JP4304907B2

JP4304907B2 - 溶接ｈ形鋼の溶接ビード整形装置

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Publication number: JP4304907B2
Application number: JP2002079495A
Authority: JP
Inventors: 一郎旭; 和郎大森
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2022-03-20
Also published as: JP2003275896A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フランジ材とウェブ材とを溶接した際に、その溶接部分に発生する溶接ビードを整形するための溶接Ｈ形鋼の溶接ビード整形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１２に示すように、溶接Ｈ形鋼３００は、２枚の上下フランジ材３０１，３０２と１枚のウェブ材３０３とが連続的に溶接点に供給されつつ、溶接点直前に配置された給電チップ２０１が上フランジ材３０１とウェブ材３０３の上部及び下フランジ材３０２とウェブ材３０３の下部に押し当てられて、当該給電チップ２０１から給電されて、ウェブ材３０３の上下端面部と各フランジ材３０１，３０２の幅中央部とが溶融加熱（高周波抵抗溶接）されるとともに溶接ピンチロール２０２，２０２によって加圧力を付加されて接合形成されていた。なお、給電チップ２０１は、高周波抵抗溶接電源２０３により電源が供給されている。一般的にこのような製造方法により溶接Ｈ形鋼（以下、単にＨ形鋼という。）は製造されていた。
【０００３】
この製造方法では、溶接工程において、図１３に示すように、フランジ材３０１，３０２とウェブ材３０３の溶接点３０４には溶接ビード３０５が生じる。このような溶接ビード３０５をそのまま放置しておくと、Ｈ形鋼３００の外観が損なわれてしまう。さらに、Ｈ形鋼３００に塗装を施す際、塗料を溶接ビード３０５の発生部分に十分に塗布できず、これにより、塗装後極めて短時間で当該部分に錆が発生するといった問題点がある。
【０００４】
これらの問題点を解消するため、これまでにいくつかの提案がなされている。例えば、特開平７−９１５１号公報の「溶融亜鉛メッキ溶接Ｈ形鋼の溶接ビード整形方法及び装置」には、そのような技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この技術では、溶接装置の出側において、図１４に示すように、圧潰ローラ・ユニット２２０を固定配置し、各圧潰ローラ（整形ロール）２２１をそれぞれボルト２２２によって溶接点３０４に生じた溶接ビードに４０〜５０度の角度で押付けて、溶接ビード３０５を整形している。
しかしながら、溶接ビードが形成されている部分が未だ赤熱している状態ではウェブ材３０３とフランジ材３０１，３０２との接合部の機械的強度が著しく低いので、溶接直後のそのような部分に圧潰ローラ２２１を押し付けること、即ちウェブ材３０３とフランジ材３０１，３０２との接合部に破断させようとする外力を作用させることは、この接合部を破断し易くしてしまったり、Ｈ形鋼３００に寸法変化を生じさせてしまう問題がある。
【０００６】
また、溶接時にウェブ材３０３及びフランジ材３０１，３０２の加熱温度差、投入電力の差等によって溶接後のＨ形鋼に変形（曲りや反り）或いは歪が生じることは周知のことであるが、このような変形が生じた場合、前述したように固定配置されているビード整形装置が相対的に位置変化するＨ形鋼を強制的に変形させてしまったり、或いはビード整形装置にそのようなＨ形鋼の変形力により過大な力が作用し、ビード整形装置が破損する問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、溶接Ｈ形鋼の形状及びその寸法を精度良くしつつ、さらに、Ｈ形鋼が熱変形などにより相対変位した場合に対応しながら溶接ビードを整形することができる溶接Ｈ形鋼の溶接ビード整形装置の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記問題を解決するために、請求項１記載の発明に係る溶接Ｈ形鋼の溶接ビード整形装置は、フランジ材の表面とウェブ材とを溶着してＨ形鋼を製造するときに当該溶着部分に発生した溶接ビードに押し当てて当該溶接ビードを整形する整形ロールと、前記整形ロールの押し当て位置に対応して前記フランジ材の裏面に配置され、前記フランジ材を支える支えロールと、前記Ｈ形鋼の溶接中の通材位置変化に、前記整形ロール及び支えロールを追従させる追従手段と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
この請求項１記載の発明では、フランジ材の表面とウェブ材とを溶着してＨ形鋼を製造するときに当該溶着部分に発生した溶接ビードに押し当てて当該溶接ビードを整形ロールにより整形するとともに、前記整形ロールの押し当て位置に対応して前記フランジ材の裏面に配置し、前記フランジ材を支えロールにより支え、前記Ｈ形鋼の溶接中の通材位置変化に応じて前記整形ロール及び支えロールを追従させている。
【００１０】
これにより、溶接後のＨ形鋼が変形する場合でも、整形ロール及び支えロールをその変形に応じて移動させて、整形ロールを溶接ビードに追従させている。
また、請求項２記載の発明に係る溶接Ｈ形鋼の溶接ビード整形装置は、請求項１記載の発明に係る溶接Ｈ形鋼の溶接ビード整形装置において、前記追従手段が、前記整形ロール及び支えロールを上下左右に自在に支持することで、前記整形ロール及び支えロールを前記Ｈ形鋼の溶接中の通材位置変化に追従させていることを特徴としている。
【００１２】
この請求項２記載の発明では、上下左右に自在に支持して整形ロール及び支えロールをＨ形鋼の溶接中の通材位置変化に追従させている。
【００１４】
また、請求項３記載の発明に係る溶接Ｈ形鋼の溶接ビード整形装置は、請求項１又は２に記載の発明に係る溶接Ｈ形鋼の溶接ビード整形装置において、前記整形ロールが、第１のフランジ材の表面とウェブ材の一端部との溶着部分に発生した溶接ビードに押し当てて当該溶接ビードを整形する第１のフランジ材側の整形ロールと、第２のフランジ材の表面とウェブ材の他端部との溶着部分に発生した溶接ビードに押し当てて当該溶接ビードを整形する第２のフランジ材側の整形ロールとからなり、前記支えロールが、前記第１のフランジ材側の整形ロールの押し当て位置に対応して前記第１のフランジ材の裏面に配置され、前記第１のフランジ材を支える第１の支えロールと、前記第２のフランジ材側の整形ロールの押し当て位置に対応して前記第２のフランジ材の裏面に配置され、前記第２のフランジ材を支える第２の支えロールとからなることを特徴としている。
【００１５】
この請求項３記載の発明では、第１のフランジ材及び第２のフランジ材とウェブ材との各溶接部分に対応して整形ロール及び支えロールを備えており、これも同様に、それら整形ロール及び支えロールをその変形に応じて移動させて、第１及び第２のフランジ材側の整形ロールを溶接ビードに追従させている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、ビード整形装置に本発明を適用したものである。
図１及び図２は、ビード整形装置において溶接ビード３０５を整形する部分である整形ロール４１，５１，７１，８１や支えロール９１，１０１の配置を模式的に示す。この図１及び図２に示すように、ビード整形装置は、通材進行方向が図中矢印Ａ方向であるＨ形鋼に対して、第１及び第２の溶接ピンチロール１１，２１の出側に溶接ビードの整形のための複数の第１乃至第４の整形ロール４１，５１，７１，８１を備えている。そして、これら第１乃至第４の整形ロール４１，５１，７１，８１に対応するように配置した第１及び第２の支えロール９１，１０１を備えている。
【００１７】
第１及び第２の整形ロール４１，５１は、第１のフランジ材である下フランジ材３０２とウェブ材３０３の下端面部（一端部）との溶接部に押し当てるように配置されており、そして、第１の整形ロール４１は、Ｈ形鋼３００の通材進行方向に向かってウェブ材３０３の左側に配置されており、第２の整形ロール５１は、Ｈ形鋼３００の通材進行方向に向かってウェブ材３０３の右側に配置されている。そして、この第１及び第２の整形ロール４１，５１が押し当てられる部位に対応する下フランジ材３０２の裏面に、第１の支えロール９１が配置されている。
【００１８】
また、第３及び第４の整形ロール７１，８１は、Ｈ形鋼の通材進行方向で第１及び第２の整形ロール４１，５１の後方において、第２のフランジ材である上フランジ材３０１とウェブ材３０３の上端面部（他端部）との溶接部に押し当てるように配置されており、第３の整形ロール７１は、Ｈ形鋼３００の通材進行方向に向かってウェブ材３０３の左側に配置されており、第４の整形ロール８１は、Ｈ形鋼３００の通材進行方向に向かってウェブ材３０３の右側に配置されている。そして、この第３及び第４の整形ロール７１，８１が押し当てられる部位に対応する上フランジ材３０１の裏面に、第２の支えロール１０１が配置されている。
【００１９】
図３は、Ｈ形鋼３００の取り込み側からみたビード整形装置の構成を示す図であって、下フランジ３０２側の溶接ビード３０５を圧潰するための第１及び第２の整形ロール４１，５１及び第１の支えロール９１の配置を示す。下フランジ材３０２とウェブ材３０３との溶接部分に第１及び第２の整形ロール４１，５１を押し当てるとともに、第１及び第２の整形ロール４１，５１の押し当て部分に対応するウェブ材３０３の裏面に第１の支えロール９１を配置している。
【００２０】
本発明を適用したビード整形装置は、以上のような構成部である溶接ピンチロール１１、第１及び第２の整形ロール４１，５１、並びに第１の支えロール９１が一体的に、また溶接ピンチロール２１、第３及び第４の整形ロール７１，８１、並びに第２の支えロール１０１が一体的に、Ｈ形鋼３００の寸法に応じて垂直方向に移動可能に構成されている。
次に、そのようなビード整形装置の具体的構成について説明する。
【００２１】
図４及び図５は、ビード整形装置１の具体的構成を示す。
ビード整形装置１は、大別して、回転自在として第１及び第２の溶接ピンチロール１１，２１を備えている第１及び第２の溶接ピンチロール機構１０，２０と、第１乃至第４の整形ロール４１，５１，７１，８１を備えている第１及び第２の整形ロール機構３０，６０と、回転自在として第１及び第２の支えロール９１，１０１を備えている第１及び第２の支えロール機構９０，１００とを備えている。そして、このビード整形装置１は、上下方向に延びるハウジングポスト１５１に対して昇降自在に支持されている。
【００２２】
図６は、第１及び第２の溶接ピンチロール機構１０，２０の構成を示す。
この図６に示すように、第１の溶接ピンチロール機構１０は、Ｈ形鋼３００の下側に配置されており、第２の溶接ピンチロール機構２０は、第１の溶接ピンチロール機構１０とでＨ形鋼３００を挟むようにして、Ｈ形鋼３００の上側に配置されている。そして、第１及び第２の溶接ピンチロール機構１０，２０はそれぞれ、フレーム１２，２２におけるＨ形鋼３００の取り込み側に軸受等からなる回転支持機構１３，２３を備えており、この回転支持機構１３，２３により各溶接ピンチロール１１，２１を回転自在に支持している。
【００２３】
また、図４に示すように、第１及び第２の溶接ピンチロール機構１０，２０は、フレーム１２，２２の一側面に支持部１２ｂ，２２ｂを設けており、この支持部１２ｂ，２２ｂを介してハウジングポスト１５１に設けられているレール１５２に上下後方に移動自在とされて支持されている。さらに、そのフレーム１２，２２には、第１及び第２の溶接ピンチロール機構１０，２０を上下方向に移動するための移動手段である昇降機構１４，２４が下側及び上側に取り付けられている。これにより、第１及び第２の溶接ピンチロール機構１０，２０は、レール１５２に沿って上下方向に昇降機構１４，２４により操作可能とされ、第１及び第２の溶接ピンチロール１１，２１がＨ形鋼３００に対して接離自在に操作可能となされている。例えば、Ｈ形鋼３００を製造する際には、第１の溶接ピンチロール１１と第２の溶接ピンチロール２１とは、その間の間隔が所定の間隔なるように位置され、具体的には、その間隔は、製造するＨ形鋼３００の寸法に応じたものになっている。
【００２４】
このような所定間隔とされた第１及び第２の溶接ピンチロール１１，２１の間を上下フランジ材３０１，３０２とウェブ材３０３とが通板されることで所定形状のＨ形鋼３００が製造されるようになる。
そして、図７に示すように、この第１の溶接ピンチロール機構１０には、フレーム１２におけるＨ形鋼３００の通材進行方向側（Ｈ形鋼３００の排出側）に、一対の支持部（或いはブラケット部）１２ａ，１２ａにより第１のシャフト１１０が回転自在に取り付けられている。同様に、第２の溶接ピンチロール機構２０には、筐体２２のＨ形鋼３００の進行方向側に、一対の支持部２２ａ，２２ａにより第２のシャフト１２０が回転自在に取り付けられている。
【００２５】
第１のシャフト１１０は、前記一対の支持部１２ａ，１２ａにより支持されて、Ｈ形鋼３００の通材進行方向に対して垂直になるように配置されている。
シャフト１１０は、その中央が断面円形状の支持部（以下、中央支持部という。）１１２をなし、その両側が中央支持部１１２よりも大径の断面四角形状の支持部（以下、側方支持部という。）１１３，１１３をなしており、さらにその外側に断面円形状の支持部１１１からなっている。また、その詳細を示す図８のように、第１のシャフト１１０は、支持部１２ａ，１２ａと側方支持部１１３，１１３の端面との間にそれぞれ隙間δを設けている。すなわち、第１のシャフト１１０は、支持部１２ａ，１２ａに左右方向に余裕を持って支持されており、この結果、Ｈ形鋼３００の進行方向からみて左右方向に移動可能とされている。また、側方支持部１１３には、挿通孔１１３ａにピン１１５が挿通されている。
【００２６】
また、図７で、第２のシャフト１２０についても、第１のシャフト１１０と同様に構成されている。すなわち、第２のシャフト１２０は、前記一対の支持部２２ａ，２２ａにより支持されて、Ｈ形鋼３００の通材進行方向に対して垂直になるように配置されている。
シャフト１２０は、その中央が断面円形状の中央支持部１２２をなし、その両側が中央支持部１２２よりも大径の断面四角形状の側方支持部１２３，１２３をなしており、さらにその外側に断面円形状の支持部１２１からなっている。また、側方支持部１２３には、挿通孔１２３ａにピン１２５が挿通されている。また、第１のシャフト１１０と同様に、第２のシャフト１２０は、支持部２２ａ，２２ａと側方支持部１２３，１２３の端面との間にそれぞれ隙間δを設けている。すなわち、第２のシャフト１２０についても、支持部２２ａ，２２ａに左右方向に余裕を持って支持されており、この結果、Ｈ形鋼３００の通材進行方向からみて左右方向に移動可能とされている。
【００２７】
図７に示すように、第１及び第２のシャフト１１０，１２０はそれぞれ、第１及び第２の溶接ピンチロール機構１０，２０に対して取り付けられ、且つ回転自在に支持されている。
この第１のシャフト１１０の側方支持部１１３,１１３にはピン１１５，１１５が貫通して、側方支持部１１３，１１３上面からピン１１５，１１５が突出しており、これにより、第１のシャフト１１０は、側方支持部１１３,１１３の上面にて、そのピン１１５，１１５により、水平方向に回転自在にして第１の整形ロール機構３０（図４、図５）の第１及び第２の支持アーム３１，３２をそれぞれ支持している。さらに、第１のシャフト１１０は、中央部１１２にて、回転自在に第１の支えロール機構９０の本体部９２（図４、図５）を回転自在に支持している。
【００２８】
同様に、第２のシャフト１２０の側方支持部１２３,１２３にはピン１２５，１２５が貫通して、側方支持部１２３,１２３下面からピン１２５，１２５が突出しており、これにより、第２のシャフト１２０は、側方支持部１２３,１２３の下面にて、そのピン１２５，１２５により、水平方向に回転自在にして第２の整形ロール機構６０（図４、図５）の第３及び第４の支持アーム６１，６２をそれぞれ支持している。さらに、第２のシャフト１２０は、中央部１２２にて、回転自在に第２の支えロール機構１００の本体部１０２（図４、図５）を回転自在に支持している。
【００２９】
このように、第１のシャフト１１０には、第１の整形ロール機構３０及び第１の支えロール機構９０が組み付けられ、第２のシャフト１２０には、第２の整形ロール機構６０及び第２の支えロール機構１００が組み付けられている。
先ず、第１の整形ロール機構３０及び第１の支えロール機構９０について説明する。
図９は、第１の整形ロール機構３０の構成を示す。
【００３０】
第１の整形ロール機構３０は、第１及び第２の支持アーム３１，３２、第１及び第２の整形ロール４１，５１、並びに幅調整用ボルト３３を備えている。
第１及び第２の支持アーム３１，３２はそれぞれ、Ｈ形鋼３００の左右それぞれに位置された略長手棒状体（図４、図５）であり、略中央付近３１ａ，３２ａを前記ピン１１５，１１５により回転自在に支持されている。ここで、第１及び第２の支持アーム３１，３２をそれぞれ回転自在に支持している各ピン１１５，１１５に平板３５を掛け渡し、この平板３５を各ピン１１５，１１５に螺合するボルト３４，３４により固定することで、支持アーム３１，３２はその上下方向が固定されている。
【００３１】
そして、第１の支持アーム３１は、一端３１ｂ側に第１の整形ロール４１を備えており、また、第２の支持アーム３２は、一端３２ｂ側に第２の整形ロール５１を備えている。
図１０は、Ｈ形鋼３００の取り込み側からみたビード整形装置の構成を示しており、第１及び第２の整形ロール４１，５１近傍の構成を示す。
この図１０に示すように、第１の支持アーム３１（図９）の一端３１ｂにボルト４２によって支持ブロック４３が固定されており、この固定ブロック４３により第１の整形ロール４１が回転自在に支持されている。例えば、第１の整形ロール４１は、下フランジ材３０２に対して略４５°をなすようにして支持されている。
【００３２】
第２の整形ロール５１についても同様に、第２の支持アーム３２（図９）の一端３２ｂにボルト５２によって支持ブロック５３が固定されており、この固定ブロック５３により回転自在に支持されている。そして、第２の整形ロール５１は、下フランジ材３０２に対して略４５°をなすようにして支持されている。
そして、この第１の整形ロール４１と第２の整形ロール５１とは、ウェブ材３０３を挟むようにして配置されており、第１の整形ロール４１と第２の整形ロール５１とは、互いにその離間距離が自在に変化できるように、水平方向で開閉できるようになされている。これは図９に示したように第１及び第２の支持アーム３１，３２がピン１１５，１１５により回転自在に支持されていることによる。
【００３３】
なお、ボルト４２，５２により固定される固定ブロック４３，５３に回転自在にして整形ロール４１，５１を取り付けることで、各整形ロール４１，５１は、各支持アーム３１，３２に容易に脱着ができるものとされている。
また、図９及び図１１に示すように、第１及び第２の支持アーム３１，３２には、その他端部３１ｃ，３２ｃを連結する幅調整用ボルト３３が取り付けられている。
【００３４】
幅調整用ボルト３３は、第１及び第２の支持アーム３１，３２の他端部３１ｃ，３２ｃの間の距離を調整するように取り付けられている。このような幅調整用ボルト３３は、第１の整形ロール４１と第２の整形ロール５１との間の距離を調整するものとして機能する。すなわち、第１及び第２の支持アーム３１，３２がそれぞれ各ピン１１５，１１５によって回転自在に支持されているので、その各他端部３１ｃ，３２ｃ間の距離を調整すれば、一方の各一端部３１ｂ，３２ｂに配置されている第１及び第２の整形ロール４１，５１の距離を調整することができるようになっている。これにより、第１及び第２の整形ロール４１，５１は、Ｈ形鋼の溶接ビード部に対して接離可能となり、適当な力により溶接ビード部を圧接することができるようになっている。
【００３５】
このように構成されている第１の整形ロール機構３０は、さらに、図７に示すように、第１のシャフト１１０の側方支持部１１３,１１３上側面から突出したピン１１５，１１５により第１及び第２の支持アーム３１，３２が支持されている構造をなしている。これにより、図９に示すように、第１のシャフト１１０を回転軸として、第１及び第２の整形ロール４１，５１が回動可能とされている。すなわち、第１の整形ロール機構３０は、第１及び第２の整形ロール４１，５１を、その間隔を所定の間隔に維持しながらも、すなわち、適当な力により溶接ビード部を圧接することを維持しながら、略上下方向に揺動可能に支持している。
【００３６】
一方、図４及び図５に示すように、第１の支えロール機構９０は、本体部９２が第１のシャフト１１０の中央支持部１１２で回転自在に支持されており、その本体部９２の一端側に回転自在にした第１の支えロール９１を備えている。第１の支えロール９１は、図１０に示すように、軸受等からなる回転支持機構９４を介して本体部９２に対して回転自在に支持されている。
本体部９２の他端部９２ａには、図４、図５及び図１１に示すように、２個の高さ調整用ボルト９３，９３が取り付けられている。この高さ調整用ボルト９３，９３は、他端部９２ａから上側に突出された端部９３ａが第１及び第２の支持アーム３１，３２の一端の下側面３１ｄ，３２ｄと当接しており、その突出量を調整することで、その他端部９２ａと第１及び第２の支持アーム３１，３２の一端との間の距離を調整する。この高さ調整用ボルト９３，９３により、第１及び第２の整形ロール４１，５１と第１の支えロール９１との間の距離を調整することができる。すなわち、本体部９２が前述したように第１のシャフト１１０によって回転自在に支持されているので、当該本体部９２の他端部９２ａと第１及び第２の支持アーム３１，３２の一端との間の距離を調整することで、本体部９２の一端側に配置されている第１の支えロール９１と第１及び第２の整形ロール４１，５１との間の距離を調整することができ、これにより、第１の支えロール９１を第１及び第２の整形ロール４１，５１と下フランジ材３０２を挟み込む方向に移動可能にしている。換言すれば、本体部９２の他端部９２ａと第１及び第２の支持アーム３１，３２の一端とを高さ調整用ボルト９３，９３で突っ張りあうことで、第１の支えロール９１を第１及び第２の整形ロール４１，５１と下フランジ材３０２を挟み込む方向に移動可能にしているといえる。
【００３７】
またさらに、図４及び図５に示したように、第１の整形ロール機構３０の第１及び第２の整形ロール４１，５１が第１のシャフト１１０を中心として回転可能とされているので、第１の支えロール９１は、高さ調整用ボルト９３，９３により第１及び第２の整形ロール４１，５１との間の距離を一定に保った状態で、当該第１及び第２の整形ロール４１，５１とともに上下方向に揺動可能な機構として実現されている。
【００３８】
また、図８に示したように、第１のシャフト１１０が左右方向に移動自在とされて支持されている。したがって、図１０で、第１及び第２の整形ロール４１，５１並びに第１の支えロール９１は、左右方向（水平方向）に揺動可能な機構として実現されている。
また、図４及び図５のように、第１のシャフト１１０が第１の溶接ピンチロール機構１０に取り付けられていることから、第１のシャフト１１０に組み付けられている第１の整形ロール機構３０及び第１の支えロール機構９０は、第１の溶接ピンチロール機構１０とともに変位することになる。
【００３９】
以上、図４及び図５に示した第１のシャフト１１０に組み付けられた第１の整形ロール機構３０及び第１の支えロール機構９０について説明したが、第２のシャフト１２０に組み付けられている第２の整形ロール機構６０及び第２の支えロール機構１００も同様な構成として実現されている。なお、第２の整形ロール機構６０及び第２の支えロール機構１００はそれぞれ、第１の整形ロール機構３０及び第１の支えロール機構９０とＨ形鋼３００の搬送路について略対象的な構成をなしている。
【００４０】
すなわち、第２の整形ロール機構６０は、図４、図５及び図１１に示すように、第３及び第４の支持アーム６１，６２、第１及び第２の整形ロール７１，８１、並びに幅調整用ボルト６３を備えている。
第３及び第４の支持アーム６１，６２はそれぞれ、Ｈ形鋼の左右それぞれに位置された略長手棒状体であり、略中央付近６１ａ，６２ａを前記ピン１２５，１２５により回転自在に支持されている。ここで、第３及び第４の支持アーム６１，６２をそれぞれ回転自在に支持している各ピン１２５，１２５に平板６５を掛け渡し、この平板６５を各ピン１２５，１２５に螺合するボルト６４，６４により固定することで、支持アーム６１，６２はその上下方向が固定されている。
【００４１】
そして、第３の支持アーム６１は、一端６１ｂ側に第１の整形ロール７１を備えており、また、第４の支持アーム６２は、一端６２ｂに第２の整形ロール８１を備えている。
ここで、詳細を図示しないが、図１０に示した第１及び第２の整形ロール４１，５１と同様に、第３の支持アーム６１の一端６１ｂにボルトによって支持ブロックが固定されており、この固定ブロックにより第３の整形ロール７１が回転自在に支持されている。そして、第３の整形ロール７１は、上フランジ材３０１に対して略４５°をなすようにして支持されている。
【００４２】
また、第４の整形ロール８１についても同様に、第４の支持アーム６２の一端６２ｂにボルトによって支持ブロックが固定されており、この固定ブロックにより回転自在に支持されている。そして、第４の整形ロール８１は、上フランジ材３０１に対して略４５°をなすようにして支持されている。そして、第３の整形ロール７１と第４の整形ロール８１とは、ウェブ材３０３を挟むようにして配置されており、第３の整形ロール７１と第４の整形ロール８１とは、水平方向で開閉できるようになされている。これは、前述したように第３及び第４の支持アーム６１，６２がピン１２５，１２５により回転自在に支持されていることによる。
【００４３】
なお、ボルトにより固定される固定ブロックに回転自在にして整形ロール７１，８１を取り付けておくことで、各整形ロール７１，８１は、各支持アーム６１，６２に容易に脱着ができるものとされている。
また、図１１に示すように、第３及び第４の支持アーム６１，６２には、その他端部６１ｃ，６２ｃを連結する幅調整用ボルト６３が取り付けられている。
幅調整用ボルト６３は、第１及び第２の支持アームの他端部６１ｃ，６２ｃの間の距離を調整するように取り付けられている。このような幅調整用ボルト６３は、第３の整形ロール７１と第２の整形ロール８１との間の距離を調整するものとして機能する。すなわち、第３及び第４の支持アーム６１，６２がそれぞれ各ピン１２５，１２５によって回転自在に支持されているので、その各他端部６１ｃ，６２ｃ間の距離を調整すれば、一方の各一端部６１ｂ，６２ｂに配置されている第３及び第４の整形ロール７１，８１の距離を調整することができるようになっている。これにより、第３及び第４の整形ロール７１，８１は、Ｈ形鋼３００の溶接ビード部に対して接離可能となり、適当な力により溶接ビード部を圧接することができるようになっている。
【００４４】
このように構成されている第２の整形ロール機構６０は、さらに、図７に示すように、第２のシャフト１２０の側方支持部１２３,１２３下側面から突出したピン１２５，１２５により第３及び第４の支持アーム６１，６２が支持されている構造をなしている。これにより、第２のシャフト１２０を回転軸として、第３及び第４の整形ロール７１，８１が回動可能とされている。すなわち、第２の整形ロール機構６０は、第３及び第４の整形ロール７１，８１を、その間隔を所定の間隔に維持しながらも、すなわち、適当な力により溶接ビード部を圧接することを維持しながら、略上下方向に揺動可能に支持している。
【００４５】
一方、図４及び図５に示すように、第２の支えロール機構１００は、本体部１０２が第２のシャフト１２０の中央支持部１２２で回転自在に支持されており、その本体部１０２の一端側に回転自在にした第２の支えロール１０１を備えている。第２の支えロール１０１は、図１０に示す第１の支えロール９１の構成部分と同様に、軸受等からなる回転支持機構を介して本体部１０２に対して回転自在に支持されている。
【００４６】
本体部１０２の他端部１０２ａには、図４、図５及び図１１に示すように、２個の高さ調整用ボルト１０３，１０３が取り付けられている。この高さ調整用ボルト１０３，１０３は、他端部１０２ａから下側に突出された端部１０３ａが第３及び第４の支持アーム６１，６２の一端の上側面６１ｄ，６２ｄと当接しており、その突出量を調整することで、その他端部１０２ａと第３及び第４の支持アーム６１，６２の一端との間の距離を調整する。この高さ調整用ボルト１０３，１０３により、第３及び第４の整形ロール７１，８１と第２の支えロール１０１との間の距離を調整することができる。すなわち、本体部１０２が前述したように第２のシャフト１２０によって回転自在に支持されているので、当該本体部１０２の他端部１０２ａと第３及び第４の支持アーム６１，６２の一端との間の距離を調整することで、本体部１０２の一端側に配置されている第２の支えロール１０１と第３及び第４の整形ロール７１，８１との間の距離を調整することができ、これにより、第２の支えロール１０１を第３及び第４の整形ロール７１，８１と上フランジ材３０１を挟み込む方向に移動可能にしている。換言すれば、本体部１０２の他端部１０２ａと第３及び第４の支持アーム６１，６２の一端とを高さ調整用ボルト１０３，１０３で突っ張りあうことで、第２の支えロール１０１を第３及び第４の整形ロール７１，８１と上フランジ材３０１を挟み込む方向に移動可能にしているといえる。
【００４７】
またさらに、前述したように、第２の整形ロール機構６０の第３及び第４の整形ロール７１，８１が第２のシャフト１１０を中心として回転可能とされているので、第２の支えロール１０１は、高さ調整用ボルト１０３，１０３により第３及び第４の整形ロール７１，８１との間の距離を一定に保った状態で、当該第３及び第４の整形ロール７１，８１とともに上下方向に揺動可能な機構として実現されている。
【００４８】
また、第２のシャフト１２０が左右方向に移動自在とされて支持されている。したがって、第３及び第４の整形ロール７１，８１並びに第２の支えロール１０１は、左右方向（水平方向）に揺動可能な機構として実現されている。
また、第２のシャフト１２０が第２の溶接ピンチロール機構２０に取り付けられていることから、第２のシャフト１２０に組み付けられている第２の整形ロール機構６０及び第２の支えロール機構１００は、第２の溶接ピンチロール機構２０とともに変位することになる。
【００４９】
以上のようにビード整形装置が構成されている。このビード整形装置は、Ｈ形鋼の溶接の際に次のように動作する。
先ず、図４及び図５でＨ形鋼３００が通板される前に、第１及び第２の溶接ピンチロール機構１０，２０はＨ形鋼３００の寸法等に応じて所定位置に移動し、第１乃至第４の整形ロール４１，５１，７１，８１及び第１及び第２の支えロール９１，１０１を所定位置に配置する。例えば、図５に示すように、第２の整形ロール機構６０をＢ位置からＣ位置に示すように搬送して、第１の溶接ピンチロール機構１０に取り付けて、その後、第１の溶接ピンチロール機構１０が所定位置に移動する。
【００５０】
また、このときの所定位置への移動は、レール１５２によって移動自在に支持されている第１及び第２の溶接ピンチロール機構１０，２０を、昇降機構１４，２４が操作することで行う。
続いて、上下フランジ材３０１，３０２及びウェブ材３０３を通板しつつ、溶接を開始する。溶接するための構成としては、前記図１及び図２に示したような構成が挙げられる。すなわち、２枚の上下フランジ材３０１，３０２と１枚のウェブ材３０３とを連続的に溶接点に供給しつつ、溶接点直前に配置された給電チップ２０１を上フランジ材３０１とウェブ材３０３の上部及び下フランジ材３０２とウェブ材３０３の下部に押し当てて、当該給電チップ２０１から給電して、ウェブ材３０３の上下端面部と各フランジ材３０１，３０２の幅中央部とを溶融加熱（高周波抵抗溶接）すると共に溶接ピンチロール１１，２１によって加圧力を付加して接合する。
【００５１】
そして、このとき、ビード整形装置では、第１の支えロール９１により下フランジ材３０２を下側で支えつつ、第１及び第２の整形ロール４１，５１で、ウェブ材３０３の下端部と下フランジ材３０２との溶接点に発生する溶接ビードを押し潰し、また、第２の支えロール１０１により上フランジ材３０１を上側で支えつつ、第３及び第４の整形ロール７１，８１で、ウェブ材３０３の上端部と上フランジ材３０１との溶接点に発生する溶接ビードを押し潰す。
【００５２】
なお、整形ロール４１，５１，７１，８１による溶接ビードの整形は、必要最小限の力で実現することが望ましく、このため整形ロール４１，５１，７１，８１を可能な限り溶接点に近接して取り付け、溶接ビードが未凝固な状態で整形することが好ましいことはいうまでもない。
このように、ビード整形装置１は動作するが、ビード整形装置１は、前述したように、第１の整形ロール４１と第２の整形ロール５１とが互いに距離を一定に保ちつつ上下方向に揺動することができように構成されているとともに、第１の支えロール９１もこの第１及び第２の整形ロール４１，５１とともに上下方向に揺動できるように構成されている。そして、図８のように、第１のシャフト１１０が左右方向に移動自在に支持されていることで、第１及び第２の整形ロール４１，５１並びに第１の支えロール９１が左右方向に揺動できるように構成されている。また、同様に、第３の整形ロール７１と第４の整形ロール８１とが互いに距離を一定に保ちつつ上下方向に揺動することができように構成されているとともに、第２の支えロール１０１もこの第３及び第４の整形ロール７１，８１とともに上下方向に揺動できるように構成されている。そして、第３及び第４の整形ロール７１，８１並びに第２の支えロール１０１も左右方向に揺動できるように構成されている。
【００５３】
これにより、熱変形等によりＨ形鋼３００に曲りや反り等が生じて、Ｈ形鋼３００の鋼材位置が上下左右どちらかにずれても、各整形ロール４１，５１，７１，８１及び各支えロール９１，１０１がそのＨ形鋼３００に追従することができるので、各整形ロール４１，５１，７１，８１を溶接ビード部に的確に当てることができるようになる。これにより、例えば、Ｈ形鋼３００の曲りや反り等の変形によりビード整形装置１がＨ形鋼３００を強制的に変形させてしまったり、ビード整形装置１に過大な力が作用し、ピード整形装置１が破損してしまったりすることを防止することができる。さらに、このような追従構造が簡単な構造により実現されている。
【００５４】
また、ビード整形装置１は、種々の寸法のＨ形鋼にも対応して、ビード整形することができる。ビード整形装置は、図４、図５及び図１１に示したように、第１及び第２の溶接ピンチロール機構１０，２０が上下方向に移動可能にされている。そして、各整形ロール４１，５１，７１，８１及び各支えロール９１，１０１は、この１及び第２の溶接ピンチロール機構１０，２０とともに移動するように組み付けられている。これにより、ビード整形装置は、Ｈ形鋼３００の寸法に合わせて第１及び第２の溶接ピンチロール機構１０，２０の第１及び第２の溶接ピンチロール１１，２１を配置すれば、同時に各整形ロール４１，５１，７１，８１及び各支えロール９１，１０１もそれに応じた位置に配置されることになるので、種々の寸法のＨ形鋼に対応してビード整形することができるようになる。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施の形態として実現されることに限定されるものではない。
すなわち、前述の実施の形態では、ビード整形装置１を具体的な構成及びその構成部分の配列を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、整形ロールの配置順序として、下側に位置されている第１及び第２の整形ロール４１，５１の方を溶接ピンチロール寄りに配置しているが、上側に位置されている第３及び第４の整形ロール７１，８１を溶接ピンチロール寄りに配置し、その後ろに下側の第１及び第２の整形ロール４１，５１を配置してもよい。また、上下の整形ロール４１，５１，７１，８１を溶接ピンチロールから同じ離れた位置に配置してもよい。
【００５６】
また、整形ロール４１，５１，７１，８１及び支えロール９１，１０１を上下左右方向に自在に或いは揺動自在に支持する構造についても前述の実施の形態で説明した構造に限定されるものではない。
なお、前述の実施の形態の説明において、第１乃至第４の支持アーム３１，３２，６１，６２、第１及び第２の支えロール機構９０，１００の本体部９２，１０２並びに第１及び第２のシャフト１１０，１２０は、Ｈ形鋼の通材位置変化に整形ロール及び支えロールを追従させる追従手段を構成している。具体的には、第１及び第２のシャフト１１０，１２０は、Ｈ形鋼の送り方向に対して垂直（鉛直）方向に位置されるとともに、回転自在に且つ前記垂直（鉛直）方向へ移動自在に支持されている回転支持軸を構成し、また、第１乃至第４の支持アーム３１，３２，６１，６２は、回転支持軸に取り付けられて、その一端部に整形ロール４１，５１，７１，８１が回転自在に取り付けられている第１の支持部材を構成し、第１及び第２の支えロール機構９０，１００の本体部９２，１０２は、回転支持軸に取り付けられて、その一端部に支えロール９１，１０１が回転自在に取り付けられている第２の支持部材を構成している。
【００５７】
そして、回転支持軸である第１及び第２のシャフト１１０，１２０が回動することで、第１及び第２の支持部材である第１乃至第４の支持アーム３１，３２，６１，６２並びに第１及び第２の支えロール機構９０，１００の本体部９２，１０２が第１及び第２のシャフト１１０，１２０を中心に回動して、整形ロール４１，５１，７１，８１及び支えロール９１，１０１がＨ形鋼の通材位置変化に応じて上下に追従し、第１及び第２のシャフト１１０，１２０が前記垂直方向に移動することで、第１乃至第４の支持アーム３１，３２，６１，６２並びに第１及び第２の支えロール機構９０，１００の本体部９２，１０２が前記垂直方向に移動して、整形ロール４１，５１，７１，８１及び支えロール９１，１０１がＨ形鋼の通材位置変化に応じて左右に追従するようになっている。
【００５８】
また、前述の実施の形態の説明において、下側の第１及び第２の整形ロール４１，５１は、特許請求の範囲の記載における第１のフランジ材側の整形ロールに該当し、上側の第３及び第４の整形ロール７１，８１は、特許請求の範囲の記載における第２のフランジ材側の整形ロールに該当する。なお、下フランジ材３０２は、第１のフランジ材に該当し、上フランジ材３０１は、第２のフランジ材に該当する。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、溶接後のＨ形鋼が変形する場合でも整形ロール及び支えロールをその変形に応じて移動させて、整形ロールを溶接ビードに追従させることができ、例えば、これにより、連続的にかつ安定してビード整形が可能になる。
特に、請求項２及び３に記載の発明によれば、簡単な構成により、整形ロール及び支えロールをその変形に応じて移動させて、整形ロールを溶接ビードに追従させることができる。また、請求項４に記載の発明によれば、Ｈ形鋼の寸法に応じて整形ロール及び支えロールの位置を自動的に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のビード整形装置における溶接ビードを整形する部分の概略構成を示す側面図ある。
【図２】本発明のビード整形装置における溶接ビードを整形する部分の概略構成を示す図であって、前記図２とは反対側からみた側面図である。
【図３】第１及び第２の整形ロール及び第１の支えロールの位置関係を示す正面図である。
【図４】ビード整形装置を備えている設備の構成を示す側面図である。
【図５】ビード整形装置を備えている設備の構成を示す他の側面図である。
【図６】ビード整形装置の溶接ピンチロール機構の構成を示す図である。
【図７】ビード整形装置の構成を示す図であって、ビード整形装置を背面から見た断面図である。
【図８】第１のシャフト及びその近傍の構成を示す図である。
【図９】ビード整形装置の第１の整形ロール機構を示す平面図である。
【図１０】ビード整形装置の第１及び第２の整形ロール並びに支えロールの構成を示す図であって、ビード整形装置を正面から見た断面図である。
【図１１】ビード整形装置を示す背面図である。
【図１２】従来の溶接Ｈ形鋼の製造方法における溶接工程の模式的説明図である。
【図１３】溶接Ｈ形鋼と、そのＨ形鋼に発生する溶接ビードとを示す図である。
【図１４】特開平７−９１５１号公報に開示されている溶接ビード整形装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ビード整形装置
１０，２０溶接ピンチロール機構
１１，２１溶接ピンチロール
３０，６０整形ロール機構
３１，３２，６１，６２支持アーム
４１，５１，７１，８１整形ロール
９０，１００支えロール機構
９１，１０１支えロール
１１０，１２０シャフト
１１５，１２５ピン

Claims

フランジ材の表面とウェブ材とを溶着してＨ形鋼を製造するときに当該溶着部分に発生した溶接ビードに押し当てて当該溶接ビードを整形する整形ロールと、
前記整形ロールの押し当て位置に対応して前記フランジ材の裏面に配置され、前記フランジ材を支える支えロールと、
前記Ｈ形鋼の溶接中の通材位置変化に、前記整形ロール及び支えロールを追従させる追従手段と、
を備えていることを特徴とする溶接Ｈ形鋼の溶接ビード整形装置。
前記追従手段は、前記整形ロール及び支えロールを上下左右に自在に支持することで、前記整形ロール及び支えロールを前記Ｈ形鋼の溶接中の通材位置変化に追従させていることを特徴とする請求項１記載の溶接Ｈ形鋼の溶接ビード整形装置。
前記整形ロールは、第１のフランジ材の表面とウェブ材の一端部との溶着部分に発生した溶接ビードに押し当てて当該溶接ビードを整形する第１のフランジ材側の整形ロールと、第２のフランジ材の表面とウェブ材の他端部との溶着部分に発生した溶接ビードに押し当てて当該溶接ビードを整形する第２のフランジ材側の整形ロールとからなり、前記支えロールは、前記第１のフランジ材側の整形ロールの押し当て位置に対応して前記第１のフランジ材の裏面に配置され、前記第１のフランジ材を支える第１の支えロールと、前記第２のフランジ材側の整形ロールの押し当て位置に対応して前記第２のフランジ材の裏面に配置され、前記第２のフランジ材を支える第２の支えロールとからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接Ｈ形鋼の溶接ビード整形装置。