JP2002254111A - ラジアル成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 複数の溝状又は畝状ビードを付けることによ
り、金属折板Ｓの軒側端部近傍をアール形状に成形す
る。 【解決手段】 底部Ｓｂの幅方向両側から斜辺部Ｓｗが
所定角度で立ち上がった金属折板Ｓに、底部で深く、斜
辺部の端部にある馳部Ｓｊに向けて浅い複数の溝状又は
畝状ビードをつける装置である。底部を上に、斜辺部を
下にして差し込まれた金属折板を挟みこむ昇降可能な上
型及び下型と、上型と上ベッドとの間及び下型と下ベッ
ドとの間に設けられた円弧状ガイド面及び案内ローラか
らなる金型傾斜機構とを備えている。金型は、ラジアル
加工による金属折板の上反りに応じて傾斜し、型崩れ等
の原因となる反り応力を棟側端部Ｓｒに及ぼさない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軒先側端部近傍にアー
ルが付けられた金属製屋根板を製造するラジアル成形装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】公共施設，倉庫等の大型建築物では、金
属折板が屋根材に使用されている。金属製屋根板として
は、軒−棟方向にストレートな形状をもつ金属折板が多
用されているが、軒先側端部を下方向に５００ｍｍ程度
のアールで曲げ加工したラジアル鉄板（図１）も一部で
使用されている。曲げ加工された軒先側端部は、屋根の
軒先側で下方に位置してアール状になっていることか
ら、屋根に降り注いだ雨水や雪を屋根傾斜面に沿って円
滑に流下させ、寒冷地等にあってはツララを防止し、雪
の吹込み防止にも役立つ。また、アール状の軒先側端部
で形成される空洞部が緩衝体として働き、強風による屋
根板の吹上げを防止する上でも有効である。更には、ア
ール状の軒先側端部により建築物の意匠性も向上する。

【０００３】ラジアル鉄板は、アール形状に成形される
軒先側端部に複数の溝状又は畝状ビードＳ₁〜Ｓ_nを形成
することにより製造される（図１）。溝状又は畝状ビー
ドＳ ₁〜Ｓ_nにより、曲げ内側となる底部Ｓｂで最大、曲
げ外側となる斜辺部Ｓｗ上端近傍で最小となる幅方向分
布の長手方向縮みが金属折板Ｓに付与される。軒側端部
Ｓｅの近傍から棟側端部Ｓｒに向けて数十ｍｍの間隔で
複数のビードをつけることによって、金属折板Ｓの軒先
側端部近傍が底面部を内側として所定のアール形状に成
形される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ラジアル加工では、通
常１回のプレス加工で３〜６度程度の曲り角度が得ら
れ、１５〜３０回程度のプレス加工を折板長手方向に繰
り返すことによって曲り角度がほぼ９０度になる。金属
折板Ｓを裏返しにして上方に反り返った形状に成形する
場合、プレス加工１回ごとに金型を挟んだ金属折板Ｓの
長手方向前側（軒側端部Ｓｅ）及び後側（棟側端部Ｓ
ｒ）は、プレス成形１回当りの曲り角度の半分づつ上方
に傾斜する。

【０００５】大型建築物の金属製屋根板に使用される金
属折板Ｓは、屋根傾斜面方向に長く、ラジアル加工が施
される部分は軒側端部Ｓｅの近傍であり、軒先に臨まな
い部分（ラジアル加工されない部分）が十数メートルを
超える場合もある。そのため、金属折板Ｓの自重や高い
曲げ剛性によって、ラジアル加工中に棟側が上反りしな
いことがある。

【０００６】また、金属折板の長手方向に沿って所定間
隔で繰返しプレス加工する方式のラジアル加工装置で
は、金型に対する金属折板の位置関係を確保するため、
プレス金型を挟んで棟側をクランプして金属折板を移動
させている。クランプによる拘束も、金属折板の上反り
を規制する。金属折板が十分に反り上がらないと、ラジ
アル加工で付ける曲り量が目標値に達しないことがあ
る。また、ラジアル加工時の応力が局部的に金属折板の
棟側に加わり、形崩れとなる座屈変形や破断等のトラブ
ル発生原因にもなりやすい。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、ビード成型用の
金型を傾斜可能に配置することにより、棟側金属折板の
反り変形を不要とし、金属折板の断面形状を崩すことな
く所定のアール形状が付けられたラジアル鉄板を製造す
ることを目的とする。

【０００８】本発明は、その目的を達成するため、底部
の幅方向両側から斜辺部が所定角度で立ち上がった金属
折板に、底部で深く、斜辺部の幅方向端部に向けて浅い
複数の溝状又は畝状ビードをつける装置であり、金属折
板を挟みこむ昇降可能な上型及び下型と、上型と上ベッ
ドとの間及び下型と下ベッドとの間に設けられた円弧状
ガイド面及び案内ローラからなる金型傾斜機構とを備
え、ラジアル加工による金属折板の反り変形に応じて金
型が傾斜することを特徴とする。

【０００９】金型傾斜機構としては、上型の頂面及び下
型の底面を円弧状ガイド面とし、円弧状ガイド面に接触
する案内ローラをそれぞれのベッドに設けた機構、或い
は上ベッドの底面及び下ベッドの上面を円弧状のガイド
面とし、円弧状ガイド面に接触する案内ローラを上型の
頂面及び下型の底面に設けた機構が採用される。何れの
金型傾斜機構にあっても、金属折板の幅方向端部に当る
位置にガイド面の円弧中心点を設定することが好まし
い。

【００１０】

【実施の形態】本発明に従ったラジアル成形装置は、金
属折板Ｓの搬送方向に沿って成形スタンド１０の入側に
送り装置２０を配置している（図２）。成形スタンド１
０は、一対の上型１１ｕ，下型１１ｄからなるラジアル
加工金型を備えている。上型１１ｕの上面は所定曲率の
円弧状ガイド面１２ｕになっており、上ベッド１３ｕに
設けられている案内ローラ１４ｕに当接している。下型
１１ｄも、下ベッド１３ｄの案内ローラ１４ｄに接触す
る円弧状ガイド面１２ｄが底面に形成されている。金型
１１ｕ，１１ｄの加工作用面には、底部Ｓｂで深く、馳
部Ｓｊに向かって浅くなったビードＳ₁〜Ｓ_nを金属折板
Ｓ（図１）に成形するための成形突起及び成形溝（図示
せず）が形成されている。

【００１１】下型１１ｄに上型１１ｕを押圧するため、
加工用シリンダ１５のプッシャー１６が上ベッド１３ｕ
に押し当てられている。円弧状のガイド面１２ｕ，１２
ｄに案内ローラ１４ｕ，１４ｄが当接しているので、上
型１１ｕ及び下型１１ｄは、図１の紙面上で左右に傾斜
可能になる。

【００１２】図２の例では、金型１１ｕ，１１ｄの円弧
状ガイド面１２ｕ，１２ｄに案内ローラ１４ｕ，１４ｄ
を接触させている。しかし、円弧状のガイド面１２ｕ，
１２ｄをベッド１３ｕ，１３ｄに付け、金型１１ｕ，１
１ｄの上端，下端に案内ローラ１４ｕ，１４ｄを設けて
も、金型１１ｕ，１１ｄが傾斜可能に配置されることは
勿論である。なお、上下動する上型１１ｕの自重によっ
て金型１１ｕ，１１ｄ及びベッド１３ｕ，１３ｄが互い
に離反せず、且つガイド面１２ｕ，１２ｄに沿った案内
ローラ１４ｕ，１４ｄの相対移動が妨げられないよう
に、適宜の支持機構（図示せず）で金型１１ｕ，１１ｄ
が支持されている。

【００１３】送り装置２０は、金属折板Ｓの搬送方向Ｄ
に沿って走行可能な台車２１に支持ベッド２２を搭載し
ている。金属折板Ｓの棟側端部Ｓｒが支持ベッド２２に
載置され、棟側端部Ｓｒを介してクランプ用シリンダ２
３のプッシャー２４が支持ベッド２２に押し当てられ
る。また、金属折板Ｓを間欠送りするため、間欠駆動さ
れる搬送用シリンダ２５のプッシャー２６が台車２１又
は支持ベッド２２の側面に当接されている。間欠送り機
構としては、搬送用シリンダ２５に代えてコンピュータ
制御等で間欠走行する自走式台車も採用可能である。

【００１４】ラジアル加工される金属折板Ｓは、底部Ｓ
ｂの両側から斜辺部Ｓｗが所定傾斜角度で立ち上がり、
斜辺部Ｓｗの端部に馳部Ｓｊを設けた形状に予め成形さ
れている（図３）。馳部Ｓｊは、金属屋根を葺く際に隣
り合う金属折板Ｓを相互に連結する継目として使用され
るため、一方を下馳，他方を上馳にしている。図３では
１山折板を示しているが、複数の山部，谷部をもつ金属
折板Ｓも同様にラジアル加工される。

【００１５】成形スタンド１０の金型１１ｕ，１１ｄの
間に金属折板Ｓを差し込み、所定長さの軒先垂下り部分
（ラジアル加工されない部分）となる軒側端部Ｓｅを送
り装置２０と反対方向に成形スタンド１０から突出させ
る（図２）。金属折板ＳにビードＳ₁〜Ｓ_nを付けること
により底部Ｓｂを曲げ内側として金属折板Ｓが湾曲する
ため、通常は金属折板Ｓの上下を反転（図３）させて成
形スタンド１０に差し込む。或いは、反転させることな
く金属折板Ｓを成形スタンド１０に送り込んでもよく、
この場合にはビードＳ₁〜Ｓ_nによって金属折板Ｓが下反
りする。

【００１６】送り装置２０のプッシャー２４を下降さ
せ、プッシャー２４と支持ベッド２２との間で金属折板
Ｓの棟側端部Ｓｒ又はその近傍をクランプして、金属折
板Ｓを所定位置に保持する。保持された金属折板Ｓに対
し、下型１１ｄに向けて上型１１ｕを下降させ、上型１
１ｕの押圧力によって金属折板Ｓを成形し、溝状又は畝
状の第１ビードＳ₁を金属折板Ｓに付ける。

【００１７】第１ビードＳ₁を付けた後、送り装置２０
のプッシャー２４を上昇させ、送り装置２０を元の位置
に復帰させる。次いで、送り装置２０のプッシャー２４
を降下させて、プッシャー２４と支持ベッド２２との間
で金属折板Ｓの棟側をクランプする。そして、上型１１
ｕを上昇させて金属折板Ｓのビード成形部を解放し、搬
送用シリンダ２５によって送り装置２０を所定の送り量
で成形スタンド１０方向に移動させる（図４）。次い
で、上型１１ｕを下降させて下型１１ｄに押し付け、第
２ビードＳ₂を成形する。以下、同様な操作の繰返しに
よって複数のビードＳ₁〜Ｓ_nを金属折板Ｓに付け、金属
折板Ｓの軒側端部近傍をアール形状に成形する。

【００１８】個々のビードＳ₁〜Ｓ_nは、金属折板Ｓの底
部Ｓｂで深く、斜辺部Ｓｗから馳部Ｓｊに向かって次第
に浅くなる形状に成形される（図１）。そのため、折板
長手方向の縮み量が底部Ｓｂで最も大きく、馳部Ｓｊに
近くなるほど折板長手方向の縮み量が少なくなる。折板
長手方向の縮み量を金属折板Ｓの幅方向に変化させるた
め、金属折板Ｓは、底部Ｓｂを曲げ内側として曲がる。
ビードＳ₁〜Ｓ_nの一つによって金属折板Ｓに付けられる
曲り角度は、通常３〜６度程度に設定される。金属折板
Ｓに付けられる曲り角度はビードＳ₁〜Ｓ_nの個数を調整
することによって目標値となり、金属折板Ｓの軒先端部
近傍がアール形状に成形される。金属折板Ｓに付けられ
る曲げ半径は、ビードＳ₁〜Ｓ_nの間隔（ラジアル加工時
の送りピッチ）又は深さ（高さ）を調整することにより
目標値に調整される。

【００１９】金属折板Ｓの棟側端部Ｓｒ及び軒側端部Ｓ
ｅが上下方向に移動自由な状態であれば、１回のラジア
ル加工ごとに曲り角度の約半分づつ棟側端部Ｓｒ及び軒
側端部Ｓｅが上方へ移動しようとする。長さが通常数十
ｃｍ〜数ｍ程度の軒側端部Ｓｅは、自由に上方に反るこ
とができる。他方、棟側端部Ｓｒは、成形スタンド１０
からの長さが十数メートルに及ぶものもあり、上反りが
自重や曲げ剛性によって規制される。また、金属折板Ｓ
の長手方向位置関係に狂いが生じないように、金型１１
ｕ，１１ｄに金属折板Ｓが確実に保持されるまで棟側端
部Ｓｒをクランプすることもある。このような場合、棟
側端部Ｓｒの上反りがプッシャー２４で規制される。棟
側端部Ｓｒの上反りが規制されると、ラジアル加工１回
当りの曲り角度が目減りして曲げ半径が大きくなり、或
いは所定の曲り角度を得るために加工回数が増加する。
また、自重や曲げ剛性によって上反りが規制された状態
でラジアル加工による上方付勢力が金属折板Ｓに加わる
ため、上方付勢力が局部的に金属折板Ｓに作用し、金属
折板Ｓが座屈変形又は破断する虞がある。

【００２０】これに対し、金型１１ｕ，１１ｄを傾斜可
能にしたラジアル成形装置では、成形スタンド１０でビ
ードＳ₁〜Ｓ_nを金属折板Ｓに付けると同様に棟側端部Ｓ
ｒが上方に反り上がろうとする力が金型１１ｕ，１１ｄ
の傾斜運動に消費される。すなわち、送り装置２０のク
ランプ力及び金属折板Ｓの自重によって紙面に垂直な軸
周りのモーメントが金型１１ｕ，１１ｄに作用し、加え
られたモーメントに応じて曲り量の約半分に当る傾斜角
度で円弧の中心点Ｃ（図６）周りに金型１１ｕ，１１ｄ
が傾斜する。他方、軒側端部Ｓｅは、ラジアル加工１回
分の曲り量に相当する角度で上方に反り上がる（図
４）。

【００２１】ビードＳ₁〜Ｓ_nの一つが付けられた後、上
型１１ｕが上方に移動して金属折板Ｓが金型１１ｕ，１
１ｄから解放される。金型１１ｕ，１１ｄは、金属折板
Ｓを解放した後、当初の直立位置（図２）に復帰する。
金型１１ｕ，１１ｄの復帰機構としては、たとえば図５
に示す構成が採用される。具体的には、上型１１ｕの上
部及び下型１１ｄの下部に突起状のバネ受け１７ｕ及び
１７ｄを固定し、バネ受け１７ｕ，１７ｄの両側にリタ
ーンスプリング１８ｕｒ，１８ｕｌ及び１８ｄｒ，１８
ｄｌを押し付ける。リターンスプリング１８ｕｒ，１８
ｕｌ及び１８ｄｒ，１８ｄｌの弾撥力は、金型１１ｕ，
１１ｄが傾斜していない中立位置（図５ａ）にあるとき
右リターンスプリング１８ｕｒ，１８ｄｒ及び左リター
ンスプリング１８ｕｌ，１８ｄｌによってバネ受け１７
ｕ，１７ｄに加えられる力が釣り合うようにセットす
る。

【００２２】金型１１ｕ，１１ｄが外力によって傾斜す
ると、リターンスプリング１８ｕ，１８ｄそれぞれの一
方が伸び、他方が縮む。たとえば，金型１１ｕ，１１ｄ
が時計方向に傾動（図５ｂ）すると、リターンスプリン
グ１８ｕｌ，１８ｄｒが伸び、リターンスプリング１８
ｕｒ，１８ｄｌが縮む。リターンスプリング１８ｕｒ，
１８ｕｌ及び１８ｄｒ，１８ｄｌの伸縮によって，金型
１１ｕ，１１ｄの傾動に抗する力が発生する。上型１１
ｕが上昇して金型１１ｕ，１１ｄに作用している外力が
解放されると、バネ受け１７ｕ，１７ｄに作用している
弾撥力が釣り合うまでバネ受け１７ｕ，１７ｄをリター
ンスプリング１８ｕｒ，１８ｄｌが押し戻す。その結
果，金型１１ｕ，１１ｄが瞬時に当初の直立位置に復帰
する。

【００２３】このようにして金属折板Ｓをラジアル加工
するとき、棟側端部Ｓｒが反り上がろうとする力が金型
１１ｕ，１１ｄの傾動で消費されるため、棟側端部Ｓｒ
の上反りを抑制する拘束に起因した型崩れ，座屈変形，
破断等が金属折板Ｓに生じることなく、良好な形状を保
ったまま金属折板Ｓがアール形状にラジアル加工され
る。しかも、棟側端部Ｓｒの反り変形がないので、ラジ
アル加工１回当りの曲り角度が目減りせず、少ない工数
で所定のアール形状に成形できる。

【００２４】ガイド面１２ｕ，１２ｄは、円弧の中心点
Ｃ（図６）が金属折板Ｓの馳部Ｓｊ近傍に位置する形状
が好ましい。この位置調整により、折板長手方向の縮み
量が最も小さな馳部Ｓｊは、金型１１ｕ，１１ｄの傾動
に際し移動しない中心点Ｃの近傍に位置するため、ラジ
アル加工中に長手方向の移動量が少なくなる。他方、折
板長手方向の縮み量が最も大きな底部Ｓｂは中心点Ｃか
ら遠い位置にあり、金型１１ｕ，１１ｄの傾動に伴う長
手方向（水平方向）の移動量とラジアル加工による折板
長手方向の縮み量との間に大きな差が生じなくなる。そ
の結果、支持ベッド２２，プッシャー２４による拘束に
抗して金属折板Ｓの棟側端部Ｓｒが長手方向にずれる力
が金型１１ｕ，１１ｄの傾動で発生することなく、安定
条件下で金属折板Ｓがラジアル加工される。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のラジア
ル成形装置では、溝状又は畝状ビードの付与によって金
属折板が反り変形するとき、折板棟側の反りを金型の傾
斜によって吸収している。そのため、長尺の折板棟側で
自重や剛性とラジアル加工時の反り応力との拮抗がな
く、折板棟側に反り応力が局部集中することに起因した
金属折板Ｓの型崩れ，座屈変形，破断等が防止され、金
属折板の軒側端部近傍が所定のアール形状に成形され
る。しかも、溝状又は畝状ビードが曲り角度付与に有効
に寄与するため、比較的少ない工数で目標形状が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ラジアル加工された金属折板の斜視図

【図２】 金属折板を成形スタンドに差し込んだラジア
ル成形装置の概略図

【図３】 金型で金属折板の底部を挟みつけたラジアル
成形装置を金属折板の長手方向からみた概略図

【図４】 第１ビードを付けた金属折板を更に成形スタ
ンドに送り込む工程の説明図

【図５】 金属折板を拘束から解放した金型を直立位置
に復帰させる金型復帰機構の説明図

【図６】 円弧状ガイド面と金属折板との位置関係を示
す図

【符号の説明】

Ｓ：金属折板 Ｓｒ：棟側端部 Ｓｅ：軒側端部 Ｓ
ｂ：底部 Ｓｗ：斜辺部 Ｓｊ：馳部 Ｓ₁：第１ビード Ｓ₂：第２ビード Ｓ
_n：第ｎビード １０：成形スタンド １１ｕ，１１ｄ：金型 １２ｕ，
１２ｄ：ガイド面 １３ｕ，１３ｄ：ベッド １４ｕ，
１４ｄ：案内ローラ １５：加工用シリンダ １６：プ
ッシャー ２０：送り装置 ２１：台車 ２２：支持ベッド ２
３：クランプ用シリンダ ２４：プッシャー ２５：搬送用シリンダ ２６：プッ
シャー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底部の幅方向両側から斜辺部が所定角度
   で立ち上がった金属折板に、底部で深く、斜辺部の幅方
   向端部に向けて浅い複数の溝状又は畝状ビードをつける
   装置であり、金属折板を挟みこむ昇降可能な上型及び下
   型と、上型と上ベッドとの間及び下型と下ベッドとの間
   に設けられた円弧状ガイド面及び案内ローラからなる金
   型傾斜機構とを備え、ラジアル加工による金属折板の反
   り変形に応じて金型が傾斜することを特徴とするラジア
   ル成形装置。
2. 【請求項２】 金属折板の幅方向端部に当る位置にガイ
   ド面の円弧中心点が設定されている請求項１記載のラジ
   アル成形装置。