JPH10216839A - 角形鋼管製造用の成形プレス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 角形鋼管を製造するに、最終段の折り曲げ成
形は、開口部を小さくして行える角形鋼管製造用の成形
プレス装置を提供することを目的とした。 【解決手段】 上金型５を下端に有するホルダー６を、
上位部材７と中間位部材８と下位部材９とから構成し、
中間位部材８は円形状に形成し、上位部材７の厚さ11
を、中間位部材８の直径12よりも小に形成した。プレス
力（曲げ応力）の伝達は、上位部材７では真下に、中間
位部材８では円形に沿って膨らみ状に分散したのち縮み
状に集合し、下位部材９では真下となり、曲げ荷重がほ
とんど作用することなくプレス成形でき、かつ十分なプ
レス力の伝達を行える。開先22間の開口部13を小さく
（狭く）でき、隅部25，26を、製品曲げ角度に近い角度
に折り曲げ成形できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば建築用の
柱材に使用される正方体形状や直方体形状などの大径で
厚肉の角形鋼管を製造するのに採用される角形鋼管製造
用の成形プレス装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、四角形鋼管の製造は、次のように
して行われていた。すなわち、図４に示すように、帯鋼
板21を長さ方向21Ａに搬送し、トリミング開先加工機40
に通して幅方向21Ｂにおける両側縁に開先22を加工し、
この前後に所定長さに切断する。そして帯鋼板21を前段
の成形プレス装置41に入れて、下金型42に対する上金型
43の昇降動により、側縁寄りの二箇所に直角（90度）の
隅部23，24を折り曲げ成形する。

【０００３】次いで、図５に示すように、帯鋼板21を後
段の成形プレス装置44に入れて、下金型45に対する上金
型46の昇降動により、中間の二箇所に鈍角（約105 度）
の隅部25，26を折り曲げ成形する。そして、仮付け溶接
機47の部分で、四辺をロール48，49群（またはシリンダ
ー）により外側から加圧することで、鈍角の隅部25，26
を直角状に成形しながら開先22どうしを突き合わせし
て、四角形状鋼管27とし、突き合わせ部に対して仮付け
溶接28を施工する。

【０００４】次いで、図６に示すように、四角形状鋼管
27を内面溶接機50に移して内面溶接29を施工したのち、
外面溶接機51に移して外面溶接30を施工し、以て一辺に
突き合わせ溶接部（シーム溶接部）31を有する大径で厚
肉の四角形鋼管（製品）32を製造し得る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の製造方法によると、後段の成形プレス装置44における
折り曲げ成形は、隅部25，26ができるだけ直角（90度）
に近くなるように成形するため、「く」の字形（グース
ネック形）のホルダー52を採用し、このホルダー52の下
端に設けた上金型46で成形している。

【０００６】この場合にホルダー52には、「く」の字形
に曲がっているために曲げ荷重が作用することになり、
また「く」の字形に曲がっている部分を介してプレス力
（曲げ応力）が伝達されることになる。したがってホル
ダー52の厚さは、プレス成形に必要な巨大な曲げ荷重に
耐えられるように、またプレス成形に必要な巨大なプレ
ス力を十分に伝達し得るように、厚くする必要がある。
その結果、成形プレス装置44での成形時に、どうしても
開先22間の開口部35が大きく（広く）なり、大きな鈍角
の隅部25，26に成らざるを得ない。

【０００７】したがって、前段の成形プレス装置41にお
いて直角に折り曲げ成形した隅部23，24と、後段の成形
プレス装置44において鈍角に折り曲げ成形したのち外側
から加圧することで直角状に成形した隅部25，26とは、
曲げ半径ｒ，Ｒの大きさはもとより、曲げ半径ｒ，Ｒの
形状も異なることになり、すなわち、各隅部23，24，2
5，26の形状がばらばらで均等になり難く、以て四角形
鋼管32の品質が悪いものになる。

【０００８】そこで本発明の請求項１記載の発明は、開
口部を小さくして折り曲げ成形し得る角形鋼管製造用の
成形プレス装置を提供することを目的としたものであ
る。

【０００９】

【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記載の角形鋼管製造用のプレ
ス装置は、鋼板の、幅方向における複数箇所を折り曲げ
たのち、外側から加圧することで、一つの突き合わせ部
を形成し、この突き合わせ部を溶接することにより角形
鋼管を製造するに、少なくとも最終段の折り曲げを行う
下金型と上金型からなる成形プレス装置は、上金型を下
端に有するホルダーが、上位部材と中間位部材と下位部
材との結合体からなり、中間位部材が、鋼板の長さ方向
から見て円形状に形成されるとともに、上位部材の厚さ
が、中間位部材の直径よりも小に形成されていることを
特徴としたものである。

【００１０】したがって請求項１の発明によると、複数
箇所に直角状など製品曲げ角度に相当する隅部を折り曲
げ成形した鋼鈑は、最終段の成形プレス装置において、
下金型に対する上金型の昇降動により最終箇所に隅部を
折り曲げ成形し得る。この成形時にプレス力（曲げ応
力）を、ホルダーを介して上金型に伝達させるが、その
際にホルダーの部分でのプレス力の伝達は、上位部材の
部分では真下に伝達し、そして中間位部材の上半部分で
は円形に沿って膨らみ状で下方に分散させたのち、中間
位部材の下半部分では円形に沿って縮み状で下方に集合
させ、次いで下位部材の部分では真下に伝達させること
になる。

【００１１】その結果、上位部材の厚さを、中間位部材
の直径よりも小に形成しながらも、曲げ荷重がほとんど
作用することなくプレス成形し得るとともに、十分なプ
レス力の伝達を行える。そして、上位部材の厚さを小に
形成し得ることで開先間の開口部を小さく（狭く）し
得、以て隅部を、製品曲げ角度に近い角度に折り曲げ成
形し得る。

【００１２】その後、外側から加圧しながら溶接を施工
することで、大径で厚肉の角形鋼管（製品）を製造し得
る。その際に最終段に成形した隅部は、前段において折
り曲げ成形した製品折り曲げ角度の隅部とあまり差のな
い角度に折り曲げ成形していることから、外側からの加
圧による成形は、製品折り曲げ角度の隅部に揃った曲げ
半径に、すなわち全ての隅部の形状を均等にし得る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
四角形鋼管を製造する状態として、図１〜図３に基づい
て説明する。

【００１４】なお、四角形鋼管を製造するに際して、後
段の成形プレス装置の他は、上記した従来方式と同様で
あるので、同一またはほぼ同一の構成物には同じ符号を
付けて、その詳細は省略する。すなわち、図１におい
て、21は帯鋼鈑（鋼鈑の一例）、22は開先（側縁）、23
〜26は隅部を示す。

【００１５】図１に示すように、後段の成形プレス装置
１は、プレス台２に定着される下金型３と、昇降体４に
ホルダー６を介して取り付けられる上金型５とから構成
される。そしてホルダー６は、上位部材７と中間位部材
８と下位部材９との結合体により構成される。

【００１６】前記上位部材７は板状であって、その長さ
方向を帯鋼板21の長さ方向に沿わせるとともに、幅方向
を上下方向とされて、その上部が昇降体４に取り付けら
れる。前記中間位部材８は鋳鋼製のロッド状であって、
帯鋼板21の長さ方向から見て円形状として、上位部材７
の下面に溶接10などで固着されている。前記下位部材９
は板状であって、その長さ方向を帯鋼板21の長さ方向に
沿わせるとともに、幅方向を上下方向とされて、その上
部が中間位部材８の下面に溶接10などで固着されてい
る。なお下位部材９の下端には、下面側が所定の円弧状
の上金型５が一体化されている。ここで上位部材７の厚
さ11は、中間位部材８の直径12よりも小（約半分）に形
成されている。

【００１７】以下に、上記した実施の形態における作用
を説明する。前段の成形プレス装置において、側縁寄り
の二箇所に直角状（90度またはほぼ90度で製品曲げ角度
に相当する。）の隅部23，24が折り曲げ成形された帯鋼
鈑21は、その後、後段（最終段）の成形プレス装置１に
入れられて、下金型３に対する上金型５の昇降動によ
り、中間の二箇所に鈍角状の隅部25，26が折り曲げ成形
される。

【００１８】この後段の成形プレス装置１による成形時
には、昇降体４の下降力、すなわちプレス力（曲げ応
力）が、ホルダー６を介して上金型５に伝達されるが、
その際にホルダー６の部分でのプレス力の伝達は、図３
の矢印に示すように、上位部材７の部分では真下に伝達
され、そして中間位部材８の上半部分では円形に沿って
膨らみ状で下方に分散されたのち、中間位部材８の下半
部分では円形に沿って縮み状で下方に集合され、次いで
下位部材９の部分では真下に伝達されることになる。

【００１９】その結果、上位部材７の厚さ11を、中間位
部材８の直径12よりも小に形成しながらも、曲げ荷重が
ほとんど作用することなくプレス成形し得るとともに、
十分なプレス力の伝達を行える。そして、上位部材７の
厚さ11を小に形成し得ることで開先22間の開口部13を小
さく（狭く）し得、以て隅部25，26は、直角（製品曲げ
角度）に近い小さな鈍角に折り曲げ成形し得る。

【００２０】その後、仮付け溶接機の部分で、四辺をロ
ール群などにより外側から加圧しながら開先22どうしを
突き合わせして、溶接を施工することで、大径で厚肉の
四角形鋼管（製品）を製造し得る。

【００２１】その際に隅部25，26は、前段の成形プレス
装置において直角に折り曲げ成形した隅部23，24とあま
り差のない小さな鈍角に折り曲げ成形されていることか
ら、外側からの加圧による直角状の成形は、隅部23，24
に揃った曲げ半径に、すなわち各隅部23〜26の形状を均
等にし得る。これにより、製品である四角形鋼管は、各
隅部23〜26の曲げ半径の大きさはもとより、曲げ半径の
形状も均等になり、以て品質の良いものとなる。

【００２２】上記した実施の形態では、成形プレス装置
１を後段に使用しているが、これは前段の成形プレス装
置にも同様に使用してもよい。上記した実施の形態で
は、上位部材７の厚さ11を中間位部材８の直径12に対し
て約半分に設定しているが、これは、厚さ11が小であれ
ば、その比率は任意である。

【００２３】上記した実施の形態では、一辺に突き合わ
せ溶接部（シーム溶接部）を有する大径で厚肉の四角形
鋼管（製品）を製造しているが、これは大径で薄肉の四
角形鋼管、小径で厚肉の四角形鋼管、小径で薄肉の四角
形鋼管、さらには、これらの六角形鋼管や八角形鋼管な
どの製造であってもよい。

【００２４】

【発明の効果】上記した本発明の請求項１によると、成
形時のプレス力（曲げ応力）を、ホルダーを介して上金
型に伝達させる際に、ホルダーの部分でのプレス力の伝
達は、上位部材の部分では真下に、中間位部材の上半部
分では円形に沿って膨らみ状で下方に分散させ、中間位
部材の下半部分では円形に沿って縮み状で下方に集合さ
せ、下位部材の部分では真下へと行うことができ、その
結果、上位部材の厚さを、中間位部材の直径よりも小に
形成しながらも、曲げ荷重がほとんど作用することなく
プレス成形できるとともに、十分なプレス力の伝達を行
うことができる。そして、上位部材の厚さを小に形成で
きることで開先間の開口部を小さく（狭く）でき、以て
隅部を、製品曲げ角度に近い角度に折り曲げ成形でき
る。

【００２５】その後、外側から加圧し、溶接を施工する
ことで、大径で厚肉の角形鋼管（製品）を製造できる。
その際に、製品である角形鋼管は、各隅部の曲げ半径の
大きさはもとより、曲げ半径の形状も均等にでき、以て
品質の良く、特に大径で厚肉の場合に好適な角形鋼管を
製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示し、角形鋼管製
造用の成形プレス装置における正面図である。

【図２】同角形鋼管製造用の成形プレス装置における上
金型とホルダー部分の要部の斜視図である。

【図３】同角形鋼管製造用の成形プレス装置におけるプ
レス時の作用説明図である。

【図４】従来例を示し、四角形鋼管の製造における二隅
部成形工程までの説明図である。

【図５】同四角形鋼管の製造における仮付け溶接工程ま
での説明図である。

【図６】同四角形鋼管の製造における最終工程までの説
明図である。

【符号の説明】

１ 後段の成形プレス装置 ３ 下金型 ４ 昇降体 ５ 上金型 ６ ホルダー ７ 上位部材 ８ 中間位部材 ９ 下位部材 11 上位部材の厚さ 12 中間位部材の直径 13 開口部 21 帯鋼板（鋼板） 22 開先（側縁） 23 隅部 24 隅部 25 隅部 26 隅部 31 突き合わせ溶接部 32 四角形鋼管（製品） 41 前段の成形プレス装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板の、幅方向における複数箇所を折り
   曲げたのち、外側から加圧することで、一つの突き合わ
   せ部を形成し、この突き合わせ部を溶接することにより
   角形鋼管を製造するに、少なくとも最終段の折り曲げを
   行う下金型と上金型からなる成形プレス装置は、上金型
   を下端に有するホルダーが、上位部材と中間位部材と下
   位部材との結合体からなり、中間位部材が、鋼板の長さ
   方向から見て円形状に形成されるとともに、上位部材の
   厚さが、中間位部材の直径よりも小に形成されているこ
   とを特徴とする角形鋼管製造用の成形プレス装置。