JP3179384B2 - 角パイプ直角曲げ加工方法およびその曲げパイプを用いた椅子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、角パイプ曲げ加工
方法およびその曲げパイプを用いた椅子に関する。更に
詳述すると、本発明は椅子や台車等のフレーム構造部材
として用いられる角パイプを直角に曲げ加工する方法の
改良と、その加工方法により成形された曲げパイプを脚
として用いた椅子に関する。

【０００２】

【従来の技術】角パイプを用いて椅子の脚フレームを構
成する場合には、例えば図９に示すように、４本の脚と
なる縦パイプ１０２ａと横パイプ１０２ｂとを突き合わ
せ溶接したり、あるいは図１０に示すようにベンダー曲
げによって得られた２本の脚を一体化した角パイプ１０
３をさらに溶接により接合したりしている。これら脚フ
レーム１０１，２０１、特に図９のパイプを突き合わせ
溶接して成る脚フレーム１０１の場合には、所望の脚強
度を実現するためさらにステー１０４を設けて補強する
必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように縦パイプ１０２ａと横パイプ１０２ｂとを突き合
わせ溶接することによって脚フレーム１０１を構成する
場合には、それだけ部品点数が多くなるためコスト高と
なってしまう。しかも、ステー１０４を用いて補強する
ようにすれば更に部品点数が増えてしまい、材料コスト
や組立コストが嵩んでしまうおそれがある。

【０００４】また、図１０に示すようにベンダー曲げの
角パイプ１０３を用いる脚フレーム２０１の場合には、
パイプ１０３を潰さないように図示するような形状に曲
げ加工するには、曲げ部分１０５の曲率半径ｒをパイプ
幅ｄの２．５倍から３倍程度としなければならず、曲げ
部分１０５の曲率半径ｒがかなり大きくなってしまう問
題を有している。このためパイプ１０３の曲げ部分１０
５を露出させるデザインとするのか、隠すデザインとす
るのか、座部形状等に大きな影響を与えることから椅子
のデザインに大きな制約を与えてしまうこととなる。

【０００５】そこで、本発明は、角パイプの直角曲げ加
工を行うときに曲げ部分の変形範囲を最小限に抑えるこ
とができるパイプ曲げ加工方法を提供することを目的と
する。さらに本発明は、その曲げパイプを脚として用い
ることによりデザイン上の制約を少なくし、さらには部
品点数を少なくすることができる椅子を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の角パイプ直角曲げ加工方法は、角パ
イプを２点で支持しその２支点間の反対側の１点で、角
パイプを治具により挟み込んで幅方向に膨らむことなく
幅一定のまま曲げ作用を受けるよう幅方向の変形を規制
しながら押し金具で押圧して直角に折り曲げるようにし
ている。

【０００７】したがって、角パイプが押し金具により押
圧されると、２点の支えの間で角パイプは直角に折り曲
げられる。このとき、曲げ部分は例えば治具により挟み
込まれる等して幅方向の変形が規制され、幅方向に膨ら
むことなく幅一定のまま曲げ作用を受ける。このため、
曲げ部分の内側は鋭角な曲げを形成して外側も最小曲げ
範囲に収められて折り曲げられる。ここで、角パイプの
押し金具が押し当てられる内側の面には凹みが生じ、反
対側の外側の面にも角パイプの両側壁の肉厚分を残して
その内側が凹み、縁部分が相対的に突出するようにくび
れてリブとなってしまう。即ち、曲げ部分の外側はパイ
プ軸方向両端側への引っ張り作用を受けて両縁の肉厚部
分を残して中央側を凹ませると共にこの凹みに伴って両
側の肉厚部分も幅方向内側への引っ張り作用を受けて緩
やかに湾曲し、三次元的にカーブしたリブを形成する。

【０００８】ここで、押し金具は、請求項２記載の発明
のように、角パイプの内寸よりも幅が狭いことが好まし
い。この場合、押し曲げの初期に角形パイプの内側が強
制的に凹まされるため、早い曲げ速度で押し曲げられて
も角パイプの曲げ部分に割れが発生することなく直角に
曲げられる。

【０００９】更に、押し金具は、請求項３記載の発明の
ように、角パイプと当接する面が曲面ないし球面とされ
ることが好ましい。この場合、押し金具が角パイプの内
側を押し曲げる際にパイプを突き破ることがない。

【００１０】更に、請求項４記載の曲げパイプを用いた
椅子では、請求項１から３のいずれか記載の角パイプ直
角曲げ加工方法により門形に一体的に折り曲げられた角
パイプが前脚及び後脚として含まれる脚フレームを用い
ている。したがって脚の曲げ部分の変形範囲が角パイプ
の幅程度で収まるように小さいため、デザイン上の制約
が少なくて済む。しかも、曲げ部分に三次元的に形成さ
れるリブによって構造物としての強度が向上する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

【００１２】図１から図５に、本発明の角パイプ直角曲
げ加工方法の一実施形態を示す。この角パイプ直角曲げ
加工方法は、角パイプ１を２点で支持し押し金具９で直
角に押し曲げる際に、角パイプ１の幅方向の変形を規制
するようにしている。例えば、角パイプ１の側方を押さ
えて幅方向の変形を規制する２枚の規制板３，４と、角
パイプ１を２点で受け支える支持部７，８とを備える治
具２を用いている。この治具２内に角パイプ１を収めて
から支持部７，８の反対側の角パイプ１の内側の面１６
へ押し金具９を押し当て、プレス等で両支持部７，８の
間に押し込むことによって直角に押し曲げるようにして
いる。

【００１３】治具２はパイプ１を幅方向両側から挟み込
みながら角パイプ１を押し曲げ加工するため２点で支持
するものであり、本実施形態では２枚の鋼板から成る規
制板３，４と、これらを貫通するボルト、ナットからな
る２組の締結手段５，６及び該ボルトに挿通されて支持
部７，８となるローラとで構成されている。ただしこれ
に特に限定されることはなく、例えばボルト、ナット以
外の締結手段を用いるようにしても構わない。また機械
により前後動するように設けられた規制板を用いて挟み
込むようにしても構わなく、このように機械によって加
工作業を行うようにすれば作業効率を向上させることが
できるようになることはいうまでもない。更に、角パイ
プ１の三方をほぼ隙間なく覆うコの字形のチャネル材を
用いたり、２支点間に押し曲げ方向に延びる２枚のガイ
ド板を設けるようにしても良い。

【００１４】また、治具２には２箇所に角パイプ１に当
接するローラから成る支持部７，８が設けられ、曲げ加
工の際に角パイプ１の外側の面に対し転動するようにし
て角パイプ１を支持し、角パイプ１の傷付きを防ぐよう
に設けられている。この支持部７，８は、特にローラに
限定されるものではなく、固定されたピンのようなもの
でも良いが、本実施形態のようにパイプ表面を傷付けず
かつ２枚の規制板３，４の間隔を一定にするスペーサを
も兼ね備えているローラの使用が好ましい。

【００１５】押し金具９は、治具２により挟み込まれた
パイプ１の内側の面１６を押して２箇所の支持部７，８
との間で曲げ加工を行う部材である。その形状は特に限
定されるものではなく、本発明者の実験によるとボルト
の頭で押し曲げを行った場合にも割れのない良好な直角
曲げが行えたが、パイプ１の内側の面１６と接触する面
が少なくとも曲面ないし球面形状に形成されたものであ
ることが好ましい。この場合、角パイプ１の内側の面１
６が押し金具９によって突き破られる虞が少ない。本実
施形態における押し金具９としては、図示するように角
柱部１０の先端に円柱部１１が形成されたものが使用さ
れている。円柱部１１はその軸が締結手段５，６として
用いられているボルトの軸と平行となるように取り付け
られており、周曲面部分がパイプ１に当接するように設
けられている。なお、この押し金具９の厚みｔは少なく
とも規制板３，４の間に挿入可能な厚さ、即ち角パイプ
１の幅Ｗよりも狭くなければならないが、より好ましく
は角パイプ１の幅Ｗに近く尚かつ角パイプ１の内寸（角
パイプ１の幅Ｗから両側の肉厚を除いた寸法）Ｗｉより
も狭い厚さである。この場合、角パイプ１内側が強制的
に凹まされるため、早い曲げ速度で押し曲げられても角
パイプの曲げ部分に割れが発生することなく直角に曲げ
られる。したがって、量産に適している。

【００１６】以上のように構成された治具２を用いた角
パイプ１の曲げ加工の一例を以下に説明する。

【００１７】まず、図２や図３に示すように治具２によ
り角パイプ１を挟み込む。ここでの治具２は手動式とさ
れているため、２枚の鋼板３，４により角パイプ１を挟
み込んだ後２組の締結手段５，６を交互に均等になるよ
うに締め付ける。そして、角パイプ１の外側の面を２箇
所の支持部・ローラ７，８で受け支える。そして、角パ
イプ１を直角に押し曲げる位置が両支持部７，８の中心
に位置するようにあらかじめ配置しておく。

【００１８】次いで、押し金具９によって角パイプ１の
内側の面１６をプレス等で押しつけて曲げ加工を行う。
このときの押し金具９の当接位置は２つの支持部７，８
のほぼ中間となるようにする。押し金具９の押し込みは
弾性余効等を考慮して曲げ部分の内側がほぼ直角となる
ように行われる。例えば、図１に示すように角パイプ１
が９０度よりもやや狭い角度にまで曲がるようにする。

【００１９】上述のようにして角パイプ１が直角になる
ように曲げられる際は、曲げ部分が幅方向に膨れ出そう
としても治具２の対向する面、即ち規制板３，４が幅方
向へ膨らむのを規制しているため角パイプ１の幅は一定
に保たれる。さらに曲げ部分の外側１２は引っ張り作用
を受け、湾曲しながら図示するように変形する。この外
側１２において、角パイプ１の軸方向に沿った中央部１
３は軸方向両端への引っ張り作用により図４や図５に示
すように軸に沿って凹んだ形状となる。一方、この凹ん
だ部分の両側に位置する２つの角部分１４，１５は角パ
イプ１が曲げられる際にそれぞれ中央部１３側への引っ
張り作用をも受け、上述の凹んだ部分側に倒れるように
して湾曲する。即ち、曲げ部分の外側はパイプ軸方向両
端側への引っ張り作用を受けて両縁の肉厚部分を残して
中央側を凹ませると共にこの凹みに伴って両側の肉厚部
分も幅方向内側への引っ張り作用を受けて緩やかに湾曲
し、三次元的にカーブした角部分１４，１５から成るリ
ブを形成する。

【００２０】さらに、曲げ部分の内側の面１６は角パイ
プ１が曲がる際に図示するようにほぼ直角に折れ曲が
る。したがって曲率半径が小さくされた外側１２と合わ
せて、本実施形態による角パイプ１の曲げ部分は小さく
かつ鋭く曲がるものとされており、変形範囲が大きくな
らないようにされている。しかも、このように角パイプ
１の曲げ部分は曲率半径が小さくされているにもかかわ
らず、この曲げられた角パイプ１の強度は従来の加工方
法による曲げパイプより強くなっている。これはリブ・
角部分１４，１５の存在によると考えられる。なお、曲
げ加工された本実施形態の角パイプ１の曲げ部分におい
て、引っ張り作用によって割れ等が生じてしまうような
ことはない。

【００２１】本発明によって上述のように形成された角
パイプ１は、図示しているように曲率半径が小さくなる
ためデザイン上の制約を減少させて自由度を大きく向上
させることができる。しかも本発明の曲げ加工は簡単な
ものであり、加工コストも高くならないで済む。

【００２２】次に、上述したパイプ曲げ加工方法により
曲げ加工された角パイプ１を脚フレーム２０として用い
た本発明の椅子を、図面に示す実施の形態の一例に基づ
いて詳細に説明する。

【００２３】本実施形態では、本発明のパイプ曲げ加工
方法により角パイプ１を２箇所で直角に押し曲げて門形
の前脚２１と後脚２１との２脚を製作し、これら２つの
脚２１，２１を曲げ丸パイプ２２，２２で図６のように
接合して椅子の脚フレーム２０を構成するようにしてい
る。このようにして設けられた脚フレーム２０は曲げ部
分の曲率半径が小さいためデザイン上の制約が少なく、
例えば図７，図８のようにこの脚フレーム２０に座部２
３や背凭れ部２４を設けようとする場合、薄い座部２３
を設けたとしても曲率半径の小さい曲げ部分を隠し、そ
れぞれの脚が独立して１本ずつ取り付けられてみえるよ
うなすっきりしたデザインに仕上げることが可能とな
る。しかもこの角パイプ１は曲げ部分においてもその幅
方向の厚みが一定とされているので、設計やデザイン上
の制約がさらに少ないものとされ、自由度が増してい
る。尚、丸パイプ２２には、背凭れ部２４を支持する背
支桿部分が一体的に形成されている。また、本実施形態
では２本の曲げ丸パイプ２２，２２を溶接して脚２１，
２１を接合しているが、この接合の形態は特にこれに限
定されることはない。

【００２４】また、曲げ加工された角パイプ１により上
述のように形成された脚フレーム２０は突き合わせ溶接
により形成される図９の脚フレームよりも強度が大きく
向上したものとなる。このため、ステーのような補強材
を設ける必要がなくなる。しかも、２本の脚が１本の角
パイプで一体成形されるため、部品点数を減少させるこ
とができる。したがって、剛性の割に軽量な椅子を形成
することが可能となり、しかも材料や組立にかかる手間
も少なくされ、コストを低減させることができるように
なる。

【００２５】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば、本実施形態では断面が略正方形の角パイ
プ１の曲げ加工について主に説明したが、これに特に限
られず長方形の断面の角パイプ１に適用可能なことは言
うまでもない。

【００２６】また、本実施形態では直角曲げ角パイプを
椅子の脚フレームとして用いているが、椅子の背支桿等
の他の部材に用いたり、台車のフレーム構造部材等の椅
子以外のフレーム構造物として用いることもできる。

【００２７】（比較例）角パイプを突き合わせ溶接して
得られた図９の脚フレーム１０１に３０ｋｇの荷重を加
える側方荷重試験を行った。このときの変形量は３５ｍ
ｍであり、荷重を除いた後の残留変形量は６ｍｍであっ
た。

【００２８】（実施例）これに対し、同じ寸法・材質の
角パイプを本発明の曲げ加工方法で直角曲げを実施し、
さらに曲げ丸パイプ２２を接合して形成した脚フレーム
２０に３０ｋｇの荷重を加える側方荷重試験を行った。
このときの変形量は２０ｍｍ、残留変形量は０．８ｍｍ
であった。このことから、本発明の曲げ方法によって得
られたフレーム構造物は従来のものより剛性に優れてい
ることが明白である。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１記載の発明の角パイプ直角曲げ加工方法では、角パイ
プを２点で支持しその２支点間の反対側の１点で、角パ
イプを治具により挟み込んで幅方向に膨らむことなく幅
一定のまま曲げ作用を受けるよう幅方向の変形を規制し
ながら押し金具で押圧して直角に折り曲げるようにして
いるので、角パイプが幅方向に膨らむことなく幅一定の
まま曲げ作用を受けるため、曲げ部分の内側が鋭角な曲
がりを形成する一方外側も最小曲げ範囲に収められて折
り曲げられる。したがって、従来のパイプ曲げ加工では
実現できなかった直角曲げが可能となり、デザイン上の
制約が少ないフレーム構造物を製作できる。しかもこの
パイプ曲げ加工方法によれば、曲げ部分の内側の面には
両側壁の肉厚部分を除いて凹みが生じる一方、外側の面
にも両側壁の肉厚部分を残してその内側が凹み、縁部分
が相対的に突出するようにくびれて三次元的にカーブし
たリブを形成するため、構造物としての強度を向上させ
ることができる。

【００３０】また、請求項２記載の発明のパイプ曲げ加
工方法では、押し金具は角パイプの内寸よりも幅が狭い
ので、角パイプはその曲げ部分の内側が押し曲げの初期
に強制的に凹まされるため、早い曲げ速度で割れを伴わ
ずに曲げ加工できるので量産に適している。

【００３１】さらに、請求項３記載の発明のパイプ曲げ
加工方法では、押し金具は角パイプと当接する面が曲面
ないし球面であるので、押し曲げ金具が角パイプの内側
を押し曲げる際にパイプの内面側を突き破ることがな
い。

【００３２】また、請求項４記載の発明の椅子は、請求
項１から３のいずれか記載の角パイプ直角曲げ加工方法
により門形に一体的に折り曲げられた角パイプが前脚及
び後脚として含まれる脚フレームを用いているので、脚
の曲げ部分の変形範囲が小さく角パイプの幅程度で収ま
るため、椅子をデザインする上での制約が少なくて済
む。例えば、脚フレームの曲げ部分をフレームの幅程度
の厚さで隠すことができるので、座部を薄くしたスリム
なデザインの椅子が可能となる。しかも、曲げ部分に三
次元的に形成されるリブによって脚フレームとしての強
度が向上する上に、補強用のステーが不要となると共に
脚の一体成形による部品点数の低減により、材料コスト
や組立コストを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の角パイプ直角曲げ加工方法の一実施形
態を示す図で、治具の一部を除いて曲げ状態を示す斜視
図である。

【図２】本発明の角パイプ直角曲げ加工方法の実施形態
を示す図で、角パイプを押し曲げる前の状態を示す斜視
図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】曲げ加工途中の角パイプの曲げ部分を示す斜視
図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線で切断した状態で示す角パイプ
の曲げ部分の横断面図である。

【図６】本発明の角パイプ直角曲げ加工方法によって得
られた門形の脚を用いて構成された本発明の椅子の脚フ
レームの一実施形態を示す斜視図である。

【図７】同椅子を構成する脚部、座部、背凭れ部を示す
分解斜視図である。

【図８】同椅子の完成状態を示す斜視図である。

【図９】角パイプを突き合わせ溶接して得られる従来の
椅子の脚フレームを示す斜視図である。

【図１０】角パイプをベンダー曲げしたものを溶接して
得られる従来の椅子の脚フレームを示す斜視図である。

【符号の説明】 １ 角パイプ ２ 治具 ７ 支持部（支点） ８ 支持部（支点） ９ 押し金具 １１ 円柱部（押圧部） １２ 角パイプの外側の面 １６ 角パイプの内側の面 ２０ 脚フレーム ２１ 脚

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 7/06 A47C 5/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角パイプを２点で支持しその２支点間の
   反対側の１点で、前記角パイプを治具により挟み込んで
   幅方向に膨らむことなく幅一定のまま曲げ作用を受ける
   よう幅方向の変形を規制しながら押し金具で押圧して直
   角に折り曲げることを特徴とする角パイプ直角曲げ加工
   方法。
2. 【請求項２】 前記押し金具は前記角パイプの内寸より
   も幅が狭いことを特徴とする請求項１記載の角パイプ直
   角曲げ加工方法。
3. 【請求項３】 前記押し金具は前記角パイプと当接する
   面が曲面ないし球面であることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の角パイプ直角曲げ加工方法。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれか記載の角パイ
   プ直角曲げ加工方法により門形に一体的に折り曲げられ
   た角パイプが前脚及び後脚として含まれる脚フレームを
   用いることを特徴とする椅子。