JPH06501424A - 多部材構造部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 条部材構造部材 本発明は、構造部材および前記構造部材の連続成形用プロセスに関するものであ る。

構造部材の連続成形プロセスはよく知られている。例えば米国特許３　４２７４ ２７は筒状部材に螺旋的あるいは縦方向に２重の金属のストリップを溶接し、次 に隣接の金属細長片を押離して平行したヘリカル又は縦方向の冷却フィンを成形 するプロセスが記載されている。１つあるいはそれ以上の横フランジを有する筒 状部材も２重の金属細長片を平面フランジ部材に溶接することによって成形し得 る。

米国特許３　８２７　１１７においても一対のエンドレスのストリップから溝型 部材を同時成形し、３番目のエンドレスストリップから支柱部材を成形し、次に 前記溝型部材部材を相互に所定の関係に配置しその間に連続した折られた支柱部 材を置き、その後支柱の頂端を溝型部材部材に溶接することによりなるトラス部 材の成形用のプロセスおよび装置に関して言及されている。

鋼のコイルをフランジあるいはウェブとして指定された幅に切断して、電気接点 が高周波電流を誘起しこの電流がウェブの端部およびフランジの中央において高 温の可塑性金属領域を発生する高周波鍛接ミルに連続的に通すことによって、Ｔ 型鋼、Ｈ型鋼、Ｚ型鋼およびＴ型鋼の如き中実構造部材を成形することが在来技 術において知られている。高圧ロールは次に鋼の可塑性領域を金相学的鍛造し合 わせて埋材を使用することなく真の鍛接を生成する。このプロセスを典型的に示 すのがウェブに１つ或は２つの中実フランジが取りつけられたＩあるいはＴ型鋼 等の構造部材の製造プロセスに関する米国特許３．７１３．２０５である。

中実フランジ構造部材を製造する他の方法は隅肉溶接によってフランジ細長片を ウェブの縦方向の端部に付着する米国特許３　１９９　１７４に記載されている 。

米国特許３　７６０　７８１、３　７１３　２０５および４　５８６　６４６も 構造部材を成形する同様な方法を記述している。

従来の中実構造部材はある不利益を持って居り此等特許仕様ＰＣＴ／ＡＵ８９１ ００３１３において本申請に充分記述されている。此等は簡単に次の事項を包含 している。

（ｉ）　腐蝕防止および耐火性に対する増大コストに通じる高い露出表面面積対 質量・強度比率 （１１）ウェブの幅対厚み比は局部的な座屈の考慮による断面の青電負担能力の 減少を避けるために一般に制限され、製造方法はかなりのミルスケールおよび錆 の生成に通じる。

前述のＰＣＴ仕様は中央のウェブその各端部に沿って延びている中空のフランジ を持った構造部材を記述している。この構造部材は！二の金属ストリップから連 続的にロールフォーミングプロセスによって成形される。この構造部材はＩ型鋼 、Ｈ型鋼、およびＲ５Ｊの如き在来の熱間圧延された鋼構造部材の強度特性をン ユミレートするがかかる在来の構造部材の不利益を備えない点において多くの様 式において有用であることが判明した。

中空のフランジの構造部材はＭｅｒｓｏｎの米国特許３　３４２００７および１ 　３７７２５１に記述されている。中空の側方フランジはその自由端部をウェブ 部材に接近させしかし此には固定することなく成形される。その他の関連の従来 技術の構造部材はオーストラリアの意匠登録８１０３８．８１０３４．８２８３ ３あるいは８４４０１に開示されており、各登録はウェブおよび一対の中空のフ ランジ部分よりなる多数の個別構成部材ですべて薄いソート材料から作られウェ ブの端部が各中空のエンド部分の内部に受け入れられその内面と接している構成 部材から成形された構造部材を開示している。此等のケースの各々においては成 形のプロセスは記述されていない。かくして中空のフランジ部分は例えばプレス フォーミング或はロールフォーミングによって成形され得よう。ウェブは恐らく 例えばスポット溶接によって各中空のフランジ部分に付着されるだろう。それ故 連続プレスフォーミングの経済性を提供せずまた本発明に従って成形された構造 部材に固有な強度特性をも提供しない。

米国特許３３４２００７に記載されたものに類似の輪郭を持つ構造要素を記述す るソ連特許８２７７２３にも言及する。この要素は単一のシートから製造されウ ェブとフランジ部分の隣合う面がシーム溶接によって溶接され得るウェブと中空 のフランジ部分を有している。各フランジ部分はその領域内に伸びている自由端 部部分を含んでいる。シーム溶接プロセスが連続的か不連続かはこの参照文献か らは明らかでなないがシーム溶接は隅肉溶接でプロセスの経済性およびこの様に 成形された構造部材の構造上の完全性に若干の固有の制限を提示する様に見える 。

米国特許４５６２６３０は薄い金属ノートが溝を限定する間隔をおいた平行なシ ームに沿ってラップ溶接されている熱交換要素の製造のプロセスを記述している 。少なくとも一つのシートは溝のくぼみを成形する縦方向に伸びる溝を具備して いるそして液体の埋材がかく成形された空腔に導入されて固形化される。固形化 された埋材は金属管は望ましい横断面形状を達成するために塑性変形を受ける間 支持コアとして使用される。かく成形された熱交換器構造はウェブで分離された 複数の平行チューブより成る。

米国特許４，３０１．３４．８は正方形の鋼製パイプを比較的薄い金属板から成 形する連続的方法を記述している。このプロセスにおいて鋼板はロールから連続 的に繰り出され、次に希望の横断面形状に折りたたまれる長さに切断される。部 分的に成形された中空のバイブは次に端部と端部で仮溶接され断面の自由端部が ローラーの圧力で重ね合され高周波溶接による連続的なシーム溶接が行い得る。

タック溶接されたビームは仮溶接領域において切断され所定の長さの中空のパイ プが成形される。

上述のＰＣＴ仕様ＰＣＴ／ＡＵ８９１００３１３は中空のフランジを有するウェ ブを提供する様にロール成形された黒ニの金属ストリップよりなる構造部材を開 示したが、多くの場合、単一の金属ノートからロールフォーミングによって構造 部材を製造することは望ましくないことが発見された。時には構造部材が多数の 別々の構成部材から成形される場合には一つあるいはそれ以上のウェブと２つあ るいはそれ以上の中空のフランジ部分よりなる構造部材をロール成形する方がよ り有益であることが判明する。

一つあるいはそれ以上のウェブと二つあるいはそれ以上のフランジ部分を有する 構造部材の製造に関して単一の金属シートあるいはストリップを使用しないで多 数の別々の金属部材あるいはストリップを使用する若干の利点は次の通りである 。

（ａ、）　ウェブおよびフランジ部分の何れかあるいはすべてに対してこのプロ セスは異なった厚さの金属の使用を可能にする。かくしてフランジに対してウェ ブの厚さを変えることにより構造部材の剪断耐力、曲げ耐力の組み合せにおける 柔軟性が可能となる。ウェブにおけるよりもフランジの方に厚い金属を使用する ことにより曲げにおける構造部材の構造効率が助長される。また同じ外形寸法を 維持しながらフランジの一つを他方より厚い板にすることが出来る。中空のフラ ンジビーム部分の単対称性がより効率的である複合ビームの如き特殊な用途に対 しては、目視外観は変らず且つ座屈による部材安定性の減少は最低限に保持され る。

（ｂ）　フランジおよびウェブの何れかあるいはすべてに対して異った強度仕様 の金属を使用することができる。かくしてウェブにおけるよりもフランジにより 高い強度の金属を使用することにより、低強度のウェブ金属は通常低価格である から構造部材のコスト効率が助長される。又一方のフランジが他方のフランジ程 の強度のを要しない特殊事件もありうる。高強度金属の使用は全体の質量の低減 を達成するためにより薄い鋼部分の使用を許容もする。

（Ｃ）　ウェブ板は望ましいだけ中空のフランジの中へ延ばし得る。ウェブ板を 中空のフランジの内面に接する様に延在させて此に融接することはフランジにか かる集中荷重を支持するのに非常に有益である。

本発明の目的は在来の構造および／あるいは此を成形する方法の不利を軽減し得 る多数の別々の構成部材から構造部材を連続的に成形するプロセスを提供するに ある。　本発明はその一面において少なくとも一つのウェブおよび少なくとも一 つのフランジを持つ構造部材を連続的に成形する方法を提供し、此は次のステ・ ンブを包含しているニー （ｉ）　前記の少なくとも一つのウェブ部材を少なくとも一つの同時にロール成 形されたフランジ部材と所定の近接並列に導（。

（１１）　前記の少なくとも一つのフランジ部材を前記の少なくとも一つのウェ ブ部材のそれぞれの縦方向端部に連続的に融着して一体構造を成形する：そして 、 （ｉｉｉ）　次に前記の連続的に成形された構造を所定の長さに切断する。

上記の工程（ｉ）および（１１）に関しては此等の工程は部材の並列配置および 融接は連続の組立プロセスにおいて同一あるいは空間的に離れて領域において別 々にあるいは同時に発生し得ることが強調される。

中空のフランジ部材は単一のロールフォーミングミルに関連する隣接のロール成 形ステーションでロール成形され得るか或いは別のロールフォーミングミルでロ ールフ成形され得る。

中空のフランジのロール成形および前記の一つ或いはそれ以上のウェブ部材への 融着は単一の装置で行われることが望ましい。各中空のフランジ部材および前記 の一つ或はそれ以上のウェブ部材はそれぞれの金属ストリップコイル或いは初め に必要な先駆のストリップ部材に切断あるいはその他の方法で分離された同一の ストリップコイルから成形しつる。

それぞれのウェブ・中空のフランジ部材の融接は種々の方法で達成し得る。

中空のフランジ部材は平らな金属ストリップから所定の断面形状にロール成形・ され、その自由端部が一体の中空の部材を成形する様に融着し合わされ次にそれ ぞれのウェブ部材の縦方向端部に融接されつる。

その代わりに、ロール成形された中空のフランジ部材の自由端部はウェブ部材の 端部に隣接する両表面に融着してウェブと一体成形された閉じた中空のフランジ を成形してもよい。

更に代りの方法として、ロール成形された中空のフランジ部材の自由端部はウェ ブ部材の両面にその端部から内側へ融接してウェブの自由端部が少なくとも部分 的に前記中空のフランジの内部へ或はウェブ部材の自由端部が中空のフランジの 中部表面に接する様に完全に中空のフランジ内に延長される様にしてもよい。も し必要なれば、ウェブの自由端部を前記の中空のフランジ内面に融着してその中 に別個の区画を成形し、モして／あるいは前記の中空のフランジを補強してもよ い。

又別の実施例において、少なくとも一つのウェブと少なくとも一つの中空のフラ ンジを持つ構造部材はフランジストリップの縦方向端部の中間の略平坦なのフラ ンジストリップを略平坦なウェブの少なくとも一つの縦方向端部に融着し次に前 記のウェブの少なくとも一つの縦方向端部に沿って一つ或はそれ以上の中空のフ ランジを成形する様に前記のフランジストリップをロール成形によって成形して もよい。

前記のフランジストリップの自由端部は前記ウェブから離れる方向に変形させて 中中空のフランジ部材を成形してもよい。

その代りとして、前記のフランジストリップの自由端部は前記ウェブに向う方向 に変形させて前記のウェブの端部部分によって内部を分割された中空のフランジ 部材を成形してもよい。

フランジストリップの自由端部はウェブから遠ざかる方向に変形された時に中空 のフランジを成形する様に融着し合されることが適切である。

同様にフランジストリップの自由端部はウェブに向う方向に変形された時此等の 自由端部はウェブがそこから延びる中空のフランジを成形する様にウェブに融着 してもよい。

構造部材はフランジストリップの一方或いは両方がウェブに向い或いはウェブか ら遠ざかる方向に変形されてウェブの両側面に沿って延びる中空のフランツで成 形されてもよい。

もし必要なれば、構造部材は前記ウェブの両端部に沿って延びる一つの中空のフ ランジと中実略平坦なフランジを包含してもよい。

ウェブの両側のフランジストリップの自由端部は前記のウェブに向う方向に変形 され対向するフランジストリップの隣合う自由端部はウェブによって分割された 中空の部材を成形する様に融合されてもよい。

一つ或いはそれ以上のフランジストリップの自由端部は縦方向に延びる中空のフ ランジ要素を持つフランジ部材を成形する様にロール成形してもよい。

それぞれの中空のフランジは適当な断面形状を持つ様成形、２つあるいはそれ以 上の中空のフランジを持つ構造部材において同一あるいは異なって成形してもよ い。

同様に中空のフランジは類似或は異なった断面面積にし同−或は異なった厚さを 持つ金属ストリップから成形されてもよい。ウェブ部材は平面的或は横或は縦方 向に輪郭を付けてもよい。

構造部材は与えられた軸に関して対称あるいは非対称にしてもよい。

構造部材は断面形状において略平坦であり或いは隣接のウェブに関して平坦でな くてもよい。

如何なる適当な手段もそれぞれのウェブと中空のフランジ部材との間の融合を達 成するために使用し得る。

高周波誘導および／あるいは抵抗溶接技術を高いラインスピード、溶接の一貫性 ・構造的完全性および近接部材の間溶接の適用における柔軟性を助長するために 本発明に対して使用するのが好ましい。

その他の溶接技術も本発明に使用できるが、此等の技術は高周波誘導あるいは抵 抗溶接と比較する時一つ或はそれ以上の不利を有すると考えられる。

その他の融合技術は次の事項を含むニー（ｉ）　溶融溶接金属の周囲に遮蔽ガス を成形する様に気化する消耗電極にフラックス金属の使用を必要とする被覆金属 アーク溶接（ＳＭＡＷ）。

（ｉｉ）　消耗電極および遮蔽ガスの使用を必要とするガスメタルアーク溶接（ ＧＭＡＷ）或は金属不活性ガス溶接（ＭＩＧＷ又はＭＩＧ）；（ｉｉｉ）　遮蔽 ガスのみならず非消耗タングステン電極および別に供給される埋材ワイアの使用 を必要とするガスタングステンアーク溶接（ＧＴＡＷ又はＴＩＧ）； （ｉｖ）　ＳＭＡＷと同じ材料を要するフラックスコアアーク溶接（ＦＣＡ、Ｗ ）；および （Ｖ）　ガス溶接即ち酸素／アセチレン此等の他の技術は本発明に基くある構造 部材（及び、ある種の新規な構造部材自体の連続的な生産に関して本発明の範囲 に該等する程度において）の製作に適用可能であるが、此等の溶接技術の使用に 関連して多くの固有の制限が存在する。

消耗電極の使用を要する溶接技術のすべてにおいて、隣り合う垂直な接合部にお いて隅肉溶接を成形することのみが可能である。多くの場合、（例えば中空のフ ランジの場合）、接合部の露出側に隅肉溶接を成形することのみが可能である。

厚い金属に対しては、単一の隅肉溶接の使用は初期の貫通を４次に溶接厚みを成 形するためには数回の溶接の適用を必要とすることがある。

原則として、−貫した溶接の完全標準を維持するために消耗電極溶接システムで 自動化の連続溶接を制御することは困難である。この困難性は異った厚さの部分 を溶接することが要求される場合、特に高速製造ラインでは激化される。

電極材料・遮蔽ガス等の消耗品の高コストはさておいて、此等の技術は他の方法 で消耗材の連続的補給を必要とする連続的プロセスよりもむしろ有限長の物品の 溶接に対してのみ一般的に適切である。

一般的に言えば、酸素及びアセチレン等のカスを使用するガス溶接はプロセスを 遅くし、自動化が困難で溶接された物品に特に薄い金属使用の際著しいひずみを 発生する。

鍛造溶接は継手の一側方のみへの接近が可能である溶接継手に対しては不適切で ある。

従って、本発明に次の特性を供与するためには本発明に基づいて高周波電気誘導 或は抵抗溶接を使用することが特に望ましい・−１、連続的生産 ２、　高いラインスピード ３　最高化された溶接強度 ４、　中空のフランジ液体およびガス性流体に対する導管として使用される時溶 接の流体気密な完全性。

５、　同時のスカーリング処理作業以外に殆ど或は全く後仕上げを要しない奇麗 な溶接外観。

６、　最小の歪および／或いは変形での多数の同時での多数の同時溶接。

７　同−或は異なった厚みの多数の構成部材。

８、　セットアツプおよび異なった製品のための装置切り替えにおける最小の休 止時間。

本発明に基づくプロセスをより明確に理解できるように、以下の添付図面に図解 された各種の実施例が引用されているニー図１は中心ウェブおよびウェブの端部 に沿って延在している中空のフランジを宵する構造部材構成の典型的な工程を示 す概略図。

図２は圧延成形／溶接装置の一形態を示す概略図。

図３は図２で円で囲まれた部分を示す拡大図。

図４は図３のＡ、−Ａ断面図。

図５−図１２は図２に於いて破断線で輪郭が示されているロールフォーミングミ ル４に於ける中空の側方フランジ）の連続外形を示す。

図１３−図１５は図２に於いて破断線で輪郭が示されている溶接ステーション５ に於ける種々の断面形状の概略図。

図１６は圧延成形／溶接装置の異なる形態示す概略図。

図１７−図３７は本発明に基づく可能な断面形状の無駄の無い配列を示す概略図 。

図３８及び図３９はウェブに於ける中空のフランジの成形について別の方法の示 す概略図。

図４．０−４７は図３８及び３９に示された別の方法による断面形状の無駄の無 い配列を示す概略図。

図１に於いて、それぞれ三つの平坦な金属板が加工されようとしている、第一工 程ではウェブプレートがフランジプレートに対して垂直に配されている。プレー トの向きは、相対的に或は全体的にも、図に示す通りである必要はない。つまり 、例えは、ウェブプレートは垂直に、フランジプレートは水平に配することもで きる、或はプレートは全て水平位置から始めても良い。また、ウェブプレートを 溶接の前の時点で、フランジ間の最終位置に持ってくることも可能である。

第五工程から第四工程に示されるように、各フランジプレートは連続した成形ス テーションを通って、金属板が連続的に変形されて自由端がウェブプレートに近 接して実質的に中空の部分になる。製品の最終用途の為に、プレートには付属的 又は付加的な構造上の特徴或は装飾を金属板に与える加工を施すことができる。

そのような付加的な特徴には、横或は縦方向の穿孔やディンタリングも含まれる 。

変形されたフランジプレートの（合計口つの）自由端部は、中空のフランジを成 形するようにウェブに溶接されている（第五工程）。いかなるタイプの融接法を 用いることができるが、好ましい方法は高周波電気誘導抵抗溶接法である。

溶接ステーションに於いて、ワークピースにスカーフィングを一回以上施すこと によって、溶接による突起や余分な溶接ビードを除去することも本発明に基づ（ プロセスの範囲に含まれる。余分な溶接ビードを除去する為には、スカーリング とは別の方法として、溶接ビードフラットニング法を用いることができる。

最終的に、ワークピースは、望ましい断面形状を作り出す（第八工程から第八工 程）為に連続した成形ロールが用いられている成形及び矯正ステーションを通さ れる。連続した矯正ロールは、最終製品の直線性を保証するために使用されてい る。しかしながら、溶接ステーノヨンを通過した時点で既に望ましい最終形状に なるように、各金属板を直接成形する事によって、成形ロールの使用を避けるこ とができる。

図２に於いて、装置は鋼板のコイル状ロール２を保持するレットオフスタンド１ 、及びスリッティングステーノヨン３．４として大略図示されているタンデムロ ールフォーミングミル、５として大略図示されている溶接ステーション、６とし て大略図示されている切断ステーションより成る。

鋼板７がロール２から繰り出されると、スリッティングステーション３に進み、 そこで適当な幅を有するストリップ７ａ、及び７ｂ、７ｃに切り分けられる。

ストリップ７ａ及び７Ｃは、中空のフランジ８ａ、８Ｃの望ましい形状と断面部 分を成形するのに適当な幅に切り開かれ、またストリップ７ｂ望ましい幅を有す るウェブを成形する。

切り開き後、ストリップ７ａ、及び７ｂ、７ｃは、ストリップ７ｂの両側に水平 に配置された管成形ステーション４ａ及び４ｂから成るタンデムロール成形ミル ４に進む。

ストリップ７ａ及び７Ｃは、成形ステーション９ａ、及び９ｂ、１０ａ、１０ｂ 、ｌｌａ、ｌｌｂのそれぞれで連続的に変形させられて、それぞれ所定の形状を 有する中空の部材１２ａ及び１２ｂを成形する。ストリップ７ａ及び７Ｃのそれ ぞれの、隣接する自由端は、溶接ステーション１３ａ及び１３ｂで高周波誘導或 は抵抗溶接によってバット溶接されて、連続した一体壁を有する中空の管８ａ及 び８Ｃを成形する。管８ａ及び８Ｃは、更に最終成形及びサイジングステーショ ン１４ａ、１４ｂのそれぞれに進む。

ロール成形ステーション９ａ１及び１０ａ、ｌｌａ、１４ａと９ｂ、及び１０ｂ 、ｌｌｂ、１４ｂのそれぞれの間の領域では、平坦なストリップ７ｂは水平軸を 有するローラ１５によって支えられており、またストリップ７ｂの端部を支える ように垂直軸に沿った溝切りされたローラ１６によって支えられている。

溶接ステーション５の領域では、中央ウェブ７ｂがローラ１７及び１８によって 、管状部材８ａ及び８Ｃが互いに近接するように案内されて、同部材を融接の為 に近づけるニップローラ１９の前で高周波誘導或は抵抗溶接によってモしてウェ ブ７ｂの自由端が管８ａ及び８Ｃの表面にバット溶接される。スカーフィングカ ッター２０によって、溶接部の余分なビードが除去される。

中央ウェブ及び中空端部フランジから成る連続成形された一体構造体２１は切断 ストリップ６に進み、そこで構造体２１はフライングソー２２によって所定の長 さに切断される。

図３は、管状部材８ａ及び８Ｃとウェブ７ｂの収斂状態を示した図２で円で囲ま れたの収斂領域の拡大図である。

図４は図３のＡ−Ａ断面図である。

図５−図１２は図２に於いて破断線で輪郭が示されているロールフォーミングミ ル領域４に於ける種々のロールスタンド位置での成形フランジ管の形状を連続的 に示している。

図１３−図１５は図２に於いて破断線で輪郭が示されている溶接ステーション５ に近接するウェブ／中空のフランジ溶接の種々の形状の示す概略断面図である。

図１６は図２の構成の一変形例を示す概略図である。

図１６に於いて、装置は、分離された鋼板のコイル状ロール３３及び３４．３５ をそれぞれ保持する分割されたレットオフステーション３０及び３１．３２から 成り、これらの鋼板は必要に応じて同じ厚みや幅であったり、異なる厚みや幅で ある。ロール３３及び３５から伸ばされたストリップ３６及び３８は、それぞれ ロールフォーミングミル３９及び４０の方向に導かれて、それぞれ所定の形状及 び断面形状を有する中空部４１及び４２が成形される。図２に示されるシステム とは異なり、連続壁を成形する為にストリップ３６及び３８の自由端は一緒に溶 接されること無く−むしろ、それぞれベアになった自由端は僅かに開いていて、 ウェブ３７または中央スロットの各端部に面した連続するスロットを成形してい る。

溶接ステーション４３の領域ては、ウェブ３７の自由端はローラ４４によって、 近接する中空の部材４１及び４２のそれぞれのスロットの中に案内されて、部材 ４１及び４２の壁厚に等しい距離に位置する。ニップローラ４５は、高周波誘導 或は抵抗溶接装置４６の直前で部材４１及び４２を圧縮して、それぞれの自由端 かウェブ３７の上下面に接触させる。ローラ４７及び４８．４９．５０は最初の うちはウェブ３７を保持し、引き続き一体構造体５１を保持する。

そして、構造体５１はフライングソー（不図示）等によって所定の長さに切断さ れる。

ロールフォーミングミル３９及び４０は、幅が変動するウェブ３７を受け入れる ために、水平方向に適度に動くことができる。

多様な構造部材を得る為に、本発明による方法及び装置も非常に多様に変形する ことが可能である。

例えば、図２或は図１６にしめされるシステムのうち一方が、別のシステムで述 べられている溶接プロセスに適合させることができる。更に、溝きりされた管状 部材をウェブ部材の対向面に溶接するプロセスに於いて、ウェブ部材の自由端を 管状部材の中に完全に案内して、管状部材の内壁と嵌合させても良い。必要であ れば、複数の気密流体室に分割された中空のフランジを成形する為に、ウェブの 自由端は管状部材の内面に追加して溶接しても良い。

別の変形例に於いて、中央ウェブはプロセスに先立って、又は後で、開口部を有 しても良（、また縦方向或は横方向に伸びた形状の深い或は浅い溝やリブ等を有 しても良い。横方向に伸びた輪郭形状の場合、構造部材の構成要素の溶接の便を 図る為に、対向する中空のフランジの内側に面した領域にウェブの端部に垂直に 配列された平坦な面を有してもち良い。

傾斜部を有する構造部材は、所定の規則正しい間隔で内側と外側の交互に向いた 端部を有するウェブを使用して組み立てることができる。その様にして成形され た、連続構造体は傾斜を有する構造部材を成形する為に幅広及び幅狭の領域で切 断される。

中空のサイドフランジを有する中央ウェブからなる構造部材を参照して、本発明 は種々の角度から説明されたが、本発明はウェブと中空のフランジの幅広い種々 の組み合わせに対しても適用可能である。限定しない例として、図１７−図３７ に種々の断面形状が示されている、そして三つ以上の構成要素から成形された構 造に関して当業者にとって明白であり、図２及び図１６に示されたシステムに対 して適当な変更や追加が要求されるであろう。

当業者は、図１７−図３７に大略円形の断面形状を持つように示されている中空 のフランジは、ロール成形で作り出すことのできる断面形状にすることができる 。このような形状としては、楕円、長円、正方形、長方形、三角形、多面形及び 対象形成は非対象形が含まれる。ウェブ及び中空のフランジはウェブ端部によっ て、或はリップ溶接によって、また両者を組み合わせた方法で結合させてもよい 。

当業者にとっては、本発明に基づいて作られた構造部材が種々の目的に用いるこ とができることは明白である。最終用途の例としては以下のものが含まれるニド ラス部材 消火／ステム用のインテグラルレティキュレーションを備えたトラス部材。

インテグラルサービスコンジットを備えたトラス部材。

坑道の屋根及び床用補強部材。

従来のＴ型鋼、Ｈ型鋼、Ｔ型鋼、Ｚ型鋼及びＲ５Ｊ等の構造部材の代替え品。

コンクリート構造体の補強部材。

構造用途として、幅広で比較的薄いウェブは、支持ブラケット等の接続部材の取 付けに便利な部材を提供する。必要とあらば、本発明に基づ（構造部材の中空の フランジ部材或は平坦なウェブ部材の一方に、一つ以上の溶接されたストリップ フランジを設けてもよい。追加のストリップフランジを構造部材に取付ける、又 は構造部材によって保持されるアイテム為の取付は手段として、追加のストリッ プフランジを採用しても良い。図３２８はストリップフランジを備えた構造部材 を示している。長さを選んで種々の断面形状のものを続けて連結することによっ て、ユニークな構造体が得られる。例えば、図３２ｂに示されたそれぞれの構造 を有するフランジを連結すれば角に管状部を有するま直ぐな、或は傾いた箱状の 区画を得ることができる。種々の断面形状をゆうするものを連結することで複雑 な構造物が得られる。

図３７は捩じりに対して高抵抗力を有する用途に用いて、特に有効な、はり構造 を示している。このような用途には、水平はり及び直立保持体、特に自立型柱状 部材、が含まれる。別々のウェブとフランジ部材がら構造体を組み立てることが できる、図示されるように、同時継続出願番号ＰＣＴ／ＡＵ８９１００３１３（ 同出願による開示内容はクロスリファレンスによって此処に組み入れられる）の プロセスによる第一のロールミルで、単一の金属板から成形され、引き続き変形 させられて、中空のフランジ６２及び６３を有する溝状の中央ウェブ６１を有す る状第一部材６０から構成しても良い。

策三の中空のフランジ部材６４は引接するロール成形ミルに於いて成形されると 共に、部材６０及び６４は収斂させられてウェブ６５の対向側に溶接される。

図３８は構造部材のウェブ上に中空のフランジを成形する別の方法を示す。

単純にする為、下記にはウェブに中空のフランジを一つだけ成形する方法に限定 して説明しているが、同プロセスは二つ以上の中空のフランジから成る構造部材 における他の中空のフランジの成形にも、等しく適用できることは理解できるで あろう。

図３８　（ａ）に於いて、平坦なフランジストリップ７０は、図２又は図１６に 示された装置の変更された構成を利用した高周波誘導或は抵抗溶接によって、平 坦なウェブストリップ７１に融接されている。この方法の代わりに、米国特許番 号３．７１３．２０５に一般的に記述されている鍛接プロセスによって、ウェブ ７１をフランジ７０に融接することも可能である、なお同米国特許の開示内容は クロスリファレンスによって此処に組み込まれる。

ウェブ７１をフランジ７０に直角に融接した後、フランジ７０の側部７０ａ及び ７０ｂが、ロール成形ミルによってウェブ７１から離れる方向に変形させられて 、高周波溶接或は抵抗溶接といった適当な連続溶接プロセスによって側部７０ａ 及び７０ｂの自由端が融接されて、中空のフランジ部７２が成形される。

図３８ｂ及び３８ｃ、３８ｄは、本プロセスによって得られる中空のフランジの 典型的な例を示す。

図３９は、図３８のプロセスの変形例を示している。この変形プロセスに於いて は、好ましくは高周波溶接又は抵抗溶接によって、フランジ７０の側部７０ａ及 び７０ｂがウェブ７１の方向に変形させられて同側部７０ａ及び７０ｂの自由端 がウェブ７１の両側に融接されている。

中空のフランジ７２は、捩じりモードに対して中空のフランジ７２を補強するウ ェブ７１によって分割されて、区画７３及び７４が成形されている。この方法を 用いれば、補強されていない中空のフランジに要求されるものより薄板或は低等 級の鋼板で作られたフランジ７０を用いることが可能である。

図４０はウェブ７５と、それぞれ異なる大きさの中空のフランジ７６及び７７か ら成る構造部材の断面を示す。この例に於いて、中空のフランジ７６及び７７は 、図３８に一般的に示されているように、平坦なフランジストリップをウェブ７ ５から離れる方向に変形させて成形されている。

図４１は図４０の構造体の変形例が示されている。図３９に一般的に示されてい るように、フランジストリップをウェブ７５の方向に変形させて中空のフランジ ７６が成形されている。

図４２及び図４３は、構造体の変形例を示している。この例では、フランジ７８ 及び７９の自由端を互いに融接してウェブ８０で分割される中空の部材を成形し ている。

図４４は図４２の構造体の別の変形例を示している。この例では、非対象形なフ ランジ８０及び８１の片側の自由端を互いに融接して、長手方向に伸びた中実フ ランジ８４及び８５を備えた中空のビーム８３をフランジ８２と共に成形する。

図４５は図４４の構造体の変形例を示している。この例では中実フランジ８４及 び８５をウェブ８２の方向に変形させ、フランジ８４及び８５の自由端をウェブ ８２に融接させて中空の区画８６及び８７を成形している。

図４６は本発明に基づく構造体の更に別の構成を示している。

本実施例に於いて、鍛接或は高周波電気誘導或は抵抗溶接によって、ウェブ９０ を平行になったフランジストリップ９１及び９２に融接し、概略■字状断面形状 を有する部材を成形している。ウェブ９１及びフランジストリップ９１及び９２ はそれぞれ異なる厚みを有している。

そして、ロール成形によって、フランジ９２の自由端がウェブ９０から離れる方 向に変形させられて、さらに互いに融接せれて中空のフランジ９３を成形してい る。

図４７は、鍛接或は高周波電気誘導或は抵抗溶接によって、フランジストリップ ９４をウェブ９５に融接させた後に、フランジストリップ９４の両端部をロール 成形して、フランジストリップ９４の両側に中空のフランジ９６及び９７を成形 している。

先行技術に対して、本発明は、製造する構造部材に用いる金属の厚み、及び長さ 、幅の多様性に応じて、製造装置及びプロセスを容易に調整できると言う特徴的 な利点を有している。

本発明に於いては、一般的に、厚さ領　５ｍｍから２０ｍｍの範囲にある金属が 加工されて製品にされる。

工程２　工程６ エ程３　工程７ 工程４　工程８ フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、　ＧＲ，ＩＴ、　ＬＵ、　ＮＬ、　ＳＥ）、　ＡＴ 、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，Ｃ３，ＤＥ、　ＤＫ、　Ｅ Ｓ、ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、　ＬＵ、　ＭＣ，Ｍ Ｇ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ。

Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ，ＳＤ、ＳＥ、ＳＯ，ＵＳ

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも一つのウェブ要素と、該ウェブ要素の一端部に長手方向に延在す る少なくとも一つの中空のフランジ要素とを有する構造部材の連続成形方法であ って、該方法は：− 該少なくと一つの中空のフランジ要素を成形する為に、第一の連続する金属製ス トリップを冷間圧延成形し；該中空のフランジ要素に近接する所定の位置に、第 二の連続する金属製ストリップを案内し；そして 該中空のフランジ要素を該第二の連続する金属製ストリップに連続融接して、該 第二の中空フランジ要素にウェブ要素を成形するステップから成ることを特徴と する方法。
2. ２．該第一の中空のフランジ要素に対向する側にある該ウェブ要素に融接した更 なる中空のフランジ要素を成形する為に、第三の連続した金属製ストリップを冷 間圧延成形することを特徴とする請求項第１項に記載の方法。
3. ３．該中空のフランジ要素及び該更なる中空のフランジ要素を、単ロールフォー ミングミルからなる近接する圧延成形ステーションで、或は分離されたロールフ ォーミングミルによって冷間圧延することを特徴とする請求項第２項に記載の方 法。
4. ４．該少なくとも一つの中空のフランジ要素に該少なくとも一つのウェブ要素を 融接する前に、各々の連続する金属製ストリップの近接する端部を融接すること により、該少なくとも一つの中空のフランジ要素を成形することを特徴とする上 記請求項に記載の方法。
5. ５．該ウェブ要素の各端部の近傍に位置する該ウェブ手段の両側に、該少なくと も一つの中空のフランジ要素の自由端を融接することを特徴とする請求項第１項 から第３項の何れかに記載の方法。
6. ６．該ウェブ要素の各端部の近傍に位置する側に、該少なくとも一つの中空のフ ランジ要素の自由端を融接し、該ウェブ要素の各端部は該少なくとも一つの中空 のフランジ要素内に、少なくとも部分的に延在することを特徴とする請求項第１ 項から第３項の何れかに記載の方法。
7. ７．該ウェブ要素の該各端部を、該少なくともひとつの中空のフランジ要素の内 面に隣接させることを特徴とする請求項第６項に記載の方法。
8. ８．該ウェブ要素の該各端部を、該少なくともひとつの中空のフランジ要素の内 面に触接さることを特徴とする請求項第７項に記載の方法。
9. ９．少なくとも一つのウェブ要素と該ウェブ要素の一端部に長手方向に延在する 少なくとも一つの中空のフランジ要素とを有する構造部材の連続成形方法であっ て、該方法は：− 第一の連続する金属製ストリップを第二の連続する金属製ストリップの端部の中 間に融接し；該第二の連続する金属製ストリップを連続的にロール成形して、該 第一の連続する金属製ストリップの一端部に長手方法に延在する中空のフランジ 要素を成形し、該第一の連続する金属製ストリップはウェブ要素からであるステ ップから成ることを特徴とする方法。
10. １０．該第二の連続する金属製ストリップの自由端を該第一の連続する金属製ス トリップから離れる方向に変形させることを特徴とする請求項第９項に記載の方 法。
11. １１．該第二の連続する金属製ストリップの自由端を相互に融接させて閉ざされ た中空のフランジ要素を成形することを特徴とする請求項第１０項に記載の方法 。
12. １２．該第二の連続する金属製ストリップの自由端を該第一の連続する金属製ス トリップの方向に変形させることを特徴とする請求項第１０項に記載方法。
13. １３．該第二の連続する金属製ストリップの自由端を該第一の連続板の各表面に 融接して該第一の連続板の長手方向に延在する中空のフランジ要素を成形し、該 第一の連続板の一部分によって該中空のフランジ要素が別々の区画に分割される ことを特徴とする請求項第１２項に記載の方法。
14. １４．第三の連続金属を用いて、該中空のフランジ要素に対向する該ウェブ要素 の一端部に沿って延在する更なる中空のフランジ要素を成形することを特徴とす る請求項第９項から第１３項に記載の方法。
15. １５．高周波電気抵抗或は誘導溶接によって融接が行われることを特徴とする上 記請求項に記載の方法。
16. １６．請求項第１項から第８項に或は請求項第９項から第１４項に基づいて作ら れた構造部材。
17. １７．該中空のフランジ要素に対向する該ウェブ要素の長手方向に延在する中実 のフランジ要素を含む請求項第１項、或は請求項第９項から第１３項の何れかに 基づいて作られた構造部材。
18. １８．該少なくとも一つのウェブ要素及び該少なくとも一つの中空のフランジ要 素は異なる厚さを有する金属製ストリップより成形されることを特徴とする請求 項第１６項に記載の構造部材。
19. １９．該少なくとも一つのウェブ要素及び該少なくとも一つの中空のフランジ要 素は異なる金属学的特性を有する金属製ストリップより成形されることを特徴と する請求項第１６項に記載の構造部材。
20. ２０．複数のウェブ及び／又はフランジ要素を含む請求項第１７項に記載の構造 部材。