キーワード：深絞り加工，コルゲート，成形性 １．研究の目的と背景 (a) 複合ダイス (b) ローラダイ 図図１１ 複合ダイスの概略 図図２２ 成形用複合ダイスの外観 電子機器や制御機器などの産業用筐体では，耐食性や耐熱性などの機能性とともに軽量かつ高強度が求められている１）．自動車や航空機などの搬送機器の場合，省エネのための軽量化が進められている２）．例えば，燃料電池用筐体では，軽量化のために強度は維持したまま薄肉化が求められている３）．また，深絞り加工によって製造される容器では，機能性材料の利用で高付加価値製品を生み出すことが積極的に行われている．強度向上のため，部分的厚肉化４）やエンボス加工５）などが行われている． 一方，建築用として用いられている外壁板や梱包として用いられている段ボール紙では，波形状構造であるコルゲートによって薄板自体の剛性を高めている６）．また，衝突時のエネルギ吸収用車両床材として，機能性パネルの開発が行われている７）．金属製薄肉容器においても波形状に加工することで容器自体の強度は改善することが知られている８）．もし深絞り加工によって容器側壁部にコルゲートの形状を施すことが出来れば，強度の改善が期待できるのではないかと考えた．そこで，予備的な基礎実験ではあるが，純チタンや鉄鋼材料などの金属板を用いて，容器側壁部に対して波形状加工を試みた．具体的には，ダイ肩部を波形状にするため，肩部を鋼球で配列したダイを用いた深絞り加工を試みた９）．試行錯誤の結果，容器側壁部を凹凸形状に成形できることが得られた．純チタンでは70 mmから100 mmの範囲で壁割れや底割れは発生せず，波形状容器の成形が可能であることが分かった．また，極低炭素鋼やステンレス鋼においても良好な成形性を示すことが分かった１０）． 本研究では，深絞り加工によって機能性のある付加価値の高い容器の成形を行うため，コルゲート構造を有するクラッド容器成形技術の開発を行うことを目的とする．段ボール紙のようにコルゲート構造を有する容器の成形を試み，容器のひずみ分布や硬さ分布について調べ，また圧縮試験による圧縮強度について評価を行った． ２．実験方法 2・1 実験装置の概要 深絞り加工は油圧式プレス加工機を用いて室温で行った．しわ抑えの負荷は約10 kN である．潤滑剤は市販の二硫化モリブデン系潤滑剤を使用した．図１に，深絞り加工装置の概略を示す．パンチは先端コーナ半径3 mm で，直径39～40 mm である．パンチとダイは，標準熱処理を兵庫県立大学大学院 工学研究科 （平成29年度 一般研究開発助成 AF-2017005） 教授 原田 泰典 施した工具鋼SKD11を用いた． 段ボール紙断面のような空隙を有する構造を再現するため，容器側壁部が波形状を有するコルゲート容器を通常の円筒容器でサンドイッチするように設置，つまり鋼球を配置したローラダイの上下に通常のダイを設置した．図２に，成形に使用した複合ダイス(a)およびローラダイ(b)の概略および外観を示す．中央ダイであるローラダイにおいて，容器側壁部に波形状を有するためにダイ肩部に鋼球を隙間なく配置してある．また，鋼球は深絞り加工中に回転可能となっている．表１に，クラッド容器における加工条件を示す． − 103 −コルゲート容器成形技術の開発
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