(57)【要約】【課題】構築物、低層建築物の鉄骨構造などに用いられる軽量形鋼材であって、効率的な断面性能、すなわち、重量当たりの高い断面性能を有し、防錆塗装を不要化した低コストの軽量形鋼材を提供すること。【解決手段】予めメッキされた長尺鋼板を長手方向に添って断面形状略コ字に折曲形成され、前記略コ字断面形状のフランジ先端から１８０度折返し曲げて鋼板を二重にしたフランジと、ウェブの中央部を単板で構成し、前記鋼板長辺両側端で形成する内ウェブ２ｂと外ウェブ２ａの端側を重合し、前記各ウェブ相互を所定の間隔でハトメ接合４で固定されている軽ミゾ形鋼を特徴とする複層軽量形鋼。【選択図】図６
2011153418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予めメッキされた長尺鋼板を長手方向に添って断面形状略コ字に折曲形成され、前記略コ字断面形状のフランジ先端から１８０度折返し曲げて鋼板を二重にしたフランジと、ウェブの中央部を単板で構成し、前記鋼板長辺両側端で形成する内ウェブと外ウェブの端側を重合し、前記各ウェブ相互を所定の間隔でハトメ接合で固定されている軽ミゾ形鋼を特徴とする複層軽量形鋼。
【請求項２】
予めメッキされた長尺鋼板を長手方向に添って断面形状略Ｃ字に折曲形成され、前記略Ｃ字断面形状のリップ先端から１８０度折返し曲げて鋼板を二重にしたリップとフランジ、およびウェブの中央部が単板で構成し、前記鋼板長辺両側端で形成する内ウェブと外ウェブの端側を重合し、前記各ウェブ相互を所定の間隔でハトメ接合で固定されているリップみぞ形鋼を特徴とする複層軽量形鋼。
【請求項３】
予めメッキされた長尺鋼板を長手方向に添って折曲形成され、ウェブの中央部以外の鋼板が複層形状であることを特徴とする軽量形鋼の製造方法に関する請求項１又は２に記載の複層軽量形鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構築物、低層建築物の鉄骨構造などに用いられる軽量形鋼材であって、効率的な断面性能を有し、メッキ鋼板を溶接することなく折曲形成され、経済性に優れている軽量形鋼材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、長尺鋼板を長手方向に添って折り曲げ形成した軽量形鋼は、平板状の鋼板に比較して高い剛性を示し、ハット型、コ型、Ｃ型、Ｚ型、Ｌ型、ロ型等の断面形状が一般的である。軽量で高強度を示すことから、住宅を始めとして低層建築物の構造材に広く使用されている。たとえば、特開２００３−３２８４３２号（第１公知例）では、低層建築物の鉄骨構造の骨組みの柱、梁および外壁パネルの枠材に使用する例が開示されている。また、特開２００１−５５８０７号公報（第２公知例）では、スチ−ルハウスの耐力壁パネルの枠材として使用する例が開示されている。
【０００３】
従来のリップみぞ形鋼（通称Ｃ形鋼）の形状は、図８に概略示す形状のロ−ル成形方法等で、長尺鋼板を長手方向に添って折り曲げ成形されていて、フランジ８，ウェブ９，およびリップ１０で構成されている。
【０００４】
近年、ウェブ、フランジの均一な肉厚を変更することにより、断面性能、外形寸法を維持しながら重量の軽い軽量形鋼、すなわち、鋼帯を幅方向に曲げ加工することによって形成されたコ型、Ｌ型又はＺ型断面をもち、鋼帯あるいは形鋼の幅方向両端部を幅方向中央に向かって押圧することにより、形鋼のフランジの一部あるいは全域に相当する領域を素材鋼帯の厚さよりも厚く増肉加工することにより、フランジの一部又は全部がウェブより肉厚にして、剛性の高い軽量形鋼の製造方法が特開２００３−１４７９００号公報（第３公知例）で開示されている。
【０００５】
さらに、特開平０２−２９６９５２号公報（第４公知例）では、フランジを二重にして、鋼板長辺両側端とウェブのコ−ナ−とを外側から溶接する溝形鋼、すなわち、開口部を所定の位置で折り曲げ開口部を形成する先端を、曲げ位置において連結部に溶接して固定することにより、開口部を製作する方法が開示されている。
【０００６】
また、特公昭６２−０１５６９４号公報（第５公知例）では、断面形状がリップ部に溝、折り返し、先端折り曲げ等の成形部を有し、全体がＣ形類似形であり、かつ長手方向に前記リップ側を凹、ウェブ側を凸とする方向の湾曲を有する、帯板素材からロ−ル成形法により製した形材成形品の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３２８４３２号
【特許文献２】特開２００１−５５８０７号
【特許文献３】特開２００３−１４７９００号
【特許文献４】特開平０２−２９６９５２号
【特許文献５】特公昭６２−０１５６９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の解決すべき課題は、従来の軽量形鋼の断面形状では高い断面性能が得られず、前記第３および第４公知例に係わる開示で効率的な断面形状を考案している、しかし、防錆塗装が必要となる。また、第５公知例では効率的な断面形状とは言い難い。そこで、効率的な断面形状で、防錆塗装も省略できる経済的な軽量形鋼を提供するものである。
【０００９】
先ず従来の軽量形鋼は、長尺鋼板を長手方向に添って折曲げ加工することによって製造されることから、軽量形鋼の断面は均一な厚みになっている。例えば、図８に示すリップみぞ形鋼のフランジ８，ウェブ９、およびリップ１０共同じ板厚になっている。したがって、断面二次モ−メントおよび断面係数等の断面性能が、効率的な断面形状とはいえず、重量当たりの断面性能は低くなっている。
【００１０】
次いで、第３公知例の場合は、断面二次モ−メントを大きくするため、フランジ先端部分の板厚を最大１．５倍に押圧している製造方法であるが、鋼材（冷間鋼板）を一段階で押圧することは現実的でなく、比較的低い押圧力で、分割して繰り返し押圧することが開示されているが、多大な設備装置費用及び加工時間（生産効率）等に難点があり、また、防錆塗装等の工程が必要でありコスト高となる。
【００１１】
また、第４公知例の場合は、フランジ部を二重にして、鋼板長辺両側縁とウェブのコ−ナ−とを外側から溶接する製作方法であるが、溶接用の設備装置費用及び溶接に伴う管理、ひずみ矯正、素材がメッキ鋼板の場合は溶接部近傍のめっき層補修の工程、素材が黒皮（非表面処理）の場合は防錆塗装等の工程が必要でコスト高となる。
【００１２】
第５公知例の場合は、リップ部が二重になっているが、その目的は部材の長手方向の湾曲を防ぐことであり、微少ながら断面積が増加する程度であり効率的な断面とは言い難い。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、前記課題を解決すべく検討した結果、力学的見地から全域に同厚の鋼板を配置する従来の発想でなく、応力がかかる箇所のみを増厚するのが合理的であると考え、断面二次モ−メントに有効な箇所、すなわち、部材の中立軸より一番距離のあるフランジ部とリップ部、およびウェブの一部の鋼板を、二枚重ね合わせて断面積を倍増させることで、断面二次モ−メントを大きくすることができ、それによって、断面性能が高い軽量形鋼が得られるとともに、予めメッキされた鋼板を使用することにより塗装工程を省略し、メッキ鋼板両側端に位置する各ウェブ相互の一体化の手段として、ハトメ加工を採用して固定し、防錆塗装を不要化することができることに想到した。その要旨とするところは以下の通りである。
【００１４】
（１）予めメッキされた長尺鋼板を長手方向に添って断面形状略コ字に折曲形成され、前記略コ字断面形状のフランジ先端から１８０度折返し曲げて鋼板を二重にしたフランジと、ウェブの中央部を単板で構成し、前記鋼板長辺両側端で形成する内ウェブと外ウェブの端側を重合し、前記各ウェブ相互を所定の間隔でハトメ接合で固定されている軽ミゾ形鋼を特徴とする複層軽量形鋼。
【００１５】
（２）予めメッキされた長尺鋼板を長手方向に添って断面形状略Ｃ字に折曲形成され、前記略Ｃ字断面形状のリップ先端から１８０度折返し曲げて鋼板を二重にしたリップとフランジ、およびウェブの中央部が単板で構成し、前記鋼板長辺両側端で形成する内ウェブと外ウェブの端側を重合し、前記各ウェブ相互を所定の間隔でハトメ接合で固定されているリップみぞ形鋼を特徴とする複層軽量形鋼。
【発明の効果】
【００１６】
（Ａ）本発明に係わる複層軽量形鋼によれば、断面二次モ−メントに有効な箇所のフランジとリップ面、およびウェブの一部の鋼板を二重にして断面積を倍増し、断面二次モ−メントを大きくしている。したがって、従来と同じ外形寸法であっても、従来技術より効率的な断面形状となり高い断面性能が得られる。すなわち、力学的見地から全域に同厚の鋼板を配置するより、応力がかかる箇所のみを増厚するので合理的であり、重量に比較して高い断面性能が得られるので経済的である。断面二次モ−メントの方向性から、鉄骨構造の梁部材や外壁パネルの骨組材に使用すると特に効力を発揮する。
【００１７】
（Ｂ）本発明に係わる複層軽量形鋼によれば、予めメッキされた鋼板を使用して折曲形成された複数のウェブを、従来技術の溶接接合でなく、本発明の技術ではハトメ加工で固定する簡単な手段によりウェブの一体化を図っている。したがって、防錆塗装を省略し低コストで製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係わるメッキ長尺鋼板（平板状）の穴位置を示す説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】メッキ長尺鋼板の加工手順を示す説明図である。
【図４】軽ミゾ形鋼の加工形状時の例を示す模式図である。
【図５】ハトメ加工手順（方法）を示す説明図であり、（ａ）加工前の断面図と平面図、（ｂ）バ−リング加工時の断面図、（ｃ）ハトメ加工時の断面図である。
【図６】本発明に係わる複層軽量形鋼の軽ミゾ形鋼の一例を示す断面図である。
【図７】本発明に係わる複層軽量形鋼のリップみぞ形鋼の一例を示す断面図である。
【図８】従来技術に係わるリップみぞ形鋼の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１〜図８に基づいて、本発明を実施するための最良の形態を実施例で説明する。なお、軽量形鋼材の材質としては、溶融亜鉛めっき鋼板、溶融５５％アルミニュウム−亜鉛合金めっき鋼板等の金属材料で、０．８〜１．６ｍｍ程度の厚みが望ましいが、特に限定されるものではない。製作する機械については特に問わないが、例えば、軽量形鋼材の形状の成形加工する方法としては、引き抜き成形方法、プレス加工方法、ロ−ル成形方法等のいずれかで成形することができるし、ハトメ加工はプレス機で、また、各々の機械を組み合わせた複合機械設備で製作することもできる。
【００２０】
（実施例１）
図６は、本発明に係わる複層軽量形鋼の軽ミゾ形鋼の一例を示す断面図であり、この例において外フランジ１ａ、内フランジ１ｂ、外ウェブ２ａ，内ウェブ２ｂ、ハトメ接合４、および折曲げ線イから構成される。以下、これに沿って説明する。
【００２１】
図１は、メッキ長尺鋼板（平板状）の穴位置を示す説明図であり、図２は鋼板の幅方向の穴位置を示す断面図である。まず、図１〜図２に示すように、メッキ長尺鋼板の長辺両側端部の内ウェブ２ｂの所定の位置に、直径が６〜１２ｍｍ程度の円形穴〈２〉と、メッキ長尺鋼板の中央部で外ウェブ２ａ端に該当する所定の位置に、直径が２〜４ｍｍ程度の円形穴から放射状に長さ３〜１０ｍｍ程度延びた切れ目（部分拡大図参照）を有する加工穴〈１〉を設け、前記円形穴〈２〉と切れ目を有する加工穴〈１〉を長手方向に添って所定の間隔で複数形成する。
【００２２】
次に、図３に示すように、外フランジ１ａと内フランジ１ｂを合わせて、切れ目を有する加工穴〈１〉の穴心と円形穴〈２〉の穴心を一致させ、折返し点ロを基点に１８０度折返し曲げを行い、次いで、図４に示すように、折曲げ線イを基点にコの字曲げの成形加工を行う。
【００２３】
続いて、図４、および図５の図（ａ）〜図（ｂ）に示すように、外ウェブ２ａの切れ目を有する加工穴〈１〉側から砲弾状のパンチ５を押し込み、穴を広げながら円筒状にバ−リング加工を施し、図５の図（ｂ）の形状に成形加工を行う。次に、図５の図（ｃ）に示すように、パンチ６をバ−リング加工で成形された円筒状の先（内ウェブ２ｂからダイ７方向）に押し込みハトメ加工を行い、内ウェブ２ｂの端部と外ウェブ２ａを強固に一体化して、軽ミゾ形鋼を製造する。軽ミゾ形鋼のサイズは、ウェブ寸法１００〜１５０ｍｍ程度、フランジ寸法３０〜１００ｍｍ程度、長さは６〜１２ｍ程度である。
【００２４】
（実施例２）
図７は本発明に係わる複層軽量形鋼のリップみぞ形鋼の一例を示す断面図であり、図７は外フランジ１ａ、内フランジ１ｂ、外ウェブ２ａ、内ウェブ２ｂ、リップ３、ハトメ接合４、および折曲げ線イから構成されている。以下、これに沿って説明する。
【００２５】
前記の実施例１で既述した成形加工の手順で、コの字に折曲形成し、さらに、図７に示すように、折曲げ線イを基点に、直角に折曲形成してリップ３を製作し、次いで、内ウェブ２ｂの端部と外ウェブ２ａの裏面の接点に、ハトメ接合を施してリップみぞ形鋼を製造する。リップみぞ形鋼のサイズは、ウェブ寸法６０〜１５０ｍｍ程度、フランジ寸法３０〜１００ｍｍ程度、リップ寸法１０〜２０ｍｍ程度、長さは６〜１２ｍ程度である。
【００２６】
以上説明したように本発明に係わる複層軽量形鋼によれば、効率的な断面性能を重視し、防錆塗装を不要化した、経済性に優れている軽量形鋼材で、建築業界、特に鉄骨系住宅プレハブメ−カ−に与える効用は極めて大きい。
【符号の説明】
【００２７】
１ａ    外フランジ
１ｂ    内フランジ
２ａ    外ウェブ
２ｂ    内ウェブ
３      リップ
４      ハトメ接合
５      砲弾パンチ
６      パンチ
７      ダイ
<1>  切れ目を有する穴
<2>  円形穴
イ      折曲げ線
ロ      折返し点   
８      従来技術のフランジ
９      従来技術のウェブ
１０    従来技術のリップ
【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】
2011153418.tif 000009
【図８】
2011153418.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月26日(2010.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予めメッキされた長尺鋼板を長手方向に添って断面形状略コ字に折曲形成され、前記略コ字断面形状のフランジ先端から１８０度折返し曲げて鋼板を二重にしたフランジと、ウェブの中央部を単板で構成し、前記鋼板長辺両側端で形成する内ウェブと外ウェブの端側を重合し、前記各ウェブ相互を所定の間隔でハトメ接合で固定されている軽ミゾ形鋼を特徴とする複層軽量形鋼。
【請求項２】
予めメッキされた長尺鋼板を長手方向に添って断面形状略Ｃ字に折曲形成され、前記略Ｃ字断面形状のリップ先端から１８０度折返し曲げて鋼板を二重にしたリップとフランジ、およびウェブの中央部を単板で構成し、前記鋼板長辺両側端で形成する内ウェブと外ウェブの端側を重合し、前記各ウェブ相互を所定の間隔でハトメ接合で固定されているリップみぞ形鋼を特徴とする複層軽量形鋼。
【請求項３】
予めメッキされた長尺鋼板を長手方向に添って断面形状略コ字に折曲形成し、前記略コ字断面形状のフランジ先端から１８０度折返し曲げて鋼板を二重にしたフランジと、ウェブの中央部を単板で構成し、前記鋼板長辺両側端で形成する内ウェブと外ウェブの端側を重合した後、前記各ウェブ相互を所定の間隔でハトメ接合で固定する軽ミゾ形鋼を特徴とする複層軽量形鋼の製造方法。
【請求項４】
予めメッキされた長尺鋼板を長手方向に添って断面形状略Ｃ字に折曲形成し、前記略Ｃ字断面形状のリップ先端から１８０度折返し曲げて鋼板を二重にしたリップとフランジ、およびウェブの中央部を単板で構成し、前記鋼板長辺両側端で形成する内ウェブと外ウェブの端側を重合した後、前記各ウェブ相互を所定の間隔でハトメ接合で固定するリップみぞ形鋼を特徴とする複層軽量形鋼の製造方法。