JP3590630B2

JP3590630B2 - アーチ形をした屋根，垂直な壁面，自立金属ビルディングの形成装置および方法並びにビルディング構成

Info

Publication number: JP3590630B2
Application number: JP51869793A
Authority: JP
Inventors: フレドリックモレーロ
Original assignee: エム．アイ．シー．インダストリーズ，インコーポレイテッド
Priority date: 1992-04-22
Filing date: 1993-04-21
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2019-11-17
Also published as: EP0637273B1; NO944029L; US5469674A; NO944029D0; FI109000B; BR9404174A; JPH07508221A; FI944949A; KR100267880B1; AU4110893A; JP2004003360A; BR9307920A; EP0637273A4; NO308239B1; FI944949A0; DE69330907D1; ES2168274T3; PT637273E; AU668944B2; DK0637273T3

Description

発明の背景
発明の技術分野
本発明は金属ビルディングの構築機械および方法並びにビルディング構成の改良に関する。より詳しくは本発明は特に近接し互いにシームされたパネルから形成され、アーチ形をした屋根、および垂直な壁の、自立している金属ビルディング並びにそのようなパネルを形成する方法および機械に関する。
従来技術の背景
従来技術において、アーチ形をしまたはカーブしており隣接して形成された金属ビルディングパネルから、サイドバイサイドに組み合わされシームされて形成された金属ビルディングは従来から知られている。例えば、そのようなビルディングを示すものとしてクノドソンに付与された米国特許第3,902,288号明細書（1975年）参照、その特許においては屋根パネルは完全に曲げられまたはアーチ形にされそして基礎部分まで延在している。このようなビルディングにあっては屋根パネルはビルディングの側壁として続いておりそして基本的なビルディング形状は端面から見た場合に連続したアーチ形状または半円形である。形成されたパネルがその箱の側縁のみならず底部においても波形に形成されて曲線を形成するようにした、このようなビルディング用の金属パネルを製造する機械はクノドソンに付与された米国特許第3,842,647号明細書（1974年）に示されている。互いにシームされた隣設するパネルによってビルディングを構築する方法がクノドソンに付与された米国特許第3,967,430号明細書（1976年）に開示されている。先行するクノドソンに付与された特許の隣接するパネル間にシールを形成するシーマーがクノドソンに付与された米国特許第3,875,642号明細書（1975年）に示されている。これらクノドソン特許により表されている先行技術はバージニア州レストンのエムアイシー（MIC）インダストリーズインコーポレイティドにより所有されそしてモービルケースパン（mobile K−Span）機械（登録商標）として売られている。
アーチ形をしたビルディング構成、すなわちその壁および屋根が完全にアーチ形をしている構成は利点があるが、多数の不利な点もある。１つの不利な点は垂直壁を欠いていることであり、それにより垂直な空間の使用が制限される。しばしば金属ビルディングの使用者は美観目的およびビルディングの縁部近傍の空間を一層使用可能とするとの双方の理由により垂直壁を欲する。更に、公知の従来機械はその機械の制約によって金属パネルの成形に使用できる鋼の厚さに制限がある。そのような金属ビルディングの基本的な大きさおよび強度もまた国および世界を通じて建築法典により決まるように局部風圧および活荷重により制限される。これら建築法典の基準は一層保守的であるので、建築家はある大きさのビルディングのみに制限されるようになっている。完全にアーチ形をしたビルディングは台風（ハリケーン）により生じるような過度の風荷重などを避けるためにその大きさが制限されねばならない。しかしながら、全屋根高さは全ビルディング幅の約1/5まで減少されたときには、台風（ハリケーン）の力の風は前面面積が減少されているのでビルディングにそれ程影響しない。従って、当該技術分野において、完全にはアーチ形はしておらず、しかしながら真っ直ぐな垂直壁を有しながら、一方、従来技術におけるシームされたパネル構造の経済性を用いている、連続したパネルにより形成された金属ビルディングという要求がある。このような垂直な壁ビルディングは当該技術分野における空間、経済性、有用性および強度における要求を満すであろう。
上述した従来技術に加えて、クノドソンに付与された米国特許第4,039,063号明細書（1977年）は、アーチ形をした金属ビルディングを製造するための成形されたパネルを取り扱うための送出し装置および方法を開示している。この特許に示されているように、送出しテーブルは曲がったパネルを収集するように位置決め可能である。当該技術分野においては更に付加的な特許がアーチ形をした金属ビルディング用の比較的幅の広いパネルを成形し組立てることにつき存在している、クノドソンに付与された米国特許第4,364,253号明細書（1982年）、同第4,505,143号明細書（1985年）、同第4,505,084号明細書（1985年）およびそのためのシーマーとしてクノドソンに付与された米国特許第4,470,183号明細書（1984年）参照。これら特許は所有されエムアイシー（MIC）のスーパースパン（Super Span）モービルメタル成形機械（登録商標）の中に商品化されている。従来技術においてはアーチの半径は手動手段によってのみ調整可能であった。更にアーチの半径は機械内に材料が全くないときに所望の曲率に調整できるのみであった。半径調整工程はダイヤルを所望の金属の長さとするような引用数字にセットし次いで金属を成形しそしてそれを合板テンプレートにより作られている半径ゲージまたは同様の半径計測装置と比較する。金属片を機械に挿入しそれを曲げた後に、半径が不正確な場合には、作業者は新しい一連の数字にダイヤルを合わせそして経験に頼らねばならず、適切な半径を達成するためには親指で測ることが彼を助ける。機械のオペレータが如何に熟練しているかによるが、アーチ形をしたパネルが適切な曲率となることを達成するために500ポンドまたはそれ以上の金属がそれらを不良な曲率に曲げることにより無駄にされることがある。従って、当該技術分野においては自動的にそして制御可能に曲率半径を調整でき、それを金属を機械内においた状態で達成可能であって、それにより材料が所望の曲率に達成するまでに無駄にされることがないことが求められている。
従来技術における他の欠点はパネルの半径を制御するためにセットされたダイアルがパネルの上端部または下端部に独立に作動することである。２つのダイアルを適切に調整することに失敗すると曲ったパネルに捩れを生じてそしてビルディングの用途に使用できずスクラップにされるべきパネルが製造されることになる。捩れは往々にして「コルクスクリューイング」と呼ばれる。従って当該技術分野においては半熟練作業者によってパネルの曲率を自動的に且つ連続的に調整できることが求められている。
従来のアーチ形をしたパネル成形機械における他の欠点は同一のパネルに真っ直ぐな部分と曲がった部分を一緒に作れないことである。更に、別個に形成されそして垂直なビルディングパネルとして用いられる真っ直ぐなパネルはそれらがクリンプされていないために弱い。換言すれば、従来の技術によれば、垂直な壁ビルディング壁として用いられる真っ直ぐなパネルの側壁のクリンピングを提供することが当該技術分野において求められているにも拘らず、パネルの側壁のみをクリンプすることは達成できない。
更にアーチ形をした金属ビルディングパネルを製造するための公知の機械はメインクリンピングローラを有しており、これらメインクリンピングローラは互いに別個に調節されたときにはギヤの接触領域がなくなるようなことがあり、それにより早期にギヤの摩耗が生じる。更に、従来のクリンピングローラが分離されると、それらを物理的に所望位置に案内しないと再度噛合せることが難しく、そのために機械のオペレータにその機械を機械部品が動いている状態で調整することを要求し、このことは危険である。更に、メインローラが分離されそしてギヤの歯が噛合っていない状態では、ギヤのバックラッシュが酷く、メインクリンパーを互いに遅れて作動させ、そして受入れられないような製品パネルを作ることになる。当該技術分野においては、上述した問題点を解消でき且つ極めて円滑に、トラブルなく自動的にクリンピング操作が行える、改善されたメインクリンプローラの駆動列が求められている。
従来技術においては、機械の作動は手動で行われそして油圧システムが適切であったが、しかし、各部品の同時使用および自動で連続的なクリンピング操作の調整を許容する一方、パネルホーマー、シヤーブレイドおよび他の制御器の油圧制御を可能とすることが望ましい。従って、従来技術においては制御パネルからの自動制御により半熟練のオペレーターが成形機械を自動的に制御して如何なる所望の曲率のパネルであっても、その一部が真っ直ぐでありカーブしていないものも含んで、作れることが望まれている。
発明の要約
本発明は金属ビルディングを作るためのパネルを形成する装置であり、この装置においてはパネルの一部分がカーブしそしてその曲率は自動的に制御できるものを提供することにある。この機械は更にクリンピングにより強度を増加されたパネルを作りそしてそのパネルは直線並びに曲った部分を具備しており、そのためにそのパネルはアーチ形をした屋根および垂直な壁を有するビルディングを構築するのに用いることができる。この機械は油圧並びに成形されたパネルを測定し監視することにより制御されるマイクロプロセサーを通じて行われる。パネルのアーチ形をした部分の曲率はパネルの底部のクリンピング度合いにより制御され、そしてクリンピング度合いは自動的に制御されたメインクリンピングロールの間隔により決定される。更に、この制御器はパネルの成形中に且つパネルがクリンピングローラにある場合にも作動可能である。クリンピングロールの自動位置決めはロール駆動歯車に早期摩耗や不適切なバックラッシュを生じることなく達成され、すなわち、これは極めて円滑な、問題のない駆動列により達成される。このシステムの油圧並びに電子制御の特徴により、半熟練の作業者が多大な経験がなくともこの機械を作動することが可能となる。
本発明は更に建築方法および多数のビルディングが付加的な支柱なしで互いに連結されており、すなわち側壁が支柱として用いられている建築構成を含んでいる。このことは２つの垂直パネルを背中合わせに組み合わせて突出した結合部材補強バー付きの強固な柱を提供しそして垂直パネル間の空間においてコンクリートで固める。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明に係る機械の上面図であり、要素部品の一般的配置を示しそしてある部分は取除かれておりそして他の位置は図示を明瞭にするため概略的に示されている。
図２は本発明に係る機械の部分上面図であり、メインクリンピングロールおよびその制御器を図示するために一部が取除かれている。
図３は図２に幾分類似した図であるがメインクリンピングロールの駆動列を示すために異なる要素が取除かれている。
図４は所定の一点を通過したパネルの量を計測するための計測装置の位置決めを示す正面図である。
図５は図４に示されているアセンブリーの背面図である。
図６はクリンピングロールを動かしそしてその位置を正確に測定するための装置のアセンブリーを取除かれた部分の上面図である。
図７は図６の線７−７に沿って見た断面図である。
図８は図示を明瞭にするために部分的に取除いたメインクリンピングローラを動かすための駆動装置を示した側面図である。
図９はカバーを取除いた状態の半径測定装置の上面図である。
図10は半熟練作業者により一点から機械を制御するための制御器を示す正面図である。
図11は全機械を自動制御するための油圧および電気システムからの連結状態を示す概略線図である。
図12は本発明を用いて製造可能なビルディングの一つの形を示す正面図である。
図13は図12のビルディングの詳細を示す斜視図であり、そのビルディングが組み立てられているアセンブリーを示しそして自立状態を示している。
図14は本発明を用いて製造可能なビルディングの他の形状を示す正面図である。
好ましい実施例の詳細な説明
図１は本発明に係る機械の一般的配置を示しており、この機械は好ましくは移動可能なようにトレーラ30に載置されており、ビルディングを建築するために用いられるであろう金属パネルを成形するための現場に移動可能である。この機械の要素はトレーラーのデッキ32において組立てられており、ビルディングパネルが成形される適当な厚さの（ゲージ）のシートメタル用のロール36を保持するためのロールホルダ34を含んでいる。金属の供給ロールの近傍の機械の一端部に沿ってロール成形機械38があり、この機械は前記シートメタルを所望の構成に成形するための多数の金属成形ロールを含んでいる。このロール形成機械は上述した従来技術において知られているので、それを示したりまたは記載する必要はない。成形ロールを離れていく金属の断面形状は当該技術分野において知られているもののようであり、そして上述した先行文献の特許明細書に示されており、ここには、同様にこの技術分野において知られているように、端面がシーマーにより互いにクリンプされて隣合って組立てられた異なる形状のパネルがある。ロール成形ステーションの端部には、成形されたパネルを所望のそして測定された長さに剪断するための油圧作動される剪断機40がある。
油圧ポンプ44を介して油圧動力を供給するために１つの内燃機関42（好ましくはディーゼルエンジン）がトレーラーに載置されている。種々の油圧アクチュエータに油圧流体を制御された状態で供給するためにメイン油圧バルブ46がトレーラーに載置されている。オペレータ用の制御パネル48が種々の制御器、読出しパネルおよびマイクロプロセサーを含んでいる。
パネルロール成形区画38のパネル成形ロールが油圧モータ50により駆動されている。従来技術で知られているように成形されたパネルＰの側部をクリンプしクリンプCsを成形するために他の油圧モータ52が設けられている。パネル底部クリンピングロールを駆動して、パネルの曲率を決定する底部クリンプを形成するために、他の油圧モータ54が設けられており、底部クリンプはCbで示されている。
ロール成形機械からの成形されたパネルの長さを電気的に測定するためにパネル長さ測定装置56が設けられている。他の実質的に同一のパネル長さ測定装置58がクリンピングおよび曲げ区画68へ供給されている成形されたパネルの長さを測定するために機械の他の側に位置されている。
油圧剪断機40は油圧シリンダ62によって作動される。送出し支持テーブル64が剪断機の近傍に位置されており、成形されたパネルを支持するためにロール成形区画38と一直線になっている。トレーラーが移動されるときに支持テーブル64、78および他の実質的に必須の装置を収納するためにトレーラーは適当なラック66を具備している。
ロール成形区画38と反対のトレーラーの側部にはクリンピングおよびパネル折り曲げ区画68がある。クリンプCbを作り出すための底部クリンピングは一対のクリンピングロール70、72により達成される。曲率測定装置74は底部クリンピングロールに続いてパネルに接触して曲率半径または曲率度合いを測定し底部クリンピングが所望のパネルとなっているかを測定する。底部クリンピングが曲率度合を制御しそして底部クリンピングの度合がクリンピングロール70、72の軸線間の距離により制御されるので、他方に対する一方のクリンピングロールの移動が曲率度合を決定する。油圧モータ75がクリンピングロール70をロール72に対して移動させて曲率度合を制御するために設けられている。パネルの側部に対する側部クリンピングが、モータ52により駆動される側部クリンピングロール76により行われる。送出しテーブル78が成形されたパネルを取るために設けられている。
クリンピングロール70および72はパネルＰの底部から完全に離脱可能であり、この場合にはパネルは曲りを有せず（すなわちクリンプCbはなく）そしてパネルは直線であろうが、しかし側部クリンプCsにより直線とされる。クリンプロールの係合および位置を自動的に制御することにより、成形されるパネルは１つもしくは複数の直線区画または１つもしくは複数の曲った区画となり、その曲った区画の半径の曲率度合は適切に且つ自動的に制御される。垂直の側壁を具備したビルディングを得ることが望ましいときには、本発明の機械によりアーチ形の屋根または壁と屋根の頂点との間の曲った部分に半径が在る直線（傾斜）の屋根の何れかを具備した成形パネルを提供するように設定される。この機械を制御するための全ての方法および記載した成形形状は全てプログラム的に制御される。本発明の機械により成形されるパネルは先行技術に教示されているようにシーマーにより互いに縫い合わされてもよい。
図２に示されるように電子式エンコーダ80がパネル長さ測定装置58に一体に取付けられており、そして側部クリンピングロールを通過するパネルの長さを測定するために用いられる。他の電子式エンコーダ82がクリンピングロール同士の相対的な位置、すなわち、もしある場合には、クリンプの深さ、を測定するために用いられる。曲り測定アセンブリ74は、図９にも詳細に示されているように、測定アセンブリ84を含んでおり、この測定アセンブリ84は曲ったパネルに接触するときには曲りを測定する。このことは固定アーム86が固定距離の範囲内でパネルに接触するときに達成され、アーチの長さの垂直または高さの大きさがアセンブリ84により測定される。機械式リンク88が電子式エンコーダ90を位置決めする。このエンコーダは電子情報をマイクロプロセサーに送り返し機械を更に制御する。
クリンピングロールの回転駆動装置が図３に示されている。クリンピングロール油圧モータ54は、スプロケット92が取着されている軸を駆動し、そしてスプロケット92がスプロケット96との間に掛けられたチェーン94を駆動する。２つのスプロケット96が側面同士が互い間隔を開けて軸に設けられており、チェーン98がそれらの１つとスプロケット100との間に掛けられている。同じ軸に設けられた他のスプロケット100は、クリンピングロール70の駆動軸106に取着されたスプロケット104の回りに巻掛けられた駆動チェーン102を担持している。ピニオン108がスプロケット96の軸に駆着され、そして駆動歯車110がクリンピングロール72の駆動のために駆動軸に取着されている。張力アセンブリ112が、モータ75の制御下にロール70の位置調整により種々の位置となるチェーン102を張るために設けられている。
この種の先行装置においてはクリンピングロールは直接噛合った３つの平歯車により駆動されていた。メインクリンピングローラが歯車から遠ざかったときには接触度合は小さくそして歯車は早期摩耗および損傷を受ける。本構成によりメインクリンピングロール70および72は機械的に係合しているが、しかしタイミングを損ねることなくまた歯車のバックラッシュなしに、移動の自由が完全に許容される。
図４および図５は、成形されたパネルの長さを電子的に測定するための、56および58のような測定装置アセンブリを示す。エンコーダ80が水密プラグおよびハーネス114を介してマイクロプロセサーに連結されている。円筒形状をした測定ローラ124がベアリング122によって自由に回転する。このローラは非常に耐摩耗性のあるフェノール材料から機械加工により作られておりそしてパネルを正確に測定するために必要な適度な摩擦を付与する。アセンブリのサポートおよびマウンティングは、機械のフレームにボルト128により固着された支持プレート126を含んでいる。測定装置は移動可能に設けられておりそして引張スプリング130により付勢されており、引張スプリング130は支持プレート126のスプリングタブ134と測定ロールの移動可能なフレーム136のタブ132に取付けられている。移動可能なブロック138がレール137上を摺動して、ロール124を担持しているフレーム136は常時上下に移動可能であり、スプリング130からの付勢力によりパネルＰの下側に対して押し付けられている。
クリンピングロール70を移動させるために、それはプレートおよび移動可能なスラストブロック142に担持されている（図６および７参照）。青銅ナット144および保持フランジ146がモータ75により回転されるアクメねじ切りロッド148に組付けられている。このねじ切りロッドはナット144内に螺合しクリンプに所望の移動範囲を付与しつつスラストブロックがローラの半径方向に移動することを許容している。ナットの使用は、例えば１〜2rpmsの非常にゆっくりした回転および40から50rpm程度の非常に高速の戻りを許容する。スラストブロック142が半径方向に移動されるにつれて、それは逆に機械的リンク150、120および153を移動させ、これらリンクはスラストブロックにＵリンク154により連結されそして更にエンコーダ82に連結されていてクリンピングロールの位置を測定する。
図８は同一位置へ向けて同時に動かされる下部クリンピングロール70の軸の両端部用の駆動装置を示す。スプロケット160が軸148に取着され、そしてスプロケット162との間に掛けられたチェーン164により駆動され、一方このスプロケット162は油圧モータ75により駆動される減速ユニット166に連結されている。他のスプロケットチェーン170が他のスプロケット160および軸174上の更に他のスプロケット172に掛けられている。軸174は軸148と類似しておりロール70の他端部を制御する。これらの軸の双方はねじ切りロッド148の両端部である。クリンピングローラが適切な位置にあることにより、出来上がったパネルの正確度が達成されて先行技術の機械を用いる結果として典型的に得られた屑が減少される。
図10は制御パネル48を図示し、この制御パネル48もまたマイクロプロセサーを収納している。制御パネル48の部分168はエンジン制御用でありヒューズ176および点火スイッチ178、交流発電機インジケータ180およびスタータスイッチ182を含んでいる。好ましくはディーゼルエンジンであるエンジンモータは制御器184を通じて高低速の何れにおいても制御可能でありイグニッションがオンをしていることを示すパイロットライト186を具備している。エンジンが運転された時間数がゲージ188に示され、そしてエンジンオイル圧力が190に示される。リセットボタン192は制御器をリセットするために用いられる。制御パネル48の右上部にはマイクロプロセサー制御パネル193があり、このパネルは増加半径ボタン194および減少半径ボタン196を含んでいる。ビルディングの形式がビルディング形式ボタン198を押しそしてビルディングの形式、すなわち成形されるべきパネルの形、に応じて対応する数値を入力することにより、制御することができる。英法からメートル法単位への変換はマネジャーモードキースイッチ198により達成される。Ｆキー195およびTHKボタン198および特別の厚みはキーパッド208を押すことにより、厚みは制御用のマイクロプロセサーに入力できる。ディスプレーパネル210は現実のそして所望の半径および長さを表示するために用いられる。これは更にマイクロプロセサーの全ての制御および誤差機能を表示するために用いられる。特別の長さまたは半径をセットするために、制御ボタン204、206が押され、次いで、キーパッド208を経てマイクロプロセサーに入力されることにより長さまたは半径がセットされる。
パネル成形アセンブリ38を通じてのパネルの供給制御は制御ボタン212、214および216により達成される。ボタン214は全ての事象が正しいことを確かめるためのアセンブリへのパネルの初期送給用のパネル送給低速ボタンである。パネルフォーマースタート214がパネルをパネルフォーマーを通って高速度を送給するために用いられる。それは所望の長さが達成されると自動的に遮断する。パネル逆転ボタン216が成形ローラを反転してパネルをフォーマーから取り出すために用いられる。
曲り区画68用のパネル48のスイッチが同一の機能を有しており、すなわち、パネルを曲りを経てゆっくりと送る218、折曲げ装置を逆転させ222またはそれを高速（定常）で走行させる220。油圧剪断機40が制御器224により上下に作動され、そして全機械は緊急停止制御器226によって遮断されるようになっている。コンピュータRS232の取出口199がマイクロプロセサーをパーソナルコンピュータに接続するために用いられる。スイッチ213および215はパネルフォーマーおよび折曲げ機をそれぞれリセットするために用いられる。ボタン181および183がパネルフォーマーおよび折曲げ機をそれぞれ一時的に停止するために用いられる。ボタン199は機械が作動中に何れかの機能を変更するために用いられる。クリヤー／校正ボタン193が入力をクリヤーし機械を校正するために用いられる。マネジャーモード198は作業者が機械の数百の異なる作動パラメータをチェックおよび／または変更することを許容する。
図11は機械を制御する構成要素の概略図である。エンジン42はメイン油圧ポンプ44を駆動し、ポンプは配管228を通りリザーバー227から油圧流体を受けとる。可変容量ピストンポンプ44は配管232を通じてメイン油圧バルブ46へ油圧流体を汲上げる。圧力は測定されゲージ224を通じてモニターされる。メイン油圧バルブ46は４つの区画234、236、238および240を有している。油圧バルブ区画234はパネル成形駆動モータ50の作動を制御し、そして制御パネル48の制御ボタン212、214および216により制御されそしてマイクロプロセサーから入力される。メイン油圧制御バルブ46の区画236は、剪断機を作動するとともに剪断機を油圧配管237および239を通じて上または下に図示のように移動させるための油圧シリンダ62を作動することにより油圧剪断機40の作動制御するものである。制御弁バルブ区画238はクリンパーロール駆動モータ52および54の駆動制御用である。油圧流体は配管250を通じてモータ52および54に送られそして配管252を通じて戻される。モータは前述したようにクリンピングロールを回転させる。油圧バルブ区画240は油圧配管260を通じてクリンピングロール位置決めモータ75を制御してクリンピングロール70をロール72に向けまたはロール72から離れるように移動させて直線パネルから所望の半径のパネルへと曲り度合を制御する。
耳で聞こえるようにしたアラーム246が電線248を通じてマイクロプロセサーおよびメイン制御パネル48に連結されている。
マイクロプロセサーは電気ハーネス242を経て伝えられた信号に従い４つのバルブ区画234、236、238、240の全てを制御する。
パネル長さ測定装置58はマイクロプロセサーへハーネス244を通じて信号を送り、次いで制御パネルによりパネル長さとしてプリセットされた駆動速度および時間に従いマイクロプロセサーはモータ50による駆動速度および時間を制御する。
同様に、長さ測定駆動装置58が制御パネル48の後ろに設けられているマイクロプロセサーに電線254を通じて信号を送り、信号は配線242を通じて制御バルブ部分238に送られてモータ52、52、54の駆動量を制御し、それによりクリンパーロールを通過している長さを制御する。半径測定装置74により検出された曲りはハーネス258を通じてマイクロプロセサーに供給され、そしてマイクロプロセサーはコントールバルブ240にクリンピングロール位置決めモータ75を制御するための信号を送り返し、クリンピングロールを位置決めしそして半径を制御するためにクリンピングローラ位置決めモータ75を制御する。クリンピングロール70の位置はエンコーダ82により検出され、エンコーダ82はその信号を配線256を通じてマイクロプロセサーに供給し、マイクロプロセサーは逆に信号をバルブ区画240に送って位置を正確に測定しそれにより更にモータ75を制御してクリンピングロールを位置決めする。
以下、機械の作動について記載する。機械はトレーラー30上に位置されたロール36上の平らなスチールのコイルとともに始動する。パネルスイッチ212、214および216の制御下においてスチールは油圧モータ50により駆動されているパネル成形区画38を通って制御パネルのキーパッド208および長さボタン206により入力された長さにより決まる量だけ供給される。パネルが成形されるにつれて、パネルが成形ラインを移行するにつれて配線244を通じて入力信号を制御パネルおよびマイクロプロセサー40に送り返すことによって、センサー56は電子的にパネルを測定する。所望の長さが達成されるとモータ50は自動的に遮断しそして制御器が作業者に剪断機40によってパネルを切断するように信号を発信する。次いで作業者は剪断機制御ボタン124を操作してパネルを切断し、そして切断されたパネルは機械により提供された送り出しテーブル64に載置される。パネルが曲り区画68を通って折曲げられてもよい状態となるまでテーブル64はパネルを保持する。機械は区画38のロール形状に応じて多数の異なるパネルを製造可能である。24インチの幅または22インチの幅のパネルが36インチ幅のコイルを用いて成形でき、12インチ幅または16インチ幅のパネルが24インチのパネルから成形でき、そして20インチのパネルが36インチ幅のコイルから成形できる。
成形されたパネルは次いで折曲げアセンブリ68を通じて送り返され、そしてモータ52の制御の下に側部は側部クリンピングロール76を通ってクリンプされる。作業者は次いで半径ボタン204を押すことにより所望の半径を入力し、キーパッドは半径をセットするのに用いることができる。エンコーダ82はメインクリンピングロール70のロール72に対する位置を測定する。作業者は次いでパネルを折曲げ区画に挿入し、そしてボタン218を用いて折曲げ工程を始動し、次いでボタン220に切替える。側部クリンピングモータ52は油圧動力の下にパネルを折曲げ区画を通って駆動し、そしてメインクリンピングロール70、72もまたモータ54により回転駆動されるよう油圧的に作動される。エンコーダ74はクリンプされたパネルの上に置かれそして適切な半径を測定する。もし測定された半径がマイクロプロセサーに入力された所望の半径と合致しないときには、エンコーダ74はメインパネルに配線258を通じて信号を送り返し、それによりクリンピングロール70を再位置決めさせるようバルブ240を作動する。エンコーダ82はマイクロプロセサーから配線256を通じてコントローラに新たな半径が用いられるであろうことを知らせる信号を受ける。これは次いでマイクロプロセサーに今後の参考とするために記憶される。クリンピングロール70は所望の半径に調整され、そしてこれが達成されたときにマイクロプロセサーは作業者に警告し、そしてパネルは成形される続け、そして割り付けテーブル78上に置かれる。
パネルの一部が直線状でありそして他の部分が１つまたは多数の所望の曲率半径を有しているような特別なビルディングを構築するためには、折り曲げ区画を制御するためにエンコーダ74、58および82に信号を送るように作業者は制御パネルのマイクロプロセサー48に情報を入力する。例えば、もし作業者が直線状の壁、カーブした屋根および直線状の壁を希望する場合には、制御パネルからの第１の入力は直線状の壁長さであろう。これは数字キーパッド208を経て入力されるであろう。アーチの所望の曲がりは最終直線区画の入力に引き続いて入力されるであろう。更に繰り返されつつある或る種のビルディングの形式がコードにより与えられ、そしてこれはマイクロプロセサーに「形式」ボタン198を押した後に入力することが可能である。機械は測定装置58を通じて適切なパネルＰの直線部分の適切な長さを測定することができる。この点において側部フランジのみがクリンプされ真ん中の底部が触れられることなく離れているために底は曲げられない。所望の長さが達成されるとマイクロプロセサーは駆動モータが停止することを知らせる。この点においてクリンピングロール70は油圧モータ75およびその減速機により或る位置に動く。マイクロプロセサーは次いでパネルをアーチ形をした部分に成形するように駆動装置に指令し続け一方直線壁は取り出しテーブルを横切って担持する。一度び適当なアーチ長さが達成されると、機械は再度止まり、それによりメインクリンピングロールはパネルから引き離し可能であり、そして第３の且つ最後の区画が直線区画に形成されることを許容する。マイクロプロセサーは適切な遅れ時間、パネルの適切な半径および適切な長さを含むこれらの全ての機能を制御する。作業者が緊急に半径制御を調整可能とするために制御パネル48は更に手動優先スイッチ194および195を含んでいる。これらの優先スイッチはモータ75に送給するバルブ240を制御する。
キーパッド288から単一の指令値を入力することにより所望のビルディング形式を選ぶときには、ビルディング形式ボタン196が作業者に柔軟性を付与することができる。キー195および198を通じての厚み入力は最初にマイクロプロセサーのメモリー用である。
図12は本発明を用いて構築することが可能なビルディング226の１つの形式を示している。パネルスパン270は２つの垂直な壁部分274の間に挟まれたアーチ形をした屋根272を有している。この場合に、ビルディング266全体はパネル部分を図12に示すようにサイドバイサイドに隣合わせに組立てることにより形成されており、ここにおいて垂直な側壁274は背中合わせになっており、そして共通の１つの垂直壁276を形成するように互いに締結されている。このビルディングは単一のまたは複数のユニットとして用いることができる。このアセンブリは当該技術分野において知られているように適宜土台または基礎268の上に構築される。
共通の垂直壁276の詳細が図13に示されている。互いに組立てられたときにパネルは六角形またはハネーカム形状278の空間を有した区画を構成している。補強バーアセンブリ280がこれらの空間部分に置かれてもよく、そして空間部は強度および支持のためにコンクリート（図示せず）により満たされていてもよい。押出し成形されたアルミニウムパネル282がパネルの間に組合わされてパネルが互いに背中合わせ状態で固定されるようにファスナー284により締結されてもよい。電気配線が押出し成形部材の空間部286に通されていてもよくまたは空間部278の幾つかを通されていてもよくこの場合にはこの空間部はコンクリートで満たされないことになろう。
図14は他の形式の完成されたビルディング構造を示す。これらビルディングは直線垂直壁280を用いて形成されており、この直線垂直壁280は傾斜した直線屋根部分282から曲がった部分284により分離されている。建造物の頂点における小さな領域286が形状を完全なものとする。２またはそれ以上のビルディングが前述したように垂直なコラムサポート276を用いることにより構築されることができる。このコンクリート詰めされた垂直なコラムは単一のビルディングにおいても真直ぐな垂直な壁として用いることもできる。
以上から明らかなように本発明は自動的にそして制御された状態でシートメタルを金属ビルディング用のパネルに成形するためのユニークな機械とともに所望のパネルを成形するユニークな方法および新たなビルディング形式を提供する。従って本発明は添付の請求の範囲によってのみ制限されるべきものである。

Claims

シート金属を自動的に且つ制御された状態で成形して、少なくともその一部分がアーチ形またはカーブしている、組み合わされた壁および屋根パネルを有する金属ビルディング用のパネルに成形するための機械において；
該機械が以下の構成要件からなることを特徴とする機械：
ａ）上向きの側方縁部分の間に中央底部分を有する所望のパネル輪郭にシート金属材料をロール成形するためのロール成形手段；
ｂ）該ロール成形手段近傍に設けられ前記ロール成形されたパネルを剪断するための剪断手段；
ｃ）前記成形されたパネルに曲りを付与するために、前記成形され切断されたパネルの所定長さ部分の底部を、折目の深さが曲りを決定する小さな折目で折曲げることにより連続的にクリンプを付与するクリンピング手段；
ｄ）曲がったパネルにそれぞれ接触可能な先端を有する一対の固定アーム、該アームの中間位置においてパネルに接触する測定アセンブリおよび機械式リンクを介して前記アセンブリと連結されたエンコーダからなり、底クリンプされ成形されたパネルの曲率を測定するためのパネル曲率測定手段；および
ｅ）前記折目の深さを変化させることにより前記成形されたパネルの曲り度合を変化させ且つ制御するように前記クリンピング手段を制御するための自動ディジタル制御手段であって、前記測定手段および所望の曲率をセットする制御入力に少なくとも部分的に応答している自動ディジタル制御手段。
剪断されたパネル底部分がクリンプされずそして成形されたパネルの対応する部分が直線となるようにのみ前記クリンピング手段を自動的に且つ制御された状態に調整する手段を更に含んでいる請求項１に記載の機械。
前記成形されたパネルの縁部分をクリンプさせるための付加的なクリンプ手段、および該クリンピング手段を通過する成形されたパネルの長さを連続的に且つ自動的に測定するための制御手段に接続された長さ測定手段を更に含む請求項２に記載の機械。
前記クリンピング手段が、前記成形されたパネルの底部を挟む一対のクリンピングロール、該クリンピングロールが互いに近付きまたは離れるよう位置できるように少なくとも１つのクリンピングロールに設けられた移動可能なブロック、前記制御手段に応答して該ブロックの移動を制御する手段を更に含む請求項１に記載の機械。
前記底クリンピングロールがチェーンにより駆動される請求項４に記載の機械。
前記制御手段が制御パネル、マイクロプロセサー並びに油圧および電気回路を含んでいる請求項１に記載の機械。
前記制御パネルが曲った部分の曲率長さの調整および成形されたパネルの直線部分の長さの調整を許容する請求項６に記載の機械。
前記制御パネルが自動遮断手段およびコンピュータ接続を含む請求項７に記載の機械。
前記機械が更に移動可能な車輪付き車輌に搭載されている請求項１に記載の機械。
前記車輌に搭載され、成形された金属パネルを所望の長さに剪断するための油圧作動された剪断手段を更に含む請求項９に記載の機械。
サイドバイサイドで互いに縫い合わされたようなパネルにより形成された自立ビルディング用のパネルを製造する方法において；
該方法が以下の構成要件からなることを特徴とする方法：
ａ）シートメタルのロールから側縁および底を具備する所望の断面形状にシートメタルをロール成形し；
ｂ）該成形された形状を所望のそして所定の長さに剪断し；
ｃ）強度を付与するために成形された形状の所定長さの側縁にギザギザを付けることによりクリンピングし；
ｄ）自動的に且つ制御した状態で、成形された形状の底部に小さなギザギザを付けてクリンピングすることにより強度を付与するとともにロール成形されたシートメタルの剪断された長さ部材を曲げ、そして所望長さの部分に所定の曲率を付与して曲がった屋根部分および該曲がった屋根部分の両側に垂直な壁部分を具備したビルディングパネルを提供しており、前記ギザギザの深さが曲りを決定しており；および
ｅ）パネルの曲率を測定するとともに、曲がったパネルにそれぞれ接触可能な先端を有する一対の固定アーム、該アームの中間位置においてパネルに接触する測定アセンブリおよび機械式リンクを介してアセンブリと連結されたエンコーダからなり、底クリンプされ成形されたパネルの曲率を測定するためのパネル曲率測定手段により前記クリンプされたパネルの長さを測定し、該パネルをクリンピング工程から取除くことなくクリンプ中にギザギザの深さを連続且つ自動的に制御するためにこの測定および曲率の所定の設定を用いる。