(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に対向する一対の主壁面１９と、幅方向に対向する一対の側端面２０とを備えた金属フープ材２を強制的に一方向へ搬送し、搬送経路の途中に設けたロール成形機９で側端面２０に凹刻部２１を形成する冷間ロール成形方法であって、
ロール成形機９の次段に配置した引抜機４で、金属フープ材２を一方向へ強制搬送しており、
ロール成形機９は、金属フープ材２の一対の主壁面１９・１９および一方の側端面２０をそれぞれ押圧する３個の押圧ロール１１・１２・１３と、周面に印刻歯２２を有していて、金属フープ材２の他方の側端面２０を押圧して凹刻部２１を形成する印刻ロール１４とを備えており、
主壁面１９を押圧する一対の押圧ロール１１・１２と印刻ロール１４との間に、金属フープ材２の押付け変形を許す隙間Ｅを有する状態で、各ロール１１・１２・１３・１４の回転中心軸を同一面上に位置させ、金属フープ材２の断面外郭線を各ロール１１〜１４で同時に押圧して、金属フープ材２の側端面２０に凹刻部２１を形成することを特徴とする金属フープ材の冷間ロール成形方法。
【請求項２】
各ロール１１・１２・１３・１４の回転中心軸を通るロール中心面Ｐを、金属フープ材２の搬送方向と直交する基準面Ｒに対して所定の角度θだけ傾斜させておき、
印刻ロール１４がこれと対向する押圧ロール１３よりも金属フープ材２の搬送方向下手側で側端面２０を押圧する状態で凹刻部２１を形成する請求項１記載の金属フープ材の冷間ロール成形方法。  
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属フープ材の側端面を凹凸面化するための冷間ロール成形方法に関する。この成形方法で得られた金属フープ材は、例えば道路の側溝に敷設されるグレーチング用の格子材として使用され、凹凸面によって滑り止め作用を発揮する。
【０００２】
【従来の技術】
グレーチング用の格子材として、断面長方形やＩ形の金属フープ材が多用されており、必要に応じて格子材の踏面側に滑り止め用の凹面や突起が形成されている。この種の格子材には、大別して車輛等の大重量を前提とした重荷重用と、負荷対象を歩行者等に限定した軽荷重用とがある。重荷重用の格子材の需要は、道路や交通施設の拡充に伴って増加し続けており、生産ロットが大きいことから熱間加工で一貫生産される。特公平３−４４８４１号公報にその一例を見ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
軽荷重用の格子材は、重荷重用の格子材に比べて極端に需要が少なく生産ロットは小さい。そのため、熱間加工で滑り止め用の凹凸を形成すると採算割れに陥る。金属フープ材に切削加工やプレス加工を施して滑り止め用の凹凸を形成した格子材が一部に見られるが、これらは生産効率が低く、格子材の製造コストを十分に低下できない。従って、歩行者用のグレーチングの殆どは、踏面に滑り止めを備えていない安価な格子材で形成されており、十分な安全性を確保しにくい点に改善の余地がある。
【０００４】
この発明の目的は、金属フープ材の側端面に冷間ロール成形加工を施して凹凸面を形成できるようにし、生産ロットが小さい場合にも、側端面が凹凸面化された金属フープ材を能率良く生産し、その製造コストを十分に減少できる、金属フープ材の冷間ロール成形方法を提供することにある。この発明の目的は、踏面に滑り止め用の凹凸を備えている歩行者用のグレーチングを安価に製造できる金属フープ材の冷間ロール成形方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の冷間ロール成形方法は、厚み方向に対向する一対の主壁面１９と、幅方向に対向する一対の側端面２０とを備えた金属フープ材２を強制的に一方向へ搬送し、搬送経路の途中に設けたロール成形機９で側端面２０に凹刻部２１を形成する。そのロール成形機９は、金属フープ材２の一対の主壁面１９・１９および一方の側端面２０をそれぞれ押圧する３個の押圧ロール１１・１２・１３と、周面に印刻歯２２を有していて、金属フープ材２の他方の側端面２０を押圧して凹刻部２１を形成する印刻ロール１４とを備えている。主壁面１９を押圧する一対の押圧ロール１１・１２と印刻ロール１４との間に、金属フープ材２の押付け変形を許す隙間Ｅを有する状態で、各ロール１１・１２・１３・１４の回転中心軸を同一面上に位置させる。以て金属フープ材２の断面外郭線を各ロール１１〜１４で同時に押圧して、金属フープ材２の側端面２０に凹刻部２１を形成する。
【０００６】
具体的には、ロール成形機９の次段に配置した引抜機４で、金属フープ材２を一方向へ強制搬送する。各ロール１１・１２・１３・１４の回転中心軸を通るロール中心面Ｐは、図３に示すごとく金属フープ材２の搬送方向と直交する基準面Ｒに対して所定の角度θだけ傾斜させておき、印刻ロール１４がこれと対向する押圧ロール１３よりも金属フープ材２の搬送方向下手側で側端面２０を押圧する状態で凹刻部２１を形成する。
【０００７】
【作用】
金属フープ材２はロール成形機９を通過する間に３個の押圧ロール１１・１２・１３と印刻ロール１４とで同時に押圧される。換言すると、主壁面１９を押圧する一対の押圧ロール１１・１２と、一方の側端面２０を押圧する押圧ロール１３とで金属フープ材２を押圧保持し、この状態で他方の側端面２０に印刻ロール１４を押圧して凹刻部２１を形成する。凹刻部２１の形成に伴って印刻歯２２で押し除かれる肉壁の流動を許し、凹刻部２１の成形を容易化するために、一対の押圧ロール１１・１２と印刻ロール１４との間に所定量の隙間Ｅが設けられている。
【０００８】
このように、３個の押圧ロール１１・１２・１３と印刻ロール１４とで、金属フープ材２の側端面２０に凹刻部２１を形成する成形方法によれば、金属フープ材２を一定速度で搬送しながら、その側端面２０に凹凸面を常温下で連続して形成できる。４個のロール１１〜１４を備えたロール成形機９に金属フープ材２を通すだけなので、切削加工やプレス加工を行う場合に比べて金属フープ材２の凹凸面化処理に要する設備の簡素化を図れる。引抜機４を備えている既存のフープ材整形ラインの場合には、引抜機４の前段にロール成形機９を配置するだけで、側端面２０が凹凸面化された金属フープ材２を容易に成形できる。
【０００９】
金属フープ材２の組成や硬度の違い、凹刻部２１の深さや形状によっては、ロール成形機９を通過した加工済みの金属フープ材２が、印刻ロール１４を基端にして凹刻部２１側に弧状に湾曲変形する傾向を生じる。この湾曲傾向を矯正して、加工済みの金属フープ材２をほぼ直線状に送出するために、ロール成形機９のロール中心面Ｐを、金属フープ材２の搬送方向と直交する基準面Ｒに対して所定の角度θだけ傾斜させている。
【００１０】
【実施例】
図１ないし図５は本発明に係る金属フープ材の冷間ロール成形方法の実施例を示しており、とくに既存のフープ材整形ラインを利用して冷間成形を行う場合を示す。図２に示すフープ材整形ラインにおいて、符号１はアンコイラー、２はアンコイラー１から導出される金属フープ材、３はライン終端に設けたリコイラーである。金属フープ材２は厚みが２〜4.５mmで、幅寸法が１０〜５０mmの断面長方形、あるいは断面Ｉ形の鋼材からなる。この実施例における金属フープ材２は歩行者用の軽荷重型のグレーチングの格子材として使用するので、ＳＳ材（一般構造用圧延鋼材）、ＳＰＨＣ材（熱間圧延軟鋼板）あるいはステンレス鋼材等を金属フープ材２の形成素材としている。
【００１１】
金属フープ材２はリコイラー３の前段に配置した引抜機４で強制搬送されて矢印方向に定速度で移行する。引抜機４とアンコイラー１との間には、アンコイラー１側から順に第１〜第４整形ロール５・６・７・８を配置し、これらのロール群５〜８を通過する間に金属フープ材２の断面寸法や断面形状を調整し、あるいは隅部の面取りを行うなどの整形処理を行う。各整形ロール５〜８は、金属フープ材２を上下に挟持する一対の水平ロール、あるいは金属フープ材２を前後に挟持する一対の垂直ロールで構成されており、整形目的に応じてロールの段数およびその組み合わせを自由に変更できる。以上が既存のフープ材整形ラインとなる。
【００１２】
最後段の整形ロール８と引抜機４との間に、本発明に係るロール成形機９を配置して、金属フープ材２の側端面２０を凹凸面化する。図４に示すように、ロール成形機９は縦横一対ずつの合計４個のロール１１・１２・１３・１４と、これらを遊転自在に支持する４個の軸受ブロック１５と、軸受ブロック１５を支持する円盤状のフレーム１６および取付ベース１７などで構成されている。
ロール１１・１２・１３・１４の材質はＳＫＤ材（ダイス鋼）や超硬合金材である。
【００１３】
４個のロール１１〜１４のうち、上下に対向する押圧ロール１１・１２は、図１に示すごとく金属フープ材２の厚み方向に対向する一対の主壁面１９・１９を押圧する。左右に対向する押圧ロール１３と印刻ロール１４とは、金属フープ材２の幅方向に対向する一対の側端面２０・２０を押圧する。換言すると、３個の押圧ロール１１〜１３で金属フープ材２の上下面と一側面を押圧保持し、残る他方の一側面に印刻ロール１４を押圧して該側端面２０にＶ溝状の凹刻部２１を形成する。
【００１４】
上下の押圧ロール１１・１２の幅寸法は金属フープ材２の幅寸法より小さく設定してある。残る押圧ロール１３と印刻ロール１４の厚み寸法は金属フープ材２の厚み寸法より十分に大きく、２５〜３０mmとされる。印刻ロール１４は爪歯車状に形成してあって、その周面に三角形状の印刻歯２２を一定ピッチで突設する。先に述べた整形ロール群５〜８が縦横交互に間をあけて配置してあるのに対し、押圧ロール１１〜１３および印刻ロール１４は、それぞれの回転中心軸が同一垂直面上に位置するよう配置して、各ロール１１〜１４を通過する金属フープ材２の断面外郭線に、各ロール１１〜１４の押圧力を同時に作用させる。さらに、上下の押圧ロール１１・１２と印刻ロール１４との間に、金属フープ材２の厚み方向および内側方への押付け変形を許す隙間Ｅを設けて、印刻歯２２で押し除かれた肉壁の流動を許し、成形を容易化する。
【００１５】
図３において、引抜機４はそれぞれ同方向に回転駆動されるドラム２３・２４を有し、それぞれの周面に螺旋溝２５を有する。金属フープ材２は一方のドラム２３と他方のドラム２４の螺旋溝２５に沿って数回巻き付けられた後、後段側のドラム２４を介してリコイラー３へと送出される。螺旋溝２５に沿って巻回された金属フープ材２に両ドラム２３・２４の回転力を伝えることにより、金属フープ材２を強大な力で強制搬送できる。
【００１６】
金属フープ材２がロール成形機９を通過するとき、金属フープ材２の組成や硬度の違い、あるいは凹刻部２１の深さや形状によって、図１に想像線で示すごとく、金属フープ材２が印刻ロール１４を基端にして弧状に湾曲変形することがある。こうした湾曲傾向を矯正して、加工済みの金属フープ材２をロール成形機９からほぼ直線状態で送出するために、ロール成形機９を金属フープ材２の搬送方向に対して傾く状態で配置する。
【００１７】
詳しくは、図３に示すようにロール成形機９の各ロール１１〜１４の回転中心軸を通るロール中心面Ｐを想定し、これが金属フープ材２の搬送方向と直交する基準面Ｒに対して所定角度θだけ傾斜するようロール成形機９を配置して、その取付ベース１７をロールベッドに固定する。これにより、印刻ロール１４の印刻歯２２は、対向する押圧ロール１３の周面より、金属フープ材２の搬送方向下手側で側端面２０を押圧する。そのため、金属フープ材２は凹刻部２１が一側に限って形成されることによる湾曲傾向力と、印刻歯２２で押圧ロール１３へ向かって押圧される傾向力とを同時に受け、両傾向力が均衡するようロー成形機９を傾斜配置することにより、ほぼ直線状態の金属フープ材２を送出できる。
【００１８】
なお、ロール中心面Ｐの傾斜角度θは１０〜３０度の範囲内が実用的である。ラインスピードは、金属フープ材２の断面積や硬度等に応じて異なるが、１０〜５０ｍ／min の範囲内にある。
【００１９】
フープ材整形ラインで得られた金属フープ材２は、レベラーで形状調整したのち定尺に切断して出荷される。この定尺材を用いることによって、図５に示すごとく踏面２７の側に印刻部２１を備えた格子材２６でグレーチングを構成できる。凹刻部２１は回転する印刻歯２２で形成されるので、踏面２７との境界においてバリ（薄い張り出し）を生じることもない。踏面２７はロール成形時に膨出して厚み方向へ僅かに湾曲する。従って、グレーチングとして仕上げた状態では、過度の引っ掛かりを生じることもなく、印刻部２１によって十分な滑り止め作用を発揮できる。
【００２０】
上記の実施例以外に、印刻歯２２は鋸刃形、台形あるいは錐形等に変更でき、必要に応じてその隣接ピッチを不定ピッチ化できる。本発明の金属フープ材はグレーチング用の格子材以外の汎用鋼材としても利用できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明では、３個の押圧ロール１１〜１３と、１個の印刻ロール１４とで金属フープ材２を同時に押圧し、金属フープ材２が各ロール１１〜１４を通過する間に、その側端面２０に印刻部２１を形成し、側端面２０を常温下で一定の搬送速度を維持しながら連続して凹凸面化できるようにした。従って、この種の金属フープ材２の生産ロットが小さい場合であっても、側端面２０に凹凸面を有する金属フープ材２を能率良く生産でき、その製造に要するコストを十分に減少できる。得られた金属フープ材２をグレーチング用の格子材として利用することにより、踏面２７に滑り止め用の凹刻部２１を備えた歩行者用のグレーチングを安価に製造できるうえ、グレーチングの滑り止め機能を強化して歩行時の安全性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロール成形方法の原理を示す説明図である。
【図２】フープ材整形ラインの概略正面図である。
【図３】ロール成形機および引抜機の概略平面図である。
【図４】ロール成形機を金属フープ材の出口側から見た側面図である。
【図５】成形済みの金属フープ材の斜視図である。
【符号の説明】
２  金属フープ材
１１  押圧ロール
１２  押圧ロール
１３  押圧ロール
１４  印刻ロール
１９  主壁面
２０  側端面
２１  凹刻部
２２  印刻歯
Ｅ  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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