(57)【要約】【課題】  再現性のあるレリーフ模様を壁材表面に容易に高精度に成形することができ、ユーザが希望するデザインのレリーフ壁をその要望に応じて自在に仕様を決め、短時間に、安価に成形できるレリーフ壁の成形システムおよびレリーフ壁の成形工法、並びにレリーフ壁のエアブロー成形システムを提供する。【解決手段】  凸面のエッジ部に丸みＲと、凸面に窪みとを設けた押し型を、塗料で被膜した壁材表面に押し付けて成形するレリーフ壁の成形システム１は、３次元形状データのデータ変換手段（コンピュータ）６と、機械加工手段（ＮＣ工作機械）８と、工具にかかる負荷を検出する負荷検出手段（力覚センサ）と、ゴム切削加工アルゴリズムとを備える。また、塗料で被膜された壁材表面に圧縮空気を吹き付けて壁材表面に立体模様を成形するレリーフ壁のエアブロー成形システムは、吹き付ける圧縮空気の圧力、流量、エアブローの時間、壁材表面との距離、および角度を制御する。【選択図】      図１
2006103200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性の壁材で被膜された壁材表面に押し型を押し付けて立体模様を成形するレリーフ壁の成形システムであって、
前記レリーフ壁の成形システムは、
前記立体模様を３次元形状データに変換するデータ変換手段と、
前記３次元形状データを機械加工データに変換し、前記機械加工データに基づいて前記押し型を形成する機械加工手段と
を備え、
前記押し型は、前記機械加工手段により立体模様に機械加工されることを特徴とするレリーフ壁の成形システム。
【請求項２】
前記押し型に形成された前記立体模様の凸面のエッジ部に、丸みを設けたことを特徴とする請求項１に記載のレリーフ壁の成形システム。
【請求項３】
前記押し型に形成された前記立体模様の凸面には、前記凸面を前記壁材表面に押し付けることによって押し出される流動性の壁材を保持する窪みを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレリーフ壁の成形システム。
【請求項４】
前記機械加工手段に装着された工具の送り速度を制御するために、前記工具にかかる負荷を検出する負荷検出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のレリーフ壁の成形システム。
【請求項５】
前記工具は、ゴム材を切削加工するために、ゴム切削加工アルゴリズム式１、式２、式３により、送り速度を制御することを特徴とする請求項４に記載のレリーフ壁の成形システム。
【数１】
2006103200.tif 000007
【請求項６】
流動性の壁材で被膜された壁材表面に押し型を押し付けて立体模様を成形するレリーフ壁の成形工法であって、
前記壁材表面を流動性の壁材で被膜する被膜工程と、
前記壁材表面の流動性の壁材を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥工程を経た前記壁材表面の流動性の壁材に前記押し型を押し付ける押付工程と
を含むことを特徴とするレリーフ壁の成形工法。
【請求項７】
流動性の壁材で被膜された壁材表面に圧縮空気を吹き付けて前記壁材表面に立体模様を成形するレリーフ壁のエアブロー成形システムであって、
前記エアブロー成形システムは、
前記壁材表面に圧縮空気を吹き付けるためのエアブローガンと、
前記エアブローガンを備えるロボットマニピュレータと、
前記エアブローガンを前記ロボットマニピュレータの可動先端に備える前記ロボットマニピュレータを制御する制御手段と
を備えることを特徴とするレリーフ壁のエアブロー成形システム。
【請求項８】
前記制御手段は、前記エアブローガンが前記壁材表面に吹き付ける圧縮空気の圧力、流量、エアブローの時間、壁材表面との距離、および角度の少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項７に記載のレリーフ壁のエアブロー成形システム。
【請求項９】
流動性の壁材で被膜された壁材表面に圧縮空気を吹き付けて壁材表面に立体模様を成形するレリーフ壁のエアブロー成形工法であって、
前記レリーフ壁のエアブロー成形工法は、圧縮空気の圧力、流量、エアブローの時間、壁材表面との距離、および角度の少なくとも１つを調節してエアブローすることを特徴とするレリーフ壁のエアブロー成形工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レリーフ壁の成形システムおよびレリーフ壁の成形工法、並びにレリーフ壁のエアブロー成形システムに関し、特に、レリーフ壁の仕様を自在に決め、短時間に、安価に成形できるレリーフ壁の成形システムおよびレリーフ壁の成形工法、並びにレリーフ壁のエアブロー成形システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、住宅用の内装材として最も一般的に使用されているのがクロスであるが、クロスは寿命が短く経年劣化により剥離が生じ、平均寿命は５年から７年といわれている。また、クロスは、下地材にカビが繁殖したり、使用する接着剤から発生するＶＯＣ（Volatile Organic Compounds：揮発性有機化合物）による健康被害も懸念される。また、デザインも平面的なものに限られるためインテリアとしての評価も高くなく、クロスに代わる内装材として塗料が注目されている。塗料は、その塗料の種類によって防カビ、防火などの一般的な機能から、帯電防止や院内感染の抑止効果などの特殊な機能などを持ったものが存在し、様々な用途に対して内装材としての効果を発揮している。さらに、ＶＯＣを大幅にカットすることも可能であるため、平成１５年７月に改正された建築基準法により、さらに注目を浴びている。また、塗料は、その塗料に厚みを持たせることにより３次元の立体模様を壁面に対して加飾することも可能である。そのため、塗料はクロスよりもインテリアとして非常に高付加価値を持たせることが可能である。この３次元の立体模様を加飾した壁面のことをレリーフ壁といい、住宅の内装として、このレリーフ壁が大変注目を浴びている。
【０００３】
従来、レリーフ壁は、厚めに塗装された壁面に対して、職人が塗装用のローラやコテを操作して、その熟練技によって３次元の立体模様（レリーフ模様）を成形していた。
また、コンクリート壁面に造形物を施したものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−２７２８０３号公報（第３頁〜第７頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記のレリーフ壁は、職人が塗装用のローラやコテを操作してその熟練技を用いて製作するため、非常に高価になってしまう上、再現性がないという問題があった。
また、デザインが彫り込まれた押し型を乾燥前の塗料面に押し当てることにより手軽にレリーフ壁を成形できるようなものも使われているが、そのデザインの種類は少なく、また、気に入ったデザインを転写するには熟練技を必要とするという問題があった。
そのため、既製のデザインのレリーフ壁しか得ることができず、オリジナルなデザインや多様化するニーズには対処できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、多種類の再現性のあるレリーフ模様を壁材表面に容易に高精度に成形することができ、ユーザが希望するデザインのレリーフ壁をその要望に応じて自在に仕様を決め、短時間に、安価に成形できるレリーフ壁の成形システムおよびレリーフ壁の成形工法、並びにレリーフ壁のエアブロー成形システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決した請求項１に記載の発明は、流動性の壁材で被膜された壁材表面に押し型を押し付けて立体模様を成形するレリーフ壁の成形システムであって、前記レリーフ壁の成形システムは、前記立体模様を３次元形状データに変換するデータ変換手段と、前記３次元形状データを機械加工データに変換し、前記機械加工データに基づいて前記押し型を形成する機械加工手段とを備え、前記押し型は、前記機械加工手段により立体模様に機械加工されることを特徴とする。ここで、流動性の壁材とは、後記する実施の形態における塗料に相当する。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、データ変換手段が立体模様を３次元形状データに変換し、機械加工手段が、３次元形状データを機械加工データに変換して、その機械加工データに基づいて押し型を形成するため、押し型は所望の立体模様に成形される。そのため、ユーザの要望に応じて自在に仕様を決められ、ユーザが希望するデザインのレリーフ壁が、短時間に、安価に成形される。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレリーフ壁の成形システムであって、前記押し型に形成された前記立体模様の凸面のエッジ部に、丸みを設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、凸面のエッジ部に設けられた丸みは、エッジ部に押し付けられた流動性の壁材をエッジ部に集中することなく、その周辺に分散させて流動性の壁材の盛り上がりの現象を抑える。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のレリーフ壁の成形システムであって、前記押し型に形成された前記立体模様の凸面には、前記凸面を前記壁材表面に押し付けることによって押し出される流動性の壁材を保持する窪みを設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、凸面の窪みは、押し型の凸面により押し出された流動性の壁材がエッジ部に集中して寄り集まることなく、この流動性の壁材を中央部に分散させて流動性の壁材の盛り上がりの現象を抑える。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のレリーフ壁の成形システムであって、前記機械加工手段に装着された工具の送り速度を制御するために、前記工具にかかる負荷を検出する負荷検出手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、負荷検出手段が工具にかかる負荷を検出し、負荷検出手段によって検出された検出値に基づいて、制御手段が、工具にかかる負荷を予め設定された負荷の所定値と比較して、負荷の差に応じて工具の送り速度を制御し、機械加工手段に多種類の被削材に対しても精度良く加工させる。そのため、多種類の再現性のある立体模様のレリーフ模様が、壁材表面に容易に高精度に成形される。ちなみに、前記の負荷の所定値とは、被削材によって決まる所定の範囲を示し、数回の試行によって容易に設定可能な被削材の切削抵抗値である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のレリーフ壁の成形システムであって、前記工具は、ゴム材を切削加工するために、ゴム切削加工アルゴリズム式１、式２、式３により、送り速度を制御することを特徴とする。
【数１】
2006103200.tif 000003
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、工具の送り速度を制御するゴム切削加工アルゴリズムを設定した機械加工手段よって、工具にかかる負荷に応じて工具の送り速度が制御され、多くの被削材に対して精度良く加工される。そのため、多種類の再現性のあるレリーフ模様が、壁材表面に容易に高精度に成形される。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、流動性の壁材で被膜された壁材表面に押し型を押し付けて立体模様を成形するレリーフ壁の成形工法であって、前記壁材表面を流動性の壁材で被膜する被膜工程と、前記壁材表面の流動性の壁材を乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程を経た前記壁材表面の流動性の壁材に前記押し型を押し付ける押付工程とを含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、壁材表面の流動性の壁材を乾燥させるために設けられた乾燥工程によって、流動性の壁材が適度に乾燥され、流動性の壁材を押し型に付着させないため、レリーフ模様を精度良く転写させる。そのため、多種類の再現性のあるレリーフ模様を壁面に容易に高精度に成形し、ユーザの希望するデザインのレリーフ壁が、その要望に応じて自在に仕様を決められ、短時間に、安価に成形される。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、流動性の壁材で被膜された壁材表面に圧縮空気を吹き付けて前記壁材表面に立体模様を成形するレリーフ壁のエアブロー成形システムであって、前記エアブロー成形システムは、前記壁材表面に圧縮空気を吹き付けるためのエアブローガンと、前記エアブローガンを備えるロボットマニピュレータと、前記エアブローガンを前記ロボットマニピュレータの可動先端に備える前記ロボットマニピュレータを制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、ロボットマニピュレータが、エアブローガンを可動先端に備え、制御手段が、ロボットマニピュレータ、およびエアブローガンを制御するため、意匠性に富んだ再現性のあるレリーフ模様が容易に成形される。そのため、多種類の再現性のあるレリーフ模様が壁面に容易に高精度に成形され、ユーザが希望するデザインのレリーフ壁が、その要望に応じて自在に仕様を決められ、短時間に、安価に成形される。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のレリーフ壁のエアブロー成形システムであって、前記制御手段は、前記エアブローガンが前記壁材表面に吹き付ける圧縮空気の圧力、流量、エアブローの時間、壁材表面との距離、および角度の少なくとも１つを制御することを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明によれば、制御手段によって、エアブローガンが壁材表面に吹き付ける圧縮空気の圧力、流量、エアブローの時間、壁材表面との距離、および角度の少なくとも１つが制御されるため、意匠性に富んだ再現性のあるレリーフ模様を容易に成形する。これにより、ユーザが希望するデザインのレリーフ壁が、その要望に応じて自在に仕様を決められ、短時間に、安価に成形される。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、流動性の壁材で被膜された壁材表面に圧縮空気を吹き付けて壁材表面に立体模様を成形するレリーフ壁のエアブロー成形工法であって、前記レリーフ壁のエアブロー成形工法は、圧縮空気の圧力、流量、エアブローの時間、壁材表面との距離、および角度の少なくとも１つを調節してエアブローすることを特徴とする。
【００２３】
請求項９に記載の発明によれば、圧縮空気の圧力、流量、エアブローの時間、壁材表面との距離、および角度の少なくとも１つを調節してエアブローすることにより、意匠性に富んだレリーフ模様を容易に成形する。これにより、ユーザが希望するデザインのレリーフ壁が、その要望に応じて自在に仕様を決められ、短時間に、安価に成形される。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、立体模様を３次元形状データに変換するデータ変換手段と、３次元形状データを機械加工データに変換し、機械加工データに基づいて押し型を形成する機械加工手段とを備えたため、押し型を所望の立体模様に成形できる。これにより、ユーザが希望するデザインのレリーフ壁をその要望に応じて自在に仕様を決め、短時間に、安価に成形できる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、押し型に形成された立体模様の凸面のエッジ部に、丸みを設けたため、エッジ部に集中して押し付けられた流動性の壁材がその周辺に分散され、流動性の壁材の盛り上がりの現象を抑えることができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、窪みを凸面に設けたため、押し型の凸面により押し込まれた流動性の壁材がエッジ部に集中して寄り集まることなく中央部に分散され、流動性の壁材の盛り上がりの現象を抑えることができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、工具にかかる負荷が、予め設定された負荷の所定値と比較して負荷に差があった場合に、その負荷の差に応じて工具の送り速度を制御でき、多くの被削材に対して精度良く加工できる。これにより、多種類の再現性のある立体模様のレリーフ模様を壁材表面に容易に高精度に成形できる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、ゴム切削加工アルゴリズムを設定することにより、工具にかかる負荷に応じて工具の送り速度を制御することができ、多くの被削材に対して精度良く加工することができる。これにより、多種類の再現性のあるレリーフ模様を壁材表面に容易に高精度に成形できる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、乾燥工程によって、流動性の壁材が適度に乾燥して、流動性の壁材が押し型に付着しないため、レリーフ模様を精度良く転写することができる。これにより、多種類の再現性のあるレリーフ模様を壁面に容易に高精度に成形することができ、ユーザが希望するデザインのレリーフ壁をその要望に応じて自在に仕様を決め、短時間に、安価に成形できる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、エアブローガンを可動先端に備えるロボットマニピュレータを制御することにより、意匠性に富んだ再現性のあるレリーフ模様を容易に成形することができる。これにより、多種類の再現性のあるレリーフ模様を壁面に容易に高精度に成形することができ、ユーザが希望するデザインのレリーフ壁をその要望に応じて自在に仕様を決め、短時間に、安価に成形できる。
【００３１】
請求項８に記載の発明によれば、エアブローガンが壁材表面に吹き付ける圧縮空気の圧力、流量、エアブローの時間、壁材表面との距離、および角度の少なくとも１つを制御することができるため、意匠性に富んだ再現性のあるレリーフ模様を容易に成形することができる。これにより、ユーザが希望するデザインのレリーフ壁をその要望に応じて自在に仕様を決め、短時間に、安価に成形できる。
【００３２】
請求項９に記載の発明によれば、圧縮空気の圧力、流量、エアブローの時間、壁材表面との距離、および角度の少なくとも１つが調節されたエアブローにより、意匠性に富んだレリーフ模様を容易に成形でき、ユーザが希望するデザインのレリーフ壁が、その要望に応じて自在に仕様を決め、短時間に、安価に成形できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るレリーフ壁の成形システムを説明し、立体模様であるレリーフ模様が、レリーフ壁成形用の押し型を用いて、塗料で被膜された壁材表面に成形される様子を説明している。ここで、塗料とは、特許請求の範囲における流動性の壁材に相当する。
図１（ａ）は、レリーフ壁の図案をデザインする工程図である。
図１（ｂ）は、デザインされた図案をＣＡＤやスキャナなどを用いてデジタル化する工程図である。
図１（ｃ）は、押し型と、その押し型を製作する機械加工手段を示す工程図である。
図１（ｄ）は、機械加工手段であるＮＣ工作機械で加工されたスタンプタイプの押し型またはローラタイプの押し型を用いてレリーフ壁を成形する工程図である。
【００３４】
図１（ａ）に示すように、レリーフ壁の図案２をデザインする。次に、図１（ｂ）に示すように、図案２は、ＣＡＤ５を用いて描画され、３次元形状データ化される。このＣＡＤ５はデータ変換手段（コンピュータ）６に備えられている。または、図１（ｂ）に示すように、デザインされた図案２をスキャナ７を用いてコンピュータ６に取り込む。取り込まれた図案２は、コンピュータ６によって３次元形状データに変換される。
このように、図案２は、コンピュータなどのデータ変換手段６に取り込まれ、３次元形状データに変換されるとともに、ディスプレイ６ａにレリーフ模様が表示される。レリーフ模様とは、レリーフ壁を成形する基となる立体模様である。
【００３５】
図１（ｃ）に示すように、機械加工手段であるＮＣ工作機械８によって、スタンプタイプの押し型９またはローラタイプの押し型１０が製作される。ＮＣ工作機械８は、３次元形状データを機械加工データに変換し、さらに機械加工データに基づいてスタンプタイプの押し型９やローラタイプの押し型１０を機械加工する。ここで、機械加工手段は工作機械であり、中でもＮＣ工作機械が望ましい。また、機械加工は、切削加工、放電加工、旋盤加工などであっても良い。
【００３６】
すなわち、３次元ＣＡＤ／ＣＡＭ（例えば、Unigraphicsを使用）のＣＡＤ機能により押し型の模様を設計する。次に、３次元ＣＡＤ／ＣＡＭのＣＡＭ機能を用いてＮＣ工作機械８を動かすための工具経路パスを作成させる。作成した工具経路パスを用いてＮＣ工作機械８で機械加工を行い、スタンプタイプの押し型９やローラタイプの押し型１０を製作する。３次元ＣＡＤ／ＣＡＭソフトは、Unigraphicsに限定するものではなく、ＣＡＴＩＡやＭａｓｔｅｒｃａｍでもよいし、他のソフトであっても構わない。
【００３７】
図１（ｄ）に示すように、スタンプタイプの押し型９を壁材表面１１ａに押し付けることで、壁材表面１１ａには図案２の立体模様が成形される。または、ローラタイプの押し型１０を壁材表面１２ａに押し付けながら転がすことで、壁材表面１２ａには図案２の立体模様が成形される。これがレリーフ壁１１,１２である。
【００３８】
次に、レリーフ壁の成形工法をスタンプタイプの押し型を例に説明する。
図２は、構想した図案３，４をデジタル化して表示したデザインと、そのデジタル化したデザインを基に製作したスタンプタイプの押し型１３，１４の斜視図を示している。
図２（ａ）は、４つの円形模様の立体模様から構成される図案３を表示するディスプレイ６ｂであり、図２（ｂ）は、大小の星形模様の立体模様から構成される図案４を表示するディスプレイ６ｃである。図２（ｃ）は、図２（ａ）の図案３の立体模様を基に製作した立体模様１３ａを備えたスタンプタイプの押し型１３であり、図２（ｄ）は、図２（ｂ）の図案４の立体模様を基に製作した立体模様１４ａを備えたスタンプタイプの押し型１４である。
図３は、レリーフ壁１５,１６を示す斜視図であり、図３（ａ）は、前記した円形模様のレリーフ壁１５、図３（ｂ）は、前記した星型模様のレリーフ壁１６を示している。
図２、図３に示すように、塗料１７で被膜された壁材表面１５ａ,１６ａにスタンプタイプの押し型１３,１４を押し付けて立体模様のレリーフ壁１５,１６を成形する。
レリーフ壁の成形方法をさらに詳細に説明すると、レリーフ壁１５，１６を成形しようとする壁材表面１５ａ,１６ａを塗料１７で被膜し（被膜工程と称す）、塗料１７で被膜された壁材表面１５ａ,１６ａを所定時間乾燥させる（乾燥工程と称す）。次に、所定の状態に乾燥された壁材表面１５ａ,１６ａの塗料１７にスタンプタイプの押し型１３,１４（図２（ｃ）（ｄ）参照）を押し付ける（押付工程と称す）。なお、乾燥時間は、常温にて自然乾燥した時間である。乾燥工程では、塗料１７が所定の状態に乾燥された状態になるまで自然放置する工程であり、具体的には、塗料１７の表面のみ乾燥し、塗料１７の被膜の内部はまだ未乾燥の状態にすることをいう。これは、塗料１７の表面を手などで触れると弾性を感じる程度である。このような状態になる時間は、塗料ごとに数回の試行によって容易に測定される。
【００３９】
図４は、塗料に押し型を押し付けて立体模様を転写する様子を示す説明図である。ここでは、スタンプタイプの押し型１３（図２（ｃ）参照）を例に説明する。図４（ａ）（ｂ）は、「毛羽立ち」、「盛り上がり」を発生しないレリーフ壁の説明図、図４（ｃ）（ｄ）は、「毛羽立ち」、「盛り上がり」を発生するレリーフ壁の説明図である。なお、図４（ａ）は、スタンプタイプの押し型１３を塗料１７に押し付けた状態を示し、図４（ｂ）は、スタンプタイプの押し型１３を塗料１７から離した状態を示している。図４（ｃ）は、スタンプタイプの押し型１９を塗料１７に押し付けた状態を示し、図４（ｄ）は、スタンプタイプの押し型１９を塗料１７から離した状態を示している。図４（ｃ）（ｄ）に示すように、スタンプタイプの押し型１９を塗料１７に押し付けることによって、スタンプタイプの押し型１９の立体模様１９ａが転写されてレリーフ壁を成形する。図４（ｄ）に示すように、塗料１７の表面１８が未乾燥である場合、または、表面１８は乾燥していても内部の乾燥状態によっては、表面１８の乾燥した面が破れ、内部にある未乾燥の部分が飛び出し、いわゆる、塗料１７の「毛羽立ち」現象が発生する。さらに、図４（ｄ）に示すように、スタンプタイプの押し型１９のエッジ部１９ｂには、不要な「盛り上がり」が発生する。また、スタンプタイプの押し型１９の凸面１９ｃにより押し込まれた塗料が逃げ場を失い、エッジ部１９ｂに集中して寄り集まって、盛り上がりが発生する。さらに、これらの盛り上がりにより、ひび割れが発生することがある。
【００４０】
図４（ａ）（ｂ）に示すように、スタンプタイプの押し型１３の凸面１３ｃのエッジ部１３ｂに丸みＲを設け、次に、凸面１３ｃの中央部１３ｅの方向に向かって次第に深く形成された窪み１３ｄを設けて、塗料の逃げとする。これにより、それまでエッジ部１３ｂに集中して押された塗料１７がエッジ部１３ｂと中央部１３ｅに分散され、盛り上がりの現象を抑えることができる。これによって、図４（ｂ）に示すように、「毛羽立ち」、「盛り上がり」は、発生することなく、かつスタンプタイプの押し型１３のデザインを忠実に塗料１７に対して転写することができ、レリーフ壁１５（図３（ａ）参照）が成形される。
【００４１】
図９は、ローラタイプの押し型を示す斜視図である。図９に示すようなローラタイプの押し型９１を用いて、厚めに塗装された壁面に対して、３次元の立体模様（レリーフ模様）を成形する。
【００４２】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、塗料で被膜された壁材表面に押し型を押し付けて立体模様を成形するレリーフ壁の成形システムであって、工具にかかる負荷を検出する負荷検出手段を備え、負荷検出手段が検出した検出値に基づいて機械加工手段の駆動を制御するものである。
図５は、例えば、スタンプタイプの押し型９（図１（ｄ）参照）やローラタイプの押し型１０（図１（ｄ）参照）の素材がゴム材である場合における機械加工手段を示している。図５（ａ）は、機械加工手段であるロボットマニピュレータを示す斜視図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ部の拡大図である。
図５（ａ）に示すように、機械加工手段２０は、複数のロボットアーム２０ａを備えたオープンアーキテクチャー型のロボットマニピュレータである。ロボットマニピュレータの可動先端２０ｂには、エンドミル（図略）などの工具が装着されている。ここではルータビット２１を用いた。ルータビット２１を回転駆動させる動力源は圧縮空気であり、エア配管２２が設けられている。ルータビット２１を回転駆動させる動力源を圧縮空気としたが、電動回転工具であっても構わないし、その他の駆動力を用いたものであっても構わない。また、ここでは工具としてルータビットを用いたが、切削が可能なその他の工具であっても構わない。
【００４３】
図５（ｂ）に示すように、機械加工手段（ロボットマニピュレータ）２０の可動先端２０ｂでは、エア配管２２が、エアモータ２３に接続され、制御手段（図略）に制御されてエアモータ２３を回転駆動させている。さらに、機械加工手段２０に装着されたルータビット（工具）２１の切り込み速度を制御するために、機械加工手段２０に力覚センサ２４を備えている。力覚センサ２４は、負荷を検出するものであり、機械加工手段２０に装着された工具２１の送り速度などを制御するために、工具２１にかかる負荷を検出する。制御手段（図略）は、力覚センサ（負荷検出手段）２４が検出した検出値に基づいて機械加工手段２０の駆動を制御する。力覚センサ２４は、工具にかかるＸ,Ｙ,Ｚ方向の切削送りによる負荷を電気信号に変換することができるもので、検出アーム２５に切削送りによる負荷ＦがかかることによってＸ,Ｙ,Ｚ方向の切削送りによる負荷（Ｆｘ,Ｆｙ,Ｆｚ）を検出してそれを圧電素子（図略）によって電気信号に変換する。負荷検出部（図略）および圧電素子は、力覚センサ２４内に収納されている。切削送りによる負荷とは、工具にかかるＸ,Ｙ,Ｚ方向への負荷である。
【００４４】
図６は、ゴム材を切削加工する場合の加工溝の形状を示している。なお、使用したゴム材は、硬度５０°（ショアＡ）のウレタンゴムである。図６（ａ）はＣＡＤを用いて作成した加工溝の設計図、図６（ｂ）は、従来のゴム材を工具で加工した加工溝を示す説明図、図６（ｃ）は、ゴム材の変形を抑えた工具で加工した加工溝を示す説明図である。
図６（ａ）に示すように、２点鎖線で囲んだ直線の加工溝２７を加工するはずであるが、実際は、図６（ｂ）に示すように、加工溝２８が変形し、変形部２８ａ,２８ａを発生させている。これは工具２１（図５参照）がゴム材２６を切削加工するときに、その切削負荷によりゴム材２６が変形し、この変形した状態で切削を行ったことによる現象である。すなわち、ＮＣ工作機械が位置制御のみで制御されているため、切削送りによる負荷が発生し、ゴム材２６が変形しても、そのまま加工を続けるために発生する。ゴム材２６を硬度５０°（ショアＡ）のウレタンゴムとしたが、これに限定するものではなく、その他のゴムを適宜選択可能である。
本実施の形態の機械加工手段２０は、力覚センサ２４と切削加工アルゴリズム式１、式２を用いて切削送りによる負荷が発生しないように送り速度を制御することで、ゴム材２６の変形を抑えている。これにより、図６（ｃ）に示すように、設計図通りの加工溝２９を得ることができる。
【００４５】
式１は、切削送りの制御を行なうゴム切削加工アルゴリズムを示している。
【数２】
2006103200.tif 000004
【００４６】
さらに、式１を用いても十分な切削性能が得られない場合は、指定された力覚値Fs以上の力（切削負荷）が検知された場合に、式２のように強制的に送り速度を一旦ゼロに設定することで、切削負荷が減少するまでその位置に留まって加工できるようにしている。
式２は、切削送りの制御を行なうゴム切削加工アルゴリズムを示している。
【数３】
2006103200.tif 000005
予め指定された切削負荷（力覚値）Fsとは、被削材によって決まる所定の範囲を示し、数回の試行により容易に設定可能な被削材の切削抵抗値である。
【００４７】
式３は、切削送りの制御を行なうゴム切削加工アルゴリズムを示している。このアルゴリズムは、比較的硬めの弾性材料を加工する場合には、切削負荷が予め設定した目標値Fdに追従するように送り速度を調整する。
【数４】
2006103200.tif 000006
また、押し型は、ゴム材のほか、樹脂材であっても良く、その他、押し型に用いることができるものであれば構わない。
【００４８】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、塗料で被膜された壁材表面に圧縮空気を吹き付けて壁材表面に立体模様を成形するレリーフ壁のエアブロー成形システムである。
図７は、レリーフ壁のエアブロー成形システム３０を示す斜視図である。図７に示すように、エアブロー成形システム３０は、壁材表面３１に圧縮空気を吹き付けるためのエアブローガン３２と、エアブローガン３２を備えるロボットマニピュレータ３３と、エアブローガン３２をロボットマニピュレータ３３の可動先端３３ａに備えるロボットマニピュレータ３３を制御する制御手段（図略）とを備える。ロボットマニピュレータ３３は、多関節のロボットアーム３３ｂと、エアブローガン３２に圧縮空気を供給するエア配管３４を備えている。
エアブローガン３２から吹き付けられた圧縮空気は、壁材表面３１の塗料１７に立体模様を成形する。制御手段（図略）は、エアブローガン３２が壁材表面３１に吹き付ける圧縮空気の圧力、流量、エアブローの時間、壁材表面との距離、および角度の少なくとも１つを制御する。
【００４９】
なお、前記したレリーフ壁のエアブロー成形システム３０のエアブローガン３２を人手で操作して、壁材表面３１に圧縮空気を吹き付けることによって、壁材表面３１の塗料１７に立体模様を成形することもできる。このとき、制御手段（図略）に備えられた表示装置（図略）には、所望の圧縮空気の圧力、流量、エアブローの時間、壁材表面との距離、および角度が表示され、この表示された数値に基づいて、人がエアブローガン３２を操作する。なお、表示された数値に基づくことなく、人がエアブローガン３２を操作して、壁材表面３１の塗料１７に立体模様を成形しても良い。
【００５０】
図８は、レリーフ壁の実施例の概略図である。図８（ａ）には、例えば、泡状の模様のレリーフ壁３５ａ、図８（ｂ）には、縞状の模様のレリーフ壁３５ｂ、図８（ｃ）には、波状の模様のレリーフ壁３５ｃが立体的に描かれている。これらの模様は、再現性があり、意匠性に富んだレリーフ壁３５（図７参照）を容易に成形することができる。このように、圧縮空気の圧力、流量、エアブローの時間、壁材表面との距離、および角度などを制御する仕様を適宜変更することにより、多種類のリーフ模様を壁面に容易に高精度に成形することができ、ユーザが希望するデザインのレリーフ壁をその要望に応じて自在に仕様を決め、短時間に、安価に成形できる。
【００５１】
以上好ましい実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することのない範囲内において適宜の変更や改造が可能なものであり、本発明は、この変更や改造された発明にも及ぶことは当然である。例えば、本発明は、壁の大きさをパネル状のレリーフ壁として説明したが、建物の内壁全体に及ぶことは当然であり、壁面の規模に左右されるものではない。また、ローラの断面形状が円形のローラタイプの押し型を例に説明したが、これに限定されるものではなく、容易に転がすことができるローラタイプであれば構わない。例えば、ローラの断面形状が三角形、四角形、六角形、八角形などの多角形であっても構わないし、楕円などであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態に係るレリーフ壁の成形システムを説明する工程図であり、（ａ）はレリーフ壁の図案をデザインする工程、（ｂ）はデザインされた図案をＣＡＤやスキャナなどを用いてデジタル化する工程、（ｃ）は、押し型と、その押し型を製作する機械加工手段を示す工程、（ｄ）はＮＣ工作機械で加工されたスタンプタイプの押し型またはローラタイプの押し型を用いてレリーフ壁を成形する工程を示している。
【図２】（ａ）（ｂ）は、構想した図案をデジタル化して表示したデザインと、そのデジタル化したデザインを基に製作したスタンプタイプの押し型の斜視図であり、（ａ）は４つの円形模様から構成される図案を表示するディスプレイ、（ｂ）は大小の星形模様から構成される図案を表示するディスプレイ、（ｃ）は（ａ）の図案の立体模様を基に製作したスタンプタイプの押し型、（ｄ）は（ｂ）の図案の立体模様を基に製作したスタンプタイプの押し型を示している。
【図３】レリーフ壁を示す斜視図であり、（ａ）は円形模様のレリーフ壁、（ｂ）は星型模様のレリーフ壁を示している。
【図４】塗料に押し型を押し付けて立体模様を転写する様子を示す説明図である。（ａ）（ｂ）は、「毛羽立ち」、「盛り上がり」を発生しないレリーフ壁の説明図、（ｃ）（ｄ）は、「毛羽立ち」、「盛り上がり」を発生するレリーフ壁の説明図である。
【図５】（ａ）は機械加工手段であるロボットマニピュレータを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ部の拡大図である。
【図６】（ａ）はＣＡＤを用いて作成した加工溝の設計図、（ｂ）は従来のゴム材を工具で加工した加工溝を示す説明図、（ｃ）はゴム材の変形を抑えた工具で加工した加工溝を示す説明図である。
【図７】レリーフ壁のエアブロー成形システムを示す斜視図である。
【図８】（ａ）は泡状の模様のレリーフ壁、（ｂ）は縞状の模様のレリーフ壁、（ｃ）は波状の模様のレリーフ壁を示している。
【図９】ローラタイプの押し型を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１        レリーフ壁の成形システム
２,３,４    図案
５        ＣＡＤ
６        データ変換手段（コンピュータ）
６ａ,６ｂ,６ｃ    ディスプレイ
７        スキャナ
８        ＮＣ工作機械
９,１３,１４,１９    スタンプタイプの押し型
１０        ローラタイプの押し型
１１,１２,１５,１６    レリーフ壁
１３ｂ,１９ｂ    エッジ部
１３ｃ,１９ｃ    凸面
１３ｄ      窪み
１３ｅ      中央部
１１ａ,１２ａ,１５ａ,１６ａ,３１    壁材表面
１７        塗料
１８        表面
１９ａ      立体模様
２０        機械加工手段（ロボットマニピュレータ）
２０ａ      ロボットアーム
２０ｂ,３３ａ    可動先端
２１        ルータビット（工具）
２２,３４    エア配管
２３        エアモータ
２４        力覚センサ（負荷検出手段）
２５        検出アーム
２６        ゴム材
２７,２８,２９    加工溝
２８ａ      変形部
３０        レリーフ壁のエアブロー成形システム
３２        エアブローガン
３３        ロボットマニピュレータ
３３ｂ      ロボットアーム
３５,３５ａ,３５ｂ,３５ｃ    レリーフ壁
【図１】
2006103200.tif 000008
【図２】
2006103200.tif 000009
【図３】
2006103200.tif 000010
【図４】
2006103200.tif 000011
【図５】
2006103200.tif 000012
【図６】
2006103200.tif 000013
【図７】
2006103200.tif 000014
【図８】
2006103200.tif 000015
【図９】
2006103200.tif 000016