JPH0380568B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、角形鋼管素管の成形装置に係り、特
に板厚32mm以下、辺長550mm以下の正方形及び長
方形断面の大型角形鋼管の素管即ち各コーナーが
概略80°に曲げられた開断面の素管を成形するの
に好適な成形装置に関する。

（従来技術とその問題点） 近年、建築構造物の構造設計に耐震設計が採用
され、建築物の柱材として大型角形鋼管が多用さ
れるに至つた。

一般に角形鋼管の内、板厚６mm以上、辺長200
mm以上のものを大型角形鋼管と称するが、その中
で板厚16mm超、辺長400mm超の大型角形鋼管を作
るには、次の方法により製造している。

(1) 素材に有限長の切板を使用し、第９図ａに示
す如く切板１０１の一側部をＶ型プレス１０２
で直角に屈曲し、次に第９図ｂに示す如く切板
１０１の他端部をＶ型プレス１０２で直角に屈
曲して溝形鋼１０３を作り、次いで２本の溝形
鋼１０３を第９図ｃに示す如く左右に相対向さ
せて両側端を各々突き合わせ、上下二辺の継目
１０４を溶接して、大型角形鋼管１０５を製造
する。

(2) 素材に有限長の切板を使用し、第１０図ａ乃
至ｄに示す如く切板１０１′を、角形鋼管のコ
ーナーとなる４ケ所をＶ型プレス１０２で１ケ
所づつ折り曲げた後、数パスのロールを通して
コーナー角度を次第に90度に近づけて角形にな
し、切板１０１′の両側端１０を突合せ、アー
ク溶接等で溶接して、大型角形鋼管１０５′を
製造する。

ところで、上記２つの製造方法共、素材に有限
長の切板を使用し、Ｖ型プレスで１コーナーづつ
曲げを行い、別行程で溶接を行う為、作業が間欠
的になり、従つて待ち時間が多くなつて能率が悪
く、作業員も多くなる。また製品端部は溶接品質
が不安定となる為、タブ板を取り付けて溶接する
か、製品端部を切り落とす必要があり、材料歩留
りが悪くなる。さらに接接後の半成品を定形ロー
ルに通して、コーナーＲの大きさ及び辺寸法を調
整する目的で大きな成形圧力をかけると、変形抵
抗により材料がスリツプする為、大きな圧力がか
けられず、従つてコーナーＲはＶ型プレス型の底
のＲに沿つたものとなり、コーナーＲを自由に選
定できないものである。

このような問題を解決する為に本発明者らは、
連続的に能率良く角形鋼管を生産でき、また溶接
品質が良く、寸法精度の高い角形鋼管を生産で
き、さらに辺寸法，辺の平坦度，コーナーＲの大
きさ等を任意に調整して角形鋼管を生産でき、し
かも材料歩留りの良い角形鋼管の製造方法を開発
した。（特願昭59−260346号） この角形鋼管の製造方法の概要を第１１図に示
す製造ラインによつて説明すると、コイル巻きさ
れた帯鋼板２０１は、アンコイラー２０２により
巻きぐせが矯正された後、先端が先行の帯鋼板の
後端とシヤー・ウエルダー２０５によつて溶接さ
れ接続される。接続された帯鋼板２０１は、ピン
チロール２０６、ハンプテーブル２０７、ピンチ
ロール２０８で送りの調整がなされた後、開先加
工機２０９に入り、左右両側端が所要幅で所定の
開先形状に仕上げ加工される。開先加工機２０９
を出た帯鋼板２０１は、フイードロール２１０に
よつて一定速度で連続的に上辺コーナ曲げプレス
機２１１に送り込まれ、平板から順次曲げ角度概
略80°まで左右両側部が折り曲げ成形されて半成
形材料２０１ａとなる。プレス機２１１を出た半
成形材料２０１ａは、上辺コーナー成形ロール２
１２で上辺部の形状が整えられ、同時に送り力が
付与されて下辺コーナー曲げプレス機２１３に送
り込まれ、半成形材料２０１ａの中央部左右両側
は平板から順次曲げ角度概略80度迄上方に折り曲
げ成形される。かくして元の帯鋼板２０１は、４
コーナーが概略80°まで成形されて角形鋼管素管
２０１ｂとなる。この角形鋼管素管２０１ｂは、
数パスの成形ロール２１４に送り込まれ、各コー
ナーが概略90°迄成形された後、溶接突き合わせ
ロール２１５に送り込まれ、突き合わせ端部の平
行度，ルートギヤツプが調整される。そして溶接
機２１６に入り、突き合わせ端部が連続的に溶接
される。この際、必要に応じて溶融金属の溶け落
ちを防止する為、バツクメタル（図示省略）が管
内に保持される。突き合わせ端部が溶接された角
形鋼管２０１ｃはサポートロール２１７を通過し
た後、外面ビード除去装置２１８により上面の溶
接余盛部が除去され、上面が平滑になされる。こ
の上面平滑になされた角形鋼管２０１ｃは２パス
の定形ロール２１９に入り、外辺寸法，コーナー
Ｒが所定寸法に仕上げられた後、１パスの矯正ロ
ール２２０で曲り、反りが矯正される。そして、
この矯正された角形鋼管２０１ｃは、切断機２２
１により走間で定尺長さに切断されて製品Ｐとな
り、プルアウトロール２２２を通り、ランアウト
テーブル２２３にて送り出される。

ところで、前記上辺コーナー曲げプレス機２１
１は、第１２図に示す上型２２９と下型２３０が
開いた状態のところへ帯鋼板２０１が一定速度で
連続的に送り込まれ、一定ピツチ進むと第１１図
に示される、シリンダ２３４，２３５を帯鋼板２
０１の送り込み速度と同調した速度で作動して上
型ホルダー２３１と一体の上型２２９及び下型ホ
ルダー２３６と一体の下型２３０を前進させると
同時に、プレスシリンダ２４１を作動せしめて、
ホルダー受２３８，下型ホルダー２３６を共に左
右の側フレーム２２７に沿つて上昇させ、内側面
が長手方向で０〜概略80°まで起立するテーパ面
２３２となつている下型２３０にて押圧し、帯鋼
板２０１の左右両側部を下型２３０に沿つて折り
曲げるものであり、この折り曲げが終了すると、
直ちにプレスシリンダ２４１を逆に作動してホル
ダー受２３８，下型ホルダー２３６を共に下降
し、下型２３０を下降して帯鋼板２０１を解放す
ると同時に、第１１図に示されるシリンダ２３
４，２３５を逆に作動して上型ホルダー２３１と
一体の上型２２９及び下型ホルダー２３６と一体
の下型２３０を後退させ、原位置の復帰させるも
のである。以後前記作動を連続的に繰り返して、
上辺コーナー曲げプレス機２１１を通過する帯鋼
板２０１の左右両側部を概略80°まで上方に折り
曲げ成形するものである。

また、前記下辺コーナー曲げプレス機２１３
は、第１３図に示す上型２４８と下型２４９が開
いた状態のところへ半成形材料２０１ａが一定速
度で連続的に送り込まれ、一定ピツチ進むと、第
１１図に示されるシリンダ２５３，２５８を半成
形材料２０１ａの送り込み速度と同調した速度で
作動して上型ホルダー２５０と一体の上型２４８
及び下型ホルダー２５５と一体の下型２４９を前
進させると同時に、プレスシリンダ２６０を作動
せしめてホルダー受２５７，下型ホルダー２５５
を共に左右の側フレーム２４６に沿つて上昇さ
せ、内側面が長手方向で０〜概略80°まで起立す
るテーパ面２５１となつている下型２４９にて押
圧し、半成形材料２０１ａの中央部左右両側を下
型２４９に沿つて折り曲げるものであり、この折
り曲げが終了すると、直ちにプレスシリンダ２６
０を逆に作動してホルダー受２５７，下型ホルダ
ー２５５を共に下降し、下型２４９を下降して半
成形材料２０１ａを解放すると同時に、第１１図
に示されるシリンダ２５３，２５８を逆に作動し
て上型ホルダー２５０と一体の上型２４８及び下
型ホルダー２５５と一体の下型２４９を後退さ
せ、原位置に復帰させるものである。以後前記作
動を連続的に繰り返して、下辺コーナー曲げプレ
ス機２１３を通過する半成形材料２０１ａの中央
部左右両側を概略80°まで上方に折り曲げ成形す
るものである。

以上のように上辺コーナー曲げプレス機２１１
及び下辺コーナー曲げプレス機２１３は、折り曲
げ成形時それぞれ上型２２９と下型２３０及び上
型２４８と下型２４９を共に、各々のシリンダ２
３４，２３５及び２５３，２５８の作動により前
進させると同時に、プレスシリンダ２４１及び２
６０を作動して下型２３０及び２４９を上昇させ
てプレス成形するのであるから、前記各々のシリ
ンダ２３４，２３５及び２５３，２５８にはプレ
ス成形の押圧力の摩擦力に打ち勝ち上型，下型を
前進させる力を必要とするので、過大な負荷がか
かり、帯鋼板２０１の送り込み速度と同調した速
度で前進させるのが困難で、同調した速度で前進
させるには、大型，高能力のシリンダを必要とす
るという問題点があつた。

（発明の目的） 本発明は斯かる問題点を解決すべくなされたも
ので、上辺コーナー曲げプレス機，下辺コーナー
曲げプレス機の上型，下型を個々に前進させず
に、プレス機全体を被成形材料の送り込み速度と
同調させて前進させると同時に、下型を押し上げ
て被成形材料をプレス成形するようにした角形鋼
管素管の成形装置を提供することを目的とするも
のである。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するための本発明の角形鋼管
素管の成形装置は、断面矩形のプレスフレーム内
で上フレームに左右に２分割された上型を幅寸法
調整可能に支持し且つデイスタンスピースにて位
置決めするようになし、下フレームには長手方向
に一定間隔を存してプレスシリンダを立設して下
型ホルダーを上下動可能に支持すると共に該下型
ホルダーに左右に２分割され長手方向で０〜概略
80°まで次第に起立するテーパ面を内側面とする
凹型の下型を幅寸法調整可能に支持し且つデイス
タンスピースにて位置決めするようになし、プレ
スフレームは前後方向にレール上を駆動装置によ
り往復動するようになした上辺コーナー曲げプレ
ス機と、 断面矩形のプレスフレーム内で上フレームに、
前部から中間部まで左右に２分割された上型を幅
寸法調整可能に支持し且つデイスタンスピースに
て位置決めするようになし、さらに上フレームに
中間部から後部まで単体の上型を着脱可能に支持
すると共に下端部を前記上型と同幅になし且つ上
部を細幅になし、下フレームには長手方向に一定
間隔を存してプレスシリンダを立設して下型ホル
ダーを上下動可能に支持すると共に該下型ホルダ
ーに左右に２分割され長手方向で０〜概略80°ま
で次第に起立するテーパ面を内側面とする凹型の
下型を幅寸法調整可能に支持し且つデイスタンス
ピースにて位置決めするようになし、プレスフレ
ームは前後方向にレール上を駆動装置により往復
動するようになした下辺コーナー曲げプレス機と
より成るものである。

（実施例） 本発明の角形鋼管素管の成形装置の一実施例を
第１図乃至第５図によつて説明する。本発明の成
形装置は、第１図に示す如く帯鋼板１を一定速度
で連続的に送るフイードロール１０の先方に設け
られた上辺コーナー曲げプレス機１１と、この上
辺コーナー曲げプレス機１１の先方に設けられた
プレス機１１より出た半成形材料１ａの上辺部の
形状を整え送り力を付与する上辺コーナー成形ロ
ール１２の先方に設けられた下辺コーナー曲げプ
レス機１３とより成る。

上辺コーナー曲げプレス機１１は、第１図乃至
第３図に示す如く上下のフレーム１４，１５を左
右の側フレーム１６にて結合して構成したプレス
フレーム１７内の上下に、帯鋼板１の左右両側部
を上方に折り曲げる上型１８，下型１９を配した
ものである。上型１８は第６図ａに示す如く左右
に２分割されて夫々第２，３図に示す如く上フレ
ーム１４に幅寸法調整可能に支持され、デイスタ
ンスピース２０にて位置決めされている。下型１
９は第６図ｂに示す如く上型１８と同様左右に２
分割されて夫々第２，３図に示す如く下型ホルダ
ー２１に幅寸法調整可能に支持され、デイスタン
スピース２２にて位置決めされている。前記下型
ホルダー２１は、下フレーム１５上で長手方向に
一定間隔に立設したプレスシリンダ２３に支持さ
れて、左右の側フレーム１６に沿つて上下動する
ようになつている。前記の左右に２分割された下
型１９は、上型１８の外側に位置する左右両側部
が長手方向に於いて０〜約80°まで起立するテー
パ面２４を内側に有する突出部２５となつてい
て、全体として凹型に形成されている。前記プレ
スフレーム１７は、第２，３図に示す如く下フレ
ーム１５の下面の中央部左右両側に走行ローラ２
６が、その両外側にガイドローラ２７が夫々長手
方向に一定間隔に取付けられていて、この走行ロ
ーラ２６，ガイドローラ２７にてプレスフレーム
１７が床の凹部に敷設された走行レール２８，ガ
イドレール２９上に走行自在に載置されている。
そして下フレーム１５の前後端に床上に設置した
往動，復動用のシリンダ３０，３１が連続されて
いる。

下辺コーナー曲げプレス機１３は、第１図及び
第４，５図に示す如く上下のフレーム３２，３３
を左右の側フレーム３４にて結合して構成したプ
レスフレーム３５内の上下に、帯鋼板の左右両側
部を上方に折り曲げた半成形材料の中央部左右両
側を上方に折り曲げる上型３６，下型３７を配し
たものである。上型３６は第７図ａに示す如く前
部から中間部までの金型３６ａが左右に２分割さ
れて夫々第４，５図に示す如く上フレーム３２に
幅寸法調整可能に支持され、デイスタンスピース
３８にて位置決めされており、後部の金型３６ｂ
が単体で上フレーム３２に着脱可能に支持され、
下端部が前記金型３６ｂと同幅になされ、上部が
細幅になされている。下型３７は第７図ｂに示す
如く左右に２分割されて、夫々第４，５図に示す
如く下型ホルダー３９に幅寸法調整可能に支持さ
れ、デイスタンスピース４０にて位置決めされて
いる。前記下型ホルダー３９は下フレーム３３上
で長手方向に一定間隔に立設したプレスシリンダ
４１に支持されて、左右の側フレーム３４に沿つ
て上下動するようになつている。前記の左右に２
分割された下型３７は上型３６の外側に位置する
左右両側部が長手方向に於いて０〜約80°まで起
立するテーパ面４２を内側に有する突出部４３と
なつていて、全体として凹型に形成されている。
前記プレスフレーム３５は、第４，５図に示す如
く下フレーム３３の下面の中央部左右両側に走行
ローラ４４が、その両外側にガイドローラ４５が
夫々長手方向に一定間隔に取付けられていて、こ
の走行ローラ４４，ガイドローラ４５にてプレス
フレーム３５が床の凹部に敷設された走行ローラ
４６，ガイドレール４７上に走行自在に載置され
ている。そして下フレーム３３の前後端に床上に
設置した往動，復動用のシリンダ４８，４９が連
結されている。

次に以上の如く構成された実施例の角形鋼管素
管の成形装置により帯鋼板を角形鋼管素管に成形
するまでの動作について説明する。第１，２，３
図に示す上辺コーナー曲げプレス機１１の上型１
８と下型１９が開いた状態のところへ、帯鋼板１
がフイードロール１０によつて一定速度で連続的
に送り込まれる。この帯鋼板１の送り込みに於い
て、該帯鋼板１が一定ピツチ進んだ時点で、シリ
ンダ３０を帯鋼板１の送り込み速度と同調した速
度で作動してプレスフレーム１７を走行ローラ２
６，ガイドローラ２７を介して走行レール２８，
ガイドレール２９上を前進させ、即ち上型１８，
下型１９を一緒に前進させると同時に、プレスシ
リンダ２３を作動せしめて下型ホルダー２１を左
右の側フレーム１６に沿つて上昇させ、下型１９
にて帯鋼板１を押圧する。この下型１９による帯
鋼板１の押圧はシリンダ３０のストロークエンド
の手前で完了するタイミングで押し上げて、帯鋼
板１の左右両側部を下型１９に沿つて折り曲げ
る。この帯鋼板１の左右両側部の折り曲げが終つ
たならば、直ちにプレスシリンダ２３を逆に作動
して、下型ホルダー２１を下降し、下型１９を下
降して帯鋼板１を解放すると同時に、シリンダ３
１を作動してプレスフレーム１７を後退させ、即
ち上型１８，下型１９を一緒に後退させ、原位置
に復帰させる。以後前記動作を連続的に繰り返し
て、上辺コーナー曲げプレス機１１を通過する帯
鋼板１の左右両側部を第３図に示す如く概略80°
まで上方に折り曲げ成形し、第８図に示されるよ
うに半成形材料１ａとなす。

上辺コーナー曲げプレス機１１を通過して帯鋼
板１の左右両側部が概略80°まで上方に折り曲げ
成形された半成形材料１ａは、第１図に示される
上辺コーナー成形ロール１２で折り曲げ上辺部の
形状が整えられ、同時に送り力が付与されて、第
４，５図に示される下辺コーナー曲げプレス機１
３の上型３６と下型３７が開いた状態のところ
へ、一定速度で連続的に送り込まれる。この半成
形材料１ａの送り込みに於いて、該半成形材料１
ａが一定ピツチ進んだ時点でシリンダ４８を半成
形材料１ａの送り込み速度と同調した速度で作動
して、プレスフレーム３５を前進させ、即ち上型
３６，下型３７を一緒に前進させると同時にプレ
スシリンダ４１を作動せしめて下型ホルダー３９
を左右の側フレーム３４に沿つて上昇させ、下型
３７にて半成形材料１ａを押圧する。この下型３
７による半成形材料１ａの押圧は、シリンダ４８
のストロークエンドの手前で完了するタイミング
で押し上げて、半成形材料１ａの中央部左右両側
を下型３７に沿つて折り曲げる。この半成形材料
１ａの中央部左右両側の折り曲げが終つたなら
ば、直ちにプレスシリンダ４１を逆に作動して下
型ホルダー３９を下降し、下型３７を下降して半
成形材料１ａを解放すると同時に、シリンダ４９
を作動してプレスフレーム３５を後退させ、即ち
上型３６，下型３７を一緒に後退させ、原位置に
復帰させる。以後前記動作を連続的に繰り返し
て、下辺コーナー曲げプレス機１３を通過する半
成形材料１ａの中央部左右両側を第５図に示す如
く概略80°まで上方に折り曲げ成形する。かくし
て半成形材料１ａは第８図に示す如く４コーナー
が概略80°まで屈曲成形された角形鋼管素管１ｂ
となる。

そしてこの角形鋼管素管１ｂは、その後第１１
図によつて説明した成形ロール２１４以降の工程
を経て、最終的に定尺に切断されて製品Ｐとな
る。

尚、上記実施例では、プレスフレーム１７，３
５の進退を、該プレスフレーム１７，３５の下フ
レーム１５，３３の前後端に連結した往動，復動
用のシリンダ３０，３１及び４８，４９により行
つているが、これに限るものではなく、下フレー
ム１５，３３の前端に連結したシリンダ３０，４
８のみにてプレスフレーム１７，３５を進退させ
ても良いものであり、また可逆電動機の駆動によ
りプレスフレーム１７，３５を進退させるように
しても良いものである。要するにプレスフレーム
１７，３５を帯鋼板１，半成形材料１ａの送り速
度と同調して前進，後退させ得れば、いかなる駆
動装置でも良いものである。

（発明の効果） 以上の説明で判るように本発明の角形鋼管素管
の成形装置は、上辺コーナー曲げプレス機及び下
辺コーナー曲げプレス機の各上型，下型を個々の
シリンダで前進させずに、上型，下型を支持して
いる各プレス機のプレスフレームを駆動装置によ
り前進すると共に下型を押し上げてプレス成形す
るのであるから、プレスフレームの駆動装置はプ
レスフレーム本体の重量をローラを介してレール
に沿つて動かすだけの力を出せれば良く、しかも
プレスフレームは走行ローラ，ガイドローラを介
して走行レール，走行ローラ上を走行前進するの
であるから、摩擦抵抗が少なく、軽快に走行前進
させることができる。従つて、各プレス機は被成
形材料の送り込み速度と同調した速度で容易に前
進させてプレス成形することができ、且つプレス
の構造も至つて簡単となり、各プレス機の駆動装
置は小型，低能力のものでも充分で使用できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の角形鋼管素管の成形装置の一
実施例を示す側面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断
面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ断面図、第４図は
第１図のＣ−Ｃ断面図、第５図はＤ−Ｄ断面図、
第６図ａ，ｂは本発明の成形装置に於ける上辺コ
ーナー曲げプレス機の上型と下型の概略斜視図、
第７図ａ，ｂは本発明の成形装置に於ける下辺コ
ーナー曲げプレス機の上型と下型の概略斜視図、
第８図は帯鋼板の角形鋼管素管までの上辺コーナ
ー曲げプレス機及び下辺コーナー曲げプレス機に
よる塑性変形の状況を示す斜視図、第９図ａ，
ｂ，ｃは従来の大型角形鋼管素管の製造方法の一
例を示す斜視図、第１０図ａ乃至ｅは従来の大型
角形鋼管の製造方法の他の例を示す斜視図、第１
１図は本発明者らによつて開発された角形鋼管の
製造方法に於ける製造ラインを示す概略図、第１
２図はその製造ラインに於ける上辺コーナー曲げ
プレス機の−線断面図、第１３図は前記製造
ラインに於ける下辺コーナー曲げプレス機の−
線断面図である。 １……帯鋼板、１ａ……半成形材料、１ｂ……
角形鋼管素管、１１……上辺コーナー曲げプレス
機、１３……下辺コーナー曲げプレス機、１４…
…上フレーム、１５……下フレーム、１６……側
フレーム、１７……プレスフレーム、１８……上
型、１９……下型、２０……デイスタンスピー
ス、２１……下型ホルダー、２２……デイスタン
スピース、２３……プレスシリンダ、２４……テ
ーパ面、２５……突出部、２６……走行ローラ、
２７……ガイドローラ、２８……走行レール、２
９……ガイドレール、３０、３１……シリンダ、
３２……上フレーム、３３……下フレーム、３４
……側フレーム、３５……プレスフレーム、３６
……上型、３７……下型、３８……デイスタンス
ピース、３９……下型ホルダー、４０……デイス
タンスピース、４１……プレスシリンダ、４２…
…テーパ面、４３……突出部、４４……走行ロー
ラ、４５……ガイドローラ、４６……走行レー
ル、４７……ガイドレール、４８、４９……シリ
ンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 断面矩形のプレスフレーム内で上フレーム
   に、左右に２分割された上型を幅寸法調整可能に
   支持し、且つデイスタンスピースにて位置決めす
   るようになし、下フレームには長手方向に一定間
   隔を存してプレスシリンダを立設して下型ホルダ
   ーを上下動可能に支持すると共に、該下型ホルダ
   ーに左右に２分割され長手方向で０〜概略80°ま
   で次第に起立するテーパ面を内側面とする凹型の
   下型を幅寸法調整可能に支持し且つデイスタンス
   ピースにて位置決めするようになし、プレスフレ
   ームは前後方向にレール上を駆動装置により往復
   動するようになした上辺コーナー曲げプレス機
   と、 断面矩形のプレスフレーム内で上フレームに、
   前部から中間部まで左右に２分割された上型を幅
   寸法調整可能に支持し且つデイスタンスピースに
   て位置決めするようになし、さらに上フレームに
   中間部から後部まで単体の上型を着脱可能に支持
   すると共に下端部を前記２分割の上型と同幅にな
   し且つ上部を細幅になし、下フレームには長手方
   向に一定間隔を存してプレスシリンダを立設して
   下型ホルダーを上下動可能に支持すると共に該下
   型ホルダーに左右に２分割され長手方向で０〜概
   略80°まで次第に起立するテーパ面を内側面とす
   る凹型の下型を幅寸法調整可能に支持し且つデイ
   スタンスピースにて位置決めするようになし、プ
   レスフレームは前後方向にレール上を駆動装置に
   より往復動するようになした下辺コーナー曲げプ
   レス機と、 より成る角形鋼管素管の成形装置。