▪▪▪ Elevator Journal No.7 2015. 10

技術講座

エレベーターガイドレールを含む形鋼製品の最新製造技術
若月輝行（Wakatsuki Teruyuki）
大阪製鐵株式会社 商品企画部

近年、形鋼圧延技術の進歩とともに様々な顧客ニーズに合わせた新しい形状や高寸法形状精度を有する従来にないような形鋼商品が開発されています。
さらに多様な製鋼技術および形鋼材質制御技術の発展により高強度、低温靱性特性、残留応力分布などの優れた材質特性を有する形鋼商品も開発されてきています。
ここでは、それぞれの具体例を示すことで形鋼製品の最新製造技術をご理解していただき、新たな開発のニーズをご提案いただくことにより、今後のエレベーター業界の発展の一助になることを期待いたします。

図2は、従来の中小形形鋼圧延機における山形鋼の孔型

1．概要
近年の形鋼圧延技術の進歩によって開発された具体的の例を示します。このように段階的に最終形状に圧延しな商品、最新の製鋼技術および形鋼材質制御技術によりていく方法が形鋼の製造法の特徴です。

開発された商品を紹介し、エレベーターガイドレールを含めた将来の新しい形鋼開発の一助に資します。

2．形鋼圧延技術の進歩
2.1従来の圧延技術
図1に、従来の中小形形鋼圧延機とH形鋼、大形形鋼圧延機による形鋼の圧延プロセスの概要を示します。
一般的に、山形鋼や溝形鋼のような中小形形鋼は、上下ロールに“孔型”と呼ばれる形状を彫り込んで、熱間でで順番に圧延することで製造されます。
一方、H形鋼や大形形鋼は、4つの上下左右のロールを組合わせた ”ユニバーサルロール” と呼ばれるもので熱間で繰り返し圧延することで製造されます。

図2

山形鋼の製造法（孔型）の例

図3、写真1は、実際のユニバーサル圧延機の例を示します。構造がやや複雑なので、図4にロールおよび軸受けの構造を示します。この圧延機は、特にH形鋼を効率よく製造できるようになっています。

図1

従来の形鋼の圧延機

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す。山形鋼とは若干詳細な孔型形状は異なりますが、前述の山形鋼のように上下ロールに様々な孔型を工夫して軌条を製造していることが理解できます。しかしながらこの製造法では、途中の孔型に傾斜があるため最終的には頭部や足部を完全な形状に製造することは難しいのが現実です。

図3、写真1

ユニバーサル圧延機

図6

従来の軌条の圧延法（孔型法）

図7に、最新のユニバーサル圧延法による軌条の圧延方法を示します。
図4

ユニバーサル圧延機のロール構造

孔型法と比較すると、圧延途中からユニバーサル圧延機を部分的にを活用して効率よく製造できていることが実際のH形鋼は、図5のように、このユニバーサル圧延わかります。この方法で製造すると従来より頭部や足部機とH形鋼のフランジ先端を専用に圧延するエッジャーも完全な形状に製造することができ、最近の需要家から圧延機の組合わせにより、製造されています。の厳格な寸法形状要求にも対応できるようになりました。

図7
図5

最新の軌条の圧延法（ユニバーサル法）

H形鋼の実際の製造法

このように軌条の圧延技術はユニバーサル圧延機の活2.2最新の軌条圧延技術

用により、近年飛躍的に進歩してきました。

図6に、従来の孔型法による軌条の圧延方法を示しま

図8に、エレベーターガイドレールの孔型の一例を示

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します。
上述の軌条の孔型と本質的には同一な形状をしていますので、エレベーターガイドレールの圧延においてもユニバーサル圧延機を活用すれば、現状より形状の良い製品を製造できることが期待されています。

写真2

直角度を改善した溝形鋼の例

このように、従来の孔型圧延にユニバーサル圧延機を適用することで様々な顧客ニーズに応じた商品を製造することができるようになりつつあります。
写真3は、エレベーターのモーター架台の一部を示し
図8ます。溝形鋼のフランジ部はテーパーがあり、使用上課エレベーターガイドレールの孔型の例

題もありますが、上述のユニバーサル圧延機を適用すれ2.3最新の溝形鋼圧延技術

ば、例えばフランジ部がテーパーがない（厚み一定）溝図9に、溝形鋼の従来の孔型の例を示します。

形鋼を製造することも可能となると考えられます。

写真3

エレベーターのモーター架台の例（テーパー対応座金使用）

図9

溝形鋼の孔型の例

2.4最新のその他形鋼圧延技術
写真2に、従来の孔型にユニバーサル圧延機を一部導

写真4は、新幹線に使用される脱線防止装置を示して入することで、形状を改善した溝形鋼の例を示します。

います。これは、最近の鉄道機器の耐震対策のひとつでユニバーサル圧延機を最適に活用することで、寸法公差す。

がJIS基準の1/3以下に向上させた溝形鋼です。

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写真4

脱線防止装置（設置例の模型）

具体的には、写真5に示すような特殊な形鋼が使用さ

写真6

外法一定H形鋼の例

れています。製品の辺の長さが異なり、かつボルトを止めるための溝が付いていることが特徴です。

写真7は、橋梁等に用いられるグレーチングと呼ばれこれまでは、市販の山形鋼から機械加工にて製造してる鋼材を格子状に組んだ溝蓋を示します。この鋼材の格いましたが、最近の圧延技術開発により需要家での加工子材料として、図11に示すような新しい形状の形鋼が使工程省略ニーズを満足できるまでに圧延できるようにな用されています。

りました。

ボルト固定のための溝写真7
写真5

グレーチング（鋼製格子状溝蓋）の例

脱線防止用形鋼

図10に、最新のH形鋼の圧延技術例と写真6にその圧延技術によって製造された外法一定H形鋼の例を示します。図10のスキューロール圧延技術や胴幅可変仕上整形技術は日本固有の最先端技術であり、これらの圧延技術の開発により、あらゆる断面性能のH形鋼を自由に製造できるようになっています。
図11

グレーチング形鋼の例

図11から理解できますように、この鋼材は左右のフランジ部の形状（幅、厚み）が異なるのが特徴です。
従来の圧延技術では、圧延途中での圧延安定化が難しかったこのような非対称な形状の形鋼も最近の圧延技術の進歩によって製造できるようになってきています。
図10

最新の外法一定H形鋼製造技術

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3.最新の形鋼材質制御技術
3.1最新のエレベーターガイドレール材質制御
図12は、エレベーターガイドレールの材質規格の概要の比較例を示します。
エレベーターガイドレールの材質の規格は、様々で、JEAS（日本エレベーター協会規格）、ISO（国際規格）、大臣認定規格（当社社内規格）が国内では主なも

図13

材質断面均一性についてのです。
さらに最近では、ISO規格と同時に大臣認定規格を満足することまでできるように、形鋼の材質制御技術は発展しており、”DualSpec.”として新たな付加価値商品になっています。
図14には、現在使用さているDual
図12Spec.の仕様書のエレベーターガイドレールの材質規格例を示します。こ図12に示すように、最新の大臣認定規格と従来のJEASれにより、需要家やISO630規格との違いは、降伏点に上下限の規制値があは国内外向けエレることと降伏比（=降伏点/引張強さ）の規定があることベータガイドレールを同一素材で取り扱えて便利です。

図14

Dual Spec

仕様書の例です。
従来の圧延では、サイズにより圧延温度が異なるため3.2降伏点の上限を制限したり、降伏比を常に80%以下に制最新の軌条材質制御技術

図15は、重軌条の頭部焼入れの例を示します。従来御することは困難でした。

は、軌条の頭部の焼入れはオフラインで圧延後実施されしかしながら、最近の形鋼材質制御圧延技術の進歩にていましたが、最近では、インラインで圧延後そのままより経済的に実現できるようになり、図13に示すように熱処理することにより、従来よりさらに硬度を向上させエレベータガイドレールの全断面で規格を満足できるよた新商品ができるようになっています。

うにまでになりました。

図15

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頭部焼入れ軌条の例

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このように硬度が必要な部位のみ特別に硬度をあげる

3.4最新の溶接のための材質制御技術

技術もすでに実現しています。

図17は、最新の溶接性改善のために開発された鋼の例

図16は、重軌条の残留応力制御の改善例を示します。

です。

最近では、材質だけでなく、残留応力のような特性も最近では、製鋼工程でのマイクロアロイ技術やオキサ制御することができるようになり、商品パーフォマンス

イドメタラジー技術の発展により、従来では不可能で向上には重要であることもわかってきています。

あった溶接部の材質制御までも可能になってきています。

図16

軌条の残留応力分布改善例

（従来商品

NHH

⇒最新商品

HH）

3.3最新のその他材質制御技術
その他、耐火鋼、低温衝撃保証鋼、極低YP鋼、非磁性鋼等々需要家のニーズを満足する様々な材質制御技術を

図17

オキサイドメタラジー技術の例

活用した形鋼製品が商品化されています。

4．むすび
近年の形鋼圧延技術の進歩によって開発された具体的な商品、最新の製鋼技術および形鋼材質制御技術により開発された商品の一例を紹介しました。
それぞれの最新製造技術の具体例の紹介により形鋼が従来よりも様々な需要家ニーズに対応できることをご理
写真8

低温衝撃保証鋼使用の例（−20℃

解いただき、更なる発展のためにお客様から今後の新たな開発ニーズをご提案いただければ幸いです。

衝撃保証の形鋼）

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