JP6547706B2

JP6547706B2 - 直線形鋼矢板の曲がり矯正方法及び曲がり矯正装置

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Publication number: JP6547706B2
Application number: JP2016149312A
Authority: JP
Inventors: 駒城　倫哉; 倫哉駒城; 良文小谷; 一郎大原; 龍磨谷口; 片山　淳詞; 淳詞片山
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2036-07-29
Also published as: JP2018015796A

Description

本発明は、直線形鋼矢板の曲がり矯正方法及び曲がり矯正装置に関する。

直線形鋼矢板は、長手方向に直交する断面形状が、一方向に延在するウェブと、ウェブの延在方向の両端側にそれぞれ形成され、主爪と副爪とからなる、「ラカワナ型」形状の継手とからなる。このような形状の直線形鋼矢板は、一般的にブルームやビームブランクを素材として、複数の孔型が形成されたロールを組み込まれた、複数台の圧延機を用いた熱間圧延にて製造される。熱間圧延では、通常、圧延機１台につき３個〜４個の孔型が形成されており、これらの複数の圧延機で素材を圧延することで、断面が徐々に製品形状となるように造形が行われる。また、直線形鋼矢板の製造では、熱間圧延が行われた後、ウェブの厚み方向となる上下方向への反りについて、上下ロールが千鳥状に配置されたローラ矯正機で冷間矯正をすることで最終的な製品が製造される。

このような直線形鋼矢板の製造では、圧延中の左右の厚み圧下のアンバランスや、左右の仕上がり温度の違い等によって、製品段階で、ウェブの延在方向となる左右方向への曲がりが生じる場合がある。この曲がり量が規定の値よりも大きいと、そのまま製品とすることはできないため、曲がりの公差を外れる部分を切り捨てたり、曲がった側とは反対側の継手に対して、ガス加熱して矯正を行ういわゆる「加熱矯正」を行ったりする必要があった。このため、歩留まりや生産性を著しく阻害していた。なお、加熱矯正では、熱を加えた部分の延性が低下するという材質異常を招く可能性もあった。

また、曲がりを矯正する方法として、３点曲げの要領で曲がりを矯正する「プレス矯正」が考えられるが、３点曲げを行う金型で継手の断面形状を変形させてしまう可能性が大きいことから、単純なプレス矯正では曲がりの矯正が困難であった。
さらに、曲がりの発生を抑制する直線形の広幅爪付鋼矢板の製造方法として、特許文献１には、ガス切断で半裁されて曲がりが発生した直線形鋼矢板を用いた溶接組立て方法が開示されている。特許文献１の方法によれば、厚鋼板と半裁された直線形鋼矢板とを、上下左右から精度よく押圧するとともに、牽引移動させ、スポット溶接することで、歪みを精度よく矯正しつつ、迅速且つ作業能率よく広幅爪付鋼矢板を組み立てることができる。

特開２００３−５６２７８号公報

ところで、特許文献１に記載された技術は、半裁した直線形鋼矢板と厚鋼板とを溶接組立てする技術であり、直線形鋼矢板単体についての曲がりを矯正する技術ではない。また、特許文献１では、曲がりの生じている直線形鋼矢板を、横押しローラで押圧して厚鋼板との位置を合わせ、溶接するというものである。したがって、この技術をそのまま、直線形鋼矢板単体の曲がり矯正に使うことはできない。
そこで、本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、直線形鋼矢板の左右方向の曲がりを効率的に矯正することができる、直線形鋼矢板の曲がり矯正方法及び曲がり矯正装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様によれば、長手方向に直交する断面形状が、左右方向に延在するウェブと、このウェブの上記左右方向の両端側に形成される主爪及び副爪からなる継手とを有する直線形鋼矢板の上記左右方向の曲がりを矯正する曲がり矯正方法であって、上記曲がりの内側となる上記ウェブの左右方向の一端側に、上記長手方向に離間して配される一対の受け金型を、上記一端側の継手の内部面に当接させ、上記一端側と逆側となる上記左右方向の他端側、且つ上記長手方向において上記一対の受け金型の間に配される押し金型を、上記他端側の継手の内部面に当接させ、上記ウェブの上面に平行な下面を有する上面金型を、上記長手方向において上記押し金型と重畳する位置、且つ上記ウェブの厚み方向となる上下方向の上側に配し、上記ウェブの下面に平行な上面を有する下面金型を、上記上面金型に対向させて、上記上下方向の下側に配し、上記押し金型で上記継手の一端側の内部面を押圧することを特徴とする直線形鋼矢板の曲がり矯正方法が提供される。

本発明の一態様によれば、長手方向に直交する断面形状が、左右方向に延在するウェブと、このウェブの上記左右方向の両端側に形成される主爪及び副爪からなる継手とを有する直線形鋼矢板の上記左右方向の曲がりを矯正する曲がり矯正装置であって、上記曲がりの内側となる上記ウェブの左右方向の一端側に、上記長手方向に離間して配され、上記一端側の継手の内部面に当接する一対の受け金型と、上記一端側と逆側となる上記左右方向の他端側、且つ上記長手方向において上記一対の受け金型の間に配され、上記他端側の継手の内部面に当接し、この内部面を押圧する押し金型と、上記ウェブの上面に平行な下面を有し、上記長手方向において上記押し金型と重畳する位置、且つ上記ウェブの厚み方向となる上下方向の上側に配される上面金型と、上記ウェブの下面に平行な上面を有し、上記上面金型に対向して、上記上下方向の下側に配される下面金型とを備えることを特徴とする直線形鋼矢板の曲がり矯正装置が提供される。

本発明の一態様によれば、直線形鋼矢板の左右方向の曲がりを効率的に矯正することができる、直線形鋼矢板の曲がり矯正方法及び曲がり矯正装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る曲がり矯正装置を示す正面図である。本発明の一実施形態に係る曲がり矯正装置を示す平面図である。押し金型が直線形鋼矢板の継手の内部面に当接した状態を示す正面図である。押し金型及びホルダを示す平面図である。押し金型、ホルダ及び昇降手段を示す正面図である。変形例における押し金型を示す正面図である。直線形鋼矢板の形状を示す断面図である。直線形鋼矢板の熱間圧延工程を示す説明図である。直線形鋼矢板の左右方向への曲がりの一例を示す斜視図である。第１の検討〜第３の検討で用いた曲がり矯正装置を示す斜視図である。第１の検討における、押し金型が直線形鋼矢板の継手の主爪部及び副爪部に当接した状態を示す正面図である。第１の検討における、矯正前後の継手の形状を示す正面図である。第２の検討及び第３の検討における、押し金型が直線形鋼矢板の継手の内部面に当接した状態を示す正面図である。第２の検討における、矯正後の直線形鋼矢板の形状を示す断面図である。

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
＜矯正方法の検討＞
本発明に先立ち、本発明者らは、圧延で生じた直線形鋼矢板の左右方向の曲がりに対して、３点曲げ矯正の方法で矯正ができないか、種々の検討を行った。

ここで、直線形鋼矢板Ｓは、図７に示すように、長手方向（図７における前後方向）に直交する断面において、左右方向（図７における左右方向）に延在するウェブＳ１と、ウェブＳ１の延在方向の両端側にそれぞれ形成される一対の継手Ｓ２（点線で囲んだ部位）とからなる。一対の継手Ｓ２は、上下方向（図７における上下方向）の下側に形成され、先端が上下方向に膨出する鉤状の主爪Ｓ３と、上下方向の上側に形成される鉤状の副爪Ｓ４とからそれぞれなる。また、主爪Ｓ３と副爪Ｓ４との先端間は、上下方向に所定の寸法Ｄ１だけ離間して形成される。なお、直線形鋼矢板Ｓの断面形状は、長手方向のいずれの位置においても同一な形状となる。

このような直線形鋼矢板Ｓは、上述のように、ブルームやビームブランクを素材とした熱間圧延で造形される。図８には、矩形断面のブルームを素材とした場合における直線形鋼矢板Ｓの製造過程を示す。図８に示すように、熱間圧延では、素材のブルームを、複数の圧延機のロールに形成された複数の孔型Ｋ１２〜Ｋ１で順に圧延することで、図７に示す最終的な断面形状の直線形鋼矢板Ｓが得られる。なお、図８に示す例では、各圧延機のロールに３個の孔型がそれぞれ形成された４台の圧延機を用いて、熱間圧延が行われる。

このように圧延される直線形鋼矢板Ｓは、圧延中の左右の厚み圧下のアンバランスや、左右の仕上がり温度の違い等によって、図９に示すように、左右方向への曲がりが生じることがある。なお、図９に示すように、曲がりの内側（図９における左側）における、長手方向両端の継手Ｓ２の端同士を結ぶ直線に対する、各長手方向位置の継手Ｓ２の端との距離を曲がり量δという。また、直線形鋼矢板Ｓの長手方向の全長で、最も大きな曲がり量δを最大曲がり量δ_ｍａｘという。

（第１の検討）
はじめに、本発明者らが行った第１の検討について説明する。第１の検討では、上述のような曲がりが生じた直線形鋼矢板Ｓについて、図１０に示す曲がり矯正装置７を用いて、単純な３点曲げによる曲がりの矯正を検討した。
曲がり矯正装置７は、図１０に示すように、一対の受け金型７１，７２と、押し金型７３とを備える。一対の受け金型７１，７２は、直線形鋼矢板Ｓの曲がりの内側に、直線形鋼矢板Ｓの長手方向に離間して配される。押し金型７３は、直線形鋼矢板Ｓの曲がりの外側、且つ直線形鋼矢板Ｓの長手方向において一対の受け金型７１，７２の略中間の位置に配される。さらに、一対の受け金型７１，７２及び押し金型７３は、継手Ｓ２の左右方向端に当接して配される。一対の受け金型７１，７２及び押し金型７３の形状は、特許文献１に記載された横押しローラを模した形状とした。図１１に押し金型７３が継手Ｓ２に接触した状態を示す。図１１に示すように、押し金型７３の継手Ｓ２との接触面は、主爪Ｓ３及び副爪Ｓ４の形状に合わせて湾曲しており、主爪Ｓ３と副爪Ｓ４との先端間には左右方向へと突出する突出部７３１が形成される。なお、突出部７３１の左右方向の長さは、主爪Ｓ３及び副爪Ｓ４の先端の厚みと同程度とする。また、一対の受け金型７１，７２の形状についても、押し金型７３と同じ形状とした。

第１の検討では、一対の受け金型７１，７２を曲がりの内側の継手Ｓ２、押し金型７３を曲がりの外側の継手Ｓ２にそれぞれ当接させた状態とした。この際、押し金型７３を、曲がり量δが最大となる長手方向位置に配した。その後、図１０に示すように、押し金型７３を左右方向の曲がりの内側へと移動させ、継手Ｓ２を押圧することで、曲がりの矯正を行った（３点曲げ矯正）。図１２に押し金型７３による押圧前後の、左右方向両端の継手Ｓ２の形状を示す。図１２（Ａ）は、押圧前の継手Ｓ２の形状であり、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）は、押圧後の継手Ｓ２の形状である。第１の検討では、押し金型７３による押圧を行った結果、曲がりが矯正される前に、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）に示すように、継手Ｓ２の主爪Ｓ３や副爪Ｓ４が変形してしまい、曲がりの矯正をすることができないことが判明した。これは、熱間圧延で製造される直線形鋼矢板Ｓの継手Ｓ２の形状にはバラツキがあることから、押し金型７３や受け金型７１，７２と継手Ｓ２とが点接触してしまうためである。

（第２の検討）
次に、本発明者らが行った第２の検討について説明する。第２の検討では、第１の検討の結果を受け、押し金型７３や受け金型７１，７２で押圧及び保持する箇所は、継手Ｓ２の内面部であるべきと考えた。このため、図１３に示すように、押し金型７３の突出部７３１の左右方向に突出する長さを長くし、突出部７３１が継手Ｓ２のウェブＳ１側の内面に当接するようにした。なお、突出部７３１が継手Ｓ２の内面に当接した状態では、押し金型７３と継手Ｓ２の左右方向の端面は接触しないものとする。また、一対の受け金型７１，７２の形状についても、押し金型７３と同じ形状とした。そして、一対の受け金型７１，７２及び押し金型７３を備えた曲がり矯正装置７を用いて、第１の検討と同様に、曲がりが生じた直線形鋼矢板Ｓに対して、３点曲げ矯正を行った。
第２の検討の結果、押し金型７３で継手Ｓ２を押圧しても、第１の検討の様な継手Ｓ２の変形は生じず、直線形鋼矢板Ｓの曲がりを矯正できることを確認した。しかし、直線形鋼矢板Ｓに多少の反りやねじれがある場合には、図１４に示すように、矯正後にウェブＳ１が湾曲する変形が生じることが判明した。

（第３の検討）
次に、本発明者らが行った第３の検討について説明する。第３の検討では、第１の検討及び第２の検討の結果を受け、第２の検討と同様な形状の受け金型７１，７２及び押し金型７３を備える曲がり矯正装置７に、ウェブＳ１の上面に平行な下面と、ウェブＳ１の下面に平行な上面とを有し、これら下面と上面とで上下方向からウェブＳ１の面を保持する金型をさらに設けた。この金型は、直線形鋼矢板Ｓの長手方向において押し金型７３と重畳する位置に設けられる。このような曲がり矯正装置７を用いて、第１の検討及び第２の検討と同様に、曲がりが生じた直線形鋼矢板Ｓに対して、３点曲げ矯正を行った。
第３の検討の結果、直線形鋼矢板Ｓに多少の反りやねじれがある場合においても、ウェブＳ１の湾曲や継手Ｓ２の変形が生じることなく、曲がりを矯正できることが判明した。

＜曲がり矯正装置＞
本発明の一実施形態に係る直線形鋼矢板Ｓの曲がり矯正装置１について説明する。曲がり矯正装置１は、上記の検討に基づいてなされたものであり、図１及び図２に示すように、フレーム２と、複数のテーブルローラ３ａ〜３ｄと、押し部４と、一対の受け部５ａ，５ｂと、抑え部６とを備える。なお、図１〜図５において、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、互いに垂直に交差する軸であり、矯正される直線形鋼矢板Ｓを配した状態で、直線形鋼矢板Ｓの長手方向がｙ軸方向、直線形鋼矢板Ｓの左右方向がｘ軸方向、直線形鋼矢板Ｓの上下方向がｚ軸方向となる。

フレーム２は、ｘ−ｚ平面視においてＣ字状の枠体であり、押し部４と、一対の受け部５ａ，５ｂと、抑え部６とが設けられる。
複数のテーブルローラ３ａ〜３ｄは、所定間隔だけ離間して、ｙ軸方向に並んで設けられる。複数のテーブルローラ３ａ〜３ｄは、不図示の駆動装置に接続され、駆動装置からの駆動力を受けて回転することで、直線形鋼矢板Ｓの長手方向に平行なｙ軸方向に、直線形鋼矢板Ｓを搬送する。

押し部４は、複数のテーブルローラ３ａ〜３ｄ及び矯正時に配される直線形鋼矢板Ｓのｘ軸正方向側に設けられる。押し部４は、押し金型４１と、ホルダ４２と、シリンダ４３と、昇降手段４４とを有する。
押し金型４１は、図３〜図５に示すように、略直方体の形状を有する鉄やステンレスなどの金属製部材であり、ｘ軸負方向側の面に、ｘ軸負方向へと突出し、ｙ軸方向に延在する板状の突出部４１１が形成される。突出部４１１は、ｚ軸方向の厚みの寸法Ｈ１が継手Ｓ２の先端間の寸法Ｄ１よりも小さく、ｘ軸方向の寸法Ｈ２が継手Ｓ２の内面から先端の外面までのｘ軸方向の寸法Ｄ２よりも長い。また、押し金型４１は、ｘ軸正方向側の面に、ｙ軸正方向及びｙ軸負方向へと延出するフランジ４１２が形成される。

ホルダ４２は、ｚ軸方向へと延びる角柱状の金属製部材であり、シリンダ４３を介してフレーム２に設けられる。ホルダ４２は、ｘ軸負方向側の面に、押し金型４１のｘ軸正方向端部の形状に合わせた、ｚ軸方向へと延在する溝４２１が形成される。押し金型４１は、ｘ軸正方向端部がホルダ４２の溝４２１に嵌合して配されることで、ｘ軸方向及びｙ軸方向への移動が制限され、ｚ軸方向にのみ移動可能となる。

シリンダ４３は、油圧等によってｘ軸方向に伸縮可能に設けられるアクチュエータである。シリンダ４３は、ｘ軸負方向側端がホルダ４２に接続され、ｘ軸正方向側端がフレーム２に接続される。
昇降手段４４は、押し金型４１のｚ軸正方向側の面に接続されるワイヤ４４１と、不図示のモータの回転駆動を受けて回転し、ワイヤ４４１を巻取るドラム４４２とを有する。昇降手段４４は、ドラム４４２を回転させ、ワイヤ４４１を巻上げ又は巻下げすることで、押し金型４１をｚ軸方向に移動（昇降）させる。

一対の受け部５ａ，５ｂは、複数のテーブルローラ３ａ〜３ｄ及び矯正時に配される直線形鋼矢板Ｓのｘ軸負方向側に設けられる。また、一対の受け部５ａ，５ｂは、ｙ軸方向に所定の距離だけ離間して設けられ、ｙ軸方向において押し部４が中央となるように、押し部４を挟んで設けられる。一対の受け部５ａ，５ｂは、受け金型５１ａ，５１ｂと、ホルダ５２ａ，５２ｂとをそれぞれ有する。受け金型５１ａ，５１ｂは、押し部４の押し金型４１と同じ形状及び素材であり、ｘ軸正方向側の端面には突出部５１１ａ，５１１ｂを有する。ホルダ５２ａ，５２ｂは、押し部４のホルダ４２と同様な形状及び素材であり、フレーム２に固定して設けられる。また、図示しないが、押し部４と同様に、受け部５ａ，５ｂにも昇降手段が設けられ、受け金型５１ａ，５１ｂがｚ軸方向に昇降可能に構成される。

抑え部６は、上面金型６１と、シリンダ６２と、下面金型６３とを有する。上面金型６１は、シリンダ６２を介してフレーム２に設けられる、金属製の金型である。
上面金型６１は、ｚ軸負方向側にウェブＳ１の上面に平行な方形の面（下面）を有する。上面金型６１の下面は、ｘ軸方向の寸法がウェブＳ１の長さ（左右方向の寸法）の９割程度であり、ｙ軸方向の寸法が一対の受け金型５１ａ，５１ｂの離間距離の半分程度の長さである。また、上面金型６１は、ｘ軸方向において押し金型４１と一対の受け金型５１ａ，５１ｂとの中間、且つｙ軸方向において押し金型４１と中心が重畳する位置に配される。

シリンダ６２は、油圧等によってｚ軸方向に伸縮可能に設けられるアクチュエータである。シリンダ６２は、ｚ軸負方向側端が上面金型６１に接続され、ｚ軸正方向側端がフレーム２に接続される。つまり、上面金型６１は、シリンダ６２により、ｚ軸方向に昇降可能に構成される。
下面金型６３は、テーブルローラ３ｂ，３ｃの間に設けられる不図示のエプロンに固定して設けられる、金属製の金型である。下面金型６３は、ｚ軸正方向側にウェブＳ１の下面に平行な方形の面（上面）を有する。下面金型６３の上面は、上面金型６１の下面よりも小さく形成され、ｘ軸方向の寸法がウェブＳ１の長さ（左右方向の寸法）の半分程度であり、ｙ軸方向の寸法が一対の受け金型５１ａ，５１ｂの離間距離の３割程度の長さである。また、下面金型６３は、上面金型６１と対向する位置に配される。さらに、下面金型６３は、矯正される直線形鋼矢板Ｓが配された状態で、下面金型６３と直線形鋼矢板Ｓとが接触した状態となるように、ｚ軸正方向側の面が、複数のテーブルローラ３ａ〜３ｄの搬送面（ｚ軸正方向側端）よりもやや高い同じ高さ位置に設けられる。

＜曲がりの矯正方法＞
次に、本実施形態に係る直線形鋼矢板Ｓの曲がりの矯正方法について説明する。
まず、直線形鋼矢板Ｓが載せられた複数のテーブルローラ３ａ〜３ｄを回転させることで、直線形鋼矢板Ｓを矯正開始位置まで搬送する。矯正開始位置とは、長手方向において直線形鋼矢板Ｓが左右方向に曲がり始める箇所が、押し金型４１とｙ軸方向に重畳する位置であり、３点曲げによる矯正を開始する位置である。この際、直線形鋼矢板Ｓは、曲がりの外側の継手Ｓ２が押し部４の側、曲がりの内側の継手Ｓ２が一対の受け部５ａ，５ｂの側となるように配される。また、曲がりの内側の継手Ｓ２は、主爪Ｓ３と副爪Ｓ４との間に、受け金型５１ａ，５１ｂの突出部５１１ａ，５１１ｂが嵌入した状態で搬送が行われる。なお、受け金型５１ａ，５１ｂは、突出部５１１ａ，５１１ｂが継手Ｓ２の内部に嵌入可能なように、押し部４と同様に受け部５ａ，５ｂに設けられた不図示の昇降手段によって、予めｚ軸方向の高さが調整される。また、搬送時には、受け部５ａ，５ｂの昇降手段のワイヤをゆるめることで、直線形鋼矢板Ｓの反り等に伴う搬送時の継手Ｓ２の上下方向への高さの変化に応じて、受け金型５１ａ，５１ｂがｚ軸方向に移動することができる。さらに、直線形鋼矢板Ｓを搬送する際、直線形鋼矢板Ｓに反りがあっても接触しないように、上面金型６１を直線形鋼矢板Ｓよりも所定距離だけｚ軸正方向側へ配する。

次いで、上面金型６１のｚ軸負方向側の面が、ウェブＳ１のｚ軸正方向側の面と同じ高さとなるように、シリンダ６２を用いて、上面金型６１をｚ軸負方向側へと移動させる。つまり、上面金型６１の移動後の状態において、上面金型６１及び下面金型６３がウェブＳ１に接触した状態となる。
さらに、シリンダ４３を用いて、押し金型４１を、曲がり量δに応じた所定の距離だけｘ軸負方向側へと移動させる。押し金型４１は、突出部４１１が継手Ｓ２の内部に嵌入可能なように、昇降手段４４によって、予めｚ軸方向の高さが調整される。押し金型４１が移動する過程で、押し金型４１の突出部４１１及び一対の受け金型５１ａ，５１ｂの突出部５１１ａ，５１１ｂは、ｘ軸両端側の継手Ｓ２の内面にそれぞれ当接する。そして、押し金型４１がさらに移動することで、押し金型４１は継手Ｓ２の内部面を押圧し、３点曲げの矯正が行われる。この際、ウェブＳ１の上下面（ｚ軸方向の両端側の両面）は、上面金型６１及び下面金型６３で保持されているため、ウェブＳ１の湾曲等の変形が抑えられる。

その後、同様に、直線形鋼矢板Ｓの搬送及び押し金型４１の押圧による矯正が、直線形鋼矢板Ｓが長手方向に沿って連続的に矯正される。この際、直線形鋼矢板Ｓの搬送は所定の搬送ピッチで行われる。なお、押し金型４１による押圧を行った後は、押し金型４１をｘ軸正方向側へと移動させ、押し金型４１と継手Ｓ２との接触を開放させた後に、直線形鋼矢板Ｓの搬送動作が行われる。また、押し金型４１と継手Ｓ２との接触を開放させた状態で、継手Ｓ２の内部に押し金型４１の突出部４１１が在る場合には、搬送時の受け部５ａ，５ｂと同様に、ワイヤ４４１をゆるめる。これにより、直線形鋼矢板Ｓの反り等に伴う搬送時の継手Ｓ２の上下方向への高さの変化に応じて、押し金型４１がｚ軸方向に移動することができる。

＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである。

例えば、上記実施形態では、突出部４１１，５１１ａ，５１１ｂが、図３に示すような板状の形状を有するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、図６に示すように、突出部４１１，５１１ａ，５１１ｂは、先端のｚ軸方向の厚みの寸法Ｈ１が、継手Ｓ２の先端間の寸法Ｄ１よりも大きく形成されてもよい。この場合、突出部４１１，５１１ａ，５１１ｂの先端側の端面は、継手Ｓ２の内部面の形状と合うように、湾曲した形状を有する。このような押し金型４１及び受け金型５１ａ，５１ｂを用いる場合、直線形鋼矢板Ｓを曲がり矯正装置１に搬送する際に、はじめに、継手Ｓ２の長手方向端から突出部４１１，５１１ａ，５１１ｂを通し入れる必要がある。このようにすることで、直線形鋼矢板Ｓを曲がり矯正装置１にセットする際の制約が生じるものの、押し金型４１及び受け金型５１ａ，５１ｂで、継手Ｓ２の内部面の広い範囲を保持又は押圧することができるため、曲がり量が大きい場合でも、効果的に矯正を行うことができる。

また、上記実施形態では、矯正を行う際に、上面金型６１及び下面金型６３をウェブＳ１に接触させるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、上面金型６１とウェブＳ１との間、及び下面金型６３とウェブＳ１との間に、隙間（例えば１ｍｍ未満）を設けてもよい。この場合、隙間の大きさは、許容できるウェブＳ１の湾曲量に応じて設定される。

さらに、上記実施形態では、押し金型４１及び受け金型５１ａ，５１ｂが、昇降手段によりｚ軸方向に昇降可能に構成されるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、直線形鋼矢板Ｓの継手Ｓ２の上下方向（ｚ軸方向）の位置や形状が一定であるならば、押し金型４１及び受け金型５１ａ，５１ｂは、ｚ軸方向に移動できないように固定されていてもよい。なお、押し金型４１及び受け金型５１ａ，５１ｂを昇降可能にすることで、継手Ｓ２のｚ方向の位置が多少変化しても、それに追随して矯正を行うことができる。

さらに、上記実施形態では、直線形鋼矢板Ｓを搬送する際に、上面金型６１をｚ軸正方向側へと逃がした状態で搬送させるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、直線形鋼矢板Ｓの反りが小さいようであれば、上面金型６１をｚ軸方向に移動させずに固定した状態で、直線形鋼矢板Ｓを搬送させてもよい。なお、直線形鋼矢板Ｓを搬送する際に、上面金型６１を逃がすことで、反りが生じた直線形鋼矢板Ｓであっても、上面金型６１による搬送の阻害を防ぐことができる。

＜実施形態の効果＞
（１）本発明の一態様に係る直線形鋼矢板Ｓの曲がり矯正方法は、長手方向（ｙ軸方向）に直交する断面形状が、左右方向に延在するウェブＳ１と、ウェブＳ１の左右方向（ｘ軸方向）の両端側に形成される主爪Ｓ３及び副爪Ｓ４からなる継手Ｓ２とを有する直線形鋼矢板Ｓの左右方向の曲がりを矯正する曲がり矯正方法であって、曲がりの内側となるウェブＳ１の左右方向の一端側に、長手方向に離間して配される一対の受け金型５１ａ，５１ｂを、一端側の継手Ｓ２の内部面に当接させ、一端側と逆側となる左右方向の他端側、且つ長手方向において一対の受け金型５１ａ，５１ｂの間に配される押し金型４１を、他端側の継手Ｓ２の内部面に当接させ、ウェブＳ１の上面に平行な下面を有する上面金型６１を、長手方向において押し金型４１と重畳する位置、且つウェブＳ１の厚み方向となる上下方向（ｚ軸方向）の上側に配し、ウェブＳ１の下面に平行な上面を有する下面金型６３を、上面金型６１に対向させて、上下方向の下側に配し、押し金型４１で継手Ｓ２の一端側の内部面を押圧する。

ここで、特許文献１の矯正方法では、上述のように、半裁した直線形鋼矢板を用いるため、工程が複雑になることが問題であった。さらに、第１の検討からわかるように、特許文献１の矯正方法を用いた３点曲げの矯正では、継手Ｓ２が変形する可能性があった。一方、上記（１）の構成によれば、直線形鋼矢板Ｓを半裁及び溶接する必要がないため、直線形鋼矢板Ｓの左右方向の曲がりを効率的に矯正することができる。また、押し金型４１及び一対の受け金型５１ａ，５１ｂが継手Ｓ２の内部面に当接した状態で、押し金型４１で継手Ｓ２の内部面を押圧することにより、継手Ｓ２を変形させることなく、曲がりを矯正することができる。さらに、押し金型４１で継手Ｓ２を押圧する際に、上面金型６１及び下面金型６３をウェブＳ１の上方及び下方に配することで、矯正時のウェブＳ１の湾曲変形を抑えることができる。

（２）上記（１）の構成において、一対の受け金型５１ａ，５１ｂ及び押し金型４１の少なくとも一方には、一端側及び他端側の少なくとも一方の内部面に当接可能なように左右方向に突出し、内部面に当接する面の上下方向の寸法が、主爪Ｓ３と副爪Ｓ４との先端間の寸法よりも大きな突出部４１１，５１１ａ，５１１ｂを有するものを用いる。
上記（２）の構成によれば、継手Ｓ２の内部面の広い範囲を保持又は押圧することができるため、より大きな曲がりを矯正することができる。

（３）上記（１）または（２）の構成において、一対の受け金型５１ａ，５１ｂ及び押し金型４１には、上下方向に移動可能に設けられるものを用い、一対の受け金型５１ａ，５１ｂ及び押し金型４１を、一端側及び他端側のそれぞれの内部面に当接させる際に、一端側及び他端側の継手Ｓ２の上下方向の位置に応じて、一対の受け金型５１ａ，５１ｂ及び押し金型４１の上下方向の位置を調整する。
上記（３）の構成によれば、継手Ｓ２の上下方向の位置が多少変化しても、それに追随して矯正を行うことができる。

（４）本発明の一態様に係る直線形鋼矢板Ｓの曲がり矯正装置１は、長手方向に直交する断面形状が、左右方向に延在するウェブＳ１と、ウェブＳ１の左右方向の両端側に形成される主爪Ｓ３及び副爪Ｓ４からなる継手Ｓ２とを有する直線形鋼矢板Ｓの左右方向の曲がりを矯正する曲がり矯正装置１であって、曲がりの内側となるウェブＳ１の左右方向の一端側に、長手方向に離間して配され、一端側の継手Ｓ２の内部面に当接する一対の受け金型５１ａ，５１ｂと、一端側と逆側となる左右方向の他端側、且つ長手方向において一対の受け金型５１ａ，５１ｂの間に配され、他端側の継手Ｓ２の内部面に当接し、内部面を押圧する押し金型４１と、ウェブＳ１の上面に平行な下面を有し、長手方向において押し金型４１と重畳する位置、且つウェブＳ１の厚み方向となる上下方向の上側に配される上面金型６１と、ウェブＳ１の下面に平行な上面を有し、上面金型６１に対向して、上下方向の下側に配される下面金型６３とを備える。
上記（４）の構成によれば、上記（１）と同様な効果を得ることができる。

次に、本発明者らが行った実施例について説明する。本実施例では、ウェブＳ１の厚みが９．５ｍｍ、主爪Ｓ３と副爪Ｓ４との先端間の寸法Ｄ１が１１．０ｍｍ、長手方向の長さが１０ｍの直線形鋼矢板Ｓについて、曲がりの矯正を行った。曲がりの矯正では、後述する、本発明を適用した実施例１，２、及び比較となる比較例１，２の４条件で矯正を行った。なお、矯正後の最大曲がり量δ_ｍａｘを１０ｍｍ未満とすることを目的とした。

＜実施例１＞
実施例１では、図３に示す形状の押し金型４１、及び押し金型４１と同じ形状の受け金型５１ａ，５１ｂを用いて矯正を行った。受け金型５１ａ，５１ｂのｙ軸方向の離間距離は２ｍとした。押し金型４１は、受け金型５１ａ，５１ｂの中間位置に配置した。押し金型４１及び受け金型５１ａ，５１ｂの突出部のｚ軸方向の寸法Ｈ１は、１０．０ｍｍとした。押し金型４１で直線形鋼矢板Ｓを押圧する際には、上面金型６１とウェブＳ１との隙間及び下面金型６３とウェブＳ１との隙間が、それぞれ０．５ｍｍとなるように設定した。矯正では、直線形鋼矢板Ｓを１ｍずつ搬送させ、搬送が行われる毎に直線形鋼矢板Ｓの先端から１ｍおきに順に押し金型４１による押圧を行った。矯正前の直線形鋼矢板Ｓの最大曲がり量δ_ｍａｘは、１４ｍｍであった。

＜実施例２＞
実施例２では、図６に示す形状の押し金型４１、及び押し金型４１と同じ形状の受け金型５１ａ，５１ｂを用いて矯正を行った。押し金型４１及び受け金型５１ａ，５１ｂの突出部の先端のｚ軸方向の寸法Ｈ１は、２０．０ｍｍとした。また、矯正前の直線形鋼矢板Ｓの最大曲がり量δ_ｍａｘは、１８ｍｍであった。上記以外の条件は、実施例１と同じとした。

＜比較例１＞
比較例１では、押し金型４１及び受け金型５１ａ，５１ｂの突出部の形状を図１１に示す、検討で用いた押し金型７３及び受け金型７１，７２と同じ形状とした。押し金型７３及び受け金型７１，７２のｚ軸方向の寸法Ｈ３は、継手部Ｓ２のｚ軸方向の寸法Ｄ３と略同じ５０．０ｍｍとした。また、矯正前の直線形鋼矢板Ｓの最大曲がり量δ_ｍａｘは、１３ｍｍであった。上記以外の条件は、実施例１と同じとした。

＜比較例２＞
比較例２では、実施例１の曲がり矯正装置１から上面金型６１及び下面金型６３を取り除いたものを用いて曲がりの矯正を行った。比較例２における条件は、上面金型６１及び下面金型６３でウェブＳ１を保持しないことを除いて、実施例１と同じである。また、矯正前の直線形鋼矢板Ｓの最大曲がり量δ_ｍａｘは、１４ｍｍであった。

＜結果＞
上記の４条件の矯正における、矯正前後での最大曲がり量δ_ｍａｘ、並びに矯正後のウェブＳ１及び継手Ｓ２の変形の有無について測定及び観察した結果を、表１にまとめる。

実施例１，２では、矯正後の最大曲がり量δ_ｍａｘが目標である１０ｍｍ未満になっており、所望の矯正ができたことが確認できた。また、継手Ｓ２には、特に問題となる変形が生じていなかった。さらに、ウェブＳ１にも、湾曲変形は生じていなかった。特に、実施例２では、押圧する継手Ｓ２の内部の接触面を大きくすることで、大きな曲がりを矯正できることが確認できた。さらに、実施例１，２では、長手方向の尾端付近（先端から８ｍ〜９ｍの位置）に上下方向への反りがあったが、押し金型４１及び受け金型５１ａ，５１ｂとともに上下方向に移動可能としていたため、反りに追随して押し金型４１及び受け金型５１ａ，５１ｂが動くことが確認できた。このため、搬送をする際にも特に問題がなかった。

一方、比較例１では、矯正途中で継手Ｓ２に変形が生じてしまい、曲がりを矯正することもできなかった。また、比較例２では、ウェブＳ１を拘束していないため、矯正後のウェブＳ１に湾曲変形が生じた。このため、比較例１，２の条件では、不合格となり、矯正後の直線形鋼矢板Ｓを製品とすることができなかった。
また、発明者らは、継手の大きさが異なる直線形鋼矢板Ｓでも、同様の効果があることを確認した。さらに、押し金型４１及び受け金型５１ａ，５１ｂともにｚ軸方向の位置を調整可能としているので、直線形鋼矢板Ｓのサイズが変わっても、同一の金型で矯正を行うことができることが確認できた。

１曲がり矯正装置
２フレーム
３ａ〜３ｄテーブルローラ
４押し部
４１押し金型
４２ホルダ
４３シリンダ
４３１突出部
４３２フランジ部
４４昇降手段
４４１ワイヤ
４４２ドラム
５ａ，５ｂ受け部
５１ａ，５１ｂ受け金型
５１１ａ，５１１ｂ突出部
５２ａ，５２ｂホルダ
６抑え部
６１上面金型
６２シリンダ
６３下面金型
７曲がり矯正装置
７１，７２受け金型
７３押し金型
７３１突出部
Ｓ直線形鋼矢板
Ｓ１ウェブ
Ｓ２継手
Ｓ３主爪
Ｓ４副爪

Claims

長手方向に直交する断面形状が、左右方向に延在するウェブと、該ウェブの前記左右方向の両端側に形成される主爪及び副爪からなる継手とを有する直線形鋼矢板の前記左右方向の曲がりを矯正する曲がり矯正方法であって、
前記曲がりの内側となる前記ウェブの左右方向の一端側に、前記長手方向に離間して配される一対の受け金型を、前記一端側の継手の内部面に当接させ、
前記一端側と逆側となる前記左右方向の他端側、且つ前記長手方向において前記一対の受け金型の間に配される押し金型を、前記他端側の継手の内部面に当接させ、
前記ウェブの上面に平行な下面を有する上面金型を、前記長手方向において前記押し金型と重畳する位置、前記ウェブの厚み方向となる上下方向の上側、且つ前記左右方向において前記押し金型と前記一対の受け金型との中間に配し、
前記ウェブの下面に平行な上面を有する下面金型を、前記上面金型に対向させて、前記上下方向の下側に配し、
前記押し金型で前記継手の一端側の内部面を押圧することを特徴とする直線形鋼矢板の曲がり矯正方法。
前記一対の受け金型及び前記押し金型の少なくとも一方には、前記一端側及び前記他端側の少なくとも一方の内部面に当接可能なように前記左右方向に突出し、前記内部面に当接する面の前記上下方向の寸法が、前記主爪と前記副爪との先端間の寸法よりも大きな突出部を有するものを用いることを特徴とする請求項１に記載の直線形鋼矢板の曲がり矯正方法。
前記一対の受け金型及び前記押し金型には、前記上下方向に移動可能に設けられるものを用い、
前記一対の受け金型及び前記押し金型を、前記一端側及び前記他端側のそれぞれの内部面に当接させる際に、前記一端側及び前記他端側の継手の前記上下方向の位置に応じて、前記一対の受け金型及び前記押し金型の前記上下方向の位置を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の直線形鋼矢板の曲がり矯正方法。
長手方向に直交する断面形状が、左右方向に延在するウェブと、該ウェブの前記左右方向の両端側に形成される主爪及び副爪からなる継手とを有する直線形鋼矢板の前記左右方向の曲がりを矯正する曲がり矯正装置であって、
前記曲がりの内側となる前記ウェブの左右方向の一端側に、前記長手方向に離間して配され、前記一端側の継手の内部面に当接する一対の受け金型と、
前記一端側と逆側となる前記左右方向の他端側、且つ前記長手方向において前記一対の受け金型の間に配され、前記他端側の継手の内部面に当接し、該内部面を押圧する押し金型と、
前記ウェブの上面に平行な下面を有し、前記長手方向において前記押し金型と重畳する位置、前記ウェブの厚み方向となる上下方向の上側、且つ前記左右方向において前記押し金型と前記一対の受け金型との中間に配される上面金型と、
前記ウェブの下面に平行な上面を有し、前記上面金型に対向して、前記上下方向の下側に配される下面金型とを備えることを特徴とする直線形鋼矢板の曲がり矯正装置。