JPH0248329B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 内壁板と外壁板とこれら両者を接続するウエ
ブ板とからなり、一方向に連続する断面形状、例
えば台形断面を備え、少なくとも前記内壁板に長
さ方向に沿つて膨出部が設けられている金属板
を、幅方向と平行な軸を中心に前記内壁板を内側
にして曲げる金属薄板の曲げ方法において、 少なくとももう一つの膨出部を前記ウエブ板に
形成しつつ、金属薄板に既設の膨出部を大きくし
ながら曲げていくことを特徴とする金属薄板の曲
げ方法。

２ 前記内壁板、前記外壁板、前記ウエブ板のそ
れぞれの中央部分に前記膨出部を形成することを
特徴とする請求の範囲第１項に記載の金属薄板の
曲げ方法。

３ 内壁板と外壁板とこの両者を接続するウエブ
板とからなり、一方向に連続する断面形状、例え
ば台形断面を備え、少なくとも前記内壁板に長さ
方向に沿つて膨出部が設けられている金属薄板
を、内面側と外面側より挟みつける一対のローラ
を有し、この一対のローラの前もしくは後ろに曲
げローラが設けられ、前記の各ローラのローラ面
は金属薄板の断面形状に対応した形状を備えた金
属薄板の曲げ装置において、 イ 前記ウエブ板に膨出部を形成する膨出部形成
部を、 ロ 既設の膨出部を大きくする膨出部形成部を、
もしくは ハ その両者を、 前記一対のローラのローラ面に形成したことを
特徴とする金属薄板の曲げ装置。

金属薄板の曲げ方法およびその装置 本発明は、内壁板、外壁板およびこれら両者を
接続するウエブ板からなり、一方向に連続する断
面形状、例えば台形断面を備えた金属薄板を、幅
方向と平行な軸を中心に、内壁板を内側にして曲
げる方法に関するものである。また、本発明は、
このような方法を実施するための装置に関するも
のでもある。

特殊な断面形状を有する薄板材、特に横断面が
台形断面であるような金属薄板を、幅方向と平行
な軸を中心に曲げるのは、ほとんど不可能であ
り、かりに可能であるとしてもコストが非常に高
くつく。というのも、このような金属薄板を曲げ
ようとすると引張応力や圧縮応力が生じるが、金
属薄板は引張応力には耐えるとしても大きな圧縮
応力には耐えられないからである。従来の方法を
用いて台形断面の金属薄板を曲げようとすれば、
圧縮応力が生じる部分にふくれが生じ、たとえば
曲げ半径が25m以下の場合には、そのようなふく
れの生じた部分の大きさが許容限度を越えてしま
う。

ところで一方、曲げ半径が25mよりはるかに小
さい金属薄板に対する需要は大きく、例えば、曲
げ半径が５〜10mあるいはそれよりさらに小さい
屋根用トラスが求められている。

台形断面の金属薄板を曲げる従来技術の一つ
に、プレスを用いて、金属薄板に断面の高さに対
して横方向に延びる溝を間隔をあけてエンボス加
工するという方法がある。このようにして金属薄
板を曲げることは確かに可能であるが、この方法
にはいくつかの欠点がある。一つには、この方法
は連続的ではなく断続的な方法であるため、処理
速度がおそく、かつコストが高くつく。また二つ
には、この方法により曲げた金属薄板は、横方向
に複数本の溝があるためアコーデオンの蛇腹のよ
うに折りたたまれた状態になりやすく、そのた
め、ほとんど圧力を加えることができない。つま
り負荷容量をほとんど持たない。

アメリカ特許第4154077号明細書は台形断面の
金属薄板を曲げるための方法と装置を開示してい
る。この発明では、台形断面の金属薄板を曲げる
のに、一対の曲げローラ２８，３６と一対のフイ
ードローラ１８，１９を用いている。金属薄板
は、フイードローラ１８，１９の間を通過して曲
げローラ２８，３６の間隙へ送られる。曲げロー
ラ２８には、金属薄板の内壁板が当接する領域
（金属薄板の表面１５が当接する部分）に、回転
方向の環状溝を形成して、金属薄板にあらかじめ
形成されていた膨出部が、曲げ工程の間、その環
状溝の中に入り込む（待避する）ようにしてい
る。他方、もう一つの曲げローラ３６の表面は平
滑である。しかし、本発明と異なり、このアメリ
カ特許明細書中には、これらのローラにより、曲
げ工程の際中に、台形断面の金属薄板のウエブ板
の部分に膨出部を形成するという思想は開示され
ていない。また、金属薄板にあらかじめ形成され
ていた膨出部を大きくする旨の記載もまつたく見
当らない。

また、オーストリア特許公報第313684号には、
金属薄板を空間内の二つの方向に、特に円環体の
表面の一部を形成するように曲げる方法とその装
置が開示されている。この装置では、ローラの有
する特殊な形状とローラが圧延方向に関して占め
る一定の位置とにより、金属薄板の延びがその中
心軸の近くで最大になり、縁へ近づくにつれて減
少するようにしている。この特許公報には、長手
方向の縁に沿つて膨出部を形成するということ
が、述べられていないわけではないが、その膨出
部は単なる補強溝であつて、本発明により形成さ
れる膨出部のように、材料のひずみを吸収する役
目を果たすものではない。

本発明の目的は、金属薄板、特に台形断面の金
属薄板を曲げる方法であつて、迅速かつ容易に実
行でき、しかも高品質の、曲げた金属薄板を得ら
れるような曲げ方法を提供することにある。ま
た、この方法を実施するための装置を提供するこ
とにある。特に、曲げることによつて金属薄板の
強度が弱くならないようにする、という点が大切
である。

この目的は、請求の範囲第１項に記載した方法
により達成できる。

このような方法を用いれば、圧縮応力によるふ
くれやひずみを膨出部により吸収できるから、特
殊な断面形状の金属薄板を、おどろくほど簡単
に、かつ迅速に曲げることができる。また、金属
薄板の強度は、曲げ工程の前後で変化しない。

ちなみに、曲げられていない、平らな台形断面
の金属薄板に長手方向の膨出部を形成したものは
すでに存在している。その種の長手方向の膨出部
は、内壁板や外壁板に形成されており慣性モーメ
ントや抵抗モーメントを大きくするのに役立つ。
本発明の方法と装置は、このような、すでに膨出
部を形成してある金属薄板を曲げるのに用いても
よい。この場合は、既設の膨出部を大きくしても
よいし、また新たな膨出部を別に形成してもよ
い。

曲げ軸に対して内側にある内壁板、外側にある
外壁板、さらにこれら両者を接続するウエブ板と
から成る台形断面の金属薄板を曲げる場合には、
内壁板とウエブ板の各々に少なくとも１つの膨出
部を形成するとよい。曲げ工程においては内壁板
およびウエブ板の内側部分にのみ圧縮応力が生じ
るから、それらの部分に膨出部を設ければ充分で
ある。

しかし多くの場合、製造技術上のあるいは経済
上の理由から、外壁板と内壁板の中央部、およ
び、各ウエブ板の中央部に近い部分に膨出部を形
成するのが望ましい。

本発明では上記のごとき方法を、請求の範囲第
３項に記載の装置により実施する。

本発明の上記以外の利点と特徴を、添付図面に
示した実施例に関連させつつ以下に詳説する。

第１ａ図は曲げる前の台形断面の金属薄板の断
面図の一例、第１ｂ図は曲げた後の前記金属薄板
の断面図の一例。

第２図と第３図は本発明の方法を実施する本発
明の装置の一実施例を示す概略側面図。

第４図は、台形断面の金属薄板を、本発明の装
置による二つのプロフイルローラの間に入れて曲
げる時の様子を示す部分断面図である。

第１ａ図に示す台形断面の金属薄板１は、ごく
普通の断面形状を有し、その幅方向と平行な曲げ
軸ａ（第３図）を中心に曲げられるものである。
この金属薄板１は、曲げ軸ａからの距離により区
別される内壁板２と外壁板３およびこの両者を接
続するウエブ板４により構成されている。ウエブ
板４とは、台形の平行でない側面部（つまり、台
形の脚の部分）を指す。曲げ軸ａは、第１図には
示していないが、図面上で金属薄板１の上方にあ
り、金属薄板１の幅方向と平行に延びる想像線で
ある。金属薄板１をこの曲げ軸ａの回りに曲げる
と、内壁板２とウエブ板４の内側（曲げ軸ａとの
位置関係において内側）に近い部分とに圧縮応力
が生じ、この圧縮応力により金属薄板にふくれ
（upsetting）やゆがみ（distortion）が生じる。

本発明では、金属薄板を曲げながら、金属薄板
に連続した長手方向の膨出部５を形成するから、
ふくれやゆがみが生じない。第１ｂ図に示すよう
に、膨出部５は圧縮応力が生ずる部分に形成すれ
ばよい。金属薄板を曲げるのと同時に膨出部５を
形成するようにしているので、ふくれによる変形
が膨出部５によつて吸収され、曲げ終つたとき、
金属薄板にふくらんだ部分などがないから、外観
は美しく、かつ強度も増す。

本発明の方法を実行する装置の実施例を第２，
第３図に示した。この装置は、一対のローラ６，
７と、その手前に置かれた第１の曲げローラ８
と、その後に、つまり一対のローラ６，７の送り
出し側に置かれた第２の曲げローラ９とから構成
されている。これらのローラはいずれもプロフイ
ルローラであり、金属薄板の断面形状に合わせた
ローラ面を有している。また少なくともローラ
６，７のローラ面には、膨出部を形成しようとす
る位置に合わせて膨出部形成部が形成されてい
る。この点は、台形断面の金属薄板１をローラ
６，７の間に挾んだ状態で示す第４図を見ればよ
く分かるであろう。第４図の場合、膨出部５は、
金属薄板の外壁板、内壁板およびウエブ板のそれ
ぞれの中央部に形成されている。

さらに、第２図，第３図について説明する。上
側のローラ６は、固定軸に支えられて駆動する。
一方、下側のローラ７は、ローラ６に対して上下
に動くことができ、それによつて二つのローラ間
のローラ間隙（nip）を調整することができる。
金属薄板１は図面上の右の方からＡの方向に進ん
で、曲げローラ８に案内される（ただし、第２図
の場合、第３図の場合と異なり、曲げローラ８は
金属薄板に曲げ作用を及ぼさない）。次に金属薄
板はローラ６，７の間で挾みつけられ、曲げロー
ラ９に達して、その回りを移動する。曲げローラ
９は、曲げ半径を決める回転ニツプを形成してい
る。各ローラのローラ間隙とローラ面とは、曲げ
工程中に膨出部の付近で生じるふくれが、膨出部
の形成を助けるような大きさに構成する。このよ
うな構成により、金属薄板を曲げる際に不可避的
に生じる材料のふくれが、正確に限定された場所
で、膨出部と成つて生じる。

第３図に示すように、金属薄板を第１の曲げロ
ーラ８であらかじめ曲げておき、次に第２の曲げ
ローラ９で最終曲げ半径になるように曲げてもよ
い。また、このような２つの曲げローラを前後に
連続させて配置してもよいし、各ローラの位置を
その都度異なるように調節して、一枚の同じ金属
薄板を装置に２回あるいは数回かけるようにして
もよい。それぞれの場合にどんな方法が好ましい
かは、金属薄板の性質やゲージ、また、必要とす
る曲げ半径の大きさに左右される。

スチール製あるいはアルミニウム製でゲージが
0.6mm以上、断面の高さが200mmまでの台形断面の
金属薄板であれば、本発明による方法により
4.50m以下の曲げ半径でも曲げられることが判明
している。また、場合によつては、並行する複数
本の膨出部を形成するのが、好ましい。

以上、本発明を台形断面の金属薄板に適用した
場合について説明して来たが、本発明は、その
他、波形薄板や、三角形断面あるいは矩形断面の
金属薄板にも適用できる。曲げ工程中に圧縮応力
が生ずる部分に膨出部を形成することが本発明の
必須要件である。