JP3796611B2

JP3796611B2 - 湾曲複合材の製造方法

Info

Publication number: JP3796611B2
Application number: JP2002152191A
Authority: JP
Inventors: 仁志中野; 岩雄豊島; 忠晴宮崎; 喜士一古川
Original assignee: 日本工機株式会社
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2022-05-27
Also published as: JP2003340526A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状の湾曲複合材を製造する湾曲複合材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
屋外構造物の屋根等には、アルミ又はアルミ系合金の押し出し型材を曲げ加工した角筒状、円筒状等の湾曲材が使用されている。
【０００３】
この湾曲材を製造する場合、従来は角筒状、円筒状等の押し出し型材を用い、この押し出し型材を曲げ加工機に通して所定の曲率で曲げ加工することにより湾曲材を製造している。
【０００４】
例えば１個のトップロールと２個のボトムロールとがピラミット状に配置された３本ローラ式等の曲げ加工機を使用する場合であれば、そのトップロールとボトムロールとの間に筒状の押し出し型材を通して、その３個のロール間で押し出し型材を送りながら所定の円弧形状に曲げ加工して湾曲材を製造する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように筒状の押し出し型材を用いて円弧状に曲げ加工すると、湾曲材の内周側では押し出し型材が長手方向に収縮し、湾曲材の外周側では押し出し型材が長手方向に伸びて、内外の長手方向の伸縮差が大きくなるため、湾曲材の表面に肌荒れが発生し、また収縮する内側の肉厚が大になり伸びる外側の肉厚が薄くなって、湾曲材の内外で肉厚が大きく異なるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、表面の肌荒れを防止できると共に、内外の肉厚の均一性を確保できる湾曲複合材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る湾曲複合材の製造方法は、第１部材８と第２部材９とを、それら第１，第２部材８，９の各両側に設けられた接合縁部１２の先端側の当接部１３同士を突き合わせた状態で、その当接部１３同士が当接する一対の接合部１８を接合部材１０で接合して筒状の複合材１９を構成し、該複合材１９を前記第１部材８及び第２部材９を内外にして曲げ加工することにより湾曲複合材７を製造するに際し、前記当接部１３から離間して前記接合縁部１２の内側に設けられた規制縁部１５を一体に備えた前記第１部材８及び第２部材９と、前記接合部１８を接合する際に前記第１部材８側と前記第２部材９側とを内側から挟持する挟持部１６を一体に備えた前記接合部材１０とを用い、前記第１，第２部材８，９の前記当接部１３同士を突き合わせた状態で、前記挟持部１６を前記第１，第２部材８，９の前記規制縁部１５の間に嵌合させつつ、互いに独立した一対の前記接合部材１０により一対の前記接合部１８を夫々接合し、その後に前記複合材１９を曲げ加工するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳述する。図１及び図２は通路用の屋根構造物１を示し、この屋根構造物１は水平方向に円弧状に湾曲する一対の湾曲桁材２，３と、地面Ｇ上に立設され且つ各湾曲桁材２，３を支持する一本又は複数本の支柱４，５と、一対の湾曲桁材２，３上に放射状に架設された複数個の梁６と、各梁６に跨がって設けられた屋根材（図示省略）とを備えている。
なお、湾曲桁材２，３の両端等を他の構造物に連結する場合には、その支柱４，５は省略しても良い。
【０００９】
湾曲桁材２，３には、図３に示すように角筒等の筒状の湾曲複合材７が使用されている。この湾曲複合材７は、内外方向に相対向して配置された第１部材８及び第２部材９と、この第１部材８及び第２部材９の両端縁を突き合わせ状態で内側から接合する一対の接合部材１０とを備えている。各部材８〜１０にはアルミ又はアルミ系合金の押し出し型材が用いられている。
【００１０】
第１部材８、第２部材９は断面略コ字状の略同一断面形状であって、板状の本体部１１と、この本体部１１の幅方向の両側から相対向する側へと屈曲する板状の接合縁部１２とを長手方向の全長にわたって一体に備えている。各接合縁部１２には、その端縁から本体部１１の幅方向の内側へと屈曲する当接部１３と、各当接部１３の内端から本体部１１側へと屈曲する外れ止め縁部１４と、各当接部１３から本体部１１側に離間し且つ接合縁部１２から内側に突出する規制縁部１５とが長手方向の全長に一体に形成されている。そして、第１部材８と第２部材９は両者で角筒を構成するように、その接合縁部１２の当接部１３同士が当接する長手方向の接合部１８で接合部材１０により接合されている。
【００１１】
接合部材１０は断面角型Ｃ字状であって、第１部材８と第２部材９との当接部１３を突き合わせ状態で挟持する一対の挟持部１６と、各当接部１３の内端側の外れ止め縁部１４が嵌合する一対の凹部１７とを一体に備え、その挟持部１６が各部材８，９の当接部１３と規制縁部１５との間に嵌合されている。なお、接合縁部１２の当接部１３、外れ止め縁部１４及び規制縁部１５と接合部材１０とにより長手方向の接合部１８が構成されている。
【００１２】
この湾曲複合材７を製造する場合には、図４に示すような構成の曲げ加工機２０を使用して、図５に示すような製造工程で行う。即ち、湾曲複合材７の製造に際しては、図５（Ａ）に示すように、先ずアルミ又はアルミ系合金の押し出し型材である真っ直ぐな第１部材８、第２部材９及び接合部材１０を準備する。そして、図５（Ｂ）に示すように、第１部材８と第２部材９との各接合縁部１２の当接部１３同士を突き合わせた状態で、その両当接部１３を挟む一対の接合部材１０により長手方向の接合部１８で接合して、全体として角筒状の複合材１９を構成する。
【００１３】
なお、接合部材１０は、第１部材８と第２部材９との当接部１３同士を突き合わせた後に、その両当接部１３に外嵌するように長手方向の一端側から打ち込んでも良いし、他の方法で当接部１３に嵌合させても良い。また接合部１８は第１部材８、第２部材９及び接合部材１０が完全な固着状態にならずに、次の曲げ加工時に三者が長手方向に相対的に若干摺動する程度の接合力で接合するようにしておくことが望ましい。
【００１４】
次にこの真っ直ぐな角筒状の複合材１９を図４に示すように曲げ加工機２０に通して、この複合材１９をその長手方向に連続的に送りながら曲げ加工することにより、図５（Ｃ）に示すように所定の曲率に円弧状に湾曲させて湾曲複合材７を製造する。この場合、例えば第１部材８が内側となり第２部材９が外側となるように、各部材８，９を内外方向に向けた状態で複合材１９を曲げ加工機２０に通す。
【００１５】
曲げ加工機２０は、例えば図４に示すように基台２０ａ上に１個のトップロール２１と２個のボトムロール２２，２３とがピラミット状に配置された３本ローラ式であり、その各ロール２１〜２３には複合材１９が嵌合する周溝が形成されている。また基台２０ａには、複合材１９の入り側と出側とにサイドロール２４，２５と修正ロール２６，２７とが配置されている。
【００１６】
このような曲げ加工機２０に入り側から複合材１９を挿入して、トップロール２１とボトムロール２２，２３との間で複合材１９を送りながら、その複合材１９を所定の円弧状に湾曲させる曲げ加工を行うことにより、湾曲複合材７を製造する。
【００１７】
この場合、複合材１９を第１部材８、第２部材９及び一対の接合部材１０の４部材により構成すると共に、第１部材８、第２部材９が湾曲後の内外方向の両側にあり、一対の接合部材１０が内外方向の中間にあって、しかも各部材８，９，１０がその接触部分で長手方向に相対的に摺動できる程度に接合されているので、各部材８，９，１０がその内外方向（曲げ方向）の略中央部の内側で収縮し外側で伸びるように夫々塑性変形する。
【００１８】
従って、各部材８〜１０毎にその内外が伸縮して、全体として１個の湾曲複合材７となるため、全体が一体の角筒状の押し出し型材を使用して曲げ加工を行う場合に比較して、各部材８〜１０毎の内外の伸縮差が小さくなり、湾曲複合材７の表面の肌荒れを防止できると共に、湾曲複合材７の内外の肉厚の均一性を容易に確保できる。
【００１９】
また第１部材８と第２部材９との当接部１３同士を突き合わせ状態で挟持する接合部材１０は、曲げ加工時に直接ロール２１〜２３等に接触しない。しかし、接合部材１０の凹部１７側で当接部１３の内端の外れ止め縁部１４を抱き込み、また挟持部１６が接合縁部１２の当接部１３と規制縁部１５との間で内外両側から挟まれており、第１部材８、第２部材９に対して内外方向（曲げ方向）及びその直交方向に移動しないように規制されているため、その状態で第１部材８、第２部材９を介して接合部材１０に曲げ力がかかる。
【００２０】
従って、第１部材８と第２部材９とを一対の接合部材１０で接合状態に保持しているにも拘わらず、第１部材８、第２部材９の湾曲に伴って接合部材１０を容易且つ確実に湾曲させることができる。
【００２１】
図６（Ａ）〜（Ｃ）は湾曲複合材７の断面形状が異なる場合の別の実施形態を例示する。図６（Ａ）の湾曲複合材７は、第１部材８と第２部材９とを一対の接合部材１０で内側から接合すると共に、第１部材８に断面略コ字状の押し出し型材を使用し、第２部材９に円弧状の本体部１１を備えた断面略Ｕ字状の押し出し型材を使用したものである。第１部材８は図３の場合と略同一の断面形状であり、第２部材９は円弧状の本体部１１の両側に接合縁部１２を備えた断面略Ｕ字状である。なお、各接合縁部１２側に当接部１３、外れ止め縁部１４、規制縁部１５が設けられている等、他の構成は図３と同様である。
【００２２】
図６（Ｂ）の湾曲複合材７は、第１部材８と第２部材９とに幅の異なる断面略コ字状の押し出し型材を使用し、その第１部材８と第２部材９とを一対の接合部材１０で内側から接合したものである。第２部材９には、本体部１１の一方に屈曲部２８を介して接合縁部１２が本体部１１と略平行に設けられている。そして、この接合縁部１２は、その先端側である一方の当接部１３と、規制縁部１５を有し且つ第２部材９の一方の接合縁部１２に対応して設けられた突縁部２９とを一体に備え、その当接部１３及び外れ止め縁部１４との間で接合部材１０の一方の挟持部１６を挟むようになっている。第２部材９、接合部材１０の断面形状、その他の構成は図３と同様である。
【００２３】
図６（Ｃ）の湾曲複合材７は、半円状の本体部１１の両側に接合縁部１２を備えた第１部材８と第２部材９とを使用し、その接合縁部１２の当接部１３を一対の接合部材１０で突き合わせ状態に接合して、全体として円筒状にしたものである。接合縁部１２、接合部材１０、その他の構成は図３と同様である。
【００２４】
図７（Ａ）は湾曲複合材７を第１部材８と第２部材９との２個の部材８，９で構成する場合、図７（Ｂ）は湾曲複合材７を第１部材８と第２部材９と第３部材３２との３個の部材８，９，３２で構成する場合の実施形態を例示する。
【００２５】
即ち、図７（Ａ）の湾曲複合材７は、第１部材８及び第２部材９を断面略コ字状に構成すると共に、その接合縁部１２の端縁側を、嵌合突部３０と嵌合凹部３１とからなる長手方向の接合部１８を介して直接接合したものである。嵌合突部３０及び嵌合凹部３１は共に接合縁部１２の内側に突出しており、その嵌合突部３０が蟻構造、嵌合凹部３１が蟻溝構造となっている。なお、第１部材８に嵌合凹部３１を、第２部材９に嵌合突部３０を夫々設けても良い。
【００２６】
図７（Ｂ）の湾曲複合材７は、第１部材８と第２部材９との間に第３部材３２を介在し、これらの接合縁部１２側を嵌合突部３０と嵌合凹部３１とからなる長手方向の接合部１８を介して接合したものである。第１部材８及び第２部材９は本体部１１と接合縁部１２とを備えた断面コ字状であって、その接合縁部１２の端縁側に、内側に突出する嵌合突部３０と規制縁部１５とが設けられている。
【００２７】
第３部材３２は内外方向の略中央に配置された板状の連接部３３と、この連接部３３の幅方向の両端から湾曲複合材７の内外方向の両側に突出する板状の接合縁部１２とを備えた断面Ｈ状であって、接合縁部１２の端縁に、各部材８，９の嵌合突部３０に嵌合し且つ規制縁部１５で規制される嵌合凹部３１が幅方向の内側に突出して設けられている。なお、嵌合突部３０が蟻構造、嵌合凹部３１が蟻溝構造となっているが、第１部材８、第２部材９側に嵌合凹部３１を、第３部材３２側に嵌合突部３０と規制縁部１５とを設けても良い。
【００２８】
このように第１部材８と第２部材９とを主たる構成部材として湾曲複合材７を構成する場合には、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１部材８と第２部材９は一対の接合部材１０により接合しても良いし、図７（Ａ）に示すように両者を直接接合しても良い。また湾曲複合材７は、図７（Ｂ）に示すように第１部材８、第２部材９及び第３部材３２を主たる構成部材として構成しても良い。その場合にも各部材８，９，３２を直接接合しても良いし、他の実施形態のように夫々を接合部材１０を介して接合しても良い。
【００２９】
第１部材８と第２部材９、又は第１部材８と第２部材９と第３部材３２とを直接又は接合部材１０により接合する場合でも、その各部材８，９，３２の断面形状は、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように種々の変更が可能である。湾曲複合材７は、第１部材８を内側とし、第２部材９を外側として湾曲させても良いし、その逆でも良い。また第１部材８、第２部材９を共に断面略Ｕ字状に構成する等、他の形状にすることも可能である。
【００３０】
以上、本発明の各実施形態について詳述したが、本発明は各実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では第１部材８と第２部材９、又は第１部材８と第２部材９と第３部材３２とを直接又は一対の接合部材１０を介して接合して、複合材１９を２部材、３部材又は４部材で構成する場合を例示しているが、複合材１９を構成する場合の部材数は５部材でも良く、２部材以上の複数の部材で構成するものであれば良い。一対の接合部材１０は、図３に仮想線で示すように中間の連接部３３を介して一体に構成しても良い。
【００３１】
複合材１９の主たる構成部材が曲げ方向（内外方向）に２個の場合には、その接合部１８を複合材１９の曲げ方向の略中央に配置し、複合材１９の主たる構成部材が曲げ方向（内外方向）に３個の場合には、その各接合部１８を複合材１９の内外方向にその略１／３づつの間隔を置いて配置する等、主たる構成部材の数に応じて接合部１８は複合材１９の曲げ方向（内外方向）の略均等位置又は略等間隔に配置することが望ましい。
【００３２】
接合部１８は加工時にその曲げ方向の両側の部材同士が相対的に若干移動できるように接合する構造であれば良く、接合部材１０を使用するか否かを問わず各種の変更が可能である。また湾曲複合材７の用途は何であっても良く、屋外構造物、屋内構造物等の他、機械器具類の部品等でも良い。使用する材料は、アルミ、又はアルミ系合金の押し出し型材に限定されるものではなく、鉄、ステンレス、その他の金属材でも同様に実施可能である。曲げ加工機２０は１個のトップロール２１と２個のボトムロール２２，２３とがピラミット状に配置された３本ローラ式に限定されるものではなく、各種のものを使用することが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明では、第１部材８と第２部材９とを、それら第１，第２部材８，９の各両側に設けられた接合縁部１２の先端側の当接部１３同士を突き合わせた状態で、その当接部１３同士が当接する一対の接合部１８を接合部材１０で接合して筒状の複合材１９を構成し、該複合材１９を第１部材８及び第２部材９を内外にして曲げ加工することにより湾曲複合材７を製造するに際し、当接部１３から離間して接合縁部１２の内側に設けられた規制縁部１５を一体に備えた第１部材８及び第２部材９と、接合部１８を接合する際に第１部材８側と第２部材９側とを内側から挟持する挟持部１６を一体に備えた接合部材１０とを用い、第１，第２部材８，９の当接部１３同士を突き合わせた状態で、挟持部１６を第１，第２部材８，９の規制縁部１５の間に嵌合させつつ、互いに独立した一対の接合部材１０により一対の接合部１８を夫々接合し、その後に複合材１９を曲げ加工するので、湾曲複合材の表面の肌荒れを防止できると共に、内外の肉厚の均一性を確保できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す屋根構造物の正面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す屋根構造物の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す湾曲複合材の断面斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態を示す曲げ加工状態の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態を示す湾曲複合材の製造工程図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の他の実施形態を示す湾曲複合材の断面斜視図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）は本発明の別の実施形態を示す湾曲複合材の断面斜視図である。
【符号の説明】
７湾曲複合材
８第１部材
９第２部材
１８接合部
１９複合材

Claims

第１部材（８）と第２部材（９）とを、それら第１，第２部材（８）（９）の各両側に設けられた接合縁部（１２）の先端側の当接部（１３）同士を突き合わせた状態で、その当接部（１３）同士が当接する一対の接合部（１８）を接合部材（１０）で接合して筒状の複合材（１９）を構成し、該複合材（１９）を前記第１部材（８）及び第２部材（９）を内外にして曲げ加工することにより湾曲複合材（７）を製造するに際し、前記当接部（１３）から離間して前記接合縁部（１２）の内側に設けられた規制縁部（１５）を一体に備えた前記第１部材（８）及び第２部材（９）と、前記接合部（１８）を接合する際に前記第１部材（８）側と前記第２部材（９）側とを内側から挟持する挟持部（１６）を一体に備えた前記接合部材（１０）とを用い、前記第１，第２部材（８）（９）の前記当接部（１３）同士を突き合わせた状態で、前記挟持部（１６）を前記第１，第２部材（８）（９）の前記規制縁部（１５）の間に嵌合させつつ、互いに独立した一対の前記接合部材（１０）により一対の前記接合部（１８）を夫々接合し、その後に前記複合材（１９）を曲げ加工することを特徴とする湾曲複合材の製造方法。