JP4107973B2 - Method for manufacturing rectangular steel pipe column with column - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば建築用の柱材に使用される大径で厚肉のコラム付き角形鋼管柱の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の鋼管柱としては、角形鋼管からなり径の大きい下部柱の上端にレデューサー(コラム)の下端を、裏当て金やダイヤフラムを介して溶接結合し、そしてレデューサーの上端に角形鋼管からなり径の小さい上部柱の下端を、裏当て金やダイヤフラムを介して溶接結合している。ここでレデューサーは、鋼板により形成されている(たとえば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平5−331911号公報(第2頁、図7)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来構成によると、通常、下部柱や上部柱は、1枚の鋼板に対して4箇所のプレス曲げを行ったのち1箇所を溶接して形成するか、2枚の鋼板に対してそれぞれ2箇所のプレス曲げを行ったのち2箇所を溶接して形成しており、またレデューサーは、台形状の4枚の鋼板を溶接(4箇所溶接)して形成するか、C字状に切断された1枚の鋼板に対して4箇所のプレス曲げを行ったのち1箇所を溶接して形成するか、C字状に切断された2枚の鋼板に対してそれぞれ2箇所のプレス曲げを行ったのち2箇所を溶接して形成している。
【0005】
したがって、柱、レデューサーともに、プレスによる曲げ精度が低いことから、柱とレデューサーとを溶接結合した鋼管柱は形状精度が悪くなる恐れがある。これを解決するために、柱やレデューサーを手作業によって精整して曲げ精度の補正を行っており、この手作業には多大な労力と時間を要することになる。
【0006】
そこで本発明の請求項1記載の発明は、形状精度が良く、しかも溶接部の品質も改善し得、さらに残留応力がなく、かつ十分な靱性を有するコラム付き角形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく、容易に確実に製造し得るコラム付き角形鋼管柱の製造方法を提供することを目的としたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明の請求項1記載のコラム付き角形鋼管柱の製造方法は、鋼板を曲げ成形したのち溶接することで、外形寸法が大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径の半成形角形鋼管と、一端と他端との外形寸法が異なりかつコーナ部が大きな曲げ半径の半成形角形コラムとを形成し、前記半成形角形鋼管の端と半成形角形コラムのいずれかの端とを溶接により結合してコラム付き半成形角形鋼管とし、このコラム付き半成形角形鋼管を加熱したのち、搬送経路上で搬送しながら成形手段により熱間成形を行うに、この成形手段は、半成形角形鋼管を所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径に熱間成形する鋼管成形装置と、半成形角形コラムを所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径に熱間成形するコラム成形装置とからなり、コラム付き半成形角形鋼管を、一方の成形装置に通して熱間成形したのち他方の成形装置に通して熱間成形することで、所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径のコラム付き角形鋼管柱としたことを特徴としたものである。
【0009】
したがって請求項1の発明によると、外形寸法が大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径のコラム付き半成形角形鋼管を加熱したのち、成形手段における鋼管成形装置とコラム成形装置とによって熱間成形することで、所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径のコラム付き角形鋼管柱を製造し得る。このコラム付き角形鋼管柱は、曲げ精度が低いコラム付き半成形角形鋼管を熱間成形することで、例え厚肉、大径であったとしても、多大な労力と時間を要する手作業による精整作業を行うことなく、その形状精度は良いものになり、しかも溶接部の品質を改善し得る。さらにコラム付き角形鋼管柱は、熱間成形によって、残留応力が殆どなくて高い座屈強度が得られるとともに、二次溶接性に優れ、かつ十分な靱性を有するものとなる。
【0010】
また本発明の請求項2記載のコラム付き角形鋼管柱の製造方法は、上記した請求項1記載の構成において、成形手段は、搬送経路の上手部分に設けられた鋼管成形装置と、下手部分に設けられたコラム成形装置とからなり、鋼管成形装置の上手位置に設けられた形状検出装置が半成形角形鋼管の部分を検出することで、鋼管成形装置を作動して、半成形角形鋼管を所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径に熱間成形し、そしてコラム成形装置の上手位置に設けられた形状検出装置が半成形角形コラムの部分を検出することで、コラム成形装置を作動して、半成形角形コラムの部分を所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径に熱間成形することを特徴としたものである。
【0011】
したがって請求項2の発明によると、外形寸法が大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径のコラム付き半成形角形鋼管を加熱したのち、形状検出装置の検出により鋼管成形装置を作動して、半成形角形鋼管を所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径に熱間成形したのち、形状検出装置の検出によりコラム成形装置を作動して、半成形角形コラムの部分を所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径に熱間成形することで、所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径のコラム付き角形鋼管柱を製造し得る。
【0014】
また本発明の請求項3記載のコラム付き角形鋼管柱の製造方法は、上記した請求項1または2記載の構成において、成形手段はロール成形形式であって、成形ロールの位置を移動制御しながら熱間成形を行うことを特徴としたものである。
【0015】
したがって請求項3の発明によると、成形ロールの位置を移動制御することで、コラム付き半成形角形鋼管に対する熱間成形を実現し得る。
そして本発明の請求項4記載のコラム付き角形鋼管柱の製造方法は、上記した請求項1〜3のいずれか1項に記載の構成において、半成形角形鋼管の端と、半成形角形コラムの外形寸法が大きい一端とを溶接により結合してコラム付き半成形角形鋼管とし、このコラム付き半成形角形鋼管を加熱したのち、半成形角形鋼管側から成形手段に通して熱間成形することを特徴としたものである。
【0016】
したがって請求項4の発明によると、コラム部分を下位として使用するコラム付き角形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく製造し得る。
さらに本発明の請求項5記載のコラム付き角形鋼管柱の製造方法は、上記した請求項1〜3のいずれか1項に記載の構成において、半成形角形鋼管の端と、半成形角形コラムの外形寸法が小さい他端とを溶接により結合してコラム付き半成形角形鋼管とし、このコラム付き半成形角形鋼管を加熱したのち、半成形角形鋼管側から成形手段に通して熱間成形することを特徴としたものである。
【0017】
したがって請求項5の発明によると、コラム部分を下位として使用するコラム付き角形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく製造し得る。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の第1の実施の形態を、4面テーパのコラムを有する中央箇所使用形式の角形鋼管柱を対象として、図1〜図9に基づいて説明する。
【0019】
図1に示すように、半成形角形鋼管1は、所定の板厚tで帯状の鋼板1Aをプレスなどにより曲げ成形したのち、溶接により結合することで、最終形状(最終製品のコラム付き角形鋼管柱の形状)に対して、外形寸法Dαが大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径Rαに形成されている。ここで半成形角形鋼管1としては、突き合わせ溶接部2が1箇所のワンシーム形状が示されているが、これは突き合わせ溶接部が2箇所のツーシーム形状などであってもよい。
【0020】
図2に示すように、半成形角形コラム3は、前記半成形角形鋼管1の板厚tよりも厚い板厚Тでかつ所定の形状に切断形成された鋼板3Aを、プレスなどにより曲げ成形したのち、溶接により結合することで、一端3aの外形寸法と他端3bの外形寸法が異なる断面台形状に形成されている。
【0021】
その際に、最終形状に対して、一端3aは外形寸法Dαが大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径Rαに形成され、また他端3bは外形寸法dαが大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径Rαに形成されている。そして一端3aの外形寸法Dαや曲げ半径Rαは、前記半成形角形鋼管1の外形寸法Dαや曲げ半径Rαと同等状に形成されている。ここで半成形角形コラム3としては、突き合わせ溶接部4が1箇所のワンシーム形状が示されているが、これは突き合わせ溶接部が2箇所のツーシーム形状などであってもよい。
【0022】
上記のように形成された半成形角形鋼管1と半成形角形コラム3とは、図3に示すように、半成形角形鋼管1の端と半成形角形コラム3の一端3aとを相当接させた状態で、溶接5により結合することによってコラム付き半成形角形鋼管6とされる。なお、半成形角形鋼管1と半成形角形コラム3との相当接部分(溶接5を行う部分)には開先が形成されている。
【0023】
次いで図4に示すように、コラム付き半成形角形鋼管6を加熱炉(加熱手段の一例)10に入れて加熱する。この加熱炉10は、高周波、ガス、油などによる加熱形式であり、以て全体を600〜1000℃(A3変態点を含む。)に加熱する。
【0024】
そしてコラム付き半成形角形鋼管6を加熱炉10から出し、図5〜図8に示すように、成形部搬送手段11により搬送する。この成形部搬送手段11は、搬送コンベヤ装置(ローラコンベヤ装置)12と、その搬送経路13中の複数箇所(または単数箇所)に配設された挟持式の搬送力付与装置14とからなる。ここで搬送力付与装置14は、上下一対の搬送ロール15,15を有し、これら搬送ロール15は駆動装置(図示せず。)によって、それぞれ駆動回転可能に構成されている。
【0025】
前記搬送経路13中の所定箇所には、加熱されたコラム付き半成形角形鋼管6を熱間成形する成形手段21が配設されている。この成形手段21は、機枠22の上手部分に設けられた鋼管成形装置23と、機枠22の下手部分に設けられたコラム成形装置33とからなる。両成形装置23,33は同様なロール成形形式であって、それぞれ機枠22側に上下一対の成形ロール24,24、34,34と左右一対の成形ロール27,27、37,37などを設けることにより構成されている。
【0026】
これら成形ロール24,27、34,37は、それぞれロール支持体25,28、35,38に回転可能に支持されており、そして駆動装置(図示せず。)によって、それぞれ送り出し方向に駆動回転可能に構成されている。前記ロール支持体25,28、35,38は、それぞれ機枠22側に設けられたシリンダー装置26,29、36,39のピストンロッドに連結されており、以てシリンダー装置26,29、36,39の伸縮動によって、ロール支持体25,28、35,38を介して成形ロール24,27、34,37が各別に移動可能に構成される。
【0027】
その際にシリンダー装置26,29、36,39の伸縮動は、共有の制御部41によって制御されるように構成されている。そして、鋼管成形装置23の上手位置には半成形角形鋼管1の形状検出装置42が設けられるとともに、コラム成形装置33の上手位置には半成形角形コラム3の形状検出装置43が設けられている。これら形状検出装置42,43は非接触形式(センサーなど)や接触形式などからなり、その検出信号を前記制御部41に入力するように構成されている。以上の22〜43などにより、成形ロール24,27、34,37の位置を移動制御しながら熱間成形を行う成形手段21の一例が構成される。
【0028】
前述したように、加熱炉10において加熱されたコラム付き半成形角形鋼管6は、半成形角形鋼管1側が先行される(半成形角形コラム3側が後行される)状態で、搬送コンベヤ装置12上で長さ方向に搬送される。そして、まず搬送力付与装置14の搬送ロール15,15により上下から挟持されることで搬送力が付与されることになり、以てコラム付き半成形角形鋼管6は搬送経路13上において設定速度で送り搬送される。
【0029】
これにより、コラム付き半成形角形鋼管6は半成形角形鋼管1側から成形手段21に搬入される。その際に成形手段21における鋼管成形装置23では、形状検出装置42が半成形角形鋼管1の部分を検出することで、制御部41を介してシリンダー装置26,29が伸縮動され、以て成形ロール24,27群が半成形角形鋼管1の部分に対応した所定位置とされている。したがって半成形角形鋼管1の部分は、図6に示すように、所定位置とされた成形ロール24,27群によって、上下ならびに左右から加圧されながら熱間成形される。この熱間成形によって半成形角形鋼管1の部分は、最終形状に対応した所定の外形寸法Dでかつコーナ部が所定の曲げ半径Rに形成される。
【0030】
このようにして半成形角形鋼管1の部分の熱間成形を行えるのであり、そして形状検出装置42が、半成形角形鋼管1と半成形角形コラム3との境界部、たとえば溶接5の部分を検出することで、或る設定した時間後に制御部41を介してシリンダー装置26,29が収縮動され、以て鋼管成形装置23は非作用状態になる。
【0031】
この状態でコラム付き半成形角形鋼管6は搬送され、そして成形手段21におけるコラム成形装置33では、形状検出装置43が半成形角形鋼管1と半成形角形コラム3との境界部、たとえば溶接5の部分を検出することで、制御部41を介してシリンダー装置36,39が徐々に伸展動され、上下の成形ロール34,34が上下方向で互いに徐々に接近動されるとともに、左右の成形ロール37,37が左右方向で互いに徐々に接近動される。その際に成形ロール34,37の接近動の制御は、半成形角形コラム3の部分におけるテーパ面(傾斜外面)を形状検出装置43により随時検出することで、あるいは溶接5の部分の検出をスタートとして、あらかじめ設定されたパターンに基づいて行われる。
【0032】
このような成形ロール34,37の接近動によって半成形角形コラム3の部分は、上下ならびに左右から加圧されながら熱間成形される。この熱間成形によって半成形角形コラム3の部分は、図7に示すように一端3aが、最終形状に対応した所定の外形寸法Dでかつコーナ部が所定の曲げ半径Rに形成され、そして図8に示すように他端3bが、最終形状に対応した所定の小さな外形寸法dでかつコーナ部が所定の曲げ半径Rに形成され、また一端3aから他端3bの間では、最終形状に対応した所定の外形寸法D〜d内でかつコーナ部が所定の曲げ半径Rに形成される。
【0033】
なお半成形角形コラム3の部分などの熱間成形は、成形手段21の下手に配設された搬送力付与装置14によって、搬送経路13上において設定速度で送り搬送させながら行われる。
【0034】
上述したような熱間成形を行ったのち放冷(冷却)することで、図9の実線に示すように、4面テーパのコラムを有する中央箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱(最終製品)7を得ることができる。このようにして製造したコラム付き角形鋼管柱7は、曲げ精度が低いコラム付き半成形角形鋼管6を熱間成形することで、例え厚肉、大径であったとしても、多大な労力と時間を要する手作業による精整作業を行うことなく、その形状精度は良いものになり、しかも溶接部2,4,5の品質を改善し得る。さらに熱間成形によって、残留応力が殆どなくて高い座屈強度が得られるとともに、二次溶接性に優れ、かつ十分な靱性を有するものとなる。
【0035】
そして図9の実線に示すように、コラム付き角形鋼管柱7は立設され、図9の仮想線に示すように、コラムの他端に上部角形鋼管柱8の端が当接されて溶接されることで、建築用の中央箇所使用の柱材とされる。なおコラムの部分には梁材9が連結される。
【0036】
次に、本発明の第2の実施の形態を、3面テーパのコラムを有する側箇所使用形式の角形鋼管柱を対象として、図10〜図16に基づいて説明する。
図10に示すように、半成形角形コラム51は、前記半成形角形鋼管1の板厚tよりも厚い板厚Тでかつ所定の形状に切断形成された鋼板51Aを、プレスなどにより曲げ成形したのち、溶接により結合することで、一端51aの外形寸法と他端51bの外形寸法が異なる断面が3面テーパの台形状に形成されている。
【0037】
その際に、最終形状に対して、一端51aは外形寸法Dαが大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径Rαに形成され、また他端51bは外形寸法DDαが大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径Rαに形成されている。そして一端51aの外形寸法Dαや曲げ半径Rαは、前記半成形角形鋼管1の外形寸法Dαや曲げ半径Rαと同等状に形成されている。ここで半成形角形コラム51としては、突き合わせ溶接部52が1箇所のワンシーム形状が示されているが、これは突き合わせ溶接部が2箇所のツーシーム形状などであってもよい。
【0038】
上記のように形成された半成形角形鋼管1と半成形角形コラム51とは、図11に示すように、半成形角形鋼管1の端と半成形角形コラム51の一端51aとを相当接させた状態で、溶接53により結合することによってコラム付き半成形角形鋼管54とされる。次いで図12に示すように、コラム付き半成形角形鋼管54を加熱炉10に入れて加熱する。
【0039】
このコラム付き半成形角形鋼管54を加熱炉10から出し、成形部搬送手段11により搬送する。すなわち、加熱炉10において加熱されたコラム付き半成形角形鋼管54は、半成形角形鋼管1側が先行される(半成形角形コラム51側が後行される)状態で、搬送コンベヤ装置12上で長さ方向に搬送され、そして成形手段21に搬入される。その際にコラム付き半成形角形鋼管54は、半成形角形コラム51の扁平面部分を下位とした向き(姿勢)で搬送される。
【0040】
これにより半成形角形鋼管1の部分は、図13に示すように、所定位置とされた成形ロール24,27群によって、上下ならびに左右から加圧されながら熱間成形される。この熱間成形によって半成形角形鋼管1の部分は、最終形状に対応した所定の外形寸法Dでかつコーナ部が所定の曲げ半径Rに形成される。
【0041】
そして形状検出装置43が、半成形角形鋼管1と半成形角形コラム51との境界部、たとえば溶接53の部分を検出することで、制御部41を介して、上下のシリンダー装置26,29のうちの上部のシリンダー装置26と、左右の両シリンダー装置36,39とが徐々に収縮動され、上部の成形ロール26が上方向へと徐々に離間動されるとともに、左右の成形ロール36,39が左右方向で互いに徐々に離間動される。
【0042】
その際に成形ロール26、36,39の離間動の制御は、半成形角形コラム51の部分におけるテーパ面(傾斜外面)を形状検出装置43により随時検出することで、あるいは溶接53の部分の検出をスタートとして、あらかじめ設定されたパターンに基づいて行われる。さらに離間動は、半成形角形コラム51に対する加圧成形状態を維持しながら行われる。
【0043】
このような成形ロール26、36,39の離間動によって半成形角形コラム51の部分は、上下ならびに左右から加圧されながら熱間成形される。この熱間成形によって半成形角形コラム51の部分は、図14に示すように一端51aが、最終形状に対応した所定の外形寸法Dでかつコーナ部が所定の曲げ半径Rに形成され、そして図15に示すように他端51bが、最終形状に対応した所定の大きな外形寸法DDでかつコーナ部が所定の曲げ半径Rに形成され、また一端51aから他端51bの間では、最終形状に対応した所定の外形寸法D〜DD内でかつコーナ部が所定の曲げ半径Rに形成される。
【0044】
上述したような熱間成形を行ったのち放冷(冷却)することで、図16の実線に示すように、3面テーパのコラムを有する側箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱(最終製品)57を得ることができる。このようにして製造したコラム付き角形鋼管柱57は、曲げ精度が低いコラム付き半成形角形鋼管54を熱間成形することで、例え厚肉、大径であったとしても、多大な労力と時間を要する手作業による精整作業を行うことなく、その形状精度は良いものになり、しかも溶接部2,52,53の品質を改善し得る。さらに熱間成形によって、残留応力が殆どなくて高い座屈強度が得られるとともに、二次溶接性に優れ、かつ十分な靱性を有するものとなる。
【0045】
そして図16の実線に示すように、コラム付き角形鋼管柱57は立設され、図16の仮想線に示すように、コラムの他端が下部角形鋼管柱58の端に当接されて溶接されることで、建築用の側箇所使用の柱材とされる。なおコラムの部分には梁材59が連結される。
【0046】
上記した第1実施の形態では、4面テーパのコラムを有する中央箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱7を得ているが、これは成形ロール24,27、34,37群の移動を制御することで、同様にして、3面テーパのコラムを有する側箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱や、2面テーパのコラムを有する隅箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱などを得ることができる。
【0047】
上記した第2実施の形態では、3面テーパのコラムを有する側箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱57を得ているが、これは成形ロール24,27、34,37群の移動を制御することで、同様にして、2面テーパのコラムを有する隅箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱などを得ることができる。なお、成形部搬送手段11による搬送を考慮することで、同様にして、4面テーパのコラムを有する中央箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱を得ることができる。
【0048】
上記した実施の形態では、鋼管成形装置23によって半成形角形鋼管1の部分の熱間成形を行い、そしてコラム成形装置33によって半成形角形コラム3,51の熱間成形を行っているが、これは制御部41において適宜に制御することで、鋼管成形装置23によって、半成形角形鋼管1の部分の熱間成形に連続して半成形角形コラム3,51の上手部分(前端部分)の熱間成形を行い、引き続いてコラム成形装置33によって半成形角形コラム3,51の残りの部分の熱間成形を行ってもよい。
【0050】
上記した実施の形態では、成形手段21としてロール成形形式が採用されているが、これはプレス成形形式などであってもよい。
上記した実施の形態において、シリンダー装置26,29、36,39としては油圧形式や空圧形式などが採用される。またシリンダー装置の形式に代えて、螺子形式なども採用できる。
【0051】
上記した実施の形態では、半成形角形コラム3を、半成形角形鋼管1の板厚tよりも厚い板厚Тとしているが、これは半成形角形鋼管1の板厚tと同じものであってもよい。
【0052】
上記した実施の形態では、コラム付き半成形角形鋼管6,54を加熱したのち、半成形角形鋼管1側から成形手段21に通して熱間成形を行っているが、これは半成形角形コラム3,51側から成形手段21に通して熱間成形を行ってもよい。
【0053】
【発明の効果】
上記した本発明の請求項1によると、外形寸法が大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径のコラム付き半成形角形鋼管を加熱したのち、成形手段における鋼管成形装置とコラム成形装置とによって熱間成形することで、所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径のコラム付き角形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく、容易に確実に製造できる。このコラム付き角形鋼管柱は、曲げ精度が低いコラム付き半成形角形鋼管を熱間成形することで、例え厚肉、大径であったとしても、多大な労力と時間を要する手作業による精整作業を行うことなく、その形状精度を良いものにでき、しかも溶接部の品質を改善できる。さらにコラム付き角形鋼管柱は、熱間成形によって、残留応力が殆どなくて高い座屈強度を得ることができるとともに、二次溶接性に優れ、かつ十分な靱性を有するものにできる。これにより、たとえば建築用の柱材に使用される大径で厚肉のコラム付き角形鋼管柱を好適に提供できる。
【0054】
また上記した本発明の請求項2によると、外形寸法が大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径のコラム付き半成形角形鋼管を加熱したのち、形状検出装置の検出により鋼管成形装置を作動して、半成形角形鋼管を所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径に熱間成形したのち、形状検出装置の検出によりコラム成形装置を作動して、半成形角形コラムの部分を所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径に熱間成形することで、所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径のコラム付き角形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく、容易に確実に製造できる。
【0056】
しかも上記した本発明の請求項3によると、成形ロールの位置を移動制御することで、コラム付き半成形角形鋼管に対する熱間成形を容易に確実に実現できる。
【0057】
また上記した本発明の請求項4によると、コラム部分を下位として使用するコラム付き角形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく、容易に確実に製造できる。
【0058】
そして上記した本発明の請求項5によると、コラム部分を下位として使用するコラム付き角形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく、容易に確実に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示し、コラム付き角形鋼管柱の製造方法に使用される半成形角形鋼管で、(a)は一部切り欠き側面図、(b)は正面図である。
【図2】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法に使用される半成形角形コラムで、(a)は一部切り欠き側面図、(b)は正面図である。
【図3】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法におけるコラム付き半成形角形鋼管の一部切り欠き側面図である。
【図4】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法における加熱の説明図である。
【図5】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法における成形ラインの概略側面図である。
【図6】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法において、成形手段による角形鋼管部の成形時の正面図である。
【図7】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の一端成形時の正面図である。
【図8】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の他端成形時の正面図である。
【図9】同コラム付き角形鋼管柱の側面図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態を示し、コラム付き角形鋼管柱の製造方法に使用される半成形角形コラムで、(a)は一部切り欠き側面図、(b)は正面図である。
【図11】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法におけるコラム付き半成形角形鋼管の一部切り欠き側面図である。
【図12】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法における加熱の説明図である。
【図13】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法において、成形手段による角形鋼管部の成形時の正面図である。
【図14】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の一端成形時の正面図である。
【図15】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の他端成形時の正面図である。
【図16】同コラム付き角形鋼管柱の側面図である。
【符号の説明】
1 半成形角形鋼管
1A 鋼板
3 半成形角形コラム
3a 一端
3b 他端
3A 鋼板
5 溶接
6 コラム付き半成形角形鋼管
7 コラム付き角形鋼管柱(最終製品)
10 加熱炉(加熱手段)
11 成形部搬送手段
13 搬送経路
14 搬送力付与装置
21 成形手段
23 鋼管成形装置
24 成形ロール
26 シリンダー装置
27 成形ロール
29 シリンダー装置
33 コラム成形装置
34 成形ロール
36 シリンダー装置
37 成形ロール
39 シリンダー装置
41 制御部
42 形状検出装置
43 形状検出装置
51 半成形角形コラム
51a 一端
51b 他端
51A 鋼板
53 溶接
54 コラム付き半成形角形鋼管
57 コラム付き角形鋼管柱(最終製品)
t 所定の板厚
Т 厚い板厚
Dα 大きな外形寸法
DDα 大きな外形寸法
D 所定の外形寸法
DD 所定の外形寸法
dα 大きな外形寸法
d 所定の外形寸法
Rα 大きな曲げ半径
R 所定の曲げ半径[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a square steel pipe with a large-diameter and thick-walled column used for, for example, a building column.PillarIt relates to a manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of steel pipe column is a square steel pipe, and the lower end of the lower column with a large diameter is welded to the upper end of the reducer (column) via a backing metal or diaphragm, and the upper end of the reducer is made of a square steel pipe. The lower end of the upper column with a small diameter is welded and joined via a backing metal or a diaphragm. Here, the reducer is formed of a steel plate (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-5-331911 (second page, FIG. 7)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above-described conventional configuration, usually, the lower column and the upper column are formed by welding one place after performing four press bendings on one steel plate, or for each of two steel plates. It is formed by welding two locations after performing press bending at two locations, and the reducer is formed by welding (four locations welding) four trapezoidal steel plates or cut into a C-shape. After four press bends were made on one steel plate, one was welded to form, or two press bends were made on two steel plates cut into a C-shape. Later, two places are welded.
[0005]
Therefore, since both the column and the reducer have low bending accuracy by pressing, the shape accuracy of the steel pipe column in which the column and the reducer are welded may be deteriorated. In order to solve this, a column and a reducer are adjusted manually to correct the bending accuracy, and this manual operation requires a great deal of labor and time.
[0006]
Accordingly, the invention according to
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, a method of manufacturing a square steel pipe column with a column according to
[0009]
Therefore, according to the invention of
[0010]
A square steel pipe column with a column according to
[0011]
Therefore, according to the invention of
[0014]
The present inventionClaim 3The manufacturing method of the square steel pipe column with the column described above is as described above.
[0015]
ThereforeClaim 3According to the invention, the hot forming of the half-formed square steel pipe with a column can be realized by controlling the movement of the forming roll.
And of the present inventionClaim 4The manufacturing method of the square steel pipe column with the column described above is as described above.In any one of Claims 1-3In the described configuration, the end of the half-formed square steel pipe and one end having a large outer dimension of the half-formed square column are joined by welding to form a half-formed square steel pipe with a column, and after heating this half-formed square steel pipe with a column, It is characterized by hot forming through a forming means from the semi-formed square steel pipe side.
[0016]
ThereforeClaim 4According to the invention, a square steel pipe column with a column using the column portion as a lower part can be manufactured with little manual adjustment work.
Furthermore, according to the present inventionClaim 5The manufacturing method of the square steel pipe column with the column described above is as described above.In any one of Claims 1-3In the described configuration, the end of the semi-formed square steel pipe and the other end of the semi-formed square column having a small outer dimension are joined together by welding to form a semi-formed square steel pipe with a column, and after heating the semi-formed square steel pipe with the column, The hot forming is performed from the semi-formed square steel pipe side through the forming means.
[0017]
ThereforeClaim 5According to the invention, a square steel pipe column with a column using the column portion as a lower part can be manufactured with little manual adjustment work.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Below, the 1st Embodiment of this invention is described based on FIGS. 1-9 for the square steel pipe column of the center location use type which has a column of 4 face taper.
[0019]
As shown in FIG. 1, a semi-formed
[0020]
As shown in FIG. 2, the semi-formed
[0021]
At this time, the one
[0022]
As shown in FIG. 3, the half-formed
[0023]
Next, as shown in FIG. 4, the semi-formed
[0024]
And the semi-formed
[0025]
Forming means 21 for hot forming the heated half-formed
[0026]
These forming rolls 24, 27, 34, and 37 are rotatably supported by roll supports 25, 28, 35, and 38, respectively, and can be driven and rotated in the delivery direction by a driving device (not shown). It is configured. The roll supports 25, 28, 35, 38 are respectively connected to piston rods of
[0027]
At that time, the expansion and contraction movements of the
[0028]
As described above, the half-formed
[0029]
Thereby, the half-formed
[0030]
Thus, hot forming of the part of the semi-formed
[0031]
In this state, the column-formed semi-formed
[0032]
Due to the approaching movement of the forming rolls 34 and 37, the portion of the semi-formed
[0033]
The hot forming of the part of the semi-formed
[0034]
By performing the hot forming as described above and then allowing to cool (cooling), as shown by the solid line in FIG. 9, a square steel pipe column with a column with a central part use type having a 4-side taper column (final product) 7 can be obtained. The square
[0035]
Then, as shown by the solid line in FIG. 9, the square
[0036]
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 10 to 16 with respect to a square steel pipe column of a side location use type having a three-side taper column.
As shown in FIG. 10, the half-formed
[0037]
At that time, with respect to the final shape, one
[0038]
As shown in FIG. 11, the half-formed
[0039]
The column-formed semi-formed
[0040]
Accordingly, as shown in FIG. 13, the part of the semi-formed
[0041]
Then, the
[0042]
At that time, the separation movement of the forming rolls 26, 36, 39 is controlled by detecting the tapered surface (inclined outer surface) in the semi-formed
[0043]
The part of the semi-formed
[0044]
By performing the hot forming as described above and then allowing to cool (cooling), as shown by the solid line in FIG. 16, a square steel pipe column with a column having a three-side tapered column and having a three-side tapered column (final product) 57 can be obtained. The square
[0045]
Then, as shown by the solid line in FIG. 16, the square
[0046]
In the first embodiment described above, a square
[0047]
In the second embodiment described above, a square
[0048]
In the above-described embodiment, the part of the semi-formed
[0050]
In the above-described embodiment, the roll forming format is adopted as the forming
In the above-described embodiment, as the
[0051]
In the above-described embodiment, the semi-formed
[0052]
In the above-described embodiment, the half-formed
[0053]
【The invention's effect】
According to
[0054]
According to
[0056]
Moreover, the above-described present inventionClaim 3According to the above, by controlling the movement of the forming roll, hot forming of the semi-formed square steel pipe with a column can be easily and reliably realized.
[0057]
In addition, the above-described present inventionClaim 4According to this, a square steel pipe column with a column that uses the column portion as a lower part can be easily and reliably manufactured with little manual adjustment work.
[0058]
And the above-described present inventionClaim 5According to this, a square steel pipe column with a column that uses the column portion as a lower part can be easily and reliably manufactured with little manual adjustment work.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and is a semi-formed square steel pipe used in a method of manufacturing a square steel pipe column with a column, in which (a) is a partially cutaway side view and (b) is a front view. FIG.
FIG. 2 is a semi-formed square column used in the method of manufacturing a square steel pipe column with the same column, wherein (a) is a partially cutaway side view, and (b) is a front view.
FIG. 3 is a partially cutaway side view of a semi-formed square steel pipe with a column in the method for manufacturing a square steel pipe column with a column.
FIG. 4 is an explanatory diagram of heating in the method of manufacturing the square steel pipe column with the column.
FIG. 5 is a schematic side view of a forming line in the method for manufacturing a square steel pipe column with a column.
FIG. 6 is a front view at the time of forming a square steel pipe portion by a forming means in the method for manufacturing a square steel pipe column with a column.
FIG. 7 is a front view at the time of forming one end of the column portion by the forming means in the method of manufacturing the square steel pipe column with column.
FIG. 8 is a front view when the other end of the column portion is formed by the forming means in the method of manufacturing the square steel pipe column with column.
FIG. 9 is a side view of the square steel pipe column with the column.
FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention, and is a semi-formed square column used in a method of manufacturing a square steel pipe column with a column, (a) is a partially cutaway side view, and (b) is a front view. FIG.
FIG. 11 is a partially cutaway side view of a semi-formed square steel pipe with a column in the method for manufacturing a square steel pipe column with a column.
FIG. 12 is an explanatory diagram of heating in the method of manufacturing the rectangular steel pipe column with the column.
FIG. 13 is a front view at the time of forming the square steel pipe portion by the forming means in the method of manufacturing the square steel pipe column with column.
FIG. 14 is a front view of the column portion with a column in the manufacturing method of the column with the one end forming of the column portion by the forming means.
FIG. 15 is a front view when the other end of the column part is formed by the forming means in the method of manufacturing the square steel pipe column with the column.
FIG. 16 is a side view of the square steel pipe column with the column.
[Explanation of symbols]
1 Semi-formed square steel pipe
1A steel plate
3 Semi-formed square column
3a one end
3b The other end
3A steel plate
5 Welding
6 Semi-formed square steel pipe with column
7 Square steel pipe column with column (final product)
10 Heating furnace (heating means)
11 Molding part conveying means
13 Transport route
14 Conveying force applying device
21 Forming means
23 Steel pipe forming equipment
24 Forming roll
26 Cylinder device
27 Forming roll
29 Cylinder device
33 Column forming equipment
34 Forming roll
36 cylinder device
37 Forming roll
39 Cylinder device
41 Control unit
42 Shape detection device
43 Shape detection device
51 Semi-formed square column
51a one end
51b The other end
51A steel plate
53 Welding
54 Semi-formed square steel pipe with column
57 Square steel pipe column with column (final product)
t Predetermined plate thickness
Т thick plate thickness
Dα Large external dimensions
DDα Large external dimensions
D Predetermined external dimensions
DD Predetermined external dimensions
dα Large external dimensions
d Predetermined external dimensions
Rα Large bending radius
R Predetermined bending radius
Claims (5)
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