TWI574752B - A method of manufacturing a steel sheet having a cross-sectional shape in the direction of the long side and a roll forming apparatus - Google Patents

Description

截面形狀於長邊方向變化之型鋼之製造方法及輥壓成形裝置 發明領域

本發明係有關於以輥壓成形製造面形狀於長邊方向變化之型鋼之方法及裝置。

發明背景

製造為型鋼之一種之帽型鋼之方法以使用衝壓機及衝模之加壓成形廣為人知。在以加壓成形所作之帽型之彎曲成形中，由於當去除加壓壓力時，材料板因反作用力而易產生會回復原狀之回彈之問題，故迄今檢討了用以抑制回彈之對策。

而在近年，高張力鋼材(High-Tensile Steel)之利用擴大。一例係在汽車產業中，車體之輕量化與CO₂之排出量之減輕相關，而積極地於車體材料採用高張力鋼材。因此，在型鋼之製造工地，明顯存在因鋼材之高強度特性引起之回彈之問題。再者，最近，亦製造具有超過980MPa之拉伸強度之高張力鋼材。在一般之加壓成形中，從如此之高張力鋼材製造按照設計之帽型鋼並不容易。

製造型鋼之另一方法已知有輥壓成形法。輥壓成 形係使例如從線圈拉出之帶板通過設於依序配置之複數站之輥單元的連續彎曲加工法。輥壓成形特別適合成形H型鋼或L型鋼等鋼材或管等長邊方向之截面形狀為一定之長形製品。另一方面，輥壓成形與加壓成形(抽伸)不同，並不適合成形截面形狀於長邊方向變化之型鋼。

專利文獻1~3揭示有一種技術，該技術係藉將分割輥之輥寬可變化地控制，而可以輥壓成形製造截面形狀於長向變化之型鋼。然而，揭示於專利文獻1~3之輥壓成形方法及裝置有裝置之構造或控制方法複雜之問題。因此，由於為實施專利文獻1~3之發明，轉用原有之設備並不易，需重新引進設備，故成本增高。

又，如專利文獻1、3之發明般，當於輥壓成形中，擴大分割輥之輥寬時，僅輥之前方側之角部線接觸材料鋼板，或高張力鋼材等材料於長邊方向不均一地產生回彈而於長邊方向產生屈曲等問題。

先行技術文獻 專利文獻

專利文獻1 日本專利公開公報平10-314848號

專利文獻2 日本專利公開公報平7-88560號

專利文獻3 日本專利公開公報2009-500180號

發明概要

本發明係為解決上述問題點而創作之發明，其目 的在於提供一種技術，該技術係不需如習知技術之複雜之控制及裝置，而可以單純之輥壓成形製造截面形狀於長邊方向變化之型鋼。

又，本發明之另一目的在於提供一種技術，該技術係藉輥壓成形製造截面形狀於長邊方向變化之型鋼時，可解決例如於長邊方向不均一地產生回彈，而可抑制凸緣部之屈曲。

為解決上述課題，根據本發明，提供一種型鋼之製造方法，該型鋼之製造方法係從板材料以輥壓成形製造截面形狀於長邊方向變化之型鋼的方法，其包含有以下階段：準備第1模具輥，該第1模具輥具有旋轉軸及截面形狀於以該旋轉軸為中心之圓周方向變化的環狀壟部；將該第1模具輥配置成前述第1模具輥之旋轉軸對板材料之進給方向垂直；準備第2模具輥，該第2模具輥具有旋轉軸及截面形狀於以該旋轉軸為中心之圓周方向變化之環狀溝部；將前述第2模具輥配置成可於前述第1模具輥與第2模具輥之間形成與前述板材料之厚度相等之間隙且前述第1模具輥之環狀壟部與前述第2模具輥之環狀溝部可嵌合；使前述第1模具輥與前述第2模具輥同步旋轉；及將板材料進料至前述第1模具輥與第2模具輥之間；又，該型鋼之製造方法於前述第1模具輥之環狀壟部之側面設凹入部，俾在圓周方向之至少一部份且為前述第1模具輥之半徑方向內側，使相對於第2模具輥之環狀溝部之側面的間隙增大；並將前述第1 模具輥之前述環狀壟部構造成其稜線與該第1模具輥之旋轉方向之間的相對角度於圓周方向至少一部份變化；而且將前述凹入部之凹入量設定成按前述第1模具輥之環狀壟部之稜線與該第1模具輥之旋轉方向之間的相對角度變化。

又，本發明以輥壓成形裝置為要旨，該輥壓成形裝置係用以從板材料製造截面形狀於長邊方向變化之型鋼之輥壓成形裝置，其包含有第1模具輥、第2模具輥及驅動裝置，該第1模具輥具有旋轉軸及截面形狀於以該旋轉軸為中心之圓周方向變化之環狀壟部，且該第1模具輥之前述旋轉軸配置成對板材料之進給方向垂直；該第2模具輥具有旋轉軸及截面形狀於以該旋轉軸為中心之圓周方向變化之環狀溝部，該第2模具輥之前述旋轉軸配置成與前述第1模具輥之前述旋轉軸平行；該驅動裝置使前述第1模具輥與前述第2模具輥同步旋轉驅動；又，前述第1模具輥與前述第2模具輥相對地配置成可於兩者間形成與前述板材料之厚度相等之間隙且前述第1模具輥之環狀壟部與前述第2模具輥之環狀溝部可嵌合，於前述第1模具輥之環狀壟部之側面設有凹入部，俾在圓周方向之至少一部份且為前述第1模具輥之半徑方向內側，使相對於第2模具輥之環狀溝部之側面的間隙增大，前述第1模具輥之前述環狀壟部構造成其稜線與該第1模具輥之旋轉方向之間之相對角度於圓周方向至少部份變化，前述凹入部之凹入量設定成按前述第1模具輥之環狀壟部之稜線與該第1模具輥之旋轉方向之間的相對角度變化。

根據本發明，使用具有截面形狀於圓周方向變化之環狀壟部之第1模具輥及具有對前述第1模具輥之環狀壟部隔開型鋼之厚度量之間隙而可收容該環狀壟部之環狀溝部的第2模具輥，藉此，可藉至少使第1及第2模具輥同步旋轉之單純控制，製造截面形狀於長邊方向變化之型鋼。是故，不需要為擴大截面之寬度而將分割輥之輥寬度可變地控制等複雜之控制。又，藉將原有之輥壓成形設備之輥更換成第1及第2模具輥，亦可實現本發明之輥壓成形裝置。

又，當使用具有截面形狀於圓周方向變化之環狀壟部之第1模具輥及具有對前述第1模具輥之環狀壟部隔開型鋼之厚度量之間隙而可收容該環狀壟部之環狀溝部的第2模具輥時，有於該等模具輥之間產生干擾之情形。根據本發明，藉設凹入量可按與模具輥之旋轉方向之間的相對角度變化之凹入部，可防止此種干擾。

此外，由於藉使用具有前述輥體部之第1及第2模具輥，即使成形成截面形狀在長邊方向變化，亦可以一定之狀態成形兩模具輥之間之餘隙，故可解決例如因餘隙之不均一而於長邊方向不均一地產生回彈，而可抑制凸緣部之屈曲。

1‧‧‧帽型鋼

2‧‧‧多段式輥壓成形裝置

3‧‧‧下輥(第1模具輥)

4‧‧‧上輥(第2模具輥)

5‧‧‧軸承機構

6‧‧‧U型鋼

7‧‧‧V型鋼

10a，10b，11，15a，15b，16a，16b，16c-16f，17a-17c，61a，61b，61c，61d，71a，71b‧‧‧部位

12a，12b‧‧‧過渡部位

13，63‧‧‧凸緣

14‧‧‧珠粒

20a-20k‧‧‧輥單元

31，41‧‧‧旋轉軸

32，43‧‧‧側翼部

33‧‧‧環狀壟部

33’‧‧‧角部

33a，33b，43a，43b，43d‧‧‧區域

33c‧‧‧錐狀區域(過渡部)

33d‧‧‧錐狀區域

33s‧‧‧直線部份

35‧‧‧突起部

37‧‧‧外周面

39‧‧‧側面

42‧‧‧環狀溝部

43c‧‧‧區域(過渡部)

51‧‧‧支撐構件

52‧‧‧齒輪組

52a，52b‧‧‧齒輪

53‧‧‧驅動裝置

C‧‧‧預定值

Cmin‧‧‧上下輥之側壁間之最小間隙

H1‧‧‧環狀壟部之高度

h1，h2‧‧‧高度

L‧‧‧長度

L1，L2‧‧‧上壁之寬度

M‧‧‧帶板

x‧‧‧凹入量

Φ‧‧‧傾斜角

θ₁‧‧‧傾斜角度

圖1A係從截面形狀於長邊方向變化之帽型鋼之上方觀看的立體圖。

圖1B係從截面形狀於長邊方向變化之帽型鋼之下方觀 看的立體圖。

圖2係本發明第1實施形態之多段式輥壓成形裝置之概略立體圖。

圖3係圖2之多段式輥壓成形裝置之輥單元之立視圖。

圖4係圖3之輥單元之上下一對模具輥的分解立體圖。

圖5A係顯示圖2之多段式輥壓成形裝置之各階段之彎曲加工程序的圖，係顯示形成帽型鋼之凸緣之製程的圖。

圖5B係顯示圖2之多段式輥壓成形裝置之各階段之彎曲加工程序的圖，係顯示形成帽型鋼之上壁之製程的圖。

圖6係用以說明1個輥單元之作用之概略立體圖。

圖7A係具有熔珠之帽型鋼之立體圖。

圖7B係用以形成圖7B之帽型鋼之模具輥的立體圖。

圖8係顯示第2實施形態之模具輥。

圖9係圖8之模具輥之部份截面圖。

圖10係顯示於上述模具輥設凹入部時之最小間隙的圖表。

圖11係為比較例之模具輥之部份截面圖。

圖12A係顯示不設凹入部時之上輥與下輥之干擾且與帽型鋼一同顯示之立體圖。

圖12B係顯示不設凹入部時之上輥與下輥之干擾且與帽型鋼一同顯示之立體圖。

圖13係顯示最小間隔之對差距量之影響的圖表。

圖14係用以說明因超限引起之逆彎現象之模具輥的概略部份截面圖。

圖15係顯示下輥之外周面之展開圖與Φ及凹入量之關係的圖。

圖16係顯示凹入量x、型鋼之側壁角度θ、環狀壟部之高度H之下輥的部份放大圖。

圖17係在包含上下輥之中心軸線之平面切斷之上下輥的部份縱截面圖。

圖18係顯示多段式輥壓成形裝置之另一例之立體圖。

圖19係顯示圖18之多段式輥壓成形裝置之各階段之彎曲加工程序的圖。

圖20係顯示設於下輥之環狀壟部之凹入部之開始點的圖。

圖21係顯示L/H與最小間隙之關係的圖。

圖22係顯示L/H與距離目標形狀之差距量之關係的圖。

圖23A係第3實施形態之型鋼之立體圖。

圖23B係與圖23A之型鋼一同顯示之第3實施形態之模具輥的立體圖。

圖24A係第4實施形態之型鋼之立體圖。

圖24B係與圖24A之型鋼一同顯示之第4實施形態之模具輥的立體圖。

圖25A係第5實施形態之型鋼之立體圖。

圖25B係與圖25A之型鋼一同顯示之第5實施形態之模具輥的立體圖。

圖26A係第6實施形態之型鋼之立體圖。

圖26B係與圖26A之型鋼一同顯示之第6實施形態之模 具輥的立體圖。

圖27A係第7實施形態之型鋼之立體圖。

圖27B係與圖27A之型鋼一同顯示之第7實施形態之模具輥的立體圖。

圖28A係第8實施形態之型鋼之立體圖。

圖28B係與圖28A之型鋼一同顯示之第8實施形態之模具輥的立體圖。

圖29A係第9實施形態之型鋼之立體圖。

圖29B係與圖29A之型鋼一同顯示之第9實施形態之模具輥的立體圖。

圖30A係第10實施形態之型鋼之立體圖。

圖30B係與圖30A之型鋼一同顯示之第9實施形態之模具輥的立體圖。

圖31A係第11實施形態之型鋼之立體圖。

圖31B係與圖31A之型鋼一同顯示之第9實施形態之模具輥的立體圖。

用以實施發明之形態

以下，就根據本發明之較佳實施形態之截面形狀於長邊方向變化之型鋼之製造方法及輥壓成形裝置，一面參照附加圖式，一面詳細說明。惟，不以以下說明之實施形態將本發明之技術性範圍作任何限定解釋。

第1實施形態

首先，就在本實施形態製造之型鋼作說明。圖1所示之 型鋼係截面形狀於長邊方向(例如構材軸方向)變化之馬鞍形之帽型鋼之一例。圖1A係從上方側觀看帽型鋼之立體圖，圖1B係從下方側觀看之立體圖。帽型鋼1具有上壁、沿著該上壁之兩側緣部延伸設置之側壁、沿著各側壁之對側之緣部延伸設置之凸緣，帽型鋼1之垂直於長邊方向之截面(橫截面)形成約略帽形。

帽型鋼1更具有上壁之寬度為L1之部位10a、10b、上壁之寬度為L2(>L1)之部位11、及上壁之寬度從L1擴大(或減少)至L2之錐狀過渡部位12a、12b。帽型鋼1在各部位10a~10b具有側壁朝外側傾斜之帽形形狀的橫截面。側壁之傾斜角度在各部位10a~10b可不同，或者，在各部位10a~10b亦可相同。又，型鋼之厚度可按例如規格或用途等，設定成各種厚度。惟，在本實施形態中，並非將各部位10a~10b個別成形後以焊接等接合，而是藉將一片板材料或帶板輥壓成形而一體成形。因而，圖1之部位間之分界線係便於說明之線，非接合線或彎折線。

再者，於底面側之開口部沿著長邊方向形成之凸緣13也是以輥壓成形將板材料或帶板彎曲加工。又，業經彎曲加工之處之角部可呈如圖1所示之業經倒角之形狀或R(圓弧)形。

材料之種類及強度無特別限制，可以可彎曲加工之所有金屬材料為對象。金屬材料之一例有碳鋼、合金鋼、鎳鉻鋼、鎳鉻鉬鋼、鉻鋼、鉻鉬鋼、錳鋼等鋼材。依據強度，可將拉伸強度為340MPa以下之鋼材大致分類為一般鋼 材，將拉伸強度為340MPa以上之鋼材大致分類為高張力鋼材，而在本實施形態中，不論何者皆可適用。再者，高張力鋼材有例如590MPa級、780MPa級之鋼材，現在還可製造980MPa級或1180MPa級之稱為超高張力鋼材的鋼材。若為超高張力鋼材，則在習知之加壓成形(抽伸)有不易進行帽型彎曲之情形，而在本實施形態之輥壓成形，980MPa以上之超高張力鋼材亦可適用。再者，鋼材以外之材料之一例有鈦、鋁、鎂或包含該等之合金之難成形材料。

接著，就用於製造截面形狀於長邊方向變化之型鋼的輥壓成形裝置作說明。圖2係作為輥壓成形裝置之一實施形態、用以製造前述帽型鋼之多段式輥壓成形裝置2。多段式輥壓成形裝置2具有例如於板材料或帶板之進給方向依序配置之複數輥單元20a~20k。藉此，從上游側之輥單元20k往下游側之輥單元20a一面將長形板材料或帶板M移送，一面階段性地彎曲加工，最後，得以形成目的之製品形狀。將最後成形之板材料或帶板M依序切斷成製品單位。

最下游之站(最終站)之輥單元20a之模具輥(以下有稱為「末軋輥」之情形)形成對應於為目的之製品形狀的形狀，比該末軋輥上游之各站之模具輥設計成在各段成形越往下游越階段性地接近製品形狀之中間產物。圖2係顯示用以從板材料或帶板M以10階段成形形成製品之模具輥的一例。在實施前半之彎曲製程之第1站至第5站各站，輥單元20j~20f於上側配置有具有凸狀輥體部之輥，於下側配置有具有凹狀輥體部之輥。

另一方面，在用以實施後半之彎曲加工之第6站至第10站各站，輥單元20e~20a於下側配置有具有環狀壟部之輥，於上側配置有具有環狀溝部之輥。又，導入站(輥單元20k：第0站)至第5站(輥單元20f)為用以形成凸緣13之前半製程(凸緣彎曲加工)，第6站(輥單元20e)至最終站或第10站(輥單元20a)為用以形成帽型鋼1之上壁的後半製程(上壁之彎曲加工)。

導入站之輥單元20k上下皆配置有平面之圓筒形狀的模具輥。又，第1站至第5站之輥單元20j~20f之上輥之兩端部份為直徑往朝向前端之方向逐漸縮小，下輥之輥體部之兩端部份為直徑往朝向前端之方向逐漸增大。又，從第1站至第5站，輥之兩端部份之傾斜角度依序變陡，以第5站之輥單元20f將板材料或帶板M之兩端彎曲成約90°，而得以形成凸緣13。各輥在圓周方向具有輥體部之中央之寬度窄及寬之部份以及寬度擴大/減少之錐狀部份，俾可形成型鋼之各部位10a~10b之凸緣13。

另一方面，第6站至最終站之輥單元20e~20a為下輥之輥體部之中央具有***成凸狀之環狀壟部，且上輥之輥體部之中央部份具有凹陷成凹狀之環狀溝部。更詳而言之，下輥之環狀壟部及上輥之環狀溝部於圓周方向配置有寬度窄之部份、寬度寬之部份、以及寬度擴大/減少之錐狀部份，俾可形成帽型鋼1之各部位10a~10b之上壁。

各輥之環狀壟部及環狀溝部之側面之傾斜角度從第6站至最終站依序變陡，以最終站之輥單元20a將板材 料或帶板M之側壁彎曲成約90°而形成帽之上壁。惟，圖2所示之模具輥之結構為一例，單元之排列數可適宜變更。又，配置於比末軋輥上游之模具輥之形狀亦可適宜變更。

此外，在本實施形態中，由於不限於僅將截面形狀擴大寬度，於寬度最大之部位11之後方以輥進一步成形寬度減少之部位12b、10b，故可將各輥單元20a~20k之間隔設定成至少製品之長度以上。

接著，就輥單元20a~20k之結構作說明。圖3係顯示組入有末軋輥之輥單元20a之全體構造。輥單元20a包含有具有沿著板材料或帶板之進給方向、例如水平方向延伸設置之旋轉軸31之第1模具輥(以下稱為「下輥3」)、具有平行於該下輥3之旋轉軸31之旋轉軸41且隔著些微之間隙與下輥3對向之第2模具輥(以下稱為「上輥4」)。

各輥3、4之旋轉軸31、41以例如滾珠軸承等承軸機構5旋轉自如地支撐於支架等支撐構件51。而可將輥3、4支撐成升降自如且可調整諸輥之間隔距離。再者，亦可配置油壓缸等按壓裝置而可調節上下輥4、3之按壓力。

以齒輪組52使上下輥4、3同步旋轉驅動。齒輪組52具有分別結合於旋轉軸31、41且相互卡合之齒輪52a、52b。於圖3顯示為齒輪組52之一例之以平齒輪構成的上下齒輪52a、52b。又，於下輥3之旋轉軸31之一端側連結有例如驅動馬達等驅動裝置53，當以此驅動裝置53使下輥3旋轉時，上輥4透過齒輪組52從動旋轉。此時，藉將例如上下之齒輪比設定成相同，上下輥4、3可以相同之圓周速度旋轉。 即，齒輪組52亦為上下輥4、3之同步旋轉裝置。

齒輪組52只要可使上下輥4、3以相同之圓周速度旋轉即可，即使不為如圖3之平齒輪當然亦可。再者，亦可不為透過齒輪組52使上輥4從動之結構，而於上下輥4、3分別連結個別之驅動設備。亦可使用可控制變流器之驅動馬達來調節旋轉速度。

配置於最終站之上下輥4、3形成為對應於作為目的之製品形狀。更詳而言之，如圖3、圖4所示，下輥3具有用以將凸緣13之上面下壓之側翼部32、在該側翼部32之軸方向中央部份從外表面***成凸狀而將帽形之內面部份下壓之環狀壟部33。環狀壟部33之截面形狀對應於製品之帽形而呈於圓周方向變化之梯形。

即，環狀壟部33具有外周面之寬度設定成第1輥寬之區域33a、外周面之寬度設定成第2輥寬之區域33b、配置於區域33a、33b之間且外周面之寬度從第1輥寬變化成第2輥寬之錐狀區域(在以下之說明中有稱為「過渡部」之情形)33c、33d。環狀壟部33之左右側面形成隨著朝旋轉軸31側而往外側擴大之傾斜面。又，環狀壟部33之輥寬及高度以及側面之傾斜角度為分別對應於目的之帽形之寬度及高度以及傾斜角度的尺寸。再者，於環狀壟部33之外側之角部(稜線)33’及側翼部43之內側之角部(凹稜線)形成有R(圓弧)形或進行了倒角。此外，圖4亦與圖1同樣地，區域間33a、33b、33c、33d之分界線係便於說明而顯示的線。

環狀壟部33之區域33b成形帽型鋼1之寬度L2之 部位11，區域33c、33d成形帽型鋼1之錐狀部位12a、12b。因而，區域33b之圓弧長設定成部位11之長度，區域33c、33d之圓弧長度設定成部位12a、12b之長度。另一方面，環狀壟部33之區域33a成形帽型鋼1之部位10a、10b兩者。因而，區域33a之圓弧長度設定成加上部位10a、10b之長度之尺寸。此時，等分區域33a之中間點為該輥之起點。惟，當使用連續板材料或帶板M連續成形，將最後成形之材料在裝置之下游依序切下時，亦可於區域33a追加作為切割處之區域。此時，亦可於板材料或帶板M之表面形成用於判別切斷位置之標記(例如小徑之孔、突起等)。

另一方面，上輥4形成為隔著帽型鋼1之厚度量之間隙與下輥3之輥體部對向。因而，上輥4具有用以將帽形之外側底面下壓之環狀溝部42、用以將形成於該環狀溝部42之兩側之帽形之外側面及凸緣13之下面下壓的側翼部43。環狀溝部42之內側面亦形成為隔著帽型鋼1之厚度量之間隙與下輥3之環狀壟部33之側面對向，藉此，上輥4之環狀溝部42之截面形狀於於圓周方向變化。

上輥4之環狀溝部42之側面與下輥3之環狀壟部33同樣地於圓周方向形成有用以成形帽型鋼1之部位11之區域43b、用以分別成形錐形部位12a、12b之區域43c、43d、用以形成部位10a、10b之區域43a。再者，與環狀壟部33同樣地，由於將區域43a等分之中間點為該輥之起點，故於裝置組入上下輥4、3之際，上下輥4、3之諸起點於旋轉方向定位成在對向之位置(同相位)旋繞。

當往旋轉軸方向觀看，下輥3之環狀壟部33及上輥4之環狀溝部42之底面形成各外周面為相同直徑之圓筒面。藉此，當使上下輥4、3以相同之圓周速度旋轉時，上下輥4、3之相對之相位不變化。當為上下一對輥時，有因所謂之「滑動」而旋繞之上下輥4、3的相對相位變化之虞。若輥之截面形狀在圓周方向為一定，「滑動」便不致成為大問題，但由於本實施形態之上下輥4、3具有截面形狀於圓周方向變化之區域，故上下輥4、3之相位因「滑動」而偏離時，有製品之厚度偏離設計值或上下輥撞擊之虞。因而，在本實施形態中，在不改變上下輥4、3之相對相位下使該等輥旋繞為重要。前述為同步旋轉機構之齒輪組52亦具有可防止旋繞之上下輥4、3之相對相位變化的作用。

此外，上下輥4、3只要以剛性高於板材料或帶板M之材質製作輥體部即可，其材質不受限制。又，亦可將具有環狀壟部之模具輥配置於上側，將具有環狀溝部之模具輥配置於下側。

圖3顯示了組入有末軋輥之輥單元20a，關於配置於末軋輥之上游之其他輥單元20b~20k，若排除輥之形狀不同之點，便可為與輥單元20a相同之結構。因此，關於其他輥單元20b~20k，省略詳細之說明。

本發明非限於以下之尺寸，為更加深理解，顯示下輥3之各區域之尺寸的一例。首先，至下輥3之外周面為止之半徑，環狀壟部33為500mm，側翼部32為450mm。兩者之差相當於帽形之高度。區域33a之外周面之寬度為 50mm，圓弧長為400mm。又，區域33b之外周面之寬度為80mm，圓弧長為400mm。又，區域33c及33d之圓弧長為300mm，以15°之傾斜角(環狀壟部33之稜線與下輥3之旋轉方向之間的相對角度、或側翼部43之內側之凹稜線與上輥4之旋轉方向之間的相對角度)擴大寬度或減少寬度。上輥4與下輥3隔著間隙2mm對向。

接著，就以多段式輥壓成形裝置2製造帽型鋼1之方法作說明。首先，以使各輥單元20a~20k之上下輥4、3以預定速度旋轉之狀態，將板材料或帶板M供至導入站之輥單元20k。板材料或帶板M可使用從例如上游之壓延製程送達之鋼板或使用捲成線圈狀之帶板。此時，將板材料或帶板M以其長度方向與上下輥4、3之旋轉軸方向垂直相交之方式供給，而於板材料或帶板M之長度方向輥壓成形。藉上下輥4、3之旋轉動作，將從輥單元20k送出之板材料或帶板M(中間產物)搬送至下個站之輥單元20j。然後，以此第2段之輥單元20j沿著長度方向進行輥壓成形，進一步，搬送至下個站之輥單元20i。

此外，將板材料或帶板M連續地輥壓成形時，可以各站之輥單元20a~20k施加後張力及/或前張力而成形。又，可進行冷、溫、或熱輥壓成形。

圖5係顯示以10段之輥單元20a~20k將板材料或帶板M階段性地進行帽形彎曲之樣態。圖5A顯示在第1站~第5站以輥單元20k~20f形成凸緣13之態樣。圖5B顯示在第6站~最終站以輥單元20e~20a形成帽型鋼1之上壁之樣態。此 外，圖5A、圖5B係帽型鋼1之部位10a之截面圖，關於其他部位10b、11、12a、12b，也以10段之輥單元20a~20k階段性地進行帽形彎曲。因而，在第9站進行了輥壓成形之材料(中間產物)形成接近最終製品之形狀，以第10段之末軋輥，進行最終成形。

於圖6顯示末軋輥最終成形之樣態。將從上游搬送來之板材料或帶板M(中間產物)先從上下輥之區域33a、43a之起點以後半部份成形寬度L1之部位10a，接著，以區域33c、43c形成寬度漸增之部位12a，進一步，以區域33b、43b成形寬度L2之部位11。然後，以區域33d、43d成形寬度漸減之部位12b，最後，從區域33a、43a之起點以前半部份成形寬度L1之部位10b。此時之區域33a、43a之後半部份成形下個製品之寬度L1之部位10a。

將最終成形完畢從末軋輥送出之製品在作為終端之位置(即，部位10b之端部)切斷，搬送至例如製品檢查等之下個製程。用以切斷之位置可藉以感測器檢測於例如板材料或帶板M之長度方向隔開間隔而形成之標記(例如小徑之孔、突起等)而自動判別。標記可以對應於製品之長度之間隔預先附加於板材料或帶板M，或者，亦可於輥壓成形中附加。於輥壓成形中附加標記之方法可舉下述方法為例，前述方法係使用於作為前述輥之起點之位置形成有作為標記之突起的上下輥4、3，進行帽形彎曲加工，同時轉印標記。除了標記以外，亦可藉於輥體部之表面形成預定凹凸形狀，成形珠粒或浮雕等形狀。於圖7顯示珠粒14及為 形成珠粒14而形成於輥體部之突起部35之一例。雖省略圖示，於上輥4形成有隔著材料之厚度量之間隙而對應於突起部35之凹部。珠粒及浮雕之形狀、位置及個數可適宜變更。

根據本實施形態，使用具有環狀壟部33之下輥3及具有與前述環狀壟部33對向之環狀溝部之上輥4，製造帽型鋼1時，藉使環狀壟部33與環狀溝部42之形狀呈截面形狀於圓周方向變化之形狀，藉此，可以使上下輥4、3同步旋轉之簡單控制，製造截面形狀(即，帽形)於長邊方向變化之帽型鋼1。

如此，根據本實施形態之輥壓成形不需如習知般之使分割輥之輥寬變化的複雜控制方法，亦不需引進用於該控制方法之新控制裝置。是故，藉將例如既有之輥壓成形裝置之輥更換成本實施形態之上下輥4、3，亦可實現本實施形態之輥壓成形裝置。

此外，圖2之多段式輥壓成形裝置2係於一直線上排列有輥單元20a~20k，若使輥單元20a~20k為於上下方向彎曲之縱列排列時，亦可製造於長邊方向彎曲之帽型鋼。

再者，根據本實施形態，由於藉形成截面形狀於圓周方向變化之輥體部，可以輥體部與材料充分面接觸之狀態成形，故即使例如材料為高張力鋼材，亦可抑制軋機剛性不足。因而，本實施形態之輥壓成形方法及裝置亦可適用於拉伸強度為980MPa以上之超高張力鋼材。

第2實施形態

接著，就在上述第1實施形態所示之模具輥之變形例作 說明。

在本實施形態之模具輥中，如圖8所示，特徵在於，下輥3之環狀壟部33(斜線之部份)之外徑與上輥4之環狀溝部42之底面(斜線之部份)之外徑相同，且於下輥3之環狀壟部33之側壁設有後述凹入部。若排除此特徵，本實施形態之上下輥4、3與第1實施形態之上下輥4、3大致相同，相同之構成要件附上相同之參照標號，而省略詳細之說明。

就設於下輥3之環狀壟部33之側面的凹入部，一面參照圖9，一面詳細說明。圖9A係在包含上下輥4、3之中心軸線之平面切斷之部份縱斷圖。在第1實施形態中，上下輥4、3之對向之底面及側面的間隙在圓周方向之整周為一定，而在本實施形態中，下輥3之環狀壟部33之側面因凹入量x於輥之軸方向內側從設計上之帽型鋼1之內面偏位。如此，藉於環狀壟部33之側面設凹入部，環狀壟部33之側面與環狀溝部42之側面之間的間隔越往環狀壟部33之基部、亦即半徑方向內側便越大。圖中之虛線顯示未設凹入部時之側面。為最終站之下輥3時，一例係當加工板材之板厚為1.0mm之材料時，凹入量x宜為1.4mm以上。該凹入量之決定方法於後面記述。

圖10顯示排出口之有無之上下輥4、3之間的間隙之比較結果。更詳細言之，圖10顯示令上下輥4、3之起點(參照圖4)為0°、使上下輥4、3每旋轉5°時之在各相位之側面間的最小距離(最小間隙)。特別是在圖10所示之例中，約45°~120°之區域相當於過渡部33c、43c。又，在約45°~65° 中，上述傾斜角Φ(環狀壟部33之稜線與下輥3之旋轉方向之間的相對角度、或側翼部43之內側之凹稜線與上輥4之旋轉方向之間的相對角度)漸漸增大，在約100°~120°之區域，傾斜角Φ漸漸減少。由於180°~360°時為對稱形狀，故省略說明。

又，圖10之虛線顯示未設凹入部之情形，圖10之一點鏈線顯示在環狀壟部33之側面僅於過渡部33c設圖11所示之凹入部之情形。又，圖10之二點鏈線顯示在環狀壟部33之側面橫亙其整周設圖9所示之錐形凹入部之情形，圖10之實線顯示於環狀壟部33之側面僅在過渡部33c設圖9所示之錐形凹入部之情形。此外，圖11係顯示對本實施形態之比較例之圖，係在包含上下輥4、3之中心軸線之平面切斷之部份縱斷圖。在圖11所示之比較例中，凹入部設成使環狀壟部33之側面與環狀溝部42之側面之間的間隙在半徑方向一定，即，從為未設凹入部時之側面之圖中的虛線單純地平行移動。

從圖10之虛線清楚所見，可知不設凹入部時，在約45°~65°之區域與100°~120°之區域最小間隙大幅變化(減少及增加)。圖12A、12B係顯示不設凹入部時之諸輥之干擾的數值解析結果，顯示有以剖面線顯示之部份干擾之區域(即，諸輥實際接觸或輥間之間隔縮小之區域)。又，如於圖10以一點鏈線所示，僅使過渡部33c單純地平行移動而設凹入部時，在過渡部33c、43c最小間隙變化，而不易將最小間隙在整周保持一定。

另一方面，如於圖10以二點鏈線所示，可知在整周設錐形凹入部時，最小間隙之變化量小，通過0°~180°全體，間隙保持約略一定。此外，在上述例中，僅就過渡部33c、43c作了說明，過渡部33d、43d亦可謂相同。再者，如於圖10以實線所示，可知僅於過渡部33c、33d設錐形凹入部，未於其他區域設凹入部時，最小間隙之變化量極小，通過0°~180°全體，間隙更可保持一定。最小間隙亦可根據型鋼之板厚或形狀，而考慮製品規格等時之較佳最小間隙為板材之厚度以上。根據本實施形態，藉於下輥3之環狀壟部33之側面設凹入部，可確保板厚以上之最小間隙。

於圖13顯示在圓周方向之上下輥4、3之間之最小間隙對製品之回彈量(即，與目標形狀之差距量)的影響。圖13特別顯示590MPa級、980MPa級、1180MPa級、1310MPa級之鋼板之影響。當與目標形狀之差距量為負時，顯示如圖中之右上所示產生逆向回彈(spring go)之情形，當差距量為正時，顯示如圖中之右下所示產生回彈之情形。

從圖13可知，拉伸強度不同之4種鋼板(590MPa級、980MPa級1180MPa級、1310MPa級)，隨著最小間隔增大，差距量形成為負。此係因下述原因之故，前述原因係如圖14所示，因最小間隔增大，板材超限，而於下輥之肩之內側部產生拉伸應力，因釋放該拉伸應力，而產生逆向回彈現象。因而，藉於下輥3之環狀壟部33之側面設偏位成於輥之軸方向內側擴大之錐形凹入部，而將在圓周方向之上下輥4、3之間之最小間隙形成約略一定，藉此，於帶板 M之長邊方向回彈量均一，故發揮可抑制凸緣部產生屈曲之效果，而為極為有效之效果。又，在環狀壟部33之基部區域防止板厚減少(縮減)，可防止板厚在斷裂基準以下。因以上之點，在第2實施形態，亦可獲得與第1實施形態同樣之效果，而可形成更抑制了板厚之偏差之型鋼。

此外，如上述，藉在過渡部33c於環狀壟部33之側面設凹入部，可抑制上下輥4、3之間之最小間隙的變化。換言之，藉在傾斜角Φ大之區域，於環狀壟部33之側面設凹入部，可抑制最小間隙之變化。是故，在本實施形態中，按傾斜角Φ，設定設於環狀壟部33之側面之凹入部之凹入量x。

圖15係顯示將下輥3之外周面沿著其圓周方向觀看之展開圖。圖15之x軸顯示下輥3之旋轉方向，圖15之左端顯示下輥3之起點，右端顯示下輥之終點。在圖15所示之例中，於約60°~約120°形成有過渡部33c，於約240°~約300°形成有過渡部33d。

從圖15可知，在區域33a，傾斜角Φ大約為零，在區域33c，傾斜角Φ為15°左右。又，在區域33b，傾斜角Φ亦大約為零，在區域33d，傾斜角Φ為-15°左右。又，如上述，在本實施形態中，傾斜角Φ越大，便使凹入量x越大。因而，在傾斜角Φ大約為零之區域33a、區域33b，使凹入量x大約為零。相對於此，在傾斜角Φ為15°左右之區域33c、33d，使凹入量為1.3mm左右。特別是在本實施形態中，因按傾斜角Φ之絕對值，設定凹入量，故在傾斜角Φ為15°左右之區域33c與傾斜角Φ為-15°左右之區域33d，凹入量x設定成大約 相同之值。

又，不僅對最終站之輥單元20a，對配置於上游之其他輥單元20b~20k之一部份或全部，也宜於下輥3之環狀壟部33之側面設凹入部。由於圖2所示之多段式輥壓成形裝置2在第6站至最終端(第10站)以5個製程進行帽型鋼1之上壁之彎曲加工，故宜於該等各站之下輥3設凹入部。

惟，各站之上下輥4、3之各輥形狀(特別是環狀壟部33之側壁之傾斜角度)不同。又，最小間隙也因此環狀壟部33之側壁之傾斜角度θ(環狀壟部33之側壁對環狀壟部33之外周面或側翼部32之外周面的角度。或者對下輥3之旋轉軸方向之角度)而變化。具體言之，傾斜角度θ越大，最小間隙便越大。是故，本案發明人等實際地進行設計，致力檢討，結果，發現較佳之凹入量x係環狀壟部33之側壁之傾斜角度θ越大便越大。更具體言之，發現較佳之凹入量x與下述之值成比例，前述值係於環狀壟部33之側壁之傾斜角度θ乘上下輥3之環狀壟部33之高度H(x=β×H×tanθ。β為常數)。在此，凹入量x、型鋼之側壁角度θ、環狀壟部33之高度H分別如圖16所示。

再者，最小間隙也因上下輥之輥徑R變化。在此，輥徑R係指下輥3之環狀壟部33之外周面之輥徑、及上輥4之環狀溝部42之底面之輥徑。或者，輥徑R亦可指下輥3之側翼部32之外周面之輥徑、及上輥4之側翼部43之外周面之輥徑。具體言之，輥徑R為無限大時，便不再生成在環狀壟部33之基部區域最小間隔小於板厚之現象。是故，在本 實施形態中，輥徑R越大，便使凹入量x越小。特別是在本實施形態中，將凹入量x設定成與輥徑R成反比。

匯整以上，在本實施形態中，凹入量x以下述式(1)算出。

x=α×H/R×tanθ×| tanΦ |…(1)

在此，α係常數，以實驗或計算求出。

如此，在本實施形態中，藉按對最小間隙造成影響之傾斜角Φ、傾斜角度θ及輥徑R，設定凹入量x，可抑制最小間隙小於板厚。又，當凹入量x過大時，上下輥間之間隙便增大至必要以上，而於板材料或帶板M產生皺褶，或無法進行適當之彎曲加工。對此，在本實施形態中，由於按傾斜角Φ、傾斜角度θ及輥徑R之長邊方向之變化，設定凹入量x，故可在最小間隙不小於板厚之範圍內，將凹入量x設定為最小。因此，可抑制皺褶在板材料或帶板M之產生或不適當之彎曲加工等。

此外，在上述實施形態中，將凹入量x設定為以上述式(1)算出之值。然而，實際上，即使使凹入量稍微大於以上述式(1)算出之值，皺褶之產生等現象亦不致立即生成。因此，凹入量x至少需為以上述式(1)算出之值以上。

又，上述常數α可例如如以下進行而算出。圖17係在包含上下輥4、3之中心軸線之平面切斷之上下輥4、3之部份縱截面圖。特別是圖17係過渡部之上下輥4、3之截面圖。在圖17所示之例中，下輥3與上輥4之間隙基本上設定成預定值C，預定值C與在該等上下輥4、3間彎曲加工之板材 料或帶板M之板厚大約同一。另一方面，如上述，設有過渡部時，只要不於環狀壟部33之側壁設凹入部，在遷移部，上下輥4、3之側壁間之間隙便縮小。在圖17所示之例中，由於未設有凹入部，故上下輥4、3之側壁間之間隙部份縮小。

此時，令上下輥4、3之側壁間之最小間隙為Cmin。又，令圖17所示之上下輥4、3之過渡部之傾斜角為Φ₁，令傾斜角度為θ₁。此外，令環狀壟部33之高度為H₁，令輥徑為R₁。此時，由於應設於環狀壟部33之側壁之凹入量x₁等於C-Cmin，故下述式(2)成立。結果，常數α可如下述式(3)求出。

x₁=C-Cmin=α×H₁/R₁×tanθ₁×| tanΦ₁ |…(2)

α=C-Cmin/(H₁/R₁×tanθ₁×| tanΦ₁ |)…(3)

如此進行而算出之常數α即使輥徑R、傾斜角度θ、傾斜角Φ及環狀壟部33之高度H變化仍可使用。

而由於可從上述式(1)算出較佳之凹入量x，故於例如欲變更輥之形狀時，亦可易導出較佳之凹入量x。以下，就其一例作說明。

圖2之多段式輥壓成形裝置2在前半之製程加工凸緣，在後半之製程進行上壁之彎曲加工(參照圖5)。此時，例如改變作為目的之型鋼之形狀之際，具有僅更換一部份之輥即可之優點，另一方面，由於在後段之5個製程進行上壁之彎曲加工，故每製程之彎曲量大，有材料因情況而產生破裂等之虞。

是故，另一例係圖18所示之多段式輥壓成形裝置 2在第1站至第10站(最終站)所有站中，如圖19所示，形成為將上壁階段性地彎曲加工之結構。此時，有例如改變作為目的之型鋼之形狀時，必須更換全部輥之缺點，另一方面，由於可縮小每製程之彎曲量，故具有可防止材料之破裂之優點。

如此，確認了於各站之輥形狀改變時，也可藉設根據上述式(1)之凹入量x，確保1mm以上之最小間隙。又，此時，亦可藉使用上述式(3)，使最終站之最小間隙為穿過之板材之厚度(例如1.0mm)，而算出常數α。

又，當訂定根據最終站輥形狀之常數α時，可使用上述式(1)，算出在最終站之前之製程的輥之最適當凹入量。在圖2之例中，以第6站至第9站之輥為對象，在圖18之例中，以第1站至第9站之輥為對象。即，將使用最終站之上下輥4、3而決定之常數α活用於求出其他站之上下輥之最適當凹入量x。藉此，在其他站亦可確保最小間隙，又，可有效率地進行複數之多段輥之一連串的設計。此輥之設計方法對各種形狀之輥皆適用，當然亦適用於後述第3~第9實施形態所示之輥之形狀。

再者，較佳為如圖20所示，於下輥3之環狀壟部33之外周面37與側面39之間的角部(稜線)設R(圓弧)而使其彎曲成圓弧狀，從該角部沿著側面39於設有長度L之直線部份33s之位置配置凹入部之開始點。此外，在圖20中，虛線100顯示設計上之帽型鋼1之內面(即，未設凹入部時之環狀壟部33之側壁外面)。如此，藉將沿著設計上之帽型鋼1之 內面而未設有凹入部之直線部份33s設於環狀壟部33的側面39，可將工作件以下述狀態彎曲加工，前述狀態係工作件牢固地被挾持在下輥3之環狀壟部33之外周面37與上輥4之環狀溝部42之底面之間、下輥3之環狀壟部33之設有R(圓弧)的角部與對應於該環狀壟部33之角部之上輥4之環狀溝部42之內面之R(圓弧)形的角部之間、及在環狀壟部33之側面相鄰於設有R(圓弧)之角部之上述直線部份與在上輥4之環狀溝部42之內面對應於該直線部份之直線部份之間。

此外，在本實施形態中，直線部份33s之長度(對下輥3之中心軸線垂直之方向的長度)為環狀壟部33之高度H之0.4倍以下(0<L/H≦0.4)。在此，圖21顯示將凹入量x如上述設定時之L/H與最小間隙之關係。此外，在圖21中，顯示板厚為1.0mm之情形。從圖21可知，L/H為0.4以下時，最小間隙為與板厚大約同程度之1mm。因此，可充分確保上下輥4、3間之間隙。然而，當L/H大於0.4時，最小間隙隨著L/H之增大而漸漸縮小。結果，無法充分確保上下輥4、3間之間隙。因此，從充分確保上下輥4、3間之間隙之觀點，L/H宜為0.4以下。

又，圖22係顯示L/H與因回彈而引起之與目標形狀的差距量之關係之圖。與目標形狀之差距量係指於將板材料或帶板M輥壓成形後，板材料或帶板M與以上輥4之環狀溝部42之側壁之傾斜角度或下輥3之環狀壟部33之側壁之傾斜角度定義的目標形狀差距之量。

在此，如圖22所示，以拉伸強度不同之4種鋼板 (590MPa級、980MPa級、1180MPa級、1310MPa級)進行了確認。結果，當L/H為0.4以下時，不論何種鋼板，與目標形狀之差距量皆在1mm以內。相對於此，當L/H大於0.4時，差距量不在1mm以內，特別是1310級之鋼板，差距量急遽增大。因而，從抑制因回彈引起之差距量之觀點，也是可謂L/H宜為0.4以下。

此外，根據上述實施形態之上下輥4、3之形狀係用以製造圖1所示之帽型鋼1之一例。作為目的之製品之形狀限定在圖1所示之帽型鋼1是無須贅言的。舉例言之，在各部位10a~12b，側壁之傾斜角度可為不同，亦可更具有與L1、L2不同之寬度之部位。又，圖1之帽型鋼1在左右方向及前後方向呈對稱形狀，在左右方向及前後方向亦可為非對稱之形狀。

再者，關於製造之型鋼，亦不限於帽型鋼。舉例言之，可製造環狀壟部33之截面形狀為四角形而截面形狀為字形之型鋼，亦可使環狀壟部33之頂部彎曲而使截面形狀呈U字。又，亦可製造環狀壟部33之截面形狀為三角形而截面形狀為V字形之型鋼。不論何種情形，皆藉使用使環狀壟部33之截面形狀在圓周方向變化之輥，而成形截面形狀於長邊方向變化之型鋼、U型鋼或V型鋼。再者，如同從帽形變化成U字形般，亦可在長邊方向變化成不同之形狀。雖沒有限定，就製造之型鋼之變形例及成形該型鋼之末軋輥之一例，一面參照圖23A~圖31B，一面說明。

第3實施形態

圖23A係顯示寬度及高度一定且截面於橫方向移動之帽型鋼1，圖23B顯示用以將圖23A之帽型鋼1進行最終成形之上下輥4、3。即，在上述第1實施形態中，製造構材軸為直線狀之帽型鋼，而在本實施形態中，製造構材軸於寬度方向彎曲之帽型鋼1。此帽型鋼1具有構材軸為直線狀之部位15a、構材軸彎曲之部位15b。用以形成此型鋼之模具輥如於圖23B一例所示，使用使環狀壟部與環狀溝部於旋轉軸方向偏移之上下輥4、3。旋轉驅動上下輥4、3之輥單元之全體結構可為與第1實施形態相同之結構。

根據本實施形態，可以使上下輥同步旋轉之簡單控制，製造長邊方向之截面形狀於寬度方向彎曲之帽型鋼。再者，若令輥單元20a~20k為於上下方向彎曲之縱列排列，亦可製造於長邊方向彎曲之帽型鋼。

第4實施形態

圖24A顯示高度一定且截面形狀之寬度變化成左右不對象之帽型鋼1，圖24B顯示用以將圖24A所示之左右不對象之帽型鋼1最終成形之上下輥4、3。即，在本實施形態中，使用圖23B所示之上下輥4、3，製造帽形形狀之其中一側壁10c為一定而僅另一側壁10d於寬度方向變形之帽型鋼1。用以旋轉驅動上下輥4、3之輥單元之全體構造可為與第1實施形態相同之結構。此時，亦可以使上下輥4、3同步旋轉之簡單控制，製造長邊方向之截面形狀之寬度變化成左右不對稱之帽型鋼。

第5實施形態

圖25A顯示高度一定且截面形狀之寬度複雜地變化之帽型鋼1，圖25B顯示用以成形圖25A所示之帽型鋼1之最終站之上下輥。即，在本實施形態中，使用圖25B所示之上下輥4、3，製造更具有與L1、L2不同之寬度之部位的帽型鋼1。更詳細言之，本實施形態之帽型鋼1具有直線狀部位16a、16b、寬度各不相同之部位16c~16f。用以旋轉驅動上下輥4、3之輥單元之全體構造可為與第1實施形態相同之結構。此時，亦可以使上下輥4、3同步旋轉之簡單控制，製造長邊方向之截面形狀之寬度複雜地變化之帽型鋼。

第6實施形態

在本實施形態中，可製造截面形成U字形之型鋼。圖26A顯示高度一定且截面形狀之寬度變化之U型鋼6，圖26B顯示用以成形圖26A所示之U型鋼6之最終站之上下輥4、3。本實施形態之U型鋼6具有高度一定且寬度擴大之部位61a、高度一定且寬度減少之部位61b。用以成形此型鋼之模具輥係下輥3之環狀壟部之形狀係截面形成倒U字形且在圓周方向在0°~180°之範圍，寬度擴大，在180°~360°之範圍，寬度縮小。與下輥3對向之上輥4之環狀溝部亦形成為在圓周方向寬度擴大及縮小之U字形。用以旋轉驅動上下輥4、3之輥單元之全體構造可為與第1實施形態相同之結構。此時，亦可以使上下輥4、3同步旋轉之簡單控制，製造長邊方向之截面形狀之寬度變化的U型鋼6。

第7實施形態

圖27A、22B之U型鋼6除了具有凸緣63之點外，其餘與 圖26A、21B之U型鋼6約略相同。此時，亦可以使上下輥4、3同步旋轉之簡單控制，製造長邊方向之截面形狀之寬度變化的U型鋼6。

第8實施形態

本實施形態亦製造截面呈U字形之型鋼。惟，上述第5實施形態高度一定，相對於此，在本實施形態中，如圖28A所示，可製造寬度一定且高度變化之U型鋼6。更詳細言之，本實施形態之U型鋼6具有寬度一定且高度漸高之部位61c及寬度一定且高度漸低之部位61d。圖28B顯示用以成形圖28A所示之U型鋼6之最終站之上下輥4、3。下輥3之環狀壟部之形狀係截面之外形形成為倒U字形，在圓周方向在0°~180°之範圍，外徑擴大，在180°~360°之範圍，外徑縮小。與下輥3對向之上輥4之凹狀部份亦形成為在圓周方向高度變化之U字形。用以旋轉驅動上下輥4、3之輥單元之全體構造可為與第1實施形態同樣之結構。此時，亦可以使上下輥4、3同步旋轉之簡單之控制，製造長邊方向之截面形狀之高度變化的U型鋼6。

第9實施形態

圖29A、圖24B之U型鋼6除了具有凸緣63之點外，其餘與圖27A、圖22B之U型鋼6約略相同。此時，亦可以使上下輥4、3同步旋轉之簡單控制，製造長邊方向之截面形狀之寬度變化的U型鋼6。

第10實施形態

本實施形態製造截面呈V字形之型鋼。圖30A顯示截面 形狀之寬度一定且高度變化之V型鋼7，圖30B顯示用以成形圖30A所示之V型鋼7之最終站之上下輥4、3。更詳細言之，本實施形態之V型鋼7具有寬度一定且高度漸高之部位71a、寬度一定且高度漸低之部位71b。下輥3之環狀壟部之形狀係截面之外形係三角形(V字形)，在圓周方向在0°~180°之範圍，外徑擴大，在180°~360°之範圍，外徑縮小。與下輥3對向之上輥4之凹狀部份也形成為在圓周方向高度變化之三角形(V字形)。用以旋轉驅動上下輥4、3之輥單元之全體構造可為與第1實施形態相同之結構。此時，亦可以使上下輥4、3同步旋轉之簡單控制，製造長邊方向之截面形狀之高度變化的V型鋼7。

第11實施形態

圖31A顯示截面形狀之寬度與高度兩者皆變化之帽形型鋼1，圖31B顯示用以成形圖31A所示之形狀之帽型鋼1之最終站之上下輥4、3。更詳細言之，本實施形態之帽型鋼1具有截面形狀之寬度為L1且高度為h1之部位17a、截面形狀之寬度為L2且高度為h2之部位17b、寬度從L1變化成L2且高度從h1變化成h2之部位17c。因此，令上下輥4、3之環狀壟部及環狀溝部為截面形狀之高度及寬度兩者皆於圓周方向變化之形狀(L1→L2→L1、h1→h2→h1)。用以旋轉驅動上下輥4、3之輥單元之全體構造可為與第1實施形態同樣之結構。此時，亦可以使上下輥4、3同步旋轉之簡單控制，製造截面形狀之寬度及高度兩者變化之帽型鋼1。

以上，遵照具體之實施形態，詳細地說明了本發 明，關於形式或細節之各種置換、變形、變更等可在不脫離根據申請專利範圍之記載規定之本發明的精神及範圍下進行是具有該技術領域之一般知識者可清楚明白。因而，本發明之範圍非限於前述實施形態及附加圖式，應依據申請專利範圍之記載及與此均等者訂定。

32‧‧‧側翼部

33‧‧‧環狀壟部

33’‧‧‧角部

33a‧‧‧區域

33b‧‧‧區域

33c‧‧‧錐狀區域(過渡部)

33d‧‧‧錐狀區域

Claims (15)

1. 一種型鋼之製造方法，係由板材料以輥壓成形製造截面形狀於長邊方向變化之型鋼的方法，其包含有以下階段：準備第1模具輥，該第1模具輥具有旋轉軸及截面形狀於以該旋轉軸為中心之圓周方向變化的環狀壟部；將該第1模具輥配置成前述第1模具輥之旋轉軸對板材料之進給方向垂直；準備第2模具輥，該第2模具輥具有旋轉軸及截面形狀於以該旋轉軸為中心之圓周方向變化之環狀溝部；將前述第2模具輥配置成可於前述第1模具輥與第2模具輥之間形成與前述板材料之厚度相等之間隙，且前述第1模具輥之環狀壟部與前述第2模具輥之環狀溝部可嵌合；使前述第1模具輥與前述第2模具輥同步旋轉；及將板材料進料至前述第1模具輥與第2模具輥之間；又，該型鋼之製造方法是於前述第1模具輥之環狀壟部之側面設凹入部，俾在圓周方向之至少一部份且為前述第1模具輥之半徑方向內側，使相對於第2模具輥之環狀溝部之側面的間隙增大；並將前述第1模具輥之前述環狀壟部構造成其稜線與該第1模具輥之旋轉方向之間的相對角度於圓周方向至少一部份變化；而且將前述凹入部之凹入量設定成按前述第1模具 輥之環狀壟部之稜線與該第1模具輥之旋轉方向之間的相對角度變化。
2. 如請求項1之型鋼之製造方法，其中當前述相對角度越大，便使前述凹入量越大。
3. 如請求項1或2之型鋼之製造方法，其中將前述第1模具輥之前述環狀壟部構造成於對前述旋轉軸垂直之方向測定之高度尺寸於圓周方向至少一部份變化；當前述環狀壟部之高度越大，便使前述凹入量越大。
4. 如請求項1或2之型鋼之製造方法，其中前述型鋼為帽型鋼，該帽型鋼可以前述第1模具輥之環狀壟部將內周面下壓且可以前述第2模具輥之環狀溝部將外周面下壓。
5. 如請求項1或2之型鋼之製造方法，其中前述第1模具輥之環狀壟部在其圓周方向具有第1輥寬區域、第2輥寬區域、從前述第1輥寬擴大或減少成第2輥寬之錐狀區域。
6. 如請求項1或2之型鋼之製造方法，其中前述第1模具輥在其圓周方向，環狀壟部往旋轉軸方向偏移，而可製造構材軸往寬度方向彎曲之型鋼。
7. 如請求項1之型鋼之製造方法，其中令環狀壟部之高度為H、令前述第1模具輥之輥徑為R、令型鋼之側壁傾斜角度為θ、令前述稜線與旋轉方向之相對角度為Φ、令α為常數時，x’=α×H/R×tanθ×｜tanΦ｜…(1)前述第1模具輥之側面之凹入量x設定成以上述式(1)算出之值x’以上。
8. 如請求項7之型鋼之製造方法，其中將分別具備第1模具輥及第2模具輥之複數輥單元於板材料之進給方向排列成直排，以該等複數輥單元將材料彎曲加工成側壁角度θ階段性地增大，其中，一部份或全部之輥單元之第1模具輥之側面的凹入量x為以前述式(1)算出之值以上。
9. 如請求項1、2、7或8之型鋼之製造方法，其中設於前述第1模具輥之環狀壟部之側面的凹入部從前述環狀壟部之稜線離開預定長度L開始，當令前述環狀壟部之高度為H時，將該預定長度L設定成0<L/H≦0.4。
10. 如請求項1、2、7或8之型鋼之製造方法，其中前述第1模具輥之環狀壟部之外徑與前述第2模具輥之環狀溝部之底面之部份的外徑相同。
11. 如請求項1、2、7或8之型鋼之製造方法，其中前述型鋼之材料係超高張力鋼材。
12. 一種輥壓成形裝置，係用以由板材料製造截面形狀於長邊方向變化之型鋼之輥壓成形用之輥壓成形裝置，其包含有：第1模具輥，係具有旋轉軸及截面形狀於以該旋轉軸為中心之圓周方向變化之環狀壟部，且該第1模具輥之前述旋轉軸配置成對板材料之進給方向垂直；第2模具輥，係具有旋轉軸及截面形狀於以該旋轉軸為中心之圓周方向變化之環狀溝部，該第2模具輥之前述旋轉軸配置成與前述第1模具輥之前述旋轉軸平行；及 驅動裝置，係使前述第1模具輥與前述第2模具輥同步旋轉驅動；又，前述第1模具輥與前述第2模具輥相對地配置成可於兩者間形成與前述板材料之厚度相等之間隙，且前述第1模具輥之環狀壟部與前述第2模具輥之環狀溝部可嵌合，於前述第1模具輥之環狀壟部之側面設有凹入部，俾在圓周方向之至少一部份且為前述第1模具輥之半徑方向內側，使相對於第2模具輥之環狀溝部之側面的間隙增大，前述第1模具輥之前述環狀壟部構造成其稜線與該第1模具輥之旋轉方向之間之相對角度於圓周方向至少部份變化，前述凹入部之凹入量設定成按前述第1模具輥之環狀壟部之稜線與該第1模具輥之旋轉方向之間的相對角度變化。
13. 如請求項12之輥壓成形裝置，其中前述相對角度越大，前述凹入量便越大。
14. 如請求項12或13之輥壓成形裝置，其中前述第1模具輥之前述環狀壟部構造成於對前述旋轉軸垂直之方向測定之高度尺寸於圓周方向至少部份變化，前述環狀壟部之高度越高，前述凹入量便越大。
15. 如請求項12或13之輥壓成形裝置，其中令環狀壟部之高度為H、令前述第1模具輥之輥徑為R、令型鋼之側壁角 度為θ、令前述稜線與旋轉方向之相對角度為Φ、令α為常數時，x’=α×H/R×tanθ×｜tanΦ｜…(1)前述第1模具輥之側面之凹入量x設定成以上述式(1)算出之值x’以上。