(57)【要約】【課題】  大谷石が持つ自然の岩肌表面に微細な彫刻、象嵌を施す大谷石への装飾面加工方法、および装飾面を備えた大谷石加工物を提供する【解決手段】  ＮＣ工作機の作業テーブルと切削用回転刃とを協動させて大谷石１００を切削するに当たり、大谷石への装飾面を大谷石に端面加工を施すことにより形成する場合には、切削時にＮＣ工作機の回転刃１１０を正回転させ大谷石を切削する際に、切削後に残そうとする大谷石の切削面１０１が回転刃の進行通路の右側に位置するように位置取りして大谷石を切削する。【選択図】図８
2008037083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＣ工作機の作業テーブルと切削用回転刃とを協動させて大谷石を切削するに当たり、大谷石への装飾面を大谷石に端面加工を施すことにより形成する場合には、切削時にＮＣ工作機の回転刃を正回転させ大谷石を切削する際に、切削後に残そうとする大谷石の切削面が回転刃の進行通路の右側に位置するように位置取りして大谷石を切削し、
大谷石への装飾面を大谷石への溝により形成する場合には、回転刃を大谷石の片面側から直進させて途中まで切削し、残りの溝加工を対向面側から直線切削して大谷石に条溝を形成し、
大谷石への装飾面を大谷石にポケットを施すことにより形成する場合には、ポケットの中心位置に回転刃を当て下降して中心部を切削し、テーブルを可動して回転刃に対し大谷石を反時計方向に回しながら切削してポケットを形成し、
大谷石への装飾面を大谷石に切欠き部を施すことにより形成する場合には、回転刃により大谷石の切欠き部の端面側を切削し、切欠き部の輪郭を切削して中島を形成し、さらに、中島を切削して切欠き部を形成することを特徴とする大谷石への装飾面加工方法。
【請求項２】
ＮＣ工作機における主軸回転数が２２５０〜３１５０ｒｐｍ、テーブル送り速度が１０００〜５００ｍｍ／ｍｉｎである請求項１記載の大谷石への装飾面加工方法。
【請求項３】
ＮＣ工作機の作業テーブルと切削用回転刃とを協動させて大谷石を切削するに当たり、大谷石への装飾面を大谷石に端面加工を施すことにより形成する場合には、切削時にＮＣ工作機の回転刃を正回転させ大谷石を切削する際に、切削後に残そうとする大谷石の切削面が回転刃の進行通路の右側に位置するように位置取りして大谷石を切削し、
大谷石への装飾面を大谷石への溝により形成する場合には、回転刃を大谷石の片面側から直進させて途中まで切削し、残りの溝加工を対向面側から直線切削して大谷石に条溝を形成し、
大谷石への装飾面を大谷石にポケットを施すことにより形成する場合には、ポケットの中心位置に回転刃を当て下降して中心部を切削し、テーブルを可動して回転刃に対し大谷石を反時計方向に回しながら切削してポケットを形成し、
大谷石への装飾面を大谷石に切欠き部を施すことにより形成する場合には、回転刃により大谷石の切欠き部の端面側を切削し、切欠き部の輪郭を切削して中島を形成し、さらに、中島を切削して切欠き部を形成してなる装飾面を備えた大谷石加工物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、大谷石への装飾面加工方法、および装飾面を備えた大谷石加工物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  大谷石は耐久性・耐火性に富み、加工が容易であるため、従来より土木・建築、特に、門塀・石垣に用いられてきた歴史がある。大谷石を門塀・石垣とする場合、職人の手により製品化することが旧来より行なわれている（特許文献１参照）。
【特許文献１】  特開平５−９８８１１号公報
【０００３】  また、大谷石の素材から天然石の質感を活かし、和風感の漂う造形物として、大谷石を素材とした浴槽が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献２】  特開２００４−１８７９２４号公報
【０００４】  大谷石は淡い緑色をした上品な石であり、アメリカ合衆国の建築家であるフランク・ロイド・ライトにより設計され大正１１年に竣工した帝国ホテルの建物に使用された実績がある。【０００５】  大谷石は栃木県大谷市に存在し８０００万年の歴史があるとされている。大谷石は、凝灰岩で岩質はもろく微細な彫刻、象嵌には不向きとされ、門塀・石垣以外には十分に活用されていない実情にある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  本発明は、ＣＡＤシステム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｓｙｓｔｅｍ）と、ＣＡＭシステム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）と、切削手段を備えたＮＣ工作機（ＮＣフライス盤）を用いて大谷石を切削加工することにより、大谷石が保有する自然の岩肌表面に微細な彫刻、象嵌を施すことができることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。【０００７】  従って本発明の目的は、大谷石が持つ自然の岩肌表面に微細な彫刻、象嵌を施す大谷石への装飾面加工方法、および装飾面を備えた大谷石加工物を提供することにある。【０００８】  本発明の他の目的は、大谷石の表面に微細な彫刻、象嵌を持った同じ精度の装飾物の量産化が可能な大谷石への装飾面加工方法、および装飾面を備えた大谷石加工物を提供することにある。【０００９】  本発明のもう一つ他の目的は、脆くて加工しにくい大谷石に欠損、割損、チッピングを生じることなく微細加工（マイクロマシニンブ）が可能な大谷石への装飾面加工方法、および装飾面を備えた大谷石加工物を提供することにある。【００１０】  本発明のさらにもう一つ他の目的は、大谷石の活用範囲を広げることができ、また門塀・石垣等に使われた大谷石の古材の再活用を可能とし、斜陽化している大谷石材業界の活性化に寄与する大谷石への装飾面加工方法、および装飾面を備えた大谷石加工物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本発明では、ＮＣ工作機の作業テーブルと切削用回転刃とを協動させて大谷石（被切削物）を切削するに当たり、大谷石への装飾面を大谷石に端面（きわ）加工を施すことにより形成する場合には、切削時にＮＣ工作機の回転刃を正回転させ大谷石を切削する際に、切削後に残そうとする大谷石の切削面が回転刃の進行通路の右側に位置するように位置取りして大谷石を切削する。【００１２】  大谷石への装飾面を大谷石への溝により形成する場合には、回転刃を大谷石の片面側から直進させて途中まで切削し、残りの溝加工を対向面側から直線切削して大谷石に条溝を形成する。【００１３】  また、大谷石への装飾面を大谷石にポケットを施すことにより形成する場合には、ポケットの中心位置に回転刃を当て下降して中心部を切削し、テーブルを可動して回転刃に対し大谷石を反時計方向に回しながら切削してポケットを形成する。【００１４】  さらに、大谷石への装飾面を大谷石に切欠き部を施すことにより形成する場合には、回転刃により大谷石の切欠き部の端面側を切削し、切欠き部の輪郭を切削して中島を形成し、さらに、中島を切削して切欠き部を形成する。
【発明の効果】
【００１５】  以上のような本発明によれば、次の効果を奏する。
１．大谷石が持つ自然の岩肌表面に微細な彫刻、象嵌を施すことができる、大谷石への装飾面加工方法、および装飾面を備えた大谷石加工物が得られる。
２．大谷石の表面に微細な彫刻、象嵌を持った同じ精度の装飾物を短時間で量産が可能な、大谷石への装飾面加工方法、および装飾面を備えた大谷石加工物が得られる。
３．脆くて加工しにくい大谷石に欠損、割損、チッピングが生じることがなく、微細加工が可能な、大谷石への装飾面加工方法、および装飾面を備えた大谷石加工物が得られる。
４．大谷石の活用範囲を広げることができ、また門塀・石垣等に使われた大谷石の古材の再活用を可能とし、斜陽化している大谷石材業界の活性化に寄与する、大谷石への装飾面加工方法、および装飾面を備えた大谷石加工物が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  本発明に係る大谷石への装飾面加工では、切削面が回転刃の進行通路の右側に位置するように位置取りして大谷石を切削し、加工面の左側を工具中心が通るようにして大谷石をダウンカットする。【００１７】  大谷石に端面（きわ）加工を施す場合には、回転刃を大谷石の切削原点近傍まで下げ、回転刃を正回転させ大谷石に衝接させ、テーブルを可動し端面を切削する際に、切削後に残そうとする大谷石の切削面が回転刃の進行通路の右側に位置するように位置取りし、大谷石を切削する。【００１８】  大谷石に溝加工を施す場合には、回転刃を大谷石の片面側から直進させて途中まで切削し、残りの溝加工を対向面側から直線切削して大谷石に条溝を形成する。【００１９】  大谷石にポケット加工を施す場合には、ポケットの中心位置に回転刃を当て下降して中心部を切削し、テーブルを可動して回転刃に対し大谷石を反時計方向に回しながら切削してポケットを形成する。【００２０】  大谷石に切欠き加工を施す場合には、回転刃により大谷石の切欠き部の端面側を切削し、切欠き部の輪郭を切削して中島を形成し、さらに、中島を切削して切欠き部を形成する。【００２１】  切削時に欠損、割損、チッピングが生じないようにするために、切込み幅Ｗは回転刃の直径φの半径以下で削るようにし、また切削時の切込み深度Ｄは、大谷石の割損を防ぐため、回転刃の直径φの三分の一以下で削るようにすることが好ましい。【００２２】  同様に、切削時に欠損、割損、チッピングが生じないようにするために、ＮＣ工作機（切削マシン）における主軸（回転刃をホールドしている）の回転数は２２５０〜３１５０ｒｐｍ、テーブルの送り速度は１０００〜５００ｍｍ／ｍｉｎとすることが好ましい。【００２３】  大谷石の切削表面には、大谷石の天然の色を定着させ表面を強化するために表面強化剤、例えば、ケイ酸ナトリウム溶液を塗布することが好ましい。【００２４】  大谷石表面への装飾面を加工するため、ＣＡＤシステムと、ＣＡＭシステムと、切削手段を備えたＮＣ工作機により大谷石を乾式／湿式状態で切削加工する（細かい切削加工、あるいは小領域の切削加工が含まれる場合には、該部分に水分を含ませて切削を行なう湿式切削を乾式切削と併用するとよい）。ＮＣ工作機は自動工具交換装置を備え、工具は各種の切削用回転刃をつけてマカジンに格納されている。【００２５】  切削加工では、ＣＡＤで用いられた図形データ（大谷石への切削加工の具体的なデータ）を基にＣＡＭによりＮＣ工作機が使用するＮＣデータが作成される。また、ＣＡＭシステムで、加工順序や加工方の決定、加工条件の決定や工具経路の決定を行なう。
【実施例】
【００２６】  本発明の実施例について説明する。
図１は、側壁に微細な彫刻が施された大谷石側壁パーツ群を備えたショーケースを示す斜視図、
図２は、側壁パーツ群の構成メンバーの一部を分離した状態を示すショーケースの斜視図、
図３は、ショーケースの構成メンバーを分離した状態を示す斜視図、
図４は、側壁パーツ群を構成している側壁パーツの拡大斜視図、
図５は、側壁パーツ群を構成している側壁パーツの拡大側面図である。【００２７】  これらの図において、ショーケース１０は、ケース本体２０と、天蓋３０と、左右側壁パーツ群４０Ａ，４０Ｂと、台座８０より構成されている。ショーケース１０は、ケース本体２０に、天蓋３０、側壁パーツ群４０Ａ，４０Ｂ、台座８０を接着し組み立てて形成される。【００２８】  前記ケース本体２０は、上下方向に３つの棚２１、２２、２３が形成され、４つの物品収容室を形成している。【００２９】  前記天蓋３０、側壁パーツ群４０Ａ，４０Ｂ、中座８２は大谷石により形成される。右側壁パーツ群４０Ａは、側壁パーツ５０、５１、６０Ａ、６１、７０、７１より構成され、左側壁パーツ群４０Ｂは、側壁パーツ５０、５１、６０Ｂ、６１、７０、７１より構成される。特に、側壁パーツ５０、５１、６０Ａ、６０Ｂ、６１には微細な加工（彫刻）が施され、装飾面を備えた大谷石加工物を形成する。【００３０】  前記台座８０は、上座８１、中座８２、ベース８３より形成される。【００３１】  大谷石は脆く、過度の負担がかからないようにして、大谷石の切削部位に欠損、割損、チッピングが生じないようにする。このために、切削加工の内容によってテーブルの送り速度を変える。切削加工時に切削工具である回転刃（例えば、エンドミル）の直径に応じて回転数と送り速度を変え、切削時に欠損、割損、チッピングが生じないようにする。切込み幅Ｗは回転刃の直径φの半径以下で削るようにし（図６参照）、また切削時の切込み深度Ｄは、大谷石の割損を防ぐため、回転刃の直径φの三分の一以下で削るようにする（図７参照）。【００３２】  ＮＣ工作機における回転刃の直径、主軸の回転数、テーブルの送り速度の好適な例を示す。
（回転刃の直径ｍｍ）  （主軸回転数ｒｐｍ）  （テーブル送り速度ｍｍ／ｍｉｎ）
φ１０                ２２５０                  １０００
φ  ６                ２８００                    ８００
φ  ３                ３１５０                    ５００【００３３】  （大谷石への装飾面加工方法）
ここで、大谷石への装飾面加工方法について図８乃至図１１を用いて説明する。
図８は、大谷石に端面（きわ）加工を施す場合の方法略図、
図９は、大谷石に溝加工を施す場合の方法略図、
図１０は、大谷石にポケット加工を施す場合の方法略図、
図１１は、大谷石に切欠き加工を施す場合の方法略図である。【００３４】  本発明に係る大谷石への装飾面加工方法では、加工部位に応じて次の方法をとる
［大谷石に端面（きわ）加工を施す場合（図８参照）］
ＮＣ工作機のＸ−Ｙテーブル面（図８のＸ−Ｙにより形成される面であり、同一平面上で３６０度可動する）に切削する大谷石（被切削物）１００を載置して固定し、回転刃（図８のＺ−Ｚ方向に昇降する）１１０を大谷石の切削原点近傍まで下げる。回転刃１１０を正回転させ大谷石１００に衝接させ、テーブル１５０を可動して端面１０１をすみ削りし前加工面１０２を形成する。さらに、直径の小さな回転刃１２０を用いて切削を再開し仕上げ切削を行なって加工面の精度を上げる。かくして、大谷石１００への装飾面を大谷石に端面加工を施すことにより形成する場合には、回転刃１１０、１２０を正回転させ大谷石を切削する際に、切削後に残そうとする大谷石の切削面が回転刃の進行通路の右側に位置するように位置取りして大谷石を切削する［加工面の左側を工具中心が通るようにし大谷石をダウンカット（下向き削り）する］。【００３５】［大谷石に溝加工を施す場合（図９参照）］
テーブルを可動し回転刃２１０を片面側からのみ直進させて大谷石２００切削し溝を形成する場合には、大谷石より回転刃が抜ける最後の段階で溝部の左側がアップカット（上向き削り）になるため該部位に欠損が生じ易い。このことを回避するため、大谷石２００への装飾面を大谷石に溝加工を施すことにより形成する場合には、テーブルを可動し回転刃２１０を大谷石２００の片面側から直進させて途中まで切削し、残りの溝加工を対向面側（逆方向）から直線切削して大谷石に条溝２０１を形成する。【００３６】［大谷石にポケット加工を施す場合（図１０参照）］
大谷石３００への装飾面を大谷石にポケット加工を施すことにより形成する場合には、ポケット３０１の中心位置に回転刃３１０を当て下降して中心部を切削し、さらに、テーブルを可動して回転刃３１０に対し大谷石３００を反時計方向（左回り）に回しながら切削しポケット３０１を形成する。【００３７】［大谷石に切欠き加工を施す場合（図１１参照）］
大谷石４００への装飾面を大谷石に切欠き加工を施すことにより形成する場合には、回転刃４１０により大谷石４００の切欠き部の端面（きわ）４０１側を切削する。さらに細い径の回転刃４２０により切欠き部の輪郭４０２を切削して中島４０３を形成する。さらに、回転刃４１０を中島４０３に入れて中島４０３を切削し切欠き部４０４を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】  側壁に微細な彫刻が施された大谷石側壁パーツ群を備えたショーケースを示す斜視図である。
【図２】  側壁パーツ群の構成メンバーの一部を分離した状態を示すショーケースの斜視図である。
【図３】  ショーケースの構成メンバーを分離した状態を示す斜視図である。
【図４】  側壁パーツ群を構成している側壁パーツの拡大斜視図である。
【図５】  側壁パーツ群を構成している側壁パーツの拡大側面図である。
【図６】  切削時の切込み幅Ｗと回転刃の直径φとの良好な関係を示す平面略図である。
【図７】  切削時の切込み深度Ｄと回転刃の直径φとの良好な関係を示す側面略図である。
【図８】  大谷石に端面加工を施す場合の方法略図である。
【図９】  大谷石に溝加工を施す場合の方法略図である。
【図１０】  大谷石にポケット加工を施す場合の方法略図である。
【図１１】  大谷石に切欠き加工を施す場合の方法略図である。
【符号の説明】
【００３９】  １０    ショーケース
２０    ケース本体
３０    天蓋
４０Ａ  側壁パーツ群
４０Ｂ  側壁パーツ群
５０    側壁パーツ
５１    側壁パーツ
６０Ａ  側壁パーツ
６０Ｂ  側壁パーツ
６１    側壁パーツ
７０    側壁パーツ
１００  大谷石
２００  大谷石
３００  大谷石
４００  大谷石
【図１】
2008037083.tif 000003
【図２】
2008037083.tif 000004
【図３】
2008037083.tif 000005
【図４】
2008037083.tif 000006
【図５】
2008037083.tif 000007
【図６】
2008037083.tif 000008
【図７】
2008037083.tif 000009
【図８】
2008037083.tif 000010
【図９】
2008037083.tif 000011
【図１０】
2008037083.tif 000012
【図１１】
2008037083.tif 000013