(57)【要約】【課題】  矯正のための荷重により生じる反力に対処し、周囲のフランジに変形を生じさせず、スプリングバックも考慮され、簡単な構成で小型の形鋼フランジの部分的変形を冷間で矯正する治具と、部分的変形を矯正する方法を提供する。【解決手段】  ジャッキ１１と、矯正対象のフランジ２ａにあてがわれる充分な剛性を有する固定部材１２と、形鋼フランジの部分的変形部分２ｂを挟む位置で固定部材を形鋼フランジに取り付ける２個の固定装置１３と、部分的変形部分２ｂを挟む位置で固定部材１２に取り付けられた２本の脚１４と、その脚の間に設けられたジャッキの反力受部材１５からなり、固定部材１２の部分的な変形部分２ｂに対応する部分１２ａが凹んでおり、２個の固定装置１３が変形部分２ｂの近傍で、固定部材１２と平行する面で形鋼フランジ２ａを挟み込む形鋼フランジ変形矯正治具１と、それを用いて形鋼フランジの部分的変形部分２ｂを矯正する方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャッキを用いて形鋼フランジの部分的な変形を矯正する治具であって、
該ジャッキと、矯正対象である形鋼フランジにあてがわれる固定部材と、該形鋼フランジの部分的な変形部分をその間に挟む位置で該固定部材を該形鋼フランジに取り付ける２個の固定装置と、該形鋼フランジの部分的な変形部分をその間に挟む位置で該固定部材に取り付けられた２本の脚と、該２本の脚の間に設けられた該ジャッキの反力受部材とからなり、
該固定部材は充分な剛性を有し、その該形鋼フランジにあてがわれる面の該形鋼フランジの部分的な変形部分に対応する部分が凹んでおり、
該２個の固定装置が、該形鋼フランジの部分的な変形部分の両側に近接して設けられ、該固定部材と平行する面で該形鋼フランジを挟み込むことにより固定をする構造を有し、  該形鋼フランジの変形部分と該反力受部材の間に該ジャッキを設置することができる形鋼フランジ変形矯正治具。
【請求項２】
請求項１記載の形鋼フランジ変形矯正治具を用いて、前記形鋼フランジの部分的変形部分を矯正する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈ形鋼等のフランジの部分的な変形を矯正する治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工事現場において、形鋼のフランジに誤って過大な荷重をかけて部分的に変形させてしまうことがある。例えば、架台梁を構成するＨ型鋼のフランジに想定外の荷重がかかって、図７のＥ部のように部分的に変形が生じた場合などである。このような場合、通常は変形部分をガスバーナーで加熱したうえでＦ方向に荷重をかけて矯正するが、火気の使用を禁じられている現場、例えば、対象設備がＬＮＧ気化器のような現場では、加熱せずに荷重をかける、すなわち、変形したフランジに冷間で材料の降伏点を超える応力が発生するまで荷重をかけて矯正することが要求される。
【０００３】
冷間で材料の降伏点を超える応力を発生させるには、変形部分にジャッキを押し当てて必要な大きさの荷重をかけるのが一般的な方法である。ジャッキを用いて、冷間で材料の降伏点を超える応力が発生するだけの荷重をかけるには、そのジャッキの反力を受ける充分な強度を有するジャッキの固定材が必要になる。一方、形鋼の方は、架台梁に使われているＨ形鋼の場合にはそれ自身が充分な強度を有して固定されているから問題は無いが、形鋼自体が強固に固定されていない場合には、形鋼自体をしっかりと固定する必要がある。すなわち、一般的には、ジャッキと変形したフランジを有する形鋼の、両方に反力を受ける場所が必要になる。
【０００４】
また、変形した部分を矯正するためにかけた荷重により、変形部分Ｆは当初の状態に戻ったものの、変形部分Ｆの周囲のフランジ部分に変形が生じては、その部分に対してさらなる矯正作業が必要になるので、変形部分に荷重をかける際には、周囲のフランジ部分の変形は避けなければいけない。また、塑性変形に伴うスプリングバックも考慮して、荷重をかける必要がある。
【０００５】
なお、変形部分を加熱して矯正した場合には、加熱された部分の塗装が落ちて広範囲に渡る再塗装が必要になる。冷間で矯正した場合には、荷重をかけた箇所の局部的なタッチ・アップ塗装が必要になることがあっても、広範囲な再塗装が必要になることはない。したがって、冷間での変形部分の矯正は、広範囲な再塗装が不要になることによる作業時間と人工の減少をもたらすというメリットがあるので、火気の使用を禁ぜられている現場に限らず、多くの現場で活用する価値がある。
【０００６】
特許情報プラットホームの特許・実用新案テキスト検索を使って、形鋼のフランジの変形の矯正に係る先願・先公開特許、あるいは、先願・先公開実用新案を探してみたが、ヒットしたものの多くは、特許文献1のように、溶接で形鋼を製作する際に生じるフランジとウエブの角度の誤差を矯正する装置や方法に関するものであり、本件が対象とするフランジの部分的な変形に対応するものは見当たらなかった。また、この検索でヒットした発明や考案に係る装置は  それ自体が形鋼の生産設備に組み込まれる大型なものであり、本願が目的とする工事現場で生じる想定外のフランジの部分的な変形を矯正すると言う用途には適していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−８７８１５号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】無し
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、矯正に用いるジャッキと変形したフランジを有する形鋼の両方に生じる反力に容易に対処でき、変形した部分を矯正するためにかけた荷重により変形部分の周囲のフランジ部分に変形を生じさせず、また、塑性変形に伴うスプリングバックも考慮して荷重をかけることができ、かつ、簡単な構成で、小型の、形鋼のフランジの部分的な変形を冷間で矯正する治具、及び、それを用いて形鋼フランジの部分的な変形を冷間で矯正する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで上記課題を解決する本発明は、ジャッキを用いて形鋼フランジの部分的な変形を矯正する治具であって、
該ジャッキと、矯正対象である形鋼フランジにあてがわれる固定部材と、該形鋼フランジの部分的な変形部分をその間に挟む位置で該固定部材を該形鋼フランジに取り付ける２個の固定装置と、該形鋼フランジの部分的な変形部分をその間に挟む位置で該固定部材に取り付けられた２本の脚と、該２本の脚の間に設けられた該ジャッキの反力受部材とからなり、
該固定部材は充分な剛性を有し、その該形鋼フランジにあてがわれる面の該形鋼フランジの部分的な変形部分に対応する部分が凹んでおり、
該２個の固定装置が、該形鋼フランジの部分的な変形部分の両側に近接して設けられ、かつ、該固定部材と平行する面で該形鋼フランジを挟み込むことにより固定をする構造を有し、
該形鋼フランジの変形部分と該反力受部材の間に該ジャッキを設置することができる形鋼フランジ変形矯正治具、及び、その形鋼フランジ変形矯正治具を用いて、前記形鋼フランジの部分的変形部分を矯正する方法である。
【００１１】
矯正対象である形鋼フランジにあてがわれる充分な剛性を有する固定部材と、その形鋼フランジの部分的な変形部分をその間に挟む位置で固定部材に取り付けられた２本の脚と、その２本の脚の間に設けられた該ジャッキの反力受部材とを一体化し、その形鋼フランジの変形部分と反力受部材の間にジャッキを設置することにより、変形部分に荷重をかけた際のジャッキの反力は、反力受部材から２本の脚と固定部材を介して形鋼フランジに伝えられ、ジャッキにより形鋼フランジに加えられた荷重と相殺される。したがって、本発明の形鋼フランジ変形矯正治具の中で反力の処理が行われ、別に反力を受ける固定材や固定場所を必要としない。たとえ、形鋼がしっかり固定されていない状態であっても、容易に冷間で矯正作業を行うことができる。
【００１２】
形鋼フランジの部分的な変形部分をその間に挟む位置で、かつ、その変形部分の両側に近接した位置に設けられる２個の固定装置により、固定部材を形鋼フランジに取り付ける。その固定装置は、固定部材と平行する面で鋼フランジを挟み込むことにより固定をする構造を有しているので、部分的な変形部分に隣接した正常なフランジ部分を、充分な剛性を有する固定部材と共にしっかりと保持する。フランジの部分的な変形部分の奥はウエブと一体となって充分な剛性を有しているから、部分的な変形部分の周囲のフランジ部分は矯正作業の間、本発明の形鋼フランジ変形矯正治具により平面に保たれ、変形した部分を矯正するためにかけた荷重により、変形部分の周囲のフランジ部分が変形することがない。
【００１３】
固定部材の該形鋼フランジにあてがわれる面の、形鋼フランジの部分的な変形部分に対応する部分が凹んでいる。この凹みの深さを塑性変形に伴うスプリングバックを考慮して決めることにより、繰り返し荷重をかける操作を減らし、容易に矯正作業を行うことができる。
【００１４】
本発明の形鋼フランジ変形矯正治具は、汎用の材料を組み合わせた簡単な構成で、かつ、小型であるので、形鋼のフランジに誤って過大な荷重をかけて部分的に変形させてしまった工事現場で、容易に製作し使用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の形鋼フランジ変形矯正治具は、その治具の中で矯正に用いるジャッキと変形したフランジを有する形鋼の両方に生じる反力の処理を行うことができ、部分的な変形部分を矯正するためにかけた荷重により周囲のフランジ部分に変形を生じさせず、また、塑性変形に伴うスプリングバックも考慮して荷重をかけることができ、かつ、汎用の材料を組み合わせた簡単な構成で、かつ、小型であるため、工事現場で、容易に製作し使用することができる。
【００１６】
また、本発明の形鋼フランジ変形矯正治具を用いることにより、冷間で材料の降伏点を超える応力を発生させる荷重を容易にかけることができるので、火気の使用を禁じられている現場でも矯正作業が可能になり、加熱して矯正作業を行った後に必要となる広範囲に渡る再塗装作業が不要になる。
【００１７】
さらに、汎用の材料を組み合わせた簡単な構成で、かつ、小型であるため、工事現場で状況に応じて容易に、かつ、短時間で製作することができ、ジャッキの反力を受ける固定材や固定場所を別途設ける必要が無いので準備作業が容易になり、部分的な変形部分を矯正するためにかけた荷重により周囲のフランジ部分に変形を生じさせることが無いので追加の矯正作業が生じることがなく、また、塑性変形に伴うスプリングバックも考慮して荷重をかけることができるので、繰り返し荷重をかける操作を減らし、矯正作業の全体が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の形鋼フランジ変形矯正治具の実施例１の全体説明図である。
【図２】その正面図である。
【図３】その側面図である。
【図４】そのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】その固定装置の固定板の平面図とＣ−Ｃ断面図である。
【図６】本発明の形鋼フランジの部分的変形部分を矯正する方法を用いて矯正するフランジの矯正前の姿を示す説明図である。
【図７】Ｈ型鋼のフランジに想定外の荷重がかかって生じた部分的な変形の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明をする。なお、本発明はかかる実施の形態には限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて良いことは言うまでもない。
【実施例１】
【００２０】
図１は本発明の実施例１の形鋼フランジ変形矯正治具１の全体説明図、図２はその正面図、図３はその側面図である。図４は  図３のＢ−Ｂ断面図、そして、図５はその固定装置の固定板の平面図とＣ−Ｃ断面図である。なお、図２のＡ部には固定装置の断面図を示している。
【００２１】
形鋼フランジ変形矯正治具１は、ジャッキ１１と、矯正対象である形鋼２のフランジ２ａの部分的変形部分２ｂにあてがわれる固定部材１２と、その部分的な変形部分２ｂをその間に挟む位置で固定部材１２を形鋼フランジ２に取り付ける２個の固定装置１３と、形鋼フランジの部分的な変形部分２ｂをその間に挟む位置で固定部材に取り付けられた２本の脚１４と、その２本の脚の間に設けられたジャッキの反力受部材１５とからなる。
【００２２】
形鋼フランジの部分的な変形部分２ｂの両側に近接して設けられた２個の固定装置１３は、固定部材１２と、それに平行する面、すなわち、固定装置の押当板１３ｃの上面１３ｃａ、で形鋼２のフランジを挟み込むことにより固定をする構造を有している。また、ジャッキ１１の高さに応じて反力受部材１５の位置が決められ、形鋼フランジの変形部分２ｂと反力受部材１５の間にジャッキ１１が設置することができる寸法となっている。  
【００２３】
固定部材１２と、２本の脚１４と、２本の脚１４の間に設けられたジャッキの反力受部材１５とを一体化し、その形鋼フランジの変形部分２ｂと反力受部材１５の間にジャッキ１１を設置することにより、変形部分に荷重をかけた際のジャッキ１１の反力は、反力受部材１５から２本の脚１４と固定部材１２を介して形鋼フランジ２ａに伝えられ、ジャッキ１１により形鋼フランジ２ａに加えられた荷重と相殺される。したがって、本発明の形鋼フランジ変形矯正治具１の中で反力の処理が行われ、別に反力を受ける固定材や固定場所を必要としない。たとえ、形鋼がしっかり固定されていない状態であっても、必要充分な大きさの荷重をかけることができ、冷間で容易に矯正作業を行うことができる。
【００２４】
本実施例の固定装置１３は、脚１４の突出部１４ａに溶接で取り付けられた高ナット１３ａと、それに契合するボルト１３ｂ、および、押当板１３ｃから成っている。押当板１３ｃは、その上面１３ｃａが平面に形成されており、ボルト１３ｂの先端がはまり込む穴１３ｃｂを有する。
【００２５】
形鋼フランジ変形矯正治具１を形鋼のフランジ２ａに取り付けるに当たっては、固定部材１２の凹んだ形に成形された部分１２ａが形鋼フランジの部分的な変形部分２ｂを跨ぐようにあてがい、ボルト１３ｂの先端を穴１３ｃｂに挿入した状態で、ボルト１３ｂ締めて押当板１３ｃをフランジ２ａの下面に押し当てて、しっかりと固定する。ボルト１３ｂの先端を挿入する穴１３ｃａを設けておくことにより、形鋼フランジ変形矯正治具１のフランジ２ａへの固定が容易に、かつ、迅速に行える。
【００２６】
２個の固定装置１３は、形鋼フランジの部分的な変形部分２ｂをその間に挟む位置で、かつ、その変形部分の両側にそれぞれ近接して位置するように設けられているから、押当板１３ｃは形鋼フランジの部分的な変形部分２ｂに隣接した正常なフランジ部分を充分な剛性を持つ固定部材１２と共にしっかりと保持する。フランジの部分的な変形部分２ｂの奥はウエブ２ｃと一体となって充分な剛性を有しているから、部分的な変形部分２ｂの周囲のフランジ部分は矯正作業の間、平面に保たれ、変形した部分を矯正するためにかけた荷重により、変形部分の周囲のフランジ部分が変形することがない。
【００２７】
なお、実施例１の固定装置１３は、脚１４の突出部１４ａに溶接で取り付ける構成を取っているが、必ずしも脚１４に取り付けられている必要は無い。すなわち、脚は脚で独立して固定部材１２に取付け、固定装置は別に固定部材から伸ばした部材に取り付けても良い。また、固定装置の構成も、高ナット１３ａと、それに契合するボルト１３ｂ、および、押当板１３ｃの組み合わせに限るものではなく、押当板１３ｃに相当する上面を平面に形成した板材をフランジを挟んで固定部材１２に対向して配置し、万力等でその板材と固定部材を締め上げると言った、各種の構成が考えられる。
【００２８】
また、固定部材１２は充分な剛性を有し、その形鋼フランジにあてがわれる面の形鋼フランジの部分的な変形部分２ｂに対応する部分１２ａが、想定されるスプリングバック量に応じて凹んだ形に成形されている。したがって、ジャッキ１１を作動させるときに、あらかじめ想定されるスプリングバック量を考慮してジャッキで押し込むことにより、繰り返し荷重をかける操作を減らすことができる。
【００２９】
以上の説明でわかるように、本実施例の形鋼フランジ変形矯正治具１は、構成が簡単で小型であり、市販のジャッキと、板材、形鋼、ボルト、ナット等の汎用の材料を組み合わせで製作できるから、例えば、架台梁を構成するＨ型鋼のフランジに想定外の荷重がかかって、部分的に変形を生じさせてしまった工事現場において容易に製作し使用することができる。
【実施例２】
【００３０】
次に、本発明の形鋼フランジ変形矯正治具を用いて、形鋼フランジの部分的変形部分を矯正する方法を説明する。説明は、実施例１の形鋼フランジ変形矯正治具１を用いた場合について行うが、本発明の範囲内で具体的構造に種々の変更を加えた形鋼フランジ変形矯正治具を用いた場合にも、基本的に変わりは無い。
【００３１】
前述の通り、市販のジャッキと、板材、形鋼、ボルト、ナット等の汎用の材料を組み合わせて形鋼フランジ変形矯正治具１を製作する。その際に、図７の部分的に生じてしまったフランジの変形部分Ｅのサイズに合わせて、固定部材１２の長さとその凹んだ部分１２ａの寸法を決める。また、フランジ２の材料や寸法から、冷間で材料の降伏点を超える応力を求め、それに対応する荷重に耐える剛性を有するように固定部材１２の巾と高さを決める。同様に、その荷重に耐えるように固定装置１３、脚１４、反力受部材１５を設計する。
【００３２】
本治具は、構成が簡単で小型であり、市販のジャッキと、板材、形鋼、ボルト、ナット等の汎用の材料を組み合わせで製作できるから、例えば、架台梁を構成するＨ型鋼のフランジに想定外の荷重がかかって、部分的に変形を生じさせてしまった工事現場において容易に製作し使用することができる。
【００３３】
図１に示すように、形鋼フランジ変形矯正治具１をフランジの変形部分Ｅに設置し、準備作業は完了する。あとは、ジャッキ１１を起動し、荷重をかけていく。ジャッキのピストンのストロークは、想定されるスプリングバック量に応じて決定する。
【００３４】
図６は、本発明の形鋼フランジの部分的変形部分を矯正する方法を用いて、矯正するフランジの矯正前の姿を示す説明図である。
【００３５】
このＨ形鋼の寸法は、Ｈ＝２５０ｍｍ、Ｗ＝１２５ｍｍ、ウエブの厚さｗ＝６ｍｍ、フランジの厚さｈ＝９ｍｍである。想定外の荷重を受けて変形した部分の寸法は、長さａ＝１３０ｍｍ、奥行きｂ＝４０ｍｍ、変形の中心部の変位量ｃ＝５．５ｍｍであった。
【００３６】
本発明の形鋼フランジの部分的変形部分を矯正する方法を用いて矯正をした結果、変位量ｃの値は０．５ｍｍ以内に収まり、充分な矯正が行われた。
【００３７】
本発明の形鋼フランジの部分的な変形を冷間で矯正する方法を採用することにより、火気の使用を禁じられている現場でも矯正作業が可能になり、矯正作業後の広範囲に渡る再塗装作業が不要になる。
【００３８】
また、ジャッキの反力を受ける固定材や固定場所を別途設ける必要が無いので準備作業が容易になり、部分的な変形部分を矯正するためにかけた荷重により周囲のフランジ部分に変形を生じさせることが無いので追加の矯正作業が生じることがなく、また、塑性変形に伴うスプリングバックも考慮して荷重をかけることができるので、繰り返し荷重をかける操作を減らし、矯正作業が容易になる。
【符号の説明】
【００３９】
１            実施例１の本発明の形鋼フランジ変形矯正治具
２            形鋼
２ａ          形鋼のフランジ
２ｂ          その部分的変形部分
２ｃ          形鋼のウエブ
１１            ジャッキ
１２            固定部材
１２ａ          固定部材の凹んだ形に形成された部分
１３            固定装置
１３ａ          高ナット
１３ｂ          ボルト
１３ｃ          押当板
１３ｃａ        その上面
１４            脚
１４ａ          脚の突出部
１５            反力受部材
Ｅ            フランジの部分的な変形部分
ａ            その長さ
ｂ            同  奥行き
ｃ            同  中心部の変位量
Ｈ            Ｈ形鋼の高さ
Ｗ            同  巾
ｈ            同  フランジの厚さ
ｗ            同  ウエブの厚さ
【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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