JP4527125B2 - パイプ体の製造方法及びパイプ体 - Google Patents

Description

本発明は、金属プレートを曲げ加工することによってパイプ体の製造を行う技術分野に属するものである。

従来から、金属プレートを曲げ加工することによってパイプ体、例えば、角柱パイプ体の製造を行う技術として、矩形状の金属プレートを素材として、プレス加工によって角柱パイプ体の成形を行う加工方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この角柱パイプ体の加工方法は、金属プレートを加工して一次成形品を形成する第１曲げ工程と、この一次成形品を加工して二次成形品を形成する第２曲げ工程と、二次成形品を加工して最終成形品としての角柱パイプ体を形成するリストライク工程とからなっている。

第１曲げ工程では、その金属プレートはその幅方向両辺部が長さ方向に沿ってかつ同方向に直角に折り曲げられる。これによって、互いに対向するフランジ部と互いに対向するフランジ部を連結する底板部とを有する一次成形品が形成される。

第２曲げ工程では、その一次成形品の底板部に長さ方向に沿って所定幅の凹曲面が形成されると共に、この凹曲面の両端が内側に略直角に折り曲げられる。これによって、互いに対向する一対の側面構成壁部を有しかつ断面が略Ｕ字状の二次成形品が形成される。

リストライク工程では、その二次成形品の一対の側面構成壁部を互いに内側に向けて押圧して一対のフランジ部の端面同士（合わせ目）が突き合わされる。これによって、最終成形品としての角柱パイプ体が形成される。

この角柱パイプ体の加工方法によれば、その二次成形品の底板部に形成された凹曲面が一対の側面構成壁部を互いに内側に向けて押圧することによって生じるスプリングバック力を抑制する機能を果たす。このため、フランジ部の端面同士を溶接することなくフランジ部の端面同士が密着した断面角形の角柱パイプ体をプレス成形のみによって製造できる。
特開平１１−２９０９４０号公報

しかしながら、この従来の角柱パイプ体の加工方法では、その二次成形品の凹曲面がスプリングバック力を抑制する機能を果たすとはいっても、一対の側面構成壁部には外側に向かって開こうとするスプリングバック力が残存している。このため、量産時にフランジ部（合わせ目構成壁部）の端面同士が密着した角柱パイプ体をばらつきなく安定して製造することは難しい。

すなわち、この加工方法によって製造された角柱パイプ体について、そのフランジ部の端面同士が密着しているか否かの検査を試みると、端面同士が密着しているものもあるが、一対の側面構成壁部に存在するスプリングバック力により合わせ目に隙間があるものもかなりある。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、量産時にプレス成形によって合わせ目が密着したパイプ体をばらつきなく安定して製造することのできるパイプ体の製造方法、そのパイプ体の製造装置、その製造方法によって製造されたパイプ体、そのパイプ体の中間成形品、そのパイプ体からなる支持部材及びそのフレーム構造体及びこれらを有する画像形成装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、矩形状の金属プレートを素材として合わせ目を有しかつ閉断面が円形状のパイプ体を形成するために、前記金属プレートを湾曲させることにより前記金属プレートの合わせ目が非密着状態でかつその一対の辺が延びる方向に長く延びてしかも外方に向かって凸曲面部を有する湾曲中間成形品を形成し、次いで、側方の力を維持しながら、前記凸曲面部にその曲率が小さくなる方向に外力を加えて前記湾曲中間成形品を変形させることにより、前記凸曲面部が元の形状に戻ろうとするスプリングバック力に基づき前記合わせ目が密着したパイプ体を形成することを特徴とするパイプ体の製造方法である。
請求項２に記載の発明は、矩形状の金属プレートを素材として複数個の構成壁部と合わせ目とを有しかつ閉断面が角形状のパイプ体を製造するための製造方法であって、
前記金属プレートの一対の辺部の少なくとも一方をその辺の延びる方向に沿って起立させることによって前記合わせ目が属する合わせ目構成壁部を形成する第１加工ステップと、
前記合わせ目構成壁部以外の残余の構成壁部を形成すると共に前記合わせ目が非密着状態でしかも残余の構成壁部のうちの一構成壁部と該一構成壁部に隣接する隣接面構成壁部との為す角度が前記パイプ体を完成させたときの角度よりも大きな中間成形品を形成する第２加工ステップと、
前記隣接面構成壁部に外力を加えて前記一構成壁部に外方に向かって膨らんだ凸曲面部を形成すると共に前記合わせ目構成壁部の合わせ目を密着させる第３加工ステップと、
前記側面構成壁部への加圧力を保持させた状態で、前記一構成壁部に外力を加えて前記凸曲面部を平坦に変形させることによって前記一構成壁部が元の凸曲面形状に戻ろうとするスプリングバック力に基づき前記一対の辺が互いに密着したパイプ体を形成する第４加工ステップと、を含むことを特徴とするパイプ体の製造方法である。
請求項３に記載の発明は、請求項２記載のパイプ体の製造方法により製造され、底面構成壁部と、該底面構成壁部に隣接する一対の側面構成壁部と、前記底面構成壁部に対向して合わせ目が属する上面構成壁部とを有し、矩形状の金属プレートを素材として形成され、かつ、前記合わせ目がスプリングバック力に基づき密接され、しかも、前記各構成壁部は長手方向に延びていることを特徴とするパイプ体である。

本発明によるパイプ体の製造方法、その製造方法によって製造されたパイプ体によれば、量産時にプレス成形によって合わせ目が密着したパイプ体をばらつきなく安定して製造できる。

目次
（１）[角柱パイプ体]
（２）[項目（１）の角柱パイプ体の製造方法]
（角柱パイプ体の製造に使用する一次中間成形品）
（角柱パイプ体の製造に使用する二次中間成形品）
[角柱パイプ体の製造装置の例１]
（角柱パイプ体１の応力分布解析）
[角柱パイプ体の製造装置の例２]
[角柱パイプ体の製造装置の例３]
（３）[締結板部を有する角柱パイプ体の例１]
[項目（３）の角柱パイプ体の製造方法]
（４）[締結板部を有する角柱パイプ体の例２]
[項目（４）の角柱パイプ体の製造方法]
（５）[逃げ部を有する角柱パイプ体]
[逃げ部を有する角柱パイプ体の製造方法]
（６）[かしめを有する角柱パイプ体]
（７）[その他の角柱パイプ体]
（図１に示す角柱パイプ体の変形例）
（断面が多角形状の角柱パイプ体）
（円柱形状パイプ体）
（８）[角柱パイプ体の使用例]
（角柱パイプ体の使用例１）
（角柱パイプ体の使用例２）

以下に、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

（１）[角柱パイプ体]
図１は閉断面が角柱形状のパイプ体の概略構成を示す斜視図を示し、図２はその角柱パイプ体の側面図を示している。

この図１、図２において、１は角柱パイプ体を示している。この角柱パイプ体１はここでは閉断面の幾何学的な形状が四角形、例えば正方形である。この角柱パイプ体１は底面構成壁部２、この底面構成壁部２に隣接する一対の側面構成壁部３、４、及びその底面構成壁部２に対向する上面構成壁部５からなっている。

上面構成壁部５は一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂからなっている。一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂはその端面５ｃ、５ｄが互いに密着されて、上面構成壁部５の中央に合わせ目５ｅが形成されている。
（２）[項目（１）の角柱パイプ体の製造方法]
この角柱パイプ体１は図３に示す矩形状の金属プレート（板金）６を素材として用いる。そして、角柱パイプ体１はプレス加工によって成形される。その金属プレート６にはあらかじめ取り付け用のネジ穴６ａ、６ａが適宜箇所に形成されている。そのネジ穴６ａ、６ａはこのパイプ体１を後述する支持手段として用いて図示を略す複写機に取り付ける際に使用される。

（角柱パイプ体の製造に使用する一次中間成形品）
まず、第１加工ステップにおいて、金属プレート６を用いて合わせ目５ｅが属する一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂが形成される。

この合わせ目構成壁部を形成するために、金属プレート６の一対の辺部６ｂ、６ｂをその辺に沿って延びる折り曲げ線６ｃ、６ｃに沿って直角（９０度）にかつ同方向に折り曲げて起立させる。なお、符号６ｅは金属プレートの一対の辺を示す。

すなわち、図４に示すように、互いに対向しかつ合わせ目構成壁部５ａ、５ｂがその辺部６ｂ、６ｂの延びる方向に長く延びる一次中間成形品８をプレス加工により形成する。その図４において、符号９は未折り曲げ部である。

この一次中間成形品８のプレス加工には、例えば、図５（ａ）に示すプレス装置１０が用いられる。このプレス装置１０は固定プレート１１と加圧パンチ部材１２と可動プレート１２’とから概略構成されている。可動プレート１２’は固定プレート１１の凹所１３に摺動可能に設けられている。

その可動プレート１２’は図示を略すプレス装置本体の油圧によって鉛直方向上方に付勢されている。金属プレート６は可動プレート１２’に載置されている。その金属プレート６は、固定プレート１１に対して距離Ｈだけ離れて浮いている。その可動プレート１２’の上方には加圧パンチ部材１２’が対向されている。

一次中間成形品８は、加圧パンチ部材１２を下降させ、金属プレート６を可動プレート１２’と加圧パンチ部材１２とで図５（ｂ）に示すように狭持しつつ加圧することによって形成される。

（角柱パイプ体の製造に使用する二次中間成形品）
次いで、第２加工ステップにおいて、図４に示す折り曲げ線６ｄ、６ｄに沿って一次中間成形品８の未折り曲げ部９が折り曲げられる。これによって、図６（ａ）、図７に示す二次中間成形品１４が形成される。その金属プレート６の寸法、折り曲げ線の位置は、プレス加工による金属プレート６の延び量を見越して設計されている。

これによって、合わせ目構成壁部５ａ、５ｂ以外の残余の構成壁部として底面構成壁部２に対応する一構成壁部１５と、この底面構成壁部２に隣接して一対の側面構成壁部３、４に対応する一対の隣接面構成壁部１６、１６が形成される。その二次中間成形品１４の合わせ目５ｅは非密着状態である。

その一構成壁部１５は図６（ｂ）に拡大して示すように、平坦部１５ａと平坦部１５ｂと湾曲部１５ｃとからなる。湾曲部１５ｃは平坦部１５ａと平坦部１５ｂとの間に位置し、平坦部１５ａは隣接面構成壁部１６に隣接している。

その平坦部１５ａと隣接面構成壁部１６との成す角度θ１は、図１に示す角柱パイプ体１を完成させたときの底面構成壁部２と一対の側面構成壁部３、４との成す角度θ（図２参照）よりも大きい。ここでは、角度θは９０度であり、角度θ１は鈍角とされている。

図６、図７に示す二次中間成形品１４には、その一構成壁部１５に湾曲部１５ｃが形成されている。しかし、図８に示す湾曲部１５ｃが形成されていない二次中間成形品１４を角柱パイプ体１の形成に用いることもできる。

しかしながら、二次中間成形品１４に湾曲部１５ｃを形成した方が、後述する製造装置を用いて底面構成壁部２を形成したときの平面性を確保するうえで望ましい。また、角度θ１が同一の場合、この湾曲部１５ｃを設けることによって、合わせ目構成壁部５ａ、５ｂの開き量を大きくできる。

この図６、図７に示す二次中間成形品１４のプレス加工には、例えば、図９（ａ）に示すプレス装置１７が用いられる。そのプレス装置１７は固定プレート１９と加圧パンチ部材２０と可動プレート２０’とから概略なっている。可動プレート２０’は固定プレート１９の凹所に摺動可能に設けられ、図示を略すプレス装置本体の油圧により鉛直方向上方に付勢されている。

その固定プレート１９の凹所周壁１９ａはテーパ形状にされている。その凹所周壁１９ａと固定プレート１９の上面との成す角度はほぼθ１に等しい。加圧パンチ部材２０はパンチ部２０ａを有する。パンチ部２０ａの周壁２０ｂは凹所周壁１９に対応する形状とされている。

パンチ部２０ａの下面は、中間成形品１４の一構成壁部１５の形状を形成することができるように、上方に向かって凹曲面形状とされている。可動プレート２０’の上面２０’ａはそのパンチ部２０ａの下面の形状に対応して上方に向かって凸面形状とされている。

一次中間成形品８は可動プレート２０’に載置され、固定プレート１９に対して隙間Ｈ’を開けて浮いている。加圧パンチ部材２０’を下降させ、一次中間成形品１４の一構成壁部を図９（ｂ）に示すように可動プレート２０’と加圧パンチ部材２０とによって狭持しつつ加圧する。これによって、二次中間成形品１４が形成される。

次に、加圧パンチ部材２０を上昇させ、凹所１６から二次中間成形品１４を取り出す。そして、紙面と直交する長手方向に二次中間成形品１４を加圧パンチ部材２０から引き抜いて、二次中間成形品１４を加圧パンチ部材２０から取り外す。図８に示す二次中間成形品８を製作する場合には、図１０に示すようにパンチ部２０ａの下面２０ｃ及び可動プレート部材２０’の上面２０’ａが平坦な構成のプレス装置１７を用いれば良い。

この図９、図１０に示すプレス装置１７では、二次中間成形品１４を加圧パンチ部材２０から引き抜かなければ、二次中間成形品１４を加圧パンチ部材２０から取り外すことができない。

しかし、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、二次中間成形品１４の隣接面構成壁部１６と一構成壁部１５との成す角度θ２を図６、図７に示す二次中間成形品１４の隣接面構成壁部１６と一構成壁部１５との成す角度θ１よりも大きく形成すれば、加圧パンチ部材２０を上昇させるのみで、加圧パンチ部材２０から二次中間成形品１４を取り外すことができる。

従って、図１１に示す二次中間成形品１４の場合には、その二次中間成形品１４をその長手方向に加圧パンチ部材２０から引き抜くという作業工程を省くことができる。この図１１に示す二次中間成形品１４によれば、その分、成形作業の効率化を図ることができる。

ここでは、パイプ体１の閉断面の形状が正方形の場合について説明している。しかし、閉断面形状が図１２に示す長方形の場合には、長方形の長辺に対応する隣接面構成壁部１６の長さが長くなり、その長方形の短辺に対応する上面構成壁部５を構成する一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ａの開き量が大きくなる。従って、二中間成形品１４の隣接面構成壁部１６と一構成壁部１５との成す角度がθ１のままでも加圧パンチ部材２０を上昇させるのみで、加圧パンチ部材２０から二次中間成形品１４を取り除くことができる。

（角柱パイプ体の製造装置の例１）
次に、その二次中間成形品１４を完成品としての角柱パイプ体１に成形するために、図１３に示すプレス成形装置（加工装置本体）２１にセットする。

そのプレス成形装置２１は下型（固定型）２２と上型（可動型）２３とからなっている。下型２２は固定プレート２４を有し、上型２３は可動プレート２５を有する。固定プレート２４には一対のストッパー部材２６、２６、一対の加圧パンチ部材２７、２７が設けられている。

この加圧パンチ部材２７、２７は摺動レール（図示を略す）上にスライド可能に設けられ、図示を略すスプリング部材によって互いに離間する方向に付勢されている。この加圧パンチ部材２７、２７は互いに離反接近する方向に摺動レール上を可動される。図７に示す二次中間成形品１４は一構成壁部１５が下向きになるようにして、加圧パンチ部材２７、２７の対向空間２８にセットされる。

可動プレート２５には、加圧パンチ部材２７、２７を駆動するための駆動部材２９、２９が取り付けられると共に、一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂを加圧するための加圧パンチ部材３０が取り付けられている。

その駆動部材２９、２９の下端部にはテーパー部２９ａ、２９ａが形成され、加圧パンチ部材２７、２７の上端部にはテーパー部２９ａ、２９ａと係合するテーパー部２７ａ、２７ａが形成されている。

図１３は下型２４と上型２５とが離間されて二次中間成形品１４が対向空間２８にセットされた状態が示されている。上型２３が矢印Ａ１で示すように、下降されると、図１４に示すように、駆動部材２９、２９のテーパー部２９ａ、２９ａが加圧パンチ部材２７、２７のテーパー部２７ａ、２７ａに係合する。これによって、加圧パンチ部材２７、２７が互いに接近する方向に可動される。

すると、加圧パンチ部材２７、２７のパンチ面２７ｂ、２７ｂが隣接面構成壁部１６、１６と合わせ目構成壁部５ａ、５ｂとの屈曲部３１に当接する。これによって、一対の隣接面構成壁部１６、１６が外力により互いに接近する方向に加圧される。すなわち、加圧パンチ部材２７、２７は隣接面構成壁部１６、１６に当接して側壁を形成する側壁形成パンチ部材としての役割を果たす。

更に、加圧パンチ部材２７、２７が互いに接近する方向に可動される。すると、図１５に示すように、屈曲部３１がパンチ面２７ｂ、２７ｂを上方に向かって滑りつつ一対の構成壁部１６が起立されると共に、一構成壁部１５が下方に向かって外方に膨らんで凸曲面部３２を呈する状態となる。

そして、更に、上型２３が下降されると、可動パンチ部材２７、２７のテーパー部２７ａ、２７ａと駆動部材２９、２９のテーパー部２９ａ、２９ａとの係合が解除される。その結果、図１６に示すように、加圧パンチ部材２７、２７の可動が停止される。これによって、合わせ目構成壁部５ａ、５ｂの端面同士が互いに密着されて、合わせ目５ｅが密着した上面構成壁部５が形成されると共に、一対の側面構成壁部３、４が形成される。

この加工ステップが第３加工ステップである。この第３加工ステップでは、加圧パンチ部材３０はまだ一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂに当接していない。図１７（ａ）にはその一対の側面構成壁部３、４と合わせ目５ｅが密着された上面構成壁部５とを有する二次中間成形品１４が示されている。この状態で、加圧パンチ部材２７、２７が互いに離反される方向に可動されると、図１７（ｂ）に示すように、一対の側面構成壁部（一対の隣接面構成壁部）３、４に生じるスプリングバック力ｆ１、ｆ１によって、合わせ目構成壁部５ａ、５ｂの端面５ｃ、５ｄが離間されて、合わせ目５ｅが開くこととなる。この合わせ目５ｅの開き量をδ１とする。

次いで、図１８に示すように、一対の加圧パンチ部材２７、２７の可動を停止させ、その側面構成壁部３、４への加圧力を保持させた状態で、更に続けて、上型２３を下降させる。すると、加圧パンチ部材３０が一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂに当接して、この合わせ目構成壁部５ａ、５ｂが加圧される。この加圧パンチ部材３０の加圧による反力によって、凸曲面部３２が固定プレート２４によって加圧変形されて平坦化され、底面構成壁部２が形成される。この加工ステップが第４加工ステップである。

このとき、加圧パンチ部材３０は、合わせ目構成壁部５ａ、５ｂと一構成壁部１５とを加圧する合わせ目構成壁部加圧パンチ部材として機能する。

次に、上型２３を上昇させると、加圧パンチ部材３０が一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂから離間されると共に、駆動部材２９、２９と加圧パンチ部材２７、２７との係合が解除される。この係合解除によって、加圧パンチ部材２７、２７が互いに離間する方向に可動されて、図１、図２に示す角柱パイプ体１が成形される。

図１９はこのようにして形成された角柱パイプ体１の作用の説明図である。この図１９に示すように、角柱パイプ体１の底面構成壁部２は、破線で示すように元の凸曲面部３２に戻ろうとするスプリングバック力ｆ３が働いている。

これによって、合わせ目構成壁部５ａ、５ｂが互いに接近する方向（閉じられる方向）の力が与えられる。このスプリングバック力ｆ３に基づく合わせ目５ｅの閉じ量δ２をスプリングバック力ｆ１に基づく合わせ目５ｅの開き量δ１以上に設定すれば、加圧パンチ部材２７、２７による側面構成壁部３、４への外力を取り去ったとしても、合わせ目５ｅ同士の密着状態が保たれる。

このようにして形成された角柱パイプ体１の底面構成壁部２の角部の内面と側面構成壁部３、４の角部の内面との成す角度（平坦部１５ａと側面構成壁部３、４の成す角度）θ３は、二次中間成形品１４を形成するときの加工硬化によって、図２０に拡大して示すように、二次中間成形品１４の一構成壁部１５と隣接面構成壁部１６との成す角度θ１に保たれたままとなる。
（角柱パイプ体１の応力分布解析）
図９５は応力歪みの解析モデルに使用したシェル要素２００を示している。このシェル要素２００は二次中間成形品１４の断面形状に対応している。その二次中間成形品１４に使用した金属製プレートの板厚は１．２ｍｍ、完成後の角柱パイプ体１の外形寸法は３０ｍｍ×２０ｍｍであるとした。

また、符号２０１は固定プレート２４に対応する剛体を示し、符号２０２、２０３はパンチ面２７ｂ、２７ｂに対応する剛体を示し、符号２０４は加圧パンチ部材３０に対応する剛体を示している。シェル要素２００の各構成部分については、二次中間成形品１４の各構成部分に付した符号と同一符号を付して説明することとする。

この角柱パイプ体１の応力分布の解析には、非線形構造解析汎用有限要素プログラム（商標名：ＭＡＲＣ Ｋ６．３）を用いて行った。

このシェル要素２００の物性値は、以下に記載する通りである。

ヤング率…２．０６８×１０11（Ｎ／ｍｍ）
ポアソン比…０．２９
密度…７．８２×１０3（Ｋｇ／ｍ3）
降伏応力…２．４８×１０8（Ｐａ）
なお、二次中間成形品１４には残留応力が存在しているが、この残留応力は考慮しないこととして、説明することとする。

図９５は剛体２０２、２０３が屈曲部３１、３１に当接した直後の状態を示している。横軸をＸ、縦軸をＹとして、このときの剛体２０２、２０３の移動量を０とする。剛体２０２、２０３を０．０５ｍｍずつ互いに接近させた状態が図９６に示されている。これによって、二次中間成形品１４の一構成壁部１５の領域２０５に応力歪みが集中して発生し、その値は約６．１４７×１０+6〜約１．４３４×１０+7（Ｐａ）の範囲に渡っている。一対の隣接構成壁部１６の上部側、屈曲部３１、３１、一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂにはほとんど応力歪みは発生していない。

更に、剛体２０２、２０３を各３ｍｍずつ互いに接近させる方向に接近させると、応力歪みにより図９７に示すように一構成壁部１５が平坦面に変形される。このとき、一構成壁部１５の領域２０５に生じている応力歪みは約３．０２５×１０+8〜４．３２１×１０+8（Ｐａ）の範囲である。一構成壁部１５の中央部に存在する領域２０５’の応力歪みが最も大きく、その値は約３．８８９×１０+8〜約４．３２１×１０+8（Ｐａ）である。一対の隣接構成壁部１６の下部領域２０６には下部から上部に向かって約４．３２１×１０+8〜２．５９３×１０+8（Ｐａ）の応力歪みが生じている。

更に、剛体２０２、２０３を各７．５ｍｍずつ接近させると、図９８に示すように一構成壁部１５は外側に向かって凸となる。このとき、領域２０５には３．８８２×１０+8〜４．８５４×１０+8（Ｐａ）程度の応力歪みがほぼ一様に生じているが、中央部の領域２０５’の内面側と外面側の応力歪みが最も大きい。図９８に示す領域２０６の応力歪みの値は図９７示した状態の二次中間成形品１４の領域２０５の応力歪みとほとんど値は変わらない。

剛体２０２、２０３を各１０．４５ｍｍずつ接近させると、図９９に示すように一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂの合わせ目５ｅが接触する。このとき、領域２０５には３．９７２×１０+8〜４．９７４×１０+8（Ｐａ）の範囲の応力歪みが一様に発生する。領域２０５’の外面側と内面側との応力歪みは、領域２０５の範囲の応力歪みよりも大きい。また、一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂの領域２０７の応力歪みは１．９６８×１０+8〜４．４７３×１０+8（Ｐａ）の範囲にある。この時点で剛体２０２、２０３の移動を停止する。

この図９９に示す時点で、剛体２０２、２０３を５ｍｍずつ離間させる方向に移動させた状態が図１００に示されている。これによって、合わせ目５ｅが開く。これは、領域２０５に生じていた応力歪みが低減されるためである。

図９９と図１００とを比較して見ると、底面構成壁部２に相当する一構成壁部１５の凸面形状はほとんど変わらず、その一構成壁部１５は、塑性変形により凸面形状の状態が維持される。従って、隣接面構成壁部１６と一構成壁部１５との角部２０８に存在する応力歪みによって合わせ目５ｅが開いたと推定される。

その領域２０５に残留している残留応力歪みは、約８．０２５×１０+7〜約１．６０７×１０+8（Ｐａ）である。

図１０１には、剛体２０４を一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂに接触して合わせ目構成壁部５ａ、５ｂを加圧した状態が示されている。領域２０５にはその角部２０８、２０８に３．９４５×１０+8〜４．３８３×１０+8（Ｐａ）の範囲の応力歪みが発生している。領域２０５’の応力歪みは角部２０８、２０８に生じている応力歪みよりも低く４．３８３×１０+7〜３．０６８×１０+8（Ｐａ）の範囲内にある。これは、一構成壁部１５の中央部を支点にして塑性変形が始まった結果と考えられる。領域２０７は剛体２０４の加圧力を受けて応力歪みが上昇し、その値は３．９４５×１０+8〜４．３８３×１０+8（Ｐａ）である。

図１０１に示す状態から、更に図１０２に示すように剛体２０４を０．６５ｍｍほど下降させると、一構成壁部（底面構成壁部２）１５の塑性変形が進み、底面構成壁部２が中央部を支点にして平坦に塑性変形する。塑性変形の領域は中央部を支点にして一構成壁部１６、１６の側に伝搬し、この領域に符号２０９、２０９を付する。また、中央部の領域２０５’は加圧力の影響を受けて上昇する。領域２０５’の応力歪みは４．７３４×１０+8〜５．２６０×１０+8（Ｐａ）程度である。領域２０５の角部２０８、２０８の応力歪みも同程度であり、領域２０９、２０９の応力歪みは５．２６０×１０+7〜２．６３０×１０+8（Ｐａ）程度である。領域２０７の応力歪みは約３．６８２×１０+8〜５．２６０×１０+8（Ｐａ）程度である。

図１０２に示す状態から剛体２０４を更に下降させ、１．６５ｍｍ程度可動させると、図１０３に示すように、一対の側面構成壁部３、４が拘束されつつ底面構成壁部２に対向しかつ合わせ目５ｅを有する上面構成壁部５に加圧力が加えられて、底面構成壁部２の中央部を支点にして底面構成壁部２が平坦に塑性変形される。

これによって、底面構成壁部２と一対の側面構成壁部３，４との為す角度が直角になる。また、一対の側面構成壁部３、４と底面構成壁部２との角部２０８、２０８に存在して合わせ目５ｅを開かせようとする応力歪みを打ち消す方向の残留応力歪みが底面構成壁部２の中央部の領域２０５’に残存した状態となる。

また、底面構成壁部２の角部２０８と中央部の領域２０５’との間に残留応力歪みの低い領域２０９が残存した状態となる。

更に、一対の側面構成壁部３、４が拘束された状態で底面構成壁部２が平坦に塑性変形されるので、一対の側面構成壁部３、４の領域２１０、２１０の応力歪みも上昇する。領域２０５’の応力歪みは約４．３９８×１０+8〜５．４９７×１０+8（Ｐａ）であり、領域２０７の応力歪みは４．３９８×１０+8〜４．９４７×１０+8（Ｐａ）であり、角部２０８、２０８の応力歪みは５．４９７×１０+7〜１．６４９×１０+8（Ｐａ）であり、領域２１０、２１０の応力歪みは３．８４８×１０+8〜４．９４７×１０+8（Ｐａ）程度である。

この図１０３に示す状態で、剛体２０２、２０３を離間させる方向に退避させて８．７５ｍｍの位置で停止させると共に、剛体２０４を０．８５５ｍｍの位置にまで上昇させた状態が図１０４に示されている。

剛体２０２〜２０４を離間させた状態で、矩形状のパイプ体１は合わせ目５ｅが密着されたままの形状を保っている。底面構成壁部２が塑性変形されたからである。

剛体２０２〜２０４の退避により、応力歪みが全体として低減され、領域２０７、２０９の応力歪みは４．４９１×１０+7〜１．３４７×１０+8（Ｐａ）の範囲に減少している。ただし、領域２０７から領域２１０の屈曲部３１には一対の合わせ目構成壁部５ｅ、５ｅが突き当たることによって、１．３４７×１０+8〜２．６９５×１０+8（Ｐａ）程度の残留応力歪みが生じている。

また、底面構成壁部２の中央部の領域２０５’には外側に向かってこの底面構成壁部２を膨らませる方向の残留応力歪みが残存し、その値は１．７９６×１０+8〜３．１４４×１０+8（Ｐａ）程度である。更に、領域２０５の角部２０８には合わせ目構成壁部５ａ、５ｂが突き当たることにより生じる残留応力と中央部の領域２０５’に存在する残留応力とにより、３．５９３×１０+8〜４．０４２×１０+8（Ｐａ）程度の残留応力が生じている。また、中央部の領域２０５’の残留応力よりも低くかつ外側に向かって凸形状の残留応力の領域２０９’が底面構成壁部２に生じている。

更に、底面構成壁部２は剛体２０１によって外面が規制されているため、塑性変形に起因する凹凸形状部２１１が内面側に発生している。

この図１０１〜図１０４に示すように、一対の側面構成壁部２、３を拘束しつつ底面構成壁部２の中央部を支点にして底面構成壁部２を塑性変形させて平坦面に変形させることにより、一対の側面構成壁部３、４と底面構成壁部２との角部２０８に応力を集中させつつ、底面構成壁部２と一対の側面構成壁部３、４との為す角度を直角に変形させることができる。

従って、二次中間成形品１４の内部に曲げ元を押さえて直角に変形させるための芯金治具を挿入して直角に変形させなくとも、二次中間成形品１４を直角に折り曲げて、角柱パイプ体１を成形できる。

以上、応力歪みについて説明したが、ここで示した応力歪みの数値は相対的なものであり、絶対値ではない。

なお、図９５〜図１０４の左側には、応力値の範囲を１０等分して色分けしたバーグラフが示されている。図９５〜図１０４に示す二次中間成形品１４（シェル要素）にはそのバーグラフの色分けに従って応力歪みが色表示されているものである。これについては、後日、図９５〜図１０４に対応するカラー図面を物件提出書によって提出する。

（角柱パイプ体の製造装置の例２）
図２１は図１に示す角柱パイプ体１の製造装置の別の例を示している。この図２１に示す角柱パイプ体１の製造装置は、可動プレート２５に一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂを加圧するための加圧パンチ部材３０は設けられていない。その代わりに、加圧パンチ部材２７、２７のパンチ面２７ｂ、２７ｂに摩擦接触部材２７ｃ、２７ｃが設けられている。

その図２１は下型２４と上型２５とが離間されて二次中間成形品１４が対向空間２８にセットされた状態が示されている。上型２３が、矢印Ａ１で示すように、下降されると、図２２に示すように、駆動部材２９、２９のテーパー部２９ａ、２９ａが加圧パンチ部材２７、２７のテーパー部２７ａ、２７ａに係合する。これによって、加圧パンチ部材２７、２７が互いに接近する方向に可動され、加圧パンチ部材２７、２７の摩擦接触部材２７ｃ、２７ｃが隣接面構成壁部１６、１６と合わせ目構成壁部５ａ、５ｂとの屈曲部３１に当接する。その結果、一対の隣接面構成壁部１６、１６が外力Ｆ１により互いに接近する方向に加圧される。

これによって、一構成壁部１５に応力が集中するが、隣接面構成壁部１４と屈曲部１５ａとの境界部分、屈曲部１５ａと平坦部１５ｂとの境界部分は加工硬化により変形し難く、平坦部１５ｂに固定プレート２６に当接する方向の力Ｆ２が働く。

これと同時に、図２３に示すように、屈曲部１５ａには中間成形品１４を浮き上がらせようとする反力Ｒ１が働く。摩擦接触部材２７ｃと屈曲部３１との静止摩擦力Ｆ３が反力Ｒ１よりも大きな条件が保たれるように摩擦接触部材２７ｃの材料を選択すると、屈曲部１５ａと固定プレート２６との接触状態が維持される。

この接触状態を維持しつつ、更に、加圧パンチ部材２７、２７が互いに接近する方向に可動されると、図２４に示すように、屈曲部３１がパンチ面２７ｂ、２７ｂを上方に向かって若干ずれながら一対の構成壁部１６が起立される。と同時に、平坦部１５ｂが固定プレート２６との隙間がなくなる方向に変形して固定プレート２６に当接する。

この平坦部１５ａの固定プレート２６への当接によって、平坦部１５ｂに反力Ｒ２が生じる。その摩擦接触部材２７ｃと屈曲部との静止摩擦力Ｆ３がその反力Ｒ２と反力Ｒ１との和以上であれば、平坦部１５ｂと固定プレート２６との接触状態が維持されつつ、平坦部１５ｂが固定プレート２６に当接する方向に更に変形される。

なお、この図２４において、符号δ１’は仮に固定プレート２６がないとした場合に、合わせ目５ｅが密着するまで一対の加圧パンチ部材２７を互いに接近する方向に可動させて、その後、加圧パンチ部材２７を互いに離間させる方向に可動させたときに、一構成壁部１５が元の凸曲面形状に戻ろうとするスプリングバック力に基づく開き量であり、符号δ２’は後述するスプリングバック力に基づく閉じ量である。

この図２４に示す状態から、更に、上型２３が下降されると、可動パンチ部材２７、２７のテーパー部２７ａ、２７ａと駆動部材２９、２９のテーパー部２９ａ、２９ａとの係合が解除される。その結果、図２５に示すように、加圧パンチ部材２７、２７の可動が停止され、合わせ目構成壁部５ａ、５ｂの端面同士が互いに密着される。これによって、合わせ目５ｅが密着した上面構成壁部５が形成されると共に、一対の側面構成壁部３、４、底面構成壁部２が形成される。この図２４に示す状態から図２５に示す状態に至るまでの過程で、合わせ目５ｅは閉じ量δ２’に相当する分だけ変位する。

次に、上型２３が上昇されると、駆動部材２９、２９と加圧パンチ部材２７、２７との係合が解除される。この係合解除によって、加圧パンチ部材２７、２７が互いに離間する方向に可動されて、側面構成壁部３、４に加わっていた外力Ｆ１、底面構成壁部２に加わっていた外力Ｆ２、反力Ｒ１、Ｒ２が取り除かれて図１、図２に示すパイプ体１が成形される。

図２６は図２１に示す製造装置によって形成された角柱パイプ体１の作用の説明図である。この図２６（ａ）に示す角柱パイプ体１の底面構成壁部２は、図２６（ｂ）に示すように外力Ｆ２が取り除かれたことによって元の形状に戻ろうとするスプリングバック力ｆ２’が生じる。これによって、合わせ目構成壁部５ａ、５ｂが互いに離間する方向に変位しようとし、合わせ目５ｅが開き量δ１’だけ開こうとする。

一方、底面構成壁部２には、図２６（ｃ）に示すように反力Ｒ２が取り除かれたことによって元の形状に戻ろうとするスプリングバック力ｒ２が生じる。このスプリングバック力ｒ２に基づく合わせ目５ｅの閉じ量δ２’をスプリングバック力ｆ２’に基づく合わせ目５ｅの開き量δ１’以上に設定すれば、加圧パンチ部材２７、２７による側面構成壁部３、４への外力を取り去ったとしても、合わせ目５ｅ同士の密着状態が保たれる。

その角柱パイプ体１の製造装置では、摩擦接触部材２７ｃを加圧パンチ部材２７に設けて、中間成形品１４の一対の隣接面構成壁部１６の加圧中に、一構成壁部１５と固定プレート２４との接触状態を維持することにした。

この摩擦接触部材２７ｃを加圧パンチ部材２７に設ける代わりに、図２７に示すように、加圧パンチ部材２７に係合突起２７ｃ’を設けて、中間成形品１４の一対の隣接面構成壁部１６の加圧中に、一構成壁部１５と固定プレート２４との接触状態を維持させるようにしても良い。

（角柱パイプ体の製造装置の例３）
図２８は図１に示す角柱パイプ体１の製造装置の別の例を示している。

この図２８に示す角柱パイプ体１の製造装置を用いると、図２９、図３０に示すように、一対の側面構成壁部３、４に、長手方向に適宜間隔を開けて、凸部３ａ、４ａが合わせ目５ｅを通る中心線Ｏ１に対して左右対称に形成される。

その図２９、図３０に示す角柱パイプ体１の素材には、図３に示す金属プレート６が用いられ、図５に示す加工装置によって、図４に示す一次成形品８が成形される。

第２加工ステップでは、図７に示す二次中間成形品１４と概略同形状の二次中間成形品が形成される。ただし、ここでは、図３１に示すように平坦部１５ａと隣接面構成壁部１６との為す角度が略直角に形成される。

この二次中間成形品１４の成形には、図３２に示すプレス装置が用いられる。この図３２に示すプレス装置は、加圧パンチ部材２０の下面形状と可動プレート２０’の上面形状とが異なるのみで、その他の構成は図９に示すプレス装置とその構成は同じであるので、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

図２８に示す角柱パイプ体１の製造装置には、一対の加圧パンチ部材２７、２７のパンチ面２７ｂ、２７ｂに、図２９に示す角柱パイプ体１の長手方向に間隔を開けて突起部３ａ、４ａを形成するための突起形成用凸部２７ｄが紙面に対して垂直方向に間隔を開けて形成されている。

その他の構成は、図１３に示す製造装置とその構成が同一であるので、その詳細な説明は省略し、図３３〜図３５を併せて参照しつつその作動を説明する。

二次中間成形品１４は、図２８に示すように、まず、第３加工ステップとして、底面構成壁部２が下向きとなるように加圧パンチ部材２７，２７の対向空間２８にセットされる。

この状態から矢印Ａ１で示すように上型２３が下降されると、駆動部材２９，２９のテーパー部２９ａ，２９ａが加圧パンチ部材２７，２７のテーパー部２７ａ，２７ａに係合する。これによって、図３３に示すように加圧パンチ部材２７，２７がスプリング部材の付勢力に抗して互いに接近する方向に駆動される。

これにより、加圧パンチ部材２７，２７のパンチ面２７ｂ，２７ｂが側面構成壁部３，４と合わせ目構成壁部５ａ，５ｂとの境界である屈曲部３１，３１に当接し、側面構成壁部３，４がそのパンチ面２７ｂ，２７ｂにより加えられる外力によって互いに接近する方向に加圧される。

加圧パンチ部材２７，２７が互いに接近する方向にさらに駆動されると、底面構成壁部２の湾曲が取り除かれつつ端面５ｃ，５ｄが接近して最終的には密着する。これによって、図３４に示すように、上面構成壁部５が形成される。また、このとき、突起形成用凸部２７ｃにより側面構成壁部３，４の底面構成壁部２に近い箇所（少なくとも、側面構成壁部３，４の高さ方向中央よりも下側の箇所）に凸部３ａ，４ａが形成される。

続いて、第４加工ステップとして、上型２３がさらに下降されると、加圧パンチ部材２７，２７のテーパー部２７ａ，２７ａと駆動部材２９，２９のテーパー部２９ａ，２９ａとの係合が解除される。これによって、加圧パンチ部材２７，２７がその位置で停止される。この側面構成壁部３，４に対する加圧力が維持されている状態で、上型２３がさらに下降される。すると、加圧パンチ部材３０が上面構成壁部５に当接して、図３５に示すように、上面構成壁部５が加圧される。この加圧パンチ部材３０の加圧によって、上面構成壁部５、底面構成壁部２がより確実に平坦化される。しかし、この第４加工ステップは必ずしも必須ではない。

そして、上型２３が上昇されて、下型２２から分離されると、加圧パンチ部材２７，２７が再度互いに離反する方向に移動して、図２９に示す角柱パイプ体１が得られる。

図３６は図２８に示す製造装置によって製造された角柱パイプ体１の説明図、図３７は凸部を有しない角柱パイプ体１Ａを示し、比較のための説明図である。この図３７に示す角柱パイプ体１Ａは、第３加工ステップにおいて凸部を形成しなかった点以外は図３６に示す角柱パイプ体１と同様に製造される。その角柱パイプ体１Ａの角柱パイプ体１と対応する部分には角柱パイプ体１と同一符号が付されている。

一般に、プレス加工（曲げ加工）により工作物に変形を与えると、スプリングバック（その加工力を除去した後に、工作物の有する弾性によって変形が多少元に戻る現象）が生じる。このため、角柱パイプ体１、角柱パイプ体１Ａの底面構成壁部２はそのスプリングバックに伴って発生する応力（スプリングバック力）によって、図３７に鎖線で示すように湾曲面に戻ろうとする傾向がある。

すなわち、加圧パンチ部材２７，２７による外力が取り除かれた後、合わせ目構成壁部５ａ，５ｂの端面５ｃ，５ｄは互いに離れる傾向にある。このため、図３７に示す角柱パイプ体１Ａにおいて、溶接等を行うことなくその端面５ｃ，５ｄ間の隙間を確実に防止することは、先に述べたような工夫を行わなければ、困難である。

しかし、この図２８に示す製造装置を用いて製造された角柱パイプ体１の場合、凸部３ａ，４ａが側面構成壁部３，４に形成される。この凸部３ａ，４ａの形成箇所には、図３６に示すようにスプリングバック力ｆ１”が生じる。このため、このスプリングバック力ｆ１”が底面構成壁部２に生じるスプリングバック力を相殺する。又は、このスプリングバック力ｆ１”がそれ以上の大きさをもって合わせ目５ｅを閉じるように作用する。

これにより、溶接等を行うことなく端面５ｃ，５ｄを密着させて隙間を防止することができる。具体的には、図３８（ａ）に示すように、底面構成壁部２に生じるスプリングバック力のみによって端面５ｃ，５ｄ間が開く量がδ１”であり、図３８（ｂ）に示すように、スプリングバック力ｆ１”のみによって端面５ｃ，５ｄ間が閉じる量がδ２”とすると（但し、端面５ｃ，５ｄは互いに干渉せずに自由に移動し得るものとする。）、δ１”≦δ２”のときに端面５ｃ，５ｄが密着する。

また、その凸部３ａ，４ａを底面構成壁部２の近く、つまり、合わせ目５ｅから遠い側に設けているので、図３９に示すように、合わせ目構成壁部５の近く、つまり合わせ目５ｅから近い側に設けるよりも効率的に端面５ｃ，５ｄ間が閉じる方向の力を作用させることができる。さらに、凸部３ａ，４ａは合わせ目５ｅに対して左右対称位置にあるので、その端面５ｃ，５ｄ間が閉じる方向の力をバランスよく作用させることができる。

この図２８に示す角柱パイプ体１の製造装置は、従来から使用されている汎用のプレス機に突出部２７ｃ，２７ｃを設けるだけで構成できるので、既存の設備を有効に利用して、設備投資を抑制しつつ製品の精度向上を図ることができる。

なお、その角柱パイプ体１の製造装置のプレス成形装置２１では、合わせ目構成壁部５ａ，５ｂからなる上面構成壁部５とは異なる面（側面構成壁部３，４）に凸部を形成することにしたので、この凸部形成のための加圧力の影響により合わせ目構成壁部５ａ，５ｂがずれて上面構成壁部５がうまく形成されない等の事態が避けられる。

また、この図２８に示す角柱パイプ体１の製造装置では、角柱パイプ体１の側面構成壁部３、４に凸部３ａ、４ａを形成することにしたが、凸部３ａ、４ａを側面構成壁部３、４ではなく、底面構成壁部２に形成する構成とすることもできる。

この場合には、図４０に示すように、固定プレート２２に凸部形成用突起部２２ａを設ける。そして、加圧パンチ部材３０によって上方から二次中間成形品１４を加圧する際に底面構成壁部２の中央に凸部２ａを形成する。

なお、ここでは、図２９に示すように、複数の凸部３ａ、４ａを長手方向に間隔を開けて形成することにしたが、長手方向に延びる線条凸部を側面構成壁部３、４に形成する構成とすることもできる。
（３）[締結板部を有する角柱パイプ体の例１]
図４１〜図４３は締結板部を有する角柱パイプ体を示す。

図４１（ａ）に示す角柱パイプ体１は、その端面部１ａに一対の平行締結板部１ｂ、１ｂが形成されている。この平行締結板部１ｂ、１ｂは側面構成壁部３、４から平行に突き出て形成されている。その各平行締結板部１ｂ、１ｂにはネジ穴１ｃ、１ｃが形成されている。

この角柱パイプ体１は、例えば、図４１（ｂ）に示す断面コ字形状部材５０にネジ止め固定するのに用いる。その断面コ字形状部材５０は、底面部５０ａと一対の起立壁部５０ｂ、５０ｂとからなる。

角柱パイプ体１はその端面部１ｃを底面部５０ａに突き当て、一対の起立壁部５０ｂ、５０ｂに平行締結板部１ｂ、１ｂをあてがって、一対の起立壁部５０ｂと平行締結板部１ｂ、１ｂとをネジ止めすることにより、断面コ字形状部材５０の底面部５０ａに固定される。

図４２（ａ）に示す角柱パイプ体１は、その端面部１ａに一対の屈曲締結板部１ｄ、１ｄが形成されている。この屈曲締結板部１ｄ、１ｄは図４１（ａ）に示す平行締結板部１ｃ、１ｃを外側に向かって折り曲げることにより形成される。

この図４２（ａ）に示す角柱パイプ体１は、例えば、図４２（ｂ）に示すように、断面コ字形状部材５０と、屈曲締結板部１ｄ、１ｄとを底面部５０に突き当て、底面部５０と屈曲締結板部１ｄ、１ｄとをネジ止めすることにより、断面コ字形状部材５０の底部に固定される。

また、その図４２（ａ）に示す角柱パイプ体１は、例えば、その端面部１ａを図４２（ｃ）に示す直方体形状ブロック体５１の上面部５１ａに突き当てると共に、屈曲締結板部１ｄ、１ｄを突き当て、屈曲締結板部１ｄ、１ｄと上面部５１ａとをネジ止めすることにより、直方体形状ブロック体５１の上面部５１ａに固定される。

図４３（ａ）に示す角柱パイプ体１は、その端面部１ａに一対の屈曲締結板部１ｅ、１ｅが形成されている。この屈曲締結板部１ｅ、１ｅは図４１（ａ）に示す平行締結板部１ｂ、１ｂを内側に向かって折り曲げることにより形成される。

この図４３（ａ）に示す角柱パイプ体１は、例えば、その屈曲締結板部１ｅ、１ｅを図４３（ｂ）に示す断面コ字形状部材５０の底面部５０に突き当て、底面部５０ａと屈曲締結板部１ｅ、１ｅとをネジ止めすることにより、その断面コ字形状部材５０の底面部５０ａに固定される。

この図４１〜図４３に示す角柱パイプ体１は、その端面部に締結板部が形成されているので、他部材への角柱パイプ体１の締結に際し、締結専用のブラケット部材を用いることなく、角柱パイプ体１を他部材に締結固定することができる。

また、図４１〜図４３に示すように、締結板部の形状に工夫を加えることができるので、他部材への締結の自由度が向上する。

更に、角柱パイプ体１の端面部１ａに一体に締結板部を形成して他部材との締結を図る構成であるので、締結部材を一体に有していない図１（ａ）に示す角柱パイプ体１に較べて締結強度の向上を図ることができる。

加えて、この図４１（ａ）、（ｂ）、図４２、図４３の角柱パイプ体１では、加工変形を大きく受ける底面構成壁部２と合わせ目を有する上面構成壁部５とを避けて締結板部を形成することにしたので、その締結板部の寸法精度を確保することができる。

底面構成壁部２に締結板部を形成するときは、図４１（ｃ）に示すように端面部１ｃから平行に突き出して、その先端部分を折り曲げて屈曲締結板部１ｆを形成すれば、その寸法精度の確保を図ることができる。

底面構成壁部２は角柱パイプ体１を加工形成する際に凹凸変形を受けるため、予め前工程で屈曲締結部を形成することが困難であるが、図４１（ｃ）に示すように平行に突き出た部分を設けて後から曲げ加工することにすれば、底面構成壁部２に屈曲締結板部を容易に形成できる。

[項目（３）の角柱パイプ体の製造方法]
図４１に示す角柱パイプ体１の製造には、図４８に示す金属プレート６を用いる。この金属プレート６には、打ち抜きによって予め一対の平行締結板部１ｂ、１ｂが形成されている。

この金属プレート６を図５に示すプレス装置１０にセットしてプレス加工し、図４９に示す一次中間成形品８を形成する。次いで、この図４９に示す一次中間成形品１４を図９に示すプレス装置１７にセットしてプレス加工し、図５０に示す二次中間成形品１４を形成する。

そして、この図５０に示す二次中間成形品１４を図１３、図２１、図２８に示すいずれかのプレス加工装置２１にセットして加工すれば、図４１（ａ）に示す角柱パイプ体１を形成することができる。

図４２に示す角柱パイプ体１は、図４８に示す金属プレート６に形成されている平行締結板部１ｂを外側に向かって起立させて、図５に示すプレス装置１０にセットしてプレス加工する。

これによって、図５１に示す一次中間成形品８が形成される。次いで、この図５１に示す一次中間成形品１４を図９に示すプレス装置１７によってプレス加工し、図５２に示す二次中間成形品１４を形成し、この二次中間成形品１４を図１３、図２１、図２８に示すいずれかのプレス加工装置２１にセットして加工すれば、図４２に示す角柱パイプ体１を形成することができる。

図４３に示す角柱パイプ体１の製造には、図５３に示す金属プレート６を用いる。この金属プレート６には、打ち抜きによって予め一対の締結板部１ｂ’、１ｂ’が形成されている。一次中間成形品８を形成する前に、この金属プレート６の一対の締結板部１ｂ’、１ｂ’を内側に向かって起立させる。

その後、この金属プレート６を図５に示すプレス装置１０にセットしてプレス加工することにより、図５４に示す一次中間成形品８が形成される。次いで、この図５４に示す一次中間成形品８を図９に示すプレス装置１７にセットしてプレス加工し、図５５に示す二次中間成形品１４を形成する。

そして、この図５５に示す二次中間成形品１４を図１３、図２１、図２８に示すプレス加工装置２１にセットして加工すれば、図４３に示す角柱パイプ体１を形成することができる。
（４）[締結板部を有する角柱パイプ体の例２]
図４４（ａ）に示す角柱パイプ体１は、その端面部１ａに互いに直交する直交締結板部１ｆ、１ｇが形成されている。直交締結板部１ｆは底面構成壁部２から平行に突き出て形成され、直交締結板部１ｇは一方の側面構成壁部４から平行に突き出て形成されている。

この図４４（ａ）に示す角柱パイプ体１は、図４４（ｂ）に示すように、その端面部１ａを直方体形状ブロック体５１の上面部５１ａのコーナー部５１ｂに突き当て、その直交締結板部１ｆ、１ｇをその直方体形状ブロック体５１の側面部５１ｃ、５１ｃに突き当て、直交締結板部１ｆ、１ｇを側面部５１ｃ、５１ｃにネジ止めすることによって、直方体形状ブロック体５１のコーナー部５１ｂに固定される。

この図４４（ａ）に示す角柱パイプ１によれば、直方体形状ブロック体５１に互いに直交する二方向から角柱パイプ体１を取り付けることができるので、その取り付け強度が図４１〜図４３に示す締結板部構造のものに較べて向上する。

図４５（ａ）に示す角柱パイプ体１は、図４４（ａ）に示す角柱パイプ体１の他方の側面構成壁部３に更に外側に屈曲された屈曲締結板部１ｄを形成したものである。この屈曲締結板部１ｄは直交屈曲板部１ｆ、１ｇに対して直交している。

この図４５（ａ）に示す角柱パイプ体１は、図４５（ｂ）に示すように、その端面部１ａと屈曲締結板部１ｄとを直方体形状ブロック体５１の上面部５１ａのコーナー部５１ｂに突き当てると共に、その直交締結板部１ｆ、１ｇをその直方体形状ブロック体５１の側面部５１ｃ、５１ｃに突き当て、屈曲締結板部１ｄを上面部５１ａにネジ止めし、直交締結板部１ｆ、１ｇを側面部５１ｃ、５１ｃにネジ止めすることによって、直方体形状ブロック体５１のコーナー部５１ｂに固定される。

この図４５（ａ）に角柱パイプ体１によれば、直方体形状ブロック体５１に互いに直交する三方向から角柱パイプ体１を取り付けることができるので、その取り付け強度が図４４（ａ）に示す締結板部構造のものに較べて更に向上する。

図４６（ａ）に示す角柱パイプ体１は、底面構成壁部２と一方の側面構成壁部４とに互いに直交するＬ字形状締結板部１ｈ、１ｉとが形成されている。このＬ字形状締結板部１ｈ、１ｉは側面部５１ｃの延びる方向に長く延びている。

この図４６（ａ）に示す角柱パイプ体１は、例えば、図４６（ｂ）に示すように、その端面部１ｃを直方体形状ブロック体５１のコーナー部５１ｂに突き当て、Ｌ字形状締結板部１ｈ、１ｉを側面部５１ｃに沿わせて、ネジ止めすることにより、角柱パイプ体１のコーナー部５１ｂに固定される。

この図４６（ａ）に示す角柱パイプ体１によれば、締結板部と側面部５１ｃとの接合面積を大きく確保できるので、図４４（ａ）に示す角柱パイプ体１に較べて、その取り付け強度をより一層高めることができる。

図４７（ａ）に示す角柱パイプ体１は、図４６（ａ）に示す角柱パイプ体１のＬ字形状締結板部１ｉに更に屈曲締結板部１ｊを形成したものである。この屈曲締結板部１ｊはＬ字形状締結板部１ｉに直交している。

図４７（ｂ）に示す角柱パイプ体１は、図４６（ａ）に示す角柱パイプ体１の他方の側面構成壁部３に屈曲締結板部１ｄを形成したものである。

図４７（ｂ）に示す角柱パイプ体１は、例えば、図４７（ｃ）に示す被取り付け部材５２の側面部５２ｃ、５２ｃにＬ字形状締結板部１ｈ、１ｉをネジ止めし、屈曲締結板部１ｄを上面部５２ａにネジ止めすることにより、被取り付け部材５２に固定される。

この図４７（ａ）、図４７（ｂ）に示す角柱パイプ体１によれば、互いに直交する三方向から他部材に角柱パイプ体１をネジ止めして固定できるので、図４６（ａ）に示す角柱パイプ体１に較べてより一層取り付け強度の向上を図ることができる。

この図４４〜図４７に示す角柱パイプ体１によれば、角柱パイプ体１を被取り付け部材に取り付けて、後述するフレーム構造体を構成したときに、合わせ目５ｅが内向きとなり、合わせ目５ｅが外側から見えにくくなり、フレーム構造体の見栄えの良好化を図ることができる。

[項目（４）の角柱パイプ体の製造方法]
図４４に示す角柱パイプ体１の製造には図５６に示す金属プレート６を用い、図４５に示す角柱パイプ体１の製造には図５７に示す金属プレート６を用い、図４６に示す角柱パイプ体１の製造には図５８に示す金属プレート６を用いる。

これらの金属プレート６を用いて、同様のプレス方法を用いて一次中間成形品８、二次中間成形品１４を形成した後、図１３、図２１、図２８に示すプレス加工装置２１にセットして加工することにより、図４４〜図４６に示す角柱パイプ体１を形成することができる。

また、図４７（ａ）に示す角柱パイプ体１には、図５９に示す金属プレート６を用い、予め、折り曲げ線６ｆによって起立させた後、一次中間成形品８をプレス加工により形成すれば良い。図４７（ｂ）に示す角柱パイプ体１の製造に用いる金属プレート６については、その説明を省略する。

ところで、合わせ目構成壁部５ａ、５ｂにＬ字形状締結板部１ｈ、１ｉを形成することにすると、角柱パイプ体１の幅を有効に活用できず、取り付け強度上の問題が生じる。

すなわち、合わせ目構成壁部５ａ、５ｂに締結板部を形成することにすると、折り曲げ線６ｃから辺６ｅまでの幅Ｗ２が折り曲げ線６ｄから折り曲げ線６ｃまでの幅Ｗ１の略半分となり、締結板部の取り付け強度が低下するが、これに対して、図４４〜図４７に示す角柱パイプ体１によれば、合わせ目構成壁部５ａ、５ｂ以外の構成壁部に締結板部を形成することにしたので、図５９に示すように、折り曲げ線６ｄから折り曲げ線６ｃまでの幅Ｗ１（角柱パイプ体１の面の幅）を有効に活用でき、合わせ目構成壁部５ａ、５ｂに締結板部を構成する場合に較べて締結板部の取り付け強度の向上を図ることができる。

また、この図４４〜図４７に示す角柱パイプ１によれば、合わせ目構成壁部５ａ、５ｂ以外の構成壁部に締結板部を形成することにしたので、角柱パイプ体１を構成する際に素材として使用する矩形状の金属プレート６の幅Ｗ３を有効に活用できる。

すなわち、この図４４〜図４７に示す角柱パイプ体１の場合には、約（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ４）の長さのＬ字形状締結板部１ｉ、１ｈを形成するためには、幅（Ｗ３＋Ｗ４）の金属プレートを用いれば良いが、合わせ目構成壁部５ａ、５ｂに締結板部を形成することにすると、（Ｗ１＋Ｗ４＋Ｗ３）の金属プレートを用いなければならず、幅（Ｗ１＋Ｗ４）だけ幅広の素材が必要となり、素材の活用度が低下する。
（５）[逃げ部を有する角柱パイプ体]
図６０に示す角柱パイプ体１はその閉断面形状が長方形状である。この角柱パイプ体１には、その上面構成壁部５に干渉防止用逃げ部５３が形成されている。この干防止渉用逃げ部５３は以下に説明する理由から形成したものである。

この種の角柱パイプ体１は、例えば、複写機等のフレーム構造体を製作する部品として用いられる。そのフレーム構造体には、画像形成装置としての複写機構成ユニットが収容される。

その複写機構成ユニットは複雑形状を有しており、このため、そのフレーム構造体に複写機ユニットを収容する場合に、角柱パイプ体１と複写機構成ユニットとが干渉するおそれがある。

また、収納されている複写機構成ユニットを別の複写機構成ユニットに交換する場合、そのフレーム構造体から取り外す際に、複写機構成ユニットが角柱パイプ体１に当たる等の干渉を起こす場合もある。更に、その収納されている複写機構成ユニットのメインテナンスを行う場合に、メインテナンス工具がその角柱パイプ体１に当たる等の干渉を起こす場合がある。

このような理由から、角柱パイプ体１に干渉防止用逃げ部５３が形成されている。

角柱パイプ体１の上面構成壁部５は、その干渉防止用逃げ部５３を形成するために、底面構成壁部２に対して高さの異なる連続的な屈曲面構成壁部から構成されている。

すなわち、その上面構成壁部５は、干渉防止用逃げ部５３の両側に位置する平坦面部５３ａ、５３ａと、干渉防止用逃げ部５３を平坦面部５３ｂと共に構成する傾斜面部５３ｃ、５３ｃとからなっている。その傾斜面部５３ｃは屈曲部５３ｄを介して平坦面部５３ａに連続的に連絡されていると共に、屈曲部５３ｅを介して平坦面部５３ｂに連続的に連結されている。

その屈曲部５３ｄ、５３ｅには、開口５３ｆが形成されている。この開口５３ｆを形成した理由については、この角柱パイプ体１の製造方法の説明の際に説明する。

この角柱パイプ体１によれば、干渉防止用逃げ部５３を角柱パイプ体１に形成することに起因する局所的強度低下を回避しつつ干渉防止用逃げ部５３を角柱パイプ体１に形成することができる。

すなわち、従来は、図６１に示すように合わせ目のない角柱パイプ体１Ｂがフレーム構造体に用いられていた。その角柱パイプ体１Ｂには例えば電縫管、押し出し材が用いられている。

この図６１に示す種類の角柱パイプ体１Ｂでは、その上面構成壁部５”に干渉防止用逃げ部５３”を形成するために、上面構成壁部５”の一部を切削すると、干渉防止用逃げ部５３”に相当する箇所に穴５４が開く。従って、この図６１に示す種類の角柱パイプ体１Ｂに干渉防止用逃げ部５３”を形成すると、この干渉防止用逃げ部５３”の形成箇所の強度が低下する。

すなわち、図６１に示す角柱パイプ１Ｂを用いて構成されたフレーム構造体では、撓み変形、振動に基づく揺れが大きくなるおそれがある。そのため、複写機にこのフレーム構造体を何らの手も加えず用いると、画像歪み等をまねくおそれがある。なお、その図６１において、２”は底面構成壁部、３”、４”は側面構成壁部である。

そこで、従来は、これらの問題に対処するため、フレーム構造体の補強対策を行っていた。

それでは、補強対策に工数がかかり、かつ、コストもアップすることになる。これに対して、図６０に示す角柱パイプ体１を用いれば、この角柱パイプ体１を製造する工程で、連続的屈曲面構成壁部からなる干渉防止用逃げ部５３を形成することができるので、コストアップを避けることができる。
[逃げ部を有する角柱パイプ体の製造方法]
図６０に示す角柱パイプ体１の製造には、図６２に示す金属プレート６が用いられる。この金属プレート６には、屈曲部５３ｄ、５３ｅが形成される箇所に相当する箇所に予め切り欠き６ｇが形成されている。

この金属プレート６を図６３に示すプレス成形装置１０にセットして、プレス加工すると、図６４に示す一次中間成形品８が形成される。その図６４において、図４に示す一次中間成形品８と同一構成要素には同一符号が付されている。

この図６４に示す一次中間成形品８には、図６３に示すプレス装置１０を用いて合わせ目構成壁部５ａ、５ｂを起立成形する際に、平坦部５３ａ、５３ｂ、傾斜部５３ｃ、屈曲部５３ｄ、５３ｅが形成される。

固定プレート１１、加圧パンチ部材１２、可動プレート１２’のパンチ面の形状は、図６４に示す一次中間成形品８の外形状に対応する形状とされている。

この一次中間成形品８をプレス成形により形成する際、屈曲部５３ｄの端縁部分５３ｄ’に歪み変形（例えば、膨らみ）が生じる。切り欠き６ｇはその端縁部分の変形を除去するために形成されている。

次いで、この一次中間成形品８を図９に示すプレス成形装置１７にセットして、図６５に示す二次中間成形品１４を形成する。次いで、この図６５に示す二次中間成形品１４を図１３、図２１、図２８に示すいずれかのプレス成形装置２１にセットして、加工すると最終的に図６０に示す角柱パイプ体１が得られる。

なお、図６６は図６０に示す角柱パイプ体１の変形例を示すもので、合わせ目構成壁部５ａに係合突起３５を形成し、合わせ目構成壁部５ｂに係合凹処３６を形成し、この係合凹処３６に食い込み突起３７を形成して、合わせ目構成壁部３６の密着性を確保する構成としたものである。以下、その詳細を図６７に示す角柱パイプ体１を用いて説明する。
（６） [かしめを有する角柱パイプ体]
これまでの説明では、図６６に示す角柱パイプ体１を除いて、スプリングバック力のみに基づいて、合わせ目５ｅの密着状態を確保する構成とした。しかしながら、図６７に示すように、金属プレート６の辺部６ｂ、６ｂに係合部としての係合突起３５を形成すると共に係合凹所３６を形成する。そして、この係合凹所３６には図６８（ａ）に示すように、係合突起３５に食い込む三角形状の食い込み突起３７を形成する。そして、図６８（ｂ）に拡大して示すように、係合凹所３６に係合突起３５を嵌合させた後、係合突起３５を食い込み突起３７によって変形させて、一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂ同士を噛み合わせる構成とする。図６８（ｃ）はこのようにして形成されたパイプ体１を示している。

この突起３７は、図６８（ｂ）に示すように、角柱パイプ体１の係合突起３５の先端部分を係合凹所３６の両側縁部に向けて変形させる。この変形は、係合突起３５の一部が係合凹所３６の両側縁部に当接することとなる。

このパイプ体１によれば、凸曲面部に戻ろうとするときに生じるスプリングバック力に基づく一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂの密着性が確保されることに加えて、係合部同士の係合によっても一対の合わせ目構成壁部５ａ、５ｂの密着性が確保されることになる。

この係合凹所３６の開放端には、図６９（ａ）に示すように、その開放端側に向かって開いた案内部１Ｚを形成し、係合突起３５の係合凹所３６への進入の容易化を図る構成とすることができる。また、図６９（ｂ）に示すように、係合突起３５の先端に傾斜状案内部１ｙを形成することもできる。更に、図６９（ｃ）に示すように、両案内部１ｚ、１ｙを設ける構成とすることもできる。

図７０（ａ）は、係合突起３５を二股突起（割片）３５ａ、３５ｂから構成したものである。係合凹所３６には、図７０（ｂ）に拡大して示すように、開放端に互いに接近する方向に突出する係止壁３６ａ、３６ｂが形成されている。二股突起３５ａ、３５ｂは、図７０（ｃ）に示すように、食い込み突起３７によって互いに離間する方向に変形され、その二股突起３５ａ、３５ｂが係止壁３６ａ、３６ｂに当接して、抜け止めが為される。図７１は、その図７０に示す角柱パイプ体１の製造に用いる金属プレート６を示している。

係合凹所３６の開放端には、図７２（ａ）に示すように、案内部１ｚを形成しても良いし、図７２（ｂ）に示すように、食い込み突起３７の先端を辺６ｅまで延ばして、係合凹所３６に二股突起３５ａ、３５ｂを離間する方向に変形させる二股状案内部３６’を形成しても良い。

更に、図７２（ｃ）に示すように、二股突起３５ａ、３５ｂの外側に傾斜状案内部１Ｚを形成しても良いし、図７２（ｄ）に示すように、二股突起３５ａ、３５ｂの内側に摺接案内部１ｘを形成しても良い。この一対の摺接案内部１ｘの為す角度と食い込み突起３７の頂角とを略一致させると、食い込み突起３７の二股突起３５ａ、３５ｂへの初期当接面積を広く確保でき、二股突起３５ａ、３５ｂの変形の容易化を図ることができる。

更に、図７２（ｅ）に示すように、二股突起３５ａ、３５ｂの基部に半円弧状切り欠き１Ｑを形成して、二股突起３５ａ、３５ｂの変形の容易化を図ることもできる。更に、図７２（ｆ）に示すように、二股突起３５ａ、３５ｂの基部から辺部６ｂに跨る円弧状切り欠き１Ｑ’を形成して、二股突起３５ａ、３５ｂの変形の容易化を図っても良い。図７２（ａ）〜図７２（ｅ）に示す構成を適宜組み合わせた金属プレート６を用いて、角柱パイプ体１を構成しても良い。

以上、図７０〜図７２に示す角柱パイプ体１では、１個の係合突起３５と１個の係合凹所３６とを噛み合わせて、角柱パイプ体１を形成したが、図７３に示すように、一辺６ｅにその辺の延びる方向に複数個の係合凹所３６と食い込み突起３７とを適宜間隔を開けて形成し、他の一辺６ｅにこれに対応して複数個の係合突起３５を形成することとしても良い。更に、図７４に示すように、一辺６ｅの各係合凹所３６に一対の係止壁３６ａ、３６ｂを形成し、他の一辺６ｅに複数個の二股突起３５ａ、３５ｂを形成しても良い。

また、図７５に示すように、各辺６ｅに係合凹所３６と係合突起３５とを交互に設ける構成としても良い。更に、図７６に示すように、各辺６ｅに二股突起３５ａ、３５ｂと係合凹所３６とを交互に形成する構成としても良い。

更に、図７７は一方の合わせ目構成壁部５ａに雄側係合部３５’を設け、他方の合わせ目構成壁部５ｂに雌側係合部３６’を設けたものである。雄側係合部３５’は二股突起３５ａ’、３５ａ’と係合凹所３５ｂ’、３５ｂ’と係合凹所３５ｃ’を有する。雌側係合部３６’は係合突起３６ａ’と係合凹所３６ｂ’、３６ｂ’と係合突起３６ｃ’、３６ｃ’を有する。係合突起３６ａ’は係合凹所３５ｃ’に係合する。二股突起３５ａ’、３５ａ’は係合凹所３６ｂ’、３６ｂ’に係合する。係合突起３６ｃ’、３６ｃ’と係合突起３５ａ’、３５ａ’とは互いに直交している。

係合突起３６ａ’は傾斜部３６ｄ’、３６ｄ’を有する。係合突起３６ｃ’、３６ｃ’は肩部３６ｅ’、３６ｅ’を有する。二股突起３５ａ’、３５ａ’は傾斜部３５ｄ’を有する。傾斜部３５ｄ’、３５ｄ’は開放端に向かうに伴って広がっている。合わせ目構成壁部５ａには肩部３６’ｅに係合する肩部３５ｅ’が形成されている。合わせ目構成壁部５ａ、５ｂを図７８（ａ）に示すように互いに近づけると、係合突起３６ａ’が係合凹所３５ｃ’に係合し、肩部３６ｅ’が肩部３５ｅ’に係合する。また、二股突起３５ａ’、３５ａ’が係合凹所３６ｂ’、３６ｂ’に係合する。合わせ目構成壁部５ａ、５ｂを更に近づけると、図７８（ｂ）に示すように、二股突起３５ａ’、３５ａ’が係合突起３６ａ’の食い込みによって互いに離間する方向に変形される。同時に、係合突起３６ｃ’、３６ｃ’が肩部３５ｅ’、３５ｅ’によって押圧されて、押圧方向に変形される。これによって、図７８（ｂ）に示すように、合わせ目５ｅ上を含めてその近傍が雄型係合部３５’と雌型係合部３６’とによって実質的に埋め尽くされる。

この係合突起と係合凹所とを噛み合わせる構成とすれば、ひねりに対しての合わせ目構成壁のずれを防止できる。
（７）[その他の角柱パイプ体]
（図１に示す角柱パイプ体１の変形例）
図１に示す角柱パイプ体１では、上面構成壁部５の中央に合わせ目５ｅを形成することにした。しかしながら、図７９に示すように、例えば、上面構成壁部５の端面と側面構成壁部３の端面、すなわち、パイプ体１の上面構成壁部５と側面構成壁部３との角部に合わせ目５ｅを形成するようにしても良い。この場合には、金属プレート６の辺部６ｂの少なくとも一方を起立させれば良い。
（断面が多角形状の各種の角柱パイプ体）
図８０は断面が三角形状のパイプ体の製造方法を、図８１は断面が五角形状の角柱パイプ体１の製造方法を、図８２は断面が六角形状の角柱パイプ体１の製造方法を、図８３は断面が八角形状の角柱パイプ体１の製造方法をそれぞれ示す。これらの各図において、（ａ）は二次中間成形品をプレス成形装置にセットした状態を、（ｂ）は加圧パンチ部材により加圧して凸部を形成している状態を、（ｃ）は完成した多角形状の角柱パイプ体１を示し、図中の各符号は上記断面四角形（長方形）状の角柱パイプ体の製造における各要素と対応している。

すなわち、１は角柱パイプ体、２は二次中間成形品１４の段階で湾曲している面、３，４は凸部３ａ，４ａが形成される面、５ａ，５ｂは合わせ目構成壁部、５ｃ，５ｄは端面、５は合わせ目５ｅを有する面、２４は固定プレート、２７は加圧パンチ部材、２７ｃは突起形成用突起部をそれぞれ示し、また、５’はパイプ体の２，３，４，５で表される面以外の他の面を示している。各パイプ体１は凸部３ａ，４ａ、合わせ目５ｅを含めて左右対称であり、その凸部３ａ，４ａに生じるスプリングバック力によって端面５ｃ，５ｄが密着している。

なお、これらの形状の角柱パイプ体１は、凸部３ａ、４ａを形成しなくても形成することができることは、これまでの説明から明らかであろう。
（円柱形状パイプ体）
図８４に示すように、閉断面の幾何学的な形状が円形のパイプ体１を形成することもできる。

この場合には、まず、金属プレート６を湾曲させることにより合わせ目５ｅが非密着状態でかつ一対の辺部６ａ、６ｂが延びる方向に長く延びてしかも外方に向かって膨らんだ凸曲面部３３を有する湾曲中間成形品としての楕円形状パイプ体３４を形成する。次いで、楕円形状パイプ体３４の短径方向の形状をほぼ維持しつつ長径方向に存在する凸曲面部３３にその曲率が小さくなる方向に外力ｆ４を加えて楕円形状パイプ体３４を変形させる。これにより、凸曲面部３３が元の凸曲面部３３に戻ろうとするスプリングバック力ｆ５が生じ、このスプリングバック力ｆ５に基づき合わせ目５ｅが密着した角柱パイプ体１が形成される。
（８）[角柱パイプ体の使用例]
（角柱パイプ体の使用例１）
図１に示す角柱パイプ体１は、例えば、図８５（ａ）、（ｂ）に示すように、例えばファックス兼用複写機の支持手段としての片持ち式フレーム体３８に用いられる。そのパイプ体１には載置フレーム３９が取り付けられ、この載置フレーム３９には例えばスキャナーユニット（図示を略す）が載置される。
（角柱パイプ体の使用例２）
図８６〜図９３は、合わせ目を有する角柱パイプ体を用いて構成されたフレーム構造体の一例を示すものである。

その図８６〜図９３において、６１は正方形状ベース部材、６２〜６９は角柱パイプ体である。角柱パイプ体６２にはその一端部にＬ字形状締結板部６２ａ、６２ｂが形成されていると共に、屈曲締結板部６２ｃが形成されている。

その角柱パイプ体６２は、その正方形状ベース部材６１のコーナー部に例えば締結部材により締結固定される。

すなわち、そのＬ字形状締結板部６２ａをの一側辺部６１ｂに突き当て、Ｌ字形状締結板部６２ｂを他側辺部６１ａに突き当て、屈曲締結板部６２ｃを上面部６１ｃに突き当て、図示を略すネジ部材により、正方形状ベース部材６１に締結固定される。

角柱パイプ体６５にも図８７に示すようにその一端部にＬ字形状締結板部６５ａ、６５ｂ、屈曲締結板部６５ｃが形成されている。その屈曲締結板部６５ｃは上面部６１ｃのコーナー部にネジ止め固定され、そのＬ字形状締結板部６５ａは一側辺部６１ｄにネジ止め固定され、そのＬ字形状締結板部６５ｂはその他側辺部６１ｆにネジ止め固定される。

角柱パイプ体６３にはその一端部に張り出し締結板部６３ａと屈曲締結板部６３ｂとが形成されている。張り出し締結板部６３ａは一側辺部６１ｆにネジ止め締結され、屈曲締結板部６３ｂは上面部６１ｃにネジ止め固定される。

角柱パイプ体６４には、図８８に示すように、その長手方向中央部に、干渉防止用逃げ部５３が形成されている。その角柱パイプ体１の一端部には直交締結板部６４ａ、６４ｂ、屈曲締結板部６４ｃが形成されている。

その角柱パイプ体６４も同様に、その直交締結板部６４ａが一側辺部６１ｂにネジ止め締結され、直交締結板部６１ｄが一側辺部６１ｄにネジ止め締結され、屈曲締結板部６４ｃが上面部６１ｃにネジ止め締結されることにより、正方形状ベース部材６１のコーナー部に固定される。

角柱パイプ体６６の一端部には、図８９、図９０に示すように、Ｌ字形状締結板部６６ａが形成されている。角柱パイプ体６６の他端部には、図９０に示すＬ字形状締結板部６６ｂと図８９、図９２に示す平行締結板部６６ｃが形成されている。その角柱パイプ体６６の一端部は角柱パイプ体６２の他端部に固定される。角柱パイプ体６６の他端部は角柱パイプ体６３の他端部に固定される。

角柱パイプ体６７の一端部には図９１に示すように屈曲締結板部６７ａが形成されている。その角柱パイプ体６７の他端部には屈曲締結板部６７ｂと平行締結板部６７ｃとが形成されている。また、その角柱パイプ体６７の端面部には位置決め係合突起６７ｄが形成されている。更に、その角柱パイプ体６７の他端部側には干渉用逃げ部５３が形成されている。角柱パイプ体６５の他端部には位置決め係合突起６７ｄと係合する係合凹所が形成されている。その角柱パイプ体６７の一端部は角柱パイプ体６４の他端部に固定され、角柱パイプ体６７の他端部は角柱パイプ体６５の他端部に位置決めして固定される。

角柱パイプ体６８には、図９２に示すようにその両端部に平行締結板部６８ａ、６８ａが設けられている。その平行締結板部６８ａには図９４に拡大して示すように半円形凹所６８ｂが形成されている。角柱パイプ体６２、角柱パイプ体６４の他端部にはこの半円形凹所６８ｂと係合して角柱パイプ体６８を位置決め支持する位置決め支持ピン７０が形成されている。

角柱パイプ体６８はその一端部を角柱パイプ体６４の位置決め支持ピン７０に係止させ、その他端部を角柱パイプ体６２の位置決め支持ピン７０に係止させ、平行締結板部６８ａ、６８ａを角柱パイプ体６２、６４の他端部にネジ止め締結することによって、角柱パイプ体６２と角柱パイプ体６４とに掛け渡されて固定される。

角柱パイプ体６９には、図８９、図９１、図９３に示すようにその両端部に屈曲締結板部６９ａが形成されている。この角柱パイプ体６９はその屈曲締結板部６９ａが角柱パイプ体６３、６５の他端部にネジ止めされることにより、角柱パイプ体６３と角柱パイプ体６５との間に締結固定される。

なお、このフレーム構造体の上面に画像形成ユニット等を載置する場合には、側面構成壁部３、４が上面側となる角柱パイプ体６８を平行に設けるのが望ましい。というのは、側面構成壁部３、４は角柱パイプ体を加工する際に加工応力を残余の構成壁部に較べて相対的に小さく、その平坦度が確保されているので、位置決め基準面に好適だからである。

本発明に係わるパイプ体の外観形状を示す斜視図である。 図１に示すパイプ体の側面図である。 図１、図２に示すパイプ体の形成に使用する金属プレートの平面図である。 本発明に係わる一次中間成形品の側面図である。 本発明に係わる一次中間成形品のプレス加工に用いるプレス装置の一例を示す概要図であって、（ａ）は金属プレートを可動プレートに載置した状態を示し、（ｂ）はその金属プレートを加圧して一次中間成形品を製造した状態を示す。 本発明に係わる二次中間成形品の側面図であって、（ａ）はその全体形状を示す図であり、（ｂ）はその部分拡大図である。 本発明に係わる二次中間成形品の外観形状を示す斜視図である。 本発明に係わる二次中間成形品の他の形状を示す側面図である。 図６、図７に示す二次中間成形品のプレス加工に用いるプレス装置の一例を示す概要図であって、（ａ）は一次中間成形品を可動プレートに載置した状態を示し、（ｂ）はその一次中間成形品を加圧して二次中間成形品を製造した状態を示す。 図８に示す二次中間成形品のプレス加工に用いるプレス装置の一例を示す概要図である。 （ａ）は図１０に示すプレス装置の他の例を示す概要図、（ｂ）は図９に示すプレス装置の他の例を示す概要図である。 本発明に係わるパイプ体の閉断面の形状が長方形の場合の説明図である。 本発明に係わるパイプ体の製造方法に用いる製造装置の例１の概略構成を示す図であって、図６に示す二次成形品を加工装置にセットした状態を示す図である。 図６に示す二次中間成形品の屈曲部に側壁形成パンチ部材が当接した状態を示す部分拡大図である。 図６に示す二次中間成形品の一構成壁部に凸曲面部が形成された状態を示す部分図である。 図６に示す二次中間成形品の隣接面構成壁部が起立されて一対の側面構成壁部が形成された状態を示す図である。 一対の側面構成壁部に生じるスプリングバック力に基づく二次中間成形品の合わせ目の開きを説明するための説明図で、（ａ）は合わせ目が密着した状態の二次中間成形品を示し、（ｂ）は合わせ目が一対の側面構成壁部に生じるスプリングバック力によって合わせ目が開いた状態を示す。 図１３に示す加工装置によって、パイプ体が形成された状態を示す図である。 図１８に示すパイプ体の作用を説明するための説明図である。 図１３に示すプレス装置によって形成されたパイプ体の角部の角度を説明するための部分拡大図である。 本発明に係わる角柱パイプ体の製造方法に用いる製造装置の例２の概略構成を示す図であって、図６に示す二次中間成形品を加工装置にセットした状態を示す図である。 図２１に示す二次中間成形品の屈曲部に加圧パンチ部材が当接した状態を示す部分拡大図である。 図２１に示す二次中間成形品に作用する外力の説明図である。 図２１に示す二次中間成形品の加工変形状態を示す説明図である。 図２１に示す製造装置の一対の加圧パンチ部材の可動停止状態を示す図である。 図２１に示す製造装置によって製造された角柱パイプ体であってその一対の側面構成壁部に生じるスプリングバック力に基づく二次中間成形品の合わせ目の開きを説明するための説明図で、（ａ）は合わせ目が密着した状態の角柱パイプ体を示し、（ｂ）は底面構成壁部に加わっている合わせ目を開こうとするスプリングバック力ｆ２に基づき仮想的に合わせ目が開いた状態を示す説明図であり、（ｃ）は底面構成壁部に加わる合わせ目を閉じようとするスプリングバック力ｒ２による合わせ目の閉じ量の説明図である。 図２１に示す製造装置の変形例を示す図である。 本発明に係わる角柱パイプ体の製造方法に用いる製造装置の例３の概略構成を示す図であって、図６に示す二次中間成形品を加工装置にセットした状態を示す図である。 図２８に示す製造装置によって製造された角柱パイプ体の斜視図である。 図２８に示す製造装置によって製造された角柱パイプ体の正面図である。 図２８に示す二次中間成形品の部分断面図である。 図２８に示す二次中間成形品の形成に用いるプレス装置の説明図であって、（ａ）は成形前の状態を示し、（ｂ）は成形後の状態を示す。 図２８に示す二次中間成形品の屈曲部に加圧パンチ部材が当接した状態を示す図である。 図２８に示す一対の加圧パンチ部材の駆動停止状態を示す図である。 図２８に示す加圧パンチ部材が上面構成壁部に当接した状態を示す図である。 図３０に示す角柱パイプ体に生じるスプリングバック力の作用を説明するための説明図である。 凸部を有しない角柱パイプ体に生じるスプリングバック力を説明するための模式図である。 図３６に示す角柱パイプ体についてスプリングバック力の影響を分離して、かつ、強調して示した説明図であって、（ａ）は底面構成壁部に生じるスプリングバック力の影響を示す模式図、（ｂ）は凸部に生じるスプリングバック力の影響を示す模式図である。 上面構成壁部の近傍に凸部を有する角柱パイプ体に生じるスプリングバック力を説明するための模式図である。 図２８に示す角柱パイプ体の製造装置の変形例を示し、凸部を底壁部に形成するための角柱パイプ体の製造装置を示す説明図である。 締結板部が一体に形成された角柱パイプ体を示し、（ａ）は側面構成壁部に一対の平行締結板部が形成された角柱パイプ体を示し、（ｂ）は断面コ字形状部材に（ａ）に示す角柱パイプ体を取り付けた状態を示し、（ｃ）は底面構成壁部に屈曲締結板部を形成した状態を示す。 締結板部が一体に形成された角柱パイプ体を示し、（ａ）は側面構成壁部に外側に向かって屈曲されて一対の屈曲締結板部が形成された角柱パイプ体を示し、（ｂ）は断面コ字形状部材に（ａ）に示す角柱パイプ体を取り付けた状態を示し、（ｃ）はベース部材に（ａ）に示す角柱パイプ体を取り付けた状態を示す。 締結板部が一体に形成された角柱パイプ体を示し、（ａ）は側面構成壁部に内側に向かって屈曲されて一対の屈曲締結板部が形成された角柱パイプ体を示し、（ｂ）は断面コ字形状部材に（ａ）に示す角柱パイプ体を取り付けた状態を示す。 締結板部が一体に形成された角柱パイプ体を示し、（ａ）は一対の側面構成壁部と底面構成壁部とに直交締結板部が形成された角柱パイプ体を示し、（ｂ）は（ａ）に示す角柱パイプ体をベース部材のコーナー部に取り付けた状態を示す。 締結板部が一体に形成された角柱パイプ体を示し、（ａ）は一対の側面構成壁部と底面構成壁部とに直交締結板部が形成された角柱パイプ体を示し、（ｂ）は（ａ）に示す角柱パイプ体をベース部材のコーナー部に三方向から取り付けた状態を示す。 締結板部が一体に形成された角柱パイプ体を示し、（ａ）は側面構成壁部と底面構成壁部とにＬ字形状締結板部が形成された角柱パイプ体を示し、（ｂ）は（ａ）に示す角柱パイプ体をベース部材のコーナー部に取り付けた状態を示す。 締結板部が一体に形成された角柱パイプ体を示し、（ａ）は側面構成壁部と底面構成壁部とにＬ字形状締結板部が形成され、更にＬ字形状締結板部の一方に屈曲締結板部が形成された角柱パイプ体を示し、（ｂ）は一方の側面構成壁部と底面構成壁部とにＬ字形状締結板部が形成され更に他方の側面構成壁部に屈曲締結板部が形成された角柱パイプ体を示し、（ｃ）は（ｂ）に示す角柱パイプ体を被取り付け部材のコーナー部に取り付けた状態を示す。 図４１に示す角柱パイプ体の製造に用いる金属プレートの平面図である。 図４１に示す金属プレートを用いて形成された一次中間成形品の正面図である。 図５０に示す一次中間成形品を用いて形成された二次中間成形品の斜視図である。 図４２に示す角柱パイプ体の製造に用いる一次中間成形品の正面図である。 図５１に示す一次中間成形品を用いて形成された二次中間成形品の斜視図である。 図４３に示す角柱パイプ体の製造に用いる金属プレートの平面図である。 図５３に示す角柱パイプ体を用いて形成された一次中間成形品の正面図である。 図５４に示す角柱パイプ体を用いて形成された二次中間成形品の斜視図である。 図４４に示す角柱パイプ体の製造に用いる金属プレートの平面図である。 図４５に示す角柱パイプ体の製造に用いる金属プレートの平面図である。 図４６に示す角柱パイプ体の製造に用いる金属プレートの平面図である。 図４７（ａ）に示す角柱パイプ体の製造に用いる金属プレートの平面図である。 本発明に係わる逃げ部を有する角柱パイプ体の斜視図である。 従来の逃げ部を有する角柱パイプ体の斜視図である。 図６０に示す角柱パイプ体の製造に用いる金属プレートの平面図である。 図６４に示す一次中間成形品の製造に用いるプレス装置の斜視図である。 図６２に示す金属プレートを用いて形成された一次中間成形品の斜視図である。 図６４に示す一次中間成形品を用いて形成された二次中間成形品の斜視図である。 図６０に示す角柱パイプ体の他の例を示す斜視図である。 図６８に示す角柱パイプ体の製造に用いる金属プレートの平面図である。 合わせ目構成壁部を噛み合わせた角柱パイプ体の説明図で、（ａ）はかみ合い前の状態を示す部分拡大図、（ｂ）は噛み合い後の状態を示す部分拡大図、（ｃ）は全体構成を示す斜視図である。 図６８に示す係合突起と係合凹所との各種の例を示し、（ａ）は開放端に案内部が設けられた係合凹所を有する合わせ目構成壁部を示し、（ｂ）は先端に案内部が設けられた係合突起を有する合わせ目構成壁部を示し、（ｃ）は両者に案内部を有する合わせ目構成壁部を示している。 係合突起を二股突起とした角柱パイプ体の説明図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はかみ合い前の状態を示す部分拡大図、（ｃ）は噛み合い後の状態を示す部分拡大図である。 図７０に示す角柱パイプ体の製造に用いる金属プレートの平面図である。 図７１に示す係合突起と係合凹所の各種変形例を示し、（ａ）は係止壁部に案内部を形成した例を示し、（ｂ）は係合凹所に二股状案内部を形成した例を示し、（ｃ）は二股突起の先端で外側に案内部を形成した例を示し、（ｄ）は二股突起の先端で内側に案内部を形成した例を示し、（ｅ）は二股突起の基部に半円弧状切り欠きを形成し、（ｆ）は二股突起の基部に円弧状切り欠きを形成した例を示す。 係合突起と係合凹所とが各辺にそれぞれ複数個形成された金属プレートを示す。 二股突起と係合凹所とが各辺にそれぞれ複数個形成された金属プレートを示す。 係合突起と係合凹所とが各辺に交互に形成された金属プレートを示す。 二股突起と係合凹所とが交互に形成された金属プレートを示す。 雄型係合部と雌型係合部とを有する角柱パイプ体の部分拡大図である。 雄型係合部と雌型係合部との作用を説明するための図であって、（ａ）は雄型係合部と雌型係合部との係合途中状態を示し、（ｂ）は雄型係合部と雌型係合部との係合状態を示す。 本発明に係わるパイプ体の合わせ目の他の位置を説明するための側面図である。 断面が三角形の角柱パイプ体の製造方法を示し、（ａ）は二次中間成形品を製造装置にセットした状態を示し、（ｂ）は一対の加圧パンチ部材により加圧して凸部を形成している状態を示し、（ｃ）は完成した角柱パイプ体を示す図である。 断面が五角形の角柱パイプ体の製造方法を示し、（ａ）は二次中間成形品を製造装置にセットした状態を示し、（ｂ）は一対の加圧パンチ部材により加圧して凸部を形成している状態を示し、（ｃ）は完成した角柱パイプ体を示す図である。 断面が六角形の角柱パイプ体の製造方法を示し、（ａ）は二次中間成形品を製造装置にセットした状態を示し、（ｂ）は一対の加圧パンチ部材により加圧して凸部を形成している状態を示し、（ｃ）は完成した角柱パイプ体を示す図である。 断面が八角形の角柱パイプ体の製造方法を示し、（ａ）は二次中間成形品を製造装置にセットした状態を示し、（ｂ）は一対の加圧パンチ部材により加圧して凸部を形成している状態を示し、（ｃ）は完成した角柱パイプ体を示す図である。 円柱形状のパイプ体を示す図である。 図１に示す角柱パイプ体を複写機の支持フレームに用いた例を示し、（ａ）はその支持フレームの斜視図、（ｂ）はその支持フレームの側面図である。 締結部と逃げ部とを有する各種角柱パイプ体を用いて構成されたフレーム構造体を示す斜視図であって、逃げ部を有する角柱パイプ体を合わせ目が見える方向から目視した斜視図である。 締結部と逃げ部とを有する各種角柱パイプ体を用いて構成されたフレーム構造体を示す斜視図であって、逃げ部を有する角柱パイプ体を底面構成壁部が見える方向から目視した斜視図である。 図８７に示すフレーム構造体を斜め下方から目視した状態を示す図である。 図８７に示すフレーム構造体を右回りに９０度回転させて目視した状態を示す図である。 図８６に示すフレーム構造体を斜め下方から目視した状態を示す図である。 図９０に示すフレーム構造体を右回りに９０度回転させて目視した状態を示す図である。 図８９と同様の方向からフレーム構造体を目視した状態を示す斜視図である。 図８７に示すフレーム構造体を１８０度回転させて目視した状態を示す斜視図である。 フレーム構造体に使用する角柱パイプ体の部分拡大図である。 応力歪みの解析に使用したシェル要素と一対の剛体がシェル要素の屈曲部に当接した直後の状態とを示す図である。 一対の剛体を互いに接近させる方向に若干可動させることにより底面構成壁部に相当する一構成壁部に生じた応力歪みを説明するための図である。 一対の剛体を更に接近させる方向に可動させることにより底面構成壁部に相当する一構成壁部がほぼ平坦に変形された状態を示す図である。 一対の剛体を更に接近させる方向に可動させることにより底面構成壁部に相当する一構成壁部が外側に向かって凸に変形された条小田井を示す図である。 一対の剛体を更に接近させることによって合わせ目構成壁部が閉じられた状態を示す図である。 図１００に示す状態で一対の剛体を互いに離間させる方向に可動させたときに合わせ目構成壁部が開くことを示す図である。 剛体を下降させて一対の合わせ目構成壁部を上方から加圧した直後の状態を示す図である。 図１０１に示す状態から更に剛体を下降させて底面構成壁部に相当する一構成壁部を塑性変形させた状態を示す図である。 図１０２に示す状態から更に剛体を下降させて底面構成壁部を平坦に塑性変形させた状態を示す図である。 底面構成壁部を平坦に塑性変形させた後、各剛体を離間させた状態を示す図である。

符号の説明

１ 角柱パイプ体
２、３、４ 構成壁部
５ａ、５ｂ 合わせ目構成壁部
５ｅ 合わせ目
６ 金属プレート
１４ 中間成形品
１５ 一構成壁部
１６ 隣接面構成壁部
３２ 凸曲面部

Claims (3)

1. 矩形状の金属プレートを素材として合わせ目を有しかつ閉断面が円形状のパイプ体を形成するために、前記金属プレートを湾曲させることにより前記金属プレートの合わせ目が非密着状態でかつその一対の辺が延びる方向に長く延びてしかも外方に向かって凸曲面部を有する湾曲中間成形品を形成し、次いで、側方の力を維持しながら、前記凸曲面部にその曲率が小さくなる方向に外力を加えて前記湾曲中間成形品を変形させることにより、前記凸曲面部が元の形状に戻ろうとするスプリングバック力に基づき前記合わせ目が密着したパイプ体を形成することを特徴とするパイプ体の製造方法。
2. 矩形状の金属プレートを素材として複数個の構成壁部と合わせ目とを有しかつ閉断面が角形状のパイプ体を製造するための製造方法であって、
   前記金属プレートの一対の辺部の少なくとも一方をその辺の延びる方向に沿って起立させることによって前記合わせ目が属する合わせ目構成壁部を形成する第１加工ステップと、
   前記合わせ目構成壁部以外の残余の構成壁部を形成すると共に前記合わせ目が非密着状態でしかも残余の構成壁部のうちの一構成壁部と該一構成壁部に隣接する隣接面構成壁部との為す角度が前記パイプ体を完成させたときの角度よりも大きな中間成形品を形成する第２加工ステップと、
   前記隣接面構成壁部に外力を加えて前記一構成壁部に外方に向かって膨らんだ凸曲面部を形成すると共に前記合わせ目構成壁部の合わせ目を密着させる第３加工ステップと、
   前記側面構成壁部への加圧力を保持させた状態で、前記一構成壁部に外力を加えて前記凸曲面部を平坦に変形させることによって前記一構成壁部が元の凸曲面形状に戻ろうとするスプリングバック力に基づき前記一対の辺が互いに密着したパイプ体を形成する第４加工ステップと、を含むことを特徴とするパイプ体の製造方法。
3. 請求項２記載のパイプ体の製造方法により製造され、底面構成壁部と、該底面構成壁部に隣接する一対の側面構成壁部と、前記底面構成壁部に対向して合わせ目が属する上面構成壁部とを有し、矩形状の金属プレートを素材として形成され、かつ、前記合わせ目がスプリングバック力に基づき密接され、しかも、前記各構成壁部は長手方向に延びていることを特徴とするパイプ体。

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