JPH0718991A - 湾曲板材の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 曲げと所定寸法での材料カットを自動的に行
う。 【構成】 帯板材Ｗをローラ１０１〜１０３で搬送しな
がら曲げ加工するベンダー１２と、ベンダーの後段に配
置されたカッター１３と、カッターの刃より先方に送る
帯板材Ｗの長さを測定する測長ローラ１１５と、測長ロ
ーラからの信号によりベンダーを停止しカッターを駆動
する制御装置とを備える。ベンダーとカッターとの間
に、ベンダーを通過した帯板材Ｗの尾部をカッターへ送
る駆動ローラ１１７，１１８を配置する。測長ローラの
近傍に帯板材の有無を検知する材料検知センサ１１６を
配置する。そして、駆動ローラ１１７、１１８を、測長
ローラ１１５と材料検知センサ１１６からの信号に基づ
いて制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネルライニング用
のセグメントを構成する主桁等の湾曲板材の製造装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図５、図６はシールド工法に用いられる
トンネルライニング用のリングＲを示している。このリ
ングＲは複数のセグメントＡ、Ｂ、Ｋを連結することで
構成されている。この場合のセグメントの種類として
は、Ａ型、Ｂ型、Ｋ型等があり、それぞれが箱形に形成
されている。

【０００３】図７は、Ａ型のセグメントの例を示してい
る。このセグメントＡは、ここで問題とする湾曲板材と
しての主桁１と、矩形の継手板２と、スキンプレート３
とからなる。主桁１は、帯板をその幅方向に円弧状に湾
曲させて、両端を径方向に沿って切断したものである。

【０００４】この主桁１の製造工程を図８に示す。主桁
１を製造する場合は、次の手順による。 （１）まず、材料取りするための長尺の帯板を用意する
（ａ：材料準備）。 （２）所定の曲率となるよう板幅方向に曲げ加工する
（ｂ：曲げ工程）。 （３）製品長さより若干大きめに荒カットする（ｃ：素
切り工程）。 （４）湾曲度を検査する（ｄ：Ｒチェック工程）。 （５）セグメント同士の連結のための孔明け加工をする
（ｅ：孔明け工程）。 （６）両端を正寸法にカットする（ｆ：仕上げ切り工
程）。

【０００５】これらの工程のうち、従来では、上記
（２）、（３）の曲げ工程と素切り工程は、ベンダーと
カッターを用いた手作業によっていた。即ち、曲げ工程
ではベンダーに材料を送り、所定の曲率で材料を湾曲さ
せる。次いで、その後段の素切り工程では、ベンダーか
ら出てきた材料に目測で目印を付け、その位置まで材料
をカッターに目測で送り、送ったらベンダーによる送り
を停止して、カッターを駆動し、材料を切断する。これ
を製品長さ毎にピッチ送りしながら順次繰り返し行っ
て、曲げ加工と荒切り加工を終えた中間製品を得てい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の方法
は、人手による作業が多いため、手間がかかる上、ベン
ダーによる送りを何回も停止しながら作業を進めなくて
はならず、非常に効率が悪いという問題があった。しか
も、目測で材料のカットを行うため、正確な寸法出しが
できず、場合によっては歩留まり低下を来すという問題
もあった。また、特に前端の端切り（前端は適当長さの
ところでカットして、それ以降から製品取りする。この
場合の前端カットを「端切り」という。）や尾端の残材
処理等は、手間がかかり、作業が非常に面倒であるとい
う問題もあった。

【０００７】そこで本発明は、人手を極力省くことがで
き、しかも精度の良い製品を効率良く製造することので
きる湾曲板材の製造装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明による湾曲板材の製造装置は、長尺
の帯板材をその長手方向にローラで搬送しながら曲げ加
工するベンダーと、ベンダーの後段に配置され定位置に
て刃を駆動することにより曲げ加工された帯板材を長手
方向の任意の位置で切断するカッターと、カッターの刃
より前方に送る帯板材の長さを測定する測長器と、この
測長器の信号により前記ベンダーを停止し前記カッター
を駆動する制御装置とを備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明による湾曲板材の製造装置
は、さらに前記ベンダーとカッターとの間に、ベンダー
を通過した帯板材の尾部をカッターへ送る駆動ローラを
配置したことを特徴とする。

【００１０】請求項３の発明による湾曲板材の製造装置
は、さらに前記測長器の近傍に帯板材の有無を検知する
材料検知センサを配置し、前記駆動ローラを、前記測長
器と前記材料検知センサの信号に基づいて制御すること
を特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１の発明に係る湾曲板材の製造装置で
は、帯板材がベンダーで曲げ加工されてカッター内に送
られる。カッターの刃を通過する帯板材は、自動的に測
長される。そして、所定長さ測長したところで、その信
号により自動的にベンダーによる送りが停止され、カッ
ターが駆動されて、帯板材が切断される。したがって、
人手による作業がほとんど必要なくなる上、製品の精度
が向上し、効率が向上する。

【００１２】請求項２の発明に係る湾曲板材の製造装置
では、駆動ローラがベンダーとカッターとの間に配置さ
れていることにより、ベンダーを抜けてしまった帯板材
の尾端を、この駆動ローラによってカッター内へ挿入す
ることができる。

【００１３】請求項３の発明に係る湾曲板材の製造装置
では、駆動ローラが測長器の信号と材料検知センサの信
号とに応じて制御される。ベンダーを抜けると、帯板材
はベンダーから送り力を得ることができないので停止す
る。ベンダーが駆動しているのに、測長器が帯板材の送
り停止を検出すると、その時点で帯板材の尾端がベンダ
ーを通過したと判断できる。そこで、この時点で駆動ロ
ーラを駆動させて、帯板材をカッター内へ送る。一方、
帯板材の尾端が材料検知センサを通過したら、材料検知
センサが材料無しと判断するので、その信号により駆動
ローラを停止させる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明に係る湾曲板材の製造装置の一実施例の構成
を示す平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ方向から見た概
略構成図、図３は帯板材の材料取りの状況を示す平面図
である。また、図４は実施例の湾曲板材の製造装置を組
み入れた主桁製造ラインの平面図である。

【００１５】まず、図４を用いて主桁製造ラインの概要
から説明する。図４において、１１は素材置場から長尺
の帯板材を取り出すローダー、１２は帯板材を連続的に
送りながら曲げ加工するベンダー、１３は長尺の帯板材
から製品材料を荒カットする素切りカッターである。こ
の場合のベンダー１２と素切りカッター１３とが、図１
に示す本発明の一実施例の湾曲板材の製造装置１００に
組み込まれている。

【００１６】また、１４は主桁の中間製品の湾曲度を検
査するＲチェック装置（湾曲度検査装置）、１５はＲチ
ェック後の不良品を搬送路外に排出するプッシャー、１
６はセグメント同士を連結するための孔を明けるピアス
装置（孔明け装置）、１７はピアス装置１６を構成する
プレス装置の油圧ユニット、１８は前記孔を基準として
中間製品の両端を製品寸法に仕上げカットする仕上げカ
ッター、１９は仕上げた製品を取り出すローダー、２０
は製品整列装置、２１〜３１は搬送用のローラコンベ
ア、４１〜４５は各装置を個別にあるいは連動して動作
させる操作盤である。

【００１７】このシステムでは、次の順番で工程が進
む。 （１）ローダー１１の前の素材置場に長尺の帯板材（素
材）を置く。 （２）ローダー１１により素材をコンベア２１上に載せ
る。 （３）コンベア２１、２２にて素材を搬送する。 （４）コンベア２２にてベンダー１２へ帯板材を送り込
み、ベンダー１２で曲げ加工する。 （５）曲げ加工後の帯板材をカッター１３に通し、カッ
ター１３で前端部の端切りを行う。 （６）主操作盤で設定した長さだけ帯板材をベンダー１
２により送り出し、素切りカッター１３により製品材料
を設定寸法位置で荒カットする。 （７）荒カット後、中間製品をコンベア２３、２４によ
り搬送し、Ｒチェック装置１４に送る。 （８）Ｒチェック装置１４で湾曲度の良否を判定する。 （９）判定後、コンベア２７により搬送し、搬送しなが
らプッシャー１５により不良品を排出する。 （１０）良品のみコンベア２７、２８でピアス装置１６
に送る。 （１１）ピアス装置１６で孔明けし、中間製品をコンベ
ア２９により仕上げカッター１８に送る。 （１２）仕上げカッター１８により、孔基準で位置決め
した中間製品の両端を仕上げカットし、最終製品を得
る。 （１３）仕上げカット後、コンベア３１により搬送し、
製品をアンローダー１９により製品整列装置２０に移載
する。

【００１８】このシステムによれば、材料の供給から、
曲げ加工、荒カット、Ｒチェック、孔明け加工、仕上げ
カット、製品整列までの一連の工程を、ほとんど自動で
こなすことができる。また、Ｒチェック後の不良品を自
動排出することもできる。

【００１９】また、このシステムでは、ベンダー１２の
ある位置で、材料の曲げに対応させて材料の送り方向が
９０度転回する。またその後、コンベア２３、２４でさ
らに送り方向が９０度転回し、結果的に材料の搬送方向
がＵターンして、最終製品の取り出し位置が、最初の素
材置場近くに戻っている。このように本システムは、材
料の湾曲方向に対応したＵ字状の搬送経路を有している
ので、設置スペースが小さくて済み、監視作業がやりや
すくなる。また、円弧状に湾曲され所定長さにカットさ
れた中間製品は、一定の姿勢、つまりその内周側が常に
Ｕ字状の搬送経路の内側に向いた姿勢で搬送される。従
って、材料の搬送に無理がなく、搬送経路の短縮化等、
搬送効率の向上を図ることができる。また、一定の姿勢
で中間製品を搬送するので、各種工程作業の実施も容易
になる上、作業を実施するための装置を一方側に並べて
配置することができるようになり、整然としたレイアウ
トを実現することができる。

【００２０】次に、本発明の一実施例による湾曲板材の
製造装置１００を図１〜図３を用いて詳細に説明する。
本製造装置１００は、ベンダー１２と素切りカッター１
３とを組み合わせたものである。ベンダー１２はいわゆ
るアングルベンダーであり、外周側の２個のローラ１０
１、１０２と、内周側の１個のローラ１０３とからな
り、これらの相互の位置関係を調節することにより湾曲
度（曲率）を変えることができるようになっている。こ
のベンダー１２は、前段のコンベア２２（図４参照）か
ら送り込まれた帯板材Ｗを、後段のカッター１３方向へ
送り出しながら連続的に湾曲させるものである。

【００２１】カッター１３は、ベンダー１２から送り出
される湾曲板材Ｗ（帯板材Ｗの曲げ加工品であるため同
符号で示す）の通過経路上に配置されている。カッター
１３は、固定ベース１１０と、その上のレール１１０ａ
に沿って矢印Ｘ方向（湾曲板材Ｗの長手方向と交差する
方向）にスライドするベッド１１１と、ベッド１１１上
に載置されたカッター本体１１２とから構成されてお
り、湾曲板材Ｗの曲率に応じてカッター本体１１２の位
置を調節できるようになっている。

【００２２】カッター本体１１２は、図２に示すように
フレーム１２１と、刃１２２と、刃１２２を上下する加
圧機構１２３とを備えたものであり、湾曲板材Ｗに対し
て刃１２２の向きを正対させるため、図１に示すように
左右方向に向きを適当に変えられるようになっている。

【００２３】なお、カッター本体１１２の位置や向きに
ついては、同じ種類の湾曲板材（このシステムでは主
桁）Ｗを製造する限り一定であるから、一旦調節した後
は固定できるようになっている。

【００２４】前記カッター１３のベッド１１１上には、
カッター本体１１２の刃１２２の直前に位置させて、測
長ローラ１１５と駆動ローラ１１７とが、湾曲板材Ｗを
挟むよう対向配置されている。測長ローラ１１５は、湾
曲板材Ｗの外周に摺接して従動回転するものであり、エ
ンコーダーに連結され、これにより湾曲板材Ｗの送り長
さを測定する測長器を構成している。

【００２５】駆動ローラ１１７は、湾曲板材Ｗの内周に
摺接するものであり、モータ１２０によって駆動され
る。駆動ローラ１１７は、軸とローラとの間に一方向ク
ラッチを備え、非駆動時には、ローラが湾曲板材Ｗの摺
接により従動回転し、駆動時にはクラッチが働き、軸と
ローラが固定されて回転し、湾曲板材Ｗを搬送する。

【００２６】また、測長ローラ１１５の近傍には、湾曲
板材Ｗがローラ１１５、１１７間にあるか否かを検出す
る光電式の材料検知センサ１１６が設けられている。

【００２７】また、ベンダー１２とカッター１３との間
には、もうひとつ、湾曲板材Ｗの内周に摺接する駆動ロ
ーラ１１８が配置されている。この駆動ローラ１１８は
湾曲板材Ｗの外周に摺接するバネ押圧式の２つの従動ロ
ーラ１１９と対向しており、モータ１２０で駆動される
ことにより、ベンダー１２を通過した湾曲板材Ｗの尾部
をカッター１３方向へ搬送する機能を有している。

【００２８】さらに、本製造装置には、これら測長ロー
ラ１１５や材料検知センサ１１６からの信号を受けて、
ベンダー１２やカッター１３を制御すると共に、駆動ロ
ーラ１１７、１１８を制御する制御装置（図示略）が設
けられている。

【００２９】また、図１に示すように、カッター１３の
後段には、カッター１３からの湾曲板材Ｗの導出方向に
沿ってコンベア２３が配置され、その後段にはコンベア
２３と直交する向きで、湾曲板材Ｗを一定方向に整列さ
せるためのコンベア２４が配置され、その後段には、コ
ンベア２４の延長線上にコンベア２５が配置されてい
る。そして、各コンベア２３、２４、２５は白抜き矢印
の方向に駆動され、カッター１３から出て来た湾曲板材
Ｗを順次受け取りながら、図中右方へ搬送するようにな
っている。なお、図において、１５０は湾曲板材Ｗをコ
ンベア２４に円滑に乗り継がせるための案内ローラ、１
５１はワークガイドである。

【００３０】次に、本製造装置の動作を説明する。図示
しない操作盤で自動運転を指示すると、ベンダー１２が
駆動され、そのベンダー１２にコンベア２２から帯板材
Ｗが送り込まれる。そして、ベンダー１２のローラ１０
１、１０２、１０３によって、帯板材Ｗが曲げ加工され
ながら一定速度で送り出される。

【００３１】ベンダー１２から送り出された湾曲板材Ｗ
の先端がカッター１３に入ると、材料検知センサ１１６
がこれを検知し、同時に測長ローラ１１５が回転して測
長を開始する。測長した値が、図３に示すように、予め
設定してある設定値（最初は端切り寸法ＨＣ、次以降は
一定のピッチ寸法ＰＦ）になると、ベンダー１２が止ま
り、材料送りを停止する。この場合、ベンダー１２はサ
ーボモータで駆動されており、測長値が設定値近くにな
ると予め減速を始め、設定値に至るに従い緩やかに停止
する。よって、送りが正確になり、設定値通りの長さが
カッター１３の刃１２２を通過した段階で精度良く止ま
る。

【００３２】送りが停止すると、カッター１３が駆動さ
れ、刃１２２が下降して帯板材Ｗを設定寸法位置でカッ
トする。図３においては、カット位置を斜線で示す。カ
ットした後、刃１２２が持ち上がると、測長値がリセッ
トされると共に、ベンダー１２が再始動して送りが再開
され、カットした前側の帯板材Ｗを、後ろ側の帯板材Ｗ
でコンベア２３まで押し出す。設定寸法ＰＦ毎にこれを
繰り返す。

【００３３】次に、ベンダー１２のローラ１０１〜１０
３から帯板材Ｗの尾端が抜けると、ベンダー１２が回っ
ているにも拘らず、材料送りが停止し、測長ローラ１１
５が回転しなくなる。その状態が所定時間続くと、制御
装置は尾端通過と判断し、そのままでは材料を送ること
ができないので、駆動ローラ１１７、１１８を始動させ
て、それにより湾曲板材Ｗをカッター１３へ送る。な
お、駆動ローラ１１７、１１８は、ベンダー１２による
送りが可能なときは、駆動されておらず、従動回転する
だけである。

【００３４】次に、駆動ローラ１１７、１１８で湾曲板
材Ｗを送っていて、製品寸法ＰＦまで送らないうちに材
料検知センサ１１６から材料が無いという信号が制御装
置に入力されると、今カッター１３を通過した湾曲板材
Ｗは、設定寸法に足らない残材（図３中、寸法ＺＣで示
す部分）である判断する。この場合は、残材であるか
ら、その時点で測長値をリセットし、駆動ローラ１１
７、１１８を停止する。同時に次の帯板材Ｗをベンダー
１２に送るようコンベア２２の制御系に指令する。

【００３５】次の帯板材Ｗがベンダー１２を通過して、
カッター１３に入ると、前の残材がそれに押し出されて
排出される。

【００３６】このように本実施例の湾曲板材の製造装置
は、ベンダー１２から送り出されて来る帯板材Ｗを自動
的に測長して、設定寸法でカットし、カット後はベンダ
ー１２を再始動して、以降これを繰り返すので、予めカ
ットする寸法を設定しておくだけで、人手を要さずに精
度の良い製品を製造することができる。また、端切りに
ついても、その寸法を入力しておくだけで、自動的に処
理できるので、全く手間を要しない。さらに、帯板材Ｗ
の尾端の残材処理も、自動的に残材の判断がなされて実
行されるので、全く人手を要しない。

【００３７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、帯板材の曲げ
から所定寸法でのカットまでを、ほとんど自動的に行う
ことができる。従って、人手を大幅に省略することがで
き、効率向上を図ることができる上、正確な寸法出しが
可能となる。

【００３８】請求項２の発明によれば、帯板材の尾端ま
でをカッターに送ることができるので、帯板材の尾部の
材料取りも人手をかけずに行うことができる。

【００３９】請求項３の発明によれば、帯板材の先端か
らの端切り寸法を測長して、端切り処理をすることがで
きる上、帯板材の尾端の残材を自動判断して、残材処理
することができので、面倒な人手作業を大幅に省略でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の湾曲板材の製造装置の一実施例の構成
を示す平面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向から見た概略構成図であ
る。

【図３】同実施例における帯板材の材料取りの状況を示
す平面図である。

【図４】同実施例の製造装置が組み込まれる主桁製造ラ
インの平面図である。

【図５】トンネルライニング用のリングを示す斜視図で
ある。

【図６】トンネルライニング用のリングを示す正面図で
ある。

【図７】同リングを構成するセグメントの一例を示す斜
視図である。

【図８】同セグメントの主桁の製造工程を順を追って示
す図である。

【符号の説明】

１２ ベンダー １３ カッター １００ 湾曲板材の製造装置 １０１〜１０３ ローラ １１２ カッター本体 １１５ 測長器を構成する測長ローラ １１６ 材料検知センサ １１７，１１８ 駆動ローラ １２２ 刃 Ｗ 帯板材，湾曲板材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺の帯板材をその長手方向にローラで
   搬送しながら曲げ加工するベンダーと、ベンダーの後段
   に配置され定位置にて刃を駆動することにより曲げ加工
   された帯板材を長手方向の任意の位置で切断するカッタ
   ーと、カッターの刃より先方に送る帯板材の長さを測定
   する測長器と、この測長器の信号により前記ベンダーを
   停止し前記カッターを駆動する制御装置とを備えたこと
   を特徴とする湾曲板材の製造装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の湾曲板材の製造装置にお
   いて、前記ベンダーとカッターとの間に、ベンダーを通
   過した帯板材の尾部をカッターへ送る駆動ローラを配置
   したことを特徴とする湾曲板材の製造装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の湾曲板材の製造装置にお
   いて、前記測長器の近傍に帯板材の有無を検知する材料
   検知センサを配置し、前記駆動ローラを、前記測長器と
   前記材料検知センサの信号に基づいて制御することを特
   徴とする湾曲板材の製造装置。