JPH09108706A - 左右非対称継手を有する連続継手型形鋼およびその圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 左右非対称継手を有する連続継手型形鋼を圧
延で製造する際に、継手部形状不良，圧延時の曲がり，
ロール原単位の低下等を来すことなく、ウェブ厚み・爪
部厚みを用途の目的に応じた所望の任意なサイズに造り
分け、雌継手部の爪先端部の開口幅が一定で、かつ嵌合
強度の優れた左右非対称継手を有する連続継手型形鋼お
よびその製造する手段を提供する。 【解決手段】 左右非対称継手を有する連続継手型形鋼
の圧延プロセスにおける中間圧延工程のエッジャーミル
で雌継手側のフランジ先端部のみを座屈させてフランジ
外側に屈曲させたのち、フランジ曲げ成形ミルおよび仕
上ミルで雌継手側のフランジの曲げ加工を行うことによ
り、所定の厚さおよび幅を有するウェブ１ａの幅方向両
側に略円弧状に曲げ成形した雌継手部の爪部１ｂf を設
け、その爪先端部に屈曲部１ｓを成形し爪先端部の開口
幅ｋを一定に形成した連続継手型形鋼を造形でき、この
連続継手型形鋼の雌継手部と雄継手部とを連結する際に
屈曲部１ｓと雄継手部１ｂm とが噛み合うことにより嵌
合強度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、左右非対称継手を
有する連続継手型形鋼および該形鋼を圧延する方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明が対象とする左右非対称継手を有
する連続継手型形鋼１の最も代表的な従来の形状例を図
９に示す。図において左右非対称継手を有する連続継手
型形鋼１は、所定のウェブ厚ＴW に形成されたウエブ１
ａの左右両端部に厚みＴFfの雌継手部１ｂf および厚み
ＴFmの雄継手部１ｂm を有している。

【０００３】雌継手部１ｂf と雄継手部１ｂm の中心部
間距離Ｗは有効幅と称される。また、この左右非対称継
手を有する連続継手型形鋼１の製品サイズは有効幅Ｗが
シリーズ内で同一であるとともに多様なウェブ厚ＴW お
よび継手部厚ＴFf（ＴFm）を有する。

【０００４】これらの左右非対称継手を有する連続継手
型形鋼は図10（ａ），（ｂ）に示すように、一般的に箱
型シートパイルあるいは円形セルに使用される。図10
（ａ）は２枚の左右非対称継手を有する連続継手型形鋼
１のウェブ１ａにＨ形鋼３を溶接してＨ型断面の形材と
した、いわゆる箱型シートパイルを連結した例であり、
図10（ｂ）は左右非対称継手を有する連続継手型形鋼の
雌継手部１ｂf と雄継手部１ｂm とを円形に連結した例
である。

【０００５】この鋼製箱型シートパイルの特徴は、断面
性能に優れているので壁厚が薄くでき、構成部材の表面
が平滑であるので壁機能に適し、コンクリートとの合成
構造が容易であるなどであり、その具体的な用途は土留
用連続壁，基礎杭，本設用耐震壁，地滑り深礎杭などが
ある。

【０００６】さて、近年の活発な地下空間の開発潮流の
中で大深度化と都市部での工事が主流となってきて、前
記の箱型シートパイルの基本部材である左右非対称継手
を有する連続継手型形鋼１に対しては施工性を重視した
継手嵌入性の改善が要請されており、また広範囲な断面
性能を有する製品シリーズの提供が重要な課題になって
いる。

【０００７】特に、大深度の地中連続壁を構築する場
合、地上付近では土圧が小さいので左右非対称継手を有
する連続継手型形鋼１のウェブ厚ＴW は小さくてよい
が、土圧の増大する地中内部では土圧の増大に応じてウ
ェブ厚ＴW を大きくして箱型シートパイルの剛性強度を
たかめる必要がある。

【０００８】この場合、継手部分の継手部厚ＴFf，ＴFm
もウェブ厚ＴW の増大に応じて大きくする。施工時は板
厚みの異なる左右非対称継手を有する連続継手型形鋼１
からなる比較的に短い箱型シートパイルを順番に泥水化
した地中に挿入し、ボルト接合にて長さ方向に継ぎ足し
つつ敷設する。

【０００９】連続継手型形鋼の一般的な製造手段として
は、図１１に示す従来の直線型鋼矢板のいわゆるカリバ
ー圧延方式が挙げられる。同図において粗形鋼片ＢＢ
は、分塊工場または鋳造工場で造られた素材であり、こ
の素材ＢＢをＫ１３からＫ１の各孔型で順次圧延して製
品とするが、この方法は上下ロールの側壁による磨砕作
用を主体とした圧延であるため、前記各孔型の形式は閉
式孔型（Closed Pass)が孔型系列の不可欠な構成要素と
なる。

【００１０】このため孔型の摩耗によるロール改削量が
大きく、ロール原単位が高くなるほか、圧延油とロール
冷却水が多量に必要であり、これが不十分であると、製
品の継手部形状が不安定となり圧延作業は困難を極め
る。また孔型数が多いため、長いロール胴長を要し、有
効幅Ｗの大きい広幅連続継手型形鋼の製造は困難であ
る。

【００１１】この解決策として継手部を形成する素材部
分に直接圧下を加えることにより成形上の欠点を除去す
る圧延として、特公昭47-47784号公報のいわゆるユニバ
ーサル圧延法がある。このユニバーサル圧延法の代表例
を図１２に示しており、中間圧延部のＫ４−1,2,3 でユ
ニバーサル圧延を行うことによって矩形鋼片ＳＬからの
製造を可能にしている。

【００１２】また特公昭58-38241号公報では、仕上孔型
Ｋ１にも仕上ユニバーサル圧延法を採用して左右継手部
に嵌入した竪ロールで左右継手の孔幅を規制することに
より継手の孔幅のバラツキを抑制する手段も周知であ
る。しかしながら、この方法でも上下水平ロールには比
較的に深くて複雑な孔型が必要であり、前記の諸問題を
解決することができない。

【００１３】他の対策として直線型鋼矢板の形状を圧延
し易い製品形状へ変更し、Ｈ形鋼のいわゆるユニバーサ
ル圧延設備を利用し且つ、Ｈ形鋼の圧延法に類似した手
段により圧延できるように改善した方法がある。図１３
に示した特公昭55-11921号公報技術と、図１４に示した
特開昭55-1913 号公報技術はその例であり、前記の閉式
孔型を有する孔型で圧延した場合の問題は解決している
が、特定サイズの直線型鋼矢板の製造を対象とするもの
である。

【００１４】本発明者らは、従来の直線型鋼矢板の圧延
方法を適用した場合、ウエブ厚みおよびフランジ（爪）
部厚の造り分けは造形上の制約からごく狭い範囲に制限
せざるを得ず、しかも同一のロール組を使用して所定の
各種サイズの爪の形状・厚み，ウェブ厚みを有し、且つ
爪開口幅が略一定となる有効幅一定の左右非対称継手を
有する連続継手型形鋼を圧延することは不可能であると
いう問題を解決するために、特開平4-330113号公報技術
をすでに提案している。

【００１５】この圧延方法は、図８に示すように粗圧延
工程で成形した左右非対称のドッグボーン状の粗造形材
を中間圧延ミルＵ，Ｅを用いてフランジ部が所定の厚さ
および左右非対称の所定の幅を有し、かつウェブ部が所
定の厚さおよび一定内幅を有する断面が略非対称Ｈ形状
の中間圧延材に成形し、続いて中間仕上圧延ミルＳの雌
継手側の幅方向端部にストッパー部を有する上下水平ロ
ール２２ａ，２２ｂの湾曲部によって雌継手部のフラン
ジ先端を拘束しつつ当該フランジ部を外方に湾曲せしめ
る。

【００１６】その後、仕上ミルＦの上下水平ロール２３
ａ，２３ｂの間隙を調整して所定のウェブ厚さ、および
爪部形状・厚さを有し、継手開口幅が略一定で有効幅一
定の連続継手型形鋼に仕上圧延することを特徴とする左
右非対称継手を有する連続継手型形鋼の圧延方法であ
る。

【００１７】しかし、この左右非対称継手を有する連続
継手型形鋼は、その使用目的から連結部材との嵌入性を
重視しているが故に、直線型鋼矢板と比較して左右非対
称継手を有する連続継手型形鋼の雌継手部と雄継手部と
を連結する強度、いわゆる嵌合強度がかなり小さくなる
という問題点を有する。この課題を解決するためには左
右非対称継手を有する連続継手型形鋼の形状面での改善
が必要である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、左右非対称
継手を有する連続継手型形鋼を圧延で製造する際に、継
手部形状不良，圧延時の曲がり，ロール原単位の低下等
を来すことなく、ウェブ厚み・爪部厚みを用途の目的に
応じた所望の任意なサイズに造り分け、爪先端部の開口
幅が一定で、かつ嵌合強度の優れた左右非対称継手を有
する連続継手型形鋼およびその製造する手段を提供する
ことを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の通
りである。 （１）所定の厚さおよび幅を有するウェブの幅方向両端
に相互に嵌合する雌継手と雄継手を有し、雌継手がフラ
ンジをウェブの幅方向外側へ略円弧状に曲げ成形した爪
でなり、該爪の先端部が内側に屈曲し、相対する爪先端
部の開口幅が一定に規定されたことを特徴とする左右非
対称継手を有する連続継手型形鋼。

【００２０】（２）雄継手の外側面がウェブと直交する
直線状であることを特徴とする（１）記載の左右非対称
継手を有する連続継手型形鋼。 （３）雄継手の爪がウェブの幅方向内側あるいは幅方向
外側へ略円弧状に湾曲またはコの字状に屈曲した形状で
あることを特徴とする（１）記載の左右非対称継手を有
する連続継手型形鋼。

【００２１】（４）左右非対称のドッグボーン状粗造形
材を成形するブレークダウンミルを配した粗圧延工程
と、ウェブおよびフランジを所定の厚みに成形するユニ
バーサルミルおよびフランジを左右非対称の所定の幅に
成形する孔型深さ可変機構を有するエッジャーミルを配
した中間圧延工程と、フランジ曲げ成形ミルを配した中
間仕上工程と、仕上ミルを配した仕上圧延工程によって
左右非対称継手を有する連続継手型形鋼を圧延する方法
において、前記エッジャーミルで左右非対称のフランジ
の幅圧下を行って所定のフランジ幅とするとともに、こ
の幅圧下圧延の最終パスで雌継手側のみフランジ先端部
を座屈させフランジ外側に屈曲させて、フランジ先端部
のみの倒れ角度を大きくした略Ｈ形状の中間圧延材を成
形し、続いて雌継手側の孔型が幅方向端部のストッパー
部と、フランジ先端部を整形する領域およびフランジを
曲げ成形する領域からなる湾曲部とを有する前記フラン
ジ曲げ成形ミルの上下水平ロールによって、前記中間圧
延材の雌継手側のフランジ先端部の端面を拘束しつつフ
ランジ先端部を所定の形状に整形するとともにフランジ
を湾曲せしめた後、前記仕上ミルで上下水平ロールの間
隔を調整してウェブを所定の厚さに整形するとともに雌
継手側のフランジ部を所定の爪形状に湾曲させ、かつ雌
継手側の爪先端部の開口幅をほぼ一定に仕上げることを
特徴とする左右非対称継手を有する連続継手型形鋼の圧
延方法。

【００２２】（５）フランジ曲げ成形ミルおよび仕上ミ
ルにより中間圧延材の雄継手側のフランジを曲げ成形す
ることなく、雌継手部を曲げ成形する際に生じる延伸に
釣り合うように雄継手部のフランジ幅圧下またはフラン
ジ厚み圧下を行うことを特徴とする（４）記載の左右非
対称継手を有する連続継手型形鋼の圧延方法。

【００２３】（６）フランジ曲げ成形ミルの上下水平ロ
ールによって中間圧延材の雄継手側のフランジをウェブ
の幅方向内側あるいは幅方向外側へ略円弧状に湾曲また
はコの字状に屈曲させた後、仕上ミルで雄継手側のフラ
ンジ部を所定の爪形状に湾曲または屈曲させることを特
徴とする（４）記載の左右非対称継手を有する連続継手
型形鋼の圧延方法。

【００２４】（７）中間圧延工程のユニバーサルミルの
水平ロールの雌継手側の側面をロールの軸心に向かって
その胴幅が所定の増加率で広くなるテーパーあるいは曲
線に形成し、かつフランジ先端部を圧延する部分で胴幅
の増加率がさらに増大する外形とするとともに、中間圧
延工程のユニバーサルミルの雌継手側の竪ロールを軸方
向両側のフランジ先端相当部が中央部より径小であるテ
ーパーあるいは曲線を形成した外形とし、該水平ロール
と竪ロールとで圧延することにより雌継手側のフランジ
先端部を屈曲させることを特徴とする（４），（５）又
は（６）記載の左右非対称継手を有する連続継手型形鋼
の圧延方法。

【００２５】（８）中間圧延工程のユニバーサルミルの
水平ロールの雌継手側の側面をロールの軸心に向かって
その胴幅が広くなるテーパーあるいは曲線とフランジ先
端部を圧延する部分のみが一定胴幅となる直線との組み
合わせからなる外形とし、該水平ロールとフランジ圧下
面がフラットな雌継手側の竪ロールとで圧延することを
特徴とする（４），（５）又は（６）記載の左右非対称
継手を有する連続継手型形鋼の圧延方法。

【００２６】（９）中間圧延工程において雌継手側のフ
ランジ先端部以外のフランジ外側面を水冷した後、中間
圧延工程のエッジャーミルによるフランジの幅圧下圧延
の最終パスで雌継手側のフランジ先端部を屈曲させるこ
とを特徴とする（４），（５），（６），（７）又は
（８）記載の左右非対称継手を有する連続継手型形鋼の
圧延方法。

【００２７】（１０）フランジ先端部を整形する領域お
よびフランジを曲げ成形する領域からなる湾曲部とを有
するフランジ曲げ成形ミルの上下水平ロールの雌継手側
の孔型と、中間圧延材の雌継手側のフランジ先端部の端
面を拘束するくさび型竪ロールとにより、雌継手側のフ
ランジ先端部を所定の形状に整形するとともにフランジ
を湾曲させることを特徴とする（４），（５），
（６），（７），（８）又は（９）記載の左右非対称継
手を有する連続継手型形鋼の圧延方法。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の作
用を説明する。本発明の左右非対称継手を有する連続継
手型形鋼は、図１（ａ）〜（ｅ）に示すようにウェブ１
ａと雌継手部１ｂf ，雄継手部１ｂm から構成され、そ
の有効幅Ｗはシリーズ内で一定であり、ウェブ厚Ｔw は
敷設位置に対応して所定寸法に成形される。

【００２９】また、本発明の左右非対称継手を有する連
続継手型形鋼のウェブ幅方向の一端に一定の曲率で曲げ
加工された雌継手部１ｂf の爪先端部には本発明の特徴
とする屈曲部１ｓが形成されている。後に説明するよう
に、この屈曲部１ｓと破線で示した別の左右非対称継手
を有する連続継手型形鋼の雄継手部１ｂm が噛合って所
望の嵌合強度を得ることができる。さらに、雌継手部１
ｂf の開口幅ｋは一定であり、雄継手部１ｂm との良好
な嵌合性を保持する。

【００３０】図２は屈曲部１ｓを有する本発明の雌継手
部１ｂf の拡大図であり、図３は比較のために示した屈
曲部１ｓのない従来の雌継手部１ｃf の拡大図である。
いずれも別の左右非対称継手を有する連続継手型形鋼の
雄継手部１ｂm との嵌合している状態を例示している。
実用時に、嵌合している各継手に引張力Ｆ２が作用する
と図３の屈曲部１ｓのない従来の雌継手部１ｃf はその
爪先端部が破線の状態のように矢印の方向に拡がり、開
口幅ｋがｋ２まで拡大し、最終的には雄継手部１ｂm の
爪幅ｇより大きくなり、雄継手部１ｂm は離脱する。

【００３１】一方、図２に示すように本発明の雌継手部
１ｂf でも引張力Ｆ１を受けた場合に図３に示した雌継
手部１ｃf と同様に外方に拡がり模式的に破線で示した
形状を呈するが、爪先端部に屈曲部１ｓを設けているた
め雄継手部１ｂm が爪先端部の屈曲部１ｓと噛合う形に
なり、開口幅ｋはｋ２よりかなり小さいｋ１までしか拡
大しない。その後、雄継手部１ｂm が爪先端部の屈曲部
１ｓと噛合った状態で引張力が作用するため図３の場合
と比較してかなり大きな引張力が作用しても雄継手部１
ｂm は離脱せず、結果として嵌合強度が大きくなる。

【００３２】次に図４（ａ），（ｂ）は本発明を左右非
対称継手を有する連続継手型形鋼の製造に適用する場合
の圧延プロセスの一例を図示したものである。本発明の
粗圧延工程では、ブレークダウンミルＢＤの上下水平ロ
ールによって矩形断面のスラブまたはドッグボーン状の
鋼片を素材として複数回のエッジングを行い左右非対称
のドッグボーン状粗造形材に加工する。これは従来周知
の非対称Ｈ形鋼など左右非対称のフランジを有する形鋼
の粗造形と同様な工程であるので、詳細な説明は省略す
る。

【００３３】次に中間圧延工程では、ユニバーサルミル
Ｕと左右孔型深さの独立可変機構を有するエッジャーミ
ルＥによって前記粗造形材を所定のウェブ厚、フランジ
厚、および左右非対称のフランジ幅で、かつウェブ１ａ
Ｕ、雌継手側のフランジ１ｂＵf および雄継手側のフラ
ンジ１ｂＵm を有するウェブ内幅一定の略非対称Ｈ形断
面の中間粗圧延材に圧延造形する。ここで水平ロール２
０ａ，２０ｂの外形は、前記特開平4-330113号公報技術
と同じく、中間粗圧延材のウェブ１ａＵを圧下する面が
平坦であり、好ましくはフランジ内側面に当接する側面
が傾斜角α（ほぼ３〜１０°）を有するものでよく、従
来のＨ形鋼圧延用のユニバーサルミルの水平ロールと共
用化できる。

【００３４】また竪ロール３０ａ，３０ｂの形状は中間
粗圧延材のフランジを圧下する面が平坦なものであり、
これも従来のＨ形鋼圧延用のユニバーサルミルの竪ロー
ルと共用化できる。この水平ロール２０ａ，２０ｂと竪
ロール３０ａ，３０ｂの間隙を調整することにより所望
のウェブ厚およびフランジ厚に造形することができる。
また前記ユニバーサルミルＵで圧延された中間粗圧延材
は、ユニバーサルミルＵと対に配置された左右孔型深さ
の独立可変機構を有するエッジャーミルＥの上下ロール
２１ａ，２１ｂで、主として雌継手側のフランジ１ｂＥ
f ，雄継手側のフランジ１ｂＥm の先端部が整形され
る。

【００３５】該エッジャーミルＥの上下ロール２１ａ，
２１ｂは、左右孔型深さを独立で変えられる機構を有す
るため、ウェブを拘束しながら雌継手側のフランジ１ｂ
Ｅf，雄継手側のフランジ１ｂＥm の先端部を圧下でき
る。本発明の特徴として、この左右孔型深さの独立可変
機構を有するエッジャーミルによる圧延の最終圧延パス
でウェブを拘束しながら雌継手側のフランジ１ｂＥf の
大きな幅圧下を行い、雌継手側のフランジ１ｂＥf の先
端部のみを座屈させて屈曲部１ｓＥを形成する。

【００３６】なお、孔型深さが一定であるエッジャーロ
ールを用いると、エッジャーミルの最終圧延パスで大き
なフランジ幅圧下を行うためには必然的にその前の圧延
パスまではウェブを拘束しないでエッジャーミルによる
フランジ幅圧下を行うこととなり、寸法精度の悪化およ
び形状の崩れが生じる。これに対して本発明では前記の
ように左右孔型深さの独立可変機構を有するエッジャー
ミルを用いるため、各圧延パスでウェブを拘束しながら
フランジ幅圧下を行うことができ、高寸法精度および良
好な形状を維持できる。

【００３７】この孔型深さの可変機構としては本発明者
らが先に創案した特開昭62-77107号公報または特開昭62
-77101号公報記載の孔型深さ可変機構を持つエッジャー
ロールを用いる。本例ではユニバーサルミルＵとエッジ
ャーミルＥとを各々１基づつ配置して一対としたが、必
要に応じて複数対の圧延機を用いてもよい。

【００３８】次のフランジ曲げ成形工程では、フランジ
曲げ成形ミルＳの上下水平ロール２２ａ，２２ｂによっ
て前記粗ユニバーサルミルＵとエッジャーミルＥで圧延
された各種ウェブ厚を有する略非対称Ｈ形断面の中間粗
圧延材の雌継手側のフランジ部を外側へ曲げ加工すると
ともに、雌継手側のフランジ先端部の端面を上下水平ロ
ール２２ａ，２２ｂの端面で拘束しつつ雌継手側のフラ
ンジ先端を所定の形状を有する屈曲部１ｓＳに整形する
ことにより、ウェブ１ａＳ，先端部に屈曲部１ｓＳを有
する雌継手側のフランジ１ｂＳf および雄継手側のフラ
ンジ１ｂＳm からなる中間仕上材を造形する。

【００３９】最後の仕上圧延工程では、仕上ミルＦの上
下水平ロール２３ａ，２３ｂによって前記の中間仕上材
のウェブを圧下するとともに雌継手側のフランジの仕上
曲げ加工を行い、ウェブ１ａの幅方向両側に略円弧状に
曲げ成形した雌継手部１ｂfを有し、その爪先端部のみ
に屈曲部１ｓを持つとともに該爪先端部の開口幅を左右
一定に形成された本発明の左右非対称継手を有する連続
継手型形鋼へと仕上げる。

【００４０】なお図４（ｂ）には、フランジ曲げ成形ミ
ルＳの上下水平ロール２２ａ，２２ｂおよび仕上ミルＦ
の上下水平ロール２３ａ，２３ｂにより、図１（ｂ）の
ようにウェブ幅方向内側へ湾曲した断面形状を有する雄
継手部１ｂm を成形する方法を例示したが、図１（ｃ）
〜（ｅ）に示した雄継手部１ｂm についても同様にフラ
ンジ曲げ成形ミルＳの上下水平ロール２２ａ，２２ｂお
よび仕上ミルＦの上下水平ロール２３ａ，２３ｂにより
湾曲あるいは屈曲させて成形する。

【００４１】ただし、図１（ａ）についてはフランジ曲
げ成形ミルＳおよび仕上ミルＦでの雄継手部１ｂm のフ
ランジ曲げ成形は行わず、雌継手部を曲げ成形する際に
生じる延伸に釣り合うように若干の雄継手部のフランジ
幅圧下またはフランジ厚み圧下を行う程度で、中間圧延
工程後のフランジとほぼ同じ形状で仕上げる。

【００４２】本発明の特徴である雌継手側のフランジ先
端部の屈曲部１ｓＥは、前記の図４（ｂ）に示した左右
孔型深さの独立可変機構を有するエッジャーミルＥの最
終圧延パスで雌継手側のフランジの大きな幅圧下を行い
フランジ先端部のみを座屈させて成形される。

【００４３】この際フランジの内側面はエッジャーミル
Ｅの上下ロール２１ａ，２１ｂの側面で拘束されるため
フランジ先端部は外側に座屈・屈曲する。また屈曲部の
倒れ角度はフランジ幅圧下量が大きくなるほど増大す
る。

【００４４】このように成形される屈曲部の倒れ角度の
調整方法およびその適正な倒れ角度について次に説明す
る。図５（ａ）には仕上曲げ加工後の屈曲部１ｓの延長
線とウェブ１ａとのなす角度を９０°に成形した雌継手
部を例として示した。仕上曲げ加工後の屈曲部１ｓの延
長線とウェブ１ａとのなす角度はエッジャー圧延後の屈
曲部の角度θに仕上曲げ加工により付与される角度φを
足したものであり、また仕上曲げ加工により付与される
角度φは屈曲開始点ＳＰが決まれば幾何学的に求まるの
で、前記のθ＝９０°−φを満足するようにエッジャー
圧延でのフランジ幅圧下量を変えてその段階での雌継手
側のフランジ先端部の屈曲量を調整すればよい。

【００４５】屈曲部の適正な倒れ角度は雄継手部１ｂm
の先端部の端面と屈曲部１ｓの内側コーナー部とがスム
ースに噛合うとともに屈曲部によるストッパー効果を十
分に発揮するように決定する。実用的には仕上曲げ加工
後の屈曲部１ｓの延長線とウェブ１ａとのなす角度（θ
＋φ）を９０°〜１２０°程度にすればよい。

【００４６】次に屈曲部１ｓの適正長さは以下の３点か
ら決まる。すなわち、（１）エッジャーミルによるフラ
ンジ幅圧下により所要の座屈を生じさせられる長さ、
（２）雄継手部と適正に噛合うとともに屈曲部によるス
トッパー効果を十分に発揮する長さ、（３）雌継手部と
雄継手部との良好な嵌入性を維持する長さ、以上の点を
満足する必要がある。

【００４７】（１）については屈曲部の長さが長いほど
座屈させ易く、また（２）および（３）については屈曲
部１ｓの長さがある長さ以上になると不具合が生じる。
図５（ｂ）に示すように屈曲部の長さＬが長い場合に
は、屈曲部の角度は前記の必要条件を満足することがで
きず、そのため屈曲部による嵌合強度向上も期待できな
い。

【００４８】また連続継手型形鋼の爪部の内側の空間が
狭くなり雄継手部の良好な嵌入性も維持できない。前記
の（１）〜（３）を考慮すると実用的には雌継手側のフ
ランジ先端厚ＴFEの１〜３倍程度が適正である。

【００４９】屈曲部１ｓの長さの制御方法としては、図
６（ａ）に示すようにフランジ外側面の水冷装置ＣＷに
て、雌継手側のフランジ１ｂＵｆの外側面において座屈
を発生させるべき範囲以外、すなわち範囲ＲF のみを水
冷して変形抵抗を高める方法、または図６（ｂ）に示す
ように、雌継手側のロール側面をウェブ圧下面からロー
ルの軸心に向かってその胴幅が広くなり、中でもフラン
ジ先端部を圧延する部分の胴幅の増加率が大きくなるよ
うに部分的に形状を変えたテーパーあるいは曲線を形成
する外形とした中間圧延工程のユニバーサルミルの水平
ロール２０ｃ，２０ｄおよび軸方向両側のフランジ先端
相当部が中央部より径小であるテーパーあるいは曲線を
形成する外形とした雌継手側の竪ロール３０ｃを用いて
ユニバーサル圧延段階で屈曲部を予め成形する方法があ
る。

【００５０】あるいは図６（ｃ）に示すように、雌継手
側のロール側面をウェブ圧下面からロールの軸心に向か
ってその胴幅が広くなり、ただし雌継手側のフランジ先
端部を圧延する部分のみは一定胴幅となるように部分的
に形状を変えた中間圧延工程のユニバーサルミルの水平
ロール２０ｅ，２０ｆとフランジ圧下面がフラットな雌
継手側の竪ロールとを用いてフランジ先端部のみが座屈
するようにフランジ厚みを予め変えておく方法などを採
用すればよい。

【００５１】ただし、図６（ａ）の方法では冷却水が下
に流下するため下フランジ先端部も冷却されてエッジャ
ー圧延後の屈曲部の形状が上下で多少不均一になる可能
性があるので、図６（ｂ），（ｃ）の方法がより確実な
制御方法である。しかし、図６（ａ）の方法では冷却領
域を調整することにより同一のロールを用いて屈曲部の
形状をある程度任意に造り分けることができるという長
所もある。

【００５２】なおフランジ曲げ成形ミルＳでの圧延方法
としては、図７に示すように雌継手側の幅方向端部にス
トッパー部を有さない上下水平ロール２２ｃ，２２ｄと
ストッパー部の役割をするくさび型竪ロールＴＦによっ
て成形する方法も適用できる。

【００５３】

【実施例】以下では実施例として、雌継手側の爪先端部
に屈曲部を有する本発明の左右非対称継手を有する連続
継手型形鋼および屈曲部のない従来の左右非対称継手を
有する連続継手型形鋼の嵌合強度を各々測定し比較した
結果を説明する。

【００５４】使用した左右非対称継手を有する連続継手
型形鋼の共通寸法は、ウェブ厚みを１２ｍｍ，有効幅を
７００ｍｍとするとともに、雌継手部については爪先端
部の厚みを８ｍｍ，爪部平均厚みを１２ｍｍ，爪部中心
長さを２００ｍｍおよび爪部曲率半径を４５ｍｍと設定
し、また雄継手部については図１（ｂ）の１ｂm と同じ
形状とし、爪部厚みを１２ｍｍ，爪部中心長さを６５ｍ
ｍおよび爪部曲率半径を４５ｍｍと設定した。

【００５５】さらに本発明の左右非対称継手を有する連
続継手型形鋼には４カ所の爪先端部に各々長さ２０ｍｍ
の屈曲部を設けている。嵌合強度テストはＪＩＳ規格に
準拠して、圧延材から圧延方向に１００ｍｍの試験片を
切り出して、左右非対称継手を有する連続継手型形鋼の
雌継手部と雄継手部とを噛み合わせて引張軸と試験片の
ウェブの面が平行になるようにセットして行った。表１
には、試験結果を壁長１ｍ当たりに換算した嵌合強度を
示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】上記の結果から、従来の左右非対称継手を
有する連続継手型形鋼に対して本発明の左右非対称継手
を有する連続継手型形鋼の嵌合強度は、約１．５倍であ
り、極めて優れていることは明らかである。また、嵌入
性も良好であることが確認された。

【００５８】

【発明の効果】本発明の左右非対称継手を有する連続継
手型形鋼は良好な継手嵌入性を有するとともに嵌合強度
が極めて高い。またこれを製造するに際しても大幅な設
備変更を必要とせず既存のＨ形鋼圧延装置列の同一のロ
ール組で多サイズのウェブ厚み・爪部厚みの左右非対称
継手を有する連続継手型形鋼を自在に造り分けることが
できる。

【００５９】使用する素材のサイズを集約でき、圧延ロ
ールおよびその他の付帯部品は少なく、ロール組替回数
も最小限に抑えることができるなど、操業上および設備
上のメリットは大きい。さらに高品質で多サイズの左右
非対称継手を有する連続継手型形鋼を例え小ロットでも
効率的に製造できるため、市場ニーズに迅速かつ的確に
応えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は本
発明の左右非対称継手を有する連続継手型形鋼の一例を
示す断面図。

【図２】本発明の屈曲部を有する爪からなる雌継手部と
雄継手部との嵌合状況を示す説明図。

【図３】従来の屈曲部が無い爪からなる雌継手部と雄継
手部との嵌合状況を示す説明図。

【図４】（ａ），（ｂ）は本発明を左右非対称継手を有
する連続継手型形鋼の製造に適用する場合の圧延方法例
の説明図。

【図５】（ａ）は本発明の屈曲部の適正角度の決定方法
の説明図、（ｂ）は屈曲部が長すぎる場合の不具合の説
明図。

【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の屈曲部の長
さの制御方法の一例を示す説明図。

【図７】フランジ曲げ成形ミルでの圧延方法の一例を示
す説明図。

【図８】従来の左右非対称継手を有する連続継手型形鋼
の圧延方法を示す説明図。

【図９】従来の左右非対称継手を有する連続継手型形鋼
の例を示す断面図。

【図１０】（ａ），（ｂ）は左右非対称継手を有する連
続継手型形鋼の使用例を示す説明図。

【図１１】従来の孔型圧延法による上下非対称左右対称
型直線型鋼矢板の圧延法を示す説明図。

【図１２】従来の孔型圧延法の一部にユニバーサル圧延
法を適用した上下非対称左右対称型直線型鋼矢板の圧延
法を示す説明図。

【図１３】従来のユニバーサル圧延法による上下対称左
右非対称型直線型鋼矢板の圧延法を示す説明図。

【図１４】従来のユニバーサル圧延法による上下非対称
左右対称型直線型鋼矢板の圧延法を示す説明図。

【符号の説明】

ＢＤ：ブレークダウンミル Ｕ：ユニバーサルミル Ｅ：エッジャーミル Ｓ：フランジ曲げ成形ミル Ｆ：仕上ミル ２０ａ，２０ｂ：ユニバーサルミルＵの水平ロール ３０ａ，３０ｂ：ユニバーサルミルＵの竪ロール ２１ａ，２１ｂ：エッジャーミルＥの上下ロール ２２ａ，２２ｂ：フランジ曲げ成形ミルＳの上下ロール ２３ａ，２３ｂ：仕上ミルＦの上下ロール １ａ：本発明の連続継手型形鋼のウェブ １ｂf ：本発明の連続継手型形鋼の雌継手部 １ｂm ：本発明の連続継手型形鋼の雄継手部 １ｓ：本発明の連続継手型形鋼の屈曲部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の厚さおよび幅を有するウェブの幅
   方向両端に相互に嵌合する雌継手と雄継手を有し、雌継
   手がフランジをウェブの幅方向外側へ略円弧状に曲げ成
   形した爪でなり、該爪の先端部が内側に屈曲し、相対す
   る爪先端部の開口幅が一定に規定されたことを特徴とす
   る左右非対称継手を有する連続継手型形鋼。
2. 【請求項２】 雄継手の外側面がウェブと直交する直線
   状であることを特徴とする請求項１記載の左右非対称継
   手を有する連続継手型形鋼。
3. 【請求項３】 雄継手の爪がウェブの幅方向内側あるい
   は幅方向外側へ略円弧状に湾曲またはコの字状に屈曲し
   た形状であることを特徴とする請求項１記載の左右非対
   称継手を有する連続継手型形鋼。
4. 【請求項４】 左右非対称のドッグボーン状粗造形材を
   成形するブレークダウンミルを配した粗圧延工程と、ウ
   ェブおよびフランジを所定の厚みに成形するユニバーサ
   ルミルおよびフランジを左右非対称の所定の幅に成形す
   る孔型深さ可変機構を有するエッジャーミルを配した中
   間圧延工程と、フランジ曲げ成形ミルを配した中間仕上
   工程と、仕上ミルを配した仕上圧延工程によって左右非
   対称継手を有する連続継手型形鋼を圧延する方法におい
   て、前記エッジャーミルで左右非対称のフランジの幅圧
   下を行って所定のフランジ幅とするとともに、この幅圧
   下圧延の最終パスで雌継手側のみフランジ先端部を座屈
   させフランジ外側に屈曲させて、フランジ先端部のみの
   倒れ角度を大きくした略Ｈ形状の中間圧延材を成形し、
   続いて雌継手側の孔型が幅方向端部のストッパー部と、
   フランジ先端部を整形する領域およびフランジを曲げ成
   形する領域からなる湾曲部とを有する前記フランジ曲げ
   成形ミルの上下水平ロールによって、前記中間圧延材の
   雌継手側のフランジ先端部の端面を拘束しつつフランジ
   先端部を所定の形状に整形するとともにフランジを湾曲
   せしめた後、前記仕上ミルで上下水平ロールの間隔を調
   整してウェブを所定の厚さに整形するとともに雌継手側
   のフランジ部を所定の爪形状に湾曲させ、かつ雌継手側
   の爪先端部の開口幅をほぼ一定に仕上げることを特徴と
   する左右非対称継手を有する連続継手型形鋼の圧延方
   法。
5. 【請求項５】 フランジ曲げ成形ミルおよび仕上ミルに
   より中間圧延材の雄継手側のフランジを曲げ成形するこ
   となく、雌継手部を曲げ成形する際に生じる延伸に釣り
   合うように雄継手部のフランジ幅圧下またはフランジ厚
   み圧下を行うことを特徴とする請求項４記載の左右非対
   称継手を有する連続継手型形鋼の圧延方法。
6. 【請求項６】 フランジ曲げ成形ミルの上下水平ロール
   によって中間圧延材の雄継手側のフランジをウェブの幅
   方向内側あるいは幅方向外側へ略円弧状に湾曲またはコ
   の字状に屈曲させた後、仕上ミルで雄継手側のフランジ
   部を所定の爪形状に湾曲または屈曲させることを特徴と
   する請求項４記載の左右非対称継手を有する連続継手型
   形鋼の圧延方法。
7. 【請求項７】 中間圧延工程のユニバーサルミルの水平
   ロールの雌継手側の側面をロールの軸心に向かってその
   胴幅が所定の増加率で広くなるテーパーあるいは曲線に
   形成し、かつフランジ先端部を圧延する部分で胴幅の増
   加率がさらに増大する外形とするとともに、中間圧延工
   程のユニバーサルミルの雌継手側の竪ロールを軸方向両
   側のフランジ先端相当部が中央部より径小であるテーパ
   ーあるいは曲線を形成した外形とし、該水平ロールと竪
   ロールとで圧延することにより雌継手側のフランジ先端
   部を屈曲させることを特徴とする請求項４，５又は６記
   載の左右非対称継手を有する連続継手型形鋼の圧延方
   法。
8. 【請求項８】 中間圧延工程のユニバーサルミルの水平
   ロールの雌継手側の側面をロールの軸心に向かってその
   胴幅が広くなるテーパーあるいは曲線とフランジ先端部
   を圧延する部分のみが一定胴幅となる直線との組み合わ
   せからなる外形とし、該水平ロールとフランジ圧下面が
   フラットな雌継手側の竪ロールとで圧延することを特徴
   とする請求項４，５又は６記載の左右非対称継手を有す
   る連続継手型形鋼の圧延方法。
9. 【請求項９】 中間圧延工程において雌継手側のフラン
   ジ先端部以外のフランジ外側面を水冷した後、中間圧延
   工程のエッジャーミルによるフランジの幅圧下圧延の最
   終パスで雌継手側のフランジ先端部を屈曲させることを
   特徴とする請求項４，５，６，７又は８記載の左右非対
   称継手を有する連続継手型形鋼の圧延方法。
10. 【請求項１０】 フランジ先端部を整形する領域および
    フランジを曲げ成形する領域からなる湾曲部とを有する
    フランジ曲げ成形ミルの上下水平ロールの雌継手側の孔
    型と、中間圧延材の雌継手側のフランジ先端部の端面を
    拘束するくさび型竪ロールとにより、雌継手側のフラン
    ジ先端部を所定の形状に整形するとともにフランジを湾
    曲させることを特徴とする請求項４，５，６，７，８又
    は９記載の左右非対称継手を有する連続継手型形鋼の圧
    延方法。