JPH07155887A - 凹凸模様を有する鋼材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 深く，幅広の凹凸模様を容易に刻圧でき，
「ヒゲ」の発生がなく，低コストで，生産性に優れた凹
凸模様を有する，鋼材の製造方法を提供すること。 【構成】 板状素材１の幅方向における側面に凹凸模様
を刻圧形成してなる鋼材を製造するに当たり，板状素材
１における幅方向の上面１５及び下面１６を上ロール２
１と下ロール２２により，また板状素材１の上記両側面
を左ロール３と右ロール４とによりそれぞれ拘束して，
上記板状素材を四方向圧延により，冷間圧延加工する方
法であって，上記左ロール３，右ロール４の少なくとも
一方は凹凸状の刻印面３１を有しており，かつ上記板状
素材１における上記凹凸模様を形成する側面１１には，
その側端部に，刻圧時における余剰材料逃し用の切欠き
部１１１を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，溝蓋用構造材等の鋼材
の表面に，滑り止め防止用等の凹凸模様を刻圧形成する
ための，凹凸模様を有する鋼材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】道路，工場内等の溝に被冠する溝蓋，金属
格子製玄関マット，或いは建築鋼材等の表面には，自動
車，靴の滑り防止，或いは意匠性向上のために凹凸模様
が形成されていることがある。例えば，図１２，図１３
に示すごとく，溝蓋９は，縦方向の鋼材９１と横方向の
鋼材９５とを格子状に組付けたもので，鋼材９１，９５
の表面には，それぞれ凹凸模様９２が設けられている。
この凹凸模様９２は，滑り止め，及び意匠性向上のため
に設けてある。

【０００３】ところで，上記鋼材９１に凹凸模様９２を
刻圧形成する方法としては，従来，熱間圧延によるロー
ル加工法が提案されている（例えば，特公平３−４４８
４１号）。この方法においては，図１４に示すごとく，
まず凹凸模様９２を形成するための凹凸周溝８１１を有
する上ロール８１と，鋼材９１の下部９１０を保持する
ための凹溝８２１を有する下ロール８２とを準備する。
そして，回転している上ロール８１と，下ロール８２と
の間に被加工材としての鋼材９１を挿入し，上記上ロー
ルの凹凸周溝８１１により，熱間において鋼材９１の上
部に凹凸模様９２を刻圧形成する。

【０００４】上記凹凸模様９２は，図１５（Ａ）に示す
ごとく，平坦な谷部９２０，９２４の間に平坦な山部９
２２が形成され，その前後は前斜面９２１，後斜面９２
３が連続形成されている。上記凹凸周溝には，上記凹凸
模様９２に対応する刻圧模様が形成されている。上記ロ
ール加工法によれば，連続的に凹凸模様を，熱間加工に
より，刻圧形成できる。

【０００５】

【解決しようとする課題】本来，凹凸模様９２は，図１
５（Ａ）に示すごとく，平坦な山部９２２の前後に直線
状の前斜面９２１，後斜面９２３が形成されているべき
である。

【０００６】しかしながら，上記のような２本のロール
による加工では，熱間圧延においても，鋼材９１が進行
していく（図５Ａ，Ｂの矢印Ａの方向）前方の前斜面９
２１は直線状に加工される。しかし，山部９２２の後方
の後斜面９２３は，弧状面９２５にしか形成されず，直
線状の斜面に形成されない。その理由は，圧延時の材料
とロールの周速差により，ロールの凹部に材料が充満し
ないためである。特に塑性加工し難い，冷間圧延におい
てはその傾向は著しい。また，上記従来のロール加工法
においては，加工面の幅が大きく，かつ深さの大きい凹
凸模様を形成することが困難であった。

【０００７】そこで，発明者らは，上記ロール加工に代
えて，四方向より鋼材を拘束しながら，冷間において強
制的に加工する四方向圧延加工法を採用することを検討
した。この方法は，図１６に示すごとく，上ロール７５
１と下ロール７５２とにより被加工材である板状素材９
７の上面と下面を拘束すると共に，該板状素材９７の両
側面を左ロール７１と右ロール７６とにより拘束し，上
記４つのロールを回転することにより加工するものであ
る。

【０００８】板状素材９７は，図１６〜図１８に示すご
とく，その幅方向における一つの側面９７１に凹凸模様
９８を刻圧形成する。凹凸模様９８は，図１６に示すご
とく，左ロール７１に設けた凹凸状の刻印面７２によっ
て形成される。刻印面７２の凹凸と，凹凸模様９８の凹
凸とは反対方向の形状である。また，上記凹凸模様９８
は，図１８に示すごとく，山部９８１と，谷部９８２と
を交互に連続形成したものである。

【０００９】また，この四方向圧延加工法においては，
図１６に示すごとく，左ロール７１の刻印面７２が，板
状素材９７の側面９７１に当接した状態で，回転する。
一方，右ロール７６は，その外周に環状突出部９６３を
有する。該環状突出部９６３は，板状素材９７の他面９
７２に当接すると共に，上ロール７５１と下ロール７５
２との間に挿入されて回転し，板状素材９７を刻印面７
２の方向に押圧する役割を有する。

【００１０】しかしながら，上記四方向圧延加工法によ
る冷間圧延加工においても，次の問題が発生した。即
ち，上記のごとく加工した凹凸模様９８を有する鋼材に
おいては，図１７，図１８に示すごとく，凹凸模様９８
を形成した側面９７１の側端部に，薄片状の突出した
「ヒゲ」９７６が余剰材料により発生する。そのため，
上記四方向圧延加工法の後に，上記「ヒゲ」９７６を切
除する必要がある。それ故，生産性が悪く，コスト高と
なる。

【００１１】本発明は，かかる問題点に鑑み，深く，幅
広の凹凸模様を容易に刻圧でき，「ヒゲ」の発生がな
い，低コストで生産性に優れた，凹凸模様を有する鋼材
の製造方法を提供しようとするものである。

【００１２】

【課題の解決手段】本発明は，板状素材の幅方向におけ
る側面に凹凸模様を刻圧形成してなる鋼材を製造するに
当たり，板状素材における幅方向の上面及び下面を上ロ
ールと下ロールにより，また板状素材の上記両側面を左
ロールと右ロールとによりそれぞれ拘束して，上記板状
素材を四方向圧延により，冷間圧延加工する方法であっ
て，上記左ロール，右ロールの少なくとも一方は上記凹
凸模様を刻圧するための凹凸状の刻印面を有しており，
かつ上記板状素材における上記凹凸模様を形成する側面
には，その側端部に，刻圧時における余剰材料逃し用の
切欠き部を有していることを特徴とする凹凸模様を有す
る鋼材の製造方法にある。

【００１３】本発明において最も注目すべき点は，上記
凹凸模様を形成するに当たって，四方向圧延加工法によ
り冷間圧延加工を行なうこと，左ロール又は右ロールの
少なくとも一方に刻印面を設けておくこと，板状素材の
凹凸模様形成面である側面には上記切欠き部を設けてお
くことである。

【００１４】上記四方向圧延加工法は，上記のごとく，
上下，左右の各ロールにより，被加工材である板状素材
を拘束し，ロールを回転しながら，板状素材の側面に凹
凸模様を形成する方法である。上記４つのロールのう
ち，少なくとも相対向する２つのロールは，同期させて
回転させる。そして，左ロール，右ロールの一方又は双
方には，凹凸模様形成のための刻印面が形成されてい
る。これにより，板状素材の一方又は両方の側面に，凹
凸模様が形成される。上記凹凸模様は，側面において板
状素材の長手方向に連続形成される。また，上記冷間圧
延加工は，約１０℃〜２００℃の範囲において行なう。
なお，上記圧延加工は約３００℃〜６００℃の温間にお
いても行なうことができる。

【００１５】また，上記側面の側端部には，加工前にお
いて，上記切欠き部を形成しておく必要がある。該切欠
き部は，四方向圧延加工法の刻圧時における，余剰材料
の逃げ用の空間部分である。切欠き部は，板状素材の加
工当初には，上記４つのロールの間において，間隙を形
成している。そして，加工が進につれて，塑性変形した
材料がこの間隙を埋めることになる。

【００１６】上記切欠き部は，直線状，弧状等の斜面を
有している。或いは，切欠き部は段状部を形成してい
る。この段状部は開き角が１２０度以上であることが好
ましい。１２０度未満では，冷間圧延加工時における板
状素材の塑性変形が円滑に行なわれ難く，側面における
凹凸模様の形成がシャープにならないおそれがある。

【００１７】また，上記段状部における角部部分，即
ち，段状部における例えば横方向面と縦方向面の接点部
分は，曲面状の弧状に形成しておくことが好ましい。こ
れにより，凹凸模様形成時における塑性変形が円滑とな
り，凹凸模様がより鮮明となる。板状素材としては，塑
性変形可能な金属，例えば，ステンレス鋼，構造用鋼，
普通鋼などの金属材料を用いる。

【００１８】

【作用及び効果】本発明においては，板状素材を，上記
上下，左右の４つのロールにより拘束して四方向圧延加
工法を行なう。そのため，左ロール，右ロールの一方又
は双方に設けた刻印面によって板状素材の側面が塑性変
形し，凹凸模様が形成される。

【００１９】また，上記板状素材の側面の側端部には，
上記切欠き部を形成している。そのため，上記四方向圧
延加工法において，凹凸模様を形成すべき側面が上記刻
印面によって押圧されたとき，その側面の材料が塑性変
形する。そして，その際，側面と刻印面との間におい
て，凹凸模様を形成するに必要な量以外の余剰材料は，
側面の側端部へ逃げていこうとする。

【００２０】そのため，側面の側端部には，上記切欠き
部が設けてあり，上記逃げ出した余剰材料は上ロール，
下ロール，左ロール及び右ロールによって閉じられた成
形空間の内部において，上記切欠き部を埋めることにな
る。それ故，上記余剰材料は，板状素材の側面の側端部
からはみ出すことがなく，従来のような「ヒゲ」を発生
することがない。

【００２１】また，そのため，側面には鮮明な凹凸模様
が形成されることとなる。また，それ故，本発明におい
ては，深さ０．３ｍｍ以上，幅３．０ｍｍ以上の凹凸模
様を容易に形成することができる。ここに，上記深さと
は凹凸模様における山部と谷部の間の距離をいう。

【００２２】また，本発明においては，冷間圧延加工を
用いているので，板状素材加熱用の熱エネルギーを供給
する必要がなく，低コストである。また，上記「ヒゲ」
の切除装置，切除工程，上記加熱装置も必要としないの
で，生産性に優れている。したがって，本発明によれ
ば，深く，幅広の凹凸模様を容易に刻圧でき，「ヒゲ」
の発生がない，低コスト，生産性に優れた，凹凸模様を
有する鋼材の製造方法を提供することができる。

【００２３】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかる，凹凸模様を有する鋼材の製造
方法につき，図１〜図５を用いて説明する。まず，本例
において製造する鋼材１０は，図５に示すごとく，板状
素材１の幅方向における一方の側面１１に，凹凸模様１
００を刻圧形成してなる。上記凹凸模様１００は，台形
状の山部１０１と，平行四辺形状の谷部１０２とを交互
に連続形成してなる。

【００２４】次に，上記加工方法につき示す。本例にお
いては，図１〜図３に示すごとく，板状素材１における
幅方向の上面１５及び下面１６を上ロール２１と下ロー
ル２２とにより，また板状素材１の両側面を左ロール３
と右ロール４とにより，それぞれ拘束して，上記板状素
材１を四方向圧延加工法により冷間圧延加工する。上記
左ロール３は，上記凹凸模様１００を刻圧形成するため
の凹凸状の刻印面３１を有している。板状素材１におけ
る上記側面１１には，その側端部に，刻圧時における余
剰材料逃し用の切欠き部１１１（図４）を有している。

【００２５】以下，これを詳説する。上記四方向圧延加
工法に用いるロールは，図１に示すごとく，板状素材１
の上面１５を拘束する上ロール２１と，板状素材１の下
面１６を拘束する下ロール２２とを有する。一方，板状
素材１の左側には，その側面１１に凹凸模様１００を形
成するための左ロール３が配置され，板状素材１の右側
には，板状素材１の他面１３を拘束するための右ロール
４が配置されている。

【００２６】左ロール３は，上記凹凸模様１００と反対
の凹凸模様を有する，刻印面３１を有する。刻印面３１
は，図３に示すごとく，凹凸模様１１における台形状の
山部１０１を形成するための同形状の凹部３１１と，平
行四辺形状の谷部１０２を形成するための同形状の凸部
３１２とよりなる。

【００２７】一方，右ロール４は，板状素材１の他面を
左ロール３の方向へ押圧保持しておくための，保持部４
１を有する。また，上記上ロール２１と下ロール２２と
の左右には，図１に示すごとく，左ロール３の刻印面３
１，右ロール４の保持部４１が挿入された状態にある。
したがって，上記各ロールは，板状素材１が紙面の手前
方向へ押し出されるように，回転する。また，上記板状
素材は，図４に示すごとく，成形前において，側面１１
の上下の側端部に，直線斜面によって形成された切欠き
部１１１を有する。

【００２８】次に，作用効果につき示す。まず，図１〜
図３に示すごとく，上ロール２１，下ロール２２，左ロ
ール３，右ロール４をセットし，各ロールを回転させ
る。そして，これらロールによって形成された空間状の
成形部に，図４に示すごとき板状素材１を挿入する。そ
して，図１〜図３に示すごとく，板状素材１を前方へ引
き出しながら，板状素材１の側面１１に左ロール３の刻
印面３１を押圧して，刻圧成形する。これにより，凹凸
模様１００が形成される。

【００２９】この凹凸模様１００の形成時には，板状素
材１の側面１１の材料が塑性変形する。そして，側面１
１と刻印面３１と上ロール２１，下ロール２２との間に
おいては，凹凸模様を形成するに必要な量以外の余剰材
料が発生する。そこで，この余剰材料は，上記側面１１
の切欠き部１１１と各ロールとの間に形成される空隙部
へ逃げていく。それ故，上記余剰材料は，板状素材の側
面の側端部からはみ出すことがなく，従来例のような
「ヒゲ」を発生することはない。

【００３０】また，そのため，側面には鮮明な凹凸模様
が形成されることになる。また，それ故，本発明におい
ては，深さ０．３ｍｍ以上，幅３．０ｍｍ以上の凹凸模
様を，容易に形成することができる。また，本例におい
ては，冷間圧延加工を用いているので，板状素材加熱用
の熱エネルギーを供給する必要がなく，低コストであ
る。また，「ヒゲ」の切除装置，切除工程，上記加熱装
置も必要としないので生産性に優れている。

【００３１】実施例２ 本例においては，実施例１の方法により，凹凸模様を形
成した具体例につき，図６を用いて示す。即ち，上記板
状素材としては，ステンレス鋼を用い，約１０〜６０℃
において，冷間圧延加工を行なった。板状素材１の側面
１１の幅Ｗは６ｍｍ，本体部（下方部）１１７の厚みＭ
は２ｍｍである。また，上記切欠き部は，図６に示すご
とく，側面１１の外周端から内側方向及び下側方向への
切込み長さＫを０．６ｍｍとして，二等辺三角形状に切
欠いた。

【００３２】そして，上記板状素材について，実施例１
に示した刻圧形成法を行なった。これにより，図６に示
すごとく，谷部１０２の幅Ｔが６ｍｍ，山部１０１の短
部長さＢが１ｍｍ，長部長さＣが４ｍｍ，山部と谷部の
深さＤが０．６ｍｍ，山部と谷部間の斜面１０８の傾斜
角αが４５度の凹凸模様１００を有する鋼材を得た。ま
た，凹凸模様１００は，刻印面３１に対応するシャープ
な面を形成していた。

【００３３】実施例３ 本例は，図７〜図１０に示すごとく，板状素材１の側面
１１における切欠き部につき，各種の形状を示すもので
ある。図７，図８は，切欠き部１１５が段状部を有し，
その開き角βが１２０度以上である例を示している。

【００３４】図９は，図７，図８に示した切欠き部１１
６の段状部が弧状を有する例を示している。この場合も
開き角βは１５０度以上である。図１０は，切欠き部１
１７が弧状を有している例を示している。上記いずれの
場合も，実施例１と同様の効果を得ることができる。

【００３５】実施例４ 本例は，図１１に示すごとく，左ロール３の刻印面３１
及び右ロール４の保持部４５１が，上ロール２１，下ロ
ール２２の側面に略当接した状態で，刻圧形成を行なう
例である。板状素材１の側面１１と他面１３は，上ロー
ル２１，下ロール２２の両側面まで位置しており，上記
側面１１が左ロール３の刻印面３１に当接している。ま
た，板状素材１の他面１３には，右ロール４５の保持部
４５１が当接している。その他は，実施例１と同様であ
る。本例においても実施例１と同様の効果を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における，四方向圧延加工法の刻圧時
の説明図。

【図２】図１の凹凸模様形成部分の拡大図。

【図３】実施例１の四方向圧延加工法における，上ロー
ルと下ロールを除いた状態の斜視図。

【図４】実施例１の加工前の板状素材の斜視図。

【図５】実施例１において成形した，鋼材の凹凸模様部
分の斜視図。

【図６】実施例２における，鋼材の凹凸模様の説明図。

【図７】実施例３における，板状素材の切欠き部の斜視
図。

【図８】実施例３における，板状素材の切欠き部の断面
図。

【図９】実施例３における，他の板状素材の切欠き部の
斜視図。

【図１０】実施例３における，更に他の板状素材の切欠
き部の斜視図。

【図１１】実施例４における，四方向圧延加工法の刻圧
時の説明図。

【図１２】従来例における，溝蓋の斜視図。

【図１３】従来例における，溝蓋の鋼材の側面図。

【図１４】従来例における，凹凸模様の刻圧方法の説明
図。

【図１５】従来例における，所望する凹凸模様（Ａ）及
び問題点（Ｂ）の説明図。

【図１６】従来例における，本発明の予備検討時の，凹
凸模様形成の説明図。

【図１７】上記予備検討時の問題点を示す断面図。

【図１８】上記予備検討時の問題点を示す斜視図。

【符号の説明】

１．．．板状素材， １０．．．鋼材， １００．．．凹凸模様， １１．．．側面， １１１．．．切欠き部， ２１．．．上ロール， ２２．．．下ロール， ３．．．左ロール， ３１．．．刻印面， ４．．．右ロール， ４１．．．保持部，

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状素材の幅方向における側面に凹凸模
   様を刻圧形成してなる鋼材を製造するに当たり，板状素
   材における幅方向の上面及び下面を上ロールと下ロール
   により，また板状素材の上記両側面を左ロールと右ロー
   ルとによりそれぞれ拘束して，上記板状素材を四方向圧
   延により，冷間圧延加工する方法であって，上記左ロー
   ル，右ロールの少なくとも一方は上記凹凸模様を刻圧す
   るための凹凸状の刻印面を有しており，かつ上記板状素
   材における上記凹凸模様を形成する側面には，その側端
   部に，刻圧時における余剰材料逃し用の切欠き部を有し
   ていることを特徴とする凹凸模様を有する鋼材の製造方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記切欠き部は斜面
   を形成していることを特徴とする凹凸模様を有する鋼材
   の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１において，上記切欠き部は，段
   状部を形成しており，該段状部はその開き角が１５０度
   以上であることを特徴とする凹凸模様を有する鋼材の製
   造方法。
4. 【請求項４】 請求項３において，上記段状部の角部分
   は弧状であることを特徴とする凹凸模様を有する鋼材の
   製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし３又は４において，上記
   凹凸模様は，上記幅方向における片面又は両側の側面に
   対して形成されることを特徴とする凹凸模様を有する鋼
   材の製造方法。