JP4520542B2

JP4520542B2 - 軽量気泡コンクリートの加工方法

Info

Publication number: JP4520542B2
Application number: JP21289298A
Authority: JP
Inventors: 秀明大久保; 昇高根
Original assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Current assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2018-07-28
Also published as: JP2000043029A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量気泡コンクリートの表面に設けた溝部の側壁を刃物で剥離して、自然調（石割調、石目調など）の外観を現出する軽量気泡コンクリートの加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軽量気泡コンクリートパネルは、補強鉄筋等を内在させて補強した軽量な既成パネルであり、そのサイズは、例えば幅６０ｃｍ、長さ数ｍの大きなパネルとして知られている。このような軽量気泡コンクリートパネルは、経済性、軽量性、耐火断熱性、加工性に優れているという特性を有しており、建築業界において個人住宅、店舗付住宅、ビルディングの屋根、床、外壁及び間仕切り材等として多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、軽量気泡コンクリートパネルは諸性質の優れた建材ではあるが、生産効率上、一般にフラットな平面を持ったパネルとして生産されるため、外壁材として使用した場合、意匠性に乏しいという欠点がある。
そこで、従来からこの課題を解決するために、軽量気泡コンクリートパネルの表面に溝を形成する方法が提案されている。例えば、特開昭５８−１６０１０６号公報や特開昭５９−１６７２０３号公報には、剥離刃物を使用した表面加工技術が開示されているが、これらの技術で溝加工されたものは、得られる意匠が機械的に画一的なものに限定され、また、表面と溝部で構成される形状は比較的鋭利なものになるため、輸送及び施行時の衝撃などによって側面部が損傷した場合、この損傷が目立ち易い等の課題が残されている。
【０００４】
また、コンクリートブロックに列設した突条を割砕刃体によって割砕し、その割砕された突条による断割部分とそれ以外の非断割部分からなる模様を現出する構築用コンクリートブロックの加工方法が特開昭５５−１１３５１４号公報で開示されているが、このような溝加工において、特に軽量気泡コンクリートの場合は一般のコンクリート製品よりも脆いので、そのパネル表面の溝部分をこじる際に過大に力が加わると、それによって個々の剥離部が連結して剥離部分が大きく拡大する過剰剥離（アンダー剥離）現象が生じることがある。
このような過剰剥離現象が生じると、本来現出すべき石割調、石目調などの自然調テクスチャーが損傷し、かつ、その損傷跡が目立ち易くなって、意匠性に欠け、建材としての商品価値を著しく低下させる等の問題が生じる。
そこで、本発明は、軽量気泡コンクリートパネルの表面を溝加工する際、過剰剥離現象の発生を防止することができる軽量気泡コンクリートの加工方法を得ることを目的するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような目的を達成するために、次のような軽量気泡コンクリートの加工方法を提供するものである。すなわち、軽量気泡コンクリートの表面に設けた溝部に、隣り同士が１ピッチ隔てて配列された剥離刃物の刃先を挿入し、該刃先を揺動させて溝部の側壁を剥離して剥離部を形成し、次いで前記溝部の側壁に沿って前記剥離部の隣の側壁に前記剥離刃物の刃先を１ピッチ移動させて挿入し、該刃先を揺動させて該側壁を剥離して、剥離帯を形成することを特徴とする軽量気泡コンクリートの加工方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例を基に説明する。
図１は軽量気泡コンクリートの加工装置全体を示す平面図であり、図２は剥離装置の概略側面図、図３は剥離装置の要部概略斜視図である。また、図４は本発明にかかる剥離加工方法を示す説明図であり、図５は剥離部の様子を示す概略平面図、図６は剥離帯の様子を示す概略平面図、図７は剥離加工された軽量気泡コンクリートパネルの概略平面図である。
【０００７】
まず、最初に、軽量気泡コンクリートの加工装置について説明をする。図１、図２で示す（１）は搬入コンベアであり、搬入ホイストクレーン（２）で搬入されて載置された軽量気泡コンクリートパネル（以下、ＡＬＣパネルという）（Ｐ）を順次移動させるようになっている。（３）はＡＬＣパネル（Ｐ）の短辺方向に沿って直線状に溝加工する短辺プレ溝加工機であり、加工装置全体のラインを短縮するために搬入コンベア（１）の上流側先端部に設置されている。（４）は搬入コンベア（１）の略中間に配設されて、ＡＬＣパネル（Ｐ）の長辺方向に沿って直線状に溝加工する長辺プレ溝加工機であり、この長辺プレ溝加工機（４）には表面切削機が付設されている。なお、短辺プレ溝加工機（３）及び長辺プレ溝加工機（４）に用いられる工具は通常の回転刃でよく、ＡＬＣパネル（Ｐ）の表面には格子状をなす縦横方向の溝加工が施される。
【０００８】
搬入コンベア（１）の下流側には、ＡＬＣパネル（Ｐ）の表面に形成された縦横の溝部の側壁を更に剥離加工して剥離帯を形成し、意匠的な自然調（石割調、石目調など）の外観を現出する剥離装置（Ｓ）が配設されており、剥離装置（Ｓ）の下流側には剥離装置（Ｓ）によって表面加工が施されたＡＬＣパネル（Ｐ）を搬出する搬出コンベア（５）が配設されている。
そして、搬出コンベア（５）で搬出されたＡＬＣパネル（Ｐ）は、受け渡し機能を備えた搬出ホイストクレーン（６）によってスタッカー等へ搬送されて保管されるようになっている。なお、（７）（８）はそれぞれ搬入ホイストクレーン（２）及び搬出ホイストクレーン（６）のホイストレールである。
【０００９】
剥離装置（Ｓ）は、図１、図２で示すように、植立された４本のメインフレーム（１１ａ）（１１ｂ）（１１ｃ）（１１ｄ）及びＬＭガイドを備えたサイドフレーム（１１ｅ）（１１ｆ）及びフロントフレーム（１１ｇ）、リアフレーム（１１ｈ）からなる枠体（１１）内に設けられ、サイドフレーム（１１ｅ）（１１ｆ）には門型形状の支持フレーム（１５）が複数架設されている。
各支持フレーム（１５）は複数の剥離刃物（１３）を備えた揺動フレーム（１４）を支持しており、図３で示すようにＡＬＣパネル（Ｐ）の短辺方向の溝部（３１）を剥離加工する場合には、各揺動フレーム（１４）はロータリーアクチュエーターなどの揺動装置（１２）によって、前後方向（パネル搬送方向）に揺動するように構成されている。
なお、図１乃至図３では短辺方向の剥離加工をする剥離装置（Ｓ）について示されているが、長辺方向の剥離加工についても長辺専用の剥離装置を製造ライン上に設置するなどして、短辺方向と同様に剥離加工される。
【００１０】
各支持フレーム（１５）で支持された各揺動フレーム（１４）はサイドフレーム（１１ｅ）の下流側終端部に設けられた走行サーボモーター（９）によって、同時に走行駆動されるように順次配列されており、メインフレーム（１１ｃ）（１１ｄ）の上流側近傍には、搬入されたＡＬＣパネル（Ｐ）の長さに対応して、所定位置でクランプする移動側クランプ装置（１９）が架設されている。
移動側クランプ装置（１９）には昇降シリンダー（２０）及び駆動ピンチローラー（２１）が配設されており、この移動側クランプ装置（１９）は走行駆動モーター（１０）により、サイドフレーム（１１ｅ）（１１ｆ）を移動するように構成されている。
【００１１】
一方、メインフレーム（１１ａ）（１１ｂ）の下流側近傍には、ＡＬＣパネル（Ｐ）を所定位置に位置決め固定するための昇降シリンダー（２３）を備えた固定側クランプ装置（２４）が設けられており、メインフレーム（１１ａ）（１１ｂ）の上流側近傍には、押込シリンダー（２２）が配設されている。
この押込シリンダー（２２）は、縦横の溝部が形成されたＡＬＣパネル（Ｐ）を剥離装置（Ｓ）に送り込む機能を有しており、押込シリンダー（２２）によって搬入されたＡＬＣパネル（Ｐ）は、リフター付きコンベア（２５）に搬送され、固定側クランプ装置（２４）で所定位置に固定される。
【００１２】
リフター付きコンベア（２５）は、ＡＬＣパネル（Ｐ）の板厚に応じて高さを変えられる高さ設定可能なコンベアであり、リフター付きコンベア（２５）を載置する下部フレーム（２６）の底部に設けられた複数の昇降シリンダー（２７）の上昇あるいは下降によって高さが調整される。また、リフター付きコンベア（２５）の一側面には固定側ストッパー（２８）が設けられており、固定側ストッパー（２８）と相対する側には、ＡＬＣパネル（Ｐ）の側面を固定側ストッパー（２８）に押しつけて側面の位置規制を図る押圧シリンダーからなるクランプ装置（２９）が適宜所定間隔を隔てて複数設けられている。
したがって、全ての溝部の剥離加工が終了したＡＬＣパネル（Ｐ）は、３方のクランプ装置（１９）（２４）（２９）が解除された後、駆動ピンチローラー（２１）等によって搬出コンベア（５）に搬出されるようになっている。
【００１３】
以上のような構成の加工装置における剥離装置（Ｓ）について、更に詳細に説明をする。
図３で示すように、支持フレーム（１５）の上部には上部支持プレート（１７）が架設されており、上部支持プレート（１７）の略中央上面には上部支持プレート（１７）を鉛直方向に昇降移動させる昇降シリンダー（１８）が立設されている。そして、支持フレーム（１５）の一側面上方で上部支持プレート（１７）の下方には、段付きストッパー（１６ａ）を備えた剥離深さ設定装置（１６）が配設されており、昇降シリンダー（１８）による剥離刃物（１３）の昇降動作をこの段付きストッパー（１６ａ）で規制することにより、剥離刃物（１３）の刃先とＡＬＣパネル（Ｐ）の表面との間隔を調整するようになっている。また、支持フレーム（１５）の他側面に立設された側板（１５ａ）には、剥離刃物（１３）を１ピッチ毎左右方向に移動させるためのスライドシリンダー（３０）が配設されている。
【００１４】
剥離刃物（１３）はＡＬＣパネル（Ｐ）に形成された溝部（３１）に上方から挿入され、揺動動作により溝部（３１）の両側壁（３２）におけるエッジ部（３２ａ）を剥離加工して剥離部（３３）を形成するようになっており、連続した剥離部（３３）による剥離帯（３４）を形成するようになっている。本実施例における剥離刃物（１３）は、揺動フレーム（１４）に隣り同士が刃抜けの状態、即ち所定間隔を隔てて１列に配列された櫛歯状に取り付けられており、剥離刃物（１３）が複数取り付けられた揺動フレーム（１４）を支持する支持フレーム（１５）等を複数並設して刃物列が形成されるようにしている。そして、この刃物列、即ち剥離刃物（１３）が複数取り付けられている各揺動フレーム（１４）をスライドシリンダー（３０）によって１ピッチ左右方向にスライド移動させることにより、剥離刃物（１３）に対峙する全ての溝部（３１）の側壁（３２）を剥離加工できるように構成している。なお、剥離刃物（１３）の取付方及び形状等は、図示のものに限定されるものではなく、好適に剥離加工ができるように構成されていれば、どのように設けてもよい。
【００１５】
次に、この剥離刃物（１３）による加工方法を図４を基に説明する。
上記したように、剥離刃物（１３）は、所定位置に位置決め固定されたＡＬＣパネル（Ｐ）の表面に形成された直線状の溝部（３１）の空間に、その溝部（３１）の深さに対応して高さ位置が調整されて挿入され、揺動装置（１２）によって往復回転運動が与えられた揺動フレーム（１４）により、図示の矢印（ｙ）で示すような前後方向（パネル搬送方向）に揺動させられる。
そして、溝部（３１）の両側壁（３２）におけるエッジ部（３２ａ）をその剥離刃物（１３）でこじり上げるようにして剥離し、図５で示すような気泡孔が露出されたほぼ円形状の剥離部（３３）を形成するようになっている。
【００１６】
このように、溝部（３１）に剥離刃物（１３）を差し込んで揺動させ、その側壁（３２）をこじり上げて剥離する剥離破壊は、剥離刃物（１３）の刃先が側壁（３２）に対して加える押圧力（剪断剥離力）（Ｆ）によって生じる。
剪断剥離力（Ｆ）はＡＬＣパネル固有の剪断剥離強度に剪断剥離面積を乗じて得られるものであり、水平方向の水平力（Ｈ：Ｈ＝Ｆｃｏｓα）と上方向への垂直力に分解され、剪断剥離面積に比例して増減する。
一方、ＡＬＣパネル（Ｐ）は、水平力（Ｈ）が過大に加わると、溝部と溝部の間の凸部（３５）が、例えば仮想線（Ｕ）で示された部分からえぐりとられるように大きく剥離破壊されて、パネル表面の性状が損なわれる過剰剥離（アンダー剥離）現象が生じることがある。
したがって、ＡＬＣパネル（Ｐ）を剥離加工する際には、水平力（Ｈ）を小さく、かつ剪断剥離面積が小さくなく適当な大きさになるように、剥離刃物（１３）の刃先が側壁（３２）に対して加える力の方向を、剥離している溝部（３１）に近いＡＬＣパネル（Ｐ）の表面に向かう方向とする。
【００１７】
このように、ＡＬＣパネル（Ｐ）における剥離破壊に際しては、水平力と垂直力のバランスが重要であり、剥離刃物（１３）の刃先が側壁（３２）に対して加える力の方向をＡＬＣパネル（Ｐ）の表面に向かう方向とすると、過剰剥離現象の発生を防止することができる。なお、側壁（３２）に対する剥離刃物（１３）の刃先の接触角度（α）は、溝部（３１）の深さや幅、剥離刃物（１３）の回転中心から刃先までの距離などによって変化するものであるため、剪断剥離面積が小さくなく適当な大きさになるような角度（α）となるように、適宜剥離刃物（１３）とＡＬＣパネル（Ｐ）との高さ位置等を調整することが重要である。
何れにしても、剪断剥離面積が小さくなく適当な大きさになるような角度方向に力を加えるようにすると、点線（Ｂ）で示すようにエッジ部（３２ａ）が剥離されて、所望とする剥離部（３３）が得られるようになる。また、剥離刃物（１３）は、隣り同士が刃抜け状態に配列されていると、隣接された溝部（３１）の側壁（３２）を同時に剥離することがないので、更に過剰剥離現象の防止になる。
【００１８】
以上のように、溝部（３１）の両側壁（３２）におけるエッジ部（３２ａ）がこじり上げられて剥離され、図５で示すような剥離部（３３）が形成されたら、昇降シリンダー（１８）によって剥離刃物（１３）を所定位置まで上昇させ、次いでスライドシリンダー（３０）の作動によって１ピッチ左右方向にスライド移動させるとともに再度下降させ、図６で示すように、今剥離した部分の隣りのエッジ部を剥離して剥離部（３３’）を形成する。
そして、このような動作を溝部（３１）の側壁（３２）に沿って連続的に行い、剥離帯（３４）を形成する剥離加工が終了したら、今度は剥離刃物（１３）を前後方向に１ピッチスライド移動させて、上流側もしくは下流側の所定の溝部にその位置を設定するとともに、剥離刃物（１３）を前述のように往復揺動させて同様の剥離帯（３４) を形成する。
【００１９】
なお、剥離刃物（１３）によって形成された剥離帯（３４）の表面の性状はＡＬＣパネル（Ｐ）の気泡自体の切断面が表面に露出した性状となっており、図示するように剥離帯（３４）は連続した一定の幅で存在するものではなく、不規則な波状に形成される。
したがって、上記のような剥離加工によって得られたＡＬＣパネル（Ｐ）の表面は、気泡孔が露出されて天然石を破砕したような凹凸形状となり、図７で示すような石割調、石目調などの自然調テクスチャーが外観に表現された意匠的なパネルが得られる。
【００２０】
また、溝部（３１）の深さと挿入する剥離刃物（１３）の深さによって、剥離部（３３）の形状が大きく異なることが実験の結果確認されており、例えば溝部（３１）の深さを６ｍｍ、７ｍｍ、９ｍｍ及び１２ｍｍの４種類に設定し、剥離刃物（１３）の刃先とＡＬＣパネル（Ｐ）の表面との間隔を適宜調整して剥離作業を行ったところ、それぞれの数値に対応した各種様々な自然調テクスチャーを表現する剥離帯（３４）が得られた。
なお、複数の溝部（３１）の間隔を狭くすることにより、側壁間の表面部分も連続して剥離するように溝加工してもよいが、剥離刃物（１３）が加える力の方向はＡＬＣパネル（Ｐ）の表面に向かう方向であることに変わりはない。
【００２１】
ところで、上記の説明はＡＬＣパネル（Ｐ）をリフター付きコンベア（２５）上に載置して、そのＡＬＣパネル（Ｐ）の鉛直方向上方に設けた剥離刃物（１３）の揺動により、ＡＬＣパネル（Ｐ）の表面に設けた溝部（３１）の側壁（３２）におけるエッジ部（３２ａ）を剥離する例であるが、ＡＬＣパネル（Ｐ）の表面を溝加工する方法はこれに限定されるものではなく、例えば剥離刃物（１３）を固定して、ＡＬＣパネル（Ｐ）の加工面を下側にして配置し、その配置した状態を維持したままでＡＬＣパネル（Ｐ）を揺動して下側から溝部（３１）の側壁（３２）におけるエッジ部（３２ａ）を剥離加工することも可能である。
したがって、次にその一例を図８、図９に基づいて説明する。図８は軽量気泡コンクリートパネルを揺動させる揺動装置の平面図、図９は同じく揺動装置の側面図である。
【００２２】
複数のチップホルダー（４１）に保持された剥離刃物（１３）はフレーム（４２）に固定され、その上方にはＡＬＣパネル（Ｐ）が回転枠体（４３）により保持されている。回転枠体（４３）はその全長にわたり回転軸（４４）に貫通保持され、回転軸（４４）の上流側端部は軸受け（４５）を介して昇降用モーター（４６）に、下流側端部は同じく軸受け（４５）を介して揺動用油圧ローター（４７）に接続されている。また、回転枠体（４３）の一側面には固定側ストッパー（２８）が、他側面には複数の押圧シリンダーからなるクランプ装置（２９）がそれぞれ設けられて、ＡＬＣパネル（Ｐ）を側方から保持するようになっている。なお、両端部に軸受け（４５）を介して揺動用油圧ローター（４７）を接続するとともに、軸受け（４５）を図示しない昇降シリンダーに支持させて昇降自在に作動させてもよい。
【００２３】
このような構成にあっては、固定された剥離刃物（１３）に対して、ＡＬＣパネル（Ｐ）はその幅、長さにあわせてクランプされながら、揺動用油圧ローター（４７）によって揺動され、前述と同様な自然調のテクスチャーを現出させる剥離帯（３４）を得ることができる。つまり、ＡＬＣパネル（Ｐ）を設定高さに固定されている剥離刃物（１３）の位置まで下降させて、個々に対応する溝部（３１）に整合させるとともに、この状態でＡＬＣパネル（Ｐ）を揺動用油圧ローター（４７）によって揺動させることにより、溝部（３１）における剥離加工が施されて、前述のような石割調、石目調などの自然調テクスチャーを現出する剥離帯（３４）を得ることができるのである。
【００２４】
【発明の効果】
以上、何れにしても本発明によれば、軽量気泡コンクリートの表面に設けた溝部に剥離刃物の刃先を挿入し、その刃先または軽量気泡コンクリートの何れかを揺動させて溝部の側壁を剥離する際、その側壁に加えられる刃先の力の方向を、軽量気泡コンクリートの表面に向かう方向としたので、過剰剥離現象の発生が防止でき、所望とする自然調の外観を現出する軽量気泡コンクリートが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】軽量気泡コンクリートの加工装置全体を示す平面図
【図２】剥離装置の概略側面図
【図３】剥離装置の要部概略斜視図
【図４】本発明にかかる剥離加工方法を示す説明図
【図５】剥離部の様子を示す概略平面図
【図６】剥離帯の様子を示す概略平面図
【図７】剥離加工された軽量気泡コンクリートパネルの概略平面図
【図８】軽量気泡コンクリートを揺動させる揺動装置の概略平面図
【図９】同上の概略側面図
【符号の説明】
ＰＡＬＣパネル
Ｓ剥離装置
１２揺動装置
１３剥離刃物
１４揺動フレーム
１５支持フレーム
１６剥離深さ設定装置
１７上部支持プレート
１９移動側クランプ装置
２４固定側クランプ装置
２５リフター付きコンベア
２８固定側ストッパー
２９クランプ装置
３０スライドシリンダー
３１溝部
３２側壁
３３剥離部
３４剥離帯

Claims

軽量気泡コンクリートの表面に設けた溝部に、隣り同士が１ピッチ隔てて配列された剥離刃物の刃先を挿入し、該刃先を揺動させて溝部の側壁を剥離して剥離部を形成し、次いで前記溝部の側壁に沿って前記剥離部の隣の側壁に前記剥離刃物の刃先を１ピッチ移動させて挿入し、該刃先を揺動させて該側壁を剥離して、剥離帯を形成することを特徴とする軽量気泡コンクリートの加工方法。
所定間隔を隔てて１列に配列された櫛歯状に取り付けられた剥離刃物を揺動して溝部の側壁を剥離することを特徴とする請求項１に記載の軽量気泡コンクリートの加工方法。