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発明の名称 腕部を有するU型鋼矢板のプレス矯正方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−54838(P2007−54838A)
公開日 平成19年3月8日(2007.3.8)
出願番号 特願2005−239643(P2005−239643)
出願日 平成17年8月22日(2005.8.22)
代理人 【識別番号】100105968
【弁理士】
【氏名又は名称】落合 憲一郎
発明者 駒城 倫哉 / 竹林 克浩 / 帆足 幸宏 / 三浦 啓徳
要約 課題
小さな押し圧力で、且つ継手部を精度良く矯正することが可能なフランジ部と継手部との間に腕部を有するU型鋼矢板のプレス矯正方法を提供する。

解決手段
U型鋼矢板1をテーブルローラ8上に載置する際、ウェブ2面をテーブルローラ上で水平、または水平から傾けた状態とし、一方のフランジ3、好ましくはフランジから腕部5にかけての個所についてのみ、保持金型6で拘束し、押圧金型7による押し付け力を好ましくは水平方向と鉛直方向から付与する。
特許請求の範囲
【請求項1】
ウェブ部、フランジ部、継手部および継手部とフランジ部との間に腕部を有するU型鋼矢板をテーブルローラ上に載置し、左右方向の曲がりをプレス矯正する方法において、
一方のフランジについてのみ、保持金型で拘束し、押圧金型で押し付け力を付与することを特徴とする腕部を有するU型鋼矢板のプレス矯正方法。
【請求項2】
保持金型で拘束し、押圧金型で押し付け力を付与する個所を、フランジから腕部にかけての個所とすることを特徴とする請求項1記載の腕部を有するU型鋼矢板のプレス矯正方法。
【請求項3】
押し付け力が、水平方向と鉛直方向から付与されることを特徴とする請求項2記載の腕部を有するU型鋼矢板のプレス矯正方法。
【請求項4】
U型鋼矢板をテーブルローラ上に載置する際、ウェブ面をテーブルローラ上で水平から傾けた状態とすることを特徴とする請求項1ないし3の何れか一つに記載の腕部を有するU型鋼矢板のプレス矯正方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、フランジ部と継手部との間に腕部を有するU型鋼矢板のプレス矯正方法で、特に腕部の矯正に好適なものに関する。
【背景技術】
【0002】
圧延により製造された鋼矢板は、圧延工程での上下左右の非対称要因や、上下左右の温度偏差などによって、上下方向の「反り」や左右方向の「曲がり」などの形状不良が生じる場合があり、特に継手部における曲がりや反りは壁体にするためのつなぎ合わせ(嵌合)を損ない、打設施工において大きな問題となる。
【0003】
図8は「上反り」を説明する図で、腕部を有するU型鋼矢板100がウエブ200側に反っている様子を示す。図9は「曲がり」を説明する図で、腕部を有するU型鋼矢板100が長手方向に対し、継手部においてδの右方向の曲がりを生じている様子を示す。
【0004】
実操業において、反りが生じた場合は、複数本の上下ロールが千鳥型に配置されたローラー矯正機を用いて、その大きさが公差となるように矯正を行い、一方、曲がりが生じた場合は、プレス矯正機を用いてその大きさが公差となるように矯正を行うことが一般的である。
【0005】
プレス矯正機による曲がりの矯正は、曲がり方向によって左右いずれか一方側の金型(拘束金型)を固定し、他方の金型(押圧金型)で被矯正材となるU型鋼矢板のフランジを繰り返し押圧して行う。
【0006】
図10(a)、(b)はプレス矯正機による曲がりの矯正方法を説明する図で、腕部を有するU型鋼矢板100はテーブルロール80上にU字状に載置され、一方のフランジ300の外面300b側に保持金型60を、他方のフランジ300の外面300b側に押圧金型70を配置する(図10(b))。
【0007】
保持金型60と押圧金型70は、押圧金型70により付与されるプレス力aによって3点曲げが生じるように配置される(図10(a))。
【0008】
しかしながら,U型鋼矢板のうち,断面形状が大きく左右方向の曲げに対する剛性が大きい鋼矢板の場合,片側のフランジ外面をプレスで押圧しても曲がりが矯正されずに,断面形状が変形したり,押圧したフランジを局部的に凹ませてしまうなどの問題が生じ、特に,フランジと継手部との間に腕部を有するU型鋼矢板の曲がり矯正において顕著であった。
【0009】
特許文献1は,U型鋼矢板のプレス矯正方法に関し、鋼矢板の片側のフランジの外面を押圧すると同時に,もう一方のフランジの内面も押圧して,曲がりを矯正する方法が記載されている。
【0010】
図11において、搬送ロール80上にU字状に載置された、腕部を有するU型鋼矢板100の一方のフランジ300の外面300bに保持金型60を、他方のフランジ300の外面300bに押圧金型70を配置し、更に保持金型60が配置されたフランジ300の内面300a側には押圧金型70を配置する。
【0011】
保持金型60と押圧金型70は、押圧金型70に付与される押し付け力aにより、腕部を有するU型鋼矢板100に3点曲げが生じるように配置される。
【0012】
押圧金型70による押し付け力aは、左右のフランジ300に対し、一方には内面300a側から、他方には外面300b側から同方向に付与されるため、U型鋼矢板100の断面形状を損なうことなく曲がりの矯正が可能である。
【特許文献1】特許第3129179号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
しかしながら、特許文献1記載の矯正方法は、左右のフランジの一方のフランジ内面と他方のフランジ外面を同時に押圧するため、二つの矯正冶具が必要で、さらに製品の寸法変動に応じてこの矯正冶具間の距離の変更を必要とし、必ずしも効率のよい矯正方法ではなかった。
【0014】
一方、最近では幅寸法が900mmを超える超大型の腕部を有するU型鋼矢板が開発され、その剛性(曲げ方向の断面2次モーメント)も非常に大きくなるため、製品全体の曲がりの矯正に非常に大きな力を必要とし、プレス矯正機の能力から実質、矯正が不可能になる場合があった。特許文献1記載の矯正方法は、その実施例にあるように、幅寸法が650mm程度までの鋼矢板を対象とするものである。
【0015】
また、腕部を有する鋼矢板では、腕部・継手部の曲がりが左右のフランジで異なる場合がしばしば生じるが、特許文献1で開示された矯正方法では左右の押圧金型70に付与される押し付け力aは等しく、このような場合に対応するものではなった。
【0016】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、腕部を有するU型鋼矢板の曲がり矯正に適用可能なプレス矯正方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明者等は有効幅が900mmのハット型鋼矢板を対象に、フランジに押し圧力を付加する方法や、該フランジに押し圧力を付与させる個所を種々に変更して曲がり矯正実験を実施した。
【0018】
その結果、プレス矯正方法として1.一方のフランジのフランジ外面を保持(拘束)し、他方のフランジ外面を押圧する方法(従来法その1)、2.一方のフランジのフランジ外面を保持(拘束)した状態で、他方のフランジのフランジ外面を押圧する際、前記保持した側のフランジのフランジ内面をも押圧する方法(従来法その2)を用いた場合は、実験に用いたプレス矯正機の設備能力の限界から曲がりを矯正することができなかった。
【0019】
一方、フランジの一方についてのみ、保持(拘束)と押し圧力の付与を行った場合は、鋼矢板の曲がりを矯正することが可能で、更にフランジから継手部にかかる部分を保持(拘束)し、該個所に押し圧力を付与するとより小さな押し圧力で、且つ継手部を精度良く矯正することが可能なことを見出した。
【0020】
本発明は得られた知見を基に更に検討を加えてなされたもので、すなわち、本発明は、
1.ウェブ部、フランジ部、継手部および継手部とフランジ部との間に腕部を有するU型鋼矢板をテーブルローラ上に載置し、左右方向の曲がりをプレス矯正する方法において、
一方のフランジについてのみ、保持金型で拘束し、押圧金型で押し付け力を付与することを特徴とする腕部を有するU型鋼矢板のプレス矯正方法。
【0021】
2.保持金型で拘束し、押圧金型で押し付け力を付与する個所を、フランジから腕部にかけての個所とすることを特徴とする1記載の腕部を有するU型鋼矢板のプレス矯正方法。
【0022】
3.押し付け力が、水平方向と鉛直方向から付与されることを特徴とする2記載の腕部を有するU型鋼矢板のプレス矯正方法。
【0023】
4.U型鋼矢板をテーブルローラ上に載置する際、ウェブ面をテーブルローラ上で水平から傾けた状態とすることを特徴とする1ないし3の何れか一つに記載の腕部を有するU型鋼矢板のプレス矯正方法。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、鋼矢板の片側のフランジについてのみ,内面または外面から水平方向または水平方向と鉛直方向から押し圧力を付与し、当該フランジ側の左右方向の曲がりについて矯正するので,両側のフランジに押し圧力を付与する場合と比較して、矯正荷重を少なくすることが可能である。
【0025】
鉛直方向の押圧を同時に付加する場合は、腕部の曲げ変形も加わるので,曲がりの矯正効果を高めることができる。
【0026】
さらに、鋼矢板を、テーブルローラからウェブ面が水平から傾いた状態に設置し、矯正を行う場合は、水平方向に押し圧力を付与するので、フランジの曲げ矯正に加えて腕部の曲げ矯正も容易に行うことができ、矯正荷重の増大を防止しつつ、曲がりの矯正効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
【0028】
図1は本発明に係るプレス矯正方法の一実施例を説明する図で(a)は鋼矢板の断面方向、(b)は鋼矢板の上面方向からの図を示す。図において1は継手部とフランジ部との間に腕部を有するU型鋼矢板(以下、鋼矢板)、2はウエブ部、3はフランジ部、3aはフランジ部3の内面側、3bはフランジ部3の外面側、4は継手部、5は腕部、6は保持金型、7は押圧金型、8はテーブルローラ、aは押し圧力を示す。
【0029】
鋼矢板1はテーブルローラ8上に、テーブルローラ8とウエブ部2が接するように、U字形状に載置される。プレス矯正において、一方のフランジ3にのみ押し圧力aが付与されるように、保持金型6をフランジ部3の外面側3bに、押圧金型7を該フランジ部3の内面側3aに配置する。
【0030】
押圧金型7は、フランジ3を3点支持するように2個の保持金型6の間隔の中間となる位置の、フランジ部3の内面側3aに配置し、押し圧力aを水平に付与する。保持金型6と押圧金型7でフランジ部3に押し当てられる側は、鋼矢板1のフランジから腕部にかけての部分が当接するように成形する。
【0031】
保持金型6と押圧金型7のフランジ部3に押し当てられる側をこのように成形するので、押し圧力aが付与されると当該個所に曲げモーメント力が集中し、継手部の曲がりが効率的に矯正される。
【0032】
尚、本発明において、フランジから腕部にかけての部分とは、フランジから腕部にかけて連続的に変化する部分で、フランジ部の一部または全長と、腕部の一部または全長を含むものとする。プレス矯正法は、テーブルローラ8で鋼矢板1を搬送しつつ、矯正を行うので、鋼矢板の全長に渡って継手部の曲がりを矯正することが可能である。
【0033】
以上の説明では、保持金型6をフランジ3の外面側3bに、押圧金型7をフランジ3の内面側3aに配置したが、押圧金型7をフランジ3の外面側3bに、保持金型6をフランジ3の内面側3aに配置しても良い(図2)。
【0034】
また、図1において、プレス矯正する際、保持金型6は鋼矢板1に対しその位置が固定され、押圧金型7が、水平方向にのみ移動するが、保持金型6と押圧金型7の両者を上下方向にも移動可能とし、垂直力bを付与すると、腕部に上下方向の曲がりが生じ、より効率的に継手部の曲がりを矯正することが可能となる(図3)。
【0035】
また、フランジの外面を押圧する場合は,押圧金型で鉛直方向の力を加えることが困難なので,鋼矢板1に対し、押圧金型7はその鉛直方向位置を固定とし、腕部および腕部近傍のフランジ部に対して垂直力bを付与するための押圧金型9を設けることが好ましい(図6)。
【0036】
図4は本発明に係るプレス矯正法の他の実施形態を示し、保持金型6に鋼矢板1とテーブルローラ8の間に挿入される部分を設け、鋼矢板1をテーブルローラ8に対し、角度θ傾けて載置し、プレス矯正を行う。
【0037】
鉛直方向の力を付与せずに、フランジの押圧と腕部の押圧を同時に行うことができ、継手部の曲がりの矯正効果を高めることが可能となる。
【0038】
上図に示す方法によれば、鋼矢板1をテーブルローラ8に水平に載置する場合と比較して、保持金型6の面6aと押し付け力aが、より直交するので、保持金型6から鋼矢板1が浮き上がった状態で、押し付け力が付与されること(図5)が防止され、断面形状が損なわれる不具合が低下する。特に、U字の開口部が末広がりに大きくなる形状の鋼矢板に有効である。
【0039】
図7は本発明に係るプレス矯正法の他の実施形態を示し、図4と同様の効果を得るため、鋼矢板1をテーブルローラ8に対し、角度θ傾けてプレス矯正を行うため、押圧金型7の下部を延長し、鋼矢板1とテーブルローラ8の間に挿入される部分を設けた場合を示す。
【0040】
本発明に係るプレス矯正法を用いて、鋼矢板を矯正する場合、鋼矢板の曲がり形態によって、テーブルローラ8上を搬送する鋼矢板の搬送方向を選択する。
【0041】
例えば、鋼矢板の左継手部と右継手部ともに左側に曲がっている場合、左フランジの内面を押圧して左継手部の曲がりを矯正し、次いで、右フランジの外面を押圧して右継手部の曲がりを矯正する。
【0042】
また、左継手部が左側に、右継手部が右側に曲がっている場合については、左フランジの内面を押圧して左継手部の曲がりを矯正し、次いで鋼矢板を反転して、右フランジの内面を押圧して右継手部の曲がりを矯正する。このように,局部的に左右の継手部の曲がり方向が異なっている場合についても,本発明によれば、曲がりを矯正することが可能である。
【実施例1】
【0043】
鋼矢板(全長10m)の左継手部、右継手部とも左方向の曲がり形態で、10mで30mm前後の曲がり量のものをプレス矯正により矯正した。鋼矢板は図12に示すハット型形状で、ウェブ厚tw=10.8mm、フランジ厚tf=8mm、腕部の厚みtb=10mm、フランジ面の傾きα=48°、全幅W=933mm、全高さh=241mmの断面形状であった。
【0044】
プレス矯正法1として、図1に示す本発明例により、まず左側フランジの内面を押圧して,左継手部の曲がりを矯正し,次いで右フランジ外面を押圧して右継手部の曲がりを矯正した(適合例1)。
【0045】
プレス矯正法2として、図10(b)に示す、一方のフランジ外面を保持し,他方のフランジ外面を押圧する方法(比較例1),プレス矯正法3として、図11に示す、一方のフランジ外面を保持し,保持した側のフランジ内面と他方のフランジ外面を押圧する方法(比較例2)を用いて矯正を行った。
【0046】
プレス矯正機は全てのプレス矯正法で共通で、水平方向の押圧力最大1000kN、水平方向の押圧力最大2000kNの仕様である.押圧金型と保持金型間の距離は1m(両保持金型間距離2m)とした。
【0047】
表1に結果を示す。適合例1では,曲がり量δを左右継手部とも長さ10mで8mm以下に矯正することができたが、比較例1では,全幅Wが小さくなる断面形状の変化(不具合)が生じたのみで曲がりを矯正できなかったため、途中で矯正を打ち切った。また比較例2でも,本プレス機の設備能力範囲では,鋼矢板が弾性変形するのみで,曲がりを十分矯正できない結果となった。
【0048】
【表1】


【実施例2】
【0049】
次に,同様の断面形状・長さの鋼矢板で,10mでの曲がり量が左右継手部とも50mm前後の左方向曲がりと曲がり量が大きい鋼矢板について,曲がりの矯正を行った。
【0050】
プレス矯正法1として、図1に示す本発明例により、まず左側フランジの内面を押圧して,左継手部の曲がりを矯正し,次いで右フランジ外面を押圧して右継手部の曲がりを矯正した(適合例2)。
【0051】
プレス矯正法2として、図3(または図6)に示した、垂直力を付与する本発明例に係る方法(適合例3)、プレス矯正法3として,図4(または図7)に示した、テーブルローラ8に対してウエブを傾ける本発明例に係る方法(適合例4)の3通りを実施した。
【0052】
左右継手部の矯正は、先の実施例1と同様の順番とした。適合例3では水平方向の押圧力の10%の押圧力となるように,腕部上部からの圧下を加えた。また適合例4では,受け側の金型の下部につばを設け,ウェブ面が水平面から10°傾くようにした。
【0053】
それぞれのケースで,長手方向に材料を送りつつその長手方向位置で数回のプレスを行って曲がり量を確認し,曲がりが十分に矯正されていない場合は,再度プレスを行い,曲がり量が許容値(10mm/10m)となるようにした。
【0054】
表2に結果を示す。いずれのプレス矯正法でも曲がり量は許容値にすることができたが,特に,適合例3,4では左右継手部とも長手方向の各個所あたり2回のプレスで曲がりを矯正でき,短時間で矯正可能であった。
【0055】
一方,適合例2ではフランジ内面を押圧する際に,フランジ保持側で材料の浮き上がりも見られたため,1回あたりの矯正量を十分に取れず長手方向の各個所あたり3回のプレスで曲がりを矯正し,適合例3,4と比較し矯正に若干時間を要した。
【0056】
【表2】


【図面の簡単な説明】
【0057】
【図1】本発明例。
【図2】本発明例。
【図3】本発明例。
【図4】本発明例。
【図5】プレス矯正時に鋼矢板が受け金型位置で浮き上がる状態を説明する図。
【図6】本発明例。
【図7】本発明例。
【図8】上反りを説明する図。
【図9】曲がりを説明する図。
【図10】従来例。
【図11】従来例。
【図12】腕部を有するU字型鋼矢板の断面形状を説明する図。
【符号の説明】
【0058】
1、100:腕部を有する鋼矢板
2、200:ウェブ
3、300:フランジ
4:継手部
5:腕部
6、60:保持金型
7、70:押圧金型
8,80:テーブルローラ
9:押圧金型
3a,300a:フランジ内面側
3b,300b:フランジ外面側




 

 


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