JP2570380B2 - 棒材の折曲げ、接合方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は棒材の折曲げ、接合方法に関するもので、
更に詳細には、例えば角又は丸材や角又は丸パイプ等の
棒材を適宜角度に折曲すると共に、その隅角部に別の棒
材を接合する棒材の折曲げ、接合方法に関するものであ
る。

［従来の技術］ 一般に、中実あるいは中空の棒材を使用して機械や装
置の機枠のコーナ部を形成する場合には、棒材が中空材
であるときは棒材にＶ字状の切込みを設け、その切欠部
にて折曲して溶接、接着等の固定手段にて固定した後、
その隅角部に別の棒材の端部を当接接合する方法が知ら
れている。また、棒材が中実材のときは、コーナ部の一
側面を形成する側の棒材の端部を適宜角度をもたせて当
接して溶接、接着等の固定手段にて接合した後、この隅
角部に別の棒材の端部を当接接合する方法等が行われて
いる。更には、これら方法を組合せた接合方法も知られ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のこの種の折曲げ、接合方法はい
ずれも当接接合を行うため、接合の位置決めが容易でな
いばかりか接合作業に熟練を要する等の問題があった。
また、棒材が中空材の場合には、強度面において十分で
ない等の問題もあった。

この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その目
的とするところは、棒材に切欠加工を施した後、折曲し
て接合用の嵌合凹部を形成して、この嵌合凹部を利用し
て容易にかつ強固に棒材を接合できるようにした棒材の
折曲げ、接合方法を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この発明の折曲げ、接合
方法は、接合される一方の棒材の任意の側面に凹状切欠
部を設けると共に、この凹状切欠部の底部にこの凹状切
欠部と直交する方向のＶ字状切欠部を設けた後、上記Ｖ
字状切欠部にて棒材を適宜角度に折曲してその隅角部に
嵌合凹部を形成し、上記嵌合凹部には接合される他方の
棒材の端部を嵌合固定するようにしたものである。

この発明において、上記凹状切欠部は棒材の折曲状態
において嵌合凹部を形成するものであれば任意の形状で
あってもよいが、この凹状切欠部の底部は別の棒材の端
部が当接する面を形成するため、平坦である方が好まし
く、また、凹状切欠部の側壁面は別の棒材が嵌合固定さ
れる際の垂直方向の角度に影響を及ぼすため、その位置
決めに供せる角度あるいは形状にすることが好ましい。

また、上記Ｖ字状切欠部は棒材の折曲に供するもので
あれば任意の角度であってもよく、Ｖ字状切欠部の拡開
角度の広狭により折曲角度を直角あるいは任意の鈍角、
鋭角にすることができる。

加えて、棒材は中実、中空のいずれのものであっても
よく、また、その断面は四角、円形等任意の形状のもの
であってもよい。

［作 用］ 上記のように、接合される一方の棒材の任意の側面に
凹状切欠部を設けることにより、棒材が折曲された際に
嵌合凹部が形成される。また、凹状切欠部の底部にこの
凹状切欠部と直交する方向のＶ字状切欠部を設けること
により、棒材が適宜角度に折曲されてその隅角部に嵌合
凹部を形成することができ、この嵌合凹部に接合される
他方の棒材の端部が嵌合固定される。

［実施例］ 以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の折曲げ、接合方法によって接合さ
れた状態の一例の斜視図、第２図はその分解斜視図を示
すもので、棒材が例えば一般構造用炭素鋼製の角パイプ
の場合を示すが、必ずしもこの種金属である必要はな
く、プラスチック等であってもよい。

接合される一方の角パイプ10は、まず、第３図に示す
ように、その適宜側面にコ字状の凹状切欠部12（以下に
コ字状切欠部という）が穿設された後、第４図に示すよ
うに、コ字状切欠部12と直交する方向のＶ字状切欠部14
が穿設される（第５図（ａ），（ｂ）参照）。この場
合、上記角パイプ10は１辺の長さＡの断面正方形にて形
成されており、コ字状切欠部12は角パイプ10の１辺の長
さＡの約２倍の開口幅に形成されると共に切込み深さは
角パイプ10の１辺の長さＡの約1/2に穿設されている。
一方、Ｖ字状切欠部14は角パイプ10の側方に向って開口
する直角２等辺三角形状に形成され、その頂角は角パイ
プ10の一側壁に渡って設けられて、後述する折曲加工の
位置決めに供されるようになっている。次に、上記Ｖ字
状切欠部14を穿設した後、このＶ字状切欠部14の頂角に
て角パイプ10を折曲してＶ字状切欠部14の対向する２辺
15,16を当接して溶接等の固定手段にて固定すると、そ
の隅角部に断面正方形状の嵌合凹部18が形成される（第
２図及び第６図参照）。そして、この嵌合凹部18内に他
方の角パイプ20の端部を嵌挿すると共に、その接合部を
溶接等の固定手段にて固定して接合作業を終了する。こ
の場合、コ字状切欠部12の起立壁13,13を接合される角
パイプ20の位置決め用面として利用することができる。

上記の工程にて角パイプ10の折曲げ及び接合を行うに
当って、上記コ字状切欠部12を穿設するには、以下に説
明する凹状切欠部加工装置を使用する。この場合、凹状
切欠部加工装置は、第７図、第９図及び第10図に示すよ
うに、装置本体30に設置されるダイブロック31と、ダイ
ブロック31の上方に位置して第１のスプリング32の弾性
力を付勢して昇降可能に配設される上部材料押え33及び
コ字状凹部切断用カッタ34と、ダイブロック31の加工部
の角パイプ10の側方に向って第２のスプリング35の弾性
力を付勢して進退可能に配設される側部材料押え36と、
この側部材料押え36を進退変位すべく装置本体30の後方
上部に第３のスプリング37の弾性力を付勢して昇降可能
に配設される駆動体38と、コ字状凹部切断用カッタ34の
上端部に固定されるカッタ取付板39と駆動体38の上部に
固定される駆動体取付板40とを時間的ずれをもたせて下
降する下降手段41と、カッタ34及び上部材料押え33と側
部材料押え36に対して直角方向からダイブロック31上に
移動される角パイプセット用芯金42とで構成されてい
る。なお、ダイブロック31の加工部には切断された材料
片を排出するコ字状排出部43が設けられている。また、
角パイプセット用芯金42は、その先端部に角パイプ案内
用テーパ42aが形成されると共に、加工部にコ字状凹部4
2bが形成されており（第８図参照）、更に、可動式の位
置決めブロック42cが位置調整可能に装着されている。

上記のように構成される凹状切欠部下降装置によって
角パイプ10にコ字状切欠部12を形成するには、ダイブロ
ック31上に角パイプセット用芯金42を移動すると共に、
この角パイプセット用芯金42の先端側から角パイプ10を
移動させて角パイプ10内に芯金42を嵌挿させて角パイプ
10をセットする。次に、下降手段41が下降すると、ま
ず、下降手段41が駆動体取付板40に当接して第３のスプ
リング37に抗して駆動体38が下降し、駆動体38の下端部
に設けられた駆動側傾斜カム部38aが側部材料押え36の
後端の従動側傾斜カム部36aに係合して第２のスプリン
グ35に抗して側部材料押え36が角パイプ10に向って押圧
されて角パイプ10が固定される。駆動体取付板40に当接
した下降手段41は続いてカッタ取付板39に当接して第１
のスプリング32に抗して上部材料押え33とカッタ34を下
降して、角パイプ10の上部を固定すると共に、カッタ34
が角パイプ10の側面に押込まれてコ字状切欠部12が穿設
される。

上記のようにしてコ字状切欠部12が穿設された角パイ
プ10は、次に、Ｖ字状切欠部14が穿設されるのである
が、このＶ字状切欠部14はＶ字状切欠部加工装置にて穿
設される。この場合、Ｖ字状切欠部加工装置は、第11図
ないし第14図に示すように、下型板50上に設置されるダ
イブロック51の加工部上方に昇降可能に配設されるＶ形
刃部を有するカッタ52と、ダイブロック51の加工部前方
側から角パイプ10に向って進退可能に配設される材料押
え53と、この材料押え53を角パイプ10側に押圧すべく昇
降する材料押え駆動体54と、スプリング55の弾性力を付
勢する上記カッタ52と材料押え駆動体54の上部に固定さ
れたカッタ取付板56及び材料押え駆動体取付板57を時間
的ずれをもって下降する下降手段58とで構成されてい
る。

上記のように構成されるＶ字状切欠部加工装置によっ
て、角パイプ10のコ字状切欠部12にＶ字状切欠部14を穿
設するには、まず、コ字状切欠部12が穿設された角パイ
プ10をコ字状切欠部12を上方に向けた所定の状態にダイ
ブロック51にセットする。そして、下降手段58を下降す
ると、下降手段58が材料押え駆動体取付板57に当接して
材料押え駆動体54を下降すると共に材料押え53が角パイ
プ10の前方側部に押圧されて角パイプ10が固定される。
更に、下降手段58は続けてカッタ取付板56に当接してカ
ッタ52をも下降するので、固定された角パイプ10のコ字
状切欠部12の側部にカッタ52が押込まれて角パイプ10の
側方に向って開口するＶ字状切欠部14が穿設されるので
ある。

なお、上記説明では、角パイプ10のコ字状切欠部12と
Ｖ字状切欠部14をそれぞれ専用の加工装置にて行う場合
について説明したが、必ずしも上記のような専用加工装
置によって行う必要はなく、コ字状切欠部12とＶ字状切
欠部14とを連続的に加工する装置によってそれぞれ加工
するものであってもよい。また、上記実施例では、一方
の角パイプ10にコ字状切欠部12が穿設されると共に、角
パイプ10がほぼ直角状に折曲されて、他方の角パイプ20
の端部が折曲された角パイプ10に対して直角状に接合さ
れる場合について説明したが、必ずしも折曲角度は直角
である必要はなく、任意の角度に設定することができる
と共に、接合される角パイプ20の接合態様も任意に設定
できる。以下にその変形例について説明する。

◎第１変形例 第15図（ａ），（ｂ）は第１変形例の一方の角パイプ
の平面図及びその正面図、第16図はその折曲状態の平面
図、第17図（ａ）〜（ｃ）は接合状態の平面図、背面図
及び側面図を示している。

この場合、凹状切欠部12は、角パイプ10に対して直角
の起立壁13aと角パイプ10の一側面に対して約45゜の傾
斜起立壁13bとを有する形状となっており、また、Ｖ字
状切欠部14は直角の起立壁13aと傾斜起立壁13bとの狭隘
側部に開口部が位置する約45゜の角度に形成されてお
り、そして、折曲部は２箇所に形成されると共にそれぞ
れその折曲角度は135゜に形成されて、両折曲部の嵌合
凹部18,18の直角の起立壁13a,13aにそれぞれコ字状に折
曲された他方の角パイプ20の両端部が位置決めされた状
態で嵌合接合されるようになっている。

◎第２変形例 第18図（ａ），（ｂ）は第２変形例の一方の角パイプ
の平面図及びその正面図、第19図はその折曲状態の平面
図、第20図（ａ）〜（ｃ）は接合状態の平面図、背面図
及び側面図を示している。

この場合、凹状切欠部12は、角パイプ10に対して約12
0゜の対称する２つの傾斜起立壁13b,13bを有する形状と
なっており、また、Ｖ字状切欠部14は両傾斜起立壁13b,
13bの拡開側部に開口部が位置する約135゜の角度に形成
されると共にその頂角部が小円弧状に形成されている。
したがって、角パイプ10をＶ字状切欠部14にて折曲する
と、その折曲部の折曲角度は45゜に形成されると共に、
両傾斜起立壁13b,13bが互いに直角状となる嵌合凹部18
が形成される（第19図参照）。このように折曲された角
パイプ10の折曲部の嵌合凹部18の両傾斜起立壁13b,13b
にコ字状に折曲された他方の角パイプ20の一端部が位置
決めされた状態で嵌合接合されるようになっている。

◎第３変形例 第21図（ａ），（ｂ）は第３変形例の一方の角パイプ
の平面図及びその正面図、第22図はその折曲状態の平面
図、第23図（ａ）〜（ｃ）は接合状態の平面図、背面図
及び側面図を示している。

この場合、凹状切欠部12は、角パイプ10に対して約70
゜の対称する２つの傾斜起立壁13b,13bを有する形状と
なっており、また、Ｖ字状切欠部14は両傾斜起立壁13b,
13bの狭溢側部に開口部が位置する約45゜の角度に形成
されると共にその頂角部が小円弧状に形成されている。
したがって、角パイプ10をＶ字状切欠部14にて折曲する
と、その折曲部の折曲角度は135゜に形成されると共
に、両傾斜起立壁13b,13bが互いに直角状となる嵌合凹
部18が形成される（第22図参照）。このように折曲され
た角パイプ10の折曲部の嵌合凹部18の両傾斜起立壁13b,
13bにコ字状に折曲された他方の角パイプ20の一端部が
位置決めされた状態で嵌合接合されるようになってい
る。

◎第４変形例 第24図（ａ），（ｂ）は第４変形例の一方の角パイプ
の第１の凹状切欠部とＶ字状切欠部の平面図及びその正
面図、第25図はその折曲状態の平面図、また、第26図
（ａ），（ｂ）は一方の角パイプの別の位置に形成され
た第２の凹状切欠部12とＶ字状切欠部の平面図及びその
正面図、第27図はその折曲状態の平面図が示されてお
り、第28図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ上記一方の角パイ
プの両折曲部に他方の角パイプを接合した状態の平面
図、背面図及び側面図が示されている。

この場合、第１の凹状切欠部12は、角パイプ10に対し
て直角の起立壁13aと角パイプ10の一側面に対して約135
゜の傾斜起立壁13bを有する形状となっており、第１の
Ｖ字状切欠部14は直角の起立壁13aと傾斜起立壁13bの拡
開側部に開口部が位置する約135゜の角度に形成される
と共にその頂角部が小円弧状に形成されている。また、
第２の凹状切欠部12は角パイプに対してそれぞれ約135
゜の対称な傾斜起立壁13b,13bを有する形状となってお
り、第２のＶ字状切欠部14は両傾斜起立壁13b,13bの拡
開側において両傾斜起立壁13b,13bより外方側に開口部
が位置する約135゜の角度に形成されると共にその頂上
角が小円弧状に形成されている。したがって、角パイプ
10をＶ字状切欠部14にて折曲すると、その折曲部の折曲
角度がそれぞれ45゜の２つの折曲部が形成されると共
に、両折曲部にそれぞれ互いに直角状となる嵌合凹部1
8,18が形成される（第25図及び第27図参照）。このよう
に折曲された一方の角パイプ10の折曲部の嵌合凹部18,1
8の各起立壁13a,13a;13b,13bにコ字状に折曲された他方
の角パイプ20の両端部が位置決めされた状態で嵌合接合
されるようになっている。

なお、上記実施例はいずれも棒材が角パイプの場合に
ついて説明した、必ずしも棒材は角パイプである必要は
なく、断面角形の中実材であってもよい。また、棒材は
角パイプあるいは中実の角材に限定されるものではな
く、丸パイプあるいは中実の丸材等の任意の形状のもの
であっても同様に折曲げ、接合を行うことができるもの
である。

以下に棒材が丸パイプの場合について説明する。

◎第５変形例 第29図（ａ），（ｂ）は第５変形例の一方の棒材であ
る丸パイプ11の平面図及びその正面図、第30図（ａ），
（ｂ）はその接合状態の平面図及びその側面図、そし
て、第31図は一方の丸パイプ11の接合部断面図を示して
いる。

この場合、凹状切欠部12は一対の直角の起立壁13a,13
aにて形成され、Ｖ字状切欠部14は約45゜の角度に形成
されて、この丸パイプ11の折曲状態において方形状の嵌
合凹部18が形成される。このように形成される一方の丸
パイプ11の嵌合凹部18内に他方の丸パイプ21の端部が位
置決めされた状態で嵌合接合されるようになっている。
なお、一方の丸パイプ11の接合部は第31図に示すよう
に、切欠残部11aにて連結され、その他の接合部は溶接
等の固定手段にて連結されている。

◎第６変形例 第32図（ａ），（ｂ）は第６変形例の一方の丸パイプ
11の平面図及びその正面図、第33図（ａ），（ｂ）はそ
の接合状態の平面図及びその側面図を示している。

この場合、凹状切欠部12は一対の直角の起立壁13a,13
aのＶ字状切欠部側端部に他方の丸パイプ21の一部を受
ける小円弧部13c,13cが連なって設けられ、また、Ｖ字
状切欠部14は約45゜の角度に形成されて、この丸パイプ
11の折曲状態において１つの隅角部に円弧部を有する方
形状の嵌合凹部18が形成されている。このように形成さ
れる一方の丸パイプ11の嵌合凹部18の円弧部及び底部に
他方の丸パイプ21の端部が位置決めされた状態で嵌合接
合されるようになっている。

◎第７変形例 第34図（ａ），（ｂ）は第７変形例の一方の丸パイプ
11の平面図及びその正面図、第35図（ａ），（ｂ）はそ
の接合状態の平面図及びその側面図を示している。

この場合、凹状切欠部12は一対の円弧状起立壁13d,13
dにて形成され、Ｖ字状切欠部14は約45゜の角度に形成
されて、この丸パイプ11の折曲状態において約2/3が他
方の丸パイプ21の周面に合致する円弧状となる嵌合凹部
18が形成されている。このように形成される一方の丸パ
イプ11の嵌合凹部18の円弧状部及び底部に他方の丸パイ
プ21の端部が位置決めされた状態で嵌合接合されるよう
になっている。

◎第８変形例 第36図（ａ），（ｂ）は第８変形例の一方の丸パイプ
11の平面図及びその正面図、第37図（ａ），（ｂ）はそ
の接合状態の平面図及びその側面図、そして、第38図は
一方の丸パイプ11の接合部断面図を示している。

この第８変形例は上記第５変形例に更に強度性を持た
せるように配慮した場合である。すなわち、凹状切欠部
12の深さを浅くして切欠残部11aの面積を第５変形例の
場合よりも広くして更に強度性をもたせるようにした場
合である。なお、この第８変形例において、その他の部
分は上記第５変形例と同一であるので、同一部分には同
一符号を付してその説明は省略する。

［発明の効果］ 以上に説明したように、この発明の折曲げ、接合方法
によれば、接合される一方の棒材の任意の側面に凹状切
欠部を設けると共に、この凹状切欠部の底部にこの凹状
切欠部と直交する方向のＶ字状切欠部を設けた後、Ｖ字
状切欠部にて棒材を適宜角度に折曲してその隅角部に嵌
合凹部を形成し、そして、嵌合凹部内に接合される他方
の棒材の端部を嵌合固定するため、以下のような効果が
得られる。

１）棒材に凹状切欠部とＶ字状切欠部を形成するので、
棒材を容易に折曲することができると同時に、他方の棒
材の接合用嵌合凹部を容易に形成することができる。

２）Ｖ字状切欠部により水平方向の位置決めができ、ま
た、凹状切欠部の起立壁により垂直方向の位置決めがで
きるので、三次元方向の位置決めを行うことができる。

３）凹状切欠部の形状及び又はＶ字状切欠部の角度を任
意の形状、角度に設定することにより、目的に応じた折
曲部の角度や嵌合凹部の形状のものが容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明における折曲げ、接合方法により接合
された状態の一例を示す斜視図、第２図はその分解斜視
図、第３図はこの発明における凹状切欠部を加工した状
態の斜視図、第４図はこの発明におけるＶ字状切欠部を
加工した状態の斜視図、第５図（ａ），（ｂ）は第４図
の平面図及び正面図、第６図は折曲状態の平面図、第７
図は凹状切欠部加工装置の概略正面図、第８図は凹状切
欠部加工装置における棒材セット用心金の斜視図、第９
図及び第10図は凹状切欠部加工装置の加工状態を示す概
略側面図、第11図はＶ字状切欠部加工装置の概略正面
図、第12図はその側面図、第13図及び第14図はＶ字状切
欠部の加工状態を示す概略側面図、第15図（ａ），
（ｂ）は棒材の第１変形例の平面図及びその正面図、第
16図は第１変形例の折曲状態の平面図、第17図（ａ）〜
（ｃ）は第１変形例の接合状態の平面図、背面図及び側
面図、第18図（ａ），（ｂ）は棒材の第２変形例の平面
図及びその正面図、第19図は第２変形例の折曲状態の平
面図、第20図（ａ）〜（ｃ）は第２変形例の接合状態の
平面図、背面図及び側面図、第21図（ａ），（ｂ）は棒
材の第３変形例の平面図及びその正面図、第22図は第３
変形例の折曲状態の平面図、第23図（ａ）〜（ｃ）は第
３変形例の接合状態の平面図、背面図及び側面図、第24
図（ａ），（ｂ）は棒材の第４変形例の第１の凹状切欠
部とＶ字状切欠部の平面図及びその正面図、第25図はそ
の折曲状態の平面図、第26図（ａ），（ｂ）は第４変形
例の第２の凹状切欠部とＶ字状切欠部の平面図及びその
正面図、第27図はその折曲状態の平面図、第28図（ａ）
〜（ｃ）は第４変形例の接合状態の平面図、背面図及び
側面図、第29図（ａ），（ｂ）は棒材の第５変形例の平
面図及びその正面図、第30図（ａ），（ｂ）は第５変形
例の接合状態の平面図及びその側面図、第31図は第５変
形例における棒材の接合部断面図、第32図（ａ），
（ｂ）は棒材の第６変形例の平面図及びその正面図、第
33図（ａ），（ｂ）は第６変形例の接合状態の平面図及
びその側面図、第34図（ａ），（ｂ）は棒材の第７変形
例の平面図及びその正面図、第35図（ａ），（ｂ）は第
７変形例の接合状態の平面図及びその側面図、第36図
（ａ），（ｂ）は棒材の第８変形例の平面図及びその正
面図、第37図（ａ），（ｂ）は第８変形例の平面図及び
その側面図、第38図は第８変形例における棒材の接合部
断面図である。 符号説明 （10）……一方の角パイプ（棒材） （11）……一方の丸パイプ（棒材） （12）……凹状切欠部（コ字状切欠部） （13）……起立壁 （13a）……直角の起立壁 （13b）……傾斜起立壁 （13c）……小円弧部 （13d）……円弧状起立壁 （14）……Ｖ字状切欠部 （18）……嵌合凹部 （20）……他方の角パイプ（棒材） （21）……他方の丸パイプ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接合される一方の棒材の任意の側面に凹状
   切欠部を設けると共に、この凹状切欠部の底部にこの凹
   状切欠部と直交する方向のＶ字状切欠部を設けた後、上
   記Ｖ字状切欠部にて棒材を適宜角度に折曲してその隅角
   部に嵌合凹部を形成し、上記嵌合凹部には接合される他
   方の棒材の端部を嵌合固定するようにしたことを特徴と
   する棒材の折曲げ、接合方法。