(57)【要約】【課題】コイル溶接部が異形断面加工される際の破断を防ぎ、異形断面条材の生産性を向上させて製造コストを低減することができる平板状条材の溶接方法を提供する。【解決手段】圧延加工面が先端側からＶ字状に末広がりとなっている突起部４１ａ，４１ｂを有する平盤状Ｖ型ダイス４０と、平盤状Ｖ型ダイス４０の圧延加工面に対向して設けられた遊星圧延ロール５１とを備えた異形断面条材製造装置５０を用い、平盤状Ｖ型ダイス４０と遊星圧延ロール５１との間に、所定長さの平板状条材５３が巻かれたコイル５４から平板状条材５３を導入して平板状条材５３を異形断面条材６２へ連続的に圧延加工するに際し、コイル交換時に交換前の前コイル５４と交換後の次コイル１１の平板状条材５３の条材端面を互いに嵌合する嵌め合い形状に切断し、嵌め合い形状に切断した条材端面同士を嵌め合わせた後溶接する方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延加工面が先端側からＶ字状に末広がりとなっている突起部を有する平盤状Ｖ型ダイスと、前記平盤状Ｖ型ダイスの圧延加工面に対向して設けられた圧延ロールとを備えた異形断面条材製造装置を用い、前記平盤状Ｖ型ダイスと前記圧延ロールとの間に、所定長さの平板状条材が巻かれたコイルから前記平板状条材を導入して前記平板状条材を異形断面条材へ連続的に圧延加工するに際し、コイル交換時に交換前の前コイルと交換後の次コイルの平板状条材の条材端面を溶接する平板状条材の溶接方法において、
前記前コイルと前記次コイルの平板状条材の条材端面を互いに嵌合する嵌め合い形状に切断し、嵌め合い形状に切断した条材端面同士を嵌め合わせた後溶接することを特徴とする平板状条材の溶接方法。
【請求項２】
前記前コイルと前記次コイルの平板状条材の条材端面を互いに嵌合する凹凸型の嵌め合い形状に加工する請求項１に記載の平板状条材の溶接方法。
【請求項３】
前記前コイルと前記次コイルの平板状条材の条材端面を互いに嵌合する鈎型の嵌め合い形状に加工する請求項１に記載の平板状条材の溶接方法。
【請求項４】
前記前コイルと前記次コイルの平板状条材の条材端面を互いに嵌合するＴ字型の嵌め合い形状に加工する請求項１に記載の平板状条材の溶接方法。
【請求項５】
前記前コイルと前記次コイルの平板状条材の条材端面を互いに嵌合する円状の凹凸型の嵌め合い形状に加工する請求項１に記載の平板状条材の溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平盤状Ｖ型ダイスと圧延ロールとを組み合わせてなる異形断面条材製造装置に平板状条材を導入して異形断面条材を連続的に製造するに際し、コイル交換時に平板状条材の条材端面を溶接する平板状条材の溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平板状条材を加工して、薄板部と厚板部とを有する段付きの異形断面を備えた異形断面条材を製造する方法としては、一般に、所定の部分を切削・研削除去する方法、溝ロールと平ロールとで交互に圧延する方法、Ｖ字状の突起部が設けられた平盤状Ｖ型ダイス（金型）を用いた圧延方法があるが、近年、例えば特許文献１や特許文献２等によって、平盤状Ｖ型ダイスを用いた圧延による製造方法や装置が提案され、高い生産性で段付きの異形断面条材を製造することが可能となってきている。
【０００３】
図４は、そのような平盤状Ｖ型ダイスを示す図である。
【０００４】
図４に示すように、平盤状Ｖ型ダイス４０は、先端からＶ字状に末広がりの形状をなすＶ字状の突起部４１ａ，４１ｂと、そのほぼ中央部を貫通するように設けられた溝部４２とが、基台４３上に形成されている。
【０００５】
突起部４１ａ，４１ｂの両脇には、平坦な基面４４ａ，４４ｂが設けられており、この基面４４ａ，４４ｂと突起部４１ａ，４１ｂとは、斜面４５ａ，４５ｂで接続され、これらの面は連続的に形成されている。
【０００６】
この平盤状Ｖ型ダイス４０は一般に、金型製作用の金属ブロック材を研削加工する工程等を含んだ製造方法によって作製される。
【０００７】
このような平盤状Ｖ型ダイス４０の突起部４１ａ，４１ｂが形成された面（以下、圧延加工面という）に対して加工対象の平板状条材を配置し、その平板状条材上を移動する押圧用ロール等によって押圧力を印加することで、その平板状条材を平盤状Ｖ型ダイス４０に押圧プレス加工する。図５に、平板状条材を平盤状Ｖ型ダイス４０に押圧プレス加工する異形断面条材製造装置の概略を示す。
【０００８】
図５に示すように、異形断面条材製造装置５０は、円周上に複数の押圧用ロールとしての遊星圧延ロール（圧延ロール）５１を配置してなる遊星圧延機５２の外周に、突起部４１ａ，４１ｂを有する圧延加工面を内側にして湾曲させた平盤状Ｖ型ダイス４０を配置して構成され、その平盤状Ｖ型ダイス４０と遊星圧延機５２の間に平板状条材５３を供給（導入）することにより、平板状条材５３を連続的に押圧プレス加工する。
【０００９】
そして、図６に示すように、その押圧プレス加工した後に平板状条材５３を平盤状Ｖ型ダイス４０の先端（Ｖ字先端）から末広がりの後方（図４〜６の白抜き矢印の方向）へと移動させる前方張力を加える。この動作を所定の長さごとに繰り返すことにより、平板状条材５３のうち平盤状Ｖ型ダイス４０の溝部４２を通過した部分を厚板部６０となし、平盤状Ｖ型ダイス４０の突起部４１ａ，４１ｂを経由した部分（つまり、平板状条材５３の左右両脇の部分）を薄板部６１となして、長手方向全長に亘って略直線的に連続した異形断面形状を有する異形断面条材６２が形成される。
【００１０】
この異形断面形状の加工プロセスでは、加工対象の平板状条材５３が平盤状Ｖ型ダイス４０の突起部４１ａ，４１ｂに沿って、そのＶ字の先端から後方へと末広がりに圧延されていくことで、平板状条材５３のうち突起部４１ａ，４１ｂを経由した部分は薄板部６１となる。
【００１１】
他方、平盤状Ｖ型ダイス４０の溝部４２では、突起部４１ａ，４１ｂが設けられておらず、底面が平坦な基面４４ａ，４４ｂと連続した平面となっているのであるから、この溝部４２を通った部分の平板状条材５３は、突起部４１ａ，４１ｂよりも圧延量が少ないままに平盤状Ｖ型ダイス４０を通過する。従って、この部分が厚板部６０となる。
【００１２】
このようにして、厚板部６０と薄板部６１とを幅方向に混在するように形成してなる段付きの異形断面条材６２が、高い生産性で製造される。このような作業はコイル（所定長さの平板状条材が巻かれたもの）５４ごとに行われる。
【００１３】
通常、コイル交換時には交換前の前コイルと交換後の次コイルの平板状条材の条材端面同士を溶接により接続する。この接続方法、即ち平板状条材の溶接方法は、次コイルを異形断面条材製造装置５０に設置し、前コイルの平板状条材の条材端末と次コイルの平板状条材の条材先端を、シャーリングユニットを用いて平板状条材の幅方向を直線形状に切断（カット）し、この切断した平板状条材の条材端面同士を突き合わせてＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ  Ｉｎｅｒｔ  Ｇａｓ）溶接等で接続する方法である。
【００１４】
前コイルと次コイルの平板状条材の条材端面同士を接続した後は、遊星圧延ロール５１と平盤状Ｖ型ダイス４０とのギャップを保ったまま加工を開始し、コイル溶接部も異形断面形状に加工して異形断面条材製造装置５０を通過させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特許第３５２０７７０号公報
【特許文献２】特許第２７５６４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ここでの問題点は、コイル溶接部が異形断面条材製造装置５０を通過して異形断面加工される際に破断するトラブルが生じ、治工具の破損及びトラブル対応により異形断面条材６２の生産性が悪化し、コストアップにつながることである。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、コイル溶接部が異形断面加工される際の破断を防ぎ、異形断面条材の生産性を向上させて製造コストを低減することができる平板状条材の溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成するために創案された本発明は、圧延加工面が先端側からＶ字状に末広がりとなっている突起部を有する平盤状Ｖ型ダイスと、前記平盤状Ｖ型ダイスの圧延加工面に対向して設けられた圧延ロールとを備えた異形断面条材製造装置を用い、前記平盤状Ｖ型ダイスと前記圧延ロールとの間に、所定長さの平板状条材が巻かれたコイルから前記平板状条材を導入して前記平板状条材を異形断面条材へ連続的に圧延加工するに際し、コイル交換時に交換前の前コイルと交換後の次コイルの平板状条材の条材端面を溶接する平板状条材の溶接方法において、前記前コイルと前記次コイルの平板状条材の条材端面を互いに嵌合する嵌め合い形状に切断し、嵌め合い形状に切断した条材端面同士を嵌め合わせた後溶接する平板状条材の溶接方法である。
【００１９】
前記前コイルと前記次コイルの平板状条材の条材端面を互いに嵌合する凹凸型の嵌め合い形状に加工すると良い。
【００２０】
前記前コイルと前記次コイルの平板状条材の条材端面を互いに嵌合する鈎型の嵌め合い形状に加工しても良い。
【００２１】
前記前コイルと前記次コイルの平板状条材の条材端面を互いに嵌合するＴ字型の嵌め合い形状に加工しても良い。
【００２２】
前記前コイルと前記次コイルの平板状条材の条材端面を互いに嵌合する円状の凹凸型の嵌め合い形状に加工しても良い。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、コイル溶接部が異形断面加工される際の破断を防ぎ、異形断面条材の生産性を向上させて製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】嵌め合い形状の一例を示す図である。
【図２】嵌め合い形状の一例を示す図である。
【図３】嵌め合い形状の一例を示す図である。
【図４】異形断面条材製造装置に用いられる平盤状Ｖ型ダイスを示す図である。
【図５】異形断面条材製造装置を示す図である。
【図６】平盤状Ｖ型ダイスを用いて行われる加工工程を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２６】
先ず、異形断面条材の製造方法に用いる平盤状Ｖ型ダイス及び異形断面条材製造装置について説明する。
【００２７】
図４に示したように、平盤状Ｖ型ダイス４０は、先端からＶ字状に末広がりの形状をなすＶ字状の突起部４１ａ，４１ｂと、そのほぼ中央部を貫通するように設けられた溝部４２とを、基台４３の平坦な上面に設けてなるものである。
【００２８】
突起部４１ａ，４１ｂの平面的な形状は、尖った先端から末広がりにＶ字状となっており、その中央部を貫通するように溝部４２が設けられている。この突起部４１ａ，４１ｂのＶ字状の外形を構成している斜面４５ａ，４５ｂには、加工対象の平板状条材に対して円滑な圧延を行うことができるように、適度な傾斜角度が与えられている。
【００２９】
突起部４１ａ，４１ｂの両脇には、平坦な基面４４ａ，４４ｂが露出している。この基面４４ａ，４４ｂと溝部４２の底面とは、同一の平面として連続している。換言すれば、基面４４ａ，４４ｂと溝部４２の底面とは同じ高さとなっている。
【００３０】
この平盤状Ｖ型ダイス４０は、例えば金型製作用の金属ブロック材を研削加工して作製される。
【００３１】
図５に示したように、異形断面条材製造装置５０は、円周上に複数の遊星圧延ロール５１を配置してなる遊星圧延機５２の外周に、突起部４１ａ，４１ｂを有する圧延加工面を内側にして湾曲させた平盤状Ｖ型ダイス４０を配置して構成される。
【００３２】
図示していないが、平盤状Ｖ型ダイス４０の圧延加工面と反対側の面は、装置ハウジングに取り付けられた寸法調整手段等で支持されている。
【００３３】
遊星圧延機５２は、軸５５を中心に回転自在に設けられたロータ５６と、このロータ５６と軸芯を同じくするが回転はしない車輪状レール５７と、その円周上に等間隔に支持された複数（図５では、８個）の遊星圧延ロール５１とからなる。
【００３４】
車輪状レール５７の平盤状Ｖ型ダイス４０と対向する部分は、その平盤状Ｖ型ダイス４０とほぼ同じ長さの直線部５８となっている。この直線部５８は、遊星圧延機５２の軸芯と対称の位置になるように設けられている。従って、平盤状Ｖ型ダイス４０も遊星圧延機５２の軸芯と対称の位置になるように設けられている。
【００３５】
遊星圧延機５２の円周上に等間隔に支持された８個の遊星圧延ロール５１は、その軸芯がロータ５６の軸５５に対してその放射方向に動き得るように弾性部材５９により弾性的に支持されている。弾性部材５９としては、例えば圧縮バネや引張バネ、流体圧シリンダ、ゴム等を用いる。
【００３６】
なお、遊星圧延ロール５１の数は、８個に限定されるものではなく、所望に応じて適宜変更可能である。
【００３７】
次に、この異形断面条材製造装置５０を用いた異形断面条材の製造方法を説明する。
【００３８】
平盤状Ｖ型ダイス４０と遊星圧延機５２の間に銅などからなる平板状条材５３を供給（導入）することにより、平板状条材５３を連続的に押圧プレス加工する。
【００３９】
そして、図６に示したように、その押圧プレス加工した後に平板状条材５３を平盤状Ｖ型ダイス４０の先端（Ｖ字先端）から末広がりの後方（図４〜６の白抜き矢印の方向）へと移動させる前方張力を加える。この動作を所定の長さごとに繰り返すことにより、平板状条材５３のうち平盤状Ｖ型ダイス４０の溝部４２を通過した部分を厚板部６０となし、平盤状Ｖ型ダイス４０の突起部４１ａ，４１ｂを経由した部分（つまり、平板状条材５３の左右両脇の部分）を薄板部６１となして、長手方向全長に亘って略直線的に連続した異形断面形状を有する異形断面条材６２が形成される。
【００４０】
この異形断面形状の加工プロセスでは、加工対象の平板状条材５３が平盤状Ｖ型ダイス４０の突起部４１ａ，４１ｂに沿って、そのＶ字の先端から後方へと末広がりに圧延されていくことで、平板状条材５３のうち突起部４１ａ，４１ｂを経由した部分は薄板部６１となる。
【００４１】
他方、平盤状Ｖ型ダイス４０の溝部４２では、突起部４１ａ，４１ｂが設けられておらず、底面が平坦な基面４４ａ，４４ｂと連続した平面となっているのであるから、この溝部４２を通った部分の平板状条材５３は、突起部４１ａ，４１ｂよりも圧延量が少ないままに平盤状Ｖ型ダイス４０を通過する。従って、この部分が厚板部６０となる。
【００４２】
このように加工が行われるが、平板状条材５３が巻かれてなるコイル（素材）５４の長さには制限があるため、コイル交換が必要となる。コイル交換前後のコイル間の接続はＴＩＧ溶接等で行われるが、前述したように、前コイル５４の平板状条材５３の条材端末と次コイルの平板状条材５３の条材先端を、シャーリングユニットを用いて平板状条材５３の幅方向を直線形状に切断し、この切断した平板状条材５３の条材端面同士を突き合わせて溶接が行われる。
【００４３】
このコイル溶接部が異形断面条材製造装置５０を通過して異形断面加工される際、コイル溶接部の破断が生じやすく、治工具の破損や異形断面条材６２の生産性の悪化を招く。
【００４４】
そこで、本発明においては、前コイル５４と次コイルの平板状条材５３の条材端面を互いに嵌合する嵌め合い形状に切断し、嵌め合い形状に切断した条材端面同士を嵌め合わせた後溶接するようにした。
【００４５】
嵌め合い形状としては、図１に示すような凹凸型の嵌め合い形状、図２に示すような鈎型の嵌め合い形状、図３に示すようなＴ字型の嵌め合い形状、或いはジグソーパズルのような丸みを帯びた（円状の凹凸型の）嵌め合い形状等が考えられる。
【００４６】
このように、前コイル５４と次コイル１１の平板状条材５３の条材端面を互いに嵌合する嵌め合い形状に切断し、嵌め合い形状に切断した条材端面同士を嵌め合わせた後溶接することにより、コイル溶接部１２における溶接強度を向上させることができる。
【００４７】
よって、本発明によれば、コイル溶接部１２が異形断面加工される際の破断を防ぎ、異形断面条材６２の生産性を向上させて製造コストを低減することができる。
【実施例】
【００４８】
前述した平盤状Ｖ型ダイス４０を備えた異形断面条材製造装置５０を用い、異形断面条材を連続的に製造した。具体的には、厚さ２ｍｍ、幅４５ｍｍの平板状銅条材をセットし、圧延ロール回転数６０ｒｐｍ、ライン速度６ｍ／ｍｉｎで厚板部２ｍｍ、薄板部０．５ｍｍの異形断面銅条材に加工した。
【００４９】
作業後、前コイルの平板状銅条材の条材端末と次コイルの平板状銅条材の条材先端を、直線形状、図１に示した凹凸型の嵌め合い形状、図２に示した鈎型の嵌め合い形状、及び図３に示したＴ字型の嵌め合い形状に切断し、直線形状、或いは各種嵌め合い形状に切断した条材端面同士を嵌め合わせた後、アルゴン溶接を行った。
【００５０】
その後、厚板部１．５ｍｍ、薄板部０．４ｍｍになるギャップを異形断面条材製造装置５０が保持した状態で加工を開始し、コイル溶接部を同様の板厚に異形断面加工した。
【００５１】
そして、異形断面条材製造装置５０を用いたコイル溶接部の加工を３０回行い、直線形状、或いは各種嵌め合い形状に切断した場合のコイル溶接部における破断率を比較した。その結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
表１から分かるように、各種嵌め合い形状に切断した場合は、直線形状に切断した場合に比べてコイル溶接部における破断率が低く良好な結果が得られた。特に、鈎型の嵌め合い形状、Ｔ字型の嵌め合い形状に切断した場合は破断率が０％であり、非常に優れた結果が得られた。
【符号の説明】
【００５４】
１１  次コイル
１２  コイル溶接部
４０  平盤状Ｖ型ダイス
４１ａ，４１ｂ  突起部
５０  異形断面条材製造装置
５１  遊星圧延ロール
５３  平板状条材
５４  前コイル
６２  異形断面条材
【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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