JP2001047153A

JP2001047153A - リブ付きエキスパンドメタル

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Publication number: JP2001047153A
Application number: JP11226043A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Asai; 謙一浅井; Hirosuke Nagai; 洋佑永井; Kiyoshi Yamamoto; 山本　　清
Original assignee: OYO KIKAKU KK; TOHO RASU KOGYO KK; Nippon Steel Corp; Oyo Kikaku KK
Current assignee: OYO KIKAKU KK; TOHO RASU KOGYO KK; Nippon Steel Corp; Oyo Kikaku KK
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2001-02-20
Anticipated expiration: 2019-08-10
Also published as: JP3576878B2

Abstract

(57)【要約】【課題】第一ストランドにクラックを生じることなく
製造可能なリブ付きエキスパンドメタルを提供する。【解決手段】ストランドとボンドからなるメッシュ形
状のエキスパンドメタルにおいて、端部にリブが設けら
れていて、リブとメッシュ部との境界部分における最初
のストランドの幅をＷ₀、それ以外の部分におけるスト
ランドの幅をＷ、ボンドとボンドの短目方向中心間距離
をＳ、長目方向中心間距離をＬとしたときに、これらの
値が下記式１を満足することを特徴とするリブ付きエキ
スパンドメタル。 0.5(S/L)+0.1[1-2.1(S/L)][1-0.91[(W₀/W)-1]] ＜０．
１８………式１

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、端部に平坦なリブ
が設けられたエキスパンドメタルに関する。

【０００２】

【従来の技術】エキスパンドメタルとは、鋼板等の金属
板に所定の切延加工を一定のパターンで施してメッシュ
形状としたもので、各種建造物の床張や踏板、或いは側
溝の蓋等の用途に広く用いられている。図１（ａ）、
（ｂ）に、鋼板を素材としたエキスパンドメタルと、そ
の製造工程の概略を示す。このエキスパンドメタルはス
トランドとボンドからなる連続的なメッシュ形状をなし
ている。図１（ａ）に示したとおり、該メッシュ形状
は、メッシュの短目方向中心間隔Ｓと、メッシュの長目
方向中心間隔Ｌと、ストランドの幅Ｗによって特定され
るものである。

【０００３】図１（ａ），（ｂ）において、５は鋼板、
３は上刃、７は下刃、９はローラーである。上刃３には
図１（ａ）に示される通り一定間隔で連続的に凸部がも
うけられており、下刃７は直線状である。上刃３の凸部
は、目的とするメッシュ形状に応じて設計されるもので
あって、図１では三角形状としているがこれに限られる
ものではない。ここで、下刃７は固定されているのに対
して、上刃３は上下動可能に配置されている。ローラー
９は、鋼板５を搬送するためのものである。以下、この
工程の内容について具体的に説明する。

【０００４】上記ような上刃３と下刃７との間から鋼板
５の先端を所定長さ突出させた状態で、上刃３を所定の
ストロークだけ下降させ、上刃３の凸部と下刃７によっ
て鋼板５に断続的な切れ込みを設けると共に、上刃３の
凸部によって切れ込み部分の延伸加工を行なう。次い
で、上刃３を上昇させてから１／２Ｌだけ横方向にスラ
イドさせると共に、鋼板５をローラー９によってＷだけ
送った後、再度上刃３を所定のストロークだけ下降させ
て鋼板の切延を行なう。以下、このプロセスを繰り返す
ことによって、順次メッシュ形状が形成される。最後
に、このようにしてメッシュ形状を形成した鋼板に、必
要に応じて平坦化加工を施し、エキスパンドメタルを得
るものである。

【０００５】従来のエキスパンドメタルは、エキスパン
ドメタルの全体にわたって一様なメッシュ形状としたも
のが主であった。このようなエキスパンドメタルは、通
常、金属枠に取りつけられて使用に供される場合が多
い。端部に金属枠を取り付ける方法には溶接等の方法が
あるが、使用材料の特性によっては十分な取り付け強度
を確保することは難しい。特に、例えば４００ｇ／ｍ²
超の厚メッキ鋼板を用いた場合には厚メッキのために溶
接は困難であり、エキスパンドメタルに枠を取り付ける
ことが難しかった。

【０００６】そこで、全体にわたって一様なメッシュ形
状としたエキスパンドメタルに代わって、鋼板に切延工
程を施す際に、鋼板の前端部と後端部とを残して中央部
のみをメッシュ加工し、前後端部に鋼板の平坦な部分
（リブ）を残したリブ付きエキスパンドメタルが提案さ
れている。リブ付きエキスパンドメタルの場合、リブを
そのまま枠として用いれば溶接等の必要はなく、また強
度の観点からも好ましい。

【０００７】ところが、リブ付きエキスパンドメタルを
製造する場合、特にリブとメッシュ部との境界における
最初のストランド（第一ストランド）に破断が発生する
ことがある。この問題を解決するため、従来は、例えば
特公昭６２−３６１０６号公報に記載されるように、鋼
板のリブに相当する部分に予め抜き穴を設けておく方法
や、特開平８−１３５１２７号公報に記載されるよう
に、第一ストランドの幅を広く取る方法が提案されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特公昭６２−
３６１０６号公報記載の方法では、別工程として鋼板に
抜き穴を設ける工程を追加する必要があり、また切延工
程に供する素材に制限が加えられるため好ましくない。
また、特開平８−１３５１２７号公報記載の方法では、
単に第一ストランドの幅を広く取るといっても、どの程
度広くすれば適当であるのか開示がないため、実際には
試行錯誤を通じて経験的に第一ストランドの幅を検討す
る必要があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、第一スト
ランドにおける破断の発生は、単に第一ストランドの幅
のみに左右されるものではなく、エキスパンドメタルの
メッシュ形状（Ｌ、Ｓ、Ｗ、の値による）と第一ストラ
ンドの幅との総体的な作用によるものと考え、実験とシ
ミュレーションを通じて第一ストランドに破断の生じな
いメッシュ形状と第一ストランドの幅の条件を導き出
し、本発明を完成させた。

【００１０】すなわち、本発明の要旨とするところは、
以下の通りである。（１）ストランドとボンドからなるメッシュ形状のエ
キスパンドメタルにおいて、端部にリブが設けられてい
て、リブとメッシュ部との境界部分における最初のスト
ランドの幅をＷ₀、それ以外の部分におけるストランド
の幅をＷ、ボンドとボンドの短目方向中心間距離をＳ、
長目方向中心間距離をＬとしたときに、これらの値が下
記式１を満足することを特徴とするリブ付きエキスパン
ドメタル。 0.5(S/L)+0.1[1-2.1(S/L)][1-0.91[(W₀/W)-1]] ＜０．１８………式１

【００１１】（２）ストランドとボンドからなるメッ
シュ形状のエキスパンドメタルにおいて、端部にリブが
設けられていて、メッシュ部分全域においてストランド
の幅が一定であり、ボンドとボンドの短目方向中心間距
離をＳ、長目方向中心間距離をＬとしたときに、これら
の値が下記式２を満足することを特徴とするリブ付きエ
キスパンドメタル。 (S/L) ＜０．２８………式２（３）メッシュ部分が鋼からなることを特徴とする前
記（１）又は（２）記載のエキスパンドメタル。

【００１２】（４）ストランドとボンドからなるメッ
シュ形状のエキスパンドメタルにおいて、端部にリブが
設けられていて、エキスパンドメタルを形成する金属材
料の伸び値をＥｌ（％）、リブとメッシュ部との境界部
分における最初のストランドの幅をＷ₀、それ以外の部
分におけるストランドの幅をＷ、ボンドとボンドの短目
方向中心間距離をＳ、長目方向中心間距離をＬとしたと
きに、これらの値が下記式３を満足することを特徴とす
るリブ付きエキスパンドメタル。 0.5(S/L)+0.1[1-2.1(S/L)][1-0.91[(W₀/W)-1]] ＜0.18(El/40) ……式３

【００１３】（５）ストランドとボンドからなるメッ
シュ形状のエキスパンドメタルにおいて、端部にリブが
設けられていて、メッシュ部分全域においてストランド
の幅が一定であり、エキスパンドメタルを形成する金属
材料の伸び値をＥｌ（％）、ボンドとボンドの短目方向
中心間距離をＳ、長目方向中心間距離をＬとしたとき
に、これらの値が下記式４を満足することを特徴とする
リブ付きエキスパンドメタル。 (S/L) ＜(El-22.3)/64.5 ………式４なお、本発明における伸び値Ｅｌ（％）とは、ＪＩＳ
Ｚ２２４１に定められる金属材料引張試験方法に従って
測定された破断伸び値Ｅｌ（％）をいうものとする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
図２に、リブ付きエキスパンドメタルの端部を拡大して
示す。図２において、メッシュの短目方向中心間隔を
Ｓ、メッシュの長目方向中心間隔をＬ、第一ストランド
の幅をＷ₀、それ以外のメッシュの部分を構成するスト
ランドの幅をＷとする。また、図２に示されるように、
Ｃ＝Ｓ／２と定義する。

【００１５】本発明者等が、リブ付きエキスパンドメタ
ルの端部の一般的な形状について調査を行なった結果、
リブとメッシュ部との境界における最初のボンドとリブ
端部との間隔をＣ₀とし、Ｃ₀とＣとを比較すると、Ｃ
₀＞Ｃであることが分かった。すなわち、第一ストラン
ドは、二本目以降のストランドと比べて被加工量が大き
いのである。本発明者等は、これが第一ストランドに生
じるクラックの原因の一部であることを予測し、第一ス
トランドにおける被加工量の増大を抑制すればクラック
の発生を防止し得ると考えた。

【００１６】このようにＣ₀＞Ｃとなる理由について
は、正確には解明されていないが、平坦なリブから第一
ストランドを切り離す際の加工条件が幅Ｗずつストラン
ドを切り離して成形する加工条件と異なること、切延加
工を施した階段状のエキスパンドメタルを平坦に加工す
る際に作用する力が一様でないことが原因と推測され
る。

【００１７】この着想を検証するべく、表１に示す組成
の厚さ２．３及び３．２mmの鋼板を、同表に示した条件
で加工してリブ付きエキスパンドメタルを製造し、加工
条件とＣ₀の値との相関及び第一エキスパンドに生じる
クラックの有無を調査する実験を行なった。実験結果を
表２に示す。なお、この鋼板の伸び値は４０％であり、
リブはエキスパンドメタルの前後端１１０mmとしてい
る。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】表２には、第一ストランドにおける被加工
量の増大分をパラメーター：Δ（Ｃ／Ｌ）として示す。
但し、Δ（Ｃ／Ｌ）は下記式により定義する。 Δ（Ｃ／Ｌ）＝Ｃ₀／Ｌ−Ｃ／Ｌ ………… 式表２に示されたΔ（Ｃ／Ｌ）とＷ₀／Ｗとの相関を図３
に示す。図３に示した通り、各実験データより（Ｓ／
Ｌ）の値を参照すれば、Δ（Ｃ／Ｌ）とＷ₀／Ｗとの関
係は、（Ｓ／Ｌ）の値に応じた傾きを持つ直線で近似さ
れることが分かる。すなわち、Δ（Ｃ／Ｌ）の値は、
（Ｗ₀／Ｗ）と（Ｓ／Ｌ）との値により下記式に基づ
いて近似することができる。 Δ(C/L)=0.1[1-2.1(S/L)][1-0.91(W₀/W)-1]] ………… 式

【００２１】ここで、式よりＣ₀／Ｌ＝０．５（Ｓ／
Ｌ）＋Δ（Ｃ／Ｌ）であるから、下記式が得られる。 C0/L=0.5(S/L)+0.1[1-2.1(S/L)][1-0.91[(W₀/W)-1]] …… 式式より、エキスパンドメタルの加工条件、すなわち
Ｓ，Ｌ，Ｗ，Ｗ₀の値を定めれば、Ｃ₀／Ｌの値をある
程度予測可能なことが分かる。

【００２２】図４に、表２に示された実験におけるエキ
スパンドメタルのＣ₀／Ｌの実測値と、加工条件のＳ，
Ｌ，Ｗ，Ｗ₀の値から式によって算出したＣ₀／Ｌの
計算値とをプロットした図表を示す。なお、図４では、
第一ストランドにクラックの生じた場合を×印でプロッ
トしている。図４に示される通り、式から算出したＣ
₀／Ｌの値は実測値に極めて近く、この算出値が０．１
８未満となるように加工条件を定めれば第一ストランド
に生じるクラックを防止することが可能である。そこ
で、本発明ではエキスパンドメタルの加工条件として、
Ｓ，Ｌ，Ｗ，Ｗ₀といった値が下記式を満足すること
とした。 0.5(S/L)+0.1[1-2.1(S/L)][1-0.91[(W₀/W)-1]] ＜０．１８ ……… 式

【００２３】また、従来技術のようにＷ＜Ｗ₀とせずに
Ｗ＝Ｗ₀の加工条件としても、Ｓ，Ｌを適切な値とすれ
ば、Ｃ₀／Ｌの値を０．１８未満として第一ストランド
に生じるクラックを防止することが可能である。この場
合の加工条件は、式にＷ＝Ｗ０の値を代入することに
より得られる下記式である。 S/L ＜０．２８ ……… 式

【００２４】一方、これらの加工条件は、表１に示した
鋼板を基準として導き出したものである。本発明者等
は、エキスパンドメタルの加工時にクラックが発生する
メカニズムは、材料の伸び値と深く関係していると判断
した。これは、破断が発生しやすいリブと第１ストラン
ド境界の受ける変形が、材料の伸び限界を超えると破断
にいたるが、この破断部の変形は概ねＣ0 ／Ｌに比例す
ると考えられ、材料側の破断にいたる限界は材料の伸び
値Ｅｌによって定まることを根拠としたものである。

【００２５】そこで、表１に示した鋼板とは伸び値の大
きく異なる金属材料を用いてエキスパンドメタルを製造
する際には、上記式に材料の伸び値Ｅｌを反映する補
正を加えた下記式を満たす条件で加工すればよい。 0.5(S/L)+0.1[1-2.1(S/L)][1-0.91[(W₀/W)-1]] ＜0.18(El/40) …… 式ここで、Ｗ＝Ｗ₀の場合には上記式を変形した下記式
を満たす条件で加工すればよい。 S/L ＜(El-22.3)/64.5 ………… 式

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。［実施例１］図１（ａ），（ｂ）に示した工程によっ
て、前記表１に示した成分からなる２．３及び３．２mm
厚さの鋼板から、前後端１１０mmをリブとして残したリ
ブ付きエキスパンドメタルを製造した。

【００２７】ここで、メッシュ部の形状を、あらかじめ
Ｓ＝１７．２mm、Ｌ＝５０．８mmとして、条件式：0.5
(S/L)+0.1[1-2.1(S/L)][1-0.91[(W₀/W)-1]] ＜０．１
８に基づいて、第一ストランドにクラックの生じないＷ
及びＷ₀の値を検討した。条件式とＳ及びＬの値より、
Ｗ₀／Ｗ＞１．６８を満たせば本発明の条件式を満足
し、リブ付きエキスパンドメタルの第一ストランドに生
じるクラックを抑制できることが分かる。

【００２８】そこで、Ｓ及びＬを上記の値とし、さらに
リブの幅を１１０mm、ストランドの幅Ｗ＝３．５mm、第
一ストランドの幅Ｗ₀＝６．０mm（Ｗ／Ｗ₀＝１．７
１）として、実際に２．３mm厚の鋼板をエキスパンドメ
タルに加工したところ、第一ストランドにクラックは発
生しなかった。

【００２９】［実施例２］実施例１と同じ材料と工程に
よって製造するリブ付きエキスパンドメタルのメッシュ
部の形状を、あらかじめＳ＝２２mm、Ｌ＝７５mmとし
て、条件式：0.5(S/L)+0.1[1-2.1(S/L)][1-0.91[(W₀/
W)-1]] ＜０．１８に基づいて、第一ストランドにクラ
ックの生じないＷ及びＷ０の値を検討した。条件式とＳ
及びＬの値より、Ｗ₀／Ｗ＞１．１５を満たせば本発明
の条件式を満足し、リブ付きエキスパンドメタルの第一
ストランドに生じるクラックを抑制できることが分か
る。

【００３０】そこで、Ｓ及びＬを上記の値とし、さらに
リブの幅を１１０mm、ストランドの幅Ｗ＝３．５mm、第
一ストランドの幅Ｗ₀＝５．０mm（Ｗ／Ｗ₀＝１．４
３）として、実際に２．３mm厚及び３．２mm厚の鋼板を
エキスパンドメタルに加工したところ、第一ストランド
にクラックは発生しなかった。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第一ストランドにクラックを生じることなくリブ付きエ
キスパンドメタルを製造することができる。しかも、エ
キスパンドメタルのメッシュ形状を特徴付けるＳやＬ、
さらにはＷの値に応じて、Ｗ₀のとるべき範囲を適切に
設計できるので、本発明は様々なメッシュ形状のエキス
パンドメタルに容易に応用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のエキスパンドメタルとその製造工程を示
した図面であって、（ａ）は正面拡大図、（ｂ）は側面
図である。

【図２】リブ付きエキスパンドメタル端部の拡大図であ
る。

【図３】Δ（Ｃ／Ｌ）とＷ₀／Ｗとの相関を示す図表で
ある

【図４】Ｃ０／Ｌの実測値と算出値との相関を示し、併
せてクラックの有無を表示した図表である。

【符号の説明】

１：エキスパンドメタル３：上刃５：鋼板７：下刃９：ローラー１１：リブ１３：第一ストランド１５：第一ボンド１７：メッシュ部１９：リブ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浅井謙一東京都千代田区大手町２−６−３新日本製鐵株式会社内 (72)発明者永井洋佑東京都新宿区新小川町４番７号東邦ラス工業株式会社内 (72)発明者山本清東京都目黒区下目黒５−28−13 株式会社応用企画内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ストランドとボンドからなるメッシュ形
状のエキスパンドメタルにおいて、端部にリブが設けら
れていて、リブとメッシュ部との境界部分における最初
のストランドの幅をＷ₀、それ以外の部分におけるスト
ランドの幅をＷ、ボンドとボンドの短目方向中心間距離
をＳ、長目方向中心間距離をＬとしたときに、これらの
値が下記式１を満足することを特徴とするリブ付きエキ
スパンドメタル。 0.5(S/L)+0.1[1-2.1(S/L)][1-0.91[(W₀/W)-1]] ＜０．１８………式１
【請求項２】ストランドとボンドからなるメッシュ形
状のエキスパンドメタルにおいて、端部にリブが設けら
れていて、メッシュ部分全域においてストランドの幅が
一定であり、ボンドとボンドの短目方向中心間距離を
Ｓ、長目方向中心間距離をＬとしたときに、これらの値
が下記式２を満足することを特徴とするリブ付きエキス
パンドメタル。 (S/L) ＜０．２８………式２
【請求項３】メッシュ部分が鋼からなることを特徴と
する請求項１又は２記載のエキスパンドメタル。
【請求項４】ストランドとボンドからなるメッシュ形
状のエキスパンドメタルにおいて、端部にリブが設けら
れていて、エキスパンドメタルを形成する金属材料の伸
び値をＥｌ（％）、リブとメッシュ部との境界部分にお
ける最初のストランドの幅をＷ₀、それ以外の部分にお
けるストランドの幅をＷ、ボンドとボンドの短目方向中
心間距離をＳ、長目方向中心間距離をＬとしたときに、
これらの値が下記式３を満足することを特徴とするリブ
付きエキスパンドメタル。 0.5(S/L)+0.1[1-2.1(S/L)][1-0.91[(W₀/W)-1]] ＜0.18(El/40) ……式３
【請求項５】ストランドとボンドからなるメッシュ形
状のエキスパンドメタルにおいて、端部にリブが設けら
れていて、メッシュ部分全域においてストランドの幅が
一定であり、エキスパンドメタルを形成する金属材料の
伸び値をＥｌ（％）、ボンドとボンドの短目方向中心間
距離をＳ、長目方向中心間距離をＬとしたときに、これ
らの値が下記式４を満足することを特徴とするリブ付き
エキスパンドメタル。 (S/L) ＜(El-22.3)/64.5………式４