JP2015205289A - ロール成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】厚肉化を図ることなく、ロール成形によって得られるチャンネル材の強度を、従来よりも高め得るようにしたロール成形方法を提供することを課題とする。【解決手段】複数段のロールスタンドに帯板状の素材金属板を順次通過させて、ロールスタンドの各段で、長さ方向に直交する面内に順次曲げを加えていき、最終的に、長さ方向に直交する方向の断面形状として複数の曲り部を有する成形製品を得るためのロール成形方法において、いずれか１段以上のロールスタンドにおいて、最終的な成形製品の曲り部とならない部位に曲げを付与し、かつそれよりも後段の１段以上のロールスタンドにおいて前記部位の曲げを戻し、これによって成形製品の曲り部とならない部位の強度を向上させる。【選択図】図１

Description

本発明は、鋼などの金属からなる帯板状の板材をその長さ方向に沿ってロール成形して、横断面形状が長さ方向に実質的に連続する例えばチャンネル材（溝型鋼）などの成形品を製造するロール成形方法に関するものである。

少なくとも、長さ方向に沿って延びる平坦な底板部（溝の底部）と、その底板部の幅方向の両端から、所定の角度で曲げられかつ底板の長さ方向に沿って延びる縦壁部とを有するチャンネル材、すなわちいわゆる溝型鋼は、自動車などの輸送用機器、建材、あるいは気化器構造用部品などにおいて広く使用されている。この種のチャンネル材の代表的なものとしては、長さ方向に対して直交する断面の形状がハット型のもの、あるいはＣ型もしくはコ型のもの、Ｍ型のものなどが代表的であり、いずれもこのようなハット型、Ｃ型などの断面形状が長さ方向に連続するように成形されている。このような成形品、すなわちチャンネル材(溝型鋼）を製造するための方法としては、一般に複数段のロールスタンドによって連続的に成形するロール成形が適用されている（例えば特許文献１、２、非特許文献１参照）。

図１２に、ロール成形によって成形されるチャンネル材の一例として、長さ方向ＬＤに対して直交する断面がハット型のチャンネル材１０Ａを示す。このチャンネル材１０Ａは、その長さ方向に連続する平坦な底板部１２の幅方向両端から、図の例えば上方に所定のθ１で曲げられて、縦壁部１４Ａ、１４Ｂが形成され、更にその縦壁部１４Ａ、１４Ｂのそれぞれの上端が、角度θ２で水平方向外側に曲げられてフランジ部１６Ａ、１６Ｂが形成されている。ここで、底板部１２から角度θ１で曲げられた箇所を、底板側曲げ部１８Ａ、１８Ｂと称し、縦壁部１４Ａ、１４Ｂから角度θ２で曲げられた箇所を、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂと称することとする。

また図１３には、ロール成形によって成形されるチャンネル材の一例として、長さ方向ＬＤに対して直交する断面がＣ型をなすチャンネル材１０Ｂを示す。但しここでは、いわゆるリップ付きのＣ型断面チャンネル材（リップ溝型鋼）を示している。このチャンネル材１０Ｂは、その長さ方向に連続する平坦な底板部１２の幅方向両端から、図の例えば上方に所定のθ１（通常は９０度）で曲げられて、縦壁部１４Ａ、１４Ｂが形成され、更にその縦壁部１４Ａ、１４Ｂのそれぞれの上端が、角度θ３（通常は９０度）で水平方方向内側に曲げられてリップ部１７Ａ、１７Ｂが形成されている。ここで、底板部１２から角度θ１で曲げられた箇所を、前記同様に底板側曲げ部１８Ａ、１８Ｂと称し、縦壁部１４Ａ、１４Ｂから角度θ３で曲げられた箇所を、リップ側曲げ部１５Ａ、１５Ｂと称することとする。

前述のような断面がハット型あるいはＣ型などのチャンネル材１０Ａ、１０Ｂを、ロール成形法によって成形するに当たっては、複数段のロールスタンドを連続的に通過させて、各ロールスタンドの上下の成形用ロールによって順次曲げ角度を増大させ、最終的に図１２あるいは図１３に示すような製品形状に仕上げるのが通常である。

断面がハット型のチャンネル材１０Ａをロール成形法によって得る場合の従来の例について、図１４を参照して説明し、また断面がＣ型のリップ付きチャンネル材１０Ｂを、ロール成形法によって得る場合の従来の例について、図１５を参照して説明する。なおここでは、いずれの場合も６段のロールスタンドを用いた例として示している。またこれらのロール成形法において使用されるロールの形状の一例を、図１６に模式的に示す。

図１６に示しているように、上側ロール２１と下側ロール２２とは、その外周面の凹凸が互いに対応する形状をなす、いわゆる穴型ロールとされ、このような上側ロール２１と下側ロール２２との間に素材鋼板を挟んで圧下することにより、各曲げ部が形成されていく。この例では、上型ロール２１の胴部中央部が半径方向が外方に凸型（外径Ｄｔ）となり、下型ロール２２の胴部中央部が半径方向が凹型（内径Ｄｂ）となって、その間においてチャンネル材の底板部が形成されるようになっている。

このようなロールを用いて断面ハット型のチャンネル材を、例えば６段のロールスタンドＳ１〜Ｓ６を用いた従来のロール成形法によって製造する場合、図１４に示しているように、初段（第１段）のロールスタンドＳ１において、先ず素材鋼板２３における製品（図１２）の底板側曲げ部１８Ａ、１８Ｂとなるべき箇所を、比較的小さい角度θ１１で曲げ、次の第２段のロールスタンドＳ２において、底板側曲げ部１８Ａ、１８Ｂとなる箇所の曲げ角度をθ１２に増大させると同時に、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂとなる箇所を、比較的小さい角度θ２１で曲げる。続く第３段のロールスタンドＳ３において、底板側曲げ部１８Ａ、１８Ｂとなる箇所の曲げ角度をθ１３に増大させると同時に、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂとなる箇所の曲げ角度をθ２２に増大させる。以下順次同様の過程を繰り返し、最終段（第６段）のロールスタンドＳ６により、底板側曲げ部１８Ａ、１８Ｂとなる箇所の曲げ角度をθ１６（＝θ１）に仕上げる同時に、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂとなる箇所の曲げ角度をθ２５（＝１８０度−θ２）に仕上げる。
具体的な各ロールスタンドＳ１〜Ｓ６の各段階における底板側曲げ部１８Ａ、１８Ｂおよびフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂの角度の例、及び上型ロール２１の胴部中央部の外径Ｄｔ、下型ロール２２の胴部中央部の内径Ｄｂの例を、表１に示す。

またリップ付きのＣ型断面を有するチャンネル材１０Ａを、例えば６段のロールスタンドＳ１〜Ｓ６によって成形する場合、図１５に示しているように、初段（第１段）のロールスタンドＳ１においては、素材鋼板２３に対して、リップ側曲げ部１５Ａ、１５Ｂに相当する部位に曲げを与え、第２段、第３段のロールスタンドＳ２、Ｓ３でその曲げを順次増大（曲げ角度）させて、θ１６（＝θ１≒９０度）に至らしめ、第４段のロールスタンドＳ４において、底板側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する部位に曲げを付与し、第５段、第６段のロールスタンドＳ５、Ｓ６でその曲げを順次増大（曲げ角度）させて、θ３６（＝１８０°−θ３≒９０度）に至らしめ、最終的にリップ付きＣ型断面のチャンネル材１０Ａの製品とする。

このように、図１４あるいは図１５に示す従来方法の場合、各段のロールスタンドでは、製品（チャンネル材）の曲げ部となる部分についてのみ、曲げを付与（もしくは曲げ角度を増大）させるだけであり、それ以外の部位（製品で平坦となる部位）については、製品となるまで、素材鋼板の平坦度を維持するべく、曲げを付与しないことが原則とされている。

ところで上述のようなロール成形で得られるハット型などのチャンネル材は、自動車などの輸送用機器、あるいは建材、機械構造用材料、そのほか種々の分野で広く使用されているが、従来よりも一層の高強度化を図ることが望まれている。特に自動車車体や航空機などに使用される場合、軽量化を図ることが望まれるが、そのために従来よりも薄肉化した場合、強度低下を招いてしまうおそれがあり、そこで従来よりも高強度化を図ることが強く望まれる。

特開昭６３−１１５６２２号公報 特開平７−８８５６２号公報

「塑性加工技術シリーズ９ ロール成形」ｐ７７〜ｐ９８（１９９０年５月２５日 株式会社コロナ社発行）

本発明は以上の事情を背景としてなされたもので、厚肉化を図ることなく、ロール成形によって得られるチャンネル材の強度を、従来よりも高め得るようにしたロール成形方法を提供することを課題としている。

前述の課題を達成するべく、本発明者等が種々実験・研究を重ねたところ、複数段によって行うロール成形における曲げ手順を、従来とは異ならせることによって、高強度化を図り得ることを見い出し、本発明をなすに至った。

すなわち、従来のロール成形法では、図１４、図１５を参照して説明したように、各ロールスタンドでは、最終的な製品の曲げ部となるべき部位（例えば底板側曲げ部１８Ａ、１８Ｂとなる箇所、及びフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂもしくはリップ側曲げ部１５Ａ、１５Ｂとなる箇所）のみについて曲げを付与するのが通常である。このような従来法では、実質的に製品の曲げ部となるべき部位のみに加工が与えられることから、製品の曲げ部とならない部分（例えば底板部１２、縦壁部１４Ａ、１４Ｂ、およびフランジ部１６Ａ、１６Ｂもしくはリップ部１７Ａ、１７Ｂ）には、若干の伸びが与えられることがあっても、実質的に加工歪みが与えられず、そのため、それらの部位では加工硬化による強度増大は期待できない。

しかるに、上述のような従来法とは変えて、最終的な製品の曲げ部となるべき部位だけではなく、ある段のロールスタンドにおいて製品の曲り部とならない部位（製品の平坦部分）に曲げを付与し、その後の段のロールスタンドにおいてその曲げを戻し（曲げ戻しを行い）すこと、すなわち製品の曲げ部とならない部位にも、複数段のロールスタンドによるロール成形の過程で加工（曲げ／曲げ戻し）を与えることによって、製品の曲り部とならない部位の強度を向上させ、ひいてはチャンネル材製品としての強度、とりわけ曲げ強度を増大させ得ることを知見し、本発明をなすに至った。

具体的には、本発明の基本的な態様（第１の態様）のロール成形方法は、
複数段のロールスタンドに帯板状の素材金属板を順次通過させて、ロールスタンドの各段で、長さ方向に直交する面内に順次曲げを加えていき、最終的に、長さ方向に直交する方向の断面形状として複数の曲り部を有する成形製品を得るためのロール成形方法において、
いずれか１段以上のロールスタンドにおいて、最終的な成形製品の曲り部とならない部位に曲げを付与し、かつそれよりも後段の１段以上のロールスタンドにおいて前記部位の曲げを戻し、これによって成形製品の曲り部とならない部位の強度を向上させることを特徴とするものである。

また本発明の第２の態様のロール成形方法は、前記第１の態様のロール成形方法において、
成形製品の曲り部とならない部位に付与する曲げを、成形製品の曲り部となる部位を挟んでその一方の側から他方の側に滑らかに湾曲する曲げとすることを特徴とするものである。

さらに本発明の第３の態様のロール成形方法は、前記第２の態様のロール成形方法において、
成形製品の曲り部とならない部位に付与する曲げを、成形製品の曲り部となる部位を挟んでその一方の側から他方の側に滑らかに湾曲する曲げとすることを特徴とするものである。

また本発明の第４の態様のロール成形方法は、前記第１、第２のいずれかの態様のロール成形方法において、
成形製品の曲り部とならない部位に付与する曲げを、成形製品の曲り部となる部位から離れる方向に滑らかに湾曲する曲げとすることを特徴とするものである。

また本発明の第５の態様のロール成形方法は、前記第１の態様のロール成形方法において、
成形製品の曲り部とならない部位に曲げを戻すためのロールスタンドで、成形製品の曲り部とならない部位の曲げを戻すと同時に、成形製品の曲げ部となる部位に曲げを付与もしくはその部位の曲げ角度を増大させる成形を行うことを特徴とするものである。

また本発明の第６の態様のロール成形方法は、前記第１〜第５のいずれかの態様のロール成形方法において、
成形製品の曲り部とならない部位に曲げを付与し、かつそれよりも後段の１段以上のロールスタンドにおいて前記部位の曲げを戻す一連の過程を、２回以上繰り返すことを特徴とするものである。

また本発明の第７の態様のロール成形方法は、前記第１〜第６のいずれかの態様のロール成形方法において、
ロール成形の対象となる成形製品が、少なくとも、長さ方向に沿って延びる平坦な底板部と、その底板部の幅方向の両端から、所定の角度で曲げられかつ底板の長さ方向に沿って延びる縦壁部とを有するチャンネル材とされ、
製品の曲げ部とならない部位に対する曲げを付与するためのロールスタンドで、少なくとも前記縦壁部となる部位に曲げを付与し、かつそれよりも後段の１段以上のロールスタンドにおいて前記縦壁部となる部位の曲げを戻し、これによって成形製品の縦壁部の強度を向上させることを特徴とするものである。

また本発明の第８の態様のロール成形方法は、前記第１〜第７のいずれかの態様のロール成形方法において、
素材金属板の厚みをｔとし、成形製品の曲り部とならない部位に付与する曲げ及び曲げ戻しの繰り返し回数（但し、ある曲げとその曲げに対する曲げ戻しの両者で１回とみなす）をｎ回、成形製品の曲り部とならない部位に対する各回の曲げの曲率半径をＲ_１〜Ｒ_ｎとし、ｎ回の曲げ及び曲げ戻しによるトータルの加工歪みε_ｂｅｎｔを、
ε_ｂｅｎｔ＝ｌｎ{１＋（ｔ／２×Ｒ_１）}＋ｌｎ{１＋（ｔ／２×Ｒ_２）}＋・・・＋ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_ｎ）｝
と定義し、素材金属板の一様延びの歪みをε_ｕｅｌとしたときに、成形製品の曲り部とならない部位におけるｎ回の曲げ及び曲げ戻しによるトータルの加工歪みε_ｂｅｎｔが、次式
ｌｎ（１＋ε_ｕｅｌ）／３＜ε_ｂｅｎｔ
を満たすように、成形製品の曲り部とならない部位に付与する曲げの回数ｎと、成形製品の曲り部とならない部位に対する各回の曲げの曲率半径Ｒ_１〜Ｒ_ｎとを、素材金属板の厚みｔに応じて設定することを特徴とするものである。

本発明のロール成形法によれば、複数段のロールスタンドによってチャンネル材を成形するにあたって、その成形過程で、製品の曲げ部とならない部位に曲げ、曲げ戻しを施すことによって、製品強度の増大を図ることができる効果が得られ、そのため特に厚肉化しなくても所要の高強度を有する製品を提供することができる。

本発明のロール成形方法の第１の実施形態における成形過程を段階的に示す説明図である。 本発明のロール成形方法の第２の実施形態における成形過程を段階的に示す説明図である。 本発明のロール成形方法の第３の実施形態における成形過程を段階的に示す説明図である。 本発明のロール成形方法の第４の実施形態における成形過程を段階的に示す説明図である。 本発明のロール成形方法の第５の実施形態における成形過程を段階的に示す説明図である。 本発明のロール成形方法の第６の実施形態における成形過程を段階的に示す説明図である。 本発明のロール成形方法の第７の実施形態における成形過程を段階的に示す説明図である。 実施例において成形すべきハット型チャンネル材の断面の形状、寸法を示すための断面図である。 実施例における成形実験例１の成形過程を段階的に示す説明図である。 実施例における成形実験例２の成形過程を段階的に示す説明図である。 実施例における成形実験例３の成形過程を段階的に示す説明図である。 実施例における成形実験例４の成形過程を段階的に示す説明図である。 実施例における製品に対する３点曲げ試験の状況を示す模式図である。 実施例の各成形試験例１〜４によって得られた製品についての３点曲げ試験による吸収エネルギと、製品の曲げ部とならない部位に付与された加工歪みの大きさとの関係を示すグラフである。 ロール成形方法による製品の一例として、断面がハット型のチャンネル材を示す切欠斜視図である。 ロール成形方法による製品の他の例として、断面がＣ型でリップ付きのチャンネル材を示す切欠斜視図である。 従来のロール成形方法の一例として、断面がハット型のチャンネル材を成形する場合の成形過程を段階的に示す模式図である。 従来のロール成形方法の一例として、断面がＣ型でリップ付きのチャンネル材を成形する場合の成形過程を段階的に示す模式図である。 ロール成形法によって断面がハット型のチャンネル材を製造する場合に使用されるロールの一例を示す略解図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１には、本発明のロール成形方法の第１の実施形態について、複数段のロールスタンド、例えば６段のロールスタンドＳ１〜Ｓ６を用いて実施する際の成形過程（鋼板の変形過程）を、各段のロールスタンドＳ１〜Ｓ６に対応して段階的に示す。

第１の実施形態においては、初段(第１段)のロールスタンドＳ１において、素材鋼板２３に対し、製品の曲り部とならない部位に曲げを付与し、次の第２段のロールスタンドＳ１において製品の曲り部とならない部位について、曲げ戻しを行っている。
具体的には、第１段のロールスタンドＳ１においては、素材鋼板２３における、製品の底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する箇所に曲げを付与すると同時に、縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位からフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位に至る領域の全体(すなわち製品のフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂを含む領域)５０Ａ、５０Ｂに、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂの曲げ方向と同方向に比較的大きな曲率ＲＡで、曲げを付与している。したがって、本来は製品の曲げ部とならない縦壁部１４Ａ、１４Ｂ及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂに相当する部位も、曲率ＲＡで曲げが付与されることになる。

そして第２段のロールスタンドＳ２においては、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂに相当する箇所に曲げを付与すると同時に、製品の曲げ部とならない縦壁部１４Ａ、１４Ｂ及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂに相当する部位の曲率ＲＡの曲げを戻して、それらの部位を平坦化している。なおこの例では、第２段のロールスタンドＳ２において、製品の底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する箇所についても、その曲げの曲率が小さくなるような曲げを付与している。

その後の第３段以降の各ロールスタンドＳ３〜Ｓ６においては、図１４に示した従来方法と同様に、製品の底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する箇所およびフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂに相当する箇所について、曲げ角度を順次増大させる成形を行い、最終的にハット型断面を有するチャンネル材１０Ａの製品としている。

以上のように、第１の実施形態のロール成形方法では、最終的に製品における曲げ部とならない縦壁部１４Ａ、１４Ｂ及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂに、曲げ／曲げ戻しの加工(冷間加工)が加わって加工歪みが導入され、これによってそれらの部位が、加工硬化により強度が上昇することになる。そしてチャンネル材製品の全体としても、その強度が、製品における曲げ部とならない部位に曲げ／曲げ戻しを行わない従来方法と比較して、強度の増加が図られる。

またここで第１の実施形態のロール成形方法では、第１段のロールスタンドＳ１において、製品の曲げ部とならない縦壁部１４Ａ、１４Ｂ及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂに曲げを付与する際に、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂを含めて、部位５０Ａ、５０Ｂに曲率
半径ＲＡで曲げ、同時に製品の底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する箇所についても、曲げを付与している。すなわち第１段のロールスタンドＳ１での曲げ加工は、製品の曲げ部とならない部位についての曲げの付与と、製品の曲げ部となる部位（曲げが必要な部位）についての曲げを兼ねていることになる。

また第２段のロールスタンドＳ２においては、その前の第１段のロールスタンドＳ１で付与された縦壁部１４Ａ、１４Ｂ及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂに相当する部位の曲率ＲＡの曲げを戻すと同時に、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂに相当する箇所および底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する箇所の曲げも増大させている。すなわち、第２段のロールスタンドＳ２での曲げ加工は、製品の曲げ部とならない部位についての曲げ戻しと、製品の曲げ部となる部位（曲げが必要な部位）についての曲げの増大とを兼ねていることになる。

したがって、第１の実施形態のロール成形方法では、図１４に示した従来法と比較して、特にロールスタンドの段数を増加させることなく、実施可能である。そのため、製品の曲げ部とならない部位に曲げ／曲げ戻しを行うことによって、スタンド数が特に多くなることはなく、そのため、成形能率の低下を招くことがなく、また設備コストの上昇も抑えることができる。このように、従来法と変わらないスタンド数で実施できる点は、以下の各実施形態でも同様である。

但し、成形能率や設備コストをある程度犠牲にしてもよい場合には、ロールスタンドの段数を増加させて、製品の曲げ部とならない部位についての曲げ、もしくはその曲げ戻しを、製品の曲げ部となる箇所の曲げもしくはその増大のためのロールスタンドとは別の段のロールによって行ってもよい。

前述のような図１に示した第１の実施形態では、曲げ／曲げ戻しを与える部位として、製品の縦壁部１４Ａ、１４Ｂ及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂに相当する部位を選択しているが、曲げ／曲げ戻しの加工は、要は製品の曲げ部とならない部位でかつ高強度化することが望まれる部位に施せばよく、実施形態１の場合に限られるものではない。例えば、製品の縦壁部１４Ａ、１４Ｂ及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂに相当する部位のみならず、製品の底板部１２に相当する部位にも曲げ／曲げ戻しを与える例を、第２の実施形態として図２に示す。

図２に示す第２の実施形態では、第１段のロールスタンドＳ１においては、素材鋼板２３における、製品の縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位からフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位に至る領域の全体５０Ａ、５０Ｂに、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂの曲げ方向と同方向に比較的大きな曲率半径ＲＡで、曲げを付与すると同時に、底板部１２に相当する部位５２に、底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂの曲げ方向と同方向に、比較的大きな曲率半径ＲＢで、曲げを付与する。

そして第２段のロールスタンドＳ２においては、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂに相当する箇所に曲げを付与するとともに、製品の曲げ部とならない縦壁部１４Ａ、１４Ｂ及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂに相当する部位の曲率半径ＲＡの曲げを戻し、また同時に、底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する箇所に曲げを付与するとともに、製品の曲げ部とならない底板部１２に相当する部位の曲率半径ＲＢの曲げを戻し、これによってフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂ、縦壁部１４Ａ、１４Ｂ、および底板部１２に相当する各部位を平坦化している。

その後の第３段以降の各ロールスタンドＳ３〜Ｓ６においては、図１４に示した従来方法や、図１に示した第１の実施形態と同様に、製品の底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する箇所およびフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂに相当する箇所について、曲げ角度を順次増大させる成形を行い、最終的にハット型断面を有するチャンネル材製品１０Ａとしている。

以上のような第２の実施形態のロール成形方法では、最終的に製品における曲げ部とならない縦壁部１４Ａ、１４Ｂ、フランジ部１６Ａ、１６Ｂ、及び底板部１２に、曲げ／曲げ戻しの加工(冷間加工)が加わって加工歪みが導入され、これによってそれらの部位が、加工硬化によって強度が上昇することになる。

以上の第１、第２の実施形態では、初段（第１段）のロールスタンドＳ１において製品の曲げ部とならない部位に対する曲げの付与を行っているが、場合によっては２段目以降のロールスタンドにおいて製品の曲げ部とならない部位に対する曲げの付与を行ってもよい。例えば第２段のロールスタンドＳ２において製品の曲げ部とならない部位に曲げを付与する場合の例を、図３に第３の実施形態として示す。

図３の第３の実施形態では、第１段のロールスタンドＳ１においては、図１４に示した従来法と同様に、製品の底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する箇所に曲げを付与し、次の第２段のロールスタンドＳ２において、縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位からフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位に至る領域の全体(すなわち製品のフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂを含む領域)５０Ａ、５０Ｂに、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂの曲げ方向と同方向に曲率半径ＲＣで曲げを付与している。そして第３段目のロールスタンドＳ３において、製品の曲げ部とならない縦壁部１４Ａ、１４Ｂ及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂに相当する部位の曲げを戻して、それらの部位を平坦化すると同時に、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂおよび底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂの曲げを増大させている。その後の第４段以降のロールスタンドＳ４〜Ｓ６については、第１の実施形態と同様である。

この第３の実施形態で示したように、第１段目よりも後段のロールスタンドにおいて製品の曲げ部とならない箇所に曲げ／曲げ戻しを行ってもよい。但し、最終的に底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂおよびフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂが、所望の小さい曲率で正確に曲げられていて、しかもそれ以外の部位の平坦度が良好な製品を得るためには、複数段のロールスタンドのうち、早い段階のロールスタンドで、製品の曲げ部とならない部位に対する曲げ／曲げ戻しを行うことが望ましい。その観点からは、最終段のロールスタンドによる成形よりも前の段階で、曲げ／曲げ戻しが完了しているように設定することが望ましいが、必ずしもそれに限定されるものではない。

さらに、以上の各実施形態では、製品の曲げ部とならない部位に対する曲げ加工／曲げ戻し加工を、トータルとして１回だけ行うようにしているが、場合によっては、２回以上繰り返してもよい。例えば、製品の曲げ部とならない部位に対する曲げ加工／曲げ戻し加工を３回繰り返す例を、第４の実施形態として図４に示す。

図４の第４の実施形態では、第１段のロールスタンドＳ１において、図２に示した第２の実施形態と同様に、縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位からフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位に至る領域５１Ａ、５２Ｂの全体に、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂの曲げ方向と同方向に比較的大きな曲率半径ＲＡ１で、曲げを付与すると同時に、底板部１２に相当する部位に底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂの曲げ方向と同方向に、比較的大きな曲率半径ＲＢ１で、曲げを付与する。

次いで第２段のロールスタンドＳ２においては、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂに相当する箇所に曲げを付与するとともに、製品の曲げ部とならない縦壁部１４Ａ、１４Ｂ及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂに相当する部位の曲率半径ＲＡ１の曲げを戻し、また同時に、底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する箇所に曲げを付与するとともに、製品の曲げ部とならない底板部１２に相当する部位の曲率半径ＲＢ１の曲げを戻し、これによってフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂ、縦壁部１４Ａ、１４Ｂ、および底板部１２に相当する各部位を平坦化している。

さらに第３段のロールスタンドＳ３においては、縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位およびフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位に、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂの曲げ方向と同方向に曲率半径ＲＡ２、ＲＡ３で、曲げを付与すると同時に、底板部１２に相当する部位に底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂの曲げ方向と同方向に、比較的大きな曲率半径ＲＢ２で、曲げを付与する。

そして第４段のロールスタンドＳ２において、再び縦壁部１４Ａ、１４Ｂに相当する部位およびフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂおよび底板部１２に相当する各部位の曲率半径ＲＡ２、ＲＡ３、ＲＢ２の曲げを戻すと同時に、底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する箇所およびフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂに相当する箇所について、曲げ角度を順次増大させる成形を行なう。

さらに第５段のロールスタンドＳ５において、第３段のロールスタンドＳ３と同様に、縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位およびフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位に、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂの曲げ方向と同方向に曲率半径ＲＡ４、ＲＡ５で曲げを付与すると同時に、底板部１２に相当する部位に底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂの曲げ方向と同方向に、比較的大きな曲率半径ＲＢ３で、曲げを付与する。

その後の第６段のロールスタンドＳ２においては、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂに相当する箇所に曲げを付与するとともに、縦壁部１４Ａ、１４Ｂ及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂに相当する部位の曲率半径ＲＡ４、ＲＡ５の曲げを戻し、また同時に、底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する箇所に曲げを付与するとともに、底板部１２に相当する部位の曲率半径ＲＢ３の曲げを戻し、これによってフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂ、縦壁部１４Ａ、１４Ｂ、および底板部１２に相当する各部位を、再び平坦化し、最終的なハット型のチャンネル材１０Ａの形状を得ている。

このように２回以上繰り返して曲げ／曲げ戻しを行えば、製品の曲げ部とならない部位について加工歪みを大きく導入して、より一層の高強度化を図ることができる。

以上の各実施形態では、製品の曲げ部とならない部位に曲げを付与する際に、その部位の直近の曲げ部（製品で曲げ部となる箇所）の曲げ方向と同方向（順方向）に曲げを付与することとしているが、必ずしもそれに限られるものではなく、直近の曲げ部（製品で曲げ部となる箇所）の曲げ方向と反対方向（逆方向）に曲げを付与することも許容される。

また、製品の曲げ部とならない部位に曲げ／曲げ戻しを２回以上繰り返す場合（例えば図４に示した第４の実施形態の場合）において、製品の曲げ部とならない部位に対する曲げの方向は、各段階ですべて同一とする必要はなく、場合によっては、製品の曲げ部とならない部位に対する曲げの方向を反転させることも許容される。その場合の例を、図５に第５の実施形態として示す。

図５の第５の実施形態は、基本的には、製品の曲げ部とならない部位に対する曲げの方向を中途で反転させた点以外は、図４に示した第４の実施形態を同様であるから、第４の実施形態と異なる点のみを説明する。

第５実施形態では、第２のロールスタンドＳ１までは図４の第４の実施形態と同様である。そして第３のロールスタンドＳ３において、フランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位及び縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位に、それぞれ曲率半径ＲＡ６、ＲＡ７の曲げを、第１段のロールスタンドＳ１で縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位からフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位に至る領域の全体に与えた曲率半径ＲＡ１の曲げの方向とは逆の方向に付与し、同時に、底板部１２となる部位に、曲率半径ＲＢ４の曲げを、第１段のロールスタンドＳ１で底板部１２となる部位に与えた曲率半径ＲＢ１の曲げとは逆の方向に与えることとしている。その後の第３のロールスタンドＲ４では、上記のフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位及びの縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位の曲率半径ＲＡ６、ＲＡ７の曲げを戻すとともに、底板部１２となる部位の曲率半径ＲＢ４の曲げを戻す。その後の第５段、第６段のロールスタンドでの成形過程は、第４の実施形態と同様である。

このように、製品の曲げ部とならない部位に曲げ／曲げ戻しを２回以上繰り返す場合に、製品の曲げ部とならない部位に対する曲げの方向を反転させれば、一旦付与された曲げをより確実に戻して、製品において曲げ部以外の部位（平坦となるべき部位）に曲げが残ってしまうことを、より効果的に防止して、形状性が良好なチャンネル材を得ることが可能となる。

また、前述の第１の実施形態では、第１段のロールスタンドＳ１において（縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位、およびフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位）に曲げを付与するために、縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位からフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位に至る領域の全体(すなわち製品のフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂを含む領域)について曲率半径Ｒ１で曲げ加工を施している。このように、製品の曲げ部とならない部位に曲げを付与するに当たっては、製品の曲げ部とならない部位も含めて曲げを付与しても構わない。そこでこのような思想に準じて、製品の曲げ部とならない部位に曲げを付与する際に、素材鋼板に全体的に曲げを付与することも許容される。その場合の例を、第６の実施形態として、図６に示す。

図６に示す第６の実施形態では、第１段のロールスタンドＳ１において、製品での底板側曲げ部１８Ａ、１８Ｂの曲げ方向と同方向に、素材鋼板２３の全体に、大きな曲率半径ＲＤで曲げを付与する。これは、製品での底板側曲げ部となる各部位と製品の曲げ部とならない各部位との全体に曲げを付与することを意味する。なおこの場合、縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位からフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位に至る領域（すなわち製品のフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂを含む領域)５０Ａ、５０Ｂでは、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂの曲げ方向とは反対方向に曲げられることになる。

そして続く第２段のロールスタンドＳ２においては、製品の底面側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する箇所およびフランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂに相当する箇所の曲げ角度を増大させると同時に、製品の曲げ部とならない各部位（底板部１２、縦壁部１４Ａ、１４Ｂ及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂ）の曲げを戻すようにロール成形を施す。

その後の各ロールスタンドＳ３〜Ｓ６での成形は、図１に示した第１の実施形態と同様である。

以上の各実施形態としては、ハット型断面を有するチャンネル材を製造するためのロール成形法を示したが、本発明のロール成形方法は、ハット型断面を有するチャンネル材に限らず、例えばリップ付きのＣ型断面を有するチャンネル材（リップ溝型鋼）、あるいはリップなしのＣ型断面（コ型断面）を有するチャンネル材、そのほかＭ型断面を有するチャンネル材等、要は長さ方向に直交する断面に、曲げ部が存在するチャンネル材に適用可能である。

例えば、図１３に示すようなリップ付きのＣ型断面を有するチャンネル材１０Ｂの成形に本発明のロール成形方法を適用する場合の成形過程の一例を、図７に第７の実施例として示す。なお参考のため、従来の一般的なロール成形法によってリップ付きのＣ型断面を有するチャンネル材１０Ｂを成形する場合の代表的な例は、既に説明した図１５に示す通り、製品の曲げ部となる部位以外には、いずれのロールスタンドでも曲げを付与しない。

図７に示す本発明の第７の実施形態によるロール成形方法では、第１段のロールスタンドＳ１においては、素材鋼板２３に対して、底板側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する部位を含めて、底板部１２から縦壁部１４Ａ、１４Ｂに至る領域５３の全体に大きな曲率半径ＲＥで曲げを付与する。次いで、第２段のロールスタンドＳ２において、リップ側曲げ部１５Ａ、１５Ｂに相当する部位に曲げを付与すると同時に、底板部１２から縦壁部１４Ａ、１４Ｂに至る領域５３の全体の曲げを戻す。さらに第３段のロールスタンドＳ３において、再び底板部１２から縦壁部１４Ａ、１４Ｂに至る領域の全体５３に大きな曲率半径ＲＦで曲げを付与する。そして次の第４段のロールスタンドＳ４において、底板側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する部位に曲げを付与するとともに、リップ側曲げ部１５Ａ、１５Ｂに相当する部位の曲げを増大させ、かつそれと同時に底板部１２及び縦壁部１４Ａ、１４Ｂの曲げを戻して、これらの部位を平坦化する。その後、第５段、第６段のロールスタンドＳ５、Ｓ６において順次底板側曲げ部１８Ａ、１８Ｂに相当する部位およびリップ側曲げ部１５Ａ、１５Ｂに相当する部位の曲げを増大させて、最終的にリップ付きＣ型断面のチャンネル材１０Ｂの製品とする。

このような第７の実施形態においては、製品の曲げ部とはならない底板部１２及び縦壁部１４Ａ、１４Ｂに、曲げ／曲げ戻しが付与されて、加工歪みが導入され、これによる加工硬化によってこれらの部位の強度向上が図られ、従来よりも高強度、高剛性のリップ付きＣ型断面チャンネル材を得ることができる。特に縦壁部１４Ａ、１４Ｂに対しての曲げ／曲げ戻しの付与による加工硬化は、リップ付きＣ型断面チャンネル材の高剛性化に有効である。

なお図７に示した例では、製品の曲げ部とならない部位に対する曲げ／曲げ戻しを２回行っているが、リップ付きＣ型断面チャンネル材の成形についても、場合によっては曲げ／曲げ戻しを１回だけ施してもよい。

次に、本発明のロール成形方法を実施するに当たって、製品の曲げ部にならない部位に付与する曲げ／曲げ戻しの程度についての望ましい条件について説明する。

曲げによって導入される加工歪みの大きさは、板厚ｔと、曲げの曲率半径Ｒとに依存し、また曲率半径Ｒの曲げを戻す際に導入される加工歪みも、板厚ｔと、曲げの曲率半径Ｒとに依存する。そこで、製品の曲げ部にならない部位に対する第１回目の曲げの曲率半径をＲ_１とすれば、その第１回目の曲率半径Ｒ_１の曲げを加えた際の曲げ表面最大歪みは、
ｔ／２×Ｒ_１
で与えられる。そして第１回目の曲率半径Ｒ_１の曲げを加えた際の板厚方向平均曲げ歪みは、
（１／２）×ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_１）｝
で与えられる。
さらに、同じ部位に２回以上、ｎ回まで、繰り返して曲げ／曲げ戻しが付与される場合において、第２回目以降の曲げの曲率半径をＲ_２〜Ｒ_ｎとすれば、第２回目以降の曲率半径Ｒ_２〜Ｒ_ｎの曲げを加えた際の板厚方向平均曲げ歪みは、それぞれ、
（１／２）×ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_１）｝，（１／２）×ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_２）｝，
・・・・・・，（１／２）×ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_ｎ）｝
で与えられる。
そして第１回目の曲げから第ｎ回目の曲げまでによって加えられる加工歪みの合計は、各回の総和として、次の（１）式で与えられる。
（１／２）×ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_１）｝＋（１／２）×ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_２）｝＋・・・＋（１／２）×ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_ｎ）｝ ・・・・（１）
ここで、各回とも、曲げの後に曲げ戻しを行っており、曲げ戻しによる加工歪みも、上記の曲げによる加工歪み(１)式と同等とみなすことができる。
結局、ｎ回の曲げ／曲げ戻しによって導入される加工歪みの総和ε_ｂｅｎｔは、上記（１）の値の２倍として、次の（２）式で与えられることになる。
ε_ｂｅｎｔ＝２×〔（１／２）×ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_１）｝＋（１／２）×ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_２）｝＋・・・＋（１／２）×ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_ｎ）｝
＝ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_１）｝＋ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_２）｝＋・・・＋ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_ｎ）｝ ・・・（２）

そして本発明のロール成形方法を実施する場合、素材鋼板の一様伸びの歪みをε_ｕｅｌとすれば、次の（３）式
ｌｎ（１＋ε_ｕｅｌ）／３＜ε_ｂｅｎｔ ・・・（３）
が満たされるように、曲げ／曲げ戻しによる加工歪みのトータルの大きさε_ｂｅｎｔを設定することが望ましい。言い換えれば、（３）式が満たされるように、素材鋼板の板厚ｔに応じて、各回の曲げの曲率半径Ｒ_１〜Ｒ_ｎ、及び曲げ／曲げ戻しの繰り返しの回数ｎを設定することが望ましい。
なおここで一様伸びとは、当業者にはよく知られているように、引張試験において試験片平行部がほぼ一様に変形する永久伸びの最大限界値と定義され、通常は、最大引張荷重に対応する永久伸びとして求められる値である。

上記の（３）式の条件は、後述する実施例によって示すように、本発明者等の実験によって求められたものであり、曲げ／曲げ戻しによって導入される加工歪み（合計値）ε_ｂｅｎｔが、一様伸び歪みε_ｕｅｌを真ひずみ換算した値であるｌｎ（１＋ε_ｕｅｌ）の１／３以下では、製品の曲げ部とならない部位に導入される加工歪みが充分ではなく、強度、剛性を向上させる効果が少ない。

なおここで、上記の（３）式の条件は、成形されたチャンネル材における曲げ部以外の各部位のうち、曲げ／曲げ戻しによる加工歪みの合計が最も大きい部位について満たされていればよい。すなわち、例えば図１〜図６に示したハット型のチャンネル材の成形の場合、製品の曲げ部とならない部位として、底板部１２に相当する部位、縦壁部１４Ａ、１４Ｂに相当する部位、及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂに相当する部位のうちのいずれか以上に１回又は２回以上の曲げ／曲げ戻しを施すこととしているが、これらの各部位のうち、最もトータルの加工歪み量が大きい部位について、（３）式の条件が満たされていればよい。特にハット型チャンネル材や、リップ付きＣ型チャンネル材などの一般的な用途では、縦壁部１４Ａ、１４Ｂの強度が重要であり、そこで、少なくとも縦壁部１４Ａ、１４Ｂについて（３）式の条件が満たされるように、曲げの曲率半径及び繰り返しの回数を設定することが望ましい。

なお、曲げ／曲げ戻しによる合計の加工歪みε_ｂｅｎｔの上限は特に限定しない。すなわち、製品の曲げ部とならない部位に導入される加工歪みε_ｂｅｎｔが大きいほど、加工硬化が大きくなって、その部位の強度向上効果も大きくなるから、製品とならない部位に曲げ／曲げ戻しによって導入する合計の加工歪みε_ｂｅｎｔの大きさは、一様伸び歪みε_ｕｅｌを真ひずみ換算した値であるｌｎ（１＋ε_ｕｅｌ）と同等でも、あるいは一様伸び歪みε_ｕｅｌを真ひずみ換算した値であるｌｎ（１＋ε_ｕｅｌ）を越えてもよい。但し、加工歪みの導入による加工硬化が大きくなりすぎれば、成形製品の靭性の低下が大きくなって、成形製品の用途によっては望ましくなくなることがある。そこで、製品の曲げ部とならない部位に導入する加工歪みε_ｂｅｎｔは、一般には一様伸び歪みε_ｕｅｌを真ひずみ換算した値であるｌｎ（１＋ε_ｕｅｌ）の２倍程度以下に抑えることが望ましい。

本発明のロール成形法が適用される金属板の材質は特に限定されないが、通常の炭素鋼板（普通鋼板）や高張力鋼板、そのほかめっき鋼板など各種の表面処理鋼板、更にはステンレス鋼板、またアルミニウム板、アルミニウム合金板、チタン板などにも適用可能である。

また、製品の曲げ部とならない部位について施す曲げの曲率半径は、前述のように（３）式が満たされるように、厚みｔ及び曲げ／曲げ戻しの回数ｎに応じて設定することが望ましいが、具体的な曲率半径Ｒの数値範囲としては、ｔ／Ｒの値として、０．００５以上、０．３以下が望ましい。ｔ／Ｒが０．００５以下では曲げによるひずみが小さすぎて十分塑性変形が発生しない可能性がある。一方ｔ／Ｒが０．３以上では板端部のつぶれなど曲げが強すぎることによる形状不良が発生するおそれがある。

また本発明のロール成形方法によって得られるチャンネル材は、自動車や鉄道車両、航空機、船舶などの輸送用機器、あるいは建材、屋内外装置品、機械構造用部品、電気・電子機器部品、そのほか種々の用途に使用することができる。

本発明の作用・効果を検証するため、以下の実施例に示すような実験を行った。

厚みｔが１．６ｍｍ、幅が２０８ｍｍ、長さが１８００ｍｍの帯板状の５９０ＭＰａ級鋼板を素材とし、６段のロールスタンドからなるライン（ロールスタンド間隔：４５０ｍｍ）によって連続的にハット型断面を有するチャンネル材にロール成形する試験を、次の成形試験例１〜成形試験例４に示すように成形過程を種々異ならしめた条件で行った。なお素材鋼板の一様伸び歪みε_ｕｅｌは、０．１、すなわち１０％である。また最終的な成形製品（ハット型断面を有するチャンネル材）の断面における各部の寸法及び角度、曲率半径を、図８に示す。

〔成形試験例１〕
図９Ａに示すように既に説明した従来法に従って、製品における曲げ部とならない部位に曲げ／曲げ戻しを行うことなく、ハット型断面を有するチャンネル材に成形した。なお、図９Ａにおいて、断面におけるＬ１の長さは４０ｍｍ、Ｌ２の長さは８０ｍｍ、Ｌ３の長さは４０ｍｍであり、以下の各成形試験例２〜４でも同じである。
ここで、成形試験例１では、製品における曲げ部とならない部位に曲げ／曲げ戻しを行なっていない例であるから、前記（３）式による加工歪みは、ε_ｂｅｎｔ＝０である。

〔成形試験例２〕
図９Ｂに示すように、既に説明した第１の実施形態（図１参照）の方法に従い、製品における曲げ部とならない部位に曲げ／曲げ戻しを行なう段階を含む方法によってハット型断面を有するチャンネル材に成形した。すなわち、第１段のロールスタンドＳ１において、製品の縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位からフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位に至る領域の全体に、曲率半径ＲＡ１が４０ｍｍとなるように、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂの曲げ方向と同方向に曲げを付与し、第２段目のロールスタンドＳ２において、縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位の曲げを戻した。その後は第１の実施形態（図１）と同様である。
ここで、上記の曲率半径ＲＡ１及び素材鋼板の厚みｔの値から、前記（３）式による加工歪みε_ｂｅｎｔを計算すれば、縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位のいずれも、ε_ｂｅｎｔ≒０．０２となる。

〔成形試験例３〕
図９Ｃに示すように、製品における曲げ部とならない部位に曲げ／曲げ戻しを２回繰り返して行なう方法によってハット型断面を有するチャンネル材に成形した。すなわち、上記の成形試験例２と同様に、第１段のロールスタンドＳ１では、上記の成形試験例２と同様に、製品の縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位からフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位に至る領域の全体に、曲率半径ＲＡ１が４０ｍｍとなるように、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂの曲げ方向と同方向に曲げを付与し、第２段目のロールスタンドＳ２において、縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位の曲げを戻した。続いて第３段のロールスタンドＳ３において、再び製品の縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位およびフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位について、それぞれの部位の曲率半径ＲＡ２、ＲＡ３がいずれも４０ｍｍとなるように、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂの曲げ方向と同方向に曲げを付与し、第４段目のロールスタンドＳ４において、縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位の曲げを戻した。その後は第１の実施形態（図１）と同様である。
ここで、上記の各曲率半径及び素材鋼板の厚みの値から、前記（３）式による加工歪みε_ｂｅｎｔを計算すれば、縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位のいずれも、ε_ｂｅｎｔ≒０．０４となる。

〔成形試験例４〕
図９Ｄに示すように、製品における曲げ部とならない部位に曲げ／曲げ戻しを３回繰り返して行なう方法によってハット型断面を有するチャンネル材に成形した。すなわち、第４段のロールスタンドＳ４までに、上記の成形試験例２と同様に製品における曲げ部とならない部位に２回の曲げ／曲げ戻し（曲げの曲率半径ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＡ３がそれぞれ４０ｍｍ）を行ない、更に第５段のロールスタンドＳ３において、再び製品の縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位およびフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位について、それぞれの部位の曲率半径ＲＡ４、ＲＡ５が４０ｍｍとなるように、フランジ側曲げ部１９Ａ、１９Ｂの曲げ方向と同方向に曲げを付与し、第６段目のロールスタンドＳ６において、縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位の曲げを戻した。
ここで、上記の曲率半径及び素材鋼板の厚みの値から、前記（３）式による加工歪みε_ｂｅｎｔを計算すれば、縦壁部１４Ａ、１４Ｂとなる部位及びフランジ部１６Ａ、１６Ｂとなる部位のいずれも、ε_ｂｅｎｔ≒０．０６となる。

〔評価〕
以上の各成形試験例１〜４によって得られたハット型断面を有するチャンネル材について、図１０に示すようにして３点曲げ試験を行い、その時の吸収エネルギーから強度向上効果を評価した。
すなわち、各成形試験例１〜４によって得られたチャンネル材の両端部をそれぞれ５００ｍｍづつ切り落として、長さ８００ｍｍのハット型チャンネル材試験片とし、図１０に示す試験装置によって、３点曲げ試験を行った。具体的には、ハット型チャンネル材試験片６０を、その底板部１２が上側に位置するように（したがって開放側が下向きとなる姿勢で）、その両端部分６０Ａ、６０Ａを支持台６２Ａ、６２Ｂ上に支持させ、支点間の中央部を上方からロードセル６４付きのインパクタ（押し込み部材）６６によって下方に一定速度で押し込む３点曲げ試験を行った。なお支点間距離は６００ｍｍ、支点角の曲率半径Ｒｓは５ｍｍ、インパクタ６６の外径は３００ｍｍで外周面の曲率半径Ｒｐが１５０ｍｍ、インパクタの押し込み速度は１ｍｍ／秒とした。
上記の押し込み過程で、インパクタ６６への反力をロードセル６４によって測定し、その〔反力〕×〔インパクタのストローク〕の値をもって吸収エネルギとした。そして、成形試験例１により得られたチャンネル材試験片の吸収エネルギの値を１００％とし、成形試験例２〜４のそれぞれにより得られたチャンネル材の吸収エネルギを相対評価した。
その結果を図１１に示す。

図１１から明らかなように、製品の曲げ部とならない部位にロール成形過程において曲げ／曲げ戻しを付与した成形試験例２〜４では、製品の曲げ部とならない部位に曲げ／曲げ戻しを付与しなかった従来法による成形試験例１と比較して吸収エネルギが大きくなり、このことから、製品の曲げ部とならない部位に曲げ／曲げ戻しを付与することによって強度向上が図られたことが確認された。
ここで、素材鋼板の一様伸び歪みε_ｕｅｌは、０．１であるから、ｌｎ（１＋ε_ｕｅｌ）は０．０９５となり、成形試験例３、成形試験麗４では、製品の曲げ部とならない部位に導入した曲げ／曲げ戻しによる加工歪みε_ｂｅｎｔの値は、前述の（３）式による望ましい範囲を満たしており、これらの場合は、製品の曲げ部とならない部位に曲げ／曲げ戻しを付与しなかった従来法による成形試験例１の場合よりも吸収エネルギが８％以上大きくなり、充分な強度向上が図られたことが明らかである。なおこの図１１に示す結果から、ε_ｂｅｎｔの値がｌｎ（１＋ε_ｕｅｌ）／３を越えれば、吸収エネルギが従来法（成形試験例１）に対し７％以上大きくなると推測され、このように７％以上の吸収エネルギの増加は、確実かつ顕著な強度向上をもたらすことができると解される。

以上、本発明の好ましい実施形態および実験例について説明したが、これらの実施形態、実験例は、あくまで本発明の要旨の範囲内の一つの例に過ぎず、本発明の要旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。すなわち本発明は、前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定され、その範囲内で適宜変更可能であることはもちろんである。

１０Ａ チャンネル材（ハット型断面のチャンネル材製品）
１０Ｂ チャンネル材（リップ付きＣ型断面のチャンネル材製品
２３ 素材鋼板
Ｓ１ 第１段のロールスタンド
Ｓ２ 第２段のロールスタンド
Ｓ３ 第３段のロールスタンド
Ｓ４ 第５段のロールスタンド
Ｓ５ 第５段のロールスタンド
Ｓ６ 第６段のロールスタンド

Claims (8)

1. 複数段のロールスタンドに帯板状の素材金属板を順次通過させて、ロールスタンドの各段で、長さ方向に直交する面内に順次曲げを加えていき、最終的に、長さ方向に直交する方向の断面形状として複数の曲り部を有する成形製品を得るためのロール成形方法において、
   いずれか１段以上のロールスタンドにおいて、最終的な成形製品の曲り部とならない部位に曲げを付与し、かつそれよりも後段の１段以上のロールスタンドにおいて前記部位の曲げを戻し、これによって成形製品の曲り部とならない部位の強度を向上させることを特徴とするロール成形方法。
2. 請求項１に記載のロール成形方法において、
   成形製品の曲り部とならない部位に曲げを付与するためのロールスタンドで、成形製品の曲り部とならない部位に曲げを付与すると同時に、成形製品の曲げ部となる部位に曲げを付与もしくはその部位の曲げ角度を増大させる成形を行うことを特徴とするロール成形方法。
3. 請求項２に記載のロール成形方法において、
   成形製品の曲り部とならない部位に付与する曲げを、成形製品の曲り部となる部位を挟んでその一方の側から他方の側に滑らかに湾曲する曲げとすることを特徴とするロール成形方法。
4. 請求項１、請求項２のいずれかの請求項に記載のロール成形方法において、
   成形製品の曲り部とならない部位に付与する曲げを、成形製品の曲り部となる部位から離れる方向に滑らかに湾曲する曲げとすることを特徴とするロール成形方法。
5. 請求項１に記載のロール成形方法において、
   成形製品の曲り部とならない部位に曲げを戻すためのロールスタンドで、成形製品の曲り部とならない部位の曲げを戻すと同時に、成形製品の曲げ部となる部位に曲げを付与もしくはその部位の曲げ角度を増大させる成形を行うことを特徴とするロール成形方法。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかの請求項に記載のロール成形方法において、
   成形製品の曲り部とならない部位に曲げを付与し、かつそれよりも後段の１段以上のロールスタンドにおいて前記部位の曲げを戻す一連の過程を、２回以上繰り返すことを特徴とするロール成形方法。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかの請求項に記載のロール成形方法において、
   ロール成形の対象となる成形製品が、少なくとも、長さ方向に沿って延びる平坦な底板部と、その底板部の幅方向の両端から、所定の角度で曲げられかつ底板の長さ方向に沿って延びる縦壁部とを有するチャンネル材とされ、
   製品の曲げ部とならない部位に対する曲げを付与するためのロールスタンドで、少なくとも前記縦壁部となる部位に曲げを付与し、かつそれよりも後段の１段以上のロールスタンドにおいて前記縦壁部となる部位の曲げを戻し、これによって成形製品の縦壁部の強度を向上させることを特徴とするロール成形方法。
8. 請求項１〜請求項７のいずれかの請求項に記載のロール成形方法において、
   素材金属板の厚みをｔとし、成形製品の曲り部とならない部位に付与する曲げ及び曲げ戻しの繰り返し回数（但し、ある曲げとその曲げに対する曲げ戻しの両者で１回とみなす）をｎ回、成形製品の曲り部とならない部位に対する各回の曲げの曲率半径をＲ_１〜Ｒ_ｎとし、ｎ回の曲げ及び曲げ戻しによるトータルの加工歪みε_ｂｅｎｔを、
   ε_ｂｅｎｔ＝ｌｎ{１＋（ｔ／２×Ｒ_１）}＋ｌｎ{１＋（ｔ／２×Ｒ_２）}＋・・・＋ｌｎ｛１＋（ｔ／２×Ｒ_ｎ）｝
   と定義し、素材金属板の一様延びの歪みをε_ｕｅｌとしたときに、成形製品の曲り部とならない部位におけるｎ回の曲げ及び曲げ戻しによるトータルの加工歪みε_ｂｅｎｔが、次式
   ｌｎ（１＋ε_ｕｅｌ）／３＜ε_ｂｅｎｔ
   を満たすように、成形製品の曲り部とならない部位に付与する曲げの回数ｎと、成形製品の曲り部とならない部位に対する各回の曲げの曲率半径Ｒ_１〜Ｒ_ｎとを、素材金属板の厚みｔに応じて設定することを特徴とするロール成形方法。
   

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