JPH0547295B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンボス模様を有する角形鋼管の成
形方法に関する。

角形鋼管の両側面に、等ピツチのエンボス加工
を施すことによつて、エンボス面と同方向の垂直
荷重に対して、単位面積当りの圧壊荷重強度が、
通常の同一サイズの角形鋼管に比べ、高い荷重強
度を示すことが実験的に確認されている。

本発明においてエンボス加工とは、角形鋼管の
溶接面に隣接する両側面に相当する帯鋼の部分
に、凹溝を間隔をおいて刻設することを指す。

第１図はエンボス模様３０を等ピツチに刻設し
た角形鋼管３１を示す。角形鋼管３１は上辺３
２、側辺３３、下辺３４を有し、側辺３３はエン
ボス面で、幅Ａのエンボスが設けられている。

本出願人はさきに特願昭58−218686号（特開昭
60−111718号公報）により、角形鋼管の造管ライ
ンにエンボスロールを組み込み、連続してロール
成形にるエンボス模様を有する角形鋼管の成形方
法を提起した。

第２図は、連続造管ラインの一例である。図に
おいて、アンコイラー１０、帯鋼１１、エンボス
ロール１４、ピンチロール１３、粗成形ロール１
５、フインパスロール１６、高周波溶接装置１
７、スクイズロール１８、冷却ゾーン１９、サイ
ジングロール２０、タークスヘツドロール２１、
せん断装置２２を示す。

使用する帯鋼はストリツプ、スリツトコイル或
いは板材等のいずれでもよく、製造すべき角形鋼
管のサイズに合せて、所定の幅のストリツプ等の
コイル状のものは、アンコイラーを通しエンボス
ロールへ導入される。エンボス模様は角形鋼管の
両側面に相当する帯鋼の部分に等間隔に形成され
る。

第３図は、本発明の角形鋼管のロールフオーミ
ングのフラワー図である。図には、ロール中心よ
り右半分のロールフラワー図を示してある。粗成
形工程１５とフインパス成形工程１６から構成さ
れる。３０はエンボス模様を示し、エンボス端部
から長さh₁及びh₂の点P₁及びP₂から折り曲げられ
る。

第４図は、第１図に示したエンボス模様を有す
る角形鋼管の試作段階における粗成形No.１ロール
１５の部分模式図である。下ロール１５−１と上
ロール１５−２とから粗成形ロール１５が構成さ
れ、上ロール１５−２はカリバー（孔型）Ｒが設
けられる。

１１は帯鋼でエンボス模様３０を設けている。
即ち第１図に示したエンボス模様を有する角形鋼
管の試作段階では上下ロールのプロフイルは、エ
ンボス３０の端部から長さｈの点Ｐを帯鋼の折り
曲げ点としていた。従つて長さｈはロール設計の
段階で必ずしも特定されなかつたので、エンボス
効果は充分に期待できないうらみがあつた。

本発明の目的は、圧壊荷重強度に優れたエンボ
ス模様を有する角形鋼管の連続成形方法を提案す
るものである。

即ち本発明の要旨は、帯鋼にロールによりエン
ボス加工を施し、引続きロールフオーミングし
て、一面に溶接継目を有する角形鋼管を得る方法
において、ロールフオーミング時にエンボス端部
直近に折り曲げ点を得るように上下ロールで挟み
込み、粗成形することにある。

本発明の粗成形１５とは、第３図のフラワー図
で〜の折り曲げ成形をいう。

ここで、エンボス端部直近とは、第１，３，５
−１，５−２，６図の各図中におけるP₁，P₂点
を表わす。

以下本発明を図面について詳述する。

第５図−１は本発明の粗成形ロールの部分的模
式図であり、第３図のに対応する。図におい
て、粗成形ロール１５は下ロール１５−１と上ロ
ール１５−２から構成される。本発明のロールの
プロフイルは、上ロール１５−２にカリバー（孔
型）Ｒを設けるが、ロールセンターＣからエンボ
ス端部直近P₂までの間はロールフオーミングを
受けない。即ち幅W₁相当する帯鋼１１の部分が、
下ロール１５−１と上ロール１５−２によつて挟
み込まれて、点P₂に、粗成形における折り曲げ
点が成形される。なお、第３図〜に至る粗成
形では側辺部３３のエンボス模様を潰さないよう
に側辺部に当接する上ロールはない。第５図−２
は第１図に示した側辺部３３の曲げを行なう粗成
形ロールの部分的模式図であり、第３図に対応
する。図において、粗成形ロール１５は下ロール
１５−１と上ロール１５−２から構成される。

本ロールでは幅W₃に相当する帯鋼１１の部分
が、下ロール１５−１と上ロール１５−２によつ
て挟み込まれて、点P₁に、粗成形におけるもう
一方の折り曲げ点が成形される。従つて、点P₁
及びP₂は、帯鋼１１に形成されたエンボス模様
３０の端部直近に一致する。実験によると、エン
ボス模様の端部と上辺、下辺コーナ間の寸法h₁，
h₂が、それぞれ10mmを超えたサンプルにて、圧壊
荷重試験を行なうと、座屈が発生して、エンボス
が有効に働かない。

このことは、第７図に示した角形鋼管のエンボ
ス面を含んだ断面図において、エンボス長さl₁が
小さくなり、即ち、h₁，h₂寸法が大きくなること
によつて、荷重方向に対する断面剛性が減少し、
座屈が発生することを意味している。即ち、圧壊
強度を増すには、h₁，h₂寸法を小さく押え、エン
ボス長さl₁を大きくとれるような、折り曲げ点Ｐ
を見い出し、適切なロール孔型を提供することが
必要となる。

第６図は、本発明におけるフインパスロールの
部分的模式図である。図において、フインパスロ
ール１６は下ロール１６−１、上ロール１６−２
から形成される。本発明においては、帯孔１１の
幅W₁及びW₃のそれぞれに、曲率R₁，R₂を与え
るロールプロフイルを設ける。即ち角形鋼管成形
において、上辺はエンボス加工時の縁波防止のた
めに、エツジ部に曲げ加工をすでにしており、下
辺にも曲率R₁を与えることによつて、断面バラ
ンスのとれた成形が可能で、ロール調整が容易と
なり、溶接後の定形仕上げに好都合である。

本発明は上述の通り、粗成形において、エンボ
ス端部直近を上下ロールで挟み込み、折り曲げ点
を形成するが、帯鋼１１の長手方向に、等ピツチ
でエンボス加工された帯鋼を成形するため、帯鋼
１１のW₂相当の上ロールを、部分的に切欠いて
構成してもよい。

また仕上げ成形時の素管の上辺及び下辺に、所
望の曲率R₁，R₂を付与するフインパスロールの
適用は、帯鋼の板厚、板幅、材質等を考慮して適
切な値を採用するとよい。

本発明によると、エンボス模様の端部直近に折
り曲げ点P₁及びP₂を形成するので、圧壊荷重強
度が増大するが、次に試験結果を示す。

本発明により、帯鋼の板厚1.6mm、材質SS41を
用いてエンボス深さ（第７図のｄ）3.0mm、エン
ボスピツチ40mm、エンボス長さl₁50mm（50/60＝
83％）、h₁，h₂寸法5.0mm、エンボス幅A20mmを加
工して、第７図に示す断面寸法Ａ×Ｂ＝60×60mm
に成形した長さ240mmの角形鋼管の供試体の荷重
試験を行ない、圧壊荷重は10.75tであつた。Ｗは
溶接位置を示す。

実験によると、l₁／Ａは83％が限界であり、
h₁，h₂が過小になるとエンボス加工時の縁波が大
となる。

比較例として、エンボス長さ40mm（40/60＝67
％）、h₁，h₂寸法10.0mmとして、他の諸元を同一
にした供試体の圧壊荷重は、7.70tであつた。

以上の説明により明らかなように、エンボス端
部から折り曲げ点P₂，P₁との距離h₂（P₂対応）、
h₁（P₁に対応）によつて、圧壊荷重強度が上記例
で40％増強できており、本発明は、エンボス効果
を充分に利用した角形鋼管の成形方法で、工業的
効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンボス模様を有する角形鋼管の斜視
図、第２図は角形鋼管の成形工程図、第３図はロ
ール成形のフラワー図、第４図は試作段階におけ
る粗成形ロールNo.１のロール配置の模式図、第５
図−１は本発明のロール配置の模式図、第５図−
２は本発明の他のロール配置の模式図、第６図は
本発明のフインパス成形のロール配置の模式図、
第７図は角形鋼管の断面の模式図である。 １４：エンボスロール、１５：粗成形ロール、
１６：フインパスロール、２０：定形成形ロー
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 帯鋼１１にロールによりエンボス加工を施
   し、引続きロールフオーミングして、一面に溶接
   継目を有する角形鋼管を得る方法において、ロー
   ルフオーミング時にエンボス端部直近に折り曲げ
   点を得るように上下ロール１５−２，１５−１で
   挟み込み、粗成形することを特徴とするエンボス
   模様を有する角形鋼管の成形方法。