JP3914103B2 - パイプ体の製造方法及びパイプ体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属プレートを曲げ加工することによって断面が矩形状のパイプ体を製造するパイプ体の製造方法、そのパイプ体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
断面が矩形状のパイプ体を製造する従来の技術として、出願人が特開２００１−２８６９３４号公報等において既に提案したものがある。同公報等では、図４１に示すように、まず互いに平行な一対の辺４０ａ，４０ｂを有する金属プレート４０（図４１（ａ））を折り曲げることにより、中間成形品４１（図４１（ｂ））を成形する。この中間成形品４１は、パイプ体の断面形状である矩形の各辺に対応する面のうち一対の辺同士４０ａ，４０ｂの接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部４２，４３ａ，４３ｂを有し、これらの中央にある一構成壁部４２と一構成壁部４２に隣接する二つの隣接面構成壁部４３ａ，４３ｂとのなす各角度θ2は鈍角で一対の辺同士４０ａ，４０ｂは離間状態にある。
【０００３】
次に、その中間成形品４１の二つの隣接面構成壁部４３ａ，４３ｂに外力を加え、一構成壁部４２を外側に向かって膨出するように湾曲させるとともに一対の辺４０ａ，４０ｂを密着させる（図４１（ｃ），（ｄ））。そして、この一対の辺４０ａ，４０ｂの接合部４４を含む面４５を加圧することにより一構成壁部４２の湾曲部分に外力Ｆを加え、一構成壁部４２を平坦状に変形させてパイプ体４６を得ていた（図４１（ｅ））。
【０００４】
このパイプ体の製造技術により、一対の辺４０ａ，４０ｂの密着状態を維持するスプリングバック力が一構成壁部４２により構成される（パイプ体４６の）面４７に残留し、一対の辺４０ａ，４０ｂを溶接することなく密着させることが可能となった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、面４５を加圧する等により一構成壁部４２に外力Ｆを加えるのは、上述のように一構成壁部４２を平坦状に変形させるため、ときには面４５や面４７の平面性をより高めるためであるが、このとき金属プレート４０の材料硬度のばらつきが原因で外力Ｆに対する隣接面構成壁部４３ａ，４３ｂの強度が不足したり、加工条件のばらつきにより面４５を加圧する金型４８の下死点位置が想定位置よりも下になって外力Ｆが過大に作用したりすることがあり、パイプ体４６において隣接面構成壁部４３ａ，４３ｂにより構成される面４９，５０に座屈のような変形が生じることがある。このような変形は、特に面４９，５０自体に精度が要求される場合や、面４９，５０に高い寸法精度で穴部を形成することが求められる場合には、製品の良否を分けるので検査を行う必要がある。
【０００６】
しかしながら、そのような変形は必ずしも定常的に発生するわけではなく、同一ロットにおいても発生が確認される場合と確認されない場合とがあるので、上記のように高精度な製品を製造する場合には、完成品の全数検査が必要となってコストアップを招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、パイプ体を構成する面のプレス加工時の外力による変形を防止し、その面又はこれに形成される穴部に高精度が要求される場合であっても全数検査に伴うコストアップを抑制することができるパイプ体の製造技術を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより、断面が矩形状のパイプ体を製造するパイプ体の製造方法であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が鈍角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一構成壁部を外側に向かって膨出するように湾曲させるとともに、前記一対の辺同士を密着させる加工ステップと、
前記一構成壁部の湾曲部分に外力を加えて前記一構成壁部を平坦状に変形させ、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップとを有し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部を前記隣接面構成壁部に形成し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部を形成するとともに、前記塑性加工部を前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように形成することを特徴とするパイプ体の製造方法。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記スプリングバック力を残留させる加工ステップにおいて、互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面を加圧することにより、前記一構成壁部の湾曲部分に外力を加えて前記一構成壁部を平坦状に変形させることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより、断面が矩形状のパイプ体を製造するパイプ体の製造方法であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が鈍角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一対の辺同士を密着させるとともに、外側に向かって膨出しようとする前記一構成壁部の湾曲を阻止して該一構成壁部を平坦状に保つことにより、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップと、
互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面又は前記一構成壁部により構成される面を加圧する加工ステップとを有し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部を前記隣接面構成壁部に形成し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部を形成するとともに、前記塑性加工部を前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように形成することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより、断面が矩形状のパイプ体を製造するパイプ体の製造方法であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣 接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が直角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一対の辺同士を密着させるとともに、内側に向かって凸となる凸部を前記矩形のいずれかの辺に対応する面に位置するように形成することにより、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップと、
互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面又は前記一構成壁部により構成される面を加圧する加工ステップとを有し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部を前記隣接面構成壁部に形成し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部を形成するとともに、前記塑性加工部を前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように形成することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記塑性加工部を前記穴部の近傍に形成することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記塑性加工部を前記折曲線に沿って前記穴部の前方及び後方に位置するように形成することを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより製造された断面が矩形状のパイプ体であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が鈍角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一構成壁部を外側に向かって膨出するように湾曲させるとともに、前記一対の辺同士を密着させる加工ステップと、
前記一構成壁部の湾曲部分に外力を加えて前記一構成壁部を平坦状に変形させ、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップとを経て製造され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が前記隣接面構成壁部に形成され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部が形成されるとともに、前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように前記塑性加工部が形成されたことを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより製造された断面が矩形状のパイプ体であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が鈍角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一対の辺同士を密着させるとともに、外側に向かって膨出しようとする前記一構成壁部の湾曲を阻止して該一構成壁部を平坦状に保つことにより、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップと、
互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面又は前記一構成壁部により構成され る面を加圧する加工ステップとを経て製造され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が前記隣接面構成壁部に形成され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部が形成されるとともに、前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように前記塑性加工部が形成されたことを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより製造された断面が矩形状のパイプ体であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が直角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一対の辺同士を密着させるとともに、内側に向かって凸となる凸部を前記矩形のいずれかの辺に対応する面に位置するように形成することにより、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップと、
互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面又は前記一構成壁部により構成される面を加圧する加工ステップとを経て製造され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が前記隣接面構成壁部に形成され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部が形成されるとともに、前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように前記塑性加工部が形成されたことを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記塑性加工部が前記穴部の近傍に形成されたことを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載の前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記塑性加工部が前記折曲線に沿って前記穴部の前方及び後方に位置するように形成されたことを特徴とする。
【００２９】
請求項１、請求項２、請求項７のいずれかに係る発明によれば、中間成形品を成形する加工ステップにおいて折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が隣接面構成壁部に形成されるので、後のスプリングバック力を残留させる加工ステップにおいて一構成壁部の湾曲部分に外力が加えられても、この外力が塑性変形部に吸収されてパイプ体の隣接面構成壁部により構成される面の変形が防止され、たとえその面に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
特に、中間成形品を成形する加工ステップにおいて隣接面構成壁部に穴部が形成されるとともに、その隣接面構成壁部上で折曲線に沿って穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように塑性加工部が形成されるので、隣接面構成壁部においてプレス加工時の外力が塑性変形部に集まり穴部の変形が防止され、たとえその穴部に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
【００３０】
請求項３、請求項４、請求項８、請求項９のいずれかに係る発明によれば、中間成形品を成形する加工ステップにおいて折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が隣接面構成壁部に形成されるので、後の加工ステップにおいて互いに密着した一対の辺同士の接合部を含む面又は一構成壁部により構成される面が加圧されても、この外力（加圧力）が塑性変形部に吸収されてパイプ体の隣接面構成壁部により構成される面の変形が防止され、たとえその面に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
特に、中間成形品を成形する加工ステップにおいて隣接面構成壁部に穴部が形成されるとともに、その隣接面構成壁部上で折曲線に沿って穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように塑性加工部が形成されるので、隣接面構成壁部においてプレス加工時の外力が塑性変形部に集まり穴部の変形が防止され、たとえその穴部に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
【００３２】
請求項５又は請求項１０に係る発明によれば、塑性加工部が穴部の近傍に形成されるので、隣接面構成壁部において穴部近傍に生じる応力が塑性変形部の方に集まり、穴部の変形が効果的に防止される。
【００３３】
請求項６又は請求項１１に係る発明によれば、塑性加工部が折曲線に沿って穴部の前方及び後方に位置するように形成されるので、穴部の前方及び後方の双方で外力が吸収されることとなり、塑性加工部が穴部の前方又は後方のいずれか一方のみに形成される場合に比べて穴部の変形がより一層防止される。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３９】
［実施の形態１］
図１は本発明に係る断面矩形状のパイプ体の概略構成を示す斜視図であり、図２はそのパイプ体の断面形状を示す正面図である。このパイプ体１は、図２に示す矩形の各辺に対応する四つの面として、底面構成壁部２、底面構成壁部２に隣接する一対の側面構成壁部３，４、及び底面構成壁部２に対向する上面構成壁部５を有する。上面構成壁部５は一対の合わせ目構成壁部５ａ，５ｂがそれぞれの端面５ｃ，５ｄで互いに密着してなり、上面構成壁部５の中央には合わせ目（接合部）５ｅが形成されている。
【００４０】
このパイプ体１は、図３に示す互いに平行な一対の辺６ｅ，６ｅを有する矩形状の金属プレート６を素材として、プレス加工により成形される。この金属プレート６の材質としては、塑性加工に用い得るものであれば鉄、銅、アルミニウム、ステンレス鋼等のいずれでもよいが、ここでは鉄が用いられている。金属プレート６には、側面構成壁部３，４に対応する箇所に位置するように機能上必要なネジ穴６ａ，６ａが高精度に形成されている。本実施の形態では、ネジ穴６ａ，６ａはパイプ体１を画像形成装置のフレームとして用いる際に取付用の係合部（パイプ体１に他のパイプ体等を取り付ける場合に、又はパイプ体１を他の部材に取り付ける場合に用いられる係合部）として使用される。
【００４１】
また、側面構成壁部３，４に対応する箇所には、一対の辺６ｅ，６ｅと同方向に延びる折曲線６ｃ，６ｃ及び折曲線６ｄ，６ｄに沿ってネジ穴６ａの前方及び後方に位置するように、塑性変形部６ｆが設けられている。塑性変形部６ｆは、ネジ穴６ａの近傍で折曲線６ｃ，６ｄと直交する方向に延びるように、金属プレート６をビード加工により塑性変形させて形成されている。塑性変形部６ｆの長手方向端部は折曲線６ｃ，６ｄの近傍にまで延び、塑性変形部６ｆはその折曲線６ｃ，６ｄと直交する方向に沿ってネジ穴６ａの直径全体に及んでいる。
【００４２】
上記プレス加工においては、まず、第１加工ステップとして、金属プレート６の辺部６ｂ，６ｂを折曲線６ｃ，６ｃに沿って直角（９０°）に折り曲げ、塑性変形部６ｆが凸状に突出している側と逆の側に起立させる。これにより、その辺部６ｂ，６ｂが一対の合わせ目構成壁部５ａ，５ｂをなし、図４に示す断面凹状の一次中間成形品８が成形される。なお、図４において符号９は後に折曲線６ｄ，６ｄを基準に折り曲げられる未折曲部であり、金属プレート６の幅方向の寸法Ｌ、折曲線６ｃ，６ｃ及び折曲線６ｄ，６ｄの位置は、プレス加工による金属の伸び量を考慮して決定されている。
【００４３】
この一次中間成形品８のプレス加工には、例えば図５に示すプレス装置１０を使用する。プレス装置１０は第一固定プレート１１と第一加圧パンチ部材１２と可動プレート１２’とから概略構成され、第一固定プレート１１には一次中間成形品８の外形状（合わせ目構成壁部５ａ，５ｂの外形状）に対応する形状の周壁１１ａに囲まれてなる凹所１３が設けられている。また、第一加圧パンチ部材１２は一次中間成形品８の内形状に対応する形状を有し、凹所１３に対して図示を略す油圧シリンダ装置により上下動するようになっている。可動プレート１２’は第一加圧パンチ部材１２の上下動に伴い第一固定プレート１１の周壁１１ａに対して摺動するように、図示を略す他の油圧シリンダ装置に接続されている。
【００４４】
その第一加圧パンチ部材１２及び可動プレート１２’が上方に位置する状態で固定プレート１１よりもＨだけ高い位置にある可動プレート１２’上に金属プレート６を載置し（図５（ａ））、第一加圧パンチ部材１２を下降させてこれと可動プレート１２’とで金属プレート６を挟持し加圧することにより、一次中間成形品８が成形される（図５（ｂ））。金属プレート６を可動プレート１２’上に載置する際には、塑性変形部６ｆが下向きとなるように（下方に向かって凸となるように）セットし、第一固定プレート１１は塑性変形部６ｆを潰してしまわないように形状設計されている。
【００４５】
次いで、第２加工ステップとして、折曲線６ｄ，６ｄに沿って一次中間成形品８の未折曲部９を折り曲げるとともに、その折曲線６ｄ，６ｄに挟まれる部分を上方に向かって凸となるように湾曲させ、後に底面構成壁部２を構成する一構成壁部１５と、側面構成壁部３を構成する隣接面構成壁部１６ａと、側面構成壁部４を構成する隣接面構成壁部１６ｂとを形成する。これにより、図６、図７に示すように、中間成形品としての二次中間成形品１４が成形される。
【００４６】
二次中間成形品１４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，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１６ａ又は隣接面構成壁部１６ｂに隣接している。平坦部１５ａと隣接面構成壁部１６ａ又は隣接面構成壁部１６ｂとのなす角度θ1は、パイプ体１の断面形状における対応する角度、すなわち、底面構成壁部２と側面構成壁部３又は側面構成壁部４とのなす角度であるθ（＝９０°）よりも大きい鈍角であり、この一構成壁部１５の形状に起因して一対の辺６ｅ，６ｅ同士（端面５ｃ，５ｄ）は離間状態にある。
【００４７】
二次中間成形品１４のプレス加工には、例えば図８に示すプレス装置１７を使用する。プレス装置１７は、凹所１８を有する第二固定プレート１９と、第二加圧パンチ部材２０と、可動プレート２０’とから概略構成されている。凹所１８は二次中間成形品１４の外形状（隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂの外形状）に対応する形状の周壁１９ａに囲まれてなる。この周壁１９ａ及び第二固定プレート１９の上面１９ｂには図示を略す逃げ部が形成され、後述のように一次中間成形品８がプレス加工される際に塑性変形部６ｆがその逃げ部に位置して潰されないようになっている。
【００４８】
第二加圧パンチ部材２０は凹所１８に対して図示を略す油圧シリンダ装置により上下動し、その下部には二次中間成形品１４の一構成壁部１５の内形状と隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂの下部内形状とに対応する形状のパンチ部２０ａが設けられている。可動プレート２０’は第二加圧パンチ部材２０の上下動に伴い第二固定プレート１９に対して摺動するように、図示を略す他の油圧シリンダ装置に接続されている。この可動プレート２０’の上面２０ａ’は、二次中間成形品１４の一構成壁部１５の外形状と対応する形状に仕上げられている。
【００４９】
その第二加圧パンチ部材２０及び可動プレート２０’が上方に位置する状態で固定プレート１９よりもＨ’だけ高い位置にある可動プレート２０’上に一次中間成形品８を載置し（図８（ａ））、第二加圧パンチ部材２０を下降させて一次中間成形品８の凹状内部に進入させ、第二加圧パンチ部材２０のパンチ部２０ａ及び可動プレート２０’の上面２０ａ’により未折曲部９を挟持し加圧することによって、二次中間成形品１４が成形される（図８（ｂ））。この二次中間成形品１４のプレス装置１７からの取外しは、第二加圧パンチ部材２０を上昇させて加圧状態を解除した後に、二次中間成形品１４を長手方向（図８における紙面垂直方向）に引き抜くことによって行う。但し、例えば図９に示すように一構成壁部１５の湾曲を大きくした場合や、図１０に示すように一構成壁部１５に対する隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂの長さの割合が大きい場合には、第二加圧パンチ部材２０を上昇させるだけでこれを一対の辺６ｅ，６ｅの間を通して引き抜くことができる。これにより、二次中間成形品１４を長手方向に引き抜くという作業工程を省くことができ、成形作業の効率化、作業スペースの狭小化を図ることができる。
【００５０】
なお、図１１に示すプレス装置を使用することによって、図１２に示す一構成壁部１５が平坦な（湾曲していない）二次中間成形品を成形してもよいが、パイプ体１が完成したときの底面構成壁部２の平坦性を考慮すると、あるいは、二次中間成形品１４のプレス装置１７からの取外しが第二加圧パンチ部材２０を上昇させるだけで済むことを考慮すると、一構成壁部１５は図６、図７に示すように湾曲していることが好ましい。但し、図６、図７では湾曲状態にある一構成壁部１５は平坦部１５ａ，１５ｂと湾曲部１５ｃとからなっているが、湾曲の態様はこれに限られるものではない。
【００５１】
次に、その二次中間成形品１４を完成品としてのパイプ体１に成形するために、図１３に示すプレス成形装置２１を使用する。このプレス成形装置２１は下型２２と上型２３とから概略構成され、下型２２は第三固定プレート２４を有し、上型２３は図示を略すシリンダ装置により上下動する可動プレート２５を有している。
【００５２】
第三固定プレート２４には一対のストッパー部材２６，２６と、第三加圧パンチ部材２７，２７とが設けられている。この一対の第三加圧パンチ部材２７，２７は図１３中左右方向に延びる図示を略す摺動レール上にスライド可能に設けられ、図示を略すカム機構により互いに接近する方向又は離反する方向に連動して移動するようになっている。また、同図に示すように下型２２と上型２３とが分離している状態では、第三加圧パンチ部材２７，２７は図示を略すスプリング部材によって互いに離反する方向に付勢されている。
【００５３】
第三加圧パンチ部材２７，２７の互いに相対向する面には、二次中間成形品１４の隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂを加圧するパンチ面２７ｂ，２７ｂがそれぞれ形成されている。パンチ面２７ｂ，２７ｂは折曲線６ｃ，６ｄに沿って二次中間成形品１４の全長に渡り延在するわけではなく、後述のように二次中間成形品１４がプレス加工される際に塑性変形部６ｆがパンチ面２７ｂにより潰されないようになっている。
【００５４】
可動プレート２５には、第三加圧パンチ部材２７，２７を駆動するための駆動部材２９，２９が設けられるとともに、一対の合わせ目構成壁部５ａ，５ｂを加圧するための第四加圧パンチ部材３０が設けられている。駆動部材２９，２９の下部内側にはテーパー部２９ａ，２９ａが形成され、第三加圧パンチ部材２７，２７の上部外側にはテーパー部２９ａ，２９ａと係合するテーパー部２７ａ，２７ａが形成されている。
【００５５】
二次中間成形品１４は、第３加工ステップとして、まず、一構成壁部１５が下向きとなるように第三加圧パンチ部材２７，２７の対向空間２８の中心位置にセットされる（図１３）。この状態から矢印Ａ１で示すように上型２３を下降させると、駆動部材２９，２９のテーパー部２９ａ，２９ａが第三加圧パンチ部材２７，２７のテーパー部２７ａ，２７ａに係合し、第三加圧パンチ部材２７，２７が上記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同じ速さＶ１で駆動される（図１４）。これにより、第三加圧パンチ部材２７，２７のパンチ面２７ｂ，２７ｂが隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂとの境をなす屈曲部３１ａ，３１ｂに同時に当接し、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂ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。
【００５６】
第三加圧パンチ部材２７，２７が互いに接近する方向にさらに駆動されると、一構成壁部１５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し、上面構成壁部５が形成される（図１５）。このとき、一構成壁部１５と隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂとのなす角度は多少は小さくなるものの完全にはθ（＝９０°）とならず、一構成壁部１５が下方に向かって膨出してそれまでとは逆側に湾曲する。また、屈曲部３１ａ，３１ｂがパンチ面２７ｂ，２７ｂに対して上方に滑りながら隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂが起立し、側面構成壁部３，４が形成される。
【００５７】
続いて、第４加工ステップとして上型２３をさらに下降させると、第三加圧パンチ部材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、第三加圧パンチ部材２７，２７がその位置に停止する。この状態で上型２３を下降させると、第四加圧パンチ部材３０が上面構成壁部５に当接して上面構成壁部５が加圧され、一構成壁部１５が平坦となって底面構成壁部２が形成される（図１６）。
【００５８】
そして、上型２３を上昇させて下型２２と分離させると、第三加圧パンチ部材２７，２７が再度互いに離反する方向に移動して、完成したパイプ体１を得る。一般に、プレス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）が生じるため、パイプ体１の底面構成壁部２はそのスプリングバックに伴い発生する応力（スプリングバック力）によって図１７に鎖線で示すように湾曲面に戻ろうとする傾向があり、この底面構成壁部２に残留したスプリングバック力ｆ１によって端面５ｃ，５ｄの密着状態は維持される。
【００５９】
この実施の形態に係るパイプ体の製造方法では、二次中間成形品１４を成形する加工ステップ（第２加工ステップまでの加工工程）において、折曲線６ｃ，６ｄと交差する方向に延びる塑性加工部６ｆが隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂに形成されるので、後のスプリングバック力を残留させる加工ステップ（第４加工ステップ）において一構成壁部１５の湾曲部分に外力が加えられても、この外力が塑性変形部６ｆに吸収されてパイプ体１の側面構成壁部３，４の変形が防止される。
【００６０】
また、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂにネジ穴６ａが形成されるとともに、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂ上で折曲線６ｃ，６ｄに沿ってネジ穴６ａの前方及び後方に位置するように、かつ、ネジ穴６ａの上端６ａ’及び下端６ａ”（図１参照）よりも上方及び下方まで延びるように塑性加工部６ｆが形成されるので、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂにおいてプレス加工時の外力が塑性変形部６ｆの方に集まりネジ穴６ａの変形が防止され、ネジ穴６ａに高精度が要求されても全数検査を行う必要がなく、全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
【００６１】
特に、ここでは塑性加工部６ｆが折曲線６ｃ，６ｄと直交する方向に延びるように形成されるので、第四加圧パンチ部材３０の加圧に対する隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂの強度を効率的に高めることができ、その塑性加工部６ｆがネジ穴６ａの近傍に形成されるので、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂにおいてネジ穴１６ａ近傍に生じる応力が塑性変形部６ｆの方に集まりネジ穴６ａの変形が効果的に防止される。さらに、塑性加工部６ｆがビード加工により形成されるので、塑性加工部の形成を低コストかつ容易に行うことができる。
【００６２】
［実施の形態２］
本実施の形態に係るパイプ体の製造方法では、第３加工ステップにおいて、プレス成形装置２１の代わりに図１８に示すプレス成形装置２１’を用いる。このプレス成形装置２１’は、第三加圧パンチ部材２７，２７のパンチ面２７ｂ，２７ｂに摩擦係数の高い摩擦接触部材２７ｃ，２７ｃが設けられている点でプレス成形装置２１と異なるが、他の点については実施の形態１におけると同様であるので同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
第１加工ステップ及び第２加工ステップを経て製造された二次中間成形品１４は、第３加工ステップとして、まず、一構成壁部１５が下向きとなるように第三加圧パンチ部材２７，２７の対向空間２８の中心位置にセットされる（図１８）。この状態から矢印Ａ１で示すように上型２３を下降させると、駆動部材２９，２９のテーパー部２９ａ，２９ａが第三加圧パンチ部材２７，２７のテーパー部２７ａ，２７ａに係合し、第三加圧パンチ部材２７，２７が図示を略す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同じ速さＶ２で駆動される（図１９）。これにより、第三加圧パンチ部材２７，２７のパンチ面２７ｂ，２７ｂが屈曲部３１ａ，３１ｂに同時に当接し、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂ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。
【００６４】
第三加圧パンチ部材２７，２７が互いに接近する方向にさらに駆動されると、一構成壁部１５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し、上面構成壁部５が形成される。このとき、一構成壁部１５は下方に向かって膨出しようとするが、屈曲部３１ａ，３１ｂと摩擦接触部材２７ｃ，２７ｃとの最大静止摩擦力が大きいことにより、一構成壁部１５は第三固定プレート２４に当接した段階でそれ以上下方に膨出することができず、平坦状に保たれる。また、屈曲部３１ａ，３１ｂは一構成壁部１５が第三固定プレート２４から浮き上がらない程度の範囲内で摩擦接触部材２７ｃ，２７ｃに対して若干上方にずれ、これにより隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂが起立して側面構成壁部３，４が形成されるとともに、一構成壁部１５によって底面構成壁部２が形成される（図２０、図２１）。
【００６５】
続いて、第４加工ステップとして上型２３をさらに下降させると、第三加圧パンチ部材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、第三加圧パンチ部材２７，２７がその位置に停止する。この状態で上型２３を下降させると、第四加圧パンチ部材３０が上面構成壁部５に当接して上面構成壁部５が加圧され、底面構成壁部２及び上面構成壁部５の平面性がより高められる（図２２）。
【００６６】
そして、上型２３を上昇させて下型２２と分離させると、第三加圧パンチ部材２７，２７が再度互いに離反する方向に移動して、完成したパイプ体１を得る。このパイプ体１も、実施の形態１におけると同様に、底面構成壁部２に残留したスプリングバック力によって端面５ｃ，５ｄが密着している。
【００６７】
この実施の形態に係るパイプ体の製造方法では、二次中間成形品１４を成形する加工ステップ（第２加工ステップまでの加工工程）において、折曲線６ｃ，６ｄと交差する方向に延びる塑性加工部６ｆが隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂに形成されるので、後の加工ステップ（第４加工ステップ）において上面構成壁部５が加圧されても、この外力（加圧力）が塑性変形部６ｆに吸収されてパイプ体１の側面構成壁部３，４の変形が防止され、併せてネジ穴６ａの変形が防止される。
【００６８】
なお、プレス成形装置２１’には、二次中間成形品１４の浮き上がりを防止して一構成壁部１５の逆側への湾曲を阻止するために、図２３に示すように摩擦接触部材２７ｃ，２７ｃの代わりに係合突起２７ｃ’，２７ｃ’を設けてもよい。
【００６９】
［実施の形態３］
本実施の形態に係るパイプ体の製造方法では、第１加工ステップ及び第２加工ステップにおいて、一構成壁部１５と隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂとのなす角度がθ（＝９０°）の二次中間成形品１４’を成形する。また、第３加工ステップにおいて、プレス成形装置２１の代わりに図２４に示すプレス成形装置２１”を用いる。このプレス成形装置２１”は、第三加圧パンチ部材２７，２７のパンチ面２７ｂ，２７ｂに突出部２７ｄ，２７ｄが設けられている点でプレス成形装置２１と異なるが、他の点については実施の形態１におけると同様であるので同一の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
第１加工ステップ及び第２加工ステップを経て製造された二次中間成形品１４’は、第３加工ステップとして、まず、一構成壁部１５が下向きとなるように第三加圧パンチ部材２７，２７の対向空間２８の中心位置にセットされる（図２４）。この状態から矢印Ａ１で示すように上型２３を下降させると、駆動部材２９，２９のテーパー部２９ａ，２９ａが第三加圧パンチ部材２７，２７のテーパー部２７ａ，２７ａに係合し、第三加圧パンチ部材２７，２７が図示を略す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同じ速さＶ３で駆動される（図２５）。これにより、第三加圧パンチ部材２７，２７のパンチ面２７ｂ，２７ｂが屈曲部３１ａ，３１ｂに同時に当接し、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂ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。
【００７１】
第三加圧パンチ部材２７，２７が互いに接近する方向にさらに駆動されると、一構成壁部１５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し、上面構成壁部５が形成される。このとき、屈曲部３１ａ，３１ｂがパンチ面２７ｂ，２７ｂに対して上方にずれながら隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂが起立し、側面構成壁部３，４が形成されるとともに、一構成壁部１５が第三固定プレート２４に当接して第三固定プレート２４から反力を受け、最終的には平坦状となって底面構成壁部２が形成される（図２６）。また、側面構成壁部３，４には、突出部２７ｄ，２７ｄにより内側に向かって凸となるように凸部３ａ，４ａが形成される。
【００７２】
続いて、第４加工ステップとして上型２３をさらに下降させると、第三加圧パンチ部材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、第三加圧パンチ部材２７，２７がその位置に停止する。この状態で上型２３を下降させると、第四加圧パンチ部材３０が上面構成壁部５に当接して上面構成壁部５が加圧され、底面構成壁部２及び上面構成壁部５の平面性がより高められる（図２７）。
【００７３】
そして、上型２３を上昇させて下型２２と分離させると、第三加圧パンチ部材２７，２７が再度互いに離反する方向に移動して、図２８及び図２９に示すパイプ体１’を得る。このパイプ体１’の凸部３ａ，４ａは、スプリングバック力によって図３０に鎖線で示す形状に戻ろうとする傾向があり、この側面構成壁部３，４に残留したスプリングバック力ｆ２によって端面５ｃ，５ｄの密着状態は維持される。
【００７４】
この実施の形態に係るパイプ体の製造方法においても、上記実施の形態２におけると同様に、第４加工ステップにおいて上面構成壁部５が加圧されても加圧力が塑性変形部６ｆに吸収され、側面構成壁部３，４及びネジ穴６ａの変形が防止される。
【００７５】
［実施の形態４］
本実施の形態は、上記各実施の形態で製造されたパイプ体が画像形成装置のフレームとして使用される例を示す。図３１に示すように、その画像形成装置３２は、用紙Ｐに画像形成を行う画像形成部３３と、画像形成された用紙Ｐを搬送する搬送部３４と、その画像形成部３３や搬送部３４等を支持するフレーム３５とを備えている。フレーム３５には上記各実施の形態で製造されたパイプ体１又はパイプ体１’が用いられ、これによりコストの低減が図られている。
【００７６】
【実施例】
以下では、塑性変形部の効果を示すべく具体的な実施例を説明する。
【００７７】
図３２及び図３３は、本実施例において検討したモデルを示す。図３２は、隣接面構成壁部１６ａ（又は隣接面構成壁部１６ｂ）を切り出したものに相当する板体３６を示し、直径８ｍｍのネジ穴６ａと、凸側がＲ２．４、凹側がＲ１．２のビード加工による塑性変形部６ｆとが設けられている。一方、図３３は、塑性変形部６ｆを有しない点以外は板体３６と同様な構成の板体３７を示す。板体３６，３７には、図３４、図３５に示すように、その一端側（底面構成壁部２の側）を固定した状態で他端側（上面構成壁部５の側）に２０ｋＮの荷重が加えられるとし、このときの変形状況及び応力分布状況を解析ソフト（DesignSpace ver.6：ANSYS INC.）により解析すると図３６乃至図３９に示すような結果を得られる。
【００７８】
図３６は、板体３６におけるネジ穴６ａの周面各部の荷重方向に沿った変形量（変位量）を示す。その周面の外面側（同図における上面側）の部分はＹ方向に０．０７４×１０-3ｍ以上変位し（最大変位量は図中の「Ｍａｘ」の箇所における０．１０９×１０-3ｍ）、周面の内面側（同図における下面側）の部分はＹ方向に−０．１７０×１０-3ｍ以上変位している（最大変位量は図中の「Ｍｉｎ」の箇所における−０．２０５×１０-3ｍ）。図３７は、板体３７におけるネジ穴６ａの周面各部の荷重方向に沿った変形量を示し、その周面の外面側の部分はＹ方向に０．１７４×１０-3ｍ以上変位し（最大変位量は図中の「Ｍａｘ」の箇所における０．２３２×１０-3ｍ）、周面の内面側の部分はＹ方向に−０．２２９×１０-3ｍ以上変位している（最大変位量は図中の「Ｍｉｎ」の箇所における−０．２８７×１０-3ｍ）。
【００７９】
また、図３８は、板体３６における各部の応力分布を示す。分布応力は塑性加工部６ｆ及びそのＹ方向に沿った隣接部分において総じて高く、この応力集中領域では１．９２０×１０9Ｐａ以上の応力が作用し（最大応力は図中の「Ｍａｘ」の箇所における２．８６１×１０9Ｐａ）、ネジ穴６ａの周囲に作用する応力は０．９７９×１０9Ｐａ以下、上記一端側に作用する応力は０．６６６×１０9Ｐａ以下（最小応力は図中の「Ｍａｘ」の箇所における０．０３８×１０9Ｐａ）となっている。図３９は、板体３７における各部の応力分布を示し、分布応力はネジ穴６ａの周囲で相対的に高く、この領域では１．７６９×１０9Ｐａ以上の応力が作用し（最大応力は図中の「Ｍａｘ」の箇所における３．９４１×１０9Ｐａ）、上記一端側に作用する応力は０．９００×１０9Ｐａ以下（最小応力は図中の「Ｍａｘ」の箇所における０．０３１×１０-9Ｐａ）となっている。
【００８０】
板体３６，３７に作用させる荷重を１０ｋＮ、５ｋＮ、３ｋＮと変化させて上記同様の解析を行い、Ｙ方向についての正の最大変位量と負の最大変位量との差を求めると、板体３６についての差の値Ｍ１と板体３７についての差の値Ｍ２とはそれぞれ表１及び図４０に示すようになる。
【００８１】
【表１】
これらの結果より、隣接面構成壁部１６ａ（又は隣接面構成壁部１６ｂ）に塑性加工部６ｆが設けられている方が荷重に対して変形が穏やかであることがわかり、ネジ穴６ａの周面の変形量も小さいことがわかる。このことは、図３８においてネジ穴６ａの周面に応力が集中しているのに対し、図３７において塑性加工部６ｆに応力が吸収され、ネジ穴６ａ周囲の応力が抑えられていることにも対応し、ビード加工による塑性加工部６ｆが高精度なパイプ体を製造する際に極めて有効に機能していると言える。
【００８２】
なお、本発明は上述した各実施の形態に限られるものではなく、例えば上記各実施の形態では塑性加工部６ｆを二次中間成形品及びパイプ体の外側に向かって凸としたが、それを内側に向かって凸としてもよい。このように構成することにより、既存のプレス成形装置を用いて二つの隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂに左右の金型（加圧パンチ部材）から外力を加えようとした場合に、塑性加工部６ｆが金型と干渉せず、この干渉を回避するための改造等を金型に施す必要がない。また、パイプ体の完成時に塑性加工部６ｆが外側に突出しないので、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂにより構成される側面構成壁部３，４に他の部材を当接させる場合であっても、塑性加工部６ｆがその部材に当たらず当接を阻害しない。
【００８３】
また、塑性加工部６ｆは外力を吸収するのであれば必ずしもビード加工により形成されなくてもよく、また、折曲線６ｃ，６ｄに直交させなくても、あるいは折曲線６ｃ，６ｄに沿ってネジ穴６ａの前方及び後方の双方に設けなくてもかまわない。但し、塑性加工部６ｆを折曲線６ｃ，６ｄに直交させることにより隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂの強度を効率的に高めることができ、塑性加工部６ｆを折曲線６ｃ，６ｄに沿ってネジ穴６ａの前方及び後方の双方に設けることによりネジ穴６ａの変形をより一層防止することができる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、請求項２、請求項７のいずれかに係る発明によれば、中間成形品を成形する加工ステップにおいて折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が隣接面構成壁部に形成されるので、後のスプリングバック力を残留させる加工ステップにおいて一構成壁部の湾曲部分に外力が加えられても、この外力が塑性変形部に吸収されてパイプ体の隣接面構成壁部により構成される面の変形が防止され、たとえその面に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
特に、中間成形品を成形する加工ステップにおいて隣接面構成壁部に穴部が形成されるとともに、その隣接面構成壁部上で折曲線に沿って穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように塑性加工部が形成されるので、隣接面構成壁部においてプレス加工時の外力が塑性変形部に集まり穴部の変形が防止され、たとえその穴部に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
【００８５】
請求項３、請求項４、請求項８、請求項９のいずれかに係る発明によれば、中間成形品を成形する加工ステップにおいて折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が隣接面構成壁部に形成されるので、後の加工ステップにおいて互いに密着した一対の辺同士の接合部を含む面又は一構成壁部により構成される面が加圧されても、この外力（加圧力）が塑性変形部に吸収されてパイプ体の隣接面構成壁部により構成される面の変形が防止され、たとえその面に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
特に、中間成形品を成形する加工ステップにおいて隣接面構成壁部に穴部が形成されるとともに、その隣接面構成壁部上で折曲線に沿って穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように塑性加工部が形成されるので、隣接面構成壁部においてプレス加工時の外力が塑性変形部に集まり穴部の変形が防止され、たとえその穴部に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
【００８７】
請求項５又は請求項１０に係る発明によれば、塑性加工部が穴部の近傍に形成されるので、隣接面構成壁部において穴部近傍に生じる応力が塑性変形部の方に集まり、穴部の変形が効果的に防止される。
【００８８】
請求項６又は請求項１１に係る発明によれば、塑性加工部が折曲線に沿って穴部の前方及び後方に位置するように形成されるので、穴部の前方及び後方の双方で外力が吸収されることとなり、塑性加工部が穴部の前方又は後方のいずれか一方のみに形成される場合に比べて穴部の変形がより一層防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係るパイプ体を示す斜視図である。
【図２】図１のパイプ体を示す正面図である。
【図３】図１、図２のパイプ体の製造に用いる金属プレートを示す平面図である。
【図４】実施の形態１に係る一次中間成形品を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図５】図４の一次中間成形品の成形に用いるプレス装置を示し、（ａ）は金属プレートを可動プレートに載置した状態の説明図、（ｂ）はその金属プレートを加圧した状態の説明図である。
【図６】実施の形態１に係る二次中間成形品を示す正面図であり、（ａ）はその全体図、（ｂ）は部分拡大図である。
【図７】図６の二次中間成形品を示す斜視図である。
【図８】図６、図７の二次中間成形品の成形に用いるプレス装置を示し、（ａ）は一次中間成形品を可動プレートに載置した状態の説明図、（ｂ）はその一次中間成形品を加圧した状態の説明図である。
【図９】二次中間成形品及びその成形に用いるプレス装置の他の例を示す説明図である。
【図１０】一構成壁部に対して隣接面構成壁部が大きい場合の二次中間成形品の例を示す正面図である。
【図１１】二次中間成形品の成形に用いるプレス装置のさらに他の例を示す説明図である。
【図１２】図１１のプレス装置により成形された二次中間成形品を示す正面図である。
【図１３】図６、図７の二次中間成形品をプレス成形装置にセットした状態を示す説明図である。
【図１４】図１３のプレス成形装置にセットした二次中間成形品の屈曲部に第三加圧パンチ部材が当接した状態を示す説明図である。
【図１５】図１３のプレス成形装置において第三加圧パンチ部材の駆動が完了した状態を示す説明図である。
【図１６】図１３のプレス成形装置において第四加圧パンチ部材が上面構成壁部を加圧した状態を示す説明図である。
【図１７】図１、図２のパイプ体に生じるスプリングバックを説明するための模式図である。
【図１８】実施の形態２に係るプレス成形装置に二次中間成形品をセットした状態を示す説明図である。
【図１９】図１８のプレス成形装置にセットした二次中間成形品の屈曲部に第三加圧パンチ部材が当接した状態を示す説明図である。
【図２０】図１８のプレス成形装置において二次中間成形品の一構成壁部の外側への膨出が阻止されている状態を示す説明図である。
【図２１】図１８のプレス成形装置において第三加圧パンチ部材の駆動が完了した状態を示す説明図である。
【図２２】図１８のプレス成形装置において第四加圧パンチ部材が上面構成壁部を加圧した状態を示す説明図である。
【図２３】プレス成形装置の他の例を示す説明図である。
【図２４】実施の形態３に係るプレス成形装置に二次中間成形品をセットした状態を示す説明図である。
【図２５】図２４のプレス成形装置にセットした二次中間成形品の屈曲部に第三加圧パンチ部材が当接した状態を示す説明図である。
【図２６】図２４のプレス成形装置において第三加圧パンチ部材の駆動が完了した状態を示す説明図である。
【図２７】図２４のプレス成形装置において第四加圧パンチ部材が上面構成壁部を加圧した状態を示す説明図である。
【図２８】実施の形態３に係るパイプ体を示す斜視図である。
【図２９】図２８のパイプ体を示す正面図である。
【図３０】図２８、図２９のパイプ体に生じるスプリングバックを説明するための模式図である。
【図３１】本発明に係るパイプ体がフレームに用いられた画像形成装置を示す説明図である。
【図３２】本発明の実施例に係る板体の形状を示す説明図である。
【図３３】図３２の板体に対する比較例としての板体の形状を示す説明図である。
【図３４】図３２の板体に対するシミュレーション条件を示し、（ａ）は荷重箇所を示す説明図、（ｂ）は固定箇所を示す説明図である。
【図３５】図３３の板体に対するシミュレーション条件を示し、（ａ）は荷重箇所を示す説明図、（ｂ）は固定箇所を示す説明図である。
【図３６】図３４の条件下における変形状況を示す説明図である。
【図３７】図３５の条件下における変形状況を示す説明図である。
【図３８】図３４の条件下における応力分布状況を示す説明図である。
【図３９】図３５の条件下における応力分布状況を示す説明図である。
【図４０】図３２、図３３の各板体について荷重と変位量差との関係を示すグラフである。
【図４１】従来のパイプ体の製造方法を示し、（ａ）は金属プレートを、（ｂ）は（ａ）の金属プレートを折り曲げて成形される中間成形品を、（ｃ）は（ｂ）の中間成形品をプレス成形装置にセットした状態を、（ｄ）は（ｃ）の中間成形品を左右から加圧する状態を、（ｅ）は（ｄ）の後に上下から加圧する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１’ パイプ体
５ｅ 合わせ目（接合部）
６ 金属プレート
６ａ ネジ穴（穴部）
６ｃ，６ｄ 折曲線
６ｅ，６ｅ 一対の辺
６ｆ 塑性加工部
１４，１４’ 二次中間成形品（中間成形品）
１５ 一構成壁部
１６ａ，１６ｂ 隣接面構成壁部
３２ 画像形成装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属プレートを曲げ加工することによって断面が矩形状のパイプ体を製造するパイプ体の製造方法、そのパイプ体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
断面が矩形状のパイプ体を製造する従来の技術として、出願人が特開２００１−２８６９３４号公報等において既に提案したものがある。同公報等では、図４１に示すように、まず互いに平行な一対の辺４０ａ，４０ｂを有する金属プレート４０（図４１（ａ））を折り曲げることにより、中間成形品４１（図４１（ｂ））を成形する。この中間成形品４１は、パイプ体の断面形状である矩形の各辺に対応する面のうち一対の辺同士４０ａ，４０ｂの接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部４２，４３ａ，４３ｂを有し、これらの中央にある一構成壁部４２と一構成壁部４２に隣接する二つの隣接面構成壁部４３ａ，４３ｂとのなす各角度θ2は鈍角で一対の辺同士４０ａ，４０ｂは離間状態にある。
【０００３】
次に、その中間成形品４１の二つの隣接面構成壁部４３ａ，４３ｂに外力を加え、一構成壁部４２を外側に向かって膨出するように湾曲させるとともに一対の辺４０ａ，４０ｂを密着させる（図４１（ｃ），（ｄ））。そして、この一対の辺４０ａ，４０ｂの接合部４４を含む面４５を加圧することにより一構成壁部４２の湾曲部分に外力Ｆを加え、一構成壁部４２を平坦状に変形させてパイプ体４６を得ていた（図４１（ｅ））。
【０００４】
このパイプ体の製造技術により、一対の辺４０ａ，４０ｂの密着状態を維持するスプリングバック力が一構成壁部４２により構成される（パイプ体４６の）面４７に残留し、一対の辺４０ａ，４０ｂを溶接することなく密着させることが可能となった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、面４５を加圧する等により一構成壁部４２に外力Ｆを加えるのは、上述のように一構成壁部４２を平坦状に変形させるため、ときには面４５や面４７の平面性をより高めるためであるが、このとき金属プレート４０の材料硬度のばらつきが原因で外力Ｆに対する隣接面構成壁部４３ａ，４３ｂの強度が不足したり、加工条件のばらつきにより面４５を加圧する金型４８の下死点位置が想定位置よりも下になって外力Ｆが過大に作用したりすることがあり、パイプ体４６において隣接面構成壁部４３ａ，４３ｂにより構成される面４９，５０に座屈のような変形が生じることがある。このような変形は、特に面４９，５０自体に精度が要求される場合や、面４９，５０に高い寸法精度で穴部を形成することが求められる場合には、製品の良否を分けるので検査を行う必要がある。
【０００６】
しかしながら、そのような変形は必ずしも定常的に発生するわけではなく、同一ロットにおいても発生が確認される場合と確認されない場合とがあるので、上記のように高精度な製品を製造する場合には、完成品の全数検査が必要となってコストアップを招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、パイプ体を構成する面のプレス加工時の外力による変形を防止し、その面又はこれに形成される穴部に高精度が要求される場合であっても全数検査に伴うコストアップを抑制することができるパイプ体の製造技術を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより、断面が矩形状のパイプ体を製造するパイプ体の製造方法であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が鈍角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一構成壁部を外側に向かって膨出するように湾曲させるとともに、前記一対の辺同士を密着させる加工ステップと、
前記一構成壁部の湾曲部分に外力を加えて前記一構成壁部を平坦状に変形させ、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップとを有し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部を前記隣接面構成壁部に形成し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部を形成するとともに、前記塑性加工部を前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように形成することを特徴とするパイプ体の製造方法。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記スプリングバック力を残留させる加工ステップにおいて、互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面を加圧することにより、前記一構成壁部の湾曲部分に外力を加えて前記一構成壁部を平坦状に変形させることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより、断面が矩形状のパイプ体を製造するパイプ体の製造方法であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が鈍角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一対の辺同士を密着させるとともに、外側に向かって膨出しようとする前記一構成壁部の湾曲を阻止して該一構成壁部を平坦状に保つことにより、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップと、
互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面又は前記一構成壁部により構成される面を加圧する加工ステップとを有し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部を前記隣接面構成壁部に形成し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部を形成するとともに、前記塑性加工部を前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように形成することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより、断面が矩形状のパイプ体を製造するパイプ体の製造方法であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣 接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が直角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一対の辺同士を密着させるとともに、内側に向かって凸となる凸部を前記矩形のいずれかの辺に対応する面に位置するように形成することにより、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップと、
互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面又は前記一構成壁部により構成される面を加圧する加工ステップとを有し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部を前記隣接面構成壁部に形成し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部を形成するとともに、前記塑性加工部を前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように形成することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記塑性加工部を前記穴部の近傍に形成することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記塑性加工部を前記折曲線に沿って前記穴部の前方及び後方に位置するように形成することを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより製造された断面が矩形状のパイプ体であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が鈍角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一構成壁部を外側に向かって膨出するように湾曲させるとともに、前記一対の辺同士を密着させる加工ステップと、
前記一構成壁部の湾曲部分に外力を加えて前記一構成壁部を平坦状に変形させ、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップとを経て製造され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が前記隣接面構成壁部に形成され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部が形成されるとともに、前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように前記塑性加工部が形成されたことを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより製造された断面が矩形状のパイプ体であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が鈍角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一対の辺同士を密着させるとともに、外側に向かって膨出しようとする前記一構成壁部の湾曲を阻止して該一構成壁部を平坦状に保つことにより、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップと、
互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面又は前記一構成壁部により構成され る面を加圧する加工ステップとを経て製造され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が前記隣接面構成壁部に形成され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部が形成されるとともに、前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように前記塑性加工部が形成されたことを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより製造された断面が矩形状のパイプ体であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が直角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一対の辺同士を密着させるとともに、内側に向かって凸となる凸部を前記矩形のいずれかの辺に対応する面に位置するように形成することにより、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップと、
互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面又は前記一構成壁部により構成される面を加圧する加工ステップとを経て製造され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が前記隣接面構成壁部に形成され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部が形成されるとともに、前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように前記塑性加工部が形成されたことを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記塑性加工部が前記穴部の近傍に形成されたことを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載の前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記塑性加工部が前記折曲線に沿って前記穴部の前方及び後方に位置するように形成されたことを特徴とする。
【００２９】
請求項１、請求項２、請求項７のいずれかに係る発明によれば、中間成形品を成形する加工ステップにおいて折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が隣接面構成壁部に形成されるので、後のスプリングバック力を残留させる加工ステップにおいて一構成壁部の湾曲部分に外力が加えられても、この外力が塑性変形部に吸収されてパイプ体の隣接面構成壁部により構成される面の変形が防止され、たとえその面に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
特に、中間成形品を成形する加工ステップにおいて隣接面構成壁部に穴部が形成されるとともに、その隣接面構成壁部上で折曲線に沿って穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように塑性加工部が形成されるので、隣接面構成壁部においてプレス加工時の外力が塑性変形部に集まり穴部の変形が防止され、たとえその穴部に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
【００３０】
請求項３、請求項４、請求項８、請求項９のいずれかに係る発明によれば、中間成形品を成形する加工ステップにおいて折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が隣接面構成壁部に形成されるので、後の加工ステップにおいて互いに密着した一対の辺同士の接合部を含む面又は一構成壁部により構成される面が加圧されても、この外力（加圧力）が塑性変形部に吸収されてパイプ体の隣接面構成壁部により構成される面の変形が防止され、たとえその面に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
特に、中間成形品を成形する加工ステップにおいて隣接面構成壁部に穴部が形成されるとともに、その隣接面構成壁部上で折曲線に沿って穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように塑性加工部が形成されるので、隣接面構成壁部においてプレス加工時の外力が塑性変形部に集まり穴部の変形が防止され、たとえその穴部に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
【００３２】
請求項５又は請求項１０に係る発明によれば、塑性加工部が穴部の近傍に形成されるので、隣接面構成壁部において穴部近傍に生じる応力が塑性変形部の方に集まり、穴部の変形が効果的に防止される。
【００３３】
請求項６又は請求項１１に係る発明によれば、塑性加工部が折曲線に沿って穴部の前方及び後方に位置するように形成されるので、穴部の前方及び後方の双方で外力が吸収されることとなり、塑性加工部が穴部の前方又は後方のいずれか一方のみに形成される場合に比べて穴部の変形がより一層防止される。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３９】
［実施の形態１］
図１は本発明に係る断面矩形状のパイプ体の概略構成を示す斜視図であり、図２はそのパイプ体の断面形状を示す正面図である。このパイプ体１は、図２に示す矩形の各辺に対応する四つの面として、底面構成壁部２、底面構成壁部２に隣接する一対の側面構成壁部３，４、及び底面構成壁部２に対向する上面構成壁部５を有する。上面構成壁部５は一対の合わせ目構成壁部５ａ，５ｂがそれぞれの端面５ｃ，５ｄで互いに密着してなり、上面構成壁部５の中央には合わせ目（接合部）５ｅが形成されている。
【００４０】
このパイプ体１は、図３に示す互いに平行な一対の辺６ｅ，６ｅを有する矩形状の金属プレート６を素材として、プレス加工により成形される。この金属プレート６の材質としては、塑性加工に用い得るものであれば鉄、銅、アルミニウム、ステンレス鋼等のいずれでもよいが、ここでは鉄が用いられている。金属プレート６には、側面構成壁部３，４に対応する箇所に位置するように機能上必要なネジ穴６ａ，６ａが高精度に形成されている。本実施の形態では、ネジ穴６ａ，６ａはパイプ体１を画像形成装置のフレームとして用いる際に取付用の係合部（パイプ体１に他のパイプ体等を取り付ける場合に、又はパイプ体１を他の部材に取り付ける場合に用いられる係合部）として使用される。
【００４１】
また、側面構成壁部３，４に対応する箇所には、一対の辺６ｅ，６ｅと同方向に延びる折曲線６ｃ，６ｃ及び折曲線６ｄ，６ｄに沿ってネジ穴６ａの前方及び後方に位置するように、塑性変形部６ｆが設けられている。塑性変形部６ｆは、ネジ穴６ａの近傍で折曲線６ｃ，６ｄと直交する方向に延びるように、金属プレート６をビード加工により塑性変形させて形成されている。塑性変形部６ｆの長手方向端部は折曲線６ｃ，６ｄの近傍にまで延び、塑性変形部６ｆはその折曲線６ｃ，６ｄと直交する方向に沿ってネジ穴６ａの直径全体に及んでいる。
【００４２】
上記プレス加工においては、まず、第１加工ステップとして、金属プレート６の辺部６ｂ，６ｂを折曲線６ｃ，６ｃに沿って直角（９０°）に折り曲げ、塑性変形部６ｆが凸状に突出している側と逆の側に起立させる。これにより、その辺部６ｂ，６ｂが一対の合わせ目構成壁部５ａ，５ｂをなし、図４に示す断面凹状の一次中間成形品８が成形される。なお、図４において符号９は後に折曲線６ｄ，６ｄを基準に折り曲げられる未折曲部であり、金属プレート６の幅方向の寸法Ｌ、折曲線６ｃ，６ｃ及び折曲線６ｄ，６ｄの位置は、プレス加工による金属の伸び量を考慮して決定されている。
【００４３】
この一次中間成形品８のプレス加工には、例えば図５に示すプレス装置１０を使用する。プレス装置１０は第一固定プレート１１と第一加圧パンチ部材１２と可動プレート１２’とから概略構成され、第一固定プレート１１には一次中間成形品８の外形状（合わせ目構成壁部５ａ，５ｂの外形状）に対応する形状の周壁１１ａに囲まれてなる凹所１３が設けられている。また、第一加圧パンチ部材１２は一次中間成形品８の内形状に対応する形状を有し、凹所１３に対して図示を略す油圧シリンダ装置により上下動するようになっている。可動プレート１２’は第一加圧パンチ部材１２の上下動に伴い第一固定プレート１１の周壁１１ａに対して摺動するように、図示を略す他の油圧シリンダ装置に接続されている。
【００４４】
その第一加圧パンチ部材１２及び可動プレート１２’が上方に位置する状態で固定プレート１１よりもＨだけ高い位置にある可動プレート１２’上に金属プレート６を載置し（図５（ａ））、第一加圧パンチ部材１２を下降させてこれと可動プレート１２’とで金属プレート６を挟持し加圧することにより、一次中間成形品８が成形される（図５（ｂ））。金属プレート６を可動プレート１２’上に載置する際には、塑性変形部６ｆが下向きとなるように（下方に向かって凸となるように）セットし、第一固定プレート１１は塑性変形部６ｆを潰してしまわないように形状設計されている。
【００４５】
次いで、第２加工ステップとして、折曲線６ｄ，６ｄに沿って一次中間成形品８の未折曲部９を折り曲げるとともに、その折曲線６ｄ，６ｄに挟まれる部分を上方に向かって凸となるように湾曲させ、後に底面構成壁部２を構成する一構成壁部１５と、側面構成壁部３を構成する隣接面構成壁部１６ａと、側面構成壁部４を構成する隣接面構成壁部１６ｂとを形成する。これにより、図６、図７に示すように、中間成形品としての二次中間成形品１４が成形される。
【００４６】
二次中間成形品１４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，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１６ａ又は隣接面構成壁部１６ｂに隣接している。平坦部１５ａと隣接面構成壁部１６ａ又は隣接面構成壁部１６ｂとのなす角度θ1は、パイプ体１の断面形状における対応する角度、すなわち、底面構成壁部２と側面構成壁部３又は側面構成壁部４とのなす角度であるθ（＝９０°）よりも大きい鈍角であり、この一構成壁部１５の形状に起因して一対の辺６ｅ，６ｅ同士（端面５ｃ，５ｄ）は離間状態にある。
【００４７】
二次中間成形品１４のプレス加工には、例えば図８に示すプレス装置１７を使用する。プレス装置１７は、凹所１８を有する第二固定プレート１９と、第二加圧パンチ部材２０と、可動プレート２０’とから概略構成されている。凹所１８は二次中間成形品１４の外形状（隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂの外形状）に対応する形状の周壁１９ａに囲まれてなる。この周壁１９ａ及び第二固定プレート１９の上面１９ｂには図示を略す逃げ部が形成され、後述のように一次中間成形品８がプレス加工される際に塑性変形部６ｆがその逃げ部に位置して潰されないようになっている。
【００４８】
第二加圧パンチ部材２０は凹所１８に対して図示を略す油圧シリンダ装置により上下動し、その下部には二次中間成形品１４の一構成壁部１５の内形状と隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂの下部内形状とに対応する形状のパンチ部２０ａが設けられている。可動プレート２０’は第二加圧パンチ部材２０の上下動に伴い第二固定プレート１９に対して摺動するように、図示を略す他の油圧シリンダ装置に接続されている。この可動プレート２０’の上面２０ａ’は、二次中間成形品１４の一構成壁部１５の外形状と対応する形状に仕上げられている。
【００４９】
その第二加圧パンチ部材２０及び可動プレート２０’が上方に位置する状態で固定プレート１９よりもＨ’だけ高い位置にある可動プレート２０’上に一次中間成形品８を載置し（図８（ａ））、第二加圧パンチ部材２０を下降させて一次中間成形品８の凹状内部に進入させ、第二加圧パンチ部材２０のパンチ部２０ａ及び可動プレート２０’の上面２０ａ’により未折曲部９を挟持し加圧することによって、二次中間成形品１４が成形される（図８（ｂ））。この二次中間成形品１４のプレス装置１７からの取外しは、第二加圧パンチ部材２０を上昇させて加圧状態を解除した後に、二次中間成形品１４を長手方向（図８における紙面垂直方向）に引き抜くことによって行う。但し、例えば図９に示すように一構成壁部１５の湾曲を大きくした場合や、図１０に示すように一構成壁部１５に対する隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂの長さの割合が大きい場合には、第二加圧パンチ部材２０を上昇させるだけでこれを一対の辺６ｅ，６ｅの間を通して引き抜くことができる。これにより、二次中間成形品１４を長手方向に引き抜くという作業工程を省くことができ、成形作業の効率化、作業スペースの狭小化を図ることができる。
【００５０】
なお、図１１に示すプレス装置を使用することによって、図１２に示す一構成壁部１５が平坦な（湾曲していない）二次中間成形品を成形してもよいが、パイプ体１が完成したときの底面構成壁部２の平坦性を考慮すると、あるいは、二次中間成形品１４のプレス装置１７からの取外しが第二加圧パンチ部材２０を上昇させるだけで済むことを考慮すると、一構成壁部１５は図６、図７に示すように湾曲していることが好ましい。但し、図６、図７では湾曲状態にある一構成壁部１５は平坦部１５ａ，１５ｂと湾曲部１５ｃとからなっているが、湾曲の態様はこれに限られるものではない。
【００５１】
次に、その二次中間成形品１４を完成品としてのパイプ体１に成形するために、図１３に示すプレス成形装置２１を使用する。このプレス成形装置２１は下型２２と上型２３とから概略構成され、下型２２は第三固定プレート２４を有し、上型２３は図示を略すシリンダ装置により上下動する可動プレート２５を有している。
【００５２】
第三固定プレート２４には一対のストッパー部材２６，２６と、第三加圧パンチ部材２７，２７とが設けられている。この一対の第三加圧パンチ部材２７，２７は図１３中左右方向に延びる図示を略す摺動レール上にスライド可能に設けられ、図示を略すカム機構により互いに接近する方向又は離反する方向に連動して移動するようになっている。また、同図に示すように下型２２と上型２３とが分離している状態では、第三加圧パンチ部材２７，２７は図示を略すスプリング部材によって互いに離反する方向に付勢されている。
【００５３】
第三加圧パンチ部材２７，２７の互いに相対向する面には、二次中間成形品１４の隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂを加圧するパンチ面２７ｂ，２７ｂがそれぞれ形成されている。パンチ面２７ｂ，２７ｂは折曲線６ｃ，６ｄに沿って二次中間成形品１４の全長に渡り延在するわけではなく、後述のように二次中間成形品１４がプレス加工される際に塑性変形部６ｆがパンチ面２７ｂにより潰されないようになっている。
【００５４】
可動プレート２５には、第三加圧パンチ部材２７，２７を駆動するための駆動部材２９，２９が設けられるとともに、一対の合わせ目構成壁部５ａ，５ｂを加圧するための第四加圧パンチ部材３０が設けられている。駆動部材２９，２９の下部内側にはテーパー部２９ａ，２９ａが形成され、第三加圧パンチ部材２７，２７の上部外側にはテーパー部２９ａ，２９ａと係合するテーパー部２７ａ，２７ａが形成されている。
【００５５】
二次中間成形品１４は、第３加工ステップとして、まず、一構成壁部１５が下向きとなるように第三加圧パンチ部材２７，２７の対向空間２８の中心位置にセットされる（図１３）。この状態から矢印Ａ１で示すように上型２３を下降させると、駆動部材２９，２９のテーパー部２９ａ，２９ａが第三加圧パンチ部材２７，２７のテーパー部２７ａ，２７ａに係合し、第三加圧パンチ部材２７，２７が上記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同じ速さＶ１で駆動される（図１４）。これにより、第三加圧パンチ部材２７，２７のパンチ面２７ｂ，２７ｂが隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂとの境をなす屈曲部３１ａ，３１ｂに同時に当接し、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂ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。
【００５６】
第三加圧パンチ部材２７，２７が互いに接近する方向にさらに駆動されると、一構成壁部１５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し、上面構成壁部５が形成される（図１５）。このとき、一構成壁部１５と隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂとのなす角度は多少は小さくなるものの完全にはθ（＝９０°）とならず、一構成壁部１５が下方に向かって膨出してそれまでとは逆側に湾曲する。また、屈曲部３１ａ，３１ｂがパンチ面２７ｂ，２７ｂに対して上方に滑りながら隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂが起立し、側面構成壁部３，４が形成される。
【００５７】
続いて、第４加工ステップとして上型２３をさらに下降させると、第三加圧パンチ部材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、第三加圧パンチ部材２７，２７がその位置に停止する。この状態で上型２３を下降させると、第四加圧パンチ部材３０が上面構成壁部５に当接して上面構成壁部５が加圧され、一構成壁部１５が平坦となって底面構成壁部２が形成される（図１６）。
【００５８】
そして、上型２３を上昇させて下型２２と分離させると、第三加圧パンチ部材２７，２７が再度互いに離反する方向に移動して、完成したパイプ体１を得る。一般に、プレス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）が生じるため、パイプ体１の底面構成壁部２はそのスプリングバックに伴い発生する応力（スプリングバック力）によって図１７に鎖線で示すように湾曲面に戻ろうとする傾向があり、この底面構成壁部２に残留したスプリングバック力ｆ１によって端面５ｃ，５ｄの密着状態は維持される。
【００５９】
この実施の形態に係るパイプ体の製造方法では、二次中間成形品１４を成形する加工ステップ（第２加工ステップまでの加工工程）において、折曲線６ｃ，６ｄと交差する方向に延びる塑性加工部６ｆが隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂに形成されるので、後のスプリングバック力を残留させる加工ステップ（第４加工ステップ）において一構成壁部１５の湾曲部分に外力が加えられても、この外力が塑性変形部６ｆに吸収されてパイプ体１の側面構成壁部３，４の変形が防止される。
【００６０】
また、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂにネジ穴６ａが形成されるとともに、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂ上で折曲線６ｃ，６ｄに沿ってネジ穴６ａの前方及び後方に位置するように、かつ、ネジ穴６ａの上端６ａ’及び下端６ａ”（図１参照）よりも上方及び下方まで延びるように塑性加工部６ｆが形成されるので、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂにおいてプレス加工時の外力が塑性変形部６ｆの方に集まりネジ穴６ａの変形が防止され、ネジ穴６ａに高精度が要求されても全数検査を行う必要がなく、全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
【００６１】
特に、ここでは塑性加工部６ｆが折曲線６ｃ，６ｄと直交する方向に延びるように形成されるので、第四加圧パンチ部材３０の加圧に対する隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂの強度を効率的に高めることができ、その塑性加工部６ｆがネジ穴６ａの近傍に形成されるので、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂにおいてネジ穴１６ａ近傍に生じる応力が塑性変形部６ｆの方に集まりネジ穴６ａの変形が効果的に防止される。さらに、塑性加工部６ｆがビード加工により形成されるので、塑性加工部の形成を低コストかつ容易に行うことができる。
【００６２】
［実施の形態２］
本実施の形態に係るパイプ体の製造方法では、第３加工ステップにおいて、プレス成形装置２１の代わりに図１８に示すプレス成形装置２１’を用いる。このプレス成形装置２１’は、第三加圧パンチ部材２７，２７のパンチ面２７ｂ，２７ｂに摩擦係数の高い摩擦接触部材２７ｃ，２７ｃが設けられている点でプレス成形装置２１と異なるが、他の点については実施の形態１におけると同様であるので同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
第１加工ステップ及び第２加工ステップを経て製造された二次中間成形品１４は、第３加工ステップとして、まず、一構成壁部１５が下向きとなるように第三加圧パンチ部材２７，２７の対向空間２８の中心位置にセットされる（図１８）。この状態から矢印Ａ１で示すように上型２３を下降させると、駆動部材２９，２９のテーパー部２９ａ，２９ａが第三加圧パンチ部材２７，２７のテーパー部２７ａ，２７ａに係合し、第三加圧パンチ部材２７，２７が図示を略す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同じ速さＶ２で駆動される（図１９）。これにより、第三加圧パンチ部材２７，２７のパンチ面２７ｂ，２７ｂが屈曲部３１ａ，３１ｂに同時に当接し、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂ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。
【００６４】
第三加圧パンチ部材２７，２７が互いに接近する方向にさらに駆動されると、一構成壁部１５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し、上面構成壁部５が形成される。このとき、一構成壁部１５は下方に向かって膨出しようとするが、屈曲部３１ａ，３１ｂと摩擦接触部材２７ｃ，２７ｃとの最大静止摩擦力が大きいことにより、一構成壁部１５は第三固定プレート２４に当接した段階でそれ以上下方に膨出することができず、平坦状に保たれる。また、屈曲部３１ａ，３１ｂは一構成壁部１５が第三固定プレート２４から浮き上がらない程度の範囲内で摩擦接触部材２７ｃ，２７ｃに対して若干上方にずれ、これにより隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂが起立して側面構成壁部３，４が形成されるとともに、一構成壁部１５によって底面構成壁部２が形成される（図２０、図２１）。
【００６５】
続いて、第４加工ステップとして上型２３をさらに下降させると、第三加圧パンチ部材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、第三加圧パンチ部材２７，２７がその位置に停止する。この状態で上型２３を下降させると、第四加圧パンチ部材３０が上面構成壁部５に当接して上面構成壁部５が加圧され、底面構成壁部２及び上面構成壁部５の平面性がより高められる（図２２）。
【００６６】
そして、上型２３を上昇させて下型２２と分離させると、第三加圧パンチ部材２７，２７が再度互いに離反する方向に移動して、完成したパイプ体１を得る。このパイプ体１も、実施の形態１におけると同様に、底面構成壁部２に残留したスプリングバック力によって端面５ｃ，５ｄが密着している。
【００６７】
この実施の形態に係るパイプ体の製造方法では、二次中間成形品１４を成形する加工ステップ（第２加工ステップまでの加工工程）において、折曲線６ｃ，６ｄと交差する方向に延びる塑性加工部６ｆが隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂに形成されるので、後の加工ステップ（第４加工ステップ）において上面構成壁部５が加圧されても、この外力（加圧力）が塑性変形部６ｆに吸収されてパイプ体１の側面構成壁部３，４の変形が防止され、併せてネジ穴６ａの変形が防止される。
【００６８】
なお、プレス成形装置２１’には、二次中間成形品１４の浮き上がりを防止して一構成壁部１５の逆側への湾曲を阻止するために、図２３に示すように摩擦接触部材２７ｃ，２７ｃの代わりに係合突起２７ｃ’，２７ｃ’を設けてもよい。
【００６９】
［実施の形態３］
本実施の形態に係るパイプ体の製造方法では、第１加工ステップ及び第２加工ステップにおいて、一構成壁部１５と隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂとのなす角度がθ（＝９０°）の二次中間成形品１４’を成形する。また、第３加工ステップにおいて、プレス成形装置２１の代わりに図２４に示すプレス成形装置２１”を用いる。このプレス成形装置２１”は、第三加圧パンチ部材２７，２７のパンチ面２７ｂ，２７ｂに突出部２７ｄ，２７ｄが設けられている点でプレス成形装置２１と異なるが、他の点については実施の形態１におけると同様であるので同一の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
第１加工ステップ及び第２加工ステップを経て製造された二次中間成形品１４’は、第３加工ステップとして、まず、一構成壁部１５が下向きとなるように第三加圧パンチ部材２７，２７の対向空間２８の中心位置にセットされる（図２４）。この状態から矢印Ａ１で示すように上型２３を下降させると、駆動部材２９，２９のテーパー部２９ａ，２９ａが第三加圧パンチ部材２７，２７のテーパー部２７ａ，２７ａに係合し、第三加圧パンチ部材２７，２７が図示を略す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同じ速さＶ３で駆動される（図２５）。これにより、第三加圧パンチ部材２７，２７のパンチ面２７ｂ，２７ｂが屈曲部３１ａ，３１ｂに同時に当接し、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂ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。
【００７１】
第三加圧パンチ部材２７，２７が互いに接近する方向にさらに駆動されると、一構成壁部１５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し、上面構成壁部５が形成される。このとき、屈曲部３１ａ，３１ｂがパンチ面２７ｂ，２７ｂに対して上方にずれながら隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂが起立し、側面構成壁部３，４が形成されるとともに、一構成壁部１５が第三固定プレート２４に当接して第三固定プレート２４から反力を受け、最終的には平坦状となって底面構成壁部２が形成される（図２６）。また、側面構成壁部３，４には、突出部２７ｄ，２７ｄにより内側に向かって凸となるように凸部３ａ，４ａが形成される。
【００７２】
続いて、第４加工ステップとして上型２３をさらに下降させると、第三加圧パンチ部材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、第三加圧パンチ部材２７，２７がその位置に停止する。この状態で上型２３を下降させると、第四加圧パンチ部材３０が上面構成壁部５に当接して上面構成壁部５が加圧され、底面構成壁部２及び上面構成壁部５の平面性がより高められる（図２７）。
【００７３】
そして、上型２３を上昇させて下型２２と分離させると、第三加圧パンチ部材２７，２７が再度互いに離反する方向に移動して、図２８及び図２９に示すパイプ体１’を得る。このパイプ体１’の凸部３ａ，４ａは、スプリングバック力によって図３０に鎖線で示す形状に戻ろうとする傾向があり、この側面構成壁部３，４に残留したスプリングバック力ｆ２によって端面５ｃ，５ｄの密着状態は維持される。
【００７４】
この実施の形態に係るパイプ体の製造方法においても、上記実施の形態２におけると同様に、第４加工ステップにおいて上面構成壁部５が加圧されても加圧力が塑性変形部６ｆに吸収され、側面構成壁部３，４及びネジ穴６ａの変形が防止される。
【００７５】
［実施の形態４］
本実施の形態は、上記各実施の形態で製造されたパイプ体が画像形成装置のフレームとして使用される例を示す。図３１に示すように、その画像形成装置３２は、用紙Ｐに画像形成を行う画像形成部３３と、画像形成された用紙Ｐを搬送する搬送部３４と、その画像形成部３３や搬送部３４等を支持するフレーム３５とを備えている。フレーム３５には上記各実施の形態で製造されたパイプ体１又はパイプ体１’が用いられ、これによりコストの低減が図られている。
【００７６】
【実施例】
以下では、塑性変形部の効果を示すべく具体的な実施例を説明する。
【００７７】
図３２及び図３３は、本実施例において検討したモデルを示す。図３２は、隣接面構成壁部１６ａ（又は隣接面構成壁部１６ｂ）を切り出したものに相当する板体３６を示し、直径８ｍｍのネジ穴６ａと、凸側がＲ２．４、凹側がＲ１．２のビード加工による塑性変形部６ｆとが設けられている。一方、図３３は、塑性変形部６ｆを有しない点以外は板体３６と同様な構成の板体３７を示す。板体３６，３７には、図３４、図３５に示すように、その一端側（底面構成壁部２の側）を固定した状態で他端側（上面構成壁部５の側）に２０ｋＮの荷重が加えられるとし、このときの変形状況及び応力分布状況を解析ソフト（DesignSpace ver.6：ANSYS INC.）により解析すると図３６乃至図３９に示すような結果を得られる。
【００７８】
図３６は、板体３６におけるネジ穴６ａの周面各部の荷重方向に沿った変形量（変位量）を示す。その周面の外面側（同図における上面側）の部分はＹ方向に０．０７４×１０-3ｍ以上変位し（最大変位量は図中の「Ｍａｘ」の箇所における０．１０９×１０-3ｍ）、周面の内面側（同図における下面側）の部分はＹ方向に−０．１７０×１０-3ｍ以上変位している（最大変位量は図中の「Ｍｉｎ」の箇所における−０．２０５×１０-3ｍ）。図３７は、板体３７におけるネジ穴６ａの周面各部の荷重方向に沿った変形量を示し、その周面の外面側の部分はＹ方向に０．１７４×１０-3ｍ以上変位し（最大変位量は図中の「Ｍａｘ」の箇所における０．２３２×１０-3ｍ）、周面の内面側の部分はＹ方向に−０．２２９×１０-3ｍ以上変位している（最大変位量は図中の「Ｍｉｎ」の箇所における−０．２８７×１０-3ｍ）。
【００７９】
また、図３８は、板体３６における各部の応力分布を示す。分布応力は塑性加工部６ｆ及びそのＹ方向に沿った隣接部分において総じて高く、この応力集中領域では１．９２０×１０9Ｐａ以上の応力が作用し（最大応力は図中の「Ｍａｘ」の箇所における２．８６１×１０9Ｐａ）、ネジ穴６ａの周囲に作用する応力は０．９７９×１０9Ｐａ以下、上記一端側に作用する応力は０．６６６×１０9Ｐａ以下（最小応力は図中の「Ｍａｘ」の箇所における０．０３８×１０9Ｐａ）となっている。図３９は、板体３７における各部の応力分布を示し、分布応力はネジ穴６ａの周囲で相対的に高く、この領域では１．７６９×１０9Ｐａ以上の応力が作用し（最大応力は図中の「Ｍａｘ」の箇所における３．９４１×１０9Ｐａ）、上記一端側に作用する応力は０．９００×１０9Ｐａ以下（最小応力は図中の「Ｍａｘ」の箇所における０．０３１×１０-9Ｐａ）となっている。
【００８０】
板体３６，３７に作用させる荷重を１０ｋＮ、５ｋＮ、３ｋＮと変化させて上記同様の解析を行い、Ｙ方向についての正の最大変位量と負の最大変位量との差を求めると、板体３６についての差の値Ｍ１と板体３７についての差の値Ｍ２とはそれぞれ表１及び図４０に示すようになる。
【００８１】
【表１】
【００８２】
なお、本発明は上述した各実施の形態に限られるものではなく、例えば上記各実施の形態では塑性加工部６ｆを二次中間成形品及びパイプ体の外側に向かって凸としたが、それを内側に向かって凸としてもよい。このように構成することにより、既存のプレス成形装置を用いて二つの隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂに左右の金型（加圧パンチ部材）から外力を加えようとした場合に、塑性加工部６ｆが金型と干渉せず、この干渉を回避するための改造等を金型に施す必要がない。また、パイプ体の完成時に塑性加工部６ｆが外側に突出しないので、隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂにより構成される側面構成壁部３，４に他の部材を当接させる場合であっても、塑性加工部６ｆがその部材に当たらず当接を阻害しない。
【００８３】
また、塑性加工部６ｆは外力を吸収するのであれば必ずしもビード加工により形成されなくてもよく、また、折曲線６ｃ，６ｄに直交させなくても、あるいは折曲線６ｃ，６ｄに沿ってネジ穴６ａの前方及び後方の双方に設けなくてもかまわない。但し、塑性加工部６ｆを折曲線６ｃ，６ｄに直交させることにより隣接面構成壁部１６ａ，１６ｂの強度を効率的に高めることができ、塑性加工部６ｆを折曲線６ｃ，６ｄに沿ってネジ穴６ａの前方及び後方の双方に設けることによりネジ穴６ａの変形をより一層防止することができる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、請求項２、請求項７のいずれかに係る発明によれば、中間成形品を成形する加工ステップにおいて折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が隣接面構成壁部に形成されるので、後のスプリングバック力を残留させる加工ステップにおいて一構成壁部の湾曲部分に外力が加えられても、この外力が塑性変形部に吸収されてパイプ体の隣接面構成壁部により構成される面の変形が防止され、たとえその面に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
特に、中間成形品を成形する加工ステップにおいて隣接面構成壁部に穴部が形成されるとともに、その隣接面構成壁部上で折曲線に沿って穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように塑性加工部が形成されるので、隣接面構成壁部においてプレス加工時の外力が塑性変形部に集まり穴部の変形が防止され、たとえその穴部に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
【００８５】
請求項３、請求項４、請求項８、請求項９のいずれかに係る発明によれば、中間成形品を成形する加工ステップにおいて折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が隣接面構成壁部に形成されるので、後の加工ステップにおいて互いに密着した一対の辺同士の接合部を含む面又は一構成壁部により構成される面が加圧されても、この外力（加圧力）が塑性変形部に吸収されてパイプ体の隣接面構成壁部により構成される面の変形が防止され、たとえその面に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
特に、中間成形品を成形する加工ステップにおいて隣接面構成壁部に穴部が形成されるとともに、その隣接面構成壁部上で折曲線に沿って穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように塑性加工部が形成されるので、隣接面構成壁部においてプレス加工時の外力が塑性変形部に集まり穴部の変形が防止され、たとえその穴部に高精度が要求される場合であっても全数検査を回避することが可能で全数検査に伴うコストアップを抑制することができる。
【００８７】
請求項５又は請求項１０に係る発明によれば、塑性加工部が穴部の近傍に形成されるので、隣接面構成壁部において穴部近傍に生じる応力が塑性変形部の方に集まり、穴部の変形が効果的に防止される。
【００８８】
請求項６又は請求項１１に係る発明によれば、塑性加工部が折曲線に沿って穴部の前方及び後方に位置するように形成されるので、穴部の前方及び後方の双方で外力が吸収されることとなり、塑性加工部が穴部の前方又は後方のいずれか一方のみに形成される場合に比べて穴部の変形がより一層防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係るパイプ体を示す斜視図である。
【図２】図１のパイプ体を示す正面図である。
【図３】図１、図２のパイプ体の製造に用いる金属プレートを示す平面図である。
【図４】実施の形態１に係る一次中間成形品を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図５】図４の一次中間成形品の成形に用いるプレス装置を示し、（ａ）は金属プレートを可動プレートに載置した状態の説明図、（ｂ）はその金属プレートを加圧した状態の説明図である。
【図６】実施の形態１に係る二次中間成形品を示す正面図であり、（ａ）はその全体図、（ｂ）は部分拡大図である。
【図７】図６の二次中間成形品を示す斜視図である。
【図８】図６、図７の二次中間成形品の成形に用いるプレス装置を示し、（ａ）は一次中間成形品を可動プレートに載置した状態の説明図、（ｂ）はその一次中間成形品を加圧した状態の説明図である。
【図９】二次中間成形品及びその成形に用いるプレス装置の他の例を示す説明図である。
【図１０】一構成壁部に対して隣接面構成壁部が大きい場合の二次中間成形品の例を示す正面図である。
【図１１】二次中間成形品の成形に用いるプレス装置のさらに他の例を示す説明図である。
【図１２】図１１のプレス装置により成形された二次中間成形品を示す正面図である。
【図１３】図６、図７の二次中間成形品をプレス成形装置にセットした状態を示す説明図である。
【図１４】図１３のプレス成形装置にセットした二次中間成形品の屈曲部に第三加圧パンチ部材が当接した状態を示す説明図である。
【図１５】図１３のプレス成形装置において第三加圧パンチ部材の駆動が完了した状態を示す説明図である。
【図１６】図１３のプレス成形装置において第四加圧パンチ部材が上面構成壁部を加圧した状態を示す説明図である。
【図１７】図１、図２のパイプ体に生じるスプリングバックを説明するための模式図である。
【図１８】実施の形態２に係るプレス成形装置に二次中間成形品をセットした状態を示す説明図である。
【図１９】図１８のプレス成形装置にセットした二次中間成形品の屈曲部に第三加圧パンチ部材が当接した状態を示す説明図である。
【図２０】図１８のプレス成形装置において二次中間成形品の一構成壁部の外側への膨出が阻止されている状態を示す説明図である。
【図２１】図１８のプレス成形装置において第三加圧パンチ部材の駆動が完了した状態を示す説明図である。
【図２２】図１８のプレス成形装置において第四加圧パンチ部材が上面構成壁部を加圧した状態を示す説明図である。
【図２３】プレス成形装置の他の例を示す説明図である。
【図２４】実施の形態３に係るプレス成形装置に二次中間成形品をセットした状態を示す説明図である。
【図２５】図２４のプレス成形装置にセットした二次中間成形品の屈曲部に第三加圧パンチ部材が当接した状態を示す説明図である。
【図２６】図２４のプレス成形装置において第三加圧パンチ部材の駆動が完了した状態を示す説明図である。
【図２７】図２４のプレス成形装置において第四加圧パンチ部材が上面構成壁部を加圧した状態を示す説明図である。
【図２８】実施の形態３に係るパイプ体を示す斜視図である。
【図２９】図２８のパイプ体を示す正面図である。
【図３０】図２８、図２９のパイプ体に生じるスプリングバックを説明するための模式図である。
【図３１】本発明に係るパイプ体がフレームに用いられた画像形成装置を示す説明図である。
【図３２】本発明の実施例に係る板体の形状を示す説明図である。
【図３３】図３２の板体に対する比較例としての板体の形状を示す説明図である。
【図３４】図３２の板体に対するシミュレーション条件を示し、（ａ）は荷重箇所を示す説明図、（ｂ）は固定箇所を示す説明図である。
【図３５】図３３の板体に対するシミュレーション条件を示し、（ａ）は荷重箇所を示す説明図、（ｂ）は固定箇所を示す説明図である。
【図３６】図３４の条件下における変形状況を示す説明図である。
【図３７】図３５の条件下における変形状況を示す説明図である。
【図３８】図３４の条件下における応力分布状況を示す説明図である。
【図３９】図３５の条件下における応力分布状況を示す説明図である。
【図４０】図３２、図３３の各板体について荷重と変位量差との関係を示すグラフである。
【図４１】従来のパイプ体の製造方法を示し、（ａ）は金属プレートを、（ｂ）は（ａ）の金属プレートを折り曲げて成形される中間成形品を、（ｃ）は（ｂ）の中間成形品をプレス成形装置にセットした状態を、（ｄ）は（ｃ）の中間成形品を左右から加圧する状態を、（ｅ）は（ｄ）の後に上下から加圧する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１’ パイプ体
５ｅ 合わせ目（接合部）
６ 金属プレート
６ａ ネジ穴（穴部）
６ｃ，６ｄ 折曲線
６ｅ，６ｅ 一対の辺
６ｆ 塑性加工部
１４，１４’ 二次中間成形品（中間成形品）
１５ 一構成壁部
１６ａ，１６ｂ 隣接面構成壁部
３２ 画像形成装置
Claims (11)
- 互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより、断面が矩形状のパイプ体を製造するパイプ体の製造方法であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が鈍角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一構成壁部を外側に向かって膨出するように湾曲させるとともに、前記一対の辺同士を密着させる加工ステップと、
前記一構成壁部の湾曲部分に外力を加えて前記一構成壁部を平坦状に変形させ、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップとを有し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部を前記隣接面構成壁部に形成し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部を形成するとともに、前記塑性加工部を前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように形成することを特徴とするパイプ体の製造方法。 - 前記スプリングバック力を残留させる加工ステップにおいて、互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面を加圧することにより、前記一構成壁部の湾曲部分に外力を加えて前記一構成壁部を平坦状に変形させることを特徴とする請求項１に記載のパイプ体の製造方法。
- 互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより、断面が矩形状のパイプ体を製造するパイプ体の製造方法であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が鈍角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一対の辺同士を密着させるとともに、外側に向かって膨出しようとする前記一構成壁部の湾曲を阻止して該一構成壁部を平坦状に保つことにより、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップと、
互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面又は前記一構成壁部により構成される面を加圧する加工ステップとを有し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部を前記隣接面構成壁部に形成し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部を形成するとともに、前記塑性加工部を前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように形成することを特徴とするパイプ体の製造方法。 - 互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより、断面が矩形状のパイプ体を製造するパイプ体の製造方法であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が直角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一対の辺同士を密着させるとともに、内側に向かって凸となる凸部を前記矩形のいずれかの辺に対応する面に位置するように形成することにより、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップと、
互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面又は前記一構成壁部により構成される面を加圧する加工ステップとを有し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部を前記隣接面構成壁部に形成し、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部を形成するとともに、前記塑性加工部を前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように形成することを特徴とするパイプ体の製造方法。 - 前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記塑性加工部を前記穴部の近傍に形成することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のパイプ体の製造方法。
- 前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記塑性加工部を前記折曲線に沿って前記穴部の前方及び後方に位置するように形成することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のパイプ体の製造方法。
- 互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより製造された断面が矩形状のパイプ体であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が鈍角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一構成壁部を外側に向かって膨出するように湾曲させるとともに、前記一対の辺同士を密着させる加工ステップと、
前記一構成壁部の湾曲部分に外力を加えて前記一構成壁部を平坦状に変形させ、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップとを経て製造され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が前記隣接面構成壁部に形成され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部が形成されるとともに、前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように前記塑性加工部が形成されたことを特徴とするパイプ体。 - 互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより製造された断面が矩形状のパイプ体であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が鈍角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一対の辺同士を密着させるとともに、外側に向かって膨出しようとする前記一構成壁部の湾曲を阻止して該一構成壁部を平坦状に保つことにより、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップと、
互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面又は前記一構成壁部により構成される面を加圧する加工ステップとを経て製造され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が前記隣接面構成壁部に形成され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部が形成されるとともに、前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように前記塑性加工部が形成されたことを特徴とするパイプ体。 - 互いに平行な一対の辺を有する金属プレートを前記一対の辺と平行な折曲線に沿って折り曲げるとともに、前記一対の辺同士を接合させることにより製造された断面が矩形状のパイプ体であって、
前記矩形の各辺に対応する面のうち前記一対の辺同士の接合部を含まないものを構成する三つの構成壁部を有し、該三つの構成壁部の中央にある一構成壁部と該一構成壁部に隣接する二つの隣接面構成壁部とのなす各角度が直角で前記一対の辺同士が離間状態にある中間成形品を成形する加工ステップと、
前記二つの隣接面構成壁部に外力を加えて前記一対の辺同士を密着させるとともに、内側に向かって凸となる凸部を前記矩形のいずれかの辺に対応する面に位置するように形成することにより、前記一対の辺同士の密着状態を維持するスプリングバック力を残留させる加工ステップと、
互いに密着した前記一対の辺同士の接合部を含む面又は前記一構成壁部により構成される面を加圧する加工ステップとを経て製造され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記折曲線と交差する方向に延びる塑性加工部が前記隣接面構成壁部に形成され、
前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記二つの隣接面構成壁部の少なくとも一方に穴部が形成されるとともに、前記穴部が形成される隣接面構成壁部上で前記折曲線に沿って前記穴部の前方又は後方に位置するように、かつ、前記穴部の上端及び下端よりも上方及び下方まで延びるように前記塑性加工部が形成されたことを特徴とするパイプ体。 - 前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記塑性加工部が前記穴部の近傍に形成されたことを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載のパイプ体。
- 前記中間成形品を成形する加工ステップにおいて、前記塑性加工部が前記折曲線に沿って前記穴部の前方及び後方に位置するように形成されたことを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載のパイプ体。
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