JP6001106B2 - 装飾板材及びその加工装置 - Google Patents

Description

本願発明は、建具材の技術分野に属し、特に、所定寸法の板材の端部どうしを当接させて板面を形成する板材であって、その表面に独自模様を施した装飾板材、及びその装飾模様の加工装置に関する。

建具材、特に床板用板材は長尺状であって、その表面に木目、溝、等が施されており、複数の床板用板材を相互に当接させて床面を形成する。また、床板用板材は長手側の側面の一方に凸部を他方に凹部を形成し、これら凹凸を係合して床面形成時の相互連結や位置合わせを行っている。

かかる床板用板材としては、例えば、特許文献１に示す床板があった。この床板は、単板を相互接合して幅広板を形成すると共に、単板相互の接合部分に形成した溝を板面とは異なる色彩に着色したものである。

また、特許文献２には、板材の表面に木目を横切る方向で多数のＵ字状溝を設け、このＵ字状溝の間の陵面上に不規則な長さ及び方向で非連続の多数のＵ字状の溝を形成し、この２方向のＵ字状溝をもって独自の意匠性を発揮する建築用板材が開示されている。

さらに、特許文献３には、これらの板材表面に溝を形成する装置が開示されている。具体的には、板材表面に対して溝を削る回転切削体を支持し、この回転切削体を溝形成方向に往復移動させる支持バーを備えると共に、この支持バーを適宜に溝形成と直交する方向に移動自在、かつ固定自在とする縦溝付き合板パネルの横溝削成装置が開示されている。

実開平０４−３９２３１号公報 実用新案登録第３１１９３３７号公報 実開昭６２−１８９１０４号公報

しかしながら、上記開示された特許文献１、２の床板及び建築用板材には、以下の問題点があった。

まず、特許文献１の床板では溝内を単板の板面と異なる色彩に着色したため、単板相互の色彩の相違が目立たなくなり、見た目の仕上がりが良い床面を得ることができる。その一方、当該文献１の床板による縦溝や横溝を単純に形成したような床面は、その大部分に引っ掛かりが無いために、専用の室内履き（例えば、滑止め付スリッパ等）を履かない場合は、素足を除き滑り易くて歩き難いものであった。このような床面は、一般住宅であれば居住者や訪問者に室内履きを用意すれば事足りるものである。しかし、例えば、訪問者が極めて多数となる寺社仏閣の室内床面であれば、全ての訪問者に室内履きを用意できない場合も想定され、訪問者が床面で滑り易くなり、時には転倒することもあった。

一方、特許文献２に示すような表面の凹凸が大きな建築用板材を床面に使用した場合は、逆にこの凹凸に訪問者が引っ掛かり、却って歩き難くなってしまうことが想定され、当該板材の床面への利用は不向きであった。

また、寺社仏閣の床面であれば、上述の歩き易さに加えて単純な縦横の溝から成る床面ではなく、寺社仏閣に適応した荘厳な意匠性も求められるものであった。

そこで、本願発明は上記の課題に着目してなされたものであって、室内履きを履かずとも歩き易く、かつ寺社仏閣に適応した意匠性を有する床面を構築可能な装飾板材を提供すると共に、併せてその装飾を得るための板材表面の加工装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本願発明に係る装飾板材は、以下のように構成している。

すなわち、本願発明に係る装飾板材は、所定の幅と長さから成る矩形状の板材であって、該板材の幅より長い曲率半径をもって、かつ幅方向に横断する円弧状の溝を、前記板材の長さ方向に所定間隔で多数個に亘って形成して成り、前記各溝はＶ字状に切削すると共に、対向する切削溝壁の円弧内側の傾斜角を対向側より小さくなるように切削して前記板材の非切削面と一連と成るように形成したことを特徴としている。

また、上記の円弧状の溝の前記曲率半径の中心点は、前記板材の面上、又は板材側面の近傍であることを特徴としている。

上述のように溝の曲率半径が板材の幅よりも長く、その中心点も板材の面上、又は板材側面の近傍としているため、円弧状の溝の中心角は少なくとも１８０度を超えることはない。

また、上記溝の溝幅を適宜に変更して、例えば、板材の長さ方向の溝間隔の半分ほどまでに拡げたり、溝底部に傾斜を付加して溝壁面の一方を減少させたりし、さらに意匠性を向上させるようにしても良い。

さらに、本願発明に係る装飾板材は、床板用板材に利用可能であることを特徴としている。床板用板材として利用する場合は、長さ方向の側端面の一方に凸部を形成すると共に他方の側端面に凹部を形成し、複数の装飾板材どうしの連結を容易とすることが好適である。

なお、本願発明に係る装飾板材は、上述のように床板用板材に限定するものでなく、他の建築材、例えば、壁板材、天井板材、扉や引戸等に利用することが可能であることはもちろんである。

次に、上記の構成の装飾板材の加工装置は、以下のように構成したことを特徴としている。

すなわち、当該加工装置は板材の長手方向への水平移動を可能としたテーブルと、該テーブルに配置されて、板材を所定距離毎に長さ方向への送り移動と一時固定を繰り返して行う順次送り固定手段と、該テーブルに配置されて、板材の幅より長い曲率半径をもって板面上を円弧状にかつ板材の両側間を横断移動する切削刃を備えた切削手段と、から成ることを特徴としている。

上記のテーブルとしては、長尺な装飾板材を保持して水平移動を可能とすると共に、順次送り固定手段、切削手段を配設可能な基礎部材として機能する硬質材でフレームを構築する形態が好適である。例えば、複数の長尺状の装飾板材をその長さ方向に保持及び搬送可能な、矩形枠状のフレームから成るローラコンベアやベルトコンベア等がより好適である。

また、上記切削手段は、前記円弧状溝の曲率中心を板材の幅内に設定して切削移動することを特徴としている。したがって、曲率中心位置は幅方向の端部上でも良い。

次に、板材表面を削る切削刃としては、下向保持された回転切削刃（例えば、フェイスミル、エンドミル）を採用し、この切削刃の回転にて板材表面を所定幅の溝状に切削しつつ、上記の所定曲率で円弧状に移動させる構成が好適である。

さらに、前記円弧状溝の板材側端部の角部を加工する溝端加工手段を備えたことを特徴としている。

この溝端加工手段は、切削手段での切削後に板材の幅方向の切削終端部に形成されるいわゆる「バリ」の除去を目的としているものである。このため、溝端加工手段の配置位置は、テーブルを基準とすれば切削手段よりも板材長手方向への移動側となる。また、その具体的な構成としては、例えば、ノミ状の刃物を板材端部に対して上下動させる構成がある。他にも回転刃物、例えば、いわゆるグラインダーをバリに当接させて除去するような構成でも良い。

さらにまた、当該加工装置には、溝加工及び溝端加工後の板材の加工面上を研磨する研磨手段を備えたことを特徴としている。

この研磨手段は、板材表面の平滑的な仕上げを担うため、テーブルを基準にして上記溝端加工手段のさらに板材長手方向への移動側に配設することが好適である。その具体的な構成としては、板材の表面研磨が可能なバフ、ヤスリ、又はブラシ体等を下向保持し、回転状態で板材表面に当接させて研磨する構成が好適である。また、研磨自体は加工後の溝に沿って行うのが好適であり、切削手段と同等に円弧状にかつ板材の幅方向を横断移動する回動手段を備える構成がより好適である。

上記構成の加工装置は、以下のように作用する。
まず、テーブル上に加工前の板材を載置し、長さ方向側の端部を切削手段の切削刃による切削開始位置まで送る。この場合、作業者が手動でセッティングしても、順次送り固定手段を起動させて移動させても良い。

次に、順次送り固定手段によって、切削箇所の近傍を固定する。固定方法としては、加工面に上方からの負荷を加えてテーブル側に押さえつけて固定する形態の他、側面部両側から峡持する形態でも良い。

上述した板材のテーブル上の位置決めが完了したら、切削手段の切削刃を起動させて加工を開始すると共に、切削刃を円弧移動させて表面に円弧状の溝を形成する加工を行う。

この切削加工後は、固定手段を解放して順次送り固定手段を起動し、板材をその長さ方向に所定間隔の順次送りを行う。

この順次送り後、再度、固定、切削加工、固定開放の工程を繰り返して板材表面の溝加工を実施し、等間隔を成す円弧状の溝模様の装飾板材を得ることができる。

また、溝端加工手段及び研磨手段を備える場合は、これら手段のテーブルへの配設領域に溝加工後の板材が位置すれば、板材固定のタイミングで各手段を起動させる。特に、研磨手段であれば、溝に沿った研磨が望ましいため、切削手段の円弧移動と連動する形態がより好適である。

上記のように構成した装飾板材は、板材表面に円弧状の溝が等間隔で複数形成されているため、溝深さを歩行時の障害とならない程度とすれば、歩行者が転倒しない程度の適度な引っ掛かりとなり、素足はもちろんのこと靴下や足袋でも歩き易くなる。本願発明に係る装飾板材は、前記機能を発揮するため、寺社仏閣の床板用板材として用いれば、多くの訪問者に室内履き等を用意せずとも、その歩行の安全性を向上させることができる。

また、板材の幅より長い曲率半径をもって、かつ幅方向に横断する円弧状の溝を等間隔で複数形成した板材表面は、従来の直線的な溝が交差する単純な床板模様とは異なって荘厳的であり、寺社仏閣により適応した意匠性も有するものである。

かかる意匠性を有する装飾板材の加工装置は、上記の溝加工に特化した切削手段を含め溝端加工手段及び研磨手段を備えるため、連続した円弧状の溝を等間隔で容易にかつ適正に形成可能である。

また、円弧状の溝を幅広に設定すると共にその深さに傾斜を付与すれば、等間隔の溝の連続が逆に緩やかな凸部の連続を成すことになる。この緩やかな凸部の加工は、いわゆる蛤（はまぐり）加工に相当し、独自な形状を簡易な構成で実現可能となる。

本実施例に係る装飾板材の斜視図（Ａ）とその要部Ｑの拡大図（Ｂ）である。 本実施例に係る装飾板材の複数の連結状態を示す斜視図（Ａ）と平面図（Ｂ）である。 本実施例に係る装飾板材の加工装置の外観を示す斜視図である。 図３の要部Ｒの拡大図である。 図３のＳ方向からの一部切欠き矢視図（Ａ）と、同Ｔ方向からの矢視図（Ｂ）である。 図３のＵ方向からの矢視図（Ａ）と、同Ｖ方向からの一部切欠き矢視図（Ｂ）である。 本実施例に係る装飾板材の加工装置の加工工程を説明するフローチャートである。

以下に、本実施例に係る装飾板材（以下、「本板材」と称する。）、及びその加工装置（以下、「本装置」と称する。）構成について、図面を基に詳細に説明する。また、本板材は、床板用板材（以下、「床板」と称する。）に用いる場合として説明するが、その用途を床板に限定するものではなく、他の建築材、例えば、壁板、天井板、等に利用できるものである。

図１において示す本板材１は、所定の幅と長さから成る長尺矩形状の木製板材である。本板材１は、加工面に相当する図面上の上側の面（以下、「上面」と称する）に、本板材１の幅寸法より長い曲率半径であって、かつ幅方向に横断する円弧状の溝１１を、その長さ方向に所定間隔で多数個を形成している。

この溝１１は、溝間隔より若干短めの寸法の溝幅１１ａを有し、切削深さに差を設けて傾斜面１１ｂを形成している。この傾斜面１１ｂは円弧側の外側が深く、内側は殆ど上面に自然と連続するように切削代がない形態としている。かかる形態の溝１１と未加工部の連続的な連なり、逆に見れば上面に一方がなだらかな山部１２を連続的に形成したこととなり、この山部１２や傾斜面１１ｂが相まって、いわゆる蛤（はまぐり）加工の呈を成すこととなる。

また、本板材１の長さ方向の側端面の一方側には、その側端面を縦断する凹部１３を形成し、他方側には同様に凸部１４を形成している。この凹部１３と凸部１４は、図２に示すように、本板材１の複数をその長さ方向（長手方向）どうし係合させる連結時に用い、位置合わせと結合性の向上に資する。

次に、本装置２について説明する。本装置２は上記構成の本板材１の加工に言わば特化した装置であり、主に、テーブル３、順次送り固定手段４、切削手段５、溝端加工手段７、研磨手段８とから構成している。

まず、図３の図符号３はテーブルである。このテーブル３は金属管体から所定寸法の矩形枠状を成し、上面側に長尺状の本板材１の複数枚を長さ方向に載置可能としている。本板材１の保持は矩形枠体の上面側に複数の保持ローラ３１から成る所謂ローラコンベアを形成して行っている。

また、テーブル３はローラコンベア部を避けた部位に、本装置２の順次送り固定手段４、切削手段５、溝端加工手段７、研磨手段８の配設する基礎部材として機能する。

なお、以下の説明においては、テーブル３を基準として図３の図面右上側を便宜上、上流と定義すると共に図面左下側を下流と定義して説明に用いる。

順次送り固定手段４は、本板材１の順次送りと固定を担う要素に分離すると共に、これら要素をさらに後に詳述する切削手段５を挟み込むようにテーブル３の上流側と下流側に分離配設して構成している。

まず、順次送り手段は、本板材１の上面に当接して回動しつつ下流に搬送する（矢印ａ）２つの送りローラ４１から構成している。送りローラ４１は、本板材１の上面に当接して破損しない程度の硬度を有する樹脂材から成り、ギアボックス４１ｂを介して接続した送りモータ４１ａによって回動する（矢印ｂ）。下流側の送りローラ４１は上流側とタイミングベルト、チェーン（何れも、図示省略）によって連動する構成としているが、かかる連動構成とせずに下流側の送りローラ４１は本板材１の搬送移動に従動する形態としても良い。

次に、固定手段は、上流と下流に分離して配設した送りローラ４１のさらに内側から切削手段５を峡持する位置に配設している。固定手段は本板材１の上面に上下動（矢印ｃ）して当接する固定ロッド４２と、固定ロッド４２を保持すると共にローラコンベアを跨ぐ形状の保持ベース４２ａとから構成している。固定ロッド４２の先端は送りローラ４１と同様の樹脂材から成り、ロッド部よりも拡径した形状としている。

また、上記の順次送り手段と固定手段の間の２箇所には、本板材１を挟み込むように対向させて送りガイド４４を配設している。この送りガイド４４は、本板材側に弾性体により付勢（矢印ｄ）されつつ回転する円盤形状を成し、ローラコンベア上に位置する本板材側面に当接している。送りガイド４４は、搬送時に本板材１を長さ方向に案内し、本板材１のテーブル３からの逸脱を防止している。

切削手段５は、上述したようにテーブル３において、上流と下流に分離して配設した順次送り固定手段４の間に配設している。切削手段５は、切削ユニット５１と回動ユニット５２から構成している。

切削ユニット５１は本板材１の上面を回転しつつ加工する切削刃５１ａ、及びこれを下向保持する側面視クランク状のブラケット５１ｃから成る。ブラケット５１ｃは切削刃５１ａを保持する逆側端部付近を回動ユニット５２の回動ベース５２ａに上下動自在（矢印ｅ）に軸支持すると共に、切削刃５１ａをその回動中心から遠ざかる方向へ所定傾斜角θにて保持している。この傾斜角θの付与は、溝１１の傾斜面１１ｂの形成用であり、予め適合形成した傾斜ブロック５１ｂを介在させて設定している。切削刃５１ａは、上述の傾斜する溝幅１１ａを得るため、いわゆるフェイスミルやエンドミルから適宜のものを選択している。

回動ユニット５２は、上記ブラケット５１ｃを上下動自在（矢印ｅ）に軸支持すると共に、本板材１の幅方向の一方側端部上を回動中心として往復回動（矢印α）する構成である。その回動角は本板材１の幅を横断する角度、少なくとも９０度を超えた範囲を設定している。

また、回動ユニット５２は、その全体をテーブル３への配設基礎となる回動ベース５２ａ、ブラケット５１ｃの本板材１に対して円弧移動させる駆動源となる回動モータ５２ｂ、回動モータ５２ｂの駆動力を伝達する回動ギア５２ｃ、この回動ギア５２ｃと一体化した駆動プーリー５２ｄ、とから構成している。駆動プーリー５２ｄにはタイミングベルト６が巻回されており、後述する研磨手段８の従動プーリー８２ｂに回動力を伝達している。上記構成の回動ユニット５２の中心軸と傾斜させた切削刃５１ａの回転中心の曲率半径５３は、少なくとも本板材１の幅寸法よりも長く設定している。

上記構成の切削手段５を起動させると、本板材１の上面には幅方向の一方側端部上を曲率中心とすると共に、幅より長い曲率半径を有し、かつ幅方向に横断する円弧状の溝１１が形成されることとなる。

テーブル３における切削手段５及び順次送り固定手段４の一方の送りローラ４１の下流側には、溝端加工手段７を配置している。この溝端加工手段７は切削手段５の加工で発生したいわゆる「バリ」の除去を目的としているため、切削手段５の回動後の終端側となるテーブル上に配設している。つまり、切削手段５の回動ベース５２ａとは本板材１を挟んで対向したテーブル側に配設している。

溝端加工手段７のバリ取り除去の具体的構成としては、板材端部を目がけて上下動（矢印ｆ）するノミ状の刃物７１を配置した構成である。刃物７１はテーブル３に配設した保持板７２に立設状態にて保持されている。本実施例では、２つの刃物７１を並列配置すると共に一方を所定角度で傾斜させ、バリ除去の正確性を向上させている。

テーブル３における溝端加工手段７のさらに下流側には研磨手段８を配置している。研磨手段８は切削手段５と同構成の回動ユニット８２を有し、その回動ベース８２ａに上下動（矢印ｇ）及び回動するブラケット８１ｂを配置すると共に、ブラケット８１ｂの先端側に研磨ユニット８１を配置している。

研磨ユニット８１は先端に所定厚さを有するバフ８１ａを配置し、これを軸回転させる構成である。バフ８１ａは、加工後の溝１１の隅だけでなく傾斜面１１ｂの仕上げ状態を向上させるため、ある程度厚さのあるブラシ状やスポンジ状のバフを選択している。

回動ユニット８２は、上述のように切削手段５からの回動力がタイミングベルト６及び従動プーリー８２ｂを介して伝達されている。したがって、切削手段５の切削ユニット５１と言わば連動して研磨ユニット８１を同様に回動させて板材上面の研磨を行っている。

なお、本実施例では研磨手段８の回動ユニット８２の回動のための駆動力は、上記構成に限定するものではなく、専用の回動モータを独自に配設するようにしても良い。

上記構成の本装置２は、作業員が加工前の本板材１を適宜に配置すると共に、テーブル側面に配置した制御盤９を操作して順次送り固定手段４、切削手段５、溝端加工手段７、研磨手段８の起動や停止及び搬送調整を行う半自動装置である。

しかし、適宜に位置センサ、視覚センサ、制御ソフトを配置して上記各手段の制御を自動で行うようにしても良い。

次に、上記構成の本装置２による本板材１の加工工程を説明する。
まず、本板材１の板材載置工程である。この工程は、テーブル上に加工前の本板材１を載置し、長さ方向側の端部を切削手段５の切削刃５１ａによる切削開始位置に適合させるものである。なお、本板材１の幅方向については、送りガイド４４によって位置決めされている。この工程は、主に作業者が手動で行っている。

次に、順次送り固定手段４の固定ロッド４２を起動し、切削手段５を挟む上流と下流の両側上面を上方から抑え付けて本板材１を固定する。

本板材１のテーブル上への固定が完了したら、切削手段５の切削刃５１ａを回転起動させて加工を開始すると共に、回動ユニット５２を起動させて円弧状に横断移動させて上面側の溝１１の形成加工を行う。

溝加工後は、固定ロッド４２を上昇させて本板材１の固定を解放し、その後に順次送り固定手段４の送りローラ４１を起動させて所定間隔の順次送りを行う。

この順次送り後に固定、切削加工、固定開放を繰り返して本板材１の上面側の溝形成の切削加工を行う。

また、上記の切削加工が進み、本板材１が溝端加工手段７及び研磨手段８の加工領域に到達した場合には、刃物７１や研磨ユニット８１を適宜に起動させる。また、本板材１の上面の溝数が十分なものであれば、加工工程を終了する。

上記の全工程をフローチャートにまとめると図７となる。なお、このフローチャートにおける分岐での判断は、作業員の目視判断によるものである。

かかる加工工程により、本板材１の上面には等間隔で連続した円弧状の溝１１の模様が形成され所望の装飾がなされた本板材１を得ることができる。

１ 本板材
１１ 溝
１１ａ 溝幅
１１ｂ 傾斜面
１２ 山部
１３ 凹部
１４ 凸部
２ 本装置
３ テーブル
３１ 保持ローラ
４ 順次送り固定手段
４１ 送りローラ
４１ａ 送りモータ
４１ｂ ギアボックス
４２ 固定ロッド
４２ａ 保持ベース
４４ 送りガイド
５ 切削手段
５１ 切削ユニット
５１ａ 切削刃
５１ｂ 傾斜ブロック
５１ｃ ブラケット
５２ 回動ユニット
５２ａ 回動ベース
５２ｂ 回動モータ
５２ｃ 回動ギア
５２ｄ 駆動プーリー
５３ 曲率半径
６ タイミングベルト
７ 溝端加工手段
７１ 刃物
７２ 保持板
８ 研磨手段
８１ 研磨ユニット
８１ａ バフ
８１ｂ ブラケット
８２ 回動ユニット
８２ａ 回動ベース
８２ｂ 従動プーリー
９ 制御盤

Claims (7)

1. 所定の幅と長さから成る矩形状の板材であって、
   該板材の幅より長い曲率半径をもって、かつ幅方向に横断する円弧状の溝を、前記板材の長さ方向に所定間隔で多数個を形成して成り、
   前記各溝はＶ字状に切削すると共に、対向する切削溝壁の円弧内側の傾斜角を対向側より小さくなるように切削して前記板材の非切削面と一連と成るように形成したことを特徴とする装飾板材。
2. 前記曲率半径の中心点が、
   前記板材の面上、又は板材側面の近傍であることを特徴とする請求項１記載の装飾板材。
3. 前記板材が、
   床板用板材であることを特徴とする請求項１、又は２記載の装飾板材。
4. 請求項１、２、又は請求項３記載の装飾板材の加工装置であって、
   前記板材の長手方向への水平移動を可能としたテーブルと、
   該テーブルに配置されて、前記板材を所定距離毎に長さ方向への送り移動と一時固定を繰り返して行う順次送り固定手段と、
   該テーブルに配置されて、前記板材の幅より長い曲率半径をもって板面上を円弧状にかつ板材の両側間を横断移動する切削刃を備えた切削手段と、
   から成ることを特徴とする加工装置。
5. 切削手段が、
   前記円弧状溝の曲率中心を板材の幅内に設定して切削移動することを特徴とする請求項４記載の加工装置。
6. 前記円弧状溝の板材側端部の角部を加工する溝端加工手段を備えたことを特徴とする請求項４、又は５記載の加工装置。
7. 板材の加工面上を研磨する研磨手段を備えたことを特徴とする請求項４、５又は６記載の加工装置。

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