JP2006150573A

JP2006150573A - ヘアラインの加工方法および加工装置

Info

Publication number: JP2006150573A
Application number: JP2004349155A
Authority: JP
Inventors: Michiro Imai; 道郎今井; Isao Seki; 伊佐夫関
Original assignee: NOMIZU KIKAI SEISAKUSHO KK; Hitachi Metals Ltd; Hitachi Metals MPF Ltd
Current assignee: NOMIZU KIKAI SEISAKUSHO KK; Hitachi Metals MPF Ltd; Proterial Ltd
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】被加工体の周面の全体または一部に、形状精度を良くして、ヘアラインを施すことができる、ヘアライン加工方法および加工装置を得る。
【解決手段】ヘアラインの加工方法は、被加工体を、この被加工体の設計形状にあわせて転回しつつ、走行する研磨帯に接触させ、被加工体の周面の少なくとも一部にヘアラインを形成する。ヘアラインの加工装置は、数のプーリに巻き付けると共に、周回走行する外側面の一部を加工時の被加工体に対向して配置する研磨帯と、被加工体を取り付け、被加工体の周面の設計形状にあわせて研磨帯に接触させつつ転回させる転回手段と、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ヘアラインの加工方法および加工装置に関する。

録音や再生を行う携帯用のＭＤやＣＤなどの筐体は、薄肉であるため変形しやすく、表面を鏡面にすると、一寸した歪み、凹凸、傷などが目立ち易い。そこで、筐体の表面に適当な粒度の研磨帯を接触させて連続した微小な擦り跡を形成する、いわゆるヘアライン加工を施こすことがある。このヘアライン加工により、薄肉の筐体であっても、表面の歪み、凹凸、傷などが目立ち難くなると共に、筐体がマグネシウム合金やアルミニウム合金などの金属であれば、その金属独特の質感を出して高品位のイメージを出すことができる。本出願人らも、特許文献１（特開２００２−８６３３７号公報）として、平面上にヘアラインを有する成形体とその加工方法を開示している。図６は特許文献１に開示している成形体６０の斜視図であり、図７は同じく特許文献１に開示しているヘアライン加工装置の概略斜視図である。図６に示す成形体６０の平面６１上には、図７に示す加工装置によりヘアライン６２が形成されている。図７で、ヘアラインの加工装置７０は、プーリ７３ａ、７３ｂ、７３ｃに巻き付けると共に、周回走行する外側面の一部を被加工体Ｗ６０に対向して配置する研磨帯７４と、研磨帯７４を挟んで被加工体Ｗ６０に対向して配置する、油圧シリンダまたは空圧シリンダ７５に連結した押圧パッド７６と、被加工体Ｗ６０を載置する取付治具７１と、取付治具７１を研磨帯７４の進行方向と交差する方向（矢印で示す）に送る油圧シリンダまたは空圧シリンダ７７を備えている。そして、周回走行する研磨帯７４と被加工体Ｗ６０の平面とを断続的に接触させながら、研磨帯７４と被加工体Ｗ６０の平面とを研磨帯７４の進行方向と交差する方向に相対的に揺動させ、ヘアライン６２を形成している。なお、７２は研磨帯７４を周回走行させる電動モータである。特許文献１により得られるヘアライン６２を有する成形体６０は、見た目に非常にソフトな感じのする外観を持ち、美的感覚に優れ、商品価値が高められる。

一方、特許文献２（実開平７−３７５５８号公報）には、曲面の表面を研磨するベルト式研磨装置の開示がある。図８は、特許文献２に開示している、曲面の表面を研磨するベルト式研磨装置であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）〜（ｄ）は被加工体Ｗ８０の加工後の形状の斜視図である。このベルト式研磨装置は、プーリ間に研磨帯を巻き付け、この研磨帯の下方に被加工体を載置する台を前後方向に移動自在に設け、さらに図８（ａ）の側面図で示すように、研磨帯８４の上部８４ａから、昇降自在とした押え部材８６の弧状曲面８６ａで、被加工体Ｗ８０の曲面Ｘ１（Ｘ２、Ｘ３）を押圧している。このとき、押え部材８６を回動自在として被加工体Ｗ８０に押圧している。また、押え部材８６の昇降にＮＣ制御或いはＣＰＵを使用して被加工体Ｗ８０との位置と高さを関連させ、シリンダ８５にはエアバランス機構を設けてロッド８５ａを研磨する高さに設定し、かつ押圧力Ｐを設定している。この特許文献２によれば、図８での、（ｂ）被加工体Ｗ８０の中央が凸（Ｘ１）、（ｃ）端部が凸（Ｘ２）、または（ｄ）両側が曲面で中央にくぼみ（Ｘ３）のような弧状曲面を、均一に研磨することができるとしている。

特開２００２−８６３３７号公報実開平７−３７５５８号公報

さて、ＭＤやＣＤなどの筐体は、内部に実装する部品以外の余分な容積を少なくしてさらに小型化すると共に、ヘアラインを施して商品価値を高めることが求められている。これを実現するため、シガレットライター状として余分な容積を少なくし、図１に示す筐体１０のように、周面１１の全体にヘアライン１２を施すことがある。また、図２に示す筐体２０のように、一部が不連続面２１ｅとなった周面２１にヘアライン２２を施すこともある。図１や図２のようなヘアライン１２、２２により、筐体１０や筐体２０を見る角度が変わると、反射により虹模様となったり、光沢の変化が起きたりして、商品価値をさらに高めることができる。

しかしながら、本出願人らが特許文献１に開示した加工方法では、図１のような、周面１１の全体にヘアライン１２が形成された筐体１０を得ることができない。また、図２のような、一部が不連続面２１ｅとなった周面２１にヘアライン２２が形成された筐体２０を得ることができない。

また、特許文献２に開示している、図８のベルト式研磨装置でも、図１のような、周面１１の全体にヘアライン１２が形成された筐体１０を得ることができない。また、図２のような、一部が不連続面２１ｅとなった周面２１にヘアライン２２が形成された筐体２０を得ることができない。また、押え部材８１を回動自在としているので、筐体の形状に倣って研磨され、ＭＤやＣＤなどの筐体のように、形状精度が要求される被加工体に対してヘアライン加工を施すと、肉厚の一部が偏って強度不足になるおそれがある。

本発明の課題は、被加工体の周面の全体または一部に、形状精度を良くして、ヘアラインを施すことができる、ヘアライン加工方法および加工装置を得ることにある。

本発明者らは、被加工体を、被加工体の設計形状にあわせて転回しつつ、走行する研磨帯に接触させれば、上記課題が解決できるとの知見を得、本発明に想到した。

すなわち、本発明のヘアラインの加工方法は、被加工体を、該被加工体の設計形状にあわせて転回しつつ、走行する研磨帯に接触させ、前記被加工体の周面の少なくとも一部にヘアラインを形成することを特徴とする。これにより、被加工体の周面の全体または一部に、形状精度を良くして、ヘアラインが形成される。したがって、被加工体が筐体であれば、肉厚が均一となって、薄肉であっても強度が確保され、変形などが少なくなる。

また、本発明のヘアラインの加工方法は、前記被加工体は、主面と、Ｒが形成されたこば面とを有し、前記走行する研磨帯に、前記主面を押圧して、該主面とこば面との接続部に区画線を形成することを特徴とする。なお、Ｒは、完全なＲでなく、隅Ｒ、半楕円など、変形したＲを含むものとする。区画線により、主面とこば面との接続部が流れたり、ボヤケルことなく、スッキリしてくるので、意匠性が向上する。

次に、本別発明のヘアラインの加工装置は、複数のプーリに巻き付けると共に、周回走行する外側面の一部を加工時の被加工体に対向して配置する研磨帯と、前記被加工体を取り付け、該被加工体の周面の設計形状にあわせて前記研磨帯に接触させつつ転回させる転回手段と、を備えていることを特徴とする。

本発明のヘアラインの加工装置において、前記転回手段が、ＮＣ制御を備えていることを特徴とする。

本発明のヘアラインの加工方法および加工装置によれば、被加工体の周面の全体または一部に、形状精度を良くして、ヘアラインを施すことができる。したがって、被加工体が筐体であれば、肉厚が均一となって、薄肉であっても強度が確保され、変形などが少なくなる。

以下、本発明の実施の形態を、図１乃至図５を用いて詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、前述したとおり、周面１１の全体にヘアライン１２が施されている筐体１０（被加工体Ｗ１０）の斜視図である。周面１１は、主面１１ａ、１１ｃと、Ｒが形成されたこば面１１ｂ、１１ｄとからなる。主面１１ａ、１１ｃと、こば面１１ｂ、１１ｄとの接続部には区画線１３が形成されている。また、主面１１ａの一部に凹部１１ｅが形成されている。

図１に示す筐体１０（被加工体Ｗ１０）のヘアライン１２および区画線１３は、図３の加工装置３０、図４の転回手段４１、また図５の加工工程により施されている。

先ず、図３により、ヘアラインの加工装置３０について説明する。図３において、（ａ）は（ｂ）での一部断面を含む平面図、（ｂ）は側面図を示す。図３で、機台３１ａ左側の架台３１ｂには、プーリ３３ａ〜３３ｃに巻き付けると共に、周回走行する外側面の一部を加工時の被加工体Ｗ１０に対向して配置する研磨帯３４が設けられている。機台３１ａ右側には、サーボモータ３７ｍを取り付けた前後スライド３７ａが設けられている。この前後スライド３７ａ上には、サーボモータ３８ｍを取り付けた上下スライド３８ａが設けられている。また、上下スライド３８ａ上には、サーボモータ４１ｍを取り付けた治具台４０が設けられている。治具台４０には、回転可能とした転回手段４１が設けられている。そして、サーボモータ３７ｍによりスライド３７ａを左右方向に、サーボモータ３８ｍによりスライド３８ａを上下方向に、サーボモータ４１ｍにより転回手段４１を回転できるようにしている。サーボモータ３７ｍ、３８ｍ、４１ｍは、数値制御（ＮＣ）により駆動されている。そして、転回手段４１に取り付けられた被加工体Ｗ１０を、被加工体Ｗ１０の周面１１の設計形状にあわせて研磨帯３４に接触させつつ少なくとも１以上転回するように、数値制御（ＮＣ）している。なお、３２は、研磨帯３４を周回走行させる電動モータである。３５は、プーリ３３ｂを一定の力で左方に伸ばして研磨帯３４のたるみを除く空圧シリンダである。３６は、研磨帯３４を被加工体Ｗ１０で挟み、図で左右方向に微調整して被加工体Ｗ１０からの押圧力を受ける、受け部材である。

次に、図４により、治具台４０上の転回手段４１について説明する。図４において、（ａ）は被加工体Ｗ１０をヘアライン加工中の一部断面を含む平面図、（ｂ）はヘアライン加工後の被加工体Ｗ１０をノックアウト４２中の平面図を示す。図４で、治具台４０には、サーボモータ４１ｍと、被加工体Ｗ１０が挿着される挿着部４１ａを含む転回手段４１が設けられている。挿着部４１ａは、回転カップリング４１ｃにより、サーボモータ４１ｍと連結されている。一方、治具台４０には、被加工体Ｗ１０をノックアウト４２することができるノックアウトシリンダ４２ｓが取り付けられている。ノックアウトシリンダ４２ｓのロッド端４２ｄには、転回手段４１とは別体として、出入りできるノックアウト板４２ａが取り付けられている。ノックアウト板４２ａの先端４２ｂは、被加工体Ｗ１０を装着した際に、当接しない近接した位置にしている。

次に、図５により、図１に示す被加工体Ｗ１０の周面１１にヘアラインを施す、加工工程について説明する。図５において、（ａ）は被加工体Ｗ１０を挿着部４１ａに取り付けている状態、（ｂ）〜（ｆ）は、ヘアライン加工中、（ｇ）は、被加工体Ｗ１０をノックアウト４２している状態をそれぞれ示している。先ず、（ａ）に示す、挿着部４１ａへの被加工体Ｗ１０の取り付けは、図３での前後スライド３７ａ、上下スライド３８ａが後退し、転回手段４１が原点位置の待機状態で行う。起動ボタンを押すと、電動モータ３２が回転起動され、以下、図５（ｂ）〜（ｇ）が自動的に行われる。すなわち、（ｂ）被加工体Ｗ１０の主面１１ａを、研磨帯３４に接触させる。続いて、（ｃ）Ｒが付与されたこば面１１ｂを、研磨帯３４に接触させつつ、軸１１ｏを中心として旋回（矢印）させる。続いて、（ｄ）主面１１ａと反対の主面１１ｃを研磨帯２４に接触させる。続いて、（ｅ）こば面１１ｂと反対のＲが付与されたこば面１１ｃを、研磨帯２４に接触させつつ、軸１１ｐを中心として旋回（矢印）させる。続いて、（ｆ）再度、主面１１ａを研磨帯２４に接触させる。続いて、電動モータ３２が停止され、転回手段４１が原点に戻った状態で、（ｇ）ノックアウトシリンダ４２ｓが前進され、これに連結したノックアウト板４２ａの先端４２ｂが前進され、挿着部４１ａにおいて被加工体Ｗ１０が押出され、さらにノックアウトシリンダ４３ｓが後退することで、挿着部４１ａに被加工体Ｗ１０が取り残される。これにより、被加工体Ｗ１０の取り外しが容易となる。
以上の加工工程により、被加工体Ｗ１０の周面１１（１１ａ〜１１ｄ）の全体に、形状精度を良くして、ヘアライン１２が形成される。また、被加工体Ｗ１０の主面１１ａ、１１ｃと各こば面１１ｂ、１１ｄとの接続部に区画線１３が形成され、この区画線１３により、主面１１ａ、１１ｃと、こば面１１ｂ、１１ｄとの接続部が流れたり、ボヤケルことなく、スッキリしてくるので、意匠性が向上する。

（実施の形態２）
図２は、前述したとおり、一部が不連続面２１ｅとなった周面２１、すなわち周面２１の一部にヘアライン２２が施されている筐体２０（被加工体Ｗ２０）の斜視図である。周面２１は、主面２１ａ、２１ｃと、Ｒが形成されたこば面２１ｂ、２１ｄとからなる。主面２１ｃはなだらかな凸状となっている。主面２１ａと、こば面２１ｂ、２１ｄとの接続部には区画線２３が形成されている。この筐体２０（被加工体Ｗ２０）も、図３の加工装置３０、図４の転回手段４１、また図５の加工工程により、周面２１の一部に、形状精度を良くして、ヘアライン２２が形成される。また、区画線２３により、主面２１ａと、こば面２１ｂ、２１ｄとの接続部が流れたり、ボヤケルことなく、スッキリしてくるので、意匠性が向上する。

マグネシウム合金材を熱間鍛造し、図１で、主面１１ａ、１１ｃが巾約８０ｍｍ×奥行き約８０ｍｍ、こば面１１ｂ、１１ｄが高さ１０ｍｍでＲ５ｍｍ、主要部の肉厚が０．８ｍｍと極めて薄肉の被加工体Ｗ１０を作製した。次いで、不要な部分を取り除いた後、図３乃至図５に示すヘアラインの加工方法および加工工程により、被加工体Ｗ１０にヘアライン１２を施した。研磨帯３４はコランダム＃２４０とし、研磨帯３４の周速を６３０ｍ／ｍｉｎとし、水を研磨液として行った。その結果、被加工体Ｗ１０の周面１１（１１ａ〜１１ｄ）には、形状精度を良くして、ヘアライン１２が形成され、また、主面１１ａ、１１ｃと各こば面１１ｂ、１１ｄとの接続部には区画線１３が形成され、接続部がすっきりしていた。そして、ヘアラインと区画線が形成された被加工体Ｗ１０に表面処理を施した筐体１０は、美的感覚に優れ、商品価値が高められていた。

実施の形態１での、周面１１（１１ａ〜１１ｄ）の全体にヘアライン１２が施されている筐体１０（被加工体Ｗ１０）の斜視図である。実施の形態２での、周面２１の一部にヘアライン２２が施されている筐体２０（被加工体Ｗ２０）の斜視図である。実施の形態のヘアラインの加工装置３０であり、（ａ）は（ｂ）での一部断面を含む平面図、（ｂ）は側面図を示す。実施の形態の転回手段４１であり、（ａ）は被加工体Ｗ１０をヘアライン加工中の一部断面を含む平面図、（ｂ）はヘアライン加工後の被加工体Ｗ１０をノックアウト中（４３ｓ）の平面図を示す。実施の形態の加工工程であり、（ａ）は被加工体Ｗ１０を挿着部４１ａに取り付けている状態、（ｂ）〜（ｆ）は、ヘアライン加工中、（ｇ）は、被加工体Ｗ１０をノックアウト４２している状態をそれぞれ示す。特許文献１に開示している成形体６０の斜視図である。特許文献１に開示しているヘアライン加工装置の概略斜視図である。特許文献２に開示している、曲面の表面を研磨するベルト式研磨装置であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）〜（ｄ）は被加工体Ｗ８０の加工後の形状の斜視図である。

符号の説明

１０、２０、６０：筐体１１、２１：周面１１ａ、１１ｃ、２１ａ、２１ｃ：主面
１１ｂ、１１ｄ、２１ｂ、２１ｄ：こば面１１ｅ：凹部１１ｏ、１１ｐ：軸
１２、２２、６２：ヘアライン１３、２３：区画線２１ｅ：不連続面
３１ａ：機台３１ｂ：架台３２、７２：電動モータ
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、７３ａ、７３ｂ、７３ｃ：プーリ
３４、７４、８４：研磨帯３５：空圧シリンダ３６：受け部材
３７ａ、３８ａ：スライド３７ｍ、３８ｍ、４１ｍ：サーボモータ
４０：治具台４１：転回手段４１ａ：挿着部４１ｃ：回転カップリング
４２：ノックアウト４２ａ：ノックアウト板４２ｂ：先端
４２ｄ：ロッド端４２ｓ：ノックアウトシリンダ６０：成形体
６１：平面７１：取付治具７５：空圧シリンダ７６：押圧パッド
７７：油圧シリンダまたは空圧シリンダ８４ａ：研磨帯の上部
８５：シリンダ８５ａ：ロッド８６：押え部材
８６ａ：弧状曲面ＮＣ：数値制御Ｐ：押圧力
Ｗ１０、Ｗ２０、Ｗ６０、Ｗ８０：被加工体
Ｘ１：中央が凸Ｘ２：端部が凸Ｘ３：中央にくぼみ

Claims

被加工体を、該被加工体の設計形状にあわせて転回しつつ、走行する研磨帯に接触させ、前記被加工体の周面の少なくとも一部にヘアラインを形成することを特徴とするヘアラインの加工方法。
前記被加工体は、主面と、Ｒが形成されたこば面とを有し、前記走行する研磨帯に、前記主面を押圧して、該主面とこば面との接続部に区画線を形成することを特徴とする請求項１に記載のヘアラインの加工方法。
複数のプーリに巻き付けると共に、周回走行する外側面の一部を加工時の被加工体に対向して配置する研磨帯と、前記被加工体を取り付け、該被加工体の周面の設計形状にあわせて前記研磨帯に接触させつつ転回させる転回手段と、を備えていることを特徴とするヘアラインの加工装置。
前記転回手段が、ＮＣ制御を備えていることを特徴とする請求項３に記載のヘアラインの加工装置。