8) 住環境に即した新製品の開発―インテリアにおける収まりをデザインする―

関戸正信、江口佳孝、松本奈緒子
住環境における磁器素材の多様化を図るために、新たな加工技術：ウォータジェットマシニングセンタ
ーの活用により、新製品開発に係る開発コスト低減を図った。
焼結後に素材加工を行うことで、製造上のリスクや開発に係る型のコストを圧縮することができるほか、これまであきらめていた焼成による歪を相殺することが可能となった。

1. はじめに

2. 検証例：スイッチカバー及びコンセントカバー

陶磁器製品は、屋外では他の素材にくらべ耐候性にす

住宅設備、特に内壁に取り付けられるスイッチカバー

ぐれていることから、建材や公共サイン、戸建住宅などエやコンセントカバーなどは、既製品の代わりに取り付けらクステリア製品としては必要不可欠な素材であり、住環境れる中で室内装飾アイテムとしては、最も多く利用されてにおける陶磁器製品の役割は、劣化が著しく少ないこといる。また、これらを設計の段階で取り扱ってもらうためにから、コスト面では割高になるものの、長期間その機能性は、壁からの張り出し感や収まり感などで違和感を与えなや美観を提供することができる。

いよう工夫していかなければならないが、その前提としてまた、屋内においても、テーブルウェアや照明、水回り製品などは、いまや住空間を彩る名脇役（バイプレーヤ

スイッチの口数やネジ部の開口位置など器具との適応性について検証しておく必要がある。

ー）となってきている。主となる食材、設備に合わせ容量や規格に応じた製品の開発は必須であり、その加工精度は高いものが求められている。
陶磁器製造プロセスにおいては、成形、乾燥、焼成という工程を経る際に大きな収縮、歪などが生じ、設計とは異なる仕様になる傾向にあることから、これまで、陶磁器製品の「収まり＝調和」については問題を呈する声が多く聞かれている。
収まりとは、建築用語で接合部や接触部、あるいは取り付け部などがきちんと合うことや、調和、つり合いを意味し、

図 1 各種磁器製スイッチカバー類（有田焼：文翔窯製）.

建築技術者が最も重視するところであるが、木造建築の場合乾燥収縮などにより必ずしもピッタリ合わないことがある。
本研究では、これら陶磁器特有の「収まり（おさまり）」について改善を図るために、新たな加工技術としてアブレッシブタイプのウォータージェットマシニングセンターを活用した検証と加工性の最適化を行う。

図 2 点線部は既存製品、実線は現在生産されている有田焼のおおよそのサイズ.

3. NC による穴あけ加工

3.2. 装置の特徴

従来のスイッチ・コンセントプレートなどの設計では、開硬いものを加工する場合のそのほとんどは、ノズル口部の種類が 20 種類以上、形状デザインを加えると 100から遠い程細く、切断寸法は下部ほど大きく仕上がる種類を超える。多品種少量生産に対応しなければいけな傾向にあり、本ノズル（Tilt-A-Jet）タイプの場合、推い現状では、商品のフルモデルチェンジはイニシャルコ

奨切断範囲はおよそ 6~50 ㎜厚（参照素材：金属）となストが高く、非常に困難な状況である。穴あけ加工が焼結っている。また、切断面の仕上がりは、速度に依存し、後に可能になると、型に係るコストが 1/4 に圧縮でき、新以下の様な切断面の傾向が表れることから素材に合った製品開発が容易に行えるようになる。当センターでは、本送り速度を見つけ出す必要がある。

年度、電源立地交付金の活用によりウォータージェット加工機を整備しており、本機を活用することで、焼結製品のデザイン加工技術の最適化を行う。

3.1. 主な仕様
水と研磨剤を混合し、マッハ約 2.6 のスピードで噴射することにより切断する装置。切幅約 0.8mｍ（スタンダードノズル使用時）。コンピュータにより、2.5 次元の加工を基本とし、±9°までのテーパー補正が可能である。

図 5 加工速度による違い（クオリティーレベル 1～5）、上図は、イメージをイラストにより表したもの、下図は、クオリティー別に金属を加工した様子.

3.3. CAD によるカッティングデータの作成
使用するカッティングデータは、2 次元の CAD データ(.ai、.ｄｘｆ)が有効に活用できる。作図する注意点としては、始動する原点位置(0,0)の設定、噴射位置から切削進入するリードの設定、リードと原点を結ぶトラバースの設定が必図 3 OMAX 社製 Model5555.

要となってくる。

図 4 ミキシングチューブ(タングステンカーバイト)の先端から水と研磨剤が噴射している様子.

図 6 カッティングパスの経路図.

3.4. ソフトフェアの互換性

3.5 クオリティの設定

通常の業務として外部からデータを受け取り処理する

加工の状態は素材の硬度、厚み、使用する研磨剤や場合、予め処理済みのデータを用意しておくとカッティン送りのスピードなど様々な要因による。以下は、加工するグに要する段取り作業の手間が省かれることから、ランニクオリティーを確定するためにテストカット面を観察したもングコストの低減が期待できる。

ので、加工面の仕上がりが異なることが分かる。本加工は、CAD ソフトなどの作業、Adobe Illustrater、Rhinocerosなどで行う作業の場合、カッティング、トラバース、リードを素材の仕上がり具合から、クオリティーを 300mm/min 以下の設定で加工を行う。

レイヤーにて分けておくとよい。また、レイヤー名は以下の通り記述する必要がある。
各種ラインの呼称

レイヤー名

カッティング(クオリティー)ライン

１～5

トラバースライン

0

リードライン9

図 7 Adobe Illustrator による配置.

図 9 クオリティの設定の違いによる加工面の状態.（×30）

図 8 Rhinoceros による配置.

ここで言うクオリティーとは、OMAX 社 Layout ソフト上でのカッティングの品質定義であり、「1」は最も早く切断面が荒いのに対し、「5」は最も遅く切断面が細かく仕上がる。

図 10 裏面の観察状態(×200)、左はクオリティ 1、右はクオリティ 5.

4. 結果と考察

5. まとめ仕上がりと垂直カットの確認を行うため、試作サンプル

住環境における新製品開発においては、新しい素材、のカットを、事前に行ったが、切断面の垂直化が十分でな加工技術を導入し、機能や役割を提案していかなければかったことから、クオリティースピードを約 280mm/min に、ならない。有田焼の伝統的美しさは、耐候性に強いことかテーパ角度を-5°補正することにより良好な仕上がりを見ら長く使われてきているが、インテリアやエクステリアなど、せた。(図 11)

時代の装いに追従していかないと、その機能性や美しさは伝わりにくく、生活に必要とされにくくなっている。
これまで、精度面であきらめかけていた加工性について、素材としての焼成品がストックされていると、焼結後の製品への穴あけ、切り出しが、ウォータージェットマシニン
グセンターの活用により容易となった。
本加工技術は、新製品開発におけるデザイン支援において役割は大きく、他の製品への展開も期待できること

図 11 カッティング直後の様子.

から、今後の研究において、引き続きアイテムの追加と加工性の検証をおこなう。

図 12 コンセントカバーとして納めた様子.

収まり具合も良好、隙間 0.1～0.2mm の範囲でコントロールすることが可能となった。
以下は、スイッチ・コンセントプレートにそれぞれ対応した例。素材としての無垢材を用意することで、穴あけのタイプ別に加工と提案が可能となった。また、絵付け作業な

図 13 磁器製欄間(透かし)などの応用デザイン例.

ども穴位置を気にすることなく配置、パターン化が容易になり、製版コスト低減につながる。

図 13 焼成後の試作品.

図 14 エクステリア製品（飾り小窓）などへの応用例.