(57)【要約】【課題】板状の建材をナイフ状の切断刃で切断するときに荒れや欠けの発生を防止する。  【解決手段】材料の一方の表面と他方の表面に交差する面に沿って、その材料を切り裂くように切断する。この上記交差する面と上記材料の一方の表面の境界にある第１の境界線と上記切断刃の第１の刃線とで挟む角αが、上記切断刃の相対移動方向に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になる。また、上記交差する面と上記材料の他方の表面の境界にある第２の境界線と上記切断刃の第２の刃線とで挟む角βが、上記切断刃の相対移動方向に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料の一方の表面と他方の表面に交差する面に沿って、上記材料と切断刃とを相対的に移動させて、その材料を切り裂くように切断するためのものであって、
上記交差する面と上記材料の一方の表面の境界にある第１の境界線と上記切断刃の第１の刃線とで挟む角αが、上記切断刃の相対移動方向に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になり、
上記交差する面と上記材料の他方の表面の境界にある第２の境界線と上記切断刃の第２の刃線とで挟む角βが、上記切断刃の相対移動方向に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になるように、
材料の一方の表面と他方の表面をこれらと交差する面に沿って切り裂くための、互いに向きの異なる第１の刃線と第２の刃線を備えたことを特徴とするナイフ状の切断刃。
【請求項２】
材料の一方の表面と他方の表面に交差する面に沿って、上記材料と切断刃とを相対的に移動させて、その材料を切り裂くように切断するためのものであって、
上記交差する面と上記材料の一方の表面の境界にある第１の境界線と上記切断刃の円弧状の刃線が交わる部分の第１の接線とで挟む角αが、上記切断刃の相対移動方向に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になり、
上記交差する面と上記材料の他方の表面の境界にある第２の境界線と上記切断刃の円弧状の刃線が交わる部分の第２の接線とで挟む角βが、上記切断刃の相対移動方向に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になるように、
材料の一方の表面と他方の表面をこれらと交差する面に沿って切り裂くための、円弧状の刃線であって、互いに向きの異なる第１の接線と第２の接線を備えたことを特徴とするナイフ状の切断刃。
【請求項３】
請求項１に記載のナイフ状の切断刃を、上記の材料の一方の表面と他方の表面に交差する平面に沿って、上記の第１の境界線と上記第１の刃線とで挟む角α及び上記の第２の境界線と上記第２の刃線とで挟む角βが、いずれも３０度以上６０度以下の鋭角を保持したまま、
材料を固定して切断刃を移動させ、もしくは、切断刃を固定して材料を移動させて、材料を切り裂く駆動装置を備えたことを特徴とする材料の切断装置。
【請求項４】
請求項２に記載のナイフ状の切断刃を、上記の材料の一方の表面と他方の表面に交差する平面に沿って、上記の第１の境界線と上記第１の接線とで挟む角α及び上記の第２の境界線と上記第２の接線とで挟む角βが、いずれも３０度以上６０度以下の鋭角を保持したまま、
材料を固定して切断刃を移動させ、もしくは、切断刃を固定して材料を移動させて、材料を切り裂く駆動装置を備えたことを特徴とする材料の切断装置。
【請求項５】
上記の材料は、発泡プラスチック製、石膏ボード製または火山性ガラス質積層体製の板状の建材であることを特徴とする請求項３に記載の材料切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の壁や天井等に使用する板状の建材を、設計されたサイズに切断加工するためのナイフ状の切断刃に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の壁や天井等に使用する石膏ボードを切粉の発生が少なく、騒音も抑えて切断する装置が紹介されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１ー１２１５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
上記の特許文献１に紹介された装置は、複数の円形ナイフ状の切断刃を使用して石膏ボードを切断するので、切り屑が少なく、精度の高い切断が出来るという特徴がある。しかし、装置が比較的大がかりになるという問題がある。また、建材として、石膏ボードのほかに、火山性ガラス質複層板や発泡プラスチック板も多用される。いずれも同じ切断刃で切断をする。しかし、板状の建材は脆いため、切断をするときに欠けが生じ易いという問題がある。本発明はこれらの課題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
＜構成１＞
材料の一方の表面と他方の表面に交差する面に沿って、上記材料と切断刃とを相対的に移動させて、その材料を切り裂くように切断するためのものであって、
上記交差する面と上記材料の一方の表面の境界にある第１の境界線と上記切断刃の第１の刃線とで挟む角αが、上記切断刃の相対移動方向に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になり、
上記交差する面と上記材料の他方の表面の境界にある第２の境界線と上記切断刃の第２の刃線とで挟む角βが、上記切断刃の相対移動方向に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になるように、
材料の一方の表面と他方の表面をこれらと交差する面に沿って切り裂くための、互いに向きの異なる第１の刃線と第２の刃線を備えたことを特徴とするナイフ状の切断刃。
【０００６】
＜構成２＞
材料の一方の表面と他方の表面に交差する面に沿って、上記材料と切断刃とを相対的に移動させて、その材料を切り裂くように切断するためのものであって、
上記交差する面と上記材料の一方の表面の境界にある第１の境界線と上記切断刃の円弧状の刃線が交わる部分の第１の接線とで挟む角αが、上記切断刃の相対移動方向に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になり、
上記交差する面と上記材料の他方の表面の境界にある第２の境界線と上記切断刃の円弧状の刃線が交わる部分の第２の接線とで挟む角βが、上記切断刃の相対移動方向に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になるように、
材料の一方の表面と他方の表面をこれらと交差する面に沿って切り裂くための、円弧状の刃線であって、互いに向きの異なる第１の接線と第２の接線を備えたことを特徴とするナイフ状の切断刃。
【０００７】
＜構成３＞
構成１に記載のナイフ状の切断刃を、上記の材料の一方の表面と他方の表面に交差する平面に沿って、上記の第１の境界線と上記第１の刃線とで挟む角α及び上記の第２の境界線と上記第２の刃線とで挟む角βが、いずれも３０度以上６０度以下の鋭角を保持したまま、
材料を固定して切断刃を移動させ、もしくは、切断刃を固定して材料を移動させて、材料を切り裂く駆動装置を備えたことを特徴とする材料の切断装置。
【０００８】
＜構成４＞
構成２に記載のナイフ状の切断刃を、上記の材料の一方の表面と他方の表面に交差する平面に沿って、上記の第１の境界線と上記第１の接線とで挟む角α及び上記の第２の境界線と上記第２の接線とで挟む角βが、いずれも３０度以上６０度以下の鋭角を保持したまま、
材料を固定して切断刃を移動させ、もしくは、切断刃を固定して材料を移動させて、材料を切り裂く駆動装置を備えたことを特徴とする材料の切断装置。
＜構成５＞
上記の材料は、発泡プラスチック製、石膏ボード製または火山性ガラス質積層体製の板状の建材であることを特徴とする構成３に記載の材料切断装置。
【発明の効果】
【０００９】
切断刃の直線状の刃線、あるいは切断刃の円弧状の刃線が、板状建材の上下面で共に、切断刃の相対移動方向に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になるように切断するので、綺麗な切断面を得ることができる。即ち、板状の建材の表面と切断刃の刃線が交叉する部分での荒れや欠けを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１で説明する刃物の切断原理図である。
【図２】切断刃の具体例説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
まず、板状の建材をナイフ状の切断刃で切断するメカニズムを説明する。図１は切断刃による切断原理図で、（ａ）は切断刃の刃線部分の拡大平面図、（ｂ）は材料と切断刃の側面図、（ｃ）は材料の一方の表面と切断刃の接する部分の拡大図、（ｄ）は他方の表面と切断刃の接する部分の拡大図である。
【００１３】
本発明では、例えば、石膏ボード等の材料１２を固定して、切断刃１４を切断線に沿って移動させて、その材料を切り裂くように切断する方法を採用する。
【００１４】
このようにして切断刃１４で石膏ボード等の材料１２を切断すると、材料１２の一方の表面１８は比較的滑らかに切断される。これに対して、材料１２の他方の表面２０では、切り口の一部が突き出したり、欠けたりして荒れることがあった。以下にその原因を説明する。ここで、石膏ボードは板状の直方体としておく。
【００１５】
図１（ｂ）に示すように、切断刃１４に対して材料１２の上下の表面１８と２０に平行な矢印の方向に力Ｆを加える。この力Ｆは、切断刃１４の刃線（刃の先端部分の線）１６に垂直な力FCと平行な力FHに分解できる。力FCは材料１２を切り裂いていく力となる。刃線１６と材料１２との間には、力FHと逆方向に摩擦力が発生する。
【００１６】
このように、刃線１６を材料１２の表面に対して傾斜させて力Ｆを加えると、いわゆる押し切りでなく引き切りと同様の効果が得られる。切断理論によれば、上記の摩擦力が、図１（ａ）に示す刃線１６の両側面で材料１２の切り口を押し広げる力FWを生じさせる。
【００１７】
刃線１６の両側面で適切な大きさの力FWを得るためには、刃線１６と材料１２が接触する部分の摩擦力の大きさが重要になる。摩擦力が生じているのは、図１（ｂ）において、刃線１６と材料１２とが接触している線状部分である。刃線１６に沿って力FHが均等に分散して加わり、摩擦力がそれに抗して発生する。
【００１８】
上記の内部応力を考慮すると、（ｃ）に示すように、切断刃１４が矢印の方向に動いたとき、材料１２の一方の表面１８では、切断刃１４が材料１２の切り口を材料１２の内部に押し込む力を加える。これに対して、（ｄ）に示す他方の表面２０では、切断刃１４が材料１２の切り口を材料１２の外部に押し出すように力を加えるということがわかる。
【００１９】
図１（ｂ）には、刃線１６と材料１２の他方の表面２０とが交差する部分に１点鎖線の円Ｒを描いた。この１点鎖線の円Ｒの部分、すなわち他方の表面２０に極めて近い部分では、上記のように、力FHが石膏ボード材料１２の外側に向かう方向に加わる。
【００２０】
その結果、図１（ｄ）に示すように、他方の表面２０の切り口の一部が突き出すように荒れる。あるいは突き出した部分が脱落して欠けると考えられる。火山性ガラス質複層板や発泡プラスチック板でも同様の現象が生じる。
【００２１】
これに対して、図１（ｃ）に示す材料１２の一方の表面１８では、上記のように力FHが材料１２の内側に向かう方向に加わるため同様の荒れは生じない。
【００２２】
切断後の製品の切断面を点検したとき、部分的に切り口の一部が荒れるのはこれが原因ということが分かった。この問題を解決するために本発明では、石膏ボードの両方の面で、上記の力FHが常に石膏ボードの内側に向かう方向に加わるようにする。
【００２３】
即ち、本発明では、図２の（ｂ）や（ｃ）に示すような切断刃を採用した。図２の（ａ）は材料の切断方法を示す斜視図、（ｂ）は、「く」の字状切断刃２２の切断原理説明図、（ｃ）は弧状切断刃２４の切断原理説明図である。
【００２４】
実施例１の切断刃は、図２（ｂ）に示すように、例えば、全体が「く」の字状のものである。これは、図２（ａ）に示す材料１２の一方の表面１８と他方の表面２０をこれらと交差する面２６に沿って材料を切り裂くための、互いに向きの異なる第１の刃線３２と第２の刃線３４を備えている。
【００２５】
そして、材料１２の一方の表面１８と他方の表面２０に交差する面２６に沿って、以下に説明するように上記材料１２と切断刃２２とを矢印Ａの方向に相対的に移動させて、その材料１２を切り裂くように切断する。相対的に移動させるというのは、材料１２または切断刃２２の一方または双方を移動させて、相対的に材料１２と切断刃２２を以下のような状態を保ちながら矢印Ａの方向に移動させることを意味する。
【００２６】
ここで、交差する面２６は材料１２が切断されたときの切断面と重なる面である。この交差する面２６と上記材料１２の一方の表面１８の境界にある線を第１の境界線２８と呼ぶことにする。さらに、上記交差する面２６と上記材料１２の他方の表面２０の境界にある線を第２の境界線３０と呼ぶことにする。
【００２７】
上記のく字状切断刃２２形状は、上記の第１の境界線２８と上記切断刃２２の第１の刃線３２ とで挟む角αが、図２（ｂ）に示すように、上記切断刃２２の相対移動方向（矢印Ａの方向）に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になるように、切断刃を保持する。
【００２８】
さらに、上記交差する面２６と上記材料の他方の表面２０の境界にある第２の境界線３０と上記切断刃２２第２の刃線３４とで挟む角βが、上記切断刃２２の相対移動方向に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になるように、切断刃を保持する。
【００２９】
なお、石膏ボードや発泡プラスチックように均質な材料であれば、上記、α、βを異なる値にする必要はないので、α＝βとしてかまわない。
【００３０】
この切断刃２２は、切断中、常に、上記の角度αとβが３０度以上６０度以下の鋭角になるように保持された状態で、上記材料１２と切断刃２２とを相対的に移動させて、その材料１２を切り裂くように切断することで、上記材料の一方の表面１８と他方の表面２０の両方で、力FHが材料１２の内側に向かう方向に加わるようにすることができる。
【００３１】
実際に、石膏ボードやプラスチック板等の材料１２を力Fと傾斜角αを様々に変化させて切断して、力Fと傾斜角αの種々の組合せによる切断面を比較して、所望の滑らかさの切断面を得る力Fと傾斜角α適切な値を求めた。その結果は、３０度≦α≦６０度  F＝１８０〜２２０［Ｎ］であった。上記の切断刃２２により、材料の上下面がともに荒れの無い綺麗な面が得られた。
【実施例２】
【００３２】
次に、図２（ｃ）に示した弧状切断刃２４について説明する。ナイフ状の切断刃の刃線が直線でなくても、一方の表面に極めて近い部分と他方の表面に極めて近い部分の両方で、石膏ボードの内側に向かう方向に力ＦＨを加えることができる。
【００３３】
すなわち、図２（ｃ）に示す弧状切断刃２４のように、刃線が円弧状であってもよい。この切断刃２４は、その刃線３６が、少なくとも第１の境界線２８と交わる部分と、第２の境界線３０と交わる部分とその近傍で円弧状であればよく、切断刃２４の刃線３６の全体が円弧を形成していなくても構わない。第１の境界線２８と交わる部分や第２の境界線３０と交わる部分での接線の傾きが、材料の切断開始から切断終了まで以下の条件を満足するように、切断刃２４の状態を保持できる形状であればよい。
【００３４】
実施例２の切断刃２４は、実施例１の切断刃２２と同様に、材料の一方の表面１８と他方の表面２０をこれらと交差する面２６に沿って切り裂くためのものである。この弧状切断刃２４は、円弧状の刃線３６であって、材料１２と接する部分で、互いに向きの異なる第１の接線３８と第２の接線４０の傾きに特徴がある。弧状切断刃２４は、少なくとも上記の部分で円弧状の刃線３６を有すればよい。全体として三日月状でも半月状でも楕円板状でも構わない。
【００３５】
ここで、この弧状切断刃２４は、上記交差する面２６と上記材料の一方の表面１８の境界にある第１の境界線２８と切断刃２４の円弧状の刃線３６が交わる部分の第１の接線３８とで挟む角αが、上記切断刃２４の相対移動方向（矢印Ａの方向）に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になるようにして材料を切断する。
【００３６】
さらに、上記交差する面２６と上記材料の他方の表面２０の境界にある第２の境界線３０と上記切断刃２４の円弧状の刃線３６が交わる部分の第２の接線４０とで挟む角βが、上記切断刃２４の相対移動方向に見て後方側で、３０度以上６０度以下の鋭角になるようにして材料を切断する。
【００３７】
即ち、この弧状切断刃２４は、円弧状の刃線３６であって、材料１２と接する部分で、互いに向きの異なる第１の接線３８と第２の接線４０を引いたとき、切断中、常に、上記の角度αとβが３０度以上６０度以下の鋭角になるように保持する。この状態で、上記材料１２と切断刃２４とを相対的に移動させて、その材料を切り裂くように切断することで、上記の目的を達成することができる。
【００３８】
実際に、この切断刃で材料１２を切断して、実施例２と同様の効果を確認できた。即ち、上記の切断刃２４により、材料の上下面がともに荒れの無い綺麗な面が得られた。
【符号の説明】
【００３９】
１２  材料
１４  切断刃
１６  刃線
１８  一方の表面
２０  他方の表面
２２  く字状切断刃
２４  弧状切断刃
２６  交差する面
２８  第１の境界線
３０  第２の境界線
３２  第１の刃線
３４  第２の刃線
３６  円弧状の刃線
３８  第１の接線
４０  第２の接線
【図１】
2020089951.tif 000003
【図２】
2020089951.tif 000004