JPS6096309A - 補強された金属帯材の製法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、補強用の深彫レリーフを備えた金属帯材を圧
延によシ得ることを可能にする方法並びにこの方法を実
施するための装置すなわち対応する適正形状のロールを
対象とする。

橋敷板および床張板の経済的な製造のためには、リブに
よって慣性モーメントを強化した板材が従来から用いら
れてきた。このため、片側の面を縦方向のリブで補強し
たシート状のアルミニウムのノ臂ネル材を押出しによ＃
）製造することが通常はおこなわれている。押出し加工
により、押出しの方向に閉じた断面をもつケーソン形の
部材さえ製造できる。但し押出し加工は費用のかさむ方
法であることは変らない。

凹状に彫込んだ模様またはみそを含むロール間の圧延に
よって、これと対応して浮出し九模様を含むアルミニウ
ム帯材が通常では製造され、このアルミニウム帯材はそ
の後所望の形状の板材として加工することができる。し
かし、たとえば円錐形装飾のある板材に付いているよう
なこれらの模様は厚さが薄く、１ミリメートルのオーダ
ーでしかない。これらは装飾あるいはすベシ止めのため
のもので、板材の曲げ強さへの夾質的効果はない。

ロールの凹部に圧延金属が昇るのを容易ならしめ、かつ
板材の浮出し模様の根元部に破断の開始点ができるのを
防ぐため、ロールの凹部はロール表面と鋭角でつながら
ず、はとんどの場合丸味付けするか、あるいは少くとも
斜面取シした面でつながっている。ふつう先行技術では
、四−ルの凹部の側面は凹部の底のほうに向かって集中
していき、ロール面に対し垂直をなさない傾斜面である
。

さらに計算によれば、帯材Ｋかな夛の深さの模様をつけ
るためには、金属とロールの間の＊＊係数を大きくすゐ
と同時に、模様の両側で金属の厚さを大量に減らすこと
が望ましい。ここに圧延の条件がむずかしく費用がかさ
む原因がある。

ところで、ロール表面と凹部面とを接続するのに鋭い稜
を用いることは好ましくないとしても（但し先行技術に
よれば丸味付けするかまたは少くとも斜面取シした接続
面がむしろ用いられているのだが）、着想に反して凹部
の底にむかって集中していく傾斜ｍ（正規の逃げ）をめ
ることもあまシ望ましくないことは明らかである。ロー
ルの凹部を満たす金属は、実際は凹部の傾斜面との摩擦
によって横方向移動を阻止される。圧延ロール上に、入
口部を除いて、ロールの軸線に１直であるかあるいは７
７ンＩカツト”の形に傾斜させた側面をもつ凹部、すな
わち底部方向に拡大していくばち形状の凹部を設けるこ
とによって優れた結果が得られること＃ｉ明らかである
。金属はこの種の凹部に侵入すれば、これらの側面に対
する原振によって制動されることはもはやない。しかし
底部へ向かう凹部の拡がシは僅かでしかない。ロールの
軸線に対する垂線に対して凹部側壁のなす”アンダカッ
ト”の角度αはほぼ５Ｄ　に制限されなければならない
が、これｔま凹部内に押込まれた金属か拡がるのを制限
し、かつ、後の工程で帯材上の浮出し模様がロールの凹
部の外側にさしたる困難もなく出ることができるように
する。この形状は圧延ロールの凹部の底部にむかって僅
かに開いており、圧延の方向に縦にリゾを付けた板材を
製造するのにとくに有利であることを示した。この場合
ロール凹部は円周みぞの形をもつ、もちろん、平行側面
をもつ隆起リブはロールの凹部またはみそ内に強く固着
する。この現象は、ロールの凹部またはみそ形が帯材内
にロールの軸方向面に対してばち形の横断面をもつリブ
を作シＷす１アンダカツト”をもつ側面を備えている場
合にいっそう確実になる。

ロールの出口側で、帯材をロールから引離し、かつロー
ルに帯材が巻付くのを防ぐため、大きな引張力を帯材に
加える必要がある。リブの頭部または少なくともリブの
中央部分は、金属がみその全容積を満たしていなければ
、角を除去されたみ断の開始点も生じないためには、ロ
ールのみそ形の側面のアンダカットが、ロールの軸線に
対し垂直をなす面に対してなす角度が小さい（およそ５
＠）ことが条件である。帯材をロールから引離すため、
圧延された帯材に加えられる引張力は、帯材の横断面に
対して４ＯＮ／−以上であることができる。

アル２ニウムおよびアルミニウムの合金の場合は通例で
はおよそ４０乃至５ＯＮ／−である。

しかし、現在の冷間圧延加工で使用しうる圧力を考慮す
れば、深彫レリーフは比較的軟性かつ冷間圧延性の充分
な金属ないし合金の場合にだけ得ることかできる。弾性
限界が２００ＭＰ瓢に等しいかそれ以下の焼なまし状態
またはこれに類する状態のアルＺ＝クム合金は本発明方
法にとくに適している。さらに、金属が凹部を満たすた
めＫは一定の幾何学的条件を要する。凹部の深さｐは凹
部の幅ｌより普通は太きく、さらに凹部は相互にａ５ノ
乃至３ノに含まれる距離ｄの間隔を備えて１いなければ
ならない。α５７以下では、２つのみぞ形を距でるシー
ト部の機械抵抗は不充分になる。

３１以上では、金属がみそ形を充分に満たすことができ
ない。

帯材に与えられる（−！Ｌ−！　ｘ　１ｏ　ｏ　）を単
位とする畠 総鍛圧（但しＳは出発横断面、−は製品の最終横断面を
あられす）は通常では６０以上の高い値であることが望
ましい。

それ故、本発明の方法は、ロールの少くとも１本に対し
て上記の説明と一致する凹部１＋はみぞ形を加工し、か
つ、これらの単または複数個のロールを固定し、日−ル
の圧縮力Ｐが小さい場合の総鍛圧が６ｏ饅以上になるよ
うな厚さをもつ帯材をかみこませ、この帯材を巻取ドラ
ムに固定して一定の引張力Ｆを与え、所望のシート厚・
を得る九め速度、圧縮力Ｐおよび引張力Ｆを同時に徐々
に増加するというものである。

従って、隆起リゾをもつ板材、すなわち、リブと底部を
結ぶ金属シート部の厚さ・の２倍以上の高さｈをもつ縦
方向リブを備えた板材を製造することができた。仁の高
さｈは、リブを結ぶシート部の厚さ・の少くとも５倍で
あるとともできる。

たとえば、高さｈと間隔ｄが等しい、すなわちピッチが
高さのおよそ２倍であるリブの場合、縦方向に等しい慣
性率すなわち慣性モーメントについて、同じ素材、同じ
総厚みの完全な板材に対しておよそ半分の重量の利得が
ある。

この圧延方法は、金属の心材が少くとも１枚の表面金属
層（たとえばはんだ、陰極保護、等々）あるいは金属と
プラスチック材料との複合材料で被薇された複合帯材に
も適用できる。

このようにしてすべての公知の方法（はんだ、接着、等
々）Ｋよって得られる２枚のリブ付き帯材または板材を
結合することによって、リブが交叉している（平行では
ない）場合２軸応力に耐えうる構造を得るξとができる
。

以下に添付図面を１照して本発明の１具体例について説
明する。

第１図は、２個のロール２および３間で圧延されてｗｃ
３図の横断面をもつ帯材４に加工される、厚さＩｇｌＪ
Ｉ、幅９５０ｎの３００３香焼なましアルミニウムの平
帯材１を示す。ロールの出口側でこの帯材４は、引張力
Ｆがおよそ２００００ＯＮの巻取ドラム５によって巻取
られる。２個のロール２゜３間の圧縮変形力Ｐは帯材１
の幅およそ７００ＯＮ／ｇＫ対しおよそ７０００００Ｏ
Ｎである。

ロール２は、第２図の断面をもつ一連の平行な円周みぞ
を含み、日−ル３は、先行技術に従い、ロール返面に規
則的に配列された一連の浅い凹み模様列７を含む。

第２図でわかるように、ロールのみそ形６がこのロール
２の包絡円筒面９と斜面８によって斜めにつながってい
れば、これらのみそ形６は６アンダカツト″をもつ放射
状側面１０をもち、従ってみぞ形６はロール２の外周よ
シも底部のほうが広い幅をもつ。これらのみそ形６の底
部方向への開きはごく僅かでおる。側面１０の母線が、
ロールの軸線に対する垂線（まｆｃはみその軸面）に対
してなす角αは僅か５°である。これらのみそは、深さ
νが７朋、ロール２の外周上の最も狭い部分の幅１１が
４Ｂである。みぞの間隔ｄは４關である。

第３図でわかるように、リブ付帯材４は片側の面に材料
リブ１１を含み、材料リブの高さｈは、ｐ−ルみぞ形６
の深さｐにほぼ等しく、材料リブ１１の幅側は、日−ル
みぞ形６の最も狭い、ロールみぞ形６のピッチと同じピ
ッチと同じピッチの部分の幅にほぼ等しい。帯材４の他
方側の面には僅かな厚さの凹凸ｔｇがあシ、図ではロー
ル３の模様７に対応するａｇｍの凹凸となっている。

これらの凹凸については公知である。

最後に、材料リブ１１間の連続シート部１３を構成する
帯材４の最も薄い部分は厚さが僅かＬ８鱈しかない。

圧延加工工程でロール２０円周面によって圧縮された帯
材ｌの金属はロール２のみそ形６の底にほぼ達するまで
押込まれてリブ１１を形成する。

帯材の金属は、ロールみぞ形６の入口部分でよ）も底部
でのほうかより幅広くひろが）、シかも、材料リブ１１
の上端部で幅Ｉｍによシ示されているように、ロールみ
ぞ形を完全に満九すことはない。材料リブの上端部の幅
ノ３は、ロールみぞ形６の入口部の幅！！よシ僅かに狭
い。本具体例の場合は７３１　Ｗ　＆　８１１ｍ　であ
る。材料リブが最大幅１１をもつのは、リゾ底部だけで
あシ、この幅は平行面１４によって制限される。圧延加
工工程で帯材ｌの金属は、ロールの外周面９によシ加え
られる圧縮力によってロールみぞ形６のなかに押込まれ
る。金属材料ｌは、ロールみぞ形６０表かで放射状の側
面ｌＯに従って広がり、この広がシは、帯材金属がロー
ルみぞ形６の出口部から１引抜かれる”までにはみぞ６
のほぼ半分の深さまで達する。

四−ル２，３の出口側では、材料リゾ１１の放射状の底
部はロールみぞ形６のアンダカット部で閉込められ、帯
材４は、ロール２に張シ付いたままになる。帯材４は、
巻取ドラムロによって＃ｔ　？！！１００００ＯＮ　の
引張り応力Ｆで引張られなければ、ロール２上に巻付い
てしまう、従って第１図でわかるように１帯材４はロー
ル２，３の出口側でロール２に対して軽いひだ折れ１５
を形成する。引張応力Ｆによって帯材４を引張ることが
でき、材料リブ１１の底部に１種の横方向圧延が生じる
。

これらの材料リブの横方向圧延は、過度にならずかつ破
壊点がリブ１１の底部に導かれる限り、所望の最大高さ
のリブを得ることを可能にし、材料金属の圧縮変形に有
利であることがわかる。

アルにラムまたはアルミニウム合金をさらに深いみそを
備えたロール２で圧延する場合、ロール２，３間の圧縮
力が板材の幅ｉｌｌについて？ＧＯＯＮ以上、引張応力
が板材断面１−について４ＯＮ以上とすれば、さらに高
いリブ、たとえ　・ばおよそ２關のシート部厚さ・につ
いておよそ１ＯＩＩ！ｌのリブ高さｈを容易に得ること
ができる。

上に蛾：べ九ような隆起リブを付けた圧延板材は、いわ
ゆる“エキスノ臂ンデツドメタル”に設けられた格子に
かなシ類似した外観をもつ厚格子形にリブ付けされ、穴
明けされた板材を製造するために使用することができる
。しかしこれらの格子は、隆起リゾによる補強のおかげ
できわめて優れた機械的強度をもつ。

板材に設けられた最初の隆起リブは事実上そのｔま維持
されるかまたはジグザグ形に変形されるだけである。こ
のようなリブは非常に強い骨組を構成する。

格子リブの形状に穴明けされたこの種の板材を製造する
ためには、まず公知の方法で板材４の薄い部分すなわち
シート部１３に穴明けするととから始める。第４図およ
び第６図に示すように、これらの穴１６は材料リブ１１
の夫々の間隔内に１リブ１１から等距離の平行外スリッ
トの形で設けられる。第５図でわかるように、これらの
スリットは水平面に五の目形に配列されている。各スリ
ツ）１６の中央はシート部の、隣接する２つのリブ１１
間の穴明けされていない部分と同じ高さにある。

従って板材上には横方向引張力が加わる。スリット１６
は第６図と第７図に示すように、はぼ六角形の穴１７の
形に拡大する。同時にリブ１１はジグザグ形１８に変形
する。隆起状で比較的幅広のリブは峰巣屋の外観をもつ
穴明き板材に良好な剛性を与える。

図図示の例では、スリットは全部同じ長さだが、長さの
異なるスリットをもつ穴明きリブ付き板材を得ることも
できよう。但し、優れた実施型式としては、水平面に五
の目形に規則的にスリットが配置されることが重要であ
る。

図示の具体例では、ロール３は、凹凸１８を生じさせる
小形凹み模様を含む、ロール３は平滑であってもよいし
あるいはこれと反対に、ロール８のみぞ形■に類似の深
いみそ形を含んでいてもよイ、ミそ形の付いたロール３
によれば、両面にリブ１１のある板材４が得られるであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って製造した圧延装置の透視図、
第意図は圧延ロールのみそ形のついた面の１部をあられ
す拡大断面図、第３図は本発明によシ製造し喪アルンニ
ウム帯材の１部をあられす、帯材のリブに対して画面方
向に切断した第２図と同一の拡大穴による断面図、第４
図は、シート部がリブから等間隔のスリットの形に穴明
けされておシ、かつ隆起リブをもつ板材の軸線ＡＡ’（
第５図）による断面図、第５図は、同じ板材（第４図）
の平面図、第６図は、同じ板材を横方向に引張ることに
よって拡大された穴をもつ第４図および第５図の板材の
軸線ＢＢ’（第７図）Ｋよる断面図、第７図は同じ板材
の平面図である。 １・・・・・・帯材、２，３・・・・・・圧延ロール、
４・・・用ＩＪプ付帯材、５・・・・・・巻取ドラム、
６・・・・・・ロールみぞ代理人弄り土用　口　義　雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）深さと幅が少なくとも等しく、幅のα５乃至３倍
   の間に含まれる間隔をもつ凹部を含んでお如、これらの
   凹部が底部に向かって軽く広がる側壁をもつばち形の横
   断面を有していることを特徴とする、深彫レリーフ付き
   の帯材＜＊ｈは板材）を製造するための冷間圧延ロール
   。 （２）前記凹部が円周みぞの形状をもつことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の圧延ロール。 （３）前記みぞ形または凹部の側面と、ロールの軸線に
   対する垂線とが形成する傾斜角か０乃至５°　（許容差
   を含む）の間に含まれることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ま友は第２項に記載の圧延ロール。 （４）ばち形の輪郭をもつみぞ形または凹部が、丸味付
   けまたは少なくとも斜面取シされ九稜によシロールの被
   覆面とつながることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第３項のいずれかに記載の圧延ロール。 （５）アルミニウム（またはアルミニウム合金）の金属
   帯材の冷間圧延法において、 ＆）特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載
   の加工ロールの少くとも１つに機械加工をほどこしてこ
   の（ま九はこれらの）ロールを固定し、 ｂ）ロールの圧縮力が小さい時、総鍛圧が６０１以上で
   あるような厚さをもつ帯材をかみζませ、 Ｃ）巻取ドラム上に帯材を固定して所定の引張力を与え
   、 ｄ）所望のシート部厚さを得るようにしてリプ付き帯材
   への引張力を増加させながら、加エロールの速度と圧力
   を徐々に増加させる、ことを特徴とする方法。 （６）引張力が最終帯材の断面について４ＯＮ／１１３
   １以上であることを特徴とする特許請求の範囲第５項に
   記載の方法。 （力　特許請求の範囲第５項または第６項に記載の方法
   によって得られる縦方向の隆起リゾをもつ帯材（または
   板材）において、リブ間隔がリブ底幅の０．５乃至８倍
   の間に含まれる長さであシ、リブ高さがリブを相互につ
   なぐシート部の厚さの２倍以上であることを特徴とする
   帯材または板材。 （８）リブ高さがシート部の厚みのおよそ５倍であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載のリブ付き
   帯材または板材。 （９）穴明けおよびリブ付けされた板材を製造する丸め
   の、特許請求の範囲第７項または第８項に記載の板材の
   使用において、板材がリブから等距離の、水平面内に五
   の目形に配置されたスリットによってまず穴あけされ、
   次に前記板材が横方向の引張力を受けることを特徴とす
   る前記使用。 αＩ　％許梢求の範囲第９項に従って得られる蜂果形に
   穴明けされた板材。