JP2022186215A

JP2022186215A - 指輪の製造方法

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Publication number: JP2022186215A
Application number: JP2021094325A
Authority: JP
Inventors: 栄治千代; Eiji Chiyo
Original assignee: Kuwayama KK
Current assignee: Kuwayama KK
Priority date: 2021-06-04
Filing date: 2021-06-04
Publication date: 2022-12-15
Anticipated expiration: 2041-06-04
Also published as: JP7429976B2

Abstract

【課題】鍛造による指輪の内周面に自由にデザインを施すことが可能な指輪の製造方法の提供。【解決手段】貴金属の板からワッシャー状のリング素材１１を打抜く工程と、リング素材１１を略筒状のリング１２に成形する絞り工程と、そのリング１２を内周側と外周側からローラー１３，１４で挟んで拡げる圧延工程と、圧延したリング１２の端面１７と外周面１８と内周面２１を切削する切削工程とを備え、内周面２１の切削は、所定の内径寸法に削る荒加工工程と、頂角βが９０°以下の切削チップ２９の頂角部をリング１２の軸方向と垂直方向で内周面２１に当てて周方向に沿って削ることで、内周面２１に溝２４又はＲ面２５を形成する仕上げ加工工程を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、鍛造による指輪の製造方法に関する。

指輪の製造方法には、ロストワックス（鋳造）による製造方法と、素材をハンマリングし圧延する工程を経た上で外周面を切削する鍛造による製造方法とがある。ロストワックスによる指輪は、デザインを自由に施すことが可能で、複雑な形状の指輪を製作できる反面、強度が弱く、表面に傷が付きやすい欠点がある。反対に鍛造による指輪は、強度が高く、表面に傷が付きにくいが、自由にデザインを施すことが困難で、シンプルな形状のものしか製作できない欠点がある。

鍛造による指輪は、特許文献１に開示されているように、鍛造により略筒状に成形されたリングを、内周側と外周側から回転するローラーで挟んで径を拡げる圧延工程により、内径が所望の寸法になるようにしている。その際、内周面に当たるローラーに凹面を形成しておくことで、指輪の内周面に膨出面を成形している。しかしこの方法では、膨出面は緩やかなＲにしか加工できなかった。

特開２００４－３０５５０８号公報

本発明は以上に述べた実情に鑑み、鍛造による指輪の内周面に自由にデザインを施すことが可能な指輪の製造方法の提供を目的とする。

上記の課題を達成するために請求項１記載の発明による指輪の製造方法は、貴金属の板からワッシャー状のリング素材を打抜く工程と、リング素材を略筒状のリングに成形する絞り工程と、そのリングを内周側と外周側からローラーで挟んで拡げる圧延工程と、圧延したリングの端面と外周面と内周面を切削する切削工程とを備え、内周面の切削は、所定の内径寸法に削る荒加工工程と、頂角９０°以下の切削チップの頂角部をリングの軸方向と垂直方向で内周面に当てて周方向に沿って削ることで、内周面に溝又はＲ面を形成する仕上げ加工工程を有することを特徴とする。

請求項２記載の発明による指輪の製造方法は、異なる種類の貴金属の板からそれぞれワッシャー状のリング素材を打抜く工程と、異なる種類の貴金属よりなるワッシャー状のリング素材を複数枚重ねてホットプレスにより接合することにより略筒状のリングにする工程と、そのリングの端面と外周面と内周面を切削する切削工程とを備え、内周面の切削は、所定の内径寸法に削る荒加工工程と、頂角９０°以下の切削チップの頂角部をリングの軸方向と垂直方向で内周面に当てて周方向に沿って削ることで、内周面に溝又はＲ面を形成する仕上げ加工工程を有することを特徴とする。

請求項３記載の発明による指輪の製造方法は、請求項１又は２記載の発明の構成に加え、内周面にＲ面を形成する仕上げ加工工程は、内周面を左半分の領域と右半分の領域に分け、各領域を刃先をリングに対して近づく方向又は遠ざかる方向の何れか一方向に動かしながら切削することを特徴とする。

請求項１記載の発明による指輪の製造方法は、貴金属の板からワッシャー状のリング素材を打抜く工程と、リング素材を略筒状のリングに成形する絞り工程と、そのリングを内周側と外周側からローラーで挟んで拡げる圧延工程と、圧延したリングの端面と外周面と内周面を切削する切削工程とを備え、内周面の切削は、所定の内径寸法に削る荒加工工程と、頂角９０°以下の切削チップの頂角部をリングの軸方向と垂直方向で内周面に当てて周方向に沿って削ることで、内周面に溝又はＲ面を形成する仕上げ加工工程を有することで、鍛造による指輪の内周面に自由にデザインを施すことが可能であり、これにより指輪のデザイン性を高めたり、指への装着感を向上させたり、軽量化したりできる。

請求項２記載の発明による指輪の製造方法は、異なる種類の貴金属の板からそれぞれワッシャー状のリング素材を打抜く工程と、異なる種類の貴金属よりなるワッシャー状のリング素材を複数枚重ねてホットプレスにより接合することにより略筒状のリングにする工程と、そのリングの端面と外周面と内周面を切削する切削工程とを備え、内周面の切削は、所定の内径寸法に削る荒加工工程と、頂角９０°以下の切削チップの頂角部をリングの軸方向と垂直方向で内周面に当てて周方向に沿って削ることで、内周面に溝又はＲ面を形成する仕上げ加工工程を有することで、鍛造による指輪の内周面に自由にデザインを施すことが可能であり、これにより指輪のデザイン性を高めたり、指への装着感を向上させたり、軽量化したりできる。さらに本製造方法による指輪は、異なる種類の貴金属を組み合わせることで、より一層デザイン性の高いものとすることができる。

請求項３記載の発明による指輪の製造方法は、内周面にＲ面を形成する仕上げ加工工程は、内周面を左半分の領域と右半分の領域に分け、各領域を刃先をリングに対して近づく方向又は遠ざかる方向の何れか一方向に動かしながら切削することで、Ｒ面の中央部にバックラッシュに起因するスジが形成されるのを防ぐことができる。

本発明による指輪の製造工程を模式的に示す図である。本発明による指輪の第１実施形態を示す縦断面図であって、（ａ）は内周面切削前の状態、（ｂ）は内周面を荒加工した後の状態、（ｃ）は内周面を仕上げ加工した後の状態を示す。内周面を荒加工する際のバイトを示す図である。内周面を荒加工する際のバイトの動きを示す図である。内周面を仕上げ加工する際のバイトを示す図である。内周面を仕上げ加工する際の手順を示す図である。本発明による指輪の第２実施形態を示す縦断面図であって、（ａ）は内周面切削前の状態、（ｂ）は内周面を荒加工した後の状態、（ｃ）は内周面を仕上げ加工した後の状態を示す。第２実施形態の指輪の内周面の仕上げ加工工程におけるバイトの動きを示す図である。本発明による指輪の製造方法の他の実施形態を示す図である。本発明による指輪の第３実施形態を示す縦断面図であって、（ａ）は内周面切削前の状態、（ｂ）は内周面を荒加工した後の状態、（ｃ）は内周面を仕上げ加工した後の状態を示す。標準的なバイトで指輪の内周面の仕上げ加工をしようとしたときの状態を示す参考図である。頂角が８０°の切削チップを使用してリングの内周面に溝を加工したときの例を示す図である。頂角が８０°の切削チップを使用してリングの内周面にＲ面を加工したときの例を示す図である。頂角が９０°の切削チップを使用してリングの内周面に溝を加工した場合と、頂角が３５°の切削チップを使用してリングの内周面に溝を加工した場合を対比して示す図である。頂角が１０°の切削チップを使用してリングの内周面に溝を加工した場合と、頂角が３５°の切削チップを使用してリングの内周面に溝を加工した場合を対比して示す図である。本発明の製造方法により製造した指輪の実施例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明による指輪の製造方法の各工程を模式的に示している。
本発明の指輪の製造方法を図１に即して説明する。まず、金やプラチナ等の貴金属の鋳塊を熱した状態でハンマリングし、その後、図１（ａ）に示すように、一対の回転するローラー１０，１０間に通し、既定の厚みまで圧延する。
その後、圧延した板材から、図１（ｂ）に示すような、ワッシャー状のリング素材１１をプレス機で打抜く。
次に、図１（ｃ）に示すように、そのワッシャー状のリング素材１１をプレス機で絞り加工してすり鉢状に成形した後、それをもう一度絞り加工して略円筒状のリング１２に成形する。
次に、図１（ｄ）に示すように、そのリング１２に内周側と外周側から回転するローラー１３，１４押し付けて延ばし、リング１２を細くすると同時に径を拡げる。
次に、図１（ｅ）に示すように、そのリング１２を内周面で治具１５を介して旋盤のチャック１６に把持し、リング１２の端面１７と外周面１８をバイト１９で切削する。
次に、図１（ｆ）に示すように、リング１２を外周面１８で治具２０を介して旋盤のチャック１６に把持し、リング１２の内周面２１をバイト２２，２３で切削する。

本発明の指輪の製造方法は、図１（ｆ）の工程、すなわちリング１２の内周面２１を旋盤（ＣＮＣ自動旋盤）にて切削加工する点に特徴がある。内周面２１の切削は、標準のバイト２２を使用して所定の内径寸法に削る荒加工工程と、特殊なバイト２３を使用して内周面２１に溝２４又はＲ面２５を形成する仕上げ加工工程とを有している。

図２は、本発明の指輪の製造方法により製作される指輪の第１実施形態を示している。本指輪は、図２（ｃ）に示すように、内径が１４ｍｍで幅が５ｍｍとなっており、内周面２１に溝２４が周方向に連続して形成されている。
内周面２１の切削前の状態では、図２（ａ）に示すように、内径が１３．５ｍｍとなっている。荒加工工程では、図２（ｂ）に示すように、内径１３．９ｍｍまで切削する。その後、仕上げ加工工程で内周面２１を溝２４を有する凹凸形状に切削する。

図３は、荒加工工程で使用するバイト２２を示している。このバイト２２は、市販のシャンク２６に市販の切削チップ２７を取付けたもので、切削チップ２７は頂角αが５５°のひし形のものである。このバイト２２は、シャンク２６を傾けた状態で旋盤の刃物台に取付けてある。
荒加工は、図４（ａ）に示すように、バイト２２を左方向に動かして切削チップ２７をリング１２内に差し入れ、次に図４（ｂ）に示すように、バイト２２を手前側に動かして切削チップ２７の刃先をリング１２の内周面２１に接触させる。次に、図４（ｃ）に示すように、バイト２２を右方向に移動させながらリング１２の内周面２１を切削する。内径が所定の寸法になるまで、図４（ａ）～（ｃ）を繰り返して行う。

図５は、仕上げ加工工程で使用するバイト２３を示している。このバイト２３は、指輪の内周面２１の切削用に新たに設計したものであり、シャンク２８と、シャンク２８の先端部に取付けた切削チップ２９とを有している。切削チップ２９は、頂角βが３５°と細く、左右対称に刃３０，３０が形成されている。切削チップ２９の末端部３１はまっすぐに切り落とした形になっており、これにより小さいリング１２の内側に切削チップ２９を干渉することなく挿入できるようにしてある。本バイト２３は、シャンク２８がリング１２の軸と平行な向きで旋盤の刃物台に取付けられており、切削チップ２９はリング１２の軸方向と垂直方向となっている。

図６は、内周面２１の仕上げ加工の手順を示している。まず、図６（ａ）に示すように、切削チップ２９の刃先３２を目視でリング１２の内周側の角に合わせ、この時の刃先３２の位置をＮＣに登録する。
次に、図６（ｂ）に示すように、仕上げたい形状３３に沿う形で内周面２１を切削チップ２９の頂角部で浅く削る。その後、削った面の形状の左右のバランスを目視で確認し、左右どちらかに偏っている場合には、先にＮＣに登録した刃先３２の位置を補正する。図中の拡大図（上）では左に偏っているため、刃先３２の位置を少し右に補正し、図中の拡大図（下）に示すように、左右のバランスが同じになるようにする。
その上で、あらかじめ登録したプログラムに沿ってバイト２３を動かして、図６（ｃ）に示すように、仕上げたい形状通りに内周面２１を切削チップ２９の頂角部で切削する。
本バイト２３は、切削チップ２９の刃３０，３０が左右対称で傾斜しているため、リング１２に対して刃先３２の位置を正確に合わせるのが容易でないが、上述のように刃先３２の位置を補正することで、内周面をデザインしたとおりに正確に加工できる。

本実施形態の指輪は、内周面１２に溝２４を形成したことで、指との接触面積が小さくなるので、指にはめたり外したりがしやすく、はめ心地も良い。また、削り落とした分だけ指輪を軽量化できる。

図７は、本発明の指輪の製造方法により製作される指輪の第２実施形態を示している。本指輪は、図２（ｃ）に示すように、内径が１４ｍｍで幅が２．５ｍｍとなっており、内周面２１に幅方向の中央部が内周側に膨らんだＲ面２５が形成してある。Ｒ面２５は、Ｒ１．１及びＲ０．４の非常に小さいＲとなっている。
内周面２１の切削前の状態では、図７（ａ）に示すように、内径が１３．５ｍｍとなっている。荒加工工程では、図７（ｂ）に示すように、内径１３．９ｍｍまで切削する。その後、仕上げ加工工程で内周面２１をＲ面２５を有する形状に切削する。仕上げ加工は、先に説明したのと同じ特殊なバイト２３を使用して行うことができる。

図８は、Ｒ面２５を切削する際のバイト２３の動きを示している。Ｒ面２５の切削は、リング１２の内周面２１を左半分の領域と右半分の領域に分け、各領域を刃先３２をリング１２に対して近づく方向又は遠ざかる方向の何れか一方向に動かしながら、切削チップ２９の頂角部で内周面２１を切削する。具体的には、図８（ａ）に示すように、内周面２１の左半分の領域は刃先３２を右方向に動かしつつリング１２から遠ざかる方向に動かしながら切削し、図８（ｂ）に示すように、内周面２１の右半分の領域は刃先３２を左方向に動かしつつリング１２から遠ざかる方向に動かしながら切削する。なお、各領域を刃先３２をリング１２に対して近づく方向に動かしながら切削することもできる。

リング１２の内周面にＲ面２５を加工する際、左端から右端まで連続して切削した場合には、刃先３２の前後方向の移動の向きが途中で変わるため、内周面の中央部にバックラッシュに起因するスジができる。上述のように、右半分の領域と左半分の領域に分け、刃先３２を前後方向の同じ方向に動かしながら切削することで、内周面２１の中央部にバックラッシュに起因するスジが形成されるのを防ぐことができる。

本実施形態の指輪は、内周面２１にＲ面２５を形成したことで、指との接触面積が小さくなるので、指にはめたり外したりがしやすく、はめ心地も良い。また、削り落とした分だけ指輪を軽量化できる。

図１１は、参考までに標準のバイト（頂角９０°の市販の切削チップ２７を取付けたもの）２２を使用してリング１２の内周面２１を切削しようとした場合を示している。このように標準のバイト２２を使用する場合、バイト２２の取付角度に関わらず刃３０が干渉するために小さなＲのＲ面を形成することができない。溝の加工も同様に、標準のバイト２２では不可能である。
本発明は、図５，６，８に示すように、頂角βが３５°の切削チップ２９の頂角部をリング１２の軸方向と垂直方向で内周面２１に当てて周方向に沿って削ることで、細かい溝２４やＲ面２５の加工が行えるようになり、リング１２の内周面２１に自由にデザインを施すことが可能となる。

図１６は、本発明の製造方法により製造した指輪の実施例を示している。このように本発明の製造方法によれば、指輪の内周面２１に細かい溝２４やＲ面２５を有する複雑なデザインを施すことが可能である。

図１２は、頂角βが８０°の切削チップ２９を使用してリング１２の内周面２１に溝２４を加工したときの例を示し、図１３は、頂角βが８０°の切削チップ２９を使用してリングの内周面２１にＲ面２５を加工したときの例を示している。これらの図に示すように、頂角βが８０°の切削チップ２９を使用した場合でも、頂角βが３５°の切削チップ２９を使用した場合と同様に、リング１２の内周面２１に溝２４やＲ面２５を形成することができる。

切削チップ２９の頂角βは、図１４に示すように、９０°とすることもできる。ただしその場合は、頂角βが３５°の場合と比べてリング１２の内周面２１のデザインの自由度が低くなる。
また、切削チップ２９の頂角βは、図１５に示すように、１０°とすることもできる。この場合は、頂角βが３５°の場合と比べてリング１２の内周面２１のデザインの自由度がより高まるが、刃先欠損などが発生するおそれがある。
頂角βが３５°±５°程度及び８０°程度であると、リング１２の内周面２１のデザインの自由度が十分に高くなり、尚且つ十分な強度と耐久性を有しているので、切削チップ２９を長持ちさせることができ、加工性と経済性を両立することができる。

図９は、本発明による指輪の製造方法の他の実施形態を示しており、図１０はこの方法により製造した指輪の例（第３実施形態）を示している。この指輪は、図１０（ｃ）に示すように、プラチナ３４の両側を金３５，３５で挟んだ積層構造を成し、内周面２１には溝２４が形成してある。溝２４の幅は、プラチナ３４の部分の幅とほぼ同じになっている。

本実施形態の指輪は、図９（ａ）に示すように、異なる種類の貴金属の板（貴金属の鋳塊を熱した状態でハンマリングし、その後、所定の厚みまで圧延したもの）からワッシャー状のリング素材１１ａ，１１ｂをそれぞれ打抜く。次に、図９（ｂ）に示すように、異なる種類の貴金属よりなるワッシャー状のリング素材１１ａ，１１ｂを複数枚重ね（１１ａは金、１１ｂはプラチナ）、これに高温・高圧を加えることで（ホットプレス）、拡散接合により各リング素材１１ａ，１１ｂの表面同士が強固に接合され、略筒状のリング素材１２ができる。
次に、図９（ｃ）に示すように、そのリング１２を内周面で治具１５を介して旋盤のチャック１６に把持し、リング１２の端面１７と外周面１８をバイト１９で切削する。
次に、図９（ｄ）に示すように、リング１２を外周面１８で治具２０を介して旋盤のチャック１６に把持し、リング１２の内周面２１をバイト２２，２３で切削する。内周面２１の切削は、先に説明した第１実施形態と同様に行うことができる。

上述した指輪の製造方法は、先に説明した図１の製造方法とは、絞り工程（図１（ｃ）の工程）と、リング１２を内周側と外周側からローラー１３，１４で挟んで拡げる圧延工程（図１（ｄ）の工程）を行わず、切削のみで内径を所定の大きさに仕上げている点が異なっている。これは、異種金属をホットプレスで接合したものの場合、絞り工程や圧延工程を行うと異種金属同士の接合部が離れるおそれがあるためである。本発明の製造方法のように、内周面２１を切削加工することで、絞り工程と圧延工程を経ることなく種々の内径の指輪を製造することが可能であり、しかも特殊なバイト２３を用いることで、内周面に自由にデザインを施すことができる。

以上に述べたように、本発明による指輪（第１・第２実施形態）の製造方法は、貴金属の板からワッシャー状のリング素材１１を打抜く工程と、リング素材１１を略筒状のリング１２に成形する絞り工程と、そのリング１２を内周側と外周側からローラー１３，１４で挟んで拡げる圧延工程と、圧延したリング１２の端面１７と外周面１８と内周面２１を切削する切削工程とを備え、内周面２１の切削は、所定の内径寸法に削る荒加工工程と、頂角βが９０°以下の切削チップ２９の頂角部をリング１２の軸方向と垂直方向で内周面２１に当てて周方向に沿って削ることで、内周面２１に溝２４又はＲ面２５を形成する仕上げ加工工程を有することで、鍛造による指輪の内周面に自由にデザインを施すことが可能であり、これにより指輪のデザイン性を高めたり、指への装着感を向上させたり、軽量化したりできる。

また、本発明の指輪（第３実施形態）の製造方法は、異なる種類の貴金属の板からそれぞれワッシャー状のリング素材１１ａ，１１ｂを打抜く工程と、異なる種類の貴金属よりなるワッシャー状のリング素材１１ａ，１１ｂを複数枚重ねてホットプレスにより接合することにより略筒状のリング１２にする工程と、そのリング１２の端面１７と外周面１８と内周面２１を切削する切削工程とを備え、内周面の切削は、所定の内径寸法に削る荒加工工程と、頂角βが９０°以下の切削チップ２９の頂角部をリング１２の軸方向と垂直方向で内周面２１に当てて周方向に沿って削ることで、内周面２１に溝２４又はＲ面２５を形成する仕上げ加工工程を有することで、鍛造による指輪の内周面に自由にデザインを施すことが可能であり、これにより指輪のデザイン性を高めたり、指への装着感を向上させたり、軽量化したりできる。さらに本製造方法による指輪は、異なる種類の貴金属を組み合わせることで、より一層デザイン性の高いものとすることができる。

さらに、本発明の指輪の製造方法は、内周面２１に溝２４を形成する仕上げ加工工程は、刃先３２をリング１２の内周側の角に目視で合わせて刃先３２の位置を登録し、リング１２の内周面２１を仕上げたい形状に沿って浅く削り、削った面の形状が左右どちらかに偏っている場合は、その偏り分だけ刃先３２の位置を補正することで、内周面２１をデザインしたとおりに正確に加工できる。

また、本発明の指輪の製造方法は、内周面２１にＲ面２５を形成する仕上げ加工工程は、内周面２１を左半分の領域と右半分の領域に分け、各領域を刃先３２をリング１２に対して近づく方向又は遠ざかる方向の何れか一方向に動かしながら切削することで、内周面２１の中央部にバックラッシュに起因するスジが形成されるのを防ぐことができる。

本発明は以上に述べた実施形態に限定されない。指輪の内周面に形成する溝又はＲ面の形状は、適宜変更することができる。指輪の内周面には、溝とＲ面を組み合わせて形成することもできる。指輪の材質は問わない。内周面の切削は、ＣＮＣ自動旋盤に限らず、普通旋盤、マシニングセンター等で行うこともできる。

１１，１１ａ，１１ｂリング素材
１２リング
２１内周面
２４溝
２５Ｒ面
２９切削チップ

Claims

貴金属の板からワッシャー状のリング素材を打抜く工程と、リング素材を略筒状のリングに成形する絞り工程と、そのリングを内周側と外周側からローラーで挟んで拡げる圧延工程と、圧延したリングの端面と外周面と内周面を切削する切削工程とを備え、内周面の切削は、所定の内径寸法に削る荒加工工程と、頂角９０°以下の切削チップの頂角部をリングの軸方向と垂直方向で内周面に当てて周方向に沿って削ることで、内周面に溝又はＲ面を形成する仕上げ加工工程を有することを特徴とする指輪の製造方法。
異なる種類の貴金属の板からそれぞれワッシャー状のリング素材を打抜く工程と、異なる種類の貴金属よりなるワッシャー状のリング素材を複数枚重ねてホットプレスにより接合することにより略筒状のリングにする工程と、そのリングの端面と外周面と内周面を切削する切削工程とを備え、内周面の切削は、所定の内径寸法に削る荒加工工程と、頂角９０°以下の切削チップの頂角部をリングの軸方向と垂直方向で内周面に当てて周方向に沿って削ることで、内周面に溝又はＲ面を形成する仕上げ加工工程を有することを特徴とする指輪の製造方法。
内周面にＲ面を形成する仕上げ加工工程は、内周面を左半分の領域と右半分の領域に分け、各領域を刃先をリングに対して近づく方向又は遠ざかる方向の何れか一方向に動かしながら切削することを特徴とする請求項１又は２記載の指輪の製造方法。