JPH07100182B2 - 短手および長手方向へ湾曲した金属板の製造方法、および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、短手および長手方向へ
湾曲した金属板（主として鉄板）の製造方法および装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】短手および長手方向へ湾曲した金属板
は、例えば看板・柱・庇・外壁等に装飾的用途として用
いられたり、機能的用途として例えば樋として用いる他
に、タンクの保温または保冷のため、タンクの外周に捲
設して内部に加熱または冷却した流体を通すことに用い
られることがある。

【０００３】そのような湾曲した金属板の製造技術とし
て従来は、イ） 円筒パイプを、高周波またはプロパン等で加熱して
パイプベンダにて長手方向へ湾曲させた後、中心線に沿
って縦断し、その後に切断面をヤスリ等で仕上げ加工す
る方法、 ロ） 金属板を短手方向へ湾曲させた後、短手方向の両側
縁にＶ形状の切り込みを等間隔に多数個形成してから、
長手方向へ湾曲させ、その後に切り込み部分を溶接する
とともに、歪みや変形をハンマやグラインダ等で仕上げ
加工する方法、 ハ）また雨樋の製造に関するもので、周部断面が凹円状
の一対の雌ロールと周 部断面が凸円状の雄ロールとから
なり、両雌ロールの軸心を結ぶ線を底辺とする ほぼ正三
角形の頂点の位置に雄ロールを設けるとともに、該雄ロ
ールを両雌ロール間の中間位置へ向けて移動可能とした
もので、樋材料が両雌ロール間上を通過時に、両雌ロー
ル間の中間位置へ向けて雄ロールを移動・押圧し、樋材
料に長手方向への湾曲を生じさせる方法（例えば実公昭
５０−４０２０６号公報参照）等があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の短手および長手
方向へ湾曲した金属板の製造技術のうち、上記イ）に記
載のものは、高価な加熱装置を備える必要があった。ま
た上記イ）・ロ）のいずれに記載のものも、肉厚の厚い
金属板でないと上手く湾曲加工できず、薄い金属板を湾
曲加工することは不可能とされていたし、また厚肉の金
属板では材料費が高くつくので、製品のコストが高くな
る等の問題点があった。

【０００５】上記ハ）のものは、少し離して設けた一対
の雌ロール上の樋材料に、雄ロールの凸円状部にて短手
方向への湾曲内周面を押圧し、その部分を伸ばして長手
方向へ湾曲させている。そのためここでは、樋材料に対
する雄ロールと一対の雌ロールとの接触面を大きくして
おり、樋材料は短手方向への湾曲内面が雄ロール外周面
に、また湾曲外面が雌ロールの外周面に各々密着する状
態になっている。この方法では、雨樋の如く短手方向へ
の湾曲形状が半円形状より浅いものでは、長手方向へ湾
曲させるための絞りも比較的に無理なく行える。

【０００６】ところで、短手方向への湾曲を半円形また
はそれ以上に深くした金属板では、それを長手方向へ湾
曲させると該金属板の外周側と内周側で長さの差が生じ
る。上記のものは、離して設けた一対の雌ロール上の樋
材料に雄ロールを押し付けるとともに、金属板の短手方
向への湾曲内・外面に、雄・雌ロールを各々密着させて
いる。

【０００７】そのため該金属板は、各ロールとの密着で
短手方向には全体にわたり拘束され た状態で塑性変形力
を受けており、かつ離れた位置の雌ロール間に押圧され
る雄ロールにより、金属板に対する作用点が長手方向へ
離れており、一時に湾曲しようとする範囲も大きくなっ
ている。これでは、長手方向へ湾曲する金属板の湾曲外
周側と内周側で、長さの差により生じる歪みが外周側と
内周側で適切に配分されないし、塑性変形量も長手方向
へ長くて無理が生じている。短手方向への湾曲が半円形
またはそれ以上に深い金属板では、しわや波状部が生じ
てしまい、美しい製品を得ることは困難であった。

【０００８】本発明は、短手および長手方向へ湾曲した
金属板の製造技術に関し、上記従来のものがもつ問題点
を解説しようとするものである。即ち本発明の目的は、
高価な加熱装置を必要とせず冷間加工でよいことは勿論
のこと、肉厚の薄い金属板でもまた短手方向の湾曲が半
円形状で比較的深いものでも、しわや波状部その他の変
形が表れずに美しい湾曲加工ができる、短手および長手
方向へ湾曲した金属板の製造方法および装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】Ａ 本発明に係る短手お
よび長手方向へ湾曲した金属板の製造方法は、予め短手
方向へ湾曲させてある細長い金属板１を、 周部断面が凸
円状で軸方向両側に短円柱状の周縁部６をもつ雄ロール
３と、周部断面が凹円状の雌ロール４との両外周面間に
形成された、断面ほぼ半円状で金属板１の厚みより少し
大きい間隙ｓ内へ引き込ませ、同時に、該金属板１の後
部寄りで雄・雌ロール３，４間へ入る前の部分を、金属
板１を湾曲させようとする湾曲方向ｘへ加圧ロール２で
押圧して、 金属板１の短手方向の両側縁部５，５を、雄
・雌ロール３，４の軸心を結ぶ線ｌ上の位置ｃ点で雄ロ
ール３の両周縁部６へ圧接・掛止させるとともに、 金属
板１の短手方向への湾曲内面を、上記線ｌを通過直前の
位置ａ点で雄ロール３の凸円状外周面に圧接させ、短手
方向への湾曲外面を、上記線ｌを通過直後の位置ｂ点で
雌ロール４の凹円状外周面に圧接させることにより、 該
金属板１を、上記位置ｃ・ａ・ｂの三点で囲まれる二等
辺三角形状部Ａのほ ぼその範囲内で、かつ間隙ｓ内で厚
み方向へゆとりを持たせながら、湾曲時の内周側寄り部
分には長手方向への収縮力を作用させ、外周側寄り部分
には長手方向への伸長力を作用させて、金属板１を長手
方向へ湾曲させるようにしたものである。

【００１０】Ｂ 本発明に係る短手および長手方向へ湾
曲した金属板の製造装置は、短手方向へ湾曲した細長い
金属板１を長手方向へ湾曲用の雄・雌ロール３，４、お
よび該金属板１が雄・雌ロール３，４間へ入る前の位置
で湾曲方向ｘへ押圧する加圧用ロール２とを備え、 上記
雄ロール３は、周部断面が上記金属板１の短手方向への
湾曲内面を受け得る凸円状で、該凸円状部の軸方向両側
に、上記金属板１の短手方向の両側縁部５，５を受け得
る短円柱状の周縁部６を有する形状とし、 雌ロール４
は、周部断面が上記金属板１の短手方向への湾曲外面を
受け得る凹円状で、該凹円状部の軸方向両側に、雄ロー
ル４の周縁部６と当接可能な短円柱状の周縁部７を有す
る形状にするとともに、 該雄・雌ロール３，４または両
周縁部６，７の外径を、両周縁部６，７が当接時の両ロ
ール３，４の両周面間に、断面ほぼ半円状で金属板１の
板厚より少し大きい間隙ｓが形成される寸法とし、 か
つ、該雄・雌ロール３，４の少なくとも一方のロール４
に、上記金属板１を進行させる方向への回転駆動手段
と、他方のロール３側へ加圧する加圧手段９を設け、 上
記加圧ロール２は、周部断面が金属板１の短手方向への
湾曲外面に対応する凹円状で、上記雄・雌ロール３，４
よりも進行方向の手前位置に設け、かつ該加圧ロール２
に、金属板１を湾曲させる湾曲方向ｘへ押圧する加圧手
段１０を設けたものである。

【００１１】上記構成において、湾曲方向ｘとは金属板
１を長手方向へ湾曲させる場合に、その湾曲の中心に近
い方向を指すが、長手方向へ直線状だった金属板１がこ
こで曲げられる方向ならば、必ずしも湾曲の中心に近い
方向に限らない。 また上記Ｂの製造装置において、雄・
雌ロール３，３の両周縁部６，７が当接時に、両ロール
３，４の両外周面間に金属板１の板厚より少し大きい間
隙ｓを形成するようにし、そこへ加圧ロール２で湾曲方
向ｘへ押圧された金属板１を差し入れることで、該金属
板１と雄・雌ロール３，４の間で上記Ａの製造方法にお
けるような、位置ｃ・ａ・ｂの三点で囲まれる理論上の
二等辺三角形状部Ａが形成されている。

【００１２】

【作用】上記構成の本発明に係る短手および長手方向へ
湾曲した金属板の製造方法および装置により、短手方向
へ湾曲した金属板を長手方向へ湾曲させるには、次のよ
うに行う。 まず、細長い金属板１を、予め短手方向へ湾
曲させておく。細長い平金属板を短手方向へのみ湾曲さ
せることは、従来公知の湾曲装置により比較的容易に行
える。

【００１３】次に、上記短手方向へ湾曲させた金属板１
を、本発明に係る製造方法を実施するための装置に通
す。即ち、該金属板１を雄ロール３と雌ロール４の両外
周面間に形成された、断面ほぼ半円状で金属板１の板厚
より少し大きい間隙ｓ間に差し入れるが、雄・雌ロール
３，４の各側部に形成された周縁部６，７は当接状態に
ある。

【００１４】この状態で、雄・雌ロール３，４を回転手
段により金属板１の送り方向へ回転させるとともに、該
両ロール３，４の少なくとも一方を加圧手段９により加
圧して、該両ロール３，４間の上記断面ほぼ半円状の間
隙ｓが拡がらぬように加圧力を加えてある。

【００１５】そして、該雄・雌ロール３，４よりも進行
方向の手前位置に設けた加圧ロール２を加圧手段１０に
より加圧して、金属板１の後部寄りで雄・雌ロール３，
４間の間隙ｓへ入る前の位置を、ここで湾曲させる方向
即ち湾曲方向ｘへ押圧する。

【００１６】これにより、湾曲される金属板１の内周側
の端縁、即ち短手方向へ湾曲した金属板１の両側縁部
５，５は、雄ロール３両側の短円柱状周縁部６，６に、
雄ロール３と雌ロール４の軸心を結ぶ線ｌ上の位置ｃ点
で当接して受け止められ（図１・図３・図４参照）、そ
れ以上は湾曲方向ｘへ動かぬように掛止される。

【００１７】他面、上記の如く金属板１が両側縁部５，
５が位置ｃ点で受け止められ、かつ加圧ロール２で湾曲
方向ｘへ押圧されていることにより、該金属板１には位
置ｃ点を支点とするテコの作用が働く。そのため、湾曲
される金属板１の外周側部分の内、短手方向へ湾曲外面
は上記雄・雌ロール３，４の軸心を結ぶ線ｌを通過後の
位置ｂ点で雌ロール４と圧接状態になり、かつ湾曲内面
は、同線ｌを通過前の位置ａ点で雄ロール３と圧接状態
になる（図１・図４参照）。

【００１８】したがって、予め短手方向に湾曲した上記
金属板１が、加圧ロール２で押圧されながら雄・雌ロー
ル３，４間のやや隙間の大きい間隙ｓを通過する際に、
テコ作用により上記位置ｃ・ａ・ｂの各点を作用点とし
て大きな力が受けることになる。換言すれば、上記位置
ｃ点を支点として、湾曲時の外周寄り部分の内、位置ａ
点へ圧接する金属板１の短手方向への湾曲内面と上記位
置ｂ点へ圧接する湾曲外面寄り部分には、雄・雌ローラ
３，４の送り方向への回転に伴い長手方向へ伸長する力
が作用する。同時に上記位置ｃ点へ圧接する湾曲時の内
周寄り部分、即ち該金属板１の内周両側縁５，５近傍に
は、長手方向に短縮する力が作用する。

【００１９】理解し易いように表現すれば、図４で示す
如く、湾曲時に内周側となる金属板１の両側縁部５，５
が雄ロール３に圧接する位置ｃ点、および外周側となる
短手方向への湾曲内・外面が雌ロール４に圧接する位置
ａ点・ｂ点とで囲まれる二等辺三角形状部Ａのほぼその
範囲内で、塑性変形が行われる。即ち、湾曲時の外周寄
り部分では長手方向への伸長が、また内周寄り部分では
長手方向への短縮が行われることになり、この結果とし
て該金属板１は、徐々に長手方向への湾曲が形成されて
いくことになる。

【００２０】上記場合に金属板１には、湾曲時に内周側
となる両側縁部５，５寄り部分と、外周側となる短手方
向への湾曲内・外面寄り部分とで生じる短縮・伸長の差
による歪み・変形等の問題も解消されている。即ち、上
記作用点となるａ点・ｂ点・ｃ点の内でａ点とｂ点間の
間隔は、雄・雌ロール３，４間の間隙ｓが金属板１の板
厚より少し大きい程度であるため、その間隙ｓ内へ差し
込まれた金属板１に圧接して作用点となるａ点・ｂ点間
の間隔も小さい。

【００２１】そのため、金属板１の長手方向への湾曲
は、この小さいａ・ｂ点間を底辺としてｃ点との間で形
成された小さな二等辺三角形状部Ａのほぼその範囲内
で、少しずつ徐々に塑性変形されることになり、かつそ
の際の雄・雌ロール３，４間の間隙ｓが金属板１の厚み
より少し大きく、金属板１は短手方向の湾曲内面と湾曲
外面は両ロール３，４に密着せずフリーのため、上記の
少しずつの塑性変形が、両ロール３，４による不必要な
拘束力を受けず、湾曲時の内周寄り部分も外周寄り部分
も適性に配分された状態て変形が行われることになる。

【００２２】これで、長手方向への湾曲に伴う金属板１
の塑性変形による歪み等は、湾曲時の内周寄り部分と外
周寄り部分で無理なく内部吸収されることになり、金属
板１が短手方向へ半円形状またはそれ以上に深く湾曲し
たものでも、無理なく長手方向へ湾曲され、しわや波状
部が生じ無くなっている。

【００２３】

【実施例】図１ないし図５は、本発明に係る製造方法の
実施に用いる装置の実施例を示しており、短手方向へ湾
曲した細長い金属板１を長手方向へ湾曲用の雄・雌ロー
ル３，４、および該金属板１を雄・雌ロール３，４間へ
入る前の位置で湾曲方向ｘへ加圧用ロール２とを備え、
これらロールはいずれも機台１１上に縦軸により軸支し
てある。

【００２４】上記雄ロール３は、周部断面が短手方向へ
湾曲した金属板１の湾曲内面を受け 得る凸円状で、該凸
円状部の軸方向の両側に、上記金属板１の短手方向の両
側縁部５，５を受け得る短円柱状の周縁部６，６を有す
る形状をしている。そして該雄ロール３は、図示は省略
するが回転駆動手段により、金属板１を引き込み送り出
す方向へ回転するが、その位置は変わらぬようにしてあ
る。

【００２５】また上記雌ロール４は、周部断面が上記金
属板１の短手方向の湾曲外面を受け得る凹円状で、該凹
円状部の軸方向の両側に、雄ロール４の周縁部６，６と
当接可能な短円柱状の周縁部７，７を有する形状として
ある。そして雌ロール４も図示は省略するが回転駆動手
段により、金属板１を引き込み送り出す方向へ回転する
が、移動テーブル上を加圧手段９により雄ロール３の軸
心とを結ぶ線ｌ上を雄ロール３側へ移動し、雄・雌ロー
ル３，４の両周縁部６，７が圧接状態になるようにして
ある。

【００２６】上記雄・雌ロール３，４または両周縁部
６，７の外径は、両周縁部６，７が当接時に雄・雌ロー
ル３，４の両外周面間に断面ほぼ半円状で、金属板１の
板厚よりも少し大きい間隙ｓが形成される寸法に形成し
てある。ここでは、図からも明らかな如く板厚の２ない
し３倍程度の間隙ｓにしてある。

【００２７】上記加圧ロール２は、周部断面が短手方向
へ湾曲した金属板１の湾曲外面に対応する凹円状をして
おり、金属板１の後部寄り部分をここで湾曲させる方向
即ち湾曲方向ｘへ押圧可能に、上記雄・雌ロール３，４
よりも金属板１の送り込み側位置に設け、加圧手段１０
を付設してある。

【００２８】図において、１２は金属板１の下縁部を受
けるガイドローラを示す。なお、図示例では記載してい
ないが、金属板１を雄・雌ロール３，４の間隙ｓ内を通
過させて湾曲後、送り込み側へ戻して取り出すために、
送り出し側にも上記加圧ロール２と同様なロールを設け
てもよい。また図示実施例では、加圧ロール２や雄・雌
ロール３，４を各々縦軸にて軸支させたものを示してい
るが、横軸で軸支させる構造としてもよいことは勿論で
ある。

【００２９】いま、長さ４０００ｍｍで、厚み３ｍｍの
ステンレス製金属板１を、予め短手方向へ湾曲半径２０
０ｍｍの半円形に湾曲させておき、この金属板１を半径
３０００ｍｍで長手方向へ湾曲させた場合、湾曲後には
湾曲外周側の長さが約４１７０ｍｍに伸長し、内周側の
長さが約３８９０ｍｍに短縮されることになる。従来の
手段では、このプラス１７０ｍｍ、マイナス１１０ｍｍ
分の長さの差による歪みが金属板に吸収されず、内・外
表面にしわ・波状部となって表れていた。

【００３０】しかし本発明に係る製造方法・装置では、
上記の如く金属板１の長手方向への湾曲内周側と外周側
を、３箇所の位置ｃ・ａ・ｂの作用点からテコの作用で
こじる力を加えており、この３点からなる小さい二等辺
三角形状部Ａのほぼその範囲内で少しずつ徐々に塑性変
形を行わせ、かつ雄・雌ロール３，４間の間隙ｓ内で金
属板１に厚み方向へゆとり持たせている。これにより該
金属板１は、小さい範囲内での少しずつ徐々の塑性変形
が、湾曲内周側部分でも外周側部分でも無理なく適切に
行われる。

【００３１】そのため、本発明に係る製造方法・装置に
より上記ステンレス製金属板１を長手方向へ湾曲加工し
た場合に、外周側で約１７０ｍｍ伸長し、内周側で約１
１０ｍｍの短縮が生じても、その差は該金属板１内に内
部吸収されており、しわや波状部が生じず、美しい製品
ができあがる。これは上記のステンレス板に限らず、そ
の他の鉄板・アルミニウム板・銅板等についてもほぼ同
様である。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る製造方法および装置によれ
ば、短手方向の湾曲が半円形状やそれ以上の比較的深い
ものでも、歪やしわ・波状部等の余分な変形が表れるこ
となく、美しく長手方向へ湾曲加工することができる。

【００３３】即ち、従来のこの種の金属板の製造技術で
は、高価な加熱装置を備える必要があったり、薄い金属
板を湾曲加工することは不可能であったり、厚肉の金属
板では材料費が高い上に工程数も多くてコスト高になっ
たりした。またそれを解決したものとして、３個のロー
ルを用いて冷間加工で処理するものもあったが、これは
樋の如く短手方向への湾曲が浅いものについて可能であ
り、短手方向への湾曲が半円形状またはそれ以上の深い
ものを長手方向へ湾曲させると、しわや波状部が生じた
りした。

【００３４】これに対して、本発明に係る製造方法およ
び装置では、上記の如く湾曲する金属板の湾曲内周側と
外周側を３つの作用点からテコの作用でこじる力を加え
ており、この３点からなる小さい二等辺三角形状部のほ
ぼその範囲内で少しずつ徐々に塑性変形を行わせ、かつ
雄・雌ロール間の間隙内で金属板に厚み方向のゆとりを
持たせて加工している。

【００３５】これにより該金属板は、小さい二等辺三角
形状部のほぼその範囲内で、少しずつ徐々に行われる塑
性変形が、長手方向へ湾曲時の湾曲内周側部分にも外周
側部分にも適切に生じることになる。そのため、長手方
向への湾曲により湾曲外周側と内周側に生じる長さの差
に伴う歪み等を、該金属板に無理なく内部吸収させるこ
とができる。してがって、加工する金属板が短手方向へ
半円形状またはそれ以上に深く湾曲したものでも、無理
なく長手方向へ湾曲させることができ、しわや波状部が
生じ無い美しい湾曲加工を行うことができる。なお、材
料費の低減とともに工程数も少ないので、コストダウン
を図れることも勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る製造方法の原理を示す概略平面図
である。

【図２】本発明に係る製造装置の実施例を示す概略平面
図である。

【図３】本発明に係る製造装置で加工時の一部の縦断正
面図である。

【図４】本発明に係る製造装置で加工時の一部の切り欠
き拡大平面図である。

【図５】本発明に係る製造装置で加工時の一部の側面図
である。

【符号の説明】

１−金属板 ２−加圧ロール ３−
雄ロール ４−雌ロール ５−側縁部 ６−
周縁部 ７−周縁部 ８−中央寄り部分 ９−
加圧手段 １０−加圧手段 １１−機台 １２
−ガイドローラ ａ−位置 ｂ−位置 ｃ−
位置 ｌ−軸心を結ぶ線 ｓ−間隙 ｘ−
湾曲方向Ａ−二等辺三角形状部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め短手方向へ湾曲させてある細長い金属
   板１を、 周部断面が凸円状で軸方向両側に短円柱状の周縁部６を
   もつ雄ロール３と、周部断面が凹円状の雌ロール４との
   両外周面間に形成された、断面ほぼ半円状で金属板１の
   厚みより少し大きい間隙Ｓ内へ引き込ませ、 同時に、該金属板１の後部寄りで雄・雌ロール３，４間
   へ入る前の部分を、金属板１を湾曲させようとする湾曲
   方向ｘへ加圧ロール２で押圧して、 金属板１の短手方向の両側縁部５，５を、雄・雌ロール
   ３，４の軸心を結ぶ線ｌ上の位置ｃ点で雄ロール３の両
   周縁部６へ圧接・掛止させるとともに、 金属板１の短手方向への湾曲内面を、上記線ｌを通過直
   前の位置ａ点で雄ロール３の凸円状外周面に圧接させ、
   短手方向への湾曲外面を、上記線ｌを通過直後の位置ｂ
   点で雌ロール４の凹円状外周面に圧接させることによ
   り、 該金属板１を、上記位置ｃ・ａ・ｂの三点で囲まれる二
   等辺三角形状部Ａのほぼその範囲内で、かつ間隙ｓ内で
   厚み方向へゆとりを持たせながら、湾曲時の内周側寄り
   部分には長手方向ヘの収縮力を、外周側寄り部分には長
   手方向への伸長力を作用させて、金属板１を長手方向ヘ
   湾曲させるようにした 、短手および長手方向へ湾曲した
   金属板の製造方法。
2. 【請求項２】短手方向へ湾曲した細長い金属板１を長手
   方向へ湾曲用の雄・雌ロール３，４、および該金属板１
   が雄・雌ロール３，４間へ入る前の位置で湾曲方向ｘへ
   押圧する加圧用ロール２とを備え、 上記雄ロール３は、周部断面が上記金属板１の短手方向
   への湾曲内面を受け得る凸円状で、該凸円状部の軸方向
   両側に、上記金属板１の短手方向の両側縁部５，５を受
   け得る短円柱状の周縁部６を有する形状とし、 雌ロール４は、周部断面が上記金属板１の短手方向への
   湾曲外面を受け得る凹円状で、該凹円状部の軸方向両側
   に、雄ロール４の周縁部６と当接可能な短円柱状の周縁
   部７を有する形状にするとともに、 該雄・雌ロール３，４または両周縁部６，７の外径を、
   両周縁部６，７が当接 時に両ロール３，４の両周面間
   に、断面ほぼ半円状で金属板１の板厚より少し大きい間
   隙ｓが形成される寸法とし、 かつ、該雄・雌ロール３，４の少なくとも一方のロール
   ４に、上記金属板１を進行させる方向への回転駆動手段
   と、他方のロール３側へ加圧する加圧手段９を設け、 上記加圧ロール２は、周部断面が金属板１の短手方向へ
   の湾曲外面に対応する凹円状で、上記雄・雌ロール３，
   ４よりも進行方向の手前位置に設け、かつ該加圧ロール
   ２に、金属板１を湾曲させる湾曲方向ｘへ押圧する加圧
   手段１０を設け た、短手および長手方向へ湾曲した金属
   板の製造装置。