JP5392811B2 - Method for manufacturing L-shaped structural member - Google Patents
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Description
本発明は、プレハブ住宅用の外壁フレームを形作る構造物材や、外壁パネルを梁等に取付けるために用いられる取付け用ブラケット等の溝形鋼や山形鋼を素材としたL字型構造部材を簡便に製造する方法に関する。 The present invention is an easy to use L-shaped structural member made of grooved steel or angle steel, such as a structural material that forms an outer wall frame for prefabricated houses, and a mounting bracket used to attach an outer wall panel to a beam or the like. It relates to a manufacturing method.
例えばプレハブ住宅用の外壁フレームを形作っているL字型構造部材は、図1に示すように、溝形鋼1,2を素材とし、その端部を接合して形作られている。この例では、一方の端部3に押圧加工を施してフランジ間隔を狭め、他方の端部に嵌め合せて溶接法、リベット接合法、かしめ接合法等を用いて両溝形鋼を固定している。なお、図1中、4はリベットである。
また、図2に示すように、溝形鋼5の両フランジ部に90度の切り欠き6を入れて曲げ加工した後、当接したフランジ部を溶接接合して製造することも提案されている。
For example, as shown in FIG. 1, an L-shaped structural member forming an outer wall frame for a prefabricated house is formed by using
Further, as shown in FIG. 2, it is also proposed to manufacture by bending 90 °
例えば特許文献1では、矩形状の形材の互いに対向する2辺に沿った両側部分に、当該2辺と直交して頂角が向かい合うようにして、それぞれ直角二等辺三角形状の切欠きを設け、これら二等辺三角形の各頂角を通って前記2辺に平行な線を折り目として、互いに向き合うように前記両側部を垂直に曲折した後、前記頂角同士を結ぶ線を折り目として、当該折り目の両側部分を直角に曲折して製造している。
現実的には、上記技術を発展させて次のような製造形態を採用している。すなわち、図2に示すように、溝形鋼5の両フランジ部に90度の切り欠き6を入れて曲げ加工した後、フランジ部の切り欠き端を突き合わせてL字型構造部材を形作っている。
Actually, the following manufacturing form is adopted by developing the above technology. That is, as shown in FIG. 2, after bending 90 °
しかしながら、図1に示されるようなL字型構造部材を製造するには、副資材が必要となって、資材管理が煩雑となる。また工程も複雑化するために、結果的にコスト高となってしまう。さらに、溶接法を採用するとヒュームが発生するために作業環境が悪化すると言った問題点もある。
図2に示されたような方法では、フランジ部の切り欠き端を突き合わせたとき、当該突き合わせ面にずれが生じやすく、また、ずれた結果、強度が不安定になってしまう。そこで、ずれを解消して所要の強度を安定的に発現させるために、突き合わせ部を溶接接合している。この方法も切り欠きを入れる分だけ手間がかかってしまうし、溶接をすると作業環境の悪化にも繋がっている。また、溶接部の仕上げや補修が必要となる。
However, in order to manufacture the L-shaped structural member as shown in FIG. 1, a secondary material is required, and material management becomes complicated. In addition, the process becomes complicated, resulting in high costs. Furthermore, when the welding method is employed, there is a problem that the working environment deteriorates due to generation of fumes.
In the method as shown in FIG. 2, when the notched end of the flange portion is abutted, the abutting surface is likely to be displaced, and as a result, the strength becomes unstable. Therefore, in order to eliminate the deviation and stably develop the required strength, the butt portion is welded. This method also takes time and effort to make the cutout, and welding leads to a worse working environment. In addition, it is necessary to finish or repair the weld.
さらに、家電のフレーム等に用いられるL字型構造部材にあっては、山形鋼を素材として成形しようとしている。山形鋼を曲げてL字型構造部材を製造しようとすると、溝形鋼を素材とする場合と同様の問題点がある。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、溝形鋼や山形鋼を素材としたL字型構造部材を、簡便かつ作業環境を悪化させることなく製造する方法を提供することを目的とする。
Furthermore, in an L-shaped structural member used for a home appliance frame or the like, an attempt is made to form an angle steel as a material. When manufacturing an L-shaped structural member by bending an angle steel, there is a problem similar to the case of using a grooved steel as a raw material.
The present invention has been devised to solve such problems, and a method for manufacturing an L-shaped structural member made of channel steel or angle steel as a raw material without compromising the working environment. The purpose is to provide.
本発明のL字型構造部材の製造方法は、その目的を達成するため、素材溝形鋼のフランジ部に両側から予備成形パンチを、前記素材溝形鋼のフランジ部と当該溝形鋼の長手方向に垂直な面とが交わるフランジ部の線に作用部が三角錐とされた前記予備曲げパンチの当該三角錐作用部の錐面交差部を垂直に押し当てて前記フランジ部に予備曲げ加工を施した後、素材溝形鋼のウェブ部を作用部がV溝形状とされた曲げパンチで押圧して、前記素材溝形鋼のフランジ部とウェブ部の交線と前記フランジ部の線とが交わる点から前記フランジ部の線に対して互いに45°をなす方向に伸びる二つの直線を山にして溝形鋼の前記予備曲げ加工が施された両フランジ部を、山となる前記二つの直線が互いに当接するまで当該溝形鋼の内側に折り込み、ウェブ部をフランジ部形成側に折り曲げることを特徴とする。
山形鋼を素材とする場合には、素材山形鋼の片方の辺に予備成形パンチを、前記素材山形鋼の片方の辺と当該山形鋼の長手方向に垂直な面とが交わる前記片方の辺の線に作用部が三角錐とされた予備曲げパンチの当該三角錐作用部の錐面交差部を垂直に押し当てて前記片方の辺に予備曲げ加工を施した後、素材山形鋼の他の辺を作用部がV溝形状とされた曲げパンチで押圧して、前記素材山形鋼の二つの辺の交線と前記片方の辺の線とが交わる点から前記片方の辺の線に対して互いに45°をなす方向に伸びる二つの直線を山にして山形鋼の前記予備曲げ加工が施された片方の辺を、山となる前記二つの直線が互いに当接するまで当該山形鋼の他の辺側に折り込み、山形鋼の他方の辺を前記一方の辺形成側に折り曲げる。
In order to achieve the object, the manufacturing method of the L-shaped structural member according to the present invention applies a preforming punch from both sides to the flange portion of the material grooved steel, and the length of the flange portion of the material grooved steel and the grooved steel. A pre-bending process is performed on the flange portion by vertically pressing a conical surface intersecting portion of the triangular pyramid action portion of the pre-bending punch whose action portion is a triangular pyramid to a line of the flange portion intersecting a plane perpendicular to the direction. After the application, the web part of the material grooved steel is pressed by a bending punch whose action part has a V-groove shape, and the intersection of the flange part of the material grooved steel and the web part and the line of the flange part are The two straight lines that form the ridges are the two flanges that have been subjected to the pre-bending of the channel steel, with two straight lines that extend in the direction of 45 ° with respect to the line of the flanges from the point of intersection. Fold it inside the channel steel until the Characterized in that bending the blanking portion to the flange portion formation side.
When the angle steel is used as a material, a preforming punch is formed on one side of the material angle steel, and one side of the angle iron is intersected with a side perpendicular to the longitudinal direction of the angle steel. After preliminarily bending one of the sides of the pre-bending punch whose pre-bending punch has a triangular pyramid acting on the line, the pre-bending process is applied to the one side, Is pressed with a bending punch having a V-groove acting portion, and the line of the two sides of the angle iron and the line of the one side intersect each other with respect to the line of the one side. the one of the sides the preliminary bending of the two straight lines extending in the direction the mountain angle steel has been subjected to form a 45 °, other side of the angle iron to said two straight lines a mountain contact with each other And the other side of the angle steel is bent to the one side forming side.
本発明により、溝形鋼や山形鋼を素材としたL字型構造部材が低コストで、しかも強度を低下させることなく安定的に製造することができる。また本発明法を用いることにより、コ字型構造部材やロ字型構造部材も低コストで製造することができる。
したがって、本発明法により、例えばプレハブ住宅用外壁フレーム等の住宅用鋼製構造部材や家電フレーム等を低コストで安定的に供給することができるようになり、鋼材の住宅関連部材や家電用部材等への適用範囲の拡大に繋がる。
According to the present invention, an L-shaped structural member made of channel steel or angle steel can be stably manufactured at low cost and without reducing strength. In addition, by using the method of the present invention, a U-shaped structural member and a U-shaped structural member can be manufactured at low cost.
Therefore, according to the method of the present invention, it becomes possible to stably supply a steel structural member for home use such as an outer wall frame for prefabricated housing and a home appliance frame at a low cost. This will lead to expansion of the scope of application.
前記した通り、溝形鋼を素材としてL字型構造部材を製造する際に図2に示されたような方法を採用すると、フランジ部の切り欠き端を突き合わせたときに突き合わせ面にずれが生じて強度が低下する虞があるので、当該突き合わせ部を溶接接合せざるを得なくなる。このために、各種の問題点が生じている。
そこで、本発明者等は、切り欠きを入れず、しかも溶接を行わなくても所要の強度を発現するL字構造部材の製造方法について鋭意検討を重ねてきた。
その過程で、溝形鋼のフランジ部を内側に折り込んで曲げ加工を行えば、強度の高いL字型構造部材が簡便に製造できることを見出した。
山形鋼を素材とした場合も全く同様である。山形鋼の一方の辺を他の辺側に折り込んで曲げ加工を行えば、強度の高いL字型構造部材が簡便に製造できる。
As described above, when the method as shown in FIG. 2 is adopted when manufacturing the L-shaped structural member using the grooved steel as a raw material, the abutting surface is displaced when the notched end of the flange portion is abutted. Therefore, there is a possibility that the strength may be reduced, and the butt portion must be welded. For this reason, various problems have arisen.
Accordingly, the present inventors have intensively studied a method for manufacturing an L-shaped structure member that exhibits a required strength without making a notch and without performing welding.
In the process, it was found that a L-shaped structural member having high strength can be easily manufactured by bending the flange portion of the grooved steel inward and performing bending.
The same applies to the case of using angle steel. If bending is performed by folding one side of the angle steel to the other side, an L-shaped structural member with high strength can be easily manufactured.
以下に、溝形鋼を素材としたときの加工法の詳細を説明する。
なお、以下の説明では、ウェブ部が互いに直角になるように曲げ加工したL字型構造部材の製造例を紹介しているが、ウェブ部のなす角は鋭角でも鈍角でもよい。すなわち以下で説明する仮想線l2およびl3のなす角を所定角度とすると、(180度−所定角度)がウェブ部交差角度となる。逆の表現をすると、所望のウェブ部交差角度に応じて、(180度−ウェブ部所望交差角度)の角度で交差するように仮想線l2およびl3を描けば良いことになる。
Below, the detail of the processing method when using a channel steel as a raw material is demonstrated.
In the following description, an example of manufacturing an L-shaped structural member that is bent so that the web portions are perpendicular to each other is introduced, but the angle formed by the web portion may be an acute angle or an obtuse angle. That is, assuming that an angle formed by virtual lines l 2 and l 3 described below is a predetermined angle, (180 degrees−predetermined angle) is the web portion intersection angle. In other words, the virtual lines l 2 and l 3 may be drawn so as to intersect at an angle of (180 degrees−web portion desired intersection angle) according to the desired web portion intersection angle.
素材としての溝形鋼には制限はない。図2に示すような従来の方法で用いられるものと同じ形鋼7が用いられる(図3の(a)参照)。ただし、従来法で用いられていたものと同様、本発明で用いられる溝形鋼ではフランジ幅の2倍がウェブ幅を超えてはならない。
従来法で採用していた切欠きの形成に替えて折り曲げ線を仮想する。図3(b)に示すように、素材溝形鋼の両フランジ部外表面に、当該素材溝形鋼の長手方向に垂直な直線l1と、フランジ部とウェブ部の交線と前記長手方向に垂直な直線とが交わる点から仮想線l1に対して45度の方向に伸びる二つの直線l2およびl3を仮に描く。仮想線l2およびl3は仮想線l1に対して45度の方向に伸びるように描くことが好ましい。仮想線l2とl3の交差する角度が90度を外れると、製造されたL字型構造部材のウェブ角が直角にならないことは前記した通りである。
There are no restrictions on the channel steel as a material. The same shape steel 7 as that used in the conventional method as shown in FIG. 2 is used (see FIG. 3A). However, similar to that used in the conventional method, in the grooved steel used in the present invention, twice the flange width must not exceed the web width.
Instead of forming the notches used in the conventional method, a bending line is assumed. As shown in FIG. 3 (b), on the outer surface of both flange portions of the material grooved steel, a straight line l 1 perpendicular to the longitudinal direction of the material grooved steel, the intersection of the flange portion and the web portion, and the longitudinal direction Two straight lines l 2 and l 3 extending in the direction of 45 degrees with respect to the virtual line l 1 from the point where the straight line perpendicular to the line intersects are temporarily drawn. The imaginary lines l 2 and l 3 are preferably drawn so as to extend in the direction of 45 degrees with respect to the imaginary line l 1 . As described above, when the intersecting angle between the imaginary lines l 2 and l 3 deviates from 90 degrees, the web angle of the manufactured L-shaped structural member does not become a right angle.
次に、前記仮想線l1,l2およびl3に沿って両フランジ部に曲げ加工を施す。すなわち、図3(c)に示すように、仮想線l1を谷に、仮想線l2およびl3を山にしてフランジ部に当該素材溝形鋼の内側に向けて鋭角的に、仮想線l2とl3とが互いに当接するまで折り込む。この際、ウェブ部もフランジ部形成側に自ずと曲げられ、ウェブ部が互いに直交するまでに曲げられたL字型構造部材が得られる(図3(d)参照)。
上記態様では、折込みの際に山となる仮想線l2およびl3を仮想線l1に対して45度の方向に伸びるように描いたが、この態様に限定されることはない。上記しているように、仮想線l2とl3の交差する角度が90度となるように描けば足りる。この際、折込みの際に谷となる仮想線は、素材溝形鋼の長手方向に垂直な直線とは一致しない。仮想線l2とl3の交差する角を二等分する方向に伸びる線となる。
山形鋼を素材としたときの加工法も全く同様である。
Next, both flange portions are bent along the imaginary lines l 1 , l 2 and l 3 . That is, as shown in FIG. 3 (c), the imaginary line l 1 is a trough, the imaginary lines l 2 and l 3 are crests, and the phantom line is sharply directed toward the inside of the material grooved steel at the flange portion. Fold until l 2 and l 3 contact each other. At this time, the web portion is also naturally bent toward the flange portion forming side, and an L-shaped structural member is obtained that is bent until the web portions are orthogonal to each other (see FIG. 3D).
In the above aspect, the imaginary lines l 2 and l 3 that are peaks at the time of folding are drawn so as to extend in a direction of 45 degrees with respect to the imaginary line l 1 , but the present invention is not limited to this aspect. As described above, it is sufficient to draw so that the angle at which the imaginary lines l 2 and l 3 intersect is 90 degrees. At this time, the imaginary line that becomes a valley at the time of folding does not coincide with a straight line perpendicular to the longitudinal direction of the material grooved steel. This is a line extending in a direction that bisects the angle at which the imaginary lines l 2 and l 3 intersect.
The processing method when using angle steel is the same.
このような曲げ加工を円滑に行い、成形精度の優れたL字型構造部材を得るには、金型を用いることが好ましい。
そこで、次に好ましい金型形状とその金型を用いた成形方法について説明する。
本発明に適用される金型は、図4に示すように、曲げパンチ11、左右一対の予備曲げパンチ12および前後一対の回転ダイ13より構成されている。
曲げパンチ11は、溝形鋼を所定の角度に曲げ加工できるように、V溝が形成されているおり、溝形鋼より若干広い幅が望ましい。本加工方法では、溝形鋼がパンチ肩を摺動するため、かじり等による外観不良が懸念される。かじり等を防止するためにはパンチ肩部分に適度なRを取っておくことが望ましい。
In order to smoothly perform such bending and obtain an L-shaped structural member having excellent molding accuracy, it is preferable to use a mold.
Therefore, a preferable mold shape and a molding method using the mold will be described next.
As shown in FIG. 4, the mold applied to the present invention includes a bending
The bending
予備曲げパンチ12は、前記の仮想線l2およびl3に沿って予備曲げ加工する形状となる。予備曲げパンチの形状は、フランジの曲げ線部分とフランジの開放端の交点を頂点とした三角錐であり、その各コーナー部はRを取っておくことが望ましい。回転ダイ13に対して、板厚以上のクリアランスにすることが望ましい。
曲げパンチ11の押し込みによって回転する前後一対の回転ダイ13は、加工後にダイ同士が接触しないように曲げ線側にテーパを有している。また、回転ダイ13の幅は、被加工材のフランジの幅より若干狭いことが望ましい。ダイは加工後の折込みフランジが変形しないように板厚以上の隙間を取っておくことが望ましい。
The
The pair of front and rear rotating dies 13 that are rotated by pressing the bending
この金型を用いて溝形鋼を加工する方法を説明する。
L字型構造部材の製造に用いられる金型は、被加工材を設置する前後一対の回転ダイ13、当該回転ダイ13の上部に設置した曲げパンチ11および回転ダイ13の側方に配置した左右一対の予備曲げパンチ12より構成される。
まず、上面を水平にした一対の回転ダイ13上に、曲げ加工位置が各々の回転ダイ13の間になるように、被加工材8を設置する(図5(a))。設置された被加工材8の両側方より、予備曲げパンチ12を押し当て、フランジの両面に予備曲げ加工を施す(図5(b))。なお、この予備曲げ加工は、被加工材8をL字型に曲げる際にフランジを優先的に座屈させ、L字型構造部材の角度を調整するためにおこなうものであって、フランジが破断しない程度の変形量で行うことが好ましい。
予備曲げ加工後、予備曲げパンチを両面から解除する。
A method of processing the channel steel using this mold will be described.
The mold used for manufacturing the L-shaped structural member is a pair of front and rear rotary dies 13 on which a workpiece is placed, a bending
First, the workpiece 8 is installed on the pair of rotary dies 13 whose upper surfaces are horizontal so that the bending position is between the rotary dies 13 (FIG. 5A). The
After preliminary bending, the preliminary bending punch is released from both sides.
予備曲げ加工後、回転ダイ13の上に設置された被加工材8の上方より所定の角度のV溝を有する曲げパンチ11を押し込む(図5(c))。この時回転ダイ13が曲げパンチ11のV溝に沿うように円周方向に回転して、両フランジを折込むように曲げ加工を行う。折込まれたフランジは回転ダイ13のテーパ部により挟み込まれるようにして成形される(図5(d))。
曲げ加工後、曲げパンチ11を上方に復帰させ、L字型構造部材9を取り出す。
After the preliminary bending process, a bending
After bending, the bending
本発明方法により製造されたL字型構造部材は、折込み部を備えたまま折り曲げ仮想線l2とl3が当接するまでに折り込まれている。したがって、切り欠きを形成した場合に生じるフランジ切り欠き端のズレに起因するような強度低下は起こりえない。しかも、折込みフランジ部の加工硬化により従来のL字型構造部材に比べて、変形に対する強度が高くなっている。したがって、高強度のL字型構造部材が安定的に低コストで得られる。
なお、さらに高い剛性を必要とする場合には、折込みフランジ部をかしめやリベット接合等によって機械的に接合してもよいし、曲げ線部あるいは折込みフランジ部を溶接接合してもよい。
The L-shaped structural member manufactured by the method of the present invention is folded until the folding imaginary lines l 2 and l 3 come into contact with each other with the folded portion. Therefore, the strength reduction caused by the shift of the flange notch end that occurs when the notch is formed cannot occur. In addition, the strength against deformation is higher than the conventional L-shaped structural member due to the work hardening of the folding flange portion. Therefore, a high-strength L-shaped structural member can be stably obtained at a low cost.
When higher rigidity is required, the folded flange portion may be mechanically joined by caulking, rivet joining, or the like, or the bending line portion or the folded flange portion may be welded joined.
素材が山形鋼である場合の加工法も、基本的には溝形鋼の場合と同じである。
上面を水平にした一対の回転ダイ13上に、曲げ加工位置が各々の回転ダイ13の間になるように、被加工材14を設置する(図6(a))。設置された被加工材14の側方より、予備曲げパンチ15を押し当て、山形鋼の一方の辺16に予備曲げ加工を施す(図6(b))。
予備曲げ加工後、予備曲げパンチを外す。
The processing method in the case where the material is angle steel is basically the same as that in the case of channel steel.
The
After the pre-bending process, remove the pre-bending punch.
予備曲げ加工後、回転ダイ13の上に設置された被加工材14の上方より所定の角度のV溝を有する曲げパンチ11を押し込む(図6(c))。この時回転ダイ13が曲げパンチ11のV溝に沿うように円周方向に回転して、山形鋼の他方の辺を折込むように曲げ加工を行う。折込まれた辺は回転ダイ13のテーパ部により挟み込まれるようにして成形される(図6(d))。なお、山形鋼の一方の辺16に曲げ加工を施し、その後他の辺に曲げ加工を施す際、フランジ押え17を用いることにより山形鋼のヅレを防ぐ必要がある。
曲げ加工後、曲げパンチ11を上方に復帰させ、L字型構造部材18を取り出す。
After the preliminary bending process, a bending
After bending, the bending
上記しているように、本発明方法により、溝形鋼や山形鋼を素材とした高強度のL字型構造部材が安定的に低コストで得られる。
そして、本発明法によるL字型への曲げ方法を一つの溝形鋼や山形鋼に複数回適用することにより、高強度のコ字型構造部材やロ字型構造部材が、低コスト安定的に製造できる。すなわち、本発明法によるL字型曲げ方法を、一つの溝形鋼や山形鋼に二回施すことによりコ字型構造部材が、一つの溝形鋼や山形鋼に三回施すことによりロ字型構造部材が、低コスト安定的に製造できる。
したがって、本発明方法により、高強度の家電の筐体やパレットの面材、あるいは住宅の非耐力壁フレーム等が低コストで安定的に提供できることになる。
As described above, according to the method of the present invention, a high-strength L-shaped structural member made of channel steel or angle steel can be stably obtained at low cost.
And, by applying the bending method to the L-shape according to the present invention a plurality of times to one grooved steel or angle steel, a high-strength U-shaped structural member and a R-shaped structural member can be stably produced at low cost. Can be manufactured. That is, when the L-shaped bending method according to the present invention is applied twice to one grooved steel or angle steel, the U-shaped structural member is applied to one grooved steel or angle steel three times, The mold structure member can be manufactured stably at a low cost.
Therefore, according to the method of the present invention, a high-strength home appliance housing, a pallet face material, a non-bearing wall frame of a house, or the like can be stably provided at low cost.
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