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技術 金属製四角筒の製造方法および製造装置

出願人 株式会社佐藤型鋼製作所
発明者 佐藤隆夫
出願日 1999年10月13日 (20年8ヶ月経過) 出願番号 1999-290567
公開日 2001年4月17日 (19年2ヶ月経過) 公開番号 2001-105055
状態 特許登録済
技術分野 かしめ結合と拡管装置及び管端の縮径・拡径
主要キーワード カシメ圧着 加圧ローラ部分 可動軸受 四角筒 四角筒形状 歯車形状 薄板鋼板 予備成形品
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図面 (13)

課題

金属製四角筒カシメ部の圧着を容易且つ正常に行い得るようにする。

解決手段

予備成形品1′の両端部における両カシメ部2,3への加圧ローラ11A,11B、12A,12B、13A,13Bによる圧着と、予備成形品1′の前記両カシメ部2,3同士が係合する方向への拡幅手段14,14による拡幅とを繰り返すことにより、両カシメ部2,3が係合状態を保持した状態で徐々に圧着され、その後にカシメ圧着が行われるようにしている。

概要

背景

建造物用下地構造構造材として、薄板鋼板を使用した金属製四角筒が開発されている。

上記金属製四角筒は、図11あるいは図12に示すように、所定の幅に切断された金属板Pをその両端が一つのコーナ部あるいは一側面において接するように四角筒形状折曲し、一方の端部に形成されたカシメ部2と、他方の端部に形成されたカシメ部3とを嵌合圧着せしめて長手方向に連続する接続部4を形成することにより成形されることとなっている。

ところで、従来の金属製四角筒は、薄板鋼板等により製造されていたため、前記両カシメ部2,3を係合させた状態でカシメローラにより一気カシメ圧着させる製造方法が採用されていた。

概要

金属製四角筒のカシメ部の圧着を容易且つ正常に行い得るようにする。

予備成形品1′の両端部における両カシメ部2,3への加圧ローラ11A,11B、12A,12B、13A,13Bによる圧着と、予備成形品1′の前記両カシメ部2,3同士が係合する方向への拡幅手段14,14による拡幅とを繰り返すことにより、両カシメ部2,3が係合状態を保持した状態で徐々に圧着され、その後にカシメ圧着が行われるようにしている。

目的

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、金属製四角筒のカシメ部の圧着を容易且つ正常に行い得るようにする目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

所定の幅に切断された金属板(P)をその両端が接するように四角筒形状折曲して得られた予備成形品(1′)の一方の端部に形成されたカシメ部(2)と、前記予備成形品(1′)の他方の端部に形成されたカシメ部(3)とを嵌合圧着せしめて長手方向に連続する接続部(4)を形成するに当たって、前記予備成形品(1′)における両カシメ部(2),(3)を係合させた状態で加圧ローラによる圧着を行う複数の圧着工程と、該圧着工程の間において前記予備成形品(1′)を前記両カシメ部(2),(3)同士が係合する方向に拡幅する拡幅工程と、前記圧着工程の後に前記予備成形品(1′)におけるカシメ部(2),(3)をカシメローラによりカシメ圧着するカシメ工程とを実施して金属製四角筒(1)を得ることを特徴とする金属製四角筒の製造方法。

請求項2

前記接続部(4)を、前記金属製四角筒(1)の一つのコーナ部に形成するようにしたことを特徴とする前記請求項1記載の金属製四角筒の製造方法。

請求項3

前記接続部(4)を、前記金属製四角筒(1)の一側面に形成するようにしたことを特徴とする前記請求項1記載の金属製四角筒の製造方法。

請求項4

所定の幅に切断された金属板(P)をその両端が接するように四角筒形状に折曲して得られた予備成形品(1′)の一方の端部に形成されたカシメ部(2)と、前記予備成形品(1′)の他方の端部に形成されたカシメ部(3)とを嵌合圧着せしめて長手方向に連続する接続部(4)を形成する金属製四角筒の製造装置であって、前記予備成形品(1′)における両カシメ部(2),(3)を係合させた状態で圧着させる複数対の加圧ローラ(11A,11B)、(12A),(12B)、(13A,13B)・・と、該複数対の加圧ローラ(11A,11B)、(12A),(12B)、(13A,13B)・・の間にあって前記予備成形品(1′)を前記両カシメ部(2),(3)同士が係合する方向に拡幅する拡幅手段(14),(14)・・と、前記複数対の加圧ローラ(11A,11B)、(12A),(12B)、(13A,13B)・・を出た前記予備成形品(1′)におけるカシメ部(2),(3)をカシメ圧着する一対のカシメローラ(15A,15B)とを備えたことを特徴とする金属製四角筒の製造装置。

請求項5

前記金属製四角筒(1)の一つのコーナ部に前記接続部(4)を形成するものとしたことを特徴とする前記請求項4記載の金属製四角筒の製造装置。

請求項6

前記金属製四角筒(1)の一側面に前記接続部(4)を形成するものとしたことを特徴とする前記請求項4記載の金属製四角筒の製造装置。

--

0001

本願発明は、金属製四角筒の製造方法および製造装置に関するものである。

背景技術

0002

建造物用下地構造構造材として、薄板鋼板を使用した金属製四角筒が開発されている。

0003

上記金属製四角筒は、図11あるいは図12に示すように、所定の幅に切断された金属板Pをその両端が一つのコーナ部あるいは一側面において接するように四角筒形状折曲し、一方の端部に形成されたカシメ部2と、他方の端部に形成されたカシメ部3とを嵌合圧着せしめて長手方向に連続する接続部4を形成することにより成形されることとなっている。

0004

ところで、従来の金属製四角筒は、薄板鋼板等により製造されていたため、前記両カシメ部2,3を係合させた状態でカシメローラにより一気カシメ圧着させる製造方法が採用されていた。

発明が解決しようとする課題

0005

ところが、近年、金属製四角筒の用途が拡大するようになり、板厚の厚いものが求められるようになってきている。

0006

板厚の厚い金属製四角筒の場合、従来の製造方法により製造しようとすると、カシメ部の圧着に大きな力が必要となるとともに、カシメ圧着の際にカシメ部が変形してしまい、不良品が発生するという問題が生ずる。

0007

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、金属製四角筒のカシメ部の圧着を容易且つ正常に行い得るようにする目的とするものである。

課題を解決するための手段

0008

請求項1の発明では、上記課題を解決するための方法として、所定の幅に切断された金属板Pをその両端が接するように四角筒形状に折曲して得られた予備成形品1′の一方の端部に形成されたカシメ部2と、前記予備成形品1′の他方の端部に形成されたカシメ部3とを嵌合圧着せしめて長手方向に連続する接続部4を形成するに当たって、前記予備成形品1′における両カシメ部2,3を係合させた状態で加圧ローラによる圧着を行う複数の圧着工程と、該圧着工程の間において前記予備成形品1′を前記両カシメ部2,3同士が係合する方向に拡幅する拡幅工程と、前記圧着工程の後に前記予備成形品1′におけるカシメ部2,3をカシメローラによりカシメ圧着するカシメ工程とを実施して金属製四角筒1を製造するようにしている。

0009

上記の方法を採用したことにより、予備成形品1′の両端部における両カシメ部2,3への圧着と、予備成形品1′の前記両カシメ部2,3同士が係合する方向への拡幅とを繰り返すことにより、両カシメ部2,3が係合状態を保持した状態で徐々に圧着され、その後にカシメ圧着が行われることとなる。従って、板厚の厚い金属板Pから金属製四角筒1を製造する場合であっても、カシメ部2,3は正常な状態でカシメ圧着されることとなり、不良品の発生を防止することができる。

0010

請求項2の発明におけるように、請求項1記載の金属製四角筒の製造方法において、前記接続部4を、前記金属製四角筒1の一つコーナ部に形成するようにした場合、一つのコーナ部に接続部4を有する金属製四角筒1を正常な形状で製造することができる。

0011

請求項3の発明におけるように、請求項1記載の金属製四角筒の製造方法において、前記接続部4を、前記金属製四角筒1の一側面に形成するようにした場合、一側面に接続部4を有する金属製四角筒1を正常な形状で製造することができる。

0012

請求項4の発明では、上記課題を解決するための手段として、所定の幅に切断された金属板Pをその両端が接するように四角筒形状に折曲して得られた予備成形品1′の一方の端部に形成されたカシメ部2と、前記予備成形品1′の他方の端部に形成されたカシメ部3とを嵌合圧着せしめて長手方向に連続する接続部4を形成する金属製四角筒の製造装置において、前記予備成形品1′における両カシメ部2,3を係合させた状態で圧着させる複数対の加圧ローラ11A,11B、12A,12B、13A,13B・・と、該複数対の加圧ローラ11A,11B、12A,12B、13A,13B・・の間にあって前記予備成形品1′を前記両カシメ部2,3同士が係合する方向に拡幅する拡幅手段1414・・と、前記複数対の加圧ローラ11A,11B、12A,12B、13A,13B・・を出た前記予備成形品1′におけるカシメ部2,3をカシメ圧着する一対のカシメローラ15A,15Bとを備えて構成している。

0013

上記のように構成したことにより、予備成形品1′の両端部における両カシメ部2,3への加圧ローラ11A,11B、12A,12B、13A,13B・・による圧着と、予備成形品1′の前記両カシメ部2,3同士が係合する方向への拡幅手段14,14・・による拡幅とを繰り返すことにより、両カシメ部2,3が係合状態を保持した状態で徐々に圧着され、その後カシメローラ15A,15Bによるカシメ圧着が行われることとなる。従って、板厚の厚い金属板から金属製四角筒1を製造する場合であっても、カシメ部2,3は正常な状態でカシメ圧着されることとなり、不良品の発生を防止することができる。

0014

請求項5の発明におけるように、請求項4記載の金属製四角筒の製造装置において、前記金属製四角筒1の一つのコーナ部に前記接続部4を形成するものとした場合、一つのコーナ部に接続部4を有する金属製四角筒1を正常な形状で製造することができる。

0015

請求項6の発明におけるように、請求項4記載の金属製四角筒の製造装置において、前記金属製四角筒1の一面に前記接続部4を形成するものとした場合、一側面に接続部4を有する金属製四角筒1を正常な形状で製造することができる。

発明を実施するための最良の形態

0016

以下、添付の図面を参照して本願発明の幾つかの好適な実施の形態について詳述する。

0017

第1の実施の形態
図1ないし図4には、本願発明の第1の実施の形態にかかる金属製四角筒の製造装置が示されている。

0018

この製造装置は、図11に示す金属製四角筒1を製造する際に使用されるものである。

0019

前記金属製四角筒1は、所定の幅に切断された金属板Pをその両端が一つのコーナ部において接するように四角筒状に折曲し、一方の端部に、内側に折曲され、さらにその先端部が外側に向かって折曲されてなる逆J字状のカシメ部2を設け、他方の端部に、内側に逆U字状に折曲されてなる逆U字状のカシメ部3を設け、両者を連続して嵌合圧着せしめて長手方向に連続するコーナ型の接続部4を形成することにより成形される。

0020

上記製造装置は、図1に示すように、所定の幅に切断された金属板Pをその両端がコーナの一点において接するように四角筒状に折曲してなる予備成形品1′(図2図5参照)における両カシメ部2,3を係合させた状態で圧着させる複数対(例えば、3対)の加圧ローラ11A,11B、加圧ローラ12A,12Bおよび加圧ローラ13A,13Bと、該3対の加圧ローラ11A,11B、加圧ローラ12A,12Bおよび加圧ローラ13A,13Bの間にあって前記予備成形品1′を前記両カシメ部2,3同士が係合する方向に拡幅する拡幅手段14,14と、前記3対の加圧ローラ11A,11B、加圧ローラ12A,12Bおよび加圧ローラ13A,13Bを出た前記予備成形品1′におけるカシメ部2,3をカシメ圧着する一対のカシメローラ15A,15Bとを備えて構成されている。

0021

一方の加圧ローラ11A,12A,13Aは、前記予備成形品1′内に挿通した状態で支持される中子16の一側面側に対して前記両カシメ部2,3の下側に当接するように軸17,17,17により回転自在にそれぞれ枢支される一方、他方の加圧ローラ11B,12B,13Bは、前記予備成形品1′におけるカシメ部2,3の上方に位置して図示しない加圧手段により下方(即ち、矢印方向)に押し下げられる可動軸受18,18,18に対して軸19,19,19により回転自在にそれぞれ枢支されている。

0022

前記各拡幅手段14は、図3および図4に示すように、前記中子16の両側面に一体形成された楔形状の拡幅シュー27,27により構成されている。該拡幅シュー21,21の外端間の幅は、製品である金属製四角筒1の両側面1a,1b(図11参照)間の幅と同一とされている。このことにより、加圧ローラ11A,11Bあるいは加圧ローラ12A,12Bによる圧着により予備成形品1′の両側面1a′,1b′がやや内側に変形したとしても、拡幅シュー21,21により当該変形が拡幅矯正されることとなっているのである。

0023

一方のカシメローラ15Aは、歯車形状とされており、前記中子16の一側面に対して前記両カシメ部2,3の下側に当接するように軸22により回転自在に枢支される一方、他方のカシメローラ15Bは、加圧ローラと同じ形状とされており、前記予備成形品1′におけるカシメ部2,3の上方に位置して図示しない加圧手段により下方(即ち、矢印Z方向)に押し下げられる可動軸受23に対して軸24により回転自在に枢支されている。

0024

ついで、上記構成の製造装置を用いて金属製四角筒を製造する工程について説明する。

0025

前記予備成形品1′は、中子16の端部側から外挿され、図1の矢印X方向に押し出されるが、このとき予備成形品1′の両端部のカシメ部2,3は、図6(イ)に示すように圧着前の形状(即ち、半屈曲状態)で係合されている。

0026

ついで、予備成形品1′におけるカシメ部2,3は、加圧ローラ11A,11Bを通過する過程で圧着される。すると、図6(ロ)に示すように、カシメ部2,3に対して第1段階の圧着がなされる。このとき、予備成形品1′の両側面1a′,1b′がやや内側に変形する場合がある。そこで、予備成形品1′が拡幅手段14を通過する過程で拡幅シュー21,21により前記変形が拡幅矯正され、図6(ハ)に示すように、カシメ部2,3がしっかりと係合せしめられる。

0027

次に、予備成形品1′におけるカシメ部2,3は、加圧ローラ12A,12Bを通過する過程でさらに圧着される。すると、図6(ニ)に示すように、カシメ部2,3に対して第2段階の圧着がなされる。このとき、予備成形品1′の両側面1a′,1b′がやや内側に変形する場合がある。そこで、予備成形品1′が拡幅手段14を通過する過程で拡幅シュー21,21により前記変形が拡幅矯正され、図6(ホ)に示すように、カシメ部2,3がしっかりと係合せしめられる。

0028

その後、予備成形品1′におけるカシメ部2,3は、加圧ローラ13A,13Bを通過する過程でさらに圧着される。すると、図6(ヘ)に示すように、カシメ部2,3に対して第3段階の圧着がなされ、カシメ部2,3はほぼ完全に圧着される。このときには、予備成形品1′の両側面1a′,1b′の内側への変形は生じない。なお、このときに、予備成形品1′の両側面1a′,1b′の内側への変形が生じる場合には、さらに拡幅手段14による拡幅および加圧ローラによる圧着を繰り返せばよい。

0029

最後に、予備成形品1′におけるカシメ部2,3は、カシメローラ15A,15Bを通過する過程でカシメ圧着される。すると、図6(ト)に示すように、カシメ部2,3が完全に密着状態でカシメられて接続部4が形成される。

0030

上記したように、本実施の形態においては、予備成形品1′における両カシメ部2,3を係合させた状態で加圧ローラによる圧着を行う複数の圧着工程と、該圧着工程の間において前記予備成形品1′を前記両カシメ部2,3同士が係合する方向に拡幅する拡幅工程と、前記圧着工程の後に前記予備成形品1′におけるカシメ部2,3をカシメローラによりカシメ圧着するカシメ工程とを実施して、予備成形品1′の両端部における両カシメ部2,3への圧着と、予備成形品1′の前記両カシメ部2,3同士が係合する方向への拡幅とを繰り返すことにより、両カシメ部2,3が係合状態を保持した状態で徐々に圧着され、その後にカシメ圧着が行われるようにしているため、板厚の厚い金属板Pから金属製四角筒1を製造する場合であっても、カシメ部2,3は正常な状態でカシメ圧着されることとなり、不良品の発生を防止することができるのである。

0031

ところで、本実施の形態においては、拡幅手段14を拡幅シュー21,21で構成しているが、図7に示すように、中子16の両側面において軸25,25により回転自在に枢支された一対の拡幅ローラ26,26により構成してもよい。この場合にも、拡幅ローラ26,26の外周間の幅は、製品である金属製四角筒1の両側面1a,1b(図11参照)間の幅と同一とされている。このことにより、加圧ローラ11A,11Bあるいは加圧ローラ12A,12Bによる圧着により予備成形品1′の両側面1a′,1b′がやや内側に変形したとしても、拡幅ローラ26,26により当該変形が拡幅矯正されることとなっている。なお、この場合には、予備成形品1′の移動抵抗が拡幅シュー21,21に比べて小さくなる。

0032

第2の実施の形態
この場合、図12に示す金属製四角筒1を製造するものとされている。

0033

この金属製四角筒1は、所定の幅に切断された金属板Pをその両端が一側面において接するように四角筒状に折曲し、一方の端部に、内側に折曲され、さらにその先端部が外側に向かって折曲されてなる逆J字状のカシメ部2を設け、他方の端部に、内側に逆U字状に折曲されてなる逆U字状のカシメ部3を設け、両者を連続して嵌合圧着せしめて長手方向に連続するコーナ型の接続部4を形成することにより成形される。

0034

従って、一方の加圧ローラ11A,12A,13Aは、図8に示すように、中子16の中央部に形成された凹溝27内において予備成形品1′における両カシメ部2,3の下側に当接するように軸17により回転自在に枢支される一方、他方の加圧ローラ11B,12B,13Bは、予備成形品1′におけるカシメ部2,3の上方に位置して可動軸受18の中央部に形成された凹溝28内に軸19により回転自在に枢支されている。

0035

また、各拡幅手段14は、第1の実施の形態と同様に拡幅シュー21,21あるいは拡幅ローラ26,26としてもよい。

0036

さらに、一方のカシメローラ15Aは、図9に示すように、歯車形状とされており、前記中子16の中央部に形成された凹溝29内において予備成形品1′における両カシメ部2,3の下側に当接するように軸22により回転自在に枢支される一方、他方のカシメローラ15Bは、加圧ローラと同じ形状とされており、前記予備成形品1′におけるカシメ部2,3の上方に位置して図示しない加圧手段により下方(即ち、矢印方向)に押し下げられる可動軸受23の中央部に形成された凹溝30内に軸24により回転自在に枢支されている。

0037

その他の構成は、第1の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。

0038

ついで、上記構成の製造装置を用いて金属製四角筒を製造する工程について説明する。

0039

前記予備成形品1′は、中子16の端部側から外挿され、図1の矢印X方向に押し出されるが、このとき予備成形品1′の両端部のカシメ部2,3は、図10(イ)に示すように圧着前の形状(即ち、半屈曲状態)で係合されている。

0040

ついで、予備成形品1′におけるカシメ部2,3は、加圧ローラ11A,11Bを通過する過程で圧着される。すると、図10(ロ)に示すように、カシメ部2,3に対して第1段階の圧着がなされる。このとき、予備成形品1′の両側面1a′,1b′がやや内側に変形する場合がある。そこで、予備成形品1′が拡幅手段14を通過する過程で拡幅シュー21,21あるいは拡幅ローラ26,26により前記変形が拡幅矯正され、図10(ハ)に示すように、カシメ部2,3がしっかりと係合せしめられる。

0041

次に、予備成形品1′におけるカシメ部2,3は、加圧ローラ12A,12Bを通過する過程でさらに圧着される。すると、図10(ニ)に示すように、カシメ部2,3に対して第2段階の圧着がなされる。このとき、予備成形品1′の両側面1a′,1b′がやや内側に変形する場合がある。そこで、予備成形品1′が拡幅手段14を通過する過程で拡幅シュー21,21あるいは拡幅ローラ26,26により前記変形が拡幅矯正され、図10(ホ)に示すように、カシメ部2,3がしっかりと係合せしめられる。

0042

その後、予備成形品1′におけるカシメ部2,3は、加圧ローラ13A,13Bを通過する過程でさらに圧着される。すると、図10(ヘ)に示すように、カシメ部2,3に対して第3段階の圧着がなされ、カシメ部2,3はほぼ完全に圧着される。このときには、予備成形品1′の両側面1a′,1b′の内側への変形は生じない。なお、このときに、予備成形品1′の両側面1a′,1b′の内側への変形が生じる場合には、さらに拡幅手段14による拡幅および加圧ローラによる圧着を繰り返せばよい。

0043

最後に、予備成形品1′におけるカシメ部2,3は、カシメローラ15A,15Bを通過する過程でカシメ圧着される。すると、図10(ト)に示すように、カシメ部2,3が完全に密着状態でカシメられて接続部4が形成される。

0044

上記したように、本実施の形態においても、予備成形品1′における両カシメ部2,3を係合させた状態で加圧ローラによる圧着を行う複数の圧着工程と、該圧着工程の間において前記予備成形品1′を前記両カシメ部2,3同士が係合する方向に拡幅する拡幅工程と、前記圧着工程の後に前記予備成形品1′におけるカシメ部2,3をカシメローラによりカシメ圧着するカシメ工程とを実施して、予備成形品1′の両端部における両カシメ部2,3への圧着と、予備成形品1′の前記両カシメ部2,3同士が係合する方向への拡幅とを繰り返すことにより、両カシメ部2,3が係合状態を保持した状態で徐々に圧着され、その後にカシメ圧着が行われるようにしているため、板厚の厚い金属板Pから金属製四角筒1を製造する場合であっても、カシメ部2,3は正常な状態でカシメ圧着されることとなり、不良品の発生を防止することができるのである。

発明の効果

0045

本願発明によれば、予備成形品1′の両端部における両カシメ部2,3への圧着と、予備成形品1′の前記両カシメ部2,3同士が係合する方向への拡幅とを繰り返すことにより、両カシメ部2,3が係合状態を保持した状態で徐々に圧着され、その後にカシメ圧着が行われるようにしたので、板厚の厚い金属板Pから金属製四角筒1を製造する場合であっても、カシメ部2,3は正常な状態でカシメ圧着されることとなり、不良品の発生を防止することができるという効果がある。

図面の簡単な説明

0046

図1本願発明の第1の実施の形態にかかる金属製四角筒の製造装置の側面図である。
図2図1のII−II拡大断面図である。
図3図1のIII−III拡大断面図である。
図4本願発明の第1の実施の形態にかかる金属製四角筒の製造装置における拡幅手段の構成を示す拡大斜視図である。
図5図1のV−V拡大断面図である。
図6本願発明の第1の実施の形態にかかる金属製四角筒の製造装置における拡幅手段の他の構成を示す拡大断面図(図3相当図)である。
図7(イ)〜(ト)は本願発明の第1の実施の形態にかかる金属製四角筒の製造装置による各製造工程でのカシメ部の状態を示す断面図である。
図8本願発明の第2の実施の形態にかかる金属製四角筒の製造装置における加圧ローラ部分の拡大断面図(図2相当図)である。
図9本願発明の第2の実施の形態にかかる金属製四角筒の製造装置におけるカシメローラ部分の拡大断面図(図5相当図)である。
図10(イ)〜(ト)は本願発明の第2の実施の形態にかかる金属製四角筒の製造装置による各製造工程でのカシメ部の状態を示す断面図である。
図11本願発明の第1の状態の形態にかかる金属製四角筒の製造装置により製造される金属製四角筒の部分斜視図である。
図12本願発明の第2の状態の形態にかかる金属製四角筒の製造装置により製造される金属製四角筒の部分斜視図である。

--

0047

1は金属製四角筒、1′は予備成形品、2,3はカシメ部、4は接続部、11A,12A,13Aおよび11B,12B,13Bは加圧ローラ、14は拡幅手段、15A,15Bはカシメローラ、Pは金属板。

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