JP6185256B2 - 金属製箱体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、種々の物品を収容可能な金属製箱体及びその製造方法に関する。

従来、種々の物品を収容可能な金属製箱体として、プレス機によって金属板を絞り加工して形成された箱体が広く用いられている。しかし、ステンレスやチタンなどの一般的に延性の低い金属材料では、いわゆる深絞り成形を高精度で行うことが困難な場合がある。そこで、金属板を折り曲げて、断面コ字状の部材と断面Ｌ字状の部材とをそれぞれ成形した後、これらを溶接してなる箱体が特許文献１に開示されている。この構成では、絞り加工を要しないため、肉厚のばらつきが抑えられる。しかし、この場合には、箱体の長辺部及び短辺部の両方を溶接しなければならず溶接長さが比較的長くなる。そのため、この箱体において高い気密性を確保するためには、その溶接部に高い信頼性が求められる。これにより、高い気密性が要求される箱体を製造するにあたっては、溶接長さが短い方が容易となる。

一方、特許文献２には、一枚の金属製の平板からなるとともに、矩形の底部と、底部の各長辺部にそれぞれ立設される一対の矩形の長壁部と、底部の各短辺部にそれぞれ立設される一対の矩形の短壁部とを備える角型の筐体（箱体）が開示されている。この構成では、一対の長壁部は底部の長辺から折り曲げられて形成され、一対の短壁部は一対の長壁部のそれぞれの両側辺から折り曲げられて互いに溶接されるとともに、底部にも溶接されている。この構成によれば、長壁部が折り曲げによって形成されるため、溶接長さを短くすることができる。そのため、箱体において高い気密性の確保が容易となり、高い信頼性を得やすい。また、溶接長さが短くて済むため、溶接作業を軽減でき、当該箱体の生産性が高まる。

特開２００２−１９８０１１号公報 特開２０１３−８６６５号公報

しかし、特許文献２の構成では、底部と短壁部との接合が角（かど）継手での溶接によりなされているため、箱体の気密性について高い信頼性を確保するには、接合部に高い溶接精度が求められることとなる。このような構成において、高い溶接精度を得るためには、箱体の形成材料である金属板（ブランク）を厚肉にすることが考えられるが、箱体の重量増加や製造コストの増加などのデメリットが生じる。また、高い溶接精度を得るためには、溶接位置精度の向上や溶接部の形状精度の向上のほか、溶接速度を十分落とすことなどが考えられるが、これらは生産性の低下を招く。それゆえ、気密性について高い信頼性を確保しつつ、高い生産性が得られる金属製箱体を製造するには、さらなる改善の余地があった。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、気密性についての信頼性が高く、生産性にも優れる金属製箱体及びその製造方法を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、底部と、該底部の外周縁から立設した側壁部とを一枚の金属板から形成してなる金属製箱体であって、
上記底部と上記側壁部との境界部分は、両者を折り曲げてなる折り曲げ境界部と、両者を溶接してなる溶接境界部とからなり、
該溶接境界部の少なくとも一部においては、上記底部と上記側壁部のうち少なくとも一方を変形させることにより両者の端部を揃えて両者を面状に重ね合わせてなる重合部が設けられ、該重合部の上記端部を溶接してなるへり継手溶接部が形成されており、
上記底部は互いに対向する２つの短辺と、互いに対向する２つの長辺とを有する長四角形状をなしており、
上記折り曲げ境界部は、上記２つの長辺にそれぞれ形成されており、
上記溶接境界部は、上記２つの短辺と、上記底部に垂直な方向から見て上記２つの短辺の各両端から上記底部の角部を含むとともに上記折り曲げ境界部に平行に延びて上記折り曲げ境界部に連なる部分とに亘って形成されていることを特徴とする金属製箱体にある（請求項１）。

本発明の他の態様は、底部と該底部の外周縁から立設した側壁部とを有する金属製箱体の製造方法であって、
上記金属製箱体の展開体を一枚の金属板から形成する展開体形成工程と、
上記底部の端部と上記側壁部の端部とを揃えて両者を面状に重ね合わせてなる重合部を形成可能なように、上記底部又は上記側壁部の少なくとも一方を変形させて重合部形成の準備をする重合部形成準備工程と、
上記展開体を折り曲げて上記底部と上記側壁部の境界部分に折り曲げ境界部を形成するとともに上記重合部を形成する折曲工程と、
上記側壁部同士を溶接するとともに、上記重合部の上記端部を溶接して上記底部と上記側壁部の境界部分にへり継手溶接部を形成して溶接境界部を形成する溶接工程と、
を含み、
上記底部は互いに対向する２つの短辺と、互いに対向する２つの長辺とを有する長四角形状をなしており、
上記折曲工程において、上記折り曲げ境界部を上記２つの長辺にそれぞれ形成し、
上記溶接工程において、上記溶接境界部を上記２つの短辺と、上記底部に垂直な方向から見て上記２つの短辺の各両端から上記底部の角部を含むとともに記折り曲げ境界部に平行に延びて上記折り曲げ境界部に連なる部分とに亘って形成することを特徴とする金属製箱体の製造方法にある（請求項９）。

上記金属製箱体においては、底部とその外周縁から立設した側壁部との境界部分が、折り曲げ境界部と溶接境界部とからなる。そして、溶接境界部には、底部と側壁部のうち少なくとも一方を変形させることにより両者の端部を揃えて両者を面状に重ね合わせてなる重合部が設けられ、重合部における当該端部を溶接することにより、へり継手溶接部が形成されている。なお、「ヘリ継手溶接」は、「拝み溶接」と呼ばれる場合もある。

上記金属製箱体は、底部と側壁部の境界部分のうち、溶接境界部における溶接継手の形状がへり継手となっているため、角継手、突合せ継手や重ね継手によって溶接する場合に比べて溶接品質を高くすることができ、その結果、気密性について高い信頼性が得られ、かつ、歩留まり向上による、生産性向上を図ることができる。また、溶接境界部の溶接継手の形状がへり継手であることから、溶接境界部の溶接強度を他の溶接方法を採用する場合よりも向上させることができる。そのため、厚肉の金属板を使用する必要がないことから、金属製箱体の重量の増加や製造コストの増加を防止できる。

上記金属製箱体の製造方法においては、底部と側壁部との境界部分において、折り曲げによる折り曲げ境界部を形成するとともに、底部の端部と側壁部の端部とを揃えて両者を面状に重ね合わせてなる重合部を形成し、当該重合部を溶接することにより底部と側壁部の境界部分にへり継手による溶接境界部を形成している。上記金属製箱体の製造方法によれば、底部と側壁部の境界部分のうち、溶接境界部はへり継手となっているため、角継手、突合せ継手や重ね継手によって溶接する場合に比べて、当該溶接境界部の溶接品質が高く、その結果、気密性についての信頼性が高い金属製箱体を製造することができる。さらに、底部と側壁部との溶接境界部における溶接継手の形状がへり継手となっているため、溶接作業が比較的容易となることから、歩留りが良く、生産性に優れる。

実施例１における、金属製箱体の底面側斜視図である。 （ａ）は実施例１における、重合部形成準備工程及び折曲工程後の凹陥部のＡ−Ａ線位置における部分断面拡大図である。（ｂ）は実施例１における、溶接工程後の凹陥部のＡ−Ａ線位置における部分断面拡大図である。 実施例１における、金属製箱体の製造工程を示すフロー図である。 実施例１における、展開体形成工程での展開体の斜視図である。 実施例１における、図４の部分拡大平面図である。 実施例１における、重合部形成準備工程での展開体の斜視図である。 実施例１における、重合部形成準備工程での図６のＢ−Ｂ位置相当の断面図である。 実施例１における、折曲工程での展開体の斜視図である。 実施例２における、金属製箱体の底面側斜視図である。 実施例２における、展開体の斜視図である。

上記金属製箱体を形成する材料は、金属材料であって、例えば、ステンレス鋼、鉄鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、チタンなどとすることができる。当該形成材料は、当該金属製箱体に収容する収容物の性質、当該金属製箱体の使用環境、形成材料の成形性などを考慮して適宜選択することができる。例えば、電池のケースとして使用する場合は、耐腐食性や溶接性などを考慮してステンレス鋼を採用することができる。

金属製箱体を形成する金属材料の厚さは、特に限定されないが、約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍ、好ましくは約０．１ｍｍ〜約０．８ｍｍとすることができる。この場合には、溶接部の気密性を維持しつつ、金属製箱体の軽量化が図られる。

上記金属製箱体の外形形状は、特に限定されず、底部の形状を矩形、楕円、長方形の短辺を円弧状にした形状、又は矩形の角部に丸みをつけた形状などとし、側壁部を当該底部の外周縁に立設させた形状とすることができる。

上記金属製箱体において、上記溶接境界部の長さは上記折り曲げ境界部の長さよりも短いこととすることができる（請求項２）。この場合には、底部と側壁部との境界部分において、溶接境界部の長さを相対的に短くできるため、金属製箱体の気密性についての信頼性が一層高まる。さらに、溶接長さが短くなることから、溶接作業が軽減され、優れた生産性を奏するという効果が得られる。例えば、金属製箱体の外形形状を、底部の長手方向に対して底部の短手方向が充分短い形状とし、底部と側壁部との境界部分の内、長手方向の境界部分を折り曲げ境界部とし、短手方向の境界部分を溶接境界部とすれば、溶接長さを短くできるため、金属製箱体の気密性について、信頼性を一層向上できる。

上記金属製箱体において、重合部には、底部と側壁部のうち少なくとも一方には凹陥部が形成されるように変形させることにより立壁が形成されており、該立壁が重合部の少なくとも一部を形成していることとすることができる（請求項３）。この場合には、立壁により、重合部において面状に重ね合わせることが確実になされることとなるため、溶接境界部におけるヘリ継手による溶接が確実になされ、溶接部の信頼性が一層高まる。凹陥部は、底部と側壁部のどちらか一方にだけ形成してもよいし、底部と側壁部の両方に形成してもよい。上記凹陥部は、絞り加工、折り曲げ加工などにより形成することができる。中でも、絞り加工により形成することが好ましい。高い形状精度でかつ容易に形成できるからである

上記金属製箱体において、凹陥部は底部に設けられていることとすることができる（請求項４）。この場合には、凹陥部が底部に形成されることにより、溶接境界部において生じうる溶接ビードが金属製箱体の底面よりも外側に膨出することが防止される。これにより、当該金属製箱体を設置したときの安定性が高まる。

上記金属製箱体において、側壁部は、底部とともに折り曲げ境界部を形成して対向する一対の第１側壁部と、底部とともに溶接境界部を形成して対向する一対の第２側壁部とからなり、第１側壁部と第２側壁部とは互いに隣接するように交互に設けられるとともに、第１側壁部と第２側壁部との境界部分は両者を折り曲げて形成され、第２側壁部の中間部には、側壁部が筒状をなすように、金属板の一方の端部と他方の端部とを側壁部の立設方向に沿って溶接してなる側壁溶接部が形成されていることとすることができる（請求項８）。この場合には、側壁部同士を溶接する側壁溶接部の端部と、底部と側壁部との溶接境界部の端部とが一致しないため、側壁溶接部の端部における溶接不良を回避することができる。これにより、溶接部の信頼性が高まる。

上記側壁溶接部は、例えば、第２側壁部の中央において側壁部の立設方向に沿うように形成されていることとすることができる。この場合には、一対の第１側壁部から折り曲げて第２側壁部を形成する部分の形状がそれぞれ同一となるため、当該金属製箱体の展開体の形状を底部の中心を基準とする点対称の形状とすることができる。これにより、当該金属製箱体の製造工程において、折曲加工や絞り加工等のために展開体をプレス機等へセットする際の展開体の向きが１８０度違っていてもよく、また、展開体の裏表を逆にセットしてもよい等、加工上の制約が少なく、製造工程設計の自由度が向上する。

また、上記側壁溶接部は、第２側壁部の中央からずらすように、第１側壁部と第２側壁部との折り曲げ境界部の一方側に寄った位置において、側壁部の立設方向に沿うように形成されていることとすることもできる。この場合には、第２側壁部の中央領域に別の加工を施す際に、側壁溶接部との干渉を回避して加工部を広く確保することができる。

上記金属製箱体の製造方法において、上記溶接工程における上記溶接境界部の長さが、上記折曲工程において形成される折り曲げ境界部の長さよりも短いものとすることができる（請求項１０）。この場合には、底部と側壁部との境界部分において、溶接境界部の長さを相対的に短くできるため、気密性についての信頼性が一層高い金属製箱体を製造することができる。さらに、溶接長さを短くすることができることから、溶接作業が軽減され、優れた生産性を奏するという効果が得られる。

上記金属製箱体の製造方法において、上記重合部形成準備工程では上記底部又は上記側壁部の少なくとも一方に凹陥部を形成することにより立壁を形成し、上記折曲工程では上記立壁が上記重合部の一部を形成するように上記展開体を折り曲げることとすることができる（請求項１１）。この場合には、立壁により、重合部において面状に重ね合わせることが確実になされることとなるため、底部と側壁部との溶接継手の形状がへり継手となり溶接境界部の溶接品質が向上し、気密性についての信頼性が高まる。重合部形成準備工程において、凹陥部を底部と側壁部のどちらか一方にだけ形成することとしてもよいし、凹陥部を底部と側壁部の両方に形成することとしてもよい。

上記金属製箱体の製造方法において、上記展開体形成工程では、上記底部に対応する底部対応部と、上記側壁部に対応する第１側壁部対応部及び第２側壁部対応部であって、上記底部対応部を挟んで一対に形成される第１側壁部対応部と、該一対の第１側壁部対応部において上記底部対応部と上記第１側壁部対応部の境界部分に交差する方向の両端部にそれぞれ延在するように形成される第２側壁部対応部と、を有する展開体を形成し、上記折曲工程では、上記第２側壁部対応部をそれぞれ上記第１側壁部対応部との境界部分において上記側壁部の立設方向に折り曲げ、上記第１側壁部対応部をそれぞれ上記底部対応部との境界部分において折り曲げることにより、上記折り曲げ境界部を形成して、上記一対の第１側壁部対応部を対向させて、上記重合部を形成するとともに上記第２側壁部対応部を互いに突き合わせ又は重ね合わせし、上記溶接工程では、上記側壁部が筒状をなすように、突き合わせ又は重ね合わせされた上記第２側壁部対応部を互いに溶接して側壁溶接部を形成することとすることができる（請求項１２）。

この場合には、側壁溶接部の端部と、底部と側壁部との溶接境界部の端部とが一致しないこととなるため、側壁溶接部の端部における溶接不良を回避することができる。その結果、溶接部の信頼性の高い金属製箱体を提供することができる。

（実施例１）
実施例の金属製箱体１は、図１に示すように、略直方体形状であって、底部１０、第１側壁部１１及び第２側壁部１２を備える。底部１０の反対側は開放されており、開口部１３が形成されている。金属製箱体１の外形形状は、底部１０の長手方向（Ｘ方向）に対して短手方向（Ｙ方向）が充分短く、その深さ方向（Ｚ方向）が底部１０の短手方向に対して充分大きい形状である。

金属製箱体１は、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製である。底部１０は矩形の底面１０ａと、２つの変形部２０を有する。底面１０ａは長方形であって、変形部２０が底面１０ａの両方の短辺部１０ｃ側にそれぞれ設けられている。そして、底面１０ａの両長辺部１０ｂと、変形部２０の外縁に形成される後述のへり継手溶接部２４とが底部１０の外周縁を形成している。

底面１０ａの両方の長辺部１０ｂには第１側壁部１１がそれぞれ立設されている。底部１０と第１側壁部１１との境界部分（長辺部１０ｂ）は、第１側壁部１１をその立設方向（Ｚ方向）に折り曲げて形成されている。第１側壁部１１は、両方の長辺部１０ｂにおいて、互いに対向するように一対で形成されている。第１側壁部１１は矩形の平板状であって、金属製箱体１の長壁面を形成している。

一方、第２側壁部１２は、図１に示すごとく、変形部２０の外縁（へり継手溶接部２４が形成された部分）に立設されている。第２側壁部１２は、互いに対向するように一対で設けられ、第１側壁部１１と第２側壁部１２とが互いに隣接するように交互に設けられるとともに、第２側壁部１２は、第１側壁部１１から折り曲げられて形成されている。そして、第２側壁部１２は、変形部２０の外縁において底部１０と溶接されて形成されている。第２側壁部１２の中間部にはＺ方向に平行な側壁溶接部１２ｂが形成されている。かかる第２側壁部１２が金属製箱体１の短壁面を形成している。

図２（ａ）及び 図２（ｂ）に示すごとく、底部１０には、変形部２０において、金属製箱体１の内空側に窪んだ凹陥部２１が設けられている。凹陥部２１によって、底面１０ａと連続する緩やかな傾斜面を有するテーパー部２３と、Ｚ方向に平行に立ち上がった立壁２２とが形成されている。変形部２０において、立壁２２の端部２２ａと第２側壁部１２の端部１２ａとが揃った状態で、立壁２２と第２側壁部１２とが面状に重ね合わせられて重合部２５が形成されている。すなわち、立壁２２の裏面（底部１０において金属製箱体１の内空側の面に連続する面）と、第２側壁部１２の裏面（金属製箱体１の内空側の面）とが略平行となる状態で対向し、近接している。重合部２５において、立壁２２の端部２２ａと第２側壁部１２の端部１２ａとがへり継手によって溶接されて、変形部２０の外縁に沿ってへり継手溶接部２４が形成されている。
底部１０と側壁部（第１側壁部１１及び第２側壁部１２）との境界部分は、底部１０と第１側壁部１１とを折り曲げてなる折り曲げ境界部（長辺部１０ｂ）と、底部１０と第２側壁部１２とを溶接してなる溶接境界部（へり継手溶接部２４）とからなっている。

次に、金属製箱体１の製造方法について説明する。
金属製箱体１の製造方法１０１は、図３に示すように、展開体形成工程Ｓ１と、重合部形成準備工程Ｓ２と、折曲工程Ｓ３と、溶接工程Ｓ４とからなる。

まず、展開体形成工程Ｓ１では、一枚の金属板をプレス機で打ち抜き加工することにより、図４に示すように、平板状の展開体１００を形成する。展開体１００の形成方法はこれに限定されず、レーザーカット、ワイヤー放電加工等を採用することもできる。展開体１００の形成材料である金属板は、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の平板で、その板厚は約０．５ｍｍである。展開体１００は、金属製箱体１の底部１０に対応する底部対応部１１０と、底部対応部１１０を挟んで一対に形成される第１側壁部対応部１１１と、該一対の第１側壁部対応部１１１において底部対応部１１０と第１側壁部対応部１１１の境界部分（長辺部１０ｂ）に交差する方向の両端部にそれぞれ延在するように形成される第２側壁部対応部１１２ａ、１１２ｂと、を有する。

底部対応部１１０は、図４に示すように、底面１０ａに対応する底面対応部１１０ａと、変形部２０に対応する変形部対応部１２０とからなる。底面対応部１１０ａの形状は長方形である。底面対応部１１０ａの一対の短辺には変形部対応部１２０が延在している。図５に示すように、変形部対応部１２０の形状は略長方形であって、底面対応部１１０ａから離れるにしたがって、底面対応部１１０ａの短手方向に膨出した形状である。

図４に示すように、第１側壁部対応部１１１の形状は長方形であって、その長手方向は底部対応部１１０の長手方向と一致している。第２側壁部対応部１１２ａ、１１２ｂの形状はともに長方形であって、その長手方向は第１側壁部対応部１１１の短辺（境界部分である長辺部１０ｂに交差する方向の両端部）に沿っている。また、図５に示すように、第２側壁部対応部１１２ａ、１１２ｂにおいて、変形部対応部１２０に対向する側の側辺には、変形部対応部１２０の外縁に沿うように切り欠かれた切り欠き部１１２ｃが形成されている。

次に、重合部形成準備工程Ｓ２では、図４に示す展開体１００の変形部対応部１２０に対して絞り加工を施すことにより、図６に示すように凹陥部２１を形成する。具体的には、図５に示す変形部対応部１２０の外形より一回り小さい矩形の絞り加工部１２１ａに対して、絞り加工部１２１ａに対応する形状の治具を押圧して絞り加工を施す。絞り加工は一回で行ってもよいし、複数回に分けて行ってもよい。絞り加工部１２１ａの底面対応部１１０ａ中央側の辺の位置は、切り欠き部１１２ｃの下端よりも距離ｄ（約１．５ｍｍ）分だけ底面対応部１１０ａの中央側に寄っている。なお、当該距離ｄは金属製箱体１の形状や、その形成材料の材質や板厚に合わせて適宜変更できる。また、当該距離ｄは、特に限定されないが、例えば０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの間の値とすることもできる。

図６及び図７に示すごとく、絞り加工によって、凹陥部２１が形成されることとなる。これにより、底面対応部１１０ａに連続するなだらかな傾斜面（凹陥部２１の底面）を有するテーパー部２３が形成される。これとともに、凹陥部２１の外周のうち、底面対応部１１０ａに連続する部分を除いた部分に立壁２２が形成される。立壁２２は第１側壁部１１の立設方向（Ｚ方向）に平行に立ち上がった壁であって、底面対応部１１０ａに対して略垂直となっている。

つづいて、折曲工程Ｓ３では、まず図８に示すように、第２側壁部対応部１１２ａ、１１２ｂを立設方向（Ｚ方向）に折り曲げる。その後、第１側壁部対応部１１１を立設方向（Ｚ方向）に折り曲げて、図２（ａ）に示すように、変形部２０における立壁２２の端部２２ａと第２側壁部対応部１１２ａ（１１２ｂ）の端部１２ａとを断面におけるＺ方向の高さ位置が同じ位置となるように揃えつつ、立壁２２と第２側壁部対応部１１２ａ（１１２ｂ）とを面状に重ね合わせて、重合部２５を形成する。これとともに、図１に示すように、第２側壁部対応部１１２ａ、１１２ｂを側壁溶接部１２ｂにおいて互いに突き合せ状態にする。折曲工程Ｓ３はプレス機による折り曲げ加工によって行うことができる。また、図５で示すように、絞り加工部１２１ａの底面対応部１１０ａ中央側の辺の位置が、切り欠き部１１２ｃの下端よりも距離ｄ（約１．５ｍｍ）分だけ底面対応部１１０ａの中央側に寄っているため、折曲工程Ｓ３により、折り曲げ境界部（長辺部１０ｂ）の両端部側には、形成材料である金属板が約１８０度折り曲げられて、図２（ａ）に示す折り畳み部２６が形成される。

次に、溶接工程Ｓ４では、突き合せ状態の第２側壁部対応部１１２ａ、１１２ｂを側壁溶接部１２ｂにおいて溶接する。側壁溶接部１２ｂは第２側壁部１２の中間部において、底部１０から開口部１３に亘って、Ｚ方向に平行な直線状に形成されている。本例では、側壁溶接部１２ｂは第２側壁部１２の中央にＺ方向に沿って設けた。当該溶接は、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接、レーザ溶接などにより行うことができる。本例ではＴＩＧ溶接により溶接を行った。

ここで、第２側壁部対応部１１２ａ、１１２ｂの溶接において、側壁溶接部１２ｂの底部１０側端部又は開口部１３側端部に、溶接金属の垂れによって溶接欠陥が生じる場合がある。かかる場合には、あらかじめ、側壁溶接部１２ｂの両端において金属製箱体１の形成材料を延長した延在部（エンドタブ、図示せず）を設けておき、側壁溶接部１２ｂの溶接の際に当該エンドタブごと溶接した後、当該エンドタブを切除することにより、側壁溶接部１２ｂに溶接欠陥が発生するのを防止することができる。

その後、図２（ａ）に示す重合部２５において、立壁２２の端部２２ａと第２側壁部１２（１１２ａ、１１２ｂ）の端部１２ａとを溶接して、図２（ｂ）に示すようにへり継手溶接部２４を形成する。当該溶接は、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接、レーザ溶接などにより行うことができる。本例では側壁溶接部１２ｂの溶接と同様に、ＴＩＧ溶接により溶接を行った。図２（ａ）に示すように、重合部２５が形成された状態において、同じ高さ位置となっている立壁２２の端部２２ａと第２側壁部１２の端部１２ａとがへり継手によって溶接されることにより、図２（ｂ）に示すように立壁２２と第２側壁部１２の両端部に亘ってへり継手溶接部２４が形成される。なお、重合部２５の溶接は、図１に示すように、一方の折り畳み部２６を開始位置とし、他方の折り畳み部２６を終了位置として行う。

上記製造方法１０１により製造された金属製箱体１について、開口部１３を所定の方法で閉塞して、金属製箱体１の気密性をＨｅリークテストにより検査したところ、十分高い気密性を有することを確認した。

上記製造方法１０１により製造された金属製箱体１の作用効果について説明する。
金属製箱体１は、上記溶接工程Ｓ４では、重合部２５において立壁２２の端部２２ａと第２側壁部１２の端部１２ａとがへり継手により溶接されて、へり継手溶接部２４が形成される。これによって、底部１０と第２側壁部１２との溶接境界部（へり継手溶接部２４）において、高い溶接品質が得られ、その結果、気密性についての信頼性の高い金属製箱体１が提供される。さらに、重合部２５において両端部１２ａ、２２ａをへり継手によって溶接するため、ＴＩＧ溶接によっても確実に溶接することができる。そのため、レーザ溶接などにより溶接する場合に比べて、低いコストで高い信頼性を有する金属製箱体１を製造できる。

また、重合部２５において立壁２２と第２側壁部１２をへり継手によって溶接するため、本例のように板厚が約０．５ｍｍの薄肉のステンレス鋼板であっても、溶接境界部（へり継手溶接部２４）の気密性が充分確保できる。これにより、溶接境界部（へり継手溶接部２４）の気密性を維持しつつ、金属製箱体１が軽量化される。

さらに、金属製箱体１の外形は、図１に示すように、底部１０の長手方向（Ｘ方向）に対して短手方向（Ｙ方向）が充分短く、その深さ方向（Ｚ方向）が底部１０の短手方向に比べて充分大きい形状である。そして、上記折曲工程Ｓ３において長壁面となる第１側壁部１１を底部１０から折り曲げて折り曲げ境界部（長辺部１０ｂ）を形成し、上記溶接工程Ｓ４において短壁面となる第２側壁部１２と底部１０とをへり継手溶接して溶接境界部（へり継手溶接部２４）を形成している。これにより、折り曲げ境界部をも溶接する場合に比べて、溶接長さを大幅に短くすることができるため、金属製箱体１の気密性についての信頼性が一層高まる。また、溶接長さが大幅に短くなるため、溶接作業が軽減され、生産性に優れる。また、金属製箱体１は、上述の通り、深さ方向（Ｚ方向）が短手方向（Ｙ方向）に比べて充分大きいため、金属板の深絞り加工のみでは成形が困難であるが、本例の製造方法１０１によれば金属製箱体１を容易に成形することができる。

また、重合部２５の溶接が、一方の折り畳み部２６を開始位置とし、他方の折り畳み部２６を終了位置として行うため、溶接の開始位置と終了位置では、端面同士の溶接ではなく、形成材料である金属板を約１８０度折り曲げた部分の溶接となる。これにより、溶接の開始位置と終了位置で溶接欠陥が生じることが効果的に防止される。なお、本例では、折り畳み部２６を設けたが、これに限らず、図５において、絞り加工部１２１ａの底面対応部１１０ａ中央側の辺の位置を、底面対応部１１０ａの長手方向において切り込み部１１２ｃの下端と同じ位置（すなわち、距離ｄを０）として、折り畳み部２６を設けないこととしてもよい。この場合は、重合部２５溶接の開始位置と終了位置で溶接欠陥が生じない条件で溶接を行う。

また、本例では、図５及び図６に示すように第２側壁部対応部１１２ａ、１１２ｂの凹陥部２１側に切り欠き部１１２ｃが形成されており、図２（ａ）に示すように端部１２ａが底面１０ａよりも内側（金属製箱体１の内空側）に位置している。また、立壁２２の端部２２ａも底面１０ａよりも内側に位置している。これにより、図２（ｂ）に示すように、両端部１２ａ、２２ａを溶接して形成されるへり継手溶接部２４も底面１０ａよりも内側に位置することとなる。その結果、金属製箱体１を載置したときにへり継手溶接部２４が載置面と干渉しないため、へり継手溶接部２４によって金属製箱体１の載置状態が不安定になることが防止される。

さらに、側壁溶接部１２ｂは第２側壁部１２の中間部に形成されている。これにより、側壁溶接部１２ｂの底部１０側の端部は、底部１０（立壁２２）と第２側壁部１２との溶接部（へり継手溶接部２４）の中間部に位置することとなる。これにより、側壁溶接部１２ｂの底部１０側の端部とへり継手溶接部２４の端部とが一致しないため、両溶接部の信頼性が高まる。

さらに、側壁溶接部１２ｂは、第２側壁部１２の中央において第２側壁部１２の立設方向に沿うように形成されている。これにより、一対の第１側壁部１１から折り曲げられて第２側壁部１２を形成する部分（第２側壁部対応部１１２ａ、１１２ｂ）の形状がそれぞれ同一となっており、展開体１００の形状が底部１０の中心を基準とする点対称の形状となっている。これにより、重合部形成準備工程Ｓ２において、絞り加工のために展開体１００をプレス機へセットする際の展開体１００の向きが１８０度違っていてもよく、また、展開体１００の裏表を逆にセットしてもよい等、加工上の制約が少なく、重合部形成準備工程Ｓ２の工程設計の自由度が向上する。

本例では、重合部形成準備工程Ｓ２において、立壁２２は、立設方向（Ｚ方向）に平行になるまで立ち上げたが、これに限らず、凹陥部２１を椀状に形成して、立壁２２を傾斜させておいてもよい。この場合は、折曲工程Ｓ３において、重合部２５を形成する際に、第２側壁部対応部１１２ａ、１１２ｂを傾斜した立壁２２に押し付けることにより、立壁２２の少なくとも一部を立設方向（Ｚ方向）に平行になるまで立ち上げて、両者を面状に重ね合わせるようにすることができる。このようにすれば、重合部２５において、立壁２２と第２側壁部対応部１１２ａ、１１２ｂとの隙間をなくすことができ、へり継手溶接部２４の信頼性が高まる。

本例では、重合部形成準備工程Ｓ２の後、折曲工程Ｓ３において、第２側壁部対応部１１２ａ、１１２ｂを立設方向（Ｚ方向）に折り曲げ、続いて第１側壁部対応部１１１を立設方向（Ｚ方向）に折り曲げたが、これに限定されない。例えば、重合部形成準備工程Ｓ２の前に第２側壁部対応部１１２ａ、１１２ｂを立設方向（Ｚ方向）に折り曲げ、その後に重合部形成準備工程Ｓ２を行い、続いて折曲工程Ｓ３において第１側壁部対応部１１１を立設方向（Ｚ方向）に折り曲げてもよい。また、重合部形成準備工程Ｓ２において、凹陥部２１を形成するのと同時に第２側壁部対応部１１２ａ、１１２ｂを立設方向（Ｚ方向）に折り曲げ、その後に折曲工程Ｓ３において、第１側壁部対応部１１１を立設方向（Ｚ方向）に折り曲げてもよい。いずれの場合でも、本例と同様の作用効果を奏する。

本例では、金属製箱体１の製造工程１０１において、溶接工程Ｓ４では、側壁溶接部１２ｂを溶接した後、重合部２５を溶接してへり継手溶接部２４を形成したが、これに限らず、重合部２５を溶接してへり継手溶接部２４を形成した後に側壁溶接部１２ｂを溶接してもよい。この場合でも、本例と同様の作用効果を奏する。

また、本例では、変形部２０（凹陥部２１）を底部１０に設けたが、これに限定されず、変形部（凹陥部）を第２側壁部に設けてもよい。この場合でも実施例１の金属製箱体１と同様の作用効果を奏する。
また、本例では、開口部１３に蓋部材を取り付けるなど、他の部材を取り付けてもよい。蓋部材などの他の部材は金属製箱体１と別体として取り付けることができるし、金属製箱体１と一体的に形成することもできる。

（実施例２）
他の実施例である金属製箱体２は、図９に示すごとく、側壁溶接部２１２ｃが第２側壁部２１２の中央ではなく、第２側壁部２１２と第１側壁部１１との境界部分寄りに形成されている。図１０に示すように、金属製箱体２の展開体２００は、第１側壁部対応部１１１ａの両端部に第２側壁部対応部２１２ａが延在するように形成され、第１側壁部対応部１１１ｂの両端部に第２側壁部対応部２１２ｂが延在するように形成されており、第２側壁部対応部２１２ａは第２側壁部対応部２１２ｂに比べて長くなっている。なお、実施例１の金属製箱体１と同等の構成要素等には同一の符号を付してその説明を省略する。

金属製箱体２は実施例１の金属製箱体１と同様の製造工程で形成されるが、折曲工程Ｓ３では、上述のように、第２側壁部対応部２１２ａ、２１２ｂは立壁２２とともに重合部２５を形成するように、立壁２２に沿って折り曲げられる。そして、第２側壁部対応部２１２ａ、２１２ｂが互いに突き合わせされた状態となる。そして溶接工程Ｓ４において、第２側壁部対応部２１２ａ、２１２ｂが互いに溶接されて側壁溶接部２１２ｃが形成される。そして、重合部２５において、上述のごとく、へり継手溶接部２４が形成される。

本例によれば、側壁溶接部２１２ｃが第２側壁部２１２と第１側壁部１１との境界部分寄りに形成されているため、側壁溶接部２１２ｃとの干渉を回避して第２側壁部２１２の中央領域に、別の加工を施すための加工部を広く確保することができる。他の実施例である金属製箱体２においても、実施例１の金属製箱体１と同等の作用効果を奏する。

１、２ 箱体
１０ 底部
１１ 第１側壁部
１２、２１２ 第２側壁部
１２ｂ、２１２ｃ 側壁溶接部
２０ 変形部
２１ 凹陥部
２２ 立壁
２４ 溶接境界部（へり継手溶接部）
２５ 重合部
１００ 展開体
１１０ 底部対応部
１１１、１１１ａ、１１１ｂ 第１側壁部対応部
１１２ａ、１１２ｂ、２１２ａ、２１２ｂ 第２側壁部対応部

Claims (12)

1. 底部と、該底部の外周縁から立設した側壁部とを一枚の金属板から形成してなる金属製箱体であって、
   上記底部と上記側壁部との境界部分は、両者を折り曲げてなる折り曲げ境界部と、両者を溶接してなる溶接境界部とからなり、
   該溶接境界部の少なくとも一部においては、上記底部と上記側壁部のうち少なくとも一方を変形させることにより両者の端部を揃えて両者を面状に重ね合わせてなる重合部が設けられ、該重合部の上記端部を溶接してなるへり継手溶接部が形成されており、
   上記底部は互いに対向する２つの短辺と、互いに対向する２つの長辺とを有する長四角形状をなしており、
   上記折り曲げ境界部は、上記２つの長辺にそれぞれ形成されており、
   上記溶接境界部は、上記２つの短辺と、上記底部に垂直な方向から見て上記２つの短辺の各両端から上記底部の角部を含むとともに上記折り曲げ境界部に平行に延びて上記折り曲げ境界部に連なる部分とに亘って形成されていることを特徴とする金属製箱体。
2. 請求項１に記載の金属製箱体において、上記溶接境界部の長さは上記折り曲げ境界部の長さよりも短いことを特徴とする金属製箱体。
3. 請求項１又は２に記載の金属製箱体において、上記重合部には、上記底部と上記側壁部のうち少なくとも一方には凹陥部が形成されるように変形させることにより立壁が形成されており、該立壁が上記重合部の少なくとも一部を形成していることを特徴とする金属製箱体。
4. 請求項３に記載の金属製箱体において、上記凹陥部は上記底部に設けられていることを特徴とする金属製箱体。
5. 請求項４に記載の金属製箱体において、上記底部には、上記２つの短辺にそれぞれ隣接する２つの上記凹陥部が形成されているとともに、該２つの凹陥部はそれぞれ、上記底部の長手方向において上記底部の中央から離れるに連れて深くなっていることを特徴とする金属製箱体。
6. 請求項４又は５に記載の金属製箱体において、上記溶接境界部は、上記側壁部の立設方向において上記折り曲げ境界部よりも上記金属製箱体の内側に位置していることを特徴とする金属製箱体。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の金属製箱体において、上記折り曲げ境界部の両端には、上記底部と上記側壁部とを１８０°折り曲げてなる折り畳み部が形成されていることを特徴とする金属製箱体。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の金属製箱体において、
   上記側壁部は、上記底部とともに上記折り曲げ境界部を形成して対向する一対の第１側壁部と、上記底部とともに上記溶接境界部を形成して対向する一対の第２側壁部とからなり、
   上記第１側壁部と上記第２側壁部とは互いに隣接するように交互に設けられるとともに、上記第１側壁部と上記第２側壁部との境界部分は両者を折り曲げて形成され、
   上記第２側壁部の中間部には、上記側壁部が筒状をなすように、上記金属板の一方の端部と他方の端部とを上記側壁部の立設方向に沿って溶接してなる側壁溶接部が形成されていることを特徴とする金属製箱体。
9. 底部と該底部の外周縁から立設した側壁部とを有する金属製箱体の製造方法であって、
   上記金属製箱体の展開体を一枚の金属板から形成する展開体形成工程と、
   上記底部の端部と上記側壁部の端部とを揃えて両者を面状に重ね合わせてなる重合部を形成可能なように、上記底部又は上記側壁部の少なくとも一方を変形させて重合部形成の準備をする重合部形成準備工程と、
   上記展開体を折り曲げて上記底部と上記側壁部の境界部分に折り曲げ境界部を形成するとともに上記重合部を形成する折曲工程と、
   上記側壁部同士を溶接するとともに、上記重合部の上記端部を溶接して上記底部と上記側壁部の境界部分にへり継手溶接部を形成して溶接境界部を形成する溶接工程と、
   を含み、
   上記底部は互いに対向する２つの短辺と、互いに対向する２つの長辺とを有する長四角形状をなしており、
   上記折曲工程において、上記折り曲げ境界部を上記２つの長辺にそれぞれ形成し、
   上記溶接工程において、上記溶接境界部を上記２つの短辺と、上記底部に垂直な方向から見て上記２つの短辺の各両端から上記底部の角部を含むとともに上記折り曲げ境界部に平行に延びて上記折り曲げ境界部に連なる部分とに亘って形成することを特徴とする金属製箱体の製造方法。
10. 請求項９に記載の金属製箱体の製造方法において、上記溶接工程における上記溶接境界部の長さが、上記折曲工程において形成される上記折り曲げ境界部の長さよりも短いことを特徴とする金属製箱体の製造方法。
11. 請求項９又は１０に記載の金属製箱体の製造方法において、上記重合部形成準備工程では上記底部又は上記側壁部の少なくとも一方に凹陥部を形成することにより立壁を形成し、上記折曲工程では上記立壁が上記重合部の一部を形成するように上記展開体を折り曲げることを特徴とする金属製箱体の製造方法。
12. 請求項９〜１１のいずれか１項に記載の金属製箱体の製造方法において、
    上記展開体形成工程では、上記底部に対応する底部対応部と、上記側壁部に対応する第１側壁部対応部及び第２側壁部対応部であって、上記底部対応部を挟んで一対に形成される第１側壁部対応部と、該一対の第１側壁部対応部において上記底部対応部と上記第１側壁部対応部の境界部分に交差する方向の両端部にそれぞれ延在するように形成される第２側壁部対応部と、を有する展開体を形成し、
    上記折曲工程では、上記第２側壁部対応部をそれぞれ上記第１側壁部対応部との境界部分において上記側壁部の立設方向に折り曲げ、上記第１側壁部対応部をそれぞれ上記底部対応部との境界部分において折り曲げることにより、上記折り曲げ境界部を形成して、上記一対の第１側壁部対応部を対向させて、上記重合部を形成するとともに上記第２側壁部対応部を互いに突き合わせ又は重ね合わせし、
    上記溶接工程では、上記側壁部が筒状をなすように、突き合わせ又は重ね合わせされた上記第２側壁部対応部を互いに溶接して側壁溶接部を形成することを特徴とする金属製箱体の製造方法。

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