JPH06234029A - 溶接継目のない液化ガス容器の製造方法及び溶接継目のない液化ガス容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 溶接による継目を有しない一体型の中空容器
である液化ガス容器をアルミニウム合金材で形成するこ
とができるようにした溶接継目のない液化ガス容器の製
造方法及び溶接継目のない液化ガス容器に関する。 【構成】 アルミニウム合金材の板材１を円筒形のダイ
ス２０ａ上に載せポンチ３０ａでプレスして深絞り加工
し有底状の円筒体１０ａを形成する１次プレス工程と、
前記１次プレス工程で得られた円筒体を、前記ダイスの
直径より小さいダイス２０ｂに被せて再び適正規格のポ
ンチ３０ｂにてプレスして前記円筒体に比べ細長い円筒
体１０ｂを得る２次プレス工程と、前記円筒体を適正規
格の直径の容器１００に成形する工程と、この容器の開
口部をネッキングする工程と、このネック１１０部分に
バルブ螺着用の螺子部を形成する工程から構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、溶接による継目を有
しない一体型の中空容器である液化ガス容器をアルミニ
ウム合金材で形成することができるようにした溶接継目
のない液化ガス容器の製造方法及び溶接継目のない液化
ガス容器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、液化石油ガス（プロパン，ブ
タン等）等のガスの収容のための耐圧容器は、数片の鋼
材を溶接して作られることが一般である。このような鋼
材容器は、円筒体の容器の胴体部の長さの方向に一箇
所、また円周方向には容器の大きさに応じて一箇所ない
し二箇所の溶接継目が形成されることになっている。

【０００３】一方、容器に対してバルブを結合するため
に設けられるネックリングは、容器の上段に設けられた
通孔に挿入した後、この結合部の外周面を溶接すること
により、容器と一体となるような構造となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように鋼材を溶接して形成した容器は、溶接による継目
の周囲が他の部分に比べ腐食し易くなるので、この部分
からガスが漏出することがあり得、これがため爆発事故
を招き、人身事故を来す等のおそれがあった。特に、容
器にガスを注入したりバルブを開閉する際に、ネックリ
ングに過度な力を加えるとネックリングと容器との接合
部に亀裂を生じてガス漏出の直接的な原因の一つとなる
こともあった。

【０００５】また、容器が鋼材により形成されているの
で、その重量も大となるので、その取扱において不便な
ことは勿論、取扱い時に溶接継目に加えられる衝撃によ
り、容器の使用寿命が短くなる等、種々の課題を有して
いた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこでこの発明に係る溶
接継目のない液化ガス容器の製造方法及び溶接継目のな
い液化ガス容器は前記の課題を解決するために、アルミ
ニウム合金材の板材を円筒形のダイス上に載せた後、ポ
ンチでプレスして深絞り加工して、有底状の円筒体を形
成する１次プレス工程と、前記１次プレス工程で得られ
た円筒体を、前記ダイスの直径より小さいダイスに被せ
た後、再び適正規格のポンチにてプレスして深絞り加工
し、前記円筒体に比べ細長い有底状の円筒体を得る２次
プレス工程と、前記工程により作った円筒体を適正規格
の直径の容器に引き抜き成形する工程と、引き抜き成形
された容器の開口部を加工に適合な温度に加熱し、その
外周面に駆動ローラーを密着させて容器の開口部の直径
を縮小させるネッキング工程と、このネッキング加工か
ら得られた容器のネック部分にバルブを螺着するための
螺子部を形成する工程とからなり、その目的は容器重量
の軽量化を図り、また安全度を高めることができるよう
にしたものである。

【０００７】また、この発明の他の目的は、アルミニウ
ムにて成形された液化ガス容器を提供することにより、
達成できる。

【０００８】

【作用】一般的にアルミニウム合金は、スラグ等の不純
物の混入のため製品の成形時に亀裂が発生しやすいの
で、この発明においては、不純物の混入のない高品位の
アルミニウム合金板の製造がその基礎となる。したがっ
て、アルミニウム合金スラブを連続鋳造した後、公知の
方法により表面の切削作業を必要とする。

【０００９】その後、適正な厚さに形成したアルミニウ
ム合金板を円形若しくは多角形にパンチング・切断した
後、適正な温度で焼鈍しすると加工性がよくなる。

【００１０】上記焼鈍し作業により、軟化された板材に
潤滑油を塗布してから、この板材を円筒形のダイス上に
載せた状態で、ポンチによりプレスすることにより有底
状の円筒体を形成し、その後、この円筒体を上記ダイス
より直径の小さいダイスの上に被せ、再びプレスし、第
一段階の製品を成形する。

【００１１】続いて、これを所定の工業規格に合致する
規格に引き抜く。

【００１２】次に、容器の開口部を縮めるネッキング作
業をすることになるが、このネッキング作業とは、容器
を高速回転させながら押出し加工温度（４５０℃〜４７
０℃）で容器に加熱した後、容器の外周面に密着される
駆動ローラーを内向きに徐々に移動させながらネックを
作ることをいう。この時、直径の縮小されたネック部分
の組織に皺がよらないように成形することが重要であ
る。

【００１３】このようなネッキング作業により、比較的
厚く作られたネックの内周面に螺子部を形成すると、ネ
ックリングと同一の役割をするようになる。ただし、バ
ルブ結合時に、アルミニウムが他の金属と接触すること
により発生する腐食を防止するためには接着剤を塗らな
ければならないし、また絶縁テープにてバルブを包んで
から、螺子結合しなければならない。

【００１４】従って、ネック部分を必要とする長さだけ
切断し、螺子部を形成した後、容器の上・下部にプロテ
クターとスカートを表面溶接して取り付けることにより
その形態が作られ、時効硬化（約８時間程度放置）後、
また熱処理することにより、必要とする強い材質の製品
を得る。

【００１５】そして、本発明の前記の手段により、溶接
継目のない液化ガス容器が得られ、またその容器は従来
の鋼材の容器に遜色ない耐圧性、気密性及び耐破裂性を
もつことになる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明に係る溶接継目のない液化ガ
ス容器の製造方法及び溶接継目のない液化ガス容器の一
実施例を図面に基づいて説明するが、そのうち図１乃至
図７は、この発明に用いるアルミニウム合金製板材１を
製造する工程、すなわちこの発明に関する準備工程の説
明図であり、公知のものであるが、この発明の基礎又は
前提になるものであるので簡略に説明する。

【００１７】鋼材の溶接により作られた液化石油ガス容
器に関する韓国工業規格（ＫＳ−Ｂ６２１１ １９９
１）によると、耐圧性、気密性及び耐破裂性実験におい
て、３１kg f/cm²の圧力に耐えなければならないと定め
られているので、本発明に係るアルミニウム合金製容器
も、その材質として少なくとも同規格のＡ６０６１板材
を使用することが望ましく、溶体化処理と時効硬化後、
再び熱処理をしなければならない。さらに望ましくは、
Ａ６０６１板材より強いＡ２０１４、Ａ２０２４、Ａ７
０７５板材を使用することである。これらの板材は時効
硬化及び熱処理だけで十分な強度を得ることができる
が、Ａ６０６１板材の場合のように熱処理すると一層強
い材質の板材が得られる。

【００１８】図１は、上記合金を連続鋳造法で鋳造する
ことを示すものであり、このときスラグ等の不純物の混
入を防止しなければならない。

【００１９】図２は連続鋳造したスラブＳの斜視図であ
り、図３はこのスラブＳの表面に形成された不純物を切
削・除去する作業を示し、図４は、スラブＳを圧延機Ｍ
で圧延しつつローリングして薄板Ｂにする作業を示し、
図５は、薄板Ｂをプレス機Ｐで円板状の板材１にパンチ
ングするプレス作業工程を示す図である。

【００２０】図６は、上記プレス工程により得られた板
材１を図示したものであり、この板材１は円板状にパン
チング加工することが最も望ましいが、多角形状に切断
したものでも次の工程に何ら差し支えない。

【００２１】このように得られた円板状の板材１には、
不純物の混入がほとんどないので比較的加工性がよく、
また加工中亀裂も発生しない。図７に示すように上記円
板状の板材１を焼鈍しすることにより深絞り加工を行う
プレス工程に適うように軟質化する。

【００２２】図８及び図９は前記工程により準備された
円板状の板材１を有底状の円筒形に成形するためのプレ
ス工程を図示したもので、この発明の実施例を容量２２
kgの液化ガス容器を製造する方法に関して具体的に説明
する。

【００２３】厚さ３．５mm、直径９５０mmに形成した円
板状の板材１の表面に潤滑油を塗布して円筒状のダイス
２０ａの上に置き、前記板材１の上部からポンチ３０ａ
を下降させ、図８（Ａ）のように板材１の中央部をプレ
スして、同図（Ａ）右側に示す直径７００mm、高さ４０
０mm、厚さ３mm、そして底部の厚さ３．５mmの有底状円
筒体１０ａを形成した（１次プレス工程）。

【００２４】上記１次プレス工程により得られた円筒体
１０ａを図８（Ｂ）に示すように、１次プレス工程のダ
イス２０ａより小さい直径の円筒型ダイス２０ｂの上に
被せるように係合し、ポンチ３０ｂを下降させ円筒体１
０ａの底面よりプレスして、同図（Ｂ）右側に示す直径
３１０mm、高さ７８０mm、厚さ２．９mm、である円筒体
１０ｂを形成した（２次プレス工程）。

【００２５】これにより１次プレス工程により得られた
円筒体１０ａの外周面と内周面とが、２次プレス工程に
より裏返されるようにして変わるとともに、１次プレス
工程によってポンチ３０ａの進行方向に現れる表面凝結
現象を２次プレス工程により分散させ、円筒体１０ｂの
亀裂や破裂を防止できた。

【００２６】また、１次プレス工程により得られた円筒
体１０ａの長さと、２次プレス工程により押し伸ばされ
た円筒体１０ｂの長さの比率は、製作しようとする容器
の容量（規格）に合わせて引き抜きできるが、最も望ま
しくは円筒体１０ａに比べ、円筒体１０ｂの長さが２倍
以内となるように引き抜くことであることが確認され
た。

【００２７】一方、大容量（規格）容器は、表面凝結を
再分散させ、高強度の製品に製作するのが望ましいの
で、上記２次プレス工程により得られた円筒体１０ｂ
を、その内・外周面が入れ替わるように再度プレス（３
次プレス工程）し、より緻密な組織を有する円筒体１０
ｃを得るのが望ましい（図９参照）。

【００２８】図９の３次プレス工程は例示に過ぎず、３
次プレス工程は図８（Ｂ）の方法によっても可能であ
り、また２次プレス工程は図９の方法によっても可能で
ある。

【００２９】図１０は上記工程により得られた円筒体１
０ｂを再び引き抜いてその底面を曲面に成形する工程を
示す。このようにして作った容器１００を洗浄・焼鈍し
た後、図１１のように高速回転させながら、その開口部
外周を押出し加工温度（４７０℃）で加熱した後、図１
２に示すように駆動ローラー２００を容器１００の外周
面より内向きに向けて徐々に移動させることによりネッ
ク１１０を形成した。

【００３０】円筒状の容器１００の上段部直径は、この
ようなネック形成により著しく縮小され、これにより作
られた厚いネック１１０部分の先端を図１３に示すよう
に切断して、所定の規格に形成した後、図１４に示すよ
うにその内周面に螺子部１１１を形成し、開閉バルブ１
１２を螺合した。そのとき、容器１００のネック１１０
部分は容器の胴体部に比べてその直径が小さくて十分な
厚さをもつことになるので螺設加工が容易であった。

【００３１】図１５乃至図１９はこの発明の仕上工程を
示すものであり、上記工程により作られた容器１００の
上段には、開閉バルブを保護するプロテクター１２０
を、その下段には容器を立たせるためのスカート１２１
を各々表面に溶接して取り付けた。

【００３２】次に、プロテクター１２０及びスカート部
１２１を配設した容器を時効硬化後熱処理（図１６）す
ることにより耐圧性を高め、またこの容器１００の内・
外部をきれいに洗浄（図１７）し、かつ容器の表面に透
明フッ素樹脂をコーティング（図１８）をした。そし
て、腐食防止及び高品位の美的な効果を得ることができ
た。

【００３３】上記実施例以外にも、前記Ａ６０６１、Ａ
２０１４及びＡ７０７５等の規格のアルミニウム板材を
使用して上記実施例と同様な方法で成形した結果（Ａ６
０６１の場合には溶体化処理をした）、上記実施例と同
様な容器を得ることができた。

【００３４】

【発明の効果】このように、この発明に係る溶接継目の
ない液化ガス容器の製造方法及び溶接継目のない液化ガ
ス容器によれば、液化ガス容器を継目のない一体型に成
形することにより継目の部分が集中的に腐食された従来
の課題を解決することができるとともに、安全性も高く
なる。

【００３５】また、鋼材の溶接による容器に比して、耐
圧性、気密性及び耐破裂性に優れた半永久的な耐久性を
得ることは勿論、従来の容器に比べ、その重量もほぼ５
分の２に軽減できる等、その取扱が容易となる等産業上
効果的な発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用するアルミニウム合金の連続鋳造
法の説明図である。

【図２】鋳造したスラブの斜視図である。

【図３】鋳造したスラブの表面に形成された不純物を切
削・除去する作業を示した説明図である。

【図４】スラブを圧延機でローリングして薄板にする作
業を示した説明図である。

【図５】薄板をプレス機で円板状の板材にパンチングす
るプレス工程を示した説明図である。

【図６】パンチングしたプレス工程により得られた板材
の斜視図である。

【図７】円板状の板材を焼鈍しする作業を示した説明図
である。

【図８】深絞り加工を行うプレス工程を示す説明図であ
り、（Ａ）は１次プレス工程を、（Ｂ）は２次プレス工
程を示すものである。

【図９】３次プレス工程を示す説明図であり、（Ａ）は
プレス開始時、（Ｂ）はプレス完了時を示すものであ
る。

【図１０】円筒体の底面を曲面に成形する工程を示す説
明図である。

【図１１】容器を高速回転させながら、その開口部の周
辺を加熱している状態を示す説明図である。

【図１２】駆動ローラーを容器の外周面より内向きに向
けて徐々に移動させることによりネックを形成する方法
を示す説明図である。

【図１３】ネック部分の先端を切断する方法を示す説明
図である。

【図１４】ネック部内周面に螺子部を形成する方法を示
す説明図である。

【図１５】プロテクター及びスカート部を溶接する方法
を示す説明図である。

【図１６】熱処理工程を示す説明図である。

【図１７】容器内部を洗浄する方法を示す説明図であ
る。

【図１８】容器外部を洗浄する方法を示す説明図であ
る。

【図１９】容器表面にフッ素樹脂コーティングをする方
法を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 板材 １０ 円筒体 １０ａ 円筒体 １０ｂ 円筒体 ２０ａ ダイス ２０ｂ ダイス ３０ａ ポンチ ３０ｂ ポンチ １００ 容器 １１０ ネック １１１ 螺子部 １１２ 開閉バルブ １２０ プロテクター １２１ スカート ２００ 駆動ローラー Ｓ スラブ Ｍ 圧延機 Ｂ 薄板

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム合金材の板材１を円筒形の
   ダイス２０ａ上に載せた後、ポンチ３０ａでプレスして
   深絞り加工して、有底状の円筒体１０ａを形成する１次
   プレス工程と、前記１次プレス工程で得られた円筒体１
   ０ａを、前記ダイス２０ａの直径より小さいダイス２０
   ｂに被せた後、再び適正規格のポンチ３０ｂにてプレス
   して深絞り加工し、前記円筒体１０ａに比べ細長い有底
   状の円筒体１０ｂを得る２次プレス工程と、前記工程に
   より作った円筒体１０ｂを適正規格の直径の容器１００
   に引き抜き成形する工程と、引き抜き成形された容器１
   ００の開口部を加工に適合な温度に加熱し、その外周面
   に駆動ローラーを密着させて容器１００の開口部の直径
   を縮小させるネッキング工程と、このネッキング加工か
   ら得られた容器１００のネック１１０部分にバルブを螺
   着するための螺子部を形成する工程とからなることを特
   徴とする溶接継目のない液化ガス容器の製造方法。
2. 【請求項２】 板材１が円形状である請求項１記載の溶
   接継目のない液化ガス容器の製造方法。
3. 【請求項３】 板材１が多角形状である請求項１記載の
   溶接継目のない液化ガス容器の製造方法。
4. 【請求項４】 板材１が焼鈍しされたものである請求項
   １、請求項２又は請求項３記載の溶接継目のない液化ガ
   ス容器の製造方法。
5. 【請求項５】 ２次プレス工程で円筒体１０ａの長さを
   ２倍以内の範囲で引き抜く請求項１、請求項２、請求項
   ３又は請求項４記載の溶接継目のない液化ガス容器の製
   造方法。
6. 【請求項６】 １次プレス工程により得られた円筒体１
   ０ａの外周面が２次プレス工程において、その内周面に
   変わるように加工するようにした請求項１、請求項２、
   請求項３、請求項４又は請求項５記載の溶接継目のない
   液化ガス容器の製造方法。
7. 【請求項７】 ネッキング工程において、内周面に開閉
   バルブを螺合する螺子部を形成できるように容器１００
   のネック１１０部分を容器１００の他の部分に対し厚く
   成形するようにした請求項１、請求項２、請求項３、請
   求項４、請求項５又は請求項６記載の溶接継目のない液
   化ガス容器の製造方法。
8. 【請求項８】 ２回以上のプレス成形により得られた円
   筒体の開口部を通常の方法でネッキング加工し、バルブ
   取付のためのネッキング機能の螺子部が形成してあるこ
   とを特徴とする溶接継目のない液化ガス容器。