JP4875267B2 - 角断面部材の屈曲方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角断面部材、例えば角形の中空管（角管）を中子なしに屈曲する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記角管を、図１４の１のように屈曲しようとする場合、中子を使用しないと、ベンダー、プレス機のいずれを使用しても、屈曲後の断面が図１６のように変形して、見栄えを悪くすることはよく知られている。
【０００３】
これは図１５の如く、屈曲に際し、角管の屈曲面１ａ、１ｂに対して直角な面（側面）においては、その曲げ中立軸Ｘを中心に、屈曲面１ａ側では側面縮み部となる縮小現象を生じ、反対に屈曲面１ｂ側では側面伸び部となる伸長現象を生じ、これが屈曲面１ａ、１ｂに作用して、図１６のように屈曲面１ａ、１ｂに凹部２、２’を発生するためである。
【０００４】
そこで、屈曲前に角管１内に、その内法に合致する断面をもつ中子を挿入し、この状態でベンダー又はプレス機により屈曲すれば、図１６の如き凹部２、２’を発生させずに屈曲することができる。
【０００５】
ところが、中子を挿入して屈曲する場合、その中子を抜くことを考慮すると、曲率の小さい屈曲をしようとする管には適用できず、また複雑な屈曲を必要とする管にも適用は不可能である。
【０００６】
従って、曲率の小さい曲げや複雑な曲げを必要とする中空管においては、図１７の如く、例えば角管３を上下で分割し、下の部材３ａと、これにかぶせる如き上部材３ｂをプレス機等で製作し、両部材３ａ、３ｂを嵌合させ、３ｃのように溶接して構成している。
【０００７】
しかし、図１７に示す角管３を製作する方法は、曲率の小さい、あるいは複雑な屈曲にも適用できるが、当然、前記上、下の部材３ｂ、３ａを製作する型を必要とし、コストも非常に高くなってしまう。
【０００８】
前記図１６に示すような、角管等の屈曲時の凹部２、２’の発生を防止する手段として、例えば特開平７−６０３６５号公報に示されたものでは、矩形中空断面を持つ角管Ｐの、各々幅の広い面を上下面、幅の狭い面を側面として、その側面側を屈曲するものにおいて、屈曲する側面部分の外側、つまり引張り側屈曲面に次のような凹部２４、即ちその長手方向の曲率が幅方向両角部分２６より中央部分２１が小さい凹部を形成し、また屈曲する側面部分の内側、つまり圧縮側屈曲面Ｐａに次のような凹部２０、即ちその長手方向の曲率が幅方向両角部分２２より中央部分２１が大きい凹部を形成している（符号は前記公報記載のもの）。
【０００９】
そして前記構成によって、前記角管Ｐの側面側を前記引張り側屈曲面を外側にして屈曲したとき、前述した如き幅の広い面（上下面）等に凹みや亀裂等を生ぜしめる力を前記凹部２０、２４に逃がし、外観の優れた角管を得んとしている。
【００１０】
しかしながら、特開平公報に示された技術内容を実施するためには、前記凹部２０、２４も形成できるローラを備えた特別のベンダー（ベンディング装置）を必要とし、簡便には実施できない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の解決しようとする課題は、実施が容易で、屈曲した後の管の見栄えがよい、閉断面部材の屈曲方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明角断面部材の屈曲方法は、角断面部材の曲げる面と直角な両面に連続して開けたスリット又は窓穴により、そのスリット、窓穴と上下の曲げる面との間において、それぞれ曲げ中立軸を設定し、屈曲時に前記中立軸の両側それぞれに生ずる分割した比較的小さな伸びと縮み現象により、前記スリット又は窓穴の多少の変形を許しつつ前記スリット等を設けぬときの大きな伸び、縮みに替えて分散して伸び、縮みをさせ、曲げ面の変形なしに曲げを完成させるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を、図１乃至図９により説明すると、本発明の角断面部材の屈曲方法は、角断面部材１１の曲げる面１１ａ、１１ｂと直角な両面１１ｃ、１１ｄに連続して開けたスリット１２又は窓穴１３、１４、１５により、そのスリット１２、窓穴１３、１４、１５と上下の曲げる面１１ａ、１１ｂとの間において、それぞれ曲げ中立軸Ｙ、Ｚを設定し、屈曲時に前記中立軸Ｙ、Ｚの両側にそれぞれ生ずる分割した比較的小さな伸びと縮み現象により、前記スリット１２又は窓穴１３、１４、１５の多少の変形を許しつつ前記スリット１２等を設けぬときの大きな伸び、縮みに替えて分散して伸び、縮みをさせ、曲げ面の変形なしに曲げを完成させるものである。
【００１４】
図１乃至図１３に示す実施例について更に詳細に説明すると、図１に示す実施例は、角断面部材即ち角管１１の屈曲予定面１１ａ、１１ｂと直角な側面１１ｃ、１１ｄに、左右対称的に所定長さのスリット１２を形成したもので、該スリット１２を形成する位置は、屈曲予定面１１ａ、１１ｂにおける屈曲を予定される位置とし、屈曲予定長さに亘り形成されている。
【００１５】
前記スリット１２は、図２乃至図４に示す如き窓穴１３、１４、１５に代えてもよい。即ち、図２に示す窓穴１３は、矩形形の窓穴を連続的に形成するもの、図３に示す窓穴１４は、菱形の窓穴を連続的に形成するもの、また図４に示す窓穴１５は、矢羽形の窓穴を連続的に形成するものを各々示している。
【００１６】
上記窓穴１３〜１５も前記スリット１２と同様に、連続して形成した全体として、角管１１の側面１１ｃ、１１ｄに左右対称的に形成され、その位置は、屈曲予定面１１ａ、１１ｂにおける屈曲を予定される位置とし、屈曲予定長さに亘り形成されている。
【００１７】
前記スリット１２、窓穴１３〜１５の幅（高さ）及び窓穴の形状は、実験等により決めるが、その高さによって角管１１の側面１１ｃ、１１ｄの側面幅が変わ
ってくる。即ち、図１０のように例えばスリット１２の幅（高さ）がＳ１と小さいときは、屈曲後の角管１１’の側面幅はＨ１であるが、図１１のようにスリット１２の幅がＳ２と大きいときは、屈曲後の角管１１’の側面幅はＨ２と小さくなる。なお、前記スリット１２、窓穴１３〜１５は、レーザ加工またはプレスによる打ち抜きなどにより形成する。１２’は屈曲後のスリット又は窓穴を示す。
【００１８】
次に、前述のようにその側面１１ｃ、１１ｄに、左右対称的にスリット１２、又は窓穴１３〜１５を形成した前記角管１１を、例えば図５に示すプレス機の下の屈曲型１６に位置決めして載せ、これを上の屈曲型１７で押圧して屈曲する。
【００１９】
このとき角管１１の側面１１ｃ、１１ｄにおいては、図６に示すように、スリット１２又は窓穴１３〜１５の両側にそれぞれ曲げ中立軸Ｙ、Ｚが存在し、この両中立軸Ｙ、Ｚの各両側で、屈曲面１ａ側では側面縮み部となる比較的小さな縮小現象を生じ、反対に屈曲面１ｂ側では側面伸び部となる比較的小さな伸長現象を生ずる。そして、このような比較的小さな縮小現象、伸長現象による、側面１１ｃ、１１ｄに生ずる内部応力、即ち側面１１ｃ、１１ｄ自身及び／又は該側面１１ｃ、１１ｄを介して、屈曲予定面（上、下面）１１ａ、１１ｂに前記凹部２、２’を生じようとする内部応力は小さくなり、図１６のような、見栄えを悪くする凹部２、２’を屈曲面１１ａ、１１ｂに発生させることが避けられる。
【００２０】
上記のようにプレス機等により屈曲された本発明による屈曲管１１’を、図７及び図８に示すが、図７のものでは、プレス等によってスリット１２は完全に潰れて一本の線状１２’となっているが、図８のものでは、窓穴１３が変形したのみで屈曲されている。
【００２１】
屈曲した管に強度を付加したいときは、図１２のようにほぼ線状となったスリット１２’を１８のように溶接して補強すればよい。また、側面１１ｃ、１１ｄに窓穴１３〜１５を明けたときは、図１３のように窓穴１３〜１５を塞ぐ補強板１９を当て、その周囲を２０のように溶接すればよい。
【００２２】
なお、本発明の屈曲方法は図７及び図８の如く、各々反対方向に所定の曲率をもった曲げ、いわゆるＳ字曲げに適用できるだけでなく、図９の如く一方のみに所定の曲率をもった曲げにも適用でき、１１''はこのようにして得られた屈曲管である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明角断面部材の屈曲方法は、角断面部材の曲げる面と直角な両面に連続して開けたスリット又は窓穴により、そのスリット、窓穴と上下の曲げる面との間において、それぞれ曲げ中立軸を設定し、屈曲時に前記中立軸の両側にそれぞれ生ずる分割した比較的小さな伸びと縮み現象により、前記スリット又は窓穴の多少の変形を許しつつ前記スリット等を設けぬときの大きな伸び、縮みに替えて分散して伸び、縮みをさせ、曲げ面の変形なしに曲げを完成させることを特徴とするので、中子を使用することなく、断面変形の少ない、見栄えのよい閉断面部材の屈曲を簡便に行うことができる。また屈曲予定面と直角な面に開けるスリットの幅又は窓穴の大きさを変えることによって、屈曲後の閉断面部材の断面寸法、形状を変えることができ、多種製品に対応できる。更にスリット又は窓穴の形成によって、屈曲が容易に行えるため、曲げ型または治具は複雑な構造を必要とせず、従って投資も少なくて済む効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る、スリットを形成した角断面部材の屈曲前の斜視図
【図２】本発明に係る角断面部材に形成する、窓穴の一例を示す図
【図３】本発明に係る角断面部材に形成する、窓穴の他の一例を示す図
【図４】本発明に係る角断面部材に形成する、窓穴の更に他の一例を示す図
【図５】本発明に係る角断面部材の屈曲手段を説明する斜視図
【図６】本発明に係る角断面部材の屈曲時における内部応力発生状態図
【図７】本発明に係る、スリットを形成した角断面部材のＳ字形屈曲後の斜視図
【図８】本発明に係る、窓穴を形成した角断面部材のＳ字形屈曲後の斜視図
【図９】本発明に係る、窓穴を形成した角断面部材の一方へのみ屈曲した後の斜視図
【図１０】本発明に係る、スリットの幅の小さい角断面部材の屈曲前、後の断面を示す図
【図１１】本発明に係る、スリットの幅の大きい角断面部材の屈曲前、後の断面を示す図
【図１２】本発明に係る角断面部材の補強の一例を示す断面図
【図１３】本発明に係る角断面部材の補強の他の例を示す断面図
【図１４】従来の角断面部材の屈曲後の斜視図
【図１５】従来の角断面部材の屈曲時における内部応力発生状態図で、図１３のＡ部分の拡大部分図
【図１６】図１５のＢ−Ｂ断面矢視図
【図１７】従来の、複雑な曲がりをもつ角断面部材の形成手段を示す断面図。
【符号の説明】
１、３、１１ 角断面部材、角管 １ａ、１ｂ、１１ａ、１１ｂ 屈曲面
１１ｃ、１１ｄ 側面 １１’ 屈曲管 ２、２’ 凹部
１２ スリット １２’ 屈曲後のスリット、窓穴
１３、１４、１５ 窓穴 １６ 下の屈曲型 １７ 上の屈曲型
１８、２０ 溶接 １９ 補強板。
【発明の属する技術分野】
本発明は、角断面部材、例えば角形の中空管（角管）を中子なしに屈曲する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記角管を、図１４の１のように屈曲しようとする場合、中子を使用しないと、ベンダー、プレス機のいずれを使用しても、屈曲後の断面が図１６のように変形して、見栄えを悪くすることはよく知られている。
【０００３】
これは図１５の如く、屈曲に際し、角管の屈曲面１ａ、１ｂに対して直角な面（側面）においては、その曲げ中立軸Ｘを中心に、屈曲面１ａ側では側面縮み部となる縮小現象を生じ、反対に屈曲面１ｂ側では側面伸び部となる伸長現象を生じ、これが屈曲面１ａ、１ｂに作用して、図１６のように屈曲面１ａ、１ｂに凹部２、２’を発生するためである。
【０００４】
そこで、屈曲前に角管１内に、その内法に合致する断面をもつ中子を挿入し、この状態でベンダー又はプレス機により屈曲すれば、図１６の如き凹部２、２’を発生させずに屈曲することができる。
【０００５】
ところが、中子を挿入して屈曲する場合、その中子を抜くことを考慮すると、曲率の小さい屈曲をしようとする管には適用できず、また複雑な屈曲を必要とする管にも適用は不可能である。
【０００６】
従って、曲率の小さい曲げや複雑な曲げを必要とする中空管においては、図１７の如く、例えば角管３を上下で分割し、下の部材３ａと、これにかぶせる如き上部材３ｂをプレス機等で製作し、両部材３ａ、３ｂを嵌合させ、３ｃのように溶接して構成している。
【０００７】
しかし、図１７に示す角管３を製作する方法は、曲率の小さい、あるいは複雑な屈曲にも適用できるが、当然、前記上、下の部材３ｂ、３ａを製作する型を必要とし、コストも非常に高くなってしまう。
【０００８】
前記図１６に示すような、角管等の屈曲時の凹部２、２’の発生を防止する手段として、例えば特開平７−６０３６５号公報に示されたものでは、矩形中空断面を持つ角管Ｐの、各々幅の広い面を上下面、幅の狭い面を側面として、その側面側を屈曲するものにおいて、屈曲する側面部分の外側、つまり引張り側屈曲面に次のような凹部２４、即ちその長手方向の曲率が幅方向両角部分２６より中央部分２１が小さい凹部を形成し、また屈曲する側面部分の内側、つまり圧縮側屈曲面Ｐａに次のような凹部２０、即ちその長手方向の曲率が幅方向両角部分２２より中央部分２１が大きい凹部を形成している（符号は前記公報記載のもの）。
【０００９】
そして前記構成によって、前記角管Ｐの側面側を前記引張り側屈曲面を外側にして屈曲したとき、前述した如き幅の広い面（上下面）等に凹みや亀裂等を生ぜしめる力を前記凹部２０、２４に逃がし、外観の優れた角管を得んとしている。
【００１０】
しかしながら、特開平公報に示された技術内容を実施するためには、前記凹部２０、２４も形成できるローラを備えた特別のベンダー（ベンディング装置）を必要とし、簡便には実施できない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の解決しようとする課題は、実施が容易で、屈曲した後の管の見栄えがよい、閉断面部材の屈曲方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明角断面部材の屈曲方法は、角断面部材の曲げる面と直角な両面に連続して開けたスリット又は窓穴により、そのスリット、窓穴と上下の曲げる面との間において、それぞれ曲げ中立軸を設定し、屈曲時に前記中立軸の両側それぞれに生ずる分割した比較的小さな伸びと縮み現象により、前記スリット又は窓穴の多少の変形を許しつつ前記スリット等を設けぬときの大きな伸び、縮みに替えて分散して伸び、縮みをさせ、曲げ面の変形なしに曲げを完成させるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を、図１乃至図９により説明すると、本発明の角断面部材の屈曲方法は、角断面部材１１の曲げる面１１ａ、１１ｂと直角な両面１１ｃ、１１ｄに連続して開けたスリット１２又は窓穴１３、１４、１５により、そのスリット１２、窓穴１３、１４、１５と上下の曲げる面１１ａ、１１ｂとの間において、それぞれ曲げ中立軸Ｙ、Ｚを設定し、屈曲時に前記中立軸Ｙ、Ｚの両側にそれぞれ生ずる分割した比較的小さな伸びと縮み現象により、前記スリット１２又は窓穴１３、１４、１５の多少の変形を許しつつ前記スリット１２等を設けぬときの大きな伸び、縮みに替えて分散して伸び、縮みをさせ、曲げ面の変形なしに曲げを完成させるものである。
【００１４】
図１乃至図１３に示す実施例について更に詳細に説明すると、図１に示す実施例は、角断面部材即ち角管１１の屈曲予定面１１ａ、１１ｂと直角な側面１１ｃ、１１ｄに、左右対称的に所定長さのスリット１２を形成したもので、該スリット１２を形成する位置は、屈曲予定面１１ａ、１１ｂにおける屈曲を予定される位置とし、屈曲予定長さに亘り形成されている。
【００１５】
前記スリット１２は、図２乃至図４に示す如き窓穴１３、１４、１５に代えてもよい。即ち、図２に示す窓穴１３は、矩形形の窓穴を連続的に形成するもの、図３に示す窓穴１４は、菱形の窓穴を連続的に形成するもの、また図４に示す窓穴１５は、矢羽形の窓穴を連続的に形成するものを各々示している。
【００１６】
上記窓穴１３〜１５も前記スリット１２と同様に、連続して形成した全体として、角管１１の側面１１ｃ、１１ｄに左右対称的に形成され、その位置は、屈曲予定面１１ａ、１１ｂにおける屈曲を予定される位置とし、屈曲予定長さに亘り形成されている。
【００１７】
前記スリット１２、窓穴１３〜１５の幅（高さ）及び窓穴の形状は、実験等により決めるが、その高さによって角管１１の側面１１ｃ、１１ｄの側面幅が変わ
ってくる。即ち、図１０のように例えばスリット１２の幅（高さ）がＳ１と小さいときは、屈曲後の角管１１’の側面幅はＨ１であるが、図１１のようにスリット１２の幅がＳ２と大きいときは、屈曲後の角管１１’の側面幅はＨ２と小さくなる。なお、前記スリット１２、窓穴１３〜１５は、レーザ加工またはプレスによる打ち抜きなどにより形成する。１２’は屈曲後のスリット又は窓穴を示す。
【００１８】
次に、前述のようにその側面１１ｃ、１１ｄに、左右対称的にスリット１２、又は窓穴１３〜１５を形成した前記角管１１を、例えば図５に示すプレス機の下の屈曲型１６に位置決めして載せ、これを上の屈曲型１７で押圧して屈曲する。
【００１９】
このとき角管１１の側面１１ｃ、１１ｄにおいては、図６に示すように、スリット１２又は窓穴１３〜１５の両側にそれぞれ曲げ中立軸Ｙ、Ｚが存在し、この両中立軸Ｙ、Ｚの各両側で、屈曲面１ａ側では側面縮み部となる比較的小さな縮小現象を生じ、反対に屈曲面１ｂ側では側面伸び部となる比較的小さな伸長現象を生ずる。そして、このような比較的小さな縮小現象、伸長現象による、側面１１ｃ、１１ｄに生ずる内部応力、即ち側面１１ｃ、１１ｄ自身及び／又は該側面１１ｃ、１１ｄを介して、屈曲予定面（上、下面）１１ａ、１１ｂに前記凹部２、２’を生じようとする内部応力は小さくなり、図１６のような、見栄えを悪くする凹部２、２’を屈曲面１１ａ、１１ｂに発生させることが避けられる。
【００２０】
上記のようにプレス機等により屈曲された本発明による屈曲管１１’を、図７及び図８に示すが、図７のものでは、プレス等によってスリット１２は完全に潰れて一本の線状１２’となっているが、図８のものでは、窓穴１３が変形したのみで屈曲されている。
【００２１】
屈曲した管に強度を付加したいときは、図１２のようにほぼ線状となったスリット１２’を１８のように溶接して補強すればよい。また、側面１１ｃ、１１ｄに窓穴１３〜１５を明けたときは、図１３のように窓穴１３〜１５を塞ぐ補強板１９を当て、その周囲を２０のように溶接すればよい。
【００２２】
なお、本発明の屈曲方法は図７及び図８の如く、各々反対方向に所定の曲率をもった曲げ、いわゆるＳ字曲げに適用できるだけでなく、図９の如く一方のみに所定の曲率をもった曲げにも適用でき、１１''はこのようにして得られた屈曲管である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明角断面部材の屈曲方法は、角断面部材の曲げる面と直角な両面に連続して開けたスリット又は窓穴により、そのスリット、窓穴と上下の曲げる面との間において、それぞれ曲げ中立軸を設定し、屈曲時に前記中立軸の両側にそれぞれ生ずる分割した比較的小さな伸びと縮み現象により、前記スリット又は窓穴の多少の変形を許しつつ前記スリット等を設けぬときの大きな伸び、縮みに替えて分散して伸び、縮みをさせ、曲げ面の変形なしに曲げを完成させることを特徴とするので、中子を使用することなく、断面変形の少ない、見栄えのよい閉断面部材の屈曲を簡便に行うことができる。また屈曲予定面と直角な面に開けるスリットの幅又は窓穴の大きさを変えることによって、屈曲後の閉断面部材の断面寸法、形状を変えることができ、多種製品に対応できる。更にスリット又は窓穴の形成によって、屈曲が容易に行えるため、曲げ型または治具は複雑な構造を必要とせず、従って投資も少なくて済む効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る、スリットを形成した角断面部材の屈曲前の斜視図
【図２】本発明に係る角断面部材に形成する、窓穴の一例を示す図
【図３】本発明に係る角断面部材に形成する、窓穴の他の一例を示す図
【図４】本発明に係る角断面部材に形成する、窓穴の更に他の一例を示す図
【図５】本発明に係る角断面部材の屈曲手段を説明する斜視図
【図６】本発明に係る角断面部材の屈曲時における内部応力発生状態図
【図７】本発明に係る、スリットを形成した角断面部材のＳ字形屈曲後の斜視図
【図８】本発明に係る、窓穴を形成した角断面部材のＳ字形屈曲後の斜視図
【図９】本発明に係る、窓穴を形成した角断面部材の一方へのみ屈曲した後の斜視図
【図１０】本発明に係る、スリットの幅の小さい角断面部材の屈曲前、後の断面を示す図
【図１１】本発明に係る、スリットの幅の大きい角断面部材の屈曲前、後の断面を示す図
【図１２】本発明に係る角断面部材の補強の一例を示す断面図
【図１３】本発明に係る角断面部材の補強の他の例を示す断面図
【図１４】従来の角断面部材の屈曲後の斜視図
【図１５】従来の角断面部材の屈曲時における内部応力発生状態図で、図１３のＡ部分の拡大部分図
【図１６】図１５のＢ−Ｂ断面矢視図
【図１７】従来の、複雑な曲がりをもつ角断面部材の形成手段を示す断面図。
【符号の説明】
１、３、１１ 角断面部材、角管 １ａ、１ｂ、１１ａ、１１ｂ 屈曲面
１１ｃ、１１ｄ 側面 １１’ 屈曲管 ２、２’ 凹部
１２ スリット １２’ 屈曲後のスリット、窓穴
１３、１４、１５ 窓穴 １６ 下の屈曲型 １７ 上の屈曲型
１８、２０ 溶接 １９ 補強板。
Claims (2)
- 角断面部材の曲げる面と直角な両面に連続して開けたスリット又は窓穴により、そのスリット、窓穴と上下の曲げる面との間において、それぞれ曲げ中立軸を設定し、屈曲時に前記中立軸の両側にそれぞれ生ずる分割した比較的小さな伸びと縮み現象により、前記スリット又は窓穴の多少の変形を許しつつ前記スリット等を設けぬときの大きな伸び、縮みに替えて分散して伸び、縮みをさせ、曲げ面の変形なしに曲げを完成させることを特徴とする角断面部材の屈曲方法。
- 前記スリット又は窓穴が屈曲予定長さに亘り施されたことを特徴とする請求項１記載の角断面部材の屈曲方法。
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