(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製で所要の厚みと細幅の薄板材料を用い、該材料の歪み矯正加工工程を経た材料を使用し、（Ａ）．該材料を打抜加工工程により所要の大きさの円板状の薄板材料（１７）に打ち抜き、（Ｂ）．円板状の薄板材料（１７）の円周内の一部を環状に保持し残りの内側部を二段に突出し、一段目の壁（２０）と段（２１）および二段目の壁（２２）と天井（２３）を成形して天部付加工材（２４）とし、（Ｃ）．天部付加工材（２４）の一段目の壁（２０）の円筒面の一部分を平坦面（２５）に成形して平坦面付加工材（２６）とし、（Ｄ）．平坦面付加工材（２６）の平坦面に横孔（２７）を開けて横孔付加工材（２８）とし、（Ｅ）．横孔付加工材（２８）の二段目の天井（２３）を最初の突出方向と逆方向に絞り、環状縁部（２９）と一段目の壁（３０）と段（３１）および二段目の壁（３２）と底（３３）に成形して内部突出部付加工材（３４）とし、（Ｆ）．内部突出部付加工材（３４）の環状縁部の整形を含め、突出部の一段目を壁（３５）と段（３６）および二段目を壁（３７）と底（３８）に整形して必要な嵌合精度の整形突出部付加工材（３９）とし、（Ｇ）．整形突出部付加工材（３９）の底（３８）の先端を打抜いて孔（４０）を開けて孔付加工材（４１）とし、（Ｈ）．孔付加工材（４１）の孔（４０）の端面（４２）を拡大か糸面に整形して端面処理加工材（４３）とし、（Ｉ）．端面処理加工材（４３）の円周部分を所要のフランジ（４４）に加工してフランジ付加工材（４５）とし、（Ｊ）．フランジ付加工材（４５）のフランジ（４４）の外縁を全周にわたり内側に折り返して曲げフランジ付加工材（４７）とする各々の形状変化を、連続実施することを特徴とする正逆両絞りの混用による成形方法。
【請求項２】
天部付加工材（２４）の二段目を構成する突出部の持つ表面積と、内面突出部付加工材（３４）を構成する環状縁部の成形を含め、突出部の一段目の壁（３０）と段（３１）および二段目の壁（３２）と底（３３）の持つ表面積の総和との比を、略同じであるか前者をやや大きい目としたことを特徴とする請求項１に記載の正逆両絞りの混用による成形方法。
【請求項３】
金属製で所要の厚みと細幅の薄板材料を用い、該材料の歪み矯正加工工程を経た材料を使用し、（Ａ）．該材料を打抜加工工程により所要の大きさの円板状の薄板材料（１７）とする打抜加工工程と、（Ｂ）．円板状の薄板材料（１７）の円周内の一部を環状に保持し残りの内側部を二段に突出し、一段目の壁（１９）と段（２０）および二段目の壁（２１）と天井（２２）を成形して天部付加工材（２４）とする正絞り加工工程と、（Ｃ）．天部付加工材（２４）の一段目の壁（１９）の円筒面の一部分を平坦面（２５）に成形して平坦面付加工材（２６）とする平坦加工工程と、（Ｄ）．平坦面付加工材（２６）の平坦面に横孔（２７）を開けて横孔付加工材（２８）とする開孔加工工程と、（Ｅ）．横孔付加工材（２８）の二段目の天井（２３）を最初の突出方向とは逆方向に絞り、環状縁部（２９）と一段目の壁（３０）と段（３１）および二段目の壁（３２）と底（３３）に成形して内面突出部付加工材（３４）とする逆絞り加工工程と、（Ｆ）．内面突出部付加工材（３４）の環状縁部の整形を含め、突出部の一段目を壁（３５）と段（３６）および二段目を壁（３７）と底（３８）に整形して必要な嵌合精度の整形突出部付加工材（３９）とする整形加工工程と、（Ｇ）．整形突出部付加工材（３９）の底（３８）先端を打抜いて孔（４０）を開けて孔付加工材（４１）とする開孔加工工程と、（Ｈ）．孔付加工材（４１）の孔（４０）の端面（４２）を拡大か糸面に整形して端面処理加工材（４３）とする端面加工工程と、（Ｉ）．端面処理加工材（４３）の円周部を所要のフランジ（４４）に加工してフランジ付加工材（４５）とする裁断加工工程と、（Ｊ）．フランジ付加工材（４５）のフランジ（４４）の外縁を全周にわたり内側に折り曲げして曲げフランジ付加工材（４７）とする曲げ加工工程の、各々の工程に備えた金型と加圧装置を連続したことを特徴とする正逆両絞りの混用による成形設備。
【請求項４】
天部付加工材（２４）の二段目を突出し成形する金型の持つ表面積と、内面突出部付加工材（３４）の環状縁部の整形を含め、突出部の一段目の壁（３０）と段（３１）および二段目の壁（３２）と底（３３）に成形する金型の持つ表面積の総和との比を、略同じであるか前者をやや大きい目としたことを特徴とする請求項３に記載の正逆両絞りの混用による成形設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、圧力調節器を構成する異なる形状の複数の部材を、薄板材料から主としてプレス成形により一体的に整形し、接合部の少ない容器を生産する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
設備を運用する際に、該設備が温度または圧力の変化を伴う場合、その変化に対応するために検出部と制御部からなる自動調節装置を併設するが、該装置には変化を電気的か機械的の変位量として検出するセンサと、制御部には該センサの変位量に基づく出力により作動する機構を内蔵することが多く、こうした機構を利用して弁座を開閉する制御装置にプレッシャレギュレータまたは単にレギュレータと呼ばれる機能品があり、形状的にクレーンを必要とする極めて大形の単品物から掌にのる大きさの量産品まで数多くの種類がある。
【０００３】
図１のような量産形のプレッシャレギュレータでは、構成部品の点数と該部品に使用される材質は多岐にわたるが、その構造は図１のａ部断面の図２（Ａ）に示すように上部の弁棒作動部と弁座部との組合せで構成され、動作は弁棒を一方向へ進退させるだけのもので、弁棒作動部に内蔵したダイアフラム（図示せず）の中心軸の動きが弁を開閉し、ダイアフラムへの作動入力は小さいがダイアフラムにより弁棒を動かすために充分な大きさ迄に拡大される。
【０００４】
プレッシャレギュレータの構成部材は、主にダイカスト法か金属焼結法による手段により粉体原料から成形した部品と、プレスを使用した板金加工による薄板材料からなる成形品等で占められ、その他に弾性材料による漏止材等を適宜に組合せ、加締めと圧入とろう付け等の接合手段により組み立てた後に塗装し、耐圧試験を経て製品とするが、これ等の部品の内で旋削加工品が使用されることもあるが、そのような機会は極めて少なくなった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図２（Ａ）に示すプレッシャレギュレータの構造は、薄板容器を中心として周囲に組付ける部品が多く、プレス成形部品とプレス以外の成形部品また該部品同士の組合せによる接合面の多さが、圧入とろう付けと検査等の作業工程の増加をもたらし、且つ圧入とろう付けに起因するシール面の傷．打痕．ろうだれ等の問題を提起して、製品のトータル製造コストに影響する要因となるので、量産形の製品に避けることのできないコストダウンの要請に答えるには、こうした製法は限界に近くなった。
【０００６】
製造業．非製造業に関わりなく、全ての産業のトータルコストに占める人件費の割合は年々高騰を辿るばかりで、そのために製造業者は設備の省力化の極限ともいえる徹底した無人化のための投資を進め、部品の構造自体も無人生産に適した形状の模索を推進し、人件費のコストに占める割合を如何に縮小するかに腐心しているのが現状である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プレッシャレギュレータの主要部品である薄板容器を対象とし、従来は圧入とロー付けの手段により接着してきた薄板容器と部品とを、正逆両絞りを混用したプレスの連続加工工程により、薄板材料から一体として生産するための成形方法と成形設備の提供を目的とする。
【０００８】
本発明は、金属製で所要の厚みと細幅の薄板材料を用い、該材料の歪み矯正加工工程を経た材料を使用し、（Ａ）．該材料を打抜加工工程により所要の大きさの円板状の薄板材料に打ち抜き、（Ｂ）．円板状の薄板材料の円周内の一部を環状に保持し、残りの内側部分を二段に突出し、一段目の壁と段および二段目の壁と天井を成形して天部付加工材とし、（Ｃ）．天部付加工材の一段目の壁の円筒面の一部分を平坦面に成形して平坦面付加工材とし、（Ｄ）．平坦面付加工材の平坦部分に横孔を開けて横孔付加工材とし、（Ｅ）．横孔付加工材の二段目の天井を突出方向と逆方向に絞り、環状縁部と一段目の壁と段および二段目の壁と底に成形して内部突出部付加工材とし、（Ｆ）．内部突出部付加工材の環状縁部を含め、突出部の一段目の壁と段および二段目の壁と底を整形して必要な嵌合精度の整形突出部付加工材とし、（Ｇ）．整形突出部付加工材の底先端を打抜いて孔を開けて孔付加工材とし、（Ｈ）．孔付加工材の孔の端面を拡大か糸面に整形して端面処理加工材とし、（Ｉ）．端面処理加工材の円周部分を所要のフランジに加工してフランジ付加工材とし、（Ｊ）．フランジ付加工材のフランジの外縁を全周にわたり内側に折り曲げして曲げフランジ付加工材とする各々の形状変化を、連続実施することを特徴とする正逆両絞りの混用による成形方法であり、該方法に基づいて、（Ａ）．該材料を打抜加工工程により所要の大きさの円板状の薄板材料とする打抜加工工程と、（Ｂ）．円板状の薄板材料の円周内の一部を環状に保持し、残りの内側部分を二段に突出し、一段目の壁と段および二段目の壁と天井を成形して天部付加工材とする正絞り加工工程と、（Ｃ）．天部付加工材の一段目の壁の円筒面の一部分を平坦面に成形して平坦面付加工材とする平坦加工工程と、（Ｄ）．平坦面付加工材の平坦部分に孔を開けて横孔付加工材とする開孔加工工程と、（Ｅ）．横孔付加工材の二段目の天井を突出方向と逆方向に絞り、環状縁部と一段目の壁と段および二段目の壁と底に成形して内部突出部付加工材とする逆絞り加工工程と、（Ｆ）．内部突出部付加工材の環状縁部を含め、突出部の一段目の壁と段および二段目の壁と底を整形して必要な嵌合精度の整形突出部付加工材とする整形加工工程と、（Ｇ）．整形突出部付加工材の底先端部打抜に孔を開けて孔付加工材とする開孔加工工程と、（Ｈ）．孔付加工材の孔の端面を拡大か糸面に整形して端面処理加工材とする端面加工工程と、（Ｉ）．端面処理加工材の円周部分を所要のフランジに加工してフランジ付加工材とする裁断加工工程と、（Ｊ）．フランジ付加工材のフランジの外縁を全周にわたり内曲げして曲げフランジ付加工材とする曲げ加工工程の、各々の工程に備えた金型と加圧装置を連続したことを特徴とする正逆両絞りの混用による成形設備である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、主要部の材質を鋼．不銹鋼．銅系合金等の金属により構成した量産形のプレッシャレギュレータを対象とし、該レギュレータの主要部品の構成が、従来は複数の部品を組合せ接着手段により一体化したのに対し、順送加工もしくはトランスファプレス加工と呼ぶ連続工程により薄板材料を加工して接着箇所を最小限に止め、且つ必要精度を保持した成形技術を確立したので、圧入．ろう付けの接着箇所と関連する検査と管理の手間が減り、本部品の生産コストを減らすことができた。
【００１０】
本発明は、薄板容器の最終形状が内面に突出部を持ち円筒の外面に平坦面や孔を持つことが必要なとき、内面の突出部の形状と外面の加工が相互に干渉して成形に支障を来すような場合に非常に効果を発揮する方法で、その特徴の一つは予め外面成形時に、内面に突出する部分に相当した表面積を一旦は外面成形と同方向に絞り出す（便宜上正絞りと称す）ことで、第二の特徴は該形状のままで平坦面や孔開け等の加工を済ませた後に、最初の正絞りの部分を逆の方向に絞り出して（便宜上逆絞りと称す）最終形状とすることで、その際の成形部分の表面積が最初の成形部分の表面積に略近いことである。
【００１１】
この様な正逆両絞りの混用は、金型の挿入等に充分な加工スペースが得られる大きさの場合には必要性が少ないが、内面に突出部を先行加工すると円筒外面に平坦面の形成や孔開けの際に必要な金型挿入スペースが不足し、そのために孔開けを先行すると後工程により先行部分が変形する様な場合に適用すると大きな効果が得られる手だてで、その理由は内面の突出に必要な表面積相当分を前加工の段階で考慮しておくことにより、平坦面や孔開けの中間加工が先行しても後加工で影響を受けることがなく変形を防止できるためである。
【００１２】
この一連の加工工程は表１に示す通りで、最終段階のフランジの加工形状の相違は、接続対象である相手側が加締め等の接続手段を持つのか本部品側が接続手段を持つのかにより決まる条件で、表１の各欄の符号は〔特許請求の範囲〕欄の〔請求項１，３〕と〔発明の詳細な説明〕欄の〔０００８〕項に記載した符号に対応し、図４，５の薄板材料から薄板容器になる加工工程を示した符号とも対応する。
【００１３】
【表１】
0003841931.tif 000002
【００１４】
表１に示した連続加工工程の内、打抜加工や絞り成形等の個々の工程自体を取り上げた場合、その工程を構成する成形装置ならびに各工程間に置かれる移載装置は充分公知の技術により対応できるが、製造コストを引き下げる目的で工程の連続化をもくろむと、〔００１０〕項の説明の如く形状変化の過程で先行加工内容が後加工により影響を受ける干渉が生じ、後加工が進められない場面に出くわすことがしばしば起こるので、止む得ず加工材の形状を複数個に分割し生産するが、当然のことながら該生産は方法の複数化と付帯作業の増加を避けることができない。
【００１５】
本発明では、表１に記載した正絞りと逆絞りの両加工工程の役割が、先ず正絞りにより次加工で邪魔な部分を加工域外に一旦排除し、必要部分の加工を終了した後に正絞り部分を逆絞りにより最終形状とするもので、正絞りと逆絞りの加工表面積の割合を同じか前者を大き目とすることにより、加工の前後で干渉が発生しないようにしたので、加工対象材の分割もなくなり工程自体が増えても加工の連続によるメリットの方が多く、加工材の分割方法に較べて製造のコストを大幅に低下することができた。
【００１６】
本発明による成形方法の適用対象は、全工程を通して加工対象材に増減がない場合に、量産形のプレッシャレギュレータに限らず、内部に突出部分と外部加工を必要とする大小の薄板の成形品であればよく、特に順送加工もしくはトランスファプレス加工と呼ばれる連続工程設備に組み込むと顕著な効果が得られるが、各工程間の移載機構については公知の装置の使用でよく説明を省略する。
【００１７】
【作用】
本発明による正逆両絞りの混用による成形方法と成形設備と成形品の持つ作用は、加工材の内面突出加工を先行すると、加工材の外面加工の際に内面に金型の挿入を難しくしたり後加工により影響をうける場合に、特定部の加工を予め正絞り加工し中間加工を済ませた後に逆絞りを施す二段加工により、先加工の部分に影響を与えることなく最終形状の薄板容器が得られる。
【００１８】
【比較例】
図１は、量産形のプレッシャレギュレータ１の斜視図で、レギュレータ１は作動部２と弁座部３からなり、両者は接続部４に於いて作動部２側の折り曲げたフランジ５を利用して弁座部３のフランジ６を加締め一体化した構造で、作動部の中にダイアフラムを内蔵し、該ダイアフラムは接続管７から供給される制御流体により動作し、図１のａ部分を弁軸に沿う断面とした図２（Ａ）に示すように、レギュレータ外殻８は内部を出入りする流体の出入口成形品９と取付座１０と弁座１１を形成する流体の別の接続管１３付出入口成形品１２から構成され、弁座１０は作動部２のダイアフラムに直結弁１４と接している。
【００１９】
図２（Ａ）に示したレギュレータ外殻８は鋼製の薄板成形品で、該レギュレータ外殻に接続する流体の出入口成形品９と取付座１０と流体の別の出入口成形品１２は何れも焼結金属成形品であり、両者は圧入による嵌合後にろう付け処理を行って密封接続して一体化をはかっているので、圧入とろう付け箇所は多くなり必然的にシール面の傷．打痕．ろうだれ等の問題を提起し検査を含め製造コストを高める原因となっている。
【００２０】
この様な圧入とろう付けの問題は、加工を進めるためには複雑な形状を分割せざるを得ないことから提起されるもので、加工対象品の外殻内に金型を挿入するに充分なスペースを有するか、最初の絞り加工で形成した外面に何ら追加の加工を必要としない何れかの条件を満たす限り、外殻内に突出部分を形成することは従来の技術においても何ら難しい事ではないが、この条件が満たされない限り外殻への孔加工を先行し後から突出加工をする等の加工順序を変えても、先行部分の変形を伴わない連続成形はできない。
【００２１】
【実施例】
図２（Ｂ）は、同図（Ａ）のレギュレータ外殻８と出入口成形品１２を一体化した鋼製の薄板成形品からなるレギュレータ外殻１６を使用した量産形のプレッシャレギュレータ１５で、レギュレータ外殻１６と流体の出入口成形品９と取付座１０の部分のみ圧入嵌合後にろう付け処理を行い密封接続し一体化したので、圧入とろう付け作業は減少し該作業を原因とするシール面の傷．打痕．ろうだれの問題を減らし検査を楽にした。
【００２２】
製法の相違を捉え易いように、図３（Ａ，Ｃ）に従来品による異なった接続管１３，１３Ａが付いたレギュレータ外殻８回りを、図３（Ｂ，Ｄ）に本発明に基づき成形したレギュレータ外殻１６回りの断面図を示したが、図３（Ａ，Ｃ）の薄板成形品であるレギュレータ外殻８と焼結金属成形品である流体の別の出入口成形品１２とが、図３（Ｂ，Ｄ）では薄板材料から一体的に造られてレギュレータ外殻１６になるので、焼結金属成形品一点と該品の取付け作業を減らすことができた。
【００２３】
本項以降に加工工程を詳細に説明するが、図４（Ａ〜Ｆ）と図５（Ｇ〜Ｊ）とに、本発明の薄板材料から外殻内に突出部を有する薄板容器に到る工程別形状の変化の推移を示し、各図に付記したアルファベット符号と「特許請求の範囲」欄の〔請求項１，３〕と「発明の詳細な説明」欄の〔０００８〕項と表１のフローシートに併記したアルファベット符号とを対応せしめた。
【００２４】
図４（Ａ）は、細幅でロール状の薄板を巻き戻し矯正加工工程を経て平らとした帯状材料を使用し、打抜加工工程で円板状とした薄板材料１７の側面図で、図４（Ｂ）は、正絞り加工工程で本薄板材料の縁１８から内部方向に環状部分をフランジとして確保し、残りの内側部分を一方向に押し出して二段の円筒状に成形し、一段目の壁２０と段２１および二段目の壁２２と天井２３からなる天部付加工材２４の断面図で、この正絞りによる天部の全表面積は後工程の逆絞りによる内面への突出部の全表面積に等しいかやや大きい目とした。
【００２５】
図４（Ｃ）は、天部付加工材２４の一段目の円筒の壁２０面の一部を平坦面とするために、内面に金型の一方を挿入し外面から金型の他方で加圧し平坦面２５とした断面図を示し、図４（Ｄ）は、平坦面付加工材２６の平坦面２５に金型により打ち抜いた横孔２７付の断面図を示し、本孔は焼結金属成形品の取付座１０と流体の出入口成形品９の接続孔として使用し、その際、取付座１０と平坦面２５．出入口成形品９と取付座１０の各接続面をろう付けにより密封した。
【００２６】
図４（Ｅ）は、横孔付加工材２８まで加工を進めた段階で初めて、最初の段階で加工した正絞りによる二段目の壁２２と天井２３からなる天部を、反対方向に逆絞り加工して内面に突出せしめ、環状縁部２９と一段目の壁３０と段３１および二段目の壁３２と底３３からなる突出部を備えた形状の断面図で、この段階では底３３等の突出部分の段や底に隅部分には曲面が残されている。
【００２７】
図４（Ｆ）は、内面突出部付加工材３４の二段の逆絞り部を壁３５と段３６および壁３７と底３８に整形した形状の断面図を、図５（Ｇ）は、整形突出部付加工材３９の底部分に孔４０を開けた形状の断面図を、図５（Ｈ）は、孔付加工材４１の孔４０の端面を円錐状に拡大した形状の孔端面４２で、端面処理加工は糸面を施した形状の断面図である。
【００２８】
図５（Ｉ）は、端面処理加工材４３の縁を相手との接合に必要な形状のフランジ４４とした形状の断面図を、図５（Ｊ）は、フランジ付加工材４５が相手の接合形状によりフランジ４４の外縁を内側に折り曲げて加工し、曲げフランジ４５とした曲げフランジ付加工材４６の最終形状の断面図を、図６は図５（Ｉ）のフランジ付加工材４５の矢視図で、一連の加工はプレスと工程間自動移載装置により全て連続運転される。
【００２９】
この成形の特徴は、連続加工工程の中で図４（Ｂ）に示した形状を得るための正絞り加工工程と図４（Ｅ）に示した形状を得るための逆絞り加工工程が含まれ、両絞りに使用する組金型の有効成形部分の全表面積が略等しいように決められていることであり、この処置により両者の間に別の加工工程を組入れても、前工程による加工部分が後工程により影響をうけることがなくなった。
【００３０】
本発明の成形方法に基づく成形設備で造られた成形品のレギュレータ外殻１６は、既に説明した図３（Ａ，Ｃ）と同（Ｂ，Ｄ）との比較で明らかな如く、周辺部品の点数と加工と検査の手間を減らし、この加工のために必要な連続成形設備もまた在来設備に正絞り工程に対応するように逆絞りの工程を付加するだけでよく、こうした努力によりレギュレータ外殻１６の製造コストの低下は率にして、本発明以前の方法に較べて凡そ３０パーセントに達した。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の正逆両絞りの混用による成形方法と成形設備により下記の効果を得た。
1)複雑な形状の容器を薄板材料から一体的に造りだすことが可能になった。
2)一体化により部品点数が減少し該部品の製造と組立と検査に要した手間も併せて減少した。
3)従来の順送プレスかトランスファープレスを使用し、正逆両絞りの両工程の間を空け、その間に別の工程を組み込む構成だけで、複雑な形状の容器の連続加工を可能とした。
4)この成形方法と成形設備による成形品の製造コストは大幅に低下した。
【図面の簡単な説明】
【図１】  プレッシャレギュレータの斜視図である。
【図２】  図１ａ部分の（Ａ）は従来品の断面図を、（Ｂ）は本発明品の断面図を夫々示した。
【図３】  （Ａ）は従来方法に基づいたレギュレータの外殻回り、（Ｂ）は本発明に基づいたレギュレータ外殻回り、（Ｃ）は従来方法に基づいたレギュレータの別の外殻回り、（Ｄ）は本発明に基づいたレギュレータの別の外殻回り各断面図である。
【図４】  （Ａ）〜（Ｆ）に至る各断面図は連続成形工程での加工材の形状変化の推移を示す。
【図５】  （Ｇ）〜（Ｊ）に至る各断面図は連続成形工程での加工材の形状変化の推移を示す。
【図６】  レギュレータ外殻の上面図である。
【符号の説明】
１，１５ プレッシャレギュレータ
２ 作動部
３ 弁座部
４ 接続部
５．６ フランジ
８，１６ レギュレータ外殻
１７ 薄板材料
１８ 縁
２０ 一段目の壁
２１ 一段目の段
２２ 二段目の壁
２３ 二段目の天井
２４ 天部付加工材
２５ 平坦面
２６ 平坦面付加工材
２７ 横孔
２８ 横孔付加工材
３０，３５ 一段目の壁
３１，３６ 一段目の段
３２，３７ 二段目の壁
３３，３８ 二段目の底
３４ 内面突出部付加工材
３９ 整形突出部付加工材
４０ 孔
４１ 孔付加工材
４３ 端面処理加工材
４４ フランジ
４５ フランジ付加工材
４６ 曲げフランジ付加工材
【図１】
0003841931.tif 000003
【図２】
0003841931.tif 000004
【図３】
0003841931.tif 000005
【図４】
0003841931.tif 000006
【図５】
0003841931.tif 000007
【図６】
0003841931.tif 000008