(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエブ部の端に玉爪と曲がり爪とからなる継手部を有する形鋼の継手部内面を切削する治具であって、曲がり爪内面を切削する刃物と、該刃物を保持して継手部の懐内に収まり該懐の長手方向に走行可能な刃物保持体とを有することを特徴とする形鋼の継手内面切削治具。
【請求項２】
前記刃物保持体が、玉爪内面に当接して切削反力を受ける反力受け部と、前記刃物を着脱かつ位置調整可能に保持する刃物取付部とを有することを特徴とする請求項１記載の継手内面切削治具。
【請求項３】
前記刃物保持体が、切削屑を継手部の懐外に放出する排屑溝を有することを特徴とする請求項１または２に記載の継手内面切削治具。
【請求項４】
前記刃物保持体が、複数の前記刃物取付部と、各刃物取付部毎に設けられた前記排屑溝とを有することを特徴とする請求項３記載の継手内面切削治具。
【請求項５】
前記刃物保持体を複数連結してなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の継手内面切削治具。
【請求項６】
ウエブ部の端に玉爪と曲がり爪とからなる継手部を有する形鋼を製造する形鋼の製造方法において、請求項１〜５のいずれかに記載の継手内面切削治具を用いて、前記継手部の内面を切削することを特徴とする形鋼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、形鋼の継手内面切削治具および形鋼の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
形鋼の１種である直線型鋼矢板は、例えば図６に示すように、直線状のウエブ部１の端に曲がり爪20と玉爪21からなる継手部２を有する。曲がり爪20と玉爪21とで囲まれた袋状空間を懐22と称し、その出口を開口部23と称する。形鋼を継手連結するときには、当該形鋼の継手部２の懐22内に他の形鋼の玉爪21を挿入する。
【０００３】
直線型鋼矢板の製造方法としては、生産性の面で有利な圧延（熱間圧延）なかでも孔型ロール（カリバロール）を用いる孔型圧延が一般的に広く採用されている。
直線型鋼矢板の孔型圧延による製造工程の一例を図７に示す。この例に示すように、直線型鋼矢板は、通常、まず、素材（ブルーム）を例えば孔型Ｋ14〜Ｋ11により上下対称に圧延して粗形鋼片に成形し、次いで、粗形鋼片を例えば孔型Ｋ10〜Ｋ３により上下非対称に圧延してウエブ部１を形成するとともに、ウエブ部１の端に突条20Ａと玉爪21を形成し、次いで、突条20Ａを例えば孔型Ｋ２、Ｋ１により反ウエブ部側に押し曲げて曲がり爪20を形成する（これを「爪曲げ」という）という工程で製造されている。
【０００４】
爪曲げにおける圧延成形過程を図８に示す。同図に示されるように、爪曲げは圧延ロールの回転に伴う上下のロール隙変化によって行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、直線型鋼矢板は、従来一般に、圧延の最終段階で爪曲げを行って曲がり爪を形成するという方法で製造されている。ところが、この爪曲げの際に、図５（ａ）に示すように、曲がり爪20の内面に製品長手方向に延びた皺疵10が発生する。
【０００６】
このような皺疵は、継手厚さ（評価部位を図６に示す）が16mm程度以下と比較的薄く、継手強度の要求をも満足してきたため、これまで問題視されることが少なかった。しかし、より高い継手強度の要求に対しては、継手厚さをさらに厚くすることが必要となり、その場合、曲がり爪内面の縮み率が大きくなるため皺深さが増大して、切欠効果により継手強度性能とくに疲労寿命が悪化するという問題がある。
【０００７】
この問題は、直線型鋼矢板と同様の爪曲げ工程で形成される曲がり爪を有する継手部をもつ形鋼に共通するものである。この問題は、例えば図５（ｂ）に示すように、圧延製造後の形鋼の継手部内面を切削加工して曲がり爪20の内面の皺疵を削減すれば解消するものと考えられるが、この切削作業を効率よく行うための治具が従来に見当たらない。
【０００８】
そこで、本発明は、形鋼の継手部内面を効率よく切削できる形鋼の継手内面切削治具、および該切削治具を用いた形鋼の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下に記載の形鋼の継手内面切削治具である。
（１）ウエブ部の端に玉爪と曲がり爪とからなる継手部を有する形鋼の継手部内面を切削する治具であって、曲がり爪内面を切削する刃物と、該刃物を保持して継手部の懐内に収まり該懐の長手方向に走行可能な刃物保持体とを有することを特徴とする形鋼の継手内面切削治具。
【００１０】
（２）前記刃物保持体が、玉爪内面に当接して切削反力を受ける反力受け部と、前記刃物を着脱かつ位置調整可能に保持する刃物取付部とを有することを特徴とする（１）の継手内面切削治具。
（３）前記刃物保持体が、切削屑を継手部の懐外に放出する排屑溝を有することを特徴とする（１）または（２）の継手内面切削治具。
【００１１】
（４）前記刃物保持体が、複数の前記刃物取付部と、各刃物取付部毎に設けられた前記排屑溝とを有することを特徴とする（３）の継手内面切削治具。
（５）前記刃物保持体を複数連結してなることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかの継手内面切削治具。
また、本発明は、以下に記載の形鋼の製造方法である。
【００１２】
（６）ウエブ部の端に玉爪と曲がり爪とからなる継手部を有する形鋼を製造する形鋼の製造方法において、（１）〜（５）のいずれかの継手内面切削治具を用いて前記継手部の内面を切削することを特徴とする形鋼の製造方法。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１例を示す側面図（ａ）およびそのＡＡ矢視図（ｂ）である。本発明の切削治具（継手内面切削治具の意。以下同じ）は、基本的に、曲がり爪20内面を切削する刃物５と、該刃物５を保持して継手部２の懐22内に収まり該懐22の長手方向に走行可能な刃物保持体30とを有してなる。刃物５としては、例えば切削バイト等が使用できる。刃先の形状は曲がり爪20の内面形状に応じて設計するのがよい。
【００１４】
このように、本発明では、継手部２の懐22内に収まる刃物保持体30に刃物５を保持させてなる切削治具としたので、これを継手部２の長手方向より懐22内に装入し、例えば補助紐や補助棒などを介して外力により引きまたは押すことにより、懐22の長手方向に走行させるだけで、刃物保持体30にて保持された刃物５が曲がり爪20内面を連続的に切削し、皺疵を効果的に除去することができる。
【００１５】
刃物保持体30は、より具体的には、図１に示すように、玉爪21内面に当接して切削反力を受ける反力受け部３と、前記刃物５を、例えばネジ止め等により着脱可能に、かつ例えばシム介装等により位置調整可能に、保持する刃物取付部６とを有するものが好適である。
この好適形態では、反力受け部３が玉爪21内面に当接して切削反力を受けるので、安定して切削することができ、また、刃物取付部６が刃物５を着脱かつ位置調整可能に保持するので、刃物５の交換や切削深さの調整も容易である。なお、懐内での切削治具の移動を円滑にするために、反力受け部３の外面（玉爪21内面に当接する面）は玉爪21内面に沿って摺動自在な形態に調整しておくことが望ましい。また、刃物保持体30は、懐22内での回転防止のために、その一部に、継手部２の開口部23と係合する枝部４を設けたものが望ましい。
【００１６】
また、本発明では、図２に示す第２例のように、刃物保持体30に、切削屑を継手部２の懐22外に放出する排屑溝７を設けることが好ましい。これによれば、切削屑の巻き込みによる焼付等を完全に回避でき、切削がさらに円滑に進行する。この排屑溝７は、図２に示すように、切削屑放出側に向かって下り勾配をなすように設けるのがよい。
【００１７】
また、一般に切削は複数段階に分けて行うことが好ましいことから、本発明では、図３に示す第３例のように、刃物保持体30が、複数の刃物取付部（例えば走行方向の先端側から順に６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）と、これら刃物取付部６Ａ、６Ｂ、６Ｃ毎に設けられた排屑溝７Ａ、７Ｂ、７Ｃとを有することが好ましい。この構成によれば、刃物取付部６Ａ、６Ｂ、６Ｃにそれぞれ刃物５Ａ、５Ｂ、５Ｃを、例えば粗切削、中間切削、仕上切削の各段階に適合した形態（種類や位置など）になるように保持せしめることで、複数段階の切削を一回の走行で同時に実行することができるから、切削能率が格段に向上する。
【００１８】
また、本発明の切削治具は、図４に示す第４例のように、刃物保持体30をリンク８等を用いて複数直列に連結して構成したものが、同様に好ましい。この構成によれば、上記と同様、複数段階の切削を一回の走行で同時に実行することができ、しかも、連結を解除して短尺に束ねることができて、持ち運びがさらに容易になる。
【００１９】
前記本発明（１）〜（５）の切削治具は、いずれも継手部の懐内にほぼ全身が収まるほど小型であって、形鋼の天地曲がりや側曲がりにも倣って走行でき、作業場所の制約はほとんどなく、携帯にも便利であるから作業時機も制約されない。また、直線型鋼矢板に限らず、これと同類の継手部をもつものであればウエブ部に曲がりを有する形鋼にも使用可能である。
【００２０】
そのため、ウエブ部の端に玉爪と曲がり爪とからなる継手部を有する形鋼製品、就中、熱間圧延で製造された形鋼製品、の継手部の内面を本発明（１）〜（５）のいずれかの切削治具を用いて切削することを旨とする本発明の製造方法（６）によれば、時機や場所さらには形鋼種類によらず曲がり爪内面の皺疵を効率よく削減することができ、形鋼の継手強度性能を向上させることができる。
【００２１】
【実施例】
継手厚さが21.5mmになる直線型鋼矢板を、図７の孔型系列を用いた熱間圧延により製造し、この熱間圧延製品に対し、図３に示した第３例の切削治具を用いて、継手厚さが21.0mmになるように、継手部内面の切削を行ったものを実施例とした。一方、継手厚さが21.0mmになる直線型鋼矢板を実施例と同様の熱間圧延により製造し、その圧延ままのものを比較例とした。
【００２２】
実施例と比較例とから、ウエブ部片側の継手部を含み製品幅方向に平行な長さを有する試験片を切り出し、各試験片について、曲がり爪先端に弾性限度内の曲げ戻し−曲げ荷重を繰り返し負荷する疲労試験を行ない、試験片が破断するまでの時間で疲労寿命を評価した。その結果、実施例の疲労寿命は比較例の５〜10倍であった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、継手厚さの厚い形鋼圧延製品の継手部内面に生じて継手強度特性を劣化させる皺疵を、時機や場所の制約なく効率よく削減することができるので、要求強度のより高い構造材料に適応できる継手厚さのより厚い形鋼を、生産性に優れる熱間圧延にて製造して安価に供給できるようになるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１例を示す側面図（ａ）およびそのＡＡ矢視図である。
【図２】本発明の第２例を示す側面図（ａ）およびそのＢＢ矢視図である。
【図３】本発明の第３例を示す側面図である。
【図４】本発明の第４例を示す側面図である。
【図５】曲がり爪内面の皺疵（ａ）とその削減方法（ｂ）を示す要部断面図である。
【図６】直線型鋼矢板の継手形状を示す断面図である。
【図７】直線型鋼矢板の孔型圧延による製造工程の一例を示す孔型系列図である。
【図８】爪曲げにおける圧延成形過程を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１  ウエブ部
２  継手部
３  反力受け部
４  枝部
５  刃物
６  刃物取付部
７  排屑溝
８  リンク
10  皺疵
20  曲がり爪
20Ａ  突条
21  玉爪
22  懐
23  開口部
30  刃物保持体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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