JP2014087815A - 溶接型鋼の歪矯正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接型鋼のフランジとウェブとの角度を矯正する際に、腰折れを伴うことなく、直角矯正および任意角度の形成を行える溶接型鋼の歪矯正装置および方法を提供する。
【解決手段】フランジ１０１の主面にウェブ１０２を垂直に溶接してなる溶接型鋼１００においてフランジ１０１に生じる歪を矯正するものであり、フランジ１０１の下面に当接する受け部３００と、ウェブ１０２を介した溶接型鋼１００の両側位置に配置された一対のフランジ矯正部５００とを備え、フランジ矯正部５００は、フランジ１０１の上面に当接してフランジ１０１に矯正力を加える矯正具５１０と、中程の支点回りに揺動し、先端部に前記矯正具を配置したレバー５２０と、レバー５２０を駆動させるレバー駆動装置５２３を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶接型鋼の歪矯正装置に関するものである。

この種の技術には、例えば特許文献１に記載するものがある。この装置は、矯正装置本体と矯正装置本体の前後に配置された矯正部材の搬入コンベア及び搬出コンベアとを備えたものであり、矯正装置本体が左右の上ロール支持フレームの先端側にそれぞれ支持される左右の上ロールを有し、この上ロールと下ロールの間に矯正部材を挿入し、下ロールを液圧シリンダにて昇降加圧して矯正部材の歪み矯正を行う。

矯正部材の搬入方向において左右の各上ロールの前後両側には、矯正部材のウェブの最下端側を挟持して保持ガイドするウェブガイドロールを配置しており、ウェブガイドロールはそれぞれ対峙して進退自在及び昇降自在に設けている。各ウェブガイドロールの前部には搬入コンベア及び搬出コンベアが昇降自在に設けてあり、搬入コンベアから矯正装置本体に矯正部材を水平状態で搬入させ、矯正装置本体から搬出コンベアに矯正部材を水平状態で搬出させるようにし、矯正部材のウェブをその最下端でウェブガイドローラにより保持することにより矯正後のウェブの角度の倒れを可及的に小さくする。

また、特許文献２に記載された移行式歪矯正装置では、案内ローラ（矯正上ローラに相当）が臼状をなしてフランジに対して常に水平となる接触面とウェブに対して常に垂直となる接触面とを有しており、案内ローラの直下に設置したクラウン付押えローラと案内ローラとによってフランジを平坦に矯正しつつ、ウェブとフランジを常に直角に圧着矯正している。

また、同種の発明に特許文献３に記載するものがある。

特開２００３−３３８１７号 特許第５７５７２６号 特許第２９１４９５６号

特許文献１では、ウェブを保持するウェブガイドロールを出来るだけフランジの近くに配置し、フランジに近い位置でウェブを保持することによりウェブの腰折れを防止している。しかしながら、ウェブを垂直に保持するローラの下側の位置は、矯正初期には溶接脚長やフランジの傘折れ量に因ってウェブの下端位置から離れた位置となる。

このため、搬入コンベア及び搬出コンベアを上下に昇降させることで、ウェブを垂直に保持するローラを出来るだけ溶接脚長の付近に配置し、ウェブを垂直に保持するローラとウェブの下端位置までとの距離を短くしてウェブの腰折れを防止しているが、ウェブの倒れ角度を可及的に少なくすることしか出来なかった。

特許文献２では、溶接脚長が大きいＨ鋼を矯正する案内ローラ（矯正上ローラに相当し溶接部に当たらないように大きな面取りを施したローラ）を設けており、溶接脚長が小さいＨ鋼を矯正する時には、案内ローラがウェブを保持する最下端の保持位置と溶接部との距離が多くなるので、フランジの傘折れ量が左右で大きく異なる場合には、ウェブの腰折れが発生した。

このため、溶接脚長が異なるＨ鋼毎に案内ローラ（矯正上ローラに相当）を取り替える必要があり、実用面においては、溶接脚長が異なる多種のＨ鋼の矯正には不向きであり、特定の種類のＨ鋼を矯正する場合にしか使用できなかった。

上述の問題に鑑みて、フランジとウェブを直角に矯正し、ウェブの腰折れも発生しない矯正方法として、案内ローラ（矯正上ローラに相当）を上下に移動させて加圧する方法が考えられる。しかしながら、案内ローラ（矯正上ローラに相当）と加圧源（油圧シリンダ）を一体化すると、装置の全高さが大きくなってウェブの高さが小さいＨ鋼（加工頻度が高い）を矯正できなくなり、実用面において問題が生じる。また、案内ローラ（矯正上ローラに相当）の軸を固定し、矯正機のフレームを上下させる構造は、矯正機自体が大型化し、精度保持等に問題があるので実用化されていない。

このため、本発明の一つの課題は、フランジに矯正力を与える矯正具を左右のフランジに対して独立して操作でき、且つ矯正具（ローラ）等の高さを低くし、その上下の位置を任意に設定できることで、フランジの傘折れ歪が左右において大きく異なり、左右のフランジの外側辺の高さが異なる場合にあっても、矯正初期から左右のフランジに同時に矯正力を負荷することで、フランジ矯正に因りウェブに加わる腰折れ力を出来るだけ少なくすることができる歪矯正装置を提供することにある。

また、ウェーブにはウェーブを左方向に腰折れさせる力とウェーブを右方向に腰折れさせる力が作用し、この力の差がウェーブを左右の何れか一方に腰折れさせる腰折れ力となるので、矯正初期から左右のフランジに同時に矯正力を負荷することで、初期に発生する片側だけの腰折れ力、腰折れの原因を除いて腰折れの発生を防ぐことができる歪矯正装置を提供することにある。

次に、特許文献２では、案内ローラ（矯正上ローラに相当）によってウェブを垂直に保持しつつ、同位置においてクラウン付押えローラと案内ローラ（矯正上ローラに相当）とによってフランジを平坦に矯正している。しかしながら、フランジの傘折れ歪（ウェブと直角な水平方向に対する傾斜）が左右で等しいか、僅かに差がある程度の場合にはウェブとフランジを直角に矯正することが出来たが、フランジの傘折れ歪が左右で大きく異なる場合には、ウェブとフランジを直角に矯正することが出来なかった。これは、スプリングバック（反力による変形）の影響と思われる。

すなわち、特許文献１および２では、左右のフランジに等しい矯正力を負荷することしかできず、左右のフランジに、その歪の大小に応じて異なる矯正力を負荷することができないので、ウェブを垂直に保持する状態でフランジの傘折れ歪が左右において大きく異なる場合に、傘折れ歪が小さい側でフランジとウェブが直角になるように矯正力を負荷すると傘折れ歪が大きい側で矯正力不足によりフランジとウェブが直角にならずにフランジとウェブの間の角度が直角以内となる。また、傘折れ歪が大きい側でフランジとウェブが直角になるように矯正力を負荷すると傘折れ歪が小さい側で矯正力過剰によりフランジとウェブが直角にならずにフランジとウェブの間の角度が直角以上となる。つまり、フランジの傘折れ歪が左右において大きく異なる場合には、矯正力を除去した後に生じるスプリングバックに因って左右のフランジとウェブとの直角度を可及的にしか矯正することができないので、矯正後の不良品は加熱処理によって矯正する必要があった。

このため、本発明の他の１つの課題は、左右のフランジに矯正力を与える各矯正具の加圧押し込み量を、左右のフランジのそれぞれの傘折れ歪およびスプリングバックを考慮してそれぞれ独立して設定できる歪矯正装置を提供することにある。

次に、橋梁、他に使用される溶接Ｔ型鋼は、溶接によって生じる歪であるフランジの傘折れ歪の矯正、傘折れ歪矯正後に行う直角度矯正、ウェブの長手方向の縦大曲り歪の矯正が必要である。

現在は、これらの矯正をそれぞれ別途の矯正工程で行っており、１．左右のフランジを水平に矯正する水平矯正工程と、２．フランジの下面に当接するローラに円筒型のものを使用してフランジを圧延することによってウェブの長手方向の縦大曲り歪の矯正する曲がり矯正工程（プレスで順々に大曲り矯正する方法と加熱冷却による方法がある）と、３．ウェーブのフランジ近くの部位を加熱冷却して左右のフランジのウェブに対する角度を直角に矯正する角度矯正工程を行う必要があった。

このため、本発明の他の１つの課題は、水平矯正工程と曲がり矯正工程と角度矯正工程を一つの工程で行うことができる歪矯正装置を提供することにある。
次に、橋梁の桁に使用するＨ型鋼では、橋梁の外側面に対応して雨に晒される部位に雨水が溜まって腐食が発生する問題があり、対策としてフランジを下り勾配に傾斜させる場合がある。しかしながら、上記従来の構成ではウェブとフランジの角度を基本に直角矯正するので、ウェブとフランジの角度を任意の角度に矯正することができなかった。

従来の構成の矯正装置を使用してフランジを下り勾配に傾斜させる場合には、フランジに溶接するウェーブの端面を傾斜面に形成し、この傾斜する端面でウェブをフランジに溶接しており、フランジの傾斜角度の矯正にはウェブの下端部を加熱、冷却して矯正する方法が用いられる。

このため、本発明の他の１つの課題は、一つの工程において左右のフランジの一方をウェブに対して直角に矯正し、かつ他方のフランジを任意の下り勾配の角度に傾斜させることができる歪矯正装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の溶接型鋼の歪矯正装置は、フランジの主面にウェブを垂直に溶接してなる溶接型鋼においてフランジに生じる歪を矯正するものであり、フランジの下面に当接する受け部と、ウェブを垂直姿勢に保持するウェブガイド部と、ウェブを介した溶接型鋼の両側位置に配置された一対のフランジ矯正部とを備え、フランジ矯正部は、フランジの上面に当接してフランジに矯正力を加える矯正具と、中程の支点回りに揺動し、先端部に前記矯正具を配置したレバーと、レバーを加圧駆動させるレバー駆動装置を有することを特徴とする。

本発明の溶接型鋼の歪矯正装置において、ウェブを垂直姿勢に保持するウェブガイド部を備えることを特徴とする。
本発明の溶接型鋼の歪矯正装置において、フランジ矯正部は、レバーの前記支点を上下に位置調整可能に保持する支点保持部を有することを特徴とする。

本発明の溶接型鋼の歪矯正装置において、支点保持部は、レバーの前記支点を上下に移動させる支点駆動装置を有することを特徴とする。
本発明の溶接型鋼の歪矯正装置において、フランジ矯正部は、レバー駆動装置を制御する制御部を有し、制御部は、レバー駆動装置によりフランジに与える矯正具の加圧押込量を、矯正操作後にフランジに生じるスプリングバックを加味して設定することを特徴とする。

本発明の溶接型鋼の歪矯正装置において、受け部は、フランジの下面に当接可能な下部矯正治具を有し、フランジ矯正部の矯正具と下部矯正治具でフランジを矯正することを特徴とする。

上記した構成により、溶接型鋼の歪矯正を行う場合には、ウェブの両側位置に配置したフランジ矯正部のレバーの先端部に配置した矯正具をフランジより上方位置に配置し、受け部の上に溶接型鋼を進入させて受け部とフランジ矯正部の矯正具の間にフランジを配置するとともに、フランジの下面を受け部に当接させ、ウェブの両側位置に配置したウェブガイド部のガイド具をウェブの側面最下端に当接させてウェブを垂直に保持した状態で、レバー駆動装置によりフランジに矯正力を負荷して矯正し、矯正後に溶接型鋼をウェブ軸心方向に送り出し、フランジをウェブ軸心方向の全長にわたって水平に、かつウェブに対して適正角度に矯正する。

よって本発明によれば、ウェブの両側のフランジ矯正部においてそれぞれ独立してレバーを揺動させ、梃子の原理によって矯正具を上下に移動させてフランジに矯正力を負荷するので、フランジの左右両側においてフランジとウェブとの角度が異なる場合にあっても、双方の矯正具をフランジの両側へ同時に当接させて、フランジの両側へ同時に矯正力を作用させることができる。よって、腰折れを伴うことなくウェーブの左右においてウェーブとフランジの角度を同じ角度、あるいは好みの角度に矯正できる。

また、レバー駆動装置によりフランジに与える矯正具の加圧押込量を、矯正操作後にフランジに生じるスプリングバックを加味して設定することで、正確な直角度に、あるいは好みの角度に矯正できる。また、受け部の上に溶接型鋼が進入する際に、受けローラがフランジの下面を支持するので、ウェブガイド部のガイド具がフランジとウェブとの溶接脚長付近でウェブを保持できるので、ウェブの腰折れに対する抗力が増加し、腰折れを防止できる。

特許文献１のように、上ローラを固定し、下ローラを移動させて加圧する構成では、前後のコンベアーを上下動させてＨ鋼を水平に挿入しても、矯正初期にはフランジの傘折れ量と最終加圧後のスプリングバック量に応じた押込量とを加味して、溶接脚長より遠方をウェブ保持ローラで保持しなくてはならない。

さらに、本発明では、左右の矯正具がそれぞれの対応するフランジに当接する状態から両フランジに同時に矯正力を負荷するので、左右のフランジに作用する矯正力の差がウェブを腰折れさせる力となる。よって、従来のように一方のフランジにのみ先行して矯正力が作用する場合よりも腰折れ発生の要因となる力が減少し、腰折れの発生を防止できる。

次に、ウェブガイド部でウェブを垂直姿勢に保持し、矯正具（例えばローラ）を介してレバー駆動装置でフランジに矯正力を負荷して、フランジをウェブに対して所定角度に傾斜する傾斜姿勢に矯正し、矯正しながらあるいは矯正後に溶接型鋼をウェブ軸心方向に送り出して、フランジをウェブ軸心方向の全長にわたって前記所定角度に矯正する。

よって本発明によれば、フランジをウェブ軸心方向の全長にわたって所定角度に矯正でき、ウェブに対してフランジを任意角度に傾斜する状態に形成でき、橋梁の雨勾配の矯正などが容易にできる。

次に、左右両側のガイド具（例、ローラ）でウェブを垂直姿勢に保持し、湾曲するウェブの内側に位置する矯正具（例、ローラ）の一部がフランジのフランジ面に適当な傾斜姿勢で当接する状態で矯正具を介してレバー駆動装置でフランジを押圧しつつ、受け部の受けローラにより溶接型鋼をウェブ軸心方向に送り出して、矯正具（例、ローラ）に当接するフランジの当接部位、すなわち溶接脚長の側を圧延することによりウェブをウェブ軸心方向に沿って直線状に矯正する。

よって本発明によれば、湾曲するウェブの内側において矯正具（例、ローラ）に当接するフランジの当接部位を圧延することにより一側のフランジのみを伸張させ、ウェブを湾曲の反り方向と逆方向に矯正して溶接型鋼を真直となすことができ、矯正具（例、ローラ）と受け部の受けローラとによる加圧力を調整して設定することにより、水平矯正工程と曲がり矯正工程と角度矯正工程を一つの工程で行うことができる。

本発明の実施の形態における溶接型鋼の歪矯正装置の一例を示す模式図 同実施の形態における歪矯正装置を示す平面図 本発明の他の実施の形態における矯正操作の手順を示す模式図 同実施の形態における矯正操作の手順を示す模式図 同実施の形態における矯正操作の手順を示す模式図 本発明の他の実施の形態における矯正操作の手順を示す模式図 本発明の他の実施の形態における矯正操作の手順を示す模式図 本発明の他の実施の形態における矯正操作の手順を示す模式図

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および図２に示すように、溶接型鋼１００はフランジ１０１の側面にウェブ１０２を垂直に溶接したものであり、本実施の形態ではＨ型鋼を例示している。

歪矯正装置２００は、溶接型鋼１００においてフランジ１０１に生じる歪を矯正するものであり、両側の本体フレーム２０１と受け部３００とウェブガイド部４００とフランジ矯正部５００を備えており、図６に示すように、歪矯正装置２００の前後位置には前搬送装置６１０および後搬送装置６２０が配置してある。

前搬送装置６１０および後搬送装置６２０は、溶接型鋼１００の材軸心方向、ここではウェブ１０２の軸心方向を搬送方向とする搬送軌道を有し、前搬送装置６１０が搬送方向の上流側に位置し、後搬送装置６２０が搬送方向の下流側に位置している。

受け部３００はフランジ１０１の下面に当接する受けローラ３１０を有し、受けローラ３１０は溶接型鋼１００の搬送方向と直交する方向に配置した回転軸３１１の軸心回りに回転し、溶接型鋼１００をウェブ軸心方向に送り出す。回転軸３１１は受けローラ３１０の両側に配置した軸受け３１２で回転自在に保持しており、回転軸３１１の一端側が受けローラ駆動装置３１３に接続している。

ウェブガイド部４００は、少なくともその一対がウェブ軸心方向に沿ったフランジ矯正部５００の前後の位置に配置されている。各ウェブガイド部４００は、少なくとも一対のウェブガイドローラ４１０と少なくとも一対のフランジガイドローラ４１１がウェブ１０２を介した溶接型鋼１００の両側位置に配置されてなり、ウェブガイドローラ４１０はウェブ１０２の側面上を移動可能にウェブ１０２に当接するガイド具をなし、フランジガイドローラ４１１がフランジ１０１の側端面に当接する。各ウェブガイド部４００は、ウェブガイドローラ４１０でウェブ１０２の最下端側を挟持してウェブ１０２を垂直姿勢に保持する。

ウェブガイドローラ４１０およびフランジガイドローラ４１１は溶接型鋼１００の搬送方向に沿って複数個が配列してあり、ウェブガイド部４００は複数のウェブガイドローラ４１０を一体的にウェブ１０２の軸心方向と直交する方向およびウェブ１０２の高さ方向に移動させるガイドローラ移動手段（図示省略）を備えており、ガイドローラ移動手段は油圧シリンダあるいはネジを用いた機械式移動手段等からなるが、ここでは詳細な説明を省略する。

フランジ矯正部５００は、ウェブ１０２を介した溶接型鋼１００の両側位置に配置してあり、フランジ１０１の上面に当接してフランジ１０１に矯正力を負荷する矯正具をなす矯正ローラ５１０を有している。本実施の形態では矯正具として矯正ローラ５１０を例示するが、ローラの形式に関わらず各種の形状のローラを使用可能であり、ローラに限らず鉄板等の固定矯正治具を使用することも可能である。

以下においては、矯正ローラ５１０を使用する場合について説明する。矯正ローラ５１０は、レバー５２０の先端部に装着してあり、溶接型鋼１００の搬送方向と直交する方向に配置した支軸５１１の軸心回りに回転自在に設けている。

本実施の形態では、レバー５２０が支軸５１１をレバー５２０の軸心方向に沿った姿勢に保持しており、支軸５１１はレバー５２０に螺合して支軸５１１の軸心方向に出退し、矯正ローラ５１０をフランジ１０１の幅方向の任意の位置に配置する。

他の実施の形態として支軸５１１を溶接型鋼１００の搬送方向に沿った軸心回りに、すなわち、レバー５２０の軸心方向と直交する方向の軸心回りに、揺動自在（首振り自在）に保持することも可能である。

レバー５２０は材軸心方向の中程に支点５２１を有し、支点５２１の軸心回りに揺動することで、梃子の作用を実現するものであり、フランジ矯正部はレバー５２０の支点５２１を上下に位置調整可能に保持する支点保持部５２５を有する。

支点保持部５２５では、レバー５２０を軸支する支点５２１を本体フレーム２０１に設けた上下方向に延びる長孔５２６を挿通して配置しており、本体フレーム２０１に掛け渡した取り付け板５２７に支点５２１を支持する調整ネジ５２８を設けている。

この調整ネジ５２８は支点駆動装置５２２をなすもので、支点５２１の上下の位置を変更し、かつ固定支持するものであり、レバー５２０を介して支点５２１を間接的に支持しており、レバー５２０を介さずに調整ネジ５２８で支点５２１を直接的に支持しても良い。矯正作業が単一なものである場合には支点を固定化して使用する。その他の機械的手段により支点位置を上下移動させ、その後に支点位置を固定して使用することも可能である。

また、支点保持部５２５は、図３から図５に示すように、調整ネジ５２８に代えてレバー５２０の支点５２１を上下に移動させる油圧シリンダ等からなる支点駆動装置５２２を有する構成とすることもできる。この場合にも、支点５２１の上下の位置を変更し、かつ固定支持する。

レバー５２０の基端部にはレバー駆動装置５２３が接続しており、レバー駆動装置５２３によりレバー５２０の基端部を駆動させることでレバー５２０が支点５２１の軸心回りに揺動する。レバー駆動装置５２３は油圧式、機械式であり、単動式、連動式の何れも採用可能である。

本実施の形態では直線状のレバー５２０を例示したが、レバー５２０には種々の形態のものを使用することができ、例えばＬ字形やコの字形とすることも可能であり、装置の設置場所のスペース等を考慮して任意に選択できる。また、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲において種々の改変を成し得ることは勿論である。

以下、上記した構成の作用を説明する。溶接型鋼１００は、ここでは図６に示すように、フランジ１０１が溶接型鋼１００の内側、つまり図上において上方へ歪んでいる。
１．図４に示すように．溶接型鋼１００の挿入前の段階において、ウェブ１０２の両側位置に配置したフランジ矯正部５００の支点駆動装置５２２によりレバー５２０の支点５２１を矯正作業に適した位置に移動させて後に固定保持し、その後にレバー５２０を駆動して矯正ローラ５１０をフランジ１０１より上方位置に配置する。

２．次に、受け部３００の上に溶接型鋼１００を進入させて受け部３００の受けローラ３１０とフランジ矯正部５００の矯正ローラ５１０の間にフランジ１０１を配置するとともに、フランジ１０１の下面を受けローラ３１０に当接させる。

３．次に、ウェブ１０２の両側位置に配置したウェブガイド部４００のウェブガイドローラ４１０をガイドローラ移動手段（図示省略）によりウェブ１０２の側面に当接させる。この際に、左右の矯正ローラ５１０が個々に独立して移動し、左右の矯正ローラ５１０の位置によってウェブガイドローラ４１０の配置位置が規制されることがないので、ウェブガイド部４００は、左右両側のウェブガイドローラ４１０によりウェブ１０２を、その最下端位置、つまり脚長の直近で挟んで垂直姿勢に保持することができる。

４．次に、フランジ矯正部５００のレバー駆動装置５２３によりレバー５２０を支点５２１の軸心回りに揺動させ、左右のレバー５２０の先端部の各矯正ローラ５１０がそれぞれフランジ１０１に当接する状態とし、この状態からさらにレバー５２０を傾動させることにより、矯正ローラ５１０を介してレバー駆動装置５２３でフランジ１０１の両側に同時に矯正力を負荷して、矯正ローラ５１０に対応するフランジ１０１の対向部位を水平姿勢に矯正する。

この際に、レバー駆動装置５２３によりフランジ１０１に与える矯正ローラ５１０の加圧押込量を、矯正操作後にフランジ１０１に生じるスプリングバックを加味してレバー駆動装置５２３の制御部に設定することで、正確な直角度に矯正できる。制御部はレバー駆動装置５２３に設けても外部に設けてもかまわない。

５．次に、図５に示すように、フランジ矯正部５００の支点駆動装置によりレバー５２０の支点５２１を下方位置に変更して固定し、レバー駆動装置５２３によりレバー５２０を支点５２１の軸心回りに揺動させてレバー５２０を水平姿勢に保持して、矯正ローラ５１０で矯正した前記対向部位をなすフランジ面に沿って矯正ローラ５１０を水平に配置する。

６．この状態で、図７に示すように、フランジ１０１の折れ力を矯正ローラ５１０で受け止めながら、レバー駆動装置５２３により矯正ローラ５１０を介してフランジ１０１に矯正力を負荷して矯正ローラ５１０の姿勢を堅持しつつ、ローラ駆動装置３１３により受けローラ３１０を回転駆動し、受け部３００により溶接型鋼１００をウェブ１０２の軸心方向に送り出して、フランジ１０１をウェブ１０２の軸心方向の全長にわたって水平に、かつウェブ１０２と直角に矯正する。

上述した説明では受けローラ３１０を使用する場合について説明したが、ローラに限らず鉄板等の固定矯正治具を使用して同様の矯正操作を行なうことも可能である。
以上のように、本実施の形態では、左右両側のウェブガイドローラ４１０によりウェブ１０２を、その最下端位置、つまり脚長の直近で挟んで垂直姿勢に保持し、ウェブ１０２の両側のフランジ矯正部５００においてそれぞれ独立してレバー５２０を揺動させ、梃子の原理によってフランジ１０１に矯正力を負荷する。このため、フランジ１０１の左右両側においてフランジ１０１とウェブ１０２との角度が異なる場合にあっても、双方の矯正ローラ５１０をフランジ１０１の両側へ同時に当接させて、フランジの両側へ同時に矯正力を作用させることでウェブ１０２に作用する左右の腰折れ力の差が小さくなり、かつウェブガイドローラ４１０がウェブ１０２を脚長の直近で挟んで垂直姿勢に保持することで、腰折れ力を抑制して腰折れを伴うことなく直角あるいは任意の角度に矯正できる。

先に述べた特許文献１の構成では、上ロールが固定されているので、フランジの左右の傘折れ歪が異なる場合に、各上ロールがフランジの左右両側に同時に当接することができず、矯正操作の初期においてウェブには左右の一方向に力が作用するので、結果として大きな腰折れ力が発生する。

また、特許文献１のように、上ロールを固定し、下ロールを移動させて加圧する構成では、前後のコンベアを上下動させてＨ鋼を水平に挿入してもウェブを垂直に保持しているので、矯正初期には上ロールとコンベアロールの間隙は、フランジ厚とフランジの傘折れ量（最大値＋隙間）となり、かつフランジの傘折れ量と最終加圧後のスプリングバック量に応じた押込量とを加味して、溶接脚長より遠方をウェブ保持ロールで保持しなくてはならない。

したがって、本発明においては特許文献１の構成に比べて溶接脚長の側を保持でき、腰折れ現象に対して優れた抑制力を発揮することができる。
また、本発明は、梃子の原理を採用することで、少ない力で矯正を行い得るとともに、作用点（圧力点）側の矯正ローラ５１０の小さな移動量（加圧力）を、レバー駆動装置５２３による力点側の大きな移動量で制御するので、レバー駆動装置５２３の作動量として許される許容誤差が大きくなり、矯正ローラ５１０の移動量（加圧力）を正確に制御できる。さらに、矯正操作後にフランジに生じるスプリングバックを加味して矯正力を調整することで、正確な直角度に矯正できる。

また、矯正ローラ５１０の最終矯正姿勢での傾きは、レバー５２０の支点５２１の位置に応じて変わるので、支点５２１を適当位置に移動させて固定することで矯正ローラ５１０の最終矯正姿勢での傾きを自由に調整できる。このため、溶接Ｔ型鋼の傘折れ矯正と縦方向大曲り矯正とウェブに対するフランジの角度矯正とを１行程で行うことができる。

さらに、橋梁の雨勾配の矯正などでフランジとウェブとの角度矯正を行うときに、従来の矯正では不可能だった外側フランジの雨勾配の矯正、内側フランジとウェブの直角度の矯正が本発明では可能である。

また、本実施の形態の歪矯正装置を使用して予備的な矯正を行うことも可能である。すなわち、フランジ１０１とウェブ１０２との角度がウェブ１０２の左右において大きく異なる部位があり、当該箇所を旧来の矯正装置、例えば前述した特許文献３に示すようなものでは十分に矯正できない場合に、旧来の矯正装置による矯正操作に先立って、矯正対象箇所において、左右両側のウェブガイドローラ４１０でウェブ１０２を垂直姿勢に保持し、レバー５２０の先端部の矯正ローラ５１０がフランジ１０１の外側縁に当接する状態でレバー５２０を傾動させることにより、矯正ローラ５１０を介してレバー駆動装置５２３でフランジ１０１に矯正力を負荷して、フランジ１０１とウェブ１０２との角度をウェブ１０２の左右において均等な歪み度に矯正する。この操作を溶接型鋼１００の全長間の複数箇所において行なう。予備的な矯正操作を行なう箇所は、フランジ１０１の傘折れ量をセンサー、レーザ計測器、機械的計測手段、手動計測手段、その他の計測装置等により測定し、予め経験則として求めた基準値と比較して決定し、計測値が基準値を超える場合に予備的な矯正操作を行なう。その他の矯正作業を行う前には矯正機でＨ鋼が矯正される前に上記方法でフランジの左右の歪度を計測して、それに応じた矯正を行う。

当初においてフランジ１０１とウェブ１０２との角度がウェブ１０２の左右において大きく異なる部位がある場合にも、この予備的な矯正操作を行なった後では、旧来の矯正装置による矯正操作によって、フランジ１０１をウェブ１０２の軸心方向の全長にわたって水平に、かつウェブ１０２と直角に矯正することができる。

上述した実施の形態では、受け部３００に受けローラ３１０を配置しているが、受けローラ３１０に代えてフランジ１０１の下面に当接可能な鉄板等の固定部材からなる下部矯正治具（図示省略）配置することも可能である。

この場合には、前搬送手段６１０および後搬送手段６２０により溶接型鋼１００を搬送し、上述の矯正操作を繰り返して溶接型鋼１００の複数箇所を矯正する。すなわち、ウェブガイドローラ４１０でウェブ１０２を垂直な姿勢に保持し、矯正対象箇所においてレバー駆動装置５２３を駆動させてレバー５２０を揺動させ、レバー５２０の先端の矯正具（例、鉄板）をフランジ１０２に押圧して矯正操作を行なう。矯正後はレバー５２０の矯正具をフランジ１０２から離間させ、ウェブガイドローラ４１０をウェブ１０２から離間させた状態で前搬送手段６１０および後搬送手段６２０により溶接型鋼１００を次ぎの矯正対象位置まで搬送する。この場合に、ウェブガイドローラ４１０を例えば鉄板とすることも可能である。

したがって、装置構成が簡略で、安価となり、矯正操作中には溶接型鋼１００を搬送しないので、搬送に要する動力を低減でき、モータ容量の小さいモータを使用することができる。また、受けローラ３１０やその軸受け装置等を省いて簡略な構造として設備費用を抑制できる。

また、本実施の形態では、受けローラ３１０が図１の如く、いわゆる中高円筒状をなすが、矯正ローラ５１０および受けローラ３１０の形状は、任意の形状で良いが、端部側に逃がし面を形成するか、周面の全体を半球状や円弧状の湾曲面に形成することも可能である。

上述した第１の実施の形態では、フランジ１０１とウェブ１０２との角度を直角に矯正する例を示したが、次に、フランジ１０１とウェブ１０２との角度を任意の角度に矯正する例を示す。

図８に示すように、一方側のフランジ１０１に対応するフランジ矯正部５００のレバー駆動装置５２３によりレバー５２０を支点５２１の軸心回りに揺動させ、レバー５２０の先端部の矯正ローラ５１０がフランジ１０１の外側縁に当接する状態でレバー５２０を傾動させることにより、矯正ローラ５１０を介してレバー駆動装置５２３でフランジ１０１に矯正力を負荷して、矯正ローラ５１０に対応するフランジ１０１の対向部位をウェブ１０２に対して任意の角度に矯正する。

また、他方側のフランジ１０１に対応するフランジ矯正部５００のレバー駆動装置５２３により矯正ローラ５１０を介してフランジ１０１に矯正力を負荷し、一方側のフランジ１０１と他方側のフランジ１０１を直線状に形成し、かつ双方の矯正ローラ５１０の支軸５１１の軸心を同軸上に配置する。

この状態で、フランジ１０１の反力を矯正ローラ５１０で受け止めながら、レバー駆動装置５２３により矯正ローラ５１０を介してフランジ１０１に矯正力を負荷して矯正ローラ５１０の姿勢を堅持しつつ、ローラ駆動装置３１３により受けローラ３１０を回転駆動し、受け部３００により溶接型鋼１００をウェブ１０２の軸心方向に送り出して、フランジ１０１とウェブ１０２との角度をウェブ１０２の軸心方向の全長にわたって矯正することで、ウェブ１０２に対してフランジ１０１を任意角度に傾斜する状態に形成できる。

この実施の形態では、ウェブ１０２を垂直に保持する状態で、フランジ１０１を傾斜姿勢に矯正したが、ウェブ１０２を斜めに保持する状態で、フランジ１０１を水平姿勢に矯正することも可能である。また、フランジ１０１の一側を傾斜姿勢に矯正し、フランジ１０１の他側を水平姿勢に矯正することも可能である。

また、上述した実施の形態では、本装置を単独で使用する場合を説明したが、本装置を上下に一対配置して複式構造とし、上下のフランジ１０１を同時に矯正することも可能である。

１００ 溶接型鋼
１０１ フランジ
１０２ ウェブ
２００ 歪矯正装置
２０１ 本体フレーム
３００ 受け部
３１０ 受けローラ
３１１ 回転軸
３１２ 軸受け
３１３ ローラ駆動装置
４００ ウェブガイド部
４１０ ウェブガイドローラ
４１１ フランジガイドローラ
５００ 矯正ローラ部
５１０ 矯正ローラ
５１１ 支軸
５２０ レバー
５２１ 支点
５２２ 支点駆動装置
５２３ レバー駆動装置
５２５ 支点保持部
５２６ 長孔
５２７ 取り付け板
５２８ 調整ネジ
６１０ 前搬送装置
６２０ 後搬送装置

上記課題を解決するために、本発明の溶接型鋼の歪矯正装置は、フランジの主面にウェブを垂直に溶接してなる溶接型鋼においてフランジに生じる歪を矯正するものであり、フランジの下面に当接する受け部と、ウェブを介した溶接型鋼の両側位置に配置された一対のフランジ矯正部と、ウェブを脚長の直近で挟んで垂直姿勢に保持するウェブガイド部を備え、フランジ矯正部は、フランジの上面に当接してフランジに矯正力を加える矯正具と、中程の支点回りに揺動し、先端部に前記矯正具を配置したレバーと、レバーを加圧駆動させ、レバーを傾動させることにより矯正具を介してフランジの両側に矯正力を負荷して矯正するレバー駆動装置を有することを特徴とする。

本発明の溶接型鋼の歪矯正装置において、フランジ矯正部は、レバーの前記支点を上下に位置調整可能に保持する支点保持部を有することを特徴とする。

Claims (6)

1. フランジの主面にウェブを垂直に溶接してなる溶接型鋼においてフランジに生じる歪を矯正するものであり、
   フランジの下面に当接する受け部と、
   ウェブを介した溶接型鋼の両側位置に配置された一対のフランジ矯正部とを備え、
   フランジ矯正部は、フランジの上面に当接してフランジに矯正力を加える矯正具と、中程の支点回りに揺動し、先端部に前記矯正具を配置したレバーと、レバーを加圧駆動させるレバー駆動装置を有することを特徴とする溶接型鋼の歪矯正装置。
2. ウェブを垂直姿勢に保持するウェブガイド部を備えることを特徴とする請求項１に記載の溶接型鋼の歪矯正装置。
3. フランジ矯正部は、レバーの前記支点を上下に位置調整可能に保持する支点保持部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の溶接型鋼の歪矯正装置。
4. 支点保持部は、レバーの前記支点を上下に移動させる支点駆動装置を有することを特徴とする請求項３に記載の溶接型鋼の歪矯正装置。
5. フランジ矯正部は、レバー駆動装置を制御する制御部を有し、制御部は、レバー駆動装置によりフランジに与える矯正具の加圧押込量を、矯正操作後にフランジに生じるスプリングバックを加味して設定することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の溶接型鋼の歪矯正装置。
6. 受け部は、フランジの下面に当接可能な下部矯正治具を有し、フランジ矯正部の矯正具と下部矯正治具でフランジを矯正することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の溶接型鋼の歪矯正装置。

Images