(57)【要約】【課題】プレス絞り加工によってスクエア型シンクを量産化する上で問題となる曲がり部分でのしわや割れの発生を抑える。【解決手段】流し台用シンク(1)の基本形状を作る第１プレス深絞り工程と、次にプレス成形する第２プレス工程とを有し、第１、第２のプレス工程が共に焼鈍無しの冷間加工によりステンレス鋼板が塑性変形される。第１プレス深絞り工程では、プレス処理が進行するに従ってしわ押さえ力を徐々に高くする制御が実行される。シンク(1)の平面視矩形の槽部(2)は、４つの側面(6)の互いに隣接する２つの側面(6,6)の間のコーナー部分の曲率半径(r1)が10〜25ｍｍであり、槽部(2)の側面(6)と底面(8)との間のコーナー部分(C)の曲率半径(r2)が20〜35ｍｍであり、槽部(2)の底面(8)の４つの角隅部(10)の曲率半径(r3)が25〜40ｍｍである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷間加工のプレス成形によってステンレス鋼板から流し台用シンクの最終形状を作る流し台用シンクの製造方法であって、
フランジ付きシンクの基本形状を作る第１のプレス深絞り工程と、
該第１のプレス深絞り工程で作られた基本形状のシンクを最終形状にプレス成形する第２のプレス工程とを有し、
前記第１のプレス深絞り工程と前記第２のプレス工程が共に、焼鈍無しの冷間加工によりステンレス鋼板を塑性変形させるプレス装置によって実行され、
前記第１のプレス深絞り工程では、プレス処理が進行するに従ってしわ押さえ力を徐々に高くする制御が実行され、
前記シンクの平面視矩形の槽部は、該槽部の４つの側面の互いに隣接する２つの側面の間のコーナー部分の曲率半径(r1)が10〜25ｍｍであり、前記槽部の側面と底面との間のコーナー部分の曲率半径(r2)が20〜35ｍｍであり、前記槽部の底面の４つの角隅部の曲率半径(r3)が25〜40ｍｍであることを特徴とする流し台用シンクの製造方法。
【請求項２】
前記フランジが段付きフランジを有し、
該段付きフランジが、前記槽部側の低位の内側フランジ部と、該段付きフランジの外周縁と含む高位の外側フランジ部と、これら内側フランジ部と外側フランジ部との間の段部とで構成され、
前記内側フランジ部及び前記外側フランジ部が共に水平方向に延び、
前記段部が垂直方向に延び、
前記内側フランジ部と前記外側フランジ部との間の高低差をhとし、前記内側フランジ部の幅寸法をＷinとしたときに、h＜Ｗinを満足するように前記高低差hと前記内側フランジ部の幅寸法Ｗinが設定されている、請求項１に記載の流し台用シンクの製造方法。
【請求項３】
前記内側フランジ部と前記槽部の側面との間の曲がり部の曲率半径をr4とし、前記段部と前記内側フランジ部との間の曲がり部の曲率半径をr5としたときに、（h/2.5）＜r4であり、且つ（h/4）＜r5である、請求項２に記載の流し台用シンクの製造方法。
【請求項４】
前記フランジが段付きフランジを有し、
該段付きフランジが、前記槽部側の低位の内側フランジ部と、該段付きフランジの外周縁と含む高位の外側フランジ部と、これら内側フランジ部と外側フランジ部との間の段部とで構成され、
前記内側フランジ部及び前記外側フランジ部が共に水平方向に延び、
前記内側フランジ部の延び方向に対して前記段部が斜めに傾斜しており、該段部の傾斜角度をθとしたときに、45°≦θ≦60°である、請求項１に記載の流し台用シンクの製造方法。
【請求項５】
前記槽部の前記側面が上方に向けて徐々に拡開した傾斜面からなり、
該傾斜面の勾配角度をαとしたときに、0.5°≦α≦2.5°である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の流し台用シンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ステンレス鋼板の縁部を拘束しつつポンチで押圧してポンチ形状に従ってステンレス鋼板を塑性変形させるプレス絞り加工により製作される流し台用シンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、流し台用のシンクにおいて、天板は調理スペースを広くし、キャビネット内は収納や機器類の組込スペースを必要とする等の理由から、シンクのコーナー部分つまり曲がり部分の曲率半径が従来の主流である80mm前後から徐々に小さく設定される傾向があり、加えて近年のシンクの小形化の流れの中で曲がり部分の曲率半径を小さな値にしたシンクが要求されてきている。この種のシンクを当業者は「スクエア型シンク」と呼んでいる。
【０００３】
特に高級住宅において、シンクのデザインを担うデザイナーもスクエア型にこだわりを持つ傾向にあることからスクエア型シンクは一つのトレンドとなっている。そして、このシンク槽部のコーナーつまり曲がり部分の曲率半径が25mm以下であることがスクエア型シンクの一つの目安となっている。但し、槽部の４つの角隅部や槽部４の隣接する２つの側面の合流部分つまりコーナー部分の曲率半径を極端に小さく設定すると槽部を清掃し難くなる問題が生じる。このことから実用性とデザイン性を合わせると、曲がり部分の曲率半径を10〜25mmに設定するのが好ましい。しかしながら、このようなスクエア型シンクをプレス絞り加工で製造することは困難が伴う。つまり、曲がり部分の曲率半径が小さくなる程、プレス成形時にしわや割れが発生し易い。
【０００４】
特許文献１、２は、スクエア型シンクの製造におけるしわや割れの問題に対する改善策として、素材であるステンレス鋼板の板厚、シンク（槽部）の深さ、曲がり部の曲率半径の三者の関係に着目した発明を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０５５９８号公報
【特許文献２】特開２００６−３５２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
今現在市販されているスクエア型シンクには溶接法が採用されている。すなわち、素材のステンレス鋼板を展開寸法に切り取り、側面を折り曲げて立上げ、各辺を溶接した上で溶接部を研磨することで製造したスクエア型シンクが販売されている。この溶接法は、シンクの製造に手間が掛かり且つ工数も多いため、必然的にスクエア型シンクの販売価格が高価なものになっており、このことから高級キッチンユニットに限定して採用されているのが実情である。このことに加えて、板金シンクは板材を突き合わせて製作するため、シンクの曲がり部分つまりコーナーの曲率半径が極度に小さくなる場合が多く、これに伴ってコーナーや角隅部を掃除するのが難しいという欠点があった。
【０００７】
上述した特許文献１、２の提案にも関わらず、今現在、プレス絞り加工によるスクエア型シンクは市場に現れていない。このことは、プラス絞り加工によってスクエア型シンクを製造することの困難さの現れであると言うことができる。
【０００８】
本発明の目的は、プレス絞り加工によってスクエア型シンクを量産化する上で問題となる曲がり部分でのしわや割れの発生を抑えることのできる流し台用シンクの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
冷間加工のプレス成形によってステンレス鋼板から流し台用シンクの最終形状を作る流し台用シンクの製造方法であって、
フランジ付きシンクの基本形状を作る第１のプレス深絞り工程と、
該第１のプレス深絞り工程で作られた基本形状のシンクを最終形状にプレス成形する第２のプレス工程とを有し、
前記第１のプレス深絞り工程と前記第２のプレス工程が共に、焼鈍無しの冷間加工によりステンレス鋼板を塑性変形させるプレス装置によって実行され、
前記第１のプレス深絞り工程では、プレス処理が進行するに従ってしわ押さえ力を徐々に高くする制御が実行され、
前記シンクの平面視矩形の槽部は、該槽部の４つの側面の互いに隣接する２つの側面の間のコーナー部分の曲率半径(r1)が10〜25ｍｍであり、前記槽部の側面と底面との間のコーナー部分の曲率半径(r2)が20〜35ｍｍであり、前記槽部の底面の４つの角隅部の曲率半径(r3)が25〜40ｍｍであることを特徴とする流し台用シンクの製造方法を提供することにより達成される。
【００１０】
すなわち、本発明にあっては、上記各部の曲率半径(r1〜r3)を所定の値に設定すると共に、プレス処理を２回に分け、そして、第１回目のプラス深絞り工程において、プレス処理が進行するに従ってしわ押さえ力を徐々に高くする制御を実行するようにしてある。ここに、ダイスの移動速度が一定であるのが好ましく、これに加えて潤滑剤、シム、ビード、クッション圧等の調整を行うのが好ましい。そして、このような製造方法を採用することで、焼鈍無しにプレス成形によりスクエア型のシンクを製造しても曲がり部分でのしわや割れの発生を抑えることが確認できた。
【００１１】
本発明の他の目的及び作用効果は以下の本発明の好ましい実施形態の詳しい説明から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に従って製造した第１形態のシンクの斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図である。
【図３】第１工程である深絞りプレス加工を終えた半完成品のシンクを上下反転して示す斜視図である。
【図４】本発明に従って製造した第２形態のシンクの斜視図である。
【図５】図４のV−V線に沿った断面図である。
【図６】本発明に従って製造した第３形態のシンクの斜視図である。
【図７】図４のVII−VII線に沿った断面図である。
【図８】本発明に従って製造した第４形態のシンクの斜視図である。
【図９】本発明に従って製造した第５形態のシンクの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１３】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
【００１４】
第１形態（図１〜図３）：
図１を参照して本発明の製造方法に従って成形した第１形態の流し台用シンク１は、平面視矩形の槽部２と、槽部２の上端縁に沿って周方向且つ外方に延びるフランジ部４とを有し、フランジ部４は水平面で構成されている。この流し台用シンク１はステンレス鋼板をプレス成形することにより形成されている。シンク１で使用可能なステンレス鋼板は、その厚みが1.0〜1.2mmである。
【００１５】
シンク１の各部の寸法は次のとおりである。槽部２の深さ（Ｈ）は最も深い所つまり排水口の近傍で190mm、最も浅い所つまり側壁の近傍で170mmであり、槽部２の幅（Ｗo）は740mmであり、槽部２の奥行き（Ｄ）は390mmであり、フランジ部４の幅（Ｗf）は17mmである。
【００１６】
シンク１は、概略、３つの工程を経ることにより製造される。第１の工程は、シンク１のフランジ付きの基本形状を形成するためのプレス深絞り工程であり、第２の工程は、曲がり部分の曲率半径やシンク１の深さなどを最終寸法に整える最終プレス工程であり、第３の工程は、打ち抜き金型によって完成品を作る工程である。図３は、第２工程の最終プレス工程を完了して第３工程に入る前の半完成品を上下反転して図示した斜視図である。
【００１７】
第１の工程であるプレス深絞り工程及び第２の工程である最終プレス工程は、既知のように、焼鈍無しで、ポンチ、ダイス、ブランクホルダを備えたプレス装置（例えば特開２００１−４７１４２号公報参照）を使って冷間加工によるプレス処理によって素材のステンレス鋼板に対する塑性変形が実行される。
【００１８】
第１のプレス深絞り工程で使用されるプレス装置は、加工圧とクッション圧とのバランスを調整するクッション圧制御機構及びしわ押さえ機構による押さえ力を制御する制御機構を備えている。この第１のプレス深絞り工程では、ダイスの移動速度が一定であり、潤滑剤、シム、ビード、クッション圧等の調整の他にダイスの移動によりプレス処理が進行するに従ってしわ押さえ力を高くする制御が実行される。これにより、第１のプレス深絞り工程では、深絞りプレス処理の過程でステンレス鋼板の流れ込みを制御して鋼板の破断やしわの発生を回避することができ、冷間プレス加工でありながら、後に説明するように曲げ部分の曲率半径を小さく設定したシンク１を形成することができる。
【００１９】
図３は、第１工程が完了した後、第２工程に入る前の半完成品を上下反転した状態で図示してある。図３の半完成品は、次の第２のプレス工程で最終形状に成形される。具体的には、フランジ付きシンク１のフランジ部４をしわ押さえしながら若干の流れ込みを許容しつつ最終形状にプレスされる。そして、次の第３工程で、フランジ部４の外周縁部が打ち抜き金型によってトリミングされて完成品のシンク１になる。
【００２０】
第１、第２のプレス加工は、伸び方向と直交する方向に縮みが発生する変形であるため、成形時の材料の各部の歪みは、(i)引張り‐圧縮；(ii)２軸引張り；(iii)１軸引張りの３通りがあることが知られている。シンク１の曲げ部分の曲率半径を小さく設定した場合に成形リスクの高い要注意部分は、図３を参照して、(i)引張り‐圧縮歪みのフランジコーナー部分Ａ；(ii)２軸引張り歪みの底面角隅コーナー部分Ｂ；(iii)１軸引張りの底面中間コーナー部分Ｃである。
【００２１】
上記の(i)フランジコーナー部分Ａは、しわと割れの両方が発生する可能性が高い。このコーナー部分Ａは第１工程のドロー成形つまりプレス深絞り加工の際に、金型のダイアール寸法をシンク１の設定アール寸法より大きくすると共にしわ押さえ力を調整することでしわと割れの両方の発生を抑制することができる。
【００２２】
上記の(ii)底面角隅コーナー部分Ｂは、２方向の歪みが発生するもっとも板厚減少が著しい部分であり、割れが発生する可能性が高い。特に角隅部の曲率半径r3を小さく設定するほど応力が集中し、割れが発生し易くなる。実験によると、槽部２の側面６と底面８との間の曲率半径が20mm、底面８の４つの角隅部１０の曲率半径r3が25mmであることが成形の割れに対する最小限界であることが分かった。
【００２３】
また、シンク１の曲げ部の曲率半径を小さく設定してスクエアのように角張ったイメージとなるようにした場合、このデザイン性を実現するのに、槽部２の側面６と底面８との間のコーナー部分Ｃの曲率半径r2を20〜35mm、底面４の４つの角隅部の曲率半径r3を25〜40mmとすることが妥当である。ここに、４つの側面６の互いに隣接する２つの側面６、６の間の曲がり部分つまりコーナー部は、その曲率半径r1を10〜25mmとするのが妥当である。そして、このコーナー部の曲率半径r1を、底面８付近（底面８から20mm程度の高さ）で、角隅部１０の曲率半径r3に連続している。
【００２４】
第２形態（図４、図５）：
この第２形態は上述した第１形態（図１〜図３）の変形例でもあることから、第１形態で説明した要素と同一の要素には同一の参照符号を付すことによりその説明を省略し、以下に第２形態（図４、図５）の特徴部分について説明を加える。
【００２５】
上記の第１形態のシンク１にあってはフランジ部４が水平面上に広がる平面で構成されていたが、第２形態のシンク２０にあっては段付きフランジ２２で構成されている。段付きフランジ２２は、上記の第２のプレス工程で形成される。段付きフランジ２２は、垂直に起立した段部２４を有し、この垂直段部２４を挟んで、槽部２側の内側フランジ部２６と、段付きフランジ２２の外周縁を含む外側フランジ部２８とで構成されている。内側フランジ部２６は相対的に低位に位置しており、外側フランジ部２８は相対的に高位に位置しており、これら内側及び外側のフランジ部２６、２８は共に水平方向に延びている。
【００２６】
ここに、内側フランジ部２６と外側フランジ部２８との間の高低差hは10mmである。また、内側フランジ部２６の幅寸法Ｗinは20mmであり、外側フランジ部２８の幅寸法Ｗoutは17mmである。また、外側フランジ部２８と段部２４との間の曲がり部の曲率半径r4は４mm又はそれ以上であり、内側フランジ部２６と段部２４との間の曲がり部の曲率半径r5は2.5mm又はそれ以上である。
【００２７】
すなわち、内側フランジ部２６と外側フランジ部２８との間の高低差h（h＝10mm）を内側フランジ部２６の幅寸法Ｗin（Ｗin＝20mm）よりも小さな値に設定してある（h＜Ｗin）。また、上記の高低差hと上記の曲率半径r4との関係を（h/2.5）＜r4を満足するように設定し、更に、上記の高低差hと上記の曲率半径r5との関係を（h/4）＜r5を満足するように設定してある。この寸法関係は実験型で確認した結果、槽部２の側面６と内側フランジ部２６と間の境界及び段部２４と内側フランジ部２６との間の境界に割れが発生するのを抑制するのに効果的な寸法関係であることが分かった。
【００２８】
なお、第２形態のシンク２０では、段付きフランジ２２を槽部２の全周に設けてあるが、平面視矩形の槽部２の４つの辺のうち、少なくとも１つの辺を段付き無しの水平フランジで構成し、残る辺を段付きフランジ２２で構成するようにしてもよい。
【００２９】
第３形態（図６、図７）：
図６、図７に図示の第３形態は、上述した第２形態（図４、図５）の変形例でもあり、この第３形態の特徴部部について以下に説明する。上記の第２形態では、段付きフランジ２２に含まれる段部２４が垂直に起立していたが、この第３形態のシンク３０では、共に水平に延びる内側フランジ部２６、外側フランジ部２８の間の段部３２が傾斜して延びている。段部３２の傾斜角度をθで図示してある（図７）。
【００３０】
段部３２の傾斜角度（θ）は、θ≦60°を満足するように設定することにより、段付きフランジ２２と側面６との境界に応力が集中するのを緩和することができ、段付きフランジ２２と側面６の境に発生し易い割れ防止に対し極めて効果的である。
【００３１】
更に、ここに、このシンク３０を流し台のステンレス天板にシーム溶接する際の溶接性を考慮すると、下部電極を段付きフランジ２２の段部３２に当てて溶接する際、電極を滑らせずに安定保持するためには、段部３２の傾斜角θをできるだけ大きくする方がよい。これは、シンク３０の加工性と相反する要素であるが、実験によりその限界角度は45°である（θ＝45°）。このため、角形形状のシンクをステンレス天板にシーム溶接するためには45°≦θ≦60°であるのが好ましい。
【００３２】
第４形態（図８）：
図８に図示の第４形態は上記の第３形態（図６、図７）の変形例でもある。第４形態のシンク４０にあっては、第３形態と同様に平面視矩形の槽部２の４つの辺の全てが傾斜した段部３２を備えた段付きフランジ２２で構成されているが、一つの辺の段付きフランジ２２の内側フランジ部２６の幅Ｗinが他の３つの辺の内側フランジ部２６の幅Ｗinよりも大きな値に設定されて、この拡大した内側フランジ部２６をデッキ部４２として利用し、このデッキ部４２に水栓を取り付けたり、物を置くなどに使用するようにしてある。このデッキ部４２を構成する内側フランジ部２６は水平面に対して若干傾斜しているのがよく、これによりデッキ部４２の水が槽部２に流れ落ちるようにするのが好ましい。
【００３３】
第５形態（図９）：
図９に図示の第５形態は、上述した第１形態〜第４形態のシンク１、２０、３０、４０に含まれる４つの側面６つまり底面８から上方に延びる側面６に関する変形例でもある。上述した第１形態〜第４形態のシンク１、２０、３０、４０は、底面８が属する平面から鉛直に側面６が起立した形態で成形されている。この側面６は、図９から分かるように、底面８が属する平面と交差する鉛直線VLから角度α傾斜したテーパー面で構成されている。すなわち、この第５形態のシンク５０の槽部２は上方に向けて徐々に拡開したテーパー面からなる４つの側壁６を有している。
【００３４】
側面６をテーパー面とするには、前述の第１のプレス深絞り工程において、金型のポンチ及びダイスのプレス稼動方向に勾配を設けることにより形成してもよいし、前述の第２のプレス深絞り工程において、金型のポンチ及びダイスのプレス稼動方向に勾配を設けることにより形成してもよい。
【００３５】
側面６をテーパー面とすることにより、成形したシンク５０を上下に重ね合わせた状態で保管したり出荷することが可能となる。また、このテーパー面からなる側面６と底面８との間に位置するコーナー部分や角隅部分の曲率半径r2、r3を大きくすることで当該コーナー部分や角隅部分の割れ防止等の成形性を高めることができる。
【００３６】
側面６の勾配角度α（図９）は、シンク５０を上下に重ね合わせるスタッキング性を高めるのに角度αの範囲は次のように設定するのが好ましい。
【００３７】
0.5°≦α≦2.5°
【００３８】
勾配角度αが0.5°よりも小さいとシンク５０をスタッキングし難いという問題が発生する。他方、勾配角度αが2.5°よりも大きいと深絞りプレス成形する際にポンチとダイスの摩擦抵抗が大きくなって成形性に悪影響を及ぼす要因になるだけでなく、槽部２の曲がり部分に割れを誘発し易くなる。
【符号の説明】
【００３９】
１  流し台用シンク
２  槽部
４  フランジ部
６  槽部の側面
８  槽部の底面
１０  底面の４つの角隅部
２２  段付きフランジ
２４  段部
２６  内側フランジ部
２８  外側フランジ部
α  側面の勾配角度
【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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