JPS63258748A - 金属板製の容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、側壁と、折り曲げ接合によって側壁の端部に
連結された底および／または上底とを備え、折り曲げ接
合部がろう付けおよび／または溶接によって補強、保持
および／またはシールされている金属板製の容器、並び
に容器の側壁と底もしくは上底とを連結する折り曲げ接
合部に溶接継ぎ目を形成するための装置に関する。

〔従来の技術とその欠点〕

折り曲げ接合または溶接によって、容器の底および／ま
たは上底を容器の側壁に連結することは原理的に知られ
ている。折り曲げ接合の場合には、シール材を折り曲げ
範囲に塗ることによって折り曲げ接合部をシールするこ
とが必要である。また、容器をブリキで作る場合に、折
り曲げ接合部をろう付けによってシールすることが知ら
れている。

更に、西独国特許出願公開第３５４６４５８号公報によ
り、容器の製作時に折り曲げ接合部の仕上げの前または
後で、接合部の少なくとも二つの層を、融接によって少
なくともところどころ互いに連結することが知られてい
る。それによって強度が増大し、かつ連続溶接時に折り
曲げ接合部の密封性が改善される。

しかし、特にレーザービームによって折り曲げ接合部に
形成される融接継ぎ目の場合には往々にして、所望され
る機械的連結部の補強や、容器の完璧な密封が得られな
いことが判った。西独国特許出願公開第３５４６４５８
号公報には、板の少なくとも二つの層、好ましくは三つ
の層が互いに溶接されると記載されているが、折り曲げ
接合部のがなりの範囲において、折り曲げ接合部を形成
する板の層が互いに直に接触せず、空隙によって互いに
分離されて延びている。従って、レーザービームによっ
て層を溶融しても、互いに連結することが不可能である
。この場合、このような折り曲げ接合部内の隙間状の中
空室が特定個所にだけ発生するとは言えない。なぜなら
、入念な製作の場合や申し分のない折り曲げ装置の場合
にも、時々折り曲げ接合部の作り損ないが発生するから
である。

この作り損ないの場合には、普通に形成された折り曲げ
接合部゛と異なる状態となり、融接を妨げる中空室が発
生し得る。

〔発明の課題〕

本発明は、折り曲げ接合部の機械的な補強および／また
はシールを行うために設けられかつ融接によって形成さ
れる溶接継ぎ目において、折り曲げ接合部が普通と異な
るように形成される場合にも、補強およびシールを行う
溶接連結部の製作が保証されるように溶接継ぎ目を配置
するという課題から出発している。

〔課題を解決するための手段と発明の効果〕この課題は
、溶接継ぎ目が折り曲げ接合部の露出した外側の膨らみ
面に沿って設けられ、かつ連結された板の縁範囲の方に
ある、膨らみ部の横断面によって形成された円弧の端範
囲内で延びていることによって解決される。この場合、
このような折り曲げ接合部を折り曲げるときに、外側の
仮が外側の湾曲部の少なくとも端範囲においてその下に
ある板にしっかりと押しつけられ、折り曲げ接合部を形
成した後でも、付勢力によってひいては位置決めしてい
かなる隙間または中空室も生じない状態で板に載る。従
って、この範囲に向けられるレーザービームは直接接触
して重なる２枚の層を確実に届き、よってこの層を確実
に連結することができる。それによって、折り曲げ接合
部の補強および信頼性のあるシールが達成されるだけで
なく、作り損なった折り曲げ部の場合にもシールと強度
に関する所定の要求を満足することができる。従って、
製作時に発生する不良品は非常に少なくなる。

〔実施例］ 二つの実施例を示す図と関連して、この実施例の以下の
記載に基づいて本発明の特徴を詳細に説明する。

第１図には、金属板製の容器の側壁１と底２が示しであ
る。この側壁と底の縁領域は、押圧ロール３．４により
保持または案内された折り曲げ接合部６によって相互に
連結されている。更に、融接継ぎ目によって連結が行わ
れる。この融接継ぎ目はレーザービーム６によって形成
される。レーザービーム６は、側壁と反対側に位置する
折り曲げ接合部５の外側の露出した膨らみ面７に向けら
れ、しかもこの膨らみ面の端範囲においてこの端範囲に
接続する平らな上面８の方へに向かって当たっている。

それによって、融接によって生じる、点描で示した溶接
継ぎ目９が、円弧の横断面の膨らみ領域の端範囲に形成
される。この場合、上記状態で、外側の板が応力を加え
られて下側の板に載り、そしてレーザービームを適当に
調節して直に重なる層を適当に加熱することにより融接
が行われるということから出発することができる。溶接
の際に、押圧ロール３．４は、その間で折り曲げ接合部
５を包囲し、折り曲げ部の少なくとも包囲範囲を正確に
位置決めすると好ましいことが実証された。定置されて
軸承された軸に設けられている一方のロール、例えば押
圧ロール３は好ましくは、ロールの周速が所望の溶接速
度に一致するように駆動される。反対側の押圧ロールは
摺動または揺動可能な軸に軸承され、図示していないば
ね要素、空気圧およびまたは液圧要素によって押圧ロー
ル３の方へ付勢されている。それによって、折り曲げ接
合部５は応力を受けた状態で取り囲まれている。必要な
場合には、第２の押圧ロールの軸を動力で駆動すること
ができる。

従って、間に折り曲げ接合部５を挟む押圧ロール３，４
は先ず、少なくとも押圧ロール３．４によって包囲され
た折り曲げ接合部５の範囲の正確な位置決めを可能にす
る。この場合、押圧ロールは同時に、膨らみ面７の外側
の湾曲範囲に作用しておらず、この部分が空いているの
で、レーザービーム６の作用の邪魔にならない。正確な
位置決めによって、一方ではレーザービームの正確な集
束が可能となり、かつその最適な範囲で加工されること
、および他方では所望の溶接継ぎ目の位置が膨らみ面７
の外側円弧内に充分に限定されることが有利であること
が判った。更に、押圧ロール３．４の少なくとも一方に
付設された合目的に調節または制御可能な回転駆動装置
により、所望の送り速度ひいては最適な溶接速度を調節
することができる。更に、押圧ロールの付勢は折り曲げ
接合部５の滑りにくい送りを可能にするだけでなく、溶
接継ぎ目に好適な膨らみ面７の湾曲範囲において付加的
な押圧力を折り曲げ接合部に加えるように、折り曲げ接
合部を形成する板範囲を付勢することが判った。前記の
押圧力は、互いに溶接される板層の加圧を強め、それに
よって溶接を確実に行わせる。

比較のために、普通の溶接継ぎ目について説明する。こ
の場合には、レーザービーム１０はほぼ平らな上面８に
向けられている。この溶接の場合には先ず、押圧ロール
３，４の作動範囲で溶接が行われ、従って溶接装置を収
納および配置するときに成る程度の欠点が生じることを
考慮すべきである。溶接装置は位置決めを行う押圧ロー
ルに対してずらして配置しなければならないので、正確
に位置決めされた部分から移動させられ、集束に悪影響
を与えるずれが生じる。この場合更に、増大した付勢力
を加えずに加工が行われ、上面８が不充分な付勢力でそ
の下にある板層に載るので、上面８とその下にある層の
間に小さな間隔が生じ得ることが重要である。この場合
、上面８を有する層は加熱されるが、その下にある層の
加熱や、溶接継ぎ目を形成するための溶融金属の溶は合
いは達成されない。すなわち、上側の層の溶融金属はそ
の下の層との連結を行わずに下へ流れる可能性がある。

特に折り曲げ接合部の作り損ないの場合、同じような欠
点が生じる。このような折り曲げ接合部は第２図に示し
である。この折り曲げ接合部の場合、側壁折り返し部１
２が、底２の外側の縁範囲に係合しないで、側壁１に対
して直接押しつけられている。底の端範囲１３は巻かれ
て丸い膨らみ部を形成している。この場合にも、本発明
によって示された外側膨らみ面７の端部の範囲が、その
下にある側壁１の折り曲げ範囲に、付勢状態で強く接触
する。この接触は押圧ロール３，４の押圧力によって更
に強められるので、この範囲に向けられたレーザービー
ム６の作用の下で、機械的に強化され同時にシールされ
た申し分のない溶接継ぎ目９が形成される。それに対し
て、平らな上面８に向（レーザービームｌＯが使用され
ると、範囲１工の底２の材料は溶融されるが、この範囲
の下において、側壁端部に形成された膨らみ部と底２の
端範囲１３の膨らみ部との間に自由空間（中間室）が形
成される。この場合、上面はレーザービーム１０の作用
を受けて溶融するが、その下にある金属層との連結が不
可能であるので、溶融した材料が下へ向かって自由空間
の中に流れないで外側の上面にスリット状の穴が形成さ
れる場合には、溶接継ぎ目１１では単に溶融と凝固が行
われる。

従って、所望される強固で封隙性のある連結を確実に行
うために、レーザービーム６は膨らみ面７によって形成
された横断面円弧の端範囲に向けられる。この場合、レ
ーザービーム６は円弧の中心にある法線に向けられ、こ
の法線に対して１０゜乃至９０＠、好ましくは１５＠乃
至８０ａ１特ニ４０″乃至７０°の角度をなしている。

その都度溶接される範囲にける折り曲げ接合部５の正確
な位置決めは、押圧ロール３，４によって行われる。こ
の押圧ロールは同時に最適な溶接速度を保証し、付加的
な押圧力を生じる。

しかし、特にきつ（湾曲した膨らみ面７の場合には、例
えば、溶接のために使用されるレーザービーム６の集束
が困難であることが判った。なぜなら、レーザービーム
６が横に少しだけはみ出すときに、レーザービーム源と
膨らみ面上のその当接点との間の距離が変化するからで
ある。

このような距離のずれは、レーザービームの当接範囲を
平らに形成するかまたは少しだけ凹形に形成することに
よって生じないようにすることができる。横方向への移
動を防止した折り曲げ接合部の一例が第３図に示しであ
る。この場合の折り曲げ部５は、円錐形の側壁部分１４
を備えている。

この側壁部分はレーザービーム６の方向に対して垂直で
あり、レーザービームは融接継ぎ目１５を形成するため
に側壁部分のほぼその中央に垂直に当たっている。この
構造の場合、レーザービーム６と折り曲げ接合部５の円
錐形の側壁部分１４との間に横方向の小さな相対的ずれ
が発生しても、レーザービーム源とその当接範囲の間の
距離は変化せず、それによってレーザービームの集束に
対して悪影響がない。一方では非常に小さなずれを無く
すため、他方では少なくとも外側の画板層のしっかりし
た機械的な接触を損なわないようにするために、母線の
長さａ、すなわち円錐形の側壁部分の幅を、仮の厚さの
１．４倍を下回らないようにかつ５倍を上回らないよう
に選定することが有利であることが判った。

この場合、レーザービームは次のような範囲に向けられ
る。すなわち、その下にある板層に載る範囲に向けられ
、この板層は付勢力を受けていて動かずかつ中間室を形
成しない。従って、申し分のない貫通する融接継ぎ目９
が確実に形成される。

本発明の実施態様は以下の通りである。

■、溶接継ぎ目（９）が湾曲範囲において、膨らみ面（
７）の中心にある法線に対して１０°乃至９０”の角度
をなして外側へ傾斜して延びていることを特徴とする請
求項１記載の容器。

２、溶接継ぎ目（９）が湾曲範囲において１５゜乃至８
０°の角度で延びていることを特徴とする、実施態様項
１記載の容器。

３、融接継ぎ目（９）がレーザービーム（６）によって
形成されていることを特徴とする、実施態様項１記載の
容器。

４、折り曲げ接合部（５）の露出した外側の膨らみ面が
、融接継ぎ目（１５）を受は入れる円錐形の側壁部分（
１４）を存することを特徴とする請求項１および実施態
様項１から３までのいずれか一つに記載の容器。

５、円錐形側壁部分（１４）の下にある折り曲げ接合部
（５）の面の少なくとも一部が、円錐形側壁部分に接触
する円錐形側壁部分を存することを特徴とする、実施態
様項４記載の容器。

６、円錐形側壁部分（１４）の母線の長さくａ）が、底
（２）および／または側壁（１）の板の厚さの１．４〜
５倍であることを特徴とする、実施態様項４または５記
載の容器。

７．１本または複数本のレーザービーム（６）が実質的
に、円錐形側壁部分（１４）の中央に向けられているこ
とを特徴とする、実施態様項４から６までのいずれか一
つに記載の容器。

８、側壁部分（１４）の母線が少しだけ凹形に湾曲して
いることを特徴とする、実施態様項４から６までのいず
れか一つに記載の容器。

９、押圧ロールの一方（３）が定置されて支承され、他
方の押圧ロール（４）の軸が一方の押圧ロールの方へ付
勢されていることを特徴とする請求項２記載の装置。

１０、レーザービーム（６）がそれぞれ押圧ロール（３
，４）の軸を通る平面の範囲において折り曲げ接合部（
５）に当たるように、レーザー源が配置されていること
を特徴とする請求項２または実施態様項９記載の装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は、普通の溶接継ぎ目と本発明による溶接継ぎ目
を備え、所定の位置に保持され、破断して示した底と側
壁を連結する折り曲げ接合部の概略断面図、第２図は、
考えられる二つの連結範囲にレーザービームを同じよう
に作用させた、誤って形成された折り曲げ接合部を示す
概略断面図、第３図は円錐形の側壁範囲にレーザービー
ムを向けた、円錐形側壁範囲を有する折り曲げ接合部の
概略断面図である。 １・・・側壁、　２・・・底、　３，４・・・押圧ロー
ル、　５・・・折り曲げ接合部、　７・・・膨らみ面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、側壁と、折り曲げ接合によって側壁の端部に連結さ
   れた底および／または上底とを備え、折り曲げ接合部が
   ろう付けおよび／または溶接によって補強、保持および
   ／またはシールされている、金属板製の容器において、
   溶接継ぎ目（９）が折り曲げ接合部（５）の露出した外
   側の膨らみ面（７）に沿って設けられ、かつ連結された
   板の縁範囲の方にある、膨らみ部の横断面によって形成
   された円弧の端範囲内で延びていることを特徴とする金
   属板製の容器。 ２、容器の側壁と底もしくは上底とを連結する折り曲げ
   接合部に溶接継ぎ目を形成するための装置において、溶
   接すべき折り曲げ接合部（５）が、それに作用する押圧
   ロール（３、４）によってその作用範囲に位置決めされ
   、少なくとも１個の押圧ロール（３、４）が溶接速度を
   決定する周速で駆動されていることを特徴とする装置。