(57)【要約】【課題】塑性加工により高い接合強度と密封性を有し、且つ複雑な設備を必要することなく簡単な方法で高速安価にできる筒状部材の接合構造および接合方法並びに接合装置を提供する。【解決手段】複数の筒状部材の側壁を重ね合わせた状態で全周にわたって無端状屈曲凹部を形成し、次いで軸荷重を印加して無端状屈曲凹部を内方に変形させ、且つ反転させることにより全周にわたり多重壁の折返し部が複数形成され、該複数の折返し部間内に前記筒状部材の端部が存在してなく、筒状部材が厚さ方向に６枚以上重なっている接合構造である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも接合部となる部分が筒状となっている複数の筒状部材の接合構造であって、接合部には全周にわたり多重壁の折返し部が複数形成され、該複数の折返し部間内に前記筒状部材の端部が存在していないことを特徴とする筒状部材の接合構造。
【請求項２】
前記複数個の筒状部材のうち、少なくとも一つが有底の筒状部材である請求項１に記載の接合構造。
【請求項３】
前記有底の筒状部材の底部近傍に前記折返し部が形成されている請求項２に記載の接合構造。
【請求項４】
前記筒状部材が断面矩形状・円形状・楕円状又はその他の異形状の缶体と該缶体の開口端を密封する蓋体であり、前記缶体と前記蓋体を接合して密封容器を形成することを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載の筒状部材の接合構造。
【請求項５】
前記缶体が外側缶体と該外側缶体に嵌合保持される内側小缶体とからなり、前記密封容器が二重容器である請求項４に記載の筒状部材の接合構造。
【請求項６】
前記筒状部材が互いに両端が開口した筒状体である請求項１に記載の筒状部材の接合構造。
【請求項７】
前記筒状部材が互いに接着又は溶着されている請求項１〜６の何れか１項に記載の筒状部材の接合構造。
【請求項８】
前記筒状部材間に弾性体を挟んだ請求項１〜６の何れか１項に記載の筒状部材の接合構造。
【請求項９】
少なくとも接合部となる部分が筒状となっている複数の筒状部材の接合方法であって、複数の筒状部材の側壁を重ね合わせた状態で全周にわたって無端状屈曲凹部を形成し、次いで軸荷重を印加して前記無端状屈曲凹部を変形させ、且つ反転させて複数の折返し部を形成することを特徴とする筒状部材の接合方法。
【請求項１０】
軸荷重の印可により、前記無端状屈曲凹部を内方に変形させることを特徴とする請求項９に記載の筒状部材の接合方法。
【請求項１１】
前記無端状屈曲凹部の内方への変形は、パンチに形成された成形凹部に沿って所定形状の変形を許容することにより行い、前記複数の筒状部材の側壁を重ね合わせた状態での反転は、前記所定形状に変形された凹部の内方側を前記パンチの成形凹部で拘束しながら、さらに軸荷重を印加することにより行うことからなる請求項９又は１０に記載の筒状部材の接合方法。
【請求項１２】
前記無端状屈曲凹部の変形は、前記筒状部材の外方をサポート部材で拘束した状態で前記軸荷重を印加して行う請求項９〜１１の何れか１項に記載の筒状部材の接合方法。
【請求項１３】
外方に位置する筒状部材に、前記接合部となる位置の下方部に接合する筒状部材の下端を位置決め支持するビード部または段差部からなる位置決め支持部を予め形成する請求項９〜１２の何れか１項に記載の筒状部材の接合方法。
【請求項１４】
前記位置決め支持部で軸荷重を受けて、接合部下方の筒状部材が座屈するのを阻止するようにしてなる請求項１３に記載の筒状部材の接合方法。
【請求項１５】
前記複数の筒状部材の側壁を重ね合わせた状態で、該筒状部材が重ね合う部分に弾性体を挟み、複数の折返し部を形成する請求項９〜１４の何れか１項に記載の筒状部材の接合方法。
【請求項１６】
前記筒状部材を、接着または溶着する請求項９〜１４の何れか１項に記載の筒状部材の接合方法。
【請求項１７】
少なくとも接合部となる部分が筒状となっている複数の筒状部材の接合装置であって、複数の筒状部材の側壁を重ね合わせた状態で全周にわたって無端状屈曲凹部が形成された筒状部材を保持する下型、該下型に対して軸方向に相対変位するパンチ、該パンチの外周部に軸方向変位可能に支持され、接合する筒状部材の外周部の外方への変位を拘束するサポート部材からなり、前記パンチは接合する接合部材の端部と係合する軸荷重付加部と重ね合わせ部が所定形状に変形することを許容する成形凹部を有していることを特徴とする筒状部材の接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも接合部となる部分が筒状となっている筒状部材の接合構造と接合方法並びに接合装置、特に缶体と蓋体とを密封接合あるいはパイプ部材同士を密封接合する接合構造及び接合方法並びに接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、缶詰等の缶体と蓋体の密封接合方法として一般に二重巻締法が採用されており、缶詰として高い密封性能を有している。一方、近年リチウムイオン電池、燃料電池等の容器として角形缶体と蓋体からなるものが採用されているが、この種の電池の場合、内部に電解溶液が充填され、ときとして高い内圧が発生する恐れがあるため、通常の缶詰に比べて高い密封性と密封強度が要求される。二重巻締法では角形缶は丸形缶に比べて密封性能及び密封強度（特に直辺部が強度不足となる）が劣る問題点があり、また巻締め性の点からコーナー部の曲がり半径を大きく取る必要があり、さらに巻締部が外側にはみ出し、多数の容器を収容した場合デッドスペースが生じる問題点がある。そのため、特に密封強度（接合強度）を高めるために、二重巻締法に変えて蓋体と缶体を溶接により密封接合することが行なわれている。しかしながら、溶接の場合、溶接時にスパッタの発生、溶接不良、異種材料同士の溶接が困難、処理速度が遅い、製造装置が高価になる等の問題点がある。
【０００３】
また、電池缶を溶接によらないで接合する方法として、筒状部材と蓋部材の開口端を内方に縮径して両者が重なり合う巻締部を設け、その巻締部を開口方向から押し型で押圧することで巻締し、最後にリフォームパンチを圧入して成形して、内側に二重巻締を形成する環状部材の製造方法および装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−７７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記提案されている方法及び装置は、巻締部が缶体の外方より内部に位置することによって横方向外方へのデッドスペースが生じない、あるいは内圧上昇に対する密封強度が外方への二重巻締の場合と比べて向上することが期待できるが、巻締部の板厚を他の部分と比べて減少させなければならないなど複雑な加工が要求される点、また内方への巻締であっても接合する筒状部材の端部が巻締部内に位置する点では従来の二重巻締法と基本的には同様な構造であり、強い内圧の発生に対して蓋部材がバックリングを起こした場合、巻締部が解けて蓋飛び現象の発生の可能性を否定するには未だ満足するものではない。
【０００５】
そこで、本発明は、溶接などによらず塑性加工のみで従来の巻締方法等による密封接合構造よりも高い接合強度と密封性を有し、且つ複雑な製造設備を必要とすることなく、比較的単純な方法で高速・安価に製造することができる筒状部材の接合構造及び接合方法並びに接合装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の筒状部材の接合構造は、少なくとも接合部となる部分が筒状となっている複数の筒状部材の接合構造であって、全周にわたり多重壁の折返し部が複数形成され、該複数の折返し部間内に前記筒状部材の端部が存在していないことを特徴とするものである。
本発明の接合構造は、上記構成により全周にわたり多重壁の折返し部が複数形成され、しかも折返し部に筒状部材の端部が存在しないので、例え内圧が高くなっても接合部が解れることがなく、従来の二重巻締と比べて特段に密封性能と密封強度が高い接合構造が得られる。
【０００７】
上記接合構造は、前記複数個の筒状部材のうち、少なくとも一つが有底の筒状部材であるものに好適に適用でき、その場合前記有底の筒状部材の底部近傍に前記折返し部を形成することによって、より密封強度の高い接合構造が得られる。前記接合部は、前記筒状部材を構成する板が厚さ方向に６枚以上重なる構造を取り、例えば２つの筒状部材の接合は６枚（２×３）、２重容器を形成する場合のように３つの筒状部材の接合は９枚（３×３）となる。
【０００８】
前記筒状部材は断面が矩形状・円形状・楕円状又はその他の異形状の缶体と該缶体の開口端を密封する蓋体に適用することによって、密封強度と密封性に優れた密封容器が得られ、例えばリチウムイオン電池等の容器に好適に適用できる。また、前記缶体を外側缶体と該外側缶体に嵌合保持される内側小缶体との組み合わせにすることによって、二重容器としての密封容器を得ることができる。
【０００９】
また、前記筒状部材は、有底の筒状部分の接合に限らず、パイプ等の無底の筒状部材同士の接合にも適用できる。また、前記接合部において、接合する複数の筒状部材は互いに接着又は溶着することによって、より密封性に優れた接合構造が得られる。また、接合する複数の筒状部材は互いに接着又は溶着するのに代えて、接合部の筒状部材間に弾性体を挟んだ構造にすることによっても密封性をより高めることができる。
【００１０】
上記接合構造を達成する本発明の筒状部材の接合方法は、少なくとも接合部となる部分が筒状となっている複数の筒状部材の接合方法であって、複数の筒状部材の側壁を重ね合わせた状態で全周に無端状屈曲凹部を形成し、次いで軸荷重を印加して前記無端状屈曲凹部を変形させ、且つ反転させ複数の折返し部を形成することを特徴とするものである。
【００１１】
軸荷重の印可により、前記無端状屈曲凹部を内方に変形させることが望ましい。前記無端状屈曲凹部の内方への変形は、パンチに形成された成形凹部に沿って所定形状の変形を許容することにより行い、前記複数の筒状部材の側壁を重ね合わせた状態での反転は、前記所定形状に変形された凹部の内方側を前記パンチの成形凹部で拘束しながら、さらに軸荷重を印加することにより行うことが望ましい。前記無端状屈曲凹部の変形は、前記筒状部材の外方をサポート部材で拘束した状態で前記軸荷重を印加して行うのが望ましい。また、外方に位置する筒状部材に、前記接合部となる位置の下方部に接合する筒状部材の下端を位置決め支持するビード部または段差部からなる位置決め支持部を予め形成することによって、接合時の筒状部材間の位置決めが容易にできる。さらに、パンチで軸荷重印加時には、前記位置決め支持部で軸荷重を受けて、側壁重ね合わせ部の下端部の下方への変位を阻止するようにしてなるのが望ましい。それにより、接合部より下方の筒状部材が座屈を起こすことがなく、良好に接合することができる。
【００１２】
さらに、前記複数の筒状部材の側壁を重ね合わせた状態で、該筒状部材が重ね合う部分に弾性体を挟み、複数の折返し部を形成する、または前記筒状部材を、接着または溶着することによって、より密封性を高めることができて望ましい。
【００１３】
上記接合方法を実施するための本発明に係る筒状部材の接合装置は、少なくとも接合部となる部分が筒状となっている複数の筒状部材の接合装置であって、複数の筒状部材の側壁を重ね合わせた状態で全周にわたって無端状屈曲凹部が形成された筒状部材を保持する下型、該下型に対して軸方向に相対変位するパンチ、該パンチの外周部に軸方向変位可能に支持され、接合する筒状部材の外周部の外方への変位を拘束するサポート部材からなり、前記パンチは接合する接合部材の端部と係合する軸荷重付加部と重ね合わせ部が所定形状に変形することを許容する成形凹部を有していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の筒状部材の接合構造によれば、全周にわたり多重壁の折返し部が複数形成され、しかも折返し部に筒状部材の端部が存在しないので、例え内圧が高くなっても接合部が解れることがなく、従来の二重巻締と比べて特段に密封性能と密封強度が高い接合構造が得られる。また、接合部は、厚さ方向に板材が６枚以上重なった状態となることによって、二重巻締の場合と比べて１枚以上増えるので、より強度な接合構造が得られる。筒状部材の塑性変形による接合であるので、溶接に起因する種々の問題を生じさせることなく、さらに異種材料同士の接合が容易である。
また、有底の筒状部材の底部近傍に前記折返し部を形成することによって、底部が内圧上昇等により外方に膨張しようとすると前記折返し部に圧着して膨張を効果的に阻止することができ、接合部の耐圧強度をより向上させることができる。
【００１５】
前記筒状部材は断面が矩形状・円形状・楕円状又はその他の異形状の缶体と該缶体の開口端を密封する蓋体に適用することによって、密封強度と密封性に優れた密封容器が得られる。また、前記缶体を外側缶体と該外側缶体に嵌合保持される内側小缶体との組み合わせにすることによって、密封性と密封強度に優れた二重容器からなる密封容器を得ることができる。また、前記筒状部材は、パイプ等の無底の筒状部材同士の接合にも適用でき、密封性・耐圧性に優れた筒状部材の接合構造を得ることができる。
【００１６】
また、本発明の筒状部材の接合方法によれば、無端状屈曲凹部に軸荷重を印加する工程のみでリフォーム工程等を必要とすることなく簡単に上記接合構造を得ることができ、高い生産性が期待できる。また、外方に位置する筒状部材に、前記接合部となる位置の下方部に接合する筒状部材の下端を位置決め支持するビード部または段差部からなる位置決め支持部を予め形成することにより、接合開始時に他方の筒状部材を簡単に位置決めして嵌合支持させることができる。前記無端状屈曲凹部の変形は、前記筒状部材の外方をサポート部材で拘束した状態で前記軸荷重を印加することによって、接合部が外方に膨出することがなく、パンチに形成された成形凹部に沿って確実に変形させることができる。
【００１７】
また材料の加工性が悪く、無端状屈曲凹部を十分に深くできない場合であっても、軸荷重を負荷したときに筒状部材の無端状屈曲凹部を半径方向（内方）に変形させることにより無端状屈曲凹部を深くすることができ、その後複数の折り返し部を形成することができる。
【００１８】
また、筒状部材が重ね合わさって接合部となる部分に弾性体を挟んだ状態で塑性変形させることによって、より高密封性能を有する接合構造を得ることができる。あるいは弾性体に代わって互いに又は一方側に、接着材を塗布又は溶着材(例えば、ヒートシール可能な合成樹脂フィルム)をラミネートした状態で接合中、又は接合前後に外部より接合部を加熱するようにしてもよい。
【００１９】
また、成形凹部に沿った変形後は、内側からはパンチの成形凹部で外側からはサポート部材で拘束した状態でさらに軸荷重を印加することによって、接合部がコーナー部から容易に屈曲して折り返し部を確実に形成することができ、強固な接合構造を得ることができる。さらに、パンチで軸荷重印加時には、前記位置決め支持部で軸荷重を受けることにより、接合部より下方の筒状部材が座屈を起こすことがなく、良好に接合することができる。
【００２０】
本発明の筒状部材の接合装置は、下型、該下型に対して軸方向に相対変位するパンチ、サポート部材の簡単な構成からなり、しかもパンチの構成も簡易であり、安価な設備費ででき、且つ動きも単純であり高速生産が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る接合構造を示し、本実施形態として一方の筒状部材が缶体であり、他方の筒状部材が蓋体からなる密封容器に適用した場合を示している。該密封容器の平面図は示されていないが、平面形状は丸形、角形、楕円形、その他の異形状等特に制限されない。
【００２２】
以下、本実施形態に係る密封容器１における缶体２と蓋体３との接合部５の接合構造を詳細に説明する。
接合部５は図１（ｂ）に拡大して示すように、接合部の下方に位置するように缶体２に全周に亘って内方に窪んだビード６が形成され、その上部位置から缶体の筒状板材と蓋体の筒状板材が重ね合って上方に延びて第１直壁部１０、その頂部で下方に折返す第１折返し部１１、第１折返し部から下方に延びる第２直壁部１２、該第２直壁部１２の下端が蓋体のパネル面４に略接する位置で上方に折返す第２折返し部１３、該第２折返し部１３から上方に延びる第３直壁部１４からなっている。そして、本実施形態では、さらに第３直壁部１４から第１折返し部１１を覆うように外方に屈曲した第１屈曲部１５を有し、その端部が上方に屈曲した第２屈曲部１６となって容器上端に達している。
【００２３】
本実施形態に係る接合構造は、以上のように形成され、接合構造部に２つの折返し部１１、１３を有し、半径方向には３つの直壁部１０、１２、１４を有している。従って、半径方向（厚さ方向）には筒状部材を構成する板材が６枚（即ち、板の枚数×３）重なった状態となっている。そして、その接合構造の特徴は、接合する２枚の筒状部材が接合開始部から接合終了部まで一貫して重なった状態であるので、接合部に筒状部材の端部が存在しないことである。従って、接合部から接合構造が解かれることはないので、接合強度及び密封度が二重巻締と比べて著しく高い。
【００２４】
また、一方の筒状部材が缶蓋のように筒面を覆うパネル面４を有する場合、パネル面４が内圧により外方に膨出する場合、通常の二重巻締であるとパネルから立ち上がるチャックウォール部と缶胴上端部との間にも圧力がかかり缶胴から離れる力が作用するが、本実施形態の接合構造では、二重巻締の巻締構造と相違して、パネル面に直結する第１直壁部１０の板は他方の板部材によって変形を阻止する方向に拘束されているので強い抵抗力があり、高い内圧が発生しても接合部が解かれることはない。しかも、本実施形態では第２折返し部１３が蓋体のパネル面４の上方に位置しているので、パネル面が膨出を起こすと第２折返し部１３の外周面に圧接して、膨出を阻止する抵抗を生じると共に、接合部への影響を緩和して接合部の耐圧強度をより向上させている。
【００２５】
次に、上記実施形態の接合構造を形成する筒状部材の接合方法及び接合装置を図２〜図６により詳細に説明する。
缶体２は、その開口端部から蓋体３を嵌合して上端が一致する位置で保持する位置決め支持部として予め全周にわたって内側に凸のビード６を形成する。しかし必ずしもビードに限らず、嵌合した蓋体をその位置で保持できればよいので、後述する図１３に示す実施形態のように段差部を形成してもよく、またビード(又は突起)は必ずしも全周に設ける必要は無く、間欠的に複数個形成してもよい。次に図２に示すように、缶体２に蓋体３を嵌合してビード６に支持させ接合部となるところの筒状部の板を重ねた状態にする。この状態で、図３に示すように、蓋のパネル面４から前述した第１直壁部１０の長さを超える位置に、無端状屈曲凹部として底幅が接合部の直壁部と略同じ長さを有する台形環状溝２０を形成する。該台形環状溝２０の形成は、外周面に成形グルーブ２１が形成された型ロール２２と、前記成形グルーブ幅よりも小さい幅を有する円板状の押圧ロール２４の組み合わせからなる工具によって行われ、重ね合わされた筒状部材の内側に位置して回転する型ロール２２に、外側から押圧ロール２４で挟んで押し込みながら回転することによって、全周にわたって図３（ａ）（ｂ）に示すように、成形グルーブ２１の形状に略沿って台形環状溝が形成される。なお、図３においては同時加工であるが、予め蓋体３に該加工を施しておき、缶体２と蓋体３の勘合後に缶体２に該加工を行うことにより、加工荷重の低減を図るようにしても良い。
【００２６】
なお、缶体が円形断面の場合は、型ロール２２のスピンドル２３を固定位置で回転させることによって、全周にわたって台形環状溝を簡単に形成することができるが、缶体が角形の場合は、角形缶の巻締の場合に行なわれていると同様に、該角形缶の形状に相似するカム面に沿って押圧ロール２４を移動させることによって、全周にわたって台形環状溝の成形が可能である。この際、型ロール２２は割型を用いるかまたは押圧ロール２４と協動させる。
【００２７】
以上のように接合部となるところに台形環状溝２０が形成されたプレ接合容器１−１を次の密封接合ステーションに移載して接合装置により密封接合を行なう。密封接合を行なう接合装置３０は、図４に示すように、主要な構成部材として下型３１、パンチ３２、サポート部材としてのサポートリング４０及び保持具４１を備えている。下型３１は、プレ接合容器１−１を嵌合保持するものであり、接合加工中その底部を支持すると共にパンチによる軸方向荷重に対して、缶体が外側に膨らんで座屈するのを防ぐためにそのビード６より下方の外周壁を拘束する。パンチ３２は、図４（ｂ）に拡大して示すように、その下方端部外周面に、プレ接合容器の筒状部材が重ね合わさった端部と係合する半径方向に縮径した水平面を有する軸荷重印加部３３、該軸荷重印加部３３から半径方向に縮径するテーパー面３４を経て台形環状溝部２０の半径方向への変形を拘束して接合部の直壁部となる面を形成する縮径した直壁面からなる直壁部形成面３７からなる成形凹部３８を有し、パンチ３２によりプレ接合缶の上端部を押圧して軸加重を負荷することにより、台形環状溝部が塑性変形してパンチのテーパー面３４及び直壁形成面３７に拘束されて成形される。
【００２８】
サポートリング４０は、接合する筒状部材の外周部の外方への変位を拘束するためのものであり、図４に示すにようにパンチ３２の外周面に嵌合支持され、その上端とパンチとの間にスプリング３９を嵌めこみ下方向に付勢されて、パンチ３２に対してクッション可能に支持されている。保持具４１は、パンチによる軸荷重付加時に接合部から下方の缶体が座屈しないように、軸荷重を受けるために、缶体のビード部６に嵌合する環状の係合突片４２を有している。該保持具４１は割型に形成され、プレ接合容器１−１が下型３１内に嵌合した後に閉じて、係合突片４２がビード部６に係合するようになっている。
【００２９】
以上のように構成された接合装置によって、筒状部材の接合は次のようにして行なわれる。
プレ接合容器１−１が下型３１内に嵌合し、保持具４１の係合突片４２がビード部６に係合した状態で、パンチ３２が下降することによって、サポートリング４０が接合部の外周面に嵌合し、図４に示す状態となる。この状態からパンチ３２がさらに下降することによって、軸荷重印加部３３がプレ接合容器１−１の端部に当接し、さらに下降して接合部に軸荷重を付加することによって、接合部の台形環状溝部２０の各コーナーから屈曲変形して成形凹部３８の形状に沿って半径方向に変形して図５に示すように断面が第１コーナー部４４、第２コーナー部４５、第３コーナー部４６、第４コーナー部４７を有する略台形状の台形環状溝４３が形成される。この状態ではサポートリング４０の下端は保持具４１の上端面に当接するので、パンチの下方向への変位に対してスプリング３９がクッションして、保持具４１に圧接状態で停止して成形部の外周面を拘束する。
【００３０】
図５に示す状態からさらにパンチが下降することによって、台形環状溝４３の第１コーナー部４４から下方に屈曲して第１折返し部１１が形成されると共に、第２コーナー部４５が上方に屈曲して第２折返し部１２が形成され、さらに、パンチが下降することによって、該第２折返し部１２が蓋体のパネル面４に当接し、最終的に図６（ｂ）に拡大して示すよう接合構造に形成される。
【００３１】
以上のように、本実施形態によると、プレ接合容器が本実施形態の接合装置によって、全周に亘り多重壁の折返し部が２つ形成され、接合部内に筒状部材の端部が存在しない接合構造がパンチの１ストロークで形成され、高速製造が可能である。特に本発明の接合方法によると、パンチによって筒状部材に全周同時に同等の軸荷重を付加して折返し部を形成するので、全周均一形状の強固な接合が可能となる。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態に係る接合構造を示したが、本発明の接合構造は上記実施形態に限るものでなく、種々の設計変更が可能である。図７〜図１６は接合構造の種々の変形例を示している。以下の実施形態において、説明の重複を省くために、図１に示す密封容器の接合構造と同一な部分は同じ符号を付し、相違点のみ説明する。
図７〜図９に示す実施形態の接合構造は、図１に示すものと基本的に同様な密封構造であり、図７に示す密封容器５０の密封構造では、第２折返し部１３が蓋体のパネル面４から離れた位置にある点が図１に示すものと相違している。図８に示す実施形態に係る密封容器５５の接合構造は、図示のように開口端５６が外周面に面するように、第１屈曲部１５から半径方向外方に水平に延びて形成されている。図９に示す実施形態に係る密封容器６０の接合構造は、第２直壁部１２の上端が上部開放端６１になっているものである。
【００３３】
図１０及び図１１に示す実施形態に係る密封容器６３、６４における筒状部材の接合構造は、第１折返し部６５、第２折返し部６６、第３折返し部６７、第４折返し部６８と４つの折返し部を有し、第１折返し部６５の上端に第４折返し部６８が位置して接している状態にあることが特徴である。したがって、本実施形態の接合構造は、内容物が漏洩するには少なくとも４つの折返し部を通過しなければならないので、密封性の高い接合構造が期待できる。この接合構造において、図１０に示す実施形態は、第２折返し部６６がパネル面４から離れているのに対し、図１１に示す密封容器６４では第２折返し部６６がパネル面４に接しているので、密封強度を高める上では図１１に示す形態のものがより望ましい。この接合構造の接合方法は、基本的には図１に示す実施形態と同様な方法で接合できるが、パンチ形状の変更および、台形環状溝の形状変更により、台形環状溝部の第２コーナー部と第３コーナー部が同時に互いに台形溝の内側に屈曲すると共に、第１コーナー部と第４コーナー部が互いに台形溝の外側に屈曲することによって、図示のような接合構造が得られる。
【００３４】
図１２に示す実施形態に係る密封容器７０では、図１に示す接合構造と同様な接合構造を上下に２段に連続させた構造となっており、より密封性及び接合強度の高い接合構造が得られる。
【００３５】
図１３に示す実施形態に係る密封容器８０では、接合構造は図１に示すものと同様であるが、この実施形態の密封容器では、これまでの各実施形態と相違して缶体８１の上部開口端近傍がその下方胴部より径大に形成され、段差部８２を有している。従って、蓋体３は該段差部８２に支持されるので、ビードを形成する必要はない。
【００３６】
図１４に示す実施形態に係る密封容器９０は、蓋体９１が缶体に対して外側から嵌合してそのパネル面９２が缶体９３の頂端に支持されて、蓋体９１と缶体９３の筒状部が重なった状態で、図１に示すと同様な密封構造を採用したものである。
【００３７】
図１５に示す実施形態に係る密封容器１００は、二重容器となっており、外側の径大の外側缶体１０１に対してその上方部に支持される径小の内側小缶体１０２を嵌合し、その開口端に蓋体１０３を嵌合して、接合部となる筒状部が三重壁に重なった状態で図１に示すものと同様な接合構造を採用したものである。従って、この容器の場合は、外側缶体１０１と内側小缶体１０２にそれぞれ異なる内容物を充填して密封することが可能である。該接合構造は、図１に示すものとは、筒状部材が１個増えるが、前記図２〜６に示したものと同様な方法で接合できる。
【００３８】
図１６、図１７は、接合する筒状部材が互いにパイプ等の無底の筒状部材の接合に適用した場合の実施形態を示している。図１６は一方が有底筒状部材である場合の図３に相当する図面であり、外側筒状部材１１０には予めビード１１１を形成した状態で内側筒状部材１１２を嵌合支持させ、この状態で図３に示す方法で無端屈曲凹部としての台形環状溝１１３を形成する。接合する外側筒状部材と内側筒状部材が互いに同径の筒状部材である場合は、内側筒状部材の接合部となる位置を外側筒状部材の肉厚分だけ予め縮径加工しておくか、又は接合部の肉厚を他の箇所よりも薄肉(例えば１／２の肉厚)にすることによって、図１６に示すように、接合部分を他の部分と等しい内外径にすることが可能となる。この状態から、図４に示すものと同様な方法で、内側筒状部材１１２に対して軸荷重を印加して前記台形環状溝部を内方に変形させ、且つ反転させて４回の折返し部を形成することによって、図１７に示す接合構造１１５が得られる。該接合構造は、図１０に示すものと同様である。
【００３９】
以上の各実施形態においては筒状部材の塑性変形のみで接合密封構造を示したが、２以上の筒状部材が重ね合わさって接合部となる部分に互いに又は一方側に、接着材を塗布又は溶着材(例えば、ヒートシール可能な合成樹脂フィルム)をラミネートした状態で接合中、又は接合前後に外部より接合部を加熱することによって、互いに接着剤又は溶着材を介して接合するという、塑性加工による接合と接着・溶着による接合を併用することによって、より高密封性能を有する接合構造が得られる。あるいは接着剤や溶着材に代えて弾性体を筒状部材間に挟んだ状態で塑性変形させるようにしてもよい。また、各筒状部材において、接合部となる箇所の板厚を予め減厚加工することによって、接合時の塑性変形が容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の接合構造及び接合方法並びに接合装置は、特に高い密封強度と高密封性が要求される密封容器における缶体と蓋体の接合構造及びそれを得るための接合方法並びに接合装置として好適であるが、容器に限らず高い耐圧性と密封性が要求されるパイプの接合構造等、種々の筒状部材の接合に利用でき、筒状部材の断面形状も円形に限らず種々の断面形状に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る接合構造を有する密封容器の断面図であり、（ｂ）はその要部拡大図である。
【図２】その接合工程開始前における缶体に蓋体が嵌合位置決めされている状態を示す断面図である。
【図３】（ａ）は図２に示す状態から接合部に無端状屈曲凹部を形成する状態の断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態に係る接合装置で無端状屈曲凹部に軸荷重を印加する前の状態を示す断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。
【図５】（ａ）は図４に示す状態から軸荷重を印加して無端状屈曲凹部を半径方向に加工した状態を示す断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。
【図６】（ａ）は図５に示す状態からさらに軸荷重を印加して接合を終了した状態を示す断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る接合構造を有する密封容器の要部断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態に係る接合構造を有する密封容器の要部断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係る接合構造を有する密封容器の要部断面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態に係る接合構造を有する密封容器の要部断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態に係る接合構造を有する密封容器の要部断面図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係る接合構造を有する密封容器の要部断面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態に係る接合構造を有する密封容器の要部断面図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施形態に係る接合構造を有する密封容器の要部断面図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態に係る接合構造を有する密封容器の断面図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施形態に係る接合構造を有する筒状体の接合工程の途中状態を示す断面図である。
【図１７】図１６の状態から軸荷重を終了して接合を終了した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１、５０、５５、６０、６３、６４、７０、８０、９０、１００  密封容器
２、８１、９３  缶体
３、９１、１０３  蓋体
４、９２  パネル面
５  接合部                  ６、１１１  ビード
１０  第１直壁部                    １１  第１折返し部
１２  第２直壁部                    １３  第２折返し部
１４  第３直壁部                    １５  第１屈曲部
１６  第２屈曲部                    
２０、４３、１１３  台形環状溝（無端状屈曲凹部）
２１  成形グルーブ                  ２２  型ロール
２３  スピンドル                    ２４  押圧ロール
３０  接合装置                      ３１  下型
３２  パンチ                        ３３  軸荷重印加部
３４  テーパー面                    
３７  直壁部形成面                  ３８  成形凹部
３９  スプリング                    ４０  サポートリング
４１  保持具                        ４２  係合突起
４４  第１コーナー部                ４５  第２コーナー部
４６  第３コーナー部                ４７  第４コーナー部
５６  開口端                        ６１  上部開放端
６５  第１折り返し部                ６６  第２折り返し部
６７  第３折り返し部                ６８  第４折り返し部
８２  段差部                      １０１  外側缶体
１０２  内側小缶体                １１０  外側筒状部材
１１２  内側筒状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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