JP4727317B2 - 容器 - Google Patents
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Description
特許文献1には、複数の容器部品をロウ付けして、気密性と耐圧性に優れた耐圧容器を製造する技術が開示されている。
特許文献1の技術では、一方のフランジに切り欠き部を設け、この切り欠き部にロウ材を載置する。加熱されて溶融したロウ材は、毛細管現象によってフランジ間の狭い間隙に浸入していく。しかしながら特許文献1の技術では、切り欠き部以外における両フランジ間の間隙距離が一様であるため、溶融したロウ材はフランジ間の間隙の外側にも広がっていく。フランジ間の間隙の容器側の端部にまで十分にロウ材が行き亘らない可能性がある。それでは、ロウ付け層の良好な耐圧性を得ることができない。
複数の容器部品の各々に形成されているフランジを対向配置してロウ付けする際に、両フランジ間の間隙の容器側の端部にまで確実にロウ材を行き亘らせる技術が必要とされている。両フランジ間の間隙の容器側の端部にまでロウ材を行き亘らせることができれば、複数の容器部品のロウ付け層の接合強度を高め、耐圧性と気密性を向上させた容器を実現することができる。
本願の発明者は、フランジ間の隙間距離を容器側で狭くして外側で広くすれば、溶融したロウ材は優先的に容器側に広がるという発想を得た。容器側の隙間距離を毛細管現象が生じる程度に狭く形成し、外側の隙間距離を毛細管現象が生じない程度に形成すると、溶融したロウ材は毛細管現象によって優先的に容器側に広がる。両フランジ間の隙間距離を容器側で狭くして外側で広く構成することによって、フランジの間の間隙の容器側の端部にまでロウ材を確実に行き亘らせることができる。フランジ間を接合しているロウ付け層の耐圧性を向上させるのに成功した。
なお、本明細書で用いる「隙間」とは2つのフランジ面を接するように合わせた際に2つのフランジ間に形成される微小な隙間をも含む概念として用いる。
両フランジ間を対向させて第1容器部品と第2容器部品を配置した際に、第2隙間に溶融前のロウ材を載置する。このとき第2隙間より小さい間隙距離を有する第3隙間によって、載置した溶融前のロウ材が第2隙間から脱落することを防止できる。溶融前のロウ材を第2隙間に載置した状態で組み合わせた第1容器部品と第2容器部品を移動させる際にロウ材がずれることを防止できる。
また第3隙間は第1隙間よりも大きく形成されている。従って溶融したロウ材が第3隙間へ広がることはない。上記構成によっても溶融したロウ材を第1隙間に優先的に広げることができる。
幅の長い部分は、一方のフランジの周方向の一部が残部より長い幅となるように形成すればよい。または一方のフランジの周方向の一部が残部より短い幅となるように切り欠きを設けてもよい。いずれにしても周方向の一部で両フランジの幅を相対的に異ならせることができる。一方のフランジの幅の長い部分を他方のフランジの外側へ折り返して両フランジをカシメ止めする。
カシメ止めすることによって、ロウ材を溶融させる前に対向配置した第1容器部品と第2容器部品がずれることを防止することができる。またカシメ止めすることによって、両フランジ間の内周側(容器側)の第1隙間の間隙距離を保持することができる。
第1容器部品と第2容器部品の内側面と板材の間の第4隙間は第1隙間の容器側の端部と連続する。従って溶融したロウ材は第1隙間の容器側の端部からさらに板材と第1容器部品および第2容器部品との間の第4隙間に広がる。溶融したロウ材をフランジ間の第1隙間の容器側の端部まででなく、第1容器部品の内側面と第2容器部品の内側面にまで広がらせることができる。ロウ材による接合面の耐圧性と気密性を一層向上させた容器を実現することができる。
なお板材は、両フランジ間の第1隙間の内縁に沿って少なくとも周方向の一部に伸びていればよい。
(第1形態) 第2隙間に溶融前のロウ材が載置され、前記ロウ材を溶融させることによって、少なくとも第1隙間の容器側の端部から第2隙間側の端部に亘ってロウ付けされることが好ましい。第2隙間を溶融前のロウ材の載置場所として有効に利用することができる。
<実施例1>
図1から図4を用いて実施例1の容器10について説明する。まず図4に基づいて容器10の全体構造について概説する。図4(A)は実施例1の容器10の平面図である。図4(B)は容器10の側面図である。
容器10は第1容器部品14と第2容器部品12から構成されている。第1容器部品14にはその開口部の周囲に第1フランジ18が設けられている。第2容器部品12にはその開口部の周囲に第2フランジ16が設けられている。第1容器部品14と第2容器部品12の開口部同士を対向させて配置すると、第1フランジ18と第2フランジ16も対向する位置関係となる。そして第1フランジ18と第2フランジ16の両フランジ間がロウ付けされている。容器10の内側には容器内空間52が形成される。図4(A)、(B)に示すように、本実施例では、第1容器部品14と第2容器部品12はフランジを除いて略同形状をしている。その他にも第1容器部品又は第2容器部品の一方が器状に形成され、他方が蓋状に形成されていてもよい。また、2以上の容器部品が夫々フランジを有し、隣接する容器部品のフランジ間がロウ付けされて容器が形成されるものであってもよい。
第1フランジ18は第1容器部品14の開口部44に連続するように設けられている。第2フランジ16は第2容器部品12の開口部42に連続するように設けられている。第1容器部品14の開口部44と第2容器部品12の開口部42を対向させて配置した際に、第1フランジ18と第2フランジ16は対向する位置関係となる。
第1フランジ18と第2フランジ16は、内周側(容器側)から3つの部分に分けられる。フランジ面の内周側からフランジ内周部、フランジ外周部、フランジ延長部と称する。
フランジ内周部は、図1に示す破線60と破線62の間の第1フランジ内周部18aと第2フランジ内周部16aで形成される。フランジ外周部は、図1に示す破線62と破線64の間の第1フランジ外周部18bと第2フランジ外周部16bで形成される。フランジ延長部は、図1に示す破線64と破線66の間の第1フランジ延長部18cと第2フランジ延長部16cで形成される。
第1隙間24は溶融したロウ材が毛細管現象によってその隙間内に広がる程度に狭く形成される。また第2隙間28は溶融前のロウ材が載置できる程度に大きく形成される。第3隙間26は毛細管現象が生じない程度に広く、かつ第2隙間28に載置されたロウ材がフランジ面から脱落しない程度に小さく形成される。図1には溶融前のロウ材36が第2隙間28に載置された状態を示してある。
なお、図1、図2、図3では構造を解り易くする為に第1隙間24の間隙距離を誇張して描いてある。実際には第1フランジ内周部18aと第2フランジ内周部16aは、ほとんど接するように配置される。第1隙間24の間隙距離は、ほとんど接するように配置された両フランジ間に形成される微小な距離となる。
板材20は両フランジ間の第1隙間24の内縁に沿って配置されているので、第4隙間29は第1隙間24と連続する。従って板材20によって、溶融したロウ材が第1隙間24の内縁に達した後にさらに第4隙間29へと誘導することができる。
第1容器部品14の開口部44は、内側面40とこれに連続する第1フランジ18との間で所定の曲率半径を有する。換言すれば開口部44は丸みをおびている。同様に第2容器部品12の開口部42も丸みをおびている。従って第1隙間24の内縁では隙間の間隙距離が徐々に広がる。
第1の隙間24の内縁に向って突出する突出部22によって、第1隙間24と第4隙間29が連続する箇所での隙間の間隙距離を小さくすることができる。これにより第1隙間24の内縁に達したロウ材をより効果的に第4隙間29へと導くことができる。
図2に、図1の縦断面図においてロウ材36が溶融したときの状態を示す。図2に示すように加熱されて溶融したロウ材によって、第1フランジ18と第2フランジ16(即ち、第1容器部品14と第2容器部品12)を接合するロウ付け層36aが形成されている。第1隙間24、第2隙間28、第3隙間26のうち、内周側の第1隙間24の間隙が最も小さく、この第1隙間24でのみ毛細管現象が生じる。従って溶融したロウ材は第1フランジ内周部18aと第2フランジ内周部16aの間の第1隙間24に優先的に広がる。さらに第1隙間24の内縁に達したロウ材は板材20と内側面38、40の間の第4隙間29へと誘導される。その結果、板材20と第1容器部品14の内側面40との間でロウ付け層のひとつの端部36dが形成される。同様に板材20と第2容器部品12の内側面38との間でロウ付け層の別の端部36cが形成される。第1容器部品14と第2容器部品12は第1隙間24の間だけでなく、板材20を介して第1容器部品14の内側面40と第2容器部品12の内側面38もロウ材によって接合される。第1容器部品14と第2容器部品12のロウ付け層の耐圧性と気密性を向上させることができる。
即ち本実施例では、ロウ付け層36aは、少なくとも第1隙間24の容器側の端部から第2隙間28側の端部にまで伸びて形成される。さらに溶融したロウ材は板材20によって第4隙間29の間隙へと誘導され、板材20と内側面38、40の間にもロウ付け層が形成される。第1容器部品14と第2容器部品12が強固にロウ付けされる。ロウ付け層の耐圧性と気密性を向上させた容器を実現することができる。
また本実施例では、第2隙間28に溶融前のロウ材を載置することができる。そして第2隙間28より小さい第1隙間24と第3隙間26によって載置されたロウ材が第2隙間28から脱落することを防止できる。
カシメ部50では、カシメ止めを施す前の第2フランジ16のフランジ延長部16dは図3に破線64と68間で示されている破線の位置にある。カシメ部50では第2フランジ16の幅がカシメ部50以外の第2フランジ16の幅より長く形成されている。
またカシメ部50での第1フランジ18の幅は、切り欠き32によってカシメ部50以外の第1フランジ18の幅より短く形成されている。
即ち、カシメ部50では第2フランジ16の幅が第1フランジ18の幅より長く形成されている。そして図3に実線で示すように第2フランジ16のフランジ延長部16dは第1フランジ18の外側(第1フランジ18と第2フランジ16の非対向面)へ折り返されている。これによって第2フランジ16と第1フランジ18がカシメ止めされている。換言すれば、第2フランジ16の幅の長い部分が、第1フランジ18の外側を通過して第1フランジ18の非対向面に折り返されることによって、両フランジがカシメ止めされている
なお、フランジ延長部16dの先端部30は、フランジ内周部を形成する第1フランジ内周部18aを押さえ付けるようにカシメ止めする。これにより溶融したロウ材を優先的に広がらせるフランジ内周部の第1隙間24の間隙距離を保持することができる。
なお上記実施例では、カシメ部50における第2フランジ16の幅を第2フランジ16の残部よりも長く形成するとともに、カシメ部50における第1フランジ18の幅を第1フランジ18の残部よりも短く形成した。上記構成に限らず、カシメ部50では、第1フランジ18の幅と第2フランジ16の幅の相対的な長さを異なるように構成すれば良い。これにより幅の広い方のフランジを幅の狭い方のフランジの外側へ折り返してカシメ止めすることができる。
実施例1では、第1フランジ18は平面状に形成した。そして第2フランジ16をその内周部16aと外周部16bと延長部16cで異なる形状とした。フランジの形状は上記実施例の形状に限られない。第1フランジ18と第2フランジ16は、内周側から外周側に向かって第1隙間、第2隙間、第3隙間が夫々周方向に形成されていればよい。そして第3隙間の間隙距離が第1隙間の間隙距離より大きく、かつ第2隙間の間隙距離より小さく形成されていればよい。そのような構成の他のフランジ形状としては例えば次の形状が考えられる。図1のフランジ構造において、第2フランジ延長部16cのフランジ面を第2フランジ内周部16aのフランジ面と同じ平面となるように形成する。そして第1フランジ延長部18cと第1フランジ外周部18bの間に段差を設けて第1フランジ延長部18cのフランジ面が第1フランジ外周部18bの平面より図1の紙面下方に位置するように形成する。このような構造により、第2フランジ内周部16aと同一平面に位置する第2フランジ延長部16cと第1フランジ延長部18cの間に第3隙間26を形成する。このように構成しても第1隙間24、第3隙間26、第2隙間28の順に大きくなる3つの隙間を有するフランジ部を形成することができる。また、第2隙間28の間隙距離を広くしている第2フランジ外周部16bの円弧状の形状を第1フランジ18の側に設けてもよい。
実施例1では、夫々のフランジ延長部16c、18cをフランジ外周部16b、18bの周囲全体に設けた。この他にも第3隙間26を形成するフランジ延長部16c、18cはフランジ外周部の外周で周方向の少なくとも一部のみに設けても良い。第3隙間26は第2隙間28に載置したロウ材36を保持することが主目的だからである。また、第2隙間28は周方向の少なくとも一部に設けてあればよい。
実施例1では、第1容器部品114の外周の全周囲に亘って第1フランジ118を設けた。第1フランジ118は第1容器部品114の全周囲に亘っている必要はない。例えば第1容器部品114と第2容器部品112のフランジ接合面に配管を通す場合を考える。この場合、第1容器部品114と第2容器部品112の周囲において配管を通す孔に相当する部分にはフランジは必要ない。即ち、フランジは容器の全周囲に亘って形成されている必要はない。フランジは、隣接する容器部品をロウ付けしたい場所に設けてあればよい。
実施例1では、板材20に突出部22を設けた。開口部42、44の丸みが小さい場合は突出部22を設けずとも溶融したロウ材を板材20と内側面38、40の間の第4隙間29に誘導することができる。
次に図5を用いて参考例1について説明する。図5(A)は参考例1の容器100の平面図である。図5(B)は図5(A)のB−B線に対応する縦断面の拡大図である。図5(C)は、図5(B)に示した縦断面において溶融したロウ材によりロウ付け層が形成された状態を示す図である。
図5(A)、(B)に示すように参考例1の容器100も第1容器部品114と第2容器部品112が開口部を対向させて配置されている。第1容器部品114に設けられた第1フランジ118と第2容器部品112に設けられた第2フランジ116がロウ付けされている。容器100の内部には容器内空間52が形成されている。
第1フランジ118は第1容器部品114の内側面140の端部である開口部144に連続するように設けられている。第2フランジ116は第2容器部品112の内側面138の端部である開口部142に連続するように設けられている。第1容器部品114と第2容器部品112の開口部を対向させて配置した際に、第1フランジ118と第2フランジ116は対向する位置関係となる。
第1フランジ118と第2フランジ116は、フランジ内周部とフランジ外周部に分けられる。フランジ内周部は、図5(B)に示す破線70と破線72の間の第1フランジ内周部118aと第2フランジ内周部116aで形成される。フランジ外周部は、図5(B)に示す破線72と破線74の間の第1フランジ外周部118bと第2フランジ外周部116bで形成される。第2フランジ内周部116aと第2フランジ外周部116bは段差によって分けられている。なお、第2フランジ内周部116aと第2フランジ外周部116bの間は段差ではなくテーパ状に徐々にその隙間が狭くなるように形成してもよい。
第1容器部品114と第2容器部品112を対向配置した際に、フランジ内周部とフランジ外周部の夫々において両フランジ間に隙間が形成される。第1フランジ内周部118aと第2フランジ内周部116aの間には第1隙間124が形成される。第1フランジ外周部118bと第2フランジ外周部116bの間には第2隙間126が形成される。第2隙間126の間隙距離は、第1隙間124より大きく形成される。
第1隙間124は溶融したロウ材が毛細管現象によってその隙間内に広がるほどに狭く形成される。また第2隙間126は溶融前のロウ材が載置できるほどに大きく形成される。図5(B)には溶融前のロウ材136が第2隙間126に載置された状態を示してある。
なお図5(B)、(C)においても図1と同様に第1隙間124の間隙距離は誇張して描いてある。
溶融したロウ材は第1隙間124に優先的に広がるので第1隙間124の内縁まで浸透させるためのロウ材が不足することはない。第1隙間124の内縁でロウ材の不足による窪み(ロウ材が未充填の隙間)が生じる可能性を低減できる。容器100の容器内空間52の圧力が上昇した際にロウ材の窪みに応力が集中してロウ材が破断する可能性を少なくすることができる。ロウ付け層136aの耐圧性を向上させることができる。
第1隙間124は周方向に沿って設けられているのでロウ付け層136aは第1隙間124の間を周方向へも広がって形成される。気密性も向上する。
次に図6と図7を用いて実施例2を説明する。図6(A)は実施例2の容器200の平面図である。図6(B)は実施例2の容器200の側面図である。図7(A)は、図6(A)のA−A線に対応する縦断面の拡大図である。図7(B)は、図6(A)のB−B線に対応する縦断面の拡大図である。なお図6(A)に示したC−C線における縦断面もB−B線における縦断面とほぼ同じ形状を有している。従って図7(B)に示す縦断面図は、図6(A)のC−C線に対応する縦断面の拡大図でもある。
なお、図7(A)に示す周方向フランジ部分310における第1隙間224の間隙距離と図7(B)に示す周方向フランジ部分312における第1隙間230の間隙距離はほぼ等しく、毛細管現象が生じる程度に狭く形成されている。
なお、実施例2においても、実施例1で説明したカシメ部を設けることも好ましい。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
12:第2容器部品
14:第1容器部品
16:第2フランジ部
16a:第2フランジ内周部
16b:第2フランジ外周部
16c:第2フランジ延長部
18:第1フランジ
18a:第1フランジ内周部
18b:第1フランジ外周部
18c:第1フランジ延長部
20:板材
22:突出部
24:第1隙間
26:第3隙間
28:第2隙間
29:第4隙間
36:ロウ材
36a:ロウ付け層
38:第2容器部品内側面
40:第1容器部品内側面
42:第2容器部品開口部
44:第1容器部品開口部
50:カシメ部
52:容器内空間
Claims (4)
- 複数の容器部品がロウ付けされて形成されている容器であり、
第1フランジを有する第1容器部品と、
第1フランジに対向する第2フランジを有する第2容器部品と、
第1フランジと第2フランジを接合しているロウ付け層と、を有しており、
第1フランジと第2フランジの間には、容器側に位置する第1隙間と、外側に位置する第2隙間と、第2隙間のさらに外側に位置する第3隙間が形成されており、
第1隙間は、溶融したロウが広がる毛細管現象が起こる程度の間隔であり、
第2隙間の間隙距離は、第1隙間の間隙距離より大きく形成されており、
第3隙間の間隙距離は、第2隙間の間隙距離より小さく、かつ、第1隙間の間隙距離より大きく形成されており、
前記ロウ付け層が、容器製造工程において第2隙間に配置されたロウ材が溶融して少なくとも第1隙間の容器側の端部から第2隙間側の端部にまで伸びていることを特徴とする容器。 - 対向する両フランジの一方のフランジの幅が、周方向の少なくとも一部において、他方のフランジの幅より長く形成されており、
一方のフランジの幅の長い部分が、他方のフランジの外側を通過して他方のフランジの非対向面に折り返されることによって、両フランジがカシメ止めされていることを特徴とする請求項1に記載の容器。 - 第1隙間の容器側の端部に沿って周方向に伸びており、第1容器部品と第2容器部品の内側面に対して第4隙間を介して対向しており、溶融したロウ材を第4隙間に誘導する板材をさらに有することを特徴とする請求項1または2に記載の容器。
- 板材には、周方向に伸びるとともに第1隙間の容器側の端部に向って突出する突出部を有することを特徴とする請求項3に記載の容器。
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