(57)【要約】　　　（修正有）【課題】製造に手間を要せず、端面形状に優れた容器、筒物を製造すること。【解決手段】厚物金属製円筒物または円筒容器の熱間プレス成形法に使用する金属ビレット２００は、プレス方向の前方側は断面形状が正方形であり、その対角線長さはコンテナ３００の内径以下である。また、プレス方向の後方側は断面形状が円形であり、その直径はコンテナの内径と略同等である。この金属ビレットをプレス加工温度に加熱した後プレス成形用コンテナに装入し、プレス加圧機によって作動する穿孔ポンチによってこの金属ビレットの加工物中心を穿孔しながら熱間拡張成形して、厚物金属製円筒物または円筒容器を成形する。【選択図】図２
2004098161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス方向の前方側はコンテナの内径よりも小さい外径または対角線長さの外径をもつ断面形状の部材もしくはコンテナの内径と同等の対角線長さの外径をもつ断面形状の部材で、また後方側はコンテナの内径と同等な外径または対角線長さをもつ断面形状の部材からなる異径断面形状の継目無金属ビレットを、プレス加工温度に加熱した後プレス成形用コンテナに装入し、しかる後ポンチで該継目無金属ビレットの加工物中心を穿孔しながらプレス加工する事を特徴とする端面形状に優れた厚物金属製円筒物または円筒容器の熱間プレス成形法。
【請求項２】
プレス方向の前方側はコンテナの内径よりも小さい外径または対角線長さの外径をもつ断面形状の部材もしくはコンテナの内径と同等の対角線長さの外径をもつ断面形状の部材で、また後方側はコンテナの内径と同等な外径または対角線長さをもつ断面形状の部材からなる異径断面形状の継目無金属ビレットを、プレス加工温度に加熱した後プレス成形用コンテナに装入し、前記金属ビレットを押し込むことにより当該金属ビレットのプレス方向の後方側を前記成形用コンテナの入口側端部に延出させ、しかる後ポンチで該継目無金属ビレットの加工物中心を穿孔しながらプレス加工する事を特徴とする端面形状に優れた厚物金属製円筒物または円筒容器の熱間プレス成形法。
【請求項３】
少なくともコンテナ胴部とコンテナ底部とを備え、前記コンテナ胴部と前記コンテナ底部とは前記コンテナ胴部の軸方向に対して相対的に移動できる成形用コンテナと、
プレス加工機に取付けられ、前記成形用コンテナ内に装入された熱間拡張成形用金属ビレットを加圧する穿孔ポンチと、
を備えたことを特徴とする底付容器の製造装置。
【請求項４】
少なくとも軸方向に分割されているコンテナ胴部とコンテナ底部とを備え、前記コンテナ胴部と前記コンテナ底部とは前記コンテナ胴部の軸方向に対して相対的に移動できる成形用コンテナと、
プレス加工機に取付けられ、前記成形用コンテナ内に装入された熱間拡張成形用金属ビレットを加圧する穿孔ポンチと、
を備えたことを特徴とする底付容器の製造装置。
【請求項５】
少なくともプレス方向の前方側における軸方向に垂直な断面形状を多角形に形成したことを特徴とする熱間拡張成形用金属ビレット。
【請求項６】
プレス方向の前方側における側面またはプレス方向の後方側における側面のうち少なくとも一方に、少なくとも一つの平面を備えたことを特徴とする熱間拡張成形用金属ビレット。
【請求項７】
さらに、前記金属ビレットのプレス方向の前方側に、プレス方向に向かって細くなるテーパーを設けたことを特徴とする請求項５または６に記載の熱間拡張成形用金属ビレット。
【請求項８】
さらに、前記金属ビレットのプレス方向の前方側が、プレス方向に向かって段階的に細くなるように少なくとも一以上の段部を設けたことを特徴とする請求項５または６に記載の熱間拡張成形用金属ビレット。
【請求項９】
側面に少なくとも一つの平面を備え、且つプレス方向の後方側における端部に成形用コンテナの入口端部と係合する張出部を備えたことを特徴とする熱間拡張成形用金属ビレット。
【請求項１０】
少なくともプレス方向の前方側における軸方向に垂直な断面形状を多角形に形成し、且つプレス方向の後方側に成形用コンテナの入口端部と係合する張出部を備えたことを特徴とする熱間拡張成形用金属ビレット。
【請求項１１】
少なくともプレス方向の前方側における軸方向に垂直な断面形状を多角形に形成し、且つプレス方向の前方側がプレス方向に向かって段階的に細くなるように少なくとも一以上の段部を設け、さらにプレス方向の後方側に成形用コンテナの入口端部と係合する張出部を備えたことを特徴とする熱間拡張成形用金属ビレット。
【請求項１２】
プレス方向の前方側における側面またはプレス方向の後方側における側面のうち少なくとも一方に少なくとも一つの平面を備え、且つプレス方向の前方側がプレス方向に向かって段階的に細くなるように少なくとも一以上の段部を設け、さらにプレス方向の後方側に成形用コンテナの入口端部と係合する張出部を備えたことを特徴とする熱間拡張成形用金属ビレット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、胴部と底部とを一体に成形した厚肉容器、または大型プレス機のシリンダとして使用できる厚肉の筒物に関するものであって、製造に手間を要せず、端面形状に優れた厚物金属製円筒物または円筒容器の熱間プレス成形法及び底付容器の製造装置、並びに熱間拡張成形用金属ビレットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉から生ずる使用済み核燃料を収納して搬送し、一時的に貯蔵するためのキャスクや大型プレス機械に使用するシリンダ等には、筒の高さや径等が数メートルにも及ぶ容器が使用されている。これらの容器はγ線を遮蔽する、あるいは高圧に耐える等の観点から、容器の肉厚が数十センチメートル程度のものも存在している。ここでは、使用済み核燃料を収納して搬送し一時的に貯蔵するためのキャスクを例にとって、これらの用途に使用されてきた従来の容器について説明する。
【０００３】
第２９図は、従来のキャスクの一例を示す断面図である。このキャスク５００は、ステンレス製或いは炭素鋼製の胴部５０１ａおよび底部５０１ｂで容器５０１を形成し、この容器５０１内に配置されて使用済み核燃料集合体を収容するバスケット５０２と、容器５０１の外周に設けた中性子遮蔽体５０３とから構成されている。中性子遮蔽体５０３は外筒５０４と容器５０１との間の空間に充填されており、容器５０１と外筒５０４との間には複数の伝熱フィン（図示省略）が設けられている。バスケット５０２には、中性子吸収能を有するボロンを添加した材料が用いられている。
【０００４】
前記容器５０１には、ステンレス製或いは炭素鋼製の底板５０１ｂがＴＩＧ溶接（ｔｕｎｇｓｔｅｎ−ｉｎｅｒｔ　ｇａｓ　ｗｅｌｄｉｎｇ）或いはＳＡＷ（ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ−ａｒｃ　ｗｅｌｄｉｎｇ）されている。この底板５０１ｂには中性子遮蔽材５０６が封入されている。また、容器５０１の上部には一次蓋５０７および二次蓋５０８がボルトによって取付けられる。二次蓋５０８内には、中性子遮蔽材５０９が封入されている。
【０００５】
使用済み燃料集合体から発生したγ線は、胴部５０１ａ、底板５０１ｂ、一次蓋５０７および二次蓋５０８により遮蔽される。また、中性子は、容器５０１の外周に設けた中性子遮蔽材５０３、底板５０１ｂおよび二次蓋５０８に封入された中性子遮蔽材５０６、二次蓋５０８によって遮蔽される。使用済み燃料集合体の崩壊熱は、容器５０１から伝熱フィンを介して外筒５０４に伝わり、そこから外部に放熱される。
【０００６】
つぎに、これまで第２９図に示したキャスクの底付容器を製造するために使用されてきた方法を説明する。第３０図は、第２９図に示したキャスクの底付容器を製造する方法の一例を示す説明図である。まず、同図（ａ）に示すように、所定寸法に鍛伸した金属ビレット６１を穿孔穴付のアンビル６２上に据え付け、ポンチ６３によって穴あけを行う。つぎに、同図（ｂ）〜（ｃ）に示すように、金属ビレット６１の穴６４にマンドレル６５を通し、回転させながらハンマー６６で前記穴６４を広げる。続いて、同図（ｄ）に示すように、大径のマンドレル６７に交換し、ハンマー６８を用いて中空鍛伸成形を行う。これにより、金属ビレット６１が薄肉化され、円筒状の胴が成形される（同図（ｅ））。
【０００７】
第３１図は、エルハルト穿孔法によって底付容器を製造する方法を示す説明図である。この方法は、コンテナに装入した金属ビレット２００にポンチ４１０を押し込むことによって金属ビレット２００を円筒に成形する方法である。この金属ビレット２００は断面形状が矩形であり、その対角線長さはコンテナの胴部３００の内径に等しい。また、金属ビレット２００の断面は矩形であるため、金属ビレット２００とコンテナとの間に空間３５０が存在する（同図（ａ´））。金属ビレット２００をコンテナの胴部３００に装入し、ポンチ４１０をこの金属ビレット２００の中心軸に押し込むと、ポンチ４１０のメタル膨出作用によってメタルフロ―が起こる。このメタルフローは空間３５０を満たしながら、またその一部はコンテナの胴部３００内を上昇しながら金属ビレット２００は円筒形状に成形される（同図（ｂ））。
【０００８】
また、後方押出しプレス加工法（図示せず）によっても前記キャスクの底付容器を製造することができる。後方押出しプレス加工法とは、コンテナの内径と略等しい円形断面の金属ビレットを該コンテナ内に装入した後、該金属ビレットの中心軸に沿って押圧するポンチの圧縮力によって、ポンチとコンテナとの間にメタルフローを起こさせる。そしてメタルを後方向へ上昇させながら、金属ビレットを長尺円筒状に成形するプレス加工法である。
【０００９】
上記したいずれかの方法によって円筒状の胴部５０１ａを成形したら、その下部に底板５０１ｂを溶接する。さらに、当該溶接による熱応力を除去するために容器５０１ごと熱処理を行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のキャスク５００では底付容器とするために、円筒状の胴部５０１ａに底板５０１ｂを溶接により接合するようにしているため、溶接後に熱処理を施す必要がある。このため、製造に手間を要するという問題点があった。また、エルハルト穿孔法においては、第３１図に示すように空間３５０を上昇するメタル先端部分の温度降下が災いして擦り疵や波形形状の欠陥が生ずる。さらに同図に示すように、円筒端部においては形状不良部（同図（ｂ））が必然的に発生するため、―定量この部分を切り捨てなければならず、歩留りを大幅に低下させる原因となっていた。
【００１１】
また、後方押出しプレス加工法においては、コンテナと金属ビレットとの間で高い摩擦方を発生しながら金属ビレットを成形する。このため、金属ビレットの表面には外面があばた状の疵や筋状の疵といった多くの欠陥が生じ、その手直し作業に長時間を要するという問題があった。
【００１２】
さらに、エルハルト穿孔法および後方押出しプレス加工法ともに、成形する容器の寸法および肉厚が大きくなると、プレスに要する圧力は極めて大きくなる。したがって、これらの方法では、寸法および肉厚の大きい容器を製造することが困難であった。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、製造に手間を要しない容器を提供すること、円筒端部や容器表面に生ずる欠陥を抑制できる容器を提供することのいずれかを達成することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明に係る厚物金属製円筒物または円筒容器の熱間プレス成形法は、プレス方向の前方側はコンテナの内径よりも小さい外径または対角線長さの外径をもつ断面形状の部材もしくはコンテナの内径と同等の対角線長さの外径をもつ断面形状の部材で、また後方側はコンテナの内径と同等な外径または対角線長さをもつ断面形状の部材からなる異径断面形状の継目無金属ビレットを、プレス加工温度に加熱した後プレス成形用コンテナに装入し、しかる後ポンチで該継目無金属ビレットの加工物中心を穿孔しながらプレス加工する事を特徴とする。
【００１４】
このプレス成形法では、プレス後方側の厚肉部分の金属をコンテナ内を充満させながら加工されるため拘束力を高め、継目無金属ビレットの据え込み現象を抑制し、端面形状を良好にする。またプレス前方側は、プレス後方側から金属が供給され且つ高温度に加熱された鋼の良好な塑性加工の作用効果が伴って側方に押し広げられながら加工されるため、コンテナの空間を充満し成形されるため、継目無金属ビレットから、所定形状のプレス製品に製造される。この結果、継目無金属ビレットがプレス成形荷重を低減させ且つ製品歩留りを向上させ、さらに端面形状の優れたプレス成形品が得られる。
【００１５】
つぎの発明に係る厚物金属製円筒物または円筒容器の熱間プレス成形法は、プレス方向の前方側はコンテナの内径よりも小さい外径または対角線長さの外径をもつ断面形状の部材もしくはコンテナの内径と同等の対角線長さの外径をもつ断面形状の部材で、また後方側はコンテナの内径と同等な外径または対角線長さをもつ断面形状の部材からなる異径断面形状の継目無金属ビレットを、プレス加工温度に加熱した後プレス成形用コンテナに装入し、前記金属ビレットを押し込むことにより当該金属ビレットのプレス方向の後方側を前記成形用コンテナの入口側端部に延出させ、しかる後ポンチで該継目無金属ビレットの加工物中心を穿孔しながらプレス加工することを特徴とする。
【００１６】
この厚物金属製円筒物または円筒容器の熱間プレス成形法は、熱間拡張成形前にコンテナの胴部上に金属ビレットのプレス方向の後方側を延出させる工程を含んでいる。この延出部は、熱間拡張成形時に金属ビレットをコンテナ端部に係止する作用があるため、コンテナと金属ビレットとの拘束がより強くなって、プレス方向の前方側における据え込みを抑制できる。またプレス前方側は、プレス後方側から金属が供給され且つ高温度に加熱された鋼の良好な塑性加工の作用効果が伴って側方に押し広げられながら加工されるため、コンテナの空間を充満し成形されるため、継目無金属ビレットから、所定形状のプレス製品に製造される。これらの相互作用によって、この製造方法では、後方押出し法等と比較して小さなプレス圧力で厚肉の容器を成形できる。
【００１７】
つぎの発明に係る底付容器の製造装置は、少なくともコンテナ胴部とコンテナ底部とを備え、前記コンテナ胴部と前記コンテナ底部とは前記コンテナ胴部の軸方向に対して相対的に移動できる成形用コンテナと、プレス加工機に取付けられ、前記成形用コンテナ内に装入された金属ビレットを加圧する穿孔ポンチと、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この底付容器の製造装置は、底部と胴部とが相対的に移動できるコンテナを備えている。このため、熱間拡張成形時に金属ビレットがコンテナの胴部をプレス方向と反対向きに動かそうとしたときには、コンテナの胴部は金属ビレットとともにプレス方向と反対向きに移動する。すなわち、コンテナの胴部と成形される金属ビレットが相対的に移動することはほとんどないため、熱間拡張成形時におけるプレス圧力の増加を抑制できる。
【００１９】
つぎの発明に係る底付容器の製造装置は、少なくとも軸方向に分割されているコンテナ胴部とコンテナ底部とを備え、前記コンテナ胴部と前記コンテナ底部とは前記コンテナ胴部の軸方向に対して相対的に移動できる成形用コンテナと、プレス加工機に取付けられ、前記成形用コンテナ内に装入された熱間拡張成形用金属ビレットを加圧する穿孔ポンチと、を備えたことを特徴とする。この底付容器の製造装置では、コンテナの胴部がその軸方向全体にわたって伸びるため、軸方向に長い金属ビレットを成形する場合であっても、熱間拡張成形時における金属ビレットの軸方向に対する変形をコンテナ全体で吸収できる。したがって軸方向に長い容器を成形する場合でも、プレス圧力の増加を抑制できる。
【００２０】
つぎの発明に係る金属ビレットは、少なくともプレス方向の前方側における軸方向に垂直な断面形状を多角形に形成したことを特徴とする。
【００２１】
この熱間拡張成形用金属ビレットは、少なくともプレス方向の前方側における軸方向に垂直な断面形状を多角形に形成したため、熱間拡張成形時には多角形の各辺を曲げる作用によって金属ビレットをコンテナの内壁方向へ拡張成形する。そして、熱間拡張成形時においてはプレス方向の前方側とコンテナ胴との間に存在する空間に金属ビレットが拡張するため、プレス方向の反対方向へ金属が流れる現象を抑制する。これらの作用によって、この熱間拡張成形用金属ビレットでは、従来と比較して数分の一のプレス圧力で、軸方向の長さと径との比が１以上の厚肉容器を成形できる。また成形後における容器の端部や表面に生ずる欠陥も抑制できる。
【００２２】
つぎの発明に係る熱間拡張成形用金属ビレットは、プレス方向の前方側における側面またはプレス方向の後方側における側面のうち少なくとも一方に、少なくとも一つの平面を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この熱間拡張成形用金属ビレットは、側面に少なくとも一つの平面を備えており、この平面を成形用コンテナの内壁側へ曲げる作用によって拡張成形されるため、熱間拡張成形時に要するプレス圧力は側面が曲面である場合よりも小さくて済む。したがって、従来よりも小さいプレス圧力で、軸方向に長い厚肉の容器を成形できる。また、側面が曲面である場合と比較して、割れ等の内部欠陥も低減できる。
【００２４】
つぎの発明に係る熱間拡張成形用金属ビレットは、上記熱間拡張成形用金属ビレットにおいて、さらに、前記金属ビレットのプレス方向の前方側に、プレス方向に向かって細くなるテーパーを設けたことを特徴とする。
【００２５】
つぎの発明に係る熱間拡張成形用金属ビレットは、上記熱間拡張成形用金属ビレットにおいて、さらに、前記金属ビレットのプレス方向前方側が、プレス方向に向かって段階的に細くなるように少なくとも一以上の段部を設けたことを特徴とする。
【００２６】
上記の熱間拡張成形用金属ビレットは、熱間拡張成形の最終段階において、プレス方向の前方側における金属が底部周辺に充満するタイミングを遅くできるので、金属ビレットの据込みを抑制できる。その結果、熱間拡張成形時におけるプレス圧力を小さくすることができる。
【００２７】
つぎの発明に係る熱間拡張成形用金属ビレットは、側面に少なくとも一つの平面を備え、且つプレス方向の後方側における端部に成形用コンテナの入口端部と係合する張出部を備えたことを特徴とする。
【００２８】
この熱間拡張成形用金属ビレットは、プレス方向の後方側における端部に張出部を備えているため、この張出部が熱間拡張成形時に金属ビレットをコンテナ端部に係止する。この作用により、コンテナと金属ビレットとの拘束がより強くなってプレス方向の前方側における金属ビレットの据え込みを抑制できる。また、側面に少なくとも一つの平面を備えているため、この平面を曲げる作用および金属の流れを抑制する作用も生ずる。したがって、これらの相互作用によってプレス圧力を小さく抑えることができる。また、この金属ビレットは、製造時に予め張出部を金属ビレットのプレス方向の後方側に設けてある。このため、熱間拡張成形工程へ移る前にコンテナの胴部上にプレス方向の後方側に張出部を形成する工程が不要となるので、容器の製造工程を簡略にすることができる。なお、この金属ビレットは、断面の形状が軸方向にわたって一定である。
【００２９】
つぎの発明に係る熱間拡張成形用金属ビレットは、少なくともプレス方向の前方側における軸方向に垂直な断面形状を多角形に形成し、且つプレス方向の後方側に成形用コンテナの入口端部と係合する張出部を備えたことを特徴とする。
【００３０】
この熱間拡張成形用金属ビレットは、プレス方向の後方側に張出部を備えているため、この張出部が熱間拡張成形時に金属ビレットをコンテナ端部に係止する。この作用により、コンテナと金属ビレットとの拘束がより強くなってプレス方向の前方側における金属ビレットの据え込みを抑制できる。また、少なくともプレス方向の前方側における軸方向に垂直な断面形状を多角形に形成してあるので、この平面を曲げる作用および金属の流れを抑制する作用も生ずる。したがって、これらの相互作用によってプレス圧力を小さく抑えることができる。また、この金属ビレットは、製造時に予め張出部を金属ビレットのプレス方向の後方側に設けてある。このため、熱間拡張成形工程へ移る前にコンテナの胴部上にプレス方向の後方側に張出部を形成する工程が不要となるので、容器の製造工程を簡略にすることができる。
【００３１】
つぎの発明に係る熱間拡張成形用金属ビレットは、少なくともプレス方向の前方側における軸方向に垂直な断面形状を多角形に形成し、且つプレス方向の前方側がプレス方向に向かって段階的に細くなるように少なくとも一以上の段部を設け、さらにプレス方向の後方側に成形用コンテナの入口端部と係合する張出部を備えたことを特徴とする。
【００３２】
この熱間拡張成形用金属ビレットは、プレス方向の後方側に張出部を備えているため、この張出部が熱間拡張成形時に金属ビレットをコンテナ端部に係止する。この作用により、コンテナと金属ビレットとの拘束がより強くなってプレス方向の前方側における据え込みを抑制できる。また、少なくともプレス方向の前方側における軸方向に垂直な断面形状を多角形に形成してあるので、この多角形断面の各辺を曲げる作用および金属の流れを抑制する作用も生ずる。さらにプレス前方側はプレス方向に向かって段階的に細くなるようにしているので、成形用コンテナの底部に金属が充満するタイミングを遅らせることができる。したがって、これらの相互作用によってプレス圧力を小さく抑えることができる。また、この金属ビレットは、製造時に予め張出部を金属ビレットのプレス方向の後方側に設けてある。このため、熱間拡張成形工程へ移る前にコンテナの胴部上にプレス方向の後方側に張出部を形成する工程が不要となるので、容器の製造工程を簡略にすることができる。なお、プレス前方側は段階的に細くしてあるため、成形が比較的容易になる。
【００３３】
つぎの発明に係る熱間拡張成形用金属ビレットは、プレス方向の前方側における側面またはプレス方向の後方側における側面のうち少なくとも一方に少なくとも一つの平面を備え、且つプレス方向の前方側がプレス方向に向かって段階的に細くなるように少なくとも一以上の段部を設け、さらにプレス方向の後方側に成形用コンテナの入口端部と係合する張出部を備えたことを特徴とする。
【００３４】
この熱間拡張成形用金属ビレットは、プレス方向の後方側に張出部を備えているため、この張出部が熱間拡張成形時に金属ビレットをコンテナ端部に係止する。この作用により、コンテナと金属ビレットとの拘束がより強くなってプレス方向の前方側における据え込みを抑制できる。また、金属ビレットの側面のうち少なくとも一方に少なくとも一つの平面を備えているので、この平面を曲げる作用および金属の流れを抑制する作用も生ずる。さらにプレス前方側はプレス方向に向かって段階的に細くなるようにしているので、成形用コンテナの底部に金属が充満するタイミングを遅らせることができる。したがって、これらの相互作用によってプレス圧力を小さく抑えることができる。また、この金属ビレットは、製造時に予め張出部を金属ビレットのプレス方向の後方側に設けてある。このため、熱間拡張成形工程へ移る前にコンテナの胴部上にプレス方向の後方側に張出部を形成する工程が不要となるので、容器の製造工程を簡略にすることができる。なお、プレス前方側は段階的に細くしてあるため、成形が比較的容易になる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、本発明に係る容器または筒物の製造方法は、下記に開示する方法に限定されるものではない。さらに、下記実施の形態の構成要素には、当業者が容易に想定できるものが含まれるものとする。
【００３６】
（実施の形態１）
第１図は、実施の形態１に係る底付容器の一例を示す説明図である。第２図は、第１図に示した底付容器１の製造工程を示す説明図である。第３図は、実施の形態１に使用する金属ビレット２００の一例を示す斜視図である。第１図の（ａ）に示すように、本実施の形態１に係る底付容器１の底部１ｂは、胴部１ａと一体に形成されており、また第１図の（ｂ）から分かるように、本実施の形態１に係る底付容器１の断面形状は円形である。
【００３７】
この製造方法において底付容器１は、ポンチによる熱間拡張成形によって製造される。まず、この製造工程に使用する金属ビレットについて説明する。金属ビレット２００は、つぎに説明する熱間拡張成形工程に入る前に、熔解金属の鋳型造塊または金属塊の切削加工もしくは自由鍛造加工等によって製造される。この鍛造工程においては、金属ビレットの少なくともプレス方向の前方側を角断面に成形することが望ましい。このようにすることで、熱間拡張成形の効果をより有効に利用できる。なお、本実施の形態１においては金属塊を自由鍛造加工することによって継目のない一体の金属ビレット２００を製造しているが、本発明に使用できる金属ビレットはこれに限られるものではない。
【００３８】
第３図に示すように、本実施の形態に使用する金属ビレット２００の断面形状は、プレス方向の後方側（以下、プレス後方側と略称）２００ａが円形で、プレス方向の前方側（以下プレス前方側と略称）２００ｂが四角形である。そして、プレス後方側２００ａにおける外径はプレス前方側２００ｂにおける対角線長さよりも大きくなっており、また、プレス後方側２００ａの外径はコンテナ３００の内径と略等しく、プレス前方側２００ｂの対角線長さは成形用コンテナの胴部３００の内径よりも短くなっている（同図ｂ）。なお、成形用コンテナの胴部３００の内径は破線で示してある。
【００３９】
さらにこの例では、金属ビレット２００のプレス前方側２００ｂにおける軸方向に垂直な断面９７０は、穿孔ポンチ４１０の軸方向に垂直な断面の投影像９２０を包含するようになっている（第３図（ｂ）および（ｅ））。なお、金属ビレット２００の断面形状や寸法、あるいは外形等はこの例に限られるものではない。本発明に適用できるビレットの他の例については後述する。
【００４０】
つぎに、熱間拡張成形工程について説明する。熱間拡張成形に先立ち、金属ビレット２００を加熱炉（図示せず）で熱間拡張成形しやすい温度に加熱する。この加熱温度は金属ビレット２００の材質等によって決定されるため、一義的に決まるものではない。なお、使用済み核燃料を収納して搬送し一時的に貯蔵するためのキャスクの胴体に使用される炭素鋼材料では、この加熱温度を１１００℃〜１３００℃にすることが望ましい。この範囲を超えると、結晶粒が粗大化するとともに表面の酸化や脱炭が生じ、素材は脆化して割れやすくなるからである。なお、炭素鋼の場合には、炭素の割合が高くなるにしたがって上記の範囲内で前記加熱温度は低くなる。電気炉等で熱間拡張成形しやすい温度まで加熱された金属ビレット２００は、第２図（ａ）に示すように成形用コンテナの胴部３００に装入される。
【００４１】
成形用コンテナの胴部３００に装入された金属ビレット２００は、金属ビレット２００の外径と略等しいか、それ以上の外径をもつ大型ポンチ４００によって据込まれ、金属ビレット２００のプレス方向後方側２００ａはコンテナ３００上に張出部２０１を形成する（第２図（ｂ）参照）。金属ビレット２００の端部にこの張出部２０１を設けることで、ポンチによる熱間拡張成形工程において金属ビレット２００の軸方向における拘束力を高めることができる。そして、この作用によって金属ビレット２００の据え込み現象を抑制し、プレス方向と反対方向に向う金属の流れを低減できるので、プレス圧力の上昇を抑制できる。同時に成形後における底付容器の端面形状も良好にできる。
【００４２】
なお、この張出部２０１を金属ビレット２００に設けなくとも、成形用コンテナの胴部３００の内壁と金属ビレット２００のプレス後方側２００ａ側面との間に生ずる摩擦力により、上記据込み現象を抑制することはできる。しかしながら、プレス圧力をより低減し、より整った端面形状を得るためには、張出部２０１を設けることが望ましい。
【００４３】
金属ビレット２００の端部に張出部２０１を形成した後に、穿孔ポンチ４１０による熱間拡張成形工程に移る。金属ビレット２００の中心に穴を開けるために、まず成形用コンテナの胴部３００に取付けられた位置決めガイド３１０によって金属ビレット２００の端面中心にポンチ４１０を載せる（第２図（ｃ）参照）。つぎに、プレス機（図示せず）によって穿孔ポンチ４１０を押し込み、金属ビレット２００を熱間拡張成形する。
【００４４】
プレス機によって穿孔ポンチ４１０が金属ビレット２００内に押し込まれると、金属ビレット２００の張出部２０１が成形用コンテナの胴部３００の上端部と係合し、金属ビレット２００の据え込み現象を抑制する。また、金属ビレット２００のプレス後方側２００ａにおける厚肉部分の金属は、コンテナ３００内に充満するように変形する（第２図（ｄ）参照）。すると、プレス後方側２００ａの金属が成形用コンテナの胴部３００の内壁に押し付けられるため、この作用によっても金属ビレット２００の据え込み現象を抑制できる。これらの作用によってプレス圧力の上昇を抑制し、また成形後における底付容器の端面形状を良好にできる。
【００４５】
穿孔ポンチ４１０が金属ビレット２００に押し込まれると、穿孔ポンチ４１０の直下に存在する金属は半球状の金属塊となって穿孔ポンチ４１０と共にプレス前方側２００ｂへ移動する。この現象のため、金属ビレット２００のプレス後方側２００ａはプレス前方側２００ｂよりも軸方向に垂直な断面積を大きくする必要がある。
【００４６】
さらに穿孔ポンチ４１０が金属ビレット２００に押し込まれると、高温度に加熱された鋼が有する良好な塑性変形の性質および上記金属塊がプレス後方側２００ａから供給される現象によって、金属ビレット２００のプレス前方側２００ｂにおける金属はコンテナ３００の内壁側へ押し広げられるように変形する。すなわち、熱間拡張成形である。そして穿孔ポンチ４１０が予め設定した所定の深さまで押し込まれると、そこで熱間拡張成形は終了する（第２図（ｅ）参照）。
【００４７】
ここで本発明の製造方法に適用できる金属ビレット２００の種類について説明する。第３図（ａ）に示すように、本発明の製造方法には少なくともプレス前方側における軸方向に垂直な断面形状を多角形に形成した金属ビレットが適用できる。このような金属ビレットを使用すれば、熱間拡張成形において金属ビレットが成形用コンテナの内壁側へ押し広げられるように変形するので、後方押出し等と比較してプレス圧力を抑制できる。なお、第３図（ａ）に示した金属ビレット２００の軸方向に垂直な断面は四角形であるが、これに限るものではない。
【００４８】
さらに本発明の製造方法に適用できる金属ビレットは次のような関係を持っていてもよい。すなわち、プレス後方側における軸方向に垂直な断面は、プレス前方側における軸方向に垂直な断面の投影像を包含する関係を持つ。さらにプレス後方側における軸方向に垂直な断面の投影像は、軸方向に垂直な成形用コンテナの断面内側に包含される関係を持つ。ここで、軸方向に垂直な成形用コンテナの断面内側形状と、プレス後方側における軸方向に垂直な断面の投影像とは同一であってもよい。このような関係を満たす金属ビレットは、特に大型で厚肉の底付容器を成形するときに使用することが望ましい。
【００４９】
上記投影像について第３図（ｃ）および（ｄ）を使用して説明する。ここでは投影像を破線、断面を実線で表す。第３図（ｃ）は、金属ビレットのプレス方向の後方側における軸方向に垂直な断面９５０が、プレス方向の前方側における軸方向に垂直な断面の投影像９００を包含する状態を示す。第３図（ｄ）は、プレス方向の後方側における軸方向に垂直な断面の投影像９１０が、軸方向に垂直な成形用コンテナの断面内側９６０に包含される状態を示す。また、第３図（ｅ）は、軸方向に垂直な断面の投影像９２０が、金属ビレットのプレス方向の前方側における軸方向に垂直な断面９７０に包含される関係にある穿孔ポンチの状態を示す。なお、第３図（ｅ）中の軸方向に垂直な断面の投影像９２０は、穿孔ポンチの投影像である。
【００５０】
本発明でいう「包含」とは、断面を表す実線で囲まれた部分の内側に、投影像を表す破線で囲まれた部分すべてが存在することを意味する。そして、実線で囲まれた部分の外側に、破線で囲まれた部分が一部分でも存在する場合は、本発明でいう「包含」の概念には含まれない。また、断面の形状と投影像とが同一である場合は本発明でいう「包含」の概念には含まない。
【００５１】
なお、穿孔ポンチの投影像は、金属ビレットのプレス前方側における軸方向に垂直な断面に包含されることが望ましい（第３図（ｅ）参照）。しかしながら、穿孔ポンチの軸方向に垂直な投影像と、金属ビレットのプレス前方側における軸方向に垂直な断面とが同一であってもよい。また、穿孔ポンチの軸方向に垂直な断面が、金属ビレットのプレス前方側における軸方向に垂直な断面の投影像を包含する関係にあってもよい。
【００５２】
ただし、穿孔ポンチの軸方向に垂直な断面が、金属ビレットのプレス前方側における軸方向に垂直な断面の投影像を包含する関係にある場合には、穿孔ポンチの断面積が大きくなると、成形される容器胴部の肉厚が薄くなるため、熱間拡張成形中に容器胴部が破断しやすくなる。したがって、穿孔ポンチの軸方向に垂直な断面が、金属ビレットのプレス前方側における軸方向に垂直な断面の投影像を包含する関係にある場合は、容器胴部の破断が生じない範囲に穿孔ポンチの断面積を抑えておく必要がある。
【００５３】
第４図は、実施の形態１に係る他の金属ビレットの例を示す説明図である。なおこれらの例は、同図（ａ）〜（ｄ）から明らかであるように、金属ビレット２００のプレス後方側２００ａにおける軸方向に垂直な断面９５０が、プレス前方側２００ｂにおける軸方向に垂直な断面の投影像９００を包含する（第３図（ｃ））という条件を満たしている。
【００５４】
第４図（ａ）および（ｂ）に示すようなプレス前方側２００ｂの断面が四角形の場合には、熱間拡張成形の際に主としてコンテナの胴部３００の径方向外側に向う力、すなわち平面を備えた金属ビレットの側面を成形用コンテナの胴部３００の内壁側に曲げようとする力によって変形する。
【００５５】
第５図は、この変形の様子を示した概念図である。図中の破線は、金属ビレット２００が成形用コンテナの胴部３００の内壁側へ拡張する過程を示している。軸方向に垂直な断面が四角形の場合には、穿孔ポンチが押し込まれることによって、金属ビレット２００の中心から成形用コンテナの胴部３００の径方向外側に向かう力Ｆが働く。この力Ｆが金属ビレット２００の側面を成形用コンテナの内壁側へ曲げるため、金属ビレット２００はこの曲げの作用によって成形用コンテナの内壁側へ拡張成形される。特にこの曲げの作用は、断面内側が円状の成形用コンテナに側面に平面を有する金属ビレットを装入したときに有効に働く。
【００５６】
したがって、上記曲げの作用によって金属ビレットを拡張成形させれば、熱間拡張成形に要するプレス圧力が少なくてすみ、また、成形時に生ずる割れ等の欠陥も抑制できる。なお、軸方向に垂直な断面形状が四角形の金属ビレットに、軸方向に垂直な断面形状が四角形の穿孔ポンチを使用して熱間拡張成形しても、上記曲げの作用によって拡張成形される。したがって、この場合も熱間拡張成形に要するプレス圧力が少なくてすみ、また、成形時に生ずる割れ等の欠陥も抑制できる。
【００５７】
第４図（ｃ）に示すようなプレス前方側２００ｂの軸方向に垂直な断面が円形の場合には上記の効果はやや減少するが、この金属ビレット２００はプレス前方側２００ｂとコンテナの胴部３００の内壁との間に空間を有する。したがって、熱間拡張成形時にはプレス前方側の金属がこの空間に拡張するため、成形用コンテナの胴部３００によって金属ビレットの拡張変形が拘束されず、プレス圧力を小さく抑えることができるという効果がある。また、この場合に、軸方向に垂直な断面形状が四角形の穿孔ポンチを使用して熱間拡張すると、上記曲げの作用が働く。このため、軸方向に垂直な断面形状が円形の穿孔ポンチを使用して熱間拡張成形した場合と比較するとプレス圧力は小さくて済む。
【００５８】
第４図（ａ）、（ｃ）および（ｄ）に示すように、プレス後方側２００ａの軸方向に垂直な断面が円形であってその直径は成形用コンテナの胴部３００の径に略等しい場合には、成形用コンテナの胴部３００上に形成される張出部２０１（第３図（ｂ）参照）が均等に形成できる。したがって熱間拡張成形時においては、この張出部２０１によって金属ビレット２００の据え込み現象がより効果的に抑制できるので、プレス圧を低く抑えることができ、また、成形後における容器の端面形状を良好にできる。
【００５９】
第４図（ｂ）に示すように、プレス後方側２００ａの断面が四角形であってその対角線長さが成形用コンテナの胴部３００の径に略等しい場合には、前記張出部２０１はコンテナの胴部３００上端に部分的に形成されることになる。このため、張出部２０１を設けない場合と比較すると金属ビレット２００の据え込み現象を抑制する効果は大きいが、成形用コンテナの胴部上端の全周にわたって張出部２０１を形成した場合と比較するとその効果はやや小さくなる。
【００６０】
さらに金属ビレット２００のプレス前方側２００ｂまたはプレス後方側２００ａの軸方向に垂直な断面形状を五角形以上に形成したりあるいは三角形に形成した金属ビレットも、実施の形態１に係る製造方法に適用することができる。また、プレス前方側２００ｂの側面は、第４図（ｄ）に示すように、少なくとも一以上の平面を備えるようにすると、この部分は上述した曲げによって熱間拡張成形されるため、プレス圧力を低く抑える効果が得られる。
【００６１】
また、金属ビレット２００の側面に備える平面の数が三以上、すなわち、金属ビレット２００の軸方向に垂直な断面が三角形以上であるときにプレス圧力を低く抑える効果が大きくなる。ただし、前記平面の数が多くなる、すなわち軸方向に垂直な多角形断面形状の角が多くなると当該多角形断面形状は円形に近づくため、プレス圧力を低く抑える効果は小さくなる。したがって、プレス圧力を低く抑える効果が得られる範囲でプレス前方側２００ｂにおける側面の平面数を選択することが望ましい。また、金属ビレット２００の側面に平面が備えられている以上、第４図（ｅ）に示すような金属ビレットの軸方向に垂直な断面形状が略鼓状である場合も本発明の金属ビレットに含まれる。
【００６２】
第６図は、実施の形態１に適用できる他の金属ビレットを示す斜視図である。この金属ビレット２００は、プレス方向に向って段階的に細くなるように、プレス前方側２００ｂに段部を設けてある。このようにすることで、熱間拡張成形時において、プレス前方側２００ｂの金属が成形用コンテナの胴部３００の底部付近に充満するタイミングを遅くできる。したがって、特に熱間拡張成形の最終段階においてプレス圧力が上昇すること抑制できる。また、この段部によってプレス方向への微小な流れが形成されるので、成形物の鍛錬度を上げることができ、さらに鍛造材の不足を防止できる。さらに断面の変化が段階的であるため、次に述べるテーパーを設けた場合と比較して製造が容易になる。なお、この段部の数は上記例に限られず、プレス条件等によって適宜増減することができる。
【００６３】
また、同図（ｂ）に示すように、プレス前方側２００ｂをプレス方向に向けて細くなるテーパーを設けても、プレス前方側２００ｂに段部を設けた場合と同様の作用・効果が得られる。
【００６４】
さらに、第６図（ｃ）に示すように、金属ビレット２００を製造する際に、成形用コンテナ３００の上端部と係合する張出部２０１を予め金属プレス後方側２００ａに設けてもよい。このようにすることで、熱間拡張成形前にコンテナの胴部３００上に金属ビレット２００のプレス方向後方側２００ａに張出部２０１を形成する工程が不要となり、容器の製造工程を簡略にすることができる。
【００６５】
第７図は、実施の形態１に適用できる他の金属ビレットを示す説明図である。同図に示すように、この金属ビレット２００は軸方向に垂直な断面がプレス方向にわたって一定であり、その一端には成形用コンテナ３００の上端部と係合する張出部２０１が設けられている点に特徴がある。このような金属ビレット２００を使用した場合でも、張出部２０１によって熱間拡張成形時において金属ビレットが据込まれる現象を抑制できるため、プレス圧力の上昇を抑制できる。なお、金属ビレット２００の断面形状は四角形に限られるものではなく、断面形状が多角形であってもよく、また、金属ビレット２００の側面が少なくとも一つの平面を備えていてもよい。また、張出部２０１は予め金属ビレット２００に設けてもよいし、金属ビレット２００を成形用コンテナ３００に装入してから張出部２０１を設けてもよい。
【００６６】
金属ビレット２００がコンテナ３００の内壁側へ押し広げられるように拡張変形するとき（第２図（ｄ）および（ｅ）参照）、金属ビレット２００の金属とコンテナ３００の内壁との間に摩擦力が発生する。この摩擦力は、プレス前方側２００ｂの金属がコンテナの胴部３００の内壁に沿ってプレス方向とは反対側に移動することに起因するものである。なお、実施の形態１に係る製造方法における熱間拡張成形の中間過程では、この摩擦力はほとんど発生しない。しかしながら、熱間拡張成形の最終段階においては成形用コンテナの下部に金属が充満するため、この摩擦力が生ずる。そして、この摩擦力によって成形用コンテナの胴部３００は、ポンチ４１０の押し込み方向と反対向きに移動しようとする。
【００６７】
ここで成形用コンテナの胴部３００と成形用コンテナの底部３０１とが固定されていると、前記摩擦力に対抗してプレス前方側の金属が移動することになり、熱間拡張成形の最終段階では余分な荷重を要してしまう。この問題を解決するために、本実施の形態１においては成形用コンテナの胴部３００と成形用コンテナの底部３０１とが相対的に移動できる構造になっている。
【００６８】
このような構造によって、前記摩擦力によって成形用コンテナの胴部３００がポンチ４１０の押し込み方向と反対向きに移動しようとしたときには、成形用コンテナの胴部３００も成形される金属ビレット２００とともにポンチ４１０の押し込み方向と反対向きに移動する（第２図（ｅ））。すなわち、成形用コンテナの胴部３００と成形される金属ビレット２００とが相対的に移動することはほとんど起こらないため、熱間拡張成形の最終段階における荷重の増加を抑制できる。
【００６９】
なお、本実施の形態においては成形用コンテナの胴部３００と成形用コンテナの底部３０１とが相対移動できるのみならず、成形用コンテナの胴部３００も分割して、金属ビレット２００の全体にわたって成形用コンテナの胴部３００が移動できるようになっている。このようにすることで、軸方向に長い底付容器を成形する場合であっても熱間拡張成形の最終段階における荷重の増加を抑制できる。
【００７０】
第８図は、実施の形態１に使用する成形用コンテナの胴部３００の分割部を示す断面図である。成形用コンテナの胴部３００の分割部は、同図（ａ）に示すように分割部が互いに重なり合って、熱間拡張成形時には成形用コンテナの胴部３００ａと３００ｂとが相対的に移動する構造にしてもよい。また、同図（ｂ）に示すように、一方の成形用コンテナの胴部３００ａには凹部を形成し、もう一方の成形用コンテナの胴部３００ｂには凸部を設けて両者を組み合わせ、熱間拡張成形時には成形用コンテナの胴部３００ａと３００ｂとが相対的に移動する構造にしてもよい。
【００７１】
本実施の形態においては前成形用コンテナの胴部３００を二分割としているが、この分割数は金属ビレット２００の高さに応じて適宜変更することができる。また、成形用コンテナの胴部３００の分割のみや、あるいは成形用コンテナの胴部３００を分割しないで前記成形用コンテナの胴部３００と成形用コンテナの底部３０１とを相対移動できるようにするだけでも、熱間拡張成形時における荷重の増加を抑制する効果がある。
【００７２】
ポンチ４１０が予め設定した所定の深さまで押し込まれると、そこで熱間拡張成形は終了する（第２図（ｅ））。なお、第２図（ｅ’’）に示すように成形用コンテナの底部３０１の代わりに円筒状のスペーサ３０２を置いて金属ビレット２００の底部を打ち抜けば、この製造方法によって筒物も成形できる。上記製造方法で軸方向の長さが数メートルにも及ぶ厚肉容器を製造するときには、熱間拡張性径の効果によってプレス圧が従来の数分の一にできるので、従来の設備で製造できる。また、一回の加工により底部と胴部とを一体とした底付容器を製造できるため、製造に手間を要せず大量生産にも適している。
【００７３】
熱間拡張成形を終えた金属ビレット２００は、自然冷却、強制冷却あるいは制御冷却を施しながら常温まで冷却される。そして端面形状を整え、あるいは成形した容器の外形または内形を所望の寸法に仕上げるため、切削加工等を施してもよい。
【００７４】
つぎに、上記方法によって底付一体円筒容器を製造した具体例の結果を示す。なお、比較例として、従来使用されてきたエルハルト穿孔法を応用して底付一体円筒容器を製造した結果も示す。
【００７５】
具体例および比較例ともに内径が９４３ｍｍの円筒型コンテナを使用して成形した。円筒容器の材料としては、炭素（Ｃ）の割合が０．１％の炭素鋼を使用したが、ステンレス鋼を使用してもよい。まず、この炭素鋼の金属ビレットを１２５０℃に加熱した後、自由鍛造加工法によって軸方向断面が略Ｔ字形状の異径断面形状である金属ビレットに鍛造した。この金属ビレットのプレス前方側は、対角線長さが成形用コンテナの内径よりも小さい８７５ｍｍの正方形断面であり、軸方向の長さは１８９６ｍｍである。プレス後方側は、成形用コンテナの内径と略等しい９２８ｍｍの外径寸法を有する円形断面であり、軸方向の長さは５７４ｍｍである。この金属ビレットを再び１２５０℃に加熱した後成形用コンテナに装入し、ポンチで加工物中心を熱間拡張成形して、長さ２４２０ｍｍ、厚みが１６５ｍｍの細長いカップ状の円筒容器を成形した。
【００７６】
一方比較例では、具体例と同一の炭素鋼を円筒容器の材料として使用し、この金属ビレットを１２５０℃に加熱した後、自由鍛造加工法で軸方向全長にわたって同―断面形状を有する角型の金属ビレットに鍛造した。この金属ビレットの断面形状は正方形であり、その対角線長さは成形用コンテナの内径と略等しい９２８ｍｍである。また軸方向の長さは２４７０ｍｍである。この金属ビレットを再び１２５０℃に加熱した後熱間拡張成形し、上記具体例と同じ大きさの円筒容器を製造した。
【００７７】
表１は、両プレス法による成形荷重および端面形状の評価結果を示したものである。両者を比較して明らかなように、本発明に係る製造方法によれば、従来の製造方法と比較してプレス成形荷重が小さく、製品歩留りが高いことが分かる。また従来の製造方法で見られた端面形状の不良部位もほとんど存在しないため、熱間拡張成形後も簡単な加工で製品に仕上げることができた。
【表１】
2004098161.tif 000003
【００７８】
ここで、キャスクやキャニスタ等の放射性物質格納容器に使用するために、成形した底付容器の外側および内側を切削加工する例について説明する。第９図は、熱間拡張成形した底付容器の外側を切削加工する装置を示す概略図である。底付容器１はローラを備えた回転支持台１５４上に載せられており、周方向へ自在に回転できる。底付容器１の外側には固定テーブル１４１が設けられており、この固定テーブル１４１上を底付容器１の軸方向に摺動する可動テーブル１４２が備えられている。この可動テーブル１４２には切削用のバイト１６０が取付けられており、このバイト１６０によって底付容器１の外周を切削加工する。
【００７９】
回転支持台１５４に取付けられているローラ１６１はモータ１６２と連結されている。モータ１６１の回転はローラ１６１を介して底付容器１に伝わり、底付容器１を回転させる。モータ１６１が回転して底付容器１が図の矢印方向に回転を始めたら、固定テーブル１４１の端部に設けたサーボモータ１５７とボールねじ１５８によって可動テーブル１４２を底付容器１の軸方向へ移動させ、可動テーブル１４２に取付けられたバイト１６０によって底付容器１の外周を切削する。また、フェースミル等によって外周を削り平面を設ければ、軸方向に垂直な断面が円形のみならず、多角形の底付容器も成形できる。
【００８０】
つぎに、成形した底付容器の内側を切削加工する例について説明する。第１０図は底付容器の内側を加工する装置を示す概略図である。この加工装置１４０は、胴本体１０１内を貫通するとともに底付容器１の内部に載置固定される固定テーブル１４１と、固定テーブル１４１上を軸方向に摺動する可動テーブル１４２と、可動テーブル１４２上にて位置決め固定されているサドル１４３と、サドル１４３上に設けられスピンドル１４４および駆動モータ１４５からなるスピンドルユニット１４６と、スピンドル軸に設けたフェースミル１４７とから構成されている。また、スピンドルユニット１４６上には、底付容器１の内形状に従って当接部を成形した反力受け１４８が設けられている。この反力受け１４８は、着脱自在であって蟻溝（図示省略）に沿って図中矢印方向にスライドする。また、反力受け１４８は、スピンドルユニット１４６に対するクランプ装置１４９を有しており、所定位置にて固定することができる。
【００８１】
さらに、固定テーブル１４１の下部溝内には、複数のクランプ装置１５０が取付けられている。このクランプ装置１５０は、油圧シリンダ１５１と、油圧シリンダ１５１の軸に設けたくさび状の移動ブロック１５２と、当該移動ブロック１５２と傾斜面で当接する固定ブロック１５３とから構成されており、図中斜線部側を固定テーブル１４１の溝内面に取付けるようにする。
【００８２】
油圧シリンダ１５１の軸を駆動すると、移動ブロック１５２が固定ブロック１５３に当接し、くさびの効果により移動ブロック１５２が多少下方に移動する（図中の点線で示す）。これにより、移動ブロック１５２の下面がキャビティ１０２内面に押し当てられるから、固定テーブル１４１を底付容器１の内側で固定することができる。
【００８３】
また、底付容器１はローラからなる回転支持台１５４上に載せられており、径方向に回転自在となる。また、スピンドルユニット１４６とサドル１４３との間にスペーサ１５５を取付けることにより、固定テーブル１４１上の工具１４７の高さを調整することができる。スペーサ１５５の厚さは、上記バスケットを構成する角パイプの一辺の寸法と同じである。サドル１４３は、可動テーブル１４２に設けたサーボモータ１５６を回転させることにより胴本体１０１の径方向に移動する。可動テーブル１４２は、固定テーブル１４１の端部に設けたサーボモータ１５７とボールネジ１５８により移動制御される。なお、加工が進むにつれて底付容器１内側の形状が変わるので、反力受け１４８やクランプ装置１５０の移動ブロック１５２を適当な形状のものに変更する必要がある。
【００８４】
第１１図は、底付容器１内側の加工方法の一例を示す説明図である。まず、クランプ装置１５０および反力受け１４８により固定テーブル１４１を底付容器１内側の所定位置にて固定する。つぎに、同図（ａ）に示すように、固定テーブル（図示せず）に沿ってスピンドルユニット１４６を所定の切削速度にて移動させ、工具１４７による底付容器１内側の切削を行う。当該位置での切削が完了すると、クランプ装置１５０を外して固定テーブル１４１を解放する。つぎに、同図（ｂ）に示すように、回転支持台１５４上で胴本体１０１を９０度回転させ、クランプ装置１５０にて固定テーブル１４１を固定する。そして、上記同様に工具１４７にて切削を行う。以降、前記同様の工程をさらに２回繰り返す。
【００８５】
つぎに、スピンドルユニット１４６を１８０度回転させ、第１１図（ｃ）に示すように、順次、キャビティ１０２内の切削を行う。この場合も、上記同様に胴本体１０１を９０度回転させながら加工を繰り返す。この後、第１１図（ｄ）に示すように、スピンドルユニット１４６にスペーサ１５５を取付けることで当該スピンドルユニットの位置を高くする。そして、当該位置にて工具１４７を軸方向に送り、底付容器１内側の切削を行う。これを９０度回転させながら繰り返すことで、使用済み核燃料を収納する角パイプ（図示せず）を挿入するのに必要な形状がほぼ完成する。なお、専用機に拠らず一般の横中抉り機や縦型の中繰り機でも加工することができる。
【００８６】
なお上記の説明では、底付容器１を横にして外側および内側切削加工する例について説明したが、つぎに説明する加工装置によって、底付容器１を縦にして容器外側および内側を切削加工してもよい。
【００８７】
具体的には、この加工装置は、加工対象の底付容器を載せて回転させる回転テーブルと、底付容器を前記回転テーブルに載せ、加工終了後には回転テーブルから移動させるためのクレーンと、ベースの上に載せられた可動テーブルと、当該可動テーブルの上に載せられ可動テーブルの可動方向と直角方向に移動できるサドルと、サドルの上に載せられ上下に移動するアームを支えるコラムと、コラムに鉛直方向に対して上下可能に取付けられ、工具を取付けたアタッチメントを先端に備え、加工物に対して上下に移動して加工対象物を加工するアームを供えている。この加工装置は、アームの先端に取付けるアタッチメントを取り替えることによって、フライス加工、穴あけ加工等さまざまな加工に対応できるものである。
【００８８】
底付容器の加工を始めるときには、前記クレーンによって加工対象の底付容器を回転テーブルの上に載せ、中心出しをした後底付容器を回転テーブル上に固定する。底付容器の外側を円筒状に切削するときには、アームに取付けられたアタッチメントにバイトを取付け、回転テーブルを所定の回転数で回転させながら、このバイトによって底付容器を切削加工する。ここで、アームが取付けられているコラムはサドルの上に載せられているので、サドルおよび可動テーブルを動かすことにより、アームを移動させることができる。したがって、アームを任意の位置に移動させて、任意の切り込み量を設定することができる。また、アームは上下に移動できるので、このアームを底付容器の軸方向全体にわたって動かすことによって、底付容器の側面全体を切削できる。これらの動きには精度が要求されるため、サーボモータあるいはステッピングモータ等の回転運動をボールねじ等によって直線運動に変換して前記可動テーブル等を移動させることが望ましい。
【００８９】
径方向断面外形状が円形である底付容器の外周を切削して、例えば八角柱等の多角柱状に加工したいときには、例えば正面フライス用のアタッチメントをアームに取付け、正面フライス削りによって底付容器の側面を切削する。アームを上下させて底付容器の軸方向全体にわたって一面を削り出したら、回転テーブルを４５度回転させてつぎの側面を加工する。この作業を八回繰り返すと径方向の断面外形状が八角径の底付容器を製造できる。このようにして、任意の多角形断面を持つ底付容器を製造できる。
【００９０】
使用済み核燃料を収納するキャスクとして底付容器を使用するときには、底付容器の内形状は使用済み核燃料集合体を収納するバスケットの外周の少なくとも一部に合わせた形状とすることが望ましい。容器内に前記バスケットを容易に挿入し、固定できるからである。このような断面形状としては、例えば図１５（ｄ）に示すようなものがある。底付容器の内側をこのような形状に成形するには、アームに取付けるアタッチメントを例えばエンドミル用のものに変更して、断面内の角部が階段状になるように加工する。
【００９１】
まず、サドルおよび可動テーブルを動かして、アームを回転テーブルに載せられた底付容器の上まで移動する。つぎに、アームを下げて底付容器の内部に、エンドミルを取付けたアタッチメントを挿入して、エンドミルの位置決めをする。その後、所定の切り込み量を与えて底付容器の内側を切削する。何度か切り込みを加えて切削し、所定の形状が得られたら一段目の切削は完了する。一つの角部において必要な階段状の形状が得られたら、回転テーブルを９０度回転させて、次の角部を加工する。この作業を四回繰り返すと図１５（ｄ）に示したような径方向断面内形状を持つキャスク用底付容器を製造できる。
【００９２】
なお、底付容器の内側を切削加工するときには、切削屑や切削油の逃げ場がないため、加工の途中で切削できなくなってしまう。このため、例えばバキュームポンプ等の排出手段によって切削屑等を加工中の底付容器内部から除去することが望ましい。
【００９３】
底付容器を縦にして切削加工すると、横置きにした場合と比較して切削屑等の処理は必要になるものの、重力による変形の影響は低減できる。なお、この加工装置を上下反転して構成すれば、底付容器は開口部を下にして加工されるので、、底付容器の内側を切削加工する際には容易に切屑等を排出できる。
【００９４】
つぎに、本発明の方法で製造した底付容器を使用済み核燃料収納容器であるキャスクに適用した例について説明する。第１２図は、この発明の実施の形態に係るキャスクを示し、（ａ）は軸方向断面図、（ｂ）は径方向断面図である。このキャスク１００は、内部にバスケット３を備えた底付容器１と、底付容器１の外側に設けられたレジンやシリコーンゴム等の中性子遮蔽材２と、キャスク１００の外面になる外筒４とから構成されている。なお、底付容器１は上記の切削加工によって内側と外側とを成形したものである。
【００９５】
この底付容器１の上部には、一次蓋５および二次蓋６が設けられ、当該二次蓋６には中性子を遮蔽するためのレジン７が封入されている。また、底付容器１は、押し抜き絞り加工により形成した底付きの円筒形状であって、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼またはステンレス鋼からなる。
【００９６】
前記中性子遮蔽材２は、水素を多く含有する高分子材料であって中性子遮蔽機能を有する。また、底付容器１の下部には、レジンやシリコーンゴム等の中性子遮蔽材８を封入した遮蔽体９が取付けられている。前記バスケット３は、使用済み核燃料集合体（図示省略）を収容するセルを格子状に配置したものであり、ボロンとアルミニウムとの複合材料から構成されている。
【００９７】
また、耐圧容器としての密閉性能を確保するため、一次蓋５および二次蓋６と底付容器１との間には金属ガスケットを設ける。前記底付容器１と外筒４との間には熱伝導を行う複数の銅製内部フィン１０が溶接されており、前記中性子遮蔽材２は、この内部フィン１０によって形成される空間に流動状態で注入され、発熱固化される。前記一次蓋５および二次蓋６は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製或いはステンレス鋼製である。
【００９８】
上記キャスク１００では、底付の底付容器１を用いているから、従来のような底板を溶接する場合に比べて、製造の手間を省くことができる。また、従来では底付容器に底板を溶接していたので、溶接の品質により当該部分における密閉性が左右されることになっていたが、このような底付の底付容器１であれば当該部分における密閉性の問題は極めて少なくなる。なお、この発明のキャスク１００を実現するにあたっては、底付容器１内のバスケット３の形状や材質、中性子遮蔽材２の充填状態、内部フィン１０の数や位置などは、上記第１２図に示した例に限定されない。
【００９９】
実施の形態１に係る底付容器の製造方法は、円筒の直径に対して肉厚の厚い、いわゆる厚肉容器の製造に適している。さらに本発明の製造方法は、いわゆる厚肉容器の中でも、特に軸方向長さと内径とが１：１以上の容器を製造する場合に適している。この比率を超えるようになると、一般的な熱間加工では成形が進むにつれてプレス圧が増加するが、本実施の形態に係る製造方法は加工の始めと終わりとでプレス圧が大きく増加しないからである。本実施の形態に係る製造方法は、具体的には、例えば直径に対して肉厚が厚く、さらに軸方向の長さが数メートルにも及ぶ大型の底付容器であるキャスク等を製造する場合に特に適している。
【０１００】
従来このような大型で厚肉の底付一体の容器を製造するためには、数万ｔｏｎ規模のプレス機が必要であった。しかし、本発明に係る製造方法でこのようないわゆる厚肉の大型底付容器を製造すると、プレス圧力が一万ｔｏｎ程度で済むため、数万ｔｏｎのプレス機を使用しなくとも既存の大型プレス機によって成形できる。また、成形後の容器は端面形状に優れており、また表面および内部欠陥もほとんど発生しないため、成形後の修整はほとんど不要となる。なお、本発明の製造方法は、このような厚肉の大型底付容器に限られず、比較的肉厚の薄い放射性物質収納容器であるキャニスタも製造することができる。
【０１０１】
また、本発明の製造方法によって、大型プレス機用シリンダや化学プラント用容器、石油精製プラント用のリアクタ容器、アンモニア合成槽、あるいは熱交換器用容器、ボイラー等の圧力容器、水力発電用の水車を収める大型回転機器用のケーシング、潜水艦あるいは潜水艇の胴等も製造することができる。また、本発明の方法に使用できる材料は炭素鋼に限らず、ステンレス鋼、低合金鋼等の鉄系材料の外、ニッケル合金やアルミ合金、銅合金、マグネシウム合金などの非鉄金属も含まれる。
【０１０２】
（実施の形態２）
第１３図は、この発明の実施の形態２に係る底付容器を示す斜視図である。第１３図に示す底付容器１は、その外形および内形ともに八角形であることに特徴がある。また、容器の外形または内形のうち少なくとも一方を多角形としてもよい。放射性物質格納容器であるキャスクの底付容器には燃料棒の集合体を支えるバスケットが収容されるので、特にキャスクにおいては底付容器の内形状をバスケットに合わせた形状に成形するようにするのが好ましい。したがって、キャスクの内形は円状よりも多角形状である方が望ましい。そして、キャスクの内形を多角形とした場合には、キャスク胴の肉厚をできるだけ均一にした方が寸法や重量の点で有利であることから、キャスク胴の外形も多角形とすることが望ましい。この底付容器はこのような要求に対応できるものである。
【０１０３】
第１４図は、実施の形態２に係る底付容器を製造するためのコンテナ胴とポンチとを示す断面図である。成形用コンテナの胴部３００はその内部の断面形状が略八角形をしており、また、穿孔ポンチ４１０の外形も略八角形状である。実施の形態１で説明した熱間拡張成形法でこの成形用コンテナの胴部３００と穿孔ポンチ４１０とを使用すれば、熱間拡張成形時における荷重の増加を抑制しつつ、成形終了後における加工物の表面欠陥を抑制し、また端面形状に優れた多角形断面の底付容器を製造することができる。
【０１０４】
第１５図は、実施の形態２に係る製造方法によって成形できる底付容器の例を示す軸方向に垂直な断面図である。成形用コンテナ胴部の断面および穿孔ポンチの外形を適宜変更することによって、このような断面形状を有する底付容器を成形することができる。特にキャスクの内形を形成する穿孔ポンチ４１０は使用済み核燃料を収納するバスケットの形状に合わせて適宜変更することが望ましい。例えば、同図（ｄ）に示すような内断面形状をその外形とする穿孔ポンチを使用すれば、バスケットの形状に合わせた内形を成形できる。
【０１０５】
第１６図は、実施の形態２に係る製造方法によって成形できる底付容器の例を示す軸方向断面図である。成形用コンテナ３００の底部の内形および穿孔ポンチ４１０の先端形状を、底付容器の底の形状に合わせることで、これらの容器を成形することができる。同図（ｄ）に示す容器は、成形後に底部に孔を穿孔してもよいし、先端に突起を設けた穿孔ポンチによって成形してもよい。このようにして成形した容器は、胴部と一体として形成される底部が平面ではなく曲面が必要である容器に使用することができる。例えば、水力発電用の水車を収める大型回転機器用のケーシング等に適用できる。
【０１０６】
（実施の形態３）
第１７図は実施の形態３に係る底付容器を示す軸方向断面図である。この底付容器１は、胴と底とを一体に成形すると同時に、容器の底にざぐり部も形成する点に特徴がある。従来は厚肉円筒にざぐり部を設けた底を溶接によって取付けていたが、この製造方法では底にざぐり部を設ける工程の他に、溶接工程や溶接後の熱処理工程が必要であるため、製造に手間を要するという問題があった。本発明に係る底付容器を製造する方法によれば、一工程でざぐり部を設けた底を、胴と一体として成形できるため、製造が非常に容易になるという利点がある。
【０１０７】
第１８図は底付容器にざぐり部８００を設ける方法を示した説明図である。同図（ａ）に示すように、ポンチ４１０を押し込んで熱間拡張成形する前に、予め成形用コンテナの底部３０１に筒状の部材である円筒３０２を設けておく。ここで、この円筒３０２のみでもざぐり部８００は形成できるが、金属ビレット２００の成形後にこの円筒３０２を取り出しやすくするために、予めこの円筒３０２の上部に環状の金属板３０３を載せてもよい（同図（ａ）参照）。環状の金属板３０３は、その径方向の幅を円筒３０２の径方向の幅よりもやや大きくしてある。このようにすることで、金属ビレット２００を底付容器へ成形した後に円筒３０２を容易に取り外すことができる。なおこの場合、環状の金属板３０３は底付容器の成形後にその底部に嵌め殺すことになる。
【０１０８】
円筒３０２のみでざぐり部８００を成形するときには、円筒が金属ビレット２００と接する側における円筒の径を、円筒が成形用コンテナ３００の底部３０１と接する側における径よりも小さくすることが望ましい。すなわち、プレス方向に向って円筒３０２の径が大きくなるように、円筒３０２にテーパーを設けることが望ましい。このようにすることで、熱間拡張成形した後の金属ビレット２００から、円筒３０２を取り外しやすくなる。
【０１０９】
金属ビレット２００をコンテナの胴部３００に装入して円筒３０２および環状の金属板３０３の上に載せ（第１８図（ｂ））、ポンチ４１０をビレット２００に押し込んで底付容器の形に熱間拡張成形する（第１８図（ｃ））。こうして成形した金属ビレット２００の底部には、第１８図（ｄ）に示すように、円筒３０２および環状の金属板３０３によって環状の溝が形成される。このままでは単に環状の溝を設けたに過ぎないので、ざぐり部８００を形成するためにガスバーナー等の切断手段（図示せず）によって環状の溝内部に存在する柱状の部分である円柱部を切断する。このようにして、底部にざぐり部８００を備えた底付容器を製造することができる（第１８図（ｅ））。なお、ざぐり部８００は必要に応じて切削加工等によって仕上げてもよい。
【０１１０】
また、第１８図（ｂ’）に示すように、円筒３０２の代わりに円柱３０４を使用しても、底付容器の底部にざぐり部８００を形成することができる。なお、この場合にも円柱３０４の上に金属板３０５を載せて成形することができる（第１８図（ｃ’））。円筒３０２を使用した場合と異なり、円柱３０４を使用した場合は底付容器を成形すると同時にその底部にざぐり部８００を形成できる（第１８図（ｅ’））。このため、同図（ｄ）に示す円柱部を切断する工程は不要であるが、その一方で円筒３０２を使用した場合よりも大きなプレス圧力が必要となる。したがって、プレス機の性能、製造する底付容器の大きさ等を考慮した上で、円筒３０２あるいは円柱３０４のうちいずれを使用するかを決定することが望ましい。
【０１１１】
なお、円柱３０４のみでざぐり部８００を形成する場合には、プレス方向の前方側に向って大きくなるテーパーを設けておくことが望ましい。すなわち円柱３０４の軸方向断面が台形状の円柱とすることが望ましい。このようにすることで、熱間拡張成形した後の金属ビレット２００から、円筒３０２を取り外しやすくなる。
【０１１２】
なお、上記円筒３０２および円柱３０４の軸方向に垂直な断面の形状を変更することによって所望の断面形状を備えたざぐり部８００を成形することができる。例えば、軸方向に垂直な断面の形状を多角形にすることによって、内面形状が多角形のざぐり部８００を形成することができる。このようにすることで、底付容器の外形に合わせたざぐり部を形成することができるため、ざぐり部における径方向の肉厚を一定に保つことができる。
【０１１３】
第１９図は本発明に係る製造方法で成形できる底付容器の例を示した軸方向断面図である。第１９図（ａ）および（ｂ）に示す底付容器１は、上記説明において、円筒あるいは円柱の径を適宜選択することによって成形できる。同図（ｃ）は底部に二段のざぐり部８００を設けた例である。二段のざぐり部８００を設けるには、例えば、径の異なる二個の円柱を積み重ねた形状をした、軸方向の断面が凸形の成形冶具を金属ビレット２００の底に設置することで成形できる。また、径および高さの異なる二個の円筒を、金属ビレット２００の底に設置することでも成形できる。また円筒の外側面に、軸方向に対して段部を設けて使用してもよい。
【０１１４】
（実施の形態４）
第２０図は、この発明の実施の形態４に係る底付容器を示す軸方向断面図である。この底付容器１は、実施の形態１に示した製造方法において、熱間拡張成形前に成形した張出部２０１（第２図（ｂ）参照）をそのまま容器のフランジとして利用する点に特徴がある。使用済み核燃料収納容器であるキャスクは、一次蓋と二次蓋との間に数気圧のヘリウムガスを封入しているため、二次蓋の取付け部には大きな力がかかる。また、二次蓋は落下の衝撃を受ける場合もあるので、二次蓋の取付け部であるフランジ部は強固な構造であることが求められる。本発明に係る容器は、フランジを胴体と一体として成形しており、また胴体の径よりも大きくしてあるのでボルトを二列に配置する等の手段もとりやすい。したがって、二次蓋をより強固に固定することができる。
【０１１５】
従来のキャスクではフランジ部を別に製造してキャスク胴と溶接して取付けていたため、製造に手間を要していた。本発明の製造方法によれば、端面形状に優れた底付の厚肉容器を製造できるため、容器端面に形成した張出部２０１（第２図（ｂ）参照）をほとんど加工せずにフランジとして利用できる。したがって、溶接および溶接後熱処理工程を省略することができ、製造工程を簡略にできる。なお、第２０図では、熱間拡張成形前に成形した張出部２０１（第２図（ｂ）参照）をそのまま容器のフランジとして利用しているが、この張出部２０１を切削加工等によって取り除き容器開口部の内側に加工を施して、これまで使用されてきた張り出しのないフランジを形成することもできる。この場合もフランジ部と胴体とが一体に成形されているため、強度および密閉性を十分に確保できる。
【０１１６】
（実施の形態５）
つぎに、底付容器１の別の製造方法について説明する。第２１図〜第２６図は、第１２図に示したキャスク１００の底付容器１の製造工程を示す説明図である。この底付容器１の成形は、据え込み工程と押し抜き絞り工程とを組み合わせて行われる。
【０１１７】
まず、プレス加工機（図示省略）のスライドテーブル２０上にリング状の第１ダイス２１、第２ダイス２２および第３ダイス２３を積み重ね、この第１ダイス２１〜第３ダイス２３の中に第１加圧台２４、第２加圧台２５および第３加圧台２６を配置し、型を構成する（第２１図の（ａ））。金属ビレットＷの上面には穿孔ポンチ２７が位置する。この穿孔ポンチ２７は、プレス加工機のパンチに取付けたステム２８によって加圧される（第２１図の（ｂ））。金属ビレットＷは、前記第１ダイス２１内に設置される。当該金属ビレットＷは真空鋳造により成形した低炭素鋼またはステンレス鋼からなり、上面が円形で下面が上面より小さな円形となる円錐台形状である（傾斜面角度は図示省略）。加圧加工時、金属ビレットＷは１０００℃〜１２００℃の範囲内に加熱されている。当該加熱は電気炉にて行い、赤めた状態でスライドテーブル２０上に設置する。なお、ここで第１ダイス２１と金属ビレットＷとの間に、上述した円筒３０２および環状の金属板３０３（第１８図（ａ）参照）を設け、底部にざぐり部を形成してもよい。
【０１１８】
つぎに、金属ビレットＷを設置したら、穿孔ポンチ２７を加圧して据え込み加工を行う（第２１図の（ｃ））。第１ダイス２１の内端部は開口形状になっているから、穿孔ポンチ２７と第１ダイスの開口部分２１ａとの間に素材が流れ、金属ビレットＷが皿状に変形する。続いて、吊冶具２９を用いて第１ダイス２１ごとステム２８を吊り上げ（第２１図の（ｄ））、スライドテーブル２０を移動させて搬出し、第１加圧台２４を取り外す（（第２１図の（ｅ））。
【０１１９】
第１ダイス２１ごと金属ビレットＷを吊り上げたら、この状態で第２ダイス２２上にスペーサ３０を設置する（第２２図の（ａ））。続いて、スライドテーブル２０を移動させて型を搬入し（第２２図の（ｂ））、そのまま穿孔ポンチ２７を押し下げ、第１ダイス２１により押し抜き絞り加工を施す（第２２図（ｃ））。これにより、金属ビレットＷが第１ダイス２１を通過するときに頂部の皿状部分が絞られ、カップ形状になって第２ダイス２２内に位置する。つぎに、ステム２８および吊冶具２９とを上方に退避させ、スライドテーブル２０を移動させて金属ビレットＷおよび型を搬出するとともにスペーサ３０を取り外す（第２２図の（ｄ））。
【０１２０】
この状態で穿孔ポンチ２７は、カップ形状になった金属ビレットＷの底に残る（第２３図の（ａ））。つぎに、スペーサ３０を取り外した状態でステム２８を降下させ、穿孔ポンチ２７により加圧する（第２３図の（ｂ））。これによって金属ビレットＷがさらに据え込まれ、第２ダイス２２の開口部分２２ａと穿孔ポンチ２７との間から素材が流れて、金属ビレットＷが変形する。続いて、吊冶具２９を用いて第２ダイス２２を金属ビレットＷごと吊り上げる（第２３図の（ｃ））。この状態でスライドテーブル２０を移動させて型を搬出し、第２加圧台２５を取り外す（第２３図の（ｄ））。
【０１２１】
つぎに、第３ダイス２３上にスペーサ３１を設置する（第２４図の（ａ））。続いて、スライドテーブル２０を移動させて型を搬入し（第２４図の（ｂ））、そのまま穿孔ポンチ２７を押し下げ、第２ダイス２２により押し抜き絞り加工を施す（第２４図（ｃ））。これにより、金属ビレットＷが第２ダイス２２を通過するときに腹部が絞られてカップ状になる。つぎに、ステム２８および吊冶具２９とを上方に退避させ、スライドテーブル２０を移動させて金属ビレットＷおよび型を搬出するとともにスペーサ３１を取り外す（第２４図の（ｄ））。この状態で穿孔ポンチ２７は、カップ形状になった金属ビレットＷの底に残ることになる。
【０１２２】
つぎに、スライドテーブル２０を移動させて金属ビレットＷをステム２８の下方に位置させ（第２５図の（ａ））、ステム２８を降下させて穿孔ポンチ２７により金属ビレットＷを加圧する（第２５図の（ｂ））。これによって金属ビレットＷがさらに据え込まれ、第３ダイス２３の開口部分２３ａと穿孔ポンチ２７との間から素材が流れて、金属ビレットＷが変形する。続いて、吊冶具２９を用いて第３ダイス２３を金属ビレットＷごと吊り上げる（第２５図の（ｃ））。この状態でスライドテーブル２０を移動させて、第３加圧台２６を取り外す（第２５図の（ｄ））。
【０１２３】
つぎに、スライドテーブル２０上にスペーサ３２を設置する（第２６図の（ａ））。続いて、スライドテーブル２０を移動させてスペーサ３２を搬入し（第２６図の（ｂ））、そのまま穿孔ポンチ２７を押し下げ、第３ダイス２３により押し抜き絞り加工を施す（第２６図（ｃ））。これにより、金属ビレットＷが第３ダイス２３を通過するときにその腹部が絞られる。つぎに、ステム２８および吊冶具２９とを上方に退避させ、スライドテーブル２０を移動させて金属ビレットＷを搬出するとともにスペーサ３２を取り外す（第２６図の（ｄ））。この状態で穿孔ポンチ２７は、カップ形状になった金属ビレットＷの底に残っているが、このまま底付容器１の底として使用する。なお、穿孔ポンチ２７を取り除いて使用することも可能である。また、スライドテーブル２０を移動させてスペーサ３２を搬入したときに（第２６図の（ｂ））、スペーサ３２の内部に円筒スペーサ３０２（第２図（ｅ´´）参照）を設けて、穿孔ポンチ２７によって金属ビレットＷの底部を打ち抜けば、この方法によっても円筒容器を成形できる。
【０１２４】
上記成形が終了したら、所定の熱処理を施し、底付容器内面の機械加工を行う。このようにして成形した底付容器１は、金属ビレットＷからの断面減少率が４０％程度になる。また、通常の後方押出成形により底付容器を成形する場合に比べると、後方押出成形による場合は、底付容器の底部が厚くなり、キャスクの重量増加を招くことになる。また、プレス機械に大きな圧力を持ったものが必要になり、底付容器の規模によっては製造できない場合がある。これに対して、この実施の形態に係る製造方法によれば、上記のように据え込みと押し抜き絞りとを組み合わせて成形を行うので、据え込み時或いは絞り時の圧力がそれぞれ小さくてよい。このため、従来から使用されている大型のプレス加工機を用いて成形することが可能になる。
【０１２５】
第２７図は、上記底付容器の他の製造方法を示す説明図である。上記製造方法では、これまで説明したように、円筒形状の穿孔ポンチ２７および加圧台２４〜２６と、内部円リング形状のダイス２１〜２３を用いていたが、これら穿孔ポンチ２７などはこれらの形状に限定されない。例えば同図（ｂ）に示すように、底付容器１の外形を８角形にする場合には、第１ダイス２１ｂ〜第３ダイスの内部形状を８角形にすればよい。この場合、ダイス内に設置する加圧台２４ｂも８角形になる。
【０１２６】
また、底付容器１の内形を８角形にする場合には、同図（ｃ）に示すように、穿孔ポンチ２７ｃを８角柱にすればよい。この場合の金属ビレットＷは、８角錐台形状になる（テーパー角度の詳細は図示省略）。さらに、底付容器１の内形を段付とする場合には、同図（ｄ）に示すように、穿孔ポンチ２７ｄを段付き形状の角柱にすればよい。なお、図示しないが、底付容器の内外形を８角形にする場合には、同図（ｂ）に示したダイス２１ｂと、同図（ｃ）に示した穿孔ポンチ２７ｃを用いればよい。また、８角形以外であっても、当該発明の製造方法によれば、穿孔ポンチ、ダイスなどの形状を変えることで上記同様に成形可能である。なお、第２７図に示した穿孔ポンチ２７ｃおよび２７ｄは上記実施の形態１に係る製造方法にも適用できる。
【０１２７】
第２８図は、異なる製造方法の実施の形態を示す説明図である。この製造方法は、ステム５１をプレス加工機のスライドテーブル５２上に設置するとともにこのステム５１の頂部に穿孔ポンチ５３を取付け、加圧台５４をプレス加工機のパンチ５５に取付けることで実現する。すなわち、同図（ａ）に示すように、穿孔ポンチ５３に金属ビレットＷを載せ、プレス加工機のパンチ５５を降下させることで、第１ダイス５６による金属ビレットＷの据え込み加工を行う。
【０１２８】
つぎに、金属ビレットＷの下端が皿状に変形したら、パンチ５５を退避させて金属ビレットＷごと搬出する（図示省略）。そして、第１ダイス５６の上部に複数のスペーサ５７を載せ、パンチ５５の下方に搬入する。また、加圧台５４は、パンチ５５から取り外しておく。この状態でパンチ５５を降下させて加圧すると、同図（ｂ）に示すように、第１ダイス５６により金属ビレットＷが絞られる。この第１ダイス５６は、そのまま下方に退避する。
【０１２９】
つぎに、上記同様に金属ビレットＷを搬出してスペーサ５７を取り外すとともに加圧台５４を取付け、再びパンチ５５の下方に搬入する（図示省略）。また、パンチ５５側には、第２ダイス５８が取付けられる。この状態でパンチ５５を降下させ、金属ビレットＷを据え込み加圧する（同図（ｃ））。続いて、一旦、金属ビレットＷを搬出してからその第２ダイス５８上に複数のスペーサ５９を設置するとともに加圧台５４を取り外し、再び搬入する。そして、この状態でパンチ５５を降下させて加圧すると、同図（ｄ）に示すように、底付容器１の腹部が絞られる。この第２ダイス５８は、このまま下方に退避する。
【０１３０】
続いて、上記同様、金属ビレットＷを搬出してスペーサ５９を取り外し、再びパンチ５５の下方に搬入する（図示省略）。また、パンチ５５側には、第３ダイス６０および加圧台５４が取付けられる。この状態でパンチ５５を降下させて金属ビレットＷを加圧すると、同図（ｅ）に示すように、金属ビレットＷがさらに変形する。そして、一旦、金属ビレットＷを搬出してからその第３ダイス６０上に複数のスペーサ６１を設置するとともに加圧台５４を取り外し、再び搬入する。そして、この状態でパンチ５５を降下させて加圧すると、同図（ｆ）に示すように、底付容器１の腹部が絞られる。この第３ダイス６０は、このまま下方に退避する。なお、本発明の方法に使用できる材料は炭素鋼、ステンレス鋼、低合金鋼等の鉄系材料の外、ニッケル合金やアルミ合金、銅合金、マグネシウム合金などの非鉄金属も含まれる。
【０１３１】
具体的な成形条件について説明する。低炭素鋼の金属ビレットを用いてこれを１０００℃に加熱し、歪速度を０．１〜１ｓとするとき、その変形抵抗は、１．５〜３ｋｇｆ／ｍｍ２となる。例えば、１ｍの長さを１分で押し抜くとして、外径２５００ｍｍから２２００ｍｍへの減少を３０度ダイスで行う場合、内径を１４２０ｍｍとすると、歪は、
ｌｎ（（２５００２−１４２０２）／（２２００２−１４２０２））＝０．４
となり、これを時間（２５００−２２００／２／ｔａｎ３０°）／（１０００／６０）＝１５．６ｓｅｃで加工することになる。したがって、このときの歪速度は０．０２５−１ｓとなる。
【０１３２】
つぎに、押し抜き力は、変形抵抗が３ｋｇｆ／ｍｍ２のとき摩擦係数を０．３とすると、
３×π／４×（２２００２−１４２０２）×ｌｎ（（２５００２−１４２０２）／（２２００２−１４２０２））×（１＋０．１×０．３／ｔａｎ３０°）＋４π／（６・３・√３）＝５４６０６４０ｋｇｆ
となる。しかし、初期には温度が高いので、押し抜き力は半分の２７３０ｔｏｎｆになる。また、押し抜き時に底が抜けないための最終厚みは、
５４０６４０／（３／√３）／π／１４２０＝７０７ｍｍ
であり、したがってこれ以上が必要となる。
【０１３３】
製品長４８８５ｍｍのとき素材長は、
４８８５×（２２００２−１４２０２）／２２００２＝２８５０ｍｍ
であるから、一回の据え込み量を１／３の９５０ｍｍ、型拘束部までの高さを最終底厚みの７００ｍｍとすると、必要な据え込み力は、
３×π／４×１４２０２×（１＋０．３×１４２０／７００／２）＝６１９６７００ｋｇｆ
となる。この程度の圧力であれば、使用実績のある８０００ｔｏｎプレスによって成形可能である。
【０１３４】
これに対して、後方押出成形する場合の押出し力は、
３×π／４×２２００２×（ｌｎ（２２００２／（２２００２−１４２０２））×（１＋２×０．５／ｔａｎ４５°））＋４π／（４・３・√３）＝１９１８６１０３ｋｇｆ
となるから、２００００ｔｏｎプレスが必要になる。
【０１３５】
（付記）
つぎの発明に係る筒物または容器の製造方法は、金属ビレットを成形用コンテナに装入し、プレス加圧機によって作動する穿孔ポンチによって当該金属ビレットを熱間拡張成形するにあたって、プレス方向の前方側はコンテナの内径以下の対角線長さをもつ外径の断面形状であり、また後方側はコンテナの内径と略同等な外径もつ断面形状である金属ビレットを、プレス加工温度に加熱した後プレス成形用コンテナに装入する工程と、前記穿孔ポンチで該金属ビレットの加工物中心を穿孔しながらプレス加工する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０１３６】
この方法では、プレス方向の前方側は対角線長さがコンテナの内径よりも小さい四角形断面の金属ビレットを使用するため、プレス方向の前方側における平面で構成された側面を曲げる作用によって、プレス圧力を従来よりも小さくできる。また、金属ビレットのプレス方向の後方側が、プレス方向の前方側の据え込みを抑制するため、端部や容器表面の欠陥も抑制でき、プレス圧力も低減できる。
【０１３７】
つぎの発明に係る筒物または容器の製造方法は、金属ビレットを成形用コンテナに装入し、プレス加圧機によって作動する穿孔ポンチによって当該金属ビレットを熱間拡張成形するにあたって、プレス方向の前方側はコンテナの内径よりも小さい対角線長さの外径をもつ断面形状であり、また後方側はコンテナの内径と略同等な対角線長さをもつ断面形状である金属ビレットを、プレス加工温度に加熱した後プレス成形用コンテナに装入する工程と、ポンチで該金属ビレットの加工物中心を穿孔しながらプレス加工する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０１３８】
この方法では、プレス方向の前方側は対角線長さがコンテナの内径よりも小さい四角形断面の金属ビレットを使用するため、プレス方向の前方側における平面で構成された側面を曲げる作用によって、プレス圧力を従来よりも小さくできる。また、この方法に使用する金属ビレットはプレス方向の前方側および後方側ともに角断面形状であるため、丸断面形状と比較して金属ビレットを比較的容易に加工できる。
【０１３９】
つぎの発明に係る筒物または容器の製造方法は、金属ビレットを成形用コンテナに装入し、プレス加圧機によって作動する穿孔ポンチによって当該金属ビレットを熱間拡張成形するにあたって、プレス方向の前方側はコンテナの内径よりも小さい外径をもつ断面形状であり、また後方側はコンテナの内径と略同等な外径をもつ断面形状である金属ビレットを、プレス加工温度に加熱した後プレス成形用コンテナに装入する工程と、ポンチで該金属ビレットの加工物中心を穿孔しながらプレス加工する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０１４０】
上記の容器の製造方法では、プレス方向の前方側は対角線長さがコンテナの内径よりも小さい円形断面であるため、金属ビレットと成形用コンテナの内壁との間に生ずる空間へ、金属ビレットが拡張する。このため、プレス圧力を従来よりも小さくできる。また、金属ビレットのプレス方向の後方側がプレス方向の前方側の据え込みを抑制するため、端部や容器表面の欠陥も抑制でき、プレス圧力も低減できる。
【０１４１】
つぎの発明に係る筒物または容器の製造方法は、金属ビレットを成形用コンテナに装入し、プレス加圧機によって作動する穿孔ポンチによって当該金属ビレットを熱間拡張成形するにあたって、プレス方向の前方側はコンテナの内径以下の対角線長さをもつ外径の断面形状で、また後方側はコンテナの内径と略同等な外径もつ断面形状である金属ビレットを、プレス加工温度に加熱した後プレス成形用コンテナに装入する工程と、前記金属ビレットを押し込むことにより当該金属ビレットのプレス方向の後方側を前記成形用コンテナの入口側端部に延出させる工程と、前記穿孔ポンチで該金属ビレットの加工物中心を穿孔しながらプレス加工する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０１４２】
この筒物または容器の製造方法は、熱間拡張成形前にコンテナの胴部上に金属ビレットのプレス方向の後方側を延出させる工程を含んでいる。この延出部は、熱間拡張成形時に金属ビレットをコンテナ端部に係止する作用があるため、コンテナと金属ビレットとの拘束がより強くなって、プレス方向の前方側における据え込みを抑制できる。また、プレス方向の前方側は対角線長さがコンテナの内径よりも小さい四角形断面の金属ビレットを使用するため、四角形断面の各辺を曲げる作用によって拡張成形される。また、金属ビレットのプレス方向の後方側が、プレス方向の前方側の据え込みを抑制する。これらの相互作用によって、この製造方法では、後方押出し法等と比較して小さなプレス圧力で厚肉の容器を成形できる。
【０１４３】
つぎの発明に係る筒物または容器の製造方法は、金属ビレットを成形用コンテナに装入し、プレス加圧機によって作動する穿孔ポンチによって当該金属ビレットを熱間拡張成形するにあたって、プレス方向の前方側はコンテナの内径よりも少さい対角線長さの外径をもつ断面形状であり、また後方側はコンテナの内径と略同等な対角線長さをもつ断面形状である金属ビレットを、プレス加工温度に加熱した後プレス成形用コンテナに装入する工程と、前記金属ビレットを押し込むことにより当該金属ビレットのプレス方向の後方側を前記成形用コンテナの入口側端部に延出させる工程と、ポンチで該金属ビレットの加工物中心を穿孔しながらプレス加工する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０１４４】
この筒物または容器の製造方法は、熱間拡張成形前にコンテナの胴部上に金属ビレットのプレス方向の後方側を延出させる工程を含んでいる。この延出部は、熱間拡張成形時に金属ビレットをコンテナ端部に係止する作用があるため、コンテナと金属ビレットとの拘束がより強くなって、プレス方向の前方側における据え込みを抑制できる。また、プレス方向の前方側は対角線長さがコンテナの内径よりも小さい四角形断面の金属ビレットを使用するため、四角形断面の各辺を曲げる作用によって拡張成形される。また、金属ビレットのプレス方向の後方側が、プレス方向の前方側の据え込みを抑制する。これらの相互作用によって、この製造方法では、後方押出し法等と比較して小さなプレス圧力で厚肉の容器を成形できる。さらに、この方法に使用する金属ビレットはプレス方向の前方側および後方側ともに角断面形状であるため、一方が丸断面形状の金属ビレットと比較して金属ビレットの加工が比較的容易である。
【０１４５】
つぎの発明に係る筒物または容器の製造方法は、金属ビレットを成形用コンテナに装入し、プレス加圧機によって作動する穿孔ポンチによって当該金属ビレットを熱間拡張成形するにあたって、プレス方向の前方側はコンテナの内径よりも少さい外径をもつ断面形状であり、また後方側はコンテナの内径と略同等な外径をもつ断面形状である金属ビレットを、プレス加工温度に加熱した後プレス成形用コンテナに装入する工程と、前記金属ビレットを押し込むことにより当該金属ビレットのプレス方向の後方側を前記成形用コンテナの入口側端部に延出させる工程と、ポンチで該金属ビレットの加工物中心を穿孔しながらプレス加工する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０１４６】
この筒物または容器の製造方法は、熱間拡張成形前にコンテナの胴部上に金属ビレットのプレス方向の後方側を延出させる工程を含んでいる。この延出部は、熱間拡張成形時に金属ビレットをコンテナ端部に係止する作用があるため、コンテナと金属ビレットとの拘束がより強くなって、プレス方向の前方側における据え込みを抑制できる。また、金属ビレットのプレス方向の後方側は成形用コンテナの内径と略同径であるため、プレス方向の前方側の据え込みを抑制できる。これらの相互作用によって、この製造方法では、後方押出し法等と比較して小さなプレス圧力で厚肉の容器を成形できる。さらに、この方法に使用する金属ビレットはプレス方向の前方側および後方側ともに断面形状が円形であるため、断面形状が異なる金属ビレットと比較して加工が比較的容易である。
【０１４７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る厚物金属製円筒物または円筒容器の熱間プレス成形法では、プレス方向の前方側はコンテナの内径よりも小さい外径または対角線長さの外径をもつ断面形状の部材もしくはコンテナの内径と同等の対角線長さの外径をもつ断面形状の部材で、また後方側はコンテナの内径と同等な外径または対角線長さをもつ断面形状の部材からなる異径断面形状の継目無金属ビレットを、プレス加工温度に加熱した後プレス成形用コンテナに装入し、しかる後ポンチで該継目無金属ビレットの加工物中心を穿孔しながらプレス加工した。このため、継目無金属ビレットがプレス成形荷重を低減させ且つ製品歩留りを向上させ、さらに端面形状の優れたプレス成形品が得られる。
【０１４８】
また、この発明に係る厚物金属製円筒物または円筒容器の熱間プレス成形法では、熱間拡張成形前にコンテナの胴部上に金属ビレットのプレス方向の後方側を延出させる工程を含むようにした。この延出部は、熱間拡張成形時に金属ビレットをコンテナ端部に係止する作用があるため、コンテナと金属ビレットとの拘束がより強くなって、プレス方向の前方側における据え込みを抑制できる。またプレス前方側は、コンテナの内径よりも小さい外径または対角線長さの外径をもつ断面形状の部材もしくはコンテナの内径と同等の対角線長さの外径をもつ断面形状の部材とした。このため、プレス後方側から金属が供給され且つ高温度に加熱された鋼の良好な塑性加工の作用効果が伴って側方に押し広げられながら加工されるため、コンテナの空間を充満し成形されるため、継目無金属ビレットから、所定形状のプレス製品に製造される。これらの相互作用によって、後方押出し法等と比較して小さなプレス圧力で厚肉の容器を成形できる。
【０１４９】
また、この発明に係る容器の製造装置では、コンテナ胴部とコンテナ底部とがコンテナ胴部の軸方向に対して相対的に移動できる成形用コンテナと、プレス加工機に取付けられ、前記成形用コンテナ内に装入された金属ビレットを加圧する穿孔ポンチとを備えるようにした。このため、熱間拡張成形時において、コンテナの胴部と成形される金属ビレットとはほとんど相対的に移動しないため、熱間拡張成形時におけるプレス圧力の増加を抑制できる。
【０１５０】
また、この発明に係る容器の製造装置では、さらに上記成形用コンテナの胴部を軸方向に分割した。このため、軸方向に長い金属ビレットを成形する場合であっても、熱間拡張成形時における金属ビレットの軸方向に対する変形をコンテナ全体で吸収できる。したがってプレス圧力の増加を抑制できる。
【０１５１】
また、この発明に係る熱間拡張成形用金属ビレットは、少なくともプレス方向の前方側における軸方向に垂直な断面形状を多角形に形成した。このため、多角形の辺を曲げる作用、および金属ビレットの据込みを抑制する作用が生ずる。これらの作用によって、従来よりも少ないプレス圧力で軸方向の長さと径との比が１以上の厚肉容器を成形できる。また成形後における容器の端部や表面に生ずる欠陥も抑制できる。
【０１５２】
また、この発明に係る熱間拡張成形用金属ビレットは、プレス方向の前方側における側面またはプレス方向の後方側における側面のうち少なくとも一方に、少なくとも一つの平面を備えた。熱間拡張成形時においては、この平面を曲げる作用によって拡張成形するため、熱間拡張成形時に要する力は側面が曲面である場合よりも小さくて済む。したがって、従来よりも小さいプレス圧力で軸方向に長い厚肉の容器を成形できる。また、側面が曲面である場合と比較して、割れ等の内部欠陥も低減できる。
【０１５３】
また、この発明に係る熱間拡張成形用金属ビレットは、上記熱間拡張成形用金属ビレットにおいて、さらに、前記金属ビレットのプレス方向の前方側に、プレス方向に向かって細くなるテーパーを設けた。また、この発明に係る熱間拡張成形用金属ビレットは、上記熱間拡張成形用金属ビレットにおいて、さらに、前記金属ビレットのプレス方向前方側が、プレス方向に向かって段階的に細くなるように少なくとも一以上の段部を設けた。これらの金属ビレットは、熱間拡張成形の最終段階において、成形用コンテナの底部付近に金属が充満するタイミングを遅らせることができる。このため、熱間拡張成形の最終段階において据込みを抑制し、その結果、熱間拡張成形時におけるプレス圧力を小さくすることができる。
【０１５４】
また、この発明に係る熱間拡張成形用金属ビレットは、プレス方向の後方側における端部に張出部を備えたので、この張出部が熱間拡張成形時に金属ビレットをコンテナ端部に係止する。この作用により、コンテナと金属ビレットとの拘束がより強くなってプレス方向の前方側における据え込みを抑制できる。また、側面に少なくとも一つの平面を備えたので、この平面を曲げる作用および金属ビレットの据込みを抑制する作用も生ずる。したがって、これらの相互作用によってプレス圧力を小さく抑えることができる。また、この金属ビレットは、製造時に予め張出部を金属ビレットのプレス方向の後方側に設けたので、容器の製造工程を簡略にすることができる。
【０１５５】
また、この発明の熱間拡張成形用金属ビレットでは、プレス方向の後方側に張出部を備えるようにしたため、この張出部が熱間拡張成形時に金属ビレットをコンテナ端部に係止する。この作用により、コンテナと金属ビレットとの拘束がより強くなってプレス方向の前方側における据え込みを抑制できる。また、少なくともプレス方向の前方側における軸方向に垂直な断面形状を多角形に形成したので、多角形断面の各辺を曲げる作用および金属ビレットの据込みを抑制する作用も生ずる。したがって、これらの相互作用によってプレス圧力を小さく抑えることができる。また、この金属ビレットは、製造時に予め張出部を金属ビレットのプレス方向の後方側に設けたので、プレス方向の後方側に張出部を形成する工程が不要となり、容器の製造工程を簡略にすることができる。
【０１５６】
また、この発明の熱間拡張成形用金属ビレットでは、プレス方向の後方側に張出部を備えたため、この張出部が熱間拡張成形時に金属ビレットをコンテナ端部に係止する。この作用により、コンテナと金属ビレットとの拘束がより強くなってプレス方向の前方側における据え込みを抑制できる。また、少なくともプレス方向の前方側における軸方向に垂直な断面形状を多角形に形成したので、上記曲げの作用および金属の流れを抑制する作用も生ずる。さらにプレス前方側はプレス方向に向かって段階的に細くなるようにしたので、熱間拡張成形の最終段階において据込み現象を抑制し、プレス圧力の増加を抑えることができる。したがって、これらの相互作用によってプレス圧力を小さく抑えることができる。また、この金属ビレットは、製造時に予め張出部を金属ビレットのプレス方向の後方側に設けたので、プレス方向の後方側に張出部を形成する工程が不要となる。
【０１５７】
また、この発明の熱間拡張成形用金属ビレットでは、プレス方向の後方側に張出部を備えたため、この張出部が熱間拡張成形時に金属ビレットをコンテナ端部に係止する。この作用により、コンテナと金属ビレットとの拘束がより強くなってプレス方向の前方側における据え込みを抑制できる。また、金属ビレットの側面のうち少なくとも一方に少なくとも一つの平面を備えたので、上記曲げの作用および金属の流れを抑制する作用も生ずる。さらにプレス前方側はプレス方向に向かって段階的に細くなるようにしているので、熱間拡張成形の最終段階において据込み現象を抑制し、プレス圧力の増加を抑えることができる。したがって、これらの相互作用によってプレス圧力を小さく抑えることができる。また、この金属ビレットは、製造時に予め張出部を金属ビレットのプレス方向の後方側に設けたので、プレス方向の後方側に張出部を形成する工程が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る底付容器の一例を示す説明図である。
【図２】第１図に示した底付容器の製造工程を示す説明図である。
【図３】実施の形態１に使用する金属ビレットの一例を示す斜視図である。
【図４】実施の形態１に係る他のビレットを示す説明図である。
【図５】金属ビレットの変形の様子を示した概念図である。
【図６】実施の形態１に適用できる他の金属ビレットを示す斜視図である。
【図７】実施の形態１に適用できる他の金属ビレットを示す説明図である。
【図８】実施の形態１に使用するコンテナの胴部の分割部を示す断面図である。
【図９】熱間拡張成形した底付容器の外側を切削加工する装置を示す概略図である。
【図１０】底付容器の内側を加工する装置を示す概略図である。
【図１１】底付容器内側の加工方法の一例を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態に係るキャスクを示し、（ａ）は軸方向断面図、（ｂ）は径方向断面図である。
【図１３】実施の形態２に係る底付容器を示す斜視図である。
【図１４】実施の形態２に係る底付容器を製造するためのコンテナ胴とポンチとを示す断面図である。
【図１５】実施の形態２に係る製造方法によって成形できる底付容器の例を示す軸方向に垂直な断面図である。
【図１６】実施の形態２に係る底付容器を製造するためのコンテナ胴とポンチを示す断面図である。
【図１７】実施の形態３に係る底付容器を示す軸方向断面図である。
【図１８】底付容器にざぐり部を設ける方法を示した説明図である。
【図１９】本発明に係る製造方法で成形できる底付容器の例を示した軸方向断面図である。
【図２０】実施の形態４に係る底付容器を示す軸方向断面図である。
【図２１】第１２図に示した底付容器の製造工程を示す説明図である。
【図２２】第１２図に示したキャスクの底付容器の製造工程を示す説明図である。
【図２３】第１２図に示したキャスクの底付容器の製造工程を示す説明図である。
【図２４】第１２図に示したキャスクの底付容器の製造工程を示す説明図である。
【図２５】第１２図に示したキャスクの底付容器の製造工程を示す説明図である。
【図２６】第１２図に示したキャスクの底付容器の製造工程を示す説明図である。
【図２７】上記底付容器の他の製造方法を示す説明図である。
【図２８】異なる製造方法の実施の形態を示す説明図である。
【図２９】従来のキャスクの一例を示す断面図である。
【図３０】第２９図に示したキャスクの底付容器を製造する方法の一例を示す説明図である。
【図３１】エルハルト穿孔法によって底付容器を製造する方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１００　キャスク
１　底付容器
１ａ　胴部
１ｂ　底部
２　レジン
３　バスケット
４　外筒
５　一次蓋
６　二次蓋
７、８　レジン
９　遮蔽体
１０　内部フィン
２０　スライドテーブル
２１〜２３　ダイス
２１ａ　開口部分
２４〜２６　加圧台
２８　ステム
２９　吊冶具
３０〜３２　スペーサ
Ｗ、２００　金属ビレット
２０１　張り出し部
２０２　リム
２０３　突起
３００、３００ａ、３００ｂ　コンテナの胴部
３０１　コンテナの底部
３０２　円筒状のスペーサ
３０３　環状の金属板
３０４　円柱
３０５　金属板
３１０　位置決めガイド
３５０　空間
４００　大型ポンチ
２７、４１０、４１１　穿孔ポンチ
８００　ざぐり部
９００、９１０、９２０　軸方向に垂直な断面の投影像
９５０、９６０、９７０　軸方向に垂直な断面
【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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【図１８】
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【図１９】
2004098161.tif 000022
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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