(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘミング折り返し成形加工が施されることによりフランジ部が２重、３重あるいはそれ以上の重なりを持った断面形状とされているとともに、ヘミング折り返し部分の最外側鋼板に座掘り孔が形成されていることを特徴とするウェブ部の板厚とフランジ部の総板厚が異なる軽溝形鋼。
【請求項２】
ヘミング折り返し部分に、他の板材が介在されている請求項１に記載のウェブ部の板厚とフランジ部の総板厚が異なる軽溝形鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブ部の板厚と比べてフランジ部の総板厚をヘミング折り加工により厚くして断面性能を向上させた軽溝形鋼に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅用建築物を構築する際の建材として、またトラックの幌を構築する部材として、金属製の枠材とパネル面材が使用されるようになっている。例えば特許文献１に記載されているように、鋼製住宅においては、板厚１ｍｍ程度の薄鋼板に曲げ加工を施して形作った溝形鋼を多数本使用して、これをたて枠材、よこ枠材として矩形に組み合わせながら、必要に応じてさらに面材を貼ることで建物の骨組みを構築することが行なわれる。
【０００３】
ところで、板厚の厚いＨ形鋼や溝形鋼を押出法や圧延法等で製造する場合、ウェブ部とフランジ部で板厚の異なる形鋼を製造することはある（例えば特許文献２参照）が、住宅用建築物に用いられるような板厚の比較的薄い軽溝形鋼は、通常、均一な板厚の薄鋼板に曲げ加工が施されて製造されている。したがって、製造された軽溝形鋼のウェブ部とフランジ部は同じ厚さになっている。
そして、用いる部位、態様によって所望の機械的特性が発揮されるように軽溝形鋼の板厚が決められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１２４９０８号公報
【特許文献２】特開２０００−１７６５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば上記特許文献１で提案されているような薄鋼板を素材とした軽溝形鋼では、ウェブ部とフランジ部は同じ厚さになっている。そして、所望の機械的特性が発揮されるような板厚とされている。
通常、住宅用建築物等に用いられる軽溝形鋼にあっては、所望の機械的特性を得るためにそのフランジ部の板厚を基準に全体の板厚が決められている。そのため、ウェブ部の板厚が必要性能以上に厚くなり、全体の重量が重くなっている。しかも、断面二次モーメント又は断面係数等の断面性能から必ずしも効率的な断面形状とはなっていない。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解消するために案出されたものであり、フランジ部の総板厚をウェブ部の板厚よりも厚くすることにより、同じ重量及び同じ外形寸法であっても断面二次モーメント等の大きい軽溝形鋼を簡便に得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のウェブ部の板厚とフランジ部の総板厚が異なる軽溝形鋼は、その目的を達成するため、ヘミング折り返し成形加工が施されることによりフランジ部が２重、３重あるいはそれ以上の重なりを持った断面形状とされているとともに、ヘミング折り返し部分の最外側鋼板に座掘り孔が形成されていることを特徴とする。
また、ヘミング折り返し部分に、他の板材が介在されていることも好ましい。この板材としては鋼板又はゴム材が好ましい。他の板材を介在させることにより、振動減衰性能が必要とされる部位への使用に効果が期待される。
【０００８】
さらに、ウェブ部及び／又はフランジ部に折り曲げ溝が形成されていることが好ましい。折り曲げ溝を形成することにより、軽溝形鋼全体の剛性の向上と最大耐力後の体力低下の緩和が期待できる。この折り曲げ溝は軽溝形鋼の長さ方向に平行になるように設けられたものであっても良いし、直角あるいは所定の角度をなすように設けられたものであっても良い。
なお、２重、３重あるいはそれ以上の重なりを持った断面形状とされるフランジ部は、両方であっても良いし、片方のみであっても良い。
【０００９】
上記のようなウェブ部の板厚とフランジ部の総板厚が異なる軽溝形鋼は、薄鋼板の両側部にヘミング折り返し成形加工を施した後、当該両側にヘミング折り返し部を有する鋼板に曲げ加工を施してウェブ部とフランジ部を構築することにより製造される。
ヘミング折り返し成形加工及び曲げ加工はプレス成形、ロール成形又はドロー成形等で行うことが好ましい。
また、ロール成形又はプレス成形又はドロー成形により予め鋼板に所要数の折り曲げ溝が形成された鋼板にヘミング折り返し成形加工及び曲げ加工を施すことが好ましい。端部にヘミング折り返し成形加工を施した鋼板に曲げ加工を施してウェブ部とフランジ部を構築した後、ウェブ部又はフランジ部にプレス成形により所要数の折り曲げ溝を形成しても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の軽溝形鋼は、ヘミング折り返し成形加工が施されることによりフランジ部が２重、３重あるいはそれ以上の重なりを持った、すなわちフランジ部がウェブ部の板厚の２倍、３倍あるいはそれ以上の厚さとなった断面形状を有している。
このため、フランジ部分のみ断面を厚くすることが可能であり、外形寸法が同じ軽溝形鋼に比べ、軽で断面二次モーメント等の断面性能の大きい軽溝形鋼を得ることができる。
【００１１】
本発明の軽溝形鋼の接合部位においてフランジ最外側鋼板に座掘りが施されると、例えば軽溝形鋼を組み合わせてドリルねじ接合した場合にねじの頭が鋼板表面に出ることはなく、その上への面材接着での障害が回避できる。
フランジ部が２枚、３枚あるいはそれ以上の枚数の鋼板で形作られているため、それ自身でも振動減衰性能が大きいが、ヘミング折り返し成形加工時にフランジ部を構成する鋼板の間に他の鋼板やゴム材を介在させることにより、さらに振動減衰性能を一段と大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明軽溝形鋼の断面形状を説明する図
【図２】本発明軽溝形鋼のヘミング折り返しフランジ部に他の板材を介在させた態様を説明する図
【図３】本発明軽溝形鋼同士を、ドリルねじを用いて接合する態様を説明する図
【図４】本発明軽溝形鋼にかしめナットを取り付けた態様を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
軽溝形鋼では、フランジに平行で且つウェブの中央を通る中立軸に関する断面二次モーメントや断面係数等でその構造部材としての性能が評価されている。また、断面二次モーメントは同じであっても、断面積を小さくすることにより、鋼材を軽くすることができる。
そこで、本発明者は、同じ鋼帯又は鋼板を使用して剛性の高い軽溝形鋼を製造するには如何したらよいか鋭意検討を重ねた。その過程で、フランジ部の板厚を、ヘミング折り返し成形加工技術を用いることにより、ウェブ部の板厚の数倍とすることにより、所期の目的が簡便な手段で達成できることを見出した。
以下にその詳細を説明する。
【００１４】
本発明の軽溝形鋼は、図１に示すような断面形状を有している。すなわち、軽溝形鋼を構成するフランジ部が、ヘミング折り返し成形加工が施されることにより２重、３重あるいはそれ以上の重なりを持った複数枚の、いわゆる積層鋼板からなっている。２重や３重になっている部位が部分的であっても構わない。
通常、住宅用建築物等に用いられる軽溝形鋼は、一枚の鋼板又は鋼帯の側部に曲げ加工が施されて形作られるが、本発明の軽溝形鋼は、一枚の鋼板又は鋼帯の側部にヘミング折り返し成形加工が施された後に曲げ加工が施されることにより、フランジ部が積層鋼板から構築された軽溝形鋼を得ることができる。
【００１５】
本発明の軽溝形鋼は、鋼板が重なっていない通常の軽溝形鋼に比べ、フランジ部分のみの総板厚を厚くすることが可能であり、外寸法が同じ通常の軽溝形鋼に比べ、断面二次モーメントや断面係数等の断面性能を大きくする断面設計ができる。
フランジ部が２重のヘミング折り鋼板で構築された軽溝形鋼の場合、ウェブ部は半分の板厚であるため、ウェブ部１枚分の重量削減が可能となり、結果的に重量削減によりコストダウンが図れる。
【００１６】
図１に示すように、ウェブ部又はフランジ部に折り曲げ溝が形成されていると、ウェブ幅又はフランジ幅全体での座屈変形を抑制する作用が発揮され、本発明軽溝形鋼の初期剛性の向上、最大耐力後の急激な耐力低下を軽減することができる。
このようなウェブ部又はフランジ部に設けられた折り曲げ溝は、一枚の鋼板又は鋼帯の側部に施すヘミング折り返し成形の前段階で、ロール成形又はプレス成形又はドロー成形により形成することが好ましい。一枚の鋼板又は鋼帯の側部にヘミング折り返し成形加工及び曲げ加工を施した後、ウェブ部又はフランジ部にロール成形、プレス成形又はドロー成形により形成しても良い。
【００１７】
本発明軽溝形鋼の素材としては、単なる冷延鋼板でもよいが、耐食性に優れためっき鋼板を用いることが好ましい。単なる冷延鋼板やめっき鋼板にさらに塗装を施したものでもよい。
めっき鋼板としては、Ｚｎめっき、Ａｌめっき、Ｚｎ−Ａｌ合金めっき、あるいはＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっきが施された鋼板が好ましい。特に、Ａｌ：４．０〜１０．０質量％、Ｍｇ：１．０〜４．０質量％を含み、残部がＺｎからなるもの、さらに微量のＴｉやＢを含むもの、あるいはさらにＳｉを含む高耐食性のＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっきが施された鋼板が好ましい。
【００１８】
次に、本発明軽溝形鋼の振動特性について説明する。
フランジ部分が２重、３重あるいはそれ以上に鋼板が重なり合っているために、本発明軽溝形鋼全体の振動は、フランジ部分のそれぞれの鋼板が個別に振動しあうことで、支配的な振動特性を持ち難くなり、またエネルギー吸収量が大きく、振動減衰も大きくなる。特に、図２に示すように、ヘミング折り曲げ加工を施した鋼板の間に、他の鋼板をもう一枚挟み込んだり、高減衰ゴムを挟み込んだりすると、振動減衰効果はより大きくなる。
振動減衰性能をより高めるために鋼板の間に他の鋼板やゴム板を固定する方法として、ボルト等で固定する方法もあるが、ヘミング折り曲げ加工法を採用することで、折り曲げられた鋼板の間に挟み込むことができ、加工費やコストの両面からのコストダウンが期待できる。
【００１９】
続いて、本発明で提供される軽溝形鋼の使用態様及び使用上のメリットについて説明する。
例えば鋼製住宅においては、軽溝形鋼をたて枠材、よこ枠材として矩形に組みながら建物の骨組みを構築している。通常、たて枠材となる軽溝形鋼のフランジ間によこ枠材を挿入し、両者をドリルねじで接合したり、溶接接合したりしている。このため、ドリルねじ接合の場合、ドリルねじの頭部が薄鋼板表面より出ることになり、さらにその上に構造用合板等を重ねようとするときの障害となってしまう。また、溶接接合の場合であっても、フランジ表面に溶接部の肉盛部分が出る形態となって同様の障害となる。
【００２０】
そこで、図３に示すように、本発明で提供される軽溝形鋼を用いる場合、フランジ部を構成する複数枚の鋼板の内の最外側の薄鋼板に座掘り孔を形成しておくことにより、前記ドリルねじ頭部や溶接肉盛による面材接着の障害を抑制することができる。
すなわち、本発明で提供される軽溝形鋼同士のドリルねじ接合、あるいは本発明で提供される軽溝形鋼の内側に従来型の軽溝形鋼をドリルねじ接合する場合、フランジ最外側の薄鋼板に座掘り孔を施すことで、ドリルねじ接合で頭部をフランジ表面以下とすることができ、その上への面材接着での障害を無くすことができる。
【００２１】
なお、本発明で提供される軽溝形鋼をたて枠材、よこ枠材として矩形に組むに当たって、例えば、よこ枠材となる軽溝形鋼のフランジ間外寸法をたて枠材となる軽溝形鋼のフランジ間内寸法と同じにして、よこ枠材となる軽溝形鋼の端部をたて枠材となる軽溝形鋼のフランジ間に挿入しても良いが、この場合、よこ枠材とたて枠材との間に段差が生じて軽溝形鋼組み付け後に構造用合板等を重ねる際に障害を発生することになる。
そこで、上記のように組み付けるに当たっては、よこ枠材となる軽溝形鋼の端部に予め押圧加工を施してフランジ間外寸法を、加工前の内寸法と同じにしておくことが好ましい。軽溝形鋼のウェブ部は薄い一枚の鋼板からなっているので、押圧加工により容易にフランジ間寸法を小さくすることができる。
【００２２】
本発明で提供される軽溝形鋼同士を溶接接合する場合や、発明で提供される軽溝形鋼の内側に従来型の軽溝形鋼を溶接接合する場合も同様である。フランジ最外側の薄鋼板に栓溶接の厚さが埋まる深さと大きさの孔を空けることで、栓溶接部のフランジ表面からの出っぱりを無くすことが可能となり、本発明で提供される軽溝形鋼接合後に構造用合板等を重ねる際に障害を発生することなく接合することができる。
【００２３】
さらに図４で示すように、本発明で提供される軽溝形鋼同士のかしめナット接合、あるいは本発明で提供される軽溝形鋼の内側に従来型の軽溝形鋼をかしめナット接合する場合、フランジ最外側の薄鋼板にかしめナットのボルト側の出の厚さが埋まる深さと大きさの孔を空けることで、かしめナット部のフランジ表面からの出っぱりを無くすことが可能となり、ヘミング折りでの鋼板を重ねる際に障害を無くすことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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