JPS61137625A - 角形鋼管の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、角形鋼管の製造方法に係り、特に、板厚３２
１Ｅｇ以下、辺長５５０ｕｔ以下の正方形及び長方形断
面の大型角形鋼管を製造するのに好適な製造方法に関す
る。

（従来技術とその問題点） 近年、建築構造物の構造設計に耐震設計が採用され、建
築物の柱材として大型角形鋼管が多用されるに至つ几。

一般に角形鋼管の内、板厚６顛以上、辺長２００關以上
のものを大型角形鋼管と称するが、その中で板厚１６１
Ｅｌｌ以下、辺長４００ｘ以下の大型角形鋼管は、帯鋼
板をロール７オーミング法により断面円形に成形し、両
側端を高周波電気抵抗溶接法で溶接した後、数パスのロ
ールを通して断面角形に押し潰して成形するのが通例で
ある０ また、本発明者らは、同様なロール７オーミング法によ
う成形初期段階から角形鋼管の曲げコーナ一部を順次折
り曲げ、上辺開口部を突き合わせて高周波電気抵抗溶接
法ｔＡはガス溶接等で溶接して角形鋼管を製造する方法
を開発し九〇（％願昭５５−３２５３７号） しかし、上記いずれの製造方法も板厚が１６鵡を超える
と、高周波電気抵抗溶接の実績が無く、ま友設備が大が
かりとなり、成形動力も著しく大きくなる。

一方、板厚１６ｎ＋超、辺長４００ｍ超の大型角形鋼管
を作るのは、次の方法によシ製造している。

（υ　素材に有限長の切板を使用し、第１０図ａに示す
如く切板ｌｏｔの一側部をＶ型プレス１０２で直角に屈
曲し、次に第１０図すに示す如く切板１０１の他側部を
Ｖ型プレス１０２で直角に屈曲して溝形鋼１０３を作シ
、次いで２本の溝形鋼１０３ｔ−第１０図Ｃに示す如く
左右に相対向させて両側端を各々突き合わせ、上下二辺
の継目１０４を＃接して大型角形鋼管１０５を製造する
。

（２）素材に有限長の切板を使用し、第１１図ａ乃至ｄ
に示す如く切板１０１’を、角形鋼管のコーナーとなる
４ケ所を■型プレス１０２で１ケ所づつ折り曲げた後、
数バスのロールを通してコーナー角度を次第に９０度に
近づけて角形になし、切板１０１′の両側端１０６を突
き合わせ、ガス溶接等で溶接して、大型角形鋼管１０５
’を夷選する。

ところで上記２つの製造方法共、素材に有限長の切板を
使用し、Ｖ型プレスで１コーナーづつ曲げを行−１別工
程で溶接を行う為１作業が間欠的になｐ、従って待ち時
間が多くなって能率が悪く、作業員も多くなる。ｔた製
品端部は溶接品質が不安定となる為、タブ板を取り付け
て溶接するか、製品端部を切シ落とす必要が６９、材料
歩留シが悪くなる。さらに溶接後の半製品を定形ロール
に通して、コーナー凡の大きさ及び辺寸法を調整する目
的で大きな成形圧力をかけると、変形抵抗によｐ材料が
スリ、プする為、大きな圧力がかけられず、従ってコー
ナーＲはＶ型プレス型の底のＲに沿ったものとなシ、コ
ーナーＲを自由に選定できないものであるＯ （発明の目的） 本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであシ
、連続的に能率良く角形鋼管を生産でき、ま友溶接品質
が良く、寸法精度の高い角形鋼管を生産でき、さらに辺
寸法１辺の平坦度、コーナー凡の太き盲等を任意に調整
して角形鋼管を生産でき、しかも材料歩留υの良い角形
鋼管の製造方法を提供することを特徴とする特許である
。

（発明の構成） 本発明の角形鋼管の製造方法は、 左右両側端が所要幅で所定の開先形状に仕上げ加工され
て一定速度で連続的に送られてくる帯鋼板を上辺コーナ
ー曲げプレス機の所要幅に調整した上型とその上型の外
側に位置する左右両側部が長手方向で０〜約８０＠迄次
第に起立するテーパ面を内側面とする凹型の下型との間
に送り込み、上型と下型を帯鋼板の送り込み速度と同調
した速度で所定量前進させると同時にその前進限位置の
手前で停止するように下型を上昇させて帯鋼板の左右両
側部を上方に折り曲げ、折り曲げ後下型を下降すると同
時に上型、下型を後退させて原位置に復帰させる動作を
繰返して、帯鋼板の左右両側部を略８０’迄上方に折り
曲げ成形して上辺コーナー曲げプレス機よシ送シ出す工
程と。

前記帯鋼板の左右両側部を略８０＠迄上方に折シ曲げ成
形して得九半成形材料を上辺コーナー成形ロールに通過
させて折シ曲げ上辺部の形状を整えた後、下辺コーナー
曲げプレス機の所要幅に１ｐＩＪＩＬｆｆｉ上型とその
上型の外側に位置する左右両側部が長手方向でＯ〜約８
０６迄次第に起立するテーパ面を内側面とする凹型の下
型との間に送り込み、上型と下型を帯鋼板の送り込み速
度と同調した速度で所定量前進させると同時にその前進
限位置の手前で停止するように下型を上昇させて半成形
材料の中央部左右両側を上方に折Ｉ）ａげ、折り曲げ後
下型を下降させると同時に上型、下型を後退させて原位
置に復帰させる動作を繰返して、半成形材料の中央部左
右両側を略８０°迄上方に折り曲げ成形して下辺コーナ
ー曲げプレス機よ）送）出す工程と、前記半成形材料の
中央部左右両側を略８０＠迄折り曲げ成形して得た角形
鋼管素管を成形ロー件に送シ込み、各コーナーを概略９
０°迄成形し危機、溶接突き合わせロールに送シ込んで
突き合わせ端部の平行度、ルートギヤ、プを調整し、溶
接機で突き合わせ端部を連続的く溶接する工程と。

前記の突き合わせ端部の溶接され九角形鋼管の上面の溶
接余盛部を外面ビード除去装置により除去し、定形ロー
ルで外辺寸法、コーナーＲを所定寸法に仕上げ、矯正ロ
ールで曲り、反シを矯正しｔ後、該角形鋼管を切断機で
定尺に走間切断する工程と、 の諸工程から成るものである。

（実施例） 本発明の大型角形鋼管の製造方法の一実施例を図面を参
照して説明する。先ずその製造方法の概要を第１図に示
す製造ラインによって説明すると、コイル巻きされた帯
鋼板ＩＨ，アンコイラ−２より巻きほぐされ、ピンチロ
ール３、レベラー４で巻きぐせが矯正され穴径、先端が
先行の帯鋼板の後端とシャー・ウェルズ−５によって溶
接され接続される。接続された帯鋼板ｌｆｌ、ピンチロ
ール６、ノーンブチ−プル７、ピンチロール８で送シの
調整がなされた後、開先加工機９に入シ、左右両側端が
所要幅で所定の開先形状に仕上げ加工される。開先加工
機９を出を帯鋼板１はフィードロールＩＯＫ：よって一
定速度で連続的に上辺コーナー曲げプレス機１１に送）
込まれ、平板から順次曲げ角度概略８０＠迄左右両側部
が上方に折シ曲げ成形される。プレス機１１を出た半成
形材料ｌａは上辺コーナー成形ロール１２で上辺部の形
状が整えられ、同時に送シカが付与されて下辺コーナー
曲げプλ レス機１３に送シ込まれ、半成形材料１ａの中央部左右
両側が平板から順次曲げ角度概略８０’迄上方に折シ曲
げ成形される◇かくして元の帯鋼板ｌは４コーナーが概
略８０１迄屈曲成形された角形鋼管素管ｉｂとなる。こ
の角形鋼管素管ｌｂは数パスの成形ロール１４に送）込
まれ、各コーナーが概略９０″迄成形された後、溶接突
き合わせロール１５に送）込まれ、突き合わせ端部の平
行度、ルートギャップが調整される。

そしてｍ装機１６に入シ、突き合わせ端部が連続的に溶
接される。この際必要に応じて溶融金属の溶は落ちを防
止する為、パックメタル（図示省略）が管内に保持され
る。突き合わせ端部が溶接された角形鋼管１ｃはサポー
トロール１７を通過した後、外面ビード除去装置１８に
より上面の溶接余盛部が除去され、上面が平滑になされ
る。この上面平滑になされた角形鋼管１ｃは２〜３バス
から成る定形ロール１９に入り、外辺寸法、コーナーＲ
が所定寸法に仕上げられ後、ｌバスの矯正ロール２０で
曲り１反りが矯正される。そしてこの矯正されｔ角形鋼
管１ｃは切断機２１により走間で定尺長さに切断されて
製品Ｐとなシ、プルアウトロール２２を通り、ランアウ
トテーブル２３にて送り出される。

次に本発明の角形鋼管の製造方法を重要な工程である帯
鋼板ｌから角形鋼曹素管ｉｂ迄の成形方法の詳細を説明
するに先立ってその成形方法・を実施する上辺、コーナ
ー曲げプレス機１１及び下辺コーナー曲げプレス機１３
の構造を第２図乃至第８図によって説明する。

上辺コーナー曲げプレス機１１は、第２図乃至第４図に
示す如く上下のフレーム２５．２６を左右の側フレーム
２７にて結合して構成したプレスフレーム２８内の上下
に帯鋼板の左右両側部を上方に折り曲げる広幅の上型２
９、下型３０を配したものである。上型２９は、第７図
（ａ＋に示す如く左右に２分割されて夫々第３，４図に
示す如く上型ホルダー３１に幅寸法調整可能に支持され
、ディスタンスピース３２にテ位置決めされている。前
記上型ホルダー３１は左右の側フレーム２７とその内側
に固設したホルダー受け３３と上フレーム２５との間で
摺動可能に支持され、その上型ホルダー３１の前端と上
フレーム２５の前端との間には上型ホルダー３１を前後
方向罠摺動させるシリンダー３４が設けられている。３
５は上型ホルダー３１の摩擦軽減部材で、上型ホルダー
３１の上面に埋め込まれている。下型３０は第７図すに
示す如く上型２９と同様左右に２分割されて夫々第３゜
４図に示す如く下型ホルダー３６に幅寸法調整可能に支
持され、ディスタンピース３７にて位置決めされている
。前記下型ホルダー３６は左右の側フレーム２７とその
内側のホルダー受３８とで摺動可能に支持され、その下
型ホルダー３６０前端とホルダー受３８の前端との間に
は下型ホルダー３６を前後方向に摺動させるシリンダー
３９が設けられている。４０は下型ホルダー３６の摩擦
軽減部材で、ホルダー受３８上に埋め込まれている。前
記ホルダー受３８は下フレーム２６上で長手方向く一定
間隔に立設したプレスシリンダー４１に支持されて左右
の側フレーム２７に沿って上下動するよう罠なっている
。

前記の左右に２分割されｔ下型３０は、上型２９の外側
に位置する左右両側部が長手方向に於いて０〜約８０°
まで起立するテーパ面４２を内側に有する突出部４３と
なっていて、全体として凹型に形成されている。

下辺コーナー曲げプレス機１３ｆ′ｉ、第２図及び第５
．６図に示す如く上下のフレーム４４゜４５を左右の側
フレーム４６にて結合して構成したプレスフレーム４７
内の上下に左右両側部を上方に折り曲げた帯鋼板の中央
部左右両側を上方に折シ曲げる上型４８．下型４９を配
し次ものである。上型４８は、長手方向に於−て第８図
ａに示す如く前部から中間部までの金型４８ａが左右に
２分割されて夫々第５．６図に示す如く上型ホルダー５
０に幅寸法調整可能に支持され、ディスタンピース５１
にて位置決めされてお９、後部の金型４８ｂが単体で着
脱可能になされ、下端部が前記金型４８ａと同幅になさ
れ、上部が細幅になされている。前記上型ホルダー５０
は左右の側フレーム４６とその内側に固設したホルダー
受５２と上フレーム４４との間で摺動可能に支持され、
その上型ホルダー５０の前端と上フレーム４４の前端と
の間には上型ホルダー５０を前後方向に摺動させるシリ
ンダー５３が設けられている。５４は上型ホルダー５０
の摩擦軽減部材で、上型ホルダー５０の上面に埋め込ま
れている０下型４９は第８図すに示す如く左右に２分割
されて夫々第５．６図に示す如く下型ホルダー５５に幅
寸法調整可能に支持され、ディスタンスピース５６にて
位置決めされている。前記下型ホルダー５５＃″ｉ左右
の側フレーム４６とその内側のホルダー受５７とで摺動
可能に支持され、その下型ホルダー５５の前端とホルダ
ー受５７の前端との間には下型ホルダー５５を前後方向
に摺動させるシリンダー５８が設けられている。５９は
下型ホルダー５５の摩擦軽減部材で、ホルダー受５７の
上に埋め込まれている。酸記ホルダー受５７は下７レー
ム４５上で長手方向に一定間隔を存して立設したプレス
シリンダー６０に支持されて左右の側フレーム４６に沿
って上下動するようになっている。前記の左右に２分割
された下型４９は、上型４８の外側に位置する左右両側
部が長手方向に於いてＯ〜約８０°まで起立するテーパ
面６１ｔ−内側に有する突出部６２となっていて、全体
として凹型に形成されている。

上記の構造の上辺コーナー曲げプレス機１１及び下辺コ
ーナー曲げプレス機１３によりて帯鋼板ｌを角形鋼管素
管ｌｂまで成形する方法の詳細を以下に説明する。

第２．３．４図に示す上辺コーナー曲げプレス機１１の
上型２９と下型３０が開ｔｎ２状態のところへ、帯鋼板
ｌがフィードロール１０によって一定速度で連続的に送
り込まれる。この帯鋼板ｌの送り込みに於いて、該帯鋼
板ｌが一定ピ、チ進んだ時点でシリンダー３４．３９を
帯鋼板ｌの送り込み速度と同調し定速度で作動して、上
型ホルダー３１と一体の上型２９及び下型ホルダー３６
と一体の下型３０を前進させると同時に、プレスシリン
ダー４１を作動せしめて、ホルダー受３８、下型ホルダ
ー３６を共に左右の側フレーム２７に沿って上昇させ、
下型３０にて帯鋼板ｌを押圧する。この下型３０による
帯鋼板ｌの抑圧は、シリンダー３４．３９のストローク
エンドの手前で完了するタイミングで押し上げて、帯鋼
板ｌの左右両側部を下型３０に沿って折シ曲げる。この
帯鋼板１の左右両側部の折り曲げが終り之ならば、直ち
にプレスシリンダー４１を逆に作動して、ホルダー受３
８、下釜ホルダー３６を共に下降し、下ｆｆ１３０を下
降して帯鋼板ｌを解放すると同時罠、シリンダー３４．
３９を逆に作動して、上型ホルダー３１と一体の上型２
９及び下型ホルダー３６と一体の下型３０を後退させ、
原位置に復帰させる。以後上辺コーナー曲げプレス機１
１の前記の作動を連続的に繰シ返して、該上辺コーナー
曲げプレス機１１を通過する帯鋼板ｌの左右両側部を第
４図に示す如く概略８０°迄上方に折り曲げ成形し、第
９図に示されるように半成形材料ｌａとなす。

上辺コーナー曲げプレス機１１を通過して帯鋼板ｌの左
右両側部が概略８０°迄上方に折シ曲げ成形され比半成
形材料１ａは、第２図に示される上辺コーナー成形ロー
ル１２で折り曲げ上辺部の形状が整えられ、同時に送り
力が付与されて第５，６図に示される下辺コーナー曲げ
プレス機１３の上型４８と下型４９が開いｔ状態のとこ
ろへ、一定速度で連続的に送り込まれる。

この半成形材料ｌａの送シ込みに於いて、該半成形材料
１ａが一定ピッチ進んだ時点でシリンダー５３．５８を
半成形材料ｌａの送り込み速度と同調し次速度で作動し
て、上型ホルダー５０と一体の上型４８及び下型ホルダ
ー５５と一体の下型４９を前進させると同時に、プレス
シリンダー６０を作動せしめてホルダー受５７、下型ホ
ルダー５５を共に左右の側フレニム４６１Ｃ沿って上昇
させ、下型４９にて半成形材料１４を押圧する。この下
型４９による半成形材料１ａの抑圧は、シリンダー５３
．５８のストロークエンドの手前で完了するタイミング
で押し上げて、半成形材料１ａの中央部左右両側を下型
４９に沿って折り曲げる。この半成形材料１ａの中央部
左右両側の折夛曲げが終り穴ならば、直ちにプレスシリ
ンダー６０を逆に作動して、ホルダー受５７、下型ホル
ダー５５を共に下降し、下型４９を下降して半成形材料
１ａを解放すると同時に、シリンダー５３．５８を逆に
作動して、上型ホルダー５０と一体の上型４８及び下型
ホルダー５５と一体の下型４９を後退させ、原位置に復
帰させる０以後下辺コーナー曲げプレス機１３の前記作
動を連続的に繰り返して、該下辺コーナー曲げプレス機
１３を通過する半成形材料の中央部左右両側を第６図に
示す如く概略８０°迄上方に折シ曲げ成形する。かくし
て半成形材料１ａＦｉ第９図に示す如く４コーナーが概
略８０″′迄屈曲成形された角形鋼管素管ｉｂとなる。

下辺コーナー曲げプレス機１３を出九角形鋼管素管１ｂ
は前述の第１図にて説明し次工程を経て、最終的に定尺
に切断されて製品Ｐが得られる。

（発明の効果） 以上の説明で判るように本発明の角形鋼管の製造方法は
、従来のように有限長の切板を素材として使用せず、連
続した帯鋼板を使用するので、素材の前処理に手間が省
け、且つ材料の歩留が大幅に向上する。また従来のよう
に切板１枚毎に間欠的に大型角形鋼管を製造するのと異
なり、帯鋼板を一定速度で連続的に送って次第に帯鋼板
の左右両側部を上方に折り曲げて略８０″迄屈曲成形し
、引き続きこの半成形材料の中央部左右両側を次第に上
方に折シ曲げて略８０″迄屈曲成形して角形鋼管素管と
なし、これをさらに送って各コーナーを９０″に折シ曲
げ成形して突き合わせ端部を溶接し、溶接後溶接余盛部
が除去し、定形に仕上げるので、角形鋼管を連続的に能
率良く生産でき、しかも溶接品質が良く寸法精度の高い
ものを得ることができる０さらに本発明の製造方法は製
造ライン内に材料の送シロールを設置できることから定
形ロールで角形鋼管の外周に大きな圧加力を付与でき、
辺寸法、辺の平坦度、コーナーＲの大きさ等を調整でき
て任意の角形鋼管を製造できる等の優れ次効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の角形鋼管の製造方法に於ける製造ライ
ンを示す概略図、第２図は第１図の製造ラインに於ける
上辺コーナー曲げプレス機及び下辺コーナー曲げプレス
機の側面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４図
は第２図のＢ−Ｂ線断面図、第５図は第２図のＣ−Ｃ線
断面図、第６図は第２図のＤ−Ｄ線断面図、ＩＥ７図ａ
、ｂは上辺コーナー曲げプレス機の上型と下型の概略斜
視図、第８図ａ、ｂは下辺コーナー曲げプレス機の上型
と下型の概略斜視図、第９図は帯鋼板の角形鋼管素管ま
での上辺コーナー曲げプレス機及び下辺コーナー曲げプ
レス機による塑性変形の状況を示す斜視図、第１０図ａ
、ｂ、ｃは従来の大型角形鋼管の製造方法の一例を示す
斜視図、第１１図１乃至ｄは従来の大盤角形鋼管の製造
方法の他の例を示す斜視図である。 ｌ・・・帯鋼板　　ｌａ・・・半成形材料　　１ｂ・・
・１形鋼管素管　　ｌｌ・・・上辺コーナー曲げプレス
機　　１２・・・上辺コーナー成形ロール１３・・・下
辺コーナー曲げプレス機　　１４・・・成形ロール　　
１５・・・溶接突き合わせロール１６・・・溶接機　　
１８・・・外面ビード除去装置１９°・・定形ロール　
　２０・・・矯正０−ル２１・・・切断機　　２９・・
・上辺コーナー曲げプレス機の上型　　３０・・・上辺
コーナー曲げプレス機の下型　　４２・・・テーパ面　
　４８・・・下辺コーナー曲げプレス機の上型　　４９
・・・下辺コーナー曲げプレス機の下型　　６１・・・
テーパ面Ｐ・・・製品

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 左右両側端が所要幅で所定の開先形状に仕上げ加工され
   て一定速度で連続的に送られてくる帯鋼板を、上辺コー
   ナー曲げプレス機の所要幅に調整した上型とその上型の
   外側に位置する左右両側部が長手方向で０〜約８０°迄
   次第に起立するテーパ面を内側面とする凹型の下型との
   間に送り込み、上型と下型を帯鋼板の送り込み速度と同
   調した速度で所定量前進させると同時にその前進限位置
   の手前で停止するように下型を上昇させて帯鋼板の左右
   両側部を上方に折り曲げ、折り曲げ後下型を下降すると
   同時に上型、下型を後退させて原位置に復帰させる動作
   を繰返して、帯鋼板の左右両側部を略８０°迄上方に折
   り曲げ成形して上辺コーナー曲げプレス機より送り出す
   工程と、 前記帯鋼板の左右両側部を略８０°迄上方に折り曲げ成
   形して得た半成形材料を上辺コーナー成形ロールに通過
   させて折り曲げ上辺部の形状を整えた後、下辺コーナー
   曲げプレス機の所要幅に調整した上型とその上型の外側
   に位置する左右両側部が長手方向で０〜約８０°迄次第
   に起立するテーパ面を内側面とする凹型の下型との間に
   送り込み、上型と下型を帯鋼板の送り込み速度と同調し
   た速度で所定量前進させると同時にその前進限位置の手
   前で停止するように下型を上昇させて半成形材料の中央
   部左右両側を上方に折り曲げ、折り曲げ後下型を下降さ
   せると同時に上型、下型を後退させて原位置に復帰させ
   る動作を繰返して、半成形材料の中央部左右両側を略８
   ０°迄上方に折り曲げ成形して下辺コーナー曲げプレス
   機より送り出す工程と、 前記半成形材料の中央部左右両側を略８０°迄折り曲げ
   成形して得た角形鋼管素管を成形ロールに送り込み、各
   コーナーを概略９０°迄成形した後、溶接突き合わせロ
   ールに送り込んで突き合わせ端部の平行度、ルートギャ
   ップを調整し、溶接機で突き合わせ端部を連続的に溶接
   する工程と、 前記の突き合わせ端部の溶接された角形鋼管の上面の溶
   接余盛部を外面ビード除去装置により除去し、定形ロー
   ルで外辺寸法、コーナーＲを所定寸法に仕上げ、矯正ロ
   ールで曲り、反りを矯正した後、該角形鋼管を切断機で
   定尺に走間切断する工程と の諸工程から成る角形鋼管の製造方法。