JP6866805B2

JP6866805B2 - 架台及びその製造方法

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Publication number: JP6866805B2
Application number: JP2017160773A
Authority: JP
Inventors: 山本　敬司; 敬司山本; 中原　敬之; 敬之中原
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2017-08-24
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2021-04-28
Anticipated expiration: 2037-08-24
Also published as: JP2019041467A

Description

本発明は、例えば受変電設備や空調設備等の被支持物を支持するための架台及びその製造方法に関する。

従来用いられていたこの種の架台としては、例えば下記の特許文献１等に示されている構成を挙げることができる。すなわち、従来の架台は、断面Ｃ字状の溝形鋼を矩形状（枠状）に接合したものにより構成されている。例えばコンクリート基礎の上面等の設置面の上に架台が配置されるとともに、その架台の上に被支持物が設置される。

このような架台には、腐食を抑えるため耐食性処理が施されることがある。一般に、耐食性処理は、溝形鋼を溶接して矩形状の架台素体（中間体）を形成した後に、その架台素体を溶融金属に浸漬して架台素体の外面にめっき層を形成することで行われる。架台素体を溶融金属に浸漬する代わりに、架台素体の外面に金属を溶射する（溶融金属を吹き付ける）場合もある。

特開平７−６７２１９号公報

上記のような従来の架台では、溝形鋼を溶接して矩形状の架台素体を形成した後に、溶融金属への浸漬又は金属の溶射により架台素体への耐食性処理を行っている。構造体である架台素体への耐食性処理には特別な設備が必要とされるため、架台素体の耐食性処理は専門業者で実施される。このため、専門業者での処理コストがかかるとともに、架台素体を形成した後に専門業者との間で架台素体を往復させるコストが生じ、架台の製造コストが増大する。

また、架台素体を溶融金属に浸漬した際に架台素体が熱せられて架台素体に歪みが生じる虞がある。架台素体のような構造体に生じた歪みを矯正することは難しいため、一般に、架台素体の素材として肉厚が厚い溝形鋼を使用して、架台素体での歪みの発生を抑えることが行われている。このため、被支持物の支持に必要とされる強度を得るための肉厚よりも厚い肉厚の溝形鋼を用いることになり、架台の重量が増大している。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、製造コストを抑えることができるとともに、重量を軽くすることができる架台及びその製造方法を提供することである。

本発明に係る架台は、複数のプレめっき形鋼が非加熱接合により互いに接合されている架台であって、全体としての外形が矩形状とされており、複数のプレめっき形鋼には、互いに平行に配置された複数の溝形鋼と、溝形鋼に直交するとともに互いに平行に配置された複数のＨ形鋼とが含まれている。

また、本発明に係る架台の製造方法は、複数のプレめっき形鋼を準備する工程と、複数のプレめっき形鋼を非加熱接合により互いに接合する工程とを含む架台の製造方法であって、架台は、全体としての外形が矩形状とされており、複数のプレめっき形鋼には、互いに平行に配置された複数の溝形鋼と、溝形鋼に直交するとともに互いに平行に配置された複数のＨ形鋼とが含まれている。

本発明の架台及びその製造方法によれば、複数のプレめっき形鋼が非加熱接合により互いに接合されているので、製造コストを抑えることができるとともに、重量を軽くすることができる。

本発明の実施の形態１による架台を示す斜視図である。図１の架台を示す平面図である。図１の架台の要部を示す斜視図である。図３の各Ｈ形鋼の断面図である。本発明の実施の形態２による架台の要部を示す斜視図である。本発明の実施の形態３による架台の要部を示す斜視図である。本発明の実施の形態４による架台の要部を示す斜視図である。本発明の実施の形態５による架台の要部を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による架台１を示す斜視図であり、図２は図１の架台１を示す平面図である。架台１は、被支持物２を支持するためのものであり、例えばコンクリート基礎の上面等の設置面の上に配置されて使用される。被支持物２としては、屋外に配置される屋外設備が主に想定される。屋外設備としては、受変電設備（配電盤、分電盤、制御盤又は変電盤）又は空調設備等、立方体又は直方体の外形を有する設備が主に想定される。但し、被支持物２は、屋内に配置される屋内設備であってもよい。また、屋外設備は、受変電設備及び空調設備以外の設備であってもよい。

架台１は、複数のプレめっき形鋼３が非加熱接合により互いに接合されたものである。プレめっき形鋼３とは、プレめっき形鋼３が互いに接合される前に外面にめっき層が形成された形鋼である。すなわち、本実施の形態の架台１の製造方法は、複数のプレめっき形鋼３を準備する工程と、複数のプレめっき形鋼３を非加熱接合により互いに接合する工程とを含む。めっき層は、例えば亜鉛、亜鉛及びアルミニウムの合金、又は亜鉛、アルミニウム及びマグネシウムの合金等、耐食性に優れた金属及び合金により構成され得る。形鋼としては、溝形鋼、リップ付溝形鋼、Ｈ形鋼及び山形鋼等が使用され得る。めっき金属板を冷間成形又は接合して形鋼を形成することが好ましいが、形鋼を形成した後にめっき層を形成してもよい。めっき金属板の接合にはレーザ溶接又は高周波抵抗溶接を用いることができる。

架台１の外形並びにプレめっき形鋼３の本数及び断面形状は任意であるが、本実施の形態では、架台１の全体として外形が矩形状とされているとともに、互いに平行に配置された２本の溝形鋼３０と、溝形鋼３０に直交するとともに互いに平行に配置された３本のＨ形鋼３１とがプレめっき形鋼３として用いられている。溝形鋼３０は、架台１の短手方向に延在されており、架台１の長手方向の端部に配置されている。Ｈ形鋼３１は、架台１の長手方向に延在されおり、溝形鋼３０の両端部と溝形鋼３０の中央部とに配置されている。

プレめっき形鋼３の接合に使用される非加熱接合とは、溶接のように金属を溶融するほどの加熱を伴わない接合方法である。非加熱接合としては、ボルト接合、リベット接合、かしめ接合及び接着等を挙げることができる。後に図を用いて説明するように、本実施の形態では非加熱接合としてボルト接合が用いられている。ボルト接合は、特別な装置や道具及び特殊な技能を必要とせず、利便性が高いためである。

次に、図３は図１の架台１の要部を示す斜視図であり、図４は図３の各Ｈ形鋼３１の断面図である。図３に示すように、溝形鋼３０は、ウェブ３０ａが架台１の内方に位置し、フランジ３０ｂがウェブ３０ａから架台１の外方に向かって延出される向きで配置されている。溝形鋼３０のウェブ３０ａには、Ｈ形鋼３１の端部が当接又は近接するように配置されている。

上述のように、本実施の形態の架台１では、各Ｈ形鋼３１が溝形鋼３０にボルト接合されている。具体的には、Ｌ字状の接続部材４が溝形鋼３０及びＨ形鋼３１のウェブ３０ａ，３１ａに接するように配置されており、これら溝形鋼３０及びＨ形鋼３１のウェブ３０ａ，３１ａに接続部材４がボルト５によって締結されることで、各Ｈ形鋼３１が溝形鋼３０にボルト接合されている。

Ｈ形鋼３１には、溝形鋼３０の延在方向の中央部に配置された非偏心Ｈ形鋼３１０と、溝形鋼３０の両端部に配置された偏心Ｈ形鋼３１１とが含まれている。

非偏心Ｈ形鋼３１０は、図４の（ａ）に示すようにフランジ３１ｂの幅方向中央３１ｃの位置でウェブ３１ａがフランジ３１ｂに接合されたＨ形鋼である。偏心Ｈ形鋼３１１は、図４の（ｂ）に示すようにフランジ３１ｂの幅方向中央３１ｃからずれた位置でウェブ３１ａがフランジ３１ｂに接合されたＨ形鋼である。

偏心Ｈ形鋼３１１のフランジ３１ｂは、ウェブ３１ａによって二つの領域に分けられる。ウェブ３１ａの側面からフランジ３１ｂの端部までの領域のうち、幅広の領域を広部３１１ａと呼び、幅狭の領域を狭部３１１ｂと呼ぶ。

図３に示すように、偏心Ｈ形鋼３１１は、広部３１１ａが架台１の外方に位置する向きで配置されている。広部３１１ａの幅は、溝形鋼３０のフランジ３０ｂの幅と等しくされている。このように広部３１１ａの幅が溝形鋼３０のフランジ３０ｂの幅と等しくされていることで、架台１の周囲に幅又は奥行が同じ空間を確保することができる。

このような架台１では、複数のプレめっき形鋼が非加熱接合により互いに接合されているので、製造コストを抑えることができるとともに、重量を軽くすることができる。
具体的には、互いに接合される前に外面にめっき層が形成されたプレめっき形鋼３を使用している。プレめっき形鋼３は、プレめっきした金属板より製造することができる。形鋼を接合して架台素体を形成する前に形鋼の外面にめっき層を形成しているので、架台素体での歪の発生を抑えるために肉厚が厚い溝形鋼を用いる必要性を無くすことができ、架台素体の重量を軽くすることができる。さらに、架台素体での専門業者によるめっき処理を省略できるとともに、専門業者との間で架台素体を往復させる必要を省略でき、架台１の製造コストを抑えることができる。
プレめっき形鋼３は、めっきされていない形鋼の状態で、専門業者によるめっき処理を行っても良い。架台素体のように複雑な形状ではないので、架台素体にめっき処理を施す場合とは異なり、めっき処理による歪が発生しても形状修正は容易であるため、歪発生抑制のために肉厚を厚くする必要性を無くすことができ、架台素体の重量を軽くすることはできる。
また、構造体である架台素体全体をめっき槽に浸漬する必要がないため大掛かりな特殊な設備を必要とされない。

また、架台１の全体としての外形が矩形状とされており、互いに平行に配置された複数の溝形鋼３０と、溝形鋼３０に直交するとともに互いに平行に配置された複数のＨ形鋼３１とが複数のプレめっき形鋼３に含まれているので、より確実に被支持物２を支持することができる。この態様の架台１は、受変電設備又は空調設備を支持することに特に有用であり、これら受変電設備又は空調設備が屋外に設置される場合にさらに有用である。

さらに、Ｈ形鋼３１に偏心Ｈ形鋼３１１が含まれており、偏心Ｈ形鋼３１１のフランジ３１ｂにおける広部３１１ａの幅が溝形鋼３０のフランジ３０ｂの幅と等しくされているので、架台１の周囲に幅又は奥行が同じ空間を確保することができる。なお、非偏心Ｈ形鋼３１０を用いて架台１の周囲に幅又は奥行が同じ空間を確保しようとすると、非偏心Ｈ形鋼３１０のフランジ３１ｂの幅が不必要に長くなることが生じ得るが、本実施の形態のように偏心Ｈ形鋼３１１を用いることで、このような問題が発生する虞を回避できる。

さらにまた、非加熱接合がボルト接合であるので、特別な装置や道具及び特殊な技能を不要とすることができ、架台１の製造コストをより確実に抑えることができる。

なお、実施の形態１では、Ｈ形鋼３１に偏心Ｈ形鋼３１１が含まれるように説明しているが、Ｈ形鋼に偏心Ｈ形鋼が含まれておらず、Ｈ形鋼が非偏心Ｈ形鋼のみにより構成されていてもよい。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２による架台の要部を示す斜視図である。実施の形態１では溝形鋼３０にＨ形鋼３１が接合されるように説明したが、溝形鋼３０の代わりにＨ形鋼３１を用いてもよい。

本発明の実施の形態２による架台には、第１Ｈ形鋼３１_１と、この第１Ｈ形鋼３１_１に直交して配置された第２Ｈ形鋼３１_２と含まれている。第１Ｈ形鋼３１_１のフランジの側面に第２Ｈ形鋼３１_２のフランジの端面が当接されている。これら第１及び第２Ｈ形鋼３１_１，３１_２のウェブに接するようにＬ字状の接続部材４が配置されており、これら第１及び第２Ｈ形鋼３１_１，３１_２のウェブに接続部材４がボルトで締結されることで、これら第１及び第２Ｈ形鋼３１_１，３１_２を互いにボルト接合できる。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

このように、溝形鋼を用いずに、Ｈ形鋼３１により矩形の架台を形成してもよい。

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３による架台の要部を示す斜視図である。実施の形態２では第１Ｈ形鋼３１_１のフランジの側面に第２Ｈ形鋼３１_２のフランジの端面が当接されているので、第１及び第２Ｈ形鋼３１_１，３１_２のウェブ間に空間が空いてしまう。図６に示すように、第１及び第２Ｈ形鋼３１_１，３１_２に斜めの切断部６を形成して、第１及び第２Ｈ形鋼３１_１，３１_２のウェブを互いに近接させることもできる。その他の構成は、実施の形態１，２と同様である。

このように、第１及び第２Ｈ形鋼３１_１，３１_２に斜めの切断部６を形成して、第１及び第２Ｈ形鋼３１_１，３１_２のウェブを互いに近接させてもよい。

実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４による架台の要部を示す斜視図である。実施の形態２のように第１Ｈ形鋼３１_１のフランジの側面に第２Ｈ形鋼３１_２のフランジの端面を当接させると、第１及び第２Ｈ形鋼３１_１，３１_２のウェブ間に空間が空いてしまう。図７に示すように、第２Ｈ形鋼３１_２の端部からＬ字状の延出部７を延出させるとともに、第２Ｈ形鋼３１_２の延出部７を第１Ｈ形鋼３１_１のウェブに当てて、延出部７を第１Ｈ形鋼３１_１にボルト接合してもよい。換言すると、実施の形態１〜３では接続部材４を介して形鋼をボルト接合するように説明したが、形鋼同士を直接的にボルト接合してもよい。その他の構成は、実施の形態１〜３と同様である。

このように、形鋼の形状に工夫を加えて、形鋼同士を直接的にボルト接合してもよい。

実施の形態５．
図８は、本発明の実施の形態５による架台の要部を示す斜視図である。実施の形態２のように第１Ｈ形鋼３１_１のフランジの側面に第２Ｈ形鋼３１_２のフランジの端面を当接させると、第１及び第２Ｈ形鋼３１_１，３１_２のウェブ間に空間が空いてしまう。図８に示すように、第２Ｈ形鋼３１_２のウェブ端部に屈曲加工部８０を形成することにより、フランジ間距離が狭くされた幅狭部８を第２Ｈ形鋼３１_２の端部に形成し、この幅狭部８を第１Ｈ形鋼３１_１のフランジ間に挿入して、第１及び第２Ｈ形鋼３１_１，３１_２のウェブ間に空間が空くことを回避してもよい。その他の構成は、実施の形態１〜４と同様である。

このように、幅狭部８を第２Ｈ形鋼３１_２の端部に形成することにより、第１及び第２Ｈ形鋼３１_１，３１_２のウェブ間に空間が空くことを回避してもよい。

１架台
３プレめっき形鋼
４接続部材
３０溝形鋼
３１Ｈ形鋼
３１１偏心Ｈ形鋼

Claims

複数のプレめっき形鋼が非加熱接合により互いに接合されている架台であって、
全体としての外形が矩形状とされており、
前記複数のプレめっき形鋼には、互いに平行に配置された複数の溝形鋼と、前記溝形鋼に直交するとともに互いに平行に配置された複数のＨ形鋼とが含まれている、
架台。
前記Ｈ形鋼には、ウェブと、前記ウェブの両端に接合された一対のフランジとを有し、前記ウェブが前記フランジの幅方向中央からずれた位置で前記フランジに接合されている、偏心Ｈ形鋼が含まれており、
前記偏心Ｈ形鋼のフランジには、前記ウェブの側面から前記フランジの端部までの領域のうち、幅広の領域である広部と、前記ウェブの側面から前記フランジの端部までの領域のうち、幅狭の領域である狭部とが設けられており、
前記広部の幅が前記溝形鋼のフランジの幅と等しくされている、
請求項１記載の架台。
前記非加熱接合は、ボルト接合である、
請求項１又は請求項２に記載の架台。
複数のプレめっき形鋼を準備する工程と、
前記複数のプレめっき形鋼を非加熱接合により互いに接合する工程と
を含む、架台の製造方法であって、
前記架台は、全体としての外形が矩形状とされており、
前記複数のプレめっき形鋼には、互いに平行に配置された複数の溝形鋼と、前記溝形鋼に直交するとともに互いに平行に配置された複数のＨ形鋼とが含まれている、
架台の製造方法。