JPWO2012057354A1 - 接合方法及びこれにより形成された容器 - Google Patents

Abstract

２つの板状部材を接合する方法であって、板状体（１００）を切断することで、切断側端部（２８ａ）における一方の平面（２８１）に切断面（２８２）に連続する凸部（２８３）が形成された一方の板状部材（２８）を作成する切断工程と、一方の板状部材の凸部が形成された平面を接合対象となる他方の板状部材（２７）の接合対象面（２７５）に接触させた状態で凸部が該接合対象面に接触するまで塑性変形させ、その後接合対象面に接触する凸部と該接合対象面に接触する平面との間に形成される空間（Ｓ）を埋めるよう塑性変形と表面拡散作用とを利用して一方の板状部材を他方の板状部材に密着させるよう接合する接合工程とを含むものである。

Description

本発明は、２つの板状部材を接合する接合方法及びこれにより形成された容器に関するものである。

従来、２つの板状部材を接合する方法として溶接や拡散接合等が知られている。なかでも拡散接合は、板状部材どうしを所望の面で面接合させることができ、これにより板状部材どうしを接合界面が消失する程度で密着させることができる方法として知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平３−１１３３３９号公報

ところで、接合に用いられる板状部材は、例えばレーザーやプレス等により所定の形状に切断されているのが一般的である。そのため、板状部材の切断側端部の面は、該板状部材の中央部の面よりも凹凸が激しく粗となっている。

このように切断側端部の面が粗となる一方の板状部材を他方の板状部材に拡散接合させる場合、互いに平滑面となる部位どうしは良好に接合することができても、切断側端部の面は、その特異な形状により他方の板状部材の平滑な接合対象面との間で良好に接合できないことがあった。つまり、２つの板状部材の接合個所における接合端部に隙間等が生ずることがあった。

このように接合端部に隙間等が生ずると、接合した２つの板状部材を加工して容器等を形成した場合に、かかる隙間等に収容物の一部が進入してしまい、かかる収容物が食品であれば衛生上好ましくない事態を招来し好ましくない。また、接合した２つの板状部材に対して曲げ加工等を施す場合に、接合端部の隙間等に起因してクラック等が生じ、結果的に破損等を招来し好ましくない。

一方、切断側端部の面を平滑な状態に維持して切断する加工技術も知られているが、このような加工技術を適用することは、コストの増大化を招来するものとなり好ましくない。

本発明は、上記実情に鑑みて、接合端部に隙間等を生じさせることなく２つの板状部材を良好に接合できる接合方法及びこれにより形成された容器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る接合方法は、２つの板状部材を接合する方法であって、板状体を切断することで、切断側端部における一方の平面に切断面に連続する凸部が形成された一方の板状部材を作成する切断工程と、前記一方の板状部材の前記凸部が形成された平面を接合対象となる他方の板状部材の接合対象面に接触させた状態で前記凸部が該接合対象面に接触するまで塑性変形させ、その後前記接合対象面に接触する前記凸部と該接合対象面に接触する前記平面との間に形成される空間を埋めるよう塑性変形と表面拡散作用とを利用して前記一方の板状部材を前記他方の板状部材に密着させるよう接合する接合工程とを含むことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る接合方法は、上述した請求項１において、前記切断工程は、前記板状体をレーザー、あるいはプレスにて切断して前記一方の板状部材を作成することを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る容器は、上記請求項１又は上記請求項２に記載の接合方法を用いて構成部材どうしが接合されることにより形成されたことを特徴とする。

本発明によれば、板状体を切断することで、切断側端部における一方の平面に切断面に連続する凸部が形成された一方の板状部材を作成し、一方の板状部材の凸部が形成された平面を接合対象となる他方の板状部材の接合対象面に接触させた状態で凸部が接合対象面に接触するまで塑性変形させ、その後接合対象面に接触する凸部と該接合対象面に接触する平面との間に形成される空間を埋めるよう塑性変形と表面拡散作用とを利用して一方の板状部材を他方の板状部材に密着させるよう接合するので、接合個所における接合端部に隙間等を生じさせることなく、しかも滑らかに接合させることができ、これにより、接合端部に隙間等を生じさせることなく２つの板状部材を良好に接合できるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態である容器の一例としてのホッパが計量ホッパとして適用された自動式組合せ秤の構成を模式的に示す模式図である。 図２は、図１に示した計量ホッパを模式的に示す側面図である。 図３は、金属製の平板をレーザーにて切断する切断工程の一例を模式的に説明する説明図である。 図４は、本体基部構成部材を示す説明図である。 図５は、本体補強部構成部材を示す説明図である。 図６は、図４に示した本体基部構成部材と、図５に示した本体補強部構成部材と接合させた状態を示す説明図である。 図７は、本体基部構成部材と本体補強部構成部材との接合工程の要部を模式的に示す説明図である。 図８は、図６に示した構成部材に曲げ加工等を施して成形させた本体部を示す斜視図である。 図９は、ゲートを示す斜視図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る接合方法及びこれにより形成された容器の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態である容器の一例としてのホッパが計量ホッパとして適用された自動式組合せ秤の構成を模式的に示す模式図である。

ここで例示する自動式組合せ秤は、分散フィーダ２、計量ホッパ１０及び集合ホッパ８を備えて構成してある。尚、自動式組合せ秤の構成は、計量ホッパ１０を除き従来公知のものと略同じであるので、それぞれの構成要素については簡単に説明する。

分散フィーダ２は、クロスヘッドフィーダ１から供給された食品を、放射状に複数台設けられたリニアフィーダ３に分散させて供給するものである。リニアフィーダ３は、振動器４が振動することで、分散フィーダ２から供給された食品を自身の先端側に搬送してフィードホッパ５に供給するものである。

計量ホッパ１０は、複数台設けられ、それぞれがフィードホッパ５の下方域に配設してある。このような計量ホッパ１０は、フィードホッパ５から供給された食品を一時的に保持するものである。それぞれの計量ホッパ１０は、荷重検出器１０ａにより保持する食品の重量値が検出されるようになっている。

ここで、これら計量ホッパ１０により保持される食品の重量値は、図示せぬ演算装置にて組合せ演算に利用され、かかる演算装置にて合計重量が許容重量範囲内の組合せが選択される。そして、演算装置は、選択した計量ホッパ１０に対して払出指令を与えることとなり、計量ホッパ１０は、演算装置から払出指令が与えられた場合には、保持する食品を下方域にあるシュート６に払い出すことになる。シュート６に払い出された食品は、集合シュート７に集合し、その後に集合ホッパ８に供給される。

集合ホッパ８は、任意に選択された計量ホッパ１０より払い出された食品を集合させて一時的に保持し、その後に下方域に配設された包装機９に供給するものである。この包装機９に供給された食品は包装されることになる。

図２は、図１に示した計量ホッパ１０を模式的に示す側面図である。ここで例示する計量ホッパ１０は、本体部２０とゲート３０とを備えて構成してある。

尚、計量ホッパ１０は、上記自動式組合せ秤において複数台設けられているが、すべて同等のものであるので、ここでは１台の構成について説明し、他の計量ホッパ１０の説明については割愛する。

本体部２０は、本体基部２１と本体補強部２２とを有して成るものである。本体基部２１は、前側壁が他の側壁よりも傾斜した態様で延在して成る筒状を成し、投入口２３を構成する上端開口と、払出口２４を構成する下端開口とを有している。

本体補強部２２は、２つ設けてあり、それぞれが本体基部２１の外表面、より詳細には、左右の両側壁２１ｂから後側壁２１ｃに至る部位の外表面に拡散接合にて取り付けてある。これら本体補強部２２における後方延在部２２１には、架設用ロッド２２２（図６参照）が設けてある。かかる架設用ロッド２２２が図示せぬ自動式組合せ秤本体の所定部位に設けられた支持機構に支持されることで、本体部２０（計量ホッパ１０）は、自動式組合せ秤本体に架設されるようになっている。

また、本体補強部２２のうち本体基部２１の左右両側壁２１ｂの外表面に接合している部位の下方側には、軸状部２５が配設してある。

ゲート３０は、ゲート基部３１とゲート補強部３２とを有して成るものである。ゲート基部３１は、左右両側部が屈曲されて成る略平板状部材で、本体基部２１の払出口２４（下端開口）を覆うのに十分な大きさを有している。

ゲート補強部３２は、ゲート基部３１の基端側外表面に拡散接合にて取り付けてある。このようなゲート補強部３２においては、その左右両側部を屈曲することにより前方側に向けて延在する前方延在部３２１が形成してあり、それぞれの前方延在部３２１の先端部には貫通孔３３が設けてある。この貫通孔３３は、本体補強部２２に設けられた軸状部２５が貫通するのに必要十分な大きさを有している。

よって、本体補強部２２の軸状部２５がゲート補強部３２の貫通孔３３を貫通する態様で、ゲート３０を本体部２０に設けることにより、ゲート３０は、図２中の矢印で示すように軸状部２５の軸心回りに揺動可能となり、これにより本体部２０（本体基部２１）の払出口２４を開閉することが可能になる。

上記ゲート補強部３２には、その中央部の舌片状部位を屈曲することにより後方側に向けて延在する後方延在部３２２が設けてある。この後方延在部３２２の先端には、挿通孔３４が形成してあり、図示せぬリンク機構の一端の構成要素が挿通することになる。尚、このリンク機構の他端の構成要素が本体補強部２２の後方延在部２２１の先端に設けられたＵ字溝２６に進入することで、ゲート補強部３２の後方延在部３２２と、本体補強部２２の後方延在部２２１との間には、リンク機構が介在することとなる。

このような計量ホッパ１０は、常態においては、ゲート３０が閉成移動して払出口２４が閉成されている。そのため、対応するフィードホッパ５から供給されることで投入口２３を通じて投入された食品を内部に一時的に保持することができる。その後に、図示せぬ演算装置より払出指令が与えられることによりゲート３０が開成移動して払出口２４が開成されると、一時的に保持していた食品を払出口２４より自身の下方域に設けられたシュート６に向けて払い出すことになる。

以上のような構成を有する計量ホッパ１０は、以下に説明する本実施の形態である接合方法を利用して製造される。

図３に示すように、例えばステンレスより成る金属製の平板（板状体）１００をレーザーにより切断して、図４に示すような本体基部２１を展開させた形状を有する板状部材（本体基部構成部材）２７を作成する（切断工程）。

また、この本体基部構成部材２７と同様に、例えばステンレスより成る金属製の平板（板状体）１００をレーザーにより切断して、図５に示すような本体補強部２２を展開させた形状を有する板状部材（本体補強部構成部材）２８を作成する（切断工程）。

この切断工程について詳細に説明する。図３に示すように金属製の平板１００をレーザーにより切断する場合、出射側よりも入射側の開口が拡大する傾向がある。そして、レーザーの射出能力や射出時間を適宜調整することで、レーザーにより切断された板状部材では、切断側端部１００ａにおける例えば出射側の面１０１に、切断面１０２に連続する凸部１０３が形成されるとともに、この凸部１０３に連続する凹部１０４が形成されるようにする。

これにより、図４に示すように、本体基部構成部材２７の周縁部となる切断側端部２７ａにおいても一方の面（出射側の面）２７１に、切断面２７２に連続する凸部２７３と、この凸部２７３に連続する凹部２７４とが形成されることになる。また、図５に示すように、本体補強部構成部材２８の周縁部となる切断側端部２８ａにおいても一方の面（出射側の面）２８１に、切断面２８２に連続する凸部２８３と、この凸部２８３に連続する凹部２８４とが形成されることになる。

つまり、切断工程においては、金属製の平板（図３での符号１００）をレーザーにて切断することで、切断側端部２７ａ，２８ａにおける一方の平面２７１，２８１に切断面２７２，２８２に連続する凸部２７３，２８３が形成された板状部材（本体基部構成部材２７若しくは本体補強部構成部材２８）を作成するようにしている。

そして、図６に示すように、所望の条件下にて本体基部構成部材２７と本体補強部構成部材２８とを塑性変形及び表面拡散作用を利用して密着させるよう接合する（接合工程）。

この接合工程について詳細に説明する。図７は、本体基部構成部材２７と本体補強部構成部材２８との接合工程の要部を模式的に示す説明図である。

図７の（ａ）に示すように、本体補強部構成部材２８の凸部２８３が形成された平面（レーザーによる切断では出射側の面）２８１を本体基部構成部材２７の平滑な接合対象面２７５に対向させ、図７の（ｂ）に示すように、本体補強部構成部材２８の平面２８１を本体基部構成部材２７の接合対象面２７５に接触させる。その後、加圧条件や加熱条件を適宜調整しながら次のように行う。

すなわち、図７の（ｃ）に示すように、凸部２８３が接合対象面２７５に接触するまで両部材２７，２８を塑性変形させる。この時、本体基部構成部材２７の接合対象面２７５と、本体補強部構成部材２８の平面２８１との接触領域では表面拡散作用により拡散接合が徐々に進行することになる。この結果、図７の（ｄ）に示すように、両部材２７，２８間では、接合対象面２７５に接触する凸部２８３と、接合対象面２７５に接触する平面２８１との間に空間（凹部２８４と接合対象面２７５とにより形成される空間）Ｓが形成される。

そして、図７の（ｅ）に示すように、該空間Ｓを埋めるよう塑性変形と表面拡散作用とを利用して、本体補強部構成部材２８を本体基部構成部材２７に密着させることで、両部材２７，２８を接合する。

ここでは、本体基部構成部材２７の所定個所と、本体補強部構成部材２８の切断側端部２８ａとの接合について説明したが、本体基部構成部材２７の切断側端部２７ａと、本体補強部構成部材２８の所定個所との接合も図には明示しないが同様の手順で行われる。

このように一方の板状部材（例えば本体補強部構成部材２８）の切断面２８２に連続する凸部２８３を塑性変形させて、他方の板状部材（例えば本体基部構成部材２７）の接合対象面２７５に接触させ、この接触により形成される空間Ｓを埋めるよう塑性変形と表面拡散作用とを利用して両部材２７，２８を密着させることで、接合個所における接合端部に隙間等を生じさせることなく、しかも滑らかに接合させることができる。

その後に、図８に示すように、接合工程により接合させた両部材２７，２８に曲げ加工を施し、表面加工（洗浄加工、バフ加工）等を施して、本体部２０を成形する。

図には明示しないが、本体部２０と同様に、例えばステンレスより成る金属製の平板（板状体）をレーザーにより切断して、ゲート基部３１を展開させた形状を有する部材（ゲート基部構成部材）と、ゲート補強部３２を展開させた形状を有する部材（ゲート補強部構成部材）とを、それぞれの切断側端部における出射側の面に切断面に連続する凸部とこの凸部に連続する凹部とが形成されるように作成する。

そして、図７に示したものと同様に、加熱条件や加圧条件等を適宜調整しながら、ゲート基部構成部材とゲート補強部構成部材とを、それぞれの凸部が相手側の接合対象面に接触するまで塑性変形させ、その後に接合対象面に接触する凸部と接合対象面に接触する平面との間に形成された空間（凹部と接合対象面とにより形成される空間）を埋めるよう塑性変形と表面拡散作用とを利用して密着させて接合する。

その後に、図９に示すように、拡散接合にて接合させた両部材に曲げ加工を施し、表面加工（洗浄加工、バフ加工）等を施して、ゲート３０を成形する。

このようにして成形したゲート３０を、前方延在部３２１の貫通孔３３に軸状部２５が貫通する態様で本体補強部２２に取り付けることにより、図２に示した計量ホッパ１０を製造することができる。

以上説明したように本実施の形態である接合方法によれば、金属製の平板（１００）をレーザーにより切断することで、切断側端部２８ａにおける一方の平面（出射側の面）２８１に切断面２８２に連続する凸部２８３が形成された板状部材（例えば本体補強部構成部材２８）を作成し、この板状部材の凸部２８３が形成された平面２８１を接合対象となる板状部材（例えば本体基部構成部材２７）の平滑な接合対象面２７５に接触させた状態で凸部２８３が接合対象面２７５に接触するまで塑性変形させ、その後接合対象面２７５に接触する凸部２８３と接合対象面２７５に接触する平面２８１との間に形成される空間Ｓを埋めるよう塑性変形と表面拡散作用とを利用して両板状部材を密着させるよう接合するので、接合個所における接合端部に隙間等を生じさせることなく、しかも滑らかに接合させることができ、これにより、接合端部に隙間等を生じさせることなく２つの板状部材を良好に接合できる。

このように接合端部に隙間等を生じさせないことから、接合した部材に対して曲げ加工等を施しても接合端部の隙間等に起因するような破損等を防止することができる。

本実施の形態である容器（計量ホッパ１０）においては、上記接合方法により各構成部材どうしが接合されることにより形成されているので、接合個所における接合端部に隙間等が生ずる虞れがない。そのため、該接合端部に食品の一部が進入することもなく、サニタリー性に優れたものとすることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態では、金属製の平板（１００）をレーザーにより切断していたが、本発明においてはプレス等により切断しても構わない。また、上述した実施の形態では、出射側の面を接合面として用いていたが、入射側の面においても切断面に連続する凸部が形成されていれば接合面として用いても構わない。

上述した実施の形態では、本発明に係る容器を自動式組合せ秤の計量ホッパ１０として説明したが、本発明に係る容器は、計量ホッパだけに限られず、フィードホッパや集合ホッパに適用しても構わないし、種々の対象物を収納するものに適用することができる。

上述した実施の形態では、本体部２０を構成する本体基部２１と本体補強部２２との間で拡散接合し、かつゲート３０を構成するゲート基部３１とゲート補強部３２との間で拡散接合していたが、本発明においては、本体部及びゲートの構成部材であれば、基部と補強部とだけに限られず、種々の構成部材どうしを拡散接合にて接合させて良い。

１ クロスヘッドフィーダ
２ 分散フィーダ
３ リニアフィーダ
４ 振動器
５ フィード容器
６ シュート
７ 集合シュート
８ 集合容器
９ 包装機
１０ 計量ホッパ
１０ａ 荷重検出器
２０ 本体部
２１ 本体基部
２２ 本体補強部
２３ 投入口
２４ 払出口
２７ 本体基部構成部材
２７ａ 切断側端部
２７１ 平面（出射側の面）
２７２ 切断面
２７３ 凸部
２７４ 凹部
２７５ 接合対象面
２８ 本体補強部構成部材
２８ａ 切断側端部
２８１ 平面（出射側の面）
２８２ 切断面
２８３ 凸部
２８４ 凹部
３０ ゲート
３１ ゲート基部
３２ ゲート補強部
Ｓ 空間

Claims (3)

1. ２つの板状部材を接合する方法であって、
   板状体を切断することで、切断側端部における一方の平面に切断面に連続する凸部が形成された一方の板状部材を作成する切断工程と、
   前記一方の板状部材の前記凸部が形成された平面を接合対象となる他方の板状部材の接合対象面に接触させた状態で前記凸部が該接合対象面に接触するまで塑性変形させ、その後前記接合対象面に接触する前記凸部と該接合対象面に接触する前記平面との間に形成される空間を埋めるよう塑性変形と表面拡散作用とを利用して前記一方の板状部材を前記他方の板状部材に密着させるよう接合する接合工程と
   を含むことを特徴とする接合方法。
2. 前記切断工程は、前記板状体をレーザー、あるいはプレスにて切断して前記一方の板状部材を作成することを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
3. 上記請求項１又は上記請求項２に記載の接合方法を用いて構成部材どうしが接合されることにより形成されたことを特徴とする容器。

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