JP2001246438A

JP2001246438A - フランジ付き容器の製造方法

Info

Publication number: JP2001246438A
Application number: JP2000055656A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Nakano; 秀則中野
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2001-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】強度、剛性の高いフランジを有する容器を容
易に製造する。【解決手段】金属製筒体１の端部１ａを反転させて反
転部３を形成する第１の工程と、前記の反転部２と該反
転部側の筒体１に縮径加工を施して、反転部２と筒体１
とが密着した開口側の第１のテーパ部９と、それに隣接
する縮径部１０と、該縮径部１０と筒体１の非縮径部と
の間の第２のテーパ部１１とを一体的に形成する第２の
工程と、前記第１のテーパ部９を拡径してフランジ１３
を形成する第３の工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフランジ付き容器の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、流体を内部に貯蔵したり流通させ
たりする容器には、通常、入口や出口を縮径して形成
し、該縮径部先端の開口周縁に、蓋等の密閉具を係止す
るための係止手段や流通パイプ等の相手品との接続手段
としてのフランジが設けられている。

【０００３】このようなフランジは、高強度化や製造簡
略化、更にはシール性向上などのためには、縮径部と別
体のフランジを溶接して形成するよりは縮径部と一連の
一体形成が望ましい。

【０００４】これを実現する製造方法として図７に示す
ように、筒状の容器原管１０１の端部に、該部をロール
１０２によるスピニング加工によって縮径して縮径部１
０３を形成するとともに該縮径部１０３の先端に、該先
端部を別のロール１０４によるスピニング加工によって
フランジ化してフランジ１０５を形成し、容器原管（本
体部）１０１と縮径部１０３とフランジ１０５を一体に
形成する方法が特開昭６０−２５７９３７号公報に開示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の方法におい
ては、フランジ１０５が、該フランジ１０５よりは強
度、剛性が要求されない容器原管（本体部）１０１の板
をそのまま延長させた１枚の板で形成されているため、
該フランジ１０５に容器原管１０１よりも高い強度、剛
性をもたせることができない。更に、フランジ１０５部
はスピニング加工による圧延で若干の板厚減少が伴う。
そのため、フランジ１０５に容器を支えるだけの充分な
強度が得られないという問題がある。

【０００６】特に、自動車用の触媒コンバータケース
等、自動車の排気系部品として使用されるものにおいて
は、高温下に耐え得る高強度が要求されるため、このよ
うな部品においてフランジを前記従来の方法で形成する
ことは強度上に問題がある。

【０００７】そのため、フランジを、容器本体の板材を
延長して一体形成し、かつ容器本体部の板厚よりも厚く
して、強度、剛性の高いフランジを簡易に形成できる方
法が待たれていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決するために、請求項１記載の第１の発明は、金属製筒
体の端部を反転させて反転部を形成する第１の工程と、
前記の反転部と該反転部側の筒体に縮径加工を施して、
反転部と筒体とが密着した開口側の第１のテーパ部と、
それに隣接する縮径部と、該縮径部と筒体の非縮径部と
の間の第２のテーパ部とを一体的に形成する第２の工程
と、前記第１のテーパ部を拡径してフランジを形成する
第３の工程と、を含むことを特徴とするものである。

【０００９】請求項２記載の第２の発明は、前記第１の
発明における前記第２の工程を、１回のスピニング加工
で行うものである。

【００１０】請求項３記載の第３の発明は、金属製筒体
の端部を外側に反転させて略筒状の反転部を形成する第
１の工程と、１回のスピニング加工によって反転部及び
該反転部側の筒体に縮径加工を施して、反転部と筒体と
が密着した開口側の第１のテーパ部と、それに隣接する
縮径部と、該縮径部と筒体の非縮径部との間の第２のテ
ーパ部とを一体的に形成する第２の工程と、前記第１の
テーパ部を拡径してフランジを形成する第３の工程と、
を含むことを特徴とするものである。

【００１１】請求項４記載の第４の発明は、前記第１又
は第２又は第３の発明において、前記第１の工程で形成
された反転部と筒体との間隙内に介在物を挿入した後、
前記の第２の工程を施すようにしたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１乃至図６に示す実施例に基い
て本発明の実施の形態について説明する。

【００１３】図１は本発明の第１実施例を示す工程図で
あり、図２は図１の工程における第１の工程（ｂ）にお
いて、筒体の一端部を折り返す方法を示す工程図であ
り、図３は図１の第２の工程（ｄ）のスピニング加工を
示す図である。

【００１４】図１において、先ず（ａ）に示すように筒
状の金属管からなる筒体１を用意する。これは直管であ
っても曲管であってもよい。更に、スピニング加工が可
能な程度の非円断面でもよいが、加工容易性からは円形
断面が望ましい。また、一端が開口した有底筒でもよ
い。

【００１５】次に、第１の工程として、前記筒体１の一
端部（開口部）１ａを図１（ｂ）に示すように折り返し
加工を施して反転部２を形成する。この反転部２の形成
方法は任意であるが、例えば本出願人が先に提案（特開
平１１−９０５２８号公報）した図２に示すような簡単
な冷間塑性加工方法が望ましい。

【００１６】この図２に示す反転部形成方法について説
明すると、先ず、図２（ａ）に示すように金属管からな
る筒体１の一端部１ａをカール用ダイス３に形成した型
穴４の内側面に位置させる。この型穴４は、上面が開口
した半円形断面でかつ環状に形成されている。次で、図
２（ｂ）に示すように、筒体１の他端１ｂに筒体１を折
り曲げることが可能な荷重Ｐ₁を筒軸方向に加え、筒体
１の一端１ａを型穴４に沿って外側へ屈曲してカーリン
グ加工を行い、筒体１の全周に外向きのカール部５を形
成する。

【００１７】次に、図２（ｃ）に示すように、前記のカ
ール部５が引っ掛かる内径、すなわちカール部５の外径
より小径でかつ筒体１の外径よりも大きい内径に形成さ
れたダイス穴６を有する折り返し加工用ダイス７に対
し、カール部５を図２（ｃ）のようにダイス穴６に位置
させて筒体１の他端１ｂに筒体１を折り曲げることが可
能な荷重Ｐ₂を筒軸方向に加える。

【００１８】この荷重Ｐ₂により筒体１が図１（ｄ）に
示すように折曲反転し、塑性変形した反転部２が形成さ
れる。

【００１９】そして、折り返し加工用ダイス７より筒体
１を脱型することにより、前記図１（ｂ）のような反転
部２を有する筒体１が得られる。また、前記図２（ｂ）
でのカール部５の形成により、カール部５が残存する。

【００２０】次に、前記のように反転部２を形成した
後、反転部２の先端に形成されたカール部５を適宜な切
断工法にて切除し、図１（ｃ）のような反転部２にす
る。なお、望ましくは、前記のカール部５が形成されな
いような反転加工技術を採用し、前記のようなカール部
５の切除工程をなくすると良い。

【００２１】更に、前記実施例では反転部２を筒体１の
外側へ折り返して形成したが、反転部２を筒体１の内側
へ折り返してもよい。このように反転部２を筒体１の内
側へ折り返す場合には、縮径を伴う塑性加工となるた
め、反転部形成が困難になることから、一般には前記図
１に示す実施例のように拡径を伴う外側への反転加工が
無難である。

【００２２】更に、反転部２は筒体１と同軸の筒状で、
かつ筒体１と若干の間隙８を有する形状であることが望
ましい。

【００２３】更に、反転部２の軸方向長Ｌは、フランジ
となる部分及びその隣接部分の筒体の外面を若干被覆す
る長さを最低限必要とするが、それ以上の長さは任意で
ある。

【００２４】次に、第２の工程として図１（ｄ）に示す
ように、前記の反転部２と該反転部２が位置する側の筒
体１を縮径加工する。

【００２５】この第２の工程は、スピニングローラによ
る１回のスピニング加工によって反転部２を縮径して筒
体１の外面に密着させ、更に、スピニング加工を続け
て、この密着部とそれに隣接する筒体１の外周面をスピ
ニングローラで縮径方向に押圧し、最終的に図１（ｄ）
に示すような形状にする。

【００２６】すなわち、筒体１における反転部形成側の
端部とその外側に密着した反転部２を、筒体１の開口側
と反対側が縮径するように除変させた開口側の第１のテ
ーパ部９と、それに隣接して筒体１と同軸の小径部にし
た縮径部１０と、それに隣接して径が除変して筒体１の
非縮径部（本体部）に接続する第２のテーパ部１１の３
部が一体成形されている。

【００２７】なお、図１の実施例では反転部２の軸方向
長Ｌを、その反転先端が前記縮径部１０に位置する長さ
にしたが、それ以上、すなわち反転部２が縮径部１０の
全長を覆って第２のテーパ部１１に達するようにしても
よく、更にそれ以上の長さに設定してもよい。

【００２８】また、前記第１のテーパ部９と第２のテー
パ部１１のテーパ角は任意であるが、第１のテーパ部９
の角度は、このテーパ部９を後述の拡径して起こす工程
との兼ね合いで、すなわち拡径しやすい角度に設定する
ことが望ましく、第２のテーパ部１１は最終形状におけ
るテーパ角である。

【００２９】また、前記の第２の工程におけるスピニン
グ加工は、図３に示すように、自由回転に支持されたロ
ーラ１２を反転部２及び筒体１の外表面に接触させなが
ら縮径方向へ力を与えて行うもので、筒体１を固定して
おいてローラ１２の方を筒体１の周りに回転（公転）さ
せつつローラ１２を図３の加工範囲ＺにわたってＸ及び
Ｙの軌跡で往復（多パス）させてもよく、また、その逆
に、ローラ１２を筒体１の周りに回転（公転）させずに
筒体１側を回転させ、かつローラ１２を図３の加工範囲
ＺにわたってＸ及びＹの軌跡で往復させてもよい。更に
は、筒体１とローラ１２の双方を回転させてもよい。

【００３０】なお、前記の第２の工程における１回のス
ピニング加工とは、前記の第１のテーパ部９と縮径部１
０と第２のテーパ部１１を、これらの間にローラを連続
して移動させて一気に形成（加工）することを意味する
もので、１パス或いは１往復の加工を意味するものでは
ない。

【００３１】次に第３の工程として、前記の第１のテー
パ部９を拡径して起こし、図１（ｅ）に示すようにフラ
ンジ１３を形成する。

【００３２】このように第１のテーパ部９を起こしてフ
ランジ１３に形成する方法としては、パンチによる軸方
向押圧或いは前記従来の技術として記載した図７に示す
ような拡径スピニングなどの周知工法を任意に適用す
る。

【００３３】なお、スピニングによる場合には、前記第
２の工程後にそのまま同じスピニングローラでフランジ
加工できるようにすると効率的である。

【００３４】更に、前記の第１のテーパ部９の拡径（起
こし）、すなわちフランジ１３の角度は、必ずしも筒軸
に直角とする必要はなく、製品形状に応じて任意であ
り、筒軸に対して斜めのフランジでもよい。

【００３５】なお、前記第３の工程後に、図１（ｆ）に
示すように、フランジ１３に適宜接続固定用の孔１４等
を形成してもよい。

【００３６】以上の工程でフランジ付きの容器が製造さ
れる。このように製造された容器のフランジの部分は、
図１（ｅ）に示すように、フランジ１３とその根元部
（折曲部）１５と隣接部１６にわたって筒体１と一体の
反転部２が密着した２重板構造となる。したがって、こ
のフランジ１３の部分が、筒体１の板材と一体の板材
で、かつ筒体１の板厚に比べて実質的に２倍になり、フ
ランジ自体とその取り付け強度、剛性が前記従来の１枚
板のものに比べて大幅に向上し、高強度、高剛性のフラ
ンジ付き容器を、簡単な方法で製造できる。

【００３７】更に、前記の反転工程後におけるフランジ
の形成は、筒体の端部の外形を縮径する工程をそのまま
利用することができるため、フランジ形成のための新た
な縮管成形工程を追加する必要がない。

【００３８】図４は第２実施例を示す。

【００３９】本第２実施例は、フランジ部に補強材等の
介在物を設ける場合の例である。

【００４０】本第２実施例の工程は、前記第１実施例に
おける図１の（ｂ）（ｃ）の第１の工程によって反転部
２を形成した後に、その反転部２と筒体１との間に形成
された間隙８内に、図４（ｄ）に示すように所望の介在
物２０、例えば金属板などの補強部材を介在し、その
後、前記第１実施例の図１（ｄ）に示す第２の工程と同
様の第２の工程（図４（ｅ））と、図１（ｅ）に示す第
３の工程と同様の第３の工程（図４（ｆ））を行う。ま
た、必要により、前記と同様に接続固定用の孔１４を形
成する（図４（ｇ））。

【００４１】本第２実施例によれば、フランジ１３とそ
の根元部１５と隣接部１６、すなわち反転部２の全域に
わたって補強材等の所望の介在物２０を介在でき、フラ
ンジ部及びその隣接部の強度向上などが行える。

【００４２】図５は第３実施例を示す。

【００４３】本第３実施例は、前記第１実施例における
フランジ１３の根元部１５にリブを設ける場合の例であ
る。

【００４４】本第３実施例の工程は、前記第１実施例に
おける図１の（ｂ）（ｃ）の第１の工程と同様の第１の
工程（図５（ｂ）（ｃ））と、図１の（ｄ）の第２の工
程と同様の第２の工程（図５（ｄ））を行った後の第３
の工程として、前記第１実施例の図１（ｅ）の第３の工
程と同様に第１テーパ部９を起こすものであるが、この
第１テーパ部９の起こしにパンチを使用するとともにこ
のパンチ（図示せず）に、形成されるフランジの根元部
１５に位置してリブ（突型）を設け、このリブの圧入に
より図１（ｅ）に示すように、フランジ１３の根元部１
５に転写的にリブ３０を成形するようにしたものであ
る。

【００４５】また、必要により前記と同様に接続固定用
の孔１４を形成する（図５（ｆ））。

【００４６】本第３実施例によれば、リブ３０により、
フランジと容器との取付け強度と剛性を一層向上させる
ことができる。

【００４７】なお、前記のようなリブ３０を形成する方
法としては、前記図１（ｅ）に示す第３の工程まで行っ
て最終形状を得た後に、パンチなどによってリブ３０を
設けるようにしてもよく、このリブ３０の形成方法は任
意である。

【００４８】図６は第４実施例を示す。

【００４９】本第４実施例は、本発明を自動車の排気系
のマフラ（サブマフラ）を製造する場合に適用した例で
ある。

【００５０】その製造工程は、前記図１（ｂ）（ｃ）に
示す第１の工程と同様の第１の工程（図６（ｂ）
（ｃ））を終了した後に、図６（ｄ）に示すように、そ
の筒体１内へ、グラスウールなどの吸音材４０を巻設し
た多孔パイプ４１を挿入し、その後、前記図１（ｄ）と
同様の第２の工程を行って、図６（ｅ）に示すように、
筒体の縮径部１０の内面とパイプ４１の外面とを密着さ
せて多孔パイプ４１を保持するとともに第２テーパ部１
１で筒体１と多孔パイプ４１間を閉塞して吸音材４０を
収納する。

【００５１】その後、前記第１実施例の第３の工程（図
１（ｅ））と同様の第３の工程（図６（ｆ））を行って
フランジ１３を形成して、該フランジ部が開口した最終
形状を得る。

【００５２】更に、筒体１における前記のフランジ１３
と反対側も前記と同様に形成してマフラに製造する。

【００５３】本第６実施例によれば、簡易な工程にて、
強度、剛性の高いフランジを有する自動車用のマフラを
製造できる。

【００５４】前記第１〜第４以外の更なる実施例とし
て、前記の縮径加工する第２の工程において、その第１
のテーパ部９と縮径部１０と第２のテーパ部１１とを、
その軸芯が筒体１の中央部（本体部）の軸芯に対して偏
芯或いは傾斜するように縮径加工してもよい。

【００５５】この前者の偏芯して縮径する工法として
は、本出願人が先に提案した偏芯スピニング工法（特許
第２９５７１５３号）を用いることができ、また、後者
の傾斜して縮径する工法としては、本出願人が先に提案
した曲げスピニング工法（特許第２９５７１５４号）を
用いることができる。

【００５６】そして、これらの第２の工程後に、前記の
第３の工程を行うことにより、前者においては、第２の
テーパ部１１より先部の縮径部１０とフランジ１３の軸
芯が筒体１の中央部（本体部）の軸芯に対して偏芯（オ
フセット）したフランジ一体の容器が形成でき、また後
者においては、第２のテーパ部１１より先部の縮径部１
０とフランジ部１３の軸芯が筒体１の中央部（本体部）
の軸芯に対して傾斜したフランジ一体の容器が形成でき
る。

【００５７】

【発明の効果】以上のようであるから、本発明によれ
ば、フランジを、容器本体の板材をそのまま延長して一
体に形成できるとともに、容器本体部の板厚よりも厚く
形成できるため、強度、剛性が高くかつ漏れのないフラ
ンジを有する容器を製造できる。

【００５８】更に、第２の工程をスピニング加工で行う
ことにより、その製造が容易になる。

【００５９】更に、反転部と筒体との間隙に補強材など
の介在物を挿入することにより、フランジ部の強度、剛
性のより一層の向上などを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｆ）は本発明の第１実施例の工程を
示す各側断面図で、夫々軸芯から下半分のみを示す。な
お、（ｅ）（ｆ）の図では左側面図をも示す。

【図２】図１の第１の工程における反転部を形成する方
法の１例を示す図。

【図３】図１の第２の工程におけるスピニングローラの
軌跡を説明する図。

【図４】（ａ）〜（ｇ）は本発明の第２実施例の工程を
示す各側断面図で、夫々軸芯から下半分のみを示す。な
お、（ｆ）（ｇ）の図では左側面図をも示す。

【図５】（ａ）〜（ｆ）は本発明の第３実施例の工程を
示す各側断面図で、夫々軸芯から下半分のみを示す。な
お、（ｅ）（ｆ）の図では左側面図をも示す。

【図６】（ａ）〜（ｇ）は本発明の第４実施例の工程を
示す各側断面図で、夫々軸芯から下半分のみを示す。な
お、（ｆ）（ｇ）の図では左側面図をも示す。

【図７】従来の製造方法を示す断面図。

【符号の説明】

１筒体１ａ端部２反転部９第１のテーパ部１０縮径部１１第２のテーパ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属製筒体の端部を反転させて反転部を
形成する第１の工程と、前記の反転部と該反転部側の筒体に縮径加工を施して、
反転部と筒体とが密着した開口側の第１のテーパ部と、
それに隣接する縮径部と、該縮径部と筒体の非縮径部と
の間の第２のテーパ部とを一体的に形成する第２の工程
と、前記第１のテーパ部を拡径してフランジを形成する第３
の工程と、を含むことを特徴とするフランジ付き容器の
製造方法。
【請求項２】前記第２の工程を、１回のスピニング加
工で行う請求項１記載のフランジ付き容器の製造方法。
【請求項３】金属製筒体の端部を外側に反転させて略
筒状の反転部を形成する第１の工程と、１回のスピニング加工によって反転部及び該反転部側の
筒体に縮径加工を施して、反転部と筒体とが密着した開
口側の第１のテーパ部と、それに隣接する縮径部と、該
縮径部と筒体の非縮径部との間の第２のテーパ部とを一
体的に形成する第２の工程と、前記第１のテーパ部を拡径してフランジを形成する第３
の工程と、を含むことを特徴とするフランジ付き容器の
製造方法。
【請求項４】前記第１の工程で形成された反転部と筒
体との間隙内に介在物を挿入した後、前記の第２の工程
を施すようにした請求項１又は２又は３記載のフランジ
付き容器の製造方法。