JP2003251997A - 彫刻方法、彫刻機用カッター保持装置及び彫刻機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】平面、曲面などの彫刻部位の形状にかかわらず
深い彫刻を良好に行うことができ、また彫刻部位が奥ま
った位置にあっても容易に彫刻することができ、また、
彫刻溝の断面形状として各種のものが選択できて、興趣
及び表現力のある彫刻をすることが可能な彫刻方法、カ
ッター保持装置及び彫刻機を提供する 【解決手段】被彫刻物に対する姿勢制御が可能なカッタ
ー保持装置１１を彫刻機１ａに取り付け、カッター保持
装置１１に電動ハンドピース１３を脱着可能に取り付
け、電動ハンドピース１３により彫刻を行う

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は彫刻技術、特に、指輪
などの貴金属装身具、アクセサリー、ギフト製品を加工
するために金属、石、ガラス、セラミック、貝の表面に
文字や模様などを彫刻するための彫刻技術に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば装身具の表面に文字を彫刻する場
合に、従来からパンタグラフ式彫刻機やパソコン仕様の
彫刻機が使用されている。例えば図８に示すように従来
のパンタグラフ式彫刻機１ｃでは、スタイラス４７で文
字原板（字母２）上の文字３の溝をなぞりながら、その
スタイラスの動きをパンタグラフ４で縮小してカッター
２１ｃに伝え、カッター２１ｃが装身具表面の彫刻部位
５５をスクラッチして文字を彫刻する。金属の表面をカ
ッターでスクラッチするには相当大きな垂直圧力でカッ
ターを彫刻部位に押し付ける必要がある。

【０００３】

【解決すべき課題】この垂直圧力を与えるために、従来
はカッターを左手で押し付けているが、それでも金属表
面への深いくい込みは困難で、したがって深い彫刻は熟
練を要するものであった。また、このカッターへの押し
付け力がパンタグラフ機構を介してスタイラスに伝達さ
れるため、このスタイラスは右手で操作するのである
が、そのスタイラスによって字母上の文字溝をなぞる操
作も重くなり、円滑な作業が困難であった。また、この
ように大きな垂直圧力が必要であるが、例えば彫刻部位
が指輪の奥まった内面である場合のように、彫刻部位に
カッターを垂直に進入させることが困難な場合にも大き
な垂直圧力を作用させることが困難で、したがって、深
い彫刻が困難である。また、このようにカッターの方向
が事実上、彫刻部位に垂直な一方向に限定されることは
彫刻溝の断面形状も限定され、彫刻が表現力の乏しいも
のになり易かった。このようなことから、彫刻部位に制
限されずに良好な彫刻を容易に行うことができる彫刻技
術の開発が望まれている。

【０００４】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであって、平面、曲面などの彫刻部位の形状にか
かわらず深い彫刻を良好に行うことができ、また彫刻部
位が奥まった位置にあっても容易に彫刻することがで
き、また、彫刻溝の断面形状として各種のものが選択で
きて、興趣及び表現力のある彫刻をすることが可能な彫
刻方法、カッター保持装置及び彫刻機を提供することを
目的とするものである。

【０００５】

【構成】この目的に対応して、この発明の彫刻方法は被
彫刻物に対する姿勢制御が可能なカッター保持装置を彫
刻機に取り付け、前記カッター保持装置に電動カッター
を脱着可能に取り付け、前記電動カッターにより彫刻を
行うことを特徴としている。

【０００６】また、この発明の彫刻機用カッター保持装
置は、彫刻機の工具キャリッジに取り付けられる取付基
台と、前記取付基台に直線方向の位置が可変に取付けら
れている移動基台と、前記移動基台に支持されていて前
記直線方向の位置及び前記直線方向回りの角度位置が可
変のホルダー支持体と、前記直線方向に垂直な方向に進
退可能な距離調整機構を介して前記ホルダー支持体に支
持されていて前記垂直な方向回りの角度位置が可変で、
かつ電動カッター工具を着脱可能に保持するカッター工
具保持部を有するカッターホルダーとを備えることを特
徴としている。

【０００７】また、この発明の彫刻機は、彫刻機の工具
キャリッジに取り付けられる取付基台と、前記取付基台
に直線方向の位置が可変に取り付けられている移動基台
と、前記移動基台に支持されていて前記直線方向の位置
及び前記直線方向回りの角度位置が可変のホルダー支持
体と、前記直線方向に垂直な方向に進退可能な距離調整
機構を介して前記ホルダー支持体に支持されていて前記
垂直な方向回りの角度位置が可変で、かつ電動カッター
工具を着脱可能に保持するカッター工具保持部を有する
カッターホルダーと、及び前記カッター工具保持部に着
脱可能に取り付けられる電動カッターとを備えることを
特徴としている。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面
について説明する。図１から図４において、１ａは卓上
彫刻機である。卓上彫刻機１ａは字母２の文字３をパン
タグラフ４で縮小して被彫刻物である指輪５の内側面に
彫刻するパンタグラフ式彫刻機である。

【０００９】卓上彫刻機１ａはカッター保持装置１１を
備えている。カッター保持装置１１は卓上彫刻機１ａの
工具キャリッジ１２に取り付けられており、かつ電動カ
ッター工具である電動ハンドピース１３を把持してお
り、電動ハンドピース１３が彫刻部位である指輪５の内
側面１４を彫刻する。

【００１０】卓上彫刻機１ａの工具キャリッジ１２は字
母２の文字３に沿った所望の縮尺率の軌跡の動きを電動
ハンドピース１３の後述するカッター２１に与えるため
の機構であって、この実施例では卓上彫刻機１ａがパン
タグラフ式彫刻機であるので、工具キャリッジ１２はパ
ンタグラフ４のうちの１つのリンク２２で構成される。

【００１１】カッター保持装置１１は取付基台１５、移
動基台１６、ホルダー支持体１７、ハンドピースホルダ
ー１８を備えている。取付基台１５はカッター保持装置
１１を卓上彫刻機１ａの工具キャリッジ１２に取り付け
るための部材で、取付基台１５はパンタグラフ４のリン
ク２２にねじ２３によって取付けられており、ねじ２３
をゆるめることによってリンク２２の長さ方向に沿って
スライド可能である。リンク２２上には縮尺率を表す目
盛２４が表示されており、また取付基台１５には指示ポ
イント２５が形成されていて、取付基台１５の指示ポイ
ント２５をリンク２２上の目盛２４のいずれかに合わせ
ることによって彫刻縮尺率を決定する。

【００１２】取付基台１５にはばね２６を介して移動基
台１６が取り付けられている。取付基台１５と移動基台
１６の直線２７方向の距離Ｄ１は調整ねじ２９を用いて
微調整が可能である。移動基台１６からは支持ポール２
８が直線２７と平行に下方に延出しており、この支持ポ
ール２８にホルダー支持体１７が挿通して支持されてい
る。ホルダー支持体１７は支持体本体３１と調節台３２
を備えている。支持体本体３１には止めねじ３０が設け
られていて、止めねじ３０をゆるめることによってホル
ダー支持体１７を支持ポール２８に沿ってスライドさせ
て直線２７方向の位置を調節することができ、また、ホ
ルダー支持体１７を支持ポール２８の回りに回転させて
移動基台１６に対する角度位置を調節することができ
る。

【００１３】支持体本体３１には案内孔３３が形成され
ており、一方調節台３２には案内バー３４が延出してお
り、案内バー３４が案内孔３３に沿って出入りすること
によって、支持体本体３１に対する調整台３２の直線２
７に直交する方向の距離が調節可能である。

【００１４】ホルダー支持体１７の調節台３２にはハン
ドピースホルダー１８がねじ３５によって支持されてい
て、ねじ３５をゆるめることによって、ハンドピースホ
ルダー１８を回転させてホルダー支持体１７に対する角
度を調整し、ねじ３５を締めることによってホルダー支
持体１７の調節台３２にハンドピースホルダー１８を固
定させる。

【００１５】調節台３２には目盛３６が表示されてお
り、またハンドピースホルダー１８には指示ポイント３
７が形成されていて、指示ポイント３７を目盛３６のい
ずれかに合わせることによって、直線２７を含む平面内
におけるホルダー支持体１７に対するハンドピースホル
ダー１８の角度を選択する。

【００１６】ハンドピースホルダー１８は本体３８と押
え腕４１とを有していて、その間に電動ハンドピース１
３を挿通するための隙間４３が形成されている。ねじ４
４を進退させることによって、隙間４３の幅を調節す
る。

【００１７】ハンドピースホルダー１８の隙間４３には
電動ハンドピース１３を挿通させて先端のカッター２１
の軸心が指輪５の内面を向くように取り付ける。この
時、必要に応じて電動ハンドピース１３にスリーブ４５
を使用して、電動ハンドピース１３の径と隙間４３の径
との差を調節し、または電動ハンドピース１３の取り付
けを確実にする。電動ハンドピース１３の脱着はねじ４
４を操作して行う。電動ハンドピース１３としては本体
部分４６の先端にカッター２１を交換可能に取り付けた
もので、カッター２１の駆動はマイクロモータによる回
転駆動や超音波発振装置による直線往復駆動のものを必
要に応じて選択する。彫刻対象物である指輪５は図５に
示すバイス装置５２のチャック５３に着脱可能に取り付
けられ、角度調整装置のギア５４によって回転されて彫
刻部位が移動する。

【００１８】このように構成された彫刻装置を使用し
て、この発明の彫刻方法は次のように行われる。

【００１９】まずカッター保持装置１１の指示ポイント
２５をパンタグラフのリンク２２の目盛２４に合わせて
縮尺率を決定しねじ２３を締めて取付基台１５をリンク
２２上に固定する。

【００２０】次に電動ハンドピース１３の傾き角を決定
するために目盛３６に指示ポイント３７を合わせてねじ
３５を締め、ハンドピースホルダー１８をホルダー支持
体１７に固定する。次に電動ハンドピース１３のカッタ
ー２１が彫刻対象物である指輪５の内側面１４に当たる
ように、止めねじ３０をゆるめてホルダー支持体１７の
支持ポール２８に対する直線方向位置及び角度位置を決
定し、止めねじ３０を締めて固定する。次にねじ３９、
４０をゆるめて案内バー３４を進退させ、ハンドピース
ホルダー１８の直線２７に直交する方向の位置を調節し
決定し、再びねじ３９、４０を締めてハンドピースホル
ダー１８をホルダー支持体１７に固定する。次に調整ね
じ２９を調節して移動基台１６を僅かに引き上げ、これ
によって、電動ハンドピース１３のカッター２１を指輪
５の内側面１４からわずかに離隔させる。この状態で、
始動の準備が完了する。次に電動ハンドピース１３を起
動させ、運動が安定したことを確認して、再び調整ねじ
２９を調節して移動基台１６を直線２７方向に下降さ
せ、カッター２１を指輪５の内側面１４に接触させ、か
つ切り込み深さを決定する。これによってカッター２１
による彫刻が可能となる。この状態で字母２上の文字３
をスタイラス４７でなぞれば、パンタグラフ４で縮小さ
れた動きがカッター２１に伝達され彫刻が行われる。

【００２１】以上説明した実施例における卓上彫刻機１
ａは被彫刻物が指輪５の場合であるが、被彫刻物の彫刻
部位が平面である場合には、図６に示すように、カッタ
ー保持装置１１の姿勢を変えることによって、平面彫刻
部位４８に対して彫刻を行うことができる。

【００２２】さらに、図７に示すように、卓上彫刻機が
コンピュータ制御の卓上彫刻機１ｂである場合にはキャ
リッジが三次元移動キャリッジ５１であるので、三次元
移動キャリッジ５１に前記の調節台３２に相当するパソ
コン用調節台５６からカッター２１までを取り付けるこ
とで同様の彫刻を行うことができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように従来の彫刻機の場合
は、左手で押ボタンを押してダイヤモンドカッターを彫
刻物の上にしっかりと押し付ける。右手で字母をなぞる
（ならう）時、この左手での押し付けの抵抗があるた
め、当然右手のスタイラスも力を入れてなぞらなければ
文字は彫れない。その結果、字母の材質は硬いもの、例
えば金属、合成樹脂を用い、文字の溝は力を入れてもス
タイラスの先がとび出さないようにある程度、深さが必
要である。字母価格は高く、標準的な形の文字しか用意
されてなく、ユーザーが自分の好みのフォントで彫刻し
たいと考えてもその度に字母を発注し、製作時間がかか
り、高価な出費となる。

【００２４】これに対し、本発明では、電力で動くカッ
ターそれ自身で金属その他をけずるため彫刻物表面に軽
く接触した状態で彫刻が行われ、手で圧力を加える必要
もなく、したがってスタイラスで字母を押しつけてなぞ
る必要もない。その上パンタグラフの４本のリンクの連
結部にベアリングが内蔵してあり、自在に滑らかに動
く。つまり字母ガイドラインだけあればよく、深い溝を
必要としない。

【００２５】溝を作る必要がないので材質も紙のような
ものでよく、世の中に普及しているワープロ、パソコン
から好きな文字、気に入った書体を打ち出して、しわに
ならないように適当な厚紙に両面テープではれば立派な
字母になる。

【００２６】また従来の彫刻機では、高価な材料で溝を
深くして作る字母は使いまわしを考えて一文字ずつ切り
はなしたものを並べながら彫刻するので手間がかかり、
その上、重複使用する文字は位置がずれないように気を
つかいながら入れ替えなければならず時間も神経もつか
う。

【００２７】これに対し、本発明では必要な内容をワー
プロやパソコンで一枚の紙面上に打ち出すことは容易で
あり、経済的であり、彫刻する時には端から順に行える
ので手間がかからない。なお、印刷物の中で気に入った
文字やマーク、模様等を原板として適した大きさに用意
すれば同様に利用することができる。スタイラスは３６
０°どの方向へも同じ軽さで動くことができる。

【００２８】さらにまた、従来の卓上彫刻機は金属
（金、銀、プラチナ、しん鋳、銅、アルミニウム）の平
面への彫刻しかできないにもかかわらず高価であった。
また、メーカーが供給する文字原板の書体は限られてい
て他の要望は特別注文という形で製作日数がかかり、と
ても高価であった。また、左手でカッターを押し付け
て、右手で文字板をなぞっているので、作業に於いて片
手ずつ別々に神経を使うことで失敗が多く熟練を要し
た。さらに文字の線形は単調でおしゃれ感はとぼしい。

【００２９】これに対し本発明では平面、指輪の内側の
彫刻が可能で、材料も金、銀、プラチナ、しん鋳、胴、
アルミ等の彫刻をマイクロモータ使用のハンドピースを
使用して彫刻可能であり、上記以外の金属材料として、
鋼、ステンレス、モリブデン鋼、チタンを超音波使用の
ハンドピースを使用して彫刻可能である。

【００３０】文字原板としても、ワープロ、パソコンか
らのプリント、普通の印刷物等を紙のまま原板ホルダー
にセットして使用することができる。

【００３１】さらに片手で作業を行うことで精神的に負
担が少ない。しかも、市販の安価で豊富な形のカッター
を自由に使い線形の変化を利用、楽しむことができる。
かつ、価格が非常に安価にできる。

【００３２】また、従来の彫刻機における彫刻作業につ
いては、従来は、左手で加圧、はじめから終わりまで適
した圧を加えなければならず、過加圧の場合は原板の文
字形がきちんと伝達されず、ゆがんだり、いびつな文字
に彫刻される。バリが出る。過少加圧の場合は文字が薄
く、むらが目立つことになる。

【００３３】さらに右手でスタイラスをなぞり操作する
ので、スタイラスにカッターの負担がかかっているので
原板をなぞる時には、溝からとび出さないように非常に
神経を使うこととなり、もし一回でも溝外に出て滑る
と、彫刻物にはそのままの彫跡がキズとしてはっきりつ
いてしまい製品のダメージは大きい。

【００３４】これに対し本発明ではハンドピースホルダ
ー取付部にあるネジでホルダーの斜角度を決定固定す
る。同取付部にある別のネジでカッター先端が彫刻物面
に接触するすこし上位置に調節し固定。調節中誤ってキ
ズを付けないために紙辺を使用も可能になる。

【００３５】もちろん紙原板使用でなく通常の原板を原
板ホルダーにセットして彫刻することは可能であり、そ
の時はスタイラスの先端をボールポイント式のものか
ら、鉄針のものへネジ交換すればよい。

【００３６】以上の説明から明らかな通り、この発明に
よれば平面、曲面などの彫刻部位の形状にかかわらず深
い彫刻を良好に行うことができ、また彫刻部位が奥まっ
た位置にあっても容易に彫刻することができ、また、彫
刻溝の断面形状として各種のものが選択できて、興趣及
び表現力のある彫刻をすることが可能な彫刻方法、カッ
ター保持装置及び彫刻機を得ることができる。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の卓上彫刻機を示す斜視説
明図。

【図２】カッター保持装置にハンドピースを取り付けた
状態を示す正面説明図。

【図３】カッター保持装置の平面説明図。

【図４】カッター保持装置の側面説明図。

【図５】バイス装置の斜視説明図。

【図６】平面彫刻の状態を示す斜視説明図。

【図７】この発明のカッター保持装置をパソコン彫刻機
に取り付けた状態を示す斜視説明図。

【図８】従来のパンタグラフ式彫刻機を示す斜視説明
図。

【符号の説明】

１ａ 卓上彫刻機 １ｂ 卓上彫刻機 １ｃ 卓上彫刻機 ２ 字母 ３ 文字 ４ パンタグラフ ５ 指輪 １１ カッター保持装置 １２ 工具キャリッジ １３ 電動ハンドピース １４ 内側面 １５ 取付基台 １６ 移動基台 １７ ホルダー支持体 １８ ハンドピースホルダー ２１ カッター ２２ リンク ２３ ねじ ２４ 目盛 ２５ 指示ポイント ２６ ばね ２７ 直線 ２８ 支持ポール ２９ 調整ねじ ３０ 止めねじ ３１ 支持体本体 ３２ 調節台 ３３ 案内孔 ３４ 案内バー ３５ ねじ ３６ 目盛 ３７ 指示ポイント ３８ 本体 ３９ ねじ ４０ ねじ ４１ 押え腕 ４３ 隙間 ４４ ねじ ４５ スリーブ ４６ 本体部分 ４７ スタイラス ４８ 平面彫刻部位 ５１ 三次元移動キャリッジ ５２ バイス装置 ５３ チャック ５４ 角度調整装置のギア ５５ 彫刻部位 ５６ パソコン用調節台

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被彫刻物に対する姿勢制御が可能なカッ
   ター保持装置を彫刻機に取り付け、前記カッター保持装
   置に電動カッターを脱着可能に取り付け、前記電動カッ
   ターにより彫刻を行うことを特徴とする彫刻方法
2. 【請求項２】 被彫刻物に対する姿勢制御が可能なカッ
   ター保持装置に取り付けた電動カッター工具のカッター
   軸心を被加工物の被彫刻面に斜めに配置して彫刻を行う
   ことを特徴とする彫刻方法
3. 【請求項３】 前記電動カッターによる彫刻は平面彫
   刻、指輪の外側面に対する彫刻または指輪の内側面に対
   する彫刻であることを特徴とする彫刻方法
4. 【請求項４】 前記電動カッター工具はカッターをモー
   タによって駆動する電動カッター工具またはカッターを
   超音波振動装置で駆動する電動カッター工具であること
   を特徴とする彫刻方法
5. 【請求項５】 前記カッター保持装置は、パンタグラフ
   式彫刻機のパンタグラフ機構に取り付けられ、またはパ
   ソコン式彫刻機のキャリッジに取り付けられることを特
   徴とする彫刻方法
6. 【請求項６】 彫刻機の工具キャリッジに取り付けられ
   る取付基台と、前記取付基台に直線方向の位置が可変に
   取付けられている移動基台と前記移動基台に支持されて
   いて前記直線方向の位置及び前記直線方向回りの角度位
   置が可変のホルダー支持体と前記直線方向に垂直な方向
   に進退可能な距離調整機構を介して前記ホルダー支持体
   に支持されていて前記垂直な方向回りの角度位置が可変
   で、かつ電動カッター工具を着脱可能に保持するカッタ
   ー工具保持部を有するカッターホルダーとを備えること
   を特徴とするカッター保持装置
7. 【請求項７】 前記工具キャリッジはパンタグラフ式彫
   刻機のパンタグラフまたは彫刻のデータをパソコンによ
   って出力するパソコン仕様の彫刻機の２次元若しくは３
   次元移動キャリッジであることを特徴とする請求項１記
   載の彫刻機用カッター保持装置
8. 【請求項８】 彫刻機の工具キャリッジに取り付けられ
   る取付基台と、前記取付基台に直線方向の位置が可変に
   取り付けられている移動基台と前記移動基台に支持され
   ていて前記直線方向の位置及び前記直線方向回りの角度
   位置が可変のホルダー支持体と前記直線方向に垂直な方
   向に進退可能な距離調整機構を介して前記ホルダー支持
   体に支持されていて前記垂直な方向回りの角度位置が可
   変で、かつ電動カッター工具を着脱可能に保持するカッ
   ター工具保持部を有するカッターホルダーと、及び前記
   カッター工具保持部に着脱可能に取り付けられる電動カ
   ッターとを備えることを特徴とする彫刻機