(57)【要約】      （修正有）【課題】鋼管のサイズの制約なく、断面長方形状などの異形断面を呈する角鋼管を、汎用性のあるプレス装置を用いて、高品質に、かつ、低コストで、かつ、小さい加工工数で製造できるようにする。【解決手段】第１の工程では、丸鋼管３０に対して、凹んでいる断面Ｖ字形状の上型１１および下型１２がプレス装置１０に据え付けられる。そして、上型１１が下型１２側に向けて下降移動されるとともに、この下降移動に同期して、側型１４が上型１１の下降移動速度よりも遅い下降移動速度で下降移動する。これにより鋼管３０の断面丸形状は、最終的に、上型１１および下型１２の断面形状に応じたＶ字形状の長辺を有し、角Ｒ部を有する形状に、成形される。第２の工程では、平坦な長辺に成形するための上型１１および下型で、角鋼管３０’の断面Ｖ字の頂点部がリスライクされて、平坦な長辺に成形され、断面長方形状の角鋼管３０’が製造される。【選択図】図２
2006326624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス装置の上型と下型との間に、丸管をセットして、丸管を角管に成形する、角管の製造方法であって、
管に対して、凹んでいる断面Ｖ字形状の上型および下型をプレス装置に据え付け、
上型、下型のうち一方の型を他方の型側に向けて移動させるとともに、この移動に同期して、側型が管に接触する接触ポイントが移動するように、側型を前記一方の型の速度よりも遅い速度で移動させて、
管の断面を、角Ｒ部を有する形状に、成形すること
を特徴とするプレス装置を用いた角管の製造方法。
【請求項２】
プレス装置の上型と下型との間に、丸管をセットして、丸管を角管に成形する、角管の製造方法であって、
第１の工程では、
管に対して、凹んでいる断面Ｖ字形状の上型および下型をプレス装置に据え付け、
上型、下型のうち一方の型を他方の型側に向けて移動させるとともに、この移動に同期して、側型が管に接触する接触ポイントが移動するように、側型を前記一方の型の速度よりも遅い速度で移動させて、
管の断面を、上型および下型の断面形状に応じたＶ字形状の長辺を有し、角Ｒ部を有する形状に、成形し、
第２の工程では、
管の断面Ｖ字の頂点部をリスライクして、平坦な長辺に成形するための上型および下型をプレス装置に据え付け、
上型、下型のうち一方の型を他方の型側に向けて移動させて、
管の断面を、長方形状に成形すること
を特徴とするプレス装置を用いた角管の製造方法。
【請求項３】
第２の工程で、プレス装置に据え付けられる上型および下型は、
管の角Ｒ部に対向する部位が凹んでいる断面形状を有していること
を特徴とする請求項２記載のプレス装置を用いた角管の製造方法。
【請求項４】
第２の工程で、上型、下型のうち一方の型を他方の型側に向けて移動させるとともに、この移動に同期して、側型が管に接触する接触ポイントが移動するように、側型を前記一方の型の速度よりも遅い速度で移動させること
を特徴とする請求項２記載のプレス装置を用いた角管の製造方法。
【請求項５】
側型が管に接触する接触ポイントが上型、下型間の中間点に維持されるように、上型、下型のうち一方の型を他方の型側に向けて、側型と同期して移動させること
を特徴とする請求項１〜４記載のプレス装置を用いた角管の製造方法。
【請求項６】
上型および下型のいずれか一方の型が移動する速度の１/２の速度で、側型を移動させること
を特徴とする請求項１〜５載のプレス装置を用いた角管の製造方法。
【請求項７】
上型と下型との間に、丸管をセットして、丸管を角管に成形するプレス加工を行うプレス装置であって、
管に対して、凹んでいる断面Ｖ字形状の上型および下型と、
これら上型および下型の側方に配置された側型と、
上型、下型のうち一方の型の他方の型側に向けた移動に同期して、側型が管に接触する接触ポイントが移動するように、側型を前記一方の型の速度よりも遅い速度で移動させる同期機構と
を備えたこと
を特徴とするプレス装置。
【請求項８】
第１の工程と、これに続く第２の工程を経て、丸管を角管に成形するプレス装置であって、
第１の工程では、
管に対して、凹んでいる断面Ｖ字形状の上型および下型がプレス装置に据え付けられて、
管の断面が、上型および下型の断面形状に応じたＶ字形状の長辺を有し、角Ｒ部を有する形状に、成形され、
第２の工程では、
第１の工程によって成形された管の断面Ｖ字の頂点部をリスライクして、平坦な長辺に成形するための上型および下型がプレス装置に据え付けられて、
管の断面が、長方形状に成形されること
を特徴とする請求項７記載のプレス装置。
【請求項９】
第２の工程で、プレス装置に据え付けられる上型および下型は、
管の角Ｒ部に対向する部位が凹んでいる断面形状を有していること
を特徴とする請求項８記載のプレス装置。
【請求項１０】
前記同期機構は、
側型が管に接触する接触ポイントが上型、下型間の中間点に維持されるように、上型、下型のうち一方の型を他方の型側に向けて、側型と同期して移動させる機構であること
を特徴とする請求項７〜９記載のプレス装置を用いた角管の製造方法。
【請求項１１】
前記同期機構は、
上型および下型のいずれか一方の型が移動する速度の１/２の速度で、側型を移動させる機構であること
を特徴とする請求項７〜１０記載のプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス装置を用いて角管を製造する方法およびプレス加工によって角管を製造するプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等のフレーム構造体を製作する上で、四角い断面形状を呈する角鋼管（中空の管材）が使用されることがある。たとえば油圧ショベルの運転室をフレーム構造体で構成する場合に、運転室の内部スペースを損なわずに強度を確保するために、フレーム構造体を構成するピラーに、断面長方形状の角鋼管が使用される。
【０００３】
角鋼管の製造工法としては、ロールフォーミング方式が従来より広く知られている。たとえば後掲する特許文献１に、ロールフォーミング方式による角鋼管の製造方法が記載されている。
【０００４】
ロールフォーミング方式は、市販の丸鋼管を、ロールフォーミング機を構成する複数段のロールスタンドに順次押し込み、各ロールスタンドを通過する毎に、鋼管の断面を丸形状から角形状へと次第に変形させて、角鋼管を成形するという方式である。なお、丸鋼管は、鋼板を巻き、端面同士を溶接することによって製作される。
【０００５】
一方で、プレス装置を用いて、丸鋼管から角鋼管に成形する方法が、後掲する特許文献２に開示されている。
【０００６】
特許文献２には、図１３に示すように、底角二等辺の角形の上下金型によって、丸鋼管をプレスして丸鋼管の断面を変形させる工程と、丸鋼管を軸周りに９０゜回転させる工程とを繰り返すことにより、断面正方形状の角鋼管に成形するという発明が記載されている。
【特許文献１】特開平６−１７２８５６号公報
【特許文献２】特開平３−２８５７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載されたロールフォーミング方式では、成形可能な角鋼管のサイズに制約がある。上述した運転室のピラー用の角鋼管はサイズが大きく、ロールフォーミング方式では、成形が困難になるとともに、加工工数が大きくなる。
【０００８】
また、ロールフォーミング機は、角鋼管専用の加工機械であり、角鋼管を製造する以外の用途がなく汎用性に乏しい。また設備投資にコストがかかるという面がある。
【０００９】
また、ロールフォーミング方式では、成形過程において管の周長が収縮するという品質上の問題がある。
【００１０】
一方で、特許文献２記載の成形方法は、プレス装置を用いているため、汎用性に富み、設備投資にコストがかからない（既存の設備を使用することができる）という利点がある。
【００１１】
しかし、この特許文献２記載の成形方法では、断面正方形の角鋼管は、製造できても、上述した運転室のピラー用の角鋼管などのように、断面長方形状などの異形断面を呈する角鋼管については、製造することができない。
【００１２】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、鋼管のサイズの制約なく、断面長方形状などの異形断面を呈する角鋼管を、汎用性のあるプレス装置を用いて、高品質に、かつ、低コストで、かつ、小さい加工工数で製造できるようにすることを解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１発明は、
プレス装置の上型と下型との間に、丸管をセットして、丸管を角管に成形する、角管の製造方法であって、
管に対して、凹んでいる断面Ｖ字形状の上型および下型をプレス装置に据え付け、
上型、下型のうち一方の型を他方の型側に向けて移動させるとともに、この移動に同期して、側型が管に接触する接触ポイントが移動するように、側型を前記一方の型の速度よりも遅い速度で移動させて、
管の断面を、角Ｒ部を有する形状に、成形すること
を特徴とする。
【００１４】
第２発明は、
プレス装置の上型と下型との間に、丸管をセットして、丸管を角管に成形する、角管の製造方法であって、
第１の工程では、
管に対して、凹んでいる断面Ｖ字形状の上型および下型をプレス装置に据え付け、
上型、下型のうち一方の型を他方の型側に向けて移動させるとともに、この移動に同期して、側型が管に接触する接触ポイントが移動するように、側型を前記一方の型の速度よりも遅い速度で移動させて、
管の断面を、上型および下型の断面形状に応じたＶ字形状の長辺を有し、角Ｒ部を有する形状に、成形し、
第２の工程では、
管の断面Ｖ字の頂点部をリスライクして、平坦な長辺に成形するための上型および下型をプレス装置に据え付け、
上型、下型のうち一方の型を他方の型側に向けて移動させて、
管の断面を、長方形状に成形すること
を特徴とする。
【００１５】
第３発明は、第２発明において、
第２の工程で、プレス装置に据え付けられる上型および下型は、
管の角Ｒ部に対向する部位が凹んでいる断面形状を有していること
を特徴とする。
【００１６】
第４発明は、第２発明において、
第２の工程で、上型、下型のうち一方の型を他方の型側に向けて移動させるとともに、この移動に同期して、側型が管に接触する接触ポイントが移動するように、側型を前記一方の型の速度よりも遅い速度で移動させること
を特徴とする。
【００１７】
第５発明は、第１発明〜第４発明において、
側型が管に接触する接触ポイントが上型、下型間の中間点に維持されるように、上型、下型のうち一方の型を他方の型側に向けて、側型と同期して移動させること
を特徴とする。
【００１８】
第６発明は、第１発明〜第５発明において、
上型および下型のいずれか一方の型が移動する速度の１/２の速度で、側型を移動させること
を特徴とする。
【００１９】
第７発明は、
上型と下型との間に、丸管をセットして、丸管を角管に成形するプレス加工を行うプレス装置であって、
管に対して、凹んでいる断面Ｖ字形状の上型および下型と、
これら上型および下型の側方に配置された側型と、
上型、下型のうち一方の型の他方の型側に向けた移動に同期して、側型が管に接触する接触ポイントが移動するように、側型を前記一方の型の速度よりも遅い速度で移動させる同期機構と
を備えたこと
を特徴とする。
【００２０】
第８発明は、第７発明において、
第１の工程と、これに続く第２の工程を経て、丸管を角管に成形するプレス装置であって、
第１の工程では、
管に対して、凹んでいる断面Ｖ字形状の上型および下型がプレス装置に据え付けられて、
管の断面が、上型および下型の断面形状に応じたＶ字形状の長辺を有し、角Ｒ部を有する形状に、成形され、
第２の工程では、
第１の工程によって成形された管の断面Ｖ字の頂点部をリスライクして、平坦な長辺に成形するための上型および下型がプレス装置に据え付けられて、
管の断面が、長方形状に成形されること
を特徴とする。
【００２１】
第９発明は、第８発明において、
第２の工程で、プレス装置に据え付けられる上型および下型は、
管の角Ｒ部に対向する部位が凹んでいる断面形状を有していること
を特徴とする。
【００２２】
第１０発明は、第７発明〜第９発明において、
前記同期機構は、
側型が管に接触する接触ポイントが上型、下型間の中間点に維持されるように、上型、下型のうち一方の型を他方の型側に向けて、側型と同期して移動させる機構であること
を特徴とする。
【００２３】
第１１発明は、第７発明〜第１０発明において、
前記同期機構は、
上型および下型のいずれか一方の型が移動する速度の１/２の速度で、側型を移動させる機構であること
を特徴とする。
【００２４】
第２発明、第８発明では、プレス装置１０を用いて第１の工程、第２の工程が実施される。  
すなわち、第１の工程では、図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、丸鋼管３０に対して、凹んでいる断面Ｖ字形状の上型１１および下型１２がプレス装置１０に据え付けられる。
【００２５】
そして、上型１０が下型１１側に向けて下降移動されるとともに、この下降移動に同期して、側型１３、１４が上型１０の下降移動速度よりも遅い下降移動速度で下降移動する。
【００２６】
これにより図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、鋼管３０の断面丸形状（図４（ａ））は、最終的に、上型１１および下型１２の断面形状に応じたＶ字形状の長辺を有し、角Ｒ部を有する形状に、成形される（図４（ｃ））。角鋼管３０′の長辺では座屈や大きな膨れは発生することがなく、角鋼管３０′の形状は、上下で均等になり、角鋼管３０′の上下で同じ形状の角Ｒ部が形成される（図４（ｃ））。
【００２７】
第２の工程では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の工程で成形された角鋼管３０′の断面Ｖ字の頂点部をリスライクして、平坦な長辺に成形するための上型１１および下型１２がプレス装置１０に据え付けられる。
【００２８】
そして、上型１０が下型１１側に向けて下降移動される。
【００２９】
これにより角鋼管３０′の断面Ｖ字の頂点部がリスライクされて、平坦な長辺に成形され、断面長方形状の角鋼管３０″が製造される。
【００３０】
本発明を従来技術と対比すれば、鋼管３０のサイズの制約なく、断面長方形状などの異形断面を呈する角鋼管３０″を、汎用性のあるプレス装置１０を用いて、高品質に、かつ、低コストで、かつ、小さい加工工数で製造できるという効果が得られる。
【００３１】
第３発明、第９発明では、図３（ａ）、（ｂ）や図１１（ａ）に示すように、第２の工程で使用される上型１１および下型１２として、鋼管３０′の角Ｒ部に対向する部位が凹んでいる断面形状を有してものが使用される。
【００３２】
第４発明では、第２の工程で、第１の工程と同様に、上型１１を下型１２側に向けて下降移動させるとともに、この下降移動に同期して、側型１３、１４が上型１１の下降移動速度よりも遅い速度で下降移動する。
【００３３】
これにより第２の工程で、角鋼管３０″の上下の角Ｒ部が均等に形成され、角鋼管３０″が上下均等な形状に形成される。
【００３４】
第５発明、第１０発明では、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、側方接触ポイントＰ３は、上型１１の下降移動に応じて下降側に移動し、接触ポイントＰ３は、常に、上型１１、下型１２間の中間点、つまり鋼管３０の上下方向の中心点に維持されるように、移動する。
【００３５】
また、第６発明、第１１発明では、上型１１が下降移動する速度の１/２（概ね１/２の速度の範囲も含む）で、側型１３、１４が下降移動する。
【００３６】
このため第５発明、第６発明、第１０発明、第１１発明によれば、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、鋼管３０の変形の進行に伴い、上接触ポイントＰ１と側方接触ポイントＰ３との間、下接触ポイントＰ２と側方接触ポイントＰとの間はほぼ均等に狭まり、これら接触ポイントＰ１と接触ポイントＰ３との間、接触ポイントＰ２と接触ポイントＰ３との間で、上下角Ｒ部がほぼ均等に形成される。
【００３７】
このため角鋼管３０′の形状は上下で均等になり、角鋼管３０′の上下の角Ｒ部が同じ形状になる。
【００３８】
第１発明、第７発明は、第２発明、第８発明における第２の工程を除いた発明である。
【００３９】
すなわち、第２の工程を省略して第１の工程を実施した場合でも、少なくとも角Ｒ部を有した角鋼管３０′を確実に製造することができる。角鋼管の製品の仕様によっては、第１の工程後の角鋼管３０′でよい場合がある。また、将来の技術の進歩などにより他の解決手段によって、第１の工程のみで角鋼管３０′の頂点部の膨らみＬD（図１０（ａ）参照）が許容範囲内に収まることもある。
【００４０】
このような場合には、第２の工程を省略して第１の工程のみを実施する第１発明、第７発明が適用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００４２】
図１に実施形態のプレス装置１０の構成を断面図にて示す。
【００４３】
実施形態のプレス装置１０は、上型（上金型）１１および下型（下金型）１２と、これら上下型１１、１２の左右側方に配置された側型１３、１４とを備えている。側型１３、１４は、上型１１、下型１２の側面に、ほぼ接触して配置されている。
【００４４】
上型１１は、スライド１５の下部に取り付けられている。下型１２は、ベッド１６の上部に取り付けられている。
【００４５】
スライド１５には、図示しない油圧シリンダ、電動モータ等の駆動源から、必要に応じて、フライホイールやクラッチ機構などを介して動力が伝達されて、スライド１５が下降方向あるいは上昇方向に移動する。スライド１５の上昇あるいは下降移動に伴い上型１１が上昇あるいは下降移動する。
【００４６】
プレス装置１０には、上型１１が下型１２に向けて下降移動するときに、上側１１の下降移動に同期して側型１３、１４を上型１１の下降移動速度よりも遅い下降移動速度で下降移動させる同期機構としてのカム機構２０が設けられている。
【００４７】
すなわち、スライド１５は、図中左右のカム機構２０を介して、側型１３、１４にそれぞれ連結されている。側型１３、１４には、カム面２３ａが形成され、カム面２３ａには、他のカム面との間ですべりを生じさせるすべり部材２３ｂ（以下の「すべり部材」は、他のカム面との間ですべりを生じさせる部材の意味で使用する）が設けられている。
【００４８】
カム機構２０は、カムブロック２１と、中間カムブロック２２と、側型１３、１４のカム面２３ａ、すべり部材２３ｂとからなる。
【００４９】
カムブロック２１は、スライド１５に接続されており、カム面２１ａを有している。中間カムブロック２２は、カムブロック２１と側型１３、１４との間に介在されており、カムブロック２１のカム面２１ａに対向するカム面２２ａと、側型１３、１４のカム面２３ａに対向するカム面２２ｃとを有している。カム面２２ａには、すべり部材２２ｂが設けられている。
【００５０】
カム面２１ａ（２２ａ）、カム面２２ｃ（２３ａ）の傾斜角度は、スライド１５の下降移動速度の１/２の速度（あるいは概略１/２の速度）で、側型１３、１４が下降移動できるような角度に設定されている。
【００５１】
側型１３、１４は、ばね１７によって支持されている。
【００５２】
上型１１と下型１２との間には、紙面に対して垂直な方向が、鋼管３０の軸方向（長手手方向）となるように、鋼管３０がセットされる。
【００５３】
スライド１５が下降すると、上型１１が下型１２側に向けて下降移動するとともに、上記カム機構２０によって、この移動に同期して上型１１、鋼管３０、下型１２の側方を側型１３、１４が移動する。これにより断面丸状の鋼管３０は、断面角状の鋼管３０′に成形される。
【００５４】
図２（ａ）は、上型１１が鋼管３０に接触した瞬間の状態を示し、図２（ｂ）は、プレス加工が完了した状態を示している。
【００５５】
図１のプレス装置１０の上型１１は、図１、図２（ａ）、図２（ｂ）の順序で、上方から下方に下型１２に向けて下降する。
【００５６】
スライド１５が下降移動すると、カムブロック２１のカム面２１ａと中間カムブロック２２のすべり部材２２ｂとの間、および中間カムブロック２２のカム面２２ｃと側型１３、１４のすべり部材２３ｂとの間でそれぞれ、すべりが発生する。これに応じてカムブロック２１が矢印Ａに示す方向に下降移動し、中間カムブロック２１が矢印Ｂに示す側型１３、１４側（内側）方向に移動し、側型１３、１４が矢印Ｃに示す方向に下降移動する。
【００５７】
スライド１５が上方の待機位置にあるときには、側型１３、１４は、ばね１７の自由長によって定まる所定位置に位置決めされている。
【００５８】
スライド１５が下降移動すると、カム機構２０を介して、側型１３、１４がばね１７のばね力に抗して下降移動する。
【００５９】
スライド１５が上昇移動すると、側型１３、１４はばね１７のばね力によって上方に移動され、ばね１７の自由長によって定まる所定位置に位置決めされる。
【００６０】
（第１実施例）
以下、上述したプレス装置１０を用いて、第１の工程、第２の工程を経て丸鋼管を角鋼管に成形する方法について説明する。なお、以下では、断面丸状の鋼管を、丸鋼管３０とし、第１の工程を経て成形された角鋼管を３０′とし、第２の工程を経て成形された角鋼管を３０″とする。このように符合「３０」にダッシュ「′」を付与して、鋼管の断面形状を区別する。
【００６１】
図１および図２（ａ）、（ｂ）に、第１の工程時にプレス装置１０に据え付けられる上型１１および下型１２の断面を示している。図１は、第１工程の開始前で上型１１が待機位置にある状態を示し、図２（ａ）は、第１工程中の状態を示す図で上型１１が鋼管３０に接触した瞬間の状態を示し、図２（ｂ）は、第１工程が完了した状態を示している。
【００６２】
図１のプレス装置１０の上型１１は、第１工程時には、図１、図２（ａ）、図２（ｂ）の順序で、上方から下方に下型１２に向けて下降するものとする。
【００６３】
図３（ａ）、（ｂ）に、第２の工程時にプレス装置１０に据え付けられる上型１１および下型１２の断面を示している。図３（ａ）は、第２工程中の状態を示す図で上型１１が鋼管３０に接触した瞬間の状態を示し、図３（ｂ）は、第２工程が完了した状態を示している。
【００６４】
図１のプレス装置１０の上型１１は、第２工程時には、図１と同様の待機位置から図３（ａ）、図３（ｂ）の順序で、上方から下方に下型１２に向けて下降するものとする。
【００６５】
なお、説明の便宜のため、プレス装置１０の図中左右対称線の右側（右半分の上型１１、下型１２、右側型１４）の動作について説明し、図中左右対称線の左側（左半分の上型１１、下型１２、左側型１４）の動作については、右側と同じであるとして適宜省略する。
【００６６】
（第１の工程）
第１の工程では、図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、丸鋼管３０に対して、凹んでいる断面Ｖ字形状の上型１１および下型１２がプレス装置１０に据え付けられる。
【００６７】
そして、上型１０が下型１１側に向けて下降移動されるとともに、この下降移動に同期して、側型１３、１４が下降移動する。
【００６８】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、鋼管３０の断面が変形する様子を時系列で示す図である。
【００６９】
鋼管３０の断面丸形状（図４（ａ））は、概略「たまご」形状に変形し（図４（ｂ）、最終的に、上型１１および下型１２の断面形状に応じたＶ字形状の長辺を有し、角Ｒ部を有する形状に、成形される。角鋼管３０′の長辺では座屈や大きな膨れは発生することがなく、角鋼管３０′の形状は、上下で均等になり、角鋼管３０′の上下で同じ形状の角Ｒ部が形成された（図４（ｃ））。
【００７０】
つぎに、図５、図６、図７を用いて、本実施例で鋼管３０の頂点部（長辺の中央）で座屈や大きな膨れが無く角Ｒ部を形成することができた知見について比較例と対比して説明する。
【００７１】
図５、図６は本実施例に対する比較例を示している。
【００７２】
図５は、側型１３、１４を設けずに、鋼管３０に対して平坦な断面を有する上型１１、下型１２を用いて、鋼管３０を変形させた比較例１を示す。図５（ａ）は上型１１、下型１２の断面図で、図５（ｂ）は成形された鋼管３０′の斜視図で、図５（ｃ）は成形された鋼管の断面図である。
【００７３】
比較例１の場合には、鋼管３０′の頂点部で座屈が発生し、所望する角鋼管３０′を成形することができなかった。
【００７４】
図６は、側型１３、１４を設けるが定位置に固定したままとし、本実施例よりも断面Ｖ字の角度が小さい、つまりテーパ角度θが小さい断面Ｖ字形状の上型１１、下型１２を用いて、鋼管３０を変形させた比較例２を示す。図６（ａ）は上型１１、下型１２の断面図で、図６（ｂ）は成形された鋼管３０′の斜視図で、図６（ｃ）は成形された鋼管３０′の断面図である。
【００７５】
比較例２の場合には、比較例１で発生していた鋼管３０′の頂点部における座屈はなくなっていはいるものの、代わりに鋼管３０′の頂点部で大きな膨れが発生した。また角Ｒ部を形成することができなかった。
【００７６】
図７は、側型１３、１４を設け、これを上型１１に同期させて移動させるとともに、比較例２よりも断面Ｖ字の角度が大きい、つまりテーパ角度θが大きい断面Ｖ字形状の上型１１、下型１２を用いて、鋼管３０を変形させた本実施例を示す。図７（ａ）は上型１１、下型１２の断面図で、図７（ｂ）は成形された鋼管３０′の斜視図で、図７（ｃ）は成形された鋼管３０′の断面図である。
【００７７】
本実施例の場合には、比較例１で発生していた鋼管３０′の頂点部における座屈はなくなるとともに、比較例２で発生していた鋼管３０′の頂点部における大きな膨れはなくなった。また角Ｒ部を良好に形成することができた。
【００７８】
つぎに、図８、図９を用いて、本実施例で角鋼管３０′の形状が上下で均等となり、角Ｒ部を鋼管３０′の上下で同じ形状に形成することができた知見について比較例と対比して説明する。
【００７９】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本実施例に対する比較例を示している。比較例では、本実施例と異なり、側型１４（側型１３）を移動させずに定位置に固定した。
【００８０】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、上型１１が鋼管３０に接触する接触ポイントＰ１、下型１２が鋼管３０に接触する接触ポイントＰ２、側型１４（側型１３）が鋼管３０に接触する接触ポイントＰ３の動きを時系列で示している。
【００８１】
接触ポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３は鋼管３０と型との間で摩擦力が発生している点である。
【００８２】
同図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、鋼管３０の変形が進行するに伴い、上下接触ポイントＰ１、Ｐ２が上型１１、下型１２の中心側から側型１４（側型１３）側へと移動するが、側方接触ポイントＰ３は定位置に固定される。
【００８３】
このため鋼管３０の変形の進行に伴い、上接触ポイントＰ１と側方接触ポイントＰ３との間が狭まり、これらポイントＰ１、Ｐ３間で変形が進行するものの、下接触ポイントＰ２と側方接触ポイントＰ３との間は狭まらず、これら接触ポイントＰ１と接触ポイントＰ３との間での変形は進行しない（変形が下側に移行しない）。
【００８４】
このため角鋼管３０′の形状は上下で不均一となり、角鋼管３０′の上下の角Ｒ部が異なる形状になる（下側の角Ｒ部のＲが極めて大きな半径となる）か、あるいは角鋼管３０′の下側で角Ｒ部が形成されなくなる。
【００８５】
なお、側型１３、１４を上型１３と同じ速度で下降させた場合には、逆に、変形が鋼管３０の下側で進行するが上側で進行しなくなり、同様に角鋼管３０′の形状は上下で不均一となり、角鋼管３０′の上下の角Ｒ部が異なる形状になる（上側の角Ｒ部のＲが極めて大きな半径となる）か、あるいは角鋼管３０′の上側で角Ｒ部が形成されなくなる。
【００８６】
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本実施例における接触ポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３の動きを示す図で、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応する図である。
【００８７】
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、鋼管３０の変形が進行するに伴い、上下接触ポイントＰ１、Ｐ２が上型１１、下型１２の中心側から側型１４（側型１３）側へと移動するとともに、側方接触ポイントＰ３が下降側に移動する。
【００８８】
側方接触ポイントＰ３は、上型１１の下降移動に応じて下降側に移動し、接触ポイントＰ３は、常に、上型１１、下型１２間の中間点、つまり鋼管３０の上下方向の中心点に維持されるように、移動する。
【００８９】
このため鋼管３０の変形の進行に伴い、上接触ポイントＰ１と側方接触ポイントＰ３との間、下接触ポイントＰ２と側方接触ポイントＰとの間はほぼ均等に狭まり、これら接触ポイントＰ１と接触ポイントＰ３との間、接触ポイントＰ２と接触ポイントＰ３との間で、上下角Ｒ部がほぼ均等に形成される。
【００９０】
このため角鋼管３０′の形状は上下で均等になり、角鋼管３０′の上下の角Ｒ部が同じ形状になる。
【００９１】
（第２の工程）
図１０（ａ）は、第１の工程で得られた角鋼管３０′の断面の各サイズを示している。ＬAは長辺の長さであり、ＬBは短辺の長さである。ＬCは頂点部の幅である。頂点部の膨らみ（凹凸量）ＬDは、ＬD＝ＬC−ＬBで定義される。
【００９２】
第１の工程直後の頂点部の膨らみ（凹凸量）ＬDは、設計上の公差範囲外になっていることが多い。
【００９３】
第２の工程では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の工程で成形された角鋼管３０′の断面Ｖ字の頂点部をリスライクして、平坦な長辺に成形するための上型１１および下型１２がプレス装置１０に据え付けられる。たとえば角鋼管３０′の角Ｒ部に対向する部位が凹み、角鋼管３０′の頂点部に対向する部位が平坦な面となっている断面形状を有した上型１１および下型１２が使用される。また、上型１１、下型１２を必ずしも一体成形する必要はなく、図１１（ａ）に示すように、鋼管３０′に対して平坦な断面を有する上型１１および下型１２と鋼管３０′との間に、上型１１および下型１２の横幅よりも角鋼管３０′の角Ｒ部の分だけ横幅が小さい板材１８を介在させてもよい。
【００９４】
そして、上型１０が下型１１側に向けて下降移動されるとともに、この下降移動に同期して、側型１３、１４が下降移動する。
【００９５】
これにより角鋼管３０′の断面Ｖ字の頂点部がリスライクされて、平坦な長辺に成形される。
【００９６】
図１０（ｂ）は、第２の工程で得られた角鋼管３０″の断面の各サイズを示している。第３の工程後の角鋼管３０″の頂点部の膨らみ（凹凸量）ＬDは、設計上の公差範囲内に収まる。
【００９７】
また、第１の工程によって角鋼管３０′の角Ｒ部は、ほぼ所望の形状（所望の半径Ｒ）に形成されているが、第２の工程によって角鋼管３０″の角Ｒ部は、確実に公差内の寸法に収まる。
【００９８】
以上のように、第１の工程、第２の工程を経て、断面長方形状の角鋼管３０″が成形される。また、第２の工程時には、第１の工程時と同様に、上型１１の下降移動に同期して、側型１３、１４を下降移動させて、接触ポイントＰ３を、常に、上型１１、下型１２間の中間点、つまり鋼管３０′の上下方向の中心点に維持させるようにしたので、角鋼管３０″の形状が上下で均等となり、角Ｒ部を鋼管３０″の上下で同じ形状に形成することができた。
【００９９】
つぎに、図１１（ａ）、（ｂ）を用いて、本実施例で角鋼管３０′の断面Ｖ字の頂点部をリスライクして平坦な長辺に成形することができた知見について比較例と対比して説明する。
【０１００】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す本実施例の構成から板材１８を取り除いた比較例の構成を示している。
【０１０１】
図１１（ｂ）に示す比較例の場合には、上型１１、下型１２が角鋼管３０′の長辺の全面にリストライクするため、スプリングバックにより角鋼管３０′の頂点部の膨らみ（凹凸量）ＬDが小さくならず、第２の工程後の角鋼管３０″の頂点部の膨らみ（凹凸量）ＬDは、設計上の公差範囲内に収まらないことが多い。
【０１０２】
これに対して、図１１（ａ）の本実施例の場合には、板材１８によって角鋼管３０′の頂点部がリストライクされ、上型１１、下型１２は角鋼管３０′の角Ｒ部に衝突することがないため、角鋼管３０′の頂点部の膨らみ（凹凸量）ＬDが小さくなり、第２の工程後の角鋼管３０″の頂点部の膨らみ（凹凸量）ＬDが、確実に設計上の公差範囲内に収まる。
【０１０３】
ただし、頂点部の膨らみを確実になくすためには、スプリングバックを考慮して、上型１１を、短辺の寸法ＬBに応じたストローク位置よりも多めのストローク位置まで下降させることが必要である。
【０１０４】
たとえば、５００トンの押圧プレス力を発生する油圧式のプレス装置１０を用いて、以下のような仕様の丸鋼管３０から、以下のような製品仕様の角鋼管３０″を成形する場合を想定する。
【０１０５】
・加工前（丸鋼管３０）
直径：φ１６５．２
板厚：５．５ｔ
加工後（角鋼管３０″）
サイズ：２００（ＬA）×７０（ＬB）
板厚：５．５ｔ
図１２（ａ）、（ｂ）は上記仕様の製品を製造するための上型１１のストローク位置を説明する図である。
【０１０６】
すなわち、上記仕様の場合には、上型１１を、短辺の寸法ＬB（７０ｍｍ）に応じたストローク位置（図１２（ａ））から、更に２ｍｍだけ多いストローク位置まで下降させたところ（図１２（ｂ））、頂点部の膨らみ（凹凸量）ＬDが公差範囲内に収まった角鋼管３０″を成形することができた。
【０１０７】
また、上記仕様の製品を製造する場合には、図１２（ｃ）に示すように、第１の工程で使用される上型１１および下型１２のテーパ角θを、８０゜〜８３゜に設定すれば、角鋼管３０′の長辺の頂点部で座屈がなく、かつ大きな膨らみもなく、しかも角Ｒ部を良好に形成することができた。
【０１０８】
（第２実施例）
上述した第１実施例では、図３（ａ）、（ｂ）や図１１（ａ）に示すように、第２の工程で使用される上型１１および下型１２として、鋼管３０′の角Ｒ部に対向する部位が凹んでいる断面形状を有してものを使用しているが、第２の工程で使用される上型１１および下型１２としては、図１１（ｂ）に示すように、鋼管３０′に対して平坦な断面を有する上型１１および下型１２を使用してもよい。
【０１０９】
すなわち、第１実施例で述べたように、図１１（ｂ）に示す上型１１、下型１２を使用すると、スプリングバックにより角鋼管３０′の頂点部の膨らみ（凹凸量）ＬDが小さくならず、第２の工程後の角鋼管３０″の頂点部の膨らみ（凹凸量）ＬDが設計上の公差範囲内に収まらないことが多いが、頂点部の膨らみの許容幅が大きい製品仕様の角鋼管を製造する場合などには、第２の工程で、図１１（ｂ）に示す上型１１、下型１２を使用する実施も可能である。
【０１１０】
（第３実施例）
上述した第１実施例では、第２の工程で、第１の工程と同様に、上型１１を下型１２側に向けて移動させるとともに、この移動に同期して、側型１３、１４を
移動させているが、第２の工程では、中間カムブロック２２を取り除くなどして、側型１３、１４を同期移動させずに、上型１１、下型１２の側方に固定したままとしてもよい。
【０１１１】
すなわち、第１の工程によって角鋼管３０′の角Ｒ部は、ほぼ所望の形状（所望の半径Ｒ）に形成されているため、第１の工程ほど、第２の工程では、側型１３、１４の同期移動が、角鋼管３０″の上下の角Ｒ部の均等な形成や角鋼管３０″の上下均等な形状の形成に及ぼす影響が少ない。このため、第１の工程のみによって角鋼管３０′の角Ｒ部が既に製品仕様に合致している場合などには、第２の工程では、側型１３、１４を同期移動させずに、側型１３、１４を上型１１、下型１２の側方に固定したままとしてもよい。
【０１１２】
（第４実施例）
上述した第１実施例では、上型１１が下降移動する速度の１/２（あるいは概ね１/２の速度）で、側型１３、１４を下降移動させているが、製品仕様によっては、必ずしも、この移動速度に限定されるわけでなく、少なくとも側型１３、１４の下降移動度が、零にならず、かといって上型１１と同じ速度にならずに、上型１１の下降移動速度よりも遅くなっていればよい。
【０１１３】
すなわち、製品仕様によっては、角鋼管３０″の形状を上下で不均等にしたり、角Ｒ部を鋼管３０″の上下で異なる形状に形成することもある。このような製品仕様の角鋼管３０″を製造する場合などには、側型１３、１４の下降移動速度を、上型１１の下降移動速度の１/２（あるいは概ね１/２）の速度領域からずらした速度領域（速度零、上型１１と等速度を除く）に設定する実施も可能である。
【０１１４】
（第５実施例）
上述した第１実施例では、第１の工程、第２の工程を経て角鋼管３０″を成形する場合を想定して説明したが、製品の仕様によっては、第１の工程後の角鋼管３０′でよい場合がある。また、将来の技術の進歩などにより他の解決手段によって、第１の工程のみで角鋼管３０′の頂点部の膨らみＬDが許容範囲内に収まることもある。
【０１１５】
このような場合には、第２の工程を省略して第１の工程のみを実施してもよい。
【０１１６】
また、上述した実施形態では、上型１１が下降することでプレス加工を行うプレス装置１０を想定して説明したが、当然、本発明は、下型１２が上昇することでプレス加工を行うプレス装置１０に対しても適用可能である。
【０１１７】
なお、本実施例では、「側型」が「上型」、「下型」に対して側方の型であるという概念を明確にするとともに、特許請求の範囲と実施例の用語の対応をとるために、「上型」、「下型」という用語を使用したが、本発明における「上型」、「下型」は、必ずしも鉛直重力方向の「上下」に限定されるわけではなく、任意の方向（たとえば水平左右方向）に「上型」、「下型」が配置され、その側方（鉛直重力方向）に「側型」が配置される構成にも、当然、本発明は適用可能であり、また特許請求の範囲記載の「上型」、「下型」の用語もそのような意味に解釈される。
【０１１８】
また、上述した実施形態では、鋼管３０を成形する場合を想定して説明したが、本発明で対象となる管の材料は、プレス加工によって丸管から角管に成形（塑性変形）することができる材料であれば、鋼に限定されることなく任意の材料を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】図１は実施形態のプレス装置の構成を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は第１の工程を説明する図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は第１の工程を説明する図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１の工程で鋼管が変形する様子を示す図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施例と対比する比較例を説明する図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施例と対比する比較例を説明する図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図６、図７に対応させて実施例を説明する図である。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施例と対比する比較例を説明する図である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図８に対応させて実施例を説明する図である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は鋼管の断面のサイズを説明する図である。
【図１１】図１１（ａ）、（ｂ）は第２の工程で使用される上型、下型の構成を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は実施例に使用される上型、下型のテーパ角、上型のストロークを説明する図である。
【図１３】図１３は、従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０  プレス装置  １１  上型  １２  下型  １３、１４  側型  ３０  丸鋼管、３０′  角鋼管  ３０″  角鋼管
【図１】
2006326624.tif 000003
【図２】
2006326624.tif 000004
【図３】
2006326624.tif 000005
【図４】
2006326624.tif 000006
【図５】
2006326624.tif 000007
【図６】
2006326624.tif 000008
【図７】
2006326624.tif 000009
【図８】
2006326624.tif 000010
【図９】
2006326624.tif 000011
【図１０】
2006326624.tif 000012
【図１１】
2006326624.tif 000013
【図１２】
2006326624.tif 000014
【図１３】
2006326624.tif 000015