JP4046536B2 - Ａｌｃパネルの表面加工方法及び表面加工装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）パネルの表面部に帯状の意匠凹部を加工する表面加工方法及び表面加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の表面加工方法として、本願出願人による先の出願により（特開２００１−１３８３２０公報）、図１３に示すように、非回転式の刃具６１をＡＬＣパネル６２の小口面からパネル表面と平行にＡＬＣ母材に切り込ませ、パネル表面部に、底面及び側面が平滑な切肌溝部６３と割石調の割肌凹部６４とからなる帯状の意匠凹部６５を加工する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の表面加工方法によると、意匠凹部６５の一部に切肌溝部６３より深い又は同じ深さのえぐれ部Ｓが生じることがあった。このえぐれ現象は、強度的に脆いＡＬＣ母材に物理的衝撃を与えることから、パネル表面部に深いクラックが広範囲に入り、ＡＬＣ母材が大きく割り砕かれることで発生し、特に、意匠凹部６５を深く加工した場合に、気泡が粗くなっている箇所、補強鉄筋がパネル表面に偏っている箇所、加工済の意匠凹部と交差する箇所等に発生しやすい。えぐれ部Ｓは、図１４（ａ）に示すように、切肌溝部６３とその両側の割肌凹部６４にわたる広範囲に切肌溝部６３の溝底より深く又は同じ深さで形成されたり、図１４（ｂ）に示すように、両側又は片側の割肌凹部６４のみに切肌溝部６３の溝底より深く又は同じ深さで形成されたりするため、切肌溝部６３の底縁が消えたり不鮮明となり、意匠凹部６５の見栄えを低下させる問題点があった。
【０００４】
本発明の目的は、上記課題を解決し、ＡＬＣパネルの表面部にえぐれ部がない見栄えのよい意匠凹部を加工できる表面加工方法及び装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＡＬＣパネルの表面加工方法は、ＡＬＣパネルの表面部に帯状の意匠凹部を加工する方法であって、非回転式の先行刃具をＡＬＣパネルの小口面からパネル表面と平行にＡＬＣ母材に切り込ませ、先行刃具がパネル表面部を割り砕いて先行凹部を形成した後に、非回転式の後続刃具をパネル小口面から先行凹部に切り込ませ、後続刃具が先行凹部を先行刃具より深く切削して、パネル表面部に帯状の意匠凹部を形成することを特徴とする。
【０００６】
ここで、意匠凹部の形状は特に限定されず、底面及び側面が平滑な切肌溝部と、この切肌溝部の両側に広がる割石調の割肌凹部との組み合わせからなるもの、断面がコ字形の切肌溝部のみからなるもの、断面がＶ字形の割肌凹部のみからなるもの等を例示できる。先行凹部の形状は最終形状である意匠凹部と相違させてもよいが、後続刃具が先行凹部を切削するときに、えぐれ部が生じないように、先行刃具が先行凹部を意匠凹部と略相似する正面形状で形成するのが好ましい。特に、意匠凹部が切肌溝部と割肌凹部との組み合わせからなる場合は、えぐれた溝底面及び溝側面を再生して連続させるために、後続刃具が意匠凹部の切肌溝部を先行凹部の切肌溝部よりも幅広く形成するのが望ましい。
【０００７】
後続刃具の本数は１本に限定されず、２本以上の後続刃具を用い、先行凹部を複数回に分け順次深く切削することで、意匠凹部をより深く加工することも可能である。また、先行刃具がＡＬＣパネルの一方の小口面から他方の小口面まで一気に切り抜けると、意匠凹部の終端に大きな欠損部が発生しやすい。これを防止するためには、先行刃具が一方のパネル小口面に切り込んだ後に、先行刃具及び後続刃具が他方のパネル小口面から一方のパネル小口面まで切り抜けるのが好ましい。
【０００８】
ＡＬＣパネルの厚さは用途に応じて多様であるが、大半のＡＬＣパネルが含まれる厚さ３５〜１５０mmのものにおいて、意匠凹部（切肌溝部と割肌凹部との組み合わせからなる場合は切肌溝部の深さ。以下、同じ。）を先行凹部（切肌溝部と割肌凹部との組み合わせからなる場合は切肌溝部の深さ。以下、同じ。）よりも１〜１０mm深く形成することが好ましく、２〜５mm深く形成することがさらに好ましい。えぐれ部のないシャープな溝部を形成することができるからである。この深さの差が１mm未満であると、仮に先行刃具でえぐれ部が発生した場合に、後続刃具でそのえぐれ部より深く切削できないゆえにシャープな溝部を形成できなくなり、また、１０mmを越えると、後続刃具で新たなえぐれ部を発生させるおそれがある。
【０００９】
また、厚さ３５〜８０mm程度の薄手パネルの場合は、通常、意匠凹部が５mm以下の深さで加工されるので、えぐれ部の発生率はほとんどない。しかし、厚さ９０〜１５０mmの厚手パネルの場合には、意匠効果を高めるために、意匠凹部を５mm以上の深さで彫り深く加工するので、加工深さに略比例してえぐれ部の発生率が高くなる。そこで、厚さ９０〜１５０mmのＡＬＣパネルについては、先行凹部を５〜１５mmの深さで形成し、意匠凹部を先行凹部よりも２〜５mm深く形成する方法を好ましく例示できる。先行刃具でえぐれ部が発生しても、そのえぐれ部が目立たないように後続刃具で十分に切削できるからである。
【００１０】
また、先行刃具でも後続刃具でもえぐれ部を発生させないようにするため、先行凹部を２〜５mmmの深さで形成し、意匠凹部を先行凹部よりも２〜５mm深く形成する方法も好ましく例示できる。
【００１１】
本発明に係るＡＬＣパネルの表面加工装置は、ＡＬＣパネルの表面部に帯状の意匠凹部を加工する装置であって、パネル表面部を割り砕いて先行凹部を形成する非回転式の先行刃具と、先行凹部を先行刃具よりも深く切削する非回転式の後続刃具と、先行刃具及び後続刃具をパネル小口面からパネル表面と平行にＡＬＣ母材に順次切り込ませる機構とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
ここで、先行刃具及び後続刃具は、特定の形状に限定されず、例えば、靴形、鋭く突き出した鳥のくちばし形、正面コ字形、正面Ｖ字形等、意匠凹部の形状に応じた同一又は相似形状のものを使用できる。特に、意匠凹部が切肌溝部を含む場合は、えぐれた溝底面及び溝側面を見栄えよく再生できるように、後続刃具の切刃を先行刃具の切刃よりも低くかつ幅広く形成するのが好ましい。
【００１３】
また、先行刃具と後続刃具との高低差が１〜１０mmであることが好ましく、２〜５mmであることがさらに好ましい。この高低差が１mm未満であると、仮に先行刃具でえぐれ部が発生した場合に、後続刃具でそのえぐれ部より深く切削できないゆえにシャープな溝部を形成できなくなり、また、１０mmを越えると、後続刃具で新たなえぐれ部を発生させるおそれがある。
【００１４】
また、互いに反対向きの外側２本の先行刃具と互いに反対向きの内側２本の後続刃具とを一列に並設し、各刃具を加工位置と待機位置とに選択的に配置替えする手段を設けてもよい。この構成によれば、先行刃具及び後続刃具をパネル両端のどちらの小口面からでも切り込ませることができるため、意匠凹部終端の欠損を防止する前記方法を首尾よく実施できるうえ、複数本の意匠凹部を能率よく往復加工することもでき、えぐれ部が生じにくい薄手パネルを先行刃具のみで加工することもできるなど、表面加工装置の機動性が向上する。
【００１５】
なお、先行刃具及び後続刃具をＡＬＣ母材に切り込ませる機構としては、特定の機構に限定されず、例えば、ＡＬＣパネルの停止状態で刃具を移動する機構、刃具の停止状態でパネルを移動する機構、刃具及びパネルの両方を相反する方向へ移動する機構等を採用できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はＡＬＣパネル１の表面部を一方向（例えば、長方形平パネルの縦方向）に加工するパネル加工機１１を示すものである。この加工機１１は、ＡＬＣパネル１を載せる加工テーブル１２と、ＡＬＣパネル１の表面中央部に帯状の意匠凹部３を加工する複数台（図１に５台を例示）の表面加工装置１３と、ＡＬＣパネル１の表面両端縁に帯状の意匠部４を加工する２台の端縁加工装置１４とから構成されている。なお、パネル表面部を他方向（例えば、長方形平パネルの横方向）に加工するパネル加工機は、縦方向の加工機１１と同様に構成され、この加工機１１の近傍に９０°異なる向きで設置されている（図示略）。
【００１７】
加工テーブル１２は３本の三角柱状の受台１６を備え、各受台１６はエアシリンダ（図示略）により水平軸１７の周りで回転可能に設けられている。図２に示すように、平板状のＡＬＣパネル（平パネル）１を加工するときには、各受台１６の一つの面を上にして平パネル１を支持する。図３に示すように、直角のコーナ部を備えたＡＬＣパネル（コーナパネル）２を加工するときには、（ａ）１本の受台１６の頂辺を上にしてコーナパネル２の供給を受け、（ｂ）その受台１６の一つの面を上にしてコーナパネル２の一方の表面部に意匠凹部３を加工した後に、（ｃ）受台１６の別の面を上にしてコーナパネル２の別の表面部に意匠凹部３を加工できるようになっている。
【００１８】
なお、コーナパネル２は、平パネル１を縦方向に加工するパネル加工機１１によって横方向に加工され、平パネル１を横方向に加工する加工機によって縦方向に加工される。また、平パネル１及びコーナパネル２は、クランプ移送装置（図示略）を用いて加工テーブル１２に供給され、加工後にテーブル１２から排出される。加工テーブル１２には、各パネル１，２の小口面を当てる定規（図示略）と、パネル１，２を定規に当てた状態でクランプするクランパ（図示略）とが設けられている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、表面加工装置１３は上下に長いフレーム１９を備え、フレーム１９の下端にベース２０とブラケット２１とが固定されている。ブラケット２１にはホルダ２２が取り付けられ、ホルダ２２に４本のロッド２３が昇降可能に支持され、ベース２０にロッド２３を各別に昇降するエアシリンダ２４が設置されている。外側２本のロッド２３の下端には非回転式の先行刃具２５が互いに反対向きに（それぞれの刃先が互いに反対側の外側を向くように）ボルト２６で取り付けられ、内側２本のロッド２３の下端には非回転式の後続刃具２７が互いに反対向きに（それぞれの刃先が互いに反対側の外側を向くように）ボルト２８で取り付けられ、表面加工装置１３の最下端に４本の刃具２５，２７が外向きの形態でパネル加工方向へ一列に並設されている。
【００２０】
フレーム１９はスライダ３０及びレール３１を介し走行機枠３２に加工方向と直角の方向へ摺動可能に支持され、各表面加工装置１３の相互間隔を意匠凹部３の加工ピッチに合わせて調整できるようになっている。走行機枠３２はモータ又はエアシリンダ等の駆動手段により加工方向へ走行可能に設けられるとともに、エアシリンダ又はネジ等の自動又は手動の調整手段により上下方向へ高さ調整可能に設けられていて、これらの手段と走行機枠３２とが先行刃具２５及び後続刃具２７をパネル小口面からパネル表面と平行にＡＬＣ母材に順次切り込ませる機構を構成している。
【００２１】
また、フレーム１９上に設けられた前記エアシリンダ２４は各刃具２５，２７を加工位置とそれより上方の待機位置とに選択的に配置替えする手段を構成している。そして、例えば、往復加工に際し、２本２組の刃具２５，２７を交互に加工位置に配置したり、一方向加工に際し、加工終端で４本の刃具２５，２７を待機位置に配置して加工始端に早送りして戻したり、えぐれ部が生じにくい薄手パネルの加工に際し、先行刃具２５又は後続刃具２７のうち１本のみを加工位置に配置したりするなど、表面加工装置１３を加工プログラムに従って機動性よく制御できるようになっている。
【００２２】
図４に示すように、先行刃具２５は、全体がＬ字形で下端が靴形に形成され、加工方向の前側において、パネル表面部を割り砕いて先行凹部５を形成する。先行刃具２５には、ＡＬＣ母材を略水平に切り込む（例えば平面先丸形の）先端辺から両側に回り込んで後に向かうにつれて高くなるように傾斜した切刃３４と、ＡＬＣ母材をすくい上げるすくい面３５とが設けられ、この刃形状に従い、先行凹部５に底面及び両側面が平滑な切肌溝部６と、この切肌溝部６の両側に広がる割石調の割肌凹部７とが形成される。例えば、厚さ１２０mmのＡＬＣパネル１を加工する場合、先行刃具２５の切刃３４の切込深さＤ１は約１２mm、切刃３４の幅Ｗ１は約８mm、すくい面３５の角度γ１は約７０°である。
【００２３】
後続刃具２７は、先行刃具２５と相似する形状で形成され、パネル加工方向の後側において、先行凹部５を先行刃具２５よりも深くかつ幅広く切削して、パネル表面部に帯状の意匠凹部３を形成する。後続刃具２７にも切刃３６とすくい面３７とが設けられ、切刃３６は先行刃具２５の切刃３４よりも低くかつ幅広く形成されていて、この刃形状に従い、切肌溝部６の底面をより深くかつ側面をより幅広く切削して、先行凹部５に生じたえぐれ部を解消できるようになっている。例えば、厚さ１２０mmのＡＬＣパネル１を加工する場合、後続刃具２７の切刃３６の切込深さＤ２は約１５mm（先行刃具２５の切刃３４との高低差Ｇは約３mm）、切刃３６の幅Ｗ２は約１０mm、すくい面３７の角度γ２は約７０°である。
【００２４】
図１及び図５に示すように、端縁加工装置１４は上下に長いフレーム３９を備え、フレーム３９の下部にヘッド４０がエアシリンダ４１によりレール４２に沿って昇降可能に支持されている。ヘッド４０の下端にはガイド４３が取り付けられ、ガイド４３にスライダ４４を介し端縁加工用の刃具４５がパネル加工方向と直角の方向へ摺動可能に支持されている。ヘッド４０の側面には軸受４６により刃具駆動軸４７が支持され、その上端はカップリング４８を介しモータ４９に結合され、下端はクランク板５０、クランクピン５１、クランクアーム５２を介し刃具４５の基端部に連結されている。
【００２５】
刃具４５は四角板状に形成され、先端の刃部５４にパネル加工方向に長い直線状の切刃５５とすくい面５６とが設けられ、切刃５５に複数のＶ字形スリット５７が大小交互に設けられている。そして、刃具４５は、ガイド４３により切刃５５が常にパネル端縁と平行となる姿勢に保持され、モータ４９の回転に伴ってパネル端縁と直角の方向へ往復移動しつつ、走行機枠３２の走行によりパネル端縁と平方に移動し、この複合動作によって切刃５５を加工方向に拡がる小口面からパネル表面と平行にＡＬＣ母材に切り込ませ、パネル表面部を割り砕いて、パネル端縁に切肌部８と割肌部９とからなる帯状の意匠部４を加工するようになっている。
【００２６】
なお、この端縁加工装置１４において、エアシリンダ４１は表面加工装置１３のエアシリンダ２４と同様に機能し、刃具４５を加工位置と待機位置とに昇降する。また、フレーム３９にはエアシリンダ４１の高さを手動操作によって調整するネジ式アジャスタ５８が設けられ、刃具４５の高さを表面加工装置１３の刃具２５，２７と相違させ、意匠部４の切肌部８を意匠凹部３の切肌溝部６と異なる深さで加工することもできるようになっている。
【００２７】
上記のように構成されたパネル加工機１１において、次に、表面加工装置１３による表面加工方法について説明する。ＡＬＣパネル１が加工テーブル１２上に載置されると、走行機枠３２の駆動モータ、表面加工装置１３のエアシリンダ２４及び端縁加工装置１４のエアシリンダ４１が加工プログラムに従って制御される。
【００２８】
表面加工装置１３においては、まず、図６に示すように、片側の先行刃具２５及び後続刃具２７を加工位置に配置した状態で、先行刃具２５がＡＬＣパネル１の一方の小口面からＡＬＣ母材に切り込み、パネル表面部を割り砕いて、このパネル小口面に開放部１０を予備的に形成する。この予備工程では、切込長さは短くてよく、後続刃具２７をパネル１に切り込ませても、切り込ませなくてもよい。
【００２９】
次に、４本の刃具２５，２７を待機位置に配置した状態で、一方のパネル小口面から他方のパネル小口面まで早送りしたのち、前記工程とは反対側の先行刃具２５及び後続刃具２７を加工位置に配置する。そして、図７に示すように、先行刃具２５が他方のパネル小口面からパネル表面と平行にＡＬＣ母材に切り込み、切刃３４でパネル表面部を割り砕き、すくい面３５でＡＬＣ母材の割砕片をすくい上げ、パネル表面部に切肌溝部６と割肌凹部７とからなる先行凹部５を形成する。
【００３０】
本実施形態では、厚さ１２０mmのＡＬＣパネル１に、先行凹部５を幅約８mm、深さ約１２mm（例えば５〜１５mmの範囲で変更可）で、最終形状である意匠凹部３と略相似する形状で形成した。先行凹部５を深さ５mm以上で形成すると、気泡が粗い箇所等でＡＬＣ母材に深いクラックＣが広範囲に入り、図８に示すように、ＡＬＣ母材が先行刃具２５により深くかつ割り砕かれ、先行凹部５にその切肌溝部６の底面より深く又は同じ深さでえぐれ部Ｓが生じる場合がある。前述したとおり、えぐれ部Ｓは、先行凹部５の切肌溝部６とその両側の割肌凹部７にわたる広範囲に形成されたり、両側又は片側の割肌凹部７のみに形成されたりする。
【００３１】
先行刃具２５がさらに切り進むと、図９に示すように、後続刃具２７がパネル小口面から先行凹部５に切り込み、切刃３６で先行凹部５を先行刃具２５よりも深くかつ幅広く切削して、ＡＬＣパネル１の表面部に帯状の意匠凹部３を形成する。本実施形態では、後続刃具２７がパネル表面部を幅約１０mm、深さ約１５mmで切り込み、意匠凹部３を先行凹部５よりも約３mm深く（例えば２〜５mmの範囲で変更可）形成する。
【００３２】
従って、前記の通り先行凹部５にえぐれ部Ｓが生じた場合でも、図１０に示すように、そのえぐれ部Ｓを後続刃具２７で平滑に切削して、切肌溝部６の底面６ａ及び側面６ｂを再生し、溝底縁が一直線に連続するシャープな意匠凹部３を形成することができる。また、予め先行凹部５が意匠凹部３と相似する形状で形成されているので、後続刃具２７の切込量がごく僅かとなり、この後続刃具２７による切削時に意匠凹部３にえぐれ部が生じるおそれもない。
【００３３】
その後、先行刃具２５及び後続刃具２７は他方のパネル小口面から一方のパネル小口面まで切り抜け、加工を完了する。このとき、一方のパネル小口面には予め開放部１０（図６参照）が形成されているため、先行刃具２５が切り抜ける際の小口面の欠損を防止でき、図１１に示すように、パネル表面部にえぐれ部も欠損部もない見栄えのよい意匠凹部３を加工することができる。なお、ＡＬＣパネル１の端縁には、端縁加工装置１４における刃具４５の複合動作により、切肌部８が平滑に切削され、割肌部９が割肌凹部７とほぼ均等な大きさで形成され、意匠部４が見栄えよく加工される。
【００３４】
また、先行刃具２５でも後続刃具２７でもえぐれ部を発生させないようにするため、先行凹部５を５mmmの深さ（２〜５mmの範囲で変更可）で形成し、意匠凹部３を先行凹部５よりも５mm深く（２〜５mmの範囲で変更可）形成する方法を採ることもできる。
【００３５】
なお、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） 前記実施形態の表面加工方法を、図３に示すＡＬＣパネル２（コーナパネル）に適用し、このパネル表面部に意匠凹部３を加工すること。
（２）図１２に示すように、先行刃具２５及び後続刃具２７を突き出した鳥のくちばし形に形成し、ＡＬＣパネル１の表面部に割肌凹部７のみからなる意匠凹部３を加工すること。この場合も、底縁が一直線に連続したシャープで見栄えのよい意匠凹部３を加工することができる。
（３）前記実施形態とは逆に、加工テーブル１２を表面加工装置１３に対し移動可能に設け、ＡＬＣパネル１を加工テーブル１２で移動して、パネル表面部を加工すること。
【００３６】
（４）加工テーブル１２を旋回可能に設け、ＡＬＣパネル１の向きを変えて、一台の加工機１１でパネル表面部を縦横に加工すること。
（５）複数台の表面加工装置１３の刃具２５，２７をそれぞれ別個に高さ調整可能に設け、ＡＬＣパネル１に深さが異なる複数本の意匠凹部３を加工すること。
（６）前記実施形態の表面加工装置１３を一台用い、この装置１３をＡＬＣパネル１に対して往復移動し、往路で片側２本の刃具２５，２７により意匠凹部３を加工した後に、復路で反対側２本の刃具２５，２７により別の意匠凹部３を加工すること。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の表面加工方法及び装置によれば、先行刃具が形成した先行凹部を後続刃具が先行刃具よりも深く切削するので、ＡＬＣパネルの表面部にえぐれ部がない見栄えのよい意匠凹部を加工できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るＡＬＣパネル加工機を示す正面図である。
【図２】パネル加工機の表面加工装置を示す図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】パネル加工機によるコーナパネルの加工形態を示す側面図である。
【図４】表面加工装置における先行刃具及び後続刃具の形状説明図である。
【図５】パネル加工機の端縁加工装置を示す図１のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る表面加工方法の工程説明図である。
【図７】図６に続く工程説明図である。
【図８】図７に続く工程説明図である。
【図９】図８に続く工程説明図である。
【図１０】図９に続く工程説明図である。
【図１１】同方法により加工したＡＬＣパネルの部分斜視図である。
【図１２】図４とは異なる形状の刃具による加工方法を示すＡＬＣパネルの部分斜視図である。
【図１３】従来の加工方法を示すＡＬＣパネルの部分斜視図である。
【図１４】従来の方法により加工した意匠凹部を示すＡＬＣパネルの断面図である。
【符号の説明】
１ ＡＬＣパネル
３ 意匠凹部
５ 先行凹部
６ 切肌溝部
７ 割肌凹部
１０ 開放部
１１ パネル加工機
１２ 加工テーブル
１３ 表面加工装置
２４ エアシリンダ
２５ 先行刃具
２７ 後続刃具
３２ 走行機枠
Ｓ えぐれ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）パネルの表面部に帯状の意匠凹部を加工する表面加工方法及び表面加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の表面加工方法として、本願出願人による先の出願により（特開２００１−１３８３２０公報）、図１３に示すように、非回転式の刃具６１をＡＬＣパネル６２の小口面からパネル表面と平行にＡＬＣ母材に切り込ませ、パネル表面部に、底面及び側面が平滑な切肌溝部６３と割石調の割肌凹部６４とからなる帯状の意匠凹部６５を加工する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の表面加工方法によると、意匠凹部６５の一部に切肌溝部６３より深い又は同じ深さのえぐれ部Ｓが生じることがあった。このえぐれ現象は、強度的に脆いＡＬＣ母材に物理的衝撃を与えることから、パネル表面部に深いクラックが広範囲に入り、ＡＬＣ母材が大きく割り砕かれることで発生し、特に、意匠凹部６５を深く加工した場合に、気泡が粗くなっている箇所、補強鉄筋がパネル表面に偏っている箇所、加工済の意匠凹部と交差する箇所等に発生しやすい。えぐれ部Ｓは、図１４（ａ）に示すように、切肌溝部６３とその両側の割肌凹部６４にわたる広範囲に切肌溝部６３の溝底より深く又は同じ深さで形成されたり、図１４（ｂ）に示すように、両側又は片側の割肌凹部６４のみに切肌溝部６３の溝底より深く又は同じ深さで形成されたりするため、切肌溝部６３の底縁が消えたり不鮮明となり、意匠凹部６５の見栄えを低下させる問題点があった。
【０００４】
本発明の目的は、上記課題を解決し、ＡＬＣパネルの表面部にえぐれ部がない見栄えのよい意匠凹部を加工できる表面加工方法及び装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＡＬＣパネルの表面加工方法は、ＡＬＣパネルの表面部に帯状の意匠凹部を加工する方法であって、非回転式の先行刃具をＡＬＣパネルの小口面からパネル表面と平行にＡＬＣ母材に切り込ませ、先行刃具がパネル表面部を割り砕いて先行凹部を形成した後に、非回転式の後続刃具をパネル小口面から先行凹部に切り込ませ、後続刃具が先行凹部を先行刃具より深く切削して、パネル表面部に帯状の意匠凹部を形成することを特徴とする。
【０００６】
ここで、意匠凹部の形状は特に限定されず、底面及び側面が平滑な切肌溝部と、この切肌溝部の両側に広がる割石調の割肌凹部との組み合わせからなるもの、断面がコ字形の切肌溝部のみからなるもの、断面がＶ字形の割肌凹部のみからなるもの等を例示できる。先行凹部の形状は最終形状である意匠凹部と相違させてもよいが、後続刃具が先行凹部を切削するときに、えぐれ部が生じないように、先行刃具が先行凹部を意匠凹部と略相似する正面形状で形成するのが好ましい。特に、意匠凹部が切肌溝部と割肌凹部との組み合わせからなる場合は、えぐれた溝底面及び溝側面を再生して連続させるために、後続刃具が意匠凹部の切肌溝部を先行凹部の切肌溝部よりも幅広く形成するのが望ましい。
【０００７】
後続刃具の本数は１本に限定されず、２本以上の後続刃具を用い、先行凹部を複数回に分け順次深く切削することで、意匠凹部をより深く加工することも可能である。また、先行刃具がＡＬＣパネルの一方の小口面から他方の小口面まで一気に切り抜けると、意匠凹部の終端に大きな欠損部が発生しやすい。これを防止するためには、先行刃具が一方のパネル小口面に切り込んだ後に、先行刃具及び後続刃具が他方のパネル小口面から一方のパネル小口面まで切り抜けるのが好ましい。
【０００８】
ＡＬＣパネルの厚さは用途に応じて多様であるが、大半のＡＬＣパネルが含まれる厚さ３５〜１５０mmのものにおいて、意匠凹部（切肌溝部と割肌凹部との組み合わせからなる場合は切肌溝部の深さ。以下、同じ。）を先行凹部（切肌溝部と割肌凹部との組み合わせからなる場合は切肌溝部の深さ。以下、同じ。）よりも１〜１０mm深く形成することが好ましく、２〜５mm深く形成することがさらに好ましい。えぐれ部のないシャープな溝部を形成することができるからである。この深さの差が１mm未満であると、仮に先行刃具でえぐれ部が発生した場合に、後続刃具でそのえぐれ部より深く切削できないゆえにシャープな溝部を形成できなくなり、また、１０mmを越えると、後続刃具で新たなえぐれ部を発生させるおそれがある。
【０００９】
また、厚さ３５〜８０mm程度の薄手パネルの場合は、通常、意匠凹部が５mm以下の深さで加工されるので、えぐれ部の発生率はほとんどない。しかし、厚さ９０〜１５０mmの厚手パネルの場合には、意匠効果を高めるために、意匠凹部を５mm以上の深さで彫り深く加工するので、加工深さに略比例してえぐれ部の発生率が高くなる。そこで、厚さ９０〜１５０mmのＡＬＣパネルについては、先行凹部を５〜１５mmの深さで形成し、意匠凹部を先行凹部よりも２〜５mm深く形成する方法を好ましく例示できる。先行刃具でえぐれ部が発生しても、そのえぐれ部が目立たないように後続刃具で十分に切削できるからである。
【００１０】
また、先行刃具でも後続刃具でもえぐれ部を発生させないようにするため、先行凹部を２〜５mmmの深さで形成し、意匠凹部を先行凹部よりも２〜５mm深く形成する方法も好ましく例示できる。
【００１１】
本発明に係るＡＬＣパネルの表面加工装置は、ＡＬＣパネルの表面部に帯状の意匠凹部を加工する装置であって、パネル表面部を割り砕いて先行凹部を形成する非回転式の先行刃具と、先行凹部を先行刃具よりも深く切削する非回転式の後続刃具と、先行刃具及び後続刃具をパネル小口面からパネル表面と平行にＡＬＣ母材に順次切り込ませる機構とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
ここで、先行刃具及び後続刃具は、特定の形状に限定されず、例えば、靴形、鋭く突き出した鳥のくちばし形、正面コ字形、正面Ｖ字形等、意匠凹部の形状に応じた同一又は相似形状のものを使用できる。特に、意匠凹部が切肌溝部を含む場合は、えぐれた溝底面及び溝側面を見栄えよく再生できるように、後続刃具の切刃を先行刃具の切刃よりも低くかつ幅広く形成するのが好ましい。
【００１３】
また、先行刃具と後続刃具との高低差が１〜１０mmであることが好ましく、２〜５mmであることがさらに好ましい。この高低差が１mm未満であると、仮に先行刃具でえぐれ部が発生した場合に、後続刃具でそのえぐれ部より深く切削できないゆえにシャープな溝部を形成できなくなり、また、１０mmを越えると、後続刃具で新たなえぐれ部を発生させるおそれがある。
【００１４】
また、互いに反対向きの外側２本の先行刃具と互いに反対向きの内側２本の後続刃具とを一列に並設し、各刃具を加工位置と待機位置とに選択的に配置替えする手段を設けてもよい。この構成によれば、先行刃具及び後続刃具をパネル両端のどちらの小口面からでも切り込ませることができるため、意匠凹部終端の欠損を防止する前記方法を首尾よく実施できるうえ、複数本の意匠凹部を能率よく往復加工することもでき、えぐれ部が生じにくい薄手パネルを先行刃具のみで加工することもできるなど、表面加工装置の機動性が向上する。
【００１５】
なお、先行刃具及び後続刃具をＡＬＣ母材に切り込ませる機構としては、特定の機構に限定されず、例えば、ＡＬＣパネルの停止状態で刃具を移動する機構、刃具の停止状態でパネルを移動する機構、刃具及びパネルの両方を相反する方向へ移動する機構等を採用できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はＡＬＣパネル１の表面部を一方向（例えば、長方形平パネルの縦方向）に加工するパネル加工機１１を示すものである。この加工機１１は、ＡＬＣパネル１を載せる加工テーブル１２と、ＡＬＣパネル１の表面中央部に帯状の意匠凹部３を加工する複数台（図１に５台を例示）の表面加工装置１３と、ＡＬＣパネル１の表面両端縁に帯状の意匠部４を加工する２台の端縁加工装置１４とから構成されている。なお、パネル表面部を他方向（例えば、長方形平パネルの横方向）に加工するパネル加工機は、縦方向の加工機１１と同様に構成され、この加工機１１の近傍に９０°異なる向きで設置されている（図示略）。
【００１７】
加工テーブル１２は３本の三角柱状の受台１６を備え、各受台１６はエアシリンダ（図示略）により水平軸１７の周りで回転可能に設けられている。図２に示すように、平板状のＡＬＣパネル（平パネル）１を加工するときには、各受台１６の一つの面を上にして平パネル１を支持する。図３に示すように、直角のコーナ部を備えたＡＬＣパネル（コーナパネル）２を加工するときには、（ａ）１本の受台１６の頂辺を上にしてコーナパネル２の供給を受け、（ｂ）その受台１６の一つの面を上にしてコーナパネル２の一方の表面部に意匠凹部３を加工した後に、（ｃ）受台１６の別の面を上にしてコーナパネル２の別の表面部に意匠凹部３を加工できるようになっている。
【００１８】
なお、コーナパネル２は、平パネル１を縦方向に加工するパネル加工機１１によって横方向に加工され、平パネル１を横方向に加工する加工機によって縦方向に加工される。また、平パネル１及びコーナパネル２は、クランプ移送装置（図示略）を用いて加工テーブル１２に供給され、加工後にテーブル１２から排出される。加工テーブル１２には、各パネル１，２の小口面を当てる定規（図示略）と、パネル１，２を定規に当てた状態でクランプするクランパ（図示略）とが設けられている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、表面加工装置１３は上下に長いフレーム１９を備え、フレーム１９の下端にベース２０とブラケット２１とが固定されている。ブラケット２１にはホルダ２２が取り付けられ、ホルダ２２に４本のロッド２３が昇降可能に支持され、ベース２０にロッド２３を各別に昇降するエアシリンダ２４が設置されている。外側２本のロッド２３の下端には非回転式の先行刃具２５が互いに反対向きに（それぞれの刃先が互いに反対側の外側を向くように）ボルト２６で取り付けられ、内側２本のロッド２３の下端には非回転式の後続刃具２７が互いに反対向きに（それぞれの刃先が互いに反対側の外側を向くように）ボルト２８で取り付けられ、表面加工装置１３の最下端に４本の刃具２５，２７が外向きの形態でパネル加工方向へ一列に並設されている。
【００２０】
フレーム１９はスライダ３０及びレール３１を介し走行機枠３２に加工方向と直角の方向へ摺動可能に支持され、各表面加工装置１３の相互間隔を意匠凹部３の加工ピッチに合わせて調整できるようになっている。走行機枠３２はモータ又はエアシリンダ等の駆動手段により加工方向へ走行可能に設けられるとともに、エアシリンダ又はネジ等の自動又は手動の調整手段により上下方向へ高さ調整可能に設けられていて、これらの手段と走行機枠３２とが先行刃具２５及び後続刃具２７をパネル小口面からパネル表面と平行にＡＬＣ母材に順次切り込ませる機構を構成している。
【００２１】
また、フレーム１９上に設けられた前記エアシリンダ２４は各刃具２５，２７を加工位置とそれより上方の待機位置とに選択的に配置替えする手段を構成している。そして、例えば、往復加工に際し、２本２組の刃具２５，２７を交互に加工位置に配置したり、一方向加工に際し、加工終端で４本の刃具２５，２７を待機位置に配置して加工始端に早送りして戻したり、えぐれ部が生じにくい薄手パネルの加工に際し、先行刃具２５又は後続刃具２７のうち１本のみを加工位置に配置したりするなど、表面加工装置１３を加工プログラムに従って機動性よく制御できるようになっている。
【００２２】
図４に示すように、先行刃具２５は、全体がＬ字形で下端が靴形に形成され、加工方向の前側において、パネル表面部を割り砕いて先行凹部５を形成する。先行刃具２５には、ＡＬＣ母材を略水平に切り込む（例えば平面先丸形の）先端辺から両側に回り込んで後に向かうにつれて高くなるように傾斜した切刃３４と、ＡＬＣ母材をすくい上げるすくい面３５とが設けられ、この刃形状に従い、先行凹部５に底面及び両側面が平滑な切肌溝部６と、この切肌溝部６の両側に広がる割石調の割肌凹部７とが形成される。例えば、厚さ１２０mmのＡＬＣパネル１を加工する場合、先行刃具２５の切刃３４の切込深さＤ１は約１２mm、切刃３４の幅Ｗ１は約８mm、すくい面３５の角度γ１は約７０°である。
【００２３】
後続刃具２７は、先行刃具２５と相似する形状で形成され、パネル加工方向の後側において、先行凹部５を先行刃具２５よりも深くかつ幅広く切削して、パネル表面部に帯状の意匠凹部３を形成する。後続刃具２７にも切刃３６とすくい面３７とが設けられ、切刃３６は先行刃具２５の切刃３４よりも低くかつ幅広く形成されていて、この刃形状に従い、切肌溝部６の底面をより深くかつ側面をより幅広く切削して、先行凹部５に生じたえぐれ部を解消できるようになっている。例えば、厚さ１２０mmのＡＬＣパネル１を加工する場合、後続刃具２７の切刃３６の切込深さＤ２は約１５mm（先行刃具２５の切刃３４との高低差Ｇは約３mm）、切刃３６の幅Ｗ２は約１０mm、すくい面３７の角度γ２は約７０°である。
【００２４】
図１及び図５に示すように、端縁加工装置１４は上下に長いフレーム３９を備え、フレーム３９の下部にヘッド４０がエアシリンダ４１によりレール４２に沿って昇降可能に支持されている。ヘッド４０の下端にはガイド４３が取り付けられ、ガイド４３にスライダ４４を介し端縁加工用の刃具４５がパネル加工方向と直角の方向へ摺動可能に支持されている。ヘッド４０の側面には軸受４６により刃具駆動軸４７が支持され、その上端はカップリング４８を介しモータ４９に結合され、下端はクランク板５０、クランクピン５１、クランクアーム５２を介し刃具４５の基端部に連結されている。
【００２５】
刃具４５は四角板状に形成され、先端の刃部５４にパネル加工方向に長い直線状の切刃５５とすくい面５６とが設けられ、切刃５５に複数のＶ字形スリット５７が大小交互に設けられている。そして、刃具４５は、ガイド４３により切刃５５が常にパネル端縁と平行となる姿勢に保持され、モータ４９の回転に伴ってパネル端縁と直角の方向へ往復移動しつつ、走行機枠３２の走行によりパネル端縁と平方に移動し、この複合動作によって切刃５５を加工方向に拡がる小口面からパネル表面と平行にＡＬＣ母材に切り込ませ、パネル表面部を割り砕いて、パネル端縁に切肌部８と割肌部９とからなる帯状の意匠部４を加工するようになっている。
【００２６】
なお、この端縁加工装置１４において、エアシリンダ４１は表面加工装置１３のエアシリンダ２４と同様に機能し、刃具４５を加工位置と待機位置とに昇降する。また、フレーム３９にはエアシリンダ４１の高さを手動操作によって調整するネジ式アジャスタ５８が設けられ、刃具４５の高さを表面加工装置１３の刃具２５，２７と相違させ、意匠部４の切肌部８を意匠凹部３の切肌溝部６と異なる深さで加工することもできるようになっている。
【００２７】
上記のように構成されたパネル加工機１１において、次に、表面加工装置１３による表面加工方法について説明する。ＡＬＣパネル１が加工テーブル１２上に載置されると、走行機枠３２の駆動モータ、表面加工装置１３のエアシリンダ２４及び端縁加工装置１４のエアシリンダ４１が加工プログラムに従って制御される。
【００２８】
表面加工装置１３においては、まず、図６に示すように、片側の先行刃具２５及び後続刃具２７を加工位置に配置した状態で、先行刃具２５がＡＬＣパネル１の一方の小口面からＡＬＣ母材に切り込み、パネル表面部を割り砕いて、このパネル小口面に開放部１０を予備的に形成する。この予備工程では、切込長さは短くてよく、後続刃具２７をパネル１に切り込ませても、切り込ませなくてもよい。
【００２９】
次に、４本の刃具２５，２７を待機位置に配置した状態で、一方のパネル小口面から他方のパネル小口面まで早送りしたのち、前記工程とは反対側の先行刃具２５及び後続刃具２７を加工位置に配置する。そして、図７に示すように、先行刃具２５が他方のパネル小口面からパネル表面と平行にＡＬＣ母材に切り込み、切刃３４でパネル表面部を割り砕き、すくい面３５でＡＬＣ母材の割砕片をすくい上げ、パネル表面部に切肌溝部６と割肌凹部７とからなる先行凹部５を形成する。
【００３０】
本実施形態では、厚さ１２０mmのＡＬＣパネル１に、先行凹部５を幅約８mm、深さ約１２mm（例えば５〜１５mmの範囲で変更可）で、最終形状である意匠凹部３と略相似する形状で形成した。先行凹部５を深さ５mm以上で形成すると、気泡が粗い箇所等でＡＬＣ母材に深いクラックＣが広範囲に入り、図８に示すように、ＡＬＣ母材が先行刃具２５により深くかつ割り砕かれ、先行凹部５にその切肌溝部６の底面より深く又は同じ深さでえぐれ部Ｓが生じる場合がある。前述したとおり、えぐれ部Ｓは、先行凹部５の切肌溝部６とその両側の割肌凹部７にわたる広範囲に形成されたり、両側又は片側の割肌凹部７のみに形成されたりする。
【００３１】
先行刃具２５がさらに切り進むと、図９に示すように、後続刃具２７がパネル小口面から先行凹部５に切り込み、切刃３６で先行凹部５を先行刃具２５よりも深くかつ幅広く切削して、ＡＬＣパネル１の表面部に帯状の意匠凹部３を形成する。本実施形態では、後続刃具２７がパネル表面部を幅約１０mm、深さ約１５mmで切り込み、意匠凹部３を先行凹部５よりも約３mm深く（例えば２〜５mmの範囲で変更可）形成する。
【００３２】
従って、前記の通り先行凹部５にえぐれ部Ｓが生じた場合でも、図１０に示すように、そのえぐれ部Ｓを後続刃具２７で平滑に切削して、切肌溝部６の底面６ａ及び側面６ｂを再生し、溝底縁が一直線に連続するシャープな意匠凹部３を形成することができる。また、予め先行凹部５が意匠凹部３と相似する形状で形成されているので、後続刃具２７の切込量がごく僅かとなり、この後続刃具２７による切削時に意匠凹部３にえぐれ部が生じるおそれもない。
【００３３】
その後、先行刃具２５及び後続刃具２７は他方のパネル小口面から一方のパネル小口面まで切り抜け、加工を完了する。このとき、一方のパネル小口面には予め開放部１０（図６参照）が形成されているため、先行刃具２５が切り抜ける際の小口面の欠損を防止でき、図１１に示すように、パネル表面部にえぐれ部も欠損部もない見栄えのよい意匠凹部３を加工することができる。なお、ＡＬＣパネル１の端縁には、端縁加工装置１４における刃具４５の複合動作により、切肌部８が平滑に切削され、割肌部９が割肌凹部７とほぼ均等な大きさで形成され、意匠部４が見栄えよく加工される。
【００３４】
また、先行刃具２５でも後続刃具２７でもえぐれ部を発生させないようにするため、先行凹部５を５mmmの深さ（２〜５mmの範囲で変更可）で形成し、意匠凹部３を先行凹部５よりも５mm深く（２〜５mmの範囲で変更可）形成する方法を採ることもできる。
【００３５】
なお、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） 前記実施形態の表面加工方法を、図３に示すＡＬＣパネル２（コーナパネル）に適用し、このパネル表面部に意匠凹部３を加工すること。
（２）図１２に示すように、先行刃具２５及び後続刃具２７を突き出した鳥のくちばし形に形成し、ＡＬＣパネル１の表面部に割肌凹部７のみからなる意匠凹部３を加工すること。この場合も、底縁が一直線に連続したシャープで見栄えのよい意匠凹部３を加工することができる。
（３）前記実施形態とは逆に、加工テーブル１２を表面加工装置１３に対し移動可能に設け、ＡＬＣパネル１を加工テーブル１２で移動して、パネル表面部を加工すること。
【００３６】
（４）加工テーブル１２を旋回可能に設け、ＡＬＣパネル１の向きを変えて、一台の加工機１１でパネル表面部を縦横に加工すること。
（５）複数台の表面加工装置１３の刃具２５，２７をそれぞれ別個に高さ調整可能に設け、ＡＬＣパネル１に深さが異なる複数本の意匠凹部３を加工すること。
（６）前記実施形態の表面加工装置１３を一台用い、この装置１３をＡＬＣパネル１に対して往復移動し、往路で片側２本の刃具２５，２７により意匠凹部３を加工した後に、復路で反対側２本の刃具２５，２７により別の意匠凹部３を加工すること。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の表面加工方法及び装置によれば、先行刃具が形成した先行凹部を後続刃具が先行刃具よりも深く切削するので、ＡＬＣパネルの表面部にえぐれ部がない見栄えのよい意匠凹部を加工できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るＡＬＣパネル加工機を示す正面図である。
【図２】パネル加工機の表面加工装置を示す図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】パネル加工機によるコーナパネルの加工形態を示す側面図である。
【図４】表面加工装置における先行刃具及び後続刃具の形状説明図である。
【図５】パネル加工機の端縁加工装置を示す図１のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る表面加工方法の工程説明図である。
【図７】図６に続く工程説明図である。
【図８】図７に続く工程説明図である。
【図９】図８に続く工程説明図である。
【図１０】図９に続く工程説明図である。
【図１１】同方法により加工したＡＬＣパネルの部分斜視図である。
【図１２】図４とは異なる形状の刃具による加工方法を示すＡＬＣパネルの部分斜視図である。
【図１３】従来の加工方法を示すＡＬＣパネルの部分斜視図である。
【図１４】従来の方法により加工した意匠凹部を示すＡＬＣパネルの断面図である。
【符号の説明】
１ ＡＬＣパネル
３ 意匠凹部
５ 先行凹部
６ 切肌溝部
７ 割肌凹部
１０ 開放部
１１ パネル加工機
１２ 加工テーブル
１３ 表面加工装置
２４ エアシリンダ
２５ 先行刃具
２７ 後続刃具
３２ 走行機枠
Ｓ えぐれ部
Claims (11)
- ＡＬＣパネルの表面部に帯状の意匠凹部を加工する方法であって、非回転式の先行刃具をＡＬＣパネルの小口面からパネル表面と平行にＡＬＣ母材に切り込ませ、先行刃具がパネル表面部を割り砕いて先行凹部を形成した後に、非回転式の後続刃具をパネル小口面から先行凹部に切り込ませ、後続刃具が先行凹部を先行刃具よりも深く切削して、パネル表面部に帯状の意匠凹部を形成することを特徴とするＡＬＣパネルの表面加工方法。
- 帯状の意匠凹部が、底面及び側面が平滑な切肌溝部と、切肌溝部の両側に広がる割石調の割肌凹部との組み合わせからなる請求項１記載のＡＬＣパネルの表面加工方法。
- 後続刃具が意匠凹部の切肌溝部を先行凹部の切肌溝部よりも幅広く形成する請求項２記載のＡＬＣパネルの表面加工方法。
- 先行刃具が一方のパネル小口面に切り込んだ後に、先行刃具及び後続刃具が他方のパネル小口面から一方のパネル小口面まで切り抜ける請求項１〜３のいずれか一項に記載のＡＬＣパネルの表面加工方法。
- 意匠凹部を先行凹部よりも１〜１０mm深く形成する請求項１〜４のいずれか一項に記載のＡＬＣパネルの表面加工方法。
- 厚さ９０〜１５０mmのＡＬＣパネルに、先行凹部を５〜１５mmの深さで形成し、意匠凹部を先行凹部よりも２〜５mm深く形成する請求項１〜４のいずれか一項に記載のＡＬＣパネルの表面加工方法。
- 先行凹部を２〜５mmmの深さで形成し、意匠凹部を先行凹部よりも２〜５mm深く形成する請求項１〜４のいずれか一項に記載のＡＬＣパネルの表面加工方法。
- ＡＬＣパネルの表面部に帯状の意匠凹部を加工する装置であって、パネル表面部を割り砕いて先行凹部を形成する非回転式の先行刃具と、先行凹部を先行刃具よりも深く切削する非回転式の後続刃具と、先行刃具及び後続刃具をパネル小口面からパネル表面と平行にＡＬＣ母材に順次切り込ませる機構とを備えたことを特徴とするＡＬＣパネルの表面加工装置。
- 後続刃具の切刃を先行刃具の切刃よりも低くかつ幅広く形成した請求項８記載のＡＬＣパネルの表面加工装置。
- 先行刃具と後続刃具との高低差が１〜１０mmである請求項９記載のＡＬＣパネルの表面加工装置。
- 互いに反対向きの外側２本の先行刃具と互いに反対向きの内側２本の後続刃具とを一列に並設し、各刃具を加工位置と待機位置とに選択的に配置替えする手段を備えた請求項８〜１０のいずれか一項に記載のＡＬＣパネルの表面加工装置。
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