(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周が略円形である中空部と、中空部の両側に一対のフィンよりなる開口部と、中空部と開口部の外周側に連続する平面とを有し、中空部の中心が形材の断面中心と一致し、且つ、各フィン間の中空部との間の肉厚がフィン根元付近に向けて徐々に厚くなっている形材の長手方向の一部を中空部の中心を軸としてねじることを特徴とする形材の製造方法。
【請求項２】
中空部と、中空部の両側に一対のフィンよりなる開口部とを有し、中空部の中心が形材の断面中心と一致している形材の中空部及び開口部に詰め物を充填して中空部の中心を軸としてねじることを特徴とする形材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじり加工を施した形材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上下左右対称な断面形状の中空形材について、中空部に砂等を詰めたものをねじる技術はあった。しかし、突条があったり、扁平な中空形状でも中空部がつぶれることなく容易で安価にねじる技術はなく、その技術が求められていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は以上に述べた実情に鑑み、突条があったり、扁平な中空形状であっても、中空部がつぶれることなく容易に安価にねじることのできる形材の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を達成するために請求項１記載の発明による形材の製造方法は、内周が略円形である中空部と、中空部の両側に一対のフィンよりなる開口部と、中空部と開口部の外周側に連続する平面とを有し、中空部の中心が形材の断面中心と一致し、且つ、各フィン間の中空部との間の肉厚がフィン根元付近に向けて徐々に厚くなっている形材の長手方向の一部を中空部の中心を軸としてねじることを特徴とする。中空部の内周の形状は、真円の他、円に近い多角形（例えば、八角形）や多少楕円形であってもよい。
【０００５】
請求項２記載の発明による形材の製造方法は、中空部と、中空部の両側に一対のフィンよりなる開口部とを有し、中空部の中心が形材の断面中心と一致している形材の中空部及び開口部に詰め物を充填して中空部の中心を軸としてねじることを特徴とする。中空部に充填する詰め物は、隙間なく充填でき、ねじっても変形しないものであればよいが、ねじった後に取出しやすいように砂又は低融点合金が好ましい。開口部に充填する詰め物は、変形に追従し、圧縮荷重による変形の少ない特性を持つものであればよいが、例えば高弾性樹脂材料や低融点合金が好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明による形材の製造方法は、内周が略円形である中空部と、中空部の両側に一対のフィンよりなる開口部と、中空部と開口部の外周側に連続する平面とを有し、中空部の中心が形材の断面中心と一致し、且つ、各フィン間の中空部との間の肉厚がフィン根元付近に向けて徐々に厚くなっている形材の長手方向の一部を中空部の中心を軸としてねじることで、中空部内に砂等を詰めなくても中空部がつぶれるのを防ぐことができ、突条があったり、扁平な中空形状であっても、中空部がつぶれることなく容易にねじることができる。中空部内に砂等を詰めなくてよいため、コストを削減できる。中空部の両側に一対のフィンよりなる開口部を有しているので、ねじるとフィンによりねじれが強調されて意匠性が向上する。また、形材を地中に埋設して立設する場合に、フィンがあることでフィンの無いものと比較して安定性が高くなる。さらに、フィンの部分を表札等の部品を取付ける下地として利用することができ、形材の用途が広がる。
【０００７】
請求項２記載の発明による形材の製造方法は、中空部と、中空部の両側に一対のフィンよりなる開口部とを有し、中空部の中心が形材の断面中心と一致している形材の中空部及び開口部に詰め物を充填して中空部の中心を軸としてねじることで、中空部がつぶれるのを防止できると共にフィンもきれいに変形させられるので、突条があったり、扁平な中空形状であっても、中空部がつぶれることなく容易にねじることができる。中空部の両側に一対のフィンよりなる開口部を有しているので、ねじるとフィンによりねじれが強調されて意匠性が向上する。また、形材を地中に埋設して立設する場合に、フィンがあることでフィンの無いものと比較して安定性が高くなる。さらに、フィンの部分を表札等の部品を取付ける下地として利用することができ、形材の用途が広がる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る形材の断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る形材の断面図である。
【図３】第２実施形態の形材のねじるときの状態を示す断面図である。
【図４】形材をねじり加工するときの様子を示す図であって、（ａ）はねじる前の状態、（ｂ）はねじった後の状態を示す。
【図５】本発明のねじり加工を施した形材の使用状態の例であって、機能ポールに用いた場合を示す図である。
【図６】角パイプと第１実施形態の形材についてねじり加工を行ったときの断面の比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る形材１の断面形状を示している。本形材１はアルミニウム合金の押出形材であって、中央部に内周が円形の中空部２を有し、中空部２の左右両側に一対のフィン３，３よりなる開口部４を有し、全体として扁平なＨ型の断面となっている。中空部２の中心Ｏは形材１の断面中心と一致している。本形材１は、中空部２の中心Ｏを軸としてねじり加工を行って製品にする。
【００１０】
ねじり加工の手順について説明すると、図４（ａ）に示すように、形材１のねじれを付与する部分の両側を二分割された木型５ａ，５ｂで挟み込むようにして保持し、両側の木型５ａ，５ｂをねじり加工機の把持部（図示省略）に把持する。次に、図４（ｂ）に示すように、一方の木型５ａ，５ｂを固定し、他方の木型５ａ，５ｂを形材１の中空部２の中心Ｏを軸として回転させる。その後、把持部の把持を解除し、木型５ａ，５ｂを取外せば、中間部が所定の角度ねじれた形材１が得られる。形材１のねじり加工は、専用のねじり加工機を用いて行ってもよいが、アルミ押出形材の製造工場の既存の設備であるねじれ矯正機を用いて行うこともできる。
【００１１】
本形材１は、上述のように断面の中心に内周が円形の中空部２を有し、中空部２の中心Ｏを軸としてねじることで、中空部２がつぶれることなくきれいにねじれる。中空部２に砂等を詰める必要がないため、砂等の費用が不要になると共に、砂等を詰めたり抜いたりする手間がかからなくなるため、ねじれた形材１を安価に提供することが可能になる。
【００１２】
このように中空部２の内周を円形とした場合に、中空部２に砂等を詰めなくても中空部２がつぶれずにきれいにねじれる理由について考察する。
図６（ａ）に示すように、角パイプ９０を中心Ｏを軸としてねじったときには、内部にはせん断応力による座屈が生じ、周囲の壁がつぶれ変形する。
一方、図６（ｂ）に示すように、第１実施形態の形材１を中空部２の中心Ｏを軸としてねじったときには、中空部２の内周が円形であることから、横断面上は単純せん断の状態であり、せん断応力のみ生じ、半径線ＯＡは回転変位を行うだけなので、中心軸方向へのつぶれ変形が抑えられ、また、縦横の壁の中心から交差部へかけての肉厚が厚くなっていることで（図中の点線で囲った部分）、座屈変形を抑えることができるため、中空部２がつぶれずにきれいにねじれるのだと考えられる。
【００１３】
図５は、第１実施形態の形材１の使用状態の一例であって、住宅の玄関前のアプローチ等に設置される機能ポール６に適用したものである。本機能ポール６は、中間部が約４５°ねじれており、ねじれた部分の下側に郵便受け７を取付け、ねじれた部分の上側にインターホン８と表札９を取付けている。
このように第１実施形態の形材１は、中空部２の両側にフィン３があることで、フィン３によりねじれが強調され、意匠性が向上する。また機能ポール６は、下部を地中に埋設して施工するが、フィン３があることでフィン３の無いものと比較して安定性が高くなる。さらに、フィン３の部分を表札９等を取付ける下地として利用することができ、形材１の用途が広がる。
【００１４】
図２は、本発明の第２実施形態に係る形材１の断面形状を示している。本形材１はアルミニウム合金の押出形材であって、中央部に内周が矩形の中空部２を有し、中空部２の左右両側に一対のフィン３，３よりなる開口部４を有し、全体として扁平なＨ型の断面となっている。中空部２の中心Ｏは形材１の断面中心と一致している。本形材１は、中空部２の中心Ｏを軸としてねじり加工を行って製品にする。
【００１５】
第２実施形態の形材１のねじり加工は、図３に示すように、中空部２には砂１０を充填し、開口部４には高弾性樹脂材料又は低融点合金を充填して行う。図示の例では、開口部４に高弾性樹脂材料としてポリエチレン板１１を積層して充填しているが、必ずしも板状のものを積層して充填する必要はなく、塊状のものであってもよい。低融点合金の場合も、板状のものを積層して充填してもよいし、塊状のものを充填してもよい。
形材１のねじり加工が終わった後、中空部２に詰めた砂１０と開口部４に詰めたポリエチレン板１１を抜き取る。
中空部２に充填する詰め物は低融点合金でもよく、その場合はねじり加工が終わった後、加熱して低融点合金を溶かすことで中空部２から容易に抜き取ることができる。
【００１６】
第２実施形態の形材１は、ねじるときに中空部２内に砂１０を充填することで、中空部２がつぶれるのを防止でき、また開口部４はポリエチレン板１１を充填してねじることで、ポリエチレン板１１がねじれに追随して変形し、フィン３が内側に倒れたりすることなくきれいにねじれる。また、第１実施形態のものと同様に、中空部２の両側にフィン３を有しているため、フィン３によりねじれが強調されて意匠性が向上する。さらに、フィン３があることで形材１を地中に埋め込んで立設する場合に、安定性が高くなる。また、フィン３の部分を種々の部品を取付けるための下地として利用でき、形材の用途が広がる。
【００１７】
以上に述べたように本発明の形材１は、フィン３があったり、扁平な中空形状であっても、中空部２がつぶれるのを防止して容易にねじることができる。第１実施形態については、中空部２に砂等を詰める必要がなく、第２実施形態については、中空部２に詰める砂１０等の量を少なくできるので、ねじり加工に要する費用を抑えられる。
【００１８】
本発明は以上に述べた実施形態に限定されない。第１実施形態（請求項１記載の発明）に関して、中空部の内周の形状は、真円の他、円に近い多角形（例えば、八角形）や多少楕円形であってもよい。第２実施形態（請求項２記載の発明）に関して、中空部と開口部に充填する詰め物の材料は特に限定されず、中空部に充填する詰め物は、隙間なく充填でき、ねじっても変形しないものであればよく、砂又は低融点合金の他、水等の非圧縮性流体であってもよく、開口部に充填する詰め物は、変形に追従し、圧縮荷重による変形の少ない特性を持つものであればよい。また中空部と開口部に充填する詰め物は、形材の長手方向の全長にわたって充填してもよいし、ねじる範囲だけに部分的に充填してもよい。また何れの発明についても、ねじる角度は任意であり、９０°以上ねじったものでもよい。形材の断面形状は、第１・第２実施形態のものに限定されず、適宜変更することができる。例えば、一対のフィンよりなる開口部は、中空部の左右両側に加え、中空部の上下に設けることもできる。材質は、アルミに限らず、例えばマグネシウム合金等であってもよい。本発明の形材の用途は、特に限定されるものではなく、様々な分野に用いることができる。
【符号の説明】
【００１９】
１  形材
２  中空部
３  フィン
４  開口部
１０  砂（詰め物）
１１  ポリエチレン板（詰め物）
Ｏ  中空部の中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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