特許 7573202 溶接方法、および缶体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-17

(45)【発行日】2024-10-25

(54)【発明の名称】溶接方法、および缶体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 33/00 20060101AFI20241018BHJP

   B23K 9/02 20060101ALI20241018BHJP

   B23K 9/00 20060101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

B23K33/00 Z

B23K9/02 S

B23K9/00 501K

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023002518

(22)【出願日】2023-01-11

(65)【公開番号】P2024098800

(43)【公開日】2024-07-24

【審査請求日】2024-03-22

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】弁理士法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤原 幸弘

(72)【発明者】

【氏名】橋崎 凌

(72)【発明者】

【氏名】嶋 和也

(72)【発明者】

【氏名】西川 剛

(72)【発明者】

【氏名】坂本 凌平

(72)【発明者】

【氏名】雁瀬 嘉久

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 皓治

【審査官】山下 浩平

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－２９６９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１６７４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２５５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２０３６９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ３１／００ － ３１／０２、

３１／１０ － ３３／００、

３７／００ － ３７／０８

Ｂ２３Ｋ ９／００ － ９／３２、

１０／００ － １０／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１板材と第２板材とを接合する溶接方法であって、
前記第１板材は、円筒形状の第１面部と、前記第１面部の端部である第１端部と、を有し、
前記第２板材は、円筒形状の第２面部と、前記第２面部の端部である第２端部と、を有し、
前記第１端部には、前記第１面部の径方向外側に拡大する第１曲げ部と、前記第１曲げ部よりも前記第１端部の先端側において前記第１曲げ部と反対方向に曲がる第２曲げ部と、前記第２曲げ部よりも前記先端側において前記第２曲げ部と反対方向に曲がる第３曲げ部と、が形成され、
前記第２端部は、平坦な形状であり、
前記第１曲げ部と前記第２曲げ部とのつなぎ目と、前記第２端部の端面と、を互いに押し当てた状態で、前記第３曲げ部から加熱し、前記第１端部と前記第２端部とを溶接する溶接方法。

【請求項2】

前記第２端部は、前記第１面部よりも前記径方向外側に向けて、前記第２端部の厚み以上ずらして配置される、
請求項１に記載の溶接方法。

【請求項3】

前記第２面部の内径は、前記第１面部の内径よりも、前記第２端部の厚みの２倍以上大きい、
請求項２に記載の溶接方法。

【請求項4】

前記第１曲げ部、前記第２曲げ部、および、前記第３曲げ部は、それぞれ鈍角に曲がる、
請求項１に記載の溶接方法。

【請求項5】

前記第１面部の軸の方向において、前記第１曲げ部から、前記第１端部の前記先端までの距離は、前記第１面部の厚みの２倍以上である、
請求項１に記載の溶接方法。

【請求項6】

前記第１端部の前記先端は、前記第２端部と前記第１面部との間の目違いと、前記第２端部の厚みの２倍と、の合計よりも大きい距離だけ、前記第１面部よりも前記径方向外側に位置する、
請求項１に記載の溶接方法。

【請求項7】

鏡板と、円筒形状の胴体と、を溶接して缶体を製造する缶体の製造方法であって、
前記鏡板として、前記第１板材および前記第２板材のうち、一方を用い、
前記胴体として、前記第１板材および前記第２板材のうち、前記一方と異なる他方を用い、
請求項１から６のいずれかに記載の溶接方法を用いて前記鏡板と前記胴体とを溶接する、
缶体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、溶接方法、および缶体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、板材どうしを溶接する際に、板材どうしの間においてギャップや板厚方向のずれを抑制できる溶接方法を開示する。この溶接方法は、第一板材に対して第一曲げ部および第二曲げ部を有するひさし部を形成し、第二板材をひさし部に押し当てた状態で溶接を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１１３７９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、溶接時において、板材どうしを位置合わせし易い溶接方法、および缶体の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示における溶接方法は、第１板材と第２板材とを接合する溶接方法であって、前記第１板材は、円筒形状の第１面部と、前記第１面部の端部である第１端部と、を有し、前記第２板材は、円筒形状の第２面部と、前記第２面部の端部である第２端部と、を有し、前記第１端部には、前記第１面部の径方向外側に拡大する第１曲げ部と、前記第１曲げ部よりも前記第１端部の先端側において前記第１曲げ部と反対方向に曲がる第２曲げ部と、前記第２曲げ部よりも前記先端側において前記第２曲げ部と反対方向に曲がる第３曲げ部と、が形成され、前記第２端部は、平坦な形状であり、前記第１曲げ部と前記第２曲げ部とのつなぎ目と、前記第２端部の端面と、を互いに押し当てた状態で、前記第３曲げ部から加熱し、前記第１端部と前記第２端部とを溶接する。

【発明の効果】

【0006】

本開示の溶接方法、および缶体の製造方法は、第１端部と第２端部とを位置合わせする際に、第１端部に形成された第１曲げ部、第２曲げ部、および、第３曲げ部により、第２端部２３を案内することができる。このため、第１板材と第２板材とを位置合わせし易くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施の形態１に係る缶体の斜視図

【図2】実施の形態１に係る缶体の断面図

【図3】図２の拡大図

【図4】実施の形態１に係る溶接装置にセットされた状態の鏡板および胴体の断面図

【図5】図４の拡大図

【図6】実施の形態１に係る位置合わせされた状態の鏡板および胴体の断面図

【図7】図６の拡大図

【発明を実施するための形態】

【0008】

（本開示の基礎となった知見等）
発明者らが本開示に至った当時、板材どうしの溶接方法の技術は、溶接の品質の確保と生産性の向上の両立が求められる状況であった。そのため、当該業界では、溶接の品質および生産性の向上を課題として、特許文献１に記載のように、板材の端部を変形させることにより、板材どうしの位置ずれを抑制する技術が提案されていた。そうした状況下において、発明者らは、ひさし部が特許文献１に記載のような形状である場合、２つの板材どうしを位置合わせするときに、板材の端面どうしが衝突し、板材どうしがずれ易いという課題があることを発見した。特に、給湯装置に用いられる貯湯タンクにおいては、環境配慮およびコスト面から薄肉軽量のタンクが求められており、剛性が小さくたわみやすい板材が採用されることがある。このような場合、特許文献１のような溶接方法では、板材どうしを位置合わせすることが更に難しくなる。発明者らは、この課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
そこで、本開示は、板材どうしを位置合わせし易い溶接方法を提供する。

【0009】

以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

【0010】

（実施の形態１）
以下、図１～図７を用いて、実施の形態１を説明する。
［１－１．缶体の構成］
図１は、本開示の溶接方法を用いて製造された缶体１の斜視図である。図２は、缶体１を径方向に切断した断面図である。図中の軸ＡＸは、第１面部１１および第２面部２１が成す円筒形状の中心を通る軸である。
缶体１は、略円柱形状の容器であり、給湯装置用の貯湯タンクとして使用される。缶体１は、２つの略半球状の鏡板（第１板材）１０と、円筒形状の胴体（第２板材）２０と、を有する。缶体１は、それぞれ個別の板材として形成された鏡板１０と胴体２０とが、アーク溶接によって接合されることで製造される。

【0011】

鏡板１０は、円筒形状の第１面部１１と、ドーム形状のドーム部１９と、を有する金属製の板材である。第１面部１１の厚みは、板厚Ｔ１である。本実施の形態において、鏡板１０を構成する金属はステンレス鋼である。鏡板１０は、形状により胴板１０よりも剛性が大きい。

【0012】

胴体２０は、円筒形状の第２面部２１を有する金属製の板材である。第２面部２１は、第１面部１１に沿った向きに配置され、それぞれの軸ＡＸは一致する。第２面部２１の厚みは、板厚Ｔ２である。また、第２面部２１の内径Ｄ２は、第１面部１１の内径Ｄ１よりも大きい。本実施の形態において、具体的には、内径Ｄ２は、内径Ｄ１よりも第２面部２１の板厚Ｔ２の２倍以上だけ大きい。本実施の形態において、胴体２０を構成する金属はステンレス鋼である。

【0013】

缶体１において、第１面部１１の端部である第１端部１３と、第２面部２１の端部である第２端部２３と、の間には、ビード３０が形成される。ビード３０は、溶接する以前の第１端部１３および第２端部２３の一部が、溶接によって溶融した後に固化した部分である。

【0014】

図３は、図２の断面図におけるビード３０の拡大図である。図３に示すように、実施の形態１の缶体１において、第１面部１１と第２面部２１とは、それぞれの内径側の面を基準として径方向に目違いｄだけずれた位置に配置される。目違いｄは、第２面部２１の板厚Ｔ２よりも大きく、内径Ｄ２と内径Ｄ１との差分の半分に一致する。目違いｄが第２面部２１の板厚Ｔ２よりも大きいため、第２面部２１は、第１面部１１の外径側の面よりも径方向外側に配置される。なお、径方向外側方向ＤＯは、第１面部１１と第２面部２１のなす円筒形状の径方向のうち、内側から外側に向かう方向である。

【0015】

また、鏡板１０と胴体２０とをつなぐビード３０の断面形状は、第１端部１３から第２端部２３に向けて径方向外側方向ＤＯ側に傾斜しており、径方向に対する膨出が少ない平坦な形状である。このようにビード３０が平坦な形状である場合、ビード３０における応力集中が低減される。

【0016】

［１－２．缶体の製造方法］
次に、鏡板１０と胴体２０とを溶接し、上述した缶体１を製造する方法について説明する。
［１－２－１．溶接工程の前工程］
［１－２－１－１．溶接装置に対してのセット］
図４は、溶接装置Ｗにセットされた状態の鏡板１０および胴体２０の断面図であり、鏡板１０および胴体２０を軸ＡＸに沿って鉛直方向に切断した断面を示す。なお、図４は、鏡板１０および胴体２０が溶接装置Ｗにセットされた直後の状態を示しており、鏡板１０と胴体２０とは離間している。

【0017】

図４に示すように、溶接装置Ｗは、クランプＷ１と、２つのトーチＷ２と、を有する。クランプＷ１は、２つの鏡板１０を軸ＡＸの方向に並べて、互いの第１端部１３どうしが向かい合う向きで保持する。このとき、軸ＡＸは、水平方向とされる。また、胴体２０は、軸ＡＸに沿った方向における両端に位置する第２端部２３が、それぞれ鏡板１０の第１端部１３と向かい合うように、２つの鏡板１０の間に保持される。クランプＷ１は、第１面部１１および第２面部２１の軸ＡＸの方向に移動可能である。また、クランプＷ１は、第１面部１１および第２面部２１の軸ＡＸを中心として、第１面部１１および第２面部２１の周方向に回転可能である。トーチＷ２は、アーク放電によって熱を生じさせ、生じさせた熱によって溶接を行う装置である。トーチＷ２は、第１端部１３および第２端部２３の付近に設けられ、鉛直上方から下方に向けてアーク放電を行う。また、図４に示すように、溶接装置Ｗは、胴体２０の中央を固定するリング状の治具Ｗ３を有する構成としてもよい。治具Ｗ３は、胴体２０の略全周を径方向外側方向ＤＯ側から締め付けて固定する器具であり、軸ＡＸを中心として第１面部１１および第２面部２１の周方向に回転可能である。治具Ｗ３は、鏡板１０よりも剛性が小さい胴体２０がたわんで変形することを抑制する。また、治具Ｗ３により、胴体２０を鏡板１０に対して位置決めし易くなる。

【0018】

図５は、図４の拡大図であり、第１端部１３を示す。なお、図５には、軸ＡＸに平行であり、ドーム部１９から第１端部１３に向かう第１方向ＤＡと、軸ＡＸに平行であり、第１端部１３からドーム部１９に向かう第２方向ＤＢと、を図示してある。すなわち、第１方向ＤＡは、鏡板１０から見て胴体２０側の方向であり、第２方向ＤＢは、胴体２０から見て、鏡板１０側である。

【0019】

図５に示すように、溶接前の鏡板１０の第１端部１３には、３段階に曲がり、第１方向ＤＡ側が向けて径方向外側方向ＤＯに向けて拡大する、ひさし部１５が形成される。ひさし部１５が形成されることにより、第１端部１３の先端１５ａは、第１面部１１よりも径方向外側に位置している。ひさし部１５は、第１面部１１の径方向外側に拡大する第１曲げ部１７ａと、第１曲げ部１７ａと反対方向に曲がる第２曲げ部１７ｂと、第２曲げ部１７ｂと反対方向に曲がる第３曲げ部１７ｃと、を有する。

【0020】

第１曲げ部１７ａは、ひさし部１５において、平坦な円筒状の第２面部２１との接続部分であり、図４、５の断面において第１面部１１から角度Ａ１で湾曲している。ここで、角度Ａ１は、鈍角である。第１曲げ部１７ａは、第１面部１１から径方向外側に拡大する方向に湾曲するため、第１曲げ部１７ａの湾曲の外側にある外側面１７ａ１は、ひさし部１５の内径側面１５ｂ２の一部である。また、第１曲げ部１７ａの湾曲の内側にある内側面１７ａ２は、ひさし部１５の外径側面１５ｂ１の一部である。なお、外径側面１５ｂ１は、ひさし部１５において、第１面部１１の外径側の面と曲線的につながる曲面である。また、内径側面１５ｂ２は、ひさし部１５において、第１面部１１の内径側の面と曲線的につながる曲面である。

【0021】

第２曲げ部１７ｂは、ひさし部１５において、第１曲げ部１７ａよりも先端１５ａ側、すなわち第１方向ＤＡ側に位置しており、図４、５の断面において角度Ａ２で湾曲している。ここで、角度Ａ２は、鈍角である。第２曲げ部１７ｂは、第１曲げ部１７ａと反対方向、すなわち、径方向外側から第１面部１１に沿って倒れる方向に湾曲する。このため、第２曲げ部１７ｂの外側面１７ｂ１は、ひさし部１５の外径側面１５ｂ１の一部である。また、第２曲げ部１７ｂの内側面１７ｂ２は、ひさし部１５の内径側面１５ｂ２の一部である。

【0022】

第３曲げ部１７ｃは、ひさし部１５において、第２曲げ部１７ｂよりも先端１５ａ側に位置しており、図４、５の断面において角度Ａ３で湾曲している。ここで、角度Ａ３は、鈍角である。第３曲げ部１７ｃは、第２曲げ部１７ｂと反対方向、すなわち、第１面部１１から径方向外側に立ち上がる方向に湾曲する。このため、第３曲げ部１７ｃの外側面１７ｃ１は、ひさし部１５の内径側面１５ｂ２の一部である。また、第３曲げ部１７ｃの内側面１７ｃ２は、ひさし部１５の外径側面１５ｂ１の一部である。

【0023】

内径側面１５ｂ２は、第１接続面（つなぎ目）１６ａと、第２接続面１６ｂと、第３接続面１６ｃと、を有する。第１接続面１６ａは、第１曲げ部１７ａの外側面１７ａ１のうち第１方向ＤＡ側の部分から、第２曲げ部１７ｂの内側面１７ｂ２のうち第２方向ＤＢ側の部分までの面である。第２接続面１６ｂは、第３曲げ部１７ｃの外側面１７ｃ１のうち第２方向ＤＢ側の部分から、第２曲げ部１７ｂの内側面１７ｂ２のうち第１方向ＤＡ側の部分までの面である。第３接続面１６ｃは、第３曲げ部１７ｃの外側面１７ｃ１のうち第１方向ＤＡ側の部分から、先端１５ａまでの面である。

【0024】

これらの接続面１６ａ、１６ｂ、１６ｃはそれぞれ、第１面部１１に対して、第１方向ＤＡ側が径方向外側に位置するように開いている。第１面部１１を基準として第１方向ＤＡ側が開いた第１接続面１６ａの開き角度（例えば、図５の角度Ｂ１）は、鋭角である。また、第１面部１１を基準とした第２接続面１６ｂの開き角度（例えば、図５の角度Ｂ２）は、鋭角であり、第１接続面１６ａの開き角度よりも小さい。更に、第１面部１１を基準とした第３接続面の開き角度（例えば、図５の角度Ｂ３）は、鋭角であり、第２接続面１６ｂの開き角度よりも大きい。すなわち、第１接続面１６ａ、第３接続面１６ｃの開き角度は、第２接続面１６ｂの開き角度よりも大きく、接続面１６ａ、１６ｂ、１６ｃの開き角度は鋭角である。本実施の形態においては、交互に反対方向に曲がる曲げ部１７ａ、１７ｂ、１７ｃを形成することにより、接続面１６ａ、１６ｂ、１６ｃの開き角度を上記のような関係としている。

【0025】

［１－２－１－２．鏡板と胴体との位置合わせ］
図６は、互いに適切に位置合わせされた状態における鏡板１０および胴体２０の断面図であり、鏡板１０および胴体２０を軸ＡＸに沿って鉛直方向に切断した断面を示す。図７は、図６の拡大図であり、第１端部１３および第２端部２３を示す。

【0026】

図６に示すように、鏡板１０および胴体２０がセットされた後、溶接装置Ｗは、一対のクランプＷ１を移動させ、鏡板１０の第１端部１３と胴体２０の第２端部２３と接触させる位置合わせを行う。このとき、溶接装置Ｗは、クランプＷ１および治具Ｗ３により、第１面部１１と第２面部２１が同軸になるように軸合わせを行う。

【0027】

図７に示すように、第２端部２３は平坦な形状であり、第２端部２３に略直交する端面２３ａを有する。第１端部１３と第２端部２３とが適正に位置合わせされた状態では、第１面部１１と第２面部２１は略同軸となるため、第２面部２１は目違いｄだけ第１面部１１よりも径方向外側に位置する。また、第２端部２３は平坦であるため、第２端部２３の厚みは板厚Ｔ２であり、適切な位置合わせがされた状態では、第２端部２３は、第１面部１１に対して目違いｄだけ径方向外側に向けてずれた位置にある。このため、第２端部２３の内径側の面は、目違いｄだけ第１面部１１よりも径方向外側に位置し、端面２３ａは、ひさし部１５の内径側面１５ｂ２に対して接触する。より具体的には、端面２３ａは、内径側面１５ｂ２のうち、第１接続面１６ａに接触する。溶接装置Ｗは、端面２３ａの全周が図７のように第１接続面１６ａに線接触した段階で位置合わせを終了する。

【0028】

ここまでは、鏡板１０および胴体２０のたわみや軸ずれを考慮せずに位置合わせを説明してきたが、実際には、特に、胴体２０はたわみ易く、また、クランプＷ１および治具Ｗ３による軸あわせにおいても軸ずれが生じ得る。これにより、クランプＷ１が鏡板１０を移動させたとき、胴体２０の第２端部２３の一部が、適正な位置から径方向内側にずれる場合がある。

【0029】

上述したように、本実施の形態において、適切な位置合わせがされた状態では、第２端部２３は、第１面部１１に対して目違いｄだけ径方向外側に向けてずれた位置にある。このため、第２端部２３が切な位置合わせがされた状態よりも径方向内側にずれた場合であっても、端面２３ａはひさし部１５の内径側面１５ｂ２に接触し易い。これにより、第２端部２３が第１面部１１よりも径方向内側に潜り込むことを抑制し易い。特に、本実施の形態の様に、目違いｄが第２面部２１の板厚Ｔ２よりも大きい場合、第２端部２３が第１面部１１よりも径方向内側に潜り込むことを効果的に抑制しやすい。

【0030】

また、鏡板１０や胴体２０のたわみ、および軸ずれによって、クランプＷ１が鏡板１０を移動させたとき、第２端部２３の一部が、適正な位置から径方向外側にずれる場合もある。

【0031】

例えば、第２端部２３が径方向外側にずれたことで、端面２３ａの一部が、第１接続面１６ａよりも径方向外側にある第２接続面１６ｂに接触することが考えられる。上述したように、第２接続面１６ｂの開き角度は鋭角であり、第１接続面１６ａの開き角度よりも小さい。このため、端面２３ａと第２接続面１６ｂとは向かい合いにくく、端面２３ａは第２接続面１６ｂに案内されて径方向内側に移動し易い。第２接続面１６ｂの径方向内側に移動した第２端部２３は、第１接続面１６ａに接触する。このとき端面２３ａは、第２接続面１６ｂよりも開き角度が大きい第１接続面１６ａと向かい合って接触して静止し易い。このように、本実施の形態においては、端面２３ａの一部が第２接続面１６ｂに接触した場合であっても、端面２３ａを第１接続面１６ａに案内し易く、第２端部２３を適正な位置に位置合わせし易い。

【0032】

第２接続面１６ｂは開き角度が小さいために端面２３ａを案内し易いが、一方で、軸ＡＸに沿って視た投影面積が小さく、径方向における幅が狭い。このため、クランプＷ１が鏡板１０を移動させたとき、第２端部２３の一部が第２接続面１６ｂよりも径方向外側に位置する場合がある。このような場合、特許文献１に記載のような従来の構成では、２段階に湾曲したひさし部を用いるため、端面２３ａとひさし部の先端とが接触してしまい、第２端部２３とひさし部との間にギャップや板厚方向のずれが生じ易かった。

【0033】

これに対し、本実施の形態においては、ひさし部１５は、交互に反対方向に曲がる３つの曲げ部１７ａ、１７ｂ、１７ｃを有し、３段階に湾曲した形状である。このため、第２接続面１６ｂの径方向外側には、開き角度が第２接続面１６ｂよりも大きい第３接続面１６ｃが形成されている。第３接続面１６ｃは開き角度が大きいため、軸ＡＸに沿って視た投影面積、および、径方向における幅が、第２接続面１６ｂよりも大きい。従って、クランプＷ１が鏡板１０を移動させたとき、第２端部２３の一部が第２接続面１６ｂよりも径方向外側に位置する場合であっても、第３接続面１６ｃは端面２３ａと接触し易い。

【0034】

また、第３接続面１６ｃの開き角度は、鋭角であるため、接触した端面２３ａを内径側に向けて案内し易い。さらに、第３接続面１６ｃの内径側には、第３接続面１６ｃから近い側から順に第２接続面１６ｂおよび第１接続面１６ａが位置しており、第２接続面１６ｂの開き角度は、第１接続面１６ａの開き角度よりも小さい。このため、第３接続面１６ｃから内径側に案内された端面２３ａは、第２接続面１６ｂによりさらに内径側に案内され、第１接続面１６ａと向かい合って接触し、静止し易い。このように、本実施の形態においては、第２端部２３の一部が第２接続面１６ｂよりもさらに外側に位置する場合であっても、端面２３ａを第１接続面１６ａに案内し易い。

【0035】

このように、本実施の形態においては、クランプＷによる第１端部１３と第２端部２３との位置合わせ時において、第２端部２３が適正な位置から径方向外側、にずれた場合であっても、第２端部２３を適正な位置まで案内し易い。

【0036】

このように、第２端部２３が適正な位置から径方向外側にずれた場合に第２端部２３を適正な位置まで案内し易い接続面１６ａ、１６ｂ、１６ｃを形成するためには、本実施の形態の様に、角度Ａ１、Ａ２、Ａ３は、それぞれ鈍角であることが望ましい。これにより、第１接続面１６ａは第１方向ＤＡ側、すなわち、胴体２０側が径方向外側に開く形状となる。また、曲げ部１７ａ、１７ｂ、１７ｃを鋭角に曲げてひさし部１５を形成する場合に比べて、ひさし部１５を形成し易い。

【0037】

また、角度Ａ２は、本実施の形態の様に、角度Ａ１よりも大きい鈍角であることがより望ましい。これにより、角度Ａ１がどのような鈍角に設定された場合であっても、第２接続面１６ｂを第１方向ＤＡ側、すなわち、胴体２０側が径方向外側に開く形状とし易い。

【0038】

さらに、角度Ａ３は、本実施の形態の様に、次の関係式（１）をみたすことがさらに望ましい。

【0039】

Ａ３＜９０°＋Ａ２―Ａ１・・・（１）

【0040】

これにより、角度Ａ１が鈍角であり、角度Ａ２が角度Ａ１よりも大きい鈍角である限りは、どのような組み合わせの角度Ａ１、Ａ２に対しても、第３接続面１６ｃを第１方向ＤＡ側、すなわち、胴体２０側が径方向外側に開く形状とし易い。

【0041】

また、本実施の形態において、ひさし部１５の径方向に沿った長さＨは、胴体２０の板厚Ｔ２の２倍と、目違いｄと、を合計した長さ以上とされる。すなわち、本実施の形態において、長さＨは、次の関係式（２）をみたすように設定される。

【0042】

Ｈ≧２＊Ｔ２＋ｄ・・・（２）

【0043】

長さＨが上記関係式（２）をみたすように設定されることで、第１端部１３と第２端部２３とが位置合わせされた際に、第１接続面１６ａに対して第２端部２３の端面２３ａが接触し易くなる。なお、長さＨは、第１端部１３の先端１５ａと、第１面部１１と、の径方向に沿った距離として定義される。より詳細には、長さＨは、先端１５ａのうち最も径方向外側にある径方向最外部１５ａ２と、第１面部１１の外径側の面と、の間の径方向における距離である。すなわち、本実施の形態において、径方向最外部１５ａ２は、第１面部１１の外径側の面よりも、胴体２０の板厚Ｔ２の２倍と、目違いｄと、を合計した長さ以上の距離だけ径方向外側に位置している。

【0044】

［１－２－２．溶接工程］
鏡板１０の第１端部１３および胴体２０の第２端部２３が位置合わせされた後は、第１端部１３および第２端部２３を溶接して接合する溶接工程が行われる。溶接工程において、溶接装置Ｗは、クランプＷ１が軸ＡＸを中心として鏡板１０および胴体２０を回転させつつ、トーチＷ２によってアーク溶接を行う。このとき、クランプＷ１は、鏡板１０と胴体２０とが互いに押圧し合う方向に向けて、鏡板１０に対して軸ＡＸに沿った方向の力を作用させる。これにより、第１接続面１６ａと第２端部２３の端面２３ａとがより接触し易くなる。また、第１接続面１６ａは、胴体２０側が径方向外側に位置するように開いているため、第１接続面１６ａと端面２３ａとが押し合うことにより、鏡板１０と胴体２０との位置がずれにくくなる。さらに、第２端部２３は、第１接続面１６ａよりも開き角度が小さい第２接続面１６ｂによって径方向外側から覆われる。このため、第２端部２３が径方向外側にずれにくい。

【0045】

溶接装置Ｗは、第１端部１３の全周に渡って形成されるひさし部１５のうち、鉛直上方に位置する部分の先端１５ａの位置を検出する図示しないタッチセンサを有する。溶接装置Ｗは、タッチセンサによって検出した位置の情報を用いて、トーチＷ２を軸ＡＸの方向および径方向に動かしながら、ひさし部１５上にあるターゲット範囲Ｒ内を狙ってトーチＷ２にアーク放電させる。アーク放電によって加熱されるターゲット範囲Ｒは、ひさし部１５の外径側面１５ｂ１のうち、第３曲げ部１７ｃの湾曲の内側である内側面１７ｃ２とされる。

【0046】

このとき、トーチＷ２のアーク放電によって加熱されたひさし部１５は、ターゲット範囲Ｒである内側面１７ｃ２から溶融して、第１端部１３と第２端部２３との隙間を埋める。すなわち、ひさし部１５により。第１端部１３と第２端部２３との間に欠陥のないビード３０を形成しやすくなる、このように、ひさし部１５は、溶接工程において溶加材のように作用する。

【0047】

また、本実施の形態において、ひさし部１５の軸ＡＸに沿った長さＬは、第１面部１１の厚みである板厚Ｔ１の２倍以上の長さである。本実施の形態のように、ひさし部１５の長さＬを板厚Ｔ１の２倍以上とすることで、溶接工程において溶融するひさし部１５が第１端部１３と第２端部２３との隙間を埋め易くなる。なお、長さＬは、軸ＡＸに沿った方向（軸方向）において、第１曲げ部１７ａから、第１端部１３の先端１５ａまでの距離として定義される。より詳細には、長さＬは、軸ＡＸに沿った方向において、ひさし部１５の先端１５ａのうち最も胴体２０側にある軸方向先端部１５ａ１と、第１曲げ部１７ａのうち先端１５ａから最も離れている部分との間の距離である。

【0048】

トーチＷ２がひさし部１５の全周分のターゲット範囲Ｒに対してアーク放電を行うことで、図３のように、第１端部１３と第２端部２３とはビード３０を介して全周に渡って接合される。これにより、溶接工程が完了し、缶体１の製造が完了する。

【0049】

［１－３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、溶接方法は、鏡板１０と胴体２０とを接合する溶接方法であって、鏡板１０は、円筒形状の第１面部１１と、第１面部１１の端部である第１端部１３と、を有し、胴体２０は、円筒形状の第２面部２１と、第２面部の端部である第２端部２３と、を有し、第１端部１３には、第１面部１１の径方向外側に拡大する第１曲げ部１７ａと、第１曲げ部１７ａよりも第１端部１３の先端１５ａ側において第１曲げ部１７ａと反対方向に曲がる第２曲げ部１７ｂと、第２曲げ部１７ｂよりも先端１５ａ側において第２曲げ部１７ｂと反対方向に曲がる第３曲げ部１７ｃと、が形成され、第２端部２３は、平坦な形状であり、第１曲げ部１７ａの外側面１７ａ１と第２曲げ部１７ｂの内側面１７ｂ２とのつなぎ目である第１接続面１６ａと、第２端部２３の端面２３ａと、を互いに押し当てた状態で、第３曲げ部１７ｃの内側面１７ｃ２から加熱し、第１端部１３と第２端部２３とを溶接する、構成としてもよい。
この構成によれば、第１端部１３に形成された第１曲げ部１７ａ、第２曲げ部１７ｂ、および、第３曲げ部１７ｃにより、第２端部２３を案内することができる。このため、第１端部１３と第２端部２３との位置合わせが容易になる。

【0050】

また、本実施の形態のように、第２端部２３は、第１面部１１よりも径方向外側に向けて、第２端部２３の厚みである板厚Ｔ２以上ずらして配置される、構成としてもよい。
この構成によれば、第１端部１３と第２端部２３とを位置合わせする際に、第２端部２３が第１面部１１よりも径方向内側に潜り込むことを抑制できる。このため、第１端部１３と第２端部２３との位置合わせが容易になる。

【0051】

また、本実施の形態のように、第２面部２１の内径Ｄ２は、第１面部１１の内径Ｄ１よりも、第２端部２３の厚みである板厚Ｔ２の２倍以上大きい、構成としてもよい。
この構成によれば、第２端部２３を第１面部１１に対して板厚Ｔ２以上だけ径方向外側に向けてずらして配置し易くなる。このため、第１端部１３と第２端部２３との位置合わせが容易になる。

【0052】

また、本実施の形態のように、第１曲げ部１７ａ、第２曲げ部１７ｂ、および、第３曲げ部１７ｃは、それぞれ鈍角である角度Ａ１、Ａ２、Ａ３に曲がる、構成としてもよい。
この構成によれば、第１端部１３に対して鈍角である角度Ａ１、Ａ２、Ａ３に曲がる第１曲げ部１７ａ、第２曲げ部１７ｂ、および、第３曲げ部１７ｃが形成されることで、第１端部１３は端面２３ａを第１接続面１６ａに誘導し易くなる。特に、本実施の形態の様に、第２曲げ部１７ｂの曲げの角度Ａ２が第１曲げ部１７ａの曲げの角度Ａ１より大きく、第３曲げ部１７ｃの曲げの角度Ａ３が関係式（１）を満たす場合は、端面２３ａを第１接続面１６ａに誘導し易い。

【0053】

また、本実施の形態のように、第１面部１１の軸ＡＸの方向において、第１曲げ部１７ａから、第１端部１３の先端１５ａまでの距離、すなわち、ひさし部１５の長さＬは、第１面部１１の板厚Ｔ１の２倍以上である、構成としてもよい。
この構成によれば、第１端部１３において曲げ部１７ａ、１７ｂ、１７ｃにより拡管された部分、すなわち、ひさし部１５を溶加材の様に用いることができる。このため、溶接時の欠陥の発生を抑制できる。

【0054】

また、本実施の形態のように、第１端部１３の先端１５ａは、第２端部２３と第１面部１１との間の目違いｄと、第２端部２３の厚みである板厚Ｔ２の２倍と、の合計よりも大きい距離だけ、第１面部１１よりも径方向外側に位置する、構成としてもよい。
この構成によれば、第１端部１３の先端１５ａと、第１面部１１と、の径方向に沿った距離、すなわち、長さＨを十分に大きくでき、第１端部１３の第１接続面１６ａに対し、第２端部２３の端面２３ａを接触させやすくなる。

【0055】

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

【0056】

実施の形態１の缶体の製造方法において、ひさし部１５を有する、すなわち、曲げ部１７ａ、１７ｂ、１７ｃが形成される第１端部１３を有する板材は鏡板１０であり、平坦な第２端部２３を有する板材は胴体２０であると説明したが、これは一例である。たとえば、胴体２０にひさし部が形成され、鏡板１０の第１端部１３が平坦である構成としてもよい。

【0057】

すなわち、缶体の製造方法は、鏡板１０と、円筒形状の胴体２０と、を溶接して缶体１を製造する缶体の製造方法であって、鏡板１０として、曲げ部１７ａ、１７ｂ、１７ｃが形成された第１端部１３を有する第１板材および平坦な第２端部２３を有する第２板材のうち、一方を用い、胴体２０として、第１板材および第２板材のうち、一方と異なる他方を用い、上記実施の形態に記載の溶接方法を用いて前記鏡板と前記胴体とを溶接する、構成としてもよい。
この構成によれば、缶体１の製造時において、鏡板１０と胴体２０との溶接時に、第１端部１３と第２端部２３とを容易に位置合わせできる。このため、缶体１の生産性が向上し易くなる。

【0058】

実施の形態１では、第１面部１１と第２端部２３との間の目違いｄは、第１面部１１の内径Ｄ１と第２面部２１の内径Ｄ２との違いによって形成されていたが、これは一例である。たとえば、第２面部２１の内径はＤ１であり、第２面部２１が第２端部２３に向かって拡管されたあとに第２端部２３が平坦になる形状に加工されることにより、目違いｄが設けられていてもよい。

【0059】

実施の形態１では、鏡板１０および胴体２０はステンレス鋼であると説明したが、これは一例である。鏡板１０および胴体２０は、それぞれステンレス鋼以外の金属であってもよい。また、鏡板１０および胴体２０は互いに異なる種類の金属であってもよい。

【0060】

実施の形態１では、溶接装置Ｗは、タッチセンサによって第１端部１３の先端１５ａの位置を検出すると説明したが、これは一例である。例えば、溶接装置Ｗは、タッチセンサの代わりに、視覚センサ又はレーザ変位センサ等の光学式センサ等の非接触式センサによって先端１５ａの位置を検出してもよい。

【0061】

また、実施の形態１に記載の溶接方法において、溶加棒又は溶加ワイヤなどの溶加材をアーク雰囲気中に差し入れつつ溶接を行ってもよい。

【0062】

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

【0063】

［上記実施形態によりサポートされる構成］
上記実施形態は、以下の構成をサポートする。

【0064】

（付記）
（技術１）第１板材と第２板材とを接合する溶接方法であって、前記第１板材は、円筒形状の第１面部と、前記第１面部の端部である第１端部と、を有し、前記第２板材は、円筒形状の第２面部と、前記第２面部の端部である第２端部と、を有し、前記第１端部には、前記第１面部の径方向外側に拡大する第１曲げ部と、前記第１曲げ部よりも前記第１端部の先端側において前記第１曲げ部と反対方向に曲がる第２曲げ部と、前記第２曲げ部よりも前記先端側において前記第２曲げ部と反対方向に曲がる第３曲げ部と、が形成され、前記第２端部は、平坦な形状であり、前記第１曲げ部と前記第２曲げ部とのつなぎ目と、前記第２端部の端面と、を互いに押し当てた状態で、前記第３曲げ部から加熱し、前記第１端部と前記第２端部とを溶接する溶接方法。
これにより、第１端部と第２端部とを位置合わせする際に、第１端部に形成された第１曲げ部、第２曲げ部、および、第３曲げ部により、第２端部２３を案内することができる。このため、第１端部と第２端部との位置合わせが容易になる。

【0065】

（技術２）前記第２端部は、前記第１面部よりも前記径方向外側に向けて、前記第２端部の厚み以上ずらして配置される、技術１に記載の溶接方法。
これにより、第１端部と第２端部とを位置合わせする際に、第２端部が第１面部よりも径方向内側に潜り込むことを抑制できる。このため、第１端部と第２端部との位置合わせが容易になる。

【0066】

（技術３）前記第２面部の内径は、前記第１面部の内径よりも、前記第２端部の厚みの２倍以上大きい、技術２に記載の溶接方法。
これにより、第２端部を第１面部に対して第２端部の厚み以上だけ径方向外側に向けてずらして配置し易くなる。このため、第１端部と第２端部との位置合わせが容易になる。

【0067】

（技術４）前記第１曲げ部、前記第２曲げ部、および、前記第３曲げ部は、それぞれ鈍角に曲がる、技術１から３のいずれかに記載の溶接方法。
これにより、第１端部に対して鈍角に曲がる第１曲げ部、第２曲げ部、および、第３曲げ部が形成されることで、第１端部は第２端部の端面を第１曲げ部と第２曲げ部のとのつなぎ目に誘導し易くなる。

【0068】

（技術５）前記第１面部の軸の方向において、前記第１曲げ部から、前記第１端部の前記先端までの距離は、前記第１面部の厚みの２倍以上である、技術１から４のいずれかに記載の溶接方法。
これにより、第１端部において第１曲げ部、第２曲げ部、および、第３曲げ部により拡管された部分を溶加材の様に用いることができる。このため、溶接時の欠陥の発生を抑制できる。

【0069】

（技術６）前記第１端部の前記先端は、前記第２端部と前記第１面部との間の目違いと、前記第２端部の厚みの２倍と、の合計よりも大きい距離だけ、前記第１面部よりも前記径方向外側に位置する、技術１から５のいずれかに記載の溶接方法。
これにより、第１端部の先端と、第１面部と、の径方向に沿った距離を十分に大きくでき、第１曲げ部と第２曲げ部とのつなぎ目に対し、第２端部の端面を接触させやすくなる。

【0070】

（技術７）鏡板と、円筒形状の胴体と、を溶接して缶体を製造する缶体の製造方法であって、前記鏡板として、前記第１板材および前記第２板材のうち、一方を用い、前記胴体として、前記第１板材および前記第２板材のうち、前記一方と異なる他方を用い、技術１から６のいずれかに記載の溶接方法を用いて前記鏡板と前記胴体とを溶接する、缶体の製造方法。
これにより、缶体の製造時において、鏡板と胴体との溶接時に、第１端部と第２端部とを容易に位置合わせできる。このため、缶体の生産性が向上し易くなる。

【産業上の利用可能性】

【0071】

本開示は、板材同士の溶接方法に適用可能である。特に、貯湯タンク等の胴体と鏡板とを有する容器の製造のための溶接方法に対して、本開示は好適に適用可能である。

【符号の説明】

【0072】

１ 缶体
１０ 鏡板
１１ 第１面部
１３ 第１端部
１５ ひさし部
１５ａ 先端
１５ａ１ 軸方向先端部
１５ａ２ 外部
１５ｂ１ 外径側面
１５ｂ２ 内径側面
１６ａ 第１接続面（第１曲げ部と第２曲げ部とのつなぎ目）
１６ｂ 第２接続面
１６ｃ 第３接続面
１７ａ 第１曲げ部
１７ａ１ 外側面
１７ａ２ 内側面
１７ｂ 第２曲げ部
１７ｂ１ 外側面
１７ｂ２ 内側面
１７ｃ 第３曲げ部
１７ｃ１ 外側面
１７ｃ２ 内側面
１９ ドーム部
２０ 胴体
２１ 第２面部
２３ 第２端部
２３ａ 端面
３０ ビード
Ｗ 溶接装置
Ｗ１ クランプ
Ｗ２ トーチ
Ｗ３ 治具
ｄ 目違い

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】