(57)【要約】【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。【選択図】図３
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【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。
【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）。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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