間を省略することができる。   According to this manufacturing method, since the burr formed by friction welding is accommodated in the concave groove portion, the labor of cutting the burr can be omitted.

本発明に係る蓋付容器の製造方法によれば、蓋付容器の各接合部位における強度の不均衡を小さくすることができ、蓋付容器の水密性及び気密性を向上させることができる。   According to the method for manufacturing a lidded container according to the present invention, it is possible to reduce an imbalance in strength at each joint portion of the lidded container, and to improve the watertightness and airtightness of the lidded container.

第一実施形態に係る蓋付容器の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the container with a lid concerning a first embodiment. 第一実施形態に係る本体部の断面図である。It is sectional drawing of the main-body part which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る蓋部の斜視図である。It is a perspective view of the lid part concerning a first embodiment. 第一実施形態に係る蓋部の断面図である。It is sectional drawing of the cover part which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る突合せ工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the butt | matching process which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る摩擦圧接工程を示す平面図である。It is a top view which shows the friction welding process which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る蓋付容器を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the container with a lid concerning 1st embodiment. 第二実施形態に係る摩擦圧接工程を示す平面図である。It is a top view which shows the friction welding process which concerns on 2nd embodiment. 第一変形例を示す図であって、(a)は接合前、(b)は接合後を示す。It is a figure which shows a 1st modification, Comprising: (a) shows before joining, (b) shows after joining. 第二変形例を示す図であって、(a)は接合前、(b)は接合後を示す。It is a figure which shows a 2nd modification, Comprising: (a) shows before joining, (b) shows after joining. 第三変形例を示す図であって、(a)は接合前、(b)は接合後を示す。It is a figure which shows a 3rd modification, Comprising: (a) shows before joining, (b) shows after joining. 第三実施形態に係る蓋付容器の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the container with a lid concerning a third embodiment. 第三実施形態に係る蓋付容器の断面図である。It is sectional drawing of the container with a lid concerning 3rd embodiment. (a)は第四実施形態に係る蓋付容器の平面図であり、(b)は第四実施形態に係る蓋付容器の断面図を示す。(A) is a top view of the container with a lid concerning a 4th embodiment, and (b) shows a sectional view of a container with a lid concerning a 4th embodiment. 実施例1を説明するための図であって、(a)は平面図、(b)は摩擦角度と引張強度の関係を示したグラフである。It is a figure for demonstrating Example 1, Comprising: (a) is a top view, (b) is the graph which showed the relationship between a friction angle and tensile strength. 実施例2を説明するための図であって、(a)は平面図、(b)は摩擦角度と引張強度の関係を示したグラフである。It is a figure for demonstrating Example 2, Comprising: (a) is a top view, (b) is the graph which showed the relationship between a friction angle and tensile strength. 実施例2の各条件における突合部の断面図である。It is sectional drawing of the butt | matching part in each condition of Example 2. FIG. 実施例3の接合条件をまとめた表である。10 is a table summarizing the joining conditions of Example 3. 実施例3における摩擦角度と圧力低下率との関係を示すグラフであって、(a)は長方形試験体の結果を示し、(b)は正方形試験体の結果を示す。It is a graph which shows the relationship between the friction angle in Example 3, and a pressure fall rate, Comprising: (a) shows the result of a rectangular test body, (b) shows the result of a square test body. 間欠摩擦部の面積と摩擦角度との関係、摩耗粉移動距離と摩擦角度との関係を計算するための前提条件を示すテーブルである。It is a table | surface which shows the precondition for calculating the relationship between the area of an intermittent friction part, and a friction angle, and the relationship between abrasion powder moving distance and a friction angle. 間欠摩擦部を説明するための図であって、(a)は本体部と蓋部とを突き合せた状態の模式平面図であり、(b)は(a)のA部において本体部に対して蓋部を移動させた状態の拡大模式平面図である。It is a figure for demonstrating an intermittent friction part, Comprising: (a) is a schematic plan view of the state which face | matched the main-body part and the cover part, (b) is with respect to the main-body part in the A part of (a). It is an expansion model top view in the state where the lid part was moved. (a)は長方形容器(長辺と短辺のアスペクト比は3:1)の本体部と蓋を摩擦圧接する場合の間欠摩擦部の面積と摩擦角度との関係を示すグラフであり、(b)は正方形容器の本体部と蓋を摩擦圧接する場合の間欠摩擦部の面積と摩擦角度との関係を示すグラフである。(A) is a graph which shows the relationship between the area and friction angle of an intermittent friction part at the time of carrying out friction welding of the main-body part and lid | cover of a rectangular container (the aspect ratio of a long side and a short side is 3: 1), (b ) Is a graph showing the relationship between the area of the intermittent friction portion and the friction angle when the main body portion of the square container and the lid are friction-welded. 摩耗粉移動距離を説明するための図であって、図21の(a)のA部において本体部に対して蓋部を移動させた状態の拡大模式平面図である。It is a figure for demonstrating a wear powder movement distance, Comprising: It is an expansion schematic top view of the state which moved the cover part with respect to the main-body part in the A section of (a) of FIG. (a)は長方形容器(長辺と短辺のアスペクト比は3:1)の本体部と蓋を摩擦圧接する場合の摩耗粉移動距離と摩擦角度との関係を示すグラフであり、(b)は正方形容器の本体部と蓋を摩擦圧接する場合の摩耗粉移動距離と摩擦角度との関係を示すグラフである。(A) is a graph showing the relationship between the abrasion powder moving distance and the friction angle when the main body of the rectangular container (the aspect ratio between the long side and the short side is 3: 1) and the lid are friction-welded, and (b) These are graphs which show the relationship between the abrasion powder moving distance and the friction angle when the main body of the square container and the lid are friction-welded. 課題を説明するための図であって、(a)は接合前の分解斜視図、(b)は接合後の模式平面図である。It is a figure for demonstrating a subject, Comprising: (a) is a disassembled perspective view before joining, (b) is a schematic plan view after joining.

[第一実施形態]
本発明の実施形態の蓋付容器の製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る蓋付容器は、例えば、パーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載される冷却システムの構成部品であってCPU(電子部品)等を冷却する部品である。蓋付容器の内部に冷却水を流すことにより、CPUの熱を低下させることができる。
[First embodiment]
The manufacturing method of the lidded container of embodiment of this invention is demonstrated in detail with reference to drawings. The container with a lid according to the present embodiment is a component of a cooling system mounted on an electronic device such as a personal computer and is a component that cools a CPU (electronic component) or the like. By flowing cooling water inside the lidded container, the heat of the CPU can be lowered.

蓋付容器1は、図1に示すように、本体部2と、蓋部3とを有する。本体部2及び蓋部3は、いずれもアルミニウム合金で形成されている。本体部2及び蓋部3は、摩擦圧接が可能な材料であればよく、他の金属材料や樹脂であってもよい。まず、製造する前の本体部2と蓋部3の構成について説明する。本体部2及び蓋部3は、例えば、ボールミルやエンドミル等を用いて切削加工によって成形されている。   As shown in FIG. 1, the lidded container 1 includes a main body portion 2 and a lid portion 3. The main body 2 and the lid 3 are both made of an aluminum alloy. The main body 2 and the lid 3 may be made of any material capable of friction welding, and may be other metal materials or resins. First, the structure of the main-body part 2 and the cover part 3 before manufacture is demonstrated. The main body 2 and the lid 3 are formed by cutting using, for example, a ball mill or an end mill.

本体部2は、図1に示すように、平面視長方形を呈する。本体部2は、箱状部材4と、箱状部材4に形成された開口5と、箱状部材4の内部に形成された複数のフィン6とを有する。箱状部材4は、底部11と、底部11に立設された枠状の側壁部12とで構成されている。本体部2のアスペクト比(縦横比)は3:1になっている。   As shown in FIG. 1, the main body 2 has a rectangular shape in plan view. The main body 2 includes a box-shaped member 4, an opening 5 formed in the box-shaped member 4, and a plurality of fins 6 formed inside the box-shaped member 4. The box-shaped member 4 is composed of a bottom portion 11 and a frame-like side wall portion 12 erected on the bottom portion 11. The main body 2 has an aspect ratio (aspect ratio) of 3: 1.

側壁部12は、四つの側壁で構成されており、各側壁は同等の断面形状になっている。側壁部12は、図2に示すように、内面13と、外面14と上面15とを備えている。内面13及び外面14は、底部11に対して垂直になっている。上面15には、開口5の周囲に形成された本体内周面16と、本体内周面16の外側に形成された本体凹溝部17と、本体凹溝部17の外側に形成された本体外周面18とが形成されている。   The side wall part 12 is comprised by four side walls, and each side wall is equivalent cross-sectional shape. As shown in FIG. 2, the side wall portion 12 includes an inner surface 13, an outer surface 14, and an upper surface 15. The inner surface 13 and the outer surface 14 are perpendicular to the bottom portion 11. On the upper surface 15, a main body inner peripheral surface 16 formed around the opening 5, a main body concave groove portion 17 formed outside the main body inner peripheral surface 16, and a main body outer peripheral surface formed outside the main body concave groove portion 17. 18 are formed.

本体内周面16は、開口5の周囲に平面視長方形の枠状に形成されている。本体内周面16は水平面であって、一定の幅で形成されている。   The inner peripheral surface 16 is formed in a rectangular frame shape around the opening 5 in a plan view. The body peripheral surface 16 is a horizontal plane and is formed with a certain width.

本体凹溝部17は、本体内周面16の周囲に沿って平面視長方形の枠状に形成された溝である。本体凹溝部17は断面視半円状に形成され、上方が開放されている。   The main body recessed groove portion 17 is a groove formed in a frame shape having a rectangular shape in plan view along the periphery of the inner peripheral surface 16 of the main body. The main body concave groove portion 17 is formed in a semicircular shape in a cross-sectional view, and the upper side is open.

本体外周面18は、本体凹溝部17の周囲に沿って平面視長方形の枠状に形成されている。本体外周面18は水平面であって、一定の幅で形成されている。本体外周面18は、本体内周面16よりも一段低い位置に形成されている。   The main body outer peripheral surface 18 is formed in a frame shape having a rectangular shape in plan view along the periphery of the main body concave groove portion 17. The main body outer peripheral surface 18 is a horizontal surface and is formed with a certain width. The main body outer peripheral surface 18 is formed at a position one step lower than the main body inner peripheral surface 16.

フィン6は、板状を呈し底部11の上面に垂直に立設されている。フィン6は、本実施形態では6枚設けられており、間をあけて平行に並設されている。フィン6の枚数は限定されるものではない。   The fin 6 has a plate shape and is erected vertically on the upper surface of the bottom portion 11. In the present embodiment, six fins 6 are provided, and are arranged in parallel with a gap therebetween. The number of fins 6 is not limited.

蓋部3は、図3及び図4に示すように、平面視長方形を呈し、本体部2と同じ大きさになっている。蓋部3は、板状を呈し、上面21と、4つの側面22と、下面23とを有する。下面23には、中央に形成された蓋中央面24と、蓋中央面24の周囲に形成された蓋内側凹溝部25と、蓋内側凹溝部25の周囲に形成された蓋内周面26と、蓋内周面26の周囲に形成された蓋外側凹溝部27と、蓋外側凹溝部27の周囲に形成された蓋外周面28とが形成されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the lid 3 has a rectangular shape in plan view and has the same size as the main body 2. The lid 3 has a plate shape and includes an upper surface 21, four side surfaces 22, and a lower surface 23. The lower surface 23 includes a lid central surface 24 formed in the center, a lid inner concave groove portion 25 formed around the lid central surface 24, and a lid inner peripheral surface 26 formed around the lid inner concave groove portion 25. A lid outer concave groove portion 27 formed around the lid inner peripheral surface 26 and a lid outer peripheral surface 28 formed around the lid outer concave groove portion 27 are formed.

蓋中央面24は、平面視矩形を呈し、蓋部3の中央に形成されている。蓋中央面24は水平面になっている。蓋内側凹溝部25は、蓋中央面24の周囲に沿って枠状に形成された溝である。蓋内側凹溝部25は、断面視半円形状に形成され下方が開放されている。   The lid center surface 24 has a rectangular shape in plan view and is formed at the center of the lid portion 3. The lid center surface 24 is a horizontal plane. The lid inner concave groove portion 25 is a groove formed in a frame shape along the periphery of the lid center surface 24. The lid inner concave groove portion 25 is formed in a semicircular shape in cross-sectional view, and the lower side is opened.

蓋内周面26は、蓋内側凹溝部25の周囲に沿って平面視長方形の枠状に形成されている。蓋内周面26は水平面になっている。蓋内周面26の形状及び幅は本体内周面16と同一になっている。つまり、蓋内周面26と本体内周面16とは過不足無く面接触するようになっている。蓋内周面26は、蓋中央面24よりも一段低い位置に形成されている。   The lid inner peripheral surface 26 is formed in a rectangular frame shape in plan view along the periphery of the lid inner concave groove portion 25. The lid inner peripheral surface 26 is a horizontal plane. The shape and width of the lid inner peripheral surface 26 are the same as those of the main body inner peripheral surface 16. That is, the lid inner peripheral surface 26 and the main body inner peripheral surface 16 are in surface contact with each other without excess or deficiency. The lid inner peripheral surface 26 is formed at a position one step lower than the lid central surface 24.

蓋外側凹溝部27は、蓋内周面26の周囲に沿って平面視長方形の枠状に形成された溝である。蓋外側凹溝部27は、断面視半円形状に形成され下方が開放されている。   The lid outer recessed groove portion 27 is a groove formed in a frame shape having a rectangular shape in plan view along the periphery of the lid inner peripheral surface 26. The lid outer recessed groove portion 27 is formed in a semicircular shape when viewed in cross section, and the lower side is opened.

蓋外周面28は、蓋外側凹溝部27の周囲に沿って平面視長方形の枠状に形成されている。蓋外周面28は水平面になっている。蓋外周面28の形状及び幅は本体外周面18と同一になっている。蓋外周面28は、蓋中央面24と同じ高さ位置に形成されている。   The lid outer peripheral surface 28 is formed in a frame shape having a rectangular shape in plan view along the periphery of the lid outer recessed groove portion 27. The lid outer peripheral surface 28 is a horizontal plane. The shape and width of the lid outer peripheral surface 28 are the same as those of the main body outer peripheral surface 18. The lid outer peripheral surface 28 is formed at the same height as the lid central surface 24.

次に、具体的な接合方法について説明する。本実施形態に係る蓋付容器の製造方法は、準備工程と、突合せ工程と、摩擦圧接工程を行う。   Next, a specific joining method will be described. The manufacturing method of the container with a lid concerning this embodiment performs a preparatory process, a butting process, and a friction welding process.

準備工程では、金属部材を加工して前記した本体部2及び蓋部3を用意する。   In the preparation step, the metal member is processed to prepare the main body 2 and the lid 3 described above.

突合せ工程では、図5に示すように、本体部2と蓋部3とをそれぞれ摩擦圧接装置(図示省略)に治具で固定した後、側壁部12の本体内周面16と、蓋部3の蓋内周面26とを面接触させる。本体内周面16と蓋内周面26とが突き合された部位を「突合部J」とも言う。突合部Jは、平面視長方形の枠状を呈するとともに、本体部2及び蓋部3の外形と略相似になる。   In the butting process, as shown in FIG. 5, the main body 2 and the lid 3 are each fixed to a friction welding apparatus (not shown) with a jig, and then the inner peripheral surface 16 of the side wall 12 and the lid 3. The lid inner peripheral surface 26 is brought into surface contact. The part where the body inner circumferential surface 16 and the lid inner circumferential surface 26 are abutted is also referred to as a “butting portion J”. The abutting portion J has a rectangular frame shape in plan view, and is substantially similar to the outer shapes of the main body portion 2 and the lid portion 3.

摩擦圧接工程では、摩擦工程と圧接工程とを行う。摩擦工程では、図6に示すように、本体部2と蓋部3とを互いに近接する方向に押圧しつつ、平面視した場合に、突合部Jの一辺に対して傾斜する基準線C3に沿って本体部2及び蓋部3を相対的かつ直線的に往復移動させる。本実施形態では、基準線C3を突合部Jの対角線と平行になるように設定している。   In the friction welding process, a friction process and a pressure welding process are performed. In the friction process, as shown in FIG. 6, along the reference line C <b> 3 that is inclined with respect to one side of the abutting portion J when viewed in plan while pressing the main body portion 2 and the lid portion 3 in the direction approaching each other. The main body 2 and the lid 3 are reciprocated relative and linearly. In the present embodiment, the reference line C3 is set to be parallel to the diagonal line of the abutting portion J.

また、本実施形態では、本体部2は移動させず、蓋部3のみを直線的に往復移動させている。摩擦工程における条件は適宜設定すればよいが、例えば、周波数50Hz、振幅2.0mm、摩擦圧力40MPa、に設定する。摩擦工程の時間は5〜10秒程度に設定する。   Moreover, in this embodiment, the main-body part 2 is not moved, but only the cover part 3 is linearly reciprocated. The conditions in the friction process may be set as appropriate. For example, the frequency is set to 50 Hz, the amplitude is 2.0 mm, and the friction pressure is 40 MPa. The time for the friction process is set to about 5 to 10 seconds.

なお、本実施形態では基準線C3を、突合部Jの対角線と平行となるように設定したが、これに限定されるものではない。ここで、図6に示すように、突合部Jの前後方向の中心を通る中心線C1の位置を0°、突合部Jの左右方向の中心を通る中心線C2の位置を90°、中心線C1から基準線C3までの角度を摩擦角度αとする。摩擦工程における基準線C3は、摩擦角度αが0°又は90°以外となるように設定すればよい。   In the present embodiment, the reference line C3 is set to be parallel to the diagonal line of the abutting portion J, but the present invention is not limited to this. Here, as shown in FIG. 6, the position of the center line C1 passing through the center in the front-rear direction of the abutting portion J is 0 °, the position of the center line C2 passing through the center in the left-right direction of the abutting portion J is 90 °, and the center line The angle from C1 to the reference line C3 is defined as a friction angle α. The reference line C3 in the friction process may be set so that the friction angle α is other than 0 ° or 90 °.

つまり、突合部Jを構成する一辺に対して本体部2及び蓋部3のいずれか一方の移動方向が斜めになるように摩擦角度αを設定すればよい。基準線C3は、突合部Jが平面視長方形状である場合、突合部Jの対角線に対して±20°の範囲内に設定することが好ましく、突合部Jの対角線に対して±10°の範囲内に設定することがより好ましく、対角線と平行に設定することが最も好ましい。   That is, what is necessary is just to set the friction angle (alpha) so that the moving direction of any one of the main-body part 2 and the cover part 3 may become diagonal with respect to the one side which comprises the abutting part J. FIG. The reference line C3 is preferably set within a range of ± 20 ° with respect to the diagonal line of the abutting portion J when the abutting portion J has a rectangular shape in plan view, and is ± 10 ° with respect to the diagonal line of the abutting portion J. More preferably, it is set within the range, and most preferably, it is set parallel to the diagonal line.

圧接工程では、摩擦工程が終わった後に、本体部2及び蓋部3を相対移動させずに互いに近接する方向に押圧する。圧接工程における条件は適宜設定すればよいが、例えば、圧力を80MPaに設定する。圧接工程の時間は3〜5秒程度に設定する。   In the pressure contact process, after the friction process is finished, the main body 2 and the lid 3 are pressed in directions approaching each other without relatively moving. The conditions in the pressure contact process may be set as appropriate, but for example, the pressure is set to 80 MPa. The time of the pressure contact process is set to about 3 to 5 seconds.

図7は、第一実施形態に係る蓋付容器を示した断面図である。図7に示すように、前記した摩擦工程によって突合部Jに摩擦熱が発生する。その後、振幅を停止させ、圧接工程によって加圧させることにより突合部Jに分子間引力が働き本体内周面16と蓋内周面26が結合する。摩擦工程の際には、本体内周面16及び蓋内周面26が擦り合わされることによってバリP1,P2が発生する。突合部Jよりも内側に発生したバリP1は、本体部2と蓋部3とが結合して形成された中空部に収納される。一方、突合部Jよりも外側に発生したバリP2は、本体凹溝部17と蓋外側凹溝部27で囲まれた空間に収納される。   FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the lidded container according to the first embodiment. As shown in FIG. 7, frictional heat is generated at the abutting portion J by the friction process described above. Thereafter, the amplitude is stopped and the pressure is applied in the pressure contact process, whereby an intermolecular attractive force acts on the abutting portion J, and the main body inner peripheral surface 16 and the lid inner peripheral surface 26 are coupled. In the friction process, burrs P1 and P2 are generated by rubbing the inner peripheral surface 16 of the main body and the inner peripheral surface 26 of the lid. The burr P <b> 1 generated inside the abutting portion J is stored in a hollow portion formed by joining the main body portion 2 and the lid portion 3. On the other hand, the burrs P <b> 2 generated outside the abutting portion J are accommodated in a space surrounded by the main body concave groove portion 17 and the lid outer concave groove portion 27.

本体内周面16及び蓋内周面26が擦り合わされた際に、バリP1,P2が発生するため、本体内周面16及び蓋内周面26の高さが若干小さくなる。そのため、蓋中央面24とフィン6の上面とが接触するか、もしくは、微細な隙間をあけて近接する。また、本体外周面18と蓋外周面28とが接触するか、もしくは、微細な隙間をあけて近接する。本体内周面16が本体外周面18よりも上方に位置しており、蓋内周面26が蓋外周面28よりも下方に位置しているのは摩擦圧接工程における縮み代を確保するためである。以上の工程により蓋付容器1が形成される。   Since the burrs P1 and P2 are generated when the inner peripheral surface 16 and the lid inner peripheral surface 26 are rubbed together, the heights of the main body inner peripheral surface 16 and the lid inner peripheral surface 26 are slightly reduced. Therefore, the lid center surface 24 and the upper surface of the fin 6 are in contact with each other, or close to each other with a minute gap. Further, the outer peripheral surface 18 of the main body and the outer peripheral surface 28 of the lid come into contact with each other or come close to each other with a fine gap. The reason why the inner peripheral surface 16 is positioned above the outer peripheral surface 18 of the main body and the inner peripheral surface 26 of the lid is positioned lower than the outer peripheral surface 28 of the lid is to secure a shrinkage allowance in the friction welding process. is there. The lidded container 1 is formed by the above steps.

以上説明した蓋付容器の製造方法によれば、摩擦圧接工程で部材同士を斜めに往復移動させることにより、摩擦熱の温度の不均衡を小さくすることができ、ひいては蓋付容器の各接合部位における強度の不均衡を小さくすることができる。根拠については後記する。   According to the method for manufacturing a lidded container described above, the temperature imbalance of the frictional heat can be reduced by reciprocally moving the members back and forth in the friction welding process. The strength imbalance in can be reduced. The reason will be described later.

また、摩擦圧接工程によって形成されたバリP2は、本体外周面18と蓋外周面28とが閉じられるとともに、本体凹溝部17及び蓋外側凹溝部27で囲まれた空間に収納されるためバリP2が外部に露出しない。このため、接合後にバリP2を除去する作業を省略することができる。   Further, since the burr P2 formed by the friction welding process is accommodated in the space surrounded by the main body concave groove portion 17 and the lid outer concave groove portion 27 while the main body outer peripheral surface 18 and the lid outer peripheral surface 28 are closed, the burr P2 Is not exposed to the outside. For this reason, the operation | work which removes the burr | flash P2 after joining can be skipped.

[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態に係る蓋付容器の製造方法では、図8に示すように、平面視正方形の蓋付容器1Aを製造する点で第一実施形態と相違する。突合部J1は、平面視略正方形の枠状を呈する。蓋付容器1Aの形状以外は第一実施形態と同等の構成であるため、重複する部分については同等の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 8, the method for manufacturing a lidded container according to the second embodiment is different from the first embodiment in that a lidded container 1A having a square shape in plan view is manufactured. The abutting portion J1 has a substantially square frame shape in plan view. Since it is the structure equivalent to 1st embodiment except the shape of 1 A of containers with a lid | cover, the same code | symbol is attached | subjected about the overlapping part and detailed description is abbreviate | omitted.

本実施形態に係る蓋付容器の製造方法は、準備工程と、突合せ工程と、摩擦圧接工程を行う。準備工程及び突合せ工程は、第一実施形態と同等の要領で行う。   The manufacturing method of the container with a lid concerning this embodiment performs a preparatory process, a butting process, and a friction welding process. The preparation process and the matching process are performed in the same manner as in the first embodiment.

摩擦圧接工程では、図8に示すように、本体部2と蓋部3とが互いに近接する方向に押圧しつつ、平面視した場合に、突合部J1の一辺に対して傾斜する基準線C3に沿って本体部2及び蓋部3を相対的かつ直線的に往復移動させる。本実施形態では基準線C3を突合部J1の対角線と平行になるように設定する。本実施形態では、突合部J1が正方形状(隣り合う辺同士の長さの比が1:1)であるため摩擦角度は45°になる。   In the friction welding process, as shown in FIG. 8, when the main body 2 and the lid 3 are pressed in a direction close to each other and viewed in a plan view, the reference line C3 is inclined with respect to one side of the abutting portion J1. The main body 2 and the lid 3 are reciprocated relatively and linearly along. In the present embodiment, the reference line C3 is set to be parallel to the diagonal line of the abutting portion J1. In the present embodiment, since the abutting portion J1 has a square shape (the ratio of lengths between adjacent sides is 1: 1), the friction angle is 45 °.

このように、突合部J1を構成する辺のうち、隣り合う一辺の比が等しい場合であっても第一実施形態と同様の効果を奏することができる。   Thus, even if it is a case where the ratio of one adjacent side is equal among the sides which comprise the butt | matching part J1, there can exist an effect similar to 1st embodiment.

なお、基準線C3は、突合部Jが平面視長方形状である場合、突合部Jの対角線に対して±30°の範囲内に設定することが好ましく、突合部Jの対角線に対して±20°の範囲内に設定することがより好ましく、対角線と平行に設定することが最も好ましい。   The reference line C3 is preferably set within a range of ± 30 ° with respect to the diagonal line of the abutting portion J when the abutting portion J has a rectangular shape in plan view, and ± 20 with respect to the diagonal line of the abutting portion J. More preferably, it is set within the range of °, and most preferably, it is set parallel to the diagonal line.

次に、本発明の変形例について説明する。本体部2と蓋部3の形状は第一実施形態に限定されるものではなく、例えば、変形例1〜3のようにしてもよい。   Next, a modified example of the present invention will be described. The shapes of the main body 2 and the lid 3 are not limited to the first embodiment, and may be modified examples 1 to 3, for example.

[変形例1]
図9の(a)に示すように、変形例1の本体部2は第一実施形態と同等であるが、蓋部3の下面23が平滑である点で第一実施形態と相違する。図9の(b)に示すように、摩擦圧接工程によって発生したバリP1は、本体部2と蓋部3とが結合して形成された中空部に収納され、バリP2は本体凹溝部17に収納される。変形例1によれば、本体外周面18と下面23とが閉じられるとともに、本体凹溝部17にバリP2が収納されるため、バリP2の切削作業を省略することができる。また、蓋部3の下面23に凹溝部を形成する必要が無いため、作業手間を省略することができる。
[Modification 1]
As shown to (a) of FIG. 9, although the main-body part 2 of the modification 1 is equivalent to 1st embodiment, it differs from 1st embodiment by the point that the lower surface 23 of the cover part 3 is smooth. As shown in FIG. 9B, the burr P1 generated by the friction welding process is housed in a hollow portion formed by joining the main body 2 and the lid 3 and the burr P2 is stored in the main body groove 17. Stored. According to the first modification, the outer peripheral surface 18 and the lower surface 23 of the main body are closed, and the burr P2 is stored in the main body concave groove portion 17, so that the cutting work of the burr P2 can be omitted. Moreover, since it is not necessary to form a ditch | groove part in the lower surface 23 of the cover part 3, an operation | work effort can be skipped.

[変形例2]
図10の(a)に示すように、変形例2の蓋部3は第一実施形態と同等であるが、本体部2の側壁部12の上面15が平滑である点で第一実施形態と相違する。図10の(b)に示すように、摩擦圧接工程によって発生したバリP1は、本体部2と蓋部3とが結合して形成された中空部に収納される。また、バリP2は蓋外側凹溝部27に収納される。変形例2によれば、上面15と蓋外周面28とが閉じられるとともに、蓋外側凹溝部27にバリP2が収納されるため、バリの切削作業を省略することができる。また、側壁部12の上面15に凹溝部等を形成する必要が無いため、作業手間を省略することができる。
[Modification 2]
As shown in FIG. 10 (a), the lid 3 of Modification 2 is the same as that of the first embodiment, but is different from that of the first embodiment in that the upper surface 15 of the side wall 12 of the main body 2 is smooth. Is different. As shown in FIG. 10B, the burr P <b> 1 generated by the friction welding process is accommodated in a hollow portion formed by joining the main body 2 and the lid 3. Further, the burr P <b> 2 is accommodated in the lid outer recessed groove portion 27. According to the second modification, the upper surface 15 and the lid outer peripheral surface 28 are closed, and the burr P2 is housed in the lid outer groove 27, so that the burr cutting operation can be omitted. Moreover, since it is not necessary to form a ditch | groove part etc. in the upper surface 15 of the side wall part 12, an operation | work effort can be skipped.

[変形例3]
図11の(a)に示すように、変形例3の側壁部12の上面15が平滑であるとともに、蓋部3の下面23も平滑である点で第一実施形態と相違する。図11の(b)に示すように、摩擦圧接工程によって発生したバリP1は、本体部2と蓋部3とが結合して形成された中空部に収納され、バリP2は側壁部12の外面14と蓋部3の側面22の外部に露出される。バリP2については、摩擦圧接工程を行った後に切削する。変形例3によれば、側壁部12の上面15や、蓋部3の下面23に凹溝部等を形成する必要が無いため、作業手間を省略することができる。
[Modification 3]
As shown to (a) of FIG. 11, while the upper surface 15 of the side wall part 12 of the modification 3 is smooth, it differs from 1st embodiment by the point that the lower surface 23 of the cover part 3 is also smooth. As shown in FIG. 11B, the burr P <b> 1 generated by the friction welding process is stored in a hollow portion formed by joining the main body 2 and the lid 3, and the burr P <b> 2 is the outer surface of the side wall 12. 14 and the outside of the side surface 22 of the lid 3. The burr P2 is cut after performing the friction welding process. According to the modification 3, since it is not necessary to form a ditch | groove part etc. in the upper surface 15 of the side wall part 12, or the lower surface 23 of the cover part 3, an operation | work effort can be skipped.

[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態に係る蓋付容器1Bは、図12に示すように、略同等の形状からなる本体部2と蓋部3とを接合して製造されている。まずは、本体部2と蓋部3の概略について説明する。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 12, the lidded container 1 </ b> B according to the third embodiment is manufactured by joining a main body 2 and a lid 3 having substantially the same shape. First, the outline of the main body 2 and the lid 3 will be described.

本体部2は、底部11と、底部11に立設された側壁部12とで構成されている。側壁部12は、平面視長方形枠状を呈する。側壁部12の縦横比は特に制限されないが、本実施形態では3:1になっている。側壁部12の壁厚みT1は4辺とも同一の寸法になっている。側壁部12の4隅の外隅部には丸面取りされた面取り部31が形成されている。面取り部31は、高さ方向の全長に亘って形成されている。   The main body 2 is composed of a bottom 11 and a side wall 12 erected on the bottom 11. The side wall portion 12 has a rectangular frame shape in plan view. The aspect ratio of the side wall 12 is not particularly limited, but is 3: 1 in the present embodiment. The wall thickness T1 of the side wall portion 12 has the same dimensions on all four sides. Rounded chamfered chamfers 31 are formed at the four outer corners of the side wall 12. The chamfered portion 31 is formed over the entire length in the height direction.

蓋部3は、底部11と、底部11に立設された側壁部12とで構成されている。側壁部12は、平面視長方形枠状を呈する。蓋部3は、側壁部12の高さが、本体部2の側壁部12の高さの半分程度になっている点を除いては、本体部2と同等の形状になっている。   The lid 3 is composed of a bottom 11 and a side wall 12 standing on the bottom 11. The side wall portion 12 has a rectangular frame shape in plan view. The lid 3 has the same shape as the main body 2 except that the height of the side wall 12 is about half the height of the side wall 12 of the main body 2.

図13に示すように、突合工程では、本体部2の側壁部12の上面(端面)と、蓋部3の側壁部12の下面(端面)とを突き合わせて、突合部J2を形成する。側壁部12,12同士の外面は面一になるようにする。突合部J2の平面形状は、側壁部12の端面と同等の形状となる。   As shown in FIG. 13, in the abutting step, the upper surface (end surface) of the side wall portion 12 of the main body portion 2 and the lower surface (end surface) of the side wall portion 12 of the lid portion 3 are abutted to form the abutting portion J2. The outer surfaces of the side wall portions 12 and 12 are made to be flush with each other. The planar shape of the abutting portion J <b> 2 is the same shape as the end surface of the side wall portion 12.

摩擦圧接工程では、第一実施形態と同様に、突合部J2の一辺に対して斜めに往復移動させる。第三実施形態に係る蓋付容器の製造方法によれば、第一実施形態と略同等の効果を得ることができる。また、本体部2だけではなく蓋部3にも凹部が形成されているため、より大きな中空部を備えた蓋付容器を製造することができる。   In the friction welding process, as in the first embodiment, it is reciprocated obliquely with respect to one side of the abutting portion J2. According to the method for manufacturing a container with a lid according to the third embodiment, substantially the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Moreover, since the recessed part is formed not only in the main-body part 2 but in the cover part 3, the container with a lid | cover provided with the larger hollow part can be manufactured.

[第四実施形態]
次に、本発明の第四実施形態について説明する。第四実施形態に係る蓋付容器1Cは、図14の(a)及び(b)に示すように、平面形状が略正方形となる点で第三実施形態と相違する。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. As shown in FIGS. 14A and 14B, the lidded container 1C according to the fourth embodiment is different from the third embodiment in that the planar shape is substantially square.

本体部2は、底部11と、底部11に立設された側壁部12とで構成されている。側壁部12は、平面視正方形枠状を呈する。側壁部12の壁厚みT1は、4辺とも同一の寸法になっている。側壁部12の4隅の外隅部には丸く面取りされた面取り部31が形成されている。面取り部31は、高さ方向の全長に亘って形成されている。   The main body 2 is composed of a bottom 11 and a side wall 12 erected on the bottom 11. The side wall portion 12 has a square frame shape in plan view. The wall thickness T1 of the side wall portion 12 has the same dimensions on all four sides. Rounded chamfered chamfers 31 are formed at the four outer corners of the side wall 12. The chamfered portion 31 is formed over the entire length in the height direction.

蓋部3は、底部11と、底部11に立設された側壁部12とで構成されている。側壁部12は、平面視正方形枠状を呈する。蓋部3は、側壁部12の高さが、本体部2の側壁部12の高さの半分程度になっている点を除いては、本体部2と同等の形状になっている。   The lid 3 is composed of a bottom 11 and a side wall 12 standing on the bottom 11. The side wall portion 12 has a square frame shape in plan view. The lid 3 has the same shape as the main body 2 except that the height of the side wall 12 is about half the height of the side wall 12 of the main body 2.

図14の(b)に示すように、突合工程では、本体部2の側壁部12の上面(端面)と、蓋部3の側壁部12の下面(端面)とを突き合わせて、突合部J2を形成する。摩擦圧接工程では、第一実施形態と同様に、突合部J2の一辺に対して斜めに往復移動させる。   As shown in FIG. 14B, in the abutting step, the upper surface (end surface) of the side wall portion 12 of the main body portion 2 and the lower surface (end surface) of the side wall portion 12 of the lid portion 3 are abutted to form the abutting portion J2. Form. In the friction welding process, as in the first embodiment, it is reciprocated obliquely with respect to one side of the abutting portion J2.

第四実施形態に係る蓋付容器の製造方法によれば、第一実施形態と略同等の効果を得ることができる。また、本体部2だけではなく蓋部3にも凹部が形成されているため、より大きな中空部を備えた蓋付容器を製造することができる。   According to the method for manufacturing a container with a lid according to the fourth embodiment, substantially the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Moreover, since the recessed part is formed not only in the main-body part 2 but in the cover part 3, the container with a lid | cover provided with the larger hollow part can be manufactured.

なお、第三実施形態及び第四実施形態に係る蓋付容器1B,1Cでは、丸面取りの面取り部31を設けているが、例えば45°面取り等他の面取り加工を施してもよい。また、面取り部を設けなくてもよい。   In the lidded containers 1B and 1C according to the third embodiment and the fourth embodiment, the round chamfered chamfered portion 31 is provided, but other chamfering processing such as 45 ° chamfering may be performed. Further, it is not necessary to provide a chamfered portion.

また、第三実施形態及び第四実施形態の場合には、摩擦圧接工程後に側壁部12,12の外面にバリが不可避的に発生する。このバリについては、カッター装置等で切除してもよいが、例えば、バリを溶加材として外面同士を溶接してもよい。溶接することでバリが除去されるとともに、仕上がり面をきれいに成形することができる。また、仮に、摩擦圧接工程後に突合部J2に接合欠陥がある場合であっても、溶接によってその接合欠陥を補修することができる。溶接の種類は特に制限されないが、例えば、レーザー溶接を行うことが好ましい。   Moreover, in the case of 3rd embodiment and 4th embodiment, a burr | flash generate | occur | produces unavoidably on the outer surface of the side wall parts 12 and 12 after a friction welding process. Although this burr may be excised with a cutter device or the like, for example, the outer surfaces may be welded using a burr as a filler material. By welding, burrs are removed, and the finished surface can be molded neatly. Even if there is a joint defect in the abutting portion J2 after the friction welding process, the joint defect can be repaired by welding. The type of welding is not particularly limited, but it is preferable to perform laser welding, for example.

次に、本発明の実施例について説明する。実施例では、摩擦圧接工程における基準線C3の角度を変えて、蓋付容器1,1Aを製造し、各突合部J,J1の一部を採取して引張試験を行った。   Next, examples of the present invention will be described. In the example, the container with lid 1, 1 </ b> A was manufactured by changing the angle of the reference line C <b> 3 in the friction welding process, and a part of each butt portion J, J <b> 1 was sampled to perform a tensile test.

[実施例1]
実施例1では、図15の(a)に示すように、平面視して長方形となる蓋付容器1について試験を行った。突合部Jのアスペクト比(縦横比)は、3:1になっている。実施例1では、本体部2をアルミニウム合金ADC12(JIS)で形成した。JIS:ADC12は、Cu;1.5〜3.5%、Si;9.6〜12.0%、Mg;0.3%以下、Zn;1.0%以下、Fe;1.3%以下、Mn;0.5%以下、Ni;0.5%以下、Ti;0.3%以下、Pb;0.2%以下、Sn;0.2%以下、Al;残部で構成されている。
[Example 1]
In Example 1, as shown to (a) of FIG. 15, it tested about the container 1 with a lid | cover which becomes a rectangle in planar view. The aspect ratio (aspect ratio) of the abutting portion J is 3: 1. In Example 1, the main body 2 was formed of an aluminum alloy ADC12 (JIS). JIS: ADC12: Cu; 1.5 to 3.5%, Si; 9.6 to 12.0%, Mg; 0.3% or less, Zn; 1.0% or less, Fe; 1.3% or less Mn: 0.5% or less, Ni: 0.5% or less, Ti: 0.3% or less, Pb: 0.2% or less, Sn: 0.2% or less, Al: balance.

実施例1では、蓋部3をアルミニウム合金A5052(JIS)で形成した。JIS:A5052は、Si;0.25%以下、Fe;0.40%以下、Cu;0.10%以下、Mn;0.10%以下、Mg;2.2〜2.8%、Cr0.15〜0.35%、Zn;0.10%以下、その他;0.15%以下、Al;残部で構成されている。   In Example 1, the lid 3 was formed of aluminum alloy A5052 (JIS). JIS: A5052 is Si; 0.25% or less, Fe; 0.40% or less, Cu; 0.10% or less, Mn; 0.10% or less, Mg; 2.2 to 2.8%, Cr0. 15 to 0.35%, Zn: 0.10% or less, others: 0.15% or less, Al: the remainder.

実施例1では、4つの試験体を用意して、摩擦角度α(中心線C1から基準線C3までの角度)を0°、15°、45°、90°に設定してそれぞれ摩擦圧接工程を行った。摩擦圧接工程を行った後の蓋付容器1の突合部Jにおいて、中心線C1を含む領域と、中心線C2を含む領域を採取して引張試験を行った。中心線C1を含む領域の試験片を第一試験片Xとし、中心線C2を含む領域の試験片を第二試験片Yとする。   In Example 1, four specimens were prepared, and the friction angle α (angle from the center line C1 to the reference line C3) was set to 0 °, 15 °, 45 °, and 90 °, and the friction welding process was performed. went. In the butt J of the lidded container 1 after the friction welding process, a region including the center line C1 and a region including the center line C2 were sampled and subjected to a tensile test. A test piece in a region including the center line C1 is referred to as a first test piece X, and a test piece in a region including the center line C2 is referred to as a second test piece Y.

図15の(b)は、実施例1において、摩擦角度と引張強度の関係を示したグラフである。摩擦角度αが0°の場合、第二試験片Yの強度が約75N/mmであるのに対し、第一試験片Xの強度が約0N/mmであることがわかった。摩擦角度αを0°に設定した場合、つまり、突合部Jの短辺の延長方向と平行にした場合、蓋付容器1の突合部Jの位置によって引張強度が大きく異なっていることがわかった。また、第一試験片Xの引張強度は摩擦角度αが大きくなるにつれて徐々に大きくなるのに対し、第二試験片Yの引張強度は摩擦角度αが大きくなるにつれて徐々に小さくなることがわかった。 FIG. 15B is a graph showing the relationship between the friction angle and the tensile strength in Example 1. When the friction angle α is 0 °, the strength of the second test piece Y is about 75 N / mm 2 , whereas the strength of the first test piece X is about 0 N / mm 2 . When the friction angle α is set to 0 °, that is, when the friction angle α is parallel to the extending direction of the short side of the butted portion J, it has been found that the tensile strength varies greatly depending on the position of the butted portion J of the lidded container 1. . Further, it was found that the tensile strength of the first test piece X gradually increased as the friction angle α increased, whereas the tensile strength of the second test piece Y gradually decreased as the friction angle α increased. .

また、図15の(b)のグラフより、摩擦角度αを突合部Jの対角線に近い約72°に設定すると、第一試験片X及び第二試験片Yの引張強度が最も近似し、摩擦角度αを72°以上に設定すると第一試験片Xの引張強度が、第二試験片Yの引張強度を上回ることがわかった。また、摩擦角度αを72°±20°の範囲内に設定すれば、第一試験片X及び第二試験片Yの引張用度の不均衡が概ね小さくなることがわかった。   Further, from the graph of FIG. 15B, when the friction angle α is set to about 72 °, which is close to the diagonal line of the abutting portion J, the tensile strengths of the first test piece X and the second test piece Y are most approximated, and the friction It was found that when the angle α is set to 72 ° or more, the tensile strength of the first test piece X exceeds the tensile strength of the second test piece Y. Further, it was found that when the friction angle α is set within a range of 72 ° ± 20 °, the unbalance in the degree of tension between the first test piece X and the second test piece Y is substantially reduced.

[実施例2]
実施例2では、図16の(a)に示すように、平面視して正方形となる蓋付容器1Aについて試験を行った。用いた材料は実施例1と同等である。突合部J1のアスペクト比(縦横比)は、1:1になっている。
[Example 2]
In Example 2, as shown in FIG. 16 (a), a test was performed on a lidded container 1A that is square in plan view. The material used is the same as in Example 1. The aspect ratio (aspect ratio) of the abutting portion J1 is 1: 1.

実施例2では、5つの試験体を用意して、摩擦角度α(中心線C1から基準線C3までの角度)を0°、15°、45°、75°、90°に設定してそれぞれ摩擦圧接工程を行った。摩擦圧接工程を行った後の蓋付容器1Aの突合部J1において、中心線C1を含む領域と、中心線C2を含む領域を採取して引張試験を行った。中心線C1を含む領域の試験片を第一試験片Xとし、中心線C2を含む領域の試験片を第二試験片Yとする。   In Example 2, five test specimens were prepared, and friction angles α (angles from the center line C1 to the reference line C3) were set to 0 °, 15 °, 45 °, 75 °, and 90 °, respectively. A pressure welding process was performed. In the butt portion J1 of the lidded container 1A after performing the friction welding process, a region including the center line C1 and a region including the center line C2 were sampled and subjected to a tensile test. A test piece in a region including the center line C1 is referred to as a first test piece X, and a test piece in a region including the center line C2 is referred to as a second test piece Y.

図16の(b)は、実施例2において、摩擦角度と引張強度の関係を示したグラフである。摩擦角度αが0°の場合、第二試験片Yの強度が約80N/mmであるのに対し、第一試験片Xの強度が約0N/mmであることがわかった。一方、摩擦角度αが90°の場合、第一試験片Xの強度が約78N/mmであるのに対し、第二試験片Yの強度が約0N/mmであることがわかった。つまり、摩擦角度αを0°又は90°に設定する場合、つまり、基準線C3を突合部J1の一辺の延長方向と平行にした場合、蓋付容器1Aの突合部J1の位置によって、引張強度が大きく異なることがわかった。また、第一試験片Xの引張強度は摩擦角度αが大きくなるにつれて徐々に大きくなるのに対し、第二試験片Yの引張強度は摩擦角度αが大きくなるにつれて徐々に小さくなることがわかった。 FIG. 16B is a graph showing the relationship between the friction angle and the tensile strength in Example 2. When the friction angle α was 0 °, the strength of the second test piece Y was about 80 N / mm 2 , whereas the strength of the first test piece X was about 0 N / mm 2 . On the other hand, when the friction angle α is 90 °, the strength of the first test piece X is about 78 N / mm 2 , whereas the strength of the second test piece Y is about 0 N / mm 2 . That is, when the friction angle α is set to 0 ° or 90 °, that is, when the reference line C3 is parallel to the extending direction of one side of the butted portion J1, the tensile strength depends on the position of the butted portion J1 of the lidded container 1A. Were found to be very different. Further, it was found that the tensile strength of the first test piece X gradually increased as the friction angle α increased, whereas the tensile strength of the second test piece Y gradually decreased as the friction angle α increased. .

また、図16の(b)のグラフより、摩擦角度αを突合部J1の対角線と重なる45°に設定すると、第一試験片Xと第二試験片Yの引張強度が最も近似することがわかった。また、摩擦角度αを45°±30°の範囲内に設定すれば、第一試験片Xと第二試験片Yの引張強度の不均衡が概ね小さいことがわかった。   Also, from the graph of FIG. 16B, it is found that the tensile strengths of the first test piece X and the second test piece Y are most approximate when the friction angle α is set to 45 ° overlapping the diagonal line of the abutting portion J1. It was. In addition, it was found that when the friction angle α is set within a range of 45 ° ± 30 °, the imbalance between the tensile strengths of the first test piece X and the second test piece Y is generally small.

図17は、実施例2の各条件における突合部の断面図である。図17に示すように、実施例2において摩擦角度が0°である場合、第一試験片X(摩擦方向と側壁部12の延長方向が直交する部位)と第二試験片Y(摩擦方向と側壁部12の延長方向が平行する部位)とで、接合状態が異なることが分かった。これは、摩擦角度が0°である場合では、第一試験片Xよりも第二試験片Yで発生した摩擦熱の方が大きいからであると考えられる。一方、摩擦角度が45度である場合、第一試験片Xと第二試験片Yとが略同等の接合状態であることがわかった。   FIG. 17 is a cross-sectional view of the abutting portion under each condition of the second embodiment. As shown in FIG. 17, when the friction angle is 0 ° in Example 2, the first test piece X (part where the friction direction and the extending direction of the side wall portion 12 are orthogonal) and the second test piece Y (friction direction) It was found that the joining state differs depending on the portion where the extending direction of the side wall portion 12 is parallel. This is considered to be because when the friction angle is 0 °, the frictional heat generated in the second test piece Y is larger than that in the first test piece X. On the other hand, when the friction angle was 45 degrees, it was found that the first test piece X and the second test piece Y were in substantially the same joined state.

[実施例3]
実施例3では、図12及び図13に示す第三実施形態に係る蓋付容器1Bと、図14に示す第四実施形態に係る蓋付容器1Cを条件を変えて製造し、それらの圧力低下率を計測した。
[Example 3]
In Example 3, the lidded container 1B according to the third embodiment shown in FIGS. 12 and 13 and the lidded container 1C according to the fourth embodiment shown in FIG. The rate was measured.

実施例3では、図18に示すように、条件の異なる試験体を6種類(試験体A〜F)用意した。試験体A〜Cは、図12及び図13に示すように、本体部2及び蓋部3の平面形状が平面視長方形を呈する。一方、試験体D〜Fは、図14に示すように、本体部2及び蓋部3の平面形状が平面視正方形を呈する。壁厚みT1は、試験体A〜Fともに1.5mmに設定した。   In Example 3, as shown in FIG. 18, six types (test bodies A to F) of test bodies having different conditions were prepared. In the test bodies A to C, as shown in FIGS. 12 and 13, the planar shapes of the main body 2 and the lid 3 are rectangular in plan view. On the other hand, in the test bodies D to F, as shown in FIG. 14, the planar shapes of the main body 2 and the lid 3 are square in plan view. The wall thickness T1 was set to 1.5 mm for all of the test bodies A to F.

試験体A,Dは、面取り部31の曲率半径Rを0.1mmに設定した(糸面取り)。試験体A,Dの壁厚みT1に対する曲率半径Rの比率は7%である。   In the test bodies A and D, the curvature radius R of the chamfered portion 31 was set to 0.1 mm (thread chamfering). The ratio of the curvature radius R to the wall thickness T1 of the test bodies A and D is 7%.

試験体B,Eは、面取り部31の曲率半径Rを3.0mmに設定した。試験体B,Eの壁厚みT1に対する曲率半径Rの比率は200%である。   The test bodies B and E set the curvature radius R of the chamfered portion 31 to 3.0 mm. The ratio of the curvature radius R to the wall thickness T1 of the test bodies B and E is 200%.

試験体C,Fは、面取り部31の曲率半径Rを5.0mmに設定した。試験体C,Fの壁厚みT1に対する曲率半径Rの比率は333%である。   The test bodies C and F set the curvature radius R of the chamfered portion 31 to 5.0 mm. The ratio of the curvature radius R to the wall thickness T1 of the test bodies C and F is 333%.

実施例3の試験体A〜Fでは、本体部2をアルミニウム合金A6063−T5(JIS)で形成した。JIS:A6063は、Si;0.20〜0.60%、Fe;0.35%以下、Cu;0.10%以下、Mn;0.10%以下、Mg;0.45〜0.90%、Cr;0.10%以下、Zn;0.10%以下、Ti;0.10%以下、Al;残部で構成されている。T5とは、熱処理において、高温加工から冷却後、人工時効したものである。   In the test bodies A to F of Example 3, the main body 2 was formed of aluminum alloy A6063-T5 (JIS). JIS: A6063 is Si; 0.20 to 0.60%, Fe; 0.35% or less, Cu; 0.10% or less, Mn; 0.10% or less, Mg; 0.45 to 0.90% Cr: 0.10% or less, Zn: 0.10% or less, Ti: 0.10% or less, Al: balance. T5 is artificially aged after cooling from high temperature processing in heat treatment.

また、実施例3の試験体A〜Fでは、蓋部3をアルミニウムA1050−H112(JIS)で形成した。JIS:A1050は、Si;0.25%以下、Fe;0.40%以下、Cu;0.05%以下、Mn;0.05%以下、Mg;0.05%以下、Zn;0.05%以下、V;0.05%以下、Ti;0.03%以下、Al;99.50%以上で構成されている。H112とは、積極的な加工硬化を加えずに、製造したままの状態で機械的性質の保証がされたものである。   Moreover, in the test bodies A to F of Example 3, the lid 3 was formed of aluminum A1050-H112 (JIS). JIS: A1050 is Si: 0.25% or less, Fe: 0.40% or less, Cu: 0.05% or less, Mn: 0.05% or less, Mg: 0.05% or less, Zn: 0.05 % Or less, V; 0.05% or less, Ti; 0.03% or less, Al; 99.50% or more. H112 is a product in which mechanical properties are guaranteed as it is produced without aggressive work hardening.

試験体A〜Cの摩擦撹拌工程の摩擦角度は、図15の(a)を参照するように、突合部J2の短辺と平行な中心線C1を0°とし、摩擦角度の基準線を0°,15°,45°,75°及び90°に設定し、それぞれの摩擦角度で摩擦圧接を行った。   As shown in FIG. 15A, the friction angle of the friction stir process of the test bodies A to C is 0 ° on the center line C1 parallel to the short side of the abutting portion J2, and the reference line of the friction angle is 0. Friction welding was performed at each friction angle set to °, 15 °, 45 °, 75 °, and 90 °.

試験体D〜Fの摩擦圧接工程では、図16の(a)を参照するように、突合部J2の一辺と平行な中心線C1を0°とし、摩擦角度の基準線を0°,15°,45°及び90°となるように設定し、それぞれの摩擦角度で摩擦圧接を行った。   In the friction welding process of the test bodies D to F, as shown in FIG. 16A, the center line C1 parallel to one side of the abutting portion J2 is set to 0 °, and the reference lines of the friction angle are set to 0 ° and 15 °. , 45 ° and 90 °, and friction welding was performed at each friction angle.

圧力低下率とは、製造された蓋付容器の一部に穿設した孔からエアーを供給し、エアーを遮断した段階からの減圧速度を意味するものである。本実施例では、蓋付容器の一部に孔を開け、その孔から500kPaでエアーを供給し、エアーの供給を遮断したときから蓋付容器の内圧が100kPaになるまでの時間を計測した。計測時間は最大60秒までとし、60秒を超えても内圧が100kPaに到達しない場合は、60秒経過時の内圧を計測した。   The pressure drop rate means the pressure reduction rate from the stage where air is supplied from a hole drilled in a part of the manufactured lidded container and the air is shut off. In this example, a hole was made in a part of the lidded container, air was supplied from the hole at 500 kPa, and the time from when the supply of air was interrupted until the internal pressure of the lidded container reached 100 kPa was measured. The measurement time was up to 60 seconds, and when the internal pressure did not reach 100 kPa even after exceeding 60 seconds, the internal pressure when 60 seconds elapsed was measured.

圧力低下率(kPa/sec)は以下の式1で示される。
圧力低下率=(P−Pmin)/t (式1)
:初期圧力(500kPa)
min:最低圧力
t :圧力供給遮断から最低圧力に達するまでの時間
要するに、圧力低下率が低い値であるほど、水密性及び気密性は高いことになる。
The pressure drop rate (kPa / sec) is expressed by the following formula 1.
Pressure drop rate = (P 0 −P min ) / t (Formula 1)
P 0 : Initial pressure (500 kPa)
P min : Minimum pressure t: Time from pressure supply shut-off until reaching the minimum pressure In short, the lower the pressure drop rate, the higher the water tightness and air tightness.

図19の(a)に示すように、試験体A〜Cでは、摩擦角度を0°に設定すると蓋付容器1Bの圧力低下率が最も高く、摩擦角度を大きくするにつれて圧力低下率が低くなり、摩擦角度が45°になると圧力低下率が最も低くなる。また、摩擦角度を45°より大きく設定するにつれて圧力低下率が高くなる。つまり、摩擦角度を45°に近づけるほど水密性及び気密性が高くなることがわかった。したがって、摩擦角度(突合部J2の一辺と基準線とのなす角度)を35°〜55°に設定することが好ましく、40°〜50°に設定することがより好ましく、45°に設定することが最も好ましい。   As shown in FIG. 19A, in the test bodies A to C, when the friction angle is set to 0 °, the pressure drop rate of the lidded container 1B is the highest, and the pressure drop rate decreases as the friction angle increases. When the friction angle is 45 °, the pressure drop rate is the lowest. Moreover, the pressure drop rate increases as the friction angle is set to be greater than 45 °. That is, it was found that the water tightness and the air tightness become higher as the friction angle approaches 45 °. Therefore, it is preferable to set the friction angle (angle formed between one side of the abutting portion J2 and the reference line) to 35 ° to 55 °, more preferably 40 ° to 50 °, and more preferably 45 °. Is most preferred.

図19の(b)に示すように、試験体D〜Fにおいても、摩擦角度を45°に近づけるほど蓋付容器1Cの水密性及び気密性が高くなり、摩擦角度を45°に設定すると、水密性及び気密性が最も高いことがわかった。したがって、摩擦角度(突合部J2の一辺と基準線とのなす角度)を35°〜55°に設定することが好ましく、40°〜50°に設定することがより好ましく、45°に設定することが最も好ましい。   As shown in FIG. 19B, also in the test bodies D to F, the water tightness and the air tightness of the lidded container 1C increase as the friction angle approaches 45 °, and when the friction angle is set to 45 °, It was found that water tightness and air tightness were the highest. Therefore, it is preferable to set the friction angle (angle formed between one side of the abutting portion J2 and the reference line) to 35 ° to 55 °, more preferably 40 ° to 50 °, and more preferably 45 °. Is most preferred.

また、図19の(a)と(b)の結果から、本体部2及び蓋部3の平面形状(平面視矩形形状のアスペクト比)に関わらず、摩擦角度を45°に設定すると蓋付容器1B,1Cの圧力低下率が最も低くなる、つまり、水密性及び気密性が最も高くなることが分かる。これは、摩擦角度を45°に設定することにより、摩擦圧接工程における突合部J2の各部位における密着度のバランスが良好になるからであると考えられる。また、面取り部31の曲率半径Rの大きさは、圧力低下率に影響を及ぼさないことがわかった。   Further, from the results of FIGS. 19A and 19B, when the friction angle is set to 45 ° regardless of the planar shape (aspect ratio of the rectangular shape in plan view) of the main body 2 and the lid 3, the container with a lid It can be seen that the pressure drop rates of 1B and 1C are the lowest, that is, the water tightness and the air tightness are the highest. This is considered to be because, by setting the friction angle to 45 °, the balance of the adhesion degree at each part of the abutting portion J2 in the friction welding process is improved. Moreover, it turned out that the magnitude | size of the curvature radius R of the chamfer 31 does not affect the pressure drop rate.

以上の結果から、接合強度と摩擦角度との関係、および水密性及び気密性と摩擦角度との関係について考察する。なお、以下の考察においては、図12に示す蓋付容器1B(以下、「長方形容器」と言う)及び図14に示す蓋付容器1C(以下、「正方形容器」と言う)を例示し、各容器の寸法や摩擦圧接の条件については、図20に示す条件に基づくものとする。   From the above results, the relationship between the bonding strength and the friction angle and the relationship between the water tightness and the air tightness and the friction angle will be discussed. In the following discussion, the lidded container 1B shown in FIG. 12 (hereinafter referred to as “rectangular container”) and the lidded container 1C illustrated in FIG. 14 (hereinafter referred to as “square container”) are illustrated. The container dimensions and friction welding conditions are based on the conditions shown in FIG.

<接合強度と摩擦角度との関係>
図21の(a)に示すように、長方形容器において、基準線C3を平面視矩形断面の対角線と平行となるように設定し、基準線C3に沿って摩擦圧接する場合には、各接合部位における間欠摩擦部の面積が等しくなる。このような接合方法によれば、各接合部位で発生する摩擦熱は均一になるので、接合強度の不均衡が解消すると考えられる。ここで、間欠摩擦部とは、図21の(b)に示すように、部材同士の突合部のうち摩擦圧接の際に間欠的に大気に晒される部位のことであり、間欠摩擦部の面積が大きくなると、摩擦熱が小さくなる傾向にあり接合強度は低下する。図21の(b)では、ハッチで示す部位が間欠摩擦部である。
<Relationship between bonding strength and friction angle>
As shown in FIG. 21 (a), in the rectangular container, when the reference line C3 is set to be parallel to the diagonal line of the rectangular section in plan view and friction welding is performed along the reference line C3, The area of the intermittent friction part in becomes equal. According to such a joining method, the frictional heat generated at each joining portion becomes uniform, so that it is considered that the imbalance in joining strength is solved. Here, as shown in FIG. 21 (b), the intermittent friction portion is a portion that is intermittently exposed to the atmosphere during friction welding among the abutting portions of the members, and the area of the intermittent friction portion. As the value increases, the frictional heat tends to decrease and the bonding strength decreases. In FIG. 21B, the hatched portion is an intermittent friction portion.

図22の(a)に、長方形容器(長辺と短辺のアスペクト比は3:1)の本体部と蓋を摩擦圧接する場合の間欠摩擦部の面積と摩擦角度との関係を計算した結果を示す。この結果からも明らかなように、平面視矩形形状の対角線に相当する摩擦角度において、長辺における間欠摩擦部の面積S1(間欠摩擦部のうち長辺と平行となる領域の面積)と短辺における間欠摩擦部の面積S2(間欠摩擦部のうち短辺と平行となる領域の面積)とが等しくなる。つまり、平面視矩形形状の対角線に相当する摩擦角度において、各接合部位で発生する摩擦熱は均一になるので、接合強度の不均衡が解消すると考えられる。   FIG. 22A shows the result of calculating the relationship between the area of the intermittent friction part and the friction angle when the main body part of the rectangular container (the aspect ratio of the long side and the short side is 3: 1) and the lid are friction-welded. Indicates. As is apparent from this result, the area S1 of the intermittent friction part on the long side (area of the intermittent friction part in a region parallel to the long side) and the short side at the friction angle corresponding to the diagonal line of the rectangular shape in plan view Is equal to the area S2 of the intermittent friction portion (the area of the intermittent friction portion which is parallel to the short side). That is, at the friction angle corresponding to the diagonal line of the rectangular shape in plan view, the frictional heat generated at each joint site becomes uniform, so that it is considered that the imbalance in the joint strength is eliminated.

また、図22の(b)に示すように、正方形容器であっても、長方形容器と同様に、平面視矩形形状の対角線に相当する摩擦角度において、一辺における間欠摩擦部の面積と前記一辺に垂直な他辺における間欠摩擦部の面積とが等しくなる。   Further, as shown in FIG. 22 (b), even in the case of a square container, similarly to the rectangular container, at the friction angle corresponding to the diagonal line of the rectangular shape in plan view, the area of the intermittent friction portion on one side and the one side are The area of the intermittent friction part in the other vertical side becomes equal.

<水密性及び気密性と摩擦角度との関係>
図23に示すように、基準線C3を平面視矩形断面の対角線と平行となるように設定し、基準線C3に沿って摩擦圧接する場合には、各接合部位における摩耗粉移動距離は不均一になるので、水密性及び気密性は低下すると考えられる。つまり、図23に示すa部における摩耗粉移動距離L1と、b部における摩耗粉移動距離L2とは距離が異なる。ここで、摩耗粉移動距離とは、ある摩擦角度及び壁厚みにおいて、摩擦圧接中に本体部2と蓋部3との界面において摩耗粉(金属屑)が移動し得る最大の距離のことである。例えば、図25の(b)を参照すると、摩擦方向が側壁部104の長辺と平行(摩擦角度=90°)に設定されているため、c部における摩耗粉移動距離L3は側壁部104の壁厚みと同等の寸法となり、d部における摩耗粉移動距離L4は側壁部104の長辺と同等の寸法になる。摩耗粉移動距離が長くなると、摩耗粉(金属屑)が接合面に残留する傾向にあり接合面の密閉性は低下する。
<Relationship between water tightness and air tightness and friction angle>
As shown in FIG. 23, when the reference line C3 is set so as to be parallel to the diagonal line of the rectangular section in plan view, and the friction welding is performed along the reference line C3, the wear powder moving distance at each joint portion is uneven. Therefore, it is considered that water tightness and air tightness are lowered. That is, the wear powder movement distance L1 in the part a shown in FIG. Here, the abrasion powder moving distance is the maximum distance at which the abrasion powder (metal scrap) can move at the interface between the main body 2 and the lid 3 during friction welding at a certain friction angle and wall thickness. . For example, referring to (b) of FIG. 25, since the friction direction is set parallel to the long side of the side wall portion 104 (friction angle = 90 °), the wear powder movement distance L3 in the c portion is equal to that of the side wall portion 104. The dimension is equivalent to the wall thickness, and the abrasion powder movement distance L4 in the part d is equivalent to the long side of the side wall part 104. When the abrasion powder moving distance becomes long, the abrasion powder (metal scrap) tends to remain on the joint surface, and the sealing performance of the joint surface decreases.

図24の(a)に、長方形容器(長辺と短辺のアスペクト比は3:1)の本体部と蓋を摩擦圧接する場合の摩耗粉移動距離と摩擦角度との関係を計算した結果を示す。この結果からも明らかなように、平面視矩形形状のアスペクト比とは無関係に、摩擦角度45°において、長辺における摩耗粉移動距離と短辺における摩耗粉移動距離とが等しくなる。つまり、摩擦角度45°において、各接合部位における摩耗粉(金属屑)の排出性が均一になるので、接合面の密着度の不均衡が解消すると考えられる。   FIG. 24 (a) shows the result of calculating the relationship between the abrasion powder moving distance and the friction angle when the main body of the rectangular container (the aspect ratio between the long side and the short side is 3: 1) and the lid are friction-welded. Show. As is clear from this result, regardless of the aspect ratio of the rectangular shape in plan view, the wear powder movement distance on the long side and the wear powder movement distance on the short side are equal at a friction angle of 45 °. That is, at the friction angle of 45 °, the dischargeability of the wear powder (metal scrap) at each joint portion becomes uniform, so it is considered that the imbalance in the adhesion degree of the joint surface is eliminated.

また、図24の(b)に示すように、正方形容器であっても、当然に、摩擦角度45°において、一辺における摩耗粉移動距離と前記一辺に垂直な他辺における摩耗粉移動距離とが等しくなる。   Further, as shown in FIG. 24B, even in a square container, naturally, at a friction angle of 45 °, the wear powder movement distance on one side and the wear powder movement distance on the other side perpendicular to the one side are Will be equal.

以上のように、本発明によると、蓋付容器の各接合部位における強度の不均衡を小さくすることができ、蓋付容器の水密性及び気密性を向上させることができる蓋付容器の製造方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the strength imbalance in each joint portion of the lidded container, and to improve the watertightness and airtightness of the lidded container. Can be provided.

1 蓋付容器
1A 蓋付容器
2 本体部
3 蓋部
4 箱状部材
5 開口
6 フィン
11 底部
12 側壁部
15 (側壁部の)上面
16 本体内周面
17 本体凹溝部
18 本体外周面
23 (蓋部の)下面
24 蓋中央面
25 蓋内側凹溝部
26 蓋内周面
27 蓋外側凹溝部
28 蓋外周面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container with lid | cover 1A Container with lid | cover 2 Main body part 3 Lid part 4 Box-shaped member 5 Opening 6 Fin 11 Bottom part 12 Side wall part 15 Upper surface (side wall part) 16 Body inner peripheral surface 17 Main body recessed groove part 18 Main body outer peripheral surface 23 (Lid Lower surface 24 lid central surface 25 inner lid groove 26 inner lid surface 27 outer lid groove 28 outer lid surface

Claims (9)

底部とこの底部に立設された平面視矩形枠状の側壁部とを備えた本体部と、前記本体部の開口を塞ぐ蓋部と、を用意する準備工程と、
前記側壁部の上面と前記蓋部の下面とを突き合わせて平面視矩形枠状の突合部を形成する突合せ工程と、
平面視した場合に、前記突合部の一辺に対して傾斜する基準線に沿って前記本体部及び前記蓋部を相対的かつ直線的に往復移動させて摩擦圧接する摩擦圧接工程と、を含むことを特徴とする蓋付容器の製造方法。
A preparation step of preparing a main body portion including a bottom portion and a side wall portion having a rectangular frame shape standing in plan view on the bottom portion, and a lid portion that closes the opening of the main body portion;
A butting step of butting the upper surface of the side wall portion and the lower surface of the lid portion to form a butting portion having a rectangular frame shape in plan view;
A friction welding process in which the main body part and the lid part are reciprocated relative and linearly along a reference line inclined with respect to one side of the abutting part when viewed in plan. The manufacturing method of the container with a lid characterized by these.
前記摩擦圧接工程において前記突合部が正方形状を呈する場合、前記基準線を前記突合部の対角線に対して±30°の範囲内に設定することを特徴とする請求項1に記載の蓋付容器の製造方法。   2. The lidded container according to claim 1, wherein when the abutting portion has a square shape in the friction welding step, the reference line is set within a range of ± 30 ° with respect to a diagonal line of the abutting portion. Manufacturing method. 前記摩擦圧接工程において前記突合部が長方形状を呈する場合、前記基準線を前記突合部の対角線に対して±20°の範囲内に設定することを特徴とする請求項1に記載の蓋付容器の製造方法。   2. The lidded container according to claim 1, wherein when the abutting portion has a rectangular shape in the friction welding step, the reference line is set within a range of ± 20 ° with respect to a diagonal line of the abutting portion. Manufacturing method. 前記摩擦圧接工程において、前記基準線を前記突合部の対角線と平行となるように設定することを特徴とする請求項1に記載の蓋付容器の製造方法。   The method for manufacturing a lidded container according to claim 1, wherein, in the friction welding step, the reference line is set to be parallel to a diagonal line of the abutting portion. 前記摩擦圧接工程において、前記突合部の一辺と前記基準線とのなす角度を35°〜55°に設定することを特徴とする請求項1に記載の蓋付容器の製造方法。   2. The method for manufacturing a lidded container according to claim 1, wherein, in the friction welding step, an angle formed between one side of the abutting portion and the reference line is set to 35 ° to 55 °. 前記摩擦圧接工程において、前記突合部の一辺と前記基準線とのなす角度を40°〜50°に設定することを特徴とする請求項1に記載の蓋付容器の製造方法。   2. The method for manufacturing a lidded container according to claim 1, wherein, in the friction welding step, an angle formed between one side of the abutting portion and the reference line is set to 40 ° to 50 °. 前記摩擦圧接工程において、前記突合部の一辺と前記基準線とのなす角度を45°に設定することを特徴とする請求項1に記載の蓋付容器の製造方法。   2. The method for manufacturing a lidded container according to claim 1, wherein, in the friction welding step, an angle formed between one side of the abutting portion and the reference line is set to 45 degrees. 前記側壁部の上面には、
平面視矩形枠状に形成された本体凹溝部と、
前記本体凹溝部の内側に形成された本体内周面と、
前記本体凹溝部の外側に、前記本体内周面よりも低い位置に形成された本体外周面と、が形成されており、
前記突合せ工程では、前記本体内周面と前記蓋部の下面とを突き合わせることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の蓋付容器の製造方法。
On the upper surface of the side wall,
A main body concave groove formed in a rectangular frame shape in plan view;
A main body inner peripheral surface formed inside the main body concave groove,
The outer peripheral surface of the main body formed at a position lower than the inner peripheral surface of the main body is formed outside the main body concave groove portion,
The method for producing a lidded container according to any one of claims 1 to 7, wherein, in the butting step, the inner peripheral surface of the main body and the lower surface of the lid portion are butted.
前記蓋部の下面には、
平面視矩形枠状に形成された蓋凹溝部と、
前記蓋凹溝部の内側に形成された蓋内周面と、
前記蓋凹溝部の外側に、前記蓋内周面よりも高い位置に形成された蓋外周面と、が形成されており、
前記突合せ工程では、前記側壁部の上面と前記蓋内周面とを突き合わせることを特徴とする請求項1乃至請求項8項のいずれか一項に記載の蓋付容器の製造方法。
On the lower surface of the lid,
A lid groove formed in a rectangular frame shape in plan view;
A lid inner peripheral surface formed inside the lid concave groove,
A lid outer peripheral surface formed at a position higher than the inner peripheral surface of the lid is formed on the outer side of the concave groove portion of the lid,
The method for manufacturing a lidded container according to any one of claims 1 to 8, wherein in the butting step, the upper surface of the side wall portion and the inner peripheral surface of the lid are butted.
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