TWI605175B

TWI605175B - Selection method of main member of grid member and manufacturing method of high tension steel grid

Info

Publication number: TWI605175B
Application number: TW103145180A
Authority: TW
Inventors: Kan-Ei Asano
Original assignee: Takara Kizai Co Ltd; Fujiden Int Corp
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2017-11-11
Also published as: JP5707547B1; TW201534791A; KR102120242B1; KR20150105194A; JP2015168976A

Description

柵構件之主構件之選擇方法、及高張力鋼柵之製造方法

本發明係關於作為道路側溝或集水斗等之蓋或地板使用、至少於其主構件材料使用高張力鋼之高張力鋼柵之製造方法。

作為鋪面道路之側溝等之蓋使用之柵構件，一般而言係使包含I字形之剖面矩形之主構件以立起狀態平行排列，其上端側以連結構件連結而形成開口，並將主構件之兩端部分別以端構件連結而成，道路上之雨水或土砂通過其開口而落入側溝內。又，柵構件中亦有僅以主構件與端構件或僅以主構件與連結構件形成開口者。

又，通常柵構件於其上會有人或車輛通過，因此會將連結構件等相對主構件以連結構件等不從主構件之上端面突出之狀態連結固定，以消除凹凸。

此外，為了維持此柵構件之強度且謀求輕量化，且作為相同形狀同時使強度提升之柵構件之材料較佳為使用高張力鋼，關於使用高張力鋼作為此柵構件之材料，已記載於專利文獻1、2。

圖20係顯示本發明之高張力鋼柵背景技術之一例，(a)係顯示使用狀態之外觀立體圖，(b)係(a)之要部剖面圖，(c)係(b)之C箭視圖，此高張力鋼柵為記載於專利文獻1者。

此高張力鋼柵15，其特徵在於在無緣部之柵構件中僅將主構件11以高張力鋼作為材料，其他之連結構件12、端構件13係以非高張力鋼之一般構造用鋼作為材料。又，此例中，連結構件12係直接使用未扭轉之圓形棒。此外，符號W係顯示形成於主構件11與連結構件12間之開口，UA係顯示用於道路側溝之U字溝，Ub係顯示用以將高張力鋼柵15嵌入該U字溝之段部。

如此，在將連結構件12抵接於主構件11並電阻熔接後，在接合端構件13而作成製品之過程中之扭曲量較少，且即使產生扭曲亦容易矯正，能以生產效率亦即經濟性良好之製程製造符合製品基準之良品來作為使用高張力鋼作為材料之高張力鋼柵15。

又，如圖20(b)所示，在能使主構件11之厚度Ab薄化之結果，即使主構件11之設置節距BP相同，亦能使開口W之開口節距BW增大，能使通水性能提升。

又，專利文獻2中，提出了一種用於無上述段部Ub之溝部、藉由載於溝上面之緣部承受對柵構件之載重之具有緣部之高張力鋼柵，係透過將構成此緣部之端構件即Z字形狀構件之材料作為高張力鋼，而能在保持相同強度之同時達成薄化，且藉由此薄化，能藉由對一般能容易取得之高張力鋼板塑性加工來製造具有緣部之端構件，能發揮能立即以小批量對應包含主構件之柵構件規格要求等複數個獨特之效果。

然而，提出此等專利發明之本案申請人，於其申請後長達六年間，在製造、販賣了百萬個專利發明之高張力鋼柵之同時，亦解決了在製程中產生之各種問題而研究實地使用狀況之報告等的結果後，針對現狀之高張力鋼柵發現了數個應改良之解決課題。

其中一個課題，係若主構件之高張力鋼之拉伸強度過高，則在製程中，將在以連結了主構件與連結構件之狀態下排列複數個之主構件構成的柵構件中間長條體直接以旋轉刀具切斷時，切斷刃之耐用性變差而降低生產效率，生產成本變高。雖亦檢討了取代旋轉刀具而使用超高壓噴射水切斷機或雷射切斷機等，但其不適合上述狀態之主構件之切斷，或過於高價而就成本考量無法採用。

又，亦發現了一問題點，即僅使使用之高張力鋼之拉伸強度提高，雖具有重量減輕或運輸成本減輕之優點，但相反地，由於亦有材料單價上升或製造效率不提升之情形，因此反而無法提升整體之生產效率亦即成本減少之更佳改善或無法改善。此外，上述之解決課題，正因為係長達量六年以上製造了百萬個以上之高張力鋼柵之本案申請人才能發現之課題，解決課題本身亦係新穎。

又，專利文獻3中，雖記載了一種高張力鋼柵，其能減輕重量且能謀求成本之減低(該文獻說明書段落[0026])，但針對如上述成本上升要因之問題或對拉伸強度之全範圍如何使成本變化，進而如何以最經濟之方式提供有價格競爭力之高張力鋼柵之製造方法，則完全沒有記載。

進而，依據截止目前為止之經驗累積，僅使用專利文獻3所記載之高張力鋼等雖能使高張力鋼柵之販賣價格較使用習知之使用一般構造用鋼之柵構件減低至95%左右，但無法更加減低。隨著日圓貶值之影響而使鋼材價格亦有上升傾向，亦被要求減低成本以能對應其鋼材價格上升。

又，上述中，雖記載了將連結構件抵接於主構件並電阻熔接之壓接柵構件，但高張力鋼亦能使用於將連結構件等透過一般熔接連接於主構件之組裝柵之主構件等，在此種組裝柵之場合之減低成本問題亦會產生為新的課題。

又，已知在切斷高張力鋼即主構件時，若為壓接柵，則雖會使用旋轉之切斷刀，但若作為切斷對象之主構件之拉伸強度在某程度以上，則不但切斷刀之耐性時間大幅降低，亦會產生破損。此種切斷刀之切斷中之破損，不但會因加工中替換刀具使時間大幅損耗，亦會因飛散之碎片而對作業者帶來危害之製程上之安全問題。同樣之問題，可想見在以下說明之組裝柵之場合亦會產生。

[習知技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本特許466410號公報(圖3)

專利文獻2：日本特許466404號公報(圖1、2)

專利文獻3：日本特開2009-057750號公報(圖1)

本發明之目的在於，提供一種高張力鋼柵之製造方法，可改善上述問題，能在活用高張力鋼長處之同時維持製品之安全性與規格強度，生產效率高，有效地謀求重量減輕，亦能適用於組裝柵，價格競爭力更高且能最大限度確保製造上之安全。

本發明之高張力鋼柵之製造方法，該高張力鋼柵具備以立起狀態平行排列而負擔載重之主構件、以及至少連結前述主構件之兩端部分而形成開口之端構件或以維持前述主構件之平行排列狀態之方式連結該主構件之兩端部分以外之部分之連結構件之任一者，其特徵在於：使至少前述主構件之材料為容許應力300N/mm2以上、380N/mm2以下且拉伸強度850N/mm2以下之高張力鋼，並同時滿足下列兩個條件：滿足該範圍內被賦予之容許應力之前述材料之崩潰點為前述容許應力之1.3倍以上、且拉伸強度為該容許應力之1.8倍以上，透過上述構成，能提供一種高張力鋼柵之製造方法，能在活用高張力鋼長處之同時維持製品之安全性與規格強度，生產效率高，有效地謀求重量減輕，亦能適用於組裝柵，價格競爭力更高且能最大限度確保製造上之安全。

此外，雖無記載崩潰點之上限，但其為鋼材之一般常識，由於崩潰點較拉伸強度小，因此只要上述拉伸強度有上限，則崩潰點之上限亦會自動決定。

如上述解決手段所記載。

1~1K,1KA‧‧‧主構件

1a‧‧‧兩端部

2~2J‧‧‧連結構件

3、3D、3K、3L,3LA‧‧‧端構件

5~5M‧‧‧高張力鋼柵

W‧‧‧開口

WT‧‧‧載重

圖1係顯示本發明之高張力鋼柵一例，(a)係其主構件之剖面圖，(b)係使用(a)之主構件之高張力鋼柵之使用狀態的外觀立體圖，(c)、(d)、(e)係主構件之其他例之剖面圖。

圖2係顯示於本發明之高張力鋼柵中將連結構件連結於主構件且作為製品切斷成既定長度前之柵構件中間長條體的立體圖。

圖3(a)係概念顯示切斷圖2之柵構件中間長條體之狀態的外觀立體圖，(b)係顯示(a)之切斷刀之外觀立體圖。

圖4係顯示圖1、2之高張力鋼柵之各種成本資料的圖表，(a)係顯示相對容許應力(N/mm2：橫軸)之切斷成本上升率(縱軸。單位：%。將容許應力=160N/mm2之成本設為100%)的圖表，(b)係顯示相對該高張力鋼柵之主構件之容許應力(N/mm2：橫軸)之重量降低率(縱軸。單位：%。將容許應力=160N/mm2之重量設為100%)的圖表。

圖5係顯示圖1、2之高張力鋼柵之各種成本資料的圖表，(a)係顯示相對容許應力(N/mm2：橫軸)之主構件單價上升率(縱軸。單位：%。將容許應力=160N/mm2之成本設為100%)的圖表，(b)係顯示相對該高張力鋼柵之主構件之容許應力(N/mm2：橫軸)之成本降低率(縱軸。單位：%。將容許應力=160N/mm2之成本設為100%)的圖表。

圖6係顯示本發明之高張力鋼柵其他例，(a)係其正面圖，(b)係(a)之側視圖。

圖7(a)係顯示切斷圖6之高張力鋼柵之主構件之切斷機一例的要部立體圖，(b)例如係顯示將圖11之高張力鋼柵之柵構件沖孔之沖孔加工機一例的概念圖。

圖8係顯示圖6之高張力鋼柵之各種成本資料的圖表，(a)係顯示相對容許應力(N/mm2：橫軸)之切斷成本上升率(縱軸。單位：%。將容許應力=160N/mm2之成本設為100%)的圖表，(b)係顯示相對該高張力鋼柵之主構件之容許應力(N/mm2：橫軸)之重量降低率(縱軸。單位：%。將容許應力=160N/mm2之重量設為100%)的圖表。

圖9係顯示圖6之高張力鋼柵之各種成本資料的圖表，(a)係顯示相對容許應力(N/mm2：橫軸)之主構件單價上升率(縱軸。單位：%。將容許應力=160N/mm2之成本設為100%)的圖表，(b)係顯示相對該高張力鋼柵之主構件之容許應力(N/mm2：橫軸)之成本降低率(縱軸。單位：%。將容許應力=160N/mm2之成本設為100%)的圖表。

圖10係顯示本發明之高張力鋼柵其他例，(a)係其正面圖，(b)係(a)之AA箭視剖面圖。

圖11係顯示本發明之高張力鋼柵其他例，(a)係顯示其主構件與連結構件之關係之立體圖，(b)係以(a)之主構件與連結構件構成之高張力鋼柵之外觀立體圖。

圖12係顯示本發明之高張力鋼柵其他例，(a)係顯示其主構件與連結構件之關係之立體圖，(b)係以(a)之主構件與連結構件構成之高張力鋼柵之外觀立體圖。

圖13係顯示本發明之高張力鋼柵其他例，(a)係顯示其主構件與連結構件之關係之立體圖，(b)係以(a)之主構件與連結構件構成之高張力鋼柵之外觀立體圖。

圖14係顯示本發明之高張力鋼柵其他例，(a)係顯示其主構件與連結構件之關係之立體圖，(b)係以(a)之主構件與連結構件構成之高張力鋼柵之外觀立體圖。

圖15係顯示本發明之高張力鋼柵其他例，(a)係顯示其主構件與連結構件之關係之立體圖，(b)係(a)之主構件與連結構件之連結部分之前視圖，(c)係(b)之DD箭視剖面圖，(d)係以(a)之主構件與連結構件構成之高張力鋼柵之外觀立體圖。

圖16係顯示本發明之高張力鋼柵其他例，(a)係顯示其主構件與連結構件之關係之立體圖，(b)係以(a)之主構件與連結構件構成之高張力鋼柵之外觀立體圖。

圖17係顯示本發明之高張力鋼柵其他例，(a)係顯示於作為端構件之突緣部分使用L型鋼之高張力鋼柵之外觀立體圖，(b)係具備用以調整全高之管腳之高張力鋼柵之外觀立體圖。

圖18係顯示本發明之高張力鋼柵其他例，(a)係顯示外觀俯視圖，(b)係(a)之EE箭視剖面圖，(c)係顯示(a)之本體部之俯視圖，(d)係顯示(a)之通水板之俯視圖。

圖19係顯示本發明之高張力鋼柵其他例，(a)係顯示僅有主構件與連結構件之高張力鋼柵之外觀立體圖，(b)係於(a)具備用以調整全高之管腳之高張力鋼柵之外觀立體圖。

圖20係顯示本發明之高張力鋼柵之背景技術一例，(a)係顯示使用狀態之外觀立體圖，(b)係(a)之要部剖面圖，(c)係(b)之C箭視圖。

以下，使用圖式說明本發明之實施形態(實施例)。

<實施形態1>

圖1係顯示本發明之高張力鋼柵一例，(a)係其主構件之剖面圖，(b)係使用(a)之主構件之高張力鋼柵之使用狀態的外觀立體圖，(c)、(d)、(e)係主構件之其他例之剖面圖，圖2係顯示於本發明之高張力鋼柵中將連結構件連結於主構件且作為製品切斷成既定長度前之柵構件中間長條體的立體圖，圖3(a)係概念顯示切斷圖2之柵構件中間長條體之狀態的外觀立體圖，(b)係顯示(a)之切斷刀之外觀立體圖。

此外，本案中，雖使用「N/mm²」作為表示力之單位，但作為其代用標記，係使用「N/mm2」。

此外，圖1、圖10、圖17所示之高張力鋼柵，係對主構件之連結構件之連結使用抵接電阻熔接之壓接式。

此高張力鋼柵5，如圖1所示，係具備以立起狀態平行排列負擔載重之主構件1、以及將此等主構件1相隔一定間隔連結之連結構件2形成開口W，將此等主構件1之兩端部1a以端構件3連結的柵構件，其特徵在於，使至少前述主構件之材料為容許應力300N/mm2以上、380N/mm2以下且拉伸強度850N/mm2以下之高張力鋼，並同時滿足下列兩個條件：滿足該範圍內被賦予之容許應力之前述材料之崩潰點為前述容許應力之1.3倍以上、且拉伸強度為該容許應力之1.8倍以上。

本申請人如上所述般，創造出了一種高張力鋼柵之製造方法，其與習知鋼柵相較，係活用了僅使用高張力鋼作為材料時無法達成之高張力鋼之長處，同時維持製品之安全性與規格強度，生產效率高，有效謀求重量減輕，亦能適用於組裝用柵，價格競爭力較高且能最大限度確保製造上安全，使用圖說明其內容。以下，依序說明與其成本相關連之各要素。

此外，符號W係顯示形成於主構件1與連結構件12間之開口，U係顯示用於道路側溝之U字溝，Ub係顯示用以將柵5嵌入該U字溝之段部，此高張力鋼柵5，主構件1之兩端載於段部Ub，支撐對柵5之載重WT。又，圖1(a)、(c)、(d)、(e)之主構件之各種形狀將在實施形態3說明。

以下，使用圖4、5之圖表說明包含高張力鋼之鋼材之拉伸強度(容許應力)與成本之關係，亦說明本案之成本要素之第1要素。圖2所示之柵構件中間長條體5m，一般係使複數條(一般而言為34條。此外，圖中並未達到其條數)作為真直長條材以通常6m左右長度提供之主構件用之高張力鋼材料1m並列，將該等以連結構件2m連結，連結後之全寬一般為995mm。

將此柵構件中間長條體5m，於與長度方向成直角地，一般係如圖2中以兩點鍊線之切斷線CL所示般切斷14次，而能作成個別之柵構件之母材。圖3(a)係顯示其切斷之樣子，圖3(b)係顯示用於其切斷之切斷刀GC。圖3中，符號GT係顯示旋轉切斷機。

旋轉切斷機GT與切斷刀GC有分為一邊注入冷卻液一邊切斷之冷間切斷者與不特別使用冷卻液之熱間切斷者，在熱間之場合，於切斷時會產生火花。兩者在相對於作為切斷對象之主構件之拉伸強度(N/mm2)其切斷刀之刀耐性(能切斷幾次)均會改變。

其結果，可知隨著主構件之拉伸強度(N/mm2)變大，切斷刀之耐性與拉伸強度之平方成反比地變短，在超過850N/mm2之範圍中，切斷刀之破損可能性成為難謂為0%之狀態(有實際產生破損情事)，而無法確保製程上作業者之安全。圖4(a)係將考量此切斷刀之耐性後之切斷成本上升率與拉伸強度(N/mm2)之關係使用以滿足上述條件之方式設定之容許應力(N/mm2)而顯示。

此外，本申請案中，以容許應力為基準針對高張力鋼柵之成本作了檢討。其理由在於，本案申請人，在長達六年以上製造了100萬個以上高張力鋼柵之情形下，體察到了為了確保柵構件之安全性以每一支鋼材支撐載重之容許應力最為重要，減少成本一事亦必須以此容許應力作為基準來考察。

此圖4(a)之圖表，係顯示將容許應力為160(N/mm2)之情形(一般鋼之情形)設為100%，將一片切斷刀之價格加算了除以以該切斷刀能切斷之切斷柵構件中間長條體5m之切斷線CL之次數後之費用與一次切斷所需之人事費用等，實際上隨著高張力鋼之容許應力(N/mm2)變大，整體之切斷成本上升率(%)係如何變化。

從此圖4(a)可知，至高張力鋼之容許應力為380N/mm2為止，切斷成本上升率相較於一般鋼之柵構件之場合(容許應力=160N/mm2)雖最大為200%，但其為漸增狀態。

另一方面，可知在超過容許應力380N/mm2之部分中，由於高張力鋼之拉伸強度超過850N/mm2，切斷刀之耐性極端變差，且至切完一個柵構件中間長條體5m全部為止產生切斷刀之更換，使工時大幅增加，而必須考量切斷刀之破損問題，因此假設之切斷成本上升率雖能計算在內，但考量製造上之安全，無法作為材料使用。

關於此點，在此圖4(a)中，針對有容許應力400N/mm2以上、亦即有超過拉伸強度850N/mm2之可能性之場合，雖係假設地以白圓圈與虛線顯示為切斷成本上升率，但相較於一般鋼為900%以上。此外，以下各圖中，亦將從確保製造上之安全之觀點來看無法實際使用之部分之圖表以白圓圈與虛線顯示。

又，此圖4(a)所示之圖表，係將目前為止在一般鋼使用之設備、亦即加工機械或加工工具直接使用的條件下所得到的。切斷刀之耐性或破損問題或以下說明之組裝場合之切斷型之相同問題，雖藉由改變成亦能對應拉伸強度高之高張力鋼者即有可能解決，但此情形下，用於其之切斷機等需為強度更高者，切斷刀等之價格亦會大幅上升，成本上難以採用。

亦即，本案係以可直接利用習知設備來製造高張力鋼柵作為前提，此處所說明之各種圖表或作用效果亦係依據該前提所得。又，所謂直接使用習知設備，係指申請人在今後為了增產高張力鋼柵之生產量，而在外包加工之場合亦能不使該外包工廠等產生多餘追加投資之觀點，能夠發揮省資源且迅速對應增產的效果。

圖4(b)係顯示相對上述高張力鋼柵之主構件之容許應力(N/mm2：橫軸)之重量降低率(縱軸。單位：%。將容許應力=160N/mm2之重量設為100%)的圖表。此圖表中，例如重量降低率80%，係指相較於容許應力=160N/mm2之重量減量20%，而成為80%之重量的意思。

此圖表中，針對重量降低率，有容許應力為160N/mm2以上且未滿220N/mm2之群組A、容許應力為220N/mm2以上且未滿300N/mm2之群組B、容許應力為300N/mm2以上且380N/mm2以下之群組C、容許應力較380N/mm2大之群組D的四個容許應力群組，各群組內，重量降低率相等，在群組為不同之A,B,C,D中，重量降低率亦顯示100%、約減12%之約82%、約減28%之約72%、約減33%之約67%。

此種群組化之概念，若為以習知一般鋼作為材料之柵構件則全然無此種知識，而係六年間以上製造販賣了百萬台以上之高張力鋼柵之累積中才能透過體驗所獲得的知識。亦即，從經驗可知，實際上將主構件之材料對鋼材製造廠下訂單時，即使嚴密地指定容許應力等規格，就成本而言亦非常難以提供符合其規格之材料，若非某一定容許應力之範圍內則不能確實地提供低成本材料。

因此，在材料下訂之場合，僅在本次所得之各群組之容許應力範圍內進行，其情形下，若不以該群組之容許應力之最低值計算重量降低率則無法確保安全性，因此重量降低率在各群組內均相等。

亦即，在為高張力鋼之場合，能選擇之拉伸強度之選項較廣，理論上雖能將與要求之容許應力對應之拉伸強度之高張力鋼下訂為材料，但實際上若檢查進貨之高張力鋼材料之強度資料，若拘泥於特定之拉伸強度則單價會變得非常高，結果若不從上述之容許應力群組以本案發明基於上述條件算出之拉伸強度之群組單位來下訂，則無法在確保較習知一般鋼高之容許應力之同時取得具有成本競爭力之單價之高張力鋼材料。

是以，此種群組區分與作為其結果之該圖表所示之重量降低率本身，係過去業界知識中所未見且亦有任何隱含。相較於拉伸強度之規格範圍限定於一定值之單一群組之習知柵構件，能選擇各種拉伸強度(容許應力)之高張力鋼柵中此種複數個群組化為必須一事，對發明所屬技術領域中具有通常知識者而言係無法預測，其係依據上述經驗之累積、該累積之分析結果，在本申請案中才得以公開。

此容許應力群組A,B,C,D，在之後之圖表中亦因相同理由而被採用。又，容許應力群組D，如在此圖4(b)中亦顯示、在圖4(a)中亦說明般，係從最大限度確保製造上安全之觀點來看無法採用之群組，因此該圖表為假想顯示者。

圖5(a)係顯示相對容許應力(N/mm2：橫軸)之主構件單價上升率(縱軸。單位：%。將容許應力=160N/mm2之單價設為100%)的圖表。根據此圖表，可知相對高張力鋼之容許應力之主構件之材料單價(每公斤單價)在群組B遽增約117%，在群組C漸增約122%，在群組D又遽增約133%。

此種相對於群組B,C,D之材料單價(每公斤單價)之增加不均一性，亦係依據從習知鋼假定之相對於容許應力(拉伸強度)之上升均為相同上升的常識所無法預測的，而係透過累積了上述實績後之整體成本分析才能得知的。

考量上述所有之成本要因，可得到顯示圖5(b)之相對主構件之容許應力(N/mm2：橫軸)之成本降低率(縱軸。單位：%。將容許應力=160N/mm2之成本設為100%)的圖表。此圖表中，例如所謂成本降低率80%，係顯示相較於容許應力=160N/mm2其成本下降20%，而成為80%。

參照此圖5(b)可知，成本減低率最大之部分為容許應力300~380N/mm2之群組C，相較於習知鋼，達成約減少20%之80%左右的成本。藉此，可知若將此群組C之高張力鋼作為主構件使用，與目前之習知鋼相較，雖將販賣價格設為95%已係其極限，但能將販賣價格減低至遠超過該價格，價格競爭力大幅提升。

此外，群組B之成本減低率雖亦有達成約減少10%之90%左右的成本之效果，但習知鋼之販賣價格之95%左右係其極限，此種程度之減低，價格競爭力難謂變佳。又，關於群組D則如前述般，從製造上之安全確保之觀點來看並無法製造。

從以上可知，根據本實施形態之高張力鋼柵之製造方法，能得到能活用高張力鋼之長處，同時維持製品之安全性與規格強度，生產效率高，有效謀求重量減輕，價格競爭力較高且能最大限度確保製造上安全的效果。

此外，本案申請人，在六年以上百萬個以上之製造販賣實績中，持續致力於減低成本，惟截至目前，僅能將販賣價格減低至習知鋼之95%左右。儘管如此，與其輕量性相輔相成地，柵構件市場中申請人之高張力鋼柵之市占率超過6%，本案申請人之柵構件製造量整體所占之高張力鋼柵之比例亦超過80%。

在此種狀況下，只要能更加減低販賣價格，即可容易想見價格競爭力會更增加，市場佔有率亦會提升。且，在道路等土木領域所必須之零件之柵構件能以更少之鋼材製造，此點亦會降低鋼材整體之使用量，能為省資源、省能源且愛護地球之技術。

此實施形態中，除了上述容許應力之範圍以外，如前述般，係要求作為高張力鋼柵之主構件材料之高張力鋼要求同時滿足以下三個條件：(1)拉伸強度為850N/mm2以下之高張力鋼； (2)滿足該範圍內被賦予之容許應力之前述材料之崩潰點為前述容許應力之1.3倍以上；(3)拉伸強度為該容許應力之1.8倍以上。

之所以要求(1)之條件，係如以圖4(a)所說明般，有可能產生切斷刀之破損，無法最大限度確保製造上之安全，並非實用之故。

(2)之條件，係為了使柵構件不殘留負荷除去後之變形而設定之條件，與習知一般鋼相同條件。然而，高張力鋼中，拉伸強度與崩潰點之關係，會依適用對象而有各種組合。例如，被要求高強度之建築用鋼、土木、海洋構造物、造船、各種貯槽用等各種組合。

在高張力鋼使用量多之汽車車體用中，相較於習知鋼其崩潰點為同等或較低且拉伸強度大。此係用以緩和衝擊，但由於崩潰點低因此作為柵構件無法充分減輕重量，且鋼材本身為高價，因此無法使成本便宜。

本案申請人，在製造高張力鋼柵之過程中，針對相對於容許應力之崩潰點、拉伸強度之關係，從六年以上百萬個以上之製造累積中發現了崩潰點必須滿足此條件。

(3)之條件，主要係因與材料之疲勞極限之關係而於作為實際製品之柵構件考量使用時是否有安全上之問題，係從長年累積經驗中所選擇的條件。一般而言，從容許應力來看拉伸強度，最低為1.67倍，推薦則為2倍以上，越大成本降低率越低。

此次，申請人，從六年以上百萬個以上之製造累積當中，以最能降低成本之鋼材進行了各種試驗之結果，發現了只要至少1.8倍以上，則能實際消除疲勞破壞。此外，此結果顯示於圖4、5之圖表。

總結以上，根據本高張力鋼柵5之製造方法，係一種使至少前述主構件1之材料為容許應力300N/mm2以上、380N/mm2以下且拉伸強度850N/mm2以下之高張力鋼，並同時滿足下列兩個條件：滿足該範圍內被賦予之容許應力之前述材料之崩潰點為前述容許應力之1.3倍以上、且拉伸強度為該容許應力之1.8倍以上，藉此能提供能活用高張力鋼之長處，同時維持製品之安全性與規格強度，生產效率高，有效謀求重量減輕，亦能適用於組裝用柵，價格競爭力較高且能最大限度確保製造上安全的高張力鋼柵之製造方法。

此外，此技術思想，如後述般在無連結構件且無端構件、進而在組裝之高張力鋼柵亦同樣有效，發揮同樣作用效果。又，技術思想如本案說明書整體所記載般亦適用於壓接類型、組裝類型之任一種高張力鋼柵。

此外，專利文獻3：日本特開2009-057750號公報(圖1)中，作為能採用之高張力鋼之例，於其段落[0023]例示有HT80(崩潰點=360N/mm2以上，拉伸強度=780N/mm2以上)。然而，選擇此高張力鋼之製造方法不屬於本案發明之技術範圍。

之所以如此說，係因在此HT80中崩潰點為365N/mm2以上，故容許應力為280N/mm2以下。由於拉伸強度為780N/mm2以上，因此雖只要433N/mm2以下即可，但為了兼容必須為280N/mm2以下。此點不滿足本案發明之要件。實際上，圖5(b)中，在280N/mm2(群組B)中成本降低率不如預期，無法提供最便宜且安全性高之柵構件。

<實施形態2>

圖6係顯示本發明之高張力鋼柵其他例，(a)係其正面圖，(b)係(a)之側視圖。此高張力鋼5MA係上述之被稱為組裝柵者，與圖11~圖16所示者相同。又，此高張力鋼柵，係圖17之組裝柵之基本型，為本次成本計算之對象。

此高張力鋼5MA由平行排列之主構件1KA與熔接連結該主構件1KA兩端部之端構件3LA構成。主構件1KA與端構件3LA之熔接並非抵接電阻熔接，而係一般熔接。

在切斷圖6之高張力鋼柵之主構件時，係藉由圖7(a)所示之具備剪斷切斷公型Ca、剪斷切斷母型Cb、以及決定切斷長度之抵接構件Cc的切斷機CM，在切斷線CL切斷既定寬度之長度高張力鋼材料1n而製得。此情形下從經驗可知，切斷型Ca,Cb相較於高張力鋼材料之拉伸強度之耐性，與實施形態1之壓接類型之高張力鋼之場合相同，亦會同樣產生破損之問題。

在對用於圖11之高張力鋼柵之長度高張力鋼材料1o沖出連結孔1e時，雖係使用具備如圖7(b)所示之沖孔公型Pa與沖孔母型Pb之沖孔加工機PM，但此情形亦從經驗可知會產生相同之沖孔型Pa,Pb之耐用性與破損之問題。此外，同樣之沖孔亦在圖12、13、14、15之主構件進行，而發生相同問題。

基於以上，針對組裝類型之高張力鋼柵，與壓接類型之高張力鋼柵同樣地計算成本後之圖係圖8與圖9。

此等圖所示之圖表，與圖4、5之壓接類型之高張力鋼柵之圖表相同，其結果，可知組裝類型之高張力鋼柵之製造方法亦發揮與圖1之高張力鋼柵之製造方法相同效果。

特別是，此組裝類型之高張力鋼柵之製造方法，為圖9之群組C之成本降低率75%而削減率更提升，價格競爭力更加提升。

<實施形態3>

在如上述之實施形態1之容許應力(在拉伸強度為540~850N/mm2)之範圍內，壓延加工性被維持，如以圖20所說明般，主構件11不限定於長方形形狀之扁條形狀，亦能藉由冷間壓延、熱間壓延作成如圖1(a)所記載之I棒形狀，此時，能將最厚部分1b之厚度設為3mm，另一方面，雖能將薄部分1c之厚度tc設為例如1.5mm以上、2mm以下，但從與最厚部分1b之厚度3mm之構造性平衡來看較佳為設為1.8mm。

此處，習知之圖20之高張力鋼柵中，由於主構件11整體係1.6mm之扁條，因此用以使主構件11抵接連結構件12並電阻熔接之治具，必須作成具備配合此薄度之槽與槽間間距之習知未見者，在如本申請人之開發者中，準備此種專用治具一事雖就成本考量並不會浪費，但在對柵構件業者之其他業者授權實施等場合，必須進行重新準備專用治具之初期投資，而被要求此點有所改善。

然而，若為最大厚度3mm之I棒，業界之一般業者，由於以往即具備配合其之扁條用治具，因此能減少或完全消除供其他業者實施時之初期投資，解決一個在增加能製造高張力鋼柵之同業者數目時之障礙，能更簡單地增加在高張力鋼柵之業界整體之製造量。

此外，以往主構件之最大厚度，就規格而言在I棒之場合已決定為5mm、7mm，在扁條之場合已決定為3mm、4.5mm、6mm、9mm、12mm、16mm，請求項中記載為3mm以上之主構件之厚度，一般限定於此等之厚度，但在規格上設定更厚之主構件之場合，則亦包含該等之厚度。

又，主構件之形狀，在如上述般使用壓延加工性佳之鋼材時，可為如圖1(c)之Y字形主構件1A、如(d)之U字形主構件1B、如(e)之T 字形主構件1C，其形狀選項增加。

又，上述說明中，雖針對主構件提出了容許應力之範圍形態，但如請求項亦有記載，上述各種形態不僅主構件，亦適用於連結構件、端構件。又，亦可僅使主構件為高張力鋼，其他連結構件、端構件為非高張力鋼之鋼材、例如一般構造用壓延鋼材(SS400 JIS G-3101)。

<實施形態4>

本發明之高張力鋼柵之製造方法中，本申請人在長達六年之製造經驗中，發現至少主構件之材料即高張力鋼材之C+Mn/6之含有量能設為0.60%以下，該值係保持維持柵構件構造之熔接性之極限值。

此0.60%以下之數值本身，雖亦係記載於JIS規格之數值，此數值在標準狀態下熔接同種之材料彼此時或許為具有可靠性之數值。

然而，本申請人，實際在柵構件製品中製造了百萬個以上之柵構件製造實績當中，例如在將高張力鋼之主構件與一般構造用鋼材之連結構件抵接電阻熔接後，如圖3(a)所示切斷時，驗證熔接部分是否有偏離情形後，確認了上述0.60%以下之數值係一實用上可信賴之數值，就此點而言亦可謂具有充分進步性。

又，一般而言，在上述之容許應力為300N/mm2以上且380N/mm2以下之範圍中，實用上雖標準為0.55%，但本申請人發現實際製造製品且可維持如上述之熔接性之範圍可為較大之0.60%以下。

<實施形態5>

本發明之高張力鋼柵之製造方法中，在自身所有之鍍敷工廠工作之本申請人在長達三年之製造經驗中，發現至少主構件之材料即高張力鋼材之矽Si之含有量能設為0.01%~0.06%及0.13%~0.3%之範圍內，此情形下，不會產生鍍敷(熔鋅鍍敷)光澤較少而外觀變差之鍍敷燒毀。

此矽Si之含有量範圍，並非單純採用一般專門書中所記載之數值，而係實際上在百萬個以上之柵構件之製造實績中反覆對柵構件進行鍍敷後，根據鍍敷光澤會因該矽Si之分布而有不均勻等之現場經驗，實證了該數值範圍係一妥適範圍後才加以採用，就此點而言可知具有進步性。

進而，本申請人在上述製造實績中，於最終步驟進行熔鋅鍍敷時，亦發現了形成最佳鍍敷厚度有一重要要件。

亦即，從過去經驗推導出，在熔鋅鍍敷之場合，高張力鋼柵整體浸於熱水中之時間最低限度必須有30秒，若矽量超過上述範圍，則鋅鍍敷之合金層之生成會變早，而會形成必要以上之鋅鍍敷層，不但成本提高，且重量亦增加。

<實施形態6>

作為本案之製法對象之高張力鋼柵之主構件及連結構件之形狀，非僅限於所記述者，以下之圖10~圖18之形狀，亦可針對以柵構件為基礎之所有加工品作成已述之實施形態1~5所記載之形態，而能發揮其形態之效果。

圖10係顯示本發明之高張力鋼柵其他例，(a)係其正面圖，(b)係(a)之AA箭視剖面圖。以下對與已說明部分相同之部分賦予相同符號，省略重複說明，又，對與已說明部分相同之部分賦予符號，僅說明與已說明部分不同點。

圖10之高張力鋼柵5D雖與圖1之高張力鋼柵5具有下述差異點：主構件1D與圖14之主構件11同樣地為長方形扁條形狀、端構件5D呈所謂具緣部之Z字形且由此端構件5D負擔柵構件5D之載重WT、連結構件2為雙棒，但此高張力鋼柵5D亦能適用上述實施形態1~5之形態，在適用時，同樣發揮該形態之效果。又，主構件亦包含剖面形狀為長方形之扁條形狀。

此高張力鋼柵5E雖與圖1之高張力鋼柵5具有下述差異點：連結構件2E為圓棒，並非主構件1E之上端而係貫通位於全高約一半處之連結孔1e並藉由熔接或捲壓加工來連結固定於主構件1E，但此高張力鋼柵5E亦能適用上述實施形態1~5之形態，在適用時，同樣發揮該形態之效果。

此高張力鋼柵5F雖與圖1之高張力鋼柵5具有下述差異點：連結構件2E為角棒，並非主構件1E之上端而係貫通位於全高約一半處之連結角孔1f並藉由熔接或捲壓加工來連結固定於主構件1F，但此高張力鋼柵5E亦能適用上述實施形態1~5之形態，在適用時，同樣發揮該形態之效果。

此高張力鋼柵5G雖與圖1之高張力鋼柵5具有下述差異點：連結構件2G為具有槽2g之扁條形狀且主構件1G收容於此連結構件2G之槽2g，並藉由熔接來連結固定於主構件1G，但此高張力鋼柵5G亦能適用上述實施形態1~5之形態，在適用時，同樣發揮該形態之效果。

此高張力鋼柵5H雖與圖1之高張力鋼柵5具有下述差異點：連結構件2H為扁條形狀，主構件1H於其下端具備收容連結構件2H之槽1h，連結構件2H收容於此槽1h，並藉由熔接來連結固定於主構件1H，但此高張力鋼柵5H亦能適用上述實施形態1~5之形態，在適用時，同樣發揮該形態之效果。此外，雖槽1h之存在在疲勞強度上不利，但只要將連結構件2與主構件1H同樣地熔接即能解決該不利點。

此高張力鋼柵5I雖與圖1之高張力鋼柵5具有下述差異點：連結構件2I為圓形類型，並非主構件1I之上端而係貫通位於全高約一半處之連結孔1I，並如圖8(b)、(c)所示藉由捲壓加工來連結固定於主構件1I，但此高張力鋼柵5I亦能適用上述實施形態1~5之形態，在適用時，同樣發揮該形態之效果。

此高張力鋼柵5J雖與圖1之高張力鋼柵5具有下述差異點：連結構件2J係使具有高度較主構件1J高些許之範圍之高度的板彎曲成波狀而成的波狀體，其突出部分之表面接觸於主構件1J而熔接，連結固定於主構件1J，但此高張力鋼柵5J亦能適用上述實施形態1~5之形態，在適用時，同樣發揮該形態之效果。

圖17(a)之高張力鋼柵5K與圖1之高張力鋼柵5相較具有下述差異點：端構件3K係作成L型鋼之具突緣之柵構件。此高張力鋼柵5K亦能適用上述實施形態1~5之形態，在適用時，同樣發揮該形態之效果。此外，在此具備緣部之柵構件之場合，不一定僅有上側L型鋼之形狀，亦可如圖6之柵構件5D之端構件3D般作成Z字狀，此情形下亦可組合兩個 L型鋼。

圖17(b)之高張力鋼柵5L雖與圖1之高張力鋼柵5具有下述差異點：主構件1與連結構件2與端構件3係與圖1之柵構件5之主構件1與連結構件2與端構件3相同之構成但於下部連結固定有較柵構件5L高度高之管腳4，但此高張力鋼柵5L亦能適用上述實施形態1~5之形態，在適用時，同樣發揮該形態之效果。

此圖18之高張力鋼柵5M與圖1之高張力鋼柵5相較具有下述差異點：無連結構件2且將複數個主構件1K端部以端構件L加以連結，於此主構件1K上設置有通水板4。

於柵構件5M下部設有涵蓋主構件1K之安裝板3b。通水板4雖亦係將紋路鋼板作成矩形，但亦可係無如紋路鋼板般之突起者。於通水板4雖設有細長之通水孔4a，但亦可無此通水孔。通水板4之寬度較隔著主構件1K之端構件3L間之間隔小，其結果，於通水板4與端構件3L之間形成有通水間隙5a。

此高張力鋼柵5M，例如設置於設置在地中之導水管的上部，設置成通水板4與道路等之表面相同面，係用於道路等表面之排水。

根據此高張力鋼柵5M，除了通水效果以外，亦發揮與圖1之高張力鋼柵5相同效果。

圖19(a),(b)之高張力鋼柵5KA、5LA，係除去圖17(a),(b)之高張力鋼柵5K、5L之端構件3K、3後而成者，僅以主構件1、連結構件2形成柵構件之主要部分。依據用途不同，此種高張力鋼柵5KA、5LA亦有需要。此等高張力鋼柵5KA、5LA，發揮與高張力鋼柵5K、5L相同之效果。

此外，本發明之高張力鋼柵不限定於上述實施形態(實施例)。又，能在申請專利範圍所記載之範圍、實施形態(實施例)之範圍作出各種變形例、組合，該等亦為申請專利範圍之技術範圍所含。

產業上可利用性

本發明之高張力鋼柵之製造方法，該高張力鋼柵係能活用高張力鋼之長處，同時維持製品之安全性與規格強度，生產效率高，有效謀求重量減輕，亦能適用於組裝用柵，價格競爭力較高且能最大限度確保製造上安全，而在被要求上述優點之產業領域中，特別是能作為道路之側溝蓋、集水斗蓋或無塵室或多數樓層停車場等之地板、或樓梯之踏階之高張力鋼柵之製法使用。

1、1A、1B、1C‧‧‧主構件

1a‧‧‧兩端部

1b‧‧‧最厚部分

1c‧‧‧薄部分

2‧‧‧連結構件

3‧‧‧端構件

5‧‧‧高張力鋼柵

U‧‧‧U字溝

Ub‧‧‧段部

W‧‧‧開口

WT‧‧‧載重

Claims

一種柵構件之主構件之選擇方法，該柵構件具備以立起狀態平行排列且負擔載重之由高張力鋼構成之主構件、以及至少連結前述主構件之兩端部分而形成開口之端構件或以維持前述主構件之平行排列狀態之方式連結該主構件之兩端部分以外之部分之連結構件之任一者，其特徵在於：在300N/mm2以上、380N/mm2以下之範圍內選擇前述主構件所要求之容許應力；進一步算出滿足前述容許應力之材料之崩潰點為前述容許應力之1.3倍以上、且未滿850N/mm2；且算出拉伸強度為該容許應力之1.8倍以上、且850N/mm2以下；選擇同時滿足前述崩潰點與前述拉伸強度之高張力鋼。
如申請專利範圍第1項之選擇方法，其中，主構件係最大厚度部分之厚度為3mm以上之I棒形狀。
如申請專利範圍第1或2項之選擇方法，其中，至少主構件之材料係C+Mn/6之含有量為0.60%以下。
如申請專利範圍第1或2項之選擇方法，其中，至少主構件材料之矽Si含有量為0.01%~0.06%、0.13%~0.3%。
如申請專利範圍第3項之選擇方法，其中，至少主構件材料之矽Si含有量為0.01%~0.06%、0.13%~0.3%。
一種高張力鋼柵之製造方法，其包含：將藉由申請專利範圍第1項之選擇方法而選擇出之主構件以立起狀態平行排列之步驟；將前述主構件、與至少連結前述主構件之兩端部分而形成開口之端構件或以維持前述主構件之平行排列狀態之方式連結該主構件之兩端部分以外之部分之連結構件之任一者予以熔接之步驟。