JPH08309429A - 中空角パイプ屈曲加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中空角パイプを屈曲加工して組み立て中空角
パイプ製品を加工する。 【構成】 柱状金型を用いて中空角パイプに所望形状の
溝形切欠部を成形する第１工程と、該溝形切欠部を有す
る前記中空角パイプに所望角度のＶ字形切欠部を成形す
る第２工程と、該切欠部を有する前記中空角パイプの切
欠部を折り曲げて屈曲部を熔接する第３工程と、該熔接
加工により所望の中空角パイプの製品を組み立て加工す
る第４工程とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は角パイプの屈曲成形加工
方法に関するものであるが、詳しくは中空角パイプを切
欠いて所望の形状に組み立てる中空角パイプ屈曲加工方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から一般的に用いられている曲げ型
をプレス又はプレスブレーキに取付けて行なう型折曲げ
加工には、Ｖ曲げ、Ｕ曲げ、端曲げなどが多用されてい
る。これらはいずれも鉄板や金属棒などを折曲げるのに
用いられるものであり、いわゆる中空角パイプなどの角
パイプには適さないものとされていた。そこで、鉄管、
鋼管、鉛管、アルミニウム管などの中空角パイプを折曲
げて使用したいときは鋸やカッターを用いて切断する
か、あるいはパイプの中に芯金を挿入し、金型で切断し
てから熔接していた。従って、切断と熔接作業に多くの
時間や手間を要旨、しかも接合が熔接であるから内部の
隅肉熔接が不可能となるために破壊強度が弱く長年使用
するうちに折れたり、剥がれたりしてその機能を失い、
更に外観上においても多くの問題点を有していた。すな
わち、一本の細長い中空角パイプなどの角パイプを所望
の個所で折曲げたり、またそれを連続して種々の角度に
折り曲げることは従来は不可能とされていた。

【０００３】そこで、本願出願人が長年の研究により従
来不可能とされていた角パイプの折曲げ成形加工の開発
をなし、その技術内容が開示（特開昭54-122668 号）さ
れた。この従来の発明は、従来不可能とされていた中空
角パイプ等の角パイプの折曲げ成形加工を開発したもの
であり、突先部にまるみを持たせると共に刃稜を波形に
形成した柱状金型を取付けた上型と、柱状金型の嵌挿溝
を設けた下型とから成る該加圧切欠装置により、被屈曲
部材の折曲げ個所の切欠きを芯金なしで折曲げることに
より、一本の中空角パイプのいかなる個所にも所望の折
曲げを設けることができると共に、いかなる角度のもの
でも金型を取替えれば自在の形状に折り曲げることので
きる角パイプ屈曲機構の提供を目的とするものである。

【０００４】更に、その後改良に改良を加えて、特開昭
63-199029 号の角パイプ屈曲機構を開発した。この改良
発明は、中空角パイプの切欠用刃部を有する柱状金型を
取付けた上型と、該柱状金型の嵌挿溝と中空角パイプの
固定溝とを有する下型とかな成る中空角パイプの切欠装
置を用いて、中空角パイプを屈曲成形加工する角パイプ
屈曲機構において、前記柱状金型の刃部に傾斜面の肉厚
部を有する刃稜を形成し、かつ突先部にθ１及びθ２の
傾斜角を形成して成り、該刃部による中空角パイプへの
裁断力と押圧力とを調整保持させることを特徴とする角
パイプ屈曲機構であり、その目的とするところは中空角
パイプを簡単容易にしかも良好で良質な切断部を得ると
ころにある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来加工方
法により成形加工された中空角パイプの屈曲熔接構造物
は、屈曲個所が複数の場合には特に屈曲部分の部材をそ
れぞれの所要長さに応じ、鋸やカッター、あるいは芯金
を挿入した金型で切断した後に孔設して熔接構築してい
た。従って、屈曲部分の部材ごとに生産管理、工程管
理、品質管理等が必要となるために多くの時間や手間ひ
まを要していた。また、品質の維持管理いおいても次の
ような諸問題が多発するので安定した品質の維持が困難
であった。 ア、45度角の切断面を有する両面の接合熔接がむづかし
い。 イ、留（45度角）よりの孔設寸法取りがむずかしい。 ウ、熔接時の取付け間違いや角部材の位置決めがむずか
しい。 エ、熔接部位の熱歪みによる変形が生ずる。 オ、留熔接部の仕上形状がよくなく、また仕上後の強度
も弱い。

【０００６】このような諸問題は連鎖状の屈曲加工をす
るには多くの障害となり、特に昨今のＯＡ機器の精密化
においては、これらを収納積載する精密板金製品まで及
び従来の板金加工精度の限界を超えたものとなり、その
精度は熔接構造物でもってミクロン単位の寸法公差が求
められると共にしかも常に安定的な供給が必要とされて
いる。

【０００７】そこで、現在の中空角パイプの屈曲構造物
では、屈曲部の接合面が平坦な刃稜金型による切断時の
押しつぶれや、また鋸やカッターによる切断精度の粗さ
などにより、切断面上でもっておおむね0.5 ミリ位前後
の公差が生じている。更に、屈曲面に熔接接合が要求さ
れており、その内部隅肉の熔接が不可能となるので破壊
強度が弱く永年使用しているうちに折れたり剥がれたり
して、その機能が失われてしまう。また、外観上におい
ても多くの問題を有し安定した品質の供給ができない。

【０００８】

【課題を解決るための手段】本発明は上記の如き課題を
解決するために開発したものであって、柱状金型を用い
て中空角パイプに切欠溝部を設け、該切欠溝部を折り曲
げて中空角パイプを屈曲成形加工する方法であって、前
記柱状金型を用いて中空角パイプに所望形状の溝形切欠
部を成形する第１工程と、該溝形切欠部を有する前記中
空角パイプに所望角度のＶ字形切欠部を成形する第２工
程と、該切欠部を有する前記中空角パイプの切欠部を折
曲げて屈曲部を熔接する第３工程と、該熔接加工により
所望の中空角パイプの製品を組み立て加工する第４工程
とから成ることを特徴とする中空角パイプ屈曲加工方法
であり、またレーザー熔接により、前記屈曲部を熔接加
工した中空角パイプ屈曲加工方法である。

【０００９】すなわち、本発明は「ＦＩＴＳ工法」（Ｆ
ＬＥＸＩＢＬＥ ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＴＯＯＬＩＮ
Ｇ ＳＹＳＴＥＭ）に関するものであり、いわゆる「一
筆書工法」（ひとふでがきこうほう）による中空角パイ
プ屈曲加工方法の開発である。

【００１０】

【作用】

(1) 柱状金型を用いて中空角パイプに切欠溝部を設け、
該切欠溝部を折り曲げて中空角パイプを屈曲成形加工す
る方法であって、前記柱状金型を用いて中空角パイプに
所望形状の溝形切欠部を成形する第１工程と、該溝形切
欠部を有する前記中空角パイプに所望角度のＶ字形切欠
部を成形する第２工程と、該切欠部を有する前記中空角
パイプの切欠部を折曲げて屈曲部を熔接する第３工程
と、該熔接加工により所望の中空角パイプの製品を組み
立て加工する第４工程とから成る構成になっているの
で、特に連鎖状の屈曲加工方法においては中空角パイプ
の３辺を所望の角度に切欠き、いかなる角度にも折り曲
げることができると共に連続していなかる形状にも折曲
げることができる。また、この加工方法によれば、屈曲
された曲部は熔接部分の削減、熱歪みの抑制、仕上工数
の削除、部品管理の簡素化、高い品質の維持、高い製造
効率など多くの利点を得ることができる。

【００１１】(2) レーザー熔接により、前記屈曲部を熔
接加工した構成になっているので、アーク熔接や電気熔
接以外のレーザー熔接でも熔接加工が可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、図面に従って本発明の中空角パイプ屈
曲加工方法について説明する。図１乃至図３は、本発明
の加工工程を図示したものである。まず図１は、柱状金
型（図示せず）を用いて中空角パイプに切欠溝部を設
け、該切欠溝部を折り曲げて中空角パイプを屈曲成形加
工する方法であって、前記柱状金型を用いて中空角パイ
プに所望形状の溝形切欠部を成形する第１工程と、該溝
形切欠部を有する前記中空角パイプに所望角度のＶ字形
切欠部を成形する第２工程と、を示したものである。次
に、図２は該切欠部を有する前記中空角パイプの切欠部
を折り曲げて屈曲部を熔接する第３工程を示したもので
ある。そして、図３は該熔接加工により、所望の中空角
パイプの製品を組み立て加工する第４工程を示したもの
である。なお、具体的な作業工程は後述する。

【００１３】図４乃至図８は、本発明の加工方法による
具体的な加工について図示したものである。図４乃至図
６は、本発明の中空角パイプ屈曲加工方法に用いる加工
金型を図示したものであり、１はその柱状金型である。
柱状金型１は、基台部２と柱状部３と刃部４とから構成
されている。基台部２には、切欠きの際に生ずる屑を除
去する半円形状のＲ部が形成されており、柱状部３はほ
ぼ三角形状をなし基台部２と一体形成されている。刃部
４には稜部の突先部６から基台部２のＲ部の両縁の一端
に傾斜させて直線状の刃稜５が突設されている。稜部に
沿って突先部６にまるみを持たせてあるのは、切込みを
良好ならしめると共に突先部６を強靱化するためであ
る。このように構成されている柱状金型１は、刃稜５に
傾斜面と肉厚部とを有する刃部４を設け、更に突先部６
に傾斜面が形成されている。これは従来の波形のウエイ
ブ状に形成した刃部と同じ効果が得られるようにしたも
のである。この傾斜面によって、裁断力と押圧力のバラ
ンスを保持させ角パイプの切除を合理的に行うができ
る。

【００１４】図４は、図１に示した本発明の柱状金型を
用いて中空角パイプを成形加工する方法を示したもので
ある。まず、イ図の柱状金型１によりロ図に示すように
中空の角パイプＰの任意個所に切欠部Ｓを成形し、次に
ハ図に示すように屈曲部を折り曲げて屈曲接合部Ｔのよ
うに接合する。この接合方法は、手動若しくは器具を用
いて内側に折曲げるだけでよい。屈曲接合部Ｔにｂのよ
うなまるみをもたせたのは、折り曲げを容易にすると共
に所望の角度に折り曲げて塑性による肉のつまりや、ぶ
つかり合いを避けてスプリングバックを排除するためで
ある。特に本発明から成る柱状金型１において、刃稜５
の傾斜角を40.5度と49.5度にしたのは、図４（ハ）に示
すように屈曲接合部Ｔのａ部分に隙間を無くして完全に
接合させるためである。

【００１５】なお、本実施例では中空角パイプ直角形状
の屈曲方法を説明したが、折り曲げ部材はこれに限らず
いかなる角パイプでも同一効果が得られると共に、いか
なる形状にも折り曲げることができ、更に角パイプのみ
ならずこの原理によれば三角形、円形、台形などいかな
る形状のパイプでも同一効果が得られる。

【００１６】図８は、本発明から成る柱状金型の使用に
用いて角パイプの屈曲成形加工装置を図示したものであ
る。本図からも明らかのように、本装置の上型に柱状金
型１を固定し、断面凹状に成形した下型Ｇとから構成さ
れている。この下型Ｇに中間角パイプＰを置き上型Ｈを
下方向に押込めば、角パイプＰを三角形状に切欠くこと
ができる。すなわち、中空角パイプＰの辺の内壁面に柱
状金型１の突先部の刃稜をくい込ませると同時に中空角
パイプＰの辺に刃稜を切り込ませる。この場合、刃稜は
立ち気味になるので、いわゆる「くさびの原理」によっ
て刃部が辺を能率よく切り開いて行くのである。そし
て、刃稜が次第に臥せ気味になってくるので、前記同様
にして「くさびの原理」により辺を切り開く力は弱めら
れるが、切り欠くべき辺部分を押圧する力は大きくなる
ので、押圧力が加圧され「てこの原理」によって切口を
裂こうとする刃部の切開力が加わり、更に切込みが進ん
で切屑がＲ部に巻かれるようにして切り落とされて行く
のである。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、従来方法よりも中空角パイプの切欠が良好でしか
も良質となるので、良質な屈曲パイプ製品が得られるば
かりか、次のような多くの具体的な効果を有している。 ア、設計工数の短縮ができると共に、スマートな設計が
できる。 イ、同じ断面積で３倍の強度が得られるなど、軽くて丈
夫な設計ができる。 ウ、面が平らなので部品の取付けが簡単容易であり、し
かも複数の部品点数が単数で済む。 エ、熔接個所が少なく、しかも熔接個所が少ないので熱
歪みが少なく変形も少なく、また仕上げ個所も少ない。 オ、更に熔接個所が少ないので、部品管理と品質管理が
容易であるばかりか、取り付けミスも無くなる。

【００１８】なお、この加工方法によって更に次によう
な多くの効果も得られる。 ア、従来の切断から熔接する工法による折曲げ方法に比
べ、より正確で確実な折曲げ加工ができるばかりか、熔
接が届かない内隅肉まで材料がうずまっているので隅肉
熔接と同様の強度が得られる。 イ、切欠く場合にも芯金を用いないので、高度のプレス
加工の熟練を必要とせず、誰にでも容易に切欠き操作が
できる。 ウ、切欠いた後、部材によっては簡単で両手でもって折
曲げることができるので、切欠部材を作業現場にて折り
曲げ加工できる。 エ、折り曲げ部分がきれいになると共に、種々の形状に
折曲げられるので装飾用などに利用でき、しかも広範囲
に応用することができる。 オ、切欠きと折り曲げ作業が簡単であると共に、量産加
工が可能となるので経済性に富んでいる。 カ、数種類の金型を１個づつ製造しておけば長年使用で
きるので、低コストの切欠装置が得られて実用化がはか
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加工工程を示した説明概要図。

【図２】本発明の加工工程を示した説明概要図。

【図３】本発明の加工工程を示した説明概要図。

【図４】本発明から成る柱状金型を示した斜視図。

【図５】図１に示した金型の形状を示した概要説明図。

【図６】図１に示した金型の要部を示した概要説明図。

【図７】図１に示した金型の使用状態を示した概要説明
図。

【図８】図１に示した金型を用いた加工装置の概要説明
図。

【符号の説明】

１ 柱状金型 ２ 基台部 ３ 柱状部 ４ 刃部 ５ 刃稜 ６ 突先部 Ｐ 中空角パイプ Ｓ 切欠部 Ｍ 作業員 Ｅ テーブル Ｔ 屈曲接合部 Ｈ 上型 Ｇ 下型 Ｆ 組立製品

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱状金型を用いて中空角パイプに切欠溝
   部を設け、該切欠溝部を折り曲げて中空角パイプを屈曲
   成形加工する方法であって、前記柱状金型を用いて中空
   角パイプに所望形状の溝形切欠部を成形する第１工程
   と、該溝形切欠部を有する前記中空角パイプに所望角度
   のＶ字形切欠部を成形する第２工程と、該切欠部を有す
   る前記中空角パイプの切欠部を折り曲げて屈曲部を熔接
   する第３工程と、該熔接加工により所望の中空角パイプ
   の製品を組み立て加工する第４工程とから成ることを特
   徴とする中空角パイプ屈曲加工方法。
2. 【請求項２】 レーザー熔接により前記屈曲部を熔接加
   工した請求項１記載の中空角パイプ屈曲加工方法。