JP2013184227A - 木工用倣い加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 木工製品の表面加工において、複雑な制御装置や駆動手段を必要とせずに、自由なデザインの凹凸形状を簡単に倣い加工することを可能とする木工用倣い加工装置を提供することを課題とする。

【解決手段】 倣い加工を行うための上面が平坦な加工台と、該加工台上の製品見本の表面をトレースするトレース手段と、該トレース手段の動きに同期して可動する加工工具取り付け手段と、該トレース手段の動きに同期して、該加工工具取り付け手段を前後、左右、上下に３次元的に自由に移動できる可動手段とからなることを特徴とする木工用倣い加工装置である。

【選択図】 図３

Description

本発明は、木工製品の表面加工において、製品見本の表面を倣って加工具を３次元に移動可能な木工用倣い加工装置に関する。

従来の倣い加工においては、ＮＣ装置や油圧を利用した倣い装置等を用いて行われている。

例えば従来技術の一例として、特開２００５−１９６２４２号公報では、レーザー加工において、距離センサを用いて、加工プログラムの補正を行うようにした倣い加工装置の一例が記載されている。

また、特開２００３−１３６３７３号公報では、倣い機構の駆動を複雑な装置を有する油圧式からガスダンパを用いて、安価に、かつ精度よく駆動できるようにしたものが開示されている。

特開２００５−１９６２４２号公報 特開２００３−１３６３７３号公報

上記に示すように、倣い加工装置は各種開発されている。しかしながら、従来の倣い加工装置は、金属加工に用いられているものであり、木工用に開発されたものは見当たらない。

前記の特開２００５−１９６２４２号公報や特開２００３−１３６３７３号公報等の場合は、大量生産の場合に問題となる、精度の狂いや加工具摩耗等による問題を解決しようとするものである。

しかし、木工加工の場合、特に木製品の表面加工の場合には、より自由な曲面、球面など３次元的な凹凸面をいかに容易に倣い加工することできるかどうかが重要である。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、木工製品の表面加工において、複雑な制御装置や駆動手段を必要とせずに、自由なデザインの凹凸形状を簡単に倣い加工することを可能とする木工用倣い加工装置を提供することを課題とする。

倣い加工を行うための上面が平坦な加工台と、該加工台上の製品見本の表面形状をトレースするトレース手段と、該トレース手段の動きに同期して可動する加工工具を取り付けるための加工工具取り付け手段と、該トレース手段の動きに同期して、該加工工具取り付け手段を前後、左右、上下に３次元的に自由に移動できる可動手段とからなることを特徴とする木工用倣い加工装置である。

該加工台は、上面が平坦な台であればいずれでも良い。例えば、金属製フレームの上面に厚いベニヤ板を取り付けたものでも良い。

該トレース手段は、見本製品の表面をトレースできるものであればいずれでも良く、例えば垂直棒の下端部にボールベアリングを設けたものなどでも良い。

該加工工具取り付け手段は、木製品の表面を加工する工具、例えば、ディスクグラインダーや電動トリマーなどを可動台にしっかりと固定できるものであればいずれでも良く、ネジ式の固定具等でも良い。

該可動手段は、該トレース手段と該加工工具取り付け手段をしっかりと固定でき、該トレース手段の動きに同期して加工工具取り付け手段に取り付けられた加工工具を上下、前後、左右の３次元可動できるものであればいずれでも良い。

請求項２では、前記の可動手段は、前記のトレース手段と前記の加工工具取り付け手段が取り付けられた可動台が、レールによる水平方向スライド手段により前後左右方向に移動可能であり、垂直に設けられた複数のスライド棒による上下スライド手段により、上下動が可能となっていることを特徴とする木工用倣い加工装置とするものである。

該水平方向スライド手段は、前記の加工台の両端部に設けたレールと、そのレールに対応する可動台に設けた車輪により、可動台の加工台に対する長手方向（左右方向）の移動を可能とし、同時に該加工台の長手方向に直角方向に設けたレールと、該レールに対応する可動台に設けた車輪により、加工台に対して短手方向（前後方向）に移動可能とすることができる。

該上下方向スライド手段は、可動台を上下方向にスライドできるものであればいずれでも良く、例えば、固定台に垂直に複数のスライド棒を立設し、このスライド棒を利用して、可動台にスライド棒が上下にスライドするスライド穴を開けて支持するようにしても良い。

請求項３では、前記の可動台の上下方法スライド手段において、可動台が所定の位置からの上下動に対して、元の位置に戻ろうとする反力が発生する復元手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の木工用倣い加工装置とするものである。

該復元手段は、該可動台が所定の位置から上下に移動した場合に、元の位置に戻ろうとする半力が発生するものであればいずれで良く、例えば、固定台に立設した複数のスライド棒の上端部に天板を設け、該天板と可動台との間にコイルばね等を設け、可動台をコイルばねで吊り下げた状態で上下動できるようにしても良い。

請求項４では、前記の加工台に、高さ調整手段と前後、左右に２次元的に自由に移動できる可動手段とが設けられた電動カンナ装置が設けられていることを特徴とする木工用倣い装置とするものである。

該電動カンナ装置は、木工用に使用されている移動可能な小型の電動カンナ装置であればいずれでも良い。該可動手段は、上記のレールを用いた水平方向スライド手段と同様である。高さ調整手段は、ネジ式ハンドルで上下動させるものが好ましい。

請求項５では、前記の電動カンナ装置において、該電動カンナ装置の駆動軸に連結され、木工製品の表面をブラスト加工するための軸付ワイヤーブラシが加工台面に対して回転軸が水平となるように設けられていることを特徴とする木工用倣い加工装置とするものである。

該軸付ワイヤーブラシは、木工製品の表面をブラスト加工できるものであればいずれでも良く、電動カンナ装置の駆動軸に、ギアを介して連結させ、回転駆動させるようにしたものでも良い。

本発明は以下の効果を奏する。
１）木製品の表面加工において、熟練者でなくても、見本の製品があれば、誰でも簡単に同じ表面加工を行うことができる。

２）倣い加工において、ＮＣ装置等の制御装置を必要としないので、装置が安価で実現でき、経済的である。

３）油圧機能などの特別な駆動手段を必要としないので、安価に製造、ランニングコストも軽減できる。

４）手動で倣い加工ができるので、作業者による調整や見本の組み合わせなど、さまざまなデザインを実現できる。

５）復元手段が設けられているので、手動作業でも負担が軽減できる。

６）加工工具取り付け手段により、電動トリマーやグラインダーなど種々の工具を取り付けて表面加工ができ、縦筋、丸鋸目、なぐり、波目加工等、様々な表面加工を実現できる。

７）電動カンナ装置と組み合わせることにより、広範囲のカンナ加工が可能となり、木工加工を効率よく作業できる。

８）電動カンナ装置に軸付ワイヤーブラシを設けることにより、木工製品の表面の浮造り加工を行うことができる。

本発明による木工用倣い加工装置の平面図である。 本発明による木工用倣い加工装置のＡ矢視図である。 本発明による木工用倣い加工装置のＢ矢視図である。 本発明による木工用倣い加工装置を用いた椅子の座板の倣い加工の実施例を示す図である。 本発明による木工用倣い加工装置を用いた椅子の座板の倣い加工の作業状況を示す図である。 本発明による木工用倣い加工装置を用いた文字加工の実施例を示す図である。 本発明による木工用倣い加工装置にチェーンソーの刃を取り付けスライド加工し、独特の波目加工を施した実施例を示す図である。 本発明による自動カンナ装置の平面図である。 本発明による自動カンナ装置のＣ矢視図である。 本発明による自動カンナ装置にギアボックスと軸付ワイヤーブラシを取り付けた状態を示す図である。 本発明によるワイヤーブラシを用いた浮造り加工の実施例を示す図である。

本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明による木工用倣い加工装置の概略平面図であり、図２は図１のＡ矢視図であり、図３は図１のＢ矢視図である。

本倣い加工装置は、倣い加工を行う作業台となる加工台１と、水平方向スライド架台２と、製品見本の表面をトレースするための先端部にボールベアリングが設けられたトレース棒３と、該トレース棒の可動に同期して可動する加工工具取り付け具４と、上下方向にスライドする上下可動装置５とからなる。

該加工台１は、作業しやすい高さに製作された鉄製フレームからなる作業台であり、上面は、厚手のベニヤ板が取り付けられている。

また、加工台１の上面の手前と奥の端部には、長手方向に左右移動レール６が設けられている。このレール６に対応するスライド架台２の底部には、車輪７が設けられており、加工台の長手方向にスライド移動できるようになっている。

また、水平方向スライド架台２の上部には、前後移動レール８が設けられており、該スライド架台２の上部に載置される上下可動装置５の底面に設けられた車輪９により、加工台の短手方向（前後方向）に移動自在となっている。

該上下可動装置５は、図２、３に示すように、加工台１に対して短手方向（前後方向）にスライドする架台５ａの上部に４本のスライド支柱５ｂが設けられており、このスライド支柱５ｂをガイドとして上下に可動する上下可動板５ｃが設けられ、該上下可動板５ｃは、スライド支柱５ｂの上端部に設けられた天板５ｄから、４つのコイルばね５ｅにより吊り下げられた状態となっており、天板５ｄから架台５ａ間を自由に上下動できるようになっている。

また、該上下可動板５ｃの両端部には、各々、トレース棒３と加工工具取り付け手段４が固定されている。

このように構成された、倣い加工装置は、図４に示すように、簡単に倣い加工を行うことができる。

図４において、上下可動装置５の左側にセットされているのが、椅子の座面の製品見本１０である。右側にセットされているものが、倣い加工中の板材１１である。

本倣い加工装置の加工工具具取り付け具４には、電動トリマー１２が取り付けられている。

図５に示すように、電動トリマー１２を手で握って動かし、左側のトレース棒３の先端が製品見本１０の表面をトレースさせながら、右側の板材１１の表面を切削すると、製品見本１０の表面形状と同じ形状に切削加工を行うことができるものである。

また、図６は、本発明による木工用倣い加工装置を用いた文字加工の実施例を示す図である。

図６の（１）において、上下可動装置５の左側にセットされているのが、文字加工が施された製品見本１３である。右側にセットされているものが、倣い加工中の板材１４である。

図５と同様に、電動トリマー１２を手で握って動かし、左側のトレース棒３の先端が文字加工製品見本１３の文字部分をトレースさせながら、右側の板材１４の表面を切削すると、文字加工見本１３の文字形状と同じ文字形状に切削加工を行うことができるものである。

（２）は、本木工用倣い加工装置を用いて「紫微鑾駕」の文字を加工した製品を示す。

また、図７は、本発明による木工用倣い加工装置を用いた波目加工の実施例を示す図である。

本倣い加工装置の加工工具具取り付け具４に、チェーンソーの刃が取り付けられたグラインダー１５が取り付けられている。

図７の（１）は、このグラインダー１５の刃を斜めに調整してスライドさせることにより、細い溝状の加工１６を行ったものである。

グラインダー１５の刃をスライド方向と直角にセットしてスライド加工すると、図７の（２）に示すように、独特の波目加工を施すことができる。ドアや扉などの様々な表面加工に利用できる。

図８は、本発明による自動カンナ装置の概略平面図であり、図９は図８のＣ矢視図である。

本自動カンナ装置は、加工台１の上部に載置して使用するものであり、長手方向にスライド移動するための左右方向スライド架台２０に、短手方向にスライド移動自在となるように、ポータブル自動カンナ２１が取り付けられている。

該左右方向スライド架台２０には、加工台１に対して短手方向に２本のスライドバー２２が設けられている。

このスライドバー２２に該ポータブル自動カンナ２１をスライド自在となるようにスライド金具２３で取り付けられている。

また、該スライドバー２２は、左右方向スライド架台２０の両端部に設けられた高さ調整装置２４に連結されており、高さ調整用レバー２５を回転させることで、スライドバー２２の高さを調整することが可能となっている。

この自動カンナ装置２１と、倣い加工装置５を同じ加工台１に設置して、使用することができる。

倣い加工する板材の板厚及び表面の平坦化をこの自動カンナ装置２１で簡単に調整加工でき、そのまま、倣い加工を行うことができるので、作業効率が格段に向上するものである。

本発明の倣い加工装置は、手動であり、コイルばねを使用して負荷がかからないように調整されているので、加工工具を取り付け、片手でスムーズに操作することができ、倣い加工により熟練者でなくても、加工が難しい形状の切削加工を簡単に行うことが可能である。

また、複数の見本を取り換えて加工することもでき、創作的な自由なデザインの加工も可能である。

また、図１０は、本発明による自動カンナ装置にギアボックスと軸付ワイヤーブラシを取り付けた状態を示す図である。

（１）に示すように、本自動カンナ装置２１の駆動軸にギアボックス１６が設けられており、このギアボックス１６の回転軸に軸付ワイヤーブラシ１７が取り付けられている。

該ギアボックス１６により、ワイヤーブラシ１７の回転軸の取り付け位置を下側に移動し、自動カンナ装置２１を板材より浮かした状態でワイヤーブラシによる摩擦による加工ができるようになっている。

（２）に示すように、自動カンナ装置２１を駆動することにより、ワイヤーブラシ１７が回転し、加工台上に置かれた板材の表面をワイヤーブラシ１７が摩擦により削り取り、木目が浮き彫りとなり、美しい浮造り加工が実現できるものである。

図１１は、本発明によるワイヤーブラシを用いた浮造り加工の実施例を示す図である。図はドア１８の表面に浮造り加工を施したものである。

このように、本発明による倣い加工装置と自動カンナ装置を活用することにより、熟練を要することなく、様々な表面加工や文字加工を簡単に習い加工することができ、また、容易に板材をカンナ掛けすることができ、さらに浮造り加工や波目加工まで簡単に行える小型で安価な加工装置を実現するものである。

１ 加工台
２ 水平方向スライド架台
３ トレース棒
４ 加工工具取り付け具
５ 上下可動装置
６ 左右移動レール
７、９ 車輪
８ 前後移動レール
１０ 製品見本
１１ 倣い加工用板材
１２ 電動トリマー
１３ 文字加工見本
１４ 文字加工製品
１５ チェーンソーの刃が取り付けられたグラインダー
１６ 細い溝加工
１７ ギアボックス
１８ 軸付ワイヤーブラシ
１９ 表面に浮造り加工を施したドア
２０ 左右方向スライド架台
２１ ポータブル自動カンナ
２２ スライドバー
２３ スライド金具
２４ 高さ調整装置
２５ 高さ調整用レバー

Claims (5)

1. 倣い加工を行うための上面が平坦な加工台と、該加工台上の製品見本の表面形状をトレースするトレース手段と、該トレース手段の動きに同期して可動する加工工具を取り付けるための加工工具取り付け手段と、該トレース手段の動きに同期して、該加工工具取り付け手段を前後、左右、上下に３次元的に自由に移動できる可動手段とからなることを特徴とする木工用倣い加工装置。
   
2. 前記の可動手段は、前記のトレース手段と前記の加工工具取り付け手段が取り付けられた可動台が、レールによる水平方向スライド手段により前後左右方向に移動可能であり、垂直に設けられた複数のスライド棒による上下方向スライド手段により、上下動が可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の木工用倣い加工装置。
   
3. 前記の可動台の上下方向スライド手段において、可動台が所定の位置からの上下動に対して、元の位置に戻ろうとする反力が発生する復元手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の木工用倣い加工装置。
   
4. 前記の加工台に、高さ調整手段と前後、左右に２次元的に自由に移動できる可動手段とを有する電動カンナ装置が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の木工用倣い装置。
   
5. 前記の電動カンナ装置において、該電動カンナ装置の駆動軸に連結され、木工製品の表面をブラスト加工するための軸付ワイヤーブラシが加工台面に対して回転軸が水平となるように設けられていることを特徴とする請求項４に記載の木工用倣い加工装置。