JP2022189672A

JP2022189672A - 金属製容器の成形方法

Info

Publication number: JP2022189672A
Application number: JP2021119135A
Authority: JP
Inventors: 清輝大塚; Kiyoteru Otsuka; 徹江口; Toru Eguchi; 安浩小川; Yasuhiro Ogawa
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 2021-06-10
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2022-12-22

Abstract

【課題】薄板ステンレス製ワークに対しても、確実に中央部の非円形断面部と端部の略円形断面とを形成できる、金属製容器の成形方法を提供する。【解決手段】非円形断面の本体部と略円形断面の端部を有する金属製容器の成形方法において、金属製ワークの円形断面の中央部を拡径して非円形断面の拡径部と徐変部とを形成する第１の工程と、該徐変部および円形断面の端部に対してスピニング加工を行う第２の工程とを含む。【選択図】図３

Description

本発明は、非円形断面の本体部と略円形断面の端部を有する金属製容器の成形方法に関し、例えば、自動車の排気系における触媒コンバータの容器や消音器の外筒として好適な金属製容器の成形方法に係る。

自動車の排気系における触媒コンバータや消音器に供する金属製容器に関しては、車両搭載性の向上が企図され、例えば本体部が楕円形や略矩形などの非円形断面に形成されるのに対し、小径の端部は排気管等と接続するため略円形断面の直管状に形成される。このような金属製容器に関し、特開２００４－１０２３号公報には、非円形断面の金属製ワークの端部に絞りダイス型による平行スエージング加工を施して略円断面のテーパ状に縮径成形し、そのテーパ状部分についてスピニング加工による縮径加工を施して所望の端部形状を得る工法が開示されている。

然しながら、特開２００４－１０２３号公報に記載の成形方法においては、従来の排気装置で一般的な板厚２ｍｍ前後のステンレス製ワークに対しては好適であるものの、昨今の軽量化要請に伴い薄肉化した板厚１ｍｍ以下のワークに対しては、平行スエージング成形時にシワ発生や座屈変形を招き、成形が著しく困難となる問題がある。

そこで、本発明は、薄板ステンレス製ワークに対しても、確実に中央部の非円形断面部と縮径端部とを形成できる、金属製容器の成形方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため本発明は、請求項１記載のように、非円形断面の本体部と略円形断面の縮径端部を有する金属製容器の成形方法において、円形断面の金属製ワークの中央部を拡径し非円断面拡径部と徐変部とを形成する第１の工程と、該徐変部および余部に対してスピニング加工を行いテーパ部と縮径端部とを形成する第２の工程とを少なくとも含むこととしたものである。

また、請求項２記載のように、前記拡径部の中心軸と前記縮径端部の中心軸とが、少なくとも同軸、偏芯、傾斜および捩れの何れか一つの関係にある状態でスピニング加工を行うこととするとよい。

本発明によれば、金属製容器の成形において、板厚１ｍｍ以下の薄板ステンレス製ワークに対しても、確実に中央部の非円形断面部と縮径端部とを形成できる。

本発明の第１実施形態に係る金属製管状ワークの側面図と正面図である。本発明の第１実施形態に係る中間素材の側面図と正面図である。本発明の第１実施形態に係る成形完了品の側面図と正面図である。

以下、本発明の望ましい実施形態について図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本成形に供するステンレス製で均一な略円形断面を有する管状ワーク１の側面図と正面図である。説明の便宜として、次工程で拡径される範囲である被拡径部２と、その両側にあって拡径されない非拡径部３および４を示す。管状ワーク１の材質は、ステンレス鋼に限らず任意である。本実施形態における管状ワーク１の板厚は０．８ｍｍであるが、板厚も任意であるし、単層に限らず複層や表面加工を施したエンボス材などであっても良い。

第１の工程において、図示しない拡径装置に管状ワーク１をセットする。拡径装置については、周知慣用の複数セグメントを内側から相互離反させて拡径する割型拡径装置でも良いし、内部に液圧をかけワークを膨出させて外型形状を転写するハイドロフォーミング装置でも良いし、適宜選択すれば良い。

選択した拡径装置により管状ワーク１の被拡径部２を非円断面へと拡径する。本実施形態においては、短径が管状ワーク１の直径より大きい図２に示す楕円断面へと拡径して、非円断面拡径部１１およびその両側に徐変部１２と１３を形成して、中間素材１０を得る。非円断面拡径部１１および徐変部１２と１３以外は加工されない余部１４および１５である。また、中間素材１０全体の心軸は、管状ワーク１の中心軸５のままである。徐変部１２および１３は、非円形断面拡径部１１の断面と略円断面である端部１４，１５とをつなぐ徐変テーパ部分であり、その形状は、前記拡径装置にて精密に加工形成しても良いし、成り行き形状に形成しても良い。また、徐変部の軸方向への設定範囲についても任意である。このような第１の工程によって、中間素材１０を得る。

次に第２の工程においては、先ず中間素材１０を周知のスピニング加工装置にセットする。そして、徐変部１２から端部１４に亘って、および徐変部１３から端部１５に亘って、スピニング加工を施す。スピニング加工については、前述の特開２００４－１０２３号公報その他にて周知であるので、装置及び工法の説明は割愛する。

本実施形態においては、管状ワーク１の中心軸５に対して、成形完了品２０の縮径端部２７の端部中心軸２１および端部２８の端部中心軸２２がそれぞれ平面内で角度を持って交差する、所謂傾斜スピニング加工を施して傾斜スピニング形状品を得ている。スピニング加工は徐変部１２、１３の途中から始まるので、成形完了品２０においても徐変部２３，２４が残る。そして、スピニング加工によって、テーパ部２５，２６と、それぞれの先端に直管状の端部２７，２８とが一体的に形成される。このような第２の工程によって、図３に示す成形完了品２０を得る。

成形完了品２０は、非円断面拡径部１１の両側に徐変部２３，２４があるが、これは中間素材１０における徐変部１２，１３に対してスピニング加工が施された余部（スピニング加工されなかった部分）である。そして、徐変部２３，２４に続いてスピニング成形によるテーパ部２５，２６が形成され、更にその先には、他部品との接続部分であり略円断面の縮径端部２７，２８が形成されている。なお、徐変部２３，２４は必ずしも必要ではなく、テーパ部２５，２６に吸収させても良い。

本実施形態では傾斜スピニングを例示したが、これに限らず、同軸スピニング形状、偏芯スピニング形状、それら以外の軸関係となる幾何学的捩れスピニング形状を、適宜使用すれば良い。なお、同軸、偏芯、傾斜、捩じれとは、本体部である非円断面拡径部１１の中心軸５と縮径端部２７および２８との相対関係を示すものであり、テーパ部２５および２６の軸を対象とするものではない。

また、本実施形態では両側への縮径施工を例示したが、管状ワーク１の片側だけへの施工でも良い。その場合において、触媒担体などの内蔵物を非施工側開口から内装した後に、スピニング加工を施しても良い。すなわち、第１の工程と第２の工程との間に、内蔵物を非円断面拡径部１１内に挿入固定しても良い。

以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱し範囲の変更があっても本発明に包含される。拡径される非円形断面は、楕円形の他に略矩形や多角形など任意である。

１管状ワーク
２被拡径部
３、４非拡径部
５中心軸
１０中間素材
１１非円断面拡径部
１２、１３徐変部
１４、１５余部
２０成形完了品
２１、２２端部中心軸
２３、２４徐変部
２５、２６テーパ部
２７、２８縮径端部

Claims

非円形断面の本体部と略円形断面の縮径端部を有する金属製容器の成形方法において、円形断面の金属製ワークの中央部を拡径し非円断面拡径部と徐変部とを形成する第１の工程と、
該徐変部および余部に対してスピニング加工を行いテーパ部と縮径端部とを形成する第２の工程とを少なくとも含むことを特徴とする金属製容器の成形方法。
前記拡径部の中心軸と前記縮径端部の中心軸とが、少なくとも同軸、偏芯、傾斜および捩れの何れか一つの関係にある状態で、前記第２の工程においてスピニング加工を行うことを特徴とする、請求項１に記載の金属製容器の成形方法。