JP3524907B2 - 放射性物質格納容器及び放射性物質格納容器の製造方法、並びに容器及び容器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば使用済み
核燃料集合体や放射線に汚染された物質を収容して搬
送、貯蔵するキャスクのような厚肉容器に関し、その中
でも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、あ
るいは放射線に汚染された物質を収納するキャニスタに
関するものであって、製造に手間を要せず、端面形状に
優れた容器、筒物およびそれらの製造装置、並びにそれ
らの製造方法に関する。

【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５
０１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５０
４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（ｔｕｎｇｓｔｅ
ｎ−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５０
７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５０
１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５０
４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４
１０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３
００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４
１０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ーが
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、一定量この部分を切
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、この発明に係る放射性物質格納容器は、金属ビレ
ットを成型用コンテナ内に装入して熱間拡張すること
で、底部と胴部とを一体成形した厚肉の底付容器を有す
ることを特徴とする。

【００１４】次の発明に係る放射性物質格納容器は、金
属ビレットを成型用コンテナ内に装入して熱間拡張して
胴部を加工したときに、前記胴部の一端側に穿孔未完部
を残してこれを底部とし、当該底部を前記胴部と一体成
形した厚肉の底付容器を有することを特徴とする。

【００１５】上記の放射性物質格納容器は、底部と胴部
とが一体形成された底付容器を用いることにより、従来
のような底板の溶接が不要になり、溶接の熱処理が省略
できる。また、上記の底付容器は熱間拡張により成形さ
れるので、そのプレス圧は例えば熱間後方押出し成形等
に比べて小さなプレス圧で済む。なお、熱間プレス加工
や据え込み絞り成形にあたっては、通常知られている押
し抜き加工、絞り加工を組み合わせて行うことが可能で
あり、下記に開示する詳細な加工方法に限定されない。
また、本発明の放射性物質格納容器には、使用済み核燃
料のほか、放射線に汚染された物質などを格納すること
ができる。

【００１６】上記放射性物質格納容器が備えている底付
容器には、使用済み核燃料を輸送・貯蔵するキャスクに
使用される容器のように半径に対して肉厚の厚い、いわ
ゆる厚肉容器が含まれる。ここで厚肉容器とは、外半径
Ｒ_０と内半径Ｒ_ｉとの差、すなわち肉厚ｔ＝Ｒ_０−Ｒ_ｉ
と平均半径Ｒ＝（Ｒ_０−Ｒ_ｉ）／２との比（ｔ／Ｒ）＞
１／１０であるような容器をいう。なお、容器の断面形
状が円形でない場合には、外半径Ｒ_０と内半径Ｒ_ｉおよ
び平均半径の算出に等価直径ｄ_ｅ＝ｓ／πを使用しても
よい。ここでｓは断面の周長さであり、一辺の長さをａ
とすると正方形の場合にはｓ＝４×ａである。

【００１７】また、この発明に係る底付容器は、上記厚
肉容器のなかでも軸方向の長さが数メートルにも及ぶ使
用済み核燃料を収納するキャスクのように、軸方向長さ
Ｌと内径Ｄ_ｉとの比（Ｌ／Ｄ_ｉ）が１以上の容器に適し
ている。また、放射性物質収納容器であるキャニスタに
も、本発明を適用してよい。なお、（Ｌ／Ｄ_ｉ）が１未
満の場合には効果がないわけではなく、（Ｌ／Ｄ_ｉ）が
１よりも大きくなる程、この発明の効果が顕著に現れ
る。

【００１８】つぎの発明に係る放射性物質格納容器は、
上記放射性物質格納容器において、上記金属ビレットの
軸方向に垂直な断面形状が多角形であるとともに、上記
成形用コンテナの軸方向に垂直な断面内形状が円状であ
ることを特徴とする。

【００１９】この放射性物質格納容器は、底部と胴部と
が一体形成された底付容器を用いることにより、従来の
ような底板の溶接が不要になる。また、上記の底付容器
は軸方向に垂直な断面形状が多角形である金属ビレット
を軸方向に垂直な断面内形状が円状である成形用コンテ
ナに装入して熱間拡張成形する。この成形過程では、多
角形の各辺を曲げる作用によって拡張成形されるため、
従来よりも小さいプレス圧力で底部と胴部とを一体とし
て底付容器を成形できる。

【００２０】つぎの発明に係る放射性物質格納容器は、
上記放射性物質格納容器において、上記金属ビレットの
軸方向に垂直な断面形状が多角形であるとともに、上記
成形用コンテナの軸方向に垂直な断面内形状が多角形で
あることを特徴とする。

【００２１】この放射性物質格納容器は、底部と胴部と
が一体形成された底付容器を用いることにより、従来の
ような底板の溶接が不要になる。また、上記の底付容器
は軸方向に垂直な断面形状が多角形である金属ビレット
を軸方向に垂直な断面内形状が多角形である成形用コン
テナに装入して熱間拡張成形する。この成形過程では、
多角形の各辺を曲げる作用によって拡張成形されるた
め、従来よりも小さいプレス圧力で底部と胴部とを一体
として底付容器を成形できる。また、成形用コンテナの
内形を変えることによって、さまざまな放射性物質格納
容器に対応した外形の底付容器を容易に成形できる。

【００２２】つぎの発明に係る放射性物質格納容器は、
成形用コンテナ内に装入した金属ビレットを熱間拡張成
形することによって底部と胴部とを一体とした、使用済
み核燃料集合体のバスケットを収納する底付容器を有す
ることを特徴とする。ここで、上記バスケットは例えば
角パイプをまとめて構成され、その軸方向に垂直な断面
形状は第１５図（ｄ）に示す底付容器の断面内形状のよ
うなものがある。また、その外径は２〜２．５メートル
程度に及ぶ。

【００２３】この放射性物質格納容器は、使用済み核燃
料集合体を収納する厚肉で且つ軸方向の寸法が数メート
ル、内径が２〜２．５メートルにも及ぶ底付容器を用い
ることにより、従来のような底板の溶接が不要になり、
溶接後の熱処理が省略できる。特に、厚肉で且つ軸方向
の寸法が数メートル、内径が２〜２．５メートルにも及
ぶこの底付容器においては、上記工程を省略できる効果
は極めて大きい。

【００２４】この程度の大きさの容器になると、本発明
に係る底付容器は、底板を溶接によって取付けた従来の
容器と比較すると一ヶ月程度早く製造できる。この差
は、溶接そのものに要する時間と溶接後熱処理および徐
冷に要する時間に起因するものである。本発明に係る底
付容器はこれらの処理が不要であるため、製造期間を大
幅に短縮できるのである。

【００２５】つぎの発明に係る放射性物質格納容器は、
上記放射性物質格納容器において、熱間拡張に使用する
穿孔ポンチの断面が使用済み核燃料集合体のバスケット
の断面に近似する寸法形状であることを特徴とする。

【００２６】この放射性物質格納容器は、穿孔ポンチの
断面が容器内部に収納する使用済み核燃料集合体のバス
ケットの断面に近似する寸法形状となっているので、熱
間拡張成形後に容器内部を切削する作業が容易になり、
製造に手間を要しない。ここで、「穿孔ポンチの断面が
使用済み核燃料集合体のバスケットの断面に近似する寸
法形状」とは、穿孔ポンチ断面の寸法形状が、使用済み
核燃料集合体のバスケットの寸法形状と成形する底付容
器内部の削り代との差に略等しい関係をいう。本発明に
係る穿孔ポンチには、例えば第２７図の（ｃ）および
（ｄ）に示すような穿孔ポンチ２７ｃあるいは２７ｄが
使用できる。また、前記バスケットの断面形状には例え
ば第１５図（ｃ）および（ｄ）に示す底付容器の断面内
形状のようなものがあり、本発明に係る穿孔ポンチの断
面形状は、これらの形状に近似させることができる。さ
らに、例えば使用済み核燃料集合体のバスケットの断面
形状が第１５図（ｄ）に示す底付容器の断面内形状のよ
うなものであるときに、同図（ｃ）に示すような断面内
形状の底付容器内部を切削して同図（ｄ）に示すような
断面内形状に成形する場合を考える。この場合に同図
（ｃ）に示すような断面内形状を成形する穿孔ポンチの
断面も、前記バスケットの断面に近似する寸法形状を持
つ関係にあるといえる。

【００２７】つぎの発明に係る放射性物質格納容器は、
成形用コンテナ内に装入した金属ビレットを熱間拡張成
形することによって底部と胴部とを一体に成形した底付
容器内に放射性物質を収納した場合に、前記胴部側面略
中央部の外壁表面におけるγ線の線量当量率が２００μ
Ｓｖ／ｈ以下である底付容器を有することを特徴とす
る。

【００２８】この放射性物質格納容器に使用される底付
容器は、使用済み核燃料を輸送・貯蔵するものであるた
め、使用済み核燃料から放射するγ線を遮蔽する機能が
要求される。放射性物質格納容器の側面略中央部の外壁
表面におけるγ線の線量当量率は小さいほど望ましい
が、２０００μＳｖ／ｈ以下であれば、「核燃料物質等
の工場又は事業所外における運搬に関する規則（昭和５
３年１２月２８日付、総理府令第５７号）（最終改正
平成２年１１月２８日付、総理府令第５６号）」、「核
燃料物質等の工場又は事業所外における運搬に関する技
術上の基準に係る細目等を定める告示（昭和５３年１２
月２８日付、科学技術庁告示第１１号）（最終改正 平
成２年１１月２８日付、科学技術庁告示第５号）」およ
び「使用済燃料の乾式キャスク貯蔵に関する技術的検討
（平成４年７月 資源エネルギー庁）」に基づく輸送、
貯蔵の基準に適合するとされる。本発明の放射性物質格
納容器に使用される底付容器はさらに安全を考慮したも
のであって、当該底付容器をステンレス鋼や炭素鋼等で
作られた肉厚が数十ｃｍにも及ぶ厚肉容器とすること
で、この値の１／１０程度まで上記線量当量率を下げる
ことができる。

【００２９】この放射性物質格納容器では、このような
厚肉容器の胴部と底部とを一体として成形したため、従
来のような底板の溶接が不要になり、溶接後の熱処理が
省略できる。特に、このような厚肉の底付容器において
は、上記工程を省略できる効果は極めて大きい。

【００３０】つぎの発明に係る放射性物質格納容器は、
上記放射性物質格納容器において、前記底付容器は前記
底付容器は外径が、１０００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下
であり、肉厚が１５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であるこ
とを特徴とする。

【００３１】この放射性物質格納容器は、底部と胴部と
が一体形成された底付容器を用いることによって従来の
ような底板の溶接が不要になり、溶接後の熱処理が省略
できる。特に厚肉の底付容器においては、上記工程を省
略できる効果は大きい。

【００３２】つぎの発明に係る放射性物質格納容器は、
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金属ビレットを成形用コン
テナに装入し、穿孔ポンチを前記金属ビレットに押し込
み当該金属ビレットを熱間拡張成形し底部と胴部とを一
体に成形した厚肉の底付容器を有することを特徴とす
る。

【００３３】この放射性物質格納容器では、底部と胴部
とが一体となって成形された底付容器を備えている。こ
のような底付容器を用いることにより、従来のような底
板の溶接が不要になり、溶接後の熱処理が省略できる。
また、この底付容器は従来よりも低いプレス圧力で成形
でき、さらにコンテナ軸方向への金属の移動を最小にし
ているため、端部や容器表面に生ずる欠陥が少ない。こ
のため成形後にこれらの欠陥を修正する手間が少なくて
済む。

【００３４】この放射性物質格納容器が備えている底付
容器は、軸方向の長さが数メートルにも及ぶ使用済み核
燃料を収納するキャスクのように、軸方向長さＬと内径
Ｄ_ｉとの比（Ｌ／Ｄ_ｉ）が１以上の容器に適している。
このような軸方向に対して長い厚肉の底付容器を従来の
熱間加工法で成形しようとすると、数万ｔｏｎのプレス
圧力が必要であり、また、成形後の底付容器には端部や
表面に多くの欠陥が発生していた。したがって、従来は
ロール鍛造法等によって製造した厚肉の円筒に底を溶接
してこのような厚肉の容器を製造していた。

【００３５】これに対してこの発明に係る底付容器は、
一回の加工によって使用済み核燃料集合体を収納できる
ような、軸方向に対して長い厚肉の底付容器として成形
できる。またそのときのプレス圧力は一万ｔｏｎ程度で
あるため、既存の大型プレス機を使用でき、また容器の
端部や表面にはほとんど欠陥が発生しないため、成形後
の修整もほとんど必要ない。

【００３６】また、上記の容器ほど寸法が大きい容器で
ない場合には、仮に（ｔ／Ｒ）が１／１０を超えるよう
な厚肉容器を熱間プレス成形で作る場合であっても、プ
レス圧力はそれほど要しない。しかしながら、成形後の
底付容器には端部や表面に多くの欠陥が生ずる。このた
めこのような容器を熱間プレス成形によって成形するこ
とは困難であったが、この底付容器は一回の加工によっ
て（ｔ／Ｒ）が１／１０を超えるような厚肉容器も成形
でき、また端部や表面にはほとんど欠陥が発生しない。

【００３７】つぎの発明に係る放射性物質格納容器は、
上記放射性物質格納容器において、さらに、前記底付容
器の成形時において、底部にざぐり部を一体成形したこ
とを特徴とする。この放射性物質格納容器は、金属ビレ
ットが熱間拡張成形されると同時に、底部にもざぐり部
を設けた底付容器である。キャスクにおいては、底部に
中性子吸収材を備えるために、容器の底部にはざぐり部
が設けられている。従来は、切削加工や、あるいは予め
ざぐり部を設けた底板を胴部に溶接することによってこ
のざぐり部を設けていたため、製造に手間を要してい
た。この底付容器においては、熱間拡張成形時にざぐり
部も一体として成形するため、ざぐり部を設けるための
工程が省略できる。

【００３８】つぎの発明に係る放射性物質格納容器は、
上記放射性物質格納容器において、さらに、前記底付容
器の胴部にフランジを一体として設けたことを特徴とす
る。従来の放射性物質格納容器ではフランジ部を別に製
造して胴部に溶接して取付けていたため、溶接後の熱処
理が必要になる等、製造に手間を要していた。また、放
射性物質格納容器では容器自体の密閉性や強度が求めら
れるため、溶接部においては高い健全性が要求されてい
る。本発明に係る底付容器によれば、フランジと胴体と
を一体に成形しているため、溶接および溶接後熱処理工
程を省略しつつ、容器自体の密閉性や強度も確保でき
る。

【００３９】つぎの発明に係る放射性物質格納容器は、
上記放射性物質格納容器において、さらに、前記底付容
器は、その胴部の外側断面または内側断面のうち少なく
とも一方を多角形としたことを特徴とする。特に放射性
物質格納容器であるキャスクに使用する底付容器にはバ
スケットが収容されるので、底付容器の内側断面形状を
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。これまでは、底付容器の内側断面形状を円形に
成形した後、切削加工等によってバスケットに合わせた
形状に成形していた。この放射性物質格納容器は、底付
容器を拡張成形する際に容器の内側断面形状をバスケッ
トに合わせた形状に成形できるため、従来必要であった
上記切削工程を省略できる。なお、胴部の内側断面にお
ける多角形には三角形や四角形といったいわゆる多角形
の他、第１５図（ｃ）および（ｄ）に示すような形状
も、ここでいう多角形に含まれるものとする。以下同様
である。

【００４０】つぎの発明に係る放射性物質格納容器の製
造方法は、成形用コンテナ内に装入した金属ビレットを
熱間拡張して底部と胴部とを一体成形した筒状で厚肉の
底付容器を周回転せしめ、工具を当てがいその外側を切
削する工程と、前記底付容器の内部を、使用済み核燃料
集合体を収納するバスケットの外周形状の少なくとも一
部に合わせた形状に切削する工程と、を備えたことを特
徴とする。

【００４１】この放射性物質格納容器の製造方法は、底
部と胴部とを一体に成形した底付容器の外側を切削して
仕上げ、また内部を段状に切削加工して使用済み燃料集
合体のバスケットの収納箇所を設けたり、あるいは内部
を切削仕上げしたりして放射性物質格納容器を製造する
ものである。

【００４２】つぎの発明に係る放射性物質格納容器の製
造方法は、成形用コンテナ内に装入した金属ビレットを
熱間拡張して底部と胴部とを一体とした厚肉の底付容器
を成形する工程と、前記底付容器の内部を、使用済み核
燃料集合体を収納するバスケットの外周形状の少なくと
も一部に合わせた形状に切削する工程と、を備えたこと
を特徴とする。

【００４３】この放射性物質格納容器の製造方法は、熱
間拡張成形によって底部と胴部とを一体として底付容器
を成形し、その底付容器の外側を切削して仕上げ、また
内部を段状に切削加工して使用済み核燃料集合体のバス
ケットの収納箇所を設けたり、あるいは内部を切削仕上
げしたりして、放射性物質格納容器を製造するものであ
る。

【００４４】つぎの発明に係る容器は、金属ビレットを
成型用コンテナ内に装入して熱間拡張することで、底部
と胴部とを一体成形して厚肉の底付容器としたことを特
徴とする。

【００４５】つぎの発明に係る容器は、金属ビレットを
成型用コンテナ内に装入して熱間拡張して胴部を加工し
たときに、前記胴部の一端側に穿孔未完部を残してこれ
を底部とすることで、厚肉の一体底付容器としたことを
特徴とする。

【００４６】上記発明に係る容器は、底部と胴部とが一
体形成された底付容器を用いることにより、従来のよう
な底板の溶接が不要になり、後の熱処理が省略できる。
また、上記の底付容器は熱間拡張により成形されるの
で、そのプレス圧は例えば熱間後方押出し成形等に比べ
て小さなプレス圧で済む。なお、熱間プレス加工や据え
込み絞り成形にあたっては、通常知られている押し抜き
加工、絞り加工を組み合わせて行うことが可能であり、
下記に開示する詳細な加工方法に限定されない。

【００４７】また、上記容器には大型プレス機用のシリ
ンダ等のように、半径に対して肉厚の厚い、いわゆる厚
肉容器が含まれる。ここで厚肉容器とは、外半径Ｒ_０と
内半径Ｒ_ｉとの差、すなわち肉厚ｔ＝Ｒ_０−Ｒ_ｉと平均
半径Ｒ＝（Ｒ_０−Ｒ_ｉ）／２との比（ｔ／Ｒ）＞１／１
０であるような容器をいう。なお、容器の断面形状が円
形でない場合には、外半径Ｒ_０と内半径Ｒ_ｉおよび平均
半径の算出に等価直径ｄ_ｅ＝ｓ／πを使用してもよい。
ここでｓは断面の周長さであり、一辺の長さをａとする
と正方形の場合にはｓ＝４×ａである。

【００４８】この発明に係る容器は、上記厚肉容器のな
かでも軸方向長さＬと内径Ｄ_ｉとの比（Ｌ／Ｄ_ｉ）が１
以上の容器に適している。本発明に係る他の容器として
は、圧力容器であるボイラーのように、比較的薄肉の容
器も含まれる。さらに、本発明に係る他の容器は、化学
プラント用容器、石油精製プラント用リアクタ容器、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に使用する
容器も含まれる。

【００４９】つぎの発明に係る容器は、上記容器におい
て、上記金属ビレットの軸方向に垂直な断面形状が多角
形であるとともに、上記成形用コンテナの軸方向に垂直
な断面内形状が円状であることを特徴とする。

【００５０】この容器は、底部と胴部とが一体形成され
た底付容器を用いることにより、従来のような底板の溶
接が不要になる。また、上記の底付容器は軸方向に垂直
な断面形状が多角形である金属ビレットを軸方向に垂直
な断面内形状が円状である成形用コンテナに装入して熱
間拡張成形する。この成形過程では、多角形断面の一辺
を曲げる作用によって金属ビレットが拡張成形されるた
め、従来よりも小さい圧力で底付容器を成形できる。

【００５１】つぎの発明に係る容器は、上記容器におい
て、上記金属ビレットの軸方向に垂直な断面形状が多角
形であるとともに、上記成形用コンテナの軸方向に垂直
な断面内形状が多角形であることを特徴とする。

【００５２】この容器は、底部と胴部とが一体形成され
た底付容器を用いることにより、従来のような底板の溶
接が不要になる。また、上記の底付容器は軸方向に垂直
な断面形状が多角形である金属ビレットを軸方向に垂直
な断面内形状が多角形である成形用コンテナに装入して
熱間拡張成形する。この成形過程では、多角形の各辺を
曲げる作用によって拡張成形されるため、従来よりも小
さいプレス圧力で底部と胴部とを一体として底付容器を
成形できる。また、成形用コンテナの内形を変えること
によって、用途に応じた外形の底付容器が得られる。

【００５３】つぎの発明に係る容器は、上記容器におい
て、前記底付容器は外径が、２００ｍｍ以上４０００ｍ
ｍ以下であり、肉厚が２０ｍｍ以上４００ｍｍ以下であ
ることを特徴とする。

【００５４】この容器は、底部と胴部とが一体形成され
た底付容器を用いることにより、従来のような底板の溶
接が不要になり、溶接後の熱処理が省略できる。特に厚
肉の底付容器においては、上記工程を省略できる効果は
大きい。

【００５５】つぎの発明に係る容器は、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
形に形成した金属ビレットを成形用コンテナに装入し、
穿孔ポンチを前記金属ビレットに押し込み当該金属ビレ
ットを熱間拡張成形し底部と胴部とを一体に成形した厚
肉の底付容器としたことを特徴とする。

【００５６】この容器は、厚肉の容器であり、底のない
筒物および底部と胴部とが一体となって成形された底付
容器の両方を含む。特に厚肉の底付容器の場合には、従
来のような底板の溶接が不要になり、溶接後の熱処理が
省略できる。また、プレスに要する圧力は従来よりも少
なくて済むため、特に大型プレス機用のシリンダ等に使
用される容器のように、厚肉で、且つ軸方向の寸法が数
メートルにも及ぶ容器であっても従来の設備で製造でき
る。また、この容器は端部や容器表面に生ずる欠陥が少
ないため、成形後にこれらの欠陥を修正する手間が少な
くて済む。

【００５７】つぎの発明に係る容器は、上記容器におい
て、さらに、前記底付容器は、軸方向に垂直な外側断面
または内側断面のうち少なくとも一方を多角形としたこ
とを特徴とする。特に放射性物質格納容器であるキャス
クに使用する底付容器にはバスケットが収容されるの
で、底付容器の内側断面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。これまでは、底
付容器の内側断面形状を円形に成形した後、切削加工等
によってバスケットに合わせた形状に成形していた。こ
の容器は、底付容器を拡張成形する際に容器の内側断面
形状をバスケットに合わせた形状に成形できるため、従
来必要であった上記切削工程を省略できる。

【００５８】つぎの発明に係る容器の製造方法は、側面
に少なくとも一つの平面を備えた金属ビレットを、内壁
との間で隙間を持たせて成形用コンテナに装入する工程
と、穿孔ポンチを前記金属ビレットに押し込むことでそ
の平面を内壁側に曲げて金属ビレットを熱間拡張成形し
て底部と胴部とを一体に成形する工程と、を備えたこと
を特徴とする。

【００５９】この容器の製造方法では、金属ビレットの
側面における平面を曲げる作用によって、金属ビレット
が成形用コンテナの内壁側へ拡張する。また、金属ビレ
ットと成形用コンテナ内壁との間に存在する空間に金属
ビレットが拡張するため、金属ビレットの据込み現象が
抑制できる。これらの作用によって、この容器の製造方
法においては、プレス圧力が従来よりも小さくて済み、
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。

【００６０】つぎの発明に係る容器の製造方法は、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金属ビレットを成形用コンテナ
に装入する工程と、穿孔ポンチを前記金属ビレットに押
し込み当該金属ビレットを熱間拡張成形して底部と胴部
とを一体に成形する工程と、を備えたことを特徴とす
る。

【００６１】この容器の製造方法においては、プレス方
向の前方側においては、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、プレス方向の反対側へ向う金属の流れを抑制できる
ので、金属ビレットの据込み現象を抑制できる。このた
め、この容器の製造方法においては、プレス圧力が従来
よりも小さくて済み、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。

【００６２】つぎの発明に係る容器の製造方法は、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
の平面を備えた金属ビレットを成形用コンテナに装入
し、穿孔ポンチを前記金属ビレットに押し込み当該金属
ビレットを熱間拡張成形して底部と胴部とを一体に成形
することことを特徴とする。

【００６３】この容器の製造方法では、側面に少なくと
も一つの平面を備えた金属ビレットを熱間拡張成形する
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、従来の容器の製造
方法と比較してプレス圧力は小さくて済み、また、割れ
等の内部欠陥も低減できる。

【００６４】つぎの発明に係る容器の製造方法は、側面
に少なくとも一つの平面を備えた金属ビレットを、内壁
との間で隙間を持たせて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、穿孔ポンチを前記金属ビ
レットに押し込むことでその平面を内壁側に曲げて金属
ビレットを熱間拡張成形して底部と胴部とを一体に成形
する工程と、を備えたことを特徴とする。

【００６５】この容器の製造方法は、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、金属ビレットの平面を成形用コンテナの
内壁側に曲げる作用によって金属ビレットを拡張成形す
る。これらの相互作用によって、この容器の製造方法
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。

【００６６】つぎの発明に係る容器の製造方法は、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側端部と係合す
る張出部を備えた金属ビレットを、内壁との間で隙間を
持たせて成形用コンテナに装入する工程と、穿孔ポンチ
を前記金属ビレットに押し込むことでその平面を内壁側
に曲げて金属ビレットを熱間拡張成形して底部と胴部と
を一体に成形する工程と、を備えたことを特徴とする。

【００６７】この容器の製造方法に使用する金属ビレッ
トは、予め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ている。この
ため、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が不要になる
ので、熱間拡張に要する時間が短くなる。その結果、金
属ビレットの温度が下がらないうちに成形を終了できる
ため、端部形状はより良好なものとなる。また、上記延
出工程も省略できるため、製造に手間を要しない。

【００６８】また、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金
属ビレットを使用するので、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
って金属ビレットの据え込みを抑制できる。さらに、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プレス方向の反対側へ向う金属の流
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、端
面形状の劣化も抑制できる。

【００６９】つぎの発明に係る容器の製造方法は、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金属ビレットを成形用コンテナ
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、穿孔ポン
チを前記金属ビレットに押し込み当該金属ビレットを熱
間拡張成形して底部と胴部とを一体に成形する工程と、
を備えたことを特徴とする。

【００７０】この容器の製造方法は、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、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金属ビレッ
トを拡張成形するため、多角形の各辺を成形用コンテナ
の内壁側に曲げる作用が働く。これらの相互作用によっ
て、この容器の製造方法は、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。

【００７１】つぎの発明に係る容器の製造方法は、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
の平面を備えた金属ビレットを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、穿孔ポンチを前記
金属ビレットに押し込み当該金属ビレットを熱間拡張成
形して底部と胴部とを一体に成形する工程と、を備えた
ことを特徴とする。

【００７２】この容器の製造方法は、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、少なくとも一方に、少なくとも一つの平
面を備えた金属ビレットを拡張成形するため、金属ビレ
ットの平面を成形用コンテナの内壁側に曲げる作用が働
く。これらの相互作用によって、この容器の製造方法
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。

【００７３】つぎの発明に係る容器の製造方法は、上記
容器の製造方法において、鍛造工程によって前記金属ビ
レットを成形し、当該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工程を含むことを特徴
とする。

【００７４】つぎの発明に係る容器の製造方法は、上記
容器の製造方法において、前記鍛造工程には前記金属ビ
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る工程を含むことを特徴とす
る。

【００７５】つぎの発明に係る容器の製造方法は、上記
容器の製造方法において、前記鍛造工程には前記金属ビ
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、少なくとも一つの段部を設ける
工程を含むことを特徴とする。

【００７６】上記の容器の製造方法は、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。この作用
によって、金属ビレットの据込み現象を抑制できるの
で、熱間拡張成形の最終段階におけるプレス圧力の増加
を抑制することができる。

【００７７】つぎの発明に係る容器の製造方法は、上記
容器の製造方法において、金属ビレットと成形用コンテ
ナの底との間に筒状の部材を設けて金属ビレットを成形
用コンテナに装入する工程と、穿孔ポンチを当該金属ビ
レットに押し込むことで当該金属ビレットを熱間拡張成
形し、底部と胴部とを一体として底付容器を成形する工
程と、成形後における底付容器の底部から前記筒状の部
材を取り外す工程と、前記筒状の部材によって前記底付
容器の底部に形成された柱状の部分を取り除く工程と、
を備えたことを特徴とする。

【００７８】この製造方法は、金属ビレットの底に設け
た筒状の部材によって、底付容器を成形すると同時に、
この底付容器の底部にざぐり部を形成するものである。
従来は切削によってこのざぐり部を設けていたので、加
工に手間を要していた。この方法によれば、拡張成形後
に容器の底部に残った柱状の部分を取り除くだけなの
で、従来と比較して加工に手間を要さない。ここで筒状
の部材とは、軸方向に垂直な断面が三角形や四角形等の
多角形状、あるいは多角形の角が丸められた多角形状、
さらには楕円形状の部材も含み、円筒には限られない。

【００７９】つぎの発明に係る容器の製造方法は、上記
容器の製造方法において、金属ビレットと成形用コンテ
ナの底との間に柱状の部材を設けて金属ビレットを成形
用コンテナに装入する工程と、穿孔ポンチを当該金属ビ
レットに押し込むことで当該金属ビレットを熱間拡張成
形し、底部と胴部とを一体として底付容器を成形する工
程と、成形後における底付容器の底部から前記柱状の部
材を取り外す工程と、を備えたことを特徴とする。

【００８０】この製造方法は、金属ビレットの底に設け
た柱状の部材によって、底付容器を成形すると同時に、
この底付容器の底部にざぐり部を形成するものである。
従来は切削によってこのざぐり部を設けていたので、加
工に手間を要していた。この方法によれば、拡張成形と
同時にざぐり部を形成することができるので、従来と比
較して加工に手間を要さない。また、上記ざぐり部を形
成する方法と比較しても、柱状の部材を取り除く工程が
省略できるため、ざぐり部を形成するのに手間を要さな
い。ここで柱状の部材とは、軸方向に垂直な断面が三角
形や四角形等の多角形状、あるいは多角形の角が丸めら
れた多角形状、さらには楕円形状の部材も含み、円柱に
は限られない。

【００８１】つぎの発明に係る容器の製造方法は、上記
容器の製造方法において、前記成形用コンテナの胴部
は、当該成形用コンテナの底部に対して相対的に移動可
能であることを特徴とする。

【００８２】この底付容器の製造方法は、底部と胴部と
が相対的に移動できるコンテナに金属ビレットを装入し
て熱間拡張成形する。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の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とが相対的に
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。

【００８３】つぎの発明に係る容器の製造方法は、上記
容器の製造方法において、前記成形用コンテナの胴部は
軸方向に分割されていることを特徴とする。この底付容
器の製造方法では、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厚肉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。

【００８４】

【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。

【００８５】（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。

【００８６】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。

【００８７】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）２００
ｂ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。

【００８８】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９７
０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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】なお、この張出部２０１を金属ビレット２
００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。

【００９２】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４１
０を押し込み、金属ビレット２００を熱間拡張成形す
る。

【００９３】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２０
０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２００
ａ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３０
０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。

【００９４】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。

【００９５】さらに穿孔ポンチ４１０が金属ビレット２
００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２
００のプレス前方側２００ｂにおける金属はコンテナ３
００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）。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】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９
１０が、軸方向に垂直な成形用コンテナの断面内側９６
０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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】第４図（ｃ）に示すようなプレス前方側２
００ｂ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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】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２
００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２
００ｂ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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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。

【０１１６】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。

【０１１７】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２０
０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。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】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３
０２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。

【０１２２】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。

【０１２３】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。

【０１２４】具体例および比較例ともに内径が９４３ｍ
ｍ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。

【０１２５】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１２
５０℃に加熱した後、自由鍛造加工法で軸方向全長にわ
たって同一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９２８
ｍｍ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。

【０１２６】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】

【０１２７】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１
６０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。

【０１２８】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１６
１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。

【０１２９】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１４
０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１４
７とから構成されている。また、スピンドルユニット１
４６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１
４８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。

【０１３０】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１
５２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。

【０１３１】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１
５２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。

【０１３２】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。

【０１３３】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１４
１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。

【０１３４】つぎに、スピンドルユニット１４６を１８
０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。

【０１３５】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
て容器外側よおび内側を切削加工してもよい。

【０１３６】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。

【０１３７】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。

【０１３８】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４
５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。

【０１３９】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。

【０１４０】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。

【０１４１】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。

【０１４２】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。

【０１４３】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。

【０１４４】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。

【０１４５】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。

【０１４６】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１
０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。

【０１４７】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１
２図に示した例に限定されない。

【０１４８】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。

【０１４９】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。

【０１５０】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。

【０１５１】（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。

【０１５２】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。

【０１５３】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。

【０１５４】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の底部の円形および穿孔ポ
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。

【０１５５】（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。

【０１５６】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３
０３は底付容器の成形後にその底部に嵌め殺すことにな
る。

【０１５７】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３
０１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。

【０１５８】金属ビレット２００をコンテナの胴部３０
０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２
００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。

【０１５９】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３
０２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８
００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。

【０１６０】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。

【０１６１】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。

【０１６２】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８
００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。

【０１６３】（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。

【０１６４】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。

【０１６５】（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１０
０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。

【０１６６】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。

【０１６７】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２
１ａ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））。

【０１６８】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２
１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））。

【０１６９】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））。

【０１７０】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２
２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。

【０１７１】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２
５図の（ａ））、ステム２８を降下させて穿孔ポンチ２
７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２
７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））。

【０１７２】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。

【０１７３】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。

【０１７４】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２
４〜２６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２１
ｂ〜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。

【０１７５】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。

【０１７６】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。

【０１７７】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。

【０１７８】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。

【０１７９】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。

【０１８０】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２
２００ｍｍ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、 １ｎ（（２５００²−１４２０²）／（２２００²−１４２０²））＝０．４ となり、これを時間（２５００−２２００／２／ｔａｎ
３０゜）／（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^{− 1}s となる。

【０１８１】つぎに、押し抜き力は、変形抵抗が３ｋｇ
ｆ／ｍｍ²のとき摩擦係数を０．３とすると、 ３×π／４×（２２００²−１４２０²）×１ｎ（（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。

【０１８２】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）＝６１９６７ ００ｋｇｆ となる。この程度の圧力であれば、使用実績のある８０
００ｔｏｎプレスによって成形可能である。

【０１８３】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×（１ｎ（２２００²／（２２００²−１４２０²））×（ １＋２×０．５／ｔａｎ４５゜））＋４π／（４・３・√３）＝１９１８６１０ ３ｋｇｆ となるから、２００００ｔｏｎプレスが必要になる。

【０１８４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の放射性
物質格納容器および容器では、底部と胴部とが一体形成
された底付容器を用いることにより、従来のような底板
の溶接が不要になり、後の熱処理が省略できる。この結
果製造の手間を大幅に削減できる。また、上記の底付容
器は熱間拡張により成形されるので、そのプレス圧は例
えば熱間後方押出し成形等に比べて小さなプレス圧で済
む。

【０１８５】また、この発明の放射性物質格納容器およ
び容器は、軸方向に垂直な断面形状が多角形である金属
ビレット、および軸方向に垂直な断面内形状が円状であ
る成形用コンテナを用いて底付容器成形した。このた
め、従来のような底板の溶接が不要になるため、製造に
要する手間を削減できる。さらに、拡張成形においては
上記金属ビレットの多角形の一辺を曲げる作用によっ
て、従来よりも小さい圧力で底付容器を成形できる。

【０１８６】また、この発明の放射性物質格納容器およ
び容器は、軸方向に垂直な断面形状が多角形である金属
ビレット、および軸方向に垂直な断面内形状が多角形で
ある成形用コンテナを用いて底付容器成形した。このた
め、従来のような底板の溶接が不要になるため、製造に
要する手間を削減できる。さらに、拡張成形においては
上記金属ビレットの多角形の一辺を曲げる作用によっ
て、従来よりも小さい圧力で底付容器を成形できる。さ
らに、さまざまな用途に対応した外形の底付容器を容易
に成形できる。

【０１８７】また、この発明の放射性物質格納容器は、
原子炉の燃料として用いた使用済み核燃料集合体のバス
ケットを収納できる程度に軸方向に長く、且つ内径が大
きい厚肉の底付容器を、成形用コンテナ内において熱間
拡張成形によって底部と胴部とを一体として成形した。
このため、従来のような底板の溶接が不要になり、溶接
後の熱処理が省略できるので、製造に係る手間を削減で
きる。特に、厚肉で且つ軸方向の寸法が数メートル、内
径が２〜２．５メートルにも及ぶこの底付容器において
は、上記工程を省略できる効果は極めて大きい。

【０１８８】また、この発明の放射性物質格納容器は、
穿孔ポンチの断面が容器内部に収納する使用済み核燃料
集合体のバスケットの断面に近似する寸法形状としたの
で、熱間拡張成形後に容器内部を切削する作業が容易に
なり、製造に手間を要しない。

【０１８９】また、この発明の放射性物質格納容器は、
成形用コンテナ内において熱間拡張成形によって底部と
胴部とを一体に成形した底付容器内に放射性物質を収納
した場合に、前記胴部側面略中央部の外壁表面における
γ線の線量当量率が２００μＳｖ／ｈ以下とした。容器
の側面略中央部の外壁表面におけるγ線の線量当量率が
２００μＳｖ／ｈ以下であるという要求を満たすために
は、ステンレス鋼や炭素鋼等によって肉厚が数十ｃｍに
も及ぶ容器を製造する必要がある。このような厚肉容器
の胴部と底部とを一体として成形したため、従来のよう
な底板の溶接が不要になり、溶接後の熱処理が省略でき
るので製造に手間を要しない。特に、このような厚肉の
底付容器においては、上記工程を省略できる効果は極め
て大きい。

【０１９０】また、この発明の放射性物質格納容器は、
上記放射性物質格納容器および容器において、前記底付
容器は外径が、１０００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下であ
り、肉厚が１５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下とした。この
ような厚肉の容器を底部と胴部とを一体として形成した
ため、従来のような底板の溶接が不要になり、溶接後の
熱処理が省略できるので、製造に手間を要しない。特に
軸方向の寸法が大きい厚肉の底付容器においては、上記
工程を省略できる効果は大きい。

【０１９１】また、この発明の放射性物質格納容器およ
び容器は、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金属ビレットを
成形用コンテナに装入し、穿孔ポンチを前記金属ビレッ
トに押し込み当該金属ビレットを熱間拡張成形した。こ
のため、従来のような底板の溶接が不要になり、溶接後
の熱処理が省略できる。また、この底付容器は端部や容
器表面に生ずる欠陥が少ないため、成形後にこれらの欠
陥を修正する手間が少なくて済むので製造に手間を要し
ない。

【０１９２】また、この発明の放射性物質格納容器は、
前記底付容器の底部にざぐり部を一体として備えた。こ
の底付容器は、熱間拡張成形時にざぐり部も一体として
成形するため、ざぐり部を設けるための工程が省略でき
るので、製造に手間を要しない。

【０１９３】また、この発明の放射性物質格納容器は、
前記底付容器の胴部にフランジを一体として設けたの
で、溶接および溶接後熱処理工程を省略でき、製造の手
間を省くことができる。また、容器自体の密閉性や強度
も確保できる。

【０１９４】また、この発明の放射性物質格納容器およ
び容器は、前記底付容器の胴部外側断面または内側断面
のうち少なくとも一方を多角形とした。このため、底付
容器を拡張成形する際に容器の内側断面形状をバスケッ
トに合わせた形状に成形できるので、従来必要であった
容器内部の切削工程を省略できるため、製造に手間を要
しない。

【０１９５】また、この発明に係る放射性物質格納容器
の製造方法では、底部と胴部とを一体に成形した底付容
器の外側を切削して仕上げ、また内部を段状に切削加工
して使用済み燃料集合体のバスケットの収納箇所を設け
たり、あるいは内部を切削仕上げしたりして放射性物質
格納容器を製造するようにした。このため、底付容器の
内側を容易に切削および仕上げができる。

【０１９６】また、この発明に係る放射性物質格納容器
の製造方法では、熱間拡張成形によって底部と胴部とを
一体として底付容器を成形し、その底付容器の外側を切
削して仕上げ、また内部を段状に切削加工して使用済み
燃料集合体のバスケットの収納箇所を設けたり、あるい
は内部を切削仕上げしたりして、放射性物質格納容器を
製造するようにした。このため、底付容器の内側を容易
に切削および仕上げができる。

【０１９７】また、この発明の容器は、上記放射性物質
格納容器および容器において、前記底付容器は外径が、
２００ｍｍ以上４０００ｍｍ以下であり、肉厚が２０ｍ
ｍ以上４００ｍｍ以下とした。このような肉厚の容器を
底部と胴部とを一体として形成したため、従来のような
底板の溶接が不要になり、溶接後の熱処理が省略できる
ので、製造に手間を要しない。特に軸方向の寸法が大き
い厚肉の底付容器においては、上記工程を省略できる効
果は大きい。

【０１９８】また、この発明に係る底付容器の製造方法
では、穿孔ポンチを金属ビレットに押し込み、この金属
ビレットの平面を前記コンテナの内壁へ向かう力によっ
て曲げることで、成形用コンテナと金属ビレットとの間
に存在する隙間へ前記金属ビレットを拡張成形するよう
にした。

【０１９９】また、この発明に係る容器の製造方法で
は、金属ビレットの側面における平面を曲げる作用によ
って金属ビレットが成形用コンテナの内壁側へ拡張す
る。また、金属ビレットと成形用コンテナ内壁との間に
存在する空間に金属ビレットが拡張するため、金属ビレ
ットの据込み現象が抑制できる。これらの作用によっ
て、この容器の製造方法においては、プレス圧力が従来
よりも小さくて済み、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。

【０２００】また、この発明に係る底付容器の製造方法
では、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金属ビレットを
使用するようにした。このため、熱間拡張成形時にはこ
の張出部が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てい
るため、上記曲げの作用および金属がプレス方向と反対
側に流れる現象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。

【０２０１】また、この発明に係る底付容器の製造方法
では、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金属ビレットを熱間
拡張成形することとした。このため、プレス方向の前方
側においては、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ので、金属ビ
レットの据込み現象が抑制できる。したがって、この容
器の製造方法においては、プレス圧力が従来よりも小さ
くて済み、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。

【０２０２】また、この発明に係る底付容器の製造方法
では、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金属ビレットを熱間拡張成形
することとした。このため、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、従来の容器の製造方法と比較してプレス圧力は小さ
くて済み、また、割れ等の内部欠陥も低減できる。

【０２０３】また、この発明に係る容器の製造方法で
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。また、この容器の成形方法では金属ビレットの平面
を成形用コンテナの内壁側に曲げる作用によって金属ビ
レットを拡張成形するようにした。前記延出部は、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、金属ビレットの平面を成形用コンテナ
の内壁側に曲げる作用によりプレス圧力を低減できる。
これらの相互作用によって、この容器の製造方法は、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。

【０２０４】また、この発明に係る容器の製造方法で
は、予め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金属ビレット
を熱間拡張成形するようにした。このため、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が不要になるので、熱間拡張に
要する時間が短くなる。その結果、金属ビレットの温度
が下がらないうちに成形を終了できるため、端部形状は
より良好なものとなる。また、上記延出工程も省略でき
るため、製造に手間を要しない。

【０２０５】また、この発明に係る容器の製造方法で
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、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
角形に形成した金属ビレットを拡張成形するようにした
ため、多角形の各辺を成形用コンテナの内壁側に曲げる
作用が働く。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。

【０２０６】また、この発明に係る容器の製造方法で
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、少なくとも一
方に、少なくとも一つの平面を備えた金属ビレットを拡
張成形するようにしたため、金属ビレットの平面を成形
用コンテナの内壁側に曲げる作用が働く。これらの相互
作用によって、この容器の製造方法は、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。

【０２０７】また、この発明に係る容器の製造方法で
は、上記容器の製造方法において、鍛造工程によって前
記金属ビレットを成形し、当該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工程を含むよ
うにした。また、この発明に係る容器の製造方法では、
上記容器の製造方法において、前記鍛造工程には前記金
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る工程を含むようにした。
また、この発明に係る容器の製造方法では、上記容器の
製造方法において、前記鍛造工程には前記金属ビレット
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、少なくとも一つの段部を設ける工程を
含むようにした。これらの容器の製造方法は、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近傍に
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、金属ビレットの据込み現象を抑制でき、熱間拡
張成形の最終段階におけるプレス圧力を小さくすること
ができる。

【０２０８】また、この発明に係る容器の製造方法で
は、金属ビレットの底に設けた筒状の部材によって、底
付容器を成形すると同時に、この底付容器の底部にざぐ
り部を形成するようにした。従来は切削によってこのざ
ぐり部を設けていたため加工に手間を要していたが、拡
張成形後に容器の底部に残った柱状の部分を取り除くだ
けなので、従来と比較して加工に手間を要さない。

【０２０９】また、この発明に係る容器の製造方法で
は、金属ビレットの底に設けた柱状の部材によって、底
付容器を成形すると同時に、この底付容器の底部にざぐ
り部を形成するようにした。このため、拡張成形と同時
にざぐり部を形成することができるので、従来と比較し
て加工に手間を要さない。また、柱状の部材を取り除く
工程が省略できるため、上記ざぐり部を形成する方法と
比較するとざぐり部の形成に手間を要さない。

【０２１０】また、この発明に係る容器の製造方法で
は、上記容器の製造方法において、前記成形用コンテナ
の胴部は、当該成形用コンテナの底部に対して相対的に
移動できるようにした。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ので、プレス圧力の増加を抑制
できる。

【０２１１】また、この発明に係る容器の製造方法で
は、上記容器の製造方法において、前記成形用コンテナ
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、プレス圧力の増
加を抑制できる。 ［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

フロントページの続き (72)発明者 水野 直洋 福岡県北九州市戸畑区大字中原先の浜46 番地59 日本鋳鍛鋼株式会社内 (72)発明者 徳野 勝彦 福岡県北九州市戸畑区大字中原先の浜46 番地59 日本鋳鍛鋼株式会社内 (72)発明者 松本 親行 福岡県北九州市戸畑区大字中原先の浜46 番地59 日本鋳鍛鋼株式会社内 (72)発明者 田浦 良治 広島県三原市糸崎町5007番地 三菱重工 業株式会社紙・印刷機械事業部内 (72)発明者 白銀 重徳 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 大園 勝成 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 松岡 寿浩 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (56)参考文献 特開2000−9897（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−5908（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−275990（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−106532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−128594（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−230450（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−220637（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G21C 19/32 B21J 5/06 B21J 13/02 B21K 21/06 G21F 5/00 G21F 9/36

Claims (35)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属ビレットを成型用コンテナ内に装入
   して熱間拡張することで、底部と胴部とを一体成形した
   厚肉の底付容器を有することを特徴とする放射性物質格
   納容器。
2. 【請求項２】 金属ビレットを成型用コンテナ内に装入
   して熱間拡張して胴部を加工したときに、前記胴部の一
   端側に穿孔未完部を残してこれを底部とし、当該底部を
   前記胴部と一体成形した厚肉の底付容器を有することを
   特徴とする放射性物質格納容器。
3. 【請求項３】 上記金属ビレットの軸方向に垂直な断面
   形状が多角形であるとともに、上記成形用コンテナの軸
   方向に垂直な断面内形状が円状であることを特徴とする
   請求の範囲第１項または第２項に記載の放射性物質格納
   容器。
4. 【請求項４】 上記金属ビレットの軸方向に垂直な断面
   形状が多角形であるとともに、上記成形用コンテナの軸
   方向に垂直な断面内形状が多角形であることを特徴とす
   る請求の範囲第１項または第２項に記載の放射性物質格
   納容器。
5. 【請求項５】 成形用コンテナ内に装入した金属ビレッ
   トを熱間拡張成形することによって底部と胴部とを一体
   とした、使用済み核燃料集合体のバスケットを収納する
   底付容器を有することを特徴とする放射性物質格納容
   器。
6. 【請求項６】 熱間拡張に使用する穿孔ポンチの断面が
   使用済み核燃料集合体のバスケットの断面に近似する寸
   法形状であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第５
   項のいずれか一つに記載の放射性物質格納容器。
7. 【請求項７】 成形用コンテナ内に装入した金属ビレッ
   トを熱間拡張成形することによって底部と胴部とを一体
   に成形した底付容器内に放射性物質を収納した場合に、
   前記胴部側面略中央部の外壁表面におけるγ線の線量当
   量率が２００μＳｖ／ｈ以下である底付容器を有するこ
   とを特徴とする放射性物質格納容器。
8. 【請求項８】 前記底付容器は外径が、１０００ｍｍ以
   上３０００ｍｍ以下であり、肉厚が１５０ｍｍ以上３０
   ０ｍｍ以下であることを特徴とする請求の範囲第１項〜
   第３項のいずれか一つに記載の放射性物質格納容器。
9. 【請求項９】 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金属ビレッ
   トを成形用コンテナに装入し、穿孔ポンチを前記金属ビ
   レットに押し込み当該金属ビレットを熱間拡張成形し底
   部と胴部とを一体に成形した厚肉の底付容器を有するこ
   とを特徴とする放射性物質格納容器。
10. 【請求項１０】 さらに、前記底付容器の成形時におい
    て、底部にざぐり部を一体成形したことを特徴とする請
    求の範囲第１項〜第９項のいずれか一つに記載の放射性
    物質格納容器。
11. 【請求項１１】 さらに、前記底付容器の胴部にフラン
    ジを一体として設けたことを特徴とする請求の範囲第１
    項〜第１０項のいずれか一つに記載の放射性物質格納容
    器。
12. 【請求項１２】 さらに、前記底付容器は、軸方向に垂
    直な外側断面または内側断面のうち少なくとも一方を多
    角形としたことを特徴とする請求の範囲第１項〜第１１
    項のいずれか一つに記載の放射性物質格納容器。
13. 【請求項１３】 成形用コンテナ内に装入した金属ビレ
    ットを熱間拡張して底部と胴部とを一体成形した筒状で
    厚肉の底付容器を周回転せしめ、工具を当てがいその外
    側を切削する工程と、 前記底付容器の内部を、使用済み核燃料集合体を収納す
    るバスケットの外周形状の少なくとも一部に合わせた形
    状に切削する工程と、 を備えたことを特徴とする放射性物質格納容器の製造方
    法。
14. 【請求項１４】 成形用コンテナ内に装入した金属ビレ
    ットを熱間拡張して底部と胴部とを一体とした厚肉の底
    付容器を成形する工程と、 前記底付容器の内部を、使用済み核燃料集合体を収納す
    るバスケットの外周形状の少なくとも一部に合わせた形
    状に切削する工程と、 を備えたことを特徴とする放射性物質格納容器の製造方
    法。
15. 【請求項１５】 金属ビレットを成型用コンテナ内に装
    入して熱間拡張することで、底部と胴部とを一体成形し
    て厚肉の底付容器としたことを特徴とする容器。
16. 【請求項１６】 金属ビレットを成型用コンテナ内に装
    入して熱間拡張して胴部を加工したときに、前記胴部の
    一端側に穿孔未完部を残してこれを底部とすることで、
    厚肉の一体底付容器としたことを特徴とする容器。
17. 【請求項１７】 上記金属ビレットの軸方向に垂直な断
    面形状が多角形であるとともに、上記成形用コンテナの
    軸方向に垂直な断面内形状が円状であることを特徴とす
    る請求の範囲第１５項または第１６項に記載の容器。
18. 【請求項１８】 上記金属ビレットの軸方向に垂直な断
    面形状が多角形であるとともに、上記成形用コンテナの
    軸方向に垂直な断面内形状が多角形であることを特徴と
    する請求の範囲第１５項または第１６項に記載の容器。
19. 【請求項１９】 前記底付容器は外径が、２００ｍｍ以
    上４０００ｍｍ以下であり、肉厚が２０ｍｍ以上４００
    ｍｍ以下であることを特徴とした請求の範囲第１５項〜
    第１８項のいずれか一つに記載の容器。
20. 【請求項２０】 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金属ビレ
    ットを成形用コンテナに装入し、穿孔ポンチを前記金属
    ビレットに押し込み当該金属ビレットを熱間拡張成形し
    底部と胴部とを一体に成形した厚肉の底付容器としたこ
    とを特徴とする容器。
21. 【請求項２１】 さらに、前記底付容器は、軸方向に垂
    直な外側断面または内側断面のうち少なくとも一方を多
    角形としたことを特徴とする請求の範囲第１５項〜第２
    ０項のいずれか一つに記載の容器。
22. 【請求項２２】 側面に少なくとも一つの平面を備えた
    金属ビレットを、内壁との間で隙間を持たせて成形用コ
    ンテナに装入する工程と、 穿孔ポンチを前記金属ビレットに押し込むことでその平
    面を内壁側に曲げて金属ビレットを熱間拡張成形して底
    部と胴部とを一体に成形する工程と、 を備えたことを特徴とする厚肉の容器の製造方法。
23. 【請求項２３】 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金属ビレ
    ットを成形用コンテナに装入する工程と、 穿孔ポンチを前記金属ビレットに押し込み当該金属ビレ
    ットを熱間拡張成形して底部と胴部とを一体に成形する
    工程と、 を備えたことを特徴とする厚肉の容器の製造方法。
24. 【請求項２４】 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金属ビレットを成
    形用コンテナに装入し、穿孔ポンチを前記金属ビレット
    に押し込み当該金属ビレットを熱間拡張成形して底部と
    胴部とを一体に成形することを特徴とする厚肉の容器の
    製造方法。
25. 【請求項２５】 側面に少なくとも一つの平面を備えた
    金属ビレットを、内壁との間で隙間を持たせて成形用コ
    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、 穿孔ポンチを前記金属ビレットに押し込むことでその平
    面を内壁側に曲げて金属ビレットを熱間拡張成形して底
    部と胴部とを一体に成形する工程と、 を備えたことを特徴とする厚肉の容器の製造方法。
26. 【請求項２６】 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
    の入口側端部と係合する張出部を備えた金属ビレット
    を、内壁との間で隙間を持たせて成形用コンテナに装入
    する工程と、 穿孔ポンチを前記金属ビレットに押し込むことでその平
    面を内壁側に曲げて金属ビレットを熱間拡張成形して底
    部と胴部とを一体に成形する工程と、 を備えたことを特徴とする厚肉の容器の製造方法。
27. 【請求項２７】 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金属ビレ
    ットを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、 穿孔ポンチを前記金属ビレットに押し込み当該金属ビレ
    ットを熱間拡張成形して底部と胴部とを一体に成形する
    工程と、 を備えたことを特徴とする厚肉の容器の製造方法。
28. 【請求項２８】 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金属ビレットを成
    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、 穿孔ポンチを前記金属ビレットに押し込み当該金属ビレ
    ットを熱間拡張成形して底部と胴部とを一体に成形する
    工程と、 を備えたことを特徴とする厚肉の容器の製造方法。
29. 【請求項２９】 鍛造工程によって前記金属ビレットを
    成形し、当該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工程を含むことを特徴とする請
    求の範囲第２２項〜第２８項のいずれか一つに記載の容
    器の製造方法。
30. 【請求項３０】 前記鍛造工程には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
    テーパーを設ける工程を含むことを特徴とする請求の範
    囲第２９項に記載の容器の製造方法。
31. 【請求項３１】 前記鍛造工程には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、少なくとも一つの段部を設ける工程を含
    むことを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の容器の
    製造方法。
32. 【請求項３２】 金属ビレットと成形用コンテナの底と
    の間に筒状の部材を設けて金属ビレットを成形用コンテ
    ナに装入する工程と、 穿孔ポンチを当該金属ビレットに押し込むことで当該金
    属ビレットを熱間拡張成形し、底部と胴部とを一体とし
    て底付容器を成形する工程と、 成形後における底付容器の底部から前記筒状の部材を取
    り外す工程と、 前記筒状の部材によって前記底付容器の底部に形成され
    た柱状の部分を取り除く工程と、 を備えたことを特徴とする請求の範囲第２９項〜第３１
    項のいずれか一つに記載の容器の製造方法。
33. 【請求項３３】 金属ビレットと成形用コンテナの底と
    の間に柱状の部材を設けて金属ビレットを成形用コンテ
    ナに装入する工程と、 穿孔ポンチを当該金属ビレットに押し込むことで当該金
    属ビレットを熱間拡張成形し、底部と胴部とを一体とし
    て底付容器を成形する工程と、 成形後における底付容器の底部から前記柱状の部材を取
    り外す工程と、 を備えたことを特徴とする請求の範囲第２２項〜第３２
    項のいずれか一つに記載の容器の製造方法。
34. 【請求項３４】 前記成形用コンテナの胴部は、当該成
    形用コンテナの底部に対して相対的に移動可能であるこ
    とを特徴とする請求の範囲第２２項〜第３３項のいずれ
    か一つに記載の容器の製造方法。
35. 【請求項３５】 前記成形用コンテナの胴部は軸方向に
    分割されていることを特徴とする請求の範囲第３４項に
    記載の容器の製造方法。