JP3803167B2 - 形鋼材の絞り加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複雑な絞り模様であっても、生産性よく絞り加工を施しうる形鋼材の絞り加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばプレハブ工法の建築物等に用いられる外壁パネルなどの枠組の縦桟として、形鋼材、特に剛性に優れたＨ形鋼からなる形鋼材を使用することが提案されている。
【０００３】
このような形鋼材は、他の溝形鋼等の形鋼材からなる形材の溝部に端部を嵌合させるため該端部に絞り部を形成する絞り加工が施されるが、この絞り加工は、従来、形鋼材のフランジ間に配される固定式の中型と、該フランジをカムにより中型に押圧する外型とからなる金型によって行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前述した金型による絞り加工方法では、一定寸法の中型が固定されているため、絞り加工形状によっては該中型を前記フランジ間に出し入れする操作が困難な場合もあり、生産性を損ないがちとするとともに、特に、複雑な凹凸形状の絞り模様に対応できないこともある。
【０００５】
又、一定寸法の中型では、絞り加工の後の形鋼材の脱型が容易でなく、脱型時に該形鋼材に力が負荷することもあり、形鋼材に「ねじれ」等の変形をもたらす危険が大きく、しかも次加工への形鋼材の移行に時間がかかり、生産タクトの低下を招きがちである。
【０００６】
さらに、外型を移動させるカムは、耐荷重が弱く、大断面の絞り加工を困難とするとともに、金型自体が大型になってしまう等の問題点がある。
【０００７】
本発明は、中型を、絞り方向に拡縮自在に形成し、拡幅に際して絞り加工を行い縮幅により形鋼材を移動可能としたことを基本として、生産性、生産タクト等を向上でき、前記問題点を解決しうる形鋼材の絞り加工方法の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、間隔を隔てて内面を向き合わせたフランジを有する形鋼材に、金型を用いて、前記フランジ間の距離を減じる絞り加工を施す形鋼材の絞り加工方法であって、
前記金型は、前記フランジ間に挿入され絞り加工後のフランジの前記内面の形状に合わせるとともに、絞り方向に分割された上の分割中型及び下の分割中型を、更に絞り方向と直角な方向に各々分割した分割中型片からなる中型を具え、
この中型は、上下の分割中型片の間にスペーサを同高さ位置で向き合う方向に出し入れすることにより絞り方向に拡縮自在に形成し、拡幅に際して絞り加工を行い縮幅により形鋼材を移動可能としたことを特徴としている。
【０００９】
又、請求項２記載の発明は、前記金型は、形鋼材のフランジの絞り加工を施さない各外面に当接しうる基準面と、この基準面にフランジと略同厚の段差を介して連なり該フランジの絞り加工後の各外面に当接しうる絞り面とを具える下押型、上押型が取付けられ、
前記分割金型片は、前記基準面との間で前記フランジを挟みうる中型基準面と、前記絞り面との間でフランジを挟み絞り加工を施す中型絞り面とを具えたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の一例を図面に基づき説明する。
図において本発明の形鋼材の絞り加工方法は、間隔を隔てて内面Ｉ、Ｉを向き合わせたフランジＦ、Ｆを有する形鋼材Ａに、金型２を用いて、前記フランジＦ、Ｆ間の距離を減じる絞り加工を施す方法であって、前記金型２は、前記フランジＦ、Ｆ間に挿入され絞り加工後のフランジＦ、Ｆの前記内面Ｉ、Ｉの形状に合わせた中型３を具えるとともに、この中型３を、絞り方向に拡縮自在に形成し、拡幅に際して絞り加工を行い縮幅により形鋼材Ａを移動可能としている。
【００１１】
前記形鋼材Ａは、図６、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本例では、ウエブＷ両側に前記フランジＦ、Ｆを設けかつ両側に溝部Ｍ、Ｍを有する断面略Ｈ字のＨ形鋼からなる。
【００１２】
なお、形鋼材Ａとしては、Ｈ形鋼の他にも、Ｉ形鋼、断面略コ字の溝形鋼等、間隔を隔てて内面が向き合うフランジを有する任意の形鋼材を採用できる。
【００１３】
又、前記形鋼材Ａの端部には、フランジＦ、Ｆ間の距離を減じた絞り部Ｂが前記絞り加工によって形成され、この絞り部Ｂが、図６に示すように、例えば溝形鋼からなる形材Ｃの溝部Ｃ１に嵌着される。
【００１４】
又、本例では、前記絞り部Ｂが形成される前記ウエブＷに、図７（Ａ）に示すように、絞り部Ｂを形成する前記絞り加工に先立ち、フランジＦ、ＦをプレスしてウエブＷの変形を容易とする、即ち絞り部Ｂの形成を容易とする欠損部Ｄが形成されている。
【００１５】
前記欠損部Ｄは、本例ではウエブＷの中心線に沿って長手方向にのびる長孔からなる孔Ｄ１と、その両側かつ絞り部Ｂの根元部に設けられる丸孔からなる一対の孔Ｄ２、Ｄ２とを含む。
【００１６】
このような欠損部Ｄを設けることにより、絞り加工の際、前記孔Ｄ１、Ｄ２、Ｄ２は、ウエブＷに発生する圧縮による余肉を吸収する役目を果たし、容易にかつ座屈、しわ等のない安定した品質で絞り部Ｂを形成しうるとともに、特に前記孔Ｄ２、Ｄ２を絞り部Ｂの根元部に設けているため、ウエブＷの変形を更に容易になしうる。
【００１７】
なお、前記孔Ｄ１とウエブＷの端縁との間の部分は、絞り加工によって該端縁側に張出すが、図７（Ａ）に示すように孔Ｄ１の前記端縁側においてこの端縁に予め、例えば円弧状の切欠きＥを設けておくことにより、ウエブＷの端縁の出張りを防止しうる。
【００１８】
又、絞り加工により、ウエブＷの端部分を切断しないで該端部分でウエブＷを連続させることができ、絞り部Ｂの強度を安定化しうる。
【００１９】
なお、欠損部Ｄは、ウエブの端縁からこのウエブの中心線に沿って長手方向にのびる切込み、並列してウエブに形成され好ましくは均等配置された複数の長孔、例えば千鳥状に均等配置された丸孔からなる複数の孔、或いは丸孔、長孔の他、四角孔、三角孔等の種々の形状の孔を用いうる。又、孔の数も、１以上かつウエブの強度を過度に低下させない任意の数を採用しうるとともに、Ｉ形鋼、溝形鋼等のウエブにも形成できる。
【００２０】
前記金型２は、図１〜５に示すように、ボルスター等の支持台に固定される台板１５と、その上方に配されかつ例えばプレス機のラムに取付けられる昇降板１６とを、ダイセットポスト１７でつないだ外型１９、および前記台板１５と昇降板１６との間に配される前記中型３を具える。
【００２１】
なお、前記ダイセットポスト１７は、本例では複数本、例えば４本設けられ、矩形の前記台板１５と矩形の前記昇降板１６とを、その四隅で連結するとともに、該昇降板１６に取付けられたスライド軸受２０により上端部が支持され、昇降板１６の昇降を可能としている。
【００２２】
又、前記台板１５の上面及び昇降板１６の下面には、前記形鋼材ＡのフランジＦ、Ｆの絞り加工を施さない各外面に当接しうる基準面２１と、この基準面２１にフランジＦと略同厚の段差を介して連なり該フランジＦ、Ｆの絞り加工後の各外面に当接しうる絞り面２２とを具える下押型２３、上押型２４が夫々取付けられている。
【００２３】
なお、本例では、前記下押型２３、上押型２４は、前記絞り面２２の端部から隆起し前記フランジＦ、Ｆの端縁を向き合う方向の内面側に潰すことにより前記絞り部Ｂの前記溝部Ｃ１等への嵌入を容易とする突面２５、２５を有する。
【００２４】
前記中型３は、絞り方向、図示例では上下方向に分割された複数、本例では２つの上の分割中型４Ａ、下の分割中型４Ｂ（以下単に分割中型４Ａ、４Ｂと言う）からなる。
【００２５】
又、前記分割中型４Ａ、４Ｂは、絞り方向と直角な方向に分割され図１において左右対称形状の第１、第２の上下の分割中型片４Ａ１、４Ａ２、４Ｂ１、４Ｂ２（以下単に分割中型片４Ａ１、４Ａ２、４Ｂ１、４Ｂ２と言う）からなる。
【００２６】
前記分割中型片４Ａ１、４Ａ２、４Ｂ１、４Ｂ２は、基体２９Ａ、２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｂに、図１、５に示すように、前記台板１５と昇降板１６との間に架け渡される複数、本例では４本のガイドポスト２６を夫々挿入する孔２７Ａを設けた２つの軸受片２７、２７を各々取付けており、該軸受片２７上のブッシュ３０と昇降板１６との間、上下に配される軸受片２７、２７の間、軸受片２７と台板１５との間でガイドポスト２６に夫々巻装された上バネ３１、中バネ３２、下バネ３３等の保持手段を用いて前記下押型２３、上押型２４間で昇降自在に保持される。
【００２７】
又、前記分割中型片４Ａ１、４Ｂ１及び４Ａ２、４Ｂ２の間には、該分割中型片４Ｂ１、４Ｂ２の前記基体２９Ｂ、２９Ｂに固定される支持台３５、３５上に取付けられたシリンダ３６、３６等の進退具によってスペーサ５、５が同高さ位置で向き合う方向に出し入れされる。なお、前記シリンダ３６は、そのロッド３７先端が継ぎ軸３９に固定されるとともに、この継ぎ軸３９に取付けられた平面略エ字状のスペーサ受４０を介して前記スペーサ５を取付けている。
【００２８】
前記スペーサ５は、分割中型片４Ｂ１、４Ｂ２の各上面に沿う下型受け面４５と、分割中型片４Ａ１、４Ａ２の各下面に沿う上型受け面４６と、上型受け面４６から該スペーサ５の入れ方向、つまり進入方向に斜め下にのびるスペーサ面４７とを具えるとともに、前記スペーサ受４０の取付片４０Ｂに取外し可能にボルト止めされる。
【００２９】
前記分割中型片４Ｂ１は、下面に、前記基準面２１との間で前記フランジＦを挟みうる中型基準面４１と前記絞り面２２との間でフランジＦを挟み絞り加工を施す中型絞り面４２とを具え、分割中型片４Ａ１は、上面に、同様な中型基準面４１と中型絞り面４２とを具え、絞り加工後のフランジＦ、Ｆの前記内面Ｉ、Ｉの形状に合わせている。
【００３０】
又、分割中型片４Ｂ１は、上面に、前記スペーサ受４０の基片４０Ａ下部が当接することにより、前記スペーサ５の過度の進入を防ぐ当て面４３が形成され、分割中型片４Ａ１は、下面に、スペーサ５を出して中型３を縮幅した状態で、このスペーサ５の前記上型受け面４６とスペーサ面４７とに同時に当接しうる形状の上型面４９とテーパ面５０とが連続して形成されている。なお、スペーサ５は、その先端が、図２に示すように、分割中型片４Ａ１、４Ａ２、分割中型片４Ｂ１、４Ｂ２の向き合う面近傍まで進入することが、前記上型受け面４６、下型受け面４５によって絞り加工の圧力を確実に担持しうる観点から好ましい。
【００３１】
なお、前記分割中型片４Ａ２、４Ｂ２は、分割中型片４Ａ１、４Ｂ１と面対称の形状を有するため、その詳細な説明は省略する。
【００３２】
絞り加工は、図１に示すように、形鋼材Ａをセットし、図２、４に示すように、前記スペーサ５を分割中型４Ａ、４Ｂ間に入れることにより中型３を拡幅してフランジＦ、Ｆの内面Ｉ、Ｉを前記中型基準面４１に当て（このとき分割中型４Ａはスペーサ５に押されて上昇し、分割中型４Ｂはスペーサ５に押されて下降する）、しかる後、前記昇降板１６を下降させることにより行われる。
【００３３】
又、絞り加工の後、前記スペーサ５を出して中型３を図１に示すように縮幅する。従って、形鋼材Ａに力を負荷することなく容易にこの形鋼材Ａを脱型でき、かつ形鋼材Ａの「ねじれ」等の変形を防止できる。又、次加工へ形鋼材Ａをスライド移行させることも可能となり、生産タクトの短縮化を図りうる。
【００３４】
又、前記スペーサ５を出し入れさせるシリンダ３６等の進退具は、前記分割中型４Ｂに前記支持台３５を介して取付けられているため、絞り方向に拡縮自在な中型３の分割中型４Ａ、４Ｂ間に、簡易な構成で確実にかつ高精度で該スペーサ５を出し入れできる。
【００３５】
さらに、中型３を、絞り方向に拡縮自在に形成しているため、絞り加工形状がどのようなものであっても、特別な機構を要さず形鋼材ＡのフランジＦ、Ｆ間に中型３をスムーズに出し入れでき、作業性、生産性を向上しうるとともに、複雑な凹凸形状の絞り模様にも対応できる。
【００３６】
又、分割中型４Ａ、４Ｂの間にスペーサ５を出し入れすることにより、中型３を絞り方向に拡縮自在としているため、絞り加工の際のプレス荷重、圧力を該スペーサ５により確実に支持でき、相当大きい圧力を必要とする加工にも耐えうる結果、大断面の絞り加工も可能となる。
【００３７】
又、スペーサ５の出し入れにより中型３が拡縮するため、機構的に複雑なメカニズムを必要とせず、メンテナンスが容易であり、かつ故障も少ない。
【００３８】
さらに、スペーサ５の厚さを変えることにより、各種厚さのフランジＦを有する形鋼材Ａの絞り加工に汎用でき、又、その交換も、例えば前記スペーサ受４０へのボルトを用いた着脱により、短時間に容易に行うことが出来る。
【００３９】
又、中型３を絞り方向に拡縮自在としているため、外型１９の構成を簡略化でき、ひいては金型２自体のサイズの小型化にも寄与しうる。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、金型が、フランジ間に挿入され絞り加工後のフランジの内面の形状に合わせた中型を具え、かつこの中型を、絞り方向に拡縮自在に形成し、拡幅に際して絞り加工を行い縮幅により形鋼材を移動可能としているため、絞り加工形状がどのようなものであっても、特別な機構を要さず形鋼材のフランジ間への中型の出し入れ操作をスムーズにでき、作業性、生産性を向上しうるとともに、複雑な凹凸形状の絞り模様にも対応できる。
【００４１】
又、絞り加工の後、中型の縮幅により形鋼材を移動可能としているため、形鋼材に力を負荷することなく容易にこの形鋼材を脱型でき、かつ形鋼材の「ねじれ」等の変形を防止しうるとともに、次加工へ形鋼材をスライドさせて移行させることも可能となり、生産タクトの短縮化を図りうる。
【００４２】
又、請求項２の発明において、前記中型が、絞り方向に分割された複数の分割中型からなり、かつ分割中型の間にスペーサを出し入れすることにより、中型を絞り方向に拡縮自在としたときには、絞り加工の圧力を該スペーサにより確実に支持しうるため、相当大きい圧力を必要とする加工にも耐えることができ、大断面の絞り加工も可能となる。
【００４３】
又、スペーサの出し入れにより中型が拡縮するため、機構的に複雑なメカニズムを必要とせず、メンテナンスが容易であり、かつ故障も少ない。
【００４４】
さらに、前記スペーサの厚さを変えることにより、各種厚さのフランジを有する形鋼材の絞り加工に汎用でき、又、その切替も、短時間に容易に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の絞り加工方法に用いられる金型の実施の形態の一例を示す側面図である。
【図２】その絞り加工時の中型の拡幅状態を示す側面図である。
【図３】その部分平面図である。
【図４】その側面図である。
【図５】中型を例示する部分斜視図である。
【図６】絞り加工が施された形鋼材と他の形材との接合を示す部分斜視図である。
【図７】欠損部の一例を示し、（Ａ）は絞り加工前を示す側面図、（Ｂ）は絞り加工後を示す側面図である。
【符号の説明】
２ 金型
３ 中型
４Ａ、４Ｂ 分割中型
５ スペーサ
Ａ 形鋼材
Ｆ フランジ
Ｉ 内面

Claims (2)

1. 間隔を隔てて内面を向き合わせたフランジを有する形鋼材に、金型を用いて、前記フランジ間の距離を減じる絞り加工を施す形鋼材の絞り加工方法であって、
   前記金型は、前記フランジ間に挿入され絞り加工後のフランジの前記内面の形状に合わせるとともに、絞り方向に分割された上の分割中型及び下の分割中型を、更に絞り方向と直角な方向に各々分割した分割中型片からなる中型を具え、
   この中型は、上下の分割中型片の間にスペーサを同高さ位置で向き合う方向に出し入れすることにより絞り方向に拡縮自在に形成し、拡幅に際して絞り加工を行い縮幅により形鋼材を移動可能としたことを特徴とする形鋼材の絞り加工方法。
2. 前記金型は、形鋼材のフランジの絞り加工を施さない各外面に当接しうる基準面と、この基準面にフランジと略同厚の段差を介して連なり該フランジの絞り加工後の各外面に当接しうる絞り面とを具える下押型、上押型が取付けられ、
   前記分割金型片は、前記基準面との間で前記フランジを挟みうる中型基準面と、前記絞り面との間でフランジを挟み絞り加工を施す中型絞り面とを具えたことを特徴とする請求項１記載の形鋼材の絞り加工方法。

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