JP5832579B2 - ねじり平鋼の製造装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、たとえばスパイラル杭等に用いることができるねじり平鋼の製造装置および方法に関するものである。

建築物や構築物の基礎杭としてスパイラル杭が注目を集めている。スパイラル杭を用いた工法は、施工期間の短縮、コストの削減、残土処理が不要、再利用が可能など、コンクリート基礎に比較して数々のメリットがある。このようなスパイラル杭は、帯状の平鋼をねじって得られるねじり平鋼を用いてつくられる。

上記ねじり平鋼を製造する方法としては、以下の特許文献１および特許文献２に示すものが開示されている。以下の説明で括弧内の符号は公報に掲載されたものである。

特許文献１には、つぎの記載がある。
〔段落００１０〕
次にこの機械は平鋼をねじって、ねじり平鋼を造る事も出来る。ねじり平鋼を製造する場合は、図６に示す如く、移動部のガイドローラーを外して、代わりに平鋼の固定金具Ａ（１４）を取付ける。ねじり軸（３）の先の四角の軸の代わりに、平鋼の固定金具Ｂ（１５）を取付ける。そこで丸パイプ（１３）の中に平鋼（１６）を通して、平鋼の両端を、各々固定金具Ａと固定金具Ｂの固定する。このような状態にして、ねじり軸をゆっくり回して行くと、ねじり平鋼が出来上がる。
〔段落００１１〕〔発明の効果〕
以上のように本発明は、従来成し得なかった角パイプや平鋼を、真直ぐの状態のまま、精度よく、しかも簡単にねじる事を可能にした。この為ねじり角パイプや、ねじり平鋼が安く出来るようになり、各種装飾用として広く普及する効果がある。

特許文献２には、つぎの記載がある。
〔段落００２９〕
本発明に係るねじり平鋼の製造方法は、平鋼の両面を、該平鋼の長手方向に対して同じ角度で異なる方向に傾けて配置された２本の丸鋼で挟み、前記２つの丸鋼を、該長手方向を回転軸として該平鋼に対して相対的に回転させると共に、該平鋼を、該丸鋼に対し該長手方向に相対的に移動させることを特徴とするねじり平鋼の製造方法である。
本発明のねじり平鋼の製造方法及び製造装置について、以下に詳細に説明する。
〔段落００３０〕
図１は、ねじり平鋼と丸鋼との配置関係を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図を示す。
本発明の特徴は、平鋼の長手方向に対して同じ角度で異なる方向に傾けて配置された２本の丸鋼を使用して、平鋼を捻ることである。これにより、丸鋼が捻られる平鋼のガイドの役割を果たし、丸鋼の中心軸に沿った方向にねじり平鋼のピッチ角が配置され、かつ、該丸鋼の曲率半径に対応してピッチ間隔が設定されるため、安定したピッチで捻ることが可能となる。図１は、ねじられた平鋼と丸鋼との位置関係を示しており、図１のようにねじり平鋼（６）の捻られた箇所は、例えば、９０度に交わった２本の丸鋼（７）で、挟む事が出来る。なお、丸鋼の角度や径を変更することで、容易にピッチの角度や間隔を調整することも可能となる。

特許第３０２３５８３号公報 特許第５４３７８１０号公報

〔文献１の課題〕
上記特許文献１の技術は、ねじる前の平鋼を丸パイプに通し、その状態で平鋼の両端をねじることにある。
このような特許文献１の技術では、ねじり加工をおこなうために丸パイプを準備する必要がある。また、準備作業としてその丸パイプに平鋼を通し、加工が終わったねじり平鋼を丸パイプから抜かなければならない。このように丸パイプに通したり抜いたりする作業が必要で、対象のねじり平鋼が長尺になればなるほど、その作業は困難を極める。また、加工するねじり平鋼の長さ寸法が異なれば、準備する丸パイプの長さも異なる。このため、丸パイプの購入費用や保管費用などが製造コストに上積みされる。

〔文献２の課題〕
上記特許文献２の技術は、Ｘ状に配置した２本の丸鋼で平鋼を挟み、これら２つの丸鋼を平鋼に対して相対回転させ、その丸鋼に対して平鋼を長手方向に相対的に移動させることにある。
このような特許文献２の技術では、ねじり加工をおこなうために２本の丸鋼を準備する必要がある。そして、準備作業としてその丸鋼で平鋼を挟む第１の動作が必要である。ねじり加工では、２つの丸鋼を平鋼に対して相対回転させる第２の動作と、その丸鋼に対して平鋼を長手方向に相対的に移動させる第３の動作を同時に行わねばならない。したがって、装置には、丸鋼で平鋼を挟む第１の動作を実現するための構造、２つの丸鋼を平鋼に対して相対回転させる第２の動作を実現するための構造、その丸鋼に対して平鋼を長手方向に相対的に移動させる第３の動作を実現するための構造が必要となる。つまり、装置自体の構造が複雑で制御も複雑になる。これらの装置や制御に係るコストは、当然のことながら製造コストに上積みされる。

〔目的〕
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的はつぎのとおりである。
簡単な設備で効率よく低コストでねじり平鋼をつくることができるねじり平鋼の製造装置および方法を提供する。

請求項１のねじり平鋼の製造装置は、上記目的を達成するため、つぎの構成をとる。
帯状の平鋼の第１の端部を把持する第１の把持手段と、
上記平鋼の第２の端部を把持する第２の把持手段と、
上記平鋼に対してねじりを与えるために上記第１の把持手段を回転駆動する回転駆動手段と、
上記第１の把持手段を回転駆動しているときに、上記第２の把持手段を第１の把持手段から遠ざける方向に付勢してねじりを与えている平鋼に対してテンションを与えるテンション付与手段とを備え、
上記テンション付与手段は、
把持した平鋼の長手方向に第２の把持手段を前後スライドさせる左右のガイドレールと、
第１の把持手段から遠ざかる方向に上記第２の把持手段を牽引する牽引ロッドと、
上記牽引ロッドの端部において左右に張り出す連結部材と、
上記連結部材の左右の部分にそれぞれ押圧力をかける一対の押圧手段とを備えている。

請求項２のねじり平鋼の製造装置は、請求項１の構成に加えてつぎの構成を採用した。 上記第１の把持手段および第２の把持手段は、平鋼を把持するための一対の把持ブロックと、上記両把持ブロックを収容するホルダーとを備え、
上記両把持ブロックとホルダーには、平鋼を把持した両把持ブロックに引張力がかかったときに、平鋼に対する把持力を増す方向に両把持ブロックを付勢するためのカム面が設けられている。

請求項３のねじり平鋼の製造方法は、上記目的を達成するため、つぎの構成をとる。
帯状の平鋼の第１の端部を第１の把持手段で把持し、
上記平鋼の第２の端部を第２の把持手段で把持し、
上記平鋼に対してねじりを与えるために上記第１の把持手段を回転駆動手段で回転駆動し、
上記第１の把持手段を回転駆動しているときに、上記第２の把持手段を第１の把持手段から遠ざける方向に付勢してねじりを与えている平鋼に対してテンション付与手段でテンションを与える際に、
上記テンション付与手段は、
左右のガイドレールにより、把持した平鋼の長手方向に第２の把持手段を前後スライドさせ、
牽引ロッドにより、第１の把持手段から遠ざかる方向に上記第２の把持手段を牽引し、
上記牽引ロッドの端部において左右に張り出す連結部材の左右の部分に、それぞれ押圧手段により押圧力をかける。

請求項１のねじり平鋼の製造装置では、
帯状の平鋼の第１の端部を第１の把持手段で把持し、上記平鋼の第２の端部を第２の把持手段で把持する。上記第１の把持手段を回転駆動手段で回転駆動し、第１の把持手段と第２の把持手段で第１の端部と第２の端部が把持された上記平鋼に対してねじりを与える。上記第１の把持手段を回転駆動しているときに、上記第２の把持手段を第１の把持手段から遠ざける方向に付勢し、ねじりを与えている平鋼に対してテンションを与える。これにより、全長にわたってむら無くねじり加工を施すことができる。
したがって、本発明は、上記特許文献１のように、丸パイプを準備する必要がなく、その丸パイプに平鋼を通す準備作業も必要がない。当然、加工が終わったねじり平鋼を丸パイプから抜く必要もない。このように丸パイプに通したり抜いたりする作業がまったく要らなくなる。丸パイプの購入費用や保管費用も節減できる。
また、本発明は、特許文献２のように、２本の丸鋼を準備する必要がない。丸鋼で平鋼を挟む第１の動作を実現するための構造も、２つの丸鋼を平鋼に対して相対回転させる第２の動作を実現するための構造も、その丸鋼に対して平鋼を長手方向に相対的に移動させる第３の動作を実現するための構造も必要がない。
また、上記テンション付与手段は、把持した平鋼の長手方向に第２の把持手段を前後スライドさせる左右のガイドレールと、第１の把持手段から遠ざかる方向に上記第２の把持手段を牽引する牽引ロッドと、上記牽引ロッドの端部において左右に張り出す連結部材と、上記連結部材の左右の部分にそれぞれ押圧力をかける一対の押圧手段とを備えている。したがって、本発明は、簡単な設備で効率よく低コストでねじり平鋼をつくることができる。

請求項２のねじり平鋼の製造装置は、
上記第１の把持手段および第２の把持手段は、ホルダーに収容された一対の把持ブロックで平鋼を把持する。上記両把持ブロックとホルダーにはカム面が設けられ、平鋼を把持した両把持ブロックに引張力がかかったときに、平鋼に対する把持力を増す方向に両把持ブロックが付勢される。
したがって、上記第１の把持手段を回転駆動し、上記第２の把持手段を第１の把持手段から遠ざける方向に付勢して、ねじりを与えている平鋼に対してテンションを与えるときに、テンションがかかるほど把持力が増す。このため、加工中に第１の把持手段または第２の把持手段から平鋼が外れてしまう事故が防止され、安全性に優れたものとなる。

請求項３のねじり平鋼の製造方法は、
帯状の平鋼の第１の端部を第１の把持手段で把持し、上記平鋼の第２の端部を第２の把持手段で把持する。上記第１の把持手段を回転駆動手段で回転駆動し、第１の把持手段と第２の把持手段で第１の端部と第２の端部が把持された上記平鋼に対してねじりを与える。上記第１の把持手段を回転駆動しているときに、上記第２の把持手段を第１の把持手段から遠ざける方向に付勢し、ねじりを与えている平鋼に対してテンションを与える。これにより、全長にわたってむら無くねじり加工を施すことができる。
したがって、本発明は、上記特許文献１のように、丸パイプを準備する必要がなく、その丸パイプに平鋼を通す準備作業も必要がない。当然、加工が終わったねじり平鋼を丸パイプから抜く必要もない。このように丸パイプに通したり抜いたりする作業がまったく要らなくなる。丸パイプの購入費用や保管費用も節減できる。
また、本発明は、特許文献２のように、２本の丸鋼を準備する必要がない。丸鋼で平鋼を挟む第１の動作を実現するための構造も、２つの丸鋼を平鋼に対して相対回転させる第２の動作を実現するための構造も、その丸鋼に対して平鋼を長手方向に相対的に移動させる第３の動作を実現するための構造も必要がない。
また、上記テンション付与手段は、左右のガイドレールにより、把持した平鋼の長手方向に第２の把持手段を前後スライドさせ、牽引ロッドにより、第１の把持手段から遠ざかる方向に上記第２の把持手段を牽引し、上記牽引ロッドの端部において左右に張り出す連結部材の左右の部分に、それぞれ押圧手段により押圧力をかける。したがって、本発明は、簡単な設備で効率よく低コストでねじり平鋼をつくることができる。

本発明の一実施形態のねじり平鋼の製造装置を示す図である。 第１の把持手段と第２の把持手段を説明する断面図である。

つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。

〔全体構造〕
図１は、本発明のねじり平鋼の製造装置の一実施形態を示す図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。

この装置は、帯状の平鋼１０の第１の端部１１を把持する第１の把持手段２１と、上記平鋼１０の第２の端部１２を把持する第２の把持手段２２とを備えている。
また、上記平鋼１０に対してねじりを与えるために上記第１の把持手段２１を回転駆動する回転駆動手段１３と、上記第１の把持手段２１を回転駆動しているときに、上記第２の把持手段２２を第１の把持手段２１から遠ざける方向に付勢してねじりを与えている平鋼１０に対してテンションを与えるテンション付与手段１４とを備えている。

〔把持手段〕
図２は第１の把持手段２１と第２の把持手段２２を説明する断面図である。（Ａ）は第１の把持手段２１のリリース状態、（Ｂ）は第１の把持手段２１の把持状態である。（Ｃ）は第２の把持手段２２のリリース状態、（Ｄ）は第２の把持手段２２の把持状態である。
（Ａ）（Ｂ）に示す第１の把持手段２１と、（Ｃ）（Ｄ）に示す第２の把持手段２２は、左右が入れ替わっているが、基本的には同様の構造である。
以下の説明は代表して、第１の把持手段２１について記述する。

上記第１の把持手段２１は、平鋼１０を把持するための一対の把持ブロック２３と、上記両把持ブロック２３を収容するホルダー２４とを備えている。
上記両把持ブロック２３とホルダー２４には、平鋼１０を把持した両把持ブロック２３に引張力がかかったときに、平鋼１０に対する把持力を増す方向に両把持ブロック２３を付勢するための第１および第２のカム面２５Ａ，２５Ｂが設けられている。

上記一対の把持ブロック２３は、互いに対面するところが、平鋼１０を把持するための把持面２６である。上記一対の把持ブロック２３は、把持面２６と反対側の面が、把持面２６を合わせた状態で先細りとなる傾斜が設けられた第１のカム面２５Ａに形成されている。一方、ホルダー２４には、上記一対の把持ブロック２３が把持面２６を合わせた状態で収容される収容空間２８が形成されている。上記収容空間２８には、上記一対の把持ブロック２３が収容された状態で、両側の第１のカム面２５Ａと摺接する第２のカム面２５Ｂが形成されている。上記第２のカム面２５Ｂは、互いに対面する内側が、先にいくほど狭くなる傾斜が設けられている。

上記一対の把持ブロック２３の根元部には、一対の把持ブロック２３を開閉するための開閉機構２７が設けられている。上記開閉機構２７は、ホルダー２４の収容空間２８内で一対の把持ブロック２３を前後に進退させるシリンダ２９を備えている。上記シリンダ２９の先端には、一対の把持ブロック２３に形成されたスライド溝３０に勘合するスライド部材３１が取り付けられている。

上記シリンダ２９の動作によって一対の把持ブロック２３を前後に進退させたとき、ホルダー２４側の第２のカム面２５Ｂに沿って把持ブロック２３側の第１のカム面２５Ａが摺接する。このとき、先にいくほど狭くなった第２のカム面２５Ｂに沿って、先細りとなる傾斜が設けられた第１のカム面２５Ａが前方に移動する。この際、一対の把持ブロック２３は、把持面２６を合わせる方向に移動する。

このようにして一対の把持ブロック２３は開閉動作する。そして、上記第１のカム面２５Ａおよび第２のカム面２５Ｂの作用により、一対の把持ブロック２３で把持した平鋼１０を引き抜く方向に引張力が加わったときに、一対の把持ブロック２３は把持力を増す方向に付勢される。

〔回転駆動手段〕
図１に戻って説明を続ける。
上記第１の把持手段２１は、回転軸１５によって回転駆動手段１３に連結されている。上記回転駆動手段１３は具体的にはモータを用いることができる。上記回転駆動手段１３は、平鋼１０の第１の端部１１を把持した第１の把持手段２１を、把持した平鋼１０の長手方向を軸として回転させる。

〔テンション付与手段〕
上記テンション付与手段１４は、第２の把持手段２２を、把持した平鋼１０の長手方向に前後スライドさせる左右のガイドレール１６を備えている。上記テンション付与手段１４はさらに、上記ガイドレール１６にガイドされる第２の把持手段２２の後方（第１の把持手段２１から遠ざかる方向である）に突出する牽引ロッド１７を備えている。上記テンション付与手段１４はさらに、上記牽引ロッド１７の後端部において左右に張り出す連結部材１８を備えている。また、上記テンション付与手段１４はさらに、上記連結部材１８の左右の部分をそれぞれ後方に向かって押圧力をかけることにより、牽引ロッド１７を介して第２の把持手段２２を後方に牽引するための押圧手段１９を備えている。上記押圧手段１９には例えば油圧シリンダを用いることができる。

〔動作の一例〕
まず、帯状の平鋼１０の第１の端部１１を第１の把持手段２１で把持する。一方、上記平鋼１０の第２の端部１２を第２の把持手段２２で把持する。ついで、回転駆動手段１３を駆動し、把持した平鋼１０の長手方向を軸として第１の把持手段２１を回転させる。これと同時にテンション付与手段１４により、第１の把持手段２１から遠ざける方向に第２の把持手段２２を付勢する。第１の把持手段２１を回転させることにより平鋼１０にねじりを与えながら、ねじりを与えている平鋼に対してテンション付与手段１４でテンションを与える。これにより、全長にわたってむら無くねじり加工を施すことができる。このような回転とテンション付与によるねじり加工は、ねじり加工により螺旋状を呈する平鋼１０の両側辺が、長手方向に対しておよそ４５°になるまで続けられる。

〔作用効果〕
以上のように、上記実施形態では、つぎの作用効果を奏する。

本実施形態は、上記特許文献１のように、丸パイプを準備する必要がなく、その丸パイプに平鋼１０を通す準備作業も必要がない。当然、加工が終わったねじり平鋼を丸パイプから抜く必要もない。このように丸パイプに通したり抜いたりする作業がまったく要らなくなる。丸パイプの購入費用や保管費用も節減できる。
また、本実施形態は、特許文献２のように、２本の丸鋼を準備する必要がない。丸鋼で平鋼を挟む第１の動作を実現するための構造も、２つの丸鋼を平鋼に対して相対回転させる第２の動作を実現するための構造も、その丸鋼に対して平鋼を長手方向に相対的に移動させる第３の動作を実現するための構造も必要がない。
このように、本実施形態は、簡単な設備で効率よく低コストでねじり平鋼をつくることができる。

本実施形態は、上記第１の把持手段２１を回転駆動し、上記第２の把持手段２２を第１の把持手段２１から遠ざける方向に付勢して、ねじりを与えている平鋼１０に対してテンションを与えるときに、テンションがかかるほど把持力が増す。このため、加工中に第１の把持手段２１または第２の把持手段２２から平鋼１０が外れてしまう事故が防止され、安全性に優れたものとなる。

〔変形例〕
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は図示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。

１０：平鋼
１１：第１の端部
１２：第２の端部
１３：回転駆動手段
１４：テンション付与手段
１５：回転軸
１６：ガイドレール
１７：牽引ロッド
１８：連結部材
１９：押圧手段
２１：第１の把持手段
２２：第２の把持手段
２３：把持ブロック
２４：ホルダー
２５Ａ：第１のカム面
２５Ｂ：第２のカム面
２６：把持面
２７：開閉機構
２８：収容空間
２９：シリンダ
３０：スライド溝
３１：スライド部材

Claims (3)

1. 帯状の平鋼の第１の端部を把持する第１の把持手段と、
   上記平鋼の第２の端部を把持する第２の把持手段と、
   上記平鋼に対してねじりを与えるために上記第１の把持手段を回転駆動する回転駆動手段と、
   上記第１の把持手段を回転駆動しているときに、上記第２の把持手段を第１の把持手段から遠ざける方向に付勢してねじりを与えている平鋼に対してテンションを与えるテンション付与手段とを備え、
   上記テンション付与手段は、
   把持した平鋼の長手方向に第２の把持手段を前後スライドさせる左右のガイドレールと、
   第１の把持手段から遠ざかる方向に上記第２の把持手段を牽引する牽引ロッドと、
   上記牽引ロッドの端部において左右に張り出す連結部材と、
   上記連結部材の左右の部分にそれぞれ押圧力をかける一対の押圧手段とを備えている
   ことを特徴とするねじり平鋼の製造装置。
2. 上記第１の把持手段および第２の把持手段は、平鋼を把持するための一対の把持ブロックと、上記両把持ブロックを収容するホルダーとを備え、
   上記両把持ブロックとホルダーには、平鋼を把持した両把持ブロックに引張力がかかったときに、平鋼に対する把持力を増す方向に両把持ブロックを付勢するためのカム面が設けられている
   請求項１記載のねじり平鋼の製造装置。
3. 帯状の平鋼の第１の端部を第１の把持手段で把持し、
   上記平鋼の第２の端部を第２の把持手段で把持し、
   上記平鋼に対してねじりを与えるために上記第１の把持手段を回転駆動手段で回転駆動し、
   上記第１の把持手段を回転駆動しているときに、上記第２の把持手段を第１の把持手段から遠ざける方向に付勢してねじりを与えている平鋼に対してテンション付与手段でテンションを与える際に、
   上記テンション付与手段は、
   左右のガイドレールにより、把持した平鋼の長手方向に第２の把持手段を前後スライドさせ、
   牽引ロッドにより、第１の把持手段から遠ざかる方向に上記第２の把持手段を牽引し、
   上記牽引ロッドの端部において左右に張り出す連結部材の左右の部分に、それぞれ押圧手段により押圧力をかける
   ことを特徴とするねじり平鋼の製造方法。

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