JP4601912B2 - Cylindrical pressure vessel processing method - Google Patents
Cylindrical pressure vessel processing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4601912B2 JP4601912B2 JP2003110756A JP2003110756A JP4601912B2 JP 4601912 B2 JP4601912 B2 JP 4601912B2 JP 2003110756 A JP2003110756 A JP 2003110756A JP 2003110756 A JP2003110756 A JP 2003110756A JP 4601912 B2 JP4601912 B2 JP 4601912B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe material
- container
- pipe
- core member
- diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Rigid Containers With Two Or More Constituent Elements (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状圧力容器とその加工方法及び加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
消火器は、約1MPaの圧縮ガスを消火薬剤噴射用の圧力源として使用するため、図11の如く、金属製、特に鋼鉄製の円筒状圧力容器としての消火器容器31を備えている。消火器容器31の上端開口縁に形成した口金部31aには、圧漏れ防止用のゴム製パッキン32を装着したバルブ操作部33をユニオンキャップ34によって取付けてある。消火器容器31の口金部31aの外周面に形成した螺子山(図示略)には、消火器内の圧縮ガスによる負荷がバルブ操作部33及びユニオンキャップ34を介して作用する。このため、消防法では、上記負荷に耐え得る螺子山を形成できるように、口金部31aの有効肉厚(円筒状胴部の内径が120mm未満の場合は1.0mm以上、円筒状胴部の内径が120mm以上の場合は1.2mm以上)を規定している。
【0003】
図11の消火器容器31は、図12(A)の如く、所定厚に形成した口金部31aと、鋼板をプレス加工により絞り成形した天板31bと、鋼板をロール加工すると共に縦溶接Aにより円筒状に形成した胴部31cと、鋼板をプレス加工により絞り成形した底板31dとからなり、胴部31cの両端開口部に天板31b及び底板31dを溶着すると共に、天板31bの鏡面部を打ち抜いてその孔31eの周縁部に口金部31aを溶着したものである。
【0004】
また、従来の消火器容器には、図12(B)(C)の如く、3つの鋼鉄製の部材で構成したものもある。図12(B)の消火器容器は、胴部31cの両端開口部に、口金部31aを一体に成形した天板31bと底板31dとを溶着したものである(例えば特許文献1参照)。図12(C)の消火器容器は、所定厚に形成した口金部31aと、鋼板をプレス加工により深絞り成形した上側部材31f及び下側部材31gとからなり、上側部材31f及び下側部材31gの開口端部を突き合わせて溶着すると共に、上側部材31fの鏡面部を打ち抜いてその孔31eの周縁部に口金部31aを溶着したものである。
【0005】
【特許文献1】
特開平8−267161号公報(図1B参照)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
消火器容器を製造するに際しては、従来から溶接工程中に溶接不良による圧漏れが発生するという問題があった。図12(A)の消火器容器の製造中に発生した溶接不良による圧漏れの件数を調べたところ、100,000本中907本(約0.9%)に圧漏れが見られた。図12(A)の消火器容器の各溶接箇所A〜Dの圧漏れ件数を表1に示す。
【0007】
【表1】
【0008】
表1から、図12(A)の消火器容器で発生した圧漏れの約96%が、胴部31cの縦溶接A又は天板31b及び胴部31cの突合せ溶接Bのいずれかで発生していることが分かる。胴部31cの縦溶接Aの圧漏れは、その殆どが縦溶接Aの上下端部で発生している。胴部31cの縦溶接Aの上下端部で溶接不良が多いのは、鋼板から胴部31cを形成するときと、胴部31cに天板31b及び底板31dを接合するときの2度に渡って溶接しているために、その近傍の溶接箇所と比較して溶接による変形度合が大きくなっているからである。天板31b及び胴部31cの突合せ溶接Bの圧漏れは、図11の如く、天板31b及び胴部31cの肉厚差が原因になっている。天板31bが胴部31cよりも厚いのは、絞り成形により展延した天板31bの鏡面部、特にその孔31eの周縁部を口金部31aの有効肉厚に対応して所定厚に形成するために、口金部31aよりも肉厚の鋼板から天板31bを成形する一方で、消火器容器の軽量化を図るために薄い鋼板から胴部31cを成形しているからである。
【0009】
図12(B)の消火器容器は、同図(A)の消火器容器の円周溶接Dがないものであるが、表1の如く円周溶接Dの圧漏れ件数が少ないことから、同図(A)の消火器容器と比較しても圧漏れ発生率に大差がない。同図(C)の消火器容器は、最も圧漏れし易い縦溶接Aがないので、同図(A)(B)の消火器容器と比較して圧漏れ発生率が低くなる。しかし、同図(C)の消火器容器は、上側部材31fの鏡部31eを口金部31aに対応した厚さに形成するために、同図(A)(B)の天板31bとなる鋼板よりも肉厚の鋼板から上側部材31fを成形しているので、同図(A)(B)のものと比較して肉厚部分が多いために重くなるという問題があった。
【0010】
また、鋼鉄製以外の消火器容器、例えば樹脂製やアルミ製の消火器容器には、溶接箇所が一箇所のものや溶接箇所がないものもあった。これらの消火器容器には、軽量で、かつ、溶接不良により圧漏れが発生し難い(発生しない)という利点がある反面、耐久性が低く、しかも製造コストが嵩むという問題があった。
【0011】
本発明はかかる課題に鑑み創案するに至ったものであって、その目的は、軽量で、かつ、溶接不良による圧漏れが発生し難い鋼鉄製の円筒状圧力容器を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る円筒状圧力容器の加工方法は、円筒状胴部の下端部から口金部までを一体に成形した容器本体と、該容器本体の下端開口部を閉塞する底板との2部材を接合してなる鋼鉄製の円筒状圧力容器の加工方法であって、へら絞り加工機の回転軸の一端のチャックによって鋼鉄製のパイプ材をチャックすると共に、2個の前記容器本体の口金部を突き合わせた状態での該口金部の内面形状に対応した形状部を有する2個一組のコア部材を前記パイプ材の内径に対向状態で嵌合し、該2個一組のコア部材の相対向する先端部にはそれぞれ凹部と凸部が設けられており、一方の前記コア部材の凸部が他方の前記コア部材の凹部に移動自在に嵌入され、前記パイプ材をその軸線回りに回転させると共に、前記パイプ材に対してその軸線方向に圧縮力を付加した状態で、前記コア部材の前記形状部に対応する前記パイプ材の所定部分の外周面を絞り手段で押圧しつつ軸線方向に往復移動させることにより、前記パイプ材の所定部分を縮径させると共に前記コア部材の前記形状部に押圧して、前記口金部となる縮径肥肉化部を形成ようにしている。
【0013】
本発明によれば、円筒状胴部の下端部から口金部までを一体に成形した容器本体をパイプ材から成形しているので、従来のものと比較して溶接の少ない鋼鉄製の円筒状圧力容器を製造できる。特に図12(A)(B)に示す胴部31cの縦溶接Aと、天板31b及び胴部31cの突合せ溶接Bとを省いているので、溶接不良による圧漏れを大幅に低減できる。パイプ材としては、縦溶接Aの不要なシームレス管が最適であるが、コスト面を考慮すると縦溶接Aの上下端部の溶接不良が少ない電縫溶接管でも構わない。
【0014】
円筒状圧力容器の軽量化は、その大部分を占める容器本体を所要の耐圧力が得られる範囲内で薄く形成することにより達成できるが、その際、容器本体の口金部の有効肉厚に留意する必要がある。一般的なプレス加工やへら絞り加工によって、金属材料を塑性変形させると、当該変形部分が展延して薄くなる。本発明では、パイプ材の軸線方向に圧縮力を付加しつつへら絞り加工しているので、パイプ材の変形部分、即ち縮径部分は、展延による強度の低下及び上記圧縮力の加圧断面積の狭小化によって、単位断面積当りの上記圧縮力が非加工部分よりも大きくなるために、軸線方向に圧縮されて短くなる。パイプ材の圧縮分の肉は、パイプ材の縮径部分から非加工部分へ逃げないようにパイプ材の外周面を絞り手段で押圧しつつ軸線方向に移動させることにより、パイプ材の縮径部分の内部で分散する。これによりパイプ材の一部に容器本体の口金部となる縮径肥肉化部を形成できる。この場合、パイプ材の非加工部分が容器本体の円筒状胴部になるから、加工前のパイプ材として所要の耐圧性が得られる範囲内で薄いものを使用することにより、円筒状圧力容器の軽量化を図ることができる。容器本体の口金部の厚さは、パイプ材の圧縮長を変更することにより適宜設定でき、パイプ材が薄くてもその圧縮長を長くすることで口金部の有効肉厚を確保できる。
【0015】
また、2個の容器本体の口金部を突き合わせた状態での該口金部の内面形状に対応した形状部を有する2個一組のコア部材をパイプ材の内径に対向状態で嵌合し、パイプ材の所定部分を縮径させると共にコア部の前記形状部に押圧して縮径肥肉化部を形成するので、パイプ材の縮径肥肉化部を所期の形状及び肉厚に加工することができる。さらに、該縮径肥肉化部の中央部でパイプ材を切断すると、同時に2個の容器本体を作製することができる。なお、コア部材の形状は、2個一組で、2個の円筒状容器の口金部を突き合せた状態の内面形状と同形状になればよく、2個のコア部材が相違する形状であっても構わない。
【0017】
また、絞り手段による押圧力を、絞り手段がパイプ材の所定部分の外側部分から中央部分に向かって移動するときと、絞り手段がパイプ材の所定部分の中央部分から外側部分に向かって移動するときとで変えるようにしても良い。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る円筒状圧力容器とその加工方法及び加工装置について説明する。なお、本実施形態では、円筒状圧力容器として消火器容器を用いて説明する。
【0019】
図1は、本発明に係る加工方法を使用して製造した鋼鉄製の消火器容器1を備えた消火器を例示している。この消火器容器1は、同図の如く、円筒状胴部2aの下端部からその上端開口縁の口金部2bまでを一体に成形した容器本体2と、容器本体2の下端開口部に嵌合する底板3とからなり、容器本体2に底板3を嵌合させた状態で円周溶接により接合してある。容器本体2は、口金部2bを有効肉厚(円筒状胴部の内径が120mm未満の場合は1.0mm以上、円筒状胴部の内径が120mm以上の場合は1.2mm以上)で、かつ、円筒状胴部2aよりも肉厚に形成してある。底板3は、鋼板をプレス加工又はへら絞り加工などの周知の加工方法により所定形状に成形したものである。
【0020】
図2は、本発明に係る加工方法を使用した加工装置11を例示している。この加工装置11は、鋼鉄製のパイプ材2’をその軸線回りに回転駆動する回転駆動手段12と、パイプ材2’の軸線方向に圧縮力を付加する加圧手段13と、パイプ材2’の外周面を押圧して縮径肥肉化させる絞り手段14と、パイプ材2’を切断する切断手段15(図9参照)とを備え、鋼鉄製のパイプ材2’から2個の容器本体2を同時に成形するものである。
【0021】
回転駆動手段12は、ベース17の片端上面部に立設した固定支柱12aの内側面に設けた図示外の回転軸に駆動チャック12bを設けたものである。駆動チャック12bは、パイプ材2’の片端部を把持固定すると共にその軸線回りに回転駆動し、パイプ材2’を同期して回転させる。駆動チャック12bの端面には、コア部材18を脱着可能に取付けてある。
【0022】
加圧手段13は、固定支柱12aと対向してベース17上に立設した可動支柱13aの内側面に従動チャック13bを設けたものである。可動支柱13aは、固定支柱12aと接近離間する直線運動要素である。従動チャック13bの端面には、パイプ材2’に嵌入させるコア部材19を脱着可能に取付けてある。従動チャック13bは、パイプ材2’の端部にコア部材19を嵌入してその端面をパイプ材2’の端部に接触させ、パイプ材2’を介して伝達される駆動チャック12bの駆動力によって回転する。
【0023】
コア部材18,19は、同一軸線上に配設され、2個一組で、図1に示す容器本体2を2個用意し、各々の口金部2bを突き合せた状態の内面形状に対応した形状に形成してある。具体的には、コア部材18は、容器本体2の円筒状胴部2aから口金部2bの根元部分に至る内面形状に対応した形状になっており、コア部材19は、2個の容器本体2の口金部2bを突き合せた状態で一方の容器本体2の口金部2bの根元部分から他方の容器本体2の円筒状胴部2aの下端部に至る内面形状に対応した形状になっている。また、コア部材18の先端面には、コア部材19の先端部に突設した凸部19aを嵌入するための凹部18aを穿設してある。
【0024】
絞り手段14は、パイプ材2’の軸線直交方向及び軸線方向に移動しつつパイプ材2’の外周面を押圧するスピニングローラで、パイプ材2’の軸線方向との角度を任意の角度に変更可能になっている。
【0025】
切断手段15は、図9の如く、パイプ材2’の外周面を軸線直交方向に押圧する切断バイトである。
【0026】
次に、図3乃至図9を参照しつつ本発明に係る円筒状容器の加工方法を使用して消火器容器を製造する工程について説明する。
【0027】
まず、図3の如く、パイプ材2’をその片端開口部から回転駆動手段12の駆動チャック12bに取付けたコア部材18に嵌入すると共に駆動チャック12bによってパイプ材2’の片端部を把持固定する。この状態から加圧手段13を駆動して回転駆動手段12に接近させ、図4の如く、加圧手段13の従動チャック13bに取付けたコア部材19をパイプ材2’の他端開口部に嵌入すると共に、従動チャック13bの端面をパイプ材2’の他端部に接触させる。図4の状態では、パイプ材2’の開口端部が駆動チャック12b及び従動チャック13bの端面に接触しているが、コア部材19の凸部19aは、その先端部がコア部材18の凹部18aに嵌入しているだけである。このため、コア部材18の先端部とコア部材19の凸部19aの根元部分との間に間隔d0が設けられている。この状態で、更に可動支柱13aを回転駆動手段12側へ駆動すると、パイプ材2’の軸芯方向に圧縮力を付加することができる。
【0028】
図5及び図6は、パイプ材2’の縮径肥肉化工程を示している。図5の如く、回転駆動手段12によりパイプ材2’をその軸線回りに回転させると共に加圧手段13によりパイプ材2’の軸芯方向に圧縮力を付加した状態で、絞り手段14をパイプ材2’の軸線直交方向に往復動させてパイプ材2’の外周面中央部を叩くことによりパイプ材2’の中央部を窪ませて粗加工する。次に、図6の如く、絞り手段14をパイプ材2’の軸線方向に往復動させつつパイプ材2’の外周面を押圧する。これにより、図7の如く、パイプ材2’の中央部に縮径肥肉化部2b’を形成できる。
【0029】
図5及び図6の工程では、パイプ材2’の中央部は、縮径した際に展延するから、当該縮径部分の強度が低下する。また、パイプ材2’の縮径部分に作用する単位断面積当りの圧縮力は、非加工部分2a’よりも大きくなる。これによりパイプ材2’の縮径部分が軸芯方向に圧縮され、図4乃至図7に示す如く、コア部材18の先端部とコア部材19の凸部19aの根元部分との間の間隔がd0→d1→d2→d3の順に徐々に狭まっていく。図5及び図6の工程で、パイプ材2’の圧縮分の肉は、パイプ材2’の縮径部分の範囲内で分散する。その結果、当該縮径部分が、図7の如く、パイプ材2’の非加工部分2a’よりも肉厚の縮径肥肉化部2b’となる。縮径肥肉化部2b’は、その中央部が最も肉厚で、非加工部分2a’に近付くにつれて徐々に薄くなっている。これは、縮径肥肉化部2b’の中央部で上記圧縮力がパイプ材2’の軸芯方向に最も大きく作用するからである。また、縮径肥肉化部2b’の厚さは、パイプ材2’の圧縮長(d0−d3)を変更することにより適宜設定でき、パイプ材2’が薄くても前記圧縮長を長くすることで縮径肥肉化部2b’を肉厚に形成できる。
【0030】
なお、図6の工程では、絞り手段14の移動方向及び位置によって押圧力を適宜変更しても構わない。例えば絞り手段14がパイプ材2’の外側から中央部に向かって移動するときはパイプ材2’を強く押圧し、かつ、パイプ材2’の中央部から外側へ移動するときは弱く押圧することで、縮径肥肉化部2b’の中央部の肥肉化を促進でき、またこの逆の動作により縮径肥肉化部2b’の中央部の過厚分を分散させることもできる。これによりパイプ材2’の縮径肥肉化部2b’の外形状を所期の形状に形成することができる。パイプ材2’の内形状は、コア部材18,19の形状によって定まるから、パイプ材2’の縮径肥肉化部2b’の外形状を所期の形状に形成することで、当該縮径肥肉化部2b’を所期の肉厚に形成できる。
【0031】
また、図7の縮径肥肉化工程が終了した段階で、コア部材18の先端部とコア部材19の凸部19aの根元部分との間に間隔d3(例えば数mm程度)を開けておくことで、縮径肥肉化工程が終了するまでの間中、パイプ材2’に圧縮力を付加し続けることができる。なお、縮径肥肉化工程の終了時にコア部材18の先端部とコア部材19の凸部19aの根元部分との間の間隔をなくすようにしても構わない。
【0032】
図8及び図9は、パイプ材2’の切断工程を示している。パイプ材2’の回転を停止させた状態で、図8の如く、可動支柱13aを固定支柱12aから離間させ、コア部材18の先端部とコア部材19の凸部19aの根元部分との間に間隔d4を開ける。この間隔d4は、縮径肥肉化部2b’の長さの1/2以上である。これにより縮径肥肉化部2b’の中央部に中空部20を設けることができる。そして、図9の如く、回転駆動手段12によりパイプ材2’を回転させた状態で、切断手段15をパイプ材2’の縮径肥肉化部2b’の中央部に接触させてパイプ材2’を切断する。
【0033】
上記の各工程を経て、同時に2個の容器本体2を成形することができる。そして、各容器本体2を加工装置11から取り外し、円筒状胴部2a側の開口端部に、図1の如く、底板3を円周溶接により接合する工程と、口金部2bの外周部に雄ねじを形成する工程と、口金部2bの端部、即ちパイプ材2’の切断面を研磨して面取りする工程とを経て消火器容器1が出来上がる。
【0034】
以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば上記実施形態では、回転駆動手段12をベース17上に固定したものを示したが、回転駆動手段12を加圧手段13と同様の直線運動要素としても構わない。この場合、回転駆動手段12も加圧手段の構成要素となり、パイプ材2’に対して圧縮力を左右対称に作用させることができる。これにより同時に加工した2個の容器本体2の形状誤差を低減させることができる。
【0035】
また、上記実施形態では、加圧手段13の従動チャック13bに駆動機構を設けていないが、従動チャック13bにパイプ材2’の把持機構及び駆動機構を設けても構わない。この場合、パイプ材2’を切断して2個の容器本体2に分けた後であっても、駆動チャック12b及び従動チャック13bによって各容器本体2を把持固定すると共にその軸線回りに回転させることができる。これにより、パイプ材2’の切断工程の後に続けて容器本体2の切断面の面取り工程を行なえる。
【0036】
また、上記実施形態では、パイプ材2’を切断したのち、口金部2bにねじ切り加工を施したが、図10の如く、パイプ材2’を切断する前に縮径肥肉化部2b’のねじ切り工程を行なっても構わない。ねじ切り工程は、回転駆動手段12によりパイプ材2’を回転させた状態で、パイプ材2’の縮径肥肉化部2b’の外周面をねじ切り手段16で押圧しつつねじ切り手段16をパイプ材2’の軸線方向に移動させて、縮径肥肉化部2b’に雄ねじを形成する。ねじ切り手段16は、図10の如く、パイプ材2’の外周面を軸線直交方向に押圧するねじ切りバイトである。この場合、切断工程で切断する縮径肥肉化部2b’の中央部には、雄ねじを形成する必要はない。
【0037】
また、上記実施形態では、コア部材18,19を容器本体2の内面形状に対応した形状に形成したものを挙げて説明したが、コア部材18,19は、少なくとも容器本体2の円筒状胴部2aの上端から口金部2bに至る部分、即ち縮径肥肉化加工を施した部分の内面形状に対応したものであればよく、容器本体2の円筒状胴部2aに対応する部分の形状については、円筒状胴部2aの内径よりも小径であっても構わない。
【0038】
また、上記実施形態では、異なる形状のコア部材18,19を挙げて説明したが、これらは同一形状であっても構わない。この場合、コア部材18,19をパイプ材2’の軸線方向に進退自在に構成することで、パイプ材2’を切断する際に縮径肥肉化部2b’の中央部に中空部20を形成できる。
【0039】
なお、本実施形態では、円筒状圧力容器として消火器容器を挙げて説明したが、円筒状圧力容器としては、圧縮ガスを封入したガスボンベもある。
【0040】
【発明の効果】
本発明の加工方法は前述の如く、容器本体の円筒状胴部の下端部から口金部までを溶接なしで一体に成形したので、該容器本体と底板の円周溶接のみで鋼鉄製の円筒状圧力容器を製造できる。すなわち、従来の製造方法と比較して溶接箇所が少なくなるから、円筒状圧力容器の溶接不良による圧漏れを低減でき、しかもその美観を向上させることができる。
【0041】
鋼鉄製のパイプ材をその軸線回りに回転させると共に、パイプ材に対してその軸線方向に圧縮力を付加した状態で、パイプ材の外周面を絞り手段で押圧しつつ軸線方向に移動させたので、パイプ材の一部に縮径肥肉化部を形成できる。これによりパイプ材の非加工部分を円筒状胴部とし、かつ、縮径肥肉化部を口金部とする円筒状圧力容器の容器本体を形成でき、縮径肥肉化部がパイプ材の非加工部分よりも肉厚であることから、容器本体の口金部の有効肉厚を確保しつつ円筒状胴部を薄く形成できる。このように円筒状圧力容器の大部分を占める容器本体を軽量にすることができるから、軽量な円筒状圧力容器を提供可能になる。
【0042】
しかも、パイプ材の所定部分を縮径させると共にコア部材の形状部に押圧して、口金部となる縮径肥肉化部を形成するので、縮径肥肉化部、ひいては口金部を所期の形状及び肉厚に形成することができ、また、パイプ材を縮径肥肉化部で切断することにより2個の容器本体を同時に形成することができる。
【0043】
2個一組のコア部材の相対向する先端部にそれぞれ凹部と凸部を設け、一方のコア部材の凸部を他方のコア部材の凹部に移動自在に嵌入した構成とすることにより、2個一組のコア部材の同軸度を確保して、加工精度を高めることができる。また、絞り手段による押圧力を、絞り手段がパイプ材の所定部分の外側部分から中央部分に向かって移動するときと、絞り手段がパイプ材の所定部分の中央部分から外側部分に向かって移動するときとで変えることにより、縮径肥肉化部、ひいては口金部の形状及び肉厚の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る加工方法を使用して製造した消火器容器を例示する縦断面図である。
【図2】本発明に係る加工方法を使用した加工装置を例示する模式図である。
【図3】パイプ材を回転駆動手段に取付ける工程を示す模式図である。
【図4】パイプ材を回転駆動手段に取付けた状態を示す模式図である。
【図5】パイプ材の縮径肥肉化工程の粗加工を示す模式図である。
【図6】パイプ材の縮径肥肉化工程の仕上げ加工を示す模式図である。
【図7】パイプ材の縮径肥肉化部を示す縦断面図である。
【図8】パイプ材のねじ切り工程を示す模式図である。
【図9】パイプ材の切断工程を示す模式図である。
【図10】パイプ材の切断工程を示す模式図である。
【図11】従来の消火器容器を例示する縦断面図である。
【図12】(A)は、図11の消火器容器の加工方法を例示する模式図で、(B)及び(C)は、他の加工方法を示す模式図である。
【符号の説明】
1 消火器容器
2 容器本体
2a 円筒状胴部
2b 口金部
2’ パイプ材
2b’ 縮径肥肉化部
3 底板
11 加工装置
12 回転駆動手段
12b 駆動チャック
13 加圧手段
13b 従動チャック
14 絞り手段
15 切断手段
18,19 コア部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cylindrical pressure vessel, a processing method thereof, and a processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
Since the fire extinguisher uses compressed gas of about 1 MPa as a pressure source for extinguishing a fire extinguishing agent, the fire extinguisher includes a
[0003]
As shown in FIG. 12A, the
[0004]
In addition, some conventional fire extinguisher containers are composed of three steel members as shown in FIGS. The fire extinguisher container of FIG. 12 (B) is obtained by welding a
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-8-267161 (see FIG. 1B)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When manufacturing a fire extinguisher container, there has conventionally been a problem that pressure leakage due to poor welding occurs during the welding process. When the number of pressure leaks due to poor welding that occurred during the manufacture of the fire extinguisher container of FIG. 12 (A) was examined, 907 out of 100,000 pieces (about 0.9%) showed pressure leaks. Table 1 shows the number of pressure leaks at each welding point A to D of the fire extinguisher container of FIG.
[0007]
[Table 1]
[0008]
From Table 1, about 96% of the pressure leakage that occurred in the fire extinguisher container of FIG. 12 (A) occurred in either the longitudinal welding A of the
[0009]
The fire extinguisher container of FIG. 12 (B) does not have the circumferential weld D of the fire extinguisher container of FIG. 12 (A), but the number of pressure leaks of the circumferential weld D as shown in Table 1 is small. Even when compared with the fire extinguisher container of FIG. Since the fire extinguisher container of FIG. 10C does not have the vertical weld A that is most likely to cause pressure leak, the rate of occurrence of pressure leak is lower than that of the fire extinguisher container of FIGS. However, the fire extinguisher container of FIG. 6C is a steel plate that forms the
[0010]
Moreover, some fire extinguisher containers other than steel, for example, resin or aluminum fire extinguisher containers, have one welded part or no welded part. These fire extinguisher containers are light in weight and have the advantage that pressure leakage does not easily occur due to poor welding (does not occur), but there is a problem that durability is low and manufacturing cost increases.
[0011]
The present invention has been invented in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a steel cylindrical pressure vessel that is light in weight and hardly causes pressure leakage due to poor welding.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The processing method of the cylindrical pressure vessel according to the present invention is a method of joining two members, a container body integrally formed from the lower end portion of the cylindrical body portion to the base portion, and a bottom plate that closes the lower end opening portion of the container body. A steel cylindrical pressure vessel processing method, in which a steel pipe material is chucked by a chuck at one end of a rotary shaft of a spatula drawing machine, and the cap portions of two container bodies are butted together A set of two core members having a shape corresponding to the inner surface shape of the base portion in a state of being connected is fitted to the inner diameter of the pipe material in a facing state, and the two sets of core members are opposed to each other. Each of the tip portions is provided with a recess and a protrusion, the protrusion of one of the core members is movably fitted into the recess of the other core member, and the pipe member is rotated around its axis, Pressure in the axial direction against the pipe material With the force applied, the predetermined portion of the pipe member is contracted by reciprocating in the axial direction while pressing the outer peripheral surface of the predetermined portion of the pipe member corresponding to the shape portion of the core member with the squeezing means. A diameter-reduced and thickened portion to be the base portion is formed by pressing the shape portion of the core member and making the diameter portion.
[0013]
According to the present invention, since the container body formed integrally from the lower end portion of the cylindrical body portion to the base portion is formed from the pipe material, the cylindrical pressure made of steel with less welding compared to the conventional one. A container can be manufactured. In particular, since the longitudinal welding A of the
[0014]
The weight reduction of the cylindrical pressure vessel can be achieved by forming the container body that occupies most of the container within the range where the required pressure resistance can be obtained, but at that time, pay attention to the effective thickness of the base part of the container body. There is a need to. When a metal material is plastically deformed by general press working or spatula drawing, the deformed portion is spread and thinned. In the present invention, the spatula is drawn while applying a compressive force in the axial direction of the pipe material. Therefore, the deformed portion of the pipe material, that is, the reduced diameter portion, is caused by a decrease in strength due to spreading and the pressure breaking of the compressive force. Due to the narrowing of the area, the compression force per unit cross-sectional area becomes larger than that of the non-processed portion, so that it is compressed and shortened in the axial direction. The compressed part of the pipe material is moved in the axial direction while pressing the outer peripheral surface of the pipe material with the squeezing means so that it does not escape from the reduced diameter part of the pipe material to the non-processed part. Distributed within. Thereby, the reduced diameter thickening part used as the nozzle | cap | die part of a container main body can be formed in a part of pipe material. In this case, since the non-processed portion of the pipe material becomes the cylindrical body portion of the container body, by using a thin pipe material within a range where the required pressure resistance can be obtained as the pipe material before processing, Weight reduction can be achieved. The thickness of the base part of the container body can be appropriately set by changing the compression length of the pipe material, and even if the pipe material is thin, the effective thickness of the base part can be secured by increasing the compression length.
[0015]
A pair of core members having a shape corresponding to the shape of the inner surface of the base in a state in which the bases of the two container bodies are butted together are fitted to the inner diameter of the pipe material in a facing state; Since the predetermined portion of the material is reduced in diameter and pressed against the shape portion of the core portion to form the reduced diameter thickened portion, the reduced diameter thickened portion of the pipe material is processed into the desired shape and thickness . be able to. Moreover, when cutting the pipe in the center portion of the fused径肥meat section, it is possible to produce two container body at the same time. The shape of the core members may be the same shape as the shape of the inner surface of the pair of two cylindrical containers that are in contact with the base portions of the two cylindrical containers. It doesn't matter.
[0017]
Further, the pressing force by the squeezing means moves when the squeezing means moves from the outer portion of the predetermined portion of the pipe material toward the central portion, and when the squeezing means moves from the central portion of the predetermined portion of the pipe material toward the outer portion. It may be changed depending on the time.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a cylindrical pressure vessel, a processing method thereof, and a processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a fire extinguisher container is used as the cylindrical pressure container.
[0019]
FIG. 1 illustrates a fire extinguisher equipped with a steel
[0020]
FIG. 2 illustrates a
[0021]
The rotation drive means 12 is provided with a
[0022]
The pressurizing means 13 is provided with a
[0023]
The
[0024]
The squeezing means 14 is a spinning roller that presses the outer peripheral surface of the
[0025]
As shown in FIG. 9, the cutting means 15 is a cutting tool that presses the outer peripheral surface of the
[0026]
Next, the process of manufacturing a fire extinguisher container using the cylindrical container processing method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0027]
First, as shown in FIG. 3, the pipe member 2 'is fitted into the
[0028]
FIG.5 and FIG.6 has shown the diameter reduction thickening process of pipe material 2 '. As shown in FIG. 5, in the state where the
[0029]
In the process of FIG. 5 and FIG. 6, since the central portion of the
[0030]
In the process of FIG. 6, the pressing force may be appropriately changed depending on the moving direction and position of the throttle means 14. For example, when the squeezing means 14 moves from the outside of the
[0031]
Further, at the stage where the diameter-reducing and thickening process of FIG. 7 is completed, a gap d 3 (for example, about several mm) is opened between the tip end portion of the
[0032]
8 and 9 show the cutting process of the pipe material 2 '. In a state where the rotation of the
[0033]
Through the above steps, two
[0034]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, the rotation driving means 12 is fixed on the
[0035]
Moreover, in the said embodiment, although the drive mechanism is not provided in the driven
[0036]
Further, in the above embodiment, after cutting the
[0037]
In the above-described embodiment, the
[0038]
In the above embodiment, the
[0039]
In the present embodiment, the fire extinguisher container has been described as the cylindrical pressure container. However, as the cylindrical pressure container, there is a gas cylinder in which compressed gas is sealed.
[0040]
【The invention's effect】
Since the processing method of the present invention is integrally formed without welding from the lower end portion of the cylindrical body portion of the container body to the base portion as described above, the cylindrical shape made of steel is formed only by circumferential welding of the container body and the bottom plate. A pressure vessel can be manufactured. That is, since the number of welding locations is reduced as compared with the conventional manufacturing method, pressure leakage due to poor welding of the cylindrical pressure vessel can be reduced, and the aesthetics can be improved.
[0041]
Since the steel pipe was rotated around its axis, and the outer peripheral surface of the pipe was moved in the axial direction while pressing the outer peripheral surface of the pipe with the squeezing means while applying a compressive force to the pipe. A reduced diameter thickening portion can be formed in a part of the pipe material. As a result, it is possible to form a container body of a cylindrical pressure vessel in which the non-processed portion of the pipe material is a cylindrical body portion and the diameter-reduced and thickened portion is a base portion. Since it is thicker than the processed portion, the cylindrical body can be formed thin while ensuring the effective thickness of the base of the container body. Thus, since the container main body which occupies most cylindrical pressure vessels can be reduced in weight, a lightweight cylindrical pressure vessel can be provided.
[0042]
In addition, since a predetermined portion of the pipe material is reduced in diameter and pressed against the shape portion of the core member to form a reduced diameter thickened portion that becomes a die portion, the reduced diameter thickened portion, and thus the die portion, is expected. The two container bodies can be formed simultaneously by cutting the pipe material at the reduced diameter thickening portion.
[0043]
Two sets of core members are provided with a concave portion and a convex portion at opposing tip portions, and the convex portion of one core member is movably fitted into the concave portion of the other core member. The coaxiality of the set of core members can be ensured, and the processing accuracy can be increased. Further, the pressing force by the squeezing means moves when the squeezing means moves from the outer portion of the predetermined portion of the pipe material toward the central portion, and when the squeezing means moves from the central portion of the predetermined portion of the pipe material toward the outer portion. By changing according to the time, the accuracy of the shape and thickness of the reduced diameter thickening portion and by extension the base portion can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating a fire extinguisher container manufactured using a processing method according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view illustrating a processing apparatus using the processing method according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a process of attaching a pipe material to a rotation driving means.
FIG. 4 is a schematic view showing a state in which a pipe material is attached to a rotation driving means.
FIG. 5 is a schematic view showing rough processing in a diameter-reducing thickening process of a pipe material.
FIG. 6 is a schematic view showing a finishing process in a pipe material reduced diameter thickening step.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a reduced diameter thickening portion of a pipe material.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a threading process of a pipe material.
FIG. 9 is a schematic view showing a pipe material cutting step.
FIG. 10 is a schematic view showing a pipe material cutting step.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view illustrating a conventional fire extinguisher container.
12A is a schematic view illustrating a processing method of the fire extinguisher container of FIG. 11, and FIGS. 12B and 12C are schematic views illustrating other processing methods.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
へら絞り加工機の回転軸の一端のチャックによって鋼鉄製のパイプ材をチャックすると共に、2個の前記容器本体の口金部を突き合わせた状態での該口金部の内面形状に対応した形状部を有する2個一組のコア部材を前記パイプ材の内径に対向状態で嵌合し、該2個一組のコア部材の相対向する先端部にはそれぞれ凹部と凸部が設けられており、一方の前記コア部材の凸部が他方の前記コア部材の凹部に移動自在に嵌入され、前記パイプ材をその軸線回りに回転させると共に、前記パイプ材に対してその軸線方向に圧縮力を付加した状態で、前記コア部材の前記形状部に対応する前記パイプ材の所定部分の外周面を絞り手段で押圧しつつ軸線方向に往復移動させることにより、前記パイプ材の所定部分を縮径させると共に前記コア部材の前記形状部に押圧して、前記口金部となる縮径肥肉化部を形成することを特徴とする円筒状圧力容器の加工方法。A processing method of a steel cylindrical pressure vessel formed by joining two members, a container body integrally formed from the lower end portion of the cylindrical body portion to the base portion, and a bottom plate closing the lower end opening of the container body. Because
The steel pipe material is chucked by the chuck at one end of the rotary shaft of the spatula drawing machine, and has a shape portion corresponding to the inner surface shape of the mouthpiece portion in a state where the mouthpiece portions of the two container bodies are abutted with each other. A set of two core members are fitted to the inner diameter of the pipe material in an opposed state, and the opposite end portions of the set of two core members are respectively provided with a concave portion and a convex portion, In a state where the convex portion of the core member is movably fitted in the concave portion of the other core member, the pipe member is rotated around its axis, and a compressive force is applied to the pipe member in the axial direction. The predetermined diameter of the pipe material is reduced and the core member is reduced in diameter by reciprocating in the axial direction while pressing the outer peripheral surface of the predetermined area of the pipe material corresponding to the shape portion of the core member with a squeezing means. Of the above It is pressed against the Jo portion, the cylindrical pressure vessel method machining and forming a reduced 径肥 thickening unit to be the mouthpiece.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003110756A JP4601912B2 (en) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | Cylindrical pressure vessel processing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003110756A JP4601912B2 (en) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | Cylindrical pressure vessel processing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004314117A JP2004314117A (en) | 2004-11-11 |
JP4601912B2 true JP4601912B2 (en) | 2010-12-22 |
Family
ID=33471526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003110756A Expired - Lifetime JP4601912B2 (en) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | Cylindrical pressure vessel processing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4601912B2 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4877746B2 (en) * | 2006-03-23 | 2012-02-15 | 株式会社日立産機システム | Screw rotor manufacturing method |
JP4642732B2 (en) * | 2006-10-27 | 2011-03-02 | 日本スピンドル製造株式会社 | Plastic working method |
US7487656B2 (en) * | 2007-03-30 | 2009-02-10 | The Gates Corporation | Method of spinning multiple parts |
US8468698B2 (en) | 2009-07-15 | 2013-06-25 | Honda Motor Co., Ltd. | Spinning method |
US8356506B2 (en) * | 2011-02-25 | 2013-01-22 | Szuba Consulting, Inc. | Method of forming industrial housings |
CN102941271B (en) * | 2012-09-14 | 2015-10-28 | 河南平高电气股份有限公司 | The spin-on process of conductive contact finger neck part and supporting spinning processing device |
CN102941270B (en) * | 2012-09-14 | 2015-08-12 | 河南平高电气股份有限公司 | The spin-on process of conductive contact finger and supporting spinning processing device |
CN102941438B (en) * | 2012-09-14 | 2015-07-01 | 河南平高电气股份有限公司 | Processing method of electrically conductive contact finger |
KR102363184B1 (en) * | 2019-11-28 | 2022-02-15 | 삼우산기 주식회사 | Fire extinguisher for improved body integrity |
KR102347242B1 (en) * | 2021-05-17 | 2022-01-04 | 주식회사 삼금아스코 | Metal product shape processing method and metal product according to it |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06262283A (en) * | 1993-03-09 | 1994-09-20 | Hashida Giken Kogyo Kk | Method for forming bottom in bottle-like metal vessel and its device |
JPH08132145A (en) * | 1994-11-01 | 1996-05-28 | Ngk Insulators Ltd | Annular bending method for metallic pipe and device therefor |
JPH0970361A (en) * | 1995-06-26 | 1997-03-18 | Toyo Rikagaku Kenkyusho:Kk | Manufacture of double container made of metal |
JPH09276967A (en) * | 1996-04-19 | 1997-10-28 | Kubota Tekkosho:Kk | Manufacture of stepped rotary body |
JPH09278580A (en) * | 1996-04-11 | 1997-10-28 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | Production of crucible for growing single crystal |
JPH09295093A (en) * | 1996-05-09 | 1997-11-18 | Samutetsuku Kk | Method and device for manufacturing multi plate disk clutch case or the like |
JPH11277153A (en) * | 1998-03-30 | 1999-10-12 | Ngk Insulators Ltd | Formation of constriction to cylindrical member |
JP2001070180A (en) * | 1999-09-06 | 2001-03-21 | Zojirushi Corp | Method for joining metallic cylindrical body and metallic container produced by the method |
-
2003
- 2003-04-15 JP JP2003110756A patent/JP4601912B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06262283A (en) * | 1993-03-09 | 1994-09-20 | Hashida Giken Kogyo Kk | Method for forming bottom in bottle-like metal vessel and its device |
JPH08132145A (en) * | 1994-11-01 | 1996-05-28 | Ngk Insulators Ltd | Annular bending method for metallic pipe and device therefor |
JPH0970361A (en) * | 1995-06-26 | 1997-03-18 | Toyo Rikagaku Kenkyusho:Kk | Manufacture of double container made of metal |
JPH09278580A (en) * | 1996-04-11 | 1997-10-28 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | Production of crucible for growing single crystal |
JPH09276967A (en) * | 1996-04-19 | 1997-10-28 | Kubota Tekkosho:Kk | Manufacture of stepped rotary body |
JPH09295093A (en) * | 1996-05-09 | 1997-11-18 | Samutetsuku Kk | Method and device for manufacturing multi plate disk clutch case or the like |
JPH11277153A (en) * | 1998-03-30 | 1999-10-12 | Ngk Insulators Ltd | Formation of constriction to cylindrical member |
JP2001070180A (en) * | 1999-09-06 | 2001-03-21 | Zojirushi Corp | Method for joining metallic cylindrical body and metallic container produced by the method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004314117A (en) | 2004-11-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4601912B2 (en) | Cylindrical pressure vessel processing method | |
JPH0911055A (en) | Device and method which repeatably fix and combine two constituent members | |
CN107249779B (en) | End upsetting metal tube and its manufacturing method | |
US8468698B2 (en) | Spinning method | |
JP4547702B2 (en) | Bottomed tube and manufacturing method thereof | |
JP2760269B2 (en) | Manufacturing method of bulge-shaped piping | |
JPH07227629A (en) | Method and device for manufacturing tool for fixing pipe capable of compressing cylindrical part thereof | |
JP4346951B2 (en) | Manufacturing method of fuel inlet | |
JP2007050423A (en) | Method and die for squeezing metallic round pipe | |
TWI272143B (en) | Forging method, forged article and forging apparatus | |
JP3240078B2 (en) | How to bend a metal tube with a small radius of curvature | |
KR20080070571A (en) | Yoke manufacturing method | |
CA2536076A1 (en) | Internal high pressure shaping method for shaping conical metal tubes | |
JPH10318081A (en) | Common rail and its manufacture | |
WO2004033143A1 (en) | Method to make mechanical components for fluid-dynamic devices, compressors or motors operating at high pressure, and mechanical components thus achieved | |
JPH0154128B2 (en) | ||
JP2004154820A (en) | Method and device for expanding inside diameter of tubular member | |
JPH0316206B2 (en) | ||
JP2001047127A (en) | Manufacture of intermediate drawn tube | |
JP2007090387A (en) | Method for manufacturing brake piston | |
JPH08132145A (en) | Annular bending method for metallic pipe and device therefor | |
CN220698866U (en) | Inner diameter positioning outer expansion tool for circular ring thin-wall part | |
JP5700995B2 (en) | Friction stir welding jig and backing member for friction stir welding | |
JP2005052891A (en) | Device for reducing diameter and method for manufacturing metallic parts reducing diameter | |
JP2941666B2 (en) | Swaging method of pipe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060403 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080310 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090608 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090806 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20091112 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100222 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100520 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20100625 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100915 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100929 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4601912 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |