鋼板及びその鋼板からなる鋼管
【課題】鋼管を成形する際に意匠性の悪化を防ぐと共に表面の凹凸形状の凹凸段差の低下を抑制することのできる鋼板及びその鋼板からなる鋼管を提供する。
【解決手段】鋼板の一方の表面には、複数の凸部2及び隣り合う凸部2間の凹部3からなる凹凸形状が形成されている。凸部2は、凹部3からの高さが最も高い位置に形成され凹部3と平行な長方形形状の平坦な頂上部5と、頂上部5の周縁5aから凹部3に向かって傾斜する傾斜面6とを有している。鋼板の表面に平行且つ各頂上部5の長手方向に垂直な方向から見ると、凸部2の頂上部5は、隣り合う凸部2’及び2”それぞれの頂上部5’及び5”と部分的に重なり合い、ラップ代7が構成される。
【解決手段】鋼板の一方の表面には、複数の凸部2及び隣り合う凸部2間の凹部3からなる凹凸形状が形成されている。凸部2は、凹部3からの高さが最も高い位置に形成され凹部3と平行な長方形形状の平坦な頂上部5と、頂上部5の周縁5aから凹部3に向かって傾斜する傾斜面6とを有している。鋼板の表面に平行且つ各頂上部5の長手方向に垂直な方向から見ると、凸部2の頂上部5は、隣り合う凸部2’及び2”それぞれの頂上部5’及び5”と部分的に重なり合い、ラップ代7が構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、鋼板及びその鋼板からなる鋼管に関する。
【背景技術】
【0002】
外表面に凹凸形状を付した鋼管(以下、「凹凸鋼管」という)は、滑り性や伝熱性等の機能をもち、さらには意匠性もあることから、現在では建材や自動車分野等で幅広く利用されている。その中で、国土交通省が平成12年より「高齢者、身体障がい者等の公共交通機関を利用した移動の円滑化の促進に関する法律(いわゆる、交通バリアフリー法)」を制定し、公共施設や道路等に対し、手摺りの確保などのバリアフリー化を年度目標に定めて提唱しているため、今後さらに凹凸鋼管のニーズは高まるものと予想されている。
【0003】
一般に、凹凸鋼管は、造管機を用いて、圧延ロールにより凹凸形状を付した鋼板を管状に曲げて成形される。管状形状への曲げ成形は、造管機に設けられた多段の造管ロールにより、上下左右から鋼板を徐々に曲げ、その後、円筒形状に曲げたエッジ部分を溶接することにより行われる。管状形状への曲げ成形の際、鋼板の凹凸形状の凸部が造管ロールと断続的に接触して荷重を受けることにより、凸部が鋼板の裏側に向かって押されるため、鋼板の裏側にも凹凸形状が形成され、それに伴い、鋼板の表面の凸部の高さが低くなり、凹凸鋼管の外表面の凹凸段差が小さくなるといった問題点があった。
【0004】
図10(a)に示されるように、このような現象は、一対の造管ロール間を鋼板100が通過する際、造管ロール101が鋼板100の表面の凹凸形状に追従することにより振動してしまうので、図10(b)に示されるように、造管ロール101が凹凸形状の凹部103から凸部102へ至るときに、振動する造管ロール101が凸部102に衝撃荷重を加えることになる。これにより、凸部102が鋼板100の裏側に向かって押されることになる。これを抑制するためには、造管ロール101が鋼板100の表面の凹凸形状に追従しないようにして造管ロール101の振動を防げばよい。造管ロール101が鋼板100の表面の凹凸形状に追従しないようにするためには、一対の造管ロール間を鋼板100が通過する際に、造管ロール101が常に鋼板100の表面の凹凸形状の凸部102に接触するようにすればよい。
【0005】
造管ロールが常に鋼板表面の凹凸形状の凸部に接触するようにするためには、鋼板の搬送方向に対して垂直な方向から凹凸形状を見たときに、隣り合う凸部が少なくとも部分的に重なり合った状態となっていればよい。このような凹凸形状が付された鋼板が特許文献1に記載されている。図11(a)に示されるように、この鋼板110の表面には、凹部111から垂直に突出すると共に頂上部分が平坦な平面部113となっている凸部112が複数設けられている。図11(b)に示されるように、鋼板の搬送方向Aと垂直な方向Bから凹部111及び凸部112を見ると、隣り合う凸部112が重なり合ったラップ代114が存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特公平6−75780号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に記載の鋼板110では、凸部112が凹部111から垂直に突出することにより、凸部112の幅方向の全領域にわたって平面部113が形成されている。このような鋼板110で凹凸鋼板を成形すると、平面部113が広いために平面部113が湾曲してしまい、凹凸鋼板の外表面の意匠性が悪化してしまうといった問題点があった。また、凹部111から垂直に突出するような平面部113の広い凸部112を鋼板110の表面に付するには過大な圧延荷重を要するため、鋼板110の凹凸段差を高くすることが困難であり、前述のとおり造管時に平面部113の変形も生じる。このため、凹凸鋼管の凹凸段差が低くなり滑り防止機能が不十分になるといった問題もあった。さらに、造管時に凸部112の平面部113が変形することにより凸部112と造管ロール101との接触位置が変動してしまい、造管ロール101の振動を確実に防止できないといった問題もあった。
【0008】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、鋼管を成形する際に意匠性の悪化を防ぐと共に表面の凹凸形状の凹凸段差の低下を抑制することのできる鋼板及びその鋼板からなる鋼管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この発明に係る鋼板は、複数の凸部及び隣り合う凸部間の凹部からなる凹凸形状を一方の表面に有する鋼板であって、各凸部は、凹部からの高さが最も高い頂上部と、頂上部の周縁から凹部に向かって傾斜する傾斜面とを備え、鋼板を表面に平行な特定方向から見たときに、隣り合う凸部の各頂上部の少なくとも一部が重なり合うラップ代が存在するような特定方向が少なくとも1つ存在する。
この鋼板は、特定方向に垂直な一対の側縁部を含む矩形形状を有してもよい。
この鋼板の表面には、前記側縁部の少なくとも一方に沿って、平坦な平坦部が形成されていてもよい。
この鋼板を、特定方向とは垂直な方向を軸にして円形状に曲げることにより円筒形状に成形した鋼管が得られる。
【発明の効果】
【0010】
この発明によれば、鋼板をその表面に平行な特定方向から見たときに、隣り合う凸部の各頂上部の少なくとも一部が重なり合うラップ代が存在するので、造管ロールで鋼板を鋼管に成形する際に、造管ロールが常に鋼板表面の凹凸形状の凸部の頂上部に接触するようになる。これにより、造管ロールは鋼板表面の凹凸に追従せず振動しないので、造管ロールが凸部を鋼板の裏側に押す力を弱めることができ、その結果、表面の凹凸形状の凹凸段差の低下を抑制することができる。また、凸部には、頂上部の周縁から凹部に向かって傾斜する傾斜面が形成されていることにより、凸部に対する頂上部の面積の割合が小さくなるので、鋼板を鋼管へ成形する際の頂上部の変形が小さくなり、鋼管の外表面の意匠性の悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】この発明の実施の形態に係る鋼板の平面図である。
【図2】この実施の形態に係る鋼板の表面に形成された凸部の拡大斜視図である。
【図3】この実施の形態に係る鋼板の表面に形成された各凸部の配置について説明するための部分平面図である。
【図4】図3において矢印Cの方向から見た側面図である。
【図5】図3において矢印Cの方向から見た別形態の側面図である。
【図6】この実施の形態に係る鋼板を製造する圧延機及びこの鋼板から鋼管を形成するための造管機の概略図である。
【図7】この実施の形態に係る鋼板から鋼管を形成する際に、造管ロールと鋼板表面の凹凸形状との接触状態を説明するための図である。
【図8】この発明の実施の形態に係る鋼板の凸部の別形態を示す平面図である。
【図9】この発明の実施の形態に係る鋼板の凸部の別形態を示す平面図である。
【図10】表面に凹凸形状が形成された鋼板から鋼管を成形する従来の方法において、造管ロールが凹凸形状に追従する状態を示した図である。
【図11】表面に凹凸形状が形成された従来の鋼板の平面図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に、この発明の実施の形態に係る鋼板の平面図を示す。鋼板1は、一対の平行な側縁部1a,1a及び一対の平行な端縁部1b,1bを含む矩形形状を有している。鋼板1の一方の表面には、複数の凸部2及び隣り合う凸部2間の凹部3からなる凹凸形状が形成されている。凸部2は、真上から見ると略菱形の形状を有している。また、凹凸形状が形成された表面には、造管時の溶接性を考慮し、各側縁部1aに沿って、平坦な平坦部4を形成することが好ましい。
なお、本願では、鋼板が連続する鋼帯についても「鋼板」に含めるものとする。
【0013】
図2に示されるように、凸部2は、凹部3からの高さが最も高い位置に、凹部3と平行な長方形形状の平坦な頂上部5を有している。凸部2は、頂上部5の長方形形状の周縁5aから凹部3に向かって傾斜する傾斜面6も有している。各凸部2の頂上部5の長手方向の軸は、鋼板1の側縁部1aと平行になっている。
【0014】
複数の凸部2のうちの隣り合う任意の3つの凸部の平面図を図3に示す。各凸部を、凸部2と、凸部2’と、凸部2”とに区別し、各凸部を構成する各部分(頂上部、斜面等)について、同じ部分には、同じ数字に「’」または「”」を付けた符号で示している。凸部2の頂上部5は、隣り合う凸部2’及び2”それぞれの頂上部5’及び5”と部分的に重なり合っている。この重なり合った部分を、「ラップ代7」と定義する。尚、各頂上部5の周縁5aのうち、頂上部5の長手方向の両端の部分をそれぞれ端縁と定義し、符号「5b」を付すこととする(凸部2’においては、「5b’」とし、凸部2”においては、「5b”」とする)。
【0015】
凸部2及び凸部2’を、鋼板1(図1参照)の表面に平行な特定方向、すなわち各頂上部の長手方向に垂直な方向(図3の矢印Cの方向)から見た図を図4に示す。凸部2の頂上部5と凸部2’の頂上部5’とはそれぞれ、ラップ代7を介して同一平面上に位置している。尚、ラップ代7は、隣り合う凸部の頂上部の一部が重なり合ってある幅を有する形態に限定するものではない。図5に示されるように、凸部2の頂上部5の端縁5bと凸部2’の頂上部5’の端縁5b’とが同一の位置、すなわち接するような配置であり、ラップ代7の幅がゼロとなる配置であってもよい。本願では、このような配置も、「隣り合う凸部の頂上部の一部が重なり合う」ことに含めるものとする。
【0016】
次に、この鋼板1を製造すると共にこの鋼板1から鋼管を成形する方法について説明する。
鋼板1が連続する鋼帯61を製造する圧延機の概略図を図6(a)に示すと共にこの鋼帯61から鋼管を成形する造管機の概略図を図6(b)に示す。図6(a)に示されるように、平板状の鋼帯11をロール状に巻いた鋼帯コイル10から鋼帯11を引き出し、鋼帯11を上下方向から挟むように配置された一対の圧延ロール12,12’によって鋼帯11に圧延荷重を加える。下側の圧延ロール12’の表面には、凸部2(図2参照)と同じ形状の凹みが形成されており、圧延ロール12,12’によって鋼帯11に圧延荷重を加えると、鋼帯11の下側表面に、複数の凸部2及び凹部3(図2参照)からなる凹凸形状が形成され、鋼板1が連続する鋼帯61となる。鋼帯61はロール状に巻き取られて鋼帯コイル60が形成される。
【0017】
図6(b)に示されるように、鋼帯コイル60を造管機に設置した後、鋼帯コイル60から引き出された鋼帯61は、鋼帯61を上下方向から挟むように配置された複数対の曲げロール15からなる曲げ部13において、徐々にU字形状に曲げられていく。U字形状に曲げられた鋼帯61は、鋼帯61を左右方向から挟むように配置された複数対の造管ロール16及び鋼帯61を上下方向から挟むように配置された複数対の造管ロール17からなる造管部14において、徐々に管状に成形されていく。最後に、円筒形状に曲げられた鋼帯61の平坦部4(図1参照)同士を溶接することにより、鋼管20が成形される。尚、曲げロール対及び造管ロール対の数は、図6に示されたものに限定するものではなく、適宜変更可能である。
【0018】
造管部14において鋼帯61が管状に成形される際、鋼帯61の表面上から造管ロールを見ると、造管ロールは、鋼帯61の表面に接しながら、鋼帯61の搬送方向とは逆方向に移動するように見える。これを模式的に示したものが図7である。造管ロールの表面と鋼帯61の表面とが接する部分を、例示的に破線P1,P2,P3で示している。造管ロールは、鋼帯61の搬送方向に対して垂直な方向に延びているので、当該破線は、各頂上部5の長手方向に対して垂直になる。また、鋼帯61の表面において、凹部3からの高さが最も高い部分が頂上部5であるので、造管ロール表面は頂上部5に接している。
【0019】
例えば、造管ロールの表面と鋼帯61の表面とが接する部分が破線P1であるとき、すなわち、鋼帯61の搬送方向に対して垂直な方向に4つの凸部2が配置されるように図示された任意の凸部列21の各凸部2の各頂上部5に造管ロールの表面が接する場合を想定する。この後、破線P1は、鋼帯61の搬送方向とは逆方向に移動していくことになる。造管ロールの表面と鋼帯61の表面とが接する部分が破線P3となる前に、すなわち、鋼帯61の搬送方向とは逆方向の凸部列21の隣の凸部列22の各凸部2の各頂上部5に、造管ロールの表面が接するようになる前に、造管ロールの表面と鋼帯61の表面とが接する部分は、ラップ代7を経る。すなわち、造管ロールの表面と鋼帯61の表面とが接する部分が破線P2になる状態を経る。これにより、造管ロールの表面と鋼帯61の表面とが接する部分が破線P1からP3に至るまでの間、造管ロールの表面は常に各凸部2の頂上部5に接するようになるため、造管ロールは、隣り合う凸部2,2間に落ちることはない。すなわち、造管ロールは、鋼帯61の表面の凹凸形状に追従しないようになる。したがって、造管ロールは振動せず、振動による衝撃荷重が凸部2に加えられることはないので、結果として、凸部2が鋼帯61の裏側へ凹んでしまうのを抑えることができる。
【0020】
このように、鋼板1を各頂上部5の長手方向に垂直な方向から見たときに、隣り合う凸部2の各頂上部5の少なくとも一部が重なり合うラップ代7が存在するので、造管ロールで鋼帯61を鋼管20に成形する際に、造管ロールが常に鋼帯61の表面の凹凸形状の凸部2の頂上部5に接触するようになる。これにより、造管ロールは鋼帯61の表面の凹凸に追従せず振動しないので、造管ロールが凸部2を鋼板の裏側に押す力を弱めることができ、その結果、表面の凹凸形状の凹凸段差の低下を抑制することができる。また、凸部2には、頂上部5の周縁5aから凹部3に向かって傾斜する傾斜面6が形成されていることにより、凸部2に対する頂上部5の面積の割合が小さくなるので、鋼帯61を鋼管20へ成形する際の頂上部5の変形が小さくなり、鋼管20の外表面の意匠性の悪化を防ぐことができる。
【0021】
この実施の形態では、各凸部2の頂上部5の長手方向は、鋼帯61の搬送方向に平行であったが、この形態に限定するものではない。例えば、図8に示されるように、任意の凸部列31の各凸部2の頂上部5の長手方向が、鋼帯61の搬送方向と平行ではなく(例えば、45°の角度をなす)、その隣の凸部列32の各凸部2の頂上部5の長手方向と、凸部列31の各凸部2の頂上部5の長手方向とが、180°以外の任意の角度(例えば、90°)をなし、さらに、その隣の凸部列33の各凸部2の頂上部5の長手方向と、凸部列32の各凸部2の頂上部5の長手方向とが、180°以外の角度(例えば90°)をなす形態であっても、各凸部列間にラップ代7が存在すればよい。
【0022】
この実施の形態では、凸部が、真上から見ると略菱形の形状を有していたが、この形態に限定するものではない。例えば、図9(a)に示されるように、頂上部45の周縁45aから凹部に向かって傾斜する傾斜面46を有すると共に真上から見ると楕円形の形状を有する凸部42であってもよい。さらに、真上から見た形状は楕円形に限定されず、長方形や正方形等の四角形、四角形以外の多角形、円、それ以外の不定形であってもよく、各凸部の形状がそれぞれ異なっていてもよい。
また、この実施の形態では、頂上部5及び45は長方形形状を有していたが、この形態に限定するものではない。例えば、図9(b)に示されるような楕円形状の頂上部55であってもよく、頂上部の長手方向に垂直な方向に広がりのない線形状であってもよい。線形状である場合、頂上部5の長手方向に垂直な断面の形状は、2つの直線の端部同士が接続した形状(角ばった形状)でもあってもよいし、湾曲した形状(丸まった形状)であってもよい。さらにその他の任意の形状であってもよい。すなわち、頂上部の周縁から凹部に向かって傾斜する傾斜面を有することにより、凸部に対する頂上部の面積の割合が小さくなれば、どのような形状であってもよい。
【0023】
この実施の形態では、鋼板1の両側縁部1aに沿って平坦部4が形成されていたが、一方の側縁部1aのみに沿って平坦部4が形成されていてもよく、または、平坦部4がなく、鋼板の一方の表面全体に凹凸形状が形成されていてもよい。
【符号の説明】
【0024】
1 鋼板、1a (鋼板の)側縁部、2,42 凸部、3,43 凹部、4 平坦部、5,45,55 頂上部、5a,45a (頂上部の)周縁、6,46 傾斜面、7 ラップ代、20 鋼管、61 鋼帯(鋼板)。
【技術分野】
【0001】
この発明は、鋼板及びその鋼板からなる鋼管に関する。
【背景技術】
【0002】
外表面に凹凸形状を付した鋼管(以下、「凹凸鋼管」という)は、滑り性や伝熱性等の機能をもち、さらには意匠性もあることから、現在では建材や自動車分野等で幅広く利用されている。その中で、国土交通省が平成12年より「高齢者、身体障がい者等の公共交通機関を利用した移動の円滑化の促進に関する法律(いわゆる、交通バリアフリー法)」を制定し、公共施設や道路等に対し、手摺りの確保などのバリアフリー化を年度目標に定めて提唱しているため、今後さらに凹凸鋼管のニーズは高まるものと予想されている。
【0003】
一般に、凹凸鋼管は、造管機を用いて、圧延ロールにより凹凸形状を付した鋼板を管状に曲げて成形される。管状形状への曲げ成形は、造管機に設けられた多段の造管ロールにより、上下左右から鋼板を徐々に曲げ、その後、円筒形状に曲げたエッジ部分を溶接することにより行われる。管状形状への曲げ成形の際、鋼板の凹凸形状の凸部が造管ロールと断続的に接触して荷重を受けることにより、凸部が鋼板の裏側に向かって押されるため、鋼板の裏側にも凹凸形状が形成され、それに伴い、鋼板の表面の凸部の高さが低くなり、凹凸鋼管の外表面の凹凸段差が小さくなるといった問題点があった。
【0004】
図10(a)に示されるように、このような現象は、一対の造管ロール間を鋼板100が通過する際、造管ロール101が鋼板100の表面の凹凸形状に追従することにより振動してしまうので、図10(b)に示されるように、造管ロール101が凹凸形状の凹部103から凸部102へ至るときに、振動する造管ロール101が凸部102に衝撃荷重を加えることになる。これにより、凸部102が鋼板100の裏側に向かって押されることになる。これを抑制するためには、造管ロール101が鋼板100の表面の凹凸形状に追従しないようにして造管ロール101の振動を防げばよい。造管ロール101が鋼板100の表面の凹凸形状に追従しないようにするためには、一対の造管ロール間を鋼板100が通過する際に、造管ロール101が常に鋼板100の表面の凹凸形状の凸部102に接触するようにすればよい。
【0005】
造管ロールが常に鋼板表面の凹凸形状の凸部に接触するようにするためには、鋼板の搬送方向に対して垂直な方向から凹凸形状を見たときに、隣り合う凸部が少なくとも部分的に重なり合った状態となっていればよい。このような凹凸形状が付された鋼板が特許文献1に記載されている。図11(a)に示されるように、この鋼板110の表面には、凹部111から垂直に突出すると共に頂上部分が平坦な平面部113となっている凸部112が複数設けられている。図11(b)に示されるように、鋼板の搬送方向Aと垂直な方向Bから凹部111及び凸部112を見ると、隣り合う凸部112が重なり合ったラップ代114が存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特公平6−75780号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に記載の鋼板110では、凸部112が凹部111から垂直に突出することにより、凸部112の幅方向の全領域にわたって平面部113が形成されている。このような鋼板110で凹凸鋼板を成形すると、平面部113が広いために平面部113が湾曲してしまい、凹凸鋼板の外表面の意匠性が悪化してしまうといった問題点があった。また、凹部111から垂直に突出するような平面部113の広い凸部112を鋼板110の表面に付するには過大な圧延荷重を要するため、鋼板110の凹凸段差を高くすることが困難であり、前述のとおり造管時に平面部113の変形も生じる。このため、凹凸鋼管の凹凸段差が低くなり滑り防止機能が不十分になるといった問題もあった。さらに、造管時に凸部112の平面部113が変形することにより凸部112と造管ロール101との接触位置が変動してしまい、造管ロール101の振動を確実に防止できないといった問題もあった。
【0008】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、鋼管を成形する際に意匠性の悪化を防ぐと共に表面の凹凸形状の凹凸段差の低下を抑制することのできる鋼板及びその鋼板からなる鋼管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この発明に係る鋼板は、複数の凸部及び隣り合う凸部間の凹部からなる凹凸形状を一方の表面に有する鋼板であって、各凸部は、凹部からの高さが最も高い頂上部と、頂上部の周縁から凹部に向かって傾斜する傾斜面とを備え、鋼板を表面に平行な特定方向から見たときに、隣り合う凸部の各頂上部の少なくとも一部が重なり合うラップ代が存在するような特定方向が少なくとも1つ存在する。
この鋼板は、特定方向に垂直な一対の側縁部を含む矩形形状を有してもよい。
この鋼板の表面には、前記側縁部の少なくとも一方に沿って、平坦な平坦部が形成されていてもよい。
この鋼板を、特定方向とは垂直な方向を軸にして円形状に曲げることにより円筒形状に成形した鋼管が得られる。
【発明の効果】
【0010】
この発明によれば、鋼板をその表面に平行な特定方向から見たときに、隣り合う凸部の各頂上部の少なくとも一部が重なり合うラップ代が存在するので、造管ロールで鋼板を鋼管に成形する際に、造管ロールが常に鋼板表面の凹凸形状の凸部の頂上部に接触するようになる。これにより、造管ロールは鋼板表面の凹凸に追従せず振動しないので、造管ロールが凸部を鋼板の裏側に押す力を弱めることができ、その結果、表面の凹凸形状の凹凸段差の低下を抑制することができる。また、凸部には、頂上部の周縁から凹部に向かって傾斜する傾斜面が形成されていることにより、凸部に対する頂上部の面積の割合が小さくなるので、鋼板を鋼管へ成形する際の頂上部の変形が小さくなり、鋼管の外表面の意匠性の悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】この発明の実施の形態に係る鋼板の平面図である。
【図2】この実施の形態に係る鋼板の表面に形成された凸部の拡大斜視図である。
【図3】この実施の形態に係る鋼板の表面に形成された各凸部の配置について説明するための部分平面図である。
【図4】図3において矢印Cの方向から見た側面図である。
【図5】図3において矢印Cの方向から見た別形態の側面図である。
【図6】この実施の形態に係る鋼板を製造する圧延機及びこの鋼板から鋼管を形成するための造管機の概略図である。
【図7】この実施の形態に係る鋼板から鋼管を形成する際に、造管ロールと鋼板表面の凹凸形状との接触状態を説明するための図である。
【図8】この発明の実施の形態に係る鋼板の凸部の別形態を示す平面図である。
【図9】この発明の実施の形態に係る鋼板の凸部の別形態を示す平面図である。
【図10】表面に凹凸形状が形成された鋼板から鋼管を成形する従来の方法において、造管ロールが凹凸形状に追従する状態を示した図である。
【図11】表面に凹凸形状が形成された従来の鋼板の平面図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に、この発明の実施の形態に係る鋼板の平面図を示す。鋼板1は、一対の平行な側縁部1a,1a及び一対の平行な端縁部1b,1bを含む矩形形状を有している。鋼板1の一方の表面には、複数の凸部2及び隣り合う凸部2間の凹部3からなる凹凸形状が形成されている。凸部2は、真上から見ると略菱形の形状を有している。また、凹凸形状が形成された表面には、造管時の溶接性を考慮し、各側縁部1aに沿って、平坦な平坦部4を形成することが好ましい。
なお、本願では、鋼板が連続する鋼帯についても「鋼板」に含めるものとする。
【0013】
図2に示されるように、凸部2は、凹部3からの高さが最も高い位置に、凹部3と平行な長方形形状の平坦な頂上部5を有している。凸部2は、頂上部5の長方形形状の周縁5aから凹部3に向かって傾斜する傾斜面6も有している。各凸部2の頂上部5の長手方向の軸は、鋼板1の側縁部1aと平行になっている。
【0014】
複数の凸部2のうちの隣り合う任意の3つの凸部の平面図を図3に示す。各凸部を、凸部2と、凸部2’と、凸部2”とに区別し、各凸部を構成する各部分(頂上部、斜面等)について、同じ部分には、同じ数字に「’」または「”」を付けた符号で示している。凸部2の頂上部5は、隣り合う凸部2’及び2”それぞれの頂上部5’及び5”と部分的に重なり合っている。この重なり合った部分を、「ラップ代7」と定義する。尚、各頂上部5の周縁5aのうち、頂上部5の長手方向の両端の部分をそれぞれ端縁と定義し、符号「5b」を付すこととする(凸部2’においては、「5b’」とし、凸部2”においては、「5b”」とする)。
【0015】
凸部2及び凸部2’を、鋼板1(図1参照)の表面に平行な特定方向、すなわち各頂上部の長手方向に垂直な方向(図3の矢印Cの方向)から見た図を図4に示す。凸部2の頂上部5と凸部2’の頂上部5’とはそれぞれ、ラップ代7を介して同一平面上に位置している。尚、ラップ代7は、隣り合う凸部の頂上部の一部が重なり合ってある幅を有する形態に限定するものではない。図5に示されるように、凸部2の頂上部5の端縁5bと凸部2’の頂上部5’の端縁5b’とが同一の位置、すなわち接するような配置であり、ラップ代7の幅がゼロとなる配置であってもよい。本願では、このような配置も、「隣り合う凸部の頂上部の一部が重なり合う」ことに含めるものとする。
【0016】
次に、この鋼板1を製造すると共にこの鋼板1から鋼管を成形する方法について説明する。
鋼板1が連続する鋼帯61を製造する圧延機の概略図を図6(a)に示すと共にこの鋼帯61から鋼管を成形する造管機の概略図を図6(b)に示す。図6(a)に示されるように、平板状の鋼帯11をロール状に巻いた鋼帯コイル10から鋼帯11を引き出し、鋼帯11を上下方向から挟むように配置された一対の圧延ロール12,12’によって鋼帯11に圧延荷重を加える。下側の圧延ロール12’の表面には、凸部2(図2参照)と同じ形状の凹みが形成されており、圧延ロール12,12’によって鋼帯11に圧延荷重を加えると、鋼帯11の下側表面に、複数の凸部2及び凹部3(図2参照)からなる凹凸形状が形成され、鋼板1が連続する鋼帯61となる。鋼帯61はロール状に巻き取られて鋼帯コイル60が形成される。
【0017】
図6(b)に示されるように、鋼帯コイル60を造管機に設置した後、鋼帯コイル60から引き出された鋼帯61は、鋼帯61を上下方向から挟むように配置された複数対の曲げロール15からなる曲げ部13において、徐々にU字形状に曲げられていく。U字形状に曲げられた鋼帯61は、鋼帯61を左右方向から挟むように配置された複数対の造管ロール16及び鋼帯61を上下方向から挟むように配置された複数対の造管ロール17からなる造管部14において、徐々に管状に成形されていく。最後に、円筒形状に曲げられた鋼帯61の平坦部4(図1参照)同士を溶接することにより、鋼管20が成形される。尚、曲げロール対及び造管ロール対の数は、図6に示されたものに限定するものではなく、適宜変更可能である。
【0018】
造管部14において鋼帯61が管状に成形される際、鋼帯61の表面上から造管ロールを見ると、造管ロールは、鋼帯61の表面に接しながら、鋼帯61の搬送方向とは逆方向に移動するように見える。これを模式的に示したものが図7である。造管ロールの表面と鋼帯61の表面とが接する部分を、例示的に破線P1,P2,P3で示している。造管ロールは、鋼帯61の搬送方向に対して垂直な方向に延びているので、当該破線は、各頂上部5の長手方向に対して垂直になる。また、鋼帯61の表面において、凹部3からの高さが最も高い部分が頂上部5であるので、造管ロール表面は頂上部5に接している。
【0019】
例えば、造管ロールの表面と鋼帯61の表面とが接する部分が破線P1であるとき、すなわち、鋼帯61の搬送方向に対して垂直な方向に4つの凸部2が配置されるように図示された任意の凸部列21の各凸部2の各頂上部5に造管ロールの表面が接する場合を想定する。この後、破線P1は、鋼帯61の搬送方向とは逆方向に移動していくことになる。造管ロールの表面と鋼帯61の表面とが接する部分が破線P3となる前に、すなわち、鋼帯61の搬送方向とは逆方向の凸部列21の隣の凸部列22の各凸部2の各頂上部5に、造管ロールの表面が接するようになる前に、造管ロールの表面と鋼帯61の表面とが接する部分は、ラップ代7を経る。すなわち、造管ロールの表面と鋼帯61の表面とが接する部分が破線P2になる状態を経る。これにより、造管ロールの表面と鋼帯61の表面とが接する部分が破線P1からP3に至るまでの間、造管ロールの表面は常に各凸部2の頂上部5に接するようになるため、造管ロールは、隣り合う凸部2,2間に落ちることはない。すなわち、造管ロールは、鋼帯61の表面の凹凸形状に追従しないようになる。したがって、造管ロールは振動せず、振動による衝撃荷重が凸部2に加えられることはないので、結果として、凸部2が鋼帯61の裏側へ凹んでしまうのを抑えることができる。
【0020】
このように、鋼板1を各頂上部5の長手方向に垂直な方向から見たときに、隣り合う凸部2の各頂上部5の少なくとも一部が重なり合うラップ代7が存在するので、造管ロールで鋼帯61を鋼管20に成形する際に、造管ロールが常に鋼帯61の表面の凹凸形状の凸部2の頂上部5に接触するようになる。これにより、造管ロールは鋼帯61の表面の凹凸に追従せず振動しないので、造管ロールが凸部2を鋼板の裏側に押す力を弱めることができ、その結果、表面の凹凸形状の凹凸段差の低下を抑制することができる。また、凸部2には、頂上部5の周縁5aから凹部3に向かって傾斜する傾斜面6が形成されていることにより、凸部2に対する頂上部5の面積の割合が小さくなるので、鋼帯61を鋼管20へ成形する際の頂上部5の変形が小さくなり、鋼管20の外表面の意匠性の悪化を防ぐことができる。
【0021】
この実施の形態では、各凸部2の頂上部5の長手方向は、鋼帯61の搬送方向に平行であったが、この形態に限定するものではない。例えば、図8に示されるように、任意の凸部列31の各凸部2の頂上部5の長手方向が、鋼帯61の搬送方向と平行ではなく(例えば、45°の角度をなす)、その隣の凸部列32の各凸部2の頂上部5の長手方向と、凸部列31の各凸部2の頂上部5の長手方向とが、180°以外の任意の角度(例えば、90°)をなし、さらに、その隣の凸部列33の各凸部2の頂上部5の長手方向と、凸部列32の各凸部2の頂上部5の長手方向とが、180°以外の角度(例えば90°)をなす形態であっても、各凸部列間にラップ代7が存在すればよい。
【0022】
この実施の形態では、凸部が、真上から見ると略菱形の形状を有していたが、この形態に限定するものではない。例えば、図9(a)に示されるように、頂上部45の周縁45aから凹部に向かって傾斜する傾斜面46を有すると共に真上から見ると楕円形の形状を有する凸部42であってもよい。さらに、真上から見た形状は楕円形に限定されず、長方形や正方形等の四角形、四角形以外の多角形、円、それ以外の不定形であってもよく、各凸部の形状がそれぞれ異なっていてもよい。
また、この実施の形態では、頂上部5及び45は長方形形状を有していたが、この形態に限定するものではない。例えば、図9(b)に示されるような楕円形状の頂上部55であってもよく、頂上部の長手方向に垂直な方向に広がりのない線形状であってもよい。線形状である場合、頂上部5の長手方向に垂直な断面の形状は、2つの直線の端部同士が接続した形状(角ばった形状)でもあってもよいし、湾曲した形状(丸まった形状)であってもよい。さらにその他の任意の形状であってもよい。すなわち、頂上部の周縁から凹部に向かって傾斜する傾斜面を有することにより、凸部に対する頂上部の面積の割合が小さくなれば、どのような形状であってもよい。
【0023】
この実施の形態では、鋼板1の両側縁部1aに沿って平坦部4が形成されていたが、一方の側縁部1aのみに沿って平坦部4が形成されていてもよく、または、平坦部4がなく、鋼板の一方の表面全体に凹凸形状が形成されていてもよい。
【符号の説明】
【0024】
1 鋼板、1a (鋼板の)側縁部、2,42 凸部、3,43 凹部、4 平坦部、5,45,55 頂上部、5a,45a (頂上部の)周縁、6,46 傾斜面、7 ラップ代、20 鋼管、61 鋼帯(鋼板)。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の凸部及び隣り合う凸部間の凹部からなる凹凸形状を一方の表面に有する鋼板であって、
各凸部は、
前記凹部からの高さが最も高い頂上部と、
該頂上部の周縁から前記凹部に向かって傾斜する傾斜面と
を備え、
前記鋼板を前記表面に平行な特定方向から見たときに、隣り合う凸部の各頂上部の少なくとも一部が重なり合うラップ代が存在するような前記特定方向が少なくとも1つ存在する鋼板。
【請求項2】
前記特定方向に垂直な一対の側縁部を含む矩形形状を有する、請求項1に記載の鋼板。
【請求項3】
前記表面には、前記側縁部の少なくとも一方に沿って、平坦な平坦部が形成されている、請求項2に記載の鋼板。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか一項に記載の鋼板を、前記特定方向とは垂直な方向を軸にして円形状に曲げることにより円筒形状に成形した鋼管。
【請求項1】
複数の凸部及び隣り合う凸部間の凹部からなる凹凸形状を一方の表面に有する鋼板であって、
各凸部は、
前記凹部からの高さが最も高い頂上部と、
該頂上部の周縁から前記凹部に向かって傾斜する傾斜面と
を備え、
前記鋼板を前記表面に平行な特定方向から見たときに、隣り合う凸部の各頂上部の少なくとも一部が重なり合うラップ代が存在するような前記特定方向が少なくとも1つ存在する鋼板。
【請求項2】
前記特定方向に垂直な一対の側縁部を含む矩形形状を有する、請求項1に記載の鋼板。
【請求項3】
前記表面には、前記側縁部の少なくとも一方に沿って、平坦な平坦部が形成されている、請求項2に記載の鋼板。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか一項に記載の鋼板を、前記特定方向とは垂直な方向を軸にして円形状に曲げることにより円筒形状に成形した鋼管。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2013−27888(P2013−27888A)
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−164095(P2011−164095)
【出願日】平成23年7月27日(2011.7.27)
【出願人】(000004581)日新製鋼株式会社 (1,178)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年7月27日(2011.7.27)
【出願人】(000004581)日新製鋼株式会社 (1,178)
【Fターム(参考)】
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