JP4469722B2

JP4469722B2 - 梁

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Publication number: JP4469722B2
Application number: JP2004545602A
Authority: JP
Inventors: グラントチャールウッド、
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2023-10-22
Also published as: AU2002952221A0; BR0315564A; JP2006504004A; US20060225476A1; EP1554444A4; MXPA05004317A; ZA200504152B; CA2503496A1; WO2004038122A1; CN100422472C; KR20050063787A; NZ540132A; EP1554444A1; CN1732318A

Description

本発明はロール成形梁および梁のロール成形方法に関する。

本発明は、住宅および建造物、特に家の増築用に比較的軽量の略矩形断面の梁を製造するために主に考案され、このような用途に関連して以下に説明される。しかしながら、本発明がこのような特定分野の使用に限定されないことを理解されたい。

背景技術
既知の軽量建築梁の一形状は、増築で用いられるように、２つのロール成形されたＣ形断面チャネル（溝、溝部、溝状部材）を接合して矩形断面の梁を形成することによって製造される。

この既知の梁に関する短所は、２つのチャネルが互いに対して滑ることがあり、梁のそり、強度の低下、および／またはきしみ音の発生を引き起こしかねないことである。極端な状況下では、この２つのチャネルがねじれ、および／または互いに分離することもあり、その結果、一般に梁欠陥となる。この既知の梁の別の短所は、製造が２つのＣ形断面チャネルの形成、プレス機における２つのチャネルの位置決め、および次のチャネルを接合するプレス作業を含む、少なくとも２段階の２人での作業となることである。

発明の目的
本発明の目的は上記従来技術の短所の１つまたは複数を実質的に克服するか、または少なくとも改善することである。

発明の概要
したがって、第１の態様において、本発明は、金属の単一部材から形成される略矩形断面のロール成形梁であって、前記金属部材の少なくとも３つの隣接する層で形成された、対向する第１および第２の略平行な壁部と、第１および第２の壁部の間の対向する第３および第４の略平行な壁部であって、第３または第４の壁部の一方が金属部材の２つの対向する縦方向の縁部を接合する継ぎ目を有する壁部と、を備える梁を提供する。

好ましくは、対向する第１および第２の壁部が前記金属部材の３つの隣接する層で形成されている。

一形態では、３つの層が第１および第２の壁部の全幅にわたっている。別の形態では、第１および第２の壁部の３つの層が、第１および第２の壁部のおよそ半分の幅にわたる２つの金属層と、第１および第２の壁部の全幅にわたる１つの層とから形成されている。１実施形態では、２つの半幅層が梁の外側を形成する。別の実施形態では、２つの半幅層が梁の内側を形成する。

梁が、その４つの隅部の第１および第２の壁部から離れる方向に向かう領域に、好ましくは前記金属部材の少なくとも２つの、最も好ましくは３つの隣接する層も含む。

梁が、好ましくは、第３および第４の壁部に複数の外側に凹んだくぼみも含む。好ましい形態では、梁が、第３および第４の壁部のそれぞれに３つの等間隔のくぼみを含み、くぼみのうち１つが継ぎ目により形成されている。

好ましくは、第１および第２の壁部が第３および第４の壁部よりも小さい。

第２の態様において、本発明は、略矩形断面の梁を略平坦な金属の単一部材からロール成形する方法であって、前記金属部材に、前記金属の少なくとも３つの層の一対の離間された平坦化部分を形成し、金属部材の外側縁部を、平坦化部分の最外端に近づくように平坦化部分と約直角に折り曲げ、折り曲げられた金属部材の外側縁部を、平坦化部分の最内端に近づくように平坦化部分と約直角に折り曲げ、金属部材の隣接する最の外側の縦方向の縁部間の接合継ぎ目を折畳む順次ステップを含む方法を提供する。

一形態では、平坦化部分が、金属部材にそれぞれ１つの基部と２つの側部を有する離間された一対のチャネルを形成し、チャネル基部を金属部材の残りの部分に対して側部を挟んで平坦化することによって形成される。

別の形態では、平坦化部分が、金属部材に１つの基部と２つの側部を有するチャネルを形成し、チャネル側部をチャネル基部に対して平坦化することによって形成される。

好ましくは、チャネル基部が、各チャネルの側部の縁部を一緒に基部から離すように延伸することによって平坦化される。

金属部材の外側縁部が、平坦化されたチャネル基部の長さの約１５％に沿って、平坦化されたチャネル基部に好ましくは約直角に折り曲げられる。金属部材の折り曲げられた外側縁部が、好ましくは、平坦化されたチャネル基部の長さの約１５％に沿って、平坦化されたチャネル基部に約直角に折り曲げられる。

方法が、金属部材の外側縁部を平坦化されたチャネル基部に対して折り曲げる前に、金属部材内に好ましくは複数の、最も好ましくは５つのくぼみを形成することも含む。好ましい形態では、３つのくぼみが平坦化されたチャネル基部間に折り畳まれ、１つのくぼみが各平坦化されたチャネル基部の外側に向かって金属部材内に折り込まれる。

好ましい実施形態の詳細な説明
まず図１〜３９を参照すると、本発明にしたがって、金属４２の単一部材からなる略矩形断面のロール成形梁４０の第１の実施形態が示されている。

図１に最も良く示したように、梁４０は、それぞれ前記金属部材４２の３つの隣接層４４ａ、４４ｂおよび４４ｃ、ならびに４６ａ、４６ｂおよび４６ｃからなる第１および第２の平行壁部４４および４６を有する。梁４０は、使用に際しては一般に、壁部４４および４６がそれぞれ梁４０の上下壁部となるように設置される。また、梁４０は、対向する第３および第４の略平行な壁部４８および５０を有し、使用に際しては梁４０の側壁部となる。壁部４８は、以下により詳細に説明されるように、金属部材４２の最も外側の縦方向の縁部４２ａおよび４２ｂを接合する折り返し継ぎ目５２を有する。

梁４０の側壁部４８は外側に凹んだくぼみ５４ａ、５４ｂおよび５４ｃをその中に有する。くぼみ５４ｂは継ぎ目５２の副生成物である。側壁部５０は３つの同様のくぼみ５６ａ、５６ｂおよび５６ｃを有する。

３層構造の上下壁部４４および４６は、２つの側壁部４８および５０間にわたる内部層４４ｃと、それぞれが２つの側壁部４８および５０間の約半分の距離にわたっている２つの半層４４ａおよび４４ｂからなる。上下壁部４４および４６の３層構造は、梁４０に強度を付加する。また、３層構造は上下壁部４４および４６から梁４０の隅部を曲がって側壁部４８および５０の方向へ伸びている。これによって、それぞれ側壁部４８および５０の全長の約１５％である領域５８において、側壁部４８および５０が補強される。

梁４０は、ＢＨＰＳｔｅｅｌＬｉｍｉｔｅｄ．により製造されるように、１１０ｍｍ（すなわち壁部４８および５０）の高さ、６０ｍｍ（すなわち壁部４４および４６）の幅を有し、０．５５ｍｍ厚のＣＯＬＯＲＢＯＮＤ（登録商標）材料から製造される。梁の２つの他の好ましいサイズは、１６０×６０×０．７５ｍｍおよび２１０×６０×１．００ｍｍである。

梁４０はロール成形機（図示せず）上のロール成形のプロセスにより形成される。ロール成形機の設定および動作は、当業者にとって明らかであるので、ここではこれ以上の詳細は説明しない。

図２〜３７は、梁４０を形成するために金属４２の部材に施される順次ロール成形段階を示す。図３８は、図２〜２１に示したロール成形段階と同等のロール成形花式図である。図３９は、図２２〜３７に示したロール成形段階と同等の別のロール成形花式図である。ロール成形図および花式図はそれ自体説明を要しないと考えられるが、ロール成形作業の一般的な説明は以下の通りである。

まず、金属４２の平坦な部材が図１１に示した形状にロール成形される。この形状は、それぞれが基部６０ａおよび２つの側部６０ｂを有する、一対の離間されたチャネル６０を有している。次に、チャネルの基部６０ａが、基部６０ａの下側に側部６０ｂを折り畳むことにより（図２１参照）、金属部材４２の残りの部分に対して側部を挟んで平坦化され、３層構造の平坦化部６２を形成する。次に、金属部材４２の外側縁部６４が平坦化部６２に対して略直角に、平坦化部６２の外側縁部に近づくように折り曲げられ、図３０に示す形状となる。次に、折り曲げられた金属部材４２の外側縁部６４が平坦化部６２の内側縁部に近づくように折り曲げられて、図３６に示す略矩形形状を形成する。次に、金属部材４２の２つの縦方向の縁部４２ａおよび４２ｂが（図１に最も良く示したように）継ぎ目５２内に折り畳まれて、図３７に示す矩形梁４０を形成する。

図４０〜７７は、梁７０の第２の実施形態およびそのロール成形方法を示す。梁１０の第１の実施形態と同じ特徴は、同じ参照番号で示されている。梁７０は、３層構造の上下壁部７２および７４が、それぞれ全幅の外層７２ａ、７４ａと、２つの中間および内半層７２ｂ、７４ｂおよび７２ｃ、７４ｃとからなる点で、梁１０と異なる。

図７８〜１１５は、梁８０の第３の実施形態およびそのロール成形方法を示す。梁１０の第１の実施形態と同じ特徴は、同じ参照番号で示されている。梁８０は、３層構造の上下壁部８２および８４が、それぞれ３つの全幅の外層８２ａ、８２ｂ、８２ｃおよび８４ａ、８４ｂ、８４ｃとからなる点で、梁１０と異なる。

図１１６は、梁９０の第４の実施形態である。梁１０の第１の実施形態と同じ特徴は、同じ参照番号で示されている。梁９０は、３層構造（図１の領域５８を参照）が内側の隅部を曲がって延びていない点で、梁１０と異なる。

上記の梁の実施形態は、既知の２部構成の梁に対して多くの利点を有する。まず、それらは若干重いが、この梁は、相当するサイズの２部材梁よりも５０〜１００％長い距離をわたすことができる。２番目に、この梁は相当するサイズの既知の２部材梁と比較して改善されたねじれ剛性を有する。３番目に、この梁は１人の作業者、単独のロール成形作業によって製造が可能であり、結果として、より低い労働コスト、より低いプラントコスト、および低減されたマニュアルハンドリングがもたらされる。４番目に、この梁は、それ以上の表面加工を必要としないプレコート金属製品を含む各種材料から製造可能である。最後に、この梁は、スチールまたは木材梁の外観を再現し、かつ継ぎ目をカモフラージュする働きを兼ねたくぼみにより審美的に美しい。

本発明は特定の例に関連して説明されてきたが、当業者には本発明を多くの他の形状で実施可能であることが理解されよう。

本発明の好ましい実施形態は、一例として、添付の図面に関連してここに説明される。
本発明の梁の第１の実施形態の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。図２〜２１に示した段階に対応するロール成形花式図である。図２２〜３７に示した段階に対応するロール成形花式図である。本発明の梁の第２の実施形態の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。図４１〜７６に示した段階に対応するロール成形花式図である。本発明の梁の第３の実施形態の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。順次ロール成形段階中の図１に示した梁の断面端面図である。図７９〜９７に示した段階に対応するロール成形花式図である。図９８〜１１３に示した段階に対応するロール成形花式図である。本発明の梁の第４の実施形態の断面端面図である。

Claims

金属の単一部材から形成される略矩形断面のロール成形梁であって、
前記金属部材の少なくとも３つの隣接する層で形成された、対向する第１および第２の略平行な壁部と、
第１および第２の壁部の間の対向する第３および第４の略平行な壁部であって、第３または第４の壁部の一方が金属部材の２つの対向する縦方向の縁部を接合する継ぎ目を有する壁部と、を備える梁。
対向する第１および第２の壁部が前記金属部材の３つの隣接する層で形成されている、請求項１に記載の梁。
３つの層が第１および第２の壁部の全幅にわたっている、請求項２に記載の梁。
第１および第２の壁部の３つの層が、第１および第２の壁部のおよそ半分の幅にわたる２つの金属層と、第１および第２の壁部の全幅にわたる１つの層とから形成されている、請求項２に記載の梁。
２つの半幅層が梁の外側を形成する、請求項４に記載の梁。
２つの半幅層が梁の内側を形成する、請求項４に記載の梁。
梁が、その４つの隅部の第１および第２の壁部から離れる方向に向かう領域に、前記金属部材の少なくとも２つの隣接する層も含む、請求項１〜６の何れか１項に記載の梁。
梁が、その４つの隅部の領域に前記金属部材の３つの前記隣接層を含む、請求項７に記載の梁。
梁が、第３および第４の壁部に複数の外側に凹んだくぼみも含む、請求項１〜８の何れか１項に記載の梁。
梁が、第３および第４の壁部のそれぞれに３つの等間隔のくぼみを含み、くぼみのうち１つが継ぎ目により形成されている、請求項９に記載の梁。
第１および第２の壁部が第３および第４の壁部よりも小さい、請求項１〜１０の何れか１項に記載の梁。
略矩形断面の梁を略平坦な金属の単一部材からロール成形する方法であって、
前記金属部材に、前記金属の少なくとも３つの層の一対の離間された平坦化部分を形成し、
金属部材の外側縁部を、平坦化部分の最外端に近づくように平坦化部分と約直角に折り曲げ、
折り曲げられた金属部材の外側縁部を、平坦化部分の最内端に近づくように平坦化部分と約直角に折り曲げ、
金属部材の隣接する最の外側の縦方向の縁部間の接合継ぎ目を折畳む順次ステップを含む方法。
平坦化部分が、金属部材にそれぞれ１つの基部と２つの側部を有する離間された一対のチャネルを形成し、チャネル基部を金属部材の残りの部分に対して側部を挟んで平坦化することによって形成される、請求項１２に記載の方法。
平坦化部分が、金属部材に１つの基部と２つの側部を有するチャネルを形成し、チャネル側部をチャネル基部に対して平坦化することによって形成される、請求項１２に記載の方法。
前記チャネル基部が、各チャネルの側部の基部から離れた縁部を近づけることによって平坦化される、請求項１３または１４に記載の方法。
金属部材の外側縁部が、平坦化されたチャネル基部の長さの約１５％に沿って、平坦化されたチャネル基部に約直角に折り曲げられる、請求項１２〜１５の何れか１項に記載の方法。
金属部材の折り曲げられた外側縁部が、好ましくは、平坦化されたチャネル基部の長さの約１５％に沿って、平坦化されたチャネル基部に約直角に折り曲げられる、請求項１６に記載の方法。
金属部材の外側縁部を平坦化されたチャネル基部に対して折り曲げる前に、金属部材内に複数のくぼみを形成することも含む、請求項１２〜１７の何れか１項に記載の方法。
好ましくは、５つの前記くぼみを形成することも含む、請求項１８に記載の方法。
３つのくぼみが平坦化されたチャネル基部間に折り畳まれ、１つのくぼみが各平坦化されたチャネル基部の外側に向かって金属部材内に折り込まれる、請求項１８または１９に記載の方法。