JPH08174129A

JPH08174129A - 異形形材の製造方法及び装置

Info

Publication number: JPH08174129A
Application number: JP33615694A
Authority: JP
Inventors: Hideo Nakamura; 秀生中村; Manabu Watanabe; 学渡辺
Original assignee: Aichi Steel Corp
Current assignee: Aichi Steel Corp
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 1996-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】圧延加工により，所望する形状の突起部を容
易に形成することができる，異形形材の製造方法及び製
造装置を提供すること。【構成】上下一対のＨロール２と左右一対のＶロール
３とを隣接配置したタークスヘッド圧延機を用い，素材
を圧延加工して，突起部を有する異形形材を製造する方
法。Ｈロール２とＶロール３とは，両者が接触する接触
頂部に，それぞれ突起部を形成するための成形面４２，
４３を有する。Ｈロール２を駆動し，Ｖロール３は非駆
動状態として圧延加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，突起部を有する異形形
材を圧延加工により製造する方法及びその装置に関す
る。

【０００２】

【従来技術】特殊な用途に利用される金属製の異形形材
として，例えば，後述する図７に示すごとく，左右に２
か所ずつの突起部７１，７２を有する異形形材７があ
る。この異形形材７を製造する方法としては，図１１に
示すごとく，水平方向に回転軸を有する上下一対のＨロ
ール９０と，垂直方向に回転軸を有する左右一対のＶロ
ール９３とを隣接配置したタークスヘッド圧延機９９を
用いて圧延加工する方法がある。

【０００３】上記Ｈロール９０は，図１１に示すごと
く，Ｈ上ロール９１とＨ下ロール９２とよりなり，上記
Ｈ下ロール９２は，異形形材７の突起部７１，７２を成
形するための成形凹部９２１，９２２を有する。また，
上記Ｖロール９３は，図１１に示すごとく，上下一対の
Ｈロール９０を左右から挟み込み，圧延加工時に左右方
向へ幅広がりしようとする素材を押さえ込むよう配設さ
れている。そして，上記タークスヘッド圧延機９９を用
いて，素材を圧延加工することにより，図１２に示すご
とく，異形形材９８を得ることができる。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記異形形材
の製造方法及び製造装置においては，次の問題がある。
即ち，上記製造方法及び製造装置により得られた異形形
材９８は，図１２に示すごとく，非常に低い突起部９
４，９５しか成形できない。特に，幅方向端部からの距
離が長い内側部分の突起部９４は，わずかに突出してい
る程度にしか成形することができない。

【０００５】また，上記突起部を所望する形状に成形す
るための方法としては，切削加工方法，あるいは押し出
し法等がある。しかし，前者の切削加工法においては，
所望する形状を得ることはできるが，製造コストが高い
という問題がある。また，後者の押し出し法において
は，チタン，ステンレス鋼等の高強度材料の加工が困難
であるという問題がある。

【０００６】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，圧延加工により，所望する形状の突起部
を容易に成形することができる，異形形材の製造方法及
び製造装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題の解決手段】本発明は，上下一対のＨロールと左
右一対のＶロールとを隣接配置したタークスヘッド圧延
機を用い，素材を圧延加工して，突起部を有する異形形
材を製造する方法において，上記Ｈロールと上記Ｖロー
ルとは，両者が接触する接触頂部に，それぞれ上記突起
部を成形するための成形面を有し，かつ上記Ｈロールは
駆動し，一方Ｖロールは非駆動状態として圧延加工を行
うことを特徴とする異形形材の製造方法にある。

【０００８】本発明において最も注目すべきことは，上
記Ｈロールと上記Ｖロールとは，両者が接触する接触頂
部に，それぞれ上記成形面を有することにある。また上
記Ｈロールを駆動し，一方Ｖロールは非駆動状態，即ち
自由回動可能な状態として圧延加工を行うことにある。

【０００９】また，上記接触頂部に設けられた上記Ｈロ
ールの成形面とＶロールの成形面とは，両者によって，
得ようとする上記突起部と同形状の凹所を構成してい
る。そして，上記ＨロールとＶロールとは，上記突起部
を成形しようとする位置に上記成形面が位置するよう配
設してある。

【００１０】また，上記突起部は，素材の片面において
その左方と右方の２か所に設けることができる。即ち，
一方のＨロールと左右のＶロールとが接触する２か所の
接触頂部に上記成形面を設けることにより，圧延加工に
より上記突起部を左方と右方の２か所に成形することが
できる。

【００１１】また，上記突起部を，素材の片面において
その左方と右方にそれぞれ２か所ずつ設けるに当たり，
その成形時には，まず内側部分の左右１か所の突起部を
成形して中間材となし，その後該中間材において上記内
側部分の各突起部よりも外側部分に対して突起部を成形
することが好ましい。これにより，全ての突起部を所望
する形状に確実に成形することができる。

【００１２】また，上記素材は，上記突起部を成形する
前に４か所のコーナー部を予め鈍角状に成形しておくこ
とが好ましい。これにより，上記コーナー部におけるバ
リ等の加工不良の発生を防止することができる。

【００１３】また，上記中間材には，上記外側部分の突
起部を成形する前に，そのコーナー部を予め鈍角状に成
形しておくことが好ましい。これにより，上記コーナー
部におけるバリ等の加工不良の発生を防止することがで
きる。

【００１４】また，上記突起部を異形形材の両面に成形
するに当たっては，上記方法により片面に突起部を成形
し，その後再び上記方法により他の片面に突起部を成形
することが好ましい。これにより，全ての突起部を所望
する形状に確実に成形することができる。

【００１５】また，上記異形形材の製造方法を実施する
製造装置としては，上下一対のＨロールと左右一対のＶ
ロールとを隣接配置してなると共に突起部を有する異形
形材を成形するためのタークスヘッド圧延機であって，
上記Ｈロールと上記Ｖロールとは，両者が接触する接触
頂部に，それぞれ上記突起を成形するための成形面を有
し，かつ上記Ｈロールは駆動装置に連結され，一方Ｖロ
ールは非駆動状態としてあることを特徴とする異形形材
の製造装置がある。

【００１６】本発明の異形形材の製造装置において最も
注目すべきことは，上記Ｈロールと上記Ｖロールとは，
上記接触頂部に，それぞれ上記成形面を有することにあ
る。また上記Ｈロールは駆動装置に連結され，一方Ｖロ
ールは非駆動状態としてあることにある。

【００１７】

【作用および効果】本発明の異形形材の製造方法におい
ては，上記タークスヘッド圧延機を用い，そのＨロール
とＶロールとには，両者が接触する接触頂部に上記成形
面を設けてある。そのため，圧延される素材において
は，上記成形面に位置する部分に三方からの圧縮応力が
集中する。

【００１８】即ち，上下のＨロールに挟まれた素材に
は，Ｈロールの圧延荷重によって厚み方向（図８，矢印
ａ参照）の圧縮応力が与えられると共に，素材を幅方向
（図８，矢印ｂ参照）に延ばそうとする応力が与えられ
る。そして，幅方向に延びようとする素材には，左右の
Ｖロールによって，逆方向，即ち幅中央に向かう方向
（図８，矢印ｃ参照）の圧縮応力が与えられる。

【００１９】そのため，上記三方からの応力は，上記Ｈ
ロールとＶロールの構成からして，両者が接触する接触
頂部付近に集中する。それ故，素材は，上記応力を開放
するために上記成形面に流れ込み，上記突起部を容易に
成形することができる。

【００２０】また，本発明の製造方法においては，上記
Ｈロールを駆動し，一方上記Ｖロールは非駆動状態とし
て圧延加工を行う。そのため，素材の送り出し等に必要
な駆動は上記Ｈロールにより行い，上記Ｖロールは，素
材に対して幅方向の圧下のみを行う。それ故，Ｖロール
による圧縮応力は，長手方向にあまり分散せず材料の幅
中央に向かう方向に集中する。従って，上記接触頂部付
近に集中する応力をより大きくすることができ，突起部
をさらに容易に成形することができる。特に塑性加工し
にくい難加工材であるチタンやステンレス鋼等の高強度
材料においても突起部を容易に形成できるものである。

【００２１】また，本発明の異形形材の製造装置におい
ては，上記Ｈロールと上記Ｖロールとは，上記接触頂部
にそれぞれ上記成形面を有し，かつ上記Ｈロールは駆動
装置に連結され，一方Ｖロールは非駆動状態としてあ
る。それ故，上記製造方法を容易に実施することができ
る。

【００２２】従って，本発明によれば，圧延加工によ
り，所望する形状の突起部を容易に成形することができ
る，異形形材の製造方法及び製造装置を提供することが
できる。

【００２３】

【実施例】

実施例１本発明の実施例にかかる異形形材の製造方法及び製造装
置につき，図１〜図７を用いて説明する。本例において
は，図６，図７に示すごとく，片面においてその左方と
右方にそれぞれ２か所ずつに，突起部７１，７２を有す
る異形形材７を製造する。

【００２４】本例の成形法は，図４，図７に示すごと
く，上下一対のＨロール５と左右一対のＶロール６とを
隣接配置したタークスヘッド圧延機８４を用い，素材を
圧延して，上記異形形材７を製造する方法であって，上
記Ｈロール５と上記Ｖロール６とは，両者が接触する接
触頂部に，それぞれ上記突起部７２を成形するための成
形面４５，４６を有し，かつ上記Ｈロール５は駆動し，
一方上記Ｖロール６は非駆動状態として圧延することを
特徴とするものである。

【００２５】以下詳細に説明する。まず，本例の異形形
材の製造装置は，図１〜図４に示すごとく，４台のター
クスヘッド圧延機，即ち素材のコーナー部を鈍角状にす
るための第１圧延機８１（図１），内側の突起部７１を
成形するための第２圧延機８２（図２），中間材のコー
ナー部を鈍角状にするための第３圧延機８３（図３），
外側の突起部７２を成形するための第４圧延機８４（図
４）が順次並べられて構成されている。そして，これら
の圧延機の間に順次素材を挿入していくことにより，上
記異形形材７を成形する。

【００２６】上記第１圧延機８１は，図１に示すごと
く，上下一対のＨロール１１と左右一対のＶロール１２
とを隣接配置してなる。そして，上記Ｈロール１１とＶ
ロール１２とは，共に非駆動状態，即ち自由回動可能な
状態としてある。また，上記Ｖロール１２は，図１に示
すごとく，素材を左右から圧延するための山形状の山形
凹部１２０を有する。そして，上記Ｈロール１１は，Ｖ
ロール１２の側面を上下から挟み込むよう配設してあ
る。

【００２７】また，上記第２圧延機８２は，図２に示す
ごとく，Ｈ上ロール２１とＨ下ロール２２とにより一対
をなすＨロール２と，左右一対のＶロール３とを隣接配
置してなる。そして，上記Ｈ下ロール２２と上記Ｖロー
ル３とは，両者が接触する接触頂部に，それぞれ上記突
起部７１を成形するための成形面４２，４３を有する。

【００２８】即ち，図２に示すごとく，上記Ｈ下ロール
２２は，その中央部に両側よりも外径が大きい中央大径
部２２０を有する。一方，上記Ｖロール３は，図２に示
すごとく，小径部３１と大径部３２とよりなり，その小
径部３１を上記Ｈ上ロール２１の側面に接触させ，大径
部３２をＨ下ロール２２の中央大径部２２０の側面に接
触させている。

【００２９】そして，図２，図８に示すごとく，上記Ｈ
下ロール２２の中央大径部２２０と上記Ｖロール３の大
径部３２とが接触する接触頂部には，Ｈ下ロール２２側
の成形面４２，Ｖロール３側の成形面４３をそれぞれ設
け，両者により上記突起部７１と同形状の凹所を構成し
ている。また，上記Ｈロール２は駆動装置に連結し，一
方Ｖロール３は非駆動状態としてある。

【００３０】また，上記第３圧延機８３は，図３に示す
ごとく，第１圧延機８１と同様に，上下一対のＨロール
１３と左右一対のＶロール１４とを隣接配置してなる。
そして，上記Ｈロール１３とＶロール１４とは，共に非
駆動状態としてある。また，上記Ｖロール１４は，図３
に示すごとく，素材を左右から圧延するための山形状の
山形凹部１４０を有する。そして，上記Ｈロール１３
は，Ｖロール１４の側面を上下から挟み込むよう配設し
てある。

【００３１】また，上記第４圧延機８４は，図４に示す
ごとく，上記第２圧延機８２と同様に，Ｈ上ロール５１
とＨ下ロール５２とにより一対をなすＨロール５と，左
右一対のＶロール６とを隣接配置してなる。そして，上
記Ｈ下ロール５２と上記Ｖロール６とは，両者が接触す
る接触頂部に，それぞれ上記突起部７２を成形するため
の成形面４５，４６を有する。

【００３２】即ち，図４に示すごとく，上記Ｈ下ロール
５２は，その中央部に両側よりも外径が大きい中央大径
部５２０を有すると共に，その圧延面には，上記第２圧
延機８２において成形される突起部７１を保護するとと
もに仕上げ成形を行うための保護溝５３０を２か所設け
てある。一方，上記Ｖロール６は，図４に示すごとく，
小径部６１と大径部６２とよりなり，その小径部６１を
上記Ｈ上ロール５１の側面に接触させ，大径部６２をＨ
下ロール５２の中央大径部５２０の側面に接触させてい
る。

【００３３】そして，上記Ｈ下ロール５２の中央大径部
５２０と上記Ｖロール６の大径部６２とが接触する接触
頂部に，Ｈ下ロール５２側の成形面４５，Ｖロール６側
の成形面４６をそれぞれ設け，両者により上記突起部７
２と同形状の凹所を構成している。また，上記Ｈロール
５は駆動装置に連結し，一方Ｖロール６は非駆動状態と
してある。

【００３４】次に，本例の製造装置において，異形形材
７を製造する手順を，図１〜図６を用いて説明する。上
記第１〜第４圧延機８１〜８４に送入された素材は，第
２圧延機８２のＨロール２の駆動と，第４圧延機のＨロ
ール５の駆動とにより送り出されながら次のように，順
次圧延加工される。

【００３５】まず，図１に示すごとく，第１圧延機８１
において，左右一対のＶロール１２により左右方向から
素材を圧下することにより，４か所のコーナー部７１１
を鈍角状に圧延し，鈍角素材７１０を得る。

【００３６】次いで，図２に示すごとく，第２圧延機８
２において，上記鈍角素材７１０を，上下一対のＨロー
ル２により上下方向に圧下すると共に，左右一対のＶロ
ール３により左右方向に圧下する。これにより，図５に
示すごとく，突起部７１を，片面の左方と右方の２か所
に設けた中間材７２０を得る。

【００３７】次いで，図３に示すごとく，第３圧延機８
３において，左右一対のＶロール１４により上記中間材
７２０を左右方向に圧下することにより，４か所のコー
ナー部７３１を鈍角状に圧延し，鈍角中間材７３０を得
る。

【００３８】次いで，図４に示すごとく，第４圧延機８
４において，上記鈍角中間材７３０を，上下一対のＨロ
ール５により上下方向に圧下すると共に，左右一対のＶ
ロール６により左右方向に圧下する。これにより，図６
に示すごとく，片面に既に設けられている２か所の突起
部７１の両外方に，新たに突起部７２を設け，合計４か
所の突起部７１，７２を有する異形形材７を得る。

【００３９】次に，本例の作用効果につき説明する。本
例においては，図２，図８に示すごとく，上記第２圧延
機８２のＨ下ロール２２とＶロール３とには，両者が接
触する接触頂部に上記成形面４２，４３を設けてある。
そのため，圧延される中間材７２０においては，上記成
形面４２，４３に位置する部分に三方からの圧縮応力が
集中する。

【００４０】即ち，図８に示すごとく，上下のＨロール
２に挟まれた中間材７２０には，Ｈロール２の圧延荷重
によって厚み方向（矢印ａ方向）の圧縮応力が与えられ
ると共に，中間材７２０を幅方向（矢印ｂ方向）に延ば
そうとする応力が与えられる。そして，幅方向に延びよ
うとする中間材７２０には，左右のＶロール３によっ
て，逆方向，即ち幅方向の中央に向かう方向（矢印ｃ方
向）の圧縮応力が与えられる。

【００４１】そのため，上記三方からの応力は，図８に
示すごとく，上記Ｈロール２とＶロール３の構成からし
て，両者が接触する上記接触頂部付近に集中する（矢印
ｄ）。それ故，中間材７２０は，上記応力を開放するた
めに上記成形面４２，４３に流れ込み，突起部７１を容
易に成形することができる。

【００４２】また，上記第４圧延機８４のＨ下ロール５
２とＶロール６とには，両者が接触する接触頂部に上記
成形面４５，４６を設けてある。そのため，上記第２圧
延機８２の場合と同様に，圧延される異形形材７におい
ては，上記成形面４５，４６部分に三方からの応力が集
中する。それ故，上記第２圧延機８２の場合と同様な作
用により，突起部７２を容易に成形することができる。

【００４３】また，本例においては，第２及び第４圧延
機８２，８４におけるＨロール２，５を駆動し，Ｖロー
ル３，６を非駆動状態としてある。そのため，圧延され
る素材の送り出し等に必要な駆動は，上記Ｈロール２，
３により行ない，上記Ｖロール３，６は，素材に対して
幅方向の圧下のみを行う。

【００４４】それ故，Ｖロール３，６による圧縮応力
は，長手方向にあまり分散せず，材料の幅中央に向かう
方向に集中する。従って，上記接触頂部付近に集中する
応力をより大きくすることができ，上記突起部７１，７
２をさらに容易に成形することができる。

【００４５】また，本例においては，第１圧延機８１と
第３圧延機８３を用いて，素材のコーナー部を鈍角状に
成形する。そのため，第２圧延機８２及び第４圧延機８
４におて高圧下率の圧延をする場合においても，コーナ
ー部におけるバリ等の加工不良の発生を防止することが
できる。

【００４６】従って，本例の異形形材の製造方法及び製
造装置によれば，圧延加工により，所望する形状の突起
部を容易に成形することができる。尚，本例において
は，片面において左方と右方とに２か所ずつ突起部を設
ける方法及び製造装置を示したが，上記第２，第４圧延
機８２，８４と同様の，突起部を成形するための成形面
を有する圧延機を多数準備して上記方法と同様の製造方
法を行うことにより，左方と右方に多数の突起部を設け
ることもできる。

【００４７】実施例２本例においては，図１０に示すごとく，両面にそれぞれ
２か所ずつの突起部７１，７９を有する異形形材７９０
を製造する。本例の製造装置は，実施例１の製造装置に
おける第４圧延機８４に代えて，図９に示すタークスヘ
ッド圧延機を第４圧延機８５として用いた。上記第４圧
延機８５は，図９に示すごとく，Ｈ上ロール５５１とＨ
下ロール５５２とにより一対をなすＨロール５００と，
左右一対のＶロール６００とを隣接配置してなる。そし
て，上記Ｈ上ロール５５１と上記Ｖロール６００とは，
両者が接触する接触頂部に，それぞれ突起部を成形する
ための成形面４５０，４６０を有する。

【００４８】即ち，図９に示すごとく，上記Ｈ上ロール
５５１は，その中央部に両側よりも外径が大きい中央大
径部５８１を有する。一方，上記Ｖロール６００は，図
９に示すごとく，小径部６１０と大径部６２０とよりな
り，その小径部６１０を上記Ｈ下ロール５５２の側面に
接触させ，大径部６２０をＨ上ロール５５１の中央大径
部５８１の側面に接触させている。

【００４９】そして，図９に示すごとく，上記Ｈ上ロー
ル５５１の中央大径部５８１と上記Ｖロール６００の大
径部６２０とが接触する接触頂部には，Ｈ上ロール５５
１側の成形面４５０，Ｖロール６００側の成形面４６０
をそれぞれ設け，両者により上記突起部７９と同形状の
凹所を構成している。また，上記Ｈ下ロール５５２の圧
延面には，第２圧延機８２により成形される突起部７１
を保護するための保護溝５９０を２か所設けてある。ま
た，上記Ｈロール５００は駆動装置に連結し，一方Ｖロ
ール６００は非駆動状態としてある。その他は，実施例
１と同様である。

【００５０】本例においては，実施例１と同様に，第２
圧延機８２によって，中間材７２０の片面に突起部７１
を容易に成形することができる。そして，中間材７２０
を，上記成形面４５０，４６０を設けた第４圧延機８５
により圧延加工することによって，突起部７１を有する
面と反対側に新たな突起部７９を容易に成形することが
できる。その他，実施例１と同様の効果を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の第１圧延機における，ＨロールとＶ
ロールの構成を示す説明図。

【図２】実施例１の第２圧延機における，ＨロールとＶ
ロールの構成を示す説明図。

【図３】実施例１の第３圧延機における，ＨロールとＶ
ロールの構成を示す説明図。

【図４】実施例１の第４圧延機における，ＨロールとＶ
ロールの構成を示す説明図。

【図５】実施例１における，中間材の断面図。

【図６】実施例１における，異形形材の断面図。

【図７】実施例１における，異形形材の斜視図。

【図８】実施例１における，突起部成形のための応力状
態を示す説明図。

【図９】実施例２の第４圧延機における，Ｈロール及び
Ｖロールの構成を示す説明図。

【図１０】実施例２における，異形形材の断面図。

【図１１】従来例のタークスヘッド圧延機における，Ｈ
ロール及びＶロールの構成を示す説明図。

【図１２】従来例における，異形形材の断面図。

【符号の説明】

１１，１３，２，５，５００．．．Ｈロール，１２，１４，３，６，６００．．．Ｖロール，４２，４３，４５，４６，４５０，４６０．．．成形
面，７．．．異形形材，７２０．．．中間材，８１．．．第１圧延機，８２．．．第２圧延機，８３．．．第３圧延機，８４，８５．．．第４圧延機，

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下一対のＨロールと左右一対のＶロー
ルとを隣接配置したタークスヘッド圧延機を用い，素材
を圧延加工して，突起部を有する異形形材を製造する方
法において，上記Ｈロールと上記Ｖロールとは，両者が
接触する接触頂部に，それぞれ上記突起部を成形するた
めの成形面を有し，かつ上記Ｈロールは駆動し，一方上
記Ｖロールは非駆動状態として圧延加工を行うことを特
徴とする異形形材の製造方法。
【請求項２】請求項１において，上記突起部は，素材
の片面においてその左方と右方の２か所に設けることを
特徴とする異形形材の製造方法。
【請求項３】請求項１において，上記突起部を，素材
の片面においてその左方と右方にそれぞれ２か所ずつ設
けるに当たり，その成形時には，まず内側部分の左右１
か所の突起部を成形して中間材となし，その後該中間材
において上記内側部分の各突起部よりも外側部分に対し
て突起部を成形することを特徴とする異形形材の製造方
法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項において，
上記素材は，その断面形状が四角形であって，かつ，上
記突起部を成形する前に４か所のコーナー部を予め鈍角
状に成形しておくことを特徴とする異形形材の製造方
法。
【請求項５】請求項３又は４において，上記中間材
は，上記外側部分の突起部を成形する前に，そのコーナ
ー部を予め鈍角状に成形しておくことを特徴とする異形
形材の製造方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項において，
上記突起部を異形形材の両面に成形するに当たり，上記
方法により片面に突起部を成形し，その後再び上記方法
により他の片面に突起部を成形することを特徴とする異
形形材の製造方法。
【請求項７】上下一対のＨロールと左右一対のＶロー
ルとを隣接配置してなると共に突起部を有する異形形材
を成形するためのタークスヘッド圧延機であって，上記
Ｈロールと上記Ｖロールとは，両者が接触する接触頂部
に，それぞれ上記突起を成形するための成形面を有し，
かつ上記Ｈロールは駆動装置に連結され，一方Ｖロール
は非駆動状態としてあることを特徴とする異形形材の製
造装置。