JP2013075322A - 段差付き角パイプの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】管端を連結して用いられる建築用角パイプとして、簡便な装置と単純な製造工程により、外観が良好な段差付き角パイプを低コストで得る。
【解決手段】断面が矩形の角パイプの管端四面に被加工角パイプの長手方向に平行なＶ溝を設けて蛇腹状にした後、Ｖ溝を設けた各面を表面が平らな平面外金型で加圧し、角パイプの管端を縮径する。
管端四面でのＶ溝の形成は、角パイプの縮径箇所の内側にＶ字状の凹面が形成されている内金型を挿入し、その凹面に相対する位置にＶ字状の突起を表面に有すＶ字状外金型を角パイプの外側に配置して、そのＶ字状外金型を角パイプの各面へ押付けることによりなされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、管端に連結用の段差が設けられた角パイプを製造する方法に関する。

フェンスや柵などに用いられる建築用角パイプは、一定の長さの角パイプ部材とした後に、それらの部材を相互に突き合わせて連結部材で固定する方法で組み立てられている。しかし、その連結部材の使用は、外観上で好まれない場合があり、また、部品点数をなるべく少なくしてコストダウンを図りたいという要求も出ている。
これらの問題を解消するために、角パイプの一方の端部を縮径加工し、その縮径部を角パイプの他方端部の未縮径部に挿入して角パイプ部材を連結する方法が提案されている。

例えば特許文献１では、丸パイプの一方端部を、ダイスを用いて縮径加工した後に、その縮径部と丸パイプの他方端部の未縮径部とを連結した後に、連結した状態でロール成形により角パイプ化する方法が提案されている。
このロール成形は、連結した丸パイプの周囲に所定寸法のロールを配置したロールスタンドを複数段設置し、それらのロールを連結した丸パイプに押込むことにより所定寸法の角パイプにする方法である。これにより、角パイプ部材を連結した状態を作り出して、フェンスや柵などに供している。

特許第３３５９９４７号公報

特許文献１で提案された方法は、丸パイプを一旦造管した後にオフラインで丸パイプの一方端部を縮径し、連結した状態で再度ロールスタンドを通すことになる。
通常、角パイプの製造は、丸パイプを造管した後に連続してロールスタンドを通過させて角パイプ化しているため、丸パイプの縮管工程への搬送が発生して丸パイプの製品管理や工程管理が増えて作業が煩雑になるという問題が出てくる。また、丸パイプの縮管加工はダイスへの押込みにより実施しているため、丸パイプの外径と所定の縮径寸法に合せたダイスを用意する必要があり、金型費用が増大するという問題も持ち合わせている。

本発明は、このような問題点を解消するために案出されたものであり、管端を連結して用いられる建築用角パイプとして、簡便な装置と単純な製造工程により、外観が良好な段差付き角パイプを低コストで得る方法を提案することを目的とする。

本発明の段差付き角パイプの製造方法は、その目的を達成するため、断面が矩形の角パイプの管端四面に被加工角パイプの長手方向に平行なＶ溝を設けて蛇腹状にした後、Ｖ溝を設けた各面を表面が平らな平面外金型で加圧し、角パイプの管端を縮径することを特徴とする。
管端四面でのＶ溝の形成は、角パイプの縮径箇所の内側にＶ字状の凹面が形成されている内金型を挿入し、その凹面に相対する位置にＶ字状の突起を表面に有すＶ字状外金型を角パイプの外側に配置して、そのＶ字状外金型を角パイプの各面へ押付けることによりなされる。
各金型の後方に固定台を固定するとともに、角パイプと接する面と反対側の面を傾斜させた各金型を用い、前記固定台と金型の傾斜面との間に楔状工具を押込むことにより、前記Ｖ字状外金型及び平面外金型で角パイプの管端を加圧することが好ましい。

本発明においては、被加工角パイプの長手方向に平行なＶ溝を設けた管端四面を表面が平らな平面外金型で加圧し、角パイプの管端を縮径することにより連結部となる縮径部を成形している。この方法の採用により、装置として極めて単純な形状構造の金型を用いるのみですみ、管端縮径工程も簡素化されるため、低コストで連結用角パイプが得られる。
また、矩形断面角パイプの管端に形成された縮径部は、角パイプの断面形状に対応した形状とされており、良好な連結部として使用される。そのため、管端を相互に差し込むだけで複数の角パイプが連結され、建築物との調和が良く意匠性，識別性に優れたフェンスや柵などを容易に施工できる。

矩形断面角パイプの管端に縮径部を形成する手順を説明する図 矩形断面角パイプの管端に縮径部を形成する他の具体的手順を説明する図

本発明者らは、角パイプの一端に形成した縮径部を他の角パイプ端部の未縮径部に挿入して角パイプ部材を連結する方法に用いられる段差付き角パイプを製造する際に、縮径部の成形精度に優れたものを低コストで得る手段について鋭意検討を重ねてきた。
矩形断面の管端に段差付きの縮径部を形成しようとするとき、通常は、相対する面を外側から押圧する態様を採用する場合が多い。この際、押圧する対向面とつながる二面が外方向に湾曲して、押圧する対向二面間の間隔が狭まることになる。次に湾曲した対向二面を押圧して二面間の間隔を狭めようとするとき、全工程で押圧された二面が外方向に湾曲してしまう。このため、縮径部を構成する面が湾曲したものとなり、他の角パイプ端部の未縮径部へ挿入しづらくなる。

そこで、相対する面を外側から押圧する前に、各面に被加工角パイプの長手方向に平行なＶ溝を設けることにした。
Ｖ溝を設ける加工は、図１に示すように、角パイプの縮径箇所の内側にＶ字状の凹面が形成されている内金型を挿入し、その凹面に相対する位置にＶ字状の突起を表面に有すＶ字状外金型を角パイプの外側に配置し、そのＶ字状外金型を角パイプの各面へ押付けることによりなされる。
その後、Ｖ溝を設けた各面を表面が平らな平面外金型で加圧すれば、管端に連結用の段差付き縮径部が形成された角パイプを得ることができる。

各面にＶ溝を予め形成することにより、相対する面を外側から押圧して対向二面間の間隔を狭めようとするとき、対向面とつながっている面が、形成されているＶ溝にそって変形することになり、当該面に発生し易い凹凸状のしわの生成を抑制して寸法精度の良好な加工部を形成することができる。
加工する際に用いる外金型の加圧手段は、特に限定する必要はなく、所定寸法に角パイプを加工するだけの能力を有しておれば良い。
両側面からプレス機等で外金型を加圧すれば足りる。

ところで、Ｖ溝を設ける加工を角パイプの上面と下面で個別に行うと凹面を有する内金型を安定して設置することが困難であるため、角パイプの相対する二面を同時に加工することが必要である。そのため、図２に示すように、Ｖ字状外金型の角パイプと接する面の反対側に傾斜を設け、その傾斜面に沿った形状の楔状工具を上方から固定台とＶ字状外金型との間に押込んでＶ字状外金型が左右に移動するようにした。平面外金型も同様な機構とした。
これにより、汎用プレス機と角パイプの回転・移動装置で縮径加工を行えるため、専用設備を用意することがないので、設備投資費用も抑えることができる。

引張強さ400MPaで板厚が3.2mmで高強度鋼板を素材とし、一辺が45mmの断面が正方形の角パイプを用いて縮径加工を行った。
Ｖ字状外金型は、先端傾斜角が45°、傾斜部長さが20mm、高さ40mm、全長100mmのＶ字状突起を表面に有する形状であり、平面金型は、高さ100mm、幅100mm、全長100mmの寸法である。内金型は、表面に深さ5mm、幅10mmのＶ字状凹部を全長100mm有したものとした。
角パイプの一方端部に内金型を挿入し、Ｖ字状外金型を加圧して角パイプの各面に深さ5mm、幅10mm、全長100mmのＶ溝を先ず形成した。Ｖ溝形成は、角パイプの相対する左右の各々の二面を同時に行い、その後、角パイプを90°回転させて他の二面にもＶ溝を形成した。

次に、角パイプを平面外金型に移動し、平面外金型を角パイプに油圧シリンダで加圧して先ほどと同様に二面を同時に長さ100mmに渡って38mmまで縮径した。
比較例として、実施例と同じ角パイプと平面外金型を用いて、Ｖ溝形成を行うことなく、平面外金型の加圧のみで長さ100mmに渡って38mmまで縮径した。
これらの加工状態を比較した結果、平面外金型のみで縮径加工した場合は、縮径部の各面に凹凸状のしわが発生して規定寸法通りに縮径できない部分が生じたが、実施例では規定寸法の平坦部を確保できた。

Claims (3)

1. 断面が矩形の角パイプの管端四面に被加工角パイプの長手方向に平行なＶ溝を設けて蛇腹状にした後、Ｖ溝を設けた各面を表面が平らな平面外金型で加圧し、角パイプの管端を縮径することを特徴とする段差付き角パイプの製造方法。
2. 管端四面でのＶ溝の形成が、角パイプの縮径箇所の内側にＶ字状の凹面が形成されている内金型を挿入し、その凹面に相対する位置にＶ字状の突起を表面に有すＶ字状外金型を角パイプの外側に配置して、そのＶ字状外金型を角パイプの各面へ押付けることによりなされる請求項１に記載の段差付き角パイプの製造方法。
3. 各金型の後方に固定台を固定するとともに、角パイプと接する面と反対側の面を傾斜させた各金型を用い、前記固定台と金型の傾斜面との間に楔状工具を押込むことにより、前記Ｖ字状外金型及び平面外金型で角パイプの管端を加圧する請求項１又は２に記載の段差付き角パイプの製造方法。

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