JP4632488B2 - 壁パネルの加工方法及び加工装置及び壁パネル並びに前記壁パネルを用いた建築物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の壁に用いる壁パネルの表面に深さ方向の加工を施して意匠性を向上させる加工方法と、この加工方法を実現する加工装置と、前記加工方法によって意匠が施された壁パネルと、この壁パネルを用いた建築物とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建物の意匠性を向上させる際の方法の一つに、壁パネルに意匠加工を施すことがある。例えばコンクリートパネルからなる壁パネルに意匠加工を施す場合、成形型枠の一面に目的の図案を形成した意匠型枠を用い、この意匠型枠にコンクリートを流し込んで硬化成形するのが一般的である（第１公知例）。この場合、１枚の壁パネルを成形する毎に１組みの意匠型枠が必要となり、この意匠型枠を繰り返し使用することで、多数枚の壁パネルを成形している。
【０００３】
また既に硬化した壁パネルの表面に径の小さい鋼球を打ちつけてハツリ加工するショットブラストを採用して意匠加工を施すこともある（第２公知例）。ショットブラストを施す場合、壁パネルの表面であって加工を施す必要のない部分にマスキングしておくことが必要であり、一回のショットブラスト加工によるブラスト深さは略一定となる。このため、厚さ方向に深さの異なる部位を持った意匠を形成する場合、加工深さに応じてマスキングを代えながら複数回のショットブラスト加工を施している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
壁パネルの意匠性を向上させる際に、上記第１公知例の方法を採用した場合、１枚の壁パネル毎に１組みの意匠型枠が必要となり且つコンクリートが硬化するまで脱型することが出来ず、製造のために必要なスペースが増加するという問題や、異なる意匠毎に異なる意匠型枠が必要であり、壁パネルの製造工場では大量の型枠が必要となり、多大な設備投資が必要になるという問題や、大量の意匠型枠のための保管スペースの増加や管理の煩雑さが生じ、これに伴って生産性が低下する等の問題がある。
【０００５】
また上記第２公知例を採用した場合、１度の加工によって実現し得る加工深さは１種類であり、意匠の表現力に乏しいという問題がある。この問題を解決するために、マスキングを交換しつつ複数回の加工を施すが、この場合、マスキングの交換に要する手間が大変であり、且つこの作業を自動化することが出来ず、製造ラインの自動化や生産性を阻害しているという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、意匠型枠を必要とせず、且つマスキングすることなく、表面に意匠を施す壁パネルの加工方法と、この加工方法を実現する加工装置と、前記方法を採用して形成された壁パネルと、この壁パネルを用いた建築物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る壁パネルの加工方法は、壁パネルの表面に予め設定された意匠を施す壁パネルの加工方法であって、壁パネルの表面に予め設定された寸法を持ったセルを単位とするマトリクスを設定し、更に、前記マトリクスを構成する個々のセル毎に加工深さを設定し、前記設定に基づいて壁パネルの表面に対して多数のワイヤを束ねて構成され前記セルの寸法に対応した間隔且つ前記セルの配列方向に対応した方向に配列した複数の工具で打撃することによりハツリ加工することで意匠を施すことを特徴とするものである。
【０００８】
上記加工方法では、加工すべき壁パネルの表面に予め設定された寸法を持ったセルを単位とするマトリクスを設定すると共に個々のセル毎の加工深さを設定し、この設定に基づいて各セルを加工することで、壁パネルの表面に離散または連続した複数のセルからなる意匠を施すことが出来る。
【０００９】
即ち、壁パネルの加工すべき表面に、予め設定された寸法を有するセルを独立した加工単位とするマトリクスを設定し、個々のセルに対し目的の意匠を実現するのに必要な加工深さ（例えば、０mm，３mm，６mm，９mm等）の条件を夫々独立して設定して加工することで、個々のセルが独立して加工されたとしても、この加工条件が目的の意匠を実現するために設定されたものであるため、隣接する他のセルと有機的に連続して目的の意匠を形成することが出来る。
【００１０】
複数のセルからなるマトリクスは、必ずしも壁パネルの全表面に設定される必要はなく、該壁パネルの一部であっても良い。この場合、壁パネルによって壁の腰部分と壁部分とを分割した意匠を実現することが出来る。
【００１１】
また本発明に係る壁パネルの加工装置は、壁パネルの表面に設定されたマトリクスの単位となる予め設定された寸法を持ったセルの寸法に対応した寸法を有し、壁パネルの表面を深さ方向に加工する多数のワイヤを束ねて構成され前記セルの寸法に対応した間隔且つ前記セルの配列方向に対応した方向に配列した複数の工具を有し、該工具を壁パネルの表面に設定されたマトリクスに従って前記セルの寸法に対応したピッチで相対的に移動させる加工機と、マトリクスを構成するセル毎の位置と加工深さのデータを入力する入力装置と、入力された前記セル毎の位置と加工深さのデータを記憶する記憶装置と、前記セル毎の位置と加工深さのデータに基づいて前記加工機及び工具の駆動を制御する制御装置と、を有して構成されるものである。
【００１２】
上記加工装置では、加工単位となるセルと対応させた工具を用い、該工具を壁パネルの表面に設定されたマトリクスに沿って配置、或いは相対的に移動させる加工機に搭載し、前記加工機及び工具を、マトリクスを構成するセルの位置と加工深さのデータに基づいて駆動制御することによって、壁パネルの表面に設定されたマトリクスを構成するセルに対応する部位を深さ方向に加工することが出来る。
【００１３】
工具が１個のセルのみを加工し得るように構成されている場合、加工機は前記工具と壁パネルを相対的に、壁パネルの全表面に沿って、例えばマトリクスを構成する直交座標系に沿って移動させるように構成される。そして工具が個々のセルに対応する位置に到達する都度、該セルの位置に対応する加工深さのデータに基づいて駆動され、これにより、壁パネルの表面を深さ方向に加工して目的の意匠を加工することが出来る。
【００１４】
また複数の工具が列又は行（以下、列）として配置されている場合、加工機は複数の工具からなる列と壁パネルを、相対的に列と直交する方向に移動させるように構成される。そして列を構成する個々の工具は夫々対向するセルの位置に対応する加工深さのデータに基づいて駆動され、この駆動によって壁パネルの表面に於ける列に対応する部位は予め設定された深さに加工される。その後、加工機或いは壁パネルを列と直交する方向に移動させ、更に各工具を次の列を加工する加工深さのデータに基づいて駆動して加工し、更に、前記加工を繰り返すことで壁パネルの表面に目的の意匠を加工することが出来る。
【００１５】
また複数の工具が列及び行方向に面状に配置されている場合、複数の工具の配置によって構成された面が壁パネルに於ける加工すべき面に対して等しいか大きいとき、加工機は面状に配置された工具と壁パネルを相対的に移動させて未加工状態の壁パネルの搬入と、加工済みの壁パネルの搬出を行なうように構成され、また複数の工具の配置によって構成された面が壁パネルに於ける加工すべき面よりも小さいとき、加工機は加工の進行に伴って面状に配置された工具と壁パネルを相対的に移動させるように構成される。そして面状に配置された個々の工具は夫々加工深さのデータに基づいて駆動され、これにより、壁パネルの表面を深さ方向に加工して目的の意匠を加工することが出来る。
【００１６】
また本発明に係る壁パネルは、表面に予め設定された寸法を持ったセルを単位とするマトリクスが設定され、前記セル毎に予め設定された意匠に応じた加工深さで多数のワイヤを束ねて構成され前記セルの寸法に対応した間隔且つ前記セルの配列方向に対応した方向に配列した複数の工具で打撃することによりハツリ加工が施されたものである。
【００１７】
上記壁パネルでは、加工すべき表面がセルを加工単位とするマトリクスによって規定され、個々のセルが予め設定された意匠に応じた深さを持って加工がなされており、複数のセルが離散または連続して深さを設定されることによって目的の意匠が形成されている。
【００１８】
上記壁パネルに於いて、複数のセルに対応する加工部位を横断するように溝を形成することが好ましい。壁パネルの表面をこのように構成することによって、複数のセルによって形成された意匠の単位を溝によって際立たせることが出来、明瞭で且つ好ましい意匠性を発揮させることが出来る。
【００１９】
また本発明に係る建築物は、上記壁パネルを少なくとも外壁又は内壁の一部に取り付けたものである。この建築物では、表面にセルを加工単位として異なる深さを持った所望の意匠からなる壁パネルを用いることで、高い意匠性を発揮することが出来る。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、上記壁パネルの好ましい実施形態について図を用いて説明し、合わせて加工方法及び加工機並びに建築物について説明する。図１は表面に異なる深さで加工した意匠を持った壁パネルを示す図である。図２は壁パネルに形成する溝の形状を説明する図である。図３は壁パネルの表面に設定されたマトリクスを構成する複数のセルと個々のセルに設定された加工深さの数値を説明する図である。図４は図３の一部を拡大した図でありマトリクスとセルとの関係及び各セルに設定された加工深さを説明する図である。図５は図３に示すマトリクスを構成する個々のセルを設定された加工深さで加工したときの壁パネルの表面を説明する図である。図６は加工機の構成を説明する図である。図７は工具の例を説明する図である。図８は加工機の制御系を説明するブロック図である。図９は壁パネルの他の意匠例を説明する図である。図10は外壁の一部に本発明に係る壁パネルを用いた建築物の例を説明する図である。
【００２１】
壁パネルＡには、図３，図４に示すように、表面に複数の予め設定された寸法を有するセル１を列方向（ｘ軸方向）及び行方向（ｙ軸方向）に配列して構成されたマトリクスが設定され、各セル１には目的の意匠を構成する位置に対応させて該意匠を実現するのに必要な加工深さの数値が設定される。そして、前記数値に基づいて、各セル１を加工単位として深さ方向に加工し、マトリクスを構成する全てのセル１に対応する位置を加工したとき、連続したセル１により目的の意匠が施される。
【００２２】
またセル１は予め設定された寸法を有している。セル１に設定すべき寸法は特に限定するものではなく、目的の意匠を実現するのに必要な寸法を設定し、この寸法に基づいて設定することが可能である。
【００２３】
特に、セル１の寸法を該セル１を加工する工具との関連で設定することが好ましい場合がある。例えばセル１を加工する工具としてドリルやエンドミルを用いる場合、セル１の寸法に対応させてこれらの工具の直径を設定することが可能であり、更に、工具の直径を設定することによってセル１の寸法を設定することも可能である。前記工具は、壁パネルを良好な状態で加工し得るものであることが必要ある。従って、壁パネルを加工する工具は一義的に設定し得るものではなく、壁パネルの材質に応じて適宜選択的に用いることが好ましい。
【００２４】
本実施例では後述するように壁パネルＡの素材としてＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）パネルを用いており、工具10として図７に示すように、所定の径で束ねた多数のワイヤ10ａと、該ワイヤ10ａに打撃力を付与する打撃部材とを有して構成される所謂ジェットタガネを採用している。この工具10では束ねたワイヤ10ａの外径は約25mmになっている
【００２５】
上記の如く、セル１の寸法が予め設定され、且つ加工すべき壁パネルＡは幅寸法及び長さ寸法共に目的の建築物に設定されたモジュール寸法に応じた寸法に設定される。従って、壁パネルＡに複数のセル１をｘ方向及びｙ方向に配列してマトリクスを設定する場合、各方向に配置されるセル１の数は、壁パネルＡの夫々の方向の寸法とセル１の寸法（本実施例では25mm）とによって設定される。
【００２６】
本実施例に於いて、壁パネルＡは幅寸法が609mm、長さ寸法が2860mmに設定されており、該壁パネルＡに対し25mm角に設定したセル１からなるマトリクスを図３に示すように設定している。この場合、壁パネルＡの幅方向をｘ方向として２４列のセル１が設定され、長さ方向をｙ方向として１０８行のセル１が設定される。
【００２７】
しかし、寸法が異なる壁パネルＡにはｘ，ｙ方向に配置されるセル１の数が異なることは当然であり、また図９に示すように、全面に意匠を施すことなく一部分にのみ意匠を施した壁パネル（壁パネルＢ）を加工する場合も、施すべき面積に応じてマトリクスを構成するセル１の配置数が異なることも当然である。
【００２８】
マトリクスを構成する個々のセル１には、夫々の位置に対応して目的の意匠に応じた加工深さが数値で設定される。
【００２９】
壁パネルＡに施される意匠は、適用される建築物の全体的な形状から醸し出されるイメージ等を考慮しつつ設定される。このため、壁パネルＡに施されるべき意匠の種類は膨大なものとなることが想定される。即ち、壁パネルＡに形成される意匠は一義的に限定されるものではない。
【００３０】
以下、本実施例では図１に示すように、２種類の矩形状の模様２，３を交互に配置した４つの模様によって１つのブロック４を構成し、このブロック４をｘ，ｙ方向に連続させて構成した意匠が壁パネルＡの表面に施される場合について説明する。
【００３１】
上記各模様２，３は、夫々異なる深さ（加工深さ、０mm〜９mm）を持った複数の加工部５ａ〜５ｄによって構成されている。各加工部５ａ〜５ｄに対する加工深さは、目的の意匠に応じて設定されるべきものであり、特に限定するものではない。
【００３２】
本実施例では、加工部５ａは加工深さが０mm、即ち、深さ方向への加工を施すことのない領域を示している。また加工部５ｂは加工深さ３mmの領域を示し、加工部５ｃは加工深さ６mmの領域を示し、更に加工部５ｄは加工深さ９mmの領域を示している。
【００３３】
各加工部５ａ〜５ｄの領域は、セル１の寸法と等しいか或いは整数倍となるように設定される。即ち、各加工部５ａ〜５ｄは１個のセル１或いは複数のセル１が連続することで構成され、更に、各加工部５ａ〜５ｄが目的の意匠に応じて選択的に配置されることで模様２，３及びブロック４が構成される。
【００３４】
個々のセル１に対する加工深さとマトリクスとの関係を図４により説明する。同図は、図３に示すマトリクスの原点ｏを起点としたブロック４に対応したセル１を示している。各模様１，２はｘ，ｙ方向に夫々６個（６×25＝150mm）のセル１によって構成されており、従って、ブロック４はｘ，ｙ方向に夫々12個（12×25＝300mm）のセル１によって構成されている。
【００３５】
尚、図に於いて各セル１毎に記載した数値は、各セル１に設定された加工深さの数値を示している。例えば、マトリクスに於ける（３，５）の座標の位置に対応するセル１では加工深さ９mmに設定されており、また（９，９）の座標の位置に対応するセル１では加工深さ０mmに設定されている。
【００３６】
このように、壁パネルＡに設定されたマトリクスを構成する個々のセル１には、目的の意匠（模様２，３）を形成するのに必要な加工深さの数値が設定され、この数値に基づいて加工されることで、壁パネルＡには図５に示す凹凸を持った模様２，３が形成される。そしてこの模様２，３が交互に形成されることでブロック４が形成され、更に、ブロック４がｘ，ｙ方向に連続して形成されることで、壁パネルＡに目的の意匠が施される。
【００３７】
また壁パネルＡには各模様２，３を単位として分割するように、ｘ，ｙ方向に夫々溝６，７が形成される。溝６，７は、図２に示すように壁パネルＡの表面側の幅が底部の幅よりも大きい台形状に形成される。特に、溝６は壁パネルＡの幅方向の中央に長さ方向に沿って形成されており、溝７は個々の模様２，３に沿って形成されている。
【００３８】
これらの溝６，７は、個々の模様２，３を隣接する他の模様から独立させることで、浮き立たせる機能を有するものであり、溝６の方が溝７よりも大きい寸法を持って形成される。そしてこれらの溝６，７によって、壁パネルＡの表面に形成された意匠に強いアクセントを与えている。
【００３９】
壁パネルＡ，Ｂの素材としては特に限定するものではなく、表面を深さ方向に加工し得る材料からなるパネルであれば良い。このようなパネルとしては、ＰＣ（プレキャストコンクリート）パネルやＡＬＣパネルやサイディング等の窯業系のパネルがある。
【００４０】
特に、１個の型枠によって１枚のパネルを成形するようなパネルではなく、成形型枠に材料を打設した後、この材料を切断して複数枚のパネルを製造し得るような場合に有利である。即ち、このような方法で製造されるパネルに対し意匠型枠を用いて意匠を施す場合、１枚のパネルに対して１個の型枠が必要になるが、本方法は硬化したパネルに対して加工するものであり、パネル自体の製造工程に影響を及ぼすものではない。
【００４１】
表面に目的の意匠を施した壁パネルＡ，Ｂを加工するための加工機は、未加工状態のパネルと工具を、予め設定されたマトリクスに沿って相対的に移動させて工具とセルとを対応させ、更に、工具を、対応するセルのマトリクスに於ける位置に応じて設定された加工深さの数値で駆動することで、個々のセル毎の加工を行なうものである。そして予め設定されたマトリクスを構成する全てのセルに対して深さ方向に加工することで、縦横に連続した複数のセルによって目的の意匠が施された壁パネルＡ，Ｂを加工することが可能である。
【００４２】
未加工状態のパネルを加工するに際し、加工機に搭載する工具の数は限定するものではない。即ち、１本の工具をマトリクスのｘ，ｙ方向に移動させつつ、個々のセル１を個別に加工し得るように構成しても良く、複数本の工具をｘ方向或いはｙ方向に配列してマトリクスを１列或いは１行毎に加工し得る工具列を構成し、この工具列を該工具列の方向と直交する方向に移動させつつ、列或いは行毎のセル１を加工し得るように構成しても良く、更に、複数本の工具をｘ，ｙ方向に面状に配列して１度に工具の配列に対応する部位を加工し得るように構成しても良い。
【００４３】
本実施例では、複数の工具を配列してｘ方向に行毎の加工を行なう加工機Ｃとして構成している。
【００４４】
次に、加工機Ｃの構成について図６〜図８により説明する。この加工機Ｃは、未加工状態のパネル11の表面に対し、複数の工具10をマトリクスに於けるｘ方向のセル１に対応させて配列し、この工具10とパネル11を相対的に移動させつつ深さ方向の加工を行い、マトリクスを構成する全てのセル１の加工が終了したとき、表面に予め設定された意匠を施した壁パネルＡ，Ｂを加工し得るように構成されている。
【００４５】
このため、加工機Ｃは、パネル11を搬送し且つ停止させてこの停止状態を維持し得るコンベア12と、コンベア12を挟んで設置された一対のレール13と、レール13に走行可能に載置され複数の工具10を搭載した加工台車14とを有して構成されている。更に加工機Ｃには、工具10によってパネル11を加工したときに発生する屑を収集する集塵機15と、レール13に走行可能に載置されパネル11の表面を直線状に切削して溝６，７を形成する切削台車16が設けられている。
【００４６】
コンベア12は、未加工状態のパネル11を矢印方向に搬送し、この搬送過程でパネル11を加工台車14と対応する位置で停止させると共に停止状態を維持し得るように構成されている。パネル11はコンベア12に載置された状態で工具10によって加工される。このため、コンベア12はパネル11に対する加工時に作用する衝撃力に対して充分な強度と剛性を有することが必要であり、本実施例ではローラコンベアとして構成されている。しかし、必ずしもローラコンベアに限定するものではなく、前記した強度と剛性を有するものであればスラットコンベア等のコンベアを用いることも可能である。
【００４７】
コンベア12によって搬送したパネル11を停止させる場合、該パネル11の長手方向（マトリクスのｙ方向）がレール13と平行であることが好ましい。このようにパネル11とレール13が平行となることによって、パネル11を停止させた状態で加工台車14を走行させて加工する場合、パネル11の長手方向とマトリクスのｙ方向がズレることがない。
【００４８】
またパネル11をコンベア12に載置した状態で停止させたとき、パネル11の停止位置と、該パネル11に設定されたマトリクスと、マトリクスを構成するセル１に対応する工具10の位置とが全て一致することが好ましい。
【００４９】
このため、コンベア12の所定位置には搬送されるパネル11の先端に当接して位置決めするための図示しないストッパーが設けられており、パネル11が該ストッパーに当接して停止したとき、パネル11がｙ方向の原点ｏと一致し得るように構成されている。また一方のレール13（例えば搬送方向の左側のレール）にパネル11の側面と当接する図示しない位置決め部材が設けられ、他方のレール13にパネル11の側面と当接して該パネル11を位置決め部材側に押圧させて挟持する図示しない押圧部材が設けられており、パネル11を押圧部材によって位置決め部材側に移動させると共に押圧して挟持することで、パネル11がｘ方向の原点ｏと一致し得るように構成されている。
【００５０】
上記の如く、パネル11の搬送経路にｘ，ｙ方向の位置を設定するストッパーや位置決め部材を設けることで、パネル11を常に一定の位置に停止させることが可能である。
【００５１】
加工台車14は、マトリクスに於けるｘ方向に配列した複数の工具10を有しており、これらの工具10を個々に設定された加工深さの数値に応じて選択的に駆動しつつ、レール13に沿って走行し得るように構成されている。
【００５２】
工具10は、前述したように多数のワイヤ10ａを束ねて直径が約25mmになるように構成されており、通常ジェットタガネと呼ばれるものを用いている。この工具は工具本体10ｂの内部に往復移動するピストンが配置されており、所定の圧力を持った圧力空気を供給することによってピストンを駆動して往復移動させる過程で、束ねたワイヤ10ａを打撃して該ワイヤ10ａによってパネル11の表面をハツリ加工し得るように構成されている。
【００５３】
この工具10はワイヤ10ａをパネル11の表面に当接させて駆動時間を制御することで、ハツリ深さ（パネル11に対する加工深さ）を制御し得るように構成されている。例えば、工具10を６秒間駆動したとき、パネル11を深さ６mmで加工することが可能である。従って、各工具10にはホース10ｃを介して図示しない電磁弁が接続されており、該電磁弁を加工すべき深さに対応させた時間だけ開放することで、パネル11の表面を目的の深さに加工することが可能である。即ち、工具10が対応したセル１を予め設定された加工深さで加工することが可能である。
【００５４】
複数の工具10をｘ方向に配列する場合、束ねたワイヤ10ａの直径よりも該ワイヤ10ａを保持する工具本体10ｂの太さの方が大きいため、単純に配列しても束ねたワイヤ10ａは工具本体10ｂの太さと略等しいピッチで配列されることとなり、この配列状態でｘ方向の全てのセル１を加工する場合、１度の加工が終了する毎に複数の工具10ａをｘ方向に移動させる必要がある。この方法を採用してもパネル11に対する加工は充分に可能であるが、加工時間の短縮をはかるためには好ましくはない。
【００５５】
本実施例で用いる工具10の工具本体10ｂの太さが約75mmである。このため、複数の工具10をｙ方向に３列配列すると共に、ｘ方向に配列した工具10のピッチを、束ねたワイヤ10ａの直径の３倍の寸法となるように設定している。複数の工具10をこのように配列することで、加工台車14を25mmピッチで移動させ、ｙ方向の第１列目の工具列18ａ〜第３列目の工具列18ｃが夫々パネル11に設定されたマトリクスに於けるｘ方向のセル１に対応したとき、各列18ａ〜18ｃの工具10が対応するセル１に設定された加工深さに応じて駆動されることで、パネル11を順次加工することが可能である。このように、パネル11に設定されたマトリクスに於けるｘ方向のセル１は、全てが同時に加工されるものではない。
【００５６】
複数の工具10は、加工台車14に設けた取付部材14ａに対し、パネル11の搬送方向に沿った方向（ｙ方向）に３列，パネル11の搬送方向に対し直交する方向（ｘ方向）に８本，８本，９本取り付けられている。また各方向に対する工具10の取付ピッチは、工具10の本体部10ｂの太さに対応させて75mmに設定されている。従って、図に示す加工機Ｃでは、ｘ方向の寸法が625mmのパネル11をｙ方向に25mmピッチで相対的に移動させつつ加工することが可能である。
【００５７】
上記取付部材14ａは加工台車14に固定されていても良いが、ｘ，ｙ方向に移動し得るように構成されていても良い。取付部材14ａが加工台車14に固定されている場合には、パネル11をコンベア12に載置して停止させるに際し、該パネル11をｘ，ｙ方向に正確に位置決めしておくことが必要であり、取付部材14ａが移動可能に構成されている場合には、必ずしもパネル11を正確に位置決めして停止させる必要はなく、該パネル11のコンベア12上での停止姿勢に対応させて取付部材14ａの位置を調整することで、工具10のセル１に対応する位置を設定することが可能である。
【００５８】
集塵機15は、工具10によってパネル11を加工したときに発生した屑を集めて排除する機能を有するものであり、パネル11の表面を覆うフード15ａと、フード15ａに接続された図示しないダクト、ダクトの経路に配置されたファン等を有して構成されている。
【００５９】
切削台車16は、パネル11を切削して溝６，７を形成する機能を有するものであり、図示しないカッターと、このカッターをパネル11に対して昇降させるモータ16ａを有して構成されている。
【００６０】
上記の如く構成された加工機Ｃの制御系について図８のブロック図により簡単に説明する。
【００６１】
図に於いて、制御装置21は、加工機Ｃの駆動を制御する機能を有するものであり、コンベア12の駆動や加工台車14の駆動に対するシーケンス制御情報等の情報が記憶された記憶部21ａと、入力装置22から予め入力されたパネル11に設定すべきマトリクスの情報や、目的の意匠に応じたマトリクスを構成する個々のセル１に対する位置情報と加工深さの数値情報等の加工情報を記憶する記憶部21ｂと、演算部21ｃによって構成されている。
【００６２】
入力装置22は、キーボードやディスクドライブ装置或いはマウス等からなり、パネル11の寸法に応じて設定されるマトリクスのサイズ情報や、該マトリクスを構成するセル１に対する加工深さの数値情報、或いはパネル11の材質の変化に伴う工具10の駆動時間等の加工情報、及び必要な制御情報を入力するものである。入力装置22によって入力された情報はインターフェース23を介して制御装置21に伝達されて記憶部21ｂに記憶される。
【００６３】
24はコンベア12によって搬送されるパネル11の先端を検出して信号を発生するセンサーであり、このセンサー24からの信号をスタート信号として一連の加工を順次継続して実行し得るように構成している。
【００６４】
25はコンベア12によって搬送されるパネル11の先端と当接して停止位置を設定するストッパーであり、26はパネル11の側面を位置決めする位置決め部材と押圧部材とからなる挟持装置である。
【００６５】
27はディスプレイやプリンター等の出力装置である。
【００６６】
次に、上記の如く構成された加工機Ｃによってパネル11に加工する際の手順について説明する。
【００６７】
パネル11はコンベア12に載置されて矢印方向に搬送される。この搬送過程でパネル11はセンサー24によって検出され、該センサー24から発生した信号に基づいて一連の作業が進行する。先ず、ストッパー25がコンベア12の間から突出してパネル11の先端と当接して停止させる。このとき、コンベア12も停止する。次いで、挟持部材26が作動し、パネル11を位置決め部材側に押圧して側面を位置決め部材に当接させ、押圧部材によって付勢してパネル11を挟持することでコンベア12上の位置を維持させる。このとき、パネル11は先端，側面共に原点ｏに一致して停止している。
【００６８】
パネル11が位置決めされた後、加工台車14がレール13に沿って走行し、該加工台車14に設けたセンサーによってパネル11の先端を検出し、その後、低速で走行して第１列18ａに配列された工具10をパネル11に設定されたマトリクスに於けるｙ方向の第１行に対向させる。このとき、第１列目の工具列18ａに配列された工具10は、例えばｘ方向に於ける３，６，９，12，15，18，21，24番目のセル１に対応する。従って、前記各工具10には目的の意匠に応じた加工深さとして、図３に示すように、夫々３mm，３mm，９mm，９mm，３mm，３mm，９mm，９mmの数値が設定される。そして、第１列目の工具列18ａは、夫々の加工深さの数値に応じて駆動され、対応するセル１を同時に加工する。
【００６９】
次いで、加工台車14はセル１の寸法に対応してｙ方向に25mm移動し、第１列目の工具列18ａをｙ方向の第２行に対向させる。このとき、工具列18ａを構成する各工具10は、ｘ方向に於ける３，６，９，12，15，18，21，24番目のセル１に対応している。そして各工具10に加工深さとして、夫々９mm，３mm，０mm，９mm，９mm，３mm，０mm，９mmの数値が設定され、夫々の工具が駆動されて対応するセル１を加工する。
【００７０】
更に、加工台車14はｙ方向に25mm移動し、第１列目の工具列18ａがｙ方向第３行に対向し、同時に第２列目の工具列18ｂがｙ方向第１行に対向する。このとき、工具列18ｂに配列された工具10は、ｘ方向に於ける２，５，８，11，14，17，20，23番目のセル１に対応する。従って、各工具10には加工深さとして、夫々３mm，３mm，９mm，９mm，３mm，３mm，９mm，９mmの数値が設定され、第１列目の工具列18ａに配列された工具10と同時に駆動される。
【００７１】
上記の如くして順に加工が進行すると、第３列目の工具列18ｃがｙ方向の第１行に対向し、同時に工具列18ｂは第３行に、工具列18ａは第５行に対向する。このとき、工具列18ｃに配列された工具列18ｃは、ｘ方向に於ける１，４，７，10，13，16，19，22番目のセル１に対応する。従って、各工具10には加工深さとして、夫々３mm，３mm，９mm，９mm，３mm，３mm，９mm，９mmの数値が設定され、第１列目の工具列18ａ，第２列目の工具列18ｂと同時に駆動される。
【００７２】
上記加工により、パネル11に設定されたマトリクスに於けるｙ方向第１行は、工具列18ａ〜18ｃによって全てのセル１が加工され、第２行及び第３行は工具列18ａ，18ｂによって既に加工されたセル１に隣接したセル１が加工され、第３行及び第５行は工具列18ａによって対応したセル１が先行して加工される。即ち、工具列18ａによるセル１に対する加工に引き続き、工具列18ｂ，18ｃによる加工が見掛け上階段状に進行する。
【００７３】
上記の如き加工を順次進行させ、第３列目の工具列18ｃがパネル11に設定されたマトリクスに於けるｙ方向第108行の加工を終了したとき、パネル11に設定されたマトリクスを構成する全てのセル１が加工されたこととなり、表面に予め設定された目的の意匠である模様２，３からなるブロック４が連続した意匠が施された壁パネルＡが加工される。
【００７４】
工具10によるパネル11に対する加工が終了し、或いはそれ以前に、切削台車16を駆動してパネル11の表面に縦横の溝６，７を形成する。更に、表面に目的の意匠が施され、且つ溝６，７が形成された後、パネル11の停止状態を維持している挟持部材26を開放すると共にッストッパー25を開放してパネル11に対する拘束を解除し、その後、コンベア12を駆動してパネル11を矢印方向に搬送して集塵機15に対向させて表面にある屑を吸引して排除する。
【００７５】
尚、上記加工機Ｃでは、パネル11をコンベア12上に停止させておき、加工台車14をセル１の寸法に対応させてレール13上を走行させるように構成したが、この構成に限定するものではなく、加工台車14を停止させた状態でコンベア12を駆動，停止させてパネル11をセル１の寸法に対応させて移動させるように構成しても良いことは当然である。
【００７６】
またパネル11がパルプ繊維や化学繊維を混入させたサイディングである場合、束ねたワイヤ10ａを有する工具10によって加工したとき、表面に混入させた繊維が露出してケバ立つことがある。この場合、加工後に行なわれる塗装に代表される表面処理によって繊維を押さえつけることが可能である。
【００７７】
前述したように、全表面にわたって模様２，３からなる意匠を施した壁パネルＡ、表面の一部に意匠を施した壁パネルＢは、建物の外壁或いは内壁に適用することが可能である。
【００７８】
例えば図10は、二階建ての住宅Ｄを示すものであり、一階部分には壁パネルＡを採用し、二階部分には壁パネルＢを採用して外壁を構成している。この例では、外壁の全てを壁パネルＡ，Ｂによって構成しているが、必ずしも全てに採用する必要はなく、一階部分に壁パネルＡを採用し、二階部分には特別な意匠を施すことのない壁パネルを採用しても良い。
【００７９】
また壁パネルＡ，Ｂは、建築物の内壁であるロビーの壁面に採用することが可能であり、特に壁パネルＢは意匠を施した部分を腰壁として室内の壁パネルとして採用することも可能である。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係る壁パネルの加工方法では、加工すべき壁パネルの表面に予め設定された寸法を持ったセルを単位とするマトリクスを設定すると共に個々のセル毎の加工深さを目的の意匠に応じた数値で設定し、この設定に基づいて各セルを加工することで、個々のセルは独立して加工されるが、隣接する他のセルと有機的に連続して目的の意匠を形成することが出来る。
【００８１】
また本発明に係る壁パネルの加工装置では、加工単位となるセルと対応させた工具を壁パネルの表面に設定されたマトリクスに沿って配置し、或いは相対的に移動させる加工機に搭載し、前記加工機及び工具を、マトリクスを構成するセルの位置と加工深さのデータに基づいて駆動制御することによって、壁パネルの表面に設定されたマトリクスを構成するセルに対応する部位を工具によって深さ方向に予め設定された深さで加工することが出来る。
【００８２】
また本発明に係る壁パネルでは、加工すべき表面がセルを加工単位とするマトリクスによって規定され、個々のセルが予め設定された意匠に応じた深さを持って加工されることで、目的の意匠が如何なる形状であっても容易に且つ無制限に形成することが出来る。
【００８３】
また複数のセルに対応する加工部位を横断するように溝を形成することによって、複数のセルによって形成された意匠の単位を溝によって際立たせることが出来、明瞭で且つ好ましい意匠性を発揮させることが出来る。
【００８４】
更に、本発明に係る壁パネルは成形時に意匠を施すものではないため、意匠型枠が不要であり、これに伴って保管スペースが不要となる。また成形後、硬化までの時間が不要であり、硬化時に型枠を配置するためのスペースも不要である。またショットブラストによって意匠を施す際に利用するブラストマスクも不要となる。
【００８５】
また本発明に係る建築物では、表面にセルを加工単位として異なる深さを持った所望の意匠からなる壁パネルを用いることで、高い意匠性を発揮することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 表面に異なる深さで加工した意匠を持った壁パネルを示す図である。
【図２】 壁パネルに形成する溝の形状を説明する図である。
【図３】 壁パネルの表面に設定されたマトリクスを構成する複数のセルと個々のセルに設定された加工深さの数値を説明する図である。
【図４】 図３の一部を拡大した図でありマトリクスとセルとの関係及び各セルに設定された加工深さを説明する図である。
【図５】 図３に示すマトリクスを構成する個々のセルを設定された加工深さで加工したときの壁パネルの表面を説明する図である。
【図６】 加工機の構成を説明する図である。
【図７】 工具の例を説明する図である。
【図８】 加工機の制御系を説明するブロック図である。
【図９】 壁パネルの他の意匠例を説明する図である。
【図10】 外壁の一部に本発明に係る壁パネルを用いた建築物の例を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ 壁パネル
Ｃ 加工機
Ｄ 住宅
１ セル
２，３ 模様
４ ブロック
５ａ〜５ｄ 加工部
６，７ 溝
10 工具
10ａ ワイヤ
10ｂ 工具本体
10ｃ ホース
11 パネル
12 コンベア
13 レール
14 加工台車
14ａ 取付部材
15 集塵機
15ａ フード
16 切削台車
16ａ モータ
18ａ〜18ｃ 工具列
21 制御装置
21ａ，21ｂ 記憶部
21ｃ 演算部
22 入力装置
23 インターフェース
24 センサー
25 ストッパー
26 挟持部材
27 出力装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の壁に用いる壁パネルの表面に深さ方向の加工を施して意匠性を向上させる加工方法と、この加工方法を実現する加工装置と、前記加工方法によって意匠が施された壁パネルと、この壁パネルを用いた建築物とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建物の意匠性を向上させる際の方法の一つに、壁パネルに意匠加工を施すことがある。例えばコンクリートパネルからなる壁パネルに意匠加工を施す場合、成形型枠の一面に目的の図案を形成した意匠型枠を用い、この意匠型枠にコンクリートを流し込んで硬化成形するのが一般的である（第１公知例）。この場合、１枚の壁パネルを成形する毎に１組みの意匠型枠が必要となり、この意匠型枠を繰り返し使用することで、多数枚の壁パネルを成形している。
【０００３】
また既に硬化した壁パネルの表面に径の小さい鋼球を打ちつけてハツリ加工するショットブラストを採用して意匠加工を施すこともある（第２公知例）。ショットブラストを施す場合、壁パネルの表面であって加工を施す必要のない部分にマスキングしておくことが必要であり、一回のショットブラスト加工によるブラスト深さは略一定となる。このため、厚さ方向に深さの異なる部位を持った意匠を形成する場合、加工深さに応じてマスキングを代えながら複数回のショットブラスト加工を施している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
壁パネルの意匠性を向上させる際に、上記第１公知例の方法を採用した場合、１枚の壁パネル毎に１組みの意匠型枠が必要となり且つコンクリートが硬化するまで脱型することが出来ず、製造のために必要なスペースが増加するという問題や、異なる意匠毎に異なる意匠型枠が必要であり、壁パネルの製造工場では大量の型枠が必要となり、多大な設備投資が必要になるという問題や、大量の意匠型枠のための保管スペースの増加や管理の煩雑さが生じ、これに伴って生産性が低下する等の問題がある。
【０００５】
また上記第２公知例を採用した場合、１度の加工によって実現し得る加工深さは１種類であり、意匠の表現力に乏しいという問題がある。この問題を解決するために、マスキングを交換しつつ複数回の加工を施すが、この場合、マスキングの交換に要する手間が大変であり、且つこの作業を自動化することが出来ず、製造ラインの自動化や生産性を阻害しているという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、意匠型枠を必要とせず、且つマスキングすることなく、表面に意匠を施す壁パネルの加工方法と、この加工方法を実現する加工装置と、前記方法を採用して形成された壁パネルと、この壁パネルを用いた建築物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る壁パネルの加工方法は、壁パネルの表面に予め設定された意匠を施す壁パネルの加工方法であって、壁パネルの表面に予め設定された寸法を持ったセルを単位とするマトリクスを設定し、更に、前記マトリクスを構成する個々のセル毎に加工深さを設定し、前記設定に基づいて壁パネルの表面に対して多数のワイヤを束ねて構成され前記セルの寸法に対応した間隔且つ前記セルの配列方向に対応した方向に配列した複数の工具で打撃することによりハツリ加工することで意匠を施すことを特徴とするものである。
【０００８】
上記加工方法では、加工すべき壁パネルの表面に予め設定された寸法を持ったセルを単位とするマトリクスを設定すると共に個々のセル毎の加工深さを設定し、この設定に基づいて各セルを加工することで、壁パネルの表面に離散または連続した複数のセルからなる意匠を施すことが出来る。
【０００９】
即ち、壁パネルの加工すべき表面に、予め設定された寸法を有するセルを独立した加工単位とするマトリクスを設定し、個々のセルに対し目的の意匠を実現するのに必要な加工深さ（例えば、０mm，３mm，６mm，９mm等）の条件を夫々独立して設定して加工することで、個々のセルが独立して加工されたとしても、この加工条件が目的の意匠を実現するために設定されたものであるため、隣接する他のセルと有機的に連続して目的の意匠を形成することが出来る。
【００１０】
複数のセルからなるマトリクスは、必ずしも壁パネルの全表面に設定される必要はなく、該壁パネルの一部であっても良い。この場合、壁パネルによって壁の腰部分と壁部分とを分割した意匠を実現することが出来る。
【００１１】
また本発明に係る壁パネルの加工装置は、壁パネルの表面に設定されたマトリクスの単位となる予め設定された寸法を持ったセルの寸法に対応した寸法を有し、壁パネルの表面を深さ方向に加工する多数のワイヤを束ねて構成され前記セルの寸法に対応した間隔且つ前記セルの配列方向に対応した方向に配列した複数の工具を有し、該工具を壁パネルの表面に設定されたマトリクスに従って前記セルの寸法に対応したピッチで相対的に移動させる加工機と、マトリクスを構成するセル毎の位置と加工深さのデータを入力する入力装置と、入力された前記セル毎の位置と加工深さのデータを記憶する記憶装置と、前記セル毎の位置と加工深さのデータに基づいて前記加工機及び工具の駆動を制御する制御装置と、を有して構成されるものである。
【００１２】
上記加工装置では、加工単位となるセルと対応させた工具を用い、該工具を壁パネルの表面に設定されたマトリクスに沿って配置、或いは相対的に移動させる加工機に搭載し、前記加工機及び工具を、マトリクスを構成するセルの位置と加工深さのデータに基づいて駆動制御することによって、壁パネルの表面に設定されたマトリクスを構成するセルに対応する部位を深さ方向に加工することが出来る。
【００１３】
工具が１個のセルのみを加工し得るように構成されている場合、加工機は前記工具と壁パネルを相対的に、壁パネルの全表面に沿って、例えばマトリクスを構成する直交座標系に沿って移動させるように構成される。そして工具が個々のセルに対応する位置に到達する都度、該セルの位置に対応する加工深さのデータに基づいて駆動され、これにより、壁パネルの表面を深さ方向に加工して目的の意匠を加工することが出来る。
【００１４】
また複数の工具が列又は行（以下、列）として配置されている場合、加工機は複数の工具からなる列と壁パネルを、相対的に列と直交する方向に移動させるように構成される。そして列を構成する個々の工具は夫々対向するセルの位置に対応する加工深さのデータに基づいて駆動され、この駆動によって壁パネルの表面に於ける列に対応する部位は予め設定された深さに加工される。その後、加工機或いは壁パネルを列と直交する方向に移動させ、更に各工具を次の列を加工する加工深さのデータに基づいて駆動して加工し、更に、前記加工を繰り返すことで壁パネルの表面に目的の意匠を加工することが出来る。
【００１５】
また複数の工具が列及び行方向に面状に配置されている場合、複数の工具の配置によって構成された面が壁パネルに於ける加工すべき面に対して等しいか大きいとき、加工機は面状に配置された工具と壁パネルを相対的に移動させて未加工状態の壁パネルの搬入と、加工済みの壁パネルの搬出を行なうように構成され、また複数の工具の配置によって構成された面が壁パネルに於ける加工すべき面よりも小さいとき、加工機は加工の進行に伴って面状に配置された工具と壁パネルを相対的に移動させるように構成される。そして面状に配置された個々の工具は夫々加工深さのデータに基づいて駆動され、これにより、壁パネルの表面を深さ方向に加工して目的の意匠を加工することが出来る。
【００１６】
また本発明に係る壁パネルは、表面に予め設定された寸法を持ったセルを単位とするマトリクスが設定され、前記セル毎に予め設定された意匠に応じた加工深さで多数のワイヤを束ねて構成され前記セルの寸法に対応した間隔且つ前記セルの配列方向に対応した方向に配列した複数の工具で打撃することによりハツリ加工が施されたものである。
【００１７】
上記壁パネルでは、加工すべき表面がセルを加工単位とするマトリクスによって規定され、個々のセルが予め設定された意匠に応じた深さを持って加工がなされており、複数のセルが離散または連続して深さを設定されることによって目的の意匠が形成されている。
【００１８】
上記壁パネルに於いて、複数のセルに対応する加工部位を横断するように溝を形成することが好ましい。壁パネルの表面をこのように構成することによって、複数のセルによって形成された意匠の単位を溝によって際立たせることが出来、明瞭で且つ好ましい意匠性を発揮させることが出来る。
【００１９】
また本発明に係る建築物は、上記壁パネルを少なくとも外壁又は内壁の一部に取り付けたものである。この建築物では、表面にセルを加工単位として異なる深さを持った所望の意匠からなる壁パネルを用いることで、高い意匠性を発揮することが出来る。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、上記壁パネルの好ましい実施形態について図を用いて説明し、合わせて加工方法及び加工機並びに建築物について説明する。図１は表面に異なる深さで加工した意匠を持った壁パネルを示す図である。図２は壁パネルに形成する溝の形状を説明する図である。図３は壁パネルの表面に設定されたマトリクスを構成する複数のセルと個々のセルに設定された加工深さの数値を説明する図である。図４は図３の一部を拡大した図でありマトリクスとセルとの関係及び各セルに設定された加工深さを説明する図である。図５は図３に示すマトリクスを構成する個々のセルを設定された加工深さで加工したときの壁パネルの表面を説明する図である。図６は加工機の構成を説明する図である。図７は工具の例を説明する図である。図８は加工機の制御系を説明するブロック図である。図９は壁パネルの他の意匠例を説明する図である。図10は外壁の一部に本発明に係る壁パネルを用いた建築物の例を説明する図である。
【００２１】
壁パネルＡには、図３，図４に示すように、表面に複数の予め設定された寸法を有するセル１を列方向（ｘ軸方向）及び行方向（ｙ軸方向）に配列して構成されたマトリクスが設定され、各セル１には目的の意匠を構成する位置に対応させて該意匠を実現するのに必要な加工深さの数値が設定される。そして、前記数値に基づいて、各セル１を加工単位として深さ方向に加工し、マトリクスを構成する全てのセル１に対応する位置を加工したとき、連続したセル１により目的の意匠が施される。
【００２２】
またセル１は予め設定された寸法を有している。セル１に設定すべき寸法は特に限定するものではなく、目的の意匠を実現するのに必要な寸法を設定し、この寸法に基づいて設定することが可能である。
【００２３】
特に、セル１の寸法を該セル１を加工する工具との関連で設定することが好ましい場合がある。例えばセル１を加工する工具としてドリルやエンドミルを用いる場合、セル１の寸法に対応させてこれらの工具の直径を設定することが可能であり、更に、工具の直径を設定することによってセル１の寸法を設定することも可能である。前記工具は、壁パネルを良好な状態で加工し得るものであることが必要ある。従って、壁パネルを加工する工具は一義的に設定し得るものではなく、壁パネルの材質に応じて適宜選択的に用いることが好ましい。
【００２４】
本実施例では後述するように壁パネルＡの素材としてＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）パネルを用いており、工具10として図７に示すように、所定の径で束ねた多数のワイヤ10ａと、該ワイヤ10ａに打撃力を付与する打撃部材とを有して構成される所謂ジェットタガネを採用している。この工具10では束ねたワイヤ10ａの外径は約25mmになっている
【００２５】
上記の如く、セル１の寸法が予め設定され、且つ加工すべき壁パネルＡは幅寸法及び長さ寸法共に目的の建築物に設定されたモジュール寸法に応じた寸法に設定される。従って、壁パネルＡに複数のセル１をｘ方向及びｙ方向に配列してマトリクスを設定する場合、各方向に配置されるセル１の数は、壁パネルＡの夫々の方向の寸法とセル１の寸法（本実施例では25mm）とによって設定される。
【００２６】
本実施例に於いて、壁パネルＡは幅寸法が609mm、長さ寸法が2860mmに設定されており、該壁パネルＡに対し25mm角に設定したセル１からなるマトリクスを図３に示すように設定している。この場合、壁パネルＡの幅方向をｘ方向として２４列のセル１が設定され、長さ方向をｙ方向として１０８行のセル１が設定される。
【００２７】
しかし、寸法が異なる壁パネルＡにはｘ，ｙ方向に配置されるセル１の数が異なることは当然であり、また図９に示すように、全面に意匠を施すことなく一部分にのみ意匠を施した壁パネル（壁パネルＢ）を加工する場合も、施すべき面積に応じてマトリクスを構成するセル１の配置数が異なることも当然である。
【００２８】
マトリクスを構成する個々のセル１には、夫々の位置に対応して目的の意匠に応じた加工深さが数値で設定される。
【００２９】
壁パネルＡに施される意匠は、適用される建築物の全体的な形状から醸し出されるイメージ等を考慮しつつ設定される。このため、壁パネルＡに施されるべき意匠の種類は膨大なものとなることが想定される。即ち、壁パネルＡに形成される意匠は一義的に限定されるものではない。
【００３０】
以下、本実施例では図１に示すように、２種類の矩形状の模様２，３を交互に配置した４つの模様によって１つのブロック４を構成し、このブロック４をｘ，ｙ方向に連続させて構成した意匠が壁パネルＡの表面に施される場合について説明する。
【００３１】
上記各模様２，３は、夫々異なる深さ（加工深さ、０mm〜９mm）を持った複数の加工部５ａ〜５ｄによって構成されている。各加工部５ａ〜５ｄに対する加工深さは、目的の意匠に応じて設定されるべきものであり、特に限定するものではない。
【００３２】
本実施例では、加工部５ａは加工深さが０mm、即ち、深さ方向への加工を施すことのない領域を示している。また加工部５ｂは加工深さ３mmの領域を示し、加工部５ｃは加工深さ６mmの領域を示し、更に加工部５ｄは加工深さ９mmの領域を示している。
【００３３】
各加工部５ａ〜５ｄの領域は、セル１の寸法と等しいか或いは整数倍となるように設定される。即ち、各加工部５ａ〜５ｄは１個のセル１或いは複数のセル１が連続することで構成され、更に、各加工部５ａ〜５ｄが目的の意匠に応じて選択的に配置されることで模様２，３及びブロック４が構成される。
【００３４】
個々のセル１に対する加工深さとマトリクスとの関係を図４により説明する。同図は、図３に示すマトリクスの原点ｏを起点としたブロック４に対応したセル１を示している。各模様１，２はｘ，ｙ方向に夫々６個（６×25＝150mm）のセル１によって構成されており、従って、ブロック４はｘ，ｙ方向に夫々12個（12×25＝300mm）のセル１によって構成されている。
【００３５】
尚、図に於いて各セル１毎に記載した数値は、各セル１に設定された加工深さの数値を示している。例えば、マトリクスに於ける（３，５）の座標の位置に対応するセル１では加工深さ９mmに設定されており、また（９，９）の座標の位置に対応するセル１では加工深さ０mmに設定されている。
【００３６】
このように、壁パネルＡに設定されたマトリクスを構成する個々のセル１には、目的の意匠（模様２，３）を形成するのに必要な加工深さの数値が設定され、この数値に基づいて加工されることで、壁パネルＡには図５に示す凹凸を持った模様２，３が形成される。そしてこの模様２，３が交互に形成されることでブロック４が形成され、更に、ブロック４がｘ，ｙ方向に連続して形成されることで、壁パネルＡに目的の意匠が施される。
【００３７】
また壁パネルＡには各模様２，３を単位として分割するように、ｘ，ｙ方向に夫々溝６，７が形成される。溝６，７は、図２に示すように壁パネルＡの表面側の幅が底部の幅よりも大きい台形状に形成される。特に、溝６は壁パネルＡの幅方向の中央に長さ方向に沿って形成されており、溝７は個々の模様２，３に沿って形成されている。
【００３８】
これらの溝６，７は、個々の模様２，３を隣接する他の模様から独立させることで、浮き立たせる機能を有するものであり、溝６の方が溝７よりも大きい寸法を持って形成される。そしてこれらの溝６，７によって、壁パネルＡの表面に形成された意匠に強いアクセントを与えている。
【００３９】
壁パネルＡ，Ｂの素材としては特に限定するものではなく、表面を深さ方向に加工し得る材料からなるパネルであれば良い。このようなパネルとしては、ＰＣ（プレキャストコンクリート）パネルやＡＬＣパネルやサイディング等の窯業系のパネルがある。
【００４０】
特に、１個の型枠によって１枚のパネルを成形するようなパネルではなく、成形型枠に材料を打設した後、この材料を切断して複数枚のパネルを製造し得るような場合に有利である。即ち、このような方法で製造されるパネルに対し意匠型枠を用いて意匠を施す場合、１枚のパネルに対して１個の型枠が必要になるが、本方法は硬化したパネルに対して加工するものであり、パネル自体の製造工程に影響を及ぼすものではない。
【００４１】
表面に目的の意匠を施した壁パネルＡ，Ｂを加工するための加工機は、未加工状態のパネルと工具を、予め設定されたマトリクスに沿って相対的に移動させて工具とセルとを対応させ、更に、工具を、対応するセルのマトリクスに於ける位置に応じて設定された加工深さの数値で駆動することで、個々のセル毎の加工を行なうものである。そして予め設定されたマトリクスを構成する全てのセルに対して深さ方向に加工することで、縦横に連続した複数のセルによって目的の意匠が施された壁パネルＡ，Ｂを加工することが可能である。
【００４２】
未加工状態のパネルを加工するに際し、加工機に搭載する工具の数は限定するものではない。即ち、１本の工具をマトリクスのｘ，ｙ方向に移動させつつ、個々のセル１を個別に加工し得るように構成しても良く、複数本の工具をｘ方向或いはｙ方向に配列してマトリクスを１列或いは１行毎に加工し得る工具列を構成し、この工具列を該工具列の方向と直交する方向に移動させつつ、列或いは行毎のセル１を加工し得るように構成しても良く、更に、複数本の工具をｘ，ｙ方向に面状に配列して１度に工具の配列に対応する部位を加工し得るように構成しても良い。
【００４３】
本実施例では、複数の工具を配列してｘ方向に行毎の加工を行なう加工機Ｃとして構成している。
【００４４】
次に、加工機Ｃの構成について図６〜図８により説明する。この加工機Ｃは、未加工状態のパネル11の表面に対し、複数の工具10をマトリクスに於けるｘ方向のセル１に対応させて配列し、この工具10とパネル11を相対的に移動させつつ深さ方向の加工を行い、マトリクスを構成する全てのセル１の加工が終了したとき、表面に予め設定された意匠を施した壁パネルＡ，Ｂを加工し得るように構成されている。
【００４５】
このため、加工機Ｃは、パネル11を搬送し且つ停止させてこの停止状態を維持し得るコンベア12と、コンベア12を挟んで設置された一対のレール13と、レール13に走行可能に載置され複数の工具10を搭載した加工台車14とを有して構成されている。更に加工機Ｃには、工具10によってパネル11を加工したときに発生する屑を収集する集塵機15と、レール13に走行可能に載置されパネル11の表面を直線状に切削して溝６，７を形成する切削台車16が設けられている。
【００４６】
コンベア12は、未加工状態のパネル11を矢印方向に搬送し、この搬送過程でパネル11を加工台車14と対応する位置で停止させると共に停止状態を維持し得るように構成されている。パネル11はコンベア12に載置された状態で工具10によって加工される。このため、コンベア12はパネル11に対する加工時に作用する衝撃力に対して充分な強度と剛性を有することが必要であり、本実施例ではローラコンベアとして構成されている。しかし、必ずしもローラコンベアに限定するものではなく、前記した強度と剛性を有するものであればスラットコンベア等のコンベアを用いることも可能である。
【００４７】
コンベア12によって搬送したパネル11を停止させる場合、該パネル11の長手方向（マトリクスのｙ方向）がレール13と平行であることが好ましい。このようにパネル11とレール13が平行となることによって、パネル11を停止させた状態で加工台車14を走行させて加工する場合、パネル11の長手方向とマトリクスのｙ方向がズレることがない。
【００４８】
またパネル11をコンベア12に載置した状態で停止させたとき、パネル11の停止位置と、該パネル11に設定されたマトリクスと、マトリクスを構成するセル１に対応する工具10の位置とが全て一致することが好ましい。
【００４９】
このため、コンベア12の所定位置には搬送されるパネル11の先端に当接して位置決めするための図示しないストッパーが設けられており、パネル11が該ストッパーに当接して停止したとき、パネル11がｙ方向の原点ｏと一致し得るように構成されている。また一方のレール13（例えば搬送方向の左側のレール）にパネル11の側面と当接する図示しない位置決め部材が設けられ、他方のレール13にパネル11の側面と当接して該パネル11を位置決め部材側に押圧させて挟持する図示しない押圧部材が設けられており、パネル11を押圧部材によって位置決め部材側に移動させると共に押圧して挟持することで、パネル11がｘ方向の原点ｏと一致し得るように構成されている。
【００５０】
上記の如く、パネル11の搬送経路にｘ，ｙ方向の位置を設定するストッパーや位置決め部材を設けることで、パネル11を常に一定の位置に停止させることが可能である。
【００５１】
加工台車14は、マトリクスに於けるｘ方向に配列した複数の工具10を有しており、これらの工具10を個々に設定された加工深さの数値に応じて選択的に駆動しつつ、レール13に沿って走行し得るように構成されている。
【００５２】
工具10は、前述したように多数のワイヤ10ａを束ねて直径が約25mmになるように構成されており、通常ジェットタガネと呼ばれるものを用いている。この工具は工具本体10ｂの内部に往復移動するピストンが配置されており、所定の圧力を持った圧力空気を供給することによってピストンを駆動して往復移動させる過程で、束ねたワイヤ10ａを打撃して該ワイヤ10ａによってパネル11の表面をハツリ加工し得るように構成されている。
【００５３】
この工具10はワイヤ10ａをパネル11の表面に当接させて駆動時間を制御することで、ハツリ深さ（パネル11に対する加工深さ）を制御し得るように構成されている。例えば、工具10を６秒間駆動したとき、パネル11を深さ６mmで加工することが可能である。従って、各工具10にはホース10ｃを介して図示しない電磁弁が接続されており、該電磁弁を加工すべき深さに対応させた時間だけ開放することで、パネル11の表面を目的の深さに加工することが可能である。即ち、工具10が対応したセル１を予め設定された加工深さで加工することが可能である。
【００５４】
複数の工具10をｘ方向に配列する場合、束ねたワイヤ10ａの直径よりも該ワイヤ10ａを保持する工具本体10ｂの太さの方が大きいため、単純に配列しても束ねたワイヤ10ａは工具本体10ｂの太さと略等しいピッチで配列されることとなり、この配列状態でｘ方向の全てのセル１を加工する場合、１度の加工が終了する毎に複数の工具10ａをｘ方向に移動させる必要がある。この方法を採用してもパネル11に対する加工は充分に可能であるが、加工時間の短縮をはかるためには好ましくはない。
【００５５】
本実施例で用いる工具10の工具本体10ｂの太さが約75mmである。このため、複数の工具10をｙ方向に３列配列すると共に、ｘ方向に配列した工具10のピッチを、束ねたワイヤ10ａの直径の３倍の寸法となるように設定している。複数の工具10をこのように配列することで、加工台車14を25mmピッチで移動させ、ｙ方向の第１列目の工具列18ａ〜第３列目の工具列18ｃが夫々パネル11に設定されたマトリクスに於けるｘ方向のセル１に対応したとき、各列18ａ〜18ｃの工具10が対応するセル１に設定された加工深さに応じて駆動されることで、パネル11を順次加工することが可能である。このように、パネル11に設定されたマトリクスに於けるｘ方向のセル１は、全てが同時に加工されるものではない。
【００５６】
複数の工具10は、加工台車14に設けた取付部材14ａに対し、パネル11の搬送方向に沿った方向（ｙ方向）に３列，パネル11の搬送方向に対し直交する方向（ｘ方向）に８本，８本，９本取り付けられている。また各方向に対する工具10の取付ピッチは、工具10の本体部10ｂの太さに対応させて75mmに設定されている。従って、図に示す加工機Ｃでは、ｘ方向の寸法が625mmのパネル11をｙ方向に25mmピッチで相対的に移動させつつ加工することが可能である。
【００５７】
上記取付部材14ａは加工台車14に固定されていても良いが、ｘ，ｙ方向に移動し得るように構成されていても良い。取付部材14ａが加工台車14に固定されている場合には、パネル11をコンベア12に載置して停止させるに際し、該パネル11をｘ，ｙ方向に正確に位置決めしておくことが必要であり、取付部材14ａが移動可能に構成されている場合には、必ずしもパネル11を正確に位置決めして停止させる必要はなく、該パネル11のコンベア12上での停止姿勢に対応させて取付部材14ａの位置を調整することで、工具10のセル１に対応する位置を設定することが可能である。
【００５８】
集塵機15は、工具10によってパネル11を加工したときに発生した屑を集めて排除する機能を有するものであり、パネル11の表面を覆うフード15ａと、フード15ａに接続された図示しないダクト、ダクトの経路に配置されたファン等を有して構成されている。
【００５９】
切削台車16は、パネル11を切削して溝６，７を形成する機能を有するものであり、図示しないカッターと、このカッターをパネル11に対して昇降させるモータ16ａを有して構成されている。
【００６０】
上記の如く構成された加工機Ｃの制御系について図８のブロック図により簡単に説明する。
【００６１】
図に於いて、制御装置21は、加工機Ｃの駆動を制御する機能を有するものであり、コンベア12の駆動や加工台車14の駆動に対するシーケンス制御情報等の情報が記憶された記憶部21ａと、入力装置22から予め入力されたパネル11に設定すべきマトリクスの情報や、目的の意匠に応じたマトリクスを構成する個々のセル１に対する位置情報と加工深さの数値情報等の加工情報を記憶する記憶部21ｂと、演算部21ｃによって構成されている。
【００６２】
入力装置22は、キーボードやディスクドライブ装置或いはマウス等からなり、パネル11の寸法に応じて設定されるマトリクスのサイズ情報や、該マトリクスを構成するセル１に対する加工深さの数値情報、或いはパネル11の材質の変化に伴う工具10の駆動時間等の加工情報、及び必要な制御情報を入力するものである。入力装置22によって入力された情報はインターフェース23を介して制御装置21に伝達されて記憶部21ｂに記憶される。
【００６３】
24はコンベア12によって搬送されるパネル11の先端を検出して信号を発生するセンサーであり、このセンサー24からの信号をスタート信号として一連の加工を順次継続して実行し得るように構成している。
【００６４】
25はコンベア12によって搬送されるパネル11の先端と当接して停止位置を設定するストッパーであり、26はパネル11の側面を位置決めする位置決め部材と押圧部材とからなる挟持装置である。
【００６５】
27はディスプレイやプリンター等の出力装置である。
【００６６】
次に、上記の如く構成された加工機Ｃによってパネル11に加工する際の手順について説明する。
【００６７】
パネル11はコンベア12に載置されて矢印方向に搬送される。この搬送過程でパネル11はセンサー24によって検出され、該センサー24から発生した信号に基づいて一連の作業が進行する。先ず、ストッパー25がコンベア12の間から突出してパネル11の先端と当接して停止させる。このとき、コンベア12も停止する。次いで、挟持部材26が作動し、パネル11を位置決め部材側に押圧して側面を位置決め部材に当接させ、押圧部材によって付勢してパネル11を挟持することでコンベア12上の位置を維持させる。このとき、パネル11は先端，側面共に原点ｏに一致して停止している。
【００６８】
パネル11が位置決めされた後、加工台車14がレール13に沿って走行し、該加工台車14に設けたセンサーによってパネル11の先端を検出し、その後、低速で走行して第１列18ａに配列された工具10をパネル11に設定されたマトリクスに於けるｙ方向の第１行に対向させる。このとき、第１列目の工具列18ａに配列された工具10は、例えばｘ方向に於ける３，６，９，12，15，18，21，24番目のセル１に対応する。従って、前記各工具10には目的の意匠に応じた加工深さとして、図３に示すように、夫々３mm，３mm，９mm，９mm，３mm，３mm，９mm，９mmの数値が設定される。そして、第１列目の工具列18ａは、夫々の加工深さの数値に応じて駆動され、対応するセル１を同時に加工する。
【００６９】
次いで、加工台車14はセル１の寸法に対応してｙ方向に25mm移動し、第１列目の工具列18ａをｙ方向の第２行に対向させる。このとき、工具列18ａを構成する各工具10は、ｘ方向に於ける３，６，９，12，15，18，21，24番目のセル１に対応している。そして各工具10に加工深さとして、夫々９mm，３mm，０mm，９mm，９mm，３mm，０mm，９mmの数値が設定され、夫々の工具が駆動されて対応するセル１を加工する。
【００７０】
更に、加工台車14はｙ方向に25mm移動し、第１列目の工具列18ａがｙ方向第３行に対向し、同時に第２列目の工具列18ｂがｙ方向第１行に対向する。このとき、工具列18ｂに配列された工具10は、ｘ方向に於ける２，５，８，11，14，17，20，23番目のセル１に対応する。従って、各工具10には加工深さとして、夫々３mm，３mm，９mm，９mm，３mm，３mm，９mm，９mmの数値が設定され、第１列目の工具列18ａに配列された工具10と同時に駆動される。
【００７１】
上記の如くして順に加工が進行すると、第３列目の工具列18ｃがｙ方向の第１行に対向し、同時に工具列18ｂは第３行に、工具列18ａは第５行に対向する。このとき、工具列18ｃに配列された工具列18ｃは、ｘ方向に於ける１，４，７，10，13，16，19，22番目のセル１に対応する。従って、各工具10には加工深さとして、夫々３mm，３mm，９mm，９mm，３mm，３mm，９mm，９mmの数値が設定され、第１列目の工具列18ａ，第２列目の工具列18ｂと同時に駆動される。
【００７２】
上記加工により、パネル11に設定されたマトリクスに於けるｙ方向第１行は、工具列18ａ〜18ｃによって全てのセル１が加工され、第２行及び第３行は工具列18ａ，18ｂによって既に加工されたセル１に隣接したセル１が加工され、第３行及び第５行は工具列18ａによって対応したセル１が先行して加工される。即ち、工具列18ａによるセル１に対する加工に引き続き、工具列18ｂ，18ｃによる加工が見掛け上階段状に進行する。
【００７３】
上記の如き加工を順次進行させ、第３列目の工具列18ｃがパネル11に設定されたマトリクスに於けるｙ方向第108行の加工を終了したとき、パネル11に設定されたマトリクスを構成する全てのセル１が加工されたこととなり、表面に予め設定された目的の意匠である模様２，３からなるブロック４が連続した意匠が施された壁パネルＡが加工される。
【００７４】
工具10によるパネル11に対する加工が終了し、或いはそれ以前に、切削台車16を駆動してパネル11の表面に縦横の溝６，７を形成する。更に、表面に目的の意匠が施され、且つ溝６，７が形成された後、パネル11の停止状態を維持している挟持部材26を開放すると共にッストッパー25を開放してパネル11に対する拘束を解除し、その後、コンベア12を駆動してパネル11を矢印方向に搬送して集塵機15に対向させて表面にある屑を吸引して排除する。
【００７５】
尚、上記加工機Ｃでは、パネル11をコンベア12上に停止させておき、加工台車14をセル１の寸法に対応させてレール13上を走行させるように構成したが、この構成に限定するものではなく、加工台車14を停止させた状態でコンベア12を駆動，停止させてパネル11をセル１の寸法に対応させて移動させるように構成しても良いことは当然である。
【００７６】
またパネル11がパルプ繊維や化学繊維を混入させたサイディングである場合、束ねたワイヤ10ａを有する工具10によって加工したとき、表面に混入させた繊維が露出してケバ立つことがある。この場合、加工後に行なわれる塗装に代表される表面処理によって繊維を押さえつけることが可能である。
【００７７】
前述したように、全表面にわたって模様２，３からなる意匠を施した壁パネルＡ、表面の一部に意匠を施した壁パネルＢは、建物の外壁或いは内壁に適用することが可能である。
【００７８】
例えば図10は、二階建ての住宅Ｄを示すものであり、一階部分には壁パネルＡを採用し、二階部分には壁パネルＢを採用して外壁を構成している。この例では、外壁の全てを壁パネルＡ，Ｂによって構成しているが、必ずしも全てに採用する必要はなく、一階部分に壁パネルＡを採用し、二階部分には特別な意匠を施すことのない壁パネルを採用しても良い。
【００７９】
また壁パネルＡ，Ｂは、建築物の内壁であるロビーの壁面に採用することが可能であり、特に壁パネルＢは意匠を施した部分を腰壁として室内の壁パネルとして採用することも可能である。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係る壁パネルの加工方法では、加工すべき壁パネルの表面に予め設定された寸法を持ったセルを単位とするマトリクスを設定すると共に個々のセル毎の加工深さを目的の意匠に応じた数値で設定し、この設定に基づいて各セルを加工することで、個々のセルは独立して加工されるが、隣接する他のセルと有機的に連続して目的の意匠を形成することが出来る。
【００８１】
また本発明に係る壁パネルの加工装置では、加工単位となるセルと対応させた工具を壁パネルの表面に設定されたマトリクスに沿って配置し、或いは相対的に移動させる加工機に搭載し、前記加工機及び工具を、マトリクスを構成するセルの位置と加工深さのデータに基づいて駆動制御することによって、壁パネルの表面に設定されたマトリクスを構成するセルに対応する部位を工具によって深さ方向に予め設定された深さで加工することが出来る。
【００８２】
また本発明に係る壁パネルでは、加工すべき表面がセルを加工単位とするマトリクスによって規定され、個々のセルが予め設定された意匠に応じた深さを持って加工されることで、目的の意匠が如何なる形状であっても容易に且つ無制限に形成することが出来る。
【００８３】
また複数のセルに対応する加工部位を横断するように溝を形成することによって、複数のセルによって形成された意匠の単位を溝によって際立たせることが出来、明瞭で且つ好ましい意匠性を発揮させることが出来る。
【００８４】
更に、本発明に係る壁パネルは成形時に意匠を施すものではないため、意匠型枠が不要であり、これに伴って保管スペースが不要となる。また成形後、硬化までの時間が不要であり、硬化時に型枠を配置するためのスペースも不要である。またショットブラストによって意匠を施す際に利用するブラストマスクも不要となる。
【００８５】
また本発明に係る建築物では、表面にセルを加工単位として異なる深さを持った所望の意匠からなる壁パネルを用いることで、高い意匠性を発揮することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 表面に異なる深さで加工した意匠を持った壁パネルを示す図である。
【図２】 壁パネルに形成する溝の形状を説明する図である。
【図３】 壁パネルの表面に設定されたマトリクスを構成する複数のセルと個々のセルに設定された加工深さの数値を説明する図である。
【図４】 図３の一部を拡大した図でありマトリクスとセルとの関係及び各セルに設定された加工深さを説明する図である。
【図５】 図３に示すマトリクスを構成する個々のセルを設定された加工深さで加工したときの壁パネルの表面を説明する図である。
【図６】 加工機の構成を説明する図である。
【図７】 工具の例を説明する図である。
【図８】 加工機の制御系を説明するブロック図である。
【図９】 壁パネルの他の意匠例を説明する図である。
【図10】 外壁の一部に本発明に係る壁パネルを用いた建築物の例を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ 壁パネル
Ｃ 加工機
Ｄ 住宅
１ セル
２，３ 模様
４ ブロック
５ａ〜５ｄ 加工部
６，７ 溝
10 工具
10ａ ワイヤ
10ｂ 工具本体
10ｃ ホース
11 パネル
12 コンベア
13 レール
14 加工台車
14ａ 取付部材
15 集塵機
15ａ フード
16 切削台車
16ａ モータ
18ａ〜18ｃ 工具列
21 制御装置
21ａ，21ｂ 記憶部
21ｃ 演算部
22 入力装置
23 インターフェース
24 センサー
25 ストッパー
26 挟持部材
27 出力装置
Claims (5)
- 壁パネルの表面に予め設定された意匠を施す壁パネルの加工方法であって、壁パネルの表面に予め設定された寸法を持ったセルを単位とするマトリクスを設定し、更に、前記マトリクスを構成する個々のセル毎に加工深さを設定し、前記設定に基づいて壁パネルの表面に対して多数のワイヤを束ねて構成され前記セルの寸法に対応した間隔で且つ前記セルの配列方向に対応した方向に配列した複数の工具で打撃することによりハツリ加工することで意匠を施すことを特徴とする壁パネルの加工方法。
- 壁パネルの表面に設定されたマトリクスの単位となる予め設定された寸法を持ったセルの寸法に対応した寸法を有し、壁パネルの表面を深さ方向に加工する多数のワイヤを束ねて構成され前記セルの寸法に対応した間隔で且つ前記セルの配列方向に対応した方向に配列した複数の工具を有し、該工具を壁パネルの表面に設定されたマトリクスに従って前記セルの寸法に対応したピッチで相対的に移動させる加工機と、
マトリクスを構成するセル毎の位置と加工深さのデータを入力する入力装置と、入力された前記セル毎の位置と加工深さのデータを記憶する記憶装置と、
前記セル毎の位置と加工深さのデータに基づいて前記加工機及び工具の駆動を制御する制御装置と、を有することを特徴とする壁パネルの加工装置。 - 表面に予め設定された寸法を持ったセルを単位とするマトリクスが設定され、前記セル毎に予め設定された意匠に応じた加工深さで多数のワイヤを束ねて構成され前記セルの寸法に対応した間隔で且つ前記セルの配列方向に対応した方向に配列した複数の工具で打撃することによりハツリ加工が施されたことを特徴とする壁パネル。
- 複数のセルに対応する加工部位を横断するように溝を形成したことを特徴とする請求項３に記載した壁パネル。
- 請求項３又は請求項４に記載した壁パネルを少なくとも外壁又は内壁の一部に取り付けたことを特徴とする建築物。
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