JP2866142B2 - ライナプレートの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は建設工事や地すべり防止工事などに広く使用
されるライナプレートの製造方法及びその製造装置に関
する。

〔従来の技術〕

第６図に一般に使用されるライナプレートを示す。こ
のライナプレート１は波付プレート２とこの周囲に設け
られたフランジ３、3a及び４、4aから構成されており、
これら各フランジ３、４にはボルト孔５が所定のピッチ
で複数個穿たれている。第７図は第６図の横断面図を示
したものである。

ライナプレートは複数枚をボルトナットで連結して使
用されるが、第８図にこの連結部を示した。ボルト６、
ナット７により、ライナプレート１、1aがフランジ３、
3aを介して連結される。フランジ４を使って連結する場
合も同様である。このようにして多数のライナプレート
を連結した例を第９図、第10図に示す。第９図に示した
ものは円形トンネル、坑、地滑り対策用集水井などに使
用される円筒31、第10図に示したものは馬蹄型のトンネ
ルなどに使用されるシェル32である。

第11図に従来のライナプレートの製造工程を模式的に
示す。

（ａ）まず切板Ｓをプレス33により波付加工し、次に同
じくプレスにより湾曲加工を施す。

（ｂ）ついでフランジ３にボルト孔５をあける。

（ｃ）フランジ３の形成されていない両端部を剪断機34
により切断し、この切断面にあらかじめ用意されている
フランジ４（これには、ボルト孔５も設けられている）
を溶接により取り付けてライナプレート１となす。

一般に市販されているライナプレートの寸法は次のよ
うである。

板厚（mm）:2.7、3.2、4.0、4.5、5.3、6.0、7.0 幅（mm）:500 周長（mm）:1570、1413、1256、1099、942、785、62
8、471（但し、特殊寸法もある） 湾曲半径（mm）:600以上 これらのうち広く使用されているのは、 厚（2.7又は3.2mm）×幅500mm×長さ1570mm のものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記ライナプレートの従来の製造方法には次のような
問題がある。以下製造工程毎に問題点を述べる。

（１）波付加工 プレスにより波付加工を行うため、金型が複雑とな
り、また成形精度が悪い。したがって、組立時の組立性
が悪い。

（２）湾曲加工 波付されたプレートをプレスにより湾曲させるので、
金型が非常に複雑となる。また曲率毎に金型が必要とな
るから金型費用が高くなるばかりでなく、曲率を変更す
る都度プレス機の金型を交換しなければならず作業が煩
雑となりまた生産性も悪い。

なお、波付加工はプレスで行い、湾曲加工はロールを
用いて曲げ加工を行う方法もあるが、このロールによる
湾曲加工においては所定の曲率を得るためには何パスも
ロール加工を行わなければならず、また曲率精度もあま
りよくない。更にロール加工機への波付プレートの装入
・排出の自動化が困難であり（自動化したとしても設備
費が高額となる）人手を要するという問題がある。

（３）ボルト孔の穿孔 湾曲加工後に円周フランジにボルト孔をあけるため穿
孔装置の構造が非常に複雑となって装置自体が高価であ
るばかりか、曲率等が変化する都度穿孔位置の調整作業
が必要となる。

なお、波付加工後、湾曲加工前に穿孔加工を施すこと
も考えられるが、この方法ではボルト孔が次の湾曲加工
により座屈変形してしまい製品にはならない。

（４）端部切断 種々の曲率を有する半成品を切断する必要があるた
め、剪断機の構造が複雑で、ナイフの位置決めも厄介で
ある。

（５）全般 切板を素材として一枚毎に加工するので歩留りが悪
く、また生産性も低い。更に各工程間でのハンドリング
も必要であり、人手を多く必要とするなどの問題もあ
る。

また、ライナプレートの組立て作業は狭い空所の中で
人力により行われるのが一般的であり、したがって組立
作業の容易さからみて、ライナプレート１枚の重量は40
kgが限度であるといわれている。さらに、素材のコスト
ダウン、組立作業性向上の点から軽量化のニーズが出て
いる。軽量化は板厚を薄くすることにより、簡単に達成
できるが、その反面強度低下となるのは免れない。

そこで、本発明者らはライナプレートの断面形状につ
いて検討したところ、従来の丸波タイプを角波タイプに
すれば断面性能をほぼ同じにして軽量化を図ることがで
きることがわかった。この一例を第１表及び第12図〜第
16図に示す。第１表より次のことがわかる。

板厚2.7mmの丸波タイプと比較すると角波の波高45m
m場合、板厚が同一であれば断面性能は向上し、しかも
重量は軽くなる。また板厚を１ランク下げて2.0mmとす
ると断面性能はほぼ同じであって、重量は大幅に軽くな
る。

一方波高さを30mmにすると、断面性能も低下する。

また幅を750mmとした場合、波高さ45mmであれば、
板厚2.0mmにしても断面性能は丸波とほとんどかわらず
重量は丸波（幅500mm）１枚分にしか相当しない。

板厚2.7mmの場合には断面性能は向上し重量は35kgと
人間が持てる範囲内である。ライナプレート幅を大きく
できれば施工時のプレート数を減少して作業量、工期等
を減少することなどの効果を得ることができる。

以上述べたような従来技術の課題に鑑みてなされたの
が本発明であって、従来の製造工程における各種問題点
を一挙に解決し、しかも従来の丸波タイプのライナプレ
ートの製造のみならず、角波タイプの製造にも対応でき
るライナプレートの製造方法及び製造装置を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、鋼帯の幅方向断面を波状に波付加工し、該
鋼帯の幅方向両端部に孔明けし、次いでこの鋼帯の長手
方向を径の異なる上下一対のロールにより所定半径に曲
げ、次いで所定長さに切断することを特徴とするライナ
プレートの製造方法である。

上記方法発明を好適に実施することのできる本発明装
置は、鋼帯コイルを巻戻すための巻戻機、この巻戻機に
より巻戻された鋼帯に幅方向断面が波状となる波付加工
を施す複数スタンドからなるロール成形機、このロール
成形機の途中スタンドに配設され前記鋼帯の幅方向の両
端部に一定ピッチで孔を開けるためのプレス孔明け機、
前記ロール成形機により波付加工された鋼帯を所定の曲
率半径で曲げるための径の異なる上下一対のロールから
成る曲げ装置及び所定の長さに切断するための剪断装置
を順次配列したことを特徴とする。

前記プレス孔明け機の前段に鋼帯幅方向両端部を耳切
りするサイドトリマを配設すると好適であり、また、前
記サイドトリマを前記ロール成形機のいずれか１つのス
タンドと兼用とすれば便利である。さらに、曲げ装置は
直径の異なる上下一対のロールを有するロールスタンド
とこのロールスタンドのロールバイト出側に設けられ、
かつパスラインに対する角度を調整可能としたシューを
有するシュー装置とからなり、このシューの角度を調整
することにより曲率半径の調整を可能とすれば種々の曲
率半径のライナプレートを１台の装置で製造することが
可能となる。また、前記剪断装置は、上下一対の剪断刃
が取り付けられた剪断機とこの剪断機を昇降させるため
の昇降手段とパスラインに対する角度を調整するための
角度調整手段とを有するようにすれば湾曲加工されたラ
イナプレートを適切に切断することができる。

〔作用〕

本発明方法は上記のように構成されるので、連続的に
ライナプレートを製造することができ、生産性向上、歩
留り向上、省力等の作用をなすものである。また本発明
装置は本発明方法を好適に実施することができる。

波付加工は複数スタンドのロール成形機により連続的
に行うようにしたので、１スタンドあたりの加工度は小
さくてすみ従来のプレス加工により波付と比較して成形
精度は大きく向上する。

また湾曲加工はプレスによらず曲げ装置に行うように
したので、曲率半径毎に金型を用意する必要はなく、簡
単に曲率半径を変更することができる。なお、従来にお
いてもロール曲げにより曲げ加工を行う方法もあるが、
この場合被加工物は既に切板の状態になっているので、
何パスもロール間を通さなければ所定の曲率半径は得ら
れなかった。この点、本発明では鋼帯のままで曲げ加工
を行うので加工部の前後は拘束され１パスで所定の曲率
半径を得ることができる。

また、本発明ではロール成形機による波付加工の途中
でフランジ部のボルト孔加工を行うようにしている。こ
れは波付加工の途中でボルト孔をあけても鋼帯として連
続しており、剛性が高いこと、及び引続き行われる波付
加工はプレス加工のように強加工ではなく、複数スタン
ドによる軽加工であることから座屈変形を生じないため
である。

〔実施例〕

第１図に本発明装置の構成例を示す。10は鋼帯コイル
Ｃを巻戻すための巻戻機、12はフィードレベラ、14はシ
ャーウェルダである。また16はｎスタンドからなるロー
ル成型機であり、その途中にサイドトリマ18及びプレス
孔明け機20が設けられている。22は曲げ装置、26は剪断
装置である。

鋼帯コイルＣは巻戻機10により巻戻されてフィードレ
ベラ12を経てシャーウェルダ14により接続される。すな
わち、先行鋼帯の尾端と後行鋼帯の先端が切断され、次
いで各切断面が突合せ溶接される。これにより、鋼帯Ｓ
を次のロール成形機16に連続して供給することが可能と
なる。

次に、鋼帯Ｓは例えば20スタンドからなるロール成形
機16により段階的に所定の断面形状になるように加工さ
れる。これの成形状況を台形の角波型ライナプレートを
例にして第２図に示す。第２図中16aは上ロール、16bは
下ロール、Ｓは鋼帯であり、第２図（ａ）から第２図
（ｅ）の順に成形加工が進行する。なお、これらの図は
途中の成形過程はかなり省略してある。

ここで、このロール成形ラインに供給される鋼帯の幅
が所定の寸法になっていない場合にはサイドトリマ18に
より耳切りされて所定幅となる。第３図にこのトリミン
グ状況を模式的に示した。図中18aは上刃、18bは下刃、
Ｓ′は耳屑である。耳屑Ｓ′は図示しないスクラップチ
ョッパ、スクラップボーラ等により処理されている。な
お、この実施例ではサイドトリマを独立して設置してい
るが、第４図に示すように成形ロール16a、16bとサイド
トリマ18a、18bを兼用させてもよい。図中19a、19bは刃
18a、18b用のリテーナである。

次に、プレス孔明け機により鋼帯の移動速度に同期し
て複数個例えば３ケのボルト孔が鋼帯幅方向両端部に穿
たれる。このボルト孔は前述した第７図のボルト孔５に
対応するものである。ついで第２図（ｆ）に示すように
フランジ部がロール成形されて所定の断面形状を得る。
なお、この孔明け機は公知のポンチを油圧シリンダで昇
降させて孔をあける形式のものでよい。

次に所定の断面形状に成形された鋼帯Ｓは曲げ装置22
により所望の曲率半径で曲げ加工され、ついで剪断装置
26によって所定の長さに切断される。

第５図に曲げ装置22と剪断装置26の詳細を示す。曲げ
装置22はロールスタンド23とシュー装置24とから構成さ
れ、各々共通ベース220上に設置されている。ロールス
タンド23用ベース231にはハウジング232が取り付けられ
ている。上ロール233、下ロール234は、図示例では上ロ
ール径は下ロール径より大きくなっており、鋼帯Ｓは上
向きに曲げられる。

また、シュー241は架構242上のシュー台車243にピン2
44を介して取付けられている。この台車243はスクリュ
ー245、ナット246により、ロールスタンド23方向に進退
可能となっている。ウォーム機構247はモータ、ハンド
ルに連結されている（図示せず）。更に台車243は昇降
機構248により昇降させることができる。

以上の機構によりシュー241の角度を任意に変えるこ
とができる。すなわち、シュー241の一方の先端は上ロ
ール233、下ロール234のロールバイト部に支持されてい
るから、この部分を支点として台車243を動かすことに
より、ピン244を介してシュー241の角度を調整すること
ができる。これにより、鋼帯Ｓの曲げ加工における曲率
半径を可変とすることができる。

次に剪断装置26について説明する。上刃262、下刃263
を有する剪断機261は走行台車264を介して走行用架台26
5に取付けられた走行レール266上を走行できるようにな
っている。モータ267は走行用の駆動手段である。また
走行用架台265はピン268を介して昇降台車269に取付け
られており、回動用シリンダ270によりピン268を支点と
して剪断機261、走行台車264、走行用架台265が一体と
なって回動できるようになっている。前記昇降台車269
は架構271に取付けられているスクリュー272と台車269
に取付けられているナット273により昇降できるように
なっている。図中274はベースであり、275は走行用架台
265に取付けられたメジャリングロールである。

以上の剪断装置の構成により上刃262、下刃263の位置
を鋼帯Ｓの曲率半径に応じた位置に調整することができ
る。また、切断長さについてはメジャリングロール275
により鋼帯の移動距離を測定し所定長さになった時点で
上下刃を油圧シリンダ等により作動させるとともに、剪
断機261を台車264等により動かして鋼帯の移動速度に同
期させる。なお、前記ロール233、234、シュー241、メ
ジャリングロール275及び刃262、263の形状は鋼帯Ｓの
断面形状に応じたものとなっている。

以上のようにして、鋼帯Ｓから所定の曲率半径及び長
さで切り出されたプレートは公知の搬送装置例えばマグ
ネットリフタにより所定の場所まで搬送されて、ここで
前述第６図に示したフランジ４を溶接してライナプレー
トに仕上げられる。

上記実施例は角波形ライナプレートを例にして説明し
たが、丸波型ライナプレートを製造する場合にはロール
成形機、曲げ装置等の各ロール及びシュー装置のシュー
形状を丸波型にする以外は全く同じである。したがっ
て、これらロールやシューの形状を角波と丸波の２種類
を用意しておけばこれらを交換するのみで、両タイプの
ライナプレートを同一装置で製造することができる。

また、サイドトリマ18とプレス孔明け機20をロール成
形機16の仕上げスタンド近くに設置した例で説明した
が、前段スタンド側に設置してもよい。

また曲げ装置22による曲げ加工は上曲げで説明した
が、下曲げでもよいのはもちろんであり、また曲率半径
を無限大すなわち曲げ加工を施さないこともできる。鋼
帯はZnめっきなどを施した表面処理鋼帯を含むのは勿論
である。

〔発明の効果〕

本発明によれば従来技術の有する欠点を一掃し生産性
向上、歩留向上、省力、メンテナンス費用の削減など数
々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体側面図、第２図は波付加
工工程図、第３図はトリミング状況の模式説明図、第４
図は成形ロールとトリマの兼用を示す側面図、第５図は
本発明装置の実施例の側面図、第６図はライナプレート
の斜視図、第７図はライナプレートの横断面図、第８図
はその連結部詳細図、第９図はライナプレート連結円形
トンネル、第10図は馬蹄型トンネル、第11図は従来の工
程図、第12図〜第16図はライナプレートの断面プロフィ
ルである。 １……ライナプレート、２……波付プレート ３、４……フランジ、５……ボルト孔 10……巻戻機、12……フィードレベラ 14……シャーウエルダ、16……ロール成型機 18……サイドトリマ、20……プレス孔明け機 22……曲げ装置、23……ロールスタンド 24……シュー装置、26……剪断装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−4321（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−200735（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−91631（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21D 13/04,35/00,7/08

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋼帯の幅方向断面を波状に波付加工し、該
   鋼帯の幅方向両端部に孔明けし、次いで該鋼帯の長手方
   向を径の異なる上下一対のロールにより所定半径に曲
   げ、次いで所定長さに切断することを特徴とするライナ
   プレートの製造方法。
2. 【請求項２】鋼帯コイルを巻戻す巻戻機と、該巻戻機に
   より巻戻された鋼帯に幅方向断面が波状となる波付加工
   を施す複数スタンドからなるロール成形機と、 該ロール成形機の途中スタンドに配設され、前記鋼帯の
   幅方向の両端部に一定ピッチで穴を開けるプレス孔明け
   機と、 径の異なる上下一対のロールから成り該鋼帯を所定の曲
   率半径で湾曲させる曲げ装置と、 所定の長さに切断する剪断装置とを順次配列してなるこ
   とを特徴とするライナプレートの製造装置。
3. 【請求項３】前記曲げ装置は径の異なる上下一対のロー
   ルを有するロールスタンドと該ロールスタンドのロール
   バイト出側に設けられ、かつパスラインに対する角度を
   調整可能にしたシューを有するシュー装置とからなり、
   該シューの角度を調整することにより曲率半径の調整を
   可能としたことを特徴とする請求項２記載のライナプレ
   ートの製造装置。
4. 【請求項４】前記剪断装置は、上下一対の剪断刃が取り
   付けられた剪断機と、該剪断機を昇降させる昇降手段
   と、パスラインに対する角度を調整する角度調整手段と
   を有することを特徴とする請求項２又は３記載のライナ
   プレートの製造装置。
5. 【請求項５】前記プレス孔明け機の前段に鋼帯幅方向両
   端部を耳切りするサイドトリマを配設したことを特徴と
   する請求項２記載のライナプレートの製造装置。
6. 【請求項６】前記サイドトリマを前記ロール成形機のい
   ずれか１つのスタンドを兼用することとしたことを特徴
   とする請求項５記載のライナプレートの製造装置。