(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡体の加工面に段付形状のスリット溝を加工するための加工装置であって、前記発泡体をクランプする固定手段と、前記発泡体の加工面に向けて前進又は後退自在な支持体と、この支持体から前面側に張出して張設される段付溝形成用の熱線を備え、この段付溝形成用の熱線は、電源を接続して制御した電流を流すことにより電気抵抗によって発熱する金属パイプから構成され、該スリット溝を加工する際の熱線は１５０〜４００℃に加熱され、前記支持体の移動方向に沿って前後に複数配設されるとともに、張出先端側の熱線の線径より、張出基端側の熱線の線径を太くしたことを特徴とする発泡体の加工装置。
【請求項２】
発泡体の表裏面に複数のスリット溝を加工し、このスリット溝のうち少なくとも１ヵ所のスリット溝を段付形状に加工するための加工装置であって、前記発泡体をクランプする固定手段と、この発泡体を挟んで対向配置され且つ発泡体側に向けて前進又は後退自在な一対の支持体と、各支持体から前面側に張出して張設される各スリット溝形成用の複数の熱線を備え、この各スリット溝形成用の複数の熱線は、電源を接続して制御した電流を流すことにより電気抵抗によって発熱する金属パイプから構成され、該スリット溝を加工する際の熱線は１５０〜４００℃に加熱され、このうち段付形状に加工する部分の熱線は、前記支持体の移動方向に沿って前後に複数配設されるとともに、張出先端側の熱線の線径より、張出基端側の熱線の線径を太くしたことを特徴とする発泡体の加工装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の発泡体の加工装置において、前記装置は、前記支持体の前進・後退方向に対して斜め方向に前進・後退自在な斜め移動体を備え、この斜め移動体の前面側には、発泡体の端面を斜めにカットする熱線が張出して張設されることを特徴とする発泡体の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば建物の部材間に嵌め込まれる断熱発泡材にスリット溝を加工する加工装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば建物の床、壁、天井等の断熱性を向上させるため根太、柱、垂木等の部材間に発泡体を嵌め込むような断熱施工技術が知られており、この際、根太、柱、垂木等の部材の間隔に多少の誤差があっても発泡体を密着状に嵌め込むことが出来るよう、例えば発泡体の長手方向に沿ってスリット溝を形成し、横幅方向に伸縮性を持たせるような技術が知られている。
そして、このようなスリット溝を成形する方法として、例えば機械加工によって切削加工したり、又は発熱したニクロム線の両端に張力をかけ、このニクロム線に発泡体の加工面を所定の深さまで接触させ、接触部を溶解させて溝を成形したりしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、機械加工の場合は切粉による発塵等の環境上の問題があることに加えて、加工速度に制限があって生産性の面からも問題があり、また、ニクロム線で溝を成形する方法は、ニクロム線の線径をある程度以上にすることが出来ないため、溝幅に制限を受けるという問題があった。そして、溝幅を太くしようとすると、例えば糸鋸切断のように、溝の輪郭形状に沿って略コの字状に切断して中身の部分を切抜くように加工しなければならず、加工速度が遅くなるばかりでなく、切抜いた中身が溝に引掛かって円滑に排除されないことがあるため、例えば加工後、溝を下向きにして振動を与えたり、エアを吹き付けたりする等の排除工程が必要になるという問題もあった。
【０００４】
また、ニクロム線の線径が細くて撓みやすいため、例えば長いニクロム線の両端を引張りながら発泡体の表面に当接させ、所定の深さまで喰い込ませようとしても、中央部の喰い込み量が不足して精度的に問題が生じやすかった。更に、必要な伸縮度を得るためには、溝を多数形成しなければならないため、発泡体の強度が低下しがちになるという問題もあった。
そこで、発泡体の伸縮度を有効に確保した上で、迅速に且つ精度良く溝加工することが出来、しかも発泡体の強度低下を招くことのない加工装置が望まれていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、請求項１において、発泡体の加工面に段付形状のスリット溝を加工するための加工装置において、発泡体をクランプする固定手段と、発泡体の加工面に向けて前進又は後退自在な支持体と、この支持体から前面側に張出して張設される段付溝形成用の熱線を設け、この段付溝形成用の熱線を、電源を接続して制御した電流を流すことにより電気抵抗によって発熱する金属パイプから構成し、該スリット溝を加工する際の熱線は１５０〜４００℃に加熱されるものとし、支持体の移動方向に沿って前後に複数配設するとともに、張出先端側の熱線の線径より、張出基端側の熱線の線径を太くするようにした。
【０００６】
ここで本発明における熱線とは、通電による電気抵抗によって発熱し、高温になる金属パイプとする。  そして、支持体を前進させて熱線を発泡体に接触させ、張出先端側の熱線と張出基端側の熱線でそれぞれの発泡体の接触部を所定の深さまで溶解させれば、発泡体の加工面には、深層側の溝幅より表層側の溝幅が広い段付溝が短時間に形成される。  そしてこのような段付形状のスリット溝によって、例えば断熱材の所定方向に伸縮性を付与するが、溝幅の広い表層部分では伸縮性を大きくすることが出来、また深層側では溝幅が狭いため、溝部附近の強度の低下を避けることが出来る。
【０００７】
また、前述のように、熱線とは、通電によって発熱し高温になる線であるため、熱線の線径が太くなればなるほど電気抵抗は大きくなり、一定温度に発熱するまでに時間を要し、消費電力も大きくなる。  また通常の金属線であると線自体の剛性が不足し、発泡体の加工面に接触しスリット溝加工を行う場合、長さ方向において両端部のスリット溝が深く中央部のスリット溝が浅くなる傾向にあり、作業性の面で調整が容易でない。
従って、本発明の段付形状用に使用する熱線としては、内部に中空部を有するパイプ状の金属線とする。すなわち、パイプ状の金属線は、同じ太さの通常（中実）の金属線と比較して電気抵抗も小さく、一定温度に発熱するまでの時間も短時間で済み、剛性を増すことも容易に出来るので一定深さのスリット溝加工が可能となる。
ここで、金属パイプの材質は特に限定されないが、材質、肉厚、直径、長さ等によって電気抵抗及び発熱量が決定されるので、加工条件によって適宜選択できる。このような材質として、例えば、鉄−クロム系合金、ステンレス、チタン合金、銅、黄銅、タングステン、アルミニウム合金等が用いられ、特に鉄−クロム系合金、ステンレスがコスト、強度、発熱性等の面で好ましい。
【０００８】
また請求項２では、発泡体の表裏面に複数のスリット溝を加工し、このスリット溝のうち少なくとも１ヵ所のスリット溝を段付形状に加工するための加工装置において、発泡体をクランプする固定手段と、この発泡体を挟んで対向配置され且つ発泡体側に向けて前進又は後退自在な一対の支持体と、各支持体から前面側に張出して張設される各スリット溝形成用の複数の熱線を設け、この各スリット溝形成用の複数の熱線として、電源を接続して制御した電流を流すことにより電気抵抗によって発熱する金属パイプから構成し、該スリット溝を加工する際の熱線は１５０〜４００℃に加熱されるものとし、このうち段付形状に加工する部分の熱線として、前記支持体の移動方向に沿って前後に複数配設するとともに、張出先端側の熱線の線径より、張出基端側の熱線の線径を太くした。なお、段付溝形成用以外のスリット溝形成用の熱線においては、例えばニクロム線やステンレス線等が使用できる。
【０００９】
そして、このように各スリット溝形成用の複数の熱線と段付溝形成用の複数の熱線を同時に前進させて発泡体の両裏面に接触させ、接触部を所定の深さまで溶解させて各スリット溝と段付溝を同時に成形する。
そしてこのような複数のスリット溝と段付溝によって例えば断熱材の伸縮性を大きくする。
【００１０】
また請求項３では、支持体の前進・後退方向に対して斜め方向に前進・後退自在な斜め移動体を設け、この斜め移動体の前面には、発泡体の端面を斜めにカットする熱線を張出して張設した。そしてこの熱線によって発泡体の端面を斜めにカットし、例えば部材間に挿嵌する断熱材として使用する場合に、挿嵌側の横幅を短くして、部材間に嵌め込む作業の容易化を図る。
この際、例えば支持体と斜め支持体を同時に前進させれば、スリット溝加工及び段付溝加工と、端面カット加工を極めて短時間に行うことが出来る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本加工装置の斜視図、図２は同正面図、図３は同側面図である。
【００１２】
本発明の発泡体の加工装置は、例えば床下断熱用のスチレンフォーム製の板状発泡体の表裏面にスリット溝等を加工するにあたり、短時間で効率良く加工することが出来るようにされ、図１乃至図３に示すように、機枠１の高さ方向中間部に固定される発泡体Ｗの上面と下面に、長手方向に沿って複数のスリット溝を形成すると同時に、横幅方向の両側端面を斜めにカット出来るようにしている。
【００１３】
すなわち、この機枠１には、発泡体Ｗの横幅方向の両側面を一次的に挟みこんで位置決めする一次的位置決め手段２と、発泡体Ｗの上面と下面を上下に挟みこんでクランプする固定手段３と、発泡体Ｗの上面にスリット溝を加工する上面加工手段４と、発泡体Ｗの下面にスリット溝を加工する下面加工手段５と、発泡体Ｗの両側面を斜めに切断する左右一対の端面加工手段６、６が設けられており、前記一次的位置決め手段２によって発泡体Ｗを位置決めし、固定手段３で発泡体Ｗを上下に挟んで固定した後、必要に応じて一次的位置決め手段２を離脱させ、次いで上面加工手段４と下面加工手段５と端面加工手段６、６でほぼ同時に複数のスリット溝の加工と両端面の斜め切断を行うようにしている。
【００１４】
前記機枠１は、例えば市販のアルミ枠を使用し枠体状に形成している。そしてこのようなアルミ枠を使用することで、軽量化を図るとともに精度を高め、且つ安価に構成出来るようにしている。
【００１５】
前記一次的位置決め手段２は、図３にも示すように、機枠１の両側部の高さ方向中間部に固定される左右一対の位置決めシリンダユニット７、７と、この位置決めシリンダユニット７、７のシリンダロッド先端に取付けられ且つ長手方向に延出する位置決め板８、８を備えており、各位置決め板８の長手方向両端部附近には、図１に示すようなガイドロッド１０、１０を取付けている。そしてこのガイドロッド１０、１０を、機枠１の両側部に固着したガイド部材１１、１１によってガイドしている。
【００１６】
そして、前記位置決めシリンダユニット７、７に、例えばエア等の圧力流体を供給して位置決め板８、８を進退動自在にし、発泡体Ｗの両端部の位置を規制して横幅方向の位置決めを行うようにしている。
【００１７】
前記固定手段３は、発泡体Ｗの上下面を挟持する上下一対のクランプ治具１２、１２を備えており、各クランプ治具１２は、機枠１の上下の幅方向略中央部に取付けられた一対の固定シリンダユニット１３、１３と、この固定シリンダユニット１３、１３のシリンダロッド先端に取付けられる３枚の固定板１５ａ、１５ｂ、１５ｂを備えており、これら固定板１５ａ、１５ｂ、１５ｂは長手方向に延出するとともに、後述するように横幅方向に拡縮自在にされている。そして、前記シリンダロッド１３ａは中央の固定板１５ａに連結されている。
【００１８】
また、この中央の固定板１５ａの長手方向両端部附近には、図２に示すように、ガイドロッド１６、１６が取付けられており、このガイドロッド１６、１６は、機枠１の上下部に取付けられたガイド部材１７、１７によってガイドされている。
【００１９】
そして、固定シリンダユニット１３、１３に例えばエア等の圧力流体を供給して固定板１５ａ、１５ｂ、１５ｂを上下動させ、発泡体Ｗを上下に挟みこんで固定するようにしている。
【００２０】
前記上面加工手段４は、機枠１の上部四隅に取付けられて下方に延出する上部シリンダユニット１８、…と、この上部シリンダユニット１８、…の各シリンダロッドの下端部に結合される矩形枠体状の上部支持体２０と、この上部支持体２０の短辺側から下方に向けて張出す複数の熱線取付部材２１ａ、２１ｂ、…を備えており、対向する短辺同士の熱線取付部材２１ａ−２１ａ、２１ｂ−２１ｂ、…間には、パイプ状の熱線ｍ、ｎ、…が張設されている。
【００２１】
すなわち、前記熱線取付部材２１ａ、２１ｂ、…は、図２のＡ−Ａ矢視図である図４にも示すように、幅方向の両端部寄りに設けられ、外側寄りの熱線取付部材２１ａ、…と、内側寄りの熱線取付部材２１ｂ、…がそれぞれ４ヵ所づつ設けられるとともに、外側寄りの熱線取付部材２１ａ−２１ａ間には、長手方向に沿って上下に２本の熱線ｍ、ｎが張設され（図２）、内側寄りの熱線取付部材２１ｂ−２１ｂ間には、長手方向に沿って１本の熱線ｍが張設されている。
【００２２】
そして実施形態では、熱線取付部材２１ａの張出先端側の熱線ｍを線径１mmのステンレスパイプとし、張出基端側の熱線ｎを線径３mmのステンレスパイプとして、熱線ｍの線径より熱線ｎの線径の方を太くしている。そして、これら熱線ｍ、ｎには不図示の電源を接続して制御した電流を流すことが出来るようにしており、所定の温度に加熱出来るようにしている。
【００２３】
前記下面加工手段５は、機枠１の下部四隅に取付けられて上方に延出する下部シリンダユニット２２、…と、この下部シリンダユニット２２、…の各シリンダロッドの上端部に結合される矩形枠体状の下部支持体２３と、この下部支持体２３の短辺側から上方に向けて張出す複数の熱線取付部材２１ｃ、…を備えており、対向する短辺同士の熱線取付部材２１ｃ−２１ｃ、２１ｃ−２１ｃ間には、熱線ｍ、ｍが張設されている
【００２４】
すなわち、前記熱線取付部材２１ｃ、…は、図２のＢ−Ｂ矢視図である図５にも示すように、幅方向の両端部寄りで且つ前記上部側の熱線取付部材２１ａ、２１ｂの中間に位置するように配置され、また対向する熱線取付部材２１ｃ−２１ｃ間には、１本の熱線ｍが張設されている。
そして実施形態では、この熱線ｍは、前記熱線ｍと同径の１mmのステンレスパイプ製としている。
【００２５】
ところで、前記熱線取付部材２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、…は、いずれも横幅方向に沿って移動可能としており、熱線ｍ、ｎ、…の横幅間隔を自在に変更出来るようにしている。
すなわち、図６に示す熱線取付部材２１ｃ、…を例にとって説明すると、例えば熱線取付部材２１ｃ、…をスライド部２４、２４に沿って摺動自在にし、熱線取付部材２１ｃ、…をスライドさせて熱線ｍの幅を変更する。また他の熱線取付部材２１ａ、２１ｂも同様に横幅調整自在とされている。
【００２６】
また、各熱線ｍ、ｎ、…は、張力を自在に調整出来るようにしているが、これも図６に示す熱線取付部材２１ｃ、…を例にとって説明すると、例えば熱線ｍの一端側に取付けた係止部材２５を一方側の熱線取付部材２１ｃに係止し、熱線ｍの他端側を他方側の熱線取付部材２１ｃの展張シリンダ２６のシリンダロッド先端でクランプし、展張シリンダ２６を作動させて熱線ｍの張力を調整する。また他の熱線取付部材２１ａ、２１ｂの熱線ｍ、ｎも同様に張力調整自在としている。
【００２７】
前記端面加工手段６は、図３に示すように、上部支持体２０の左右のブラケット２７、２７に取付けられる斜めシリンダユニット２８、…と、このシリンダロッド先端に取付けられ且つ長手方向に延出する斜め移動体３０、３０を備え、この斜め移動体３０の両端部には、斜め下方に張出す熱線取付部３０ａ、３０ａが形成されるとともに、この熱線取付部３０ａ、３０ａ間に熱線ｈが張設されている。そして、上部支持体２０を降下させると斜めシリンダユニット２８、…も一緒に降下して熱線ｈ、ｈが発泡体Ｗ上面に近接し、斜めシリンダユニット２８、…を作動させると、熱線ｈ、ｈが発泡体Ｗの端面を斜めに貫いて下方に飛出すようにしている。
【００２８】
ところで、前記固定板１５ａ、１５ｂ、１５ｂは、図７に示すように、例えば中央の固定板１５ａに複数のクランプ幅変更用のシリンダユニット３１、…を埋設しており、各シリンダロッド先端に両サイドの固定板１５ｂ、１５ｂを取付けている。そして各シリンダユニット３１、…の作動によって各固定板１５ａ、１５ｂ、１５ｂ間の間隔を変更出来るようにしている。因みに図７の鎖線は各固定板１５ａ、１５ｂ、１５ｂ間隔を広げた時の状態図である。
【００２９】
以上のような加工装置の作動概要等について説明する。
スチレンフォーム製の発泡体Ｗを、例えば床下断熱材として根太間に挿嵌する場合、発泡体Ｗの横幅は根太の規定間隔より少し長めに切断されている。すなわち、一般的に、根太等の部材の間隔には、ある程度のバラツキがあるといわれており、これらのバラツキの如何に拘らず密着状に嵌合させるためである。従って、横幅方向に所定の縮み量を確保してバラツキを吸収させる必要がある。
また、スリット溝の溝幅は、隙間として残った場合に断熱効果が低下し、対流が生じて熱欠損を招くため、あまり広くすることは好ましくなく、また、スリット溝の数も、断熱効果、対流防止等の観点から出来るだけ少ない方が好ましい。
【００３０】
そこで、本実施形態では、上面側の２本のスリット溝と下面側の１本のスリット溝を互い違いに形成し、且つ、下面側の端面を所定幅でカットして下面側の横幅を狭くするようにしている。この際、上面側の１本のスリット溝を段付形状にして表層側の溝幅を幅広にすることで、上面側での必要な伸縮度を確保するようにしている。
また、横幅方向の両端面を斜めにカットして下面側の幅を狭めれば、根太等に挿嵌する際に嵌め込みやすくすることが出来る。
【００３１】
そこで、予め所定の寸法に切出した発泡体Ｗを機枠１の中間部にセットし、一次的位置決め手段２の位置決めシリンダユニット７、７を作動させて、発泡体Ｗの両側端面を挟み込んで横幅方向の位置決めを行い、次いで固定手段３の固定板１５ａ、１５ｂ、１５ｂによって発泡体Ｗの上下面を挟んで固定する。そして、発泡体Ｗが固定されると、必要に応じて位置決めシリンダユニット７、７を後退させ位置決め板８、８を離脱させる。
【００３２】
次いで、上面加工手段４の上部シリンダユニット１８、…作動させて上部支持体２０を所定ストローク降下させるとほぼ同時に、下面加工手段５の下部シリンダユニット２２、…を作動させて下部支持体２３を所定ストローク上昇させると、各熱線ｍ、ｎ、…が発泡体Ｗに接触して所定深さで接触部が溶解し、上面側外側の段付溝成形部では、図８に示すように、線径の細い熱線ｍで深層側の溝幅の狭い溝ａが形成され、線径の太い熱線ｎで表層側の溝幅の広い溝ｂが成形される。また、内側のスリット溝成形部では、熱線ｍによって一定溝幅のスリット溝ｄが形成される。
また下面側にも、熱線ｍによって一定溝幅のスリット溝ｃが形成される。
【００３３】
因みに、スチレンフォームの溶解温度は７０℃前後であるため、例えば１５０〜４００℃程度に加熱した熱線ｍ、ｎを接触させると、接触部は殆ど接触と同時に溶解して溝ａ〜ｄが成形される。また、例えば線径１mmの熱線ｍであれば、約２mm程度の溝幅の溝が形成され、線径３mmの熱線ｎであれば、約４mm程度の溝幅の溝が形成される。
【００３４】
ところで、前記上部支持体２０が降下すると、ほぼ同時に端面加工手段６の斜め移動体３０を斜め下方に移動させ、図８に示すように、熱線ｈ、ｈによって幅方向両端部を斜めにカットしてテーパ部ｔを形成するようにしている。このため、発泡体Ｗの下面の横幅は、上面の横幅に較べて狭くなる。
尚、以上のような一連の加工によって、発泡体Ｗの両側端部附近には、溝ａ〜ｄとテーパ部ｔ、ｔが形成されるが、これら一連の溝加工と端面加工に要する時間は、例えば数１０秒程度であり、極めて短時間に完了する。
【００３５】
また、熱線ｍ、ｎが金属パイプであるため、ニクロム線等に較べて線径を太くすることが出来、溝幅の広い溝を短時間に成形出来るとともに、剛性を高めることが出来るため、加工精度が良い。
また、このような段付形状の溝として、表層側の溝幅を広く深層側の溝幅を狭くすれば、表層側の伸縮性を高めることが出来るとともに溝部附近の強度低下を防止出来る。
【００３６】
尚、本発明は、発泡体Ｗの上下面にスリット溝を形成し、そのうち１ヵ所のスリット溝を段付形状にするようにしているが、全てのスリット溝を段付形状に加工する時に適用することも可能であり、また、片面側にだけスリット溝を形成し、そのうち少なくとも１ヵ所を段付形状にするような場合、又は１ヵ所だけに段付溝を形成する場合等にも適用出来ることはいうまでもない。
【００３７】
また、上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含されることも勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明は、請求項１のように、発泡体を固定手段でクランプし、この発泡体の加工面に向けて前進又は後退自在な支持体に段付溝形成用の熱線を設け、この段付溝形成用の熱線として、支持体の移動方向に沿って線径の異なる複数の熱線を前後に配設するようにしたため、段付形状のスリット溝を極めて短時間に成形出来る。この際、熱線を金属パイプとしているため、溝幅の広いスリット溝を加工出来るとともに、加工精度を向上させることが出来る。
また請求項２のように、発泡体の表裏面に複数のスリット溝を加工する際に段付溝成形用の熱線構造を採用すれば、すべての溝成形を簡単に短時間に行うことが出来る。
また請求項３のように、斜め移動体に設けた熱線で端面を斜めにカットする作業と組合わせれば、一連の作業を一層効率的に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本加工装置の斜視図
【図２】同正面図
【図３】同側面図
【図４】図２のＡ−Ａ矢視図
【図５】図２のＢ−Ｂ矢視図
【図６】熱線の張設方法等を説明するための説明図
【図７】固定具の説明図
【図８】加工された発泡体の端部周辺の縦断面図
【符号の説明】
１…機枠、２…固定手段、１２…クランプ治具、２０…上部支持体、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ…熱線取付部材、２３…下部支持体、３０…斜め移動体、ｍ、ｎ、ｈ…熱線。
【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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