JP2006218564A - Surface treatment method and surface treatment device by water jet - Google Patents

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Toshihiro Sawamura
利洋 沢村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface treatment device by a water jet capable of simply and efficiently treating at high speed a surface of a material with a soft part and a hard part mixed therein. <P>SOLUTION: This surface treatment device 1 comprises a water jet generation part 2 generating a fan-like water jet WJ jetted onto a material 9 to be treated, a material supporting part 3 for supporting or putting the material 9, and a treatment direction drive part 4 for relatively moving the material 9 to the water jet WJ. Jet pressure, a distance between a water jet nozzle and a treating surface, relative moving speed between the water jet WJ and the material 9, and the like can be adjusted. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はウォータージェットによる表面処理方法および表面処理装置に係り、特に、柔らかい夏目と硬い冬目が混在する木材のような軟質部と硬質部とが混在している材料の表面加工処理を、高速、簡便かつ効率的に、また被処理材料の状態に応じて表面の凹凸状態を調整することのできる、ウォータージェットによる表面処理方法および表面処理装置に関する。   The present invention relates to a surface treatment method and a surface treatment apparatus using a water jet, and in particular, high-speed surface treatment of a material having a soft part and a hard part such as wood in which soft summer eyes and hard winter eyes are mixed. The present invention relates to a surface treatment method and a surface treatment apparatus using a water jet, which can easily and efficiently adjust the surface unevenness state according to the state of a material to be treated.

家具や建築材として木材を使用する場合、木材が紫外線を吸収し、また木材表面では細胞の微小な凹凸で光が散乱するため反射光が弱められ、"目に優しい"という長所がある。しかし、木材表面に塗装がしてある場合、塗装表面で光が反射するためその長所が失われる。このため、塗装なしで美しい表面を得るための手段の一つとして木目の浮き出し技術が、従来から用いられている。   When wood is used as furniture or building materials, it absorbs ultraviolet rays, and the light on the surface of the wood is scattered by minute irregularities of cells, so the reflected light is weakened and has the advantage of being "friendly to the eyes". However, when the wood surface is painted, the light is reflected on the painted surface and the advantages are lost. For this reason, the grain embossing technique has been conventionally used as one of means for obtaining a beautiful surface without painting.


木目を浮き出させる技術には様々なものがあるが、いずれも柔らかい夏目を加工し堅い冬目を残して行われる。伝統的な方法としては、夏目を押し付けて浮き立たせるうづくりや、夏目を研磨剤で削り取って浮き立たせる時雨彫り等がある。しかし、これら伝統的な方法で均一な仕上げ状態にするには、熟練の腕前が必要とされる。
.
There are various techniques for embossing the wood grain, but all of them are done with soft summer eyes and hard winter eyes. As traditional methods, there are tsukuri which makes Natsume pressed to make it stand up, and rain carving when Natsume is scraped with an abrasive to make it stand up. However, skilled skills are required to achieve a uniform finish in these traditional methods.

迅速かつ正確に木目を浮き出させる技術として、ウレタンゴム等の弾性体上に被加工面を密着するように載置し、被加工面の裏面方向から押圧板を介して加圧することにより、冬目と夏目の密度差に起因する硬度に応じた変形を得るという提案もなされている(後掲特許文献1)。   As a technique to raise the grain quickly and accurately, the work surface is placed on an elastic body such as urethane rubber so that the work surface is in close contact, and pressure is applied through the pressing plate from the back side of the work surface. There has also been a proposal to obtain a deformation according to the hardness due to the density difference of Natsume (Patent Document 1).

特許公開平10−015915「木材製品の表面加工方法」Patent Publication No. Hei 10-015915 “Surface processing method for wood products”

さて、特許文献1の方法では、被処理表面状態を材料に応じて調整し、効率的な処理を行うことは難しい。また、大きな部材を加工するための自動化も図られてはいるが、部材による構造や強度の違いに対して充分な対応が困難であり、未だ広範囲を素早く均一に処理できる方法は提案されていない。   Now, with the method of Patent Document 1, it is difficult to adjust the surface condition to be treated according to the material and perform efficient treatment. In addition, although automation for processing a large member has been attempted, it is difficult to sufficiently cope with the difference in structure and strength depending on the member, and a method capable of processing a wide area quickly and uniformly has not been proposed yet. .

一方、高圧水噴流であるウォータージェットを用いて、伝熱管内壁に生成付着する硬質スケールを除去したり(特開2001−225036)、フライス加工したり(特開平10−028903)、金属材料表面に形成された表面異質層を除去したり(特開平08−267400)する技術が、従来より提案されている。   On the other hand, by using a water jet that is a high-pressure water jet, the hard scale generated and attached to the inner wall of the heat transfer tube is removed (JP 2001-225036), milled (JP 10-028903), A technique for removing the formed heterogeneous surface layer (Japanese Patent Laid-Open No. 08-267400) has been proposed.

また、木材のみならず、たとえば配線のため発泡スチロールに埋められた銅線先端を突き出すといったように、発泡材料中に埋め込まれた棒状物体の先端を突き出させる必要がある場合など、軟質部と硬質部とが混在している材料の表面加工処理を迅速かつ効率的に行うことのできる技術も、求められる。   In addition to wood, for example, when it is necessary to project the tip of a rod-like object embedded in foam material, such as projecting the tip of a copper wire embedded in polystyrene foam for wiring, soft and hard parts There is also a need for a technique that can quickly and efficiently perform surface processing of materials that contain a mixture of materials.

本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を踏まえ、柔らかい夏目と硬い冬目が混在する木材のように、軟質部と硬質部とが混在している材料の表面加工処理を、高速、簡便かつ効率的に、また被処理材料の状態に応じて表面の凹凸状態を調整することのできる、ウォータージェットによる表面処理方法および表面処理装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is based on the above-mentioned problems of the prior art, and surface processing of a material in which a soft part and a hard part are mixed, such as wood in which soft summer eyes and hard winter eyes are mixed. An object of the present invention is to provide a surface treatment method and a surface treatment apparatus using a water jet capable of adjusting the surface irregularity state according to the state of a material to be treated at high speed, simply and efficiently.

本願発明者は上記課題について検討した結果、高速水噴流であるウォータージェットの一定強度の部材のみを加工できる特性を応用することによって上記課題の解決が可能であることを見出し、本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は次の通りである。   As a result of studying the above problems, the present inventor has found that the above problems can be solved by applying a characteristic that can process only a member having a constant strength of a water jet that is a high-speed water jet, and has reached the present invention. . That is, the invention claimed in the present application as means for solving the above problems, or at least the invention disclosed is as follows.

(1) 木材その他軟質部と硬質部とが混在している材料の被処理表面の凹凸状態を調整するための表面処理方法であって、予め軟質部と硬質部との加工強度の閾値に噴出圧力を設定したウォータージェットを、材料の被処理面に対して噴射してその水圧により軟質部を押し込み加工し、凹凸状態の調整された表面を得ることを特徴とする、ウォータージェットによる表面処理方法。
(2) 材料の被処理表面の表面粗さを減少させるための表面処理方法であって、ウォータージェットを、材料の被処理面に対して噴射してその水圧により微小な突起を除去加工し、粗さが減少し平滑化した表面を得ることを特徴とする、ウォータージェットによる表面処理方法。
(3) 前記ウォータージェットは、材料の被処理表面を広範囲に均一に処理するために、扇状ウォータージェットとすることを特徴とする、(1)または(2)に記載のウォータージェットによる表面処理方法。
(4) ウォータージェットに対して被処理材料を相対的に移動させながら行うことを特徴とする、(3)に記載のウォータージェットによる表面処理方法。
(5) 前記ウォータージェットの噴出圧力、ウォータージェット噴出口と被処理表面との距離、ウォータージェットと被処理材料間の相対的な移動速度もしくは移動回数を調節することによって、所望の凹凸状態の調整された表面を得ることを特徴とする、(3)または(4)に記載のウォータージェットによる表面処理方法。
(1) A surface treatment method for adjusting the unevenness state of a surface to be treated of a material in which wood and other soft parts and hard parts are mixed, and is ejected in advance to a processing strength threshold value between the soft part and the hard part. A surface treatment method using a water jet, characterized in that a water jet with a set pressure is sprayed onto a surface to be treated of a material, and a soft part is pressed by the water pressure to obtain a surface with an uneven state adjusted. .
(2) A surface treatment method for reducing the surface roughness of the surface of the material to be treated, in which a water jet is sprayed onto the surface of the material to be treated, and minute protrusions are removed by the water pressure. A surface treatment method using a water jet, characterized by obtaining a smooth surface with reduced roughness.
(3) The water jet surface treatment method according to (1) or (2), wherein the water jet is a fan-shaped water jet in order to uniformly treat the surface of the material to be treated over a wide range. .
(4) The surface treatment method using a water jet according to (3), which is performed while moving the material to be treated relative to the water jet.
(5) Adjustment of the desired uneven state by adjusting the jet pressure of the water jet, the distance between the water jet outlet and the surface to be processed, and the relative moving speed or number of movements between the water jet and the material to be processed. The surface treatment method using a water jet according to (3) or (4), characterized in that a finished surface is obtained.

(6) 木材その他軟質部と硬質部とが混在している材料の被処理表面の凹凸状態を水圧により押し込み加工して調整するための、もしくは材料の被処理表面の表面粗さを減少させるための表面処理装置であって、該装置は、被処理材料に噴射するための扇状ウォータージェットを発生させるウォータージェット発生部と、被処理材料を支持するための材料支持部と、ウォータージェットに対して被処理材料を相対的に移動させるための処理方向駆動部とを備えてなることを特徴とする、表面処理装置。
(7) 所望の凹凸状態の調整された表面を得るために、前記ウォータージェットの噴出圧力、ウォータージェット噴出口と被処理表面との距離、ウォータージェットと被処理材料間の相対的な移動速度もしくは移動回数が調節可能に構成されていることを特徴とする、(6)に記載の表面処理装置。
(6) In order to adjust the unevenness of the surface to be processed of wood or other materials in which soft and hard portions are mixed by pressing with water pressure, or to reduce the surface roughness of the surface to be processed The surface treatment apparatus includes: a water jet generation unit that generates a fan-shaped water jet for spraying the material to be treated; a material support unit for supporting the material to be treated; and a water jet. A surface treatment apparatus comprising a treatment direction drive unit for relatively moving a material to be treated.
(7) In order to obtain an adjusted surface having a desired uneven state, the jet pressure of the water jet, the distance between the water jet outlet and the surface to be processed, the relative movement speed between the water jet and the material to be processed, or The surface treatment apparatus according to (6), wherein the number of movements is adjustable.

本発明のウォータージェットによる表面処理方法および表面処理装置は上述のように構成されるため、これによれば、柔らかい夏目と硬い冬目が混在する木材のように、軟質部と硬質部とが混在している材料の表面加工処理を、高速、簡便かつ効率的に、また被処理材料の状態に応じて表面の凹凸状態を調整することができる。   Since the surface treatment method and the surface treatment apparatus using the water jet according to the present invention are configured as described above, according to this, the soft portion and the hard portion are mixed, such as wood in which soft summer eyes and hard winter eyes are mixed. It is possible to adjust the surface unevenness of the surface of the material being processed at high speed, simply and efficiently, and according to the state of the material to be processed.

以下、本発明を図面により詳細に説明する。
図1は、本発明のウォータージェットによる表面処理方法の基本構成を示す概念図である。また、
図2は、本発明のウォータージェットによる表面処理装置の基本構成を示す概念図である。これらに図示するように本方法は、木材その他軟質部と硬質部とが混在している材料9の被処理表面の凹凸状態を調整するための方法であって、予め軟質部と硬質部との加工強度の閾値に噴出圧力を設定することを含む条件設定過程P1によりウォータージェットWJを発生させて、材料9の被処理面に対して噴射してその水圧により軟質部を押し込み加工する加工過程P2を経て、凹凸状態の調整された表面処理のなされた処理後材料10を得る構成を基本とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a basic configuration of a surface treatment method using a water jet according to the present invention. Also,
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a basic configuration of a surface treatment apparatus using a water jet according to the present invention. As shown in these figures, this method is a method for adjusting the unevenness state of the surface to be treated of the material 9 in which wood and other soft parts and hard parts are mixed, and the soft part and the hard part are previously adjusted. A processing process P2 in which a water jet WJ is generated by a condition setting process P1 including setting an ejection pressure as a processing intensity threshold, and is injected onto a surface to be processed of the material 9 to push the soft portion by the water pressure. After that, the basic structure is to obtain the post-treatment material 10 that has been subjected to the surface treatment in which the uneven state is adjusted.

すなわち条件設定過程P1において、少なくとも、ウォータージェットWJの噴出圧力を、材料9の軟質部と硬質部との加工強度の閾値に設定する設定がなされ、それに基づいてウォータージェット発生部2によりウォータージェットWJが噴出される加工過程P2では、ウォータージェットWJの水圧により材料9の被処理面の軟質部が押し込み加工され、それにより、木材その他軟質部と硬質部とが混在している材料9の被処理表面の凹凸状態が調整された処理後材料10が得られる。   That is, in the condition setting process P1, at least the ejection pressure of the water jet WJ is set to the threshold value of the processing strength between the soft part and the hard part of the material 9, and the water jet WJ is generated by the water jet generation part 2 based on the setting. In the processing process P2 in which water is ejected, the soft portion of the surface to be processed of the material 9 is pushed by the water pressure of the water jet WJ, and thereby the material 9 to be processed in which the soft portion and the hard portion are mixed with each other. The post-processing material 10 in which the surface irregularity state is adjusted is obtained.

上記目的とは別に本表面処理方法は、材料9の被処理表面の表面粗さを減少させるためのものとして用いることもできる。すなわち、ウォータージェットWJを材料9の被処理面に対して噴射してその水圧により微小な突起を除去加工し、粗さが減少し平滑化した表面を得る、というものである。   Apart from the above purpose, this surface treatment method can also be used for reducing the surface roughness of the surface of the material 9 to be treated. That is, the water jet WJ is jetted onto the surface to be treated of the material 9 to remove and remove minute protrusions by the water pressure, thereby obtaining a smooth surface with reduced roughness.

本発明方法では、材料9の被処理表面を広範囲に均一に処理するために、ウォータージェットWJとしては、被処理表面と線接触する扇状ウォータージェットを用いる。また、ウォータージェットWJに対して被処理材料9を相対的に移動させながら行う構成とする。   In the method of the present invention, a fan-shaped water jet that makes line contact with the surface to be processed is used as the water jet WJ in order to uniformly treat the surface to be processed of the material 9 over a wide range. Moreover, it is set as the structure performed while moving the to-be-processed material 9 relatively with respect to the water jet WJ.

図2に概念的に示したように前記相対的移動は、適宜構成の処理方向駆動部4を用いて行うことができる。これはたとえば図示するように、被処理材料9もしくはこれが支持される材料支持部3の方をウォータージェットWJに対して直線上正逆方向の移動可能なように駆動する方法(M3)、またはウォータージェット発生部2の方を被処理材料9に対して直線上正逆方向の移動可能なように駆動する方法(M2)とすることができる。   As conceptually shown in FIG. 2, the relative movement can be performed using a processing direction driving unit 4 having an appropriate configuration. For example, as shown in the drawing, a method (M3) for driving the material 9 to be processed or the material support 3 on which the material 9 is supported so as to be movable in a straight forward / reverse direction with respect to the water jet WJ (M3) or water A method (M2) of driving the jet generator 2 so that it can move in a straight forward / reverse direction with respect to the material 9 to be processed can be employed.

後述する実施例はあくまで一実験例であり、駆動方法としては、リニアガイドその他公知の駆動機構を適宜採用し構成することができ、本発明はかかる駆動機構の如何に限定されるものではない。   An embodiment to be described later is merely an experimental example, and as a driving method, a linear guide or other known driving mechanism can be appropriately adopted and configured, and the present invention is not limited to such a driving mechanism.

これらの図で、本発明のウォータージェットによる表面処理方法では、前記ウォータージェットWJの噴出圧力、ウォータージェット噴出口と被処理表面との距離、ウォータージェットWJと被処理材料9間の相対的な移動速度もしくは移動回数を調節する設定を条件設定過程P1において行うものとすることができる。噴出圧力・距離・移動速度・移動回数を予め調節、設定することにより、所望の凹凸状態が調整された表面を得ることができる。   In these figures, in the surface treatment method using the water jet of the present invention, the jet pressure of the water jet WJ, the distance between the water jet outlet and the surface to be treated, and the relative movement between the water jet WJ and the material 9 to be treated. The setting for adjusting the speed or the number of movements can be performed in the condition setting process P1. By adjusting and setting the ejection pressure, the distance, the moving speed, and the number of movements in advance, it is possible to obtain a surface with a desired uneven state adjusted.

図2は、上述の通り本発明表面処理装置1の基本構成を示す概念図であるが、該装置1は、被処理材料9に噴射するための扇状ウォータージェットWJを発生させるウォータージェット発生部2と、被処理材料9を支持もしくは載置するための材料支持部3と、ウォータージェットWJに対して被処理材料9を相対的に移動させるための処理方向駆動部4とを備えてなることを、主たる構成とする。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing the basic structure of the surface treatment apparatus 1 of the present invention as described above. The apparatus 1 generates a water jet generator 2 that generates a fan-shaped water jet WJ for spraying on a material 9 to be treated. And a material support part 3 for supporting or placing the material 9 to be processed, and a processing direction driving part 4 for moving the material 9 to be processed relative to the water jet WJ. The main configuration.

かかる構成により本表面処理装置1では、該材料支持部3に被処理材料9が支持もしくは載置され、該処理方向駆動部4によりウォータージェットWJに対する被処理材料9の相対的移動がなされつつ、これに該ウォータージェット発生部2によって発生させた扇状ウォータージェットWJが噴射される。   With this configuration, in the surface treatment apparatus 1, the material 9 to be processed is supported or placed on the material support 3, and the material 9 to be processed is moved relative to the water jet WJ by the processing direction driving unit 4. A fan-shaped water jet WJ generated by the water jet generating section 2 is jetted onto this.

さらに本表面処理装置1は、ウォータージェットWJの噴出圧力、ウォータージェット噴出口と被処理表面との距離、ウォータージェットWJと被処理材料9間の相対的な移動速度もしくは移動回数を、それぞれ調節可能に構成することができる。かかる構成はたとえば、該ウォータージェット発生部2、該処理方向駆動部4にそれぞれ個別に設ける制御部としたり、あるいはまた、これらの条件を統合的に設定・制御する装置たる電子計算機としてもよい。   Furthermore, the surface treatment apparatus 1 can adjust the ejection pressure of the water jet WJ, the distance between the water jet outlet and the surface to be treated, and the relative movement speed or number of movements between the water jet WJ and the material 9 to be treated. Can be configured. Such a configuration may be, for example, a control unit provided separately for each of the water jet generation unit 2 and the processing direction driving unit 4, or may be an electronic computer as a device that sets and controls these conditions in an integrated manner.

かかる構成により本発明表面処理装置1では、木材その他軟質部と硬質部とが混在している材料9の被処理表面の凹凸状態を、水圧により押し込み加工して、所望の凹凸状態に調整することができる。また、材料9の被処理表面の表面粗さを減少させることもできる。   With this configuration, in the surface treatment apparatus 1 of the present invention, the uneven state of the surface to be processed of the material 9 in which wood and other soft parts and hard parts are mixed is pressed by water pressure to adjust to the desired uneven state. Can do. Further, the surface roughness of the surface to be treated of the material 9 can be reduced.

図2の該ウォータージェット発生部2は、後掲図3に実施例の説明のため例示されるように、水源からの水を加圧して後流側に供給するためのポンプ(26)、ポンプ(26)からの加圧水を送水する高圧ホース、加圧水噴出を制御するためのバルブ、アキュムレータ(25)、リリーフ弁(24)、そして扇状ウォータージェットを噴出するためのノズル(21)を備えて構成することができる。   The water jet generator 2 in FIG. 2 includes a pump (26) for pressurizing and supplying water from the water source to the downstream side as illustrated in FIG. A high-pressure hose for supplying pressurized water from (26), a valve for controlling the ejection of pressurized water, an accumulator (25), a relief valve (24), and a nozzle (21) for ejecting a fan-shaped water jet. be able to.

図2の該材料支持部3は、後掲図5に実施例の説明のため例示されるように、材料を所定方向への摺動可能に固定するためのガイド(32)等の適宜の固定手段と、それが設けられる背後壁(31)を備えて構成できるが、本発明はこれに限定されるものではない。要するに、ウォータージェットWJが材料9に衝突することによって、材料9や該材料支持部3が移動、振動せず、材料9とウォータージェット発生部2のノズル先端との距離を一定に保つことができる構成、仕様であればよい。   The material support portion 3 in FIG. 2 is appropriately fixed such as a guide (32) for fixing the material slidably in a predetermined direction as illustrated in FIG. Although it can comprise and comprise a back wall (31) in which it is provided, the present invention is not limited to this. In short, when the water jet WJ collides with the material 9, the material 9 and the material support portion 3 do not move and vibrate, and the distance between the material 9 and the nozzle tip of the water jet generating portion 2 can be kept constant. Any configuration and specifications may be used.

図2の該処理方向駆動部4は、上述のように、被処理材料9もしくはこれが支持される材料支持部3の方をウォータージェットWJに対して直線上正逆方向の移動可能なように駆動する手段(M3)、またはウォータージェット発生部2の方を被処理材料9に対して直線上正逆方向の移動可能なように駆動する手段(M2)のいずれかまたは双方をもって、構成することができる。該処理方向駆動部4としては、リニアガイドその他適宜の駆動機構を用いることができる。   The processing direction driving unit 4 in FIG. 2 is driven so that the material 9 to be processed or the material supporting unit 3 on which the processing material 9 is supported can move in a straight forward and reverse direction with respect to the water jet WJ as described above. Or means (M2) for driving the water jet generator 2 so that the water jet generator 2 can move in a straight forward / reverse direction with respect to the material 9 to be processed. it can. As the processing direction driving unit 4, a linear guide or other appropriate driving mechanism can be used.

以上説明した本発明方法および装置は、柔らかい夏目と硬い冬目が混在する木材における木目出しや表面粗さの調整用途に、十二分の効果を発揮することができるが、本発明はこれに限定されず、木材以外でも、軟質部と硬質部とが混在している材料であれば、広く適用することができる。たとえば、配線のため発泡スチロールに埋められた銅線先端を突き出すといったように、発泡材料中に埋め込まれた棒状物体の先端を突き出させる場合にも適用可能である等、軟質部と硬質部との加工強度の閾値にウォータージェット噴出圧力を設定することができる限り、材料の如何、適用分野を選ばない。   The method and apparatus of the present invention described above can be more effective for graining and surface roughness adjustment in wood with soft summer eyes and hard winter eyes mixed together. The present invention is not limited, and any material other than wood can be widely applied as long as the soft part and the hard part are mixed. For example, it can be applied to projecting the tip of a rod-shaped object embedded in foam material, such as projecting the tip of a copper wire embedded in foamed polystyrene for wiring, etc. Processing of soft part and hard part As long as the water jet spray pressure can be set to the intensity threshold, the application field is not selected regardless of the material.

以下、本発明を木材に適用した実験例について説明するが、本発明はかかる実験例に限定されるものではない。
<1.実験例の目的・基本方針>
高速水噴流であるウォータージェットの一定強度の部材のみを加工できる特性を応用して、冬目部分を残し夏目部分を押し込み木目を浮き立たせる方法の開発を試みた。噴流は広範囲の木材表面を一度に加工できるように扇状ウォータージェットを使用し、圧力は木材の加工が可能かつポンプが比較的低価格である数MPaに設定した。
Hereinafter, although the experiment example which applied this invention to wood is demonstrated, this invention is not limited to this experiment example.
<1. Purpose and basic policy of the experiment example>
We tried to develop a method to lift the grain by pushing the summer part while leaving the winter part by applying the characteristics of the water jet, which is a high-speed water jet, that can process only a certain strength member. The jet used a fan-shaped water jet so that a wide range of wood surfaces could be processed at one time, and the pressure was set to several MPa, where wood could be processed and the pump was relatively inexpensive.

<2.実験方法>
2.1.実験装置
図3は、本実験例に用いたウォータージェット発生装置全体の概略を示す説明図である。図示するように本装置20では、水は水道から直接プランジャーポンプ26に供給され加圧される。加圧された水道水は高圧ホースを通り、バルブ、アキュムレータ25、リリーフ弁24を介して水槽22内に設けられたノズル21から噴出され、ウォータージェットとなる。
<2. Experimental method>
2.1. Experimental Device FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of the entire water jet generator used in this experimental example. As shown in the drawing, in the present apparatus 20, water is directly supplied from the water supply to the plunger pump 26 and pressurized. Pressurized tap water passes through a high-pressure hose, and is ejected from a nozzle 21 provided in the water tank 22 through a valve, an accumulator 25, and a relief valve 24 to form a water jet.

図4は、図3の実験装置中のノズルの構成例を示す断面図および側方半断面図である。ここではノズル21として、ノズル出口が縦1mm横2mmの楕円形状のものを使用した。かかるノズル21により、広がり角60°の扇状ウォータージェットを形成することができた。   4 is a cross-sectional view and a side half cross-sectional view showing a configuration example of a nozzle in the experimental apparatus of FIG. Here, as the nozzle 21, an elliptical nozzle having a nozzle outlet of 1 mm in length and 2 mm in width was used. With this nozzle 21, a fan-shaped water jet having a spread angle of 60 ° could be formed.

図5は、木実験例の表面処理装置構成を示す説明図である。図示するように本例装置は、図3、4に示したノズル21を備えたウォータージェット発生装置(全体は図示せず)と、台座33ならびにその上に固設した背後壁31とからなる材料支持部30と、および、処理方向駆動部40とから構成した。特に材料支持部30は、水による腐食を防ぐためにアルミ製とした。また、高圧のウォータージェットWJの衝突による移動や振動を防ぐため、材料支持部30の台座33および背後壁31は、20mm厚のアルミ板をT字型に組み合わせて構成し、台座30底部には、L字型の押さえを取り付けるようにした。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing a surface treatment apparatus configuration of a tree experiment example. As shown in the figure, this apparatus is composed of a water jet generator (not shown in its entirety) provided with a nozzle 21 shown in FIGS. 3 and 4, a base 33 and a rear wall 31 fixed thereon. The support unit 30 and the processing direction driving unit 40 are included. In particular, the material support 30 is made of aluminum in order to prevent corrosion due to water. Further, in order to prevent movement and vibration due to the collision of the high-pressure water jet WJ, the pedestal 33 and the back wall 31 of the material support portion 30 are configured by combining 20 mm thick aluminum plates in a T shape, An L-shaped presser was attached.

背後壁31には、材料90を背後壁部31に向かって上側から押さえてブレを抑制するとともに、後記処理方向駆動部40の作用によって鉛直方向に摺動可能とするガイド32を設けた。   The back wall 31 is provided with a guide 32 that suppresses blurring by pressing the material 90 toward the back wall portion 31 from the upper side and that can slide in the vertical direction by the action of the processing direction drive unit 40 described later.

処理方向駆動部40は、次のように構成した。すなわち、材料支持部30の上方に回転棒41を配置し、これには細い針金製の吊り下げワイヤー42を取り付け、その先に被処理材料90を設置するための設置板45を取り付けた。また、回転棒41の一端はモータ43に接続し、モータ43により任意の回転速度で回転棒を回転させて吊り下げワイヤー42を巻き取ることにより、回転棒41の回転運動を設置板45の上下運動に変換するようにした。設置板45は、両側面に取り付けられた前記ガイド32によりその動きのブレを抑制するようにした。   The processing direction driving unit 40 is configured as follows. That is, the rotating rod 41 is disposed above the material support portion 30, and a thin wire hanging wire 42 is attached thereto, and an installation plate 45 for installing the material 90 to be processed is attached to the end thereof. Further, one end of the rotating rod 41 is connected to the motor 43, and the rotating rod is rotated by the motor 43 at an arbitrary rotation speed and the suspension wire 42 is wound up. It was converted to movement. The installation plate 45 is configured to suppress the movement blur by the guides 32 attached to both side surfaces.

ウォータージェットによる衝突試験前後の木板(試験片、被処理材料)の表面粗さの評価については、固定された赤外線レーザによる距離計を用い、試験片上の数点を測定して、その平均値からの絶対値平均を使用した。また、実体顕微鏡により衝突前後の木板表面の詳細を観察した。   For the evaluation of the surface roughness of the wood board (test piece, material to be treated) before and after the impact test using a water jet, several points on the test piece were measured using a fixed distance meter with an infrared laser, and the average value was calculated. The absolute average of was used. The details of the wood board surface before and after the collision were observed with a stereomicroscope.

2.2.実験条件
予備実験により扇状ウォータージェットの衝突圧力はスタンドオフ距離が約20mmで吐出圧力の2割から3割程度まで急激に減少し、その後、ほぼ一定圧力に維持されることが明らかとなった。本ウォータージェットによる木目出しでは、広範囲での加工を目的とすることから、ノズルから遠方での試験片の設置が望まれた。そこで本試験例では、スタンドオフ距離は設置が可能な40mmで一定とした。また圧力は、予備実験から、3MPa以上において木板への良好な影響発揮が確認できたことと、廉価なポンプを使用するという目的のため、3MPaから5MPaの範囲として実験を行った。
2.2. Experimental conditions Preliminary experiments revealed that the impingement pressure of a fan-shaped water jet rapidly decreased from about 20% to about 30% of the discharge pressure at a standoff distance of about 20 mm, and then maintained at a substantially constant pressure. In the graining by this water jet, since it aims at the processing in a wide range, the installation of the test piece in the distance from the nozzle was desired. Therefore, in this test example, the stand-off distance is fixed at 40 mm where installation is possible. In addition, the pressure was tested in a range of 3 MPa to 5 MPa for the purpose of confirming that a good effect on the wood board could be confirmed at a pressure of 3 MPa or more from a preliminary experiment and for the purpose of using an inexpensive pump.

本実験における送り速度は、7.98X10−3、9.79X10−3、16.7X10−3m/sの3条件とした。衝突実験においては、1回だけでなく繰り返しトラバース(送り)させた場合の影響についても検討した。また、試験片の木材の種類としては、一般的かつ堅さの異なるものとしてヒバ、スギ、ヒノキの3種類を採り上げた。 Feed rate in this experiment, 7.98X10 -3, 9.79X10 -3, and the three conditions of 16.7X10 -3 m / s. In the collision experiment, the effect of repeatedly traversing (feeding) as well as once was examined. In addition, as the types of wood of the test pieces, three types of hiba, cedar and cypress were selected as general and different in hardness.

<3.試験結果および考察>
3.1.表面粗さの変化
(1)ヒバ材
図6は、吐出圧力5MPa、送り回数10回のときの表面粗さに対する送り速度の影響を示したグラフである。粗さ約0.4mmにおける点線は噴流の衝突実験前の試験片表面平均粗さであり、その上下の破線はそのばらつきを示している。図から、送り速度の増加に伴い、表面の凹凸は減少することが確認された。
<3. Test results and discussion>
3.1. Change in Surface Roughness (1) Hiba Material FIG. 6 is a graph showing the influence of the feed rate on the surface roughness when the discharge pressure is 5 MPa and the number of feeds is 10. The dotted line at the roughness of about 0.4 mm is the average roughness of the test piece surface before the jet collision test, and the upper and lower broken lines indicate the variation. From the figure, it was confirmed that the unevenness on the surface decreased as the feed rate increased.

図7は、送り回数を変化させたときの表面粗さの変化を示すグラフである。(a)、(b)はそれぞれ、送り速度を7.98X10−3m/s、16.7X10−3m/sとして試験を行った結果である。図示されるように、吐出圧力が5MPaの場合には、送り速度に関わらず送り回数の増加に伴い凹凸は成長していくことが示された。しかし、凹凸が大きくなった場合には木板の木目の違いの影響か、データのばらつきも大きくなった。なお、3MPaにおいては凹凸を成長させるのではなく、表面粗さを小さくする作用が生じることが示された。これは、ウォータージェットの面に対して均等な衝突圧力が、衝突前の試験片に残っている小さな突起をつぶすことにより行われているものと考えられた。 FIG. 7 is a graph showing changes in surface roughness when the number of times of feeding is changed. (A), (b), respectively, the feed rate 7.98X10 -3 m / s, that it is the result of the test as 16.7X10 -3 m / s. As shown in the figure, it was shown that when the discharge pressure is 5 MPa, the unevenness grows as the number of feeds increases regardless of the feed rate. However, when the unevenness became large, the effect of the difference in the grain of the wooden board, or the variation in data increased. In addition, it was shown that the effect | action which makes a surface roughness small occurs rather than growing an unevenness | corrugation in 3 MPa. This was thought to be due to the fact that the uniform impact pressure against the surface of the water jet was crushed by the small protrusions remaining on the specimen before the impact.

(2)スギ材
図8、9、10にスギ材に対してウォータージェットを衝突させて木目出しした結果を、グラフにて示す。各図において、表面粗さが約0.4mmにおける点線と2本の破線は、ヒバ材同様、実験前の試験片の平均表面粗さとそのばらつきである。スギ材はヒバ材と比べ木の材質が柔らかいため、実験後の凹凸は格段に大きくなっていることが示された。
(2) Cedar wood FIGS. 8, 9 and 10 are graphs showing the results of wood graining by making a water jet collide against the cedar wood. In each figure, the dotted line and the two broken lines when the surface roughness is about 0.4 mm are the average surface roughness of the test piece before the experiment and its variation, like the hiba material. Cedar wood was softer than hiba wood, and the unevenness after the experiment was shown to be significantly larger.

図8は、吐出圧力5MPaにおける送り速度の影響を示すグラフである。送り速度が増加すると凹凸は現れにくくなることが示された。また、衝突回数が5回よりも10回の場合の方が全体的にデータのばらつきが小さい結果であった。これは、5回の場合にはまだ加工する余地が残っているのに対し、10回繰り返した場合には、十分な加工が施されたためであると考えられた。以上のことから、一定の品質を得るためにはある程度の繰り返し処理が有効であると考えられた。   FIG. 8 is a graph showing the influence of the feed rate at a discharge pressure of 5 MPa. It was shown that irregularities are less likely to appear as the feed rate increases. In addition, when the number of collisions was 10 times, the data variation was smaller overall. It was considered that there was still room for processing in the case of 5 times, but sufficient processing was performed in the case of repeating 10 times. From the above, it was considered that a certain amount of repeated processing is effective in order to obtain a certain quality.

図9は、送り速度7.98X10−3m/s、送り回数5回で圧力を変化させた場合の結果を示すグラフである。ここでは、圧力の増加に伴い、急激に凹凸が現れていることが示された。 FIG. 9 is a graph showing the results when the pressure is changed at a feed rate of 7.98 × 10 −3 m / s and the number of feeds is five. Here, it was shown that the unevenness suddenly appeared as the pressure increased.

図10は、送り速度7.98X10−3m/s、吐出圧力5MPaにおける送り回数の影響を示すグラフである。ヒバ材の場合は、送り回数が増加すると指数関数的に粗さは増加したが、スギ材の場合には柔らかい木質のためか、送り回数が大きくなると表面粗さの伸びは少なくなっているという結果であった。 FIG. 10 is a graph showing the influence of the number of feeds at a feed rate of 7.98 × 10 −3 m / s and a discharge pressure of 5 MPa. In the case of hiba wood, the roughness increased exponentially as the number of feeds increased, but in the case of cedar wood, the increase in surface roughness decreased with increasing number of feeds, probably due to soft wood. It was a result.

(3)ヒノキ材
図11、12、13にヒノキ材についての試験結果をグラフにて示す。ヒノキはスギ、ヒバに比べ大変堅い木材であり、そのため、全体的に顕著な凹凸は吐出圧力5MPaにおいても現れにくいという結果であった。
(3) Cypress material FIGS. 11, 12, and 13 are graphs showing the test results for the cypress material. Cypress is a very hard wood compared to cedar and hiba, and as a result, conspicuous unevenness as a whole hardly appears even at a discharge pressure of 5 MPa.

図11は、吐出圧力5MPaにおける送り速度の影響を示すグラフである。ヒバ材、スギ材と変わらず送り速度が増大すると凹凸は現れにくいという結果であた。また、ヒノキ材の場合には、送り回数が5回においては表面粗さは実験前の範囲内に収まっており、本試験例の条件ではほとんど加工されておらず、したがって、本発明において、本例とは異なる条件を設定することにより表面処理加工できる可能性があることが示された。また、データのばらつきは送り速度が大きい場合には小さいが、遅い場合には加工途中であるせいかばらつきが大きいという結果であった。   FIG. 11 is a graph showing the influence of the feed rate at a discharge pressure of 5 MPa. It was the result that unevenness did not appear easily when the feed rate increased without changing to hiba and cedar. Further, in the case of cypress wood, the surface roughness is within the range before the experiment when the number of feeds is 5, and it is hardly processed under the conditions of this test example. It was shown that surface treatment may be possible by setting different conditions from the examples. In addition, the data variation was small when the feed rate was large, but when the feed rate was slow, the variation was large because it was in the middle of processing.

図12は、送り速度7.98X10−3m/s、送り回数5回で圧力を変化させた場合の結果を示すグラフである。圧力の増加と共に表面粗さの増加が見られるが、図11で示されたのと同様に送り回数5回においてはいずれも実験前の表面粗さの範囲内であり顕著な凹凸は現れていない。また、ヒバ材同様、3MPaにおいてはわずかではあるが表面を平滑化する傾向が確認された。 FIG. 12 is a graph showing the results when the pressure is changed at a feed rate of 7.98 × 10 −3 m / s and the number of feeds is five. As the pressure increases, the surface roughness increases. However, as shown in FIG. 11, when the number of feeds is five, all are within the range of the surface roughness before the experiment, and no remarkable irregularities appear. . Moreover, the tendency which smooth | blunts the surface was confirmed slightly at 3 MPa like a hiba material.

図13は圧力5MPa、送り速度7.98X10−3m/sにおける送り速度の影響を示すグラフである。送り回数が5回まではそれほど凹凸は現れていないが、10回になるとそれまでに比べ、急激に表面粗さが増加することが示された。 FIG. 13 is a graph showing the influence of the feed rate at a pressure of 5 MPa and a feed rate of 7.98 × 10 −3 m / s. The unevenness did not appear so much until the number of feeding was 5 times, but it was shown that the surface roughness increased abruptly when it was 10 times.

3.2.表面状態の観察
柔らかくて凹凸が明確に現れるスギ材の結果を例として、表面状態の観察結果を示す。
図14は、スギ材の吐出圧力5MPaのウォータージェットによる衝突実験前後の表面状態を示す写真図である。(a)は衝突前、(b)は送り回数3回、(c)は同5回、(d)は同10回の場合のものである。衝突実験前後の写真を比較すると、送り回数が3回と少なくても凹凸ははっきりと現れ、回数の増加に伴いより深く加工されている様子が確認された。また、加工後の凹凸の先端は、従来行われてきた研磨による方法の加工表面と比較すると丸みを帯びていることも確認された。
3.2. Observation of the surface condition The observation result of the surface condition is shown by taking the result of the cedar wood which is soft and has unevenness clearly.
FIG. 14 is a photograph showing surface states before and after a collision experiment with a water jet having a discharge pressure of 5 cedar of cedar. (A) is the case before the collision, (b) is the number of feeds 3 times, (c) is the same number 5 times, (d) is the case 10 times. Comparing the photographs before and after the collision experiment, it was confirmed that the irregularities appeared clearly even when the number of feeds was as few as 3, and that the depth of processing was increased as the number of feeds increased. In addition, it was confirmed that the tip of the irregularities after processing was round as compared with the processed surface of the conventional polishing method.

図15は吐出圧力が3MPaの場合の表面状態を示す写真図である。低圧にも関わらず既に凹凸が鮮明に現れていた。前述の表面粗さの測定値を参照すると、この条件におけるスギ材の凹凸は、本実験条件範囲内のヒバ材の凹凸の最高値とほぼ等しい値まで達していることが示された。   FIG. 15 is a photograph showing the surface state when the discharge pressure is 3 MPa. Despite the low pressure, the unevenness was already clearly visible. Referring to the measurement value of the surface roughness described above, it was shown that the unevenness of the cedar wood under this condition reached a value almost equal to the maximum value of the unevenness of the hiba material within the range of the experimental conditions.

一般的に木材は単一の木から切り出した一枚板でも部分によって物性値は大きく異なる。しかし、機械的に木目出しをする場合には、そのような特性の違いの影響を受けずに加工する必要がある。
図16は、白身と赤身の混在するスギ材の衝突実験後の表面状態を示す写真図である。ここで、実験は吐出圧力5MPa、送り速度7.98X10−3m/s、送り回数5回として行われた。写真上、上部の色の濃い部分が赤身であり、下部の薄い部分が白身である。図示されるように、物性値の違いのため、予想通りわずかに白身の方の凹凸が小さくなっていることが確認できる。
In general, physical properties of wood differ greatly depending on the part even if it is a single plate cut from a single tree. However, when wood graining is performed mechanically, it is necessary to process without being affected by such a difference in characteristics.
FIG. 16 is a photograph showing a surface state after a collision test of cedar wood in which white and red are mixed. Here, the experiment was performed at a discharge pressure of 5 MPa, a feed rate of 7.98 × 10 −3 m / s, and a feed count of 5 times. On the photo, the dark part at the top is red and the thin part at the bottom is white. As shown in the figure, it can be confirmed that the unevenness on the white side is slightly reduced as expected due to the difference in physical property values.

しかしながら、試験片全体としてみた場合には際立った差は認められなかった。これは、小さい凹凸である場合には噴流の衝突圧力を直接受けることになるが、大きな凹凸に成長した場合には、凹凸内で流れが乱れることにより直接作用する力が弱まるために、大きな差異が生じなかったものと考えられた。また、全体的に丸みを帯びた表面になることも、尖った部分には噴流の衝突力が強力に作用するため流れが均一になるように均され、凹んだ部分では凹みの中央でのダイレクトな衝突力だけでなく、噴流の逃げによる流れの乱れが発生するため研磨作用がそこに生じているのだと推測された。   However, no significant difference was observed when viewed as a whole specimen. This is because the impact pressure of the jet flow is directly received in the case of small unevenness, but when it grows in large unevenness, the force acting directly becomes weaker due to the disturbance of the flow in the unevenness, so there is a big difference. It was thought that did not occur. In addition, the rounded surface as a whole is also leveled so that the flow is uniform because the impact force of the jet acts strongly on the sharp part, and in the concave part, it is directly in the center of the dent. It was speculated that not only the impinging force but also the turbulence of the flow due to the escape of the jet caused the polishing action.

<4.まとめ>
本試験例では、ウォータージェットによる木目出しを行い、様々な条件における表面の状態の変化を調べ、従来の木目出し方法との比較評価を行った。その結果、高吐出圧力、低送り速度、多送り回数において凹凸が大きく現れた。また、木材の堅さにより凹凸の生じ方に変化が見られた。柔らかいスギ材においては、比較的低圧においても大きな凹凸が生じるのに対し、堅いヒノキ材においては本実験条件内でははっきりとした凹凸の発生は見られなかった。しかし、堅い木材でも送り回数を増やすことにより凹凸が現れるという傾向が確認できた。これは、表面が水分を含み柔らかくなってから加工されているためだと考えられた。
<4. Summary>
In this test example, wood graining was performed using a water jet, the change in the surface state under various conditions was examined, and a comparative evaluation with a conventional wood graining method was performed. As a result, large irregularities appeared at high discharge pressure, low feed speed, and multiple feed times. In addition, there was a change in how the irregularities were generated due to the firmness of the wood. In soft cedar wood, large unevenness was generated even at a relatively low pressure, whereas in hard cypress wood, no clear unevenness was observed within the experimental conditions. However, it was confirmed that unevenness appeared even with hard wood by increasing the number of feeds. This was thought to be because the surface was processed after it became moist and soft.

また、低圧力においては表面平滑化の作用があることが示された。これは、圧力が低い場合には表面全体の加工は行われないが、表面の小さな突起部分に対しては局所的に高圧力を受けて押し込まれるためこのような結果になるものと考えられた。   In addition, it was shown that there is a surface smoothing action at low pressure. This is thought to be due to the fact that when the pressure is low, the entire surface is not processed, but the small protrusions on the surface are pushed in under high pressure locally. .

また、加工後の表面は、従来の木目出し方法と比較すると全体的に丸みを帯びることが確認された。これは、凹み部分では噴流の逃げによる流れが発生するため流線に沿った研磨が生じているのだと推測された。   Further, it was confirmed that the surface after processing was rounded as a whole as compared with the conventional graining method. It was speculated that polishing along the streamline occurred due to the flow caused by the escape of the jet at the recess.

本発明のウォータージェットによる表面処理方法および表面処理装置によれば、柔らかい夏目と硬い冬目が混在する木材のように、軟質部と硬質部とが混在している材料の表面加工処理を、高速、簡便かつ効率的に、また被処理材料の状態に応じて表面の凹凸状態を調整することができる。したがって、木工分野を始めとする表面処理分野において、産業上利用価値が高い発明である。   According to the surface treatment method and the surface treatment apparatus using the water jet of the present invention, the surface treatment treatment of the material in which the soft part and the hard part are mixed, such as wood having soft summer eyes and hard winter eyes, is performed at high speed. The surface irregularity state can be adjusted easily and efficiently according to the state of the material to be treated. Therefore, the invention has high industrial utility value in the field of surface treatment including the woodworking field.

本発明のウォータージェットによる表面処理方法の基本構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the basic composition of the surface treatment method by the water jet of this invention. 本発明のウォータージェットによる表面処理装置の基本構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the basic composition of the surface treatment apparatus by the water jet of this invention. 本実験例に用いたウォータージェット発生装置全体の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of the whole water jet generator used for this experiment example. 図3の実験装置中のノズルの構成例を示す断面図および側方半断面図である。It is sectional drawing and the side half sectional view which show the structural example of the nozzle in the experimental apparatus of FIG. 木実験例の表面処理装置構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the surface treatment apparatus structure of the tree experiment example. ヒバ材の試験について、吐出圧力5MPa、送り回数10回のときの表面粗さに対する送り速度の影響を示したグラフである。It is the graph which showed the influence of the feed rate with respect to the surface roughness at the time of discharge pressure 5MPa and the frequency | count of feed 10 times about the test of a hiba material. ヒバ材の試験について、送り回数を変化させたときの表面粗さの変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the surface roughness when changing the frequency | count of feeding about the test of a hiba material. ヒバ材の試験について、吐出圧力5MPaにおける送り速度の影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of the feed rate in the discharge pressure of 5 MPa about the test of a hiba material. ヒバ材の試験について、送り速度7.98X10−3m/s、送り回数5回で圧力を変化させた場合の結果を示すグラフである。For testing of hiba material is a graph showing the results of varying the pressure at a feed rate 7.98X10 -3 m / s, the feed 5 times. ヒバ材の試験について、送り速度7.98X10−3m/s、吐出圧力5MPaにおける送り回数の影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of the frequency | count of a feed at the feed rate of 7.98X10 < -3 > m / s and the discharge pressure of 5 MPa about the test of a hiba material. ヒノキ材の試験について、吐出圧力5MPaにおける送り速度の影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of the feed rate in the discharge pressure of 5 Mpa about the test of a hinoki material. ヒノキ材の試験について、送り速度7.98X10−3m/s、送り回数5回で圧力を変化させた場合の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result at the time of changing a pressure by the feed rate of 7.98X10 < -3 > m / s and the frequency | count of feed about the test of a hinoki material. ヒノキ材の試験について、圧力5MPa、送り速度7.98X10−3m/sにおける送り速度の影響を示すグラフである。For testing of Hinoki is a graph showing the effect of feed rate at a pressure 5 MPa, feed rate 7.98X10 -3 m / s. スギ材の吐出圧力5MPaのウォータージェットによる衝突実験前後の表面状態を示す写真図である。It is a photograph figure which shows the surface state before and behind the collision experiment by the water jet of discharge pressure 5MPa of a cedar material. スギ材の吐出圧力が3MPaの場合の表面状態を示す写真図である。It is a photograph figure which shows the surface state in case the discharge pressure of a cedar material is 3 MPa. 白身と赤身の混在するスギ材の衝突実験後の表面状態を示す写真図である。It is a photograph figure which shows the surface state after the collision experiment of a cedar material in which white and red are mixed.

符号の説明Explanation of symbols

1…表面処理装置
2…ウォータージェット発生部
3…材料支持部
4…処理方向駆動部
9…被処理材料
10…処理後材料
20…ウォータージェット発生装置装置
21…ノズル
22…水槽
23…圧力ゲージ
24…リリーフ弁
25…アキュムレータ
26…プランジャーポンプ
30…材料支持部
31…背後壁
32…ガイド
33…台座
40…処理方向駆動部
41…回転棒
42…吊り下げワイヤー
43…モータ
45…設置板
90…被処理材料
M2、M3…駆動方法(手段)
P1…条件設定過程
P2…加工過程
WJ…ウォータージェット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Surface treatment apparatus 2 ... Water jet generation part 3 ... Material support part 4 ... Processing direction drive part 9 ... Material to be processed 10 ... After-treatment material 20 ... Water jet generation apparatus apparatus 21 ... Nozzle 22 ... Water tank 23 ... Pressure gauge 24 ... Relief valve 25 ... Accumulator 26 ... Plunger pump 30 ... Material support part 31 ... Back wall 32 ... Guide 33 ... Pedestal 40 ... Processing direction drive part 41 ... Rotating rod 42 ... Hanging wire 43 ... Motor 45 ... Installation plate 90 ... Material to be processed M2, M3 ... Driving method (means)
P1 ... condition setting process P2 ... processing process WJ ... water jet

Claims (7)

木材その他軟質部と硬質部とが混在している材料の被処理表面の凹凸状態を調整するための表面処理方法であって、予め軟質部と硬質部との加工強度の閾値に噴出圧力を設定したウォータージェットを、材料の被処理面に対して噴射してその水圧により軟質部を押し込み加工し、凹凸状態の調整された表面を得ることを特徴とする、ウォータージェットによる表面処理方法。 This is a surface treatment method for adjusting the unevenness of the treated surface of wood and other materials in which soft and hard parts are mixed, and the ejection pressure is set in advance as the threshold of the processing strength between the soft and hard parts. A surface treatment method using a water jet, characterized in that a water jet is jetted onto a surface to be treated of a material and the soft portion is pressed by the water pressure to obtain a surface with an uneven state adjusted. 材料の被処理表面の表面粗さを減少させるための表面処理方法であって、ウォータージェットを、材料の被処理面に対して噴射してその水圧により微小な突起を除去加工し、粗さが減少し平滑化した表面を得ることを特徴とする、ウォータージェットによる表面処理方法。 A surface treatment method for reducing the surface roughness of a surface to be treated of a material, in which a water jet is jetted onto the surface to be treated of a material and minute protrusions are removed by the water pressure so that the roughness is reduced. A surface treatment method using a water jet, characterized in that a reduced and smooth surface is obtained. 前記ウォータージェットは、材料の被処理表面を広範囲に均一に処理するために、扇状ウォータージェットとすることを特徴とする、請求項1または2に記載のウォータージェットによる表面処理方法。 The surface treatment method using a water jet according to claim 1 or 2, wherein the water jet is a fan-shaped water jet in order to uniformly treat the surface of the material to be treated over a wide range. ウォータージェットに対して被処理材料を相対的に移動させながら行うことを特徴とする、請求項3に記載のウォータージェットによる表面処理方法。 The surface treatment method using a water jet according to claim 3, wherein the treatment is performed while moving the material to be treated relative to the water jet. 前記ウォータージェットの噴出圧力、ウォータージェット噴出口と被処理表面との距離、ウォータージェットと被処理材料間の相対的な移動速度もしくは移動回数を調節することによって、所望の凹凸状態の調整された表面を得ることを特徴とする、請求項3または4に記載のウォータージェットによる表面処理方法。 By adjusting the ejection pressure of the water jet, the distance between the water jet outlet and the surface to be treated, the relative movement speed or the number of movements between the water jet and the material to be treated, the surface having a desired uneven state adjusted. The surface treatment method using a water jet according to claim 3 or 4, wherein: 木材その他軟質部と硬質部とが混在している材料の被処理表面の凹凸状態を水圧により押し込み加工して調整するための、もしくは材料の被処理表面の表面粗さを減少させるための表面処理装置であって、該装置は、被処理材料に噴射するための扇状ウォータージェットを発生させるウォータージェット発生部と、被処理材料を支持するための材料支持部と、ウォータージェットに対して被処理材料を相対的に移動させるための処理方向駆動部とを備えてなることを特徴とする、表面処理装置。 Surface treatment to adjust the unevenness of the treated surface of wood or other materials with soft and hard parts mixed with water pressure, or to reduce the surface roughness of the treated surface of the material An apparatus, the apparatus comprising: a water jet generating unit that generates a fan-shaped water jet for spraying on a material to be processed; a material supporting unit for supporting the material to be processed; and a material to be processed with respect to the water jet A surface treatment apparatus comprising a treatment direction drive unit for relatively moving the substrate. 所望の凹凸状態の調整された表面を得るために、前記ウォータージェットの噴出圧力、ウォータージェット噴出口と被処理表面との距離、ウォータージェットと被処理材料間の相対的な移動速度もしくは移動回数が調節可能に構成されていることを特徴とする、請求項6に記載の表面処理装置。
In order to obtain an adjusted surface having a desired uneven state, the jet pressure of the water jet, the distance between the water jet outlet and the surface to be processed, the relative movement speed or the number of movements between the water jet and the material to be processed are The surface treatment apparatus according to claim 6, wherein the surface treatment apparatus is configured to be adjustable.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06198636A (en) * 1993-01-06 1994-07-19 Sugino Mach Ltd Surface processing device of stone
JP2001219399A (en) * 2000-02-07 2001-08-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Member separation method and device
JP2003136490A (en) * 2001-10-29 2003-05-14 Watanabegumi:Kk Concrete chipping device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06198636A (en) * 1993-01-06 1994-07-19 Sugino Mach Ltd Surface processing device of stone
JP2001219399A (en) * 2000-02-07 2001-08-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Member separation method and device
JP2003136490A (en) * 2001-10-29 2003-05-14 Watanabegumi:Kk Concrete chipping device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015193084A (en) * 2014-03-31 2015-11-05 学校法人大同学園 Methods for repairing and grinding fiber-reinforced resin member

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