(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面に昇降ジャッキによって昇降自在に支持される本体フレームと、この本体フレーム内に移動自在に保持される左右一対のカートリッジと、このカートリッジを移動可能に操作する追従機能と過負荷防止機能を備えた液圧シリンダを組付けた上下一対の移動ジャッキと、前記カートリッジの内面に傾動自在に固定されるコの字状の支持フレームと、この支持フレームに垂直に軸支されてモータによって回転駆動自在とされるフランジ矯正ロールと、前記カートリッジの下部に回動自在に取付けられるウエブ下面拘束ローラと、前記カートリッジの上部に回動自在でかつ昇降自在に取付けられるウエブ上面拘束ローラとからなるＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置において、前記本体フレームをパスラインに対して水平方向に移動自在としたことを特徴とするＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、Ｈ形鋼の形状不良のうち、フランジ直角度不良の矯正を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｈ形鋼は、同軸上に設けられたそれぞれ一対の上下水平ロールおよび垂直ロールを有するユニバーサルミルにより熱間圧延成形された後、所定の長さに鋸断され、クーリングベッドにおいて冷却されたのち、断面形状を整えるためローラ矯正機などによりその形状の修正が行われるのが一般である。
【０００３】
このローラ矯正機による矯正は、図１０に示すようなＨ形鋼１の長手方向の曲がりや、図１１（ａ）  ，（ｂ）  に示すような反りを対象にしたものが主目的であって、図１２（ａ）  〜（ｅ）  に示すようなウエブｗに対するフランジｆの直角度不良の矯正に関しては対応し得ていないのが現状である。
このようなフランジの直角度不良の矯正には種々の手段が講じられており、その一つに図１３に示すように、シューＳを用いて大きな曲がりを除去したのちプレスＰで最終矯正するプレス矯正機がある。しかし、この場合においても作業者の勘や経験に頼る面が多いばかりか作業能率が悪いという問題がある。
【０００４】
ところで、上記した従来のフランジ直角度矯正装置を用いて、曲がりあるいは反りの大きなＨ形鋼のフランジ直角度を矯正しようとすると、フランジ矯正ロールの接触面に大きな負荷が働くから、左右フランジの矯正荷重が不均一なものとなって矯正作業に支障を来すという欠点がある。また、同一サイズのＨ形鋼であっても許容差内で寸法の変化が発生するから、その寸法差によってもフランジ矯正ロールの接触面で負荷を生じて支障を来す恐れがある。
【０００５】
特に、図１４に示すように、曲がりおよび反りを矯正するローラストレートナ２と上記したフランジ直角度矯正装置３をタンデムに配列した場合に、矯正されるＨ形鋼１に大きな曲がりがあると、以下のような問題があった。
▲１▼  フランジ直角度矯正装置３の出側で図１５（ａ）  ，（ｂ）  に示すように、ウエブ付け根部の変形が生じる。これはＨ形鋼１がフランジ直角度矯正装置３に進入する際に、フランジ押しロールがフランジ面を拘束し、続いてウエブ拘束ロールがウエブを拘束する過程でＨ形鋼１の先端に反りがあり、Ｈ形鋼１のフランジの中心とフランジ押しロールの中心が一致していないとウエブ拘束ロールによりウエブが圧下されるためである。
▲２▼  また、Ｈ形鋼１はローラストレートナ２に挟まれた状態でその先端がフランジ直角度矯正装置３に噛み込まれることになるが、この場合矯正材に曲がりがあると剛性の大きい材料では、曲がり方向でフランジ押しロールの接触面に大きな負荷が働き、フランジ左右の矯正荷重が不均一なものとなって矯正作業に支障を来すため、正確な矯正を行うことが困難であった。また、その曲がりが大きい場合には、オーバロードによって設備が破損するトラブルを生じることになる。
【０００６】
そこで、本出願人は特願平４−３４２３５８号でフランジ直角度矯正装置および矯正設備列を出願した。その内容は、図１６に示すように、床面５に支持架台６で支持されるとともに昇降ジャッキ７によって昇降自在に支持される本体フレーム４と、この本体フレーム４内で底部に取付けられた車輪９および頂部に取付けられたガイドローラ１０とで支持され、側部に取付けられたエアシリンダ１２によって移動自在とされる左右一対のカートリッジ８と、このカートリッジ８を移動可能に操作する追従機能と過負荷防止機能を備えた液圧シリンダ１３を組付けた上下一対の移動ジャッキ１１と、前記カートリッジ８の内面に傾動液圧シリンダ１７によって支点１８を介して傾動自在とされるコの字状の支持フレーム１５と、この支持フレーム１５に軸１４ａを介して垂直に軸支されてモータ１６によって回転駆動自在とされるフランジ矯正ロール１４と、前記カートリッジ８の下部に回動自在に取付けられるウエブ下面拘束ローラ２１と、前記カートリッジ８の上部に回動自在でかつ昇降液圧シリンダ２０によって昇降自在に取付けられるウエブ上面拘束ローラ１９とからなることを特徴とするＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置であり、またこのフランジ直角度矯正装置をＨ形鋼１の曲がりおよび反りを矯正するローラ矯正機（図示せず）にタンデムに配列したことを特徴とするＨ形鋼の矯正設備列である。
【０００７】
このフランジ直角度矯正装置を用いてＨ形鋼の直角度を矯正する動作について説明すると、矯正すべきＨ形鋼１のウエブｗの厚さに応じて昇降ジャッキ７の高さを調整し、そのウエブｗの高さに応じて移動ジャッキ１１およびエアシリンダ１２を操作してカートリッジ８を移動させることにより、フランジ矯正ロール１４のロール間隔をウエブ高さの許容寸法下限値より小さくなるように設定する。このとき、ウエブ上面拘束ローラ１９およびウエブ下面拘束ローラ２１のロール間隔も同時に設定される。
【０００８】
つぎに、Ｈ形鋼１を移動させてその先端がフランジ矯正ロール１４の間に到達させて、昇降液圧シリンダ２０を操作してウエブ上面拘束ローラ１９でウエブ上面を拘束するとともに、傾動液圧シリンダ１７を操作してフランジ矯正ロール１４を傾動し、矯正すべきＨ形鋼１のフランジｆを押し込む。このとき、ウエブ上面拘束ローラ１９とウエブ下面拘束ローラ２１とのロール間隔は（ウエブ厚許容寸法下限値−α）ｍｍに設定する。ここで、αは常数である。このようにしてＨ形鋼１のウエブｗを上下から拘束した状態で、モータ１６を起動してフランジ矯正ロール１４を回転駆動し、Ｈ形鋼１のフランジｆの直角度を矯正する。
【０００９】
なお、曲がりのあるＨ形鋼１を矯正する場合は、図１７（ａ）  に示すように、最初にフランジ矯正ロール１４のロール間隔を矯正されるＨ形鋼１の通過位置に合うように適切に設定する。このとき、Ｈ形鋼１の進行に従って右側のフランジ矯正ロール１４は過負荷状態になり、左側のフランジ矯正ロール１４はフランジ面から離れることになるが、図１７（ｂ）  に示すように、右側のフランジ矯正ロール１４の液圧シリンダ１３は過負荷防止対応のストロークが作動して退避し、左側のフランジ矯正ロール１４の液圧シリンダ１３は追従対応のストロークが作動してフランジ面を追従することになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したフランジ直角度矯正装置においても、（１）  Ｈ形鋼１の先端に上下方向の反りがあると、やはりフランジの中心とフランジ矯正ロール１４の中心が一致せずにウエブ付け根に変形が生じること、また、（２）  Ｈ形鋼１に曲がりがあると剛性が大きくなり、曲がり方向側のフランジ矯正ロール１４の接触面に大きな負荷が作用して、左右のフランジの矯正荷重が不均一なものとなって正確な矯正ができないなどの欠点があり、完璧な改善とはいえないのである。
【００１１】
本発明は、上記のような従来技術の有する課題を解決したＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
参考発明は、床面に昇降ジャッキによって昇降自在に支持される本体フレームと、この本体フレーム内に移動自在に保持される左右一対のカートリッジと、このカートリッジを移動可能に操作する追従機能と過負荷防止機能を備えた液圧シリンダを組付けた上下一対の移動ジャッキと、前記カートリッジの内面に傾動自在に固定されるコの字状の支持フレームと、この支持フレームに垂直に軸支されてモータによって回転駆動自在とされるフランジ矯正ロールと、前記カートリッジの下部に回動自在に取付けられるウエブ下面拘束ローラと、前記カートリッジの上部に回動自在でかつ昇降自在に取付けられるウエブ上面拘束ローラとからなるＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置において、その入側にフランジを拘束する反り材案内装置を備えたことを特徴とするＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置である。
【００１３】
なお、前記反り材案内装置は多段式ガイドローラあるいは水平式ガイドローラで構成してもよい。
本発明は、床面に昇降ジャッキによって昇降自在に支持される本体フレームと、この本体フレーム内に移動自在に保持される左右一対のカートリッジと、このカートリッジを移動可能に操作する追従機能と過負荷防止機能を備えた液圧シリンダを組付けた上下一対の移動ジャッキと、前記カートリッジの内面に傾動自在に固定されるコの字状の支持フレームと、この支持フレームに垂直に軸支されてモータによって回転駆動自在とされるフランジ矯正ロールと、前記カートリッジの下部に回動自在に取付けられるウエブ下面拘束ローラと、前記カートリッジの上部に回動自在でかつ昇降自在に取付けられるウエブ上面拘束ローラとからなるＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置において、前記本体フレームをパスラインに対して水平方向に移動自在としたことを特徴とするＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置である。
【００１４】
【作  用】
参考発明によれば、フランジ直角度矯正装置の入側に、フランジを拘束する多段式ガイドローラまたは水平式ガイドローラからなる反り材案内装置を設置するようにしたので、Ｈ形鋼先端に上下方向の反りがある場合でも噛み込み時にフランジの中心とフランジ矯正ロールの中心が一致するようにして矯正を行うことができる。
【００１５】
本発明によれば、フランジ直角度矯正装置の本体フレームをパスラインに対して水平方向に移動自在としたので、前段のローラストレートナから送り出されるＨ形鋼に曲がりがあってもフランジ矯正ロールを一定の間隔でかつ一定の荷重で保持して曲がり方向に追従可能となる。
【００１６】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について図面を参照して詳しく説明する。
〔参考例１〕  図１は参考発明に係るフランジ直角度矯正装置の第１の例を示す正面図であり、図２はそのＡ−Ａ矢視断面図である。なお、図中において、前出図16の従来例に示したのと同じ部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００１７】
これらの図において、２２は軸受２３に軸支された多段式ガイドローラで、フランジ直角度矯正装置の入側に左右に一対設けられる。２４は多段式ガイドローラの位置設定を行う液圧シリンダである。
この多段式ガイドローラ２２は、搬送ローラ２５によって搬送されたＨ形鋼１がフランジ直角度矯正装置に進入する前に、そのサイズと反り量に応じて液圧シリンダ２４を操作して位置決めされる。
【００１８】
図３は多段式ガイドローラ２２の寸法の一例を示したものであるが、図示のように、その接触面がテーパ状とされるローラ部Ｉ〜ＩＶの４段で構成される。そして、これらローラ部Ｉ〜ＩＶはたとえば製品フランジ幅１５０  ｍｍ，  ２００  ｍｍ，  ２５０  ｍｍ，  ３００  ｍｍに対応するように設計され、それぞれの直径ａ〜ｈはたとえば表１のような値とされる。
【００１９】
【表１】
0003612743.tif 000002
【００２０】
つぎに、このように構成される多段式ガイドローラ２２の位置決め方法について説明すると、下記のごとくである。
▲１▼  矯正すべきＨ形鋼１のフランジ幅に応じて、多段式ガイドローラ２２のローラ部Ｉ〜ＩＶを選択する。
▲２▼  Ｈ形鋼１が進入する前にはテーパ部の径の最小の位置にする。
▲３▼  Ｈ形鋼１の先端が多段式ガイドローラ２２に達した時点より、そのローラ部の接触面をスライドさせる。
▲４▼  接触面のスライド停止位置はウエブ厚に応じて基準値として適宜決めておく。ただし、Ｈ形鋼１の先端に上方向の反りがある場合には、ウエブ厚サイズに対応した位置（基準値）よりさらに径の大きいローラ部にスライドさせ、上反りのＨ形鋼１の先端を下側に押し込む。
▲５▼  上記したステップ▲４▼の押し込みにより、Ｈ形鋼１の先端がフランジ直角度矯正装置に到達した時点でウエブ厚み中心部とウエブ上面拘束ローラ１９とウエブ下面拘束ローラ２１の隙間の中心部が一致する。
【００２１】
このようにしてＨ形鋼１のフランジ直角度を矯正することによって、Ｈ形鋼１の先端部において上方向の反りがあっても、ウエブｗの付け根部で変形させることなく安定した矯正を行うことができる。
ここで、参考発明の多段式ガイドローラを取付けたフランジ直角度矯正装置の使用時の効果について具体的に説明する。図４(a) は多段式ガイドローラのない従来例の場合での先端上反り量Ｘとフランジ脚長差Ｙとの関係を示したものであり、図４(b) は参考発明の装置を用いて多段式ガイドローラのガイドローラ押し込み量Ｚを付加したときの先端上反り量Ｘとフランジ脚長差Ｙとの関係を示したものである。
【００２２】
なお、図中、先端上反り量Ｘとは図５(a) に示すような平行部からの高さを表し、またフランジ脚長差Ｙとは図５(b) に示すように、上フランジ長ｙ1 と下フランジ長ｙ2 との差の絶対値｜ｙ1 −ｙ2 ｜で表したものである。さらに、ガイドローラ押し込み量Ｚは基準値からの押し込み量を表したものである。
図４(a) ，(b) から明らかなように、従来例では上反り量Ｘの増加とともにフランジ脚長差Ｙが大きくなっているのに対し、参考例では上反り量Ｘの増加とともにガイドローラ押し込み量Ｚを大きくして付加することによってフランジ脚長差Ｙは０近傍にばらついていることがわかる。
【００２３】
なお、上記参考例では多段式ガイドローラを上側に取付けた場合について説明したが、参考発明はこれに限るものではなく、下側にも同様に取付けることができることはいうまでもない。また、ローラ部Ｉ〜IVの寸法はＨ形鋼１のサイズ、反りに応じて適宜変化させるようにするのがよい。
〔参考例２〕  つぎに、図６、図７に基づいて参考発明の第２の例について説明する。
【００２４】
これらの図において、２７は軸受２８に軸支された上下一対の水平式ガイドローラで、フランジ直角度矯正装置の入側に設けられる。２９は軸受２８を昇降する水平式ガイドローラの昇降ジャッキ、３０は連結軸３１を介してモータ側と反モータ側の昇降ジャッキ２９を同時に駆動する駆動モータである。
このように水平式ガイドローラ２７を設けることにより、Ｈ形鋼１がフランジ直角度矯正装置に進入する前に、そのローラ間隔をフランジ幅サイズに合わせるように駆動モータ３０を駆動して、昇降ジャッキ２９と軸受２８を介して最適に設定し、さらにロール間隔の中心とフランジ矯正ロール１４の中心が一致するように、移動ジャッキ１１，  １１でバランスをとりながら、エアシリンダ１２と傾動液圧シリンダ１７でカートリッジ８の位置を調整する。
【００２５】
これによって、Ｈ形鋼１の先端部において上方向または下方向に反りがあっても、フランジｆの中心とフランジ矯正ロール14の中心が一致するから、ウエブｗの付け根部の変形することなく安定した矯正を行うことができる。
〔実施例〕  図８に基づいて本発明の実施例について説明する。
図において、32は基台であり、床面５に支持架台６で支持されるとともに昇降ジャッキ７によって昇降自在に支持される。33は本体フレーム４の下部に取付けられるローラである。34は基台32上に取付けられたフレーム位置設定用液圧シリンダで、ロッド35を介して本体フレーム４を基台32上で水平方向に移動自在とする。
【００２６】
そこで、Ｈ形鋼１の矯正開始前に、そのサイズに応じて移動ジャッキ１１によって左右一対のフランジ矯正ロール１４，  １４の間隔を設定し、つぎにウエブ厚みに応じて上下左右一対のウエブ上面拘束ローラ１９，  １９およびウエブ下面拘束ローラ２１，  ２１の間隔を設定し、さらにＨ形鋼１の通過位置に応じてフレーム位置設定用液圧シリンダ３４によって本体フレーム４の位置を設定する。そして、矯正中においては、フレーム位置設定用液圧シリンダ３４は液圧を開放した状態にしておく。
【００２７】
このようにあらかじめ設定しておくことにより、図９（ａ）  に示すように上流側に設置されたローラストレートナ２から送り出されるＨ形鋼１が右方に曲がっている場合には、フレーム位置設定用液圧シリンダ３４を介して本体フレーム４を曲がり方向に移動して、結果的にフランジ矯正ロール１４，  １４は一定の間隔、一定の荷重を保持した状態で、図９（ｂ）  に示すようにその曲がりに追従することができる。
【００２８】
このように、一対のフランジ矯正ロール１４，  １４の圧下系をＨ形鋼１の曲がり方向に追従させる構造とすることにより、曲がりがあるＨ形鋼１の場合にフランジ矯正ロール１４が一定間隔、一定荷重を保持してＨ形鋼１の曲がり方向に追従可能となり、矯正荷重のバランスが保たれて安定した矯正が可能となる。それゆえ、Ｈ形鋼１の曲がりおよび反りを矯正するローラストレートナ２にタンデムに配列するようにしても支障なくフランジ直角度を矯正することが可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、参考発明によれば、フランジ直角度矯正装置の入側に、フランジを拘束する多段式ガイドローラまたは水平式ガイドローラからなる反り材案内装置を設置するようにしたので、Ｈ形鋼先端に上下方向の反りがある場合でも噛み込み時にフランジの中心とフランジ矯正ロールの中心が一致するようにして矯正を行うことができ、これによってウエブ付け根部の変形を防止し、矯正材の全長にわたって安定した矯正が可能となる。
【００３０】
本発明によれば、フランジ直角度矯正装置の本体フレームをパスラインに対して水平方向に移動自在としたので、前段のローラストレートナから送り出されるＨ形鋼に曲がりがあってもフランジ矯正ロールを一定の間隔でかつ一定の荷重で保持して曲がり方向に追従可能となり、矯正材の全長にわたって安定した矯正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考発明のフランジ直角度矯正装置の第１の例を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】参考発明に用いられる多段式ガイドローラの寸法の説明図である。
【図４】先端上反り量Ｘとフランジ脚長差Ｙとの関係を示す(a) は多段式ガイドローラのない従来例の場合、(b) は参考発明の装置の場合の特性図である。
【図５】(a) は先端上反り量Ｘ、(b) はフランジ脚長差Ｙの説明図である。
【図６】参考発明の第２の例を示す正面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図８】本発明の実施例を示す正面図である。
【図９】(a) ，(b) は本発明の実施例の作用の説明図である。
【図10】曲がりのあるＨ形鋼の斜視図である。
【図11】(a) は上反り状態のＨ形鋼、(b) は下反り状態のＨ形鋼の斜視図である。
【図12】(a) 〜(e) はフランジの直角度不良状態を説明する部分図である。
【図13】従来のプレス矯正の説明図である。
【図14】ローラストレートナとフランジ直角度矯正装置をタンデム配列した従来例を示す側面図である。
【図15】(a) ，(b) はウエブ付け根部の変形状態の説明図である。
【図16】特願平４−342358号で提案したフランジ直角度矯正装置の正面図である。
【図17】(a) ，(b) は曲がりのあるＨ形鋼の矯正動作の説明図である。
【符号の説明】
１  Ｈ形鋼
２  ローラストレートナ
３  フランジ直角度矯正装置
４  本体フレーム
６  支持架台
７  昇降ジャッキ
８  カートリッジ
11  移動ジャッキ
12  エアシリンダ
13  液圧シリンダ
14  フランジ矯正ロール
15  支持フレーム
16  モータ
17  傾動液圧シリンダ
19  ウエブ上面拘束ローラ
20  昇降液圧シリンダ
21  ウエブ下面拘束ローラ
22  多段式ガイドローラ（反り材案内装置）
24  液圧シリンダ
27  水平式ガイドローラ（反り材案内装置）
29  昇降ジャッキ
30  モータ
32  基台
33  ローラ
34  フレーム位置設定用液圧シリンダ
【図１】
0003612743.tif 000003
【図２】
0003612743.tif 000004
【図３】
0003612743.tif 000005
【図４】
0003612743.tif 000006
【図５】
0003612743.tif 000007
【図６】
0003612743.tif 000008
【図７】
0003612743.tif 000009
【図８】
0003612743.tif 000010
【図９】
0003612743.tif 000011
【図１０】
0003612743.tif 000012
【図１１】
0003612743.tif 000013
【図１２】
0003612743.tif 000014
【図１３】
0003612743.tif 000015
【図１４】
0003612743.tif 000016
【図１５】
0003612743.tif 000017
【図１６】
0003612743.tif 000018
【図１７】
0003612743.tif 000019