JP6452316B2 - 三次元用建築板材の成形装置及びその成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、球面又は球状面の一部として葺成施工できる三次元用建築板材を整然として成形する成形装置及びその成形方法に関する。前記三次元用建築板材は、主として、ドーム状等の屋根板材として用いられるが、壁材としても用いられる。この明細書において、球状面とは、球面に近い、又は球面に近似した構成のものをいう。

従来より、三次元用屋根板材は、ドーム形屋根を構築するには種々開発されていたが、自動的な制御構造にて製造するには困難であった。このため、長尺の屋根板材の両側の辺を弧状ではなく単なる傾斜形成したり、あるいは近似の弧状に成形しており、依然として球状面の一部として葺成施工できる三次元用屋根板材の製造は困難視されていた。

また、引用文献１では、長尺の金属製板材を複数段階にてロール成形して、フレキシブルな断面を有する長尺材の発明が開示されているが、ロール形状を特に開発している開示は存在しないため、如何なる断面形状の長尺材が開発されているかが不明であった。

さらに、引用文献２においては、溝形建築板材の両側を平面的に見て弧状に形成しつつ立上げ成形する装置も開発されているが、弧状に形成しつつ、整然とした立上げ形成することが困難であった。

特開２００８−２７２８１１号公報 ＷＯ２０１２／０９１６５０Ａ１

このため、本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、球状面の一部として葺成施工できる三次元用建築板材を整然として成形する成形装置及びその成形方法を実現することである。

そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、帯状で長尺の金属製板材を送り方向としてのＸ方向に搬送する送りロール部と、前記金属製板材の両側を適宜の幅にトリミングする左右側の両トリミングロール部と、トリミングした後に前記金属製板材における平坦状部の両側の適宜の幅の側部を途中段階まで立ち上げる左右側の両第１成形ロール部と、前記金属製板材の両側の前記側部を最終位置の垂直状に立ち上げる左右側の両第２成形ロール部とを備え、前記両トリミングロール部、前記両第１成形ロール部、前記両第２成形ロール部のそれぞれの左右側は独立して前記Ｘ方向に駆動可能で、且つ前記金属製板材の幅方向のＹ方向に移動可能に構成されてなる成形装置であって、前記両第２成形ロール部は、第２上部成形ロールと第２下部成形ロールとを具備して、前記第２上部成形ロールに形成した鋭角のＶ字状突部と、前記第２下部成形ロールには前記Ｖ字状突部に対応した鋭角のＶ字状溝部を有し、左右側の前記両第２成形ロールは幅方向両側に行くに従って次第に高くなる左右対称な三角形台座上に駆動可能に設けられてなり、前記Ｖ字状突部と前記Ｖ字状溝部とで前記金属製板材の両側部の隅角箇所を押圧することで、前記平坦状部両側の前記側部を垂直状に立ち上げ形成して、球状面の一部として葺成できる三次元用建築板材が成形できることを特徴とする三次元用建築板材の成形装置としたことにより、前記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、左右側の前記両第２成形ロールの前記両第２成形ロールの前記Ｖ字状溝部はラッパ状をなすと共に、それぞれのロールＸ面相互は水平面上に設置されてなることを特徴とする三次元用建築板材の成形装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記左右側の両トリミングロール部のそれぞれが、上下方向のＺ方向軸に対して該Ｚ方向軸の周りに回動可能に構成されてなることを特徴とする三次元用建築板材の成形装置としたことにより、前記課題を解決した。

請求項４の発明を、請求項１，２又は３の何れか１項において、前記金属製板材を送り方向としてのＸ方向に対して直交する該金属製板材の幅方向のＹ方向に移動可能なＹ方向移動部として構成されてなることを特徴とする三次元用建築板材の成形装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項４において、前記Ｙ方向移動部は、ケース部材に駆動モータが設けられ、該駆動モータの駆動にて移動部材が摺動可能に設けられてなることを特徴とする三次元用建築板材の成形装置としたことにより、前記課題を解決した。

請求項６の発明を、請求項１，２，３，４又は５の何れか１項において、前記送りロール部，前記両トリミングロール部，前記両第１成形ロール部，前記両第２成形ロール部は、ベース板上に設置されてなることを特徴とする三次元用建築板材の成形装置としたことにより、前記課題を解決した。

請求項７の発明を、帯状で長尺の金属製板材を送り方向としてのＸ方向に搬送する送りロール部と、前記金属製板材の両側を適宜の幅にトリミングする左右側の両トリミングロール部と、トリミングした後に前記金属製板材における平坦状部の両側の適宜の幅の側部を途中段階まで立ち上げる左右側の両第１成形ロール部と、前記金属製板材の両側の前記側部を最終位置の垂直状に立ち上げる左右側の両第２成形ロール部とを備え、前記両トリミングロール部、前記両第１成形ロール部、前記両第２成形ロール部のそれぞれの左右側は独立して前記Ｘ方向に駆動可能で、且つ前記金属製板材の幅方向のＹ方向に移動可能に構成されてなる成形装置であって、前記第２成形ロール部は、鋭角のＶ字状突部を有する第２上部成形ロールと、前記Ｖ字状突部に対応したＶ字状溝部が形成されている第２下部成形ロールとからなり、この両第２上部成形ロール，前記両第２下部成形ロールとが幅方向両側に行くに従って次第に高くなる左右対称な三角形台座上に駆動可能に設けられてなる構造にて、球状面の一部として葺成できる三次元用建築板材の長手方向の長さ及びその曲率半径に対応しての前記金属製板材の送り方向の送り量に対して該金属製板材の幅寸法量を決定しつつ、前記金属製板材に対して、前記両トリミングロール部，前記両第１成形ロール部及び前記両第２成形ロール部材間を通過させ、該両第２成形ロール部材間の前記Ｖ字状突部と前記Ｖ字状溝部との隅角箇所に対して集中的荷重を加えて前記平坦状部両側の前記側部を鋭角であって垂直状に立ち上げ形成させて前記三次元用建築板材を成形することを特徴とする三次元用建築板材の成形方法としたことにより、前記課題を解決した。

請求項８の発明を、請求項７において、前記左右側の両トリミングロール部のそれぞれが、上下方向のＺ方向軸に対して該Ｚ方向軸の周りに回動可能に構成しておき、前記三次元用建築板材の長手方向の長さに対する曲率半径が比較的小さい場合には、トリミングする際にそのカット線の接線方向を向くように前記Ｚ方向軸の周りに回動させてなることを特徴とする三次元用建築板材の成形方法としたことにより、前記課題を解決したものである。

請求項１の発明においては、三次元用建築板材としたことにより、簡易且つ迅速で整然とした板材を製造することができるし、この部材にて葺成施工すると、特に、球状面なる建築物を整然と仕上げることができる利点がある。請求項２の発明では、特に、側部を互いに内側に鋭角に立ち上げた形成したことにより、三次元用建築板材として整然と施工できる。請求項３の発明では、金属製板材の長手方向の曲率半径が小さくなったとしても、三次元用建築板材を歪みなどなく整然と仕上げることができる。

請求項４及び５の発明では、請求項１の発明と同様な効果を奏する。請求項６の発明では、成形装置をより簡易且つ取扱性を良好にできる。請求項７の成形方法の発明では、従来とは異なり、スムーズなる成形ができると共に整然とした施工良好なる三次元用建築板材を成形できうる。請求項８の発明では金属製板材の長手方向の曲率半径が小さくなったとしても、三次元用建築板材を歪みなどなく整然とした成形ができる効果がある。

（Ａ）は本発明の成形装置の簡易斜視図、（Ｂ）は側面から見たロール群等の主要部材にて三次元用建築板材を成形している状態側面図である。 （Ａ）は本発明の成形装置の送りロール部の正面図、（Ｂ）は本発明の成形装置の両トリミングロール部の正面図、（Ｃ）は本発明の成形装置の両第１成形ロール部の正面図、（Ｄ）は本発明の成形装置の両第２成形ロール部の正面図である。 （Ａ）は本発明の成形装置にて成形した後に構築した状態の１枚の三次元用建築板材の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１―Ｘ１矢視端面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２―Ｘ２矢視端面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３―Ｘ３矢視端面図、（Ｅ）は（Ａ）のＸ４―Ｘ４矢視端面図、（Ｆ）は（Ａ）のＸ５―Ｘ５矢視端面図、（Ｇ）は（Ａ）の三次元用建築板材を別の角度から見た斜視図である。 （Ａ）は本発明の成形装置のトリミングロール部の一部切除した側面図、（Ｂ）は（Ａ）の一部側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＹ１―Ｙ１方向の側面図、（Ｄ）はトリミングロール部の動作状態図、（Ｅ）はα部拡大図である。 （Ａ）は本発明の成形装置の第１成形ロール部の一部切除した側面図、（Ｂ）は第１成形ロール部の動作状態図である。 （Ａ）は本発明の成形装置の第２成形ロール部の一部切除した側面図、（Ｂ）は第２成形ロール部の動作状態図である。 （Ａ）は図６（Ｂ）の要部拡大図、（Ｂ）は第２成形ロール部の別の実施形態の動作状態図、（Ｃ）は（Ｂ）の要部拡大図である。 （Ａ）は本発明の成形装置の別の実施形態のトリミングロール部の側面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図、（Ｃ）は（Ａ）のトリミングロール部の動作状態図。 （Ａ）はトリミング線を付した金属製板材の全体平面図、（Ｂ）は金属製板材に対し、本発明の成形装置にて(i)〜(v)にて三次元用建築板材を製造する工程の簡易断面図であり、(i)は金属製板材がガイド間を通過する簡易断面図、(ii)はトリミング直前の金属製板材の簡易断面図、(iii)はトリミングした直後の金属製板材の簡易断面図、(iv)は第１成形ロール部にてロール成形した直後の金属製板材の簡易断面図、(v)は第２成形ロール部にてロール成形した直後の三次元用建築板材の簡易断面図である。 （Ａ）は本発明の成形装置に成形した後の状態の１枚の三次元用建築板材の斜視図、（Ｂ）は本発明の成形装置に成形した後の三次元用建築板材を平面的に見た図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸ６―Ｘ６，Ｘ７―Ｘ７，Ｘ８―Ｘ８，Ｘ９―Ｘ９，Ｘ１０―Ｘ１０矢視端面図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明すると、図１乃至図２は本発明の三次元用建築板材Ｐの成形装置は、主要な構成部として、送りロール部１と、トリミングロール部２と、第１成形ロール部３と、第２成形ロール部４と、ガイド部８から構成されている。

前記三次元用建築板材Ｐは、コイル状に巻きつけられている適宜の幅の帯状で長尺の金属製板材Ｐａが、前記送りロール部１，前記トリミングロール部２，前記第１成形ロール部３及び前記第２成形ロール部４を通過することで、球状面の一部として葺成できる三次元用建築板材Ｐが成形できる装置である。前記ガイド部８の両側のレール部材８１，８１間を、前記金属製板材Ｐａが通過して送られる。

前記送りロール部１は、前記所定幅の帯状の金属製の金属製板材ＰａをＸ方向（図２おいて紙面に垂直方向）に送るようにした送りマスターロール１１，副送りロール１２と、前記送りマスターロール１１を回転駆動させる駆動モータ１３と、該駆動モータ１３の回転角度及び角速度を検出するエンコーダ１４が備えられている。

前記駆動モータ１３は、台座１５上のブラケット１６に設置されている。前記送りマスターロール１１には、副送りロール１２が対をなして、前記金属製板材Ｐａを挟み込むようにして設けられている。それぞれのロール軸は、垂直状の側板１７ａ，１７ｂに設けた軸受に回転可能に設けられている。前記上下のロール軸は噛み合う上下の平歯車を通じて滑り回転がないように構成されている。該側板１７ａ，１７ａは、前記台座１５上に固着され、該台座１５は、ベース部１８上に固定されている。

前記トリミングロール部２は、前記金属製板材Ｐａの両側を適宜の幅に切断する上トリミングロール２１と、該上トリミングロール２２と対をなす下トリミングロール２２を回転駆動させる駆動モータ２３と、Ｙ方向移動部２４と、必要に応じて設けられたターンテーブル部２７とで構成されている（図２及び図４参照）。該ターンテーブル部２７については後述する（図８参照）。

図２（Ｂ）及び図４に示すように、前記トリミングロール部２の前記上トリミングロール２１，下トリミングロール２２，前記駆動モータ２３，前記Ｙ方向移動部２４のそれぞれが左右対称であって、一対が設けられ、且つ一対の左右側は、それぞれ独立して駆動可能に設けられている。前記駆動モータ２３は、前記Ｙ方向移動部２４上に設けられた台座２５上にブラケット２６ａを介して取付けられている。

前記Ｙ方向移動部２４は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、枠部材２４ａ内に駆動モータ２４ｂが設けられ、該駆動モータ２４ｂの軸に直接又は減速機構を介して螺子杆２４ｄが固着され、該螺子杆２４ｄに設けられたナット部が、前記枠部材２４ａに摺動可能に設けられた移動部材２４ｃに固着されている。これによって、前記駆動モータ２４ｂの回転駆動にて移動部材２４ｃが前記枠部材２４ａ上を往復動可能に構成されている。

図４（Ｃ）においての前記Ｙ方向移動部２４の左右側に設けられたガイド２４ｅ，２４ｅは前記台座２５を広げた両側下面に、前記Ｙ方向移動部２４の移動部材２４ｃと共働し、且つ安定化のために設けられている。このようなガイドは、前記第１成形ロール部３及び前記第２成形ロール部４のＹ方向移動部３４，４４に対しても設けられている。

特に、前記移動台座２４ｃの動き速度（Ｙ方向）と前記送りロール部１の駆動モータ２３の送り速度（Ｘ方向）とが同調乃至同期するように構成されている。前記トリミングロール部２は、上トリミングロール２１と下トリミングロール２２３とからなり、それぞれのロール軸は、ボックス部の垂直状の側板２６ｂ，２６ｂに設けた軸受に回転可能に設けられている。前記上下のロール軸は噛み合う上下の平歯車を通じて滑り回転がないように構成されている。前記両側板２６ｂ，２６ｂは、前記Ｙ方向移動部２４の移動台座２４ｃ上の台座２５上にそれぞれ固着されている。

前記上トリミングロール２１と下トリミングロール２２は、図４（Ｄ）に示すように、切断する要部は、それぞれ皿状断面をなし、食い違い状になるように構成されている。具体的には、図４（Ｅ）に示すように、左右側の前記上トリミングロール２１，２１は、裁頭円錐部の大径部側が互いに外向きになるようにセットされる。また、左右側の前記下トリミングロール２２，２２は、裁頭円錐部の大径部側が互いに内向きになるようにセットされる。

これによって、右側相互の上トリミングロール２１と下トリミングロール２２の先端相互は、前記金属製建築板Ｐａを切断するように上下方向が僅かに重なるようして構成されている。その相互先端は接触しない微小間隔で構成されている。特に、前記金属製建築板Ｐａ厚が厚くなってくる場合（板厚ｔを０．６ｍｍ以上）には、その先端の切断角度をさらに増加させることが必要となることが多い。

前記第１成形ロール部３は、図２（Ｃ）及び図５に示すように、前記金属製板材Ｐａの両側に立ち上げる立上げ部Ｐｂを適宜の角度に途中段階に成形する第１上部成形ロール３１と第１下部成形ロール３２と、前記第１成形ロール部３を回転駆動させる駆動モータ３３と、Ｙ方向移動部３４とから構成されている。

前記第１成形ロール部３の前記第１上部成形ロール３１，第１下部成形ロール３２前記駆動モータ３３，前記Ｙ方向移動部３４は、それぞれ左右対称であって、一対が設けられ、且つ一対の左右側は、それぞれ独立して駆動可能に設けられている。

前記第１成形ロール３１は、図５に示すように、第１上部成形ロール３１と第１下部成形ロール３２とからなり、それぞれのロール軸は、ボックス部の垂直状の側板３６ｂ，３６ｂに設けた軸受に回転可能に設けられている。前記上下のロール軸は噛み合う上下の平歯車を通じて滑り回転がないように構成されている。前記両側板３６ｂ，３６ｂは、前記Ｙ方向移動部３４の移動台座３４ｃ上の台座３５上にそれぞれ固着されている。該両側板３６ｂ，３６ｂは、前記Ｙ方向移動部３４上の台座３５上にそれぞれ固着されている。

前記第１成形ロール３１としての第１上部成形ロール３１と第１下部成形ロール３２では、実施形態では、平坦状の前記金属製板材Ｐａが、平坦状部Ｐｎの両側に、約４５度に折曲形成するようにして側部Ｐｍ，Ｐｍが形成される。

前記Ｙ方向移動部３４は、図５（Ａ）に示すように、枠部材３４ａ内に駆動モータ３４ｂが設けられ、該駆動モータ３４ｂの軸に直接又は減速機構を介して螺子杆３４ｄが固着され、該螺子杆３４ｄに設けられたナット部が、前記枠部材３４ａに摺動可能に設けられた移動部材３４ｃに固着されている。これによって、前記駆動モータ３４ｂの回転駆動にて移動部材３４ｃが前記枠部材３４ａ上を往復移動可能に構成されている。

特に、前記移動部材３４ｃの動き速度（Ｙ方向）と前記第１成形ロール３１の駆動モータ２３の送り速度（Ｘ方向）とが同調乃至同期するように構成されている。具体的には、前記第１成形ロール３１による前記金属製板材ＰａのＸ軸方向の送り量と、前記Ｙ方向移動部３４によるＹ軸方向の前記移動部材３４ｃの送り量とが所定の値になるように制御されている。

前記第２成形ロール部４は、図２（Ｄ），図６及び図７に示すように、前記金属製板材Ｐａの平坦状部Ｐｎの両側に最終的に側部Ｐｍ，Ｐｍを約９０度に立ち上げるように折曲形成する第２上部成形ロール４１と第２下部成形ロール４２、該第２下部成形ロール４２を回転駆動させる駆動モータ４３と、Ｙ方向移動部４４及び三角形台座４５とから構成されている。

前記第２成形ロール部４の前記第２上部成形ロール４１，第２下部成形ロール４２，前記駆動モータ４３，前記Ｙ方向移動部４４及び三角形台座４５は、それぞれ左右対称であって、一対が設けられ、且つ一対の左右側は、それぞれ独立して駆動可能に設けられている。

前記第２成形ロール４１は、図６（Ａ）に示すように、第２上部成形ロール４１と第２下部成形ロール４２とからなり、それぞれのロール軸は、傾斜ボックス部の傾斜側板４６ｂ，４６ｂに設けた軸受に回転可能に設けられている。前記上下のロール軸は噛み合う上下の平歯車を通じて滑り回転がないように構成されている。前記傾斜側板４６ｂ，４６ｂの下部は、前記Ｙ方向移動部４４上の三角形台座４５上に斜面してそれぞれ固着されている。特に、前記第２上部成形ロール４１と第２下部成形ロール４２では、実施形態では、前記金属製板材Ｐａの平坦状部Ｐｎの両側に最終的に側部Ｐｍ，Ｐｍを約９０度に立ち上げるように折曲形成するように構成されている。

前記Ｙ方向移動部４４は、枠部材４４ａ内に駆動モータ４４ｂが設けられ、該駆動モータ４４ｂの軸に直接又は減速機構を介して螺子杆４４ｄが固着され、該螺子杆４４ｄに設けられたナット部が、前記枠部材４４ａに摺動可能に設けられた移動部材４４ｃに固着されている。これによって、前記駆動モータ４４ｂの回転駆動にて移動部材４４ｃが前記枠部材４４ａ上を往復移動可能に構成されている。

左右側の前記Ｙ方向移動部２４，３４，４４は、それぞれ前記駆動モータ１３を設置したベース板１８上に固定されている。そのモータ制御は独立して可能に構成されている。特に、前記送りロール部材の駆動モータ１３による金属製板材ＰａのＸ方向の送り量が基本となって、前記トリミングロール部２，前記第１成形ロール部３及び前記第２成形ロール部４のそれぞれの駆動モータ２３，２３、３３，３３、４３，４３が同期するように６つのトリミング及び加工の制御が行われる。すなわち、７軸モータ制御が行われる。

次に、三次元用建築板材Ｐの製造方法について説明する。適宜の幅であって、長尺の金属製板材Ｐａで、長手方向の長さ及びその曲率半径Ｒｘも決定等した後に、操作ハンドル８ｂを操作して、ガイド部８のレール８ａ，８ａ間に、金属製板材Ｐａの先端を通過させる。まず、前記送りロール部１，前記トリミングロール部２，前記第１成形ロール部３及び前記第２成形ロール部４を通過することで、球状面の一部として葺成施工できる三次元用建築板材Ｐが成形できる。

トリミングロール部２の左右側の上トリミングロール２１、下トリミングロール２２にて、送りに対しての幅調整しつつ、トリミング部Ｐｘをトリミング線で切断して切除する。その平面図は図９(Ａ)の通りである。この切除状態は、図４(Ｄ)及び（Ｅ）に示すものである。そして、トリミングした後の金属製板材Ｐａに対して、両第１成形ロール部３，３及び両第２成形ロール部４，４間を通過させ、平坦状部Ｐｎ両側の側部Ｐｍ，Ｐｍを垂直状に立ち上げ形成させる〔図９（Ｂ）参照〕。これによって、前記三次元用建築板材Ｐを成形する。

該三次元用建築板材Ｐについて説明する。成形直後においては、薄板で且つ曲率半径Ｙｘが約１５ｍ以上の場合には、自重にて平坦状をなしている場合が多いが、屋根として葺成施工した場合には、円弧又は球面になじむようになって構成される。このようなことを単に「球状面の一部として葺成施工できる。」という。

トリミング及び曲率半径等は、極めて重要事項であるため、ある程度詳しく説明してみる。適宜の幅で長尺の金属製建築板Ｐａから長手方向の長さ及び長手方向の曲率半径Ｒｘを決定し、前記トリミングロール部２，前記第１成形ロール部３及び前記第２成形ロール部４それぞれのＹ方向移動部の駆動モータの移動制御データを前記金属製建築板Ｐａ及びトリミング形状等から読み込みして準備完了させる。

次いで、ガイド部８のレール８ａ，８ａ間に、金属製建築板Ｐａを通過させて、トリミング加工を行う。全体的に一度にトリミングした状態の平面図を図９（Ａ）に示す。かかる場合には、トリミング線でカットするトリミング部Ｐｘが存在し、トリミング線の外側が除去する部位であり、内側が三次元用建築板材Ｐを成形する部位である〔図９（Ａ）参照〕。図９（Ｂ）の(ii)がトリミング直前の断面状態図である。図９（Ａ）において、別の非対称トリミング線として記載されたものは、その左側の元のトリミング線とが対を成して左右非対称の側部Ｐｍ，Ｐｍとなる三次元用建築板材Ｐを成形できる例である。これは、左右側のトリミング部が独立して制御可能に構成されているためである。

図８（Ｄ）がトリミング完了直後の断面状態図であり、トリミング完了後の中央側の部位〔図８（Ｄ）参照〕の金属製建築板Ｐａに対して、両第１成形ロール部３，３を通過させて、平坦状部Ｐｎ両側の側部Ｐｍ，Ｐｍを約４５度に傾斜形成させる〔図８（Ｅ）参照〕。さらに、両第２成形ロール部４，４間を通過させて、平坦状部Ｐｎ両側の側部Ｐｍ，Ｐｍを垂直状に立ち上げ形成させる〔図８（Ｆ）参照〕。

図９（Ｂ）の(i)〜(v)のような成形加工によって、前記三次元用建築板材Ｐを成形する。このときには、該三次元用建築板材Ｐの断面においても、平坦状部Ｐｎは、略水平面であり、且つ前記三次元用建築板材Ｐの長手方向においても、該屋根材の自重にてこれまた平坦性をなしている。前記平坦状部Ｐｎの幅方向の略水平面及び前記三次元用建築板材Ｐ全体の長手方向の平坦性も金属製屋根材Ｐａの弾性限度内の性質から生ずるものである。

ところが、屋根材又は建築用板として葺成施工して設置すると、図３又は図１０のようになる。すなわち、球状面の一部として葺成施工できる三次元用建築板材Ｐである。長手方向の曲率半径はＲｘと、長手方向の端部の曲率半径はＲｙとなる。万一、真球である場合には、Ｒｘ＝Ｒｙである。特に、図１０（Ａ）では、長手方向の端部の曲率半径Ｒｙは、長手方向の曲率半径はＲｘよりは小さく記述しているのは、理解しやすいようにしたものである。

図１０（Ｂ）に示した平面図は、本発明の成形装置に成形した後の三次元用建築板材Ｐを平面的に見た図であり、この図では立ち上りの側部Ｐｍを省略している。その図１０（Ｂ）のＸ６―Ｘ６，Ｘ７―Ｘ７，Ｘ８―Ｘ８，Ｘ９―Ｘ９，Ｘ１０―Ｘ１０矢視端面図を見ると、図１０（Ｃ）に示すように、その端面は全てＲｙなる曲率半径となっており、全てが球状面又は球面の一部となっている。

つまり、三次元用建築板材Ｐを成形した後において、球状面である施工物に葺成施工した後において、図１０（Ｂ）に示した各矢視端面を見ると、全て弧状に形成されつつ設置されているものである。成形加工地においては、平坦状部Ｐｎは平坦に形成されるが、球状面である施工物に設置されると大きな弧状であるが円弧状となる。これこそが三次元用建築板材Ｐと言える所以である。その三次元用建築板材Ｐの長手方向も成形直後に、床等に置いた場合には、前述したように平坦状をなすが、同様に球状面である施工物に設置されると曲率半径Ｒｘとして形成される。

以上にように、球状面である施工物に設置されると大きな弧状であるが円弧状となるが、成形加工地においては、平坦状部Ｐｎは平坦に形成される点の要部構成について図６及び図７に基づいて詳述する。図６（Ｂ）において、第２上部成形ロール４１に鋭角のＶ字状突部４１ｐが形成されている。つまり、直角よりは僅かに小さい角度で第２上部成形ロール４１のロールＸ面４１ａとロールＹ面４１ｂとで構成されている。

さらに、前記第２下部成形ロール４２には、前記Ｖ字状突部４１ｐに対応したＶ字状溝部４２ｐが形成されている。具体的には、第２下部成形ロール４２において、直角よりは僅かに小さい角度の鋭角のロールＸ面４２ａとロールＹ面４２ｂとで構成されている。このような鋭角の適宜な角度θのＶ字状突部４１ｐと、鋭角の適宜な角度θのＶ字状溝部４２ｐとを通過しつつ隅角箇所を押圧して前記金属製板材Ｐａの側部Ｐｍは、弾性限度内において鋭角に立上げ形成される。

このように、垂直に近い鋭角に側部Ｐｍを立上げ形成するのは、球状面又は球面の一部に葺成施工したとき、その側部Ｐｍが球面の法線上に位置させて側部Ｐｍの角度調整等が不要できる。

さらに、前記Ｖ字状突部４１ｐと前記Ｖ字状溝部４２ｐとの関係において、さらに具体的構成の角度が形成されている。この点につては、図７（Ａ）及び（Ｃ）に示されている。つまり、Ｖ字状溝部４２ｐの鋭角の角度θからＶ字状突部４１ｐの鋭角の角度θを引いた角度γが形成されている。該角度γは、極めて僅かな角度（例えば、約１度以内）である。

このような角度γにて押圧加工した場合には、前記金属製板材Ｐａの隅角箇所に対して集中的荷重を加えることができ、その鋭角になる側部Ｐｍの立上げ形成が整然とできる。この作用については、図７（Ａ）のロールＸ面４２ａがラッパ状に形成された実施形態について述べたが、図７（Ｂ）及び（Ｃ）に示すようなロールを単にＶ字突部又はＶ字溝部として形成した場合も同様の作用及び効果を奏する。

前述したＶ字状突部４１ｐと前記Ｖ字状溝部４２ｐとの屈曲成形にて三次元的に成形できる理論としては、前述の鋭角成形に加えて、Ｙ面成形（側部Ｐｍの立ち上り側面成形）が同時にできることによる。このＹ面成形における立ち上り形成は、従来ではフリーロール形成で一的には行われている。

本発明の成形装置又は成形方法では、具体的には、図７（Ａ）の第２上部成形ロール４１にて、金属製板材Ｐａの側部Ｐｍに対して分布荷重ｆ，ｆ，…を加え、つまり、前記側部Ｐｍの下側箇所（隅角箇所側）に押し潰すような力が作用することで、図７（Ａ）の側部Ｐｍの下側箇所はある程度はプレスされたことになり、図１（Ｂ）に示すように、両第１成形ロール部３，３と両第２成形ロール部４，４との間において、上側に弧状に膨らむようにして三次元用建築板材Ｐが形成され、成形直後に、工場の地上に置いた場合には自重で平坦になる。球状面である施工物に設置されると大きな弧状である曲率半径Ｐｘとなる。

ここで、該曲率半径Ｒｘが比較的小さい場合に必要な構成要素である前記ターンテーブル部２７について説明する。該ターンテーブル部２７は、図８に示すように、ターンテーブル本体２７ａと、該ターンテーブル本体２７ａの円周の下面側に、少なくとも３つ以上〔図８（Ｂ）では８個〕のキャスタロール２７ｂが設けられ、適宜駆動モータにて、回転駆動可能に構成されている。また、前記キャスタロール２７ｂは、必要に応じて、前記Ｙ方向移動部２４の先端にも設けられることもある〔図８（Ａ）参照〕。特に、重要な点は、平面から見たときに、前記ターンテーブル本体２７ａの中心位置ｑにトリミング位置が設置されることが必要である。

具体的には、中心位置ｑには、中心軸２７ｑがベース１８上に固着され、該中心軸２７ｑの周りを前記中心位置ｑを介して、前記ターンテーブル本体２７ａが適宜回転可能に構成されている。該ターンテーブル本体２７ａ上には、前記Ｙ方向移動部２４の架台枠２４ａが固着されている。特に、平面的に見たときに、前記トリミングロール２１の切断中心位置が、前記中心軸２７ｑの中心となるように構成されている。このような配置によって、前記金属製板材Ｐａを適宜の角度で切断できるように構成されている。

前記ターンテーブル部２７を使う場合は、前記三次元用建築板材Ｐの長手方向の曲率半径が、約１５ｍ以内の場合に使うことが好ましい。これを使用した場合は、図８（Ｃ）に示すように、前記トリミングロール部２の上トリミングロール２１と下トリミングロール２２とが、僅かの角度Ｚ軸上で回動しつつトリミング加工して前記金属製板材Ｐａの不要のトリミング部Ｐｘを切除すると、接線方向が整然としたトリミング加工ができる。

このようなターンテーブル部２７を設けたトリミングロール部２として構成することによって、図１又は図２に示す工程、すなわち、送りロール部１、トリミングロール部２、第１成形ロール部３、第２成形ロール部４を、金属製板材Ｐａを順次通過して加工することで、該金属製板材Ｐａの長手方向の曲率半径Ｒｘが比較的小さい場合（例えば、約１５ｍ以内）の場合でも、図８（Ｃ）に示すように、少し斜めにトリミング加工することで、成形後の三次元用建築板材Ｐを整然と仕上げることができる。つまり、側部Ｐｍの立ち上りが整然と美的に仕上げることができる。

この発明による三次元用建築板材Ｐは、ドーム等の建築物の屋根材のみならず、図３（Ａ）に示す地球儀型の構造物にも利用できるし、さらには、皿状になった床状面に対しても利用可能である。

Ｐ…三次元用建築板材、Ｐａ…金属製板材、Ｐｎ…平坦状部、Ｐｍ…側部、
１…送りロール部、２…トリミングロール部、３…第１成形ロール部、
４…第２成形ロール部、２４、３４、４４…Ｙ方向移動部、
２７…ターンテーブル部。

Claims (8)

1. 帯状で長尺の金属製板材を送り方向としてのＸ方向に搬送する送りロール部と、前記金属製板材の両側を適宜の幅にトリミングする左右側の両トリミングロール部と、トリミングした後に前記金属製板材における平坦状部の両側の適宜の幅の側部を途中段階まで立ち上げる左右側の両第１成形ロール部と、前記金属製板材の両側の前記側部を最終位置の垂直状に立ち上げる左右側の両第２成形ロール部とを備え、前記両トリミングロール部、前記両第１成形ロール部、前記両第２成形ロール部のそれぞれの左右側は独立して前記Ｘ方向に駆動可能で、且つ前記金属製板材の幅方向のＹ方向に移動可能に構成されてなる成形装置であって、前記両第２成形ロール部は、第２上部成形ロールと第２下部成形ロールとを具備して、前記第２上部成形ロールに形成した鋭角のＶ字状突部と、前記第２下部成形ロールには前記Ｖ字状突部に対応した鋭角のＶ字状溝部を有し、左右側の前記両第２成形ロールは幅方向両側に行くに従って次第に高くなる左右対称な三角形台座上に駆動可能に設けられてなり、前記Ｖ字状突部と前記Ｖ字状溝部とで前記金属製板材の両側部の隅角箇所を押圧することで、前記平坦状部両側の前記側部を垂直状に立ち上げ形成して、球状面の一部として葺成できる三次元用建築板材が成形できることを特徴とする三次元用建築板材の成形装置。
2. 請求項１において、左右側の前記両第２成形ロールの前記両第２成形ロールの前記Ｖ字状溝部はラッパ状をなすと共に、それぞれのロールＸ面相互は水平面上に設置されてなることを特徴とする三次元用建築板材の成形装置。
3. 請求項１又は２において、前記左右側の両トリミングロール部のそれぞれが、上下方向のＺ方向軸に対して該Ｚ方向軸の周りに回動可能に構成されてなることを特徴とする三次元用建築板材の成形装置。
4. 請求項１，２又は３の何れか１項において、前記金属製板材を送り方向としてのＸ方向に対して直交する該金属製板材の幅方向のＹ方向に移動可能なＹ方向移動部として構成されてなることを特徴とする三次元用建築板材の成形装置。
5. 請求項４において、前記Ｙ方向移動部は、ケース部材に駆動モータが設けられ、該駆動モータの駆動にて移動部材が摺動可能に設けられてなることを特徴とする三次元用建築板材の成形装置。
6. 請求項１，２，３，４又は５の何れか１項において、前記送りロール部，前記両トリミングロール部，前記両第１成形ロール部，前記両第２成形ロール部は、ベース板上に設置されてなることを特徴とする三次元用建築板材の成形装置。
7. 帯状で長尺の金属製板材を送り方向としてのＸ方向に搬送する送りロール部と、前記金属製板材の両側を適宜の幅にトリミングする左右側の両トリミングロール部と、トリミングした後に前記金属製板材における平坦状部の両側の適宜の幅の側部を途中段階まで立ち上げる左右側の両第１成形ロール部と、前記金属製板材の両側の前記側部を最終位置の垂直状に立ち上げる左右側の両第２成形ロール部とを備え、前記両トリミングロール部、前記両第１成形ロール部、前記両第２成形ロール部のそれぞれの左右側は独立して前記Ｘ方向に駆動可能で、且つ前記金属製板材の幅方向のＹ方向に移動可能に構成されてなる成形装置であって、前記第２成形ロール部は、鋭角のＶ字状突部を有する第２上部成形ロールと、前記Ｖ字状突部に対応したＶ字状溝部が形成されている第２下部成形ロールとからなり、この両第２上部成形ロール，前記両第２下部成形ロールとが幅方向両側に行くに従って次第に高くなる左右対称な三角形台座上に駆動可能に設けられてなる構造にて、球状面の一部として葺成できる三次元用建築板材の長手方向の長さ及びその曲率半径に対応しての前記金属製板材の送り方向の送り量に対して該金属製板材の幅寸法量を決定しつつ、前記金属製板材に対して、前記両トリミングロール部，前記両第１成形ロール部及び前記両第２成形ロール部材間を通過させ、該両第２成形ロール部材間の前記Ｖ字状突部と前記Ｖ字状溝部との隅角箇所に対して集中的荷重を加えて前記平坦状部両側の前記側部を鋭角であって垂直状に立ち上げ形成させて前記三次元用建築板材を成形することを特徴とする三次元用建築板材の成形方法。
8. 請求項７において、前記左右側の両トリミングロール部のそれぞれが、上下方向のＺ方向軸に対して該Ｚ方向軸の周りに回動可能に構成しておき、前記三次元用建築板材の長手方向の長さに対する曲率半径が比較的小さい場合には、トリミングする際にそのカット線の接線方向を向くように前記Ｚ方向軸の周りに回動させてなることを特徴とする三次元用建築板材の成形方法。

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