JP4108229B2 - 研摩模様付け表面仕上げ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板や形鋼や合板や合成樹脂板等の各種製品（以下、被研摩材と言うことがある）の表面を生産効率良く安価に表面仕上げできる研摩模様付け表面仕上げ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば金属板や形鋼等の金属製製品を例に採って説明すると、その表面の仕上げは、鏡面仕上げ，ブラスト仕上げ，カラー発色仕上げ，ダル仕上げ等の表面処理を施されていても、変化の無い無模様の単一な仕上げが一般的であった。
【０００３】
このような各種表面処理を施された製品の表面は、無模様の単一な仕上げ面であるため汚れ等に起因して疵が生じた場合には僅かな疵であってもその疵が目立って商品価値が低下するので、この疵を目立たなくするようにこの疵部分及びその周辺を研摩していたのであるが、この研摩を施した部分はその跡が明確に残るため美観を損ね商品価値を向上させるには至らなかったのである。
【０００４】
そこで一例として、疵部分及びその周辺を研摩した場合には、その全表面に更に線状の研摩痕を形成するヘアーライン仕上げを施して研摩した部分の跡を目立たなくする仕上げが行われていた。
【０００５】
このヘアーライン仕上げは、被研摩材の研摩すべき面に平行で且つ被研摩材の移送方向に直角な方向にその軸心を配された回転軸の略全長に亘って砥石，砥粒を含有させた合成繊維や不織布，サンドペーパ等の砥粒の比較的大きな研摩材を固定したり、その軸心を前記方向にして間隔を隔てて配された複数本の回転軸間に砥粒を含有させたリング状の不織布，サンドペーパ等の砥粒の比較的大きな研摩材を掛け渡したりして、その研摩材を回転又は回動させると共に被研摩材の表面に押圧しながら線状の研摩痕を被研摩材の表面全面に施すものであった。
【０００６】
しかしながら、このような被研摩材の表面全面に亘って施されているヘアーライン仕上げは単調であるため、きさげ仕上げの如き模様やかすり模様等の意匠効果の優れた種々の模様を施された製品の需要が高まっている。
【０００７】
しかるに、前記きさげ仕上げの如き模様やかすり模様を施す作業はきさげや手持サンダーを使用して作業者の手作業によって行わなければならないので、美観を起こさせる所望の表面仕上げとするには熟練した作業者が必要であるが、このような所望の表面仕上げを行える熟練した作業者は非常に少なく、しかも熟練した作業者であってもこの表面仕上げ作業には手間と時間とを要し製造コストが非常に嵩むと共に生産効率が非常に悪いという欠点があった。
【０００８】
更に、前記表面仕上げは、作業者が工具を手に持って行う作業であるので、作業者にかかる労力が大きいばかりでなく所望の模様に仕上げるために精神的にも多大な負担がかかるという欠点があった。
【０００９】
また、製品の表面に模様を施す仕上げとしては、例えば任意の各種模様を施すことのできるエッチング仕上げを挙げることができるが、このエッチング仕上げは化学的又は電気的に表面を溶解させて処理するものであるから、溶解させるに際し製品の表面を溶解させる部位と溶解させない部位とに区画するためのマスキング材を表面に形成する等の前処理が必要であると共に多量の薬品が必要である等、手間を要するだけでなく廃液処理などにコストがかかり非常に高価となるという欠点があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、金属板や形鋼や合板や合成樹脂板等の各種製品である被研摩材の表面にきさげ仕上げの如き模様やかすり模様等の意匠効果に優れた研摩模様を下地処理を行うこと無く且つその表面に生じていた傷を目立たない状態に、生産効率良く安価に表面仕上げできる研摩模様付け表面仕上げ装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、かかる課題を解決すべく鋭意検討した結果、研摩すべき被研摩材を被研摩材載置面上に載置されるベッドと、ベッドのそれぞれ両側上方の所定の高さ位置に設けられている平行なレールと、ベッドの上方に横架されておりレール上を走行自在な支持枠と、支持枠に垂下されているラムと、ラムの下端部でベッドの被研摩材載置面に対して垂直な旋回自在なスプライン軸に装着されているフレームと、フレームに軸支されておりコアに研摩材が固着せしめられて成るフラップホイールが固定される回転駆動軸と、フレームに設けられており回転駆動軸を回転駆動せしめる回転駆動装置と、ラムに設けられており回転駆動軸に固定されたフラップホイールの研摩材をベッドの被研摩材載置面上に載置された被研摩材の表面近傍に予め位置せしめる昇降装置と、ラムに設けられており被研摩材の表面近傍に予め位置せしめられたフラップホイールの研摩材が被研摩材の表面に所望の状態に接触するようにフレームのみを位置せしめるカムを備えた昇降機構と、ラムに設けられておりフレームを旋回せしめる旋回装置と、ラムを支持枠に沿って移動せしめるラム移動機構及び支持枠をレールに沿って移動せしめる支持枠移動機構を備えた平面方向移動装置と、前記回転駆動装置，昇降装置，昇降機構，旋回装置及び平面方向移動装置の作動を数値制御せしめる数値制御装置とを備えていれば、前記課題を解決することができることを究明して本発明を完成したのである。
【００１２】
そして、回転駆動装置が、フレームに設置されているサーボモータの駆動軸に設けられているプーリと回転駆動軸に設けられているプーリとに掛け渡されているベルトから成っていたり、
平面方向移動装置のラム移動機構が、支持枠に固定されているねじ軸に螺合されており、ラムに設置されているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるナットから成っていたり、
平面方向移動装置の支持枠移動機構が、レールに設けられているラックに噛み合っており、支持枠に設置されているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるピニオンから成っていたり、
支持枠に垂下されているラムが、支持枠に沿って移動自在に係合されている支持枠係合部と、支持枠係合部に対して昇降自在に案内されている第１昇降部と、下端部でフレームを旋回自在に装着しており第１昇降部に対して昇降自在に案内されている第２昇降部とを備えており、昇降装置が、ラムの支持枠係合部に固定されている雌ねじに螺合せしめられている雄ねじを回転せしめるラムの第１昇降部に設けられているサーボモータと第１昇降部を上下方向に案内せしめる支持枠係合部に設けられている案内部材とを備えており、また昇降機構が、ラムの第１昇降部に設置されているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるカムとこのカムと係合せしめられており第２昇降部に設けられているカムフォロアと第２昇降部を上下方向に案内せしめるために第１昇降部に設けられている案内部材とを備えていたり、
旋回装置が、ラムの第２昇降部に旋回自在に装着されているフレームが、ラムの第１昇降部に設けられているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるスプライン軸と噛み合っていたりすると、
装置を簡単な構成とすることができて容易に実施することができることも究明して本発明を完成した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置について詳細に説明する。
図１は本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置の１実施例を示す正面図、図２は図１の平面図、図３は本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置の１実施例の要部を示す拡大側面説明図、図４は本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置によって被研摩材の表面に付された模様の一例を示す説明図である。
【００１４】
図面中、１は金属板や形鋼や合板や合成樹脂板等の研摩模様を施される研摩すべき被研摩材15を被研摩材載置面16a上に載置されるベッド16のそれぞれ両側上方の所定の高さ位置に設けられている平行なレール、２はベッド16の上方に横架されておりレール１上を走行自在な支持枠である。
【００１５】
ベッド16の被研摩材載置面16a上に載置された被研摩材15は研摩時に移動しないように固定されていることが必要があり、被研摩材15を固定するには従来より行われている手段を採用することができ、例えば図示しないがベッド16の被研摩材載置面16aに貫通孔が穿設されていると共にこの貫通孔から吸引して被研摩材15をベッド16の被研摩材載置面16aに吸着せしめる手段や、被研摩材15が形鋼等の如く厚さを有する場合には一方の側面側にガイド部材を設けて他方の側面側からこのガイド部材に押圧せしめる手段を挙げることができる。
【００１６】
３は支持枠２に垂下されているラム、４はラム３の下端部でベッド16の被研摩材載置面16aに対して垂直な旋回自在なスプライン軸10bに装着されているフレーム、５はコア5bに研摩材5aを固着せしめられて成るフラップホイール、６はベッド16の被研摩材載置面16aに対して平行な状態でフレーム４に軸支されており前記フラップホイール５の１個又は複数個が所望の位置に固定される回転駆動軸である。
【００１７】
ここでラム３は、図示した実施例の如く支持枠２に沿って移動自在に係合されている支持枠係合部3aと、この支持枠係合部3aに対して昇降自在に案内されている第１昇降部3bと、下端部でフレーム４を旋回自在に装着しており第１昇降部3bに対して昇降自在に案内されている第２昇降部3cとを備えていることが、後述する昇降装置８及び昇降機構９を簡単な構成で所望の制御を確実に行うことができるので好ましい。
【００１８】
またフラップホイール５の研摩材5aとしては、サンドペーパ，砥粒が混入されている合成樹脂繊維や不織布等を放射状に固着されているものや通常の砥石車を使用することができ、粒度や種類の異なる研摩材5aを固着されている複数のフラップホイール５を任意に組合せて１つの回転駆動軸６に固定されると、被研摩材15の表面に印象の異なる研摩痕15aを同時に施すことができ、更にフラップホイール５の外周面を凸形状又は凹形状の略円弧状や台形状や略三角形状に加工したりすると、被研摩材15の表面に種々の研摩痕15aを施すことができ意匠効果を更に向上させることができて好ましい。
【００１９】
７はフレーム４に設けられており回転駆動軸６を回転駆動せしめる回転駆動装置であり、この回転駆動装置７としては、例えばフレーム４にサーボモータ7aが設置されており、このサーボモータ7aの駆動軸7bに設けられているプーリ7cと回転駆動軸６に設けられているプーリ7cとに掛け渡されているベルト7dから成る簡単な装置を示すことができ、回転駆動軸６の回転数を制御することによって被研摩材15の表面に施される研摩痕15aにより表現される模様の濃淡を調整することができる。
【００２０】
８はラム３に設けられておりベッド16の被研摩材載置面16a上に載置された被研摩材15の厚さや高さに対応して回転駆動軸６に固定されたフラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の表面近傍に予め位置するように昇降せしめる昇降装置、９はラム３に設けられており被研摩材15の表面近傍に予め位置せしめられたフラップホイール５の研摩材5aが被研摩材15の表面に所望の状態に接触するようにフレーム４のみを位置せしめるカム9aを備えた昇降機構である。
【００２１】
これらの昇降装置８及び昇降機構９としては、前述した如く支持枠係合部3aと、第１昇降部3bと、第２昇降部3cとを備えて構成されているラム３である場合には、以下に示す如き簡単な構成で且つ容易に実施することができて好ましい。
【００２２】
即ち前者の昇降装置８としては、ラム３の支持枠係合部3aに固定されている雌ねじ8cに螺合せしめられている雄ねじ8aを回転せしめるラム３の第１昇降部3bに設けられているサーボモータ8bと第１昇降部3bを上下方向に案内せしめる支持枠係合部3aに設けられている案内部材8dとを備えている態様を示すことができる。
【００２３】
また後者の昇降機構９としては、ラム３の第１昇降部3bに設置されているサーボモータ9bの動力を受けて回転せしめられるカム9aとこのカム9aと係合せしめられており第２昇降部3cに設けられているカムフォロア9cと第２昇降部3cを上下方向に案内せしめるために第１昇降部3bに設けられている案内部材9dとを備えている態様を示すことができる。
【００２４】
10は回転駆動軸６に固定されて回転せしめられるフラップホイール５の研摩材5aにより研摩されて被研摩材15の表面に形成される研摩痕15aが回転駆動軸６の軸心に直角な方向の筋状であるから、この筋状の研摩痕15aの方向を規定することになる回転駆動軸６を所定の方向に向けるためにラム３に設けられておりフレーム４を旋回せしめる旋回装置であり、例えば図示した実施例の如く支持枠係合部3aと第１昇降部3bと第２昇降部3cとを備えた構成である場合には、ラム３の第２昇降部3cに旋回自在に装着されているフレーム４がラム３の第１昇降部3bに設けられているサーボモータ10aの動力を受けて回転せしめられるスプライン軸10bと噛み合っている態様を示すことができる。
【００２５】
このラム３の第１昇降部3bの下部側面に設けられているサーボモータ10aの動力をスプライン軸10bに伝達せしめる動力伝達機構としては、スプライン軸10bに装着されている平歯車やかさ歯車等の歯車とサーボモータ10aの駆動軸に固定されている平歯車やかさ歯車等の歯車とが互いに噛み合っている態様を採用することができる。
【００２６】
11は被研摩材15の表面に研摩痕15aを形成するためにフレーム４に軸支されている回転駆動軸６に固定されて回転せしめられるフラップホイール５の研摩材5aをベッド16の被研摩材載置面16a上に載置された被研摩材15の表面に沿って移動せしめるために、ラム３を支持枠２に沿って移動せしめるラム移動機構12及び支持枠２をレール１に沿って移動せしめる支持枠移動機構13を備えた平面方向移動装置である。
【００２７】
前者のラム３を支持枠２に沿って移動せしめるラム移動機構12としては、例えば図示した実施例の如く支持枠２に固定されているねじ軸12bに螺合されており、ラム３に設置されているサーボモータ12aの動力を受けて回転せしめられるナット12cから成る態様や、図示しないがラム３の支持枠係合部3aに設置されているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるピニオンが支持枠２に固設されているラックに噛み合っている態様を示すことができ、このような態様とすると簡単且つ安価に構成することができる。
【００２８】
また、後者の支持枠２をレール１に沿って移動せしめる支持枠移動機構13としては、図示した実施例の如くレール１に設けられているラック13aに噛み合っており、支持枠２に設置されているサーボモータ13cの動力を受けて回転せしめられるピニオン13bから成る態様を示すことができ、このような態様とすると簡単且つ安価に構成することができる。
【００２９】
14は前記した各回転駆動装置７，昇降装置８，昇降機構９，旋回装置10及び平面方向移動装置11の作動，即ち各装置７，８，10，11及び機構９のサーボモータ7a，8b，10a，12a，13c及び9bを数値制御せしめる数値制御装置である。
【００３０】
このように構成されている本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置の、ベッド16の被研摩材載置面16a上に載置された被研摩材15の表面に所望の研摩痕15aを形成して研摩模様を施すための操作について、図示した実施例に基づいて以下に説明する。
【００３１】
先ず、平面方向移動装置11のラム移動機構12及び／又は支持枠移動機構13をそれぞれ数値制御装置14により作動させて、フレーム４に枢着されている回転駆動軸６に固定されているフラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の上方であって研摩痕15aを形成すべき所望の初期位置に位置せしめる。
【００３２】
即ち、その下端部にフレーム４を枢着されているラム３は支持枠２に垂下されており、このラム３がラム移動機構12により支持枠２に沿ってレール１と直交する方向に移動自在であり且つこの支持枠２が支持枠移動機構13によりレール１に沿って移動自在であるから、平面方向移動装置11のラム移動機構12及び／又は支持枠移動機構13を数値制御装置14により作動せしめると、フレーム４、即ちフレーム４に軸支されている回転駆動軸６に固定されているフラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の上方であって研摩痕15aを形成すべき所望の初期位置に位置せしめることができる。
【００３３】
より詳しくは、数値制御装置14により、ラム移動機構12のサーボモータ12aを所定の制御量だけ作動させてラム３に装着されているナット12cを回転させてこのナット12cが螺合せしめられている支持枠２に固設されているねじ軸12bに沿ってナット12cを介してラム３をベッド16の上方に横架されている支持枠２に沿って移動させる操作と、支持枠移動機構13のサーボモータ13cを所定の制御量だけ作動させて支持枠２に装着されているピニオン13bを回転させてこのピニオン13bと螺合せしめられているレール１に固設されているラック13aに沿って支持枠２を移動させる操作との一方又は両方を行えば、ラム３の下端部でベッド16の被研摩材載置面16aに対して垂直な旋回自在なスプライン軸10bに装着されているフレーム４に回転自在に軸支されている回転駆動軸６に固定されているフラップホイール５の研摩材5aを所望の初期位置に位置せしめることができるのである。
【００３４】
この状態で、被研摩材15の表面に施される研摩痕15aの方向と直角な方向にフラップホイール５の研摩材5aが固定されている回転駆動軸６が位置するように旋回装置10によりフレーム４を旋回せしめる。
【００３５】
この旋回装置10の制御は、数値制御装置14によりラム３に設けられている旋回装置10のサーボモータ10aを所定の制御量だけ作動させて、このサーボモータ10aの動力を動力伝達機構を介してラム３の下端部でフレーム４が装着されているスプライン軸10bを回転せしめることにより、フレーム４に軸支されている回転駆動軸６を前記方向に位置せしめるのである。
【００３６】
しかる後、フレーム４に軸支されている回転駆動軸６を降下せしめて、フラップホイール５の研摩材5aを研摩材15の表面より僅かに高い所定位置に位置せしめる。
即ち、本発明装置は、フラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の表面に所望の長さで接触せしめたり又はこの接触状態を解除せしめたりする作業を所定の周期で行ってきさげ仕上げの如き模様やかすり模様等の研磨模様を施すものであるから、フラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の表面に接触させたり接触させなかったりする操作を、フレーム４即ちフレーム４に軸支されておりフラップホイール５が固定されている回転駆動軸６を旋回せしめる旋回装置10を備えた重量の大きなラム３全体で行うと応答性が悪く、且つフラップホイール５が固定された回転駆動軸６を回転駆動せしめる回転駆動装置７を備えたフレーム４を昇降させる昇降装置８のサーボモータ8bも大容量のものが必要となるので、フラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の表面に近接した位置まで予め下降させるのは昇降装置８により行い、フラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の表面に接触させたり接触させなかったりする操作は別途設けた昇降機構９によって行うのである。
【００３７】
この際、フラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の表面近傍に位置するように予め降下させた回転駆動軸６の軸心から研摩材5aの先端までの距離と回転駆動軸６から被研摩材15までの距離との差が研摩材5aが被研摩材15の表面と接触して研磨を行うための昇降機構９によるフレーム４の降下距離の基準になるので、この差を可及的に短くしておけば昇降機構９の昇降ストロークを短くして昇降機構９の第１昇降部3bのサーボモータ9bの負荷を小さくするのに有効である。
【００３８】
このようにフレーム４を下降させてフラップホイール５の研摩材5aを研摩材15の表面より僅かに高い所定位置に予め位置せしめるには、数値制御装置14により、被研摩材15の厚さや高さに応じて昇降装置８のサーボモータ8bを所定の制御量だけ作動させてラム３の第１昇降部3bに設けられている雄ねじ8aを回転させ、この雄ねじ8aと螺合せしめられている雌ねじ8cが固定されているラム３の支持枠係合部3aに対して第１昇降部3bをフラップホイール５の研摩材5aが被研摩材15の表面近傍位置まで降下せしめるのである。この操作は、昇降装置８には案内部材8dが設けられているので鉛直方向に確実に案内される。
【００３９】
かくしてフレーム４の回転駆動軸６に固定されているフラップホイール５の研摩材5aを研摩材15の表面より僅かに高い初期位置に位置せしめたら、数値制御装置14により、平面方向移動装置11のラム移動機構12及び／又は支持枠移動機構13と昇降機構９とを作動させて、フラップホイール５の研摩材5aを研摩材15の表面に接触させたり接触させなかったりする状態やフラップホイール５の研摩材5aを研摩材15の表面に接触させる状態を維持させながら研摩材15の表面に沿って移動させるのである。
【００４０】
即ち、昇降機構９については、数値制御装置14により昇降機構９のサーボモータ9bを所定の制御量だけ作動させて第１昇降部3bに設けられているカム9aを回転させてカム9aと係合せしめられているカムフォロア9cが設けられている第２昇降部3cを昇降させて、フラップホイール５の研摩材5aが被研摩材15に接触する位置まで第１昇降部3bに対して降下せしめたり被研摩材15に接触しない位置まで上昇せしめたりするのであり、このフラップホイール５の研摩材5aが被研摩材15に接触する位置まで第１昇降部3bに対して降下せしめる間隔と被研摩材15に接触しない位置まで上昇させめる間隔とはカム9aの形状によって任意に設定できる。そして、この昇降機構９によるフラップホイール５の研摩材5aの昇降操作は、昇降機構９に案内部材9dが設けられているので鉛直方向に確実に案内される。
【００４１】
ここで、回転駆動装置７の回転数、即ち回転駆動装置７により回転せしめられる回転駆動軸６に固定されているフラップホイール５の回転数は、研摩痕15aの濃淡に影響を与えるのであり、回転数が高いと濃い模様が表現される研摩痕15aを形成でき、また回転数が低いと淡い模様が表現される研摩痕15aを形成できるので、回転駆動装置７のサーボモータ7aを制御して所望の濃淡の模様に対応する研摩痕15aを形成することのできる回転数にを設定する。
【００４２】
ここで、模様の濃淡とは、深い研摩痕15aが形成されたり帯状の研摩痕15aが形成されたりすることによって濃い模様が表われ、また浅い研摩痕15aが形成されたり線状の研摩痕15aが形成されたりすることによって淡い模様が表われる。
【００４３】
このとき、複数のフラップホイール５が回転駆動軸６に固定されていれば、フラップホイール５の数に対応する複数の研摩痕15aを同時に形成することができるので、研摩作業を効率良く行うことができる。
【００４４】
また平面方向移動装置11のラム移動機構12及び支持枠移動機構13については、前記昇降機構９を数値制御装置14により作動させてフレーム４を介して回転駆動軸６に固定されているフラップホイール５を回転駆動装置７により回転せしめながら昇降させる状態で、回転駆動軸６の軸心に対して直角な方向にラム３を移動せしめて、所望の長さの研摩痕15aを形成する作業を、被研摩材15の表面全面について行うのである。
【００４５】
即ち、平面方向移動装置11のラム移動機構12及び支持枠移動機構13については、ラム移動機構12の場合、支持枠２に固定されているねじ軸12bに螺合されているナット12cをラム３に設置されているサーボモータ12aの動力を受けて回転せしめることによってラム３は支持枠２と平行な方向に移動され、支持枠移動機構13の場合、レール１に設けられているラック13aに噛み合っているピニオン13bを支持枠２に設置されているサーボモータ13cの動力を受けて回転せしめることによってラム３はレール１と平行な方向に移動されるので、このいずれか又は両機構を同時に作動させることによって、前記昇降機構９を数値制御装置14により作動させてフレーム４を介して回転駆動軸６に固定されているフラップホイール５を回転駆動装置７により回転せしめながら昇降させる状態で、回転駆動軸６の軸心に対して直角な方向にラム３を移動せしめて、所望の長さの研摩痕15aを形成する作業を被研摩材15の表面全面に行えるのである。
【００４６】
【発明の効果】
以上に詳述した如く本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置は、研摩すべき被研摩材を被研摩材載置面上に載置されるベッドと、ベッドのそれぞれ両側上方の所定の高さ位置に設けられている平行なレールと、ベッドの上方に横架されておりレール上を走行自在な支持枠と、支持枠に垂下されているラムと、ラムの下端部でベッドの被研摩材載置面に対して垂直な旋回自在なスプライン軸に装着されているフレームと、フレームに軸支されておりコアに研摩材が固着せしめられて成るフラップホイールが固定される回転駆動軸と、フレームに設けられており回転駆動軸を回転駆動せしめる回転駆動装置と、ラムに設けられており回転駆動軸に固定されたフラップホイールの研摩材をベッドの被研摩材載置面上に載置された被研摩材の表面近傍に予め位置せしめる昇降装置と、ラムに設けられており被研摩材の表面近傍に予め位置せしめられたフラップホイールの研摩材が被研摩材の表面に所望の状態に接触するようにフレームのみを位置せしめるカムを備えた昇降機構と、ラムに設けられておりフレームを旋回せしめる旋回装置と、ラムを支持枠に沿って移動せしめるラム移動機構及び支持枠をレールに沿って移動せしめる支持枠移動機構を備えた平面方向移動装置と、前記回転駆動装置，昇降装置，昇降機構，旋回装置及び平面方向移動装置の作動を数値制御せしめる数値制御装置とを備えているので、数値制御装置により、昇降装置によって厚さや高さの異なる種々の被研摩材に対応してフラップホイールが固定された回転駆動軸を下降せしめて研摩材を被研摩材の表面近傍に予め位置せしめ、旋回装置によって被研摩材の表面に研摩痕を付ける方向と直角な方向にフラップホイールが固定された回転駆動軸を向け、回転駆動装置によってフラップホイールが固定された回転駆動軸を回転させながら昇降機構によってフラップホイールの研摩材が被研摩材の表面に接触したり接触しなかったりする状態を構成し、平面方向移動装置のラム移動機構及び／又は支持枠移動機構によってフラップホイールの研摩材の被研摩材に接触する長さを制御することにより、意匠効果の優れた所望の研摩模様を施す作業や疵が生じた場合にこの疵を目立たなくするために研摩模様を施す作業を、熟練した作業者でなくても意匠効果の優れた研摩模様を効率良く施すことができるのである。
【００４７】
更に、回転駆動軸の回転数の制御によって研摩模様の濃淡を調整することと合せて、模様の濃淡及び被研摩材に対する線状の研摩痕の方向の組合せにより種々の複雑な意匠効果の優れた研摩模様を、熟練した作業者でなくても容易に施すことができ、作業者の負担が低減されるだけでなく生産効率が非常に優れている。
【００４８】
そして、このような効果は、回転駆動装置がフレームに設置されているサーボモータの駆動軸に設けられているプーリと回転駆動軸に設けられているプーリとに掛け渡されているベルトから成る構成であったり、平面方向移動装置のラム移動機構が支持枠に固定されているねじ軸に螺合されており、ラムに設置されているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるナットから成る構成であったり、平面方向移動装置の支持枠移動機構が、レールに設けられているラックに噛み合っており、支持枠に設置されているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるピニオンから成る構成であったり、支持枠に垂下されているラムが支持枠に沿って移動自在に係合されている支持枠係合部と支持枠係合部に対して昇降自在に案内されている第１昇降部と下端部でフレームを旋回自在に装着しており第１昇降部に対して昇降自在に案内されている第２昇降部とを備えており、昇降装置が、ラムの支持枠係合部に固定されている雌ねじに螺合せしめられている雄ねじを回転せしめるラムの第１昇降部に設けられているサーボモータと第１昇降部を上下方向に案内せしめる支持枠係合部に設けられている案内部材とを備えており、昇降機構がラムの第１昇降部に設置されているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるカムとこのカムと係合せしめられており第２昇降部に設けられているカムフォロアと第２昇降部を上下方向に案内せしめるために第１昇降部に設けられている案内部材とを備えている構成であったり、旋回装置がラムの第２昇降部に旋回自在に支持されているフレームが、ラムの第１昇降部に設けられているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるスプライン軸と噛み合っている構成であったりすると、簡単な構造で、金属板や形鋼や合板や合成樹脂板等の各種製品である被研摩材の表面にきさげ仕上げの如き模様やかすり模様等の意匠効果に優れた研摩模様を下地処理を行うこと無く且つその表面に生じていた傷を目立たない状態にすることができるばかりか、生産効率良く安価に表面仕上げすることのできるのである。
【００４９】
このように種々の効果を奏する本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置は、その工業的価値の非常に大きなものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置の１実施例を示す正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置の１実施例の要部を示す拡大側面説明図である。
【図４】本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置によって被研摩材の表面に付された模様の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ レール
２ 支持枠
３ ラム
3a 支持枠係合部
3b 第１昇降部
3c 第２昇降部
４ フレーム
５ フラップホイール
5a 研摩材
5b コア
６ 回転駆動軸
７ 回転駆動装置
7a サーボモータ
7b 駆動軸
7c プーリ
7d ベルト
８ 昇降装置
8a 雄ねじ
8b サーボモータ
8c 雌ねじ
8d 案内部材
９ 昇降機構
9a カム
9b サーボモータ
9c カムフォロア
9d 案内部材
10 旋回装置
10a サーボモータ
10b スプライン軸
11 平面方向移動装置
12 ラム移動機構
12a サーボモータ
12b ねじ軸
12c ナット
13 支持枠移動機構
13a ラック
13b ピニオン
13c サーボモータ
14 数値制御装置
15 被研摩材
15a 研摩痕
16 ベッド
16a 被研摩材載置面
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板や形鋼や合板や合成樹脂板等の各種製品（以下、被研摩材と言うことがある）の表面を生産効率良く安価に表面仕上げできる研摩模様付け表面仕上げ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば金属板や形鋼等の金属製製品を例に採って説明すると、その表面の仕上げは、鏡面仕上げ，ブラスト仕上げ，カラー発色仕上げ，ダル仕上げ等の表面処理を施されていても、変化の無い無模様の単一な仕上げが一般的であった。
【０００３】
このような各種表面処理を施された製品の表面は、無模様の単一な仕上げ面であるため汚れ等に起因して疵が生じた場合には僅かな疵であってもその疵が目立って商品価値が低下するので、この疵を目立たなくするようにこの疵部分及びその周辺を研摩していたのであるが、この研摩を施した部分はその跡が明確に残るため美観を損ね商品価値を向上させるには至らなかったのである。
【０００４】
そこで一例として、疵部分及びその周辺を研摩した場合には、その全表面に更に線状の研摩痕を形成するヘアーライン仕上げを施して研摩した部分の跡を目立たなくする仕上げが行われていた。
【０００５】
このヘアーライン仕上げは、被研摩材の研摩すべき面に平行で且つ被研摩材の移送方向に直角な方向にその軸心を配された回転軸の略全長に亘って砥石，砥粒を含有させた合成繊維や不織布，サンドペーパ等の砥粒の比較的大きな研摩材を固定したり、その軸心を前記方向にして間隔を隔てて配された複数本の回転軸間に砥粒を含有させたリング状の不織布，サンドペーパ等の砥粒の比較的大きな研摩材を掛け渡したりして、その研摩材を回転又は回動させると共に被研摩材の表面に押圧しながら線状の研摩痕を被研摩材の表面全面に施すものであった。
【０００６】
しかしながら、このような被研摩材の表面全面に亘って施されているヘアーライン仕上げは単調であるため、きさげ仕上げの如き模様やかすり模様等の意匠効果の優れた種々の模様を施された製品の需要が高まっている。
【０００７】
しかるに、前記きさげ仕上げの如き模様やかすり模様を施す作業はきさげや手持サンダーを使用して作業者の手作業によって行わなければならないので、美観を起こさせる所望の表面仕上げとするには熟練した作業者が必要であるが、このような所望の表面仕上げを行える熟練した作業者は非常に少なく、しかも熟練した作業者であってもこの表面仕上げ作業には手間と時間とを要し製造コストが非常に嵩むと共に生産効率が非常に悪いという欠点があった。
【０００８】
更に、前記表面仕上げは、作業者が工具を手に持って行う作業であるので、作業者にかかる労力が大きいばかりでなく所望の模様に仕上げるために精神的にも多大な負担がかかるという欠点があった。
【０００９】
また、製品の表面に模様を施す仕上げとしては、例えば任意の各種模様を施すことのできるエッチング仕上げを挙げることができるが、このエッチング仕上げは化学的又は電気的に表面を溶解させて処理するものであるから、溶解させるに際し製品の表面を溶解させる部位と溶解させない部位とに区画するためのマスキング材を表面に形成する等の前処理が必要であると共に多量の薬品が必要である等、手間を要するだけでなく廃液処理などにコストがかかり非常に高価となるという欠点があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、金属板や形鋼や合板や合成樹脂板等の各種製品である被研摩材の表面にきさげ仕上げの如き模様やかすり模様等の意匠効果に優れた研摩模様を下地処理を行うこと無く且つその表面に生じていた傷を目立たない状態に、生産効率良く安価に表面仕上げできる研摩模様付け表面仕上げ装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、かかる課題を解決すべく鋭意検討した結果、研摩すべき被研摩材を被研摩材載置面上に載置されるベッドと、ベッドのそれぞれ両側上方の所定の高さ位置に設けられている平行なレールと、ベッドの上方に横架されておりレール上を走行自在な支持枠と、支持枠に垂下されているラムと、ラムの下端部でベッドの被研摩材載置面に対して垂直な旋回自在なスプライン軸に装着されているフレームと、フレームに軸支されておりコアに研摩材が固着せしめられて成るフラップホイールが固定される回転駆動軸と、フレームに設けられており回転駆動軸を回転駆動せしめる回転駆動装置と、ラムに設けられており回転駆動軸に固定されたフラップホイールの研摩材をベッドの被研摩材載置面上に載置された被研摩材の表面近傍に予め位置せしめる昇降装置と、ラムに設けられており被研摩材の表面近傍に予め位置せしめられたフラップホイールの研摩材が被研摩材の表面に所望の状態に接触するようにフレームのみを位置せしめるカムを備えた昇降機構と、ラムに設けられておりフレームを旋回せしめる旋回装置と、ラムを支持枠に沿って移動せしめるラム移動機構及び支持枠をレールに沿って移動せしめる支持枠移動機構を備えた平面方向移動装置と、前記回転駆動装置，昇降装置，昇降機構，旋回装置及び平面方向移動装置の作動を数値制御せしめる数値制御装置とを備えていれば、前記課題を解決することができることを究明して本発明を完成したのである。
【００１２】
そして、回転駆動装置が、フレームに設置されているサーボモータの駆動軸に設けられているプーリと回転駆動軸に設けられているプーリとに掛け渡されているベルトから成っていたり、
平面方向移動装置のラム移動機構が、支持枠に固定されているねじ軸に螺合されており、ラムに設置されているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるナットから成っていたり、
平面方向移動装置の支持枠移動機構が、レールに設けられているラックに噛み合っており、支持枠に設置されているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるピニオンから成っていたり、
支持枠に垂下されているラムが、支持枠に沿って移動自在に係合されている支持枠係合部と、支持枠係合部に対して昇降自在に案内されている第１昇降部と、下端部でフレームを旋回自在に装着しており第１昇降部に対して昇降自在に案内されている第２昇降部とを備えており、昇降装置が、ラムの支持枠係合部に固定されている雌ねじに螺合せしめられている雄ねじを回転せしめるラムの第１昇降部に設けられているサーボモータと第１昇降部を上下方向に案内せしめる支持枠係合部に設けられている案内部材とを備えており、また昇降機構が、ラムの第１昇降部に設置されているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるカムとこのカムと係合せしめられており第２昇降部に設けられているカムフォロアと第２昇降部を上下方向に案内せしめるために第１昇降部に設けられている案内部材とを備えていたり、
旋回装置が、ラムの第２昇降部に旋回自在に装着されているフレームが、ラムの第１昇降部に設けられているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるスプライン軸と噛み合っていたりすると、
装置を簡単な構成とすることができて容易に実施することができることも究明して本発明を完成した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置について詳細に説明する。
図１は本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置の１実施例を示す正面図、図２は図１の平面図、図３は本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置の１実施例の要部を示す拡大側面説明図、図４は本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置によって被研摩材の表面に付された模様の一例を示す説明図である。
【００１４】
図面中、１は金属板や形鋼や合板や合成樹脂板等の研摩模様を施される研摩すべき被研摩材15を被研摩材載置面16a上に載置されるベッド16のそれぞれ両側上方の所定の高さ位置に設けられている平行なレール、２はベッド16の上方に横架されておりレール１上を走行自在な支持枠である。
【００１５】
ベッド16の被研摩材載置面16a上に載置された被研摩材15は研摩時に移動しないように固定されていることが必要があり、被研摩材15を固定するには従来より行われている手段を採用することができ、例えば図示しないがベッド16の被研摩材載置面16aに貫通孔が穿設されていると共にこの貫通孔から吸引して被研摩材15をベッド16の被研摩材載置面16aに吸着せしめる手段や、被研摩材15が形鋼等の如く厚さを有する場合には一方の側面側にガイド部材を設けて他方の側面側からこのガイド部材に押圧せしめる手段を挙げることができる。
【００１６】
３は支持枠２に垂下されているラム、４はラム３の下端部でベッド16の被研摩材載置面16aに対して垂直な旋回自在なスプライン軸10bに装着されているフレーム、５はコア5bに研摩材5aを固着せしめられて成るフラップホイール、６はベッド16の被研摩材載置面16aに対して平行な状態でフレーム４に軸支されており前記フラップホイール５の１個又は複数個が所望の位置に固定される回転駆動軸である。
【００１７】
ここでラム３は、図示した実施例の如く支持枠２に沿って移動自在に係合されている支持枠係合部3aと、この支持枠係合部3aに対して昇降自在に案内されている第１昇降部3bと、下端部でフレーム４を旋回自在に装着しており第１昇降部3bに対して昇降自在に案内されている第２昇降部3cとを備えていることが、後述する昇降装置８及び昇降機構９を簡単な構成で所望の制御を確実に行うことができるので好ましい。
【００１８】
またフラップホイール５の研摩材5aとしては、サンドペーパ，砥粒が混入されている合成樹脂繊維や不織布等を放射状に固着されているものや通常の砥石車を使用することができ、粒度や種類の異なる研摩材5aを固着されている複数のフラップホイール５を任意に組合せて１つの回転駆動軸６に固定されると、被研摩材15の表面に印象の異なる研摩痕15aを同時に施すことができ、更にフラップホイール５の外周面を凸形状又は凹形状の略円弧状や台形状や略三角形状に加工したりすると、被研摩材15の表面に種々の研摩痕15aを施すことができ意匠効果を更に向上させることができて好ましい。
【００１９】
７はフレーム４に設けられており回転駆動軸６を回転駆動せしめる回転駆動装置であり、この回転駆動装置７としては、例えばフレーム４にサーボモータ7aが設置されており、このサーボモータ7aの駆動軸7bに設けられているプーリ7cと回転駆動軸６に設けられているプーリ7cとに掛け渡されているベルト7dから成る簡単な装置を示すことができ、回転駆動軸６の回転数を制御することによって被研摩材15の表面に施される研摩痕15aにより表現される模様の濃淡を調整することができる。
【００２０】
８はラム３に設けられておりベッド16の被研摩材載置面16a上に載置された被研摩材15の厚さや高さに対応して回転駆動軸６に固定されたフラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の表面近傍に予め位置するように昇降せしめる昇降装置、９はラム３に設けられており被研摩材15の表面近傍に予め位置せしめられたフラップホイール５の研摩材5aが被研摩材15の表面に所望の状態に接触するようにフレーム４のみを位置せしめるカム9aを備えた昇降機構である。
【００２１】
これらの昇降装置８及び昇降機構９としては、前述した如く支持枠係合部3aと、第１昇降部3bと、第２昇降部3cとを備えて構成されているラム３である場合には、以下に示す如き簡単な構成で且つ容易に実施することができて好ましい。
【００２２】
即ち前者の昇降装置８としては、ラム３の支持枠係合部3aに固定されている雌ねじ8cに螺合せしめられている雄ねじ8aを回転せしめるラム３の第１昇降部3bに設けられているサーボモータ8bと第１昇降部3bを上下方向に案内せしめる支持枠係合部3aに設けられている案内部材8dとを備えている態様を示すことができる。
【００２３】
また後者の昇降機構９としては、ラム３の第１昇降部3bに設置されているサーボモータ9bの動力を受けて回転せしめられるカム9aとこのカム9aと係合せしめられており第２昇降部3cに設けられているカムフォロア9cと第２昇降部3cを上下方向に案内せしめるために第１昇降部3bに設けられている案内部材9dとを備えている態様を示すことができる。
【００２４】
10は回転駆動軸６に固定されて回転せしめられるフラップホイール５の研摩材5aにより研摩されて被研摩材15の表面に形成される研摩痕15aが回転駆動軸６の軸心に直角な方向の筋状であるから、この筋状の研摩痕15aの方向を規定することになる回転駆動軸６を所定の方向に向けるためにラム３に設けられておりフレーム４を旋回せしめる旋回装置であり、例えば図示した実施例の如く支持枠係合部3aと第１昇降部3bと第２昇降部3cとを備えた構成である場合には、ラム３の第２昇降部3cに旋回自在に装着されているフレーム４がラム３の第１昇降部3bに設けられているサーボモータ10aの動力を受けて回転せしめられるスプライン軸10bと噛み合っている態様を示すことができる。
【００２５】
このラム３の第１昇降部3bの下部側面に設けられているサーボモータ10aの動力をスプライン軸10bに伝達せしめる動力伝達機構としては、スプライン軸10bに装着されている平歯車やかさ歯車等の歯車とサーボモータ10aの駆動軸に固定されている平歯車やかさ歯車等の歯車とが互いに噛み合っている態様を採用することができる。
【００２６】
11は被研摩材15の表面に研摩痕15aを形成するためにフレーム４に軸支されている回転駆動軸６に固定されて回転せしめられるフラップホイール５の研摩材5aをベッド16の被研摩材載置面16a上に載置された被研摩材15の表面に沿って移動せしめるために、ラム３を支持枠２に沿って移動せしめるラム移動機構12及び支持枠２をレール１に沿って移動せしめる支持枠移動機構13を備えた平面方向移動装置である。
【００２７】
前者のラム３を支持枠２に沿って移動せしめるラム移動機構12としては、例えば図示した実施例の如く支持枠２に固定されているねじ軸12bに螺合されており、ラム３に設置されているサーボモータ12aの動力を受けて回転せしめられるナット12cから成る態様や、図示しないがラム３の支持枠係合部3aに設置されているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるピニオンが支持枠２に固設されているラックに噛み合っている態様を示すことができ、このような態様とすると簡単且つ安価に構成することができる。
【００２８】
また、後者の支持枠２をレール１に沿って移動せしめる支持枠移動機構13としては、図示した実施例の如くレール１に設けられているラック13aに噛み合っており、支持枠２に設置されているサーボモータ13cの動力を受けて回転せしめられるピニオン13bから成る態様を示すことができ、このような態様とすると簡単且つ安価に構成することができる。
【００２９】
14は前記した各回転駆動装置７，昇降装置８，昇降機構９，旋回装置10及び平面方向移動装置11の作動，即ち各装置７，８，10，11及び機構９のサーボモータ7a，8b，10a，12a，13c及び9bを数値制御せしめる数値制御装置である。
【００３０】
このように構成されている本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置の、ベッド16の被研摩材載置面16a上に載置された被研摩材15の表面に所望の研摩痕15aを形成して研摩模様を施すための操作について、図示した実施例に基づいて以下に説明する。
【００３１】
先ず、平面方向移動装置11のラム移動機構12及び／又は支持枠移動機構13をそれぞれ数値制御装置14により作動させて、フレーム４に枢着されている回転駆動軸６に固定されているフラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の上方であって研摩痕15aを形成すべき所望の初期位置に位置せしめる。
【００３２】
即ち、その下端部にフレーム４を枢着されているラム３は支持枠２に垂下されており、このラム３がラム移動機構12により支持枠２に沿ってレール１と直交する方向に移動自在であり且つこの支持枠２が支持枠移動機構13によりレール１に沿って移動自在であるから、平面方向移動装置11のラム移動機構12及び／又は支持枠移動機構13を数値制御装置14により作動せしめると、フレーム４、即ちフレーム４に軸支されている回転駆動軸６に固定されているフラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の上方であって研摩痕15aを形成すべき所望の初期位置に位置せしめることができる。
【００３３】
より詳しくは、数値制御装置14により、ラム移動機構12のサーボモータ12aを所定の制御量だけ作動させてラム３に装着されているナット12cを回転させてこのナット12cが螺合せしめられている支持枠２に固設されているねじ軸12bに沿ってナット12cを介してラム３をベッド16の上方に横架されている支持枠２に沿って移動させる操作と、支持枠移動機構13のサーボモータ13cを所定の制御量だけ作動させて支持枠２に装着されているピニオン13bを回転させてこのピニオン13bと螺合せしめられているレール１に固設されているラック13aに沿って支持枠２を移動させる操作との一方又は両方を行えば、ラム３の下端部でベッド16の被研摩材載置面16aに対して垂直な旋回自在なスプライン軸10bに装着されているフレーム４に回転自在に軸支されている回転駆動軸６に固定されているフラップホイール５の研摩材5aを所望の初期位置に位置せしめることができるのである。
【００３４】
この状態で、被研摩材15の表面に施される研摩痕15aの方向と直角な方向にフラップホイール５の研摩材5aが固定されている回転駆動軸６が位置するように旋回装置10によりフレーム４を旋回せしめる。
【００３５】
この旋回装置10の制御は、数値制御装置14によりラム３に設けられている旋回装置10のサーボモータ10aを所定の制御量だけ作動させて、このサーボモータ10aの動力を動力伝達機構を介してラム３の下端部でフレーム４が装着されているスプライン軸10bを回転せしめることにより、フレーム４に軸支されている回転駆動軸６を前記方向に位置せしめるのである。
【００３６】
しかる後、フレーム４に軸支されている回転駆動軸６を降下せしめて、フラップホイール５の研摩材5aを研摩材15の表面より僅かに高い所定位置に位置せしめる。
即ち、本発明装置は、フラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の表面に所望の長さで接触せしめたり又はこの接触状態を解除せしめたりする作業を所定の周期で行ってきさげ仕上げの如き模様やかすり模様等の研磨模様を施すものであるから、フラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の表面に接触させたり接触させなかったりする操作を、フレーム４即ちフレーム４に軸支されておりフラップホイール５が固定されている回転駆動軸６を旋回せしめる旋回装置10を備えた重量の大きなラム３全体で行うと応答性が悪く、且つフラップホイール５が固定された回転駆動軸６を回転駆動せしめる回転駆動装置７を備えたフレーム４を昇降させる昇降装置８のサーボモータ8bも大容量のものが必要となるので、フラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の表面に近接した位置まで予め下降させるのは昇降装置８により行い、フラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の表面に接触させたり接触させなかったりする操作は別途設けた昇降機構９によって行うのである。
【００３７】
この際、フラップホイール５の研摩材5aを被研摩材15の表面近傍に位置するように予め降下させた回転駆動軸６の軸心から研摩材5aの先端までの距離と回転駆動軸６から被研摩材15までの距離との差が研摩材5aが被研摩材15の表面と接触して研磨を行うための昇降機構９によるフレーム４の降下距離の基準になるので、この差を可及的に短くしておけば昇降機構９の昇降ストロークを短くして昇降機構９の第１昇降部3bのサーボモータ9bの負荷を小さくするのに有効である。
【００３８】
このようにフレーム４を下降させてフラップホイール５の研摩材5aを研摩材15の表面より僅かに高い所定位置に予め位置せしめるには、数値制御装置14により、被研摩材15の厚さや高さに応じて昇降装置８のサーボモータ8bを所定の制御量だけ作動させてラム３の第１昇降部3bに設けられている雄ねじ8aを回転させ、この雄ねじ8aと螺合せしめられている雌ねじ8cが固定されているラム３の支持枠係合部3aに対して第１昇降部3bをフラップホイール５の研摩材5aが被研摩材15の表面近傍位置まで降下せしめるのである。この操作は、昇降装置８には案内部材8dが設けられているので鉛直方向に確実に案内される。
【００３９】
かくしてフレーム４の回転駆動軸６に固定されているフラップホイール５の研摩材5aを研摩材15の表面より僅かに高い初期位置に位置せしめたら、数値制御装置14により、平面方向移動装置11のラム移動機構12及び／又は支持枠移動機構13と昇降機構９とを作動させて、フラップホイール５の研摩材5aを研摩材15の表面に接触させたり接触させなかったりする状態やフラップホイール５の研摩材5aを研摩材15の表面に接触させる状態を維持させながら研摩材15の表面に沿って移動させるのである。
【００４０】
即ち、昇降機構９については、数値制御装置14により昇降機構９のサーボモータ9bを所定の制御量だけ作動させて第１昇降部3bに設けられているカム9aを回転させてカム9aと係合せしめられているカムフォロア9cが設けられている第２昇降部3cを昇降させて、フラップホイール５の研摩材5aが被研摩材15に接触する位置まで第１昇降部3bに対して降下せしめたり被研摩材15に接触しない位置まで上昇せしめたりするのであり、このフラップホイール５の研摩材5aが被研摩材15に接触する位置まで第１昇降部3bに対して降下せしめる間隔と被研摩材15に接触しない位置まで上昇させめる間隔とはカム9aの形状によって任意に設定できる。そして、この昇降機構９によるフラップホイール５の研摩材5aの昇降操作は、昇降機構９に案内部材9dが設けられているので鉛直方向に確実に案内される。
【００４１】
ここで、回転駆動装置７の回転数、即ち回転駆動装置７により回転せしめられる回転駆動軸６に固定されているフラップホイール５の回転数は、研摩痕15aの濃淡に影響を与えるのであり、回転数が高いと濃い模様が表現される研摩痕15aを形成でき、また回転数が低いと淡い模様が表現される研摩痕15aを形成できるので、回転駆動装置７のサーボモータ7aを制御して所望の濃淡の模様に対応する研摩痕15aを形成することのできる回転数にを設定する。
【００４２】
ここで、模様の濃淡とは、深い研摩痕15aが形成されたり帯状の研摩痕15aが形成されたりすることによって濃い模様が表われ、また浅い研摩痕15aが形成されたり線状の研摩痕15aが形成されたりすることによって淡い模様が表われる。
【００４３】
このとき、複数のフラップホイール５が回転駆動軸６に固定されていれば、フラップホイール５の数に対応する複数の研摩痕15aを同時に形成することができるので、研摩作業を効率良く行うことができる。
【００４４】
また平面方向移動装置11のラム移動機構12及び支持枠移動機構13については、前記昇降機構９を数値制御装置14により作動させてフレーム４を介して回転駆動軸６に固定されているフラップホイール５を回転駆動装置７により回転せしめながら昇降させる状態で、回転駆動軸６の軸心に対して直角な方向にラム３を移動せしめて、所望の長さの研摩痕15aを形成する作業を、被研摩材15の表面全面について行うのである。
【００４５】
即ち、平面方向移動装置11のラム移動機構12及び支持枠移動機構13については、ラム移動機構12の場合、支持枠２に固定されているねじ軸12bに螺合されているナット12cをラム３に設置されているサーボモータ12aの動力を受けて回転せしめることによってラム３は支持枠２と平行な方向に移動され、支持枠移動機構13の場合、レール１に設けられているラック13aに噛み合っているピニオン13bを支持枠２に設置されているサーボモータ13cの動力を受けて回転せしめることによってラム３はレール１と平行な方向に移動されるので、このいずれか又は両機構を同時に作動させることによって、前記昇降機構９を数値制御装置14により作動させてフレーム４を介して回転駆動軸６に固定されているフラップホイール５を回転駆動装置７により回転せしめながら昇降させる状態で、回転駆動軸６の軸心に対して直角な方向にラム３を移動せしめて、所望の長さの研摩痕15aを形成する作業を被研摩材15の表面全面に行えるのである。
【００４６】
【発明の効果】
以上に詳述した如く本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置は、研摩すべき被研摩材を被研摩材載置面上に載置されるベッドと、ベッドのそれぞれ両側上方の所定の高さ位置に設けられている平行なレールと、ベッドの上方に横架されておりレール上を走行自在な支持枠と、支持枠に垂下されているラムと、ラムの下端部でベッドの被研摩材載置面に対して垂直な旋回自在なスプライン軸に装着されているフレームと、フレームに軸支されておりコアに研摩材が固着せしめられて成るフラップホイールが固定される回転駆動軸と、フレームに設けられており回転駆動軸を回転駆動せしめる回転駆動装置と、ラムに設けられており回転駆動軸に固定されたフラップホイールの研摩材をベッドの被研摩材載置面上に載置された被研摩材の表面近傍に予め位置せしめる昇降装置と、ラムに設けられており被研摩材の表面近傍に予め位置せしめられたフラップホイールの研摩材が被研摩材の表面に所望の状態に接触するようにフレームのみを位置せしめるカムを備えた昇降機構と、ラムに設けられておりフレームを旋回せしめる旋回装置と、ラムを支持枠に沿って移動せしめるラム移動機構及び支持枠をレールに沿って移動せしめる支持枠移動機構を備えた平面方向移動装置と、前記回転駆動装置，昇降装置，昇降機構，旋回装置及び平面方向移動装置の作動を数値制御せしめる数値制御装置とを備えているので、数値制御装置により、昇降装置によって厚さや高さの異なる種々の被研摩材に対応してフラップホイールが固定された回転駆動軸を下降せしめて研摩材を被研摩材の表面近傍に予め位置せしめ、旋回装置によって被研摩材の表面に研摩痕を付ける方向と直角な方向にフラップホイールが固定された回転駆動軸を向け、回転駆動装置によってフラップホイールが固定された回転駆動軸を回転させながら昇降機構によってフラップホイールの研摩材が被研摩材の表面に接触したり接触しなかったりする状態を構成し、平面方向移動装置のラム移動機構及び／又は支持枠移動機構によってフラップホイールの研摩材の被研摩材に接触する長さを制御することにより、意匠効果の優れた所望の研摩模様を施す作業や疵が生じた場合にこの疵を目立たなくするために研摩模様を施す作業を、熟練した作業者でなくても意匠効果の優れた研摩模様を効率良く施すことができるのである。
【００４７】
更に、回転駆動軸の回転数の制御によって研摩模様の濃淡を調整することと合せて、模様の濃淡及び被研摩材に対する線状の研摩痕の方向の組合せにより種々の複雑な意匠効果の優れた研摩模様を、熟練した作業者でなくても容易に施すことができ、作業者の負担が低減されるだけでなく生産効率が非常に優れている。
【００４８】
そして、このような効果は、回転駆動装置がフレームに設置されているサーボモータの駆動軸に設けられているプーリと回転駆動軸に設けられているプーリとに掛け渡されているベルトから成る構成であったり、平面方向移動装置のラム移動機構が支持枠に固定されているねじ軸に螺合されており、ラムに設置されているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるナットから成る構成であったり、平面方向移動装置の支持枠移動機構が、レールに設けられているラックに噛み合っており、支持枠に設置されているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるピニオンから成る構成であったり、支持枠に垂下されているラムが支持枠に沿って移動自在に係合されている支持枠係合部と支持枠係合部に対して昇降自在に案内されている第１昇降部と下端部でフレームを旋回自在に装着しており第１昇降部に対して昇降自在に案内されている第２昇降部とを備えており、昇降装置が、ラムの支持枠係合部に固定されている雌ねじに螺合せしめられている雄ねじを回転せしめるラムの第１昇降部に設けられているサーボモータと第１昇降部を上下方向に案内せしめる支持枠係合部に設けられている案内部材とを備えており、昇降機構がラムの第１昇降部に設置されているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるカムとこのカムと係合せしめられており第２昇降部に設けられているカムフォロアと第２昇降部を上下方向に案内せしめるために第１昇降部に設けられている案内部材とを備えている構成であったり、旋回装置がラムの第２昇降部に旋回自在に支持されているフレームが、ラムの第１昇降部に設けられているサーボモータの動力を受けて回転せしめられるスプライン軸と噛み合っている構成であったりすると、簡単な構造で、金属板や形鋼や合板や合成樹脂板等の各種製品である被研摩材の表面にきさげ仕上げの如き模様やかすり模様等の意匠効果に優れた研摩模様を下地処理を行うこと無く且つその表面に生じていた傷を目立たない状態にすることができるばかりか、生産効率良く安価に表面仕上げすることのできるのである。
【００４９】
このように種々の効果を奏する本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置は、その工業的価値の非常に大きなものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置の１実施例を示す正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置の１実施例の要部を示す拡大側面説明図である。
【図４】本発明に係る研摩模様付け表面仕上げ装置によって被研摩材の表面に付された模様の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ レール
２ 支持枠
３ ラム
3a 支持枠係合部
3b 第１昇降部
3c 第２昇降部
４ フレーム
５ フラップホイール
5a 研摩材
5b コア
６ 回転駆動軸
７ 回転駆動装置
7a サーボモータ
7b 駆動軸
7c プーリ
7d ベルト
８ 昇降装置
8a 雄ねじ
8b サーボモータ
8c 雌ねじ
8d 案内部材
９ 昇降機構
9a カム
9b サーボモータ
9c カムフォロア
9d 案内部材
10 旋回装置
10a サーボモータ
10b スプライン軸
11 平面方向移動装置
12 ラム移動機構
12a サーボモータ
12b ねじ軸
12c ナット
13 支持枠移動機構
13a ラック
13b ピニオン
13c サーボモータ
14 数値制御装置
15 被研摩材
15a 研摩痕
16 ベッド
16a 被研摩材載置面
Claims (6)
- 研摩すべき被研摩材(15)を被研摩材載置面(16a)上に載置されるベッド(16)と、ベッド(16)のそれぞれ両側上方の所定の高さ位置に設けられている平行なレール(１)と、ベッド(16)の上方に横架されておりレール(１)上を走行自在な支持枠(２)と、支持枠(２)に垂下されているラム(３)と、ラム(３)の下端部でベッド(16)の被研摩材載置面(16a)に対して垂直な旋回自在なスプライン軸(10b)に装着されているフレーム(４)と、フレーム(４)に軸支されておりコア(5b)に研摩材(5a)が固着せしめられて成るフラップホイール(５)が固定される回転駆動軸(６)と、フレーム(４)に設けられており回転駆動軸(６)を回転駆動せしめる回転駆動装置(７)と、ラム(３)に設けられており回転駆動軸(６)に固定されたフラップホイール(５)の研摩材(5a)をベッド(16)の被研摩材載置面(16a)上に載置された被研摩材(15)の表面近傍に予め位置せしめる昇降装置(８)と、ラム(３)に設けられており被研摩材(15)の表面近傍に予め位置せしめられたフラップホイール(５)の研摩材(5a)が被研摩材(15)の表面に所望の状態に接触するようにフレーム(４)のみを位置せしめるカム(9a)を備えた昇降機構(９)と、ラム(３)に設けられておりフレーム(４)を旋回せしめる旋回装置(10)と、ラム(３)を支持枠(２)に沿って移動せしめるラム移動機構(12)及び支持枠(２)をレール(１)に沿って移動せしめる支持枠移動機構(13)を備えた平面方向移動装置(11)と、前記回転駆動装置(７)，昇降装置(８)，昇降機構(９)，旋回装置(10)及び平面方向移動装置(11)の作動を数値制御せしめる数値制御装置(14)とを備えていることを特徴とする研摩模様付け表面仕上げ装置。
- 回転駆動装置(７)が、フレーム(４)に設置されているサーボモータ(7a)の駆動軸(7b)に設けられているプーリ(7c)と回転駆動軸(６)に設けられているプーリ(7c)とに掛け渡されているベルト(7d)から成る請求項１に記載の研摩模様付け表面仕上げ装置。
- 平面方向移動装置(11)のラム移動機構(12)が、支持枠(２)に固定されているねじ軸(12b)に螺合されており、ラム(３)に設置されているサーボモータ(12a)の動力を受けて回転せしめられるナット(12c)から成る請求項１又は２に記載の研摩模様付け表面仕上げ装置。
- 平面方向移動装置(11)の支持枠移動機構(13)が、レール(１)に設けられているラック(13a)に噛み合っており、支持枠(２)に設置されているサーボモータ(13c)の動力を受けて回転せしめられるピニオン(13b)から成る請求項１から３までのいずれか１項に記載の研摩模様付け表面仕上げ装置。
- 支持枠(２)に垂下されているラム(３)が、支持枠(２)に沿って移動自在に係合されている支持枠係合部(3a)と、支持枠係合部(3a)に対して昇降自在に案内されている第１昇降部(3b)と、下端部でフレーム(４)を旋回自在に装着しており第１昇降部(3b)に対して昇降自在に案内されている第２昇降部(3c)とを備えており、
昇降装置(８)が、ラム(３)の支持枠係合部(3a)に固定されている雌ねじ(8c)に螺合せしめられている雄ねじ(8a)を回転せしめるラム(３)の第１昇降部(3b)に設けられているサーボモータ(8b)と第１昇降部(3b)を上下方向に案内せしめる支持枠係合部(3a)に設けられている案内部材(8d)とを備えており、
また昇降機構(９)が、ラム(３)の第１昇降部(3b)に設置されているサーボモータ(9b)の動力を受けて回転せしめられるカム(9a)とこのカム(9a)と係合せしめられており第２昇降部(3c)に設けられているカムフォロア(9c)と第２昇降部(3c)を上下方向に案内せしめるために第１昇降部(3b)に設けられている案内部材(9d)とを備えている請求項１から４までのいずれか１項に記載の研摩模様付け表面仕上げ装置。 - 旋回装置(10)が、ラム(３)の第２昇降部(3c)に旋回自在に装着されているフレーム(４)が、ラム(３)の第１昇降部(3b)に設けられているサーボモータ(10a)の動力を受けて回転せしめられるスプライン軸(10b)と噛み合っている請求項５に記載の研摩模様付け表面仕上げ装置。
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