(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接Ｈ形鋼の製造時、ウエブ材とフランジ材の溶接前に、ウエブ材の端部を、カリバーを設けた対をなすプリアップロールで圧下して左右均等のドッグボーン状に成形する装置において、
前記プリアップロールに、ウエブ材の厚みに応じた複数のカリバーを設けると共に、
これらのプリアップロールの軸方向移動機構を設けたことを特徴とする溶接Ｈ形鋼のウエブ材端部成形装置。
【請求項２】
前記対をなすプリアップロールの接離移動機構をさらに設けたことを特徴とする請求項１に記載の溶接Ｈ形鋼のウエブ材端部成形装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のウエブ材端部成形装置を用いて、溶接Ｈ形鋼の製造時、ウエブ材とフランジ材の溶接前に、ウエブ材の端部を左右均等のドッグボーン状に成形する方法において、
ウエブ材の厚み応じ、軸方向移動機構を駆動してプリアップロールを軸方向に移動し、ウエブ材の厚みに応じた最適のカリバーを選択してウエブ材端部の成形を行うことを特徴とする溶接Ｈ形鋼のウエブ材端部成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接Ｈ形鋼を製造する際にウエブ材の端部を左右均等のドッグボーン状に成形する装置、及びこの成形装置を用いた成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶接Ｈ形鋼は、一般的に高周波抵抗溶接によって製造される。この製造において、フランジ材１ｆは、図６に示すように、ウエブ材１ｗに対してＶ字状に接近させ、ウエブ材１ｗの両端部及びフランジ材１ｆの中央部に電流を集中させて加熱することにより溶接する。
【０００３】
このような高周波抵抗溶接において、一般的にウエブ材１ｗの端部とフランジ材１ｆとの溶着幅を確保するために、予めウエブ材１ｗの両端部を、対をなすプリアップロール２ａ，２ｂで圧下し、ドッグボーン状に成形する方法が採られている。
【０００４】
この圧下に使用するプリアップロールは、ウエブ材の複数の厚さに対応するために、フラットなロールが一般的に採用されている。
【０００５】
その結果、ウエブ材の両端部は、均等なドッグボーン状に成形されず、左右不均等な形状に成形される場合が多い。このような左右不均等なドッグボーン状態で溶接すると、溶接時に排出される溶鋼（ビードと称す）も均等にならないので、冷却過程における熱応力に差が発生してフランジが傾くなど、形状悪化要因の一つとなっている。
【０００６】
また溶接Ｈ形鋼の製造に使用する前記ウエブ材やフランジ材は、図７（ａ）のように熱延コイル母材３をスリッターナイフ４ａ，４ｂで例えば３条にスリットしたものを使用するが、スリットエッジが斜めに切断されるので、スリット材３ａの断面形状は、図７（ｂ）のように台形状となる。
【０００７】
スリットエッジが斜めに切断されることを抑制するには、対をなすスリッターナイフ４ａ，４ｂ間の隙間を狭くすることが必要であるが、前記隙間を狭くしすぎると、コイルエッジにチップ状のむしられた痕が残る。
【０００８】
特にウエブ材に前記痕が発生した場合、フランジ材との突合せ溶接時に溶接不良となる場合がある。従って、現状では、前記スリット材３ａの断面形状が台形状となるような条件で切断しており、ウエブ材として使用する場合は、図８にように１条毎にスリットエッジ形状が逆向きとなるようにして製造ラインに挿入している。
【０００９】
このような斜め切断部分（図９（ａ）参照）をプリアップロールで成形すると、図９（ｂ）に示すように片側の膨らみが大きくなり、溶接後は、両側の熱収縮差により図９（ｃ）のようにフランジ傾きが発生する。
【００１０】
図１０及び下記表１に、Ｈ２５０mm×Ｂ１００mm×ｔ1４．５mm×ｔ2６mmの溶接Ｈ形鋼を製造した場合の、操業中の製品１本毎（連続）の直角度寸法実績を調査した結果を示すが、コイルのスリット方向（形状）により、直角度寸法は大きく変化していることが分かる。
【００１１】
【表１】
0004135036.tif 000002
【００１２】
このようなことから、溶接Ｈ形鋼の製造において、ウエブ材を均等なドッグボーン状に成形することを目的とした技術が提案されている。
【００１３】
例えば特許文献１では、カリバーを設けたプリアップロールと側部拘束ロールを製品のサイズに対応したロール組みでセットしたロールカセットとすることで、ロールの組み替え作業を、稼働率を落とすことなく行えるようにする技術が開示されている。
【特許文献１】特開平９−２５３７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１で開示された技術も、ウエブ材の厚さ（サイズ）が替わるたびにロールカセットを交換しなければならないので、ウエブ材の厚さ毎にロールを保有しなければならない。またロールカセットの交換作業が必要で、製造ラインの稼動率が悪くなる。
【００１５】
本発明が解決しようとする問題点は、溶接Ｈ形鋼の製造に際して行われるウエブ材端部の左右均等なドッグボーン状の成形を、従来は、製造ラインの稼働率を落とすことなく行うことができないという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の溶接Ｈ形鋼のウエブ材端部成形装置は、
ウエブ材端部に施す左右均等なドッグボーン状の成形を、製造ラインの稼働率を落とすことなく行えるようにするために、
溶接Ｈ形鋼の製造時、ウエブ材とフランジ材の溶接前に、ウエブ材の端部を、カリバーを設けた対をなすプリアップロールで圧下して左右均等のドッグボーン状に成形する装置において、
前記プリアップロールに、ウエブ材の厚みに応じた複数のカリバーを設けると共に、
これらのプリアップロールの軸方向移動機構を設けたことを最も主要な特徴としている。
【００１７】
本発明のウエブ材端部成形装置を用いて、溶接Ｈ形鋼の製造時、ウエブ材とフランジ材の溶接前に、ウエブ材の端部を左右均等のドッグボーン状に成形するには、
ウエブ材の厚み応じ、軸方向移動機構を駆動してプリアップロールを軸方向に移動し、ウエブ材の厚みに応じた最適のカリバーを選択してウエブ材端部の成形を行えばよい。これが本発明の溶接Ｈ形鋼のウエブ材端部成形方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ウエブ材の厚みが変った場合でも、プリアップロールを組み替えることなく、軸方向に移動してウエブ材の厚みに応じた最適のカリバーを選択するだけで良いので、製造ラインの稼働率を落とすことなく、ウエブ材の端部に左右均等のドッグボーン状の成形が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の溶接Ｈ形鋼のウエブ材端部成形装置の概略図である。
【００２０】
図１において、１１はウエブ材とフランジ材を溶接する溶接装置の上流に配置され、ウエブ材の両端部を、対をなすプリアップロール１２ａ，１２ｂで圧下して、左右均等なドッグボーン状に成形するウエブ材端部成形装置である。
【００２１】
本発明では、ウエブ材端部成形装置１１の構成要素である前記対をなすプリアップロール１２ａ，１２ｂに、端部を成形するウエブ材の厚みに応じた、例えば４つのカリバー１２ａａ，１２ｂａを、軸方向に設けている。
【００２２】
そして、一定のパスラインを送られてくるウエブ材の端部を成形する際に、ウエブ材の厚さに応じた最適のカリバー１２ａａ，１２ｂａを選択できるよう、本発明では、プリアップロール１２ａ，１２ｂの軸方向移動機構１３を設けている。
【００２３】
この軸方向移動機構１３として、図１の例ではシリンダ装置を使用しているが、軸方向に移動可能で、所定の位置で固定できるものであれば、ジャッキ装置やラックとピニオンを用いたものなど、どのような構成でも良い。
【００２４】
また、対をなすプリアップロール１２ａ，１２ｂは、接離移動機構１４によってウエブ材の板幅に応じて最適な間隔に調整できるようになっている。この接離移動機構１４も、対をなすプリアップロール１２ａ，１２ｂが接近移動、離反移動ができるものであれば、その構成は問わないが、図１のように、モータＭで逆ねじを設けたねじ軸１４ａを正逆回転させることで、パスラインを中心として同調して接離移動できるものが望ましい。
【００２５】
このような構成の本発明のウエブ材端部成形装置１１を用いて、ウエブ材とフランジ材の溶接前に、ウエブ材の端部を左右均等のドッグボーン状に成形するには以下のように行う。
【００２６】
先ずウエブ材の厚み応じて、軸方向移動機構１３を駆動し、プリアップロール１２ａ，１２ｂを軸方向に移動してウエブ材の厚みに応じた最適のカリバー１２ａａ，１２ｂａを選択する。このカリバー１２ａａ，１２ｂａの選択と共に、ウエブ材の板幅に応じて、接離移動機構１４を駆動し、対をなすプリアップロール１２ａ，１２ｂ間の距離を調整する。
【００２７】
以上の調整が完了した状態で、一定のパスラインを搬送されてくるウエブ材に対して、プリアップロール１２ａ，１２ｂでウエブ材の両端部を成形する。これが本発明の溶接Ｈ形鋼のウエブ材端部成形方法である。
【００２８】
このような本発明では、ウエブ材の厚さ毎にプリアップロール１２ａ，１２ｂを交換していた作業を省略できるので、板厚が複数種類ある溶接軽量Ｈ形鋼の製造に際し、プリアップロール１２ａ，１２ｂの組み替えに要する時間を削減でき、製造ラインの稼働率を落とすことがない。
【００２９】
また、プリアップロール１２ａ，１２ｂにカリバーロールを採用するので、ウエブ材の端部を左右均等なドッグボーン状に成形でき、溶接時に排出されるビードの形状を左右均一にし、溶接後冷却過程における熱応力差を低減して、フランジの傾きを防止できる。
【実施例】
【００３０】
次に、本発明の効果を確認するために行った実施結果について説明する。
【００３１】
Ｈ２００mm×Ｂ１００mm×ｔ1３．２mm×ｔ2４．５mmの溶接Ｈ形鋼製造に際し、図２（ａ）のように既設のプリアップロール１２ａ，１２ｂを搬送ライン方向に４基並べたうちのＮｏ．１とＮｏ．４のプリアップロール１２ａ，１２ｂに、図２（ｂ）（ｃ）に示すカリバーを形成したものを使用して端部を成形した（板幅方向の圧下量は２mm）。
【００３２】
その際のウエブ材のエッジ形状の観察結果の一例を図３に示すが、プリアップロールとしてフラットロールを使用した場合は、端部を成形した後の形状は、カリバーロールを使用した場合と比較して、左右の膨らみに差が発生した。
【００３３】
一方、スリット材を使用した場合の直角度寸法については、フラットロールを使用した場合は、図１０及び表１に示したように、スリット方向によって大きく変化するのに対し、カリバーロールを使用した場合は、図４及び表２に示すように、スリット方向による変化は低減される。なお、図１０と図４は同じ寸法の溶接Ｈ形鋼を製造した場合の結果を示したものである。
【００３４】
【表２】
0004135036.tif 000003
【００３５】
このようなことから、溶接後のフランジ直角度の結果も、図５に示すように、フラットロールを使用した場合は、溶接後、膨らみ部の熱収縮差によりフランジ傾きが発生し、フランジ直角度寸法が大きくなった。またコイル条変わりによるバラツキも１mmと大きかった。
【００３６】
これに対して、カリバーロールを使用した場合は、フランジ直角度寸法が小さく、またコイル条変わりによるバラツキも０．３mmと小さくなって、ウエブ端部の形状不均等による形状不良率は従来の１／５程度に改善されることが確認できた。
【００３７】
さらに、本発明では上記の効果に加えて、ウエブ材の厚みが変った場合でも、プリアップロールを組み替える必要がないので、ウエブ材の厚みが変った場合のライン停止時間は従来の１５分から３分に減少する。
【００３８】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の溶接Ｈ形鋼の端部成形装置の概略図である。
【図２】（ａ）はプリアップロールを搬送ライン方向に４基並べた際の概略図、（ｂ）はＮｏ．１プリアップロールに形成したカリバーの説明図、（ｃ）はＮｏ．４プリアップロールに形成したカリバーの説明図である。
【図３】ウエブ材のエッジ形状の観察結果の一例を示した図である。
【図４】カリバーロールで端部を成形したウエブ材を用いて溶接Ｈ形鋼を製造した場合の、操業中の製品１本毎（連続）の直角度寸法実績を調査した結果を示した図である。
【図５】溶接後のフランジ直角度の結果を示した図である。
【図６】溶接Ｈ形鋼の製造方法について説明する概略斜視図である。
【図７】溶接Ｈ形鋼の製造に使用するウエブ材やフランジ材の説明図で、（ａ）は熱延コイル母材をスリッターナイフで３条にスリットする場合の説明図、（ｂ）はスリット材の断面形状を説明する断面図である。
【図８】スリット材をウエブ材として使用する場合の製造ラインへの挿入状態を説明する図である。
【図９】（ａ）はウエブ材端部の斜め切断形状を示す図、（ｂ）は斜め切断形状の端部をプリアップロールで成形した場合を示した図、（ｃ）は溶接後にフランジ傾きが発生する状態を示した図である。
【図１０】フラットロールで端部を成形したウエブ材を用いて溶接Ｈ形鋼を製造した場合の、操業中の製品１本毎（連続）の直角度寸法実績を調査した結果を示した図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ｗ    ウエブ材
１ｆ    フランジ材
１１    ウエブ材端部成形装置
１２ａ，１２ｂ    プリアップロール
１２ａａ，１２ｂａ    カリバー
１３    軸方向移動機構
１４    接離移動機構
【要約】
【課題】ウエブ材端部の左右均等なドッグボーン状の成形を、製造ラインの稼働率を落とすことなく行えるようにする。
【解決手段】溶接Ｈ形鋼の製造時、ウエブ材１ｗとフランジ材１ｆの溶接前に、ウエブ材１ｗの端部を、カリバー１２ａａ，１２ｂａを設けた対をなすプリアップロール１２ａ，１２ｂで圧下して左右均等のドッグボーン状に成形する装置１１である。プリアップロール１２ａ，１２ｂに、ウエブ材１ｗの厚みに応じた複数のカリバー１２ａａ，１２ｂａを設ける。これらのプリアップロール１２ａ，１２ｂの軸方向移動機構１３を設ける。ウエブ材１ｗの厚み応じ、軸方向移動機構１３を駆動してプリアップロール１２ａ，１２ｂを軸方向に移動し、ウエブ材１ｗの厚みに応じた最適のカリバー１２ａａ，１２ｂａを選択してウエブ材端部の成形を行う。
【効果】製造ラインの稼働率を落とすことなく、ウエブ材の端部に左右均等のドッグボーン状の成形が可能になる。
【選択図】図１【図１】
0004135036.tif 000004
【図２】
0004135036.tif 000005
【図４】
0004135036.tif 000006
【図５】
0004135036.tif 000007
【図６】
0004135036.tif 000008
【図７】
0004135036.tif 000009
【図８】
0004135036.tif 000010
【図９】
0004135036.tif 000011
【図１０】
0004135036.tif 000012
【図３】
0004135036.tif 000013