JP3814213B2

JP3814213B2 - 表面加工装置

Info

Publication number: JP3814213B2
Application number: JP2002063907A
Authority: JP
Inventors: 拓也移川; 健治小川
Original assignee: Misawa Homes Co Ltd
Current assignee: Misawa Homes Co Ltd
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2022-03-08
Also published as: JP2003260647A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの表面を加工する表面加工装置に関する。
【０００２】
【背景の技術】
近年、住宅用の内外装部品や日用品に使用されている合成樹脂成形物の表面に、天然木材に似た木目模様や色調等の特性を施すことが試みられている。この技術の一例として、特開平１０−２７２６９５号公報に記載された技術がある。この技術について説明すると、セルロース材を粉砕して得られた粉砕粉に樹脂および原料を混合し、かつ融解させて押出成形した木質様成形品の表面にエンボス加工やヘアライン加工、着色加工、研磨加工、塗装加工を施す。すると、天然木材の木目に極めて近い模様を表面に有し、手触り感等の風合いも天然木材に近い木質様成形品を提供することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に記載されている表面加工法では、木質様成形品の表面に形成される研磨模様が単調になり、木質様成形品の表面に異なった研磨模様を形成することができなかった。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ワークの表面に様々な研磨模様を形成することができる表面加工装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、例えば、図１〜図３に示すように、円柱状または円筒状のワーク１の表面を加工する表面加工装置であって、軸回りに回転可能で、軸部２に放射状に取り付けられた複数のサンドペーパ３によってワーク１の表面に研磨加工を施す回転加工板４と、該回転加工板４の軸部２と直交する方向にワークを搬送する搬送手段１０とを備え、
前記搬送手段１０は、前記回転加工板４の下方に該回転加工板４の軸部２と直交して設置され、所定間隔離間して平行に配置された２つの円柱状部材１１，１１と、この２つの円柱状部材１１，１１を回転駆動させる駆動部１２と、この２つの円柱状部材上に載置されるワークの端面中心部を押圧することによって該ワークを回転加工板４に搬送する押圧手段１３とを備え、
前記回転加工板４を回転させつつ該回転加工板４の軸部２と直交する方向にワーク１を搬送することによってワークの表面に研磨加工を施す場合に、前記回転加工板４の外周部の接線方向における速度Ｘに対して、ワーク１を回転加工板４の軸部２と直交する方向に搬送する搬送速度Ｙを調整することを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、ワーク１が回転加工板４を通過する際に、複数のサンドペーパ３がワーク１の表面を次々に削っていく（引掻いていく）。そして、回転加工板４の接線方向における速度Ｘに対して、ワーク１を搬送する搬送速度Ｙを調整するが、例えば、速度Ｘに対して搬送速度Ｙを十分に遅くすることにより、ワーク１の表面には、複数のサンドペーパ３によって次々に削られた筋状の凹部（引掻かれた傷）が連続し、かつ、互いにオーバラップするようにして形成される。したがって、回転加工板４に搬送されたワーク１の表面には、筋状の長い凹部（引掻き傷）が多数形成されてなる研磨模様が施される。
【０００７】
また、速度Ｘに対して搬送速度Ｙを上述した場合より速くすると、ワーク１の表面には、複数のサンドペーパ３によって次々に削られた筋状の凹部が連続し、かつ、互いにオーバラップするようにして形成されるが、この場合、オーバラップ量が上述の場合より短くなるので、回転加工板４に搬送されたワーク１の表面には、上述の場合と異なった断面形状の筋状の凹部が多数形成されてなる研磨模様が施される。
【０００８】
さらに、搬送速度Ｙを速度Ｘと同程度もしくは速度Ｘと近傍にすると、ワーク１に表面には、複数のサンドペーパ３によって次々に削られた筋状の凹部がオーバラップすることなく断続的に形成されるので、回転加工板４に搬送されたワーク１の表面には細かい筋状の凹部が多数形成されてなる研磨模様が施される。
【０００９】
このように、速度Ｘに対する搬送速度Ｙを調整することによって、様々な筋状の凹部からなる研磨模様をワーク１の表面に多数形成することができる。また、サンドペーパ３の領土を変えることによって、上述と異なった断面形状の筋状の凹部からなる研磨模様をワーク１の表面に形成できる。
【００１０】
また、ワーク１を軸回りに回転させながら回転加工板４に搬送することによって、ワーク１を回転加工板４に１回通すだけで、ワーク１の表面の全周にわたって筋状の凹部からなる研磨模様を形成することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、例えば図１〜図４に示すように、請求項１記載の表面加工装置において、前記ワーク１の軸回りの回転速度Ｚを、前記回転加工板４の回転速度Ｖより低速度にしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、ワーク１の回転速度Ｚを、回転加工板４の回転速度Ｖより低速度にしたことによって、筋状の凹部からなる研磨模様を、ワーク１の軸線方向に対して、略平行か若干傾くようにしてワーク１の表面の全周にわたって形成できる。
【００１３】
また、前記ワーク１は、セルロース系微粉末と樹脂とを混合、溶融して成形したものであってもよい。
【００１４】
セルロース系微粉末は、直径が１〜１００μm程度のものであり、例えば、木材の粗粉砕物、バカスの粗粉砕物、稲藁の粗粉砕物等の各種植物細胞体の原料材粗粉砕物を出発原料とし、これを磨砕処理することによって得ることができる。
【００１５】
樹脂としては、塩化ビニル樹脂、発泡塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂等が用いられるが、中でも塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂がより好適である。
【００１６】
セルロース系微粉末は、不純物を含む木質廃材から得られた木質廃材砕粉であってもよい。ここで、木質廃材としては、住宅等の建物を解体した際に排出される木質廃材や、家具を解体した際に排出される木質廃材、建物建築中に排出される木材の端材、おが屑等が挙げられ、これら木質廃材には、木質部分の他、石膏、断熱材、樹脂部材等の不純物が含まれる。
【００１７】
また、樹脂は、不純物を含む樹脂廃材から得られた樹脂廃材粉砕粉であってもよい。樹脂廃材としては、飲料物を含む食品の容器や包装等に使用される樹脂製品や、その他の樹脂製品、さらには、住宅等の建物を解体した際に排出される樹脂廃材や、家具を解体した際に排出される樹脂廃材等が挙げられ、これら樹脂廃材には、樹脂部分の他、樹脂の温度変化等に伴う膨張収縮を防止するための炭酸カルシウムや、補強材や充填材として用いられるタルク（例えば、含水ケイ酸マグネシウムを微粉化して焼成することで得られるもの）、顔料、ガラス繊維で補強された強化プラスチック（ＦＲＰ）等の不純物が含まれている。
【００１８】
また、樹脂部分を構成する樹脂としては、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、硬質または軟質のポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、発砲塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＣ）、ポリエチレン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。
【００１９】
このように、ワーク１はセルロース系微粉末と樹脂とを混合、溶融して成形したものであるので、ワーク１の表面に研磨模様を施すことによって、ワーク１の表面に木目模様の暖かみある美感を醸し出すことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
本実施の形態のヘアライン加工装置（表面加工装置）５０は、図１〜図３に示すように、ワーク１の表面にヘアライン加工（研磨加工）を施す回転加工板４と、この回転加工板４にワーク１を搬送する搬送手段１０とを備えている。ここで、ワーク１は、セルロース系微粉末と樹脂とを混合、溶融して成形した円柱状または円筒状の部材である。また、ヘアライン加工装置５０は、作業台１５上の略中央部に１ヶ所設置されている。
【００２１】
回転加工板４は、ワーク１の軸方向と直交するようにして回転可能に設けられた軸部２と、この軸部２に放射状に取り付けられた複数のサンドペーパ３とを備えている。回転加工板４の両方の端面４a、４aの中心部には、この回転加工板４をワーク１の軸と直交する軸回りに回転させるシャフト４b、４bが設けられている。これらシャフト４b、４bのうち一方のシャフト４ｂの端部は、作業台１５上に設置され、回転加工板４を回転自在に支持する支持部（図示しない）に取り付けられている。
【００２２】
また、他方のシャフト４ｂの端部は、作業台１５上に設置され、回転加工板４を回転させる第１モータ（図示しない）の駆動軸に固定されている。そして、この第１モータは、駆動軸の回転速度を設定することで、回転加工板４の外周部の接線方向における速度Ｘを所定速度に設定している。
【００２３】
搬送手段１０は、ワーク１をその軸と回転加工板４の軸部２とが直交するようにして搬送する際に、ワーク１を軸回りに回転させながら搬送するものであって、回転加工板４の下方に設置され、所定間隔離間して平行に配置された２つの円柱状部材１１、１１と、この２つの円柱状部材１１、１１を回転駆動させる駆動部１２と、この２つの円柱状部材１１、１１上に載置されるワーク１を回転加工板４に搬送する押圧手段１３とを備えている。そして、該円柱状部材１１の両方の端面１１a、１１aの中心部には、それぞれシャフト１１b、１１bが設けられており、それぞれのシャフト１１b、１１bの端部は作業台１５に回転自在に支持されている。
【００２４】
また、２つの円柱状部材１１、１１に載置されるワーク１の軸回りの回転速度Ｚは、後述する駆動部１２によって、回転加工板４の回転速度Ｖより低速度に設定されている。そして、２つの円柱状部材１１、１１の表面には、ワーク１を軸回りに回転させるために、適度な摩擦抵抗を有するゴム等が貼着されている。
【００２５】
駆動部１２は、円柱状部材１１、１１の一方の端面１１a、１１aの下側（図１中奥側）に配置された第２モータ１２bと、この第２モータ１２bの駆動軸１２aの回転を２つの円柱状部材１１、１１にそれぞれ伝達する２つのチェーン１４、１４とを備えている。また、図３に示すように、それぞれの円柱状部材１１、１１の一方のシャフト１１ｂ、１１ｂには、円盤状の伝達部１１ｃ、１１ｃがそれぞれのシャフト１１ｂ、１１ｂの軸方向にずれるようにして設けられており、これら伝達部１１ｃ、１１ｃには、駆動軸１２aの回転を伝達する２つのチェーン１４、１４がそれぞれ取り付けられている。
【００２６】
また、図２に示すように、駆動軸１２aを備えた第２モータ１２bは、作業台１５の下面に設けられたケース１５aに取り付けられ、第１モータに連動して駆動するように設定されている。
【００２７】
押圧手段１３は、２つの円柱状部材１１、１１の他方の端面１１a、１１a側（図１中手前側）に配置され、ワーク１の端面を回転加工板４の軸部２と直交する方向に向けて押圧する棒状部材１３aと、この棒状部材１３aを円柱部材１１の軸方向に沿って押出すジャッキ部（図示しない）とを備えている。ここで、押圧手段１３は、回転加工板４の接線方向における速度Ｘに対して、ジャッキ部が棒状部材１３ａを押出す速度ｙを調整できるようになっている。
【００２８】
次に、ヘアライン加工装置５０によって、ワーク１の表面にヘアライン加工を施すヘアライン加工方法について説明する。まず、ヘアライン加工装置５０のスイッチ（図示しない）を押し、第１モータを駆動させ、この第１モータの駆動軸に固定されたシャフト４bを反時計回り（図１中の２点鎖線参照）に回転させる。そして、このシャフト４bが反時計回りに回転することによって、回転加工板４が同じ向きに回転する。ここで、回転加工板４の外周部の接線方向における速度Ｘに対して、ワークを回転加工板４の軸部２と直交する方向に搬送する搬送速度Ｙ、つまり、ジャッキ部が棒状部材１３ａを押出す速度ｙを調整する。
【００２９】
また、第１モータの駆動に連動して、第２モータ１２bが駆動し、第２モータ１２bの駆動軸１２aが反時計回りに回転する（図２中の２点鎖線参照）。そして、２つのチェーン１４、１４によって駆動軸１２aの反時計回りの回転が２つのシャフト１１b、１１bに順次伝達し、シャフト１１b、１１bが設けられた２つの円柱状部材１１、１１をそれぞれ時計回りに回転させる。
【００３０】
次に、ワーク１を２つの円柱状部材１１、１１上に載置し、２つの円柱状部材の時計回りの回転によって、このワーク１を反時計回りに回転させる（図１および図２の２点鎖線参照）。そして、押圧手段１３の棒状部材１３aの端部をワーク１の端面に当接し、ジャッキ部から棒状部材１３aを２つの円柱部材１１、１１の軸方向に沿って速度ｙで押出すことで、回転加工板４の軸部２と直交する方向にワーク１を軸回りに回転させながら搬送して、複数のサンドペーパ３でワーク１の表面にヘアライン加工を施す。ここで、ワーク１の軸回りの回転速度Ｚを、回転加工板４の回転速度Ｖより低速度になるように、第１モータの駆動軸の回転速度と、第２モータ１２ｂの駆動軸１２aの回転速度とをそれぞれ設定する。
【００３１】
本実施の形態によれば、ワーク１が回転加工板４を通過する際に、複数のサンドペーパ３がワーク１の表面を次々に引掻いていく（削っていく）。そして、回転加工板４の速度Ｘに対して、ジャッキ部の速度ｙを調整するが、例えば、速度Ｘに対して速度ｙを十分に遅くすることにより、ワーク１の表面には、複数のサンドペーパ３によって次々に引掻かれた傷（削られた筋状の凹部）が連続し、かつ、互いにオーバラップするようにして形成される。したがって、回転加工板４に搬送されたワーク１の表面には、図４（ａ）および図５（ａ）に示すような、筋状の長い引掻き傷（凹部）が多数形成されてなる研磨模様が施される。
【００３２】
また、速度Ｘに対して速度ｙを上述した場合より速くすると、ワーク１の表面には、複数のサンドペーパ３によって次々に引掻かれた筋状の引掻き傷（削られた筋状の凹部）が連続し、かつ、互いにオーバラップするようにして形成されるが、この場合、オーバラップ量が上述の場合より短くなるので、回転加工板４に搬送されたワーク１の表面には、上述の場合と異なった断面形状の筋状の引掻き傷が多数形成されてなる研磨模様が施される。
【００３３】
さらに、速度ｙを速度Ｘと同程度もしくは速度Ｘと近傍にすると、ワーク１に表面には、図４（ｂ）に示すような、複数のサンドペーパ３によって次々に引掻かれた傷がオーバラップすることなく断続的に形成されるので、回転加工板４に搬送されたワーク１の表面には、細かい筋状の引掻き傷が多数形成されてなる研磨模様が施される。
【００３４】
このように、速度Ｘに対する搬送速度ｙを調整することによって、様々な筋状の引掻き傷からなる研磨模様をワーク１の表面に多数形成することができる（図４および図５（ａ）参照）。また、図５（ｂ）に示すように、サンドペーパ３の粒度を粗くすることによって、上述と異なった断面形状の筋状尾引掻き傷であって、エンボス加工を施したような研磨模様をワーク１の表面に形成することができる。
【００３５】
また、２つの円柱状部材１１、１１の時計回りの回転でワーク１を軸回りに回転させながら、押圧手段１３でワーク１を回転加工板４に搬送することによって、ワーク１を回転加工板４に１回通すだけで、ワーク１の表面の全周にわたって引掻き傷を形成することができる。
【００３６】
さらに、第２モータ１２ｂの駆動軸１２aの回転速度と、第１モータの駆動軸の回転速度とをそれぞれ設定して、ワーク１の軸回りの回転速度Ｚを、回転加工板４の回転速度Ｖより低速度に設定したことによって、筋状の引掻き傷からなる研磨模様を、ワーク１の軸線方向に対して、略平行か若干傾くようにしてワーク１の表面の全周にわたって形成できる。
【００３７】
そして、ワーク１はセルロース系微粉末と樹脂とを混合、溶融して成形したものであるので、ワーク１の表面にヘアライン加工を施すことによって、ワーク１の表面に木目模様の暖かみある美感を醸し出すことができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、ワークが回転加工板を通過する際に、複数のサンドペーパがワークの表面を次々に削っていく。そして、回転加工板の接線方向における速度に対して、ワークを搬送する搬送速度を調整するが、例えば、速度に対して搬送速度を十分に遅くすることにより、回転加工板に搬送されたワークの表面には、筋状の長い凹部が多数形成されてなる研磨模様が施される。また、速度に対して搬送速度を上述した場合より速くすると、回転加工板に搬送されたワークの表面には、上述の場合と異なった断面形状の筋状の凹部が多数形成されてなる研磨模様が施させる。さらに、搬送速度を速度と同程度もしくは速度と近傍にすると、回転加工板に搬送されたワークの表面には、細かい筋状の凹部が多数形成されてなる研磨模様が施される。
【００３９】
このように、速度に対する搬送速度を調整することによって、様々な筋状の凹部からなる研磨模様をワークの表面に多数形成することができる。また、サンドペーパの粒度を変えることによって、上述と異なった断面形状の筋状の凹部からなる研磨模様をワークの表面に形成することができる。
【００４０】
また、ワークを軸回りに回転させながら回転加工板に搬送することによって、ワークを回転加工板に１回通すだけで、ワークの表面の全周にわたって筋状の凹部からなる研磨模様を形成することができる。
【００４１】
請求項２記載の発明によれば、請求項２と同様の効果を得られることは勿論のこと、ワークの回転速度を、回転加工板の回転速度より低速度にしたことによって、筋状の凹部からなる研磨模様を、ワークの軸線方向に対して、略平行か若干傾くようにしてワークの表面の全周にわたって形成できる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すもので、ヘアライン加工装置の斜視図である。
【図２】同、ヘアライン加工装置の縦断面図である。
【図３】同、ヘアライン加工装置の駆動部を示した平面図である。
【図４】本発明の実施の形態で用いたワークの平面図であり、（a）は搬送速度を遅くした状態でヘアライン加工を施したワークを示す平面図であり、（b）は搬送速度を早めた状態でヘアライン加工を施したワークを示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態で用いたワークの斜視図であり、（ａ）はヘアライン加工を施したワークを示す斜視図であり、（ｂ）はエンボス加工を施したようなワークを示す斜視図である。
【符号の説明】
１ワーク
２軸部（回転加工板）
３サンドペーパ
４回転加工板

Claims

円柱状または円筒状のワークの表面を加工する表面加工装置であって、軸回りに回転可能で、軸部に放射状に取り付けられた複数のサンドペーパによってワークの表面に研磨加工を施す回転加工板と、該回転加工板の軸部と直交する方向にワークを搬送する搬送手段とを備え、
前記搬送手段は、前記回転加工板の下方に該回転加工板の軸部と直交して設置され、所定間隔離間して平行に配置された２つの円柱状部材と、この２つの円柱状部材を回転駆動させる駆動部と、この２つの円柱状部材上に載置されるワークの端面中心部を押圧することによって該ワークを回転加工板に搬送する押圧手段とを備え、
前記回転加工板を回転させつつ該回転加工板の軸部と直交する方向にワークを搬送することによってワークの表面に研磨加工を施す場合に、前記回転加工板の外周部の接線方向における速度に対して、ワークを回転加工板の軸部と直交する方向に搬送する搬送速度を調整することを特徴とする表面加工装置。
請求項１記載の表面加工装置において、前記ワークの軸回りの回転速度を、前記回転加工板の回転速度より低速度にしたことを特徴とする表面加工装置。