JP3605728B2 - ３軸テーブルの制御方法による鋏の刃体の加工方法、及び鋏 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、３軸テーブルの制御方法と、これによる鋏の刃体の加工方法と、この加工方法による鋏に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
（工作機械として各種テーブル）
工作機械には、ワークに対して相対的に研削工具などを移動させることのできるものがあり、これにより所望の立体形状を形成している。
この様な工作機械の１つに、単にテーブルと呼ばれるものがあるが、これは工具がワークに対して相対的な動きをするものである。３軸テーブル、４軸テーブル、或いはそれ以上の多軸のテーブルがある。例えば３軸テーブルは、図１４に示す様に、ワークＷに対する工具３０の相対的な動きを３軸で実現している。
【０００３】
この３軸テーブルの機能として、２軸補間と３軸補間があるが、例えば２軸補間は、工具の移動が、何れか２軸（例えばＸ軸、Ｙ軸）で規定される所定の基準平面上の２点を直線移動させる直線補間と、同じく基準平面上の２点を円弧移動させる円弧補間との２軸補間などになる。
また３軸補間の１つにはヘリカル補間がある。これは図１５に示す様に何れか１軸方向（図１５ではＺ軸方向）が円柱軸方向となる円柱１０の、その周側面１１上に描かれる螺旋状の軌跡Ｐを移動するものである。この軌道Ｐは、仮にこの円柱周側面１１を、図１６に示す様に平面１１’に展開した場合、一定な傾斜の斜め直線Ｐ’となる。このヘリカル補間は、簡単な構成の３軸テーブルには広く普及している。
【０００４】
しかし円柱の周側面上を一定角度の螺旋ではなく、図１７に示す様な曲線Ｌを描く事が上記の様な３軸テーブルではできない。即ち、この曲線Ｌは、展開平面１１’上では斜めＰ’で示した直線とは異なり、図１８に示す様な何らかの曲線Ｌ’となるが、この様な曲線Ｌを円柱周側面に描く３軸補間が、上記の様な３軸テーブルではできない。
【０００５】
この点、上記３軸テーブルや４軸テーブルと異なり、ワーク自体にも軸を与えるテーブルであれば、曲線Ｌのような３次元補間が可能である。これらテーブルは、一例として懸架型テーブルやトラニオン・テーブルなどである。
４軸の懸架型テーブルは、４軸中の３軸を用いて３軸テーブルの時と同じ工具の動きを実現し、残りの１軸がワーク自身の回転に用いられる。
５軸のトラニオン・テーブルは、懸架型テーブルと同様に、３軸テーブルの時と同じ工具の動きを実現し、残りの２軸がワークの回転に用いられる。即ち図１４に示した３軸テーブルに、図１９に示す様なトラニオン（大砲台）を載せた構造であり、ワークをＢ方向とＣ方向との２軸に回転させる事のできる。ただトラニオンには、ワークに与える回転の回転半径に限度がある。
【０００６】
（鋏について）
この様な４軸の懸架型テーブルによる加工の利用例として、後述する実施例の図１、図２に示す様な、刃先の反った形状の理容用の鋏１Ａの加工がある。
通常、鋏はその刃体が直線状であるが、図１、図２に示した鋏１Ａは、その２本の刃体２，２が、これら２本の刃体２，２の摺接面Ｓが反る形状に形成され、つまり刃体は実施例の図５に示す様に、その刃表３または刃裏４の方向に反らせたものなのである。この様に反らせると、鋏１Ａの反って凸曲Ｒ（図２）になった部分で、髪を部分的にカットする事ができ、また刃先が頭部にあたる事を避けるなどの効果があるので、この様な鋏が考案されているのである。
【０００７】
この鋏の従来の製造方法では、通常の直線状の刃体をまず作成し、これに刃付けをして一旦完成した鋏を、改めて職人が叩いて曲げる事により反らせていた。その概要は以下の通りである。
【０００８】
まず、一般的な直線状の刃体を、平板材料から刃体の概略の平板形状を打ち抜きし、この板状の刃体半製品の表裏をそれぞれ研削して、刃体の刃表と刃裏の形状に形成する。
その際、刃表３は図２０に示す様に断面形状が円弧形状であるため、リング状をした円環砥石の円環内面を研削面として用いる事により形成される。また刃裏４はその断面形状が僅かに凹曲していている。この凹曲は一般には円弧形状になっており、円盤砥石Ｔの周面による研削で形成されている。なお凹曲は、カップ砥石の開口円周による研削される場合もある。以上の様にして、刃体の半製品に刃表と刃裏の形状を形成したら、刃を研ぎ、「刃付け」と云われる仕上げをする。通常の直線状のカット鋏は、この状態で完成品となる。
【０００９】
しかし、図１、図２に示した様な鋏は、この様な一旦完成したカット鋏を、職人が叩いて刃先に反りのある図の様な形状に仕上げているのである。この様な反りを機械で行わないのは、現在の技術では機械で曲げると刃が潰れる問題があるからである。
【００１０】
ただ、従来の様に職人の手で反りを入れると、手作りであるため反り形状が微妙に揃わず、よって動刃と静刃の反り形状を一致させる事が難しく、更には一致しないと動刃と静刃の摺り合わせ加減が狂うなどの問題があった。また職人による手作業では、生産性が悪いことも問題であり、この様な反った鋏は、ペット用鋏など、ごく一部にしか普及していない現状にある。
【００１１】
なお、図２０で言及した様な刃体の刃裏の凹曲は、鋏の業界用語では裏スキ４’と云われ、鋏を開閉操作する時に刃先同士が接触させるために必要なものである。つまり刃先同士が接触した状態で鋏が閉じられなければ、髪を切る事ができず、また刃先同士を接触させる為には、刃裏は、刃先以外の部分が接触し合わない様にしなければならない。その為、図２０に示す様に刃裏を凹曲させておく必要があり、これが裏スキと呼ばれているのである。
【００１２】
裏スキ４’の断面形状は、一般には円盤砥石の円周や、コップ砥石開口の円周による研削で円弧形状に凹曲している。つまりこの円盤砥石を刃裏に宛って、刃体の刃元から刃先にかけて移動させながら研削するのである。裏スキの一番奥まった点が連なった線Ｈ（図４参照）は「ひぞこ」と呼ばれており、円盤砥石の頂点は、このひぞこＨを軌跡とした動きとなる。ひぞこＨは図４に示した様に刃先線Ｋと平行になるのが正しいとされているが、こは刃先線Ｋは半径８００mm〜１６００mm程度の小さな曲率で円弧を描いており、ひぞこＨも同じ半径の円弧に描かれる。
【００１３】
なおカップ砥石とは、片開口してコップ形状に形成された砥石であり、コップの飲み口に相当する開口円周部分で研削するものである。つまり、コップ砥石の回転軸を刃体長手と平行な状態より５度程度傾けて開口円周で刃裏を研削するものである。
【００１４】
（テーブルによる鋏の加工）
以上に述べた様に、裏スキの「ひぞこ」は円弧を描いている。この様な裏スキを３軸テーブルで形成しようとすると以下の様になる。例えば刃体の半製品がワークで、円盤砥石が工具となるのであり、図２１に示す様に、刃体半製品２’の刃裏４の面をテーブルの基準平面（図２１ではＸＹ面）となるように半製品２’をセットする。そして、この基準平面上で、円盤砥石がひぞこＨの曲線状に移動する様に、円弧補間により制御する事で、裏スキが形成されている。
【００１５】
しかし、図１〜２に示す様な、刃先の反った刃体の裏スキを仮に研削しようとすると、ひぞこの円弧と、反りの曲線とを合わせた曲線に工具を移動させないとならない。つまり、図２１のＸＺ面に対しても、図１７に示した曲線Ｍ（曲線ＬのＸＺ面への投影線）をなぞった様な３次元移動が工具には必要となる。
そして、この様な工具の移動制御は３軸テーブルではできない。この点、４軸の懸架型テーブルや５軸のトラニオン・テーブル等であれば、反り形状の円弧と、ひぞこの円弧の双方をワークの回転により得る事は理論的に可能である。しかし、例えば理容鋏のひぞこは一般に半径８００mm〜１６００mmの円弧である。これに対し、ワークに回転を与える事のできるトラニオン・テーブル等は、ワーク自身を回転の中心に据えた状態でのワークの回転（自転）はできても、半径８００mm〜１６００mm程度の円周上を公転する様な回転を実現するものは既製品のテーブルとしては提供されていない。ワークをこの様な大きな半径で公転させようとすると、図１８のトラニオン３１のターンテーブル３２が半径１６００mm以上である様な大きなものでなければならないが、この様なトラニオンのテーブルは提供されていない。
【００１６】
以上の問題を鑑み、本願発明の目的とするところは、以上の様な３次元の工具移動を３軸テーブルでも可能とする事であり、円柱の周側面に描いた所望の曲線を軌跡とした工具の移動を可能にする３軸テーブルでの制御方法と、これによる鋏の刃体の加工方法と、この加工方法による鋏を提案することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段と発明の効果】
以上の課題を解決するため、本願発明においては、裏スキを有する２本の刃体を枢着した鋏であって、前記２本の刃体はこれら前記２本の刃体の摺接面が反る形状に形成され、更に前記裏スキのひぞこが平面視円弧形状を描いて設けられている鋏を製造する場合に、この鋏に用いられる前記刃体の加工方法として以下の手段を提案した。
即ち、請求項１記載の発明は、以下に述べるの３軸テーブルの制御方法を用いて加工されるものである。その制御方法を先に述べるが、この制御方法は、ワークに対して相対的に工具を移動させるこのできる３軸テーブルであって、前記３軸の内のいずれか１軸方向が円柱軸方向となる円柱の周側面上にて指定された傾斜角度で描かれる螺旋状の軌跡、の上に前記工具を移動させるヘリカル補間が可能である３軸テーブルにおけ制御方法である。
即ち、一の円柱の前記周側面上での前記ヘリカル補間を複数回行ってこれらヘリカル補間により描かれる螺旋状の線分を繋いだ軌跡であって、各々の前記線分の各傾斜を任意に指定することによる前記周側面上での所望の疑似曲線による軌跡、に従って前記工具を移動させることを特徴とする３軸テーブルの制御方法である。
【００１８】
これにより、従来、３軸テーブルでは実現しなかった円柱周側面での曲線が、展開平面上での曲線となる様な軌道に工具を移動させることができる様になる。よって、高価な懸架型テーブルなどを用いることが要らなくなり、コスト的にも効果が得られる。
【００１９】
請求項１記載の発明は、以上の様な制御方法による３軸テーブルにより刃体を加工するのであるが、その際にはワークとしての前記刃体の半製品を、前記刃体の枢着軸と円柱軸とが同方向となる向きに固定して、前記円柱周側面の横断面形状を構成する円弧形状が、前記ひぞこの平面視円弧形状と同一半径の円弧となる様に、前記円柱の直径を指定し、且つ、前記ひぞこが前記円柱周側面と重なる様に前記円柱の前記刃体に対する相対位置を定め、この状態で、ヘリカル補間を複数回行って前記ひぞこに沿った疑似曲線を形成し、この疑似曲線を軌跡として工具を移動させることを特徴とする鋏の刃体の加工方法である。
【００２０】
これにより、刃先の反った鋏の機械生産が可能となり、従来の手による反りを得ていた方法に比べて、格段に生産性が上がる。また反り形状を一律に揃えることが可能となる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、工具が円盤砥石又はカップ砥石であって、前記円盤砥石の円周又は前記カップ砥石開口の円周が刃体長手方向に略直交する姿勢で、円周の頂点が疑似曲線による軌跡を移動することを特徴とした請求項１記載の鋏の刃体の加工方法である。
【００２２】
請求項３記載の発明は、裏スキを有する２本の刃体を枢着した鋏であって、前記２本の刃体はこれら前記２本の刃体の摺接面が反る形状に形成され、更に前記裏スキのひぞこが平面視円弧形状を描いて設けられている鋏であって、前記刃体が請求項１又は２記載の刃体の加工方法による刃体を枢着したことを特徴とする鋏である。
これにより、鋏は、反り部分の精度の高い鋏が得られ、閉じ操作の時にも、それ部分の摺接が良好に成される。具体的には、それ部分の刃先においても、適切な触圧が得られる鋏が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本願発明の実施例として、理容用の鋏の実施例を図をもって説明する。
またこの実施例の説明の過程で、鋏の発明以外の本願発明である鋏の刃体の加工方法とこれに用いる３軸テーブルの制御方法の実施例を併せて説明する。
【００２４】
図１は、実施例の鋏１Ａの平面図であり、図中、手前の刃体２が静刃２ａであり、静刃２ａに隠れたもう１つの刃体２が動刃２ｂである。この鋏は、裏スキを有する２本の刃体２，２を枢着した鋏であって、２本の刃体は図２の正面図に示す様に、これら２本の刃体の摺接面Ｓが静刃２ａ側に反る形状に形成されている。
【００２５】
図３はこの鋏１Ａに用いられている刃体２の平面図であり、刃表３側を表している。この刃体２の刃先線Ｋは、曲率の小さい円弧形状に形成されている。また図４は刃体２の底面図であり、刃裏４を表している。刃裏４は断面形状が、円弧形状に凹曲していて、凹曲の一番ひくい点が、図中の一点鎖線で示した「ひぞこＨ」を成している。又ひぞこＨは円弧形状の刃先線Ｋと平行に設けられているので、裏スキのひぞこＨも平面視円弧形状を描いて設けられている。
なお、刃体２には動刃２ｂと静刃２ａがあるが、図３と図４は動刃２ｂと静刃２ａの双方を共通して表している。
【００２６】
図５は、図２に示された様に重ねられている動刃２ｂと静刃２ａを分離した様子の図であり、図２と同様のアングルからの図であって、双方の刃体２，２の裏スキが対向している。
【００２７】
刃体２の製造方法は以下の様になる。
まず平板材料から刃体の平板形状を打ち抜きし、打ち抜かれた平板の半製品をプレス型でプレスして、刃先側に反りをつける。次に刃表３側を、図２０に示した円弧形状の断面にするため、図示しないリング状の円環砥石の円環内面を研削面として用いる事により形成する。
【００２８】
次に刃裏４を研削して、裏スキを形成する。
裏スキの形成には、図示しない３軸テーブルを用いる。この３軸テーブルは、ワークに対して相対的に工具を移動させるこのできる３軸テーブルであって、この３軸の内のいずれか１軸方向が円柱軸方向となる円柱の周側面上に、螺旋状の軌跡を描く様に工具を移動させる事ことのできるテーブルである。その際、この軌跡の螺旋は、指定された傾斜角度で描かれ、この様な軌跡の上に工具を移動させることをヘリカル補間と呼ばれている。
【００２９】
この３軸テーブルに、図６の概要図に示す様に、まずワークとしての動刃２ｂの半製品２ｂ’を、刃体の枢着軸Ｚ’と円柱軸（ここではＺ軸方向の軸）とが同方向となる向きに固定する。図６中の半製品２ｂ’は、上面が刃裏４になっている。
【００３０】
次に、工具としての円盤砥石をプログラム制御して移動させ、裏スキを形成する。
制御するときには、円柱１０の周側面１１の横断面形状を構成する円弧形状１２が、裏スキのひぞこＨの平面視円弧形状Ｈ’と同一半径の円弧となる様に、円柱１０の直径をプログラムで指定する。
且つ、ひぞこＨが円柱周側面１１と重なる様に円柱１０の半製品２ｂ’に対する相対位置を定めて指定する。
【００３１】
この状態で、円柱１０の周側面１１上でのヘリカル補間を複数回行い、その時には、これらヘリカル補間により描かれる螺旋状の線分を、ヘリカル補間を行った複数回部分だけ繋いだ軌跡Ｑを形成させる。この軌跡Ｑは、各々の線分の各傾斜を任意に指定することにより、周側面１１上での疑似曲線による軌跡Ｑを、反った「ひぞこＨ」に沿う様に形成し、この軌道Ｑに工具を移動させるのである。この実施例では、軌道Ｑは、ＸＺ面に投影すると円弧となる曲線である。つまり、軌道ＱはＸＹ面から見ても、ＸＺ面から見ても円弧を描くのである。
そして刃裏４に円盤砥石が宛われ、円盤砥石の円周が刃体長手方向（この実施例ではＸ軸方向）に略直交する姿勢で、砥石の円周の頂点が図の上方に反った疑似曲線による軌跡Ｑを移動するように制御するのである。
以上が、図１に示された鋏の動刃２ｂの裏スキを加工する加工方法である。
【００３２】
また静刃２ａの裏スキを形成する例としては、図７に示す様に加工方法がある。概ね図６の動刃２ｂに関する説明がそのまま当てはまるが、反りが図中の下方方向と逆になっている。図７に示す静刃の半製品２ａ’は、図中の上面側が刃裏４であり、この刃裏４に円盤砥石が宛われ、円盤砥石の円周が刃体長手方向に略直交する姿勢で、円周の頂点が図の下方に反った疑似曲線による軌跡を移動するように制御するのである。
なお円盤砥石の替わりにカップ砥石を用いて裏スキを形成してもよい。
【００３３】
以上の様にして、刃体の半製品に刃表と刃裏の形状を形成したら、動刃と静刃をネジで枢着する。その後、刃を研ぎ、「刃付け」と云われる仕上げをして、反った鋏が完成する。
【００３４】
なお、上記実施例の鋏は、理容鋏の一種であるのカット鋏の先端を静刃側に反らせた鋏であるが、本願発明の鋏はこれに限らない。反りを逆方向にして、動刃側に反らせた鋏であってもよい。
また、図８〜図１０に示す様に梳き鋏１Ｂ〜１Ｄの先端を反らせたものでもよい。
図８は、直線状の櫛５が連設された櫛刃６と、棒刃７とを枢着した梳き鋏１Ｂであり、刃先が櫛刃側に反っている。
図９に示した梳き鋏１Ｃは、図７の梳き鋏１Ｃにおいて、櫛５が枢着軸を中心とした円弧形状となったものである。刃先の反りは櫛刃６側に反っている。また図７〜８においては、反りの方向を棒刃側にしてもよい。
図１０に示したすき鋏１Ｄは、２本の櫛刃を枢着させたものである。櫛刃は枢着軸を中心とした円弧形状に成っている。
【００３５】
図１１に示す鋏は、２丁のカット鋏１ａ，１ｂが１つの軸８で連結された状態の連結鋏１Ｅであり、刃先は２丁とも同じ方向に反らせてある。２丁のカット鋏鋏１ａ，１ｂはこれらの柄９に、図１２に示す連結具２０が、図１０中の矢印方向から嵌められる事により、２丁のカット鋏１ａ，１ｂの開閉操作が同時に成される。
【００３６】
図１３に示す鋏は、カット鋏１ａと梳き鋏１ｃが１つの軸８で連結された状態の連結鋏１Ｆであり、刃先は２丁とも同じ方向に反らせてある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この図は、実施例に係る鋏の平面図である。
【図２】この図は、図１の鋏の部分正面図である。
【図３】この図は、図１の鋏に用いられる刃体の部分正面図である。
【図４】この図は、刃体の部分底面図である。
【図５】この図は、図２の鋏の刃体の２本を分離した図である。
【図６】この図は、図５で示した静刃を加工する時の工具の軌跡を説明する図である。
【図７】この図は、図５で示した動刃を加工する時の工具の軌跡を説明する図である。
【図８】この図は、実施例に示した梳き鋏の図であり、櫛刃が直線状になっている。
【図９】この図は、実施例に示した梳き鋏の図であり、櫛刃が円弧状になっている。
【図１０】この図は、実施例に示した梳き鋏の図であり、刃体は２本とも櫛刃になっている。
【図１１】この図は、２丁のカット鋏を連結させた連結鋏の図である。
【図１２】この図は、図１１の鋏に用いられる連結具の図であり、２丁の鋏の柄同士を連結している。
【図１３】この図は、カット鋏と梳き鋏を連結させた連結鋏の図である。
【図１４】この図は、３軸テーブルの概念図である。
【図１５】この図は、円柱の周側面を螺旋状に移動させるヘリカル補間の説明図である。
【図１６】この図は、ヘリカル補間による軌跡が、円柱を展開した平面上では直線となることの説明図である。
【図１７】この図は、ヘリカル補間では描けない軌跡の図である。
【図１８】この図は、図１７で示した軌跡が展開平面ではどの様な曲線になるかを説明する図である。
【図１９】この図は、トラニオン・テーブルに用いられるワークを保持して２軸の回転を与えるトラニオンの図である。
刃体の断面形状と、円盤砥石で刃裏を研削する様子とを説明する図である。
【図２０】この図は、刃体の断面形状と、円盤砥石で刃裏を研削する様子とを説明する図である。
【図２１】この図は、反りのない直線状の刃体に裏スキ加工をする場合の説明図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 鋏
１Ｅ，１Ｆ 連結鋏
２ 刃体
２ａ 刃体としての静刃
２ｂ 刃体としての動刃
３ 刃表
４ 刃裏
５ 櫛
６ 櫛刃
７ 棒刃
８ 軸
９ 柄
１０ 円柱
１１ 周側面
１１’ 周側面を展開した平面
２０ 連結具
Ｋ 刃先線
Ｈ ひぞこ
Ｐ 軌跡
Ｑ 軌跡

Claims (3)

1. 裏スキを有する２本の刃体を枢着した鋏であって、前記２本の刃体はこれら前記２本の刃体の摺接面が反る形状に形成され、更に前記裏スキのひぞこが平面視円弧形状を描いて設けられている鋏を製造する場合に、この鋏に用いられる前記刃体の加工方法であって、
   ワークに対して相対的に工具を移動させるこのできる３軸テーブルであって、前記３軸の内のいずれか１軸方向が円柱軸方向となる円柱の周側面上にて指定された傾斜角度で描かれる螺旋状の軌跡、の上に前記工具を移動させるヘリカル補間が可能である３軸テーブルにおいて、一の円柱の前記周側面上での前記ヘリカル補間を複数回行ってこれらヘリカル補間により描かれる螺旋状の線分を繋いだ軌跡であって、各々の前記線分の各傾斜を任意に指定することによる前記周側面上での所望の疑似曲線による軌跡、に従って前記工具を移動させる３軸テーブルの制御方法、
   を用いて加工され、その際にはワークとしての前記刃体の半製品を、前記刃体の枢着軸と円柱軸とが同方向となる向きに固定して、
   前記円柱周側面の横断面形状を構成する円弧形状が、前記ひぞこの平面視円弧形状と同一半径の円弧となる様に、前記円柱の直径を指定し、
   且つ、前記ひぞこが前記円柱周側面と重なる様に前記円柱の前記刃体に対する相対位置を定め、
   この状態で、ヘリカル補間を複数回行って前記ひぞこに沿った疑似曲線を形成し、この疑似曲線を軌跡として工具を移動させることを特徴とする鋏の刃体の加工方法。
2. 工具が円盤砥石又はカップ砥石であって、前記円盤砥石の円周又は前記カップ砥石開口の円周が刃体長手方向に略直交する姿勢で、円周の頂点が疑似曲線による軌跡を移動することを特徴とした請求項１記載の鋏の刃体の加工方法。
3. 裏スキを有する２本の刃体を枢着した鋏であって、前記２本の刃体はこれら前記２本の刃体の摺接面が反る形状に形成され、更に前記裏スキのひぞこが平面視円弧形状を描いて設けられている鋏であって、前記刃体が請求項１又は２記載の刃体の加工方法によることを特徴とする鋏。

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