(57)【要約】【課題】ＡＬＣ板の表面加工方法及び表面加工装置において、溝部に沿って形成される破砕面のパターンの自由度を高めると共に、加工時間を短縮する。【解決手段】ＡＬＣ板５０の表面にライン状に延びた複数の溝部５１を形成する。そして、開閉可能な一対の破砕爪２１，２１を有した破砕工具２０を、一対の破砕爪２１，２１が閉じた状態で溝部５１の中に下降させる。次に、破砕工具２０を溝部５１の中から上昇させながら、一対の破砕爪２１，２１を開いて溝部５１の相対する側面部にそれぞれ衝突させる。これにより、溝部５１に沿った破砕面５２を形成する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽量気泡コンクリート材の表面にライン状に延びた溝部を形成し、
開閉可能な一対の破砕爪を有した破砕工具を前記一対の破砕爪が閉じた状態で前記溝部の中に下降させ、前記破砕工具を前記溝部から上昇させながら、前記一対の破砕爪を開いて前記溝部の相対する側面部にそれぞれ衝突させることにより、前記溝部に沿った破砕面を形成することを特徴とする軽量気泡コンクリート材の表面加工方法。
【請求項２】
前記一対の破砕爪の先端部は、前記溝部が延びた方向に互いに非対称の波形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の軽量気泡コンクリート材の表面加工方法。
【請求項３】
前記破砕工具を前記溝部に沿って移動させて、前記溝部に沿った破砕面を形成する工程を繰り返し行い、前記破砕工具の移動の前と後では、前記溝部の中での前記破砕爪が、前記溝部に沿って一部重畳するようにシフトされることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の軽量気泡コンクリート材の表面加工方法。
【請求項４】
前記一対の破砕爪の先端部に突起部が形成され、前記一対の破砕爪が開いたときに前記突起部が前記溝部の側面部に衝突するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の軽量気泡コンクリート材の表面加工方法。
【請求項５】
前記一対の破砕爪の先端部の垂直位置が互いにずらされていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の軽量気泡コンクリート材の表面加工方法。
【請求項６】
軽量気泡コンクリート材がその上面に載置される載置台と、
シリンダーの往復運動を回転運動に変換するクランク機構を用いて、一対の破砕爪を回転軸に対して回転させることにより、一対の破砕爪を開閉自在に構成された破砕工具と、前記破砕工具を前記載置台の上面に対して水平方向及び垂直方向に移動させる移動手段とを備えることを特徴とする軽量気泡コンクリート材の表面加工装置。
【請求項７】
前記一対の破砕爪の先端部は、互いに非対称の波形状を有していることを特徴とする請求項５に記載の軽量気泡コンクリート材の表面加工装置。
【請求項８】
前記破砕工具を前記溝部に沿って移動させて、前記溝部に沿った破砕面を形成する工程を繰り返し行い、前記破砕工具の移動の前と後では、前記溝部の中での前記破砕爪が、前記溝部に沿って一部重畳するようにシフトされることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の軽量気泡コンクリート材の表面加工装置。
【請求項９】
前記一対の破砕爪の先端部に突起部が形成され、前記一対の破砕爪が開いたときに前記突起部が前記溝部の側面部に衝突するようにしたことを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の軽量気泡コンクリート材の表面加工装置。
【請求項１０】
前記一対の破砕爪の先端部の垂直位置が互いにずらされていることを特徴とする請求項６又は請求項９に記載の軽量気泡コンクリート材の表面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量気泡コンクリート材の表面加工方法及び軽量気泡コンクリート材の表面加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、工場において生産及び加工された後で建築物の外壁部分に取り付けられる外壁材が開発されている。その中でも、軽量であるために施工し易い外壁材として、軽量気泡コンクリート板が多く用いられている。以降の説明では、軽量気泡コンクリート板を、単にＡＬＣ（Autoclaved Light-Weight Concrete）板と呼ぶことにする。
【０００３】
ＡＬＣ板の表面には、建築物の外見を向上させる目的で、様々な意匠面が形成される。近年では、建築物の需要者の趣向に応じて、自然石材のような石割調の破砕面を表面に有したＡＬＣ板が注目されている。
【０００４】
以下に、従来の破砕面を有したＡＬＣ板の表面加工方法について説明する。先ず、切削工具等を用いて、ＡＬＣ板の表面に、ライン状の溝部を形成する。次に、１枚の破砕爪を溝部の中に下降させ、その破砕爪を溝部の側面部に衝突させることにより、溝部に沿って破砕面を形成する。
【０００５】
さらに詳しく説明すると、１枚の破砕爪は回転軸を中心として回転可能に構成され、その先端が溝部の側面部に衝突する構成を有している。この破砕爪の衝突時の衝撃により、当該側面部を破砕する。その後、破砕爪を逆回りに回転させて、破砕爪の先端を反対側の側面部に衝突させ、当該側面部を破砕する。こうして、溝部に沿って、その両側に破砕面が形成される。
【０００６】
なお、この種の表面加工方法については、例えば特許文献１、２に記載されている。
【特許文献１】特開２０００−１６９２６４号公報
【特許文献２】特許第３９６９８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した表面加工方法では、破砕爪を回転させるだけで破砕面を形成していたので、破砕面のパターン（即ち形状や模様）の自由度が制限されていた。
【０００８】
また、１枚の破砕爪を回転させることにより、溝部の両側に破砕面を形成していたので、加工時間が長くかかり、生産効率が悪いという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、その主たる特徴構成は以下の通りである。
【００１０】
即ち、本発明の軽量気泡コンクリート材の表面加工方法は、軽量気泡コンクリート材の表面にライン状に延びた溝部を形成し、開閉可能な一対の破砕爪を有した破砕工具を一対の破砕爪が閉じた状態で溝部の中に下降させ、破砕工具を溝部から上昇させながら、一対の破砕爪を開いて溝部の相対する側面部にそれぞれ衝突させることにより、溝部に沿った破砕面を形成することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の軽量気泡コンクリート材の表面加工装置は、軽量気泡コンクリート材がその上面に載置される載置台と、シリンダーの往復運動を回転運動に変換するクランク機構を用いて、一対の破砕爪を回転軸に対して回転させることにより、一対の破砕爪を開閉自在に構成された破砕工具と、破砕工具を前記載置台の上面に対して水平方向及び垂直方向に移動させる移動手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明よれば、閉じた一対の破砕爪を溝部の中から引き上げながら開くため、破砕爪の衝突によって溝部の側面部に加わる破砕力の方向と大きさを制御できる。これにより、軽量気泡コンクリート材の破砕面のパターンの自由度を高め、需用者の趣向に合わせて、より多様な石割調のデザイン加工を施すことが可能になる。
【００１３】
また、本発明によれば、一対の破砕爪を開閉する構成を採用したので、溝部の両側の側面部を一度に破砕できることから、破砕面を形成するための加工時間を短縮して生産効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態によるＡＬＣ材の表面加工方法及びＡＬＣ材の表面加工装置について説明する。この表面加工方法は、ＡＬＣ材の表面に自然石材のような石割調の破砕面を形成するものである。以下の説明においては、ＡＣＬ材は表面が平坦な平板状のＡＬＣ板であるとして説明する。
【００１５】
先ず、ＡＬＣ板の表面加工装置について図面を参照して説明する。図１は、この表面加工装置を示す概略の斜視図であり、図２は、図１の表面加工装置１０の破砕工具２０の構成を示す図であり、図１の破砕工具２０をＸ方向から見た図に対応している。
【００１６】
図示のように、このＡＬＣ板の表面加工装置１０は、破砕工具２０と、破砕工具２０を移動させる移動装置３０、ＡＬＣ板５０がその上面に載置される載置台４０を備えている。
【００１７】
破砕工具２０は、移動装置３０の装着ヘッドに着脱自在に取り付けられる。移動装置３０は、装着ヘッドに装着された工具、例えば破砕工具２０を載置台４０の上面に対して水平方向、即ちＸ方向及びＹ方向、及びその上面に対して垂直方向であるＺ方向に移動させるように構成されている。この場合、移動装置３０は、装着ヘッドに装着された工具を水平方向においては任意の方向に移動させることができるように構成されている。この場合、工具はＸ方向とＹ方向の両方の方向に同時移動する。
【００１８】
移動装置３０は、例えば数値制御装置であり、装着ヘッドの座標、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向への移動距離、移動速度がプログラムにより制御可能になっている。
【００１９】
破砕工具２０は、ＡＬＣ板５０を破砕するための一対の破砕爪２１，２１を備えており、シリンダーの往復運動を回転運動に変換するクランク機構を用いて、一対の破砕爪２１，２１を回転軸２２に対して回転させることにより、一対の破砕爪２１，２１を開閉自在に構成されている。各破砕爪２１は、例えば鋼板からなり、ＡＬＣ板５０を破砕するのに十分な強度を持っている。
【００２０】
破砕工具２０の詳細な構成を説明すると、回転軸２２を中心にそれぞれ回転可能に
構成された一対の回転部２３，２３が設けられている。回転軸２２は、破砕工具２０を収納している筐体に固定されＸ方向に延びている。一対の破砕爪２１，２１は、それぞれ一対の回転部２３，２３の下端部２３Ａに固定されている。
【００２１】
一方、一対の回転部２３，２３の上方には、その動力源としてエアシリンダーが設けられている。このエアシリンダーのシリンダー軸２５は、空気圧の調節により垂直方向（Ｚ方向）に往復運動が可能に構成されている。そして、エアシリンダーのシリンダー軸２５は、一対の回転部２３のそれぞれの上端部２３Ｂ，２３Ｂと一対のクランクシャフト２４，２４を介して連結されている。この場合、一対のクランクシャフト２４，２４の一端はそれぞれシリンダー軸２５の下端部に対して回転可能に係合され、一対のクランクシャフト２４，２４の他端は、それぞれ一対の回転部２３，２３の上端部２３Ｂに対して回転可能に係合されている。
【００２２】
係る構成によれば、エアシリンダーのシリンダー軸２５の往復運動によって一対の回転部２３，２３が互いに逆回りに回転し、これに伴い、一対の破砕爪２１，２１が開閉する。即ち、図２（Ａ）のように閉じた一対の破砕爪２１，２１が、図２（Ｂ）のように開く場合を説明すると、シリンダー軸２５が垂直方向に上昇することにより、左側の回転部２３は回転軸２２を中心に右回転し、右側の回転部２３は回転軸２２を中心に左回転する。これにより、一対の破砕爪２１，２１は開く。
【００２３】
逆に、図２（Ｂ）のように開いた一対の破砕爪２１，２１が、図２（Ａ）のように閉じる場合は、シリンダー軸２５が垂直方向に下降することにより、左側の回転部２３は回転軸２２を中心に左回転し、右側の回転部２３は回転軸２２を中心に右回転する。これにより、一対の破砕爪２１，２１は閉じる。
【００２４】
なお、上述のクランク機構においてエアシリンダーの代わりに他のタイプのシリンダー、例えば油圧シリンダーを用いることもできる。
【００２５】
次に、上述した表面加工装置を用いたＡＬＣ板５０の表面加工方法について説明する。先ず、図３に示すように、ＡＬＣ板５０を載置台４０の上面に載置し、ＡＬＣ板５０の表面に、Ｘ方向に互いに平行にライン状に延びる複数の溝部５１を形成する。この場合、移動装置３０の装着ヘッドにミリングマシン等の切削工具を装着して溝形成加工を行うことができる。
【００２６】
次に、ＡＬＣ板５０の表面に溝部５１に沿った破砕面５２を形成する工程について説明する。この場合、移動装置３０の装着ヘッドから切削工具を取り外し、その代わりに前記破砕工具２０を装着する。そして、図４に示すように、移動装置３０により切削工具２０を垂直方向（即ちＺ方向）に下降させることで、一対の破砕爪２１，２１を閉じた状態で溝部５１の中に下降させる。この時、破砕爪２１，２１の溝部５１内への下降深さ、つまり溝部５１の底部と破砕爪２１，２１との距離は移動装置３０により調節できる。
【００２７】
この状態から、図５及び図６に示すように、移動装置３０により破砕工具２０を垂直方向（即ちＺ方向）に上昇させることにより、一対の破砕爪２１、２１を溝部５１から上昇させながら、一対の破砕爪２１、２１を開いて溝部５１の相対する側面部に同時に衝突させることにより、当該側面部からＡＬＣ板５０の表面にわたる部分を破砕し、溝部５１に沿った破砕面５２を形成する。
【００２８】
図５の衝突時の状態を更に詳しく分析すると、破砕爪２１の破砕力はその速度ベクトルによって決まる。即ち、図７（Ａ）に示すように、衝突点Ｐにおける破砕爪２１の速度ベクトルＶは、破砕爪２１の回転軸２２を中心とした回転による速度ベクトルＶ１と、破砕爪２１の上昇による垂直方向の速度ベクトルＶ２の合成ベクトルである。
【００２９】
速度ベクトルＶ１の大きさは、シリンダー軸２５の運動速度を制御することにより調節できる。また、速度ベクトルＶ２の大きさは、移動装置３０による破砕工具２０の上昇速度を制御することによる調節できる。即ち、破砕爪２１の回転速度と上昇速度という２つのパラメータを制御することで、破砕力の働く方向と大きさを調節することができる。つまり、速度ベクトルＶ２を大きくすれば、破砕力のベクトルはより垂直方向に傾き、速度ベクトルＶ２を小さくすれば、破壊力のベクトルはより水平方向に傾くことになる。このように破壊力の大きさだけでなく方向を変更可能にすることにより、より多様なパターンを持った破砕面５２を形成することができる。
【００３０】
もちろん、破砕爪２１，２１の溝部５１内への下降深さを変更することにより、衝突点Ｐの垂直位置も変わってくるので、これによっても異なるパターンを得ることができる。
【００３１】
これに対して、図７（Ｂ）に示すように、破砕工具２０が上昇せず、単に、破砕爪２１が溝部５１の中で回転軸２２を中心に回転して開く場合は、衝突点Ｐにおける破砕力は、速度ベクトルＶ１によってのみ決定されるため、破砕力の方向を調節することはできない。
【００３２】
したがって、本実施形態によれば、一対の破砕爪２１、２１を溝部５１から上昇させながら、一対の破砕爪２１、２１を開いて溝部５１の側面部に衝突させているので、破砕面５２のパターンの自由度をより高めることができる。つまり、需用者の趣向に合わせて、より多様なパターンを有した石割調のデザイン加工を施すことが可能になる。
【００３３】
また、破砕面５２を形成するために要する加工時間に着目すると、一対の破砕爪２１を開く構成によって、溝部５１の両側の側面部を一度に破砕できるため、１つの破砕爪を左右に旋回させる場合に比して、破砕面５２を形成するための加工時間を高めて、生産効率を向上させることができる。
【００３４】
以上に示した破砕爪２１の開閉による破砕面５２の形成を、溝部５１の他の箇所に対しても繰り返し行う。即ち、移動装置３０によって破砕工具２０をＸ方向、即ち、溝部５１の延びる方向に沿って移動させ、上記工程と同様に破砕面５２を形成する。
【００３５】
この繰り返しによって形成された破砕面５２を平面的に模式的に表すと、図８及び図９のようになる。同図の例では、破砕面５２は、互いに隣接する溝部５１の間では連続していないが（つまり、ＡＬＣ板５０の表面に平坦部が残されているが）、これらの溝部５１の間で連続するように形成されてもよい。
【００３６】
図８、図９の例では、溝５１及び破砕面５２はＸ方向に延びているが、移動装置３０によりその方向は自由に設定することができ、例えば、図８、図９において斜め方向に延びるように形成することもできる。
【００３７】
また、ＡＬＣ板５０に形成された複数の溝部５１は、１つの方向に沿ったものに限定されない。即ち、上記ＡＬＣ板５０の変形例として、図１０に示すように、ＡＬＣ板６０に、例えばＸ方向に沿った溝部６１、及びそれに交差するＹ方向に沿った溝部６２からなる格子状の溝部を形成してもよい。この場合、図１１に示すように、最初に溝部６１に沿って破砕面６３を形成し、その後、溝部６１と交差する溝部６２に沿って破砕面６３を形成すればよい。
【００３８】
なお、上記構成の破砕爪２１の変形例として、図１２（Ａ）あるいは図１２（Ｂ）に示すように、一対の破砕爪２１の先端の垂直位置は互いにずらされていてもよい。これにより、溝部５１の両側において、左右非対称の破砕面５２をより容易に形成することができる。また、上述した第１の実施形態において、破砕面５２を、より自然な石割調、即ち、より高い不規則性を有した破砕面とするために、破砕爪２１の形状を変更してもよい。この場合について、以下に、本発明の第２の実施形態として図面を参照して説明する。図１３及び図１４は、Ｘ方向に沿って延びる一対の破砕爪２１，２１を、Ｙ方向からみたときの図である。
【００３９】
図１３に示すように、各破砕爪２１，２１の先端は、溝部５１が延びたＸ方向に沿って、互いに非対称の波形状を有している。図の例では、一対の破砕爪２１，２１のうち、１枚の破砕爪２１のみを示している。これにより、溝部５１の両側において、左右非対称であって、第１の実施形態よりも高い不規則性を有した破砕面５２を形成することができる。
【００４０】
さらに、破砕工具２０を溝部５１に沿って移動させて、破砕面５２の形成を繰り返す際に、図１４に示すように、破砕工具２０の移動の前と後では、溝部５１の中での破砕爪２１が、溝部５１に沿って一部重畳するようにシフトされてもよい。
【００４１】
これにより、破砕工具２０の移動の前と後では、破砕爪２１が一部重畳する距離Ｄの領域において、異なる破砕爪２１のパターンが現れる。即ち、この領域における溝部５１の側面部では、異なる破砕爪２１のパターンで２回の破砕が行われることになり、破砕面５２の不規則性を高めることができる。
破砕面５２の不規則性をより高めるためには、破砕工具２０の移動を繰り返す毎に、破砕爪２１の重畳する距離Ｄを変化させればよい。しかし、所望する不規則性の程度によっては、破砕爪２１の重畳する距離Ｄを一定値に固定してもよい。距離Ｄの調節は、移動装置３０によって行われる。
このような工程によれば、単に波形状の破砕爪２１によって溝部５１の側面部を破砕するのに比べて、破砕面５２の不規則性を所望する程度に調節できるため、より高い自由度をもって破砕面５２のパターンの形成を行うことができる。
【００４２】
なお、本発明は上記いずれの実施形態にも限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で変更が可能なことは言うまでもない。例えば、第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例として、各破砕爪２１の先端に、図１５に示すような突起部２１Ａ、あるいは図１６に示すような突起部２１Ｂを設けてもよい。この突起部２１Ａ，２１Ｂを設けることにより、溝部５１の側面部の衝突点Ｐに、集中的に破砕力を加えることができるため、その側面部の破砕を容易に行うことができる。
【００４３】
また、本発明は平板状のＡＬＣ板５０に限らず、曲面を有したＡＬＣ材、例えば、凸円弧状又は凹円弧状の表面を有したＡＬＣ材の表面加工にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態によるＡＬＣ材の表面加工装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の破砕工具の構成を示す図である。
【図３】図１におけるＡＬＣ板を示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図及び破砕爪の断面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図及び破砕爪の断面図である。
【図６】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図及び破砕爪の断面図である。
【図７】破砕爪の速度ベクトルを示す図である。
【図８】図６におけるＡＬＣ板の平面図である。
【図９】図６におけるＡＬＣ板の平面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の変形例によるＡＬＣ板の平面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の変形例によるＡＬＣ板の平面図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態の変形例による破砕爪の断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態による破砕爪を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態による破砕爪を示す図である。
【図１５】本発明の第１及び第２の実施形態の変形例による破砕爪の断面図である。
【図１６】本発明の第１及び第２の実施形態の変形例による破砕爪の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  表面加工装置        ２０  破砕工具
２１  破砕爪              ２２  回転軸
２３  回転部              ２４  クランクシャフト
２５  シリンダー軸        ３０  移動装置
４０  載置台              ５０，６０  ＡＬＣ板
５１，６１，６２  溝部    ５２，６３  破砕面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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