JP6586928B2 - 直線形鋼矢板の曲がり矯正方法及び曲がり矯正装置 - Google Patents

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、プレス矯正では曲がりの矯正が困難であった。
ところで、形鋼製品の曲がりを矯正する技術としては、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１に記載の矯正方法では、ウェブと、フランジと、継手と、フランジから延びて継手部を支持する継手支持部（腕部）とを有するハット形鋼矢板の曲がりを矯正する方法であり、曲がりが発生している側の継手支持部を上下ローラで圧下して長手方向に伸張させることで曲がりを矯正する。

特開２００５−２７９６５７号公報

ところで、特許文献１に記載された技術は、直線形鋼矢板とは形状の異なるハット形鋼矢板の曲がりの矯正に関するものであり、単純に直線形鋼矢板に適用することはできない。また、特許文献１のように、直線形鋼矢板のウェブの端部を上下のロールで狭圧することで、延伸によるひずみを付与しても、圧延に伴い、直線形鋼矢板に疵等の不良が発生することが考えられる。

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、疵を発生させずに、直線形鋼矢板の左右方向の曲がりを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、上記ウェブの厚み方向となる上下方向の上側に配される上側ロールと、上記上下方向の下側に配され、上記上側ロールに対向する下側ロールとで、上記ウェブと上記継手との接合部を含む上記ウェブの上記曲がりの内側の領域を、上記ウェブの中央側から上記接合部に近づくに従い面圧が大きくなるように、上記上下方向に挟んで圧下し通材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、上記ウェブの厚み方向となる上下方向の上側に配される上側ロールと、上記上下方向の下側に配され、上記上側ロールに対向する下側ロールとを備え、上記上側ロール及び上記下側ロールは、上記ウェブと上記継手との接合部を含む上記ウェブの上記曲がりの内側の領域を、上記ウェブの中央側から上記接合部に近づくに従い面圧が大きくなるように、上記上下方向に挟んで圧下す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、疵を発生させずに、直線形鋼矢板の左右方向の曲がりを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。

本発明の第１の実施形態に係る曲がり矯正装置を示す正面図である。 第１の実施形態に係る曲がり矯正装置を示す平面図である。 矯正時のウェブの左右方向位置における面圧を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る曲がり矯正装置を示す正面図である。 第２の実施形態に係る曲がり矯正装置を示す平面図である。 第２の実施形態における、熱間圧延後の直線形鋼矢板を示す断面図である。 第２の実施形態における、熱間圧延後の直線形鋼矢板のウェブの左右方向位置に対するウェブの厚みの分布を示すグラフである。 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の検討で用いた曲がり矯正装置を示す正面図である。 第２の検討で用いた曲がり矯正装置を示す正面図である。 第３の検討で用いた曲がり矯正装置を示す正面図である。

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８に示すように、直線形鋼矢板Ｓの長手方向（図８における前後方向）に直交する断面において、左右方向（図８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とからなる。一対の継手Ｓ２は、上下方向（図８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、ウェブＳ１と一対の継手Ｓ２とが接続する箇所を、接合部Ｓ５という。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９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９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８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９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１０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１０に示すように、曲がりの内側（図１０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１１に示す曲がり矯正装置１ａを用いて、曲がりの内側となるウェブＳ１の中央よりも左右方向の片側を圧下することで、曲がりの矯正を試みた。なお、ウェブＳ１の厚みは、左右方向のいずれの箇所においても一定である。

曲がり矯正装置１ａは、図１１に示すように、ハウジング３と、上側ロール４と、下側ロール５とを備える。なお、図１１において、ｘ軸及びｚ軸は直交する軸であり、矯正する直線形鋼矢板Ｓを配した状態で、ｘ軸方向（図１１の左右方向）が直線形鋼矢板Ｓにおける左右方向、ｚ軸方向（図１１の上下方向）が直線形鋼矢板Ｓにおける上下方向にそれぞれ平行な方向となる。また、ｘ軸及びｚ軸に互いに直交する軸をｙ軸とする。ｙ軸方向は、図１１の前後方向であり、直線形鋼矢板Ｓの長手方向に平行な方向である。

ハウジング３は、上側ロール４及び下側ロール５を固定する枠体であり、図１１では一部を図示する。
上側ロール４は、ロール部４１と、軸部４２と、一対のチョック４３ａ，４３ｂと、一対のシリンダ４４ａ，４４ｂとを有する。ロール部４１は、直線形鋼矢板Ｓを圧下する円筒状のロールである。ロール部４１は、矯正される直線形鋼矢板Ｓのｚ軸正方向側に配され、ｘ軸方向に延在するように設けられる。また、ロール部４１は、延在方向（柱状の高さ方向）の長さがウェブＳ１の左右方向の長さの１／２よりも短く形成され、直線形鋼矢板Ｓを配した状態で、ｘ軸負方向側の結合部Ｓ５からウェブＳ１の中央部までの所定の領域を圧下するように配される。軸部４２は、ロール部４１に軸心を一致させて接続され、ロール部４１のｘ軸方向の両端側から、ｘ軸の正方向側及び負方向側にそれおれ延在して設けられる。一対のチョック４３ａ，４３ｂは、軸部４２のｘ軸方向両端側を回転可能に支持する支材である。一対のシリンダ４４ａ，４４ｂ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。一対のシリンダ４４ａ，４４ｂは、ｚ軸正方向側端がハウジング３に固定され、ｚ軸負方向側端が一対のチョック４３ａ，４３ｂにそれぞれ固定される。

下側ロール５は、ロール部５１と、軸部５２と、一対のチョック５３ａ，５３ｂとを有する。ロール部５１は、上側ロール４のロール部４１と同じであり、矯正される直線形鋼矢板Ｓのｚ軸負方向側に配され、ｘ軸方向に延在するように設けられる。軸部５２は、上側ロール４の軸部４２と同じであり、ロール部５１に軸心を一致させて接続される。一対のチョック５３ａ，５３ｂは、上側ロール４の一対のチョック４３ａ，４３ｂと同様であり、軸部５２を回転可能に支持し、ハウジング３に固定される。なお、上側ロール４及び下側ロール５は、不図示の駆動装置に連結されており、ロール部４１及びロール部５１の回転駆動が可能である。

第１の検討では、このような曲がり矯正装置１ａを用いて、ロール部４１，５１を回転させ、直線形鋼矢板Ｓを長手方向に搬送させながら、曲がりの内側となるウェブＳ１のｘ軸負方向側の領域を圧下した。圧下の際には、ロール部４１を圧下量に応じたｚ軸方向の高さに配し、ロール部４１の延在方向がｘ軸方向に平行となるように調整を行った。つまり、ロール部４１の側面とウェブＳ１の上面（ｚ軸正方向側の面）とが平行に接触した状態で圧下を行った。また、直線形鋼矢板Ｓの長手方向全長にわたって、圧下を行った。

第１の検討の結果、圧下により曲がりの内側のウェブＳ１を延伸させることで曲がりを矯正することができたが、ウェブＳ１の圧下された部位と圧下されない部位との境界、つまりウェブＳ１の中央とウェブＳ１の継手Ｓ２側とに長手方向に延びる線状の疵が発生することが判明した。さらに、圧下をすることで、基準を超えるような上反りや折れ曲がりも発生するということが判明した。

（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、ロール部４１，５１の長さを変えた曲がり矯正装置１ｂを用いて矯正を行った。図１２に示すように、第２の検討では、ロール部４１，５１の延在方向の長さは、ウェブＳ１の１／２の長さであり、直線形鋼矢板Ｓを配した状態で、ウェブＳ１の中央から接合部Ｓ５までの領域を圧延するように配される。また、曲がり矯正装置１ｂの他の構成については、第１の検討における曲がり矯正装置１ａを同じである。

第２の検討の結果、矯正後の継手Ｓ２側のウェブＳ１の線状の疵の発生を防止することができた。しかし、ウェブＳ１の中央側には線状の疵が発生することが判明した。また、第１の検討に比べ、上反りや折れ曲がり変形が軽減され、矯正荷重が低減する傾向ではあったが、効果は十分ではなく、基準以下の曲がり量δまで曲がりを矯正することもできなかった。

（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の検討と同様な曲がり矯正装置１ｂを用いて矯正を行った。なお、第３の検討では、ロール部４１，５１で圧下する領域について、曲がりの内側の継手Ｓ２側の面圧（ウェブＳ１の上面にかかる単位面積当たりの力）が強くなるよう、ロール部４１の延在方向をｘ軸方向に対して傾けた状態で圧下を行った。具体的には、ロール部４１のｘ軸負方向側の一端が、逆側の他端に対してｚ軸負方向側に配するように、一対のシリンダ４４ａ，４４ｂの伸縮度合いを変えた。その他の条件については、第２の検討と同じとした。
第３の検討の結果、矯正後のウェブＳ１には線状の疵が発生しないことが判明した。また、反りや折れ曲がり変形も問題にならない程度にまで低減できることが判明した。さらに、矯正効率が上がり、矯正荷重も低減することから、基準以下の曲がり量δまで曲がりを矯正できることが判明した。

＜第１の実施形態＞
（曲がり矯正装置）
本発明の第１の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、複数のテーブルローラ２ａ，２ｂと、ハウジング３と、上側ロール４と、下側ロール５とを備える。

複数のテーブルローラ２ａ，２ｂは、下側ロール５がｙ軸方向でこれらテーブルローラ２ａ，２ｂの間に位置するように、ｙ軸方向に離間して設けられる。複数のテーブルローラ２ａ，２ｂ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。
ハウジング３は、第３の検討のものと同様である。

上側ロール４は、ロール部４１と、軸部４２と、一対のチョック４３ａ，４３ｂと、一対のシリンダ４４ａ，４４ｂとを有する。ロール部４１は、延在方向の長さが、ウェブＳ１の上面のｘ軸方向の長さ（ｘ軸負方向側の接合部Ｓ５から、ｘ軸正方向側の接合部Ｓ５までの長さ）と同じである。また、図１に示すように、ロール部４１のｘ軸負方向側の端面角部は、接合部Ｓ５に倣うように丸みを持った形状に形成される。ロール部４１の上記以外の構成は、第３の検討のものと同様である。軸部４２、一対のチョック４３ａ，４３ｂ及び一対のシリンダ４４ａ，４４ｂは、第３の検討のものと同じである。なお、ロール部４１の延在方向をｘ軸方向に対して傾けられるよう、一対のシリンダ４４ａ，４４ｂは、伸縮度合いが個別に制御可能に構成される。

下側ロール５は、ロール部５１と、軸部５２と、一対のチョック５３ａ，５３ｂとを有する。ロール部５１は、延在方向の長さが、ウェブＳ１の下面（ｚ軸負方向側の面）のｘ軸方向の長さ（ｘ軸負方向側の接合部Ｓ５から、ｘ軸正方向側の接合部Ｓ５までの長さ）と同じである。また、図１に示すように、ロール部５１のｘ軸方向両側の端面角部は、接合部Ｓ５に倣うように丸みを持った形状に形成される。ロール部５１の上記以外の構成は、第３の検討のものと同様である。軸部５２及び一対のチョック５３ａ，５３ｂは、第３の検討のものと同じである。なお、ロール部４１とロール部５１は、不図示の駆動装置に連結されており、回転駆動が可能である。

（曲がり矯正方法）
次に、第１の実施形態に係る直線形鋼矢板Ｓの曲がり矯正方法について説明する。まず、シリンダ４４ａ，４４ｂを用いて、上側ロール４を、ウェブＳ１の板厚に応じた所定の高さに、ロール部４１の延在方向がｘ軸方向に対して傾いた状態となるように配する。具体的には、図１に示すように、ロール部４１の延在方向の両端側のうち、ｘ軸負方向側の一端が、一端の逆側となる他端よりもｚ軸負方向側となるように配する。なお、ロール部４１のｘ軸方向に対する延在方向の角度は、直線形鋼矢板Ｓの曲がり量δや最大曲がり量δ_ｍａｘ、上側ロール４の延在方向の長さ等によって適宜設定される。例えば、ロール部４１のｘ軸方向中央におけるロール部４１とロール部５１との隙間であるロール隙をウェブＳ１の厚みと等しく設定し、ｘ軸の中央から負方向側にいくに従いロール隙が小さくなるように傾きが設定されてもよい。この場合、ロール部４１の傾き量（締め込み量）は、最大曲がり量δ_ｍａｘなどの曲がりの大きさに比例する量に設定されることが好ましい。ロール部４１を上記のように設定することで、後述する直線形鋼矢板Ｓの圧下時において、図３に示すように、ｘ軸負方向側の接合部Ｓ５からウェブＳ１の中央側にいくに従い、上側ロール４の面圧を徐々に小さくすることができる。

次いで、直線形鋼矢板Ｓをｙ軸正方向側へと搬送させ、回転駆動されているロール部４１，５１に直線形鋼矢板Ｓを噛み込ませる。この際、直線形鋼矢板Ｓは、曲がりの内側がｘ軸負方向側となるように配される。なお、ウェブＳ１の厚みは、左右方向のいずれの箇所においても一定である。そして、そのまま直線形鋼矢板Ｓを通材することで、ロール部４１とロール部５１とによって、直線形鋼矢板ＳのウェブＳ１のｘ軸負方向側が、長手方向の全長にわたって圧下（圧延）される。この際、直線形鋼矢板Ｓは、ｘ軸負方向側の接合部Ｓ５と、ロール部４１のｘ軸負方向側端とが接触するように配される。

第１の実施形態に係る曲がり矯正方法では、上記の検討で検証したように、接合部Ｓ５を含む曲がりの内側のウェブＳ１の領域を上側ロール４及び下側ロール５で圧下し、直線形鋼矢板Ｓの曲がりの内側を延伸する。また、圧下の際に、上側ロール４を傾け、ロール部４１の延在方向の一端を接合部Ｓ５に合わせた状態で圧下を行う。これにより、矯正効率が向上し、矯正荷重を低減させることができるため、曲がりを矯正することができる。また、圧下に伴う線状の疵の発生を防止することができ、反りや折れ曲がり変形も抑制することができる。

＜第２の実施形態＞
（曲がり矯正装置）
次に、本発明の第２の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。第２の実施形態に係る曲がり矯正装置１は、図４及び図５に示すように、複数のテーブルローラ２ａ，２ｂと、ハウジング３と、上側ロール４と、下側ロール５と、第１の竪ローラガイド６と、第２の竪ローラガイド７とを備える。
複数のテーブルローラ２ａ，２ｂは、第１の実施形態と同様であり、下側ロール５がｙ軸方向でこれらテーブルローラ２ａ，２ｂの間に位置するように、ｙ軸方向に離間して設けられる。
ハウジング３は、第１の実施形態と同様である。

上側ロール４は、ロール部４１と、軸部４２と、一対のチョック４３ａ，４３ｂと、一対のシリンダ４４ａ，４４ｂとを有する。ロール部４１は、延在方向の長さが、ウェブＳ１の上面のｘ軸方向の長さの半分である。ロール部４１の上記以外の構成は、第１の実施形態と同様である。軸部４２、一対のチョック４３ａ，４３ｂ及び一対のシリンダ４４ａ，４４ｂは、第１の実施形態と同じである。
下側ロール５は、ロール部５１と、軸部５２と、一対のチョック５３ａ，５３ｂとを有する。ロール部５１は、延在方向の長さが、ロール部４１よりも長く形成される。ロール部５１の上記以外の構成は、第１の実施形態と同様である。軸部５２及び一対のチョック５３ａ，５３ｂは、第１の実施形態と同じである。

第１の竪ローラガイド６は、上側ロール４、下側ロール５及びテーブルローラ２ａの搬送方向入側となるｙ軸負方向側に配され、一対のロール部６１ａ，６１ｂと、一対のチョック６２ａ，６２ｂとを有する。一対のロール部６１ａ，６１ｂは、ｚ軸方向に延在する円筒状のロールであり、ｚ軸負方向側に配された一対のチョック６２ａ，６２ｂに、軸心を中心に回転可能なようにそれぞれ設けられる。一対のロール部６１ａ，６１ｂは、搬送される直線形鋼矢板Ｓのｘ軸方向両側に対向して設けられる。一対のチョック６２ａ，６２ｂは、一対のロール部６１ａ，６１ｂをそれぞれ回転可能に支持する支材である。

第２の竪ローラガイド７は、上側ロール４、下側ロール５及びテーブルローラ２ａの搬送方向出側となるｙ軸正方向側に配され、一対のロール部７１ａ，７１ｂと、一対のチョック７２ａ，７２ｂとを有する。一対のロール部７１ａ，７１ｂ及び一対のチョック７２ａ，７２ｂは、第１の竪ローラガイド６の一対のロール部６１ａ，６１ｂ及び一対のチョック６２ａ，６２ｂと同様な構成である。

（曲がり矯正方法）
次に、第２の実施形態に係る直線形鋼矢板Ｓの曲がり矯正方法について説明する。まず、熱間圧延にて直線形鋼矢板Ｓを造形する際に、ウェブＳ１の左右方向中央の厚みが左右方向端側に比べて薄くなるように造形を行う。つまり、図７に示すように、ウェブＳ１の中央の厚みを製品としての基準厚とし、左側及び右側の両端側にいくにしたがって厚みが厚くなるように造形を行う。この際、左側及び右側の両端側の接合部Ｓ５と基準厚との偏差を厚み偏差といい、この値が製品の基準に収まる範囲に設定する。このような形状の直線形鋼矢板Ｓは、例えば、熱間圧延の仕上圧延を行うロール（例えば、図１１のカリバーＫ３）のウェブ圧下部にクラウン（０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の凸形状の膨らみ）を付与することで造形される。

次いで、シリンダ４４ａ，４４ｂを用いて、上側ロール４を、最大曲がり量δ_ｍａｘに応じて所定の高さに設定する。この際、直線形鋼矢板Ｓの最大曲がり量δ_ｍａｘに応じて、ロール部４１とロール部５１とのロール隙が設定される。例えば、最大曲がり量δ_ｍａｘが大きな場合にはロール隙が小さく設定され、最大曲がり量δ_ｍａｘが小さな場合にはロール隙が大きく設定される。また、ロール部４１は、延在方向がｘ軸方向に平行となるように配される。

さらに、直線形鋼矢板Ｓをｙ軸正方向側へと搬送させ、回転駆動されているロール部４１，５１に直線形鋼矢板Ｓを噛み込ませる。そして、そのまま直線形鋼矢板Ｓを通材することで、ロール部４１とロール部５１とによって、直線形鋼矢板ＳのウェブＳ１のｘ軸負方向側が、長手方向の全長にわたって圧下（圧延）される。この際、ｘ軸負方向側の接合部Ｓ５とロール部４１の負方向側端とが常に接触した状態となるように、直線形鋼矢板Ｓが、第１の竪ローラガイド６及び第２の竪ローラガイド７によって左右方向に保持された状態で搬送が行われる。

第２の実施形態に係る曲がり矯正方法では、直線形鋼矢板ＳのウェブＳ１の厚みを左右方向に変化させることで、上側ロール４及び下側ロール５による圧下時の面圧について、第１実施形態と同様に、曲がりの内側の面圧が大きくなるようにすることができる。このため、第１の実施形態と同様に、矯正効率が向上し、矯正荷重を低減させることができるため、曲がりを矯正することができる。また、圧下に伴う線状の疵の発生を防止することができ、反りや折れ曲がり変形も抑制することができる。また、第２の実施形態では、第１の竪ローラガイド６と第２の竪ローラガイド７とで直線形鋼矢板Ｓを保持した状態で圧下が行われるため、ｘ軸負方向側の接合部Ｓ５とロール部４１の負方向側端とが常に接触した状態となる。このため、接合部Ｓ５近傍における、圧下に伴う線状疵の発生を防止することができる。

＜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、第１の実施形態では、上側ロール４のロール部４１を傾ける構成としたが、本発明はかかる例に限定されない。本発明に係る曲がり矯正方法は、上側ロール４及び下側ロール５を用いて矯正する際に、曲がり内側の領域について、ウェブＳ１の中央側から接合部Ｓ５に近づくに従い、面圧が大きくなるように圧下が行われれば、他の構成であってもよい。例えば、上側ロール４のロール部４１は傾けずに下側ロール５のロール部５１を傾ける構成や、ロール部４１，５１を共に傾ける構成であってもよい。また、ロール部４１，５１の少なくとも一方について、円周面にテーパーを設けてもよい。

また、第１の実施形態では、ロール部４１，５１の延在方向の長さを、ウェブＳ１と同程度の長さにするとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、第１の実施形態において、ロール部４１，５１の延在方向の長さを、第２の実施形態と同様にしてもよい。
さらに、第１の実施形態では、ウェブＳ１の厚みが一定であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、第１の実施形態に係る曲がり矯正方法において、第２の実施形態のようにウェブＳ１の厚みに分布を持たせてもよい。また、第２の実施形態では、ロール部４１をｘ軸方向に平行に配するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、第２の実施形態に係る曲がり矯正方法において、第１の実施形態と同様にロール部４１をｘ軸方向に対して傾けて配してもよい。これらの場合、延伸する量を多くすることができ、矯正効率を高め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。

さらに、第２の実施形態では、第１の竪ローラガイド６及び第２の竪ローラガイド７で直線形鋼矢板Ｓを保持する構成としたが、本発明はかかる例に限定されない。圧下時における直線形鋼矢板Ｓのｘ軸方向への移動や、それに伴い発生する線状疵が問題にならないようであれば、第１の竪ローラガイド６及び第２の竪ローラガイド７を設けなくてもよい。また、第１の竪ローラガイド６及び第２の竪ローラガイド７をｘ軸方向に移動可能に構成し、曲がりの形状に応じて、搬送時に第１の竪ローラガイド６及び第２の竪ローラガイド７の少なくとも一方をｘ軸方向に移動させてもよい。

＜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（ｘ軸方向）の曲がりを矯正する曲がり矯正方法であって、ウェブＳ１の厚み方向となる上下方向（ｙ軸方向）の上側に配される上側ロール４と、上下方向の下側に配され、上側ロール４に対向する下側ロール５とで、ウェブＳ１と継手Ｓ２との接合部Ｓ５を含むウェブＳ１の曲がりの内側の領域を、ウェブＳ１の中央側から接合部Ｓ５に近づくに従い面圧が大きくなるように、上下方向に挟んで圧下し通材する。

上記（１）の構成によれば、上記のように面圧を変化させながら接合部Ｓ５を含むウェブＳ１の領域を圧下して通材することで、圧下による線状の疵を発生させずに曲がりを矯正させることができる。また、矯正効率が向上し、矯正荷重を低減させることができるため、曲がりを十分に矯正することができる。さらに、反りや折れ曲がり変形も抑制することができる。

（２）上記（１）の構成において、ウェブＳ１の圧下をする際に、上側ロール４のロール部４１の延在方向の両端のうち、曲がりの内側となる一端が、一端の逆側となる他端の上下方向の位置よりも低くなるように、ロール部４１を左右方向に対して傾けて配する。
上記（２）の構成によれば、昇降可能な上側ロール４を有するような圧下装置であっても、簡易な改造で、適用することができる。

（３）上記（１）または（２）の構成において、直線形鋼矢板Ｓを熱間圧延にて造形する際に、ウェブＳ１の左右方向の両端から中央に近づくに従い、ウェブＳ１の厚みが小さくなるように造形する。
上記（３）の構成によれば、仕上圧延に用いる孔型の形状を変更するだけで、一般的な圧下装置を用いて曲がりの矯正を行うことができる。また、上記（２）の構成において上記（３）の構成を適用することにより、矯正効率が高くなることから、より大きな曲がりも矯正することができる。

（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と、ウェブの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左右方向の曲がりを矯正する曲がり矯正装置であって、ウェブの厚み方向となる上下方向の上側に配される上側ロールと、上下方向の下側に配され、上側ロールに対向する下側ロールとを備え、上側ロール及び下側ロールは、ウェブと継手との接合部を含むウェブの曲がりの内側の領域を、ウェブの中央側から接合部に近づくに従い面圧が大きくなるように、上下方向に挟んで圧下する。
上記（５）の構成によれば、上記（１）の構成と同様な効果をえることができる。

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、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の３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、第１の実施形態に係る曲がり矯正装置１及び曲がり矯正方法を用いて矯正を行った。曲がり内側のロール部４１の端における、締め込み量（基準厚に対するロール隙の偏差、レべリング量）は、０．４ｍｍとした。また、実施例１では、第２の実施形態のような、熱間圧延後のウェブＳ１の厚みの分布は付与していない。さらに、矯正前の直線形鋼矢板Ｓの最大曲がり量δ_ｍａｘは、１５ｍｍであった。

＜実施例２＞
実施例２では、第２の実施形態に係る曲がり矯正装置１及び曲がり矯正方法を用いて矯正を行った。実施例２では、熱間圧延に用いる仕上圧延機の上ロール（Ｋ３孔型）にクラウンを付与して圧延をした。熱間圧延後の直線形鋼矢板ＳのウェブＳ１の厚みは、左右方向の中央部で９．５ｍｍ、両端部で９．７ｍｍとした。また、曲がり矯正装置１のロール部４１とロール部５１とのロール隙は９．５ｍｍとした。そして、曲がりの内側の接合部Ｓ５とロール部４１の端とが常に接触した状態で圧下が行われるように、第１の竪ローラガイド６及び第２の竪ローラガイド７で直線形鋼矢板Ｓの位置を調整しながら圧下を行った。なお、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。

＜比較例＞
比較例では、ウェブＳ１の厚みに分布を与えていない直線形鋼矢板Ｓ、すなわち、ウェブＳ１の厚みが左右方向で一定な直線形鋼矢板Ｓについて、実施例２と同様な方法で曲がりの矯正を行った。比較例では、曲がり矯正装置１のロール部４１とロール部５１とのロール隙は９．４ｍｍ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、１４ｍｍであった。それ以外の条件は、実施例２と同じである。

＜結果＞
上記の３条件の矯正における、矯正前後での最大曲がり量δ_ｍａｘ、並びに矯正後の反り変形及びウェブ面の疵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、ウェブＳ１には特に問題となる疵も発生しておらず、反り変形も許容内となる軽微なものであった。
一方、比較例では、矯正後の最大曲がり量δ_ｍａｘが１１ｍｍとなり、目標である１０ｍｍとはならなかった。また、ウェブＳ１の中央付近に線状の疵が発生し、その後の手入れなしでは製品とすることができないことが確認できた。さらに、矯正後の反り変形が大きく、反りを矯正するための再矯正の工程が必要となることが確認できた。
つまり、本発明に係る曲がり矯正方法及び曲がり矯正装置によれば、疵や反り変形を発生させずに、直線形鋼矢板の左右方向の曲がりを矯正することができることが確認できた。

１，１ａ，１ｂ 曲がり矯正装置
２ テーブルローラ
３ ハウジング
４ 上側ロール
４１ ロール部
４２ 軸部
４３ａ，４３ｂ チョック
４４ａ，４４ｂ シリンダ
５ 下側ロール
５１ ロール部
５２ 軸部
５３ａ，５３ｂ チョック
６ 第１の竪ローラガイド
６１ａ，６１ｂ ロール部
６２ａ，６２ｂ チョック
７ 第２の竪ローラガイド
７１ａ，７１ｂ ロール部
７２ａ，７２ｂ チョック
Ｓ 直線形鋼矢板
Ｓ１ ウェブ
Ｓ２ 継手
Ｓ３ 主爪
Ｓ４ 副爪
Ｓ５ 接合部

Claims (4)

1. 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、
   前記ウェブの厚み方向となる上下方向の上側に配され、ロール端面角部が前記ウェブと前記継手との接合部に倣うように丸みを持った上側ロールと、前記上下方向の下側に配され、前記上側ロールに前記上下方向に対向し、ロール端面角部が前記ウェブと前記継手との接合部に倣うように丸みを持った下側ロールとで、前記ウェブと前記継手との接合部を含む前記ウェブの前記曲がりの内側の領域を、前記ウェブの中央側から前記曲がりの内側の前記接合部に近づくに従い面圧が大きくなるように、前記上下方向に挟んで圧下し通材することで圧延することを特徴とする直線形鋼矢板の曲がり矯正方法。
2. 前記ウェブの圧下をする際に、前記上側ロールのロール部の延在方向の両端のうち、前記曲がりの内側となる一端が、該一端の逆側となる他端の前記上下方向の位置よりも低くなるように、前記ロール部を前記左右方向に対して傾けて配す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。
3. 前記直線形鋼矢板を熱間圧延にて造形する際に、
   前記ウェブの前記左右方向の両端から中央に近づくに従い、前記ウェブの厚みが小さくなるように造形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。
4. 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、
   前記ウェブの厚み方向となる上下方向の上側に配され、ロール端面角部が前記ウェブと前記継手との接合部に倣うように丸みを持った上側ロールと、
   前記上下方向の下側に配され、前記上側ロールに前記上下方向に対向し、ロール端面角部が前記ウェブと前記継手との接合部に倣うように丸みを持った下側ロールと
   を備え、
   前記上側ロール及び前記下側ロールは、前記ウェブと前記継手との接合部を含む前記ウェブの前記曲がりの内側の領域を、前記ウェブの中央側から前記曲がりの内側の前記接合部に近づくに従い面圧が大きくなるように、前記上下方向に挟んで圧下することで圧延することを特徴とする直線形鋼矢板の曲がり矯正装置。

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