WO2016143771A1

WO2016143771A1 - 缶体の製造装置および缶体の製造方法

Info

Publication number: WO2016143771A1
Application number: PCT/JP2016/057090
Authority: WO
Inventors: 後藤　謙治; 紘平岡; 武士物種; 静幸菱沼; 茂木　弘道; 豪俊竹山
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2016-09-15
Also published as: EP3269486B1; JPWO2016143771A1; JP6274473B2; EP3269486A1; EP3269486A4

Abstract

　胴体（１）の両側に設けた鏡板（２）に配置された各矯正用リングの段付き部の下面と、鏡板（２）の起立部後面を当接し、加圧ユニット（１０）に設けられた制御部（１０Ａ）は、モータの負荷トルクをモニタするとともに第二矯正用治具（２０Ｂ）の位置を制御を行って位置移動を自動的に微調整し、所定の加圧力とする第一加圧で突き合わせ部を加圧後、矯正用リングを移動して上部に空間を形成し、モータの負荷トルクをモニタして所定の加圧力とする第二加圧で突き合わせ部を加圧するとともに、胴体（１）、鏡板（２）、第一矯正用治具（２０Ａ）、第二矯正用治具（２０Ｂ）が一体的に回転する。

Description

缶体の製造装置および缶体の製造方法

　この発明は、薄い金属部材の胴体と鏡板を接合することによって作製される貯湯タンク等の缶体の製造装置および缶体の製造方法に関するものである。

　近年普及している貯湯式給湯器においては、沸き上げた湯を貯えておくために大容量の金属製貯湯タンクを備えている。そして、その貯湯タンクの缶体の構造は、一般的には胴体と呼ばれる本体筒状の部品のその両端部分に、鏡板と呼ばれるお椀状の部品が、全周にわたり溶接されて缶体が構成されている。この周溶接については、従来より様々な形状の継手および缶体製造装置を含めての溶接方法の検討がなされている。

　缶体の長寿命化には溶接部に隙間をもたない突き合わせ継手とすることが望ましい。一般に薄板の突き合わせ溶接は、継手間の隙間および板厚方向の変位（目違い、すなわち２枚の板の厚さ方向の変位のこと）を厳密に管理する必要がある。

　このような観点から、胴体の開口端部に鏡板を嵌め合わせて溶接する缶体の製造装置であって、胴体の両側に設置された鏡板をそれぞれに支持する第１、第２の矯正用治具と、第１の矯正用治具の外側に配置された回転駆動ユニットと、第２の矯正用治具の外側に配置された加圧ユニットとを備え、第１、第２の矯正用治具のそれぞれが具備する矯正用リングによって、この矯正用リングの段付き部の底部に、鏡板開口部の立ち上げ部後面を当接して鏡板の支持精度を矯正し、加圧ユニットの加圧力により胴体の両端の立ち上げ部前面と、鏡板開口部の立ち上げ部前面とを互いに突き合わせ、矯正用治具がそれぞれに具備するガイドユニットによって矯正用リングを移動させ、段付き部の底部を鏡板開口部の立ち上げ部後面から離脱させて突き合わせ部の上部に空間を形成後、回転駆動ユニットによって、胴体、鏡板、第１、第２の矯正用治具が一体的に回転可能とする缶体の製造装置に係る技術が示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２－２２８７１８号公報

　しかしながら上記特許文献１に示された技術は胴体の立ち上げ部前面と鏡板開口部の立ち上げ部前面との突き合わせを、矯正用治具を設定位置まで移動させてその位置で加圧ユニットの発生する力で加圧を行う、すなわち矯正用治具の位置制御によってなされているものであり、この位置制御でなされる加圧力制御は、加圧ユニットの駆動源である例えばモータの負荷率をモニタして加圧力を求めるのが一般的である。

　しかし、加圧ユニットの起動立ち上がり時の負荷、矯正用治具と胴体および鏡板との摩擦抵抗、さらには胴体立ち上げ部前面および鏡板開口部の立ち上げ部前面の平面度が確保されてないすなわち面ブレが大きいなどの場合においては、モータの負荷率による加圧力制御は必ずしも精度よく行えないケースが発生する。また胴体の全長および鏡板の全長が所定値より長い場合には、矯正用治具の設定位置によっては、加圧力が所定値より大きくなり、突き合わせ部を変形、潰す場合が生じるおそれがある。

　この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであって、確実に胴体と鏡板との突き合わせ部を密着させ、安定した溶接品質を得ることのできる缶体の製造装置および缶体の製造方法を提供することを目的とする。

　この発明の缶体の製造装置は、
胴体と、前記胴体の両側に鏡板をそれぞれ接合して缶体を作製する缶体の製造装置であって、
前記胴体の両側に配置された前記鏡板をそれぞれに支持する第一矯正治具および第二矯正治具と、
前記第一矯正治具および第二矯正治具にそれぞれ具備された段付き部を有する矯正リングと、
前記第一矯正治具の外側に配置された回転駆動ユニットと、
前記第二矯正治具の外側に配置された加圧ユニットと、
前記加圧ユニットを駆動するモータと、
前記モータの負荷トルクをモニタしながら前記加圧ユニットを制御する制御部とを備え、
前記第一矯正治具および前記第二矯正治具の前記矯正リングの前記段付き部の下面に前記鏡板の起立部後面を当接すると、
前記制御部は、前記第二矯正治具の位置を制御して前記第二矯正治具の位置移動を調整して、前記胴体の両端の起立部前面と前記鏡板の起立部前面との突き合わせ部を前記モータの負荷トルクが所定の範囲内の加圧力とする第一加圧で加圧した後、
前記矯正リングを移動させて前記突き合わせ部の上部に空間を形成し、前記突き合わせ部を前記モータの負荷トルクが所定の範囲内の加圧力とする第二加圧で加圧するとともに、
前記回転駆動ユニットは、前記胴体、前記鏡板、前記第一矯正治具および前記第二矯正治具を一体的に回転可能とするものである。
　また、この発明の缶体の製造方法は、上記に示した缶体の製造装置により、
前記第二矯正治具の位置を制御して前記第二矯正治具の位置移動を調整する際、前記第一加圧前に前記胴体の両端の起立部の一部が前記矯正リングの前記段付き部に挿入されると停止し、前記胴体の歪みを修正するものである。

　この発明の缶体の製造装置によれば、
　確実にかつ安定した突き合わせ部を得ることができる。
　また、この発明の上記缶体の製造装置を用いた缶体の製造方法によれば、工程の省略化、省エネ化、低コスト化がはかれる。

実施の形態１による缶体を用いた給湯器の概略説明図である。実施の形態１による缶体の製造装置を示す図である。実施の形態１による第二矯正治具を示す概略図である。実施の形態１による第二矯正治具に鏡板を取り付けた状態を示す図である。実施の形態１による第二矯正治具に鏡板と胴体を取り付けた状態を示す図である。実施の形態１による缶体の製造装置における缶体の製造方法のフロー図である。実施の形態１による缶体の製造装置における缶体の製造方法のフロー図である。実施の形態１による胴体と鏡板を突き合わせ状態を示す図である。実施の形態１による加圧動作を説明する図である。実施の形態２による溶接トーチを配置した状態を示す図である。実施の形態３による缶体の製造方法における胴体の歪みの状態を説明する図である。実施の形態３による缶体の製造装置における缶体の製造方法のフロー図である。実施の形態３による第二矯正治具に鏡板を取り付けた状態を示す図である。実施の形態３による第二矯正治具に鏡板と胴体を取り付けた状態を示す図である。

実施の形態１．
　以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。尚、この実施の形態１による缶体１０１とは、給湯器などの金属製貯湯タンクとして使用されるものである。給湯器の構造を図１で説明する。

　給湯器２００は、電気ヒータ２０７と、お湯を貯湯する缶体１０１と、ポンプユニットを構成するポンプ２０８とで構成される。実施の形態１で述べる缶体１０１とは貯湯する金属製タンクである。缶体１０１は、下部に給水口２０４および排水口２０５、上部に給湯口２０６を備えている。缶体１０１は、発泡スチロールなどの保温材２０２が巻きつけられている。缶体１０１および保温材２０２は、筐体２０１内に格納している。発熱体である電気ヒータ２０７はポンプユニットに取り付けられている。

　図２は実施の形態１による缶体の製造装置１００に搭載された缶体１０１を示す図である。缶体１０１は円筒状の胴体１と、胴体１の両側にそれぞれお椀状の鏡板２を備えている。胴体１および鏡板２の外径はφ３００～φ７００ｍｍ、使用される材質はフェライト系ステンレス材で、板厚は０．５ｍｍ～１．５ｍｍである。胴体１および両側の鏡板２を含む缶体１０１の全長は５００ｍｍ～２０００ｍｍ程度である。

　次に缶体の製造装置１００について説明する。缶体１０１は図２に示すようにベース３に設置された胴体受け４を介して支持されている。胴体１の両側に配置された鏡板２の外側には、第一矯正治具２０Ａと第二矯正治具２０Ｂとが設けられている。回転駆動ユニット５Ａはベース３上に配置されている。回転駆動ユニット５Ａは、第一矯正治具２０Ａの外側にシャフト６Ａ、ギヤ７を介してモータ８に接続されている。このモータ８によって回転駆動ユニット５Ａが回動し、第一矯正治具２０Ａを介して缶体１０１が回転する。

　回転従動ユニット５Ｂは第二矯正治具２０Ｂの外側にシャフト６Ｂを介して接続されている。回転従動ユニット５Ｂは、スライドレール９を介してベース３に設置されている。回転従動ユニット５Ｂは加圧ユニット１０に接続されている。加圧ユニット１０はベース３上に設置されている。この加圧ユニット１０には運転を制御する制御部１０Ａが設けられている。加圧ユニット１０が作動すると、回転従動ユニット５Ｂおよび第二矯正治具２０Ｂが図２の左方向に移動して、缶体１０１を加圧する。この動作については後に詳述する。

　回転駆動ユニット５Ａにつながる第一矯正治具２０Ａと、加圧ユニット１０につながる第二矯正治具２０Ｂの構成、動作を図３～図５に基づいて説明する。図３は、第二矯正治具２０Ｂを示している。尚、第一矯正治具２０Ａは第二矯正治具２０Ｂと向きが異なる以外は同一の構成を有する。

　図４は鏡板２と第二矯正治具２０Ｂの底板１１とに隙間Ｓが存在する状態を示す図である。図４はすなわち後述する加圧ユニット１０による缶体１０１の加圧以前の状態を示す。図５は図４の状態から進んだ工程を示す図である。図５は、鏡板２と第二矯正治具２０Ｂおよび胴体１とが組み合わされた状態を示す。

　図４、図５に示すように、第二矯正治具２０Ｂは鏡板２を覆うように設置される。第二矯正治具２０Ｂは底板１１と、矯正リング１２とを備える。底板１１は鏡板２の底面２Ｇを受けるものである。矯正リング１２は、鏡板２の開口部に設けられた起立部２Ｃの起立部後面２Ｄ、および鏡板側面２Ｅに当接するものである。

　この矯正リング１２の位置は、鏡板２の起立部後面２Ｄと鏡板側面２Ｅが確実に当接するよう、底面２Ｇと第二矯正治具２０Ｂの底板１１との間に１～２ｍｍ程度の前述した隙間Ｓを設けた位置としている。また矯正リング１２の側面１２Ａが鏡板側面２Ｅに当接する構成である。よって、鏡板２の中心軸は第二矯正治具２０Ｂの中心軸上に位置決めできる。

　図５に示すような状態では、矯正リング１２の段付き部１２Ｃの下面１２Ｂと鏡板２の起立部後面２Ｄとが当接する。さらに、矯正リング１２の側面１２Ａと鏡板側面２Ｅとが当接する。よって、胴体１の起立部１Ａと鏡板２の起立部２Ｃとで突き合わせ部１６を形成する。この突き合わせ部１６が、接合上重要な要素である接合面の平面度を保持している。

　矯正リング１２の内径側水平方向に設けられた段付き部１２Ｃには、胴体１の起立部１Ａが挿入され易いように、案内用のテーパ１２Ｄが形成されている。このことで胴体１は第二矯正治具２０Ｂの中心軸上に位置決めされる。また胴体１の両端に設けられた起立部１Ａは上部が延伸したひさし部１Ｂを備えている。よって起立部１Ａは断面がＺ形状である。よって、鏡板２と胴体１とを嵌め合わせたときに、ひさし部１Ｂが矯正リング１２に当たらないように、矯正リング１２には角張ったＣ字状断面の段付き部１２Ｃが設けられている。よって、矯正リング１２の下面１２Ｂには鏡板２の起立部後面２Ｄが当接する。

　尚、図３に示すように第二矯正治具２０Ｂには、制御部１０Ａの信号で矯正リング１２を胴体１から離れる方向で水平方向に移動させるシリンダ１３およびガイド１４が設けられている。

　図４に示すように、鏡板２の底面２Ｇを受ける底板１１の接触面は、加圧ユニット１０の出力する加圧力を受けて、鏡板２と胴体１を加圧する部分である。よって、底板１１の接触面は、鏡板２の曲面形状に合わせた形状でかつ充分な面積を有している。

　次に、缶体の製造装置１００における缶体の製造方法について、図６および図７に示すフローを参照して説明する。まず、胴体１の全長は製作上の諸要因に基づき、バラツキを有する。よって、胴体１の全長が最も長い場合でも問題なく搬入、搬出ができる位置に第二矯正治具２０Ｂおよび矯正リング１２をセットしておく。

　次に図４に示すように、鏡板２の底面２Ｇと第二矯正治具２０Ｂの底板１１との間に、１ｍｍ程度の隙間Ｓを有するように矯正リング１２の位置を調整する。そして、鏡板２の起立部後面２Ｄが矯正リング１２の下面１２Ｂに全面接触するようセットする（図６のステップＳＴ１）。

　この全面接触により、図５に示す胴体１をセットした際の起立部１Ａと鏡板２の起立部２Ｃとで形成される突き合わせ部１６の平面度が確保される。この平面度を確保することは、後工程の例えば溶接による接合を行う場合において重要な要素である。

　次に、加圧ユニット１０を作動させて第一加圧を開始する。そして、図４に示した隙間Ｓをなくすよう底板１１と鏡板２の底面２Ｇとを当接させた状態、すなわち、第二矯正治具２０Ｂを仮決め位置まで前進させる（図６のステップＳＴ２）。次に、第一加圧は前進移動する第二矯正治具２０Ｂの位置と、第二矯正治具２０Ｂの矯正リング１２を介して前記突き合わせ部１６に印加される加圧力を、制御部１０Ａがモニタし、加圧力を確認し、所定の加圧力範囲であるか否かを判断する（図６のステップＳＴ３）。

　そして、加圧力が所定の加圧力範囲外であれば（ＮＯ）、第二矯正治具２０Ｂの位置を制御部１０Ａの指示により調整をする加圧力の調整制御によって行われる（図６のステップＳＴ４）。すなわち、設定範囲以下であれば、第二矯正治具２０Ｂを微前進させる。また、設定範囲以上であれば、第二矯正治具２０Ｂを微後退させる。

　このような調整を行った後、加圧力が所定の加圧力範囲内である（ＹＥＳ）と判断される。そして、第一加圧が完了する（図６のステップＳＴ５）。尚、加圧ユニット１０には図示省略したサーボモータなどの駆動機構が設けられている。よってこの加圧力調整制御は、当該サーボモータの負荷トルク情報および第二矯正治具２０Ｂの移動する位置情報を制御部１０Ａが入力することで行われる。

　前記仮決め位置に到るまでの第一加圧の動作の詳細を図９の加圧動作図を参照して説明する。
　図９に示す加圧動作開始の原点Ｄ０から距離Ｄ１に到るまでは第二矯正治具２０Ｂの位置制御が行われ、距離Ｄ１から距離Ｄ６にわたる範囲では位置制御＋加圧力モニタ（負荷トルクのモニタ）制御によって行われる。

　胴体１の全長が製造上の諸要因により１ｍｍ程度のバラツキを有する。このため、第一加圧では、予め設定された胴体１が最長の場合の位置すなわち仮決め位置まで第二矯正治具２０Ｂを移動前進後、停止する。この状態で第一加圧による加圧力を制御部１０Ａがモニタし、所定の加圧力範囲、例えば２０～３０ｋｇｆか否かの確認を行う。

　範囲外の場合、制御部１０Ａは加圧ユニット１０に例えば０．１ｍｍ程度の微前後移動指令信号を出力し、所定の加圧力範囲となるまで繰り返して位置調整を行う。この繰り返し確認動作回数は、制御部１０Ａによって計測される。そして制御部１０Ａは所定の回数を超えた場合に警告を表示する。このことにより、胴体１の全長が異常であることを含めた第一加圧の異常発生を検出する。尚、微前後進移動量は、任意の値に設定できるものである。

　次に、加圧力が所定の範囲内であることを確認した制御部１０Ａは、第二矯正治具２０Ｂに信号出力し、シリンダ１３の動作により矯正リング１２を図８に示すように胴体１から離れる方向に移動する。その結果、突き合わせ部１６の上部に空間１７が形成される。この際、図２に示した胴体受け４が下降する。しかしながら、第一矯正治具２０Ａ、第二矯正治具２０Ｂに支持された鏡板２、胴体１が第一加圧力によって一体化の状態であり、胴体受け４が下降しても、ベース３上に落下しない。

　この状態で、回転駆動ユニット５Ａが作動し、前記一体化された鏡板２、胴体１を回転させる。空間１７を介して操作員によって突き合わせ部１６が正常に形成されているか目視確認する（図７のステップＳＴ６）。次に、突き合わせ部が正常であるか否かを判断する（図７のステップＳＴ７）。そして、正常でない場合（ＮＯ）には、操作員によって修正される（図７のステップＳＴ８）。

　このように第一加圧は２０～３０ｋｇｆ程度の加圧力であるため、胴体１の起立部１Ａの変形を防止している。また、この第一加圧の過程において、起立部１Ａが矯正リング１２の案内用のテーパ１２Ｄに沿って移動する。そして、鏡板２の起立部前面２Ｆと胴体１の起立部前面１Ｃとが突き合わされて突き合わせ部１６を形成する。この際、たとえ胴体１が傾いて段付き部１２Ｃに挿入されたとしても、鏡板２の起立部２Ｃを矯正リング１２で受けているため、第一加圧で胴体１の支持精度を矯正し、突き合わせ部１６が全面にわたって形成されることが可能となる。

　次に、制御部１０Ａの信号によって加圧ユニット１０が作動して、図９に示す距離Ｄ６から距離Ｄ７の範囲で第二加圧が開始される（図７のステップＳＴ９）。この第二加圧はサーボモータの負荷トルクをモニタすることによって制御される。そして第二矯正治具２０Ｂを低速で移動させる。従って位置移動に伴う摩擦等によって発生する余分な負荷（位置情報にとってはノイズに相当する）はほとんど無視できる。このため、第二加圧によるサーボモータの負荷トルクはほぼ正確に把握可能となる。

　この第二加圧による加圧力が所定の値例えば１００ｋｇｆとなる距離（位置）Ｄ７まで加圧ユニット１０は第二矯正治具２０Ｂを加圧して、第二加圧を完了する（図７のステップＳＴ１０）。この第二加圧時においては、胴体１と鏡板２の突き合わせ部１６の接触状態には変化を生じず、接触圧力が正常に増加する。

　以上述べた第二矯正治具２０Ｂを介して突き合わせ部１６を加圧する制御部１０Ａの加圧力調整制御に基づく第一加圧、第二加圧の変化維持を図９を参照して詳細に説明する。図９（Ａ）は図６のワークセット（ステップＳＴ１）ときにおける第二矯正治具２０Ｂの位置を原点（Ｄ０）とした位置を横軸とする。そして、加圧力（サーボモータの負荷トルク）を縦軸に示す図である。

　原点Ｄ０から距離Ｄ１までは位置制御、距離Ｄ１から距離Ｄ６は位置制御と加圧力モニタ（負荷トルクモニタ）とによる制御でこれらをもって第一加圧とする。そして、距離Ｄ６から距離Ｄ７は加圧力モニタ（負荷トルクモニタ）による制御で第二加圧としている。図９（Ｂ）は第二矯正治具２０Ｂの移動距離を示す。図９（Ｃ）は第二矯正治具２０Ｂの動作タイミングチャートを示す。

　以上説明したように、第一加圧と第二加圧によって缶体１０１の加圧が完了する。次に加圧した状態で、図１０に示すように突き合わせ部１６の上部から矯正リング１２を移動して上部に空間１７を形成する。次に、例えばＴＩＧ（ｔｕｎｇｓｔｅｎ　ｉｎｅｒｔ　ｇａｓ）溶接用の溶接トーチ１８が配置される。溶接は、加圧によって一体的な状態となっている胴体１、鏡板２における円周状の突き合わせ部１６全体について行われる（図７のステップＳＴ１１）。

　以上のように、この実施の形態１によれば、制御部１０Ａが加圧ユニット１０のモータの負荷トルクをモニタするとともに第二矯正治具２０Ｂの位置を制御し、所定の加圧力の範囲内の第一加圧によって突き合わせ部１６を加圧後、矯正リング１２を移動して上部に空間１７を形成後、モータの負荷トルクをモニタして所定の加圧力の範囲内の第二加圧によって突き合わせ部１６を加圧するので、胴体１の長さにバラツキがあったとしても、胴体１の起立部１Ａ、鏡板２の起立部２Ｃを変形、潰すことなく、確実に突き合わせ部１６に加圧力を印加させることができ、安定した溶接品質を得ることができるとともに製造工程が標準化されて工程の省略化、省エネ化、その結果の低コスト化かつ接合作業が容易となり、量産に適した装置となる効果を有する。

　また、第一加圧の加圧力は、第二加圧の加圧力より小さく、第一加圧で行われる突き合わせ部の形成が、小さな加圧力で行うことができるため、変形や、潰れなどを確実に防止することができる。

実施の形態２．
　この実施の形態２は、前述した実施の形態１の缶体の製造装置１００を用いた缶体の製造方法に関するものである。実施の形態１で示した図に基づき缶体の製造方法を説明する。図２において、缶体１０１は貯湯式給湯器のフェライト系ステンレス材を用いた貯湯タンクである。胴体１、鏡板２、第一矯正治具２０Ａ、第二矯正治具２０Ｂが実施の形態１で説明したとおり、缶体の製造装置１００によって加圧一体化される。

　その後、胴体１の起立部１Ａ、鏡板２の起立部２Ｃの突き合わせ部１６を溶接トーチ１８を用いて接合する。接合器具の溶接トーチ１８を、突き合わせ部１６の上部の空間１７に配置した状態を図１０に示している。この状態でモータ８の動作により回転駆動ユニット５Ａを起動し、加圧一体化された胴体１とこの胴体１の両端に設けられた鏡板２と、第一矯正治具２０Ａ、第二矯正治具２０Ｂとを回転させ、突き合わせ部１６の全周にわたりＴＩＧ溶接を行う。

　上記のように示した実施の形態２の缶体の製造方法にて缶体１０１を製造することができるので、上記実施の形態１と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、回転駆動ユニット５Ａを起動し、加圧一体化された胴体１とこの胴体１の両端に設けられた鏡板２と、第一矯正治具２０Ａ、第二矯正治具２０Ｂとを回転させ、突き合わせ部１６の全周にわたり溶接を行うため、突き合わせ部１６の仮止め溶接を不要とし、溶接時における突き合わせ部１６の隙間の発生を防止できる。また目違いを減らすことができるので、溶接作業時に余分な専用工具を必要とせず、かつ余分な工程をなくし、入熱効果が向上した安定した溶接が行える。

　さらに、充分な空間１７にＴＩＧ溶接トーチを配置できるので、寸法精度の高い缶体１０１が得られる。さらに、溶接部が完全溶け込みで形成され、高温で温度サイクルが印加される貯湯タンクのような製品において、溶接部の隙間腐食および応力集中のない耐久性が向上した長寿命の製品を提供できる。

　上記実施の形態２においては缶体１０１の材質をフェライト系ステンレス材である場合を示したが、これに限られることはなく、オーステナイト系ステンレス材であってもよく、また胴あるいは銅合金であってもよい。さらに胴あるいは銅合金の場合の接合方法として、突き合わせ部１６を置きろう、あるいは差しろう方式によるろう付け接合を採用してもよい。この場合、ろう材は銀ろう等の硬ろう材が望ましいが限定されるものではない。さらに胴、銅合金の接合にはＭＩＧ（ｍｅｔａｌ　ｉｎｅｒｔ　ｇａｓ　ｗｅｌｄｉｎｇ）溶接等の溶接方法を採用してもよい。

実施の形態３．
　この実施の形態３は、上記実施の形態１の缶体の製造装置１００を用いた缶体の製造方法に関するものである。上記実施の形態１で示した図及び図１１～図１４に基づき本実施の形態３の缶体の製造方法を説明する。本実施の形態３では第一加圧時に、部分的に胴体１の起立部１Ａのひさし部１Ｂの先端１ＢＢと、鏡板２の起立部２Ｃとが当接する確率を低減させるための方法について説明する。

　第一加圧の際、加圧ユニット１０を前進させて、胴体１の起立部１Ａを矯正リング１２に挿入する。一方、胴体１が胴体受け４へセットされたときに、胴体１の形状は、重力の影響を受けて自重でたわみ、胴体１が楕円状に変形する。これは、胴体１は板厚の薄い材料にて形成されている要因と、胴体１の周囲を拘束していない要因による。そして、胴体１が楕円状に変形した状態で、胴体１の起立部１Ａは加圧ユニット１０と共に前進してくる矯正リング１２に挿入される。

　したがって、矯正リング１２の段付き部１２Ｃの外周側側面１２ＣＣと、胴体１の起立部１Ａのひさし部１Ｂの外径とのギャップＧは、重力に反する上方側において大きく発生する。矯正リング１２の段付き部１２Ｃの外周側側面１２ＣＣと、胴体１の起立部１Ａのひさし部１Ｂの外径とのギャップＧが上方に偏って大きく発生してる状態の模式図を図１１に示す。

　矯正リング１２の段付き部１２Ｃの外周側側面１２ＣＣと、胴体１の起立部１Ａのひさし部１Ｂの外径とのギャップＧが上方に偏っている状態のままで第一加圧を行うと、部分的に胴体１の起立部１Ａのひさし部１Ｂの先端１ＢＢと、鏡板２の起立部２Ｃとが当接する場合が考えられる。

　このことを解決するための、本実施の形態３の缶体の製造方法について説明する。まず、上記各実施の形態と同様に、第一矯正治具２０Ａおよび第二矯正治具２０Ｂに鏡板２をセットし、次に胴体１を胴体受け４にセットする。そして、鏡板２の起立部後面２Ｄが矯正リング１２の下面１２Ｂに全面接触するようセットする（図１２のステップＳＴ１）。

　次に、第一加圧を行う前に、加圧ユニット１０を前進させて、胴体１の起立部１Ａが、矯正リング１２の段付き部１２Ｃに挿入され始め、胴体１の起立部１Ａが案内用のテーパ１２Ｄを乗り越えた時点で加圧ユニット１０を一時停止する（図１２のステップＳＴ２２）。図１３に加圧ユニット１０が一時停止したときの、矯正リング１２と、胴体１の起立部１Ａとの位置関係を示す。

　次に、胴体１の起立部１Ａが案内用のテーパ１２Ｄを乗り越えて加圧ユニット１０が停止した状態で、矯正リング１２を図１４の矢印に示すように周方向に回転させる。この矯正リング１２の回転により、矯正リング１２内での胴体１の形状を、矯正リング１２の形状になじませて真円に近づけることができる（図１２のステップＳＴ２３）。その結果、胴体１の歪みが矯正される。以下、上記各実施の形態と同様に、第一加圧、第二加圧、および溶接の工程を行い（図６のステップＳＴ２からの図７のステップＳＴ１１）、缶体を製造する。

　上記のように構成された実施の形態３によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、第一加圧前に矯正リング１２内での胴体１の形状を矯正リング１２の段付き部１２Ｃの外周側側面１２ＣＣの形状になじませて真円に近づけたことで、第一加圧時に部分的に胴体１の起立部１Ａのひさし部１Ｂの先端１ＢＢと、鏡板２の起立部２Ｃとが当接することの発生確率を低減させる。よって、精度に優れた溶接を行うことが可能となる。

実施の形態４．
　上記実施の形態３においては、矯正リング１２を回転させることにより胴体１の歪みを矯正する例を示したが、これに限られることはなく、他の方法について説明する。尚、胴体１の歪みを矯正する部分以外は、上記実施の形態３と同様であるためその説明は適宜省略する。

　本実施の形態４では、胴体１の起立部１Ａが案内用のテーパ１２Ｄを乗り越え加圧ユニット１０を一時停止すると、胴体１の矯正リング１２に挿入されている所定の１点と、その所定の１点から周方向におおよそ１８０°離れた点の２点の位置を両手を用いて胴体１を軽く叩いてたわませる。その作業を６０°～９０°刻みで２回から３回繰り返す。このことで、胴体１の起立部１Ａを矯正リング１２の形状になじませる。よって、矯正リング１２と胴体１の起立部１Ａのひさし部１Ｂの外径とのギャップＧをある程度周方向に均等化することができる。

　上記のように行われた実施の形態４によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、矯正リング１２内での胴体１の形状の歪みを矯正し、真円に近づかせることができる。また、胴体１が鏡板２に加圧されていない状態で胴体１を叩いてたわませるため、加圧されている状態と比較して叩く力は弱い力で済み、作業時間を短縮できる。

　尚、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

Claims

胴体と、前記胴体の両側に鏡板をそれぞれ接合して缶体を作製する缶体の製造装置であって、
前記胴体の両側に配置された前記鏡板をそれぞれに支持する第一矯正治具および第二矯正治具と、
前記第一矯正治具および第二矯正治具にそれぞれ具備された段付き部を有する矯正リングと、
前記第一矯正治具の外側に配置された回転駆動ユニットと、
前記第二矯正治具の外側に配置された加圧ユニットと、
前記加圧ユニットを駆動するモータと、
前記モータの負荷トルクをモニタしながら前記加圧ユニットを制御する制御部とを備え、
前記第一矯正治具および前記第二矯正治具の前記矯正リングの前記段付き部の下面に前記鏡板の起立部後面を当接すると、
前記制御部は、前記第二矯正治具の位置を制御して前記第二矯正治具の位置移動を調整して、前記胴体の両端の起立部前面と前記鏡板の起立部前面との突き合わせ部を前記モータの負荷トルクが所定の範囲内の加圧力とする第一加圧で加圧した後、
前記矯正リングを移動させて前記突き合わせ部の上部に空間を形成し、前記突き合わせ部を前記モータの負荷トルクが所定の範囲内の加圧力とする第二加圧で加圧するとともに、
前記回転駆動ユニットは、前記胴体、前記鏡板、前記第一矯正治具および前記第二矯正治具を一体的に回転可能とする缶体の製造装置。
前記制御部は、前記第二加圧による加圧力が、前記第一加圧による加圧力より大となるように制御する請求項１に記載の缶体の製造装置。
前記制御部は、前記第一加圧による前記突き合わせ部の加圧時において、前記位置移動を調整する動作回数を計測し、所定の回数を超えると、警告表示を行う請求項１または請求項２に記載の缶体の製造装置。
前記制御部は、前記第二矯正治具の位置を制御して前記第二矯正治具の位置移動を調整する際、前記第一加圧前に前記胴体の両端の起立部の一部が前記矯正リングの前記段付き部に挿入されると一旦停止し、
前記回転駆動ユニットは、前記矯正リングのみを回転する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の缶体の製造装置。
前記第二矯正治具の位置を制御して前記第二矯正治具の位置移動を調整する際、前記第一加圧前に前記胴体の両端の起立部の一部が前記矯正リングの前記段付き部に挿入されると停止し、前記矯正リングの形状に沿うように前記胴体の歪みを矯正する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の缶体の製造装置を用いた缶体の製造方法。
前記回転駆動ユニットによって前記胴体、前記鏡板、前記第一矯正治具および前記第二矯正治具を一体的に回転させた状態で、前記突き合わせ部を接合する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の缶体の製造装置を用いた缶体の製造方法。
前記胴体および前記鏡板の材質がステンレス材であり、かつ、前記接合がＴＩＧ溶接法である請求項６に記載の缶体の製造方法。
前記胴体および前記鏡板の材質が胴または銅合金であり、かつ前記接合が硬質ろう材を用いたろう付け法である請求項６に記載の缶体の製造方法。