(57)【要約】【課題】  ステンレス鋼製消火器のボディに適した、絞り比が３以上のステンレス鋼からなる深絞り容器を、中間焼鈍なしで製造する。【解決手段】  オーステナイト系ステンレス鋼からなる円筒容器を逆再絞り加工により製造するに当たり、第１絞り加工を温間絞り加工とし、逆再絞り加工を対向液圧絞り加工とする。温間絞り加工での加熱温度は８０〜１３０℃とし、対向液圧絞り加工における液圧は１０〜２０ＭＰａとする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼からなる円筒容器を逆再絞り加工により製造するに当たり、第１絞り加工を温間絞り加工とし、逆再絞り加工を対向液圧絞り加工とすることを特徴とする深絞り加工方法。
【請求項２】
第１絞り加工と逆再絞り加工の間で中間焼鈍を行わず、両加工を同じ位置で連続的に行う請求項１に記載の深絞り加工方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の深絞り加工方法により製造された、絞り比が３以上である深絞り円筒容器。
【請求項４】
ステンレス鋼製消火器のボディに使用される請求項３に記載の深絞り円筒容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステンレス鋼からなる円筒容器の製造に使用される深絞り加工方法、特にステンレス鋼製消火器のボディの製造に適した深絞り加工方法、及びその加工方法により製造された深絞り円筒容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、消火器のボディには両端を閉止した円筒状の金属容器が使用されている。この金属容器は大きく別けて３ピース構造と２ピース構造の２種類があり、最近はコスト低減の観点から、３ピース構造から２ピース構造への転換が図られている。
【０００３】
３ピース構造では、板材を巻いて円筒状の胴部を形成し、その胴部の両端開口部を碗状の端板で閉塞することにより、消火器用ボディが製造される。一方、２ピース構造では、深絞り加工により底付きの円筒容器を製造し、その開口側の端部を端板で閉止することにより、消火器用ボディが製造される。
【０００４】
深絞り加工のうち、後で問題にする逆再絞り加工は非特許文献１に詳しく説明されている。
【０００５】
【非特許文献１】橋本明著，「プレス絞り加工」，第１４版，日刊工業新聞社，      昭和５０年１１月３０日，ｐ．８９−９６
【０００６】
ところで、消火器用ボディの材質といえば以前は普通鋼であったが、最近はより高強度なステンレス鋼が注目されている。
【０００７】
ところが、ステンレス鋼は普通鋼と比べて加工性が劣る。このため、２ピース構造のものは製造できず、３ピース構造に限定される問題があった。なぜなら、３ピース構造に用いられる底付きの円筒容器の深絞り加工比は３を超えており、このような高加工度の深絞り加工はステンレス鋼では困難であるからである。このため、ステンレス鋼製の消火器用ボディは３ピース構造に限定されており、製造コストが嵩む問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、３以上の加工比が可能なステンレス鋼の深絞り加工方法を提供することにある。本発明の他の目的は、ステンレス鋼でありながら、絞り比が３以上の深絞り円筒容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明者は再絞り加工、特に逆再絞り加工に着目した。逆再絞りとは、第１絞りに続く再絞りを、第１絞りの方向とは逆の方向に行う加工法である。この加工法では、材料が裏返しとなり、比較的大きな絞り比を確保できる。しかし、ステンレス鋼の場合、第１絞りと逆再絞りの間に中間焼鈍を挟まない限り、３以上の絞り比を確保することは困難である。
【００１０】
即ち、ステンレス鋼の場合も、逆再絞り加工で且つ中間焼鈍を併用することにより、一応３以上の絞り比が可能となる。しかし、中間焼鈍を採用すると、焼鈍コストが必要になる上に、第１絞り加工に続く逆再絞り加工を、第１絞りと同じ位置で連続的に行うことができなくなり、工数増加によるコスト増も問題になる。このため、中間焼鈍を併用することなく定位置で連続的に実施できる逆再絞り加工方法が求められる。
【００１１】
そこで本発明者は、中間焼鈍に依存せずに逆再絞り加工における絞り比を大きくする方法について種々検討した。その結果、第１絞り加工を温間加工とすること、及び第１絞り加工に続く逆再絞り加工で対向液圧加工を行うことにより、中間焼鈍なしで３以上の絞り比を確保でき、ステンレス鋼製消火器においても２ピース構造が可能になることが判明した。
【００１２】
本発明の深絞り加工方法は、かかる知見を基礎として開発されたものであり、ステンレス鋼からなる円筒容器を逆再絞り加工により製造するに当たり、第１絞り加工を温間絞り加工とし、逆再絞り加工を対向液圧絞り加工とするものである。
【００１３】
また、本発明の深絞り円筒容器は、上記深絞り加工方法により製造されたステンレス鋼製で絞り比が３以上の絞り容器である。
【００１４】
温間絞り加工とは、パンチを非加熱（通常は冷却）とし、ダイス及び板押さえ間で材料（ブランク）を加熱して絞り加工を行う加工法である。フランジ部が加熱され、パンチ肩部が冷却される温度勾配の付与により絞り性が向上する。また、対向液圧絞り加工とは、液圧ドーム内の液圧が雌型に代わる働きをし、成形中はドーム内の液圧が材料を雄型の形状に均等な圧力を押しつけながら絞り加工を行う方法である。
【００１５】
第１絞り加工を温間絞り加工とし、これに続く逆再絞り加工を対向液圧絞り加工とすることにより、ステンレス鋼に対して中間焼鈍なしで絞り比が３以上の深絞り加工が可能になる。中間焼鈍が省略されることにより、両加工が同じ位置、即ち１つのマシン内で連続的に実施され、高い加工効率が確保される。定位置で温間絞り加工に続けて実施できる点で、対向液圧絞り加工は有意義である。
【００１６】
本発明は、ステンレス鋼製消火器のボディに使用される深絞り容器に適用可能である。ちなみに、その深絞り容器の寸法は通常内径８０〜２００ｍｍ、肉厚１．０〜２．０ｍｍである。ステンレス鋼としては温間成形が特に有効なＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌなどのオーステナイト系ステンレス鋼が好ましい。
【００１７】
温間絞り加工での加熱温度は８０〜１３０℃が好ましい。この温度が低すぎると加工硬化を起こし、第２工程で破れが発生する。高すぎる場合も同様に材料が破れるおそれがある。また対向液圧絞り加工における液圧は１０〜２０ＭＰａが好ましい。この液圧が低すぎる場合は材料の滑り込みが悪くなる。高すぎる場合は材料の滑り込み部分の変形が激しく破断しやすくなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の深絞り加工方法は、ステンレス鋼からなる円筒容器を逆再絞り加工により製造するに当たり、第１絞り加工を温間絞り加工とし、逆再絞り加工を対向液圧絞り加工とすることにより、中間焼鈍を用いることなく３以上の絞り比を確保できる。これにより、両加工を同じ位置で能率よく実施できる。
【００１９】
また、本発明の深絞り円筒容器は、上記深絞り加工方法で製造された絞り比が３以上の容器であり、中間焼鈍を用いることなく能率よく製造できることから経済性に優れる。これをステンレス鋼製消火器のボディに使用することにより２ピース構造が可能になり、ステンレス鋼製消火器の価格引き下げに大きな効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態を示す深絞り加工方法の工程図である。
【００２１】
本実施形態の深絞り加工方法は、２ピース構造のステンレス鋼製消火器用ボディの製造に使用され、より詳しくは、そのボディに使用される絞り比が３以上の深絞り円筒容器を、中間焼鈍を挟まない逆再絞り加工により定位置で能率的に製造するものである。
【００２２】
まず、加工装置について説明する。加工装置は、ベース１上に設置された円筒形状のアウターポンチ２と、アウターポンチ２の外側に配置された環状の板押さえ３と、板押さえ３の上方に対向配置された昇降式のダイス４と、ダイス４の中心部を貫通してアウターポンチ２上に配置された昇降式のインナーポンチ５とを備えている。
【００２３】
アウターポンチ２は、ベース１上に固定されており、第１絞り加工ではダイス４に対する雄型として機能し、逆再絞り加工（対向液圧絞り加工）ではインナーポンチ５に対する雌型として機能する。
【００２４】
環状の板押さえ３は、アウターポンチ２の外面に沿って昇降可能に構成されており、ダイス４の下降に伴ってダイス４との間に円板状の材料１０を挟むと共に、材料１０を挟んだ状態でダイス４と共に下降する。板押さえ３及びダイス４は、挟んだ材料１０のフランジ部を加熱するために、ヒーター７，８を内蔵している。
【００２５】
ダイス４は、アウターポンチ２と共同して材料１０を第１絞り加工する。即ち、ダイス４の下降に伴って雄型であるアウターポンチ２がダイス４内に挿入され、そのダイス４内に材料１０が押し込まれる。
【００２６】
インナーポンチ５は、アウターポンチ２と共同して第１絞り加工後の材料を逆再絞り加工（対向液圧絞り加工）する。即ち、インナーポンチ５がアウターポンチ２内に挿入されることにより、第１絞り容器１１がアウターポンチ２内に押し込まれ、同時にアウターポンチ２内の液圧により第１絞り容器１１がインナーポンチ５の表面に押し付けられる。
【００２７】
次に、この加工装置を用いた深絞り加工方法について説明する。
【００２８】
材料１０をセットする際には、図１（ａ）に示すように、ダイス４及びインナーポンチ５がアウターポンチ２上の初期位置に上昇し、板押さえ３が、その上面がアウターポンチ２の上面と同レベルになる初期位置に上昇する。この状態で、板押さえ３の上に材料１０としてオーステナイト系ステンレス鋼の円板が載置される。
【００２９】
材料１０のセットが終わると、図１（ｂ）に示すように、まずダイス４が材料１０に当たる位置まで下降する。これにより材料１０が板押さえ３とダイス４の間に所定の圧力で挟まれる。また、材料１０がヒーター７，８により所定温度に加熱される。アウターポンチ２は非加熱としている。
【００３０】
そして図１（ｃ）に示すように、板押さえ３との間に材料１０を挟んだままダイス４が更に下がり、ダイス４内にアウターポンチ２が挿入される。その結果、材料１０のフランジ部が加熱されつつその材料１０がダイス４内に引き込まれ、カップ状の第１絞り容器１１に形成される。かくして、温間で第１絞り加工が行われる。
【００３１】
第１絞り加工が終わると、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、インナーポンチ５が下降し、ダイス４内を経由してアウターポンチ２内に挿入される。これにより、アウターポンチ５に上方から被さったカップ状の第１絞り容器１１が裏返りながらアウターポンチ５内に押し込まれ、最終製品としての再絞り容器１２となる。
【００３２】
第１絞り容器１１がインナーポンチ５によってアウターポンチ２内に押し込まれるとき、アウターポンチ２内は液圧ドームとなって液圧により材料をインナーポンチ５の表面に押しつける。これにより絞り性が向上し、温間で第１絞り加工が行われることによる絞り性の向上と相まって、絞り比が３以上のステンレス鋼製の再絞り容器１２が中間焼鈍を挟むことなく定位置で能率的に製造される。
【００３３】
かかる深絞り加工方法により、ＳＵＳ３０４のブランク（直径４５２ｍｍ、板厚１．２ｍｍ）から、内径１３２．６ｍｍ、深さ３４５ｍｍの深絞り円筒容器を製造することを試みた（第１絞り加工での絞り比２、逆再絞り加工での絞り比１．６８、トータル絞り比３．３５）。この容器は２ピース構造のステンレス鋼製消火器用ボディを想定したものである。温間絞り加工での材料加熱温度は１００℃、対向液圧絞り加工での液圧は１５ＭＰａとした。加工性の劣るステンレス鋼を３以上の高絞り比で絞り加工するにもかかわらず、破れもしわもない健全な深絞り容器を製造することができた。
【００３４】
ここで使用される逆再絞りは、絞り比を確保するのに有効な加工法であり、ステンレス鋼で3 以上の絞り比を確保するためには不可欠な方法と考えられる。しかし、ステンレス鋼の逆再絞り加工は材料に対する負荷が大きく非常に難しい加工であり、ここに第１絞り加工を温間で行い、且つ逆再絞り加工を対向液圧加工とすることの意義がある。
【００３５】
ちなみに、前述のブランクからの絞り加工において、第１絞り加工を冷間で行うと、第１工程では一応同程度の絞り加工を行うことができるが、ここでの加工硬化のために、第２工程の逆再絞り加工は不可能となり、一般的な再絞り加工を採用せざるを得なくなる。その結果、第２工程における絞り比は１．２程度になり、トータル絞り比は２．４程度に制限される。また、第１絞り加工を温間で行っても第２工程の逆再絞りにおいて対向液圧加工を採用しないと、材料の滑り込みに対する抵抗が大きく、すぐに破断が発生するため、ここでの絞り比が一般的な再絞り程度に制限され、トータル絞り比はやはり２．４程度に制限される。言うならば、この程度の絞り比が、従来法で中間焼鈍を挟まない場合の上限ということである。
【００３６】
なお、前記実施形態では逆再絞り加工を常温で行ったが、第１絞り加工と同様に温間絞り加工とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態を示す深絞り加工方法の工程図で、第１絞り加工を示す。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は同深絞り加工方法の工程図で、逆再絞り加工を示す。
【符号の説明】
【００３８】
１  ベース
２  アウターポンチ
３  板押さえ
４  ダイス
５  インナーポンチ
７，８  ヒーター
１０  材料（ブランク）
１１  第１絞り容器
１２  深絞り容器（製品）
【図１】
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【図２】
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