高张力钢格栅的制作方法

专利名称：高张力钢格栅的制作方法
高张力钢格栅
技术领域：
本发明涉及机械制造领域，尤其涉及一种用于道路侧沟等的盖或者地板的格子状 的格栅。
背景技术：
现有技术中，用于柏油道路侧沟等的盖的格栅的结构是将包括“I”字形截面的矩 形承载型材在竖立状态下平行排列，由交叉型材连接其上端侧，从而形成格子窗。由端部型 材分别连接承载型材的两端部，道路上的雨水或者沙土通过该格子窗掉进侧沟内。由于经常有人或者车辆通过格栅的上面，所以为了消除凹凸不平，相对于承载型 材而言，交叉型材以从承载型材的上端面无突出的状态的方式进行电阻对焊。因此，为了保持该格栅的强度的同时，谋求轻量化；并且在保持相同形状的同时， 提高强度，作为格栅的原材料可以采用高张力钢。有关采用高张力钢作为格栅原材料在专 利文献1 (日本特开2002-356760号公报，第0004段、第0006段)中已经有过记载。但是，该专利文献1只不过以格栅原材料的一个实施例，给以高张力钢的启示，没 有具体显示出利用了高张力钢的特性的，例如在相同强度下可以使板厚度变薄，从而获得 具有产业价值的高张力钢格栅。专利文献2 日本实登第3033439号公报(图1、2的端部角钢2、2，)
发明内容本发明所要解决的技术问题是，提供一种采用高张力钢的，并具有产业价值的格 栅。为了解决上述问题，本发明提供了一种用于道路侧沟等的盖的高张力钢格栅，所 述格栅包括在竖立的状态下平行排列的矩形截面的承载型材，在所述交叉型材从所述承载 型材的上端面无突出的状态下，通过电阻对焊由交叉型材连接所述承载型材的上端侧而形 成格子窗，并由端部型材连接所述承载型材的两端部。本发明进一步在上述基本构造上增 加有端部型材以高张力钢钢板为原材料，通过对该高张力钢钢板进行塑性加工，形成连接 所述承载型材的两端部分的垂直部、与所述垂直部的下端部分连在一起且承受该两端部分 的下方侧的承受部、和从所述垂直部的上端部分与所述承受部相反方向以直角延伸出的支 撑部，通过所述承受部和所述支撑部可以承受施于所述承载型材的负载。S卩，一般该高张力钢格栅被称作为U字形沟用格栅，用于格栅整体嵌入的无承受 沟的U字形沟，格栅主体的两侧上端设有折边，通过该折边承担作用于格栅的负载，也被称 作带折边的格栅。在本发明的该类型的格栅中，通过将包括折边部分的端部型材设定成高张力钢， 在保持相同强度的同时，实现薄壁化。而且，由于薄壁化通过对一般容易得到的高张力钢板 进行塑性加工可以制造带折边的端部型材，采用小批量可以立即满足包括承载型材的格栅 的规格要求
此外，本发明中进一步发挥上述薄壁化的优点，在该带折边的格栅中，增加接触U 字形沟上面的支撑部，通过塑性加工和采用高张力钢板可以一体成型承受承载型材的两端 的下侧部的承受部，与现有技术中只不过是采用角钢的端部型材(也称作“端部角钢”)相 比，能够更好地避免由于负载承载型材从端部型材脱落。再有，此时承受承载型材的两端部分的下侧部分的承受部使格栅的格子窗的开口 面积变小，因为希望尽量以该开口面积不变小的方式小尺寸化，所以，在起到承受该下侧部 分的作用的范围内，要求小尺寸化。但是，通过对薄壁的高张力钢板进行塑性加工，可以满 足该要求。此外，在本发明的高张力钢格栅的对象中，并非限于上述带折边的格栅，包括所谓 无折边的格栅(通常称作“一般侧沟用格栅”)。该无折边的格栅用于在道路侧沟中设有嵌 入格栅的承受部的侧沟，采用侧沟的上面和格栅的上面相一致。本发明中，提案的格栅的特征在于在该无折边格栅的情况下，作为其原材料采用 高张力钢的地方特别是仅限于承受施于格栅的负载的承载型材，除此之外的交叉型材、端 部型材采用原有钢。根据该无折边的格栅，具有承载型材采用高张力钢的优点，即在保持与原有钢相 同强度的同时，实现了薄壁化、开口率的提高。另一方面，在与原有钢为相同尺寸的情况下， 不改变相应的尺寸或者形状，在发挥实现高强度这一优点的同时，可以尽量消除在全都为 高张力钢的情况下发生的焊接成型后的变形问题，发挥可以通过生产率高的工程制造符合 产品规格的产品的效果。再有，本发明中，对于带折边或者无折边的格栅的任一情况，通过将承载型材设定 成高张力钢，在实现原有钢不能实现的薄壁化的情况下，为了适于进行与原有钢的簿壁的 厚度相对应的电阻对焊，提出采用比交叉型材适宜直径大的直径的交叉型材。以此方式，发现在可以弥补通过承载型材的薄壁化对施于格栅整体的横方向负载 的强度不足的同时，可以尽量消除焊接成型后的变形问题以及平面保持强度的降低问题， 发挥通过生产率高的工程可以制造符合产品规格的优良产品的效果。该交叉型材的粗直径化发挥带折边的格栅中，在承载型材和端部型材的两者为高 张力钢的情况下能够实现上述的效果。即发挥在弥补对施于格栅整体的横方向负载的强度 不足的同时，可以尽量解消焊接成型后的变形问题以及平面保持强度的降低问题，通过生 产率高的工程可以制造符合产品规格的优良产品的效果。上述本发明提案的各种高张力钢格栅，只是从以高张力钢为格栅原材料的构思的 阶段开始，实际试制生产高张力钢格栅，反复进行强度试验、使用试验的多次失败的结果产 生出的，实现了以整体采用了高张力钢的格栅，具体地提供了具有产业价值的格栅。

图Ia与图Ib为表示本发明的高张力钢格栅的一实施例，其中图Ia为其正视图 (平面图)，图Ib为图Ia的AA剖面图。图加表示的是图Ia与图Ib的高张力钢格栅的使用状态的主要部分的剖面图，图 2b为图^iWBB剖面图。图3a至图3c为表示本发明的高张力钢格栅的其他实施例，其中图3a为其使用状态的外观立体图，图北为其主要部分的剖面图，图3c为图北的C箭头方向视图。
图如至图如为表示本发明的高张力钢格栅的其他实施例，图如为其正视图，图 4b为其平面图，图如为图4b的DD剖面图，图4d为其使用状态的正视图，图如为图4d的
侧面图。
附图标记说明如下
1、]LA承载型材
2、2A交叉型材
3、3A端部型材
3a垂直部
3b承受部
3c支撑部
5、5A、5B高张力格栅
d交叉型材的直径
tb承载型材的板厚度
te端部型材的板厚度
UU字形沟
UA侧沟
UaU字沟上面
Ub格栅承受部
V圆形侧沟
Va开口
W格子窗
具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细说明。(实施例1)图1为表示本发明的高张力钢格栅的一实施例，(a)为其正视图(平面图)，(b)为
(a)的AA剖面图。图2(a)为表示图1的高张力钢格栅的使用状态的主要部分的剖面图，
(b)为(a)的BB剖面图。如图2(a)所示，该高张力钢格栅5为所谓带折边的格栅，用于道路的U字形沟U 的盖，矩形截面的承载型材1在竖立的状态下平行排列，在该交叉型材2从承载型材1的上 端面无突出的状态下，通过电阻对焊由交叉型材2连接承载型材1的上端侧而形成格子窗 W，由端部型材3分别连接承载型材1的两端部。该高张力钢格栅5，包括上述基本构造之外，尤其在端部型材3以高张力钢钢板为 原材料，通过对该高张力钢钢板进行塑性加工，形成连接承载型材1的两端部分的垂直部 3a、与垂直部3a的下端部分连在一起且承受该两端部分的下方侧的承受部3b、以及从垂直 部3a的上端部分与承受部北相反方向以直角延伸出的支撑部3c。该承受部北和支撑部3c如图2 (a)所示，支撑部3c放置于U字形沟U的沟上面 fe上，承受部北承受承载型材1的两端部分，通过两者可以承受施于承载型材1的负载F。
这样，在该带折边格栅5中，当承受施于承载型材1的负载的交叉型材3的原材料 为高张力钢钢板时，与采用原有的端部角钢作为端部型材的格栅相比，例如专利文献2(日 本实登第3033439号公报，图1、2的端部角钢2、2’)，发挥了以下的效果。效果1 作为耐受同等负载的钢板，可以采用更簿的高张力钢板，利用该厚簿度， 可以通过塑性加工成型如图2(a)所示的作为带折边格栅有利的Z字型形(由支撑部3a和 承受部北构成)的端部型材3。其结果是，在采用原有角钢的情况下，因为角钢一般是挤压成型的，所以只有从市 场上的规格品中适当地进行选择，选择项目受限制。但是，在采用塑性加工成型高张力钢板 的情况下，发挥根据需要可以容易地制造端部型材3，可以适应小批量多品种生产的效果。效果2 从图1(a)、图2(a)可知，因为承受部北使格子窗W的开口面积变小，所 以，承受承载型材1的两端部分，在能够承担施于承载型材1的负载的范围内，可以尽量为 小尺寸。但是，在塑性加工(例如通过钣金加工弯曲)的情况下，因为相对于板厚度端部 尺寸受限制，所以，板的厚度越簿，可以缩短承受部:3b的承载型材1的长度，可以加大格子 窗W的开口面积。具体来说，在本实施例中作为端部型材3原材料采用板厚度te = 1. 8mm的高张力 钢，此时，可以将承受部北承受承载型材1的两端的长度T设定成IOmm左右。另外，现状 是作为一般市场上能够得到的高张力钢钢板的板厚度包括上述的在内2. 3mm至3. 2mm，可 以作为格栅的端部型材的原材料采用。但是，并不限于该原材料。效果3 进一步发挥上述簿壁化的优点，在该带折边格栅5中，增加接触U字形U的 沟上面Ua的支撑部3c，通过采用高张力钢板和塑性加工可以一体成型承受承载型材的两 端的下侧部的承受部北，与原来仅采用角钢的端部型材(也称作“端部角钢”)相比，可以 更好地避免由于负载F承载型材1从端部型材3脱落。此外，即使在端部型材设定为这种Z字形的形状的情况，因为通过钢板的塑性加 工可以成型，所以，可以容易地制造符合格栅的规格、承载型材的形状的端部型材，可以适 应多品种、小批量生产。效果4:在该端部型材3中，通过采用抗张力钢钢板，与原有的相比，可以将高出路 面的支撑部3c的板厚度te设定成簿的，以减少路面的台阶差，可以发挥降低汽车由于台阶 差产生噪音，防止步行者容易摔倒的效果。进而，该高张力钢格栅5，尤其以高张力钢为承载型材1的原材料，其承载型材1的 板厚度tb比采用一般构造用的压延钢材时的最小板厚度(一般为3mm)为小(板厚度tb =1.6mm)，为了适于进行电阻对辉，交叉型材2的直径d设定成比适宜直径(一般为3mm) 大的直径(从直径d = 4mm到5mm)。另外，在本实施例中，交叉型材2采用将直径4mm的圆钢螺旋扭曲呈六角形的螺旋 型材。但是，螺旋型材的形状并不局限于此，也可以是四角形或者其他形状。此外，这里所 指的直径是指螺旋扭曲前圆钢的直径。这样，如果承载型材1的原材料为高张力钢，一般当仅考虑作用于承载型材1的纵 向负载F时，可以薄壁化。但是，相对于与该纵向负载F垂直相交方向的横向负载(例如 在该格栅5上，汽车的轮胎负载的状态下，轮胎的方向改变时所作用的力)，会有强度降低 的这一面。
此外，在交叉型材较细的情况下，作为格栅5整体的平面保持强度降低。通过加粗 交叉型材2，防止所述相对于横向负载的强度降低，以及防止该平面保持强度的降低，在为 薄壁承载型材的同时，作为产品可以具有实用性、具有产业价值。此外，相对于承载型材1的板厚度在对交叉型材2进行电阻对焊时，在比适宜直径 粗的情况下，与原有方法相比，电阻焊接条件需要设定不同的条件。但是，是经过反复试验 决定。在此，所谓高张力钢基本上JIS G3129、G3134、G3135规定的高张力钢可以适用。 但是，并不局限于此，包括具有原有的采用一般构造用的压延钢材SS400的强度的约1. 5倍 以上的强度，一般称作高张力钢或者高强度钢的钢材。再有，包括高张力钢中称作超高强张 力钢的具有SS400的强度的3-4倍的强度的钢材，例如抗拉强度为1500MPa左右的钢材。采用反复试验结果得出的合适的焊接条件进行电阻对焊时，相对于板厚度1. 6mm 的承载型材1，即使采用比通常粗的4. 3mm直径(螺旋扭曲4mm的圆钢呈六角形或者四角形 截面的型材)的交叉型材2的情况下，也能够进行良好的焊接。另外，在本实施例中，举例说明了不仅是端部型材3，承载型材1也以高张力钢为 原材料的情况。但是，从上述说明可知，采用高张力钢使端部型材3簿壁化这一点是不依存 承载型材原材料可以实现的，其簿壁化的效果也是单独地发挥。(实施例2)图3为表示本发明的高张力钢格栅的其他实施例，(a)为其使用状态的外观立体 图，(b)为其主要部分的剖面图，(c)为(b)的C箭头方向视图。在图3 (a)中，虽然该高张力钢格栅5A表示作为道路侧沟UA的盖，设置在格栅承 受部证上。但是，也可以用于其他的清洁室或者多层停车场等的地板，或者用于台阶的踏 板。其构成与图1、2所示的高张力钢格栅5相比，不同点在于端部型材3A被侧沟UA 的格栅承受部证支撑，不承担施于承载型材1的负载，为以通常的矩形截面的一般构造用 钢为原材料的平面型材。S卩，该高张力钢格栅5A，其特征在于在无折边的格栅中，仅承载型材1以高张力 钢为原材料，其他的交叉型材2、端部型材3A以一般构造用钢为原材料。此外，在本实施例 中，交叉型材2直接采用没有螺旋扭曲的圆钢。以此方式，将交叉型材2与承载型材1进行电阻对焊之后，连接端部型材3A作为 产品的过程中产生的变形量少，此外，即使产生变形也容易矫正，作为采用高张力钢为原材 料的高张力钢格栅5A，可以通过生产率高的工程制造符合产品规格的优良产品。此外，在该高张力钢格栅5A中，在交叉型材2的粗细方面相对于交叉型材2的板 厚度保持与图1、2相同的粗细关系。在这方面可以发挥与图1、2的高张力钢格栅5相同的 效果。但是，在能够以保证其横向强度或者平面保持强度的方式设定承载型材的板厚度 的情况下，可以将交叉型材的粗细设定为原来的实施例那样，可以只是承载型材以高张力 钢为原材料，此时，只是上述承载型材以高张力钢为原材料，其他交叉型材、端部型材发挥 以一般构造用钢为原材料时的效果。(实施例3)
图4为表示本发明的高张力钢格栅的其他实施例，(a)为其正视图，(b)为其平面 图，(c)为(b)的DD剖面图，(d)为其使用状态的正视图，(e)为(d)的侧面图。如图2(d)、(e)所示，该高张力钢格栅5B，其特征在于作为圆形侧沟V的开口 VA 的盖用格栅采用，除两外侧部分IB外的承载型材IA和交叉型材2A的原材料为高张力钢。 另外，附图标记3B为端部型材。S卩，与图1的高张力格栅5相比，不同点在于在纵向排列状态下用于圆形侧沟W 的细长开口 WA这一方面，以及不仅是承载型材1A，而且交叉型材2A也是矩形截面的高张力 钢，设有将交叉型材2A嵌入承载型材IA的沟，两者通过通常的方法进行焊接连接的这一方根据上述构成的高张力钢格栅5A，因为主要是承受施于格栅5B的负载部分的承 载型材IA和交叉型材2A以高张力钢为原材料，所以，对应于其强度它们的厚度可以变簿 (例如约为三分之一)，结果是可以将整体重量减至原来的一半左右。此外，如果设定适当的板厚度，不改变外形尺寸、开口率，可以提高强度。上述三个实施例的高张力格栅5、5A、5B分别具有上述所示的区别特征和相应的 作用效果。但是，只是从以高张力钢为格栅原材料的构思的阶段开始，实际上试制生产高张 力钢格栅，反复进行强度试验、使用试验的多次失败的结果产生出的，以整体采用了高张力 钢的格栅，具体地提供具有产业价值的格栅。另外，本发明的高张力钢格栅，并不限于上述实施方式(实施例)。此外，在专利的 权利要求记载的范围以及实施方式(实施例)的范围内，可以有各种变形例、组合。本发明的高强度钢格栅作为采用高强度钢的格栅，在要求具体地提供具有产业价 值的格栅的产业领域，特别是可以用于沟盖、或者清洁室或多层停车场等的地板、或者台阶 的踏板。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围。
权利要求
1.一种高张力钢格栅，用于道路侧沟等的盖，所述格栅包括在竖立的状态下平行排列 的矩形截面的承载型材，在所述交叉型材从所述承载型材的上端面无突出的状态下，采用 电阻对焊由交叉型材连接所述承载型材的上端侧而形成格子窗，和由端部型材连接所述承 载型材的两端部，其特征在于所述端部型材以高张力钢钢板为原材料，通过对该高张力钢 钢板进行塑性加工，形成连接所述承载型材的两端部分的垂直部、与所述垂直部的下端部 分连在一起且承受该两端部分的下方侧的承受部、和从所述垂直部的上端部分与所述承受 部相反方向以直角延伸出的支撑部，通过所述承受部和所述支撑部可以承受施于所述承载 型材的负载。
2.根据权利要求1所述的高张力钢格栅，其特征在于在承载型材原材料为高张力钢， 其承载型材的板厚度比采用一般构造用压延钢材时的最小板厚度小的情况下，交叉型材直 径大于适宜直径，以适于进行电阻对焊。
全文摘要
本发明具体提供一种采用高张力钢，具有产业价值的格栅。其中端部型材以高张力钢钢板为原材料，通过对该高张力钢钢板进行塑性加工，形成连接承载型材的两端部分的垂直部、与该垂直部的下端部分连在一起且承受该两端部分的下方侧的承受部、和从所述垂直部的上端部分与所述承受部相反方向以直角延伸出的支撑部，通过承受部和支撑部可以承受施于所述承载型材的负载。
文档编号E03F5/06GK102140821SQ20101011651
公开日2011年8月3日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者浅野宽荣 申请人:不二电株式会社, 株式会社宝机材