(57)【要約】【課題】  ＡＬＣパネルの表面に長手断面が弓形の意匠溝を見栄えよく加工する。【解決手段】  表面加工工具１は、ローラに取り付けられる基部２と、基部２の回転方向前面に突設された刃部５とを備える。刃部５を前面及びローラ側の面が開いた溝形に形成する。刃部５の前端に正面Ｖ字形の切刃７を形成し、刃部５の内面にすくい角が４５〜７５°程度のすくい面８を設ける。刃部５は円運動軌跡の一部でパネル表面部のＡＬＣ母材をすくい取り、ＡＬＣパネル１１の表面に長手断面が弓形の意匠溝１２を切削する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に取り付けられる基部と、基部の回転方向前面に突設された刃部とを備え、刃部を前面及び回転体側の面が開いた溝形に形成し、刃部の前端にＡＬＣパネルの表面に切り込む切刃を形成し、刃部の内面にパネル表面部のＡＬＣ母材を弓形にすくい取るすくい面を設けたことを特徴とするＡＬＣパネルの表面加工工具。
【請求項２】
すくい面のすくい角が４５〜７５°である請求項１に記載のＡＬＣパネルの表面加工工具。
【請求項３】
パネル表面に多数の意匠溝をマトリックス状に配列し、各意匠溝を請求項１又は２に記載された表面加工工具の刃部で長手断面が弓形に形成したことを特徴とするＡＬＣパネル。
【請求項４】
パネル表面に平面形状が相似する複数種の意匠溝を組み合わせて配列した請求項３に記載のＡＬＣパネル。
【請求項５】
請求項１又は２に記載された多数の表面加工工具を回転体にマトリックス状に保持し、回転体をＡＬＣパネルの表面と平行な軸線周りで回転させるとともに、回転体に対しＡＬＣパネルを表面加工工具の切込方向と反対の方向へ移動し、表面加工工具の刃部によりパネル表面部に長手断面が弓形の意匠溝を切削することを特徴とするＡＬＣパネルの表面加工方法。
【請求項６】
刃部の切削速度が３０〜１００ｍｍ／秒である請求項５に記載のＡＬＣパネルの表面加工方法。
【請求項７】
パネル表面に対するすくい面の進入角度が３０〜６０°である請求項５又は６に記載のＡＬＣパネルの表面加工方法。
【請求項８】
請求項１又は２に記載された多数の表面加工工具をマトリックス状に保持する回転体と、回転体をＡＬＣパネルの表面と平行な軸線周りで回転させる手段と、回転体に対しＡＬＣパネルを表面加工工具の切込方向と反対の方向へ移動する手段とを備えたことを特徴とするＡＬＣパネルの表面加工装置。
【請求項９】
同じ種類の表面加工工具を刃部の高さを変えて回転体に取り付けた請求項８に記載のＡＬＣパネルの表面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）パネル、該パネルの表面に意匠溝を加工するための表面加工工具、該工具を用いてパネル表面に多数の意匠溝をマトリックス状に加工するための装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＡＬＣパネルの表面に意匠溝を加工する技術が知られている。例えば、特許文献１には、棒状の表面加工工具を回転させ、該工具の先端に設けた刃部でＡＬＣ母材を剥離して、パネル表面に斑点状の意匠溝（凹陥部）を加工する技術が記載されている。特許文献２には、円盤状又は円錐状の表面加工工具を回転させ、該工具の周面に設けた複数の刃部でＡＬＣ母材を連続的に切削して、パネル表面に帯状の意匠溝を加工する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−６１９２３号公報
【特許文献２】特開昭５８−１６０１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、特許文献１の表面加工工具によると、パネル表面部を衝撃により剥離するため、意匠溝周辺のパネル表面に欠けが発生しやすく、また、母材が深くえぐれた場合に、パネル内部の補強鉄筋が露出するなどの不具合があった。特許文献２の表面加工工具によると、意匠溝の長手断面が加工方向に連続するため、ＡＬＣパネルの表面デザインが縞模様や波形模様等の連続線模様に限られるという問題点があった。
【０００４】
本発明の目的は、上記課題を解決し、ＡＬＣパネルの表面に長手断面が弓形の意匠溝を見栄えよく加工できる表面加工工具、該意匠溝をマトリックス状に配列した斬新なデザインのＡＬＣパネル、該パネルの表面加工に好適な方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の表面加工工具は、回転体に取り付けられる基部と、基部の回転方向前面に突設された刃部とを備え、刃部を前面及び回転体側の面が開いた溝形に形成し、刃部の前端にＡＬＣパネルの表面に切り込む切刃を形成し、刃部の内面にパネル表面部のＡＬＣ母材を弓形にすくい取るすくい面を設けたことを特徴とする。
【０００６】
ここで、ＡＬＣパネルとは、オートクレーブ後に本硬化した軽量気泡コンクリートパネルである。表面加工工具は、回転体と一体に円運動する溝切り工具であって、ＡＬＣパネルとの相対移動によりパネル表面部に意匠溝を切削する。表面加工工具の基部は、特定の形状に限定されず、棒状でも板状でもよいが、刃部の円運動軌跡が安定する点で、ブロック状が好ましい。表面加工工具の刃部は、基部の回転方向前面に突出し、前面及び回転体側の面が開いた溝形の形状を特徴とし、この形状により、円運動軌跡の一部でパネル表面に長手断面が弓形の意匠溝を切削する。
【０００７】
具体的には、刃部の前端に切刃が形成され、刃部の内面にすくい面が設けられる。そして、切刃が円運動軌跡の接線方向からパネル表面に切り込んで、意匠溝の２本の外形線を創成した後に、すくい面が２本の外形線の間の母材を弓形にすくい取り、長手方向中央が深く両端が浅い意匠溝を彫り刻む。従って、加工時の衝撃が溝外形線の外側へ波及しにくくなり、溝周辺部のパネル表面に剥離や欠けが生じにくくなり、意匠溝がシャープに見栄えよく加工される。
【０００８】
すくい面のすくい角は、４５〜７５°が好ましく、５０〜７０°がより好ましい。すくい角とは、刃部が意匠溝の最深部を切削するときに、すくい面がパネルの垂直断面との間になす角度である。このすくい角が４５°未満になると、母材を圧縮する力が大きくなり、パネル表面に欠けが発生しやすくなる。すくい角が７５°を超えると、母材をすくい上げる力が大きくなり、パネル表面部が大きく剥離することがある。
【０００９】
切刃の正面形状としては、Ｖ字形、Ｕ字形、逆台形等を例示できる。切刃の開き角度は、意匠溝の幅に応じ適宜に設定できるが、幅と深さが調和する点で、６０〜１２０°の範囲であると好ましい。また、溝面との摩擦を小さくするために、基部及び刃部の底に逃げ面を設けるとよい。基部の逃げ面は、二度削りを防止する観点から、例えば、２５〜３５°程度の比較的急な逃げ角を設定するのが好ましい。刃部の逃げ面は、大きな刃物角を確保できるように、５〜１５°程度の比較的緩やかな逃げ角を設定するのが望ましい。刃物角は２０°前後であれば、刃部に充分な強度を確保できる。
【００１０】
本発明のＡＬＣパネルは、パネル表面に多数の意匠溝をマトリックス状に配列し、各意匠溝を表面加工工具の刃部で長手断面が弓形に形成したことを特徴とする。
【００１１】
ここで、ＡＬＣパネルの大きさは、特に限定されず、標準規格寸法に準拠して決定できる。意匠溝の大きさ（開口面積）も、特に限定されず、パネルの表面積やデザイン等を考慮して適宜に決定できる。意匠溝の深さは、内部補強鉄筋が露出しない深さ、例えば、厚さ５０ｍｍの薄型パネルの場合に、１５ｍｍを最大値とし、標準的には、３〜１０ｍｍの範囲で選定できる。
【００１２】
意匠溝の長手方向の断面形状は、表面加工工具の刃部の円運動半径と略同じ又はより長伸びした曲率の弓形である。意匠溝の幅方向の断面形状は、切刃の正面形状と略同じであり、例えば、Ｖ字形、Ｕ字形、逆台形等が好ましい。意匠溝の配列パターンは、表面加工工具の配列パターンと一致し、例えば、縦横共に等ピッチのマトリックス、縦横共に異ピッチのマトリックス、縦又は横のどちらか一方が等ピッチで他方が異ピッチのマトリックス、或いは、アトランダムなマトリックス等を採用できる。
【００１３】
マトリックス状に配列された意匠溝は、全体としてかすり模様に似た非連続線模様を構成し、パネル表面に従来の連続線模様や斑点模様とは全く異質の斬新なデザインを創作する。さらに、デザインに変化を与えるために、パネル表面に平面形状が相似する複数種の意匠溝を組み合わせて配列するのが好ましい。この場合、刃部の切込深さを変えることで、意匠溝の大きさを容易に拡大又は縮小することができる。
【００１４】
本発明の表面加工方法は、多数の表面加工工具を回転体にマトリックス状に保持し、回転体をＡＬＣパネルの表面と平行な軸線周りで回転させるとともに、回転体に対しＡＬＣパネルを表面加工工具の切込方向と反対の方向へ移動し、表面加工工具の刃部によりパネル表面部に長手断面が弓形の意匠溝を加工することを特徴とする。
【００１５】
ここで、回転体に対するＡＬＣパネルの移動とは、双方の相対的な移動を意味し、どちらか一方を移動してもよく、両方を移動してもよい。刃部の切削速度（刃部とパネルとの相対速度）は、３０〜１００ｍｍ／秒が好ましく、５０〜８０ｍｍ／秒がより好ましい。切削速度が３０ｍｍ／秒未満になると、加工能率が低下し、１００ｍｍ／秒を超えると、衝撃でパネル表面に欠けが発生しやすくなるからである。
【００１６】
パネル表面に対するすくい面の進入角度は、３０〜６０°が好ましく、４０〜５０°がより好ましい。進入角度が３０°未満になると、パネル表面部が剥離しやすくなり、６０°を超えると、パネル表面が欠けやすくなる。また、刃部の円運動半径が大きいほど、剥離が少なくなる傾向にあるため、これを考慮して回転体の直径を決めるとよい。
【００１７】
本発明の表面加工装置は、多数の表面加工工具をマトリックス状に保持する回転体と、回転体をＡＬＣパネルの表面と平行な軸線周りで回転させる手段と、回転体に対しＡＬＣパネルを表面加工工具の切込方向と反対の方向へ移動する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
この表面加工装置において、相似形状の意匠溝を加工する場合には、同じ種類の表面加工工具を刃部の高さを変えて回転体に取り付けるとよい。取付手段としては、スペーサや座金等の介装部材又はねじ部材を使用できる。こうすれば、工具コストを抑え、安価な構成で意匠溝の長さ、幅を容易に拡大又は縮小できて、パネル表面に変化に富んだデザインを加工することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上詳述したように、本発明の表面加工工具によれば、基部の前面に溝形の刃部を突設したので、パネル表面に剥離や欠けのない長手断面弓形の意匠溝を加工できる効果がある。本発明のＡＬＣパネルによれば、該意匠溝をマトリックス状に配列して、パネル表面の見栄えを向上できる効果がある。本発明の表面加工方法及び装置によれば、ＡＬＣパネルの表面に斬新なデザインを加工できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
＜表面加工工具＞
図１，図２に表面加工工具の一実施例を示す。この表面加工工具１は、ＡＬＣパネル１１の表面に意匠溝１２を切削する回転式の溝切り工具であり、回転体としてのローラ３０（図５，図６参照）に取り付けられる基部２を備えている。基部２はブロック状に形成され、中心部に取付孔３が設けられ、底面に急角度の逃げ面４が後ろ上がりの斜状に形成されている。
【００２１】
基部２の先端において回転方向前面には刃部５が突設されている。刃部５は前面と上面（ローラ３０側の面）とが開いたＶ溝形に形成され、底面に緩角度の逃げ面６が設けられている。そして、刃部５の前端に、ＡＬＣパネル１１の表面に切り込む切刃７が形成され、刃部５の内面に、パネル表面部のＡＬＣ母材を弓形にすくい取るすくい面８が設けられている。
【００２２】
この実施例の表面加工工具１において、すくい面８のすくい角θ１（図２ｄ参照）は６５°である。切刃７の正面形状はＶ字形であり、その開き角度θ２（図２ａ参照）は９０°である。基部２の逃げ面４の角度θ３は３０°であり、刃部５の逃げ面６の角度θ４は５°である。刃部５のすくい面８と逃げ面６とのなす刃物角θ５は２０°である。表面加工工具１の全高Ｈは２２．５ｍｍ、刃部５の高さｈは７．５ｍｍ、刃部５の幅Ｗは１５ｍｍ、刃部５の長さＬは７．５ｍｍである。
【００２３】
この表面加工工具１によれば、次のような作用効果が得られる。
（１）基部２の前面にＶ溝形の刃部５を突設したので、刃部５の円運動軌跡の一部でＡＬＣ母材をすくい取り、パネル表面に長手断面が弓形の意匠溝１２を切削できる。
（２）切刃７が溝外形線を創成した後に、すくい面８がＡＬＣ母材をすくい取るので、意匠溝１２の周辺に剥離や欠けが発生しにくくなり、パネル表面の見栄えが向上する。
（３）すくい面８のすくい角θ１を６５°に設定したので、母材を押し潰すことなく、母材に適度のすくい上げ力を作用させて、意匠溝１２をシャープに切削できる。
（４）基部２をブロック状に形成したので、表面加工工具１のリーチが短くなり、刃部５の円運動軌跡が安定し、意匠溝１２の加工精度が向上する。
【００２４】
（５）切刃７を９０°開いた正面Ｖ字形に形成したので、意匠溝１２の深さと幅を１：２の比率で調和させることができる。
（６）切刃７が溝底を曲面に切削するので、ルータ等で平面切削する場合と比較し、特に意匠溝１２の両端部における塗料の乗りがよくなる。
（７）基部２と刃部５の底に逃げ面４，６を設けたので、切削面に露出する気泡が潰れにくくなり、塗料が意匠溝１２の全面にむらなく付着する。
（８）基部２の逃げ面４に３０°の急な逃げ角θ３を設定したので、溝底の二度削りを確実に防止できる。
（９）刃部５の逃げ面６に５°の緩やかな逃げ角θ４を設定したので、刃物角θ５を２０°と大きくして、刃部５に充分な強度を確保できる。
【００２５】
＜ＡＬＣパネル＞
図３，図４にＡＬＣパネルの実施例を示す。このパネル１１の表面には、多数の意匠溝１２がマトリックス状に配列されている。各意匠溝１２は、表面加工工具１の刃部５により平面が細葉形で長手断面が弓形に形成されている。詳細には、刃部５の切込深さを変えることで（図４参照）、平面形状が相似する３種類の意匠溝、つまり小形溝１２ａと中形溝１２ｂと大形溝１２ｃとが組み合わせて配列されている。そして、これらの意匠溝１２により、ＡＬＣパネル１１の表面全体にかすり模様（非連続線模様）が形成されている。
【００２６】
この実施例において、意匠溝１２の長さ、幅、深さ、溝底半径は、刃部５の切削速度及び切込深さを変えることで容易に調整できる。例えば、小形溝１２ａの場合、長さが１００ｍｍ前後、幅が約１０ｍｍ、深さが約５ｍｍ、溝底半径が約７５ｍｍである。大形溝１２ｃの深さは約６．５ｍｍであり、内部補強鉄筋１３の深さ（１５ｍｍ）の半分以下である。意匠溝１２の幅方向の断面形状は、切刃７の正面形状と同じＶ字形である。意匠溝１２の配列パターンは、同じ大きさの溝が縦横どちらの方向にも隣接しないマトリックスパターンである。
【００２７】
このＡＬＣパネル１１によれば、次のような効果が得られる。
（１０）平面が細葉形で長手断面が弓形の意匠溝をマトリックス状に配列したので、パネル表面にかすり模様による斬新なデザインを創作できる。
（１１）３種類の意匠溝１２ａ，１２ｂ，１２ｃの組み合わせにより、かすり模様の外観を微妙に変化させることができる。
（１２）刃部の切込深さを変えることで、意匠溝１２ａ，１２ｂ，１２ｃの平面形状を容易に変更することができる。
【００２８】
＜表面加工装置及び表面加工方法＞
図５，図６に表面加工装置及び方法の一実施例を示す。この表面加工装置２１は、ＡＬＣパネル１１を載せるための基盤２２を備えている。基盤２２は機台２３の上にレール２４を介してパネル長手方向へ移動可能に設置され、モータ２５により送りネジ２６を介して駆動される。機台２３の上には機枠２７が架設され、機枠２７に支持枠２８が複数本のボルト２９で高さ調整可能に支持されている。支持枠２８にはパネル１１の幅よりも長いローラ３０（回転体）が回転軸３１によって支持され、回転軸３１に連結したモータ３２により、ローラ３０をＡＬＣパネル１１の表面と平行な軸線周りで回転させる手段が構成されている。なお、モータ２５及び送りねじ２６は、ローラ３０に対しＡＬＣパネル１１を表面加工工具１の切込方向と反対の方向へ移動する手段を構成している。
【００２９】
ローラ３０の円筒面上には多数の表面加工工具１がマトリックス状に保持されている。表面加工工具１は、すべて同じ種類のものが用いられているが、３種類の意匠溝１２ａ，１２ｂ，１２ｃを加工できるように、三つのグループに分類され、刃部５の高さを変えてローラ３０の取付部３３に取り付けられている。すなわち、小形溝１２ａを加工する表面加工工具１ａは、基部２が取付部３３と直に接する状態でボルト３４により取り付けられている。中形溝１２ｂを加工する表面加工工具１ｂは、基部２と取付部３３との間に１枚のスペーサ３５を介して取り付けられている。大形溝１２ｃを加工する表面加工工具１ｃは、基部２と取付部３３との間に２枚のスペーサ３５を介して取り付けられている。
【００３０】
続いて、上記装置２１によるＡＬＣパネル１１の表面加工方法について説明する。まず、ローラ３０に多数の表面加工工具１を刃部５の高さを３通りに変えてマトリックス状に保持する。次いで、基盤２２上にＡＬＣパネル１１を長辺がローラ３０の軸線に対し直角となるように載置する。この状態で、ローラ３０をモータ３２によりＡＬＣパネル１１の表面と平行な軸線周りで一方向へ回転させる。続いて、基盤２２をモータ２５で駆動し、ローラ３０に対しＡＬＣパネル１１を表面加工工具１の切込方向と反対の方向へ平行移動する。そして、表面加工工具１をパネル表面に切り込ませ、刃部５によりパネル表面部に長手断面が弓形の意匠溝１２を加工し、図３に示す表面デザインのＡＬＣパネル１１を得た。
【００３１】
上記方法において、表面加工工具１は図１，図２と同じ工具であり、その他の加工条件は次の通りである。
ＡＬＣパネル：長さ１８００ｍｍ、幅６００ｍｍ、厚さ５０ｍｍ
ローラ：半径５７ｍｍ、長さ６５０ｍｍ
ローラの回転速度：３２ｍｍ／秒（５．３５ｒｐｍ）
ＡＬＣパネルの送り速度：３２ｍｍ／秒
刃部の円運動半径Ｒ（図６参照）：７５ｍｍ
刃部の切削速度：７５ｍｍ／秒
パネル表面に対するすくい面の進入角度θ６（図６参照）：４６°
【００３２】
上記表面加工装置２１及び表面加工方法によれば、次のような作用効果が得られる。
（１３）表面加工工具１のＶ溝形の刃部５により意匠溝１２を加工したので、上記（１）〜（９）と同様の作用効果が得られる。
（１４）多数の意匠溝１２を長手断面が弓形で平面形状が相似する形状に加工したので、ＡＬＣパネル１１の表面に上記（１０），（１１）と同様の意匠効果を与えることができる。
（１５）スペーサ３５を用いて刃部５の高さを変えたので、上記（１２）と同様の効果に加え、表面加工工具１を一種類に統一して、工具コストを安く抑えることができる。
【００３３】
（１６）刃部５の切削速度を７５ｍｍ／秒に設定したので、パネル表面が欠けにくいうえ、加工能率も向上する。
（１７）すくい面８の進入角度θ６を４６°に設定したので、パネル表面の剥離や欠損を確実に防止できる。
（１８）パネルの幅よりも長いローラ３０に多数の表面加工工具１を保持したので、基盤２２の一行程につき１枚のＡＬＣパネル１１を能率よく加工できる。
【００３４】
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）図７に示すように、表面加工工具４１の刃部５をＵ溝形に形成し、刃部５の前端に正面Ｕ字形の切刃７を設け、刃部５の内面に曲面からなるすくい面８を形成すること。
（２）図８に示すように、表面加工工具５１の刃部５を角溝形に形成し、刃部５の前端に正面逆台形の切刃７を設け、刃部５の内面に３つの平滑面からなるすくい面８を形成すること。
【００３５】
（３）図５に示す表面加工装置２１において、ローラ３０の支持枠２８を基盤２２の送り方向と反対の方向へ駆動するための機構を追加すること。
（４）表面加工装置２１において、基盤２２のモータ２５及び送りネジ２６を省略し、支持枠２８をローラ３０の回転方向と同じ方向へ駆動するするための機構を設けること。
（５）表面加工装置２１において、ボルト２９にかえて流体圧シリンダを用い、支持枠２８を自動操作により高さ調整すること。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る表面加工工具の実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の表面加工工具における刃部の形状説明図である。
【図３】本発明に係るＡＬＣパネルの実施例を示す部分平面図である。
【図４】図３のＡＬＣパネルにおける意匠溝の形状説明図である。
【図５】本発明に係る表面加工装置の実施例を示す正面図である。
【図６】図５の表面加工装置におけるローラの側面図である。
【図７】表面加工工具の変更例を示す刃部の形状説明図である。
【図８】表面加工工具の別の変更例を示す刃部の形状説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    表面加工工具
２    基部
５    刃部
７    切刃
８    すくい面
１１    ＡＬＣパネル
１２    意匠溝
２１    表面加工装置
２５    モータ
２６    送りネジ
３０    ローラ
３２    モータ
３５    スペーサ
θ１    すくい角
θ６    すくい面の進入角度
【図１】
2005161663.tif 000003
【図２】
2005161663.tif 000004
【図３】
2005161663.tif 000005
【図４】
2005161663.tif 000006
【図５】
2005161663.tif 000007
【図６】
2005161663.tif 000008
【図７】
2005161663.tif 000009
【図８】
2005161663.tif 000010