JP5226955B2 - 打刻模様成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステンレス鋼、鉄、チタン、銅、真鍮、アルミニュウム等の各種の金属材等の表面に打刻模様を刻設する打刻模様成形装置の技術分野に属するものである。

一般に、ステンレス鋼、鉄、チタン、銅、真鍮、アルミニウム等の各種金属の量産型表面仕上げの殆んどは、表面をバフで研磨した鏡面仕上げ、表面を一方向に研磨材（ヤスリ等）で研磨したヘアーライン仕上げ、回転している研磨材で表面を研磨したバイブレーション仕上げ、圧延ロールで表面に模様を施したロールエンボス仕上げ（例えば特許文献１）が知られている。
特許第３４７９９０７号公報 特願２００６−１１７６４９号

ところでこのように金属材料の量産型表面仕上げは多様化しているが、一旦、表面に傷がつくと、これを補修するのは大変に難しいという問題がある。そしてロールエンボス仕上げのものにおいて傷を補修するには、同一模様の研磨ホイールを正確に位置合わせをした状態で同一力で転動させないと隣接する模様同志のあいだが不揃いになったり模様欠損部分が生じたりするだけでなく、模様の深さが変わってしまうという問題があるうえ、補修時に金属表面に研磨ホイールで模様を施すだけの力をかけるのはできないという問題もあり、補修は事実上できないものであった。
これに対し、前三者の仕上げ方法のものは補修ができるといわれているが、特殊技術を習得した熟練でないとできないという問題がある。つまり、研磨材を使用するヘアーライン仕上げとバイブレーション仕上げとは、研磨材による研磨方向を既存のものに一致させることに熟練を要して難しいという問題があり、また鏡面仕上げの場合、既存の鏡面は経時な変化をしているところもあるため、補修をしたところが異様に輝いたり、逆に輝きを失ったりしてしまうことになって同一の鏡面状態にすることが難しいだけでなく、これらの補修においては入り角のように狭くて仕上げが難しいところでは補修が事実上できないという問題がある。
これに対し、ハンマートーン仕上げがあるが、このものは１本のタガネをハンマーで打撃を与えて表面仕上げをしていくものであるため、小面積のものには適しているものの、大面積のものには時間と手間が掛かり、量産化には適していないという問題がある。
そこで本発明の発明者は、筒状のケーシング、該ケーシングに設けたホルダに抜け止めされる状態で遊嵌状に貫通する複数のニードル、前記ケーシングに移動自在に内嵌され、ニードルを連続的に打撃する打撃体を備え、ニードル先端をワーク表面に押付けた状態で前記連続的に打撃されるニードル先端によってワーク表面に打刻模様を成形するようにして連続的な打刻模様をランダムに成形できると共に、補修も簡単にできるようにしたものを提唱した（特許文献２参照）。ところでこの場合に用いたニードルは、棒状の鋼材であるため、打刻時の負荷を受けて先端が曲がったり折れたりして寿命が短く、頻繁な交換をしなければならないという問題があり、ここに本発明が解決せんとする課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、ワーク表面に打刻模様を成形するための打刻模様成形装置であって、該装置は、筒状のケーシング、該ケーシングに設けたホルダに抜け止めされる状態で遊嵌状に貫通する複数の円柱状ニードル、前記ケーシングに移動自在に内嵌され、ニードル基端を連続的に打撃する打撃体を備え、ニードル先端をワーク表面に押付けた状態で前記連続的に打撃されるニードル先端によってワーク表面に打刻模様を成形する打刻模様成形手段から構成され、前記ニードル先端部には、該ニードル本体よりも硬質素材で形成されたチップが取付けられていることを特徴とする打刻模様成形装置である。
請求項２の発明は、チップは超硬合金で成形されていることを特徴とする請求項１記載の打刻模様成形装置である。
請求項３の発明は、ニードルは、ニードル本体の先端部をチップに形成の取付け孔に挿入組み込みして形成されたものであり、ニードル本体は、取付け孔入り口からは円柱状態で突出することを特徴とする請求項１または２記載の打刻模様成形装置である。
請求項４の発明は、チップは、ニードル本体の先端部を螺入することで取付けられることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の打刻模様成形装置である。
請求項５の発明は、チップのニードル本体先端部への螺入取付けは、ニードル本体先端部に形成のオネジの螺入をチップ取付け孔の入り口位置よりも孔底側位置までとして、チップ取付け孔の位置入り口部位のニードル本体はオネジのない円柱状態で該取付け孔から突出していることを特徴とする請求項４記載の打刻模様成形装置である。
請求項６の発明は、チップのニードル本体先端部への螺入取付けは、チップを基端側と先端側とで二分割し、先端側チップに形成されるメネジは取付け孔入り口まで形成され、基端側チップに形成されるメネジは先端側半部までネメジが形成されたものとして、チップ取付け孔の位置入り口部位のニードル本体はオネジのない円柱状態で基端側チップの該取付け孔から突出していることを特徴とする請求項４記載の打刻模様成形装置である。
請求項７の発明は、チップに形成される取付け孔の孔底面を孔開口端側ほど先鋭な錐形状の突起形状とし、ニードル本体先端面を、前記孔底面に突当てた状態で軸方向から加圧して外径方向に押し広げて取付け孔内周面に圧接するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の打刻模様成形装置である。
請求項８の発明は、チップに形成される取付け孔に、ニードル本体先端部を変形するための変形促進材を挿入し、ニードル本体先端面を、前記変形促進材に突当てた状態で軸方向から加圧して外径方向に押し広げて取付け孔内周面に圧接するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の打刻模様成形装置である。
請求項９の発明は、ニードル本体先端部に細径部を形成し、該細径部をチップに形成した取付け孔に挿入してニードル本体先端部にチップを取付けるようにしたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１記載の打刻模様成形装置である。
請求項１０の発明は、ニードル本体先端部に取付け孔を形成し、該取付け孔にチップに形成した細径部を挿入してニードル本体先端部にチップを取付けるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の打刻模様成形装置である。

請求項１の発明とすることで、ワーク表面に打刻模様を形成するためのニードルは、先端部に硬質素材からなるチップが取付けられているため、打刻時の負荷は硬質のチップが受けることになって寿命の長いものにできることになる。
請求項２の発明とすることで、チップの入手が簡単である。
請求項３の発明とすることで、ニードルのチップ取付け孔からの突出部位の保護が図れ、長寿命化を達成できることになる。
請求項４の発明とすることで、チップのニードル先端部への取付けが簡単になると共に、チップの交換も簡単になる。
請求項５の発明とすることで、ニードルのチップ取付け孔入り口部位がオネジがない円柱状態で取付け孔から突出することになって、オネジが取付け孔から突出する場合のように、取付け孔入り口部位のオネジの打刻負荷が集中して作用してニードルが折れてしまうような不具合を解消して長寿命化を図ることができる。
請求項６の発明とすることで、ニードルのチップ取付け孔入り口部位がオネジがない円柱状態で取付け孔から突出することになって長寿命化を図れながら、チップ側に形成されるメネジが孔端まで形成されたものとなってメネジの製造が容易になる。
請求項７または８の発明とすることで、ニードルとチップの取付けが螺合によらないものとなって長寿命化を図れながら、チップのニードルからの抜け止め取り付けが容易になる。
請求項９または１０の発明とすることで、ニードルとチップを同径のものにできることになって、ニードルの交換が容易になる。

本発明を実施するにあたり、打刻模様を刻設するワークとしては金属であり、このような金属としては、ステンレス、鉄、チタン、銅、真鍮、アルミニウム等の各種の金属を対象とすることができ、製品としては、鋼板、鋼管、帯鋼、Ｃ型鋼、Ｈ型鋼等の各種の鋼材、さらにはドア、建具、内外装パネル、天井パネル、屋根パネル、幕板、手摺り、ドアハンドル、蝶番、錠等の各種の建材および建築構築材料、またさらには、メイルボックス、銘板、ネームプレート、什器、流し台、風呂桶等の金属製品、家電製品、金属製食器、文具、バス・電車あるいは客船等の化粧パネルや手摺りに実施することができる。そしてこれらワークに打刻模様を施す場合、全体に設けることは勿論、部分的に設けることもできる。また、打刻模様を施す模様成形装置は、駆動源を圧縮空気としたものや電動モータとしたものを採用することができる。

次ぎに、本発明の実施の形態について具体的に図面に基づいて説明する。図中、１は据置き（卓上であってもよい）タイプ（連続成形タイプ）の模様成形装置であって、該模様成形装置１は、基板２の一側に立設される基台３に設けた案内レール４を備えて構成されている。案内レール４は、ブラケット５を後述するように左右方向（この方向は本実施の形態を説明するため便宜状に定義するものであって、左右方向に限定されるものでないことは言うまでもない。後述する上下、前後の方向についても同じである）に案内移動するものである。そしてこのブラケット５に後述する打刻模様形成手段６が設けられているが、案内レール４は、後述する駆動軸１７ともども基台３に上下動自在に設けた昇降台３ａに取付けられ、これによって打刻模様形成手段６は、後述するように打刻模様を刻設するためのチップ先端（チップがないものにおいてはニードル先端）がワークＷの上方に待機していて打刻模様を刻設できない待機姿勢と、下方に移動してワークＷに打刻模様を刻設することができる動作姿勢とに上下移動できるようになっている。

前記打刻模様形成手段６の構成部材であるケーシング６ａには、上側からピストン８、ハンマー９、ホルダ１０が順次配されているが、ピストン８およびハンマー９はケーシング６ａ内を上下移動自在に、ホルダ１０はケーシング６ａの下端部に螺子嵌めすることで着脱自在な状態で一体的に取り付けられている。ホルダ１０は有天円筒状に形成され、天井部１０ａには下半部が小径で上半部が大径になった貫通孔１０ｂが複数穿設され、該貫通孔１０ｂに、頭部１１ａ付きのニードル１１が遊嵌状に貫通支持されている。つまりニードル１１は、長棒状のニードル本体１１ｂが貫通孔１０ｂの小径部位よりも小径になっていて該小径部位に遊嵌状に貫通するが、頭部１１ａは貫通孔１０ｂの大径部位よりも小径であるが、小径部位よりは大径になっていて貫通孔１０ｂから抜け止めされるようになっている。尚、ニードル１１は本実施の形態では鋼材を用いて構成されたニードル本体１１ｂだけでも良いが、効果的な打刻模様の形成とニードルの長寿命化のためには、該ニードル本体１１ｂの先端部（下端部）にチップ１２を設けて構成することが好ましく、この場合に、該チップ１２は焼結体からなる超硬合金のようにニードル本体１１ａよりも硬い素材を採用することが好ましい。

ニードル本体１１ａの先端部（下端部）１１ｃにはチップ１２が取付けられるが、該チップ１２は焼結体からなる超硬合金のようにニードル本体１１ａよりも硬い素材を採用することが好ましい。そしてチップ１２とニードル本体１１ａとの取付けは、図４（Ａ）に示すように螺子嵌合により取付けることができる。つまりこのものは、チップ１２の上端面側から有底状の取付け孔１２ａを形成するが、該取付け孔１２ａの内周面全体をメネジ１２ｂとし、ニードル本体先端部１１ｃに形成したオネジ１１ｄを取付け孔１２ａ入り口部位までか、少しはみ出る状態で螺合するようにしたもので、このようにした場合には、後述するランダムな打刻作業時に取付け孔１２ａの入り口部位のオネジ（螺子溝）に打刻負荷が集中して働き、これによってニードル本体１１ａが曲がったり折れたりしやすく、寿命が短いものとなるが、それまでのあいだは打刻模様を形成することはできる。

そこで寿命を長くするため、次のような形態にすることで実施することができる。まず、図４（Ｂ）に示す実施の形態のものは、チップ１２の上端面側から有底状の取付け孔１２ａを形成するが、該孔底面１２ｃを上端側ほど先鋭になった錐形状の突起形状とし、そしてニードル本体先端部１１ｃを孔底面１２ｃに突当てた状態で両者を軸方向からプレス（加圧）することで、ニードル本体先端部１１ｃは突起１２ｃによって外径方向に押し広げられることになってその外周面が取付け孔１２ａの内周面に圧接し、これによってチップ１２は抜け止め状態で取付けられて一体化されることになり、このようにすることで、長寿命化を図ることができる。尚、図面では、ニードル本体先端が押し広げられた状態を判りやすくするためニードル本体の太さを取付け孔１２ａの内径よりも小さくて隙間があるものになっているが、実際には軽圧入する程度の寸法に設定して隙間がないものであることが好ましい（後述する図５（Ｃ）の実施の形態のものも同様）。

さらにまた図４（Ｃ）に示す実施の形態のものは、取付け孔１２ａに形成されるメネジ１２ｄを、取付け孔１２ａの入り口位置よりも下側までとして、取付け孔１２ａの入り口から少し下位置まではメネジのない円筒面１２ｅ形状にする一方、ニードル本体先端部１１ｃについてはメネジ１２ｄと円筒面１２ｅに対応させたオネジ１１ｅ、円柱面１１ｆとして両者１１、１２を螺子結合して取り付けたものであり、このようにしたものでは、オネジ１１ｅの上端が取付け孔１２の入り口位置になく、孔内部に位置するため、打刻時の負荷を受けてオネジ１１ｅが曲がったりしてしまうことを回避でき、長寿命化が図れることになる。

またさらに図５（Ａ）に示す実施の形態のものは、チップ１２を上下二分割したものであって、下側チップ１２ｆについては前記図４（Ａ）に示すもののように取付け孔１２ｇの入り口までメネジ１２ｈが形成されたものとして加工性を維持しておく一方、上側チップ１２ｉについては下半部にネメジ１２ｊが形成され、上半部については円筒面１２ｋが形成されたものとして貫通出口端までメネジを形成して加工性を維持したものとし、そして前記図４（Ｃ）で用いたと同様のニードル本体１１ａを用い、上側チップ１２ｉをニードル本体先端部１１ｃに貫通状に螺合取付した状態で下側チップ１２ｆをニードル本体先端部１１ｃの貫通部に螺合取付したもので、このようにすることで、加工性（生産性）の向上と共に螺子取付けによる簡単な取付ができながら、ニードル１１の長寿命化が図れたものとなるが、これらの取付け構成は、必要において適宜のものを採用できることはいうまでもない。

さらに次のようにしてもチップ１２をニードル本体先端部に取り付けることができる。つまり図５（Ｂ）に示すものは、チップ１２に有底状の取付け孔１２ｌ（本実施の形態では円筒孔）を穿設したものとし、該筒孔１２ｌに変形促進材として球材１２ｍを充填しておき、この状態でニードル本体先端部１１ｃを取付け孔１２ｌに嵌入して先端を球材１２ｍに押し当てた状態でニードル本体１１ａとチップ１２とを軸方向からプレス（加圧）することで、ニードル本体先端部１１ｃは球材１２ｍによって外径方向に押し広げられることになってその外周面が取付け孔１２ｌの底部内周面に圧接し、これによってチップ１２は抜け止め状態で取付けられて一体化されることになり、このようにすることで、長寿命化を図ることができる。そしてこのようにすることで、チップ１２の加工が容易となる。この場合において、変形促進材はニードル本体先端部を押し広げる機能を有していればよく、このため形状としては球体に限定されることなく、半球体、多角形体、錘体等、適宜のものを用いることができる。

また図５（Ｃ）に示すものは、ニードル本体１１ａとチップ１２とを同径にしたものであって、チップ１２側に取付け孔１２ｌが形成されたものとする一方、ニードル本体１１ａについては先端部を、取付け孔１２ｌに嵌入するべく細径にした取付け部１１ｇが突出形成されたものでる。そして取付け孔１２ｎ内に変形促進材１２ｍを充填した状態で前記取付け部１１ｇを挿入し、図５（Ｂ）の場合と同様、ニードル本体１１ａとチップ１２とを軸方向からプレス（加圧）すればよく、このようにした場合、前者のものは取付け部１１ｇが押し広げられる方向の変形をして抜け止めがなされる方向の変形をして抜け止めがなされがることになってその外周面が取付け孔１２ｌの底部内周面に圧接し、これによってチップ１２は抜け止め状態で取付けられて一体化されることになり、このようにすることで、チップ１２とニードル本体１１ａとが同径になりながら長寿命化を図ることができる。そしてこのようにした場合、チップ１２はホルダ１０の貫通孔１０ｂよりも小径になるため、チップ１２が消耗する等して交換が必要である場合、ホルダ１０を外した状態で、該ホルダ１０からニードル本体１１ａをチップ１２と共に交換することができることになってメンテナンス性が向上する。このように交換を考慮した場合、チップ１２の径がホルダ貫通孔１０ｂの径よりも大径であると、チップ１２が抜けないため、全てのチップ付きニードル１１を、ホルダ１０ともども交換しなければならないが、ホルダ貫通孔１０ｂの径よりも小さい場合には、交換したいニードル１１のみの交換ができることになってメンテナンス性に優れたものになる。尚、ニードル１１をホルダ１０に対して交換可能にするには、ニードル本体１１ａおよびチップ１２の外径が何れも貫通孔１０ｂよりも小径であればよいが、打刻作業時、ニードル１１の先端部が必要以上に暴れることを避けるため、ニードル先端部の周囲にリング状の広がり規制部材を設けることもあり、このような場合に、ニードル本体１１ａとチップ１２とが異径であって接合部に段差があると、該段差部が規制部材に接触してニードル本体１１ａが曲がったりする惧れがあり、このようなことを考慮すると、接合部に段差がないものを用いることが好ましいといえる。
因みに、チップ１２とニードル本体１１ａとを一体化する場合に、これらの接触面、例えば図５（Ｃ）の実施の形態のものでは、チップ上面とニードル大径部下面とのあいだの接触面１２ｐのように一部または全部を接着剤で固着してもよいことはいうまでもない。

次に、打刻模様成形手段６の作動について図２を用いて説明する。尚、図２は後述する偏芯軸のないものとして説明する。打刻模様成形手段６は、図示しない操作レバー（操作スイッチ）を操作すると、配管Ｐを介して圧縮空気がケーシング６ａ内に供給されるが、図２（Ａ）に示すように、昇降台３ａが上動した待機姿勢になっていてニードル１１の下端（先端）がワークＷの表面に接触していない状態では、ピストン８、ハンマー９、ニードル１１が自重で下動した下端姿勢に位置しており、この状態で圧縮空気を供給しても、該圧縮空気は通気孔８ａ、９ａ、そして貫通孔１０ｂを経由してケーシング６外に排出され（漏れ）、これによってピストン８は動くことがない。この状態から昇降台３ａを下動させて動作姿勢にすると、図２（Ｂ）に示すようにニードル１１の下端をワークＷに押し当てた状態になり、これによってニードル１１が上動し、これに伴ってハンマー９、ピストン８が上動する。この状態では、ピストン通気孔８ａは閉止弁１３で塞がれており、この状態で圧縮空気をケーシング６内に供給すると、ピストン通気孔８ａからの空気排出が規制されるため、ピストン８は、ハンマー９、ニードル１１と共に下動しようとするが、ニードル１１の下端がワークＷに押し当てられているため、図２（Ｃ）に示すように、ケーシング６ａがブラケット４天部とのあいだに介装した弾機７の付勢力に抗して瞬間的に上動する相対移動をすることになり、そしてこのときの瞬間的な反発力が打撃力となってニードル１１の下端がワークＷの表面に点状の模様を打刻するようになっている。このようにケーシング６ａが上動する相対移動がなされると、ピストン通気孔８ａは閉止弁１３による閉塞が解除されて圧縮空気は外に逃げ、これによってケーシング６は弾機７の付勢力によって下動してピストン通気孔８ａが閉塞された状態（図２（Ｂ）の状態）になり、このようなケーシング６ａの相対的な上下移動の繰り返しによってワークＷの表面に連続的に打刻模様を刻設するようになっている。
そしてこの場合に、ニードル１１は貫通孔１０ｂに遊嵌状に貫通しているため、図２（Ｂ）（Ｃ）に示すように傾斜するものがあり、この傾斜したニードル１１の頭部１１ａは、図２（Ｄ）に示すように傾斜していないニードル１１の頭部１１ａよりも僅かではあるが高位置に位置し、この結果、強い打刻力を受けて深い打刻模様が形成され、このようになることでランダム模様になることが助長される。因みにこのようなことは、頭部１１ａの大きさ、ニードル１１の傾斜角度等によって様々に変化するものであり、場合によっては垂直のものの方が高位置に位置する場合もあり、このような様々な変化があることによって打刻模様のランダム化がさらに助長される。

本実施の形態では、図１に示すように図示しない移動装置（ローラ移動や引っ張り移動等、通常知られた各種の移動手段を採用して構成できる）で矢印Ｘ方向に移動する平板状のワークＷの表面に前記打刻模様を施すことになるが、ワークＷが薄板であると、前述したように模様成形装置１で表面（一面）のみに打刻模様を形成した場合、ワークＷは表面側の延びによって撓んでしまう（反ってしまう）ことになる。そこでこの撓み変形を矯正（解消）するため、ワークＷを、模様が刻設される表面側が盛り上がり、裏面側が弧内になるよう変形させる矯正装置１４が設けられている。この矯正装置１４は、平薄板長尺状のワークＷの長手方向（移動方向）前後二箇所の上面を従動ローラ１５で支持すると共に、該従動ローラ１５間に配せられ、図示しない駆動手段によって回転駆動してワークＷを前記Ｘ方向に移動する駆動ローラ１６を備えて構成されている。そしてワークＷは、上面を従動ローラ１５に支持される状態で駆動ローラ１６の上面に沿うことで半円状に矯正され、前述したように駆動ローラ１６の上方に配した模様成形装置１でワークＷの表面に連続的な模様刻設ができるようになっている。

次に、前記打刻模様成形手段６をワークＷの移動方向に交差する方向に移動するための移動手段について説明する。この移動手段を構成する駆動軸（螺軸）１７が前記案内レール４と平行状に設けられており、該駆動軸１７がブラケット５に螺合している。そして駆動軸１７を基台３側に設けた図示しない駆動手段によって正逆回転駆動することで打刻模様成形手段６はブラケット５と共に左右方向に往復移動するように構成されている。

また次に、前記打刻模様成形手段６をワークＷの表面に対して傾斜した偏芯軸を支軸として旋回させる旋回手段１８について説明する。前記ブラケット５には、その上端部に支持片５ａが突設され、該支持片５ａにワークＷの移動方向と同方向を向く横軸１９ａを介してウオームギア１９が軸支されているが、該ウオームギア１９はブラケット５に内装する図示しない駆動手段によって回転駆動する（前記駆動軸１７から動力伝動してもよい）よう軸支されている。さらにブラケット５には、支持片５ａの下側に位置する状態で、前記ウオームギア１９に噛合するウオームホイール２０を回動自在に支持するための支持プレート２１が延設されている。そしてウオームギア１９が回転駆動することでウオームホイール２０はワークＷの表面に対して直交する縦軸回りに回転するようになっている。尚、２１ａはウオームホイール２０の浮き上がりを防止するための浮き上がり防止体、２１ｂは支持プレート２１にウオームホイール２０を回転支持する軸受けである。

前記ウオームホイール２０のリブ２０ａにはウオームホイール２０の回転軸心から径方向に偏芯した位置にボス孔２０ｂが形成され、該ボス孔２０ｂに球面軸受け２２を介して支持ロッド２３が貫通支持されている。該支持ロッド２３の貫通上端部はナット２３ａによって下側への抜け止めが規制される状態で支持されている。尚、打刻模様成形手段６を構成している前記弾機７の一端は球面軸受け２２に支持されている。

一方、前記ブラケット５の下部には下側ブラケット５ｂが突出形成され、該下側ブラケット５ｂに、揺動ブラケット２４がワークＷの移動方向を向いた支軸２４ａによってワーク幅方向に揺動自在に軸支されているが、該揺動ブラケット２４は、ワークＷの移動方向に長い長円形状になっていて前記打刻模様成形手段６を遊嵌状に内装している。さらに揺動ブラケット２４には、ワークＷ移動方向中央部に位置して上下方向に長い長溝（長孔であっても良い）２４ｂが形成され、該長溝２４ｂにケーシング６ａからワークＷ幅方向に突出した支持ピン６ｂが上下方向の移動が許容される状態で内嵌している。そして前述したようにウオームギア１９が回転駆動してウオームホイール２０が回転した場合、ケーシング６ａの天面から上方に突設した前記支持ロッド２３がワーク表面に対して傾斜する偏芯軸となり、これによって打刻模様成形手段６は、球面軸受け２２の中心を頂点とする円錐周面に沿った偏芯回動をするようになっている。

さらに本実施の形態では、円錐表面に沿う状態での偏芯回動を安定させかつ円滑にするため次のような配慮がなされている。つまりこのものでは、揺動ブラケット２４のワーク幅方向両面板には下方に向けて延長ブラケット２４ｃが延設され、その下端部に揺動ブラケット２４と同様ワーク移動方向に長い長円状の補助ブラケット２４ｄが設けられ、該補助ブラケット２４ｄにケーシング６ａの下部が内嵌していて前記打刻模様成形手段６の揺動ブラケット２４に対するワーク幅方向の揺動を規制することになって、円錐表面に沿う方向の偏芯回動の安定化を図るように設定されている。

叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、前述したようにニードル１１の先端をワークＷに押圧状に当てがった状態で圧縮空気を供給すると共にウオームギア１９を回転駆動させると、打刻模様成形手段６は、円錐表面に沿う方向の偏芯回動をしながらワークＷの表面に打刻模様を刻設することになる。この結果、打刻模様成形手段６は、ワークＷの移動方向に交差する方向、つまり幅方向の移動成分を発生する状態でワーク表面に打刻模様を成形することになって、幅広な範囲でランダムな打刻模様を形成することになる。この場合に、ニードル１１の先端部には硬質素材である超硬合金から形成されたチップ１２が取付けられ、該チップ１２によってワークＷの表面に打刻模様を刻設することになるため、ニードル１１だけで打刻した場合に比して、打刻時の負荷を受けてチップ１２が変形したり折れたりすることが低減することになって長寿命化を達成できる。

しかもこの場合に、チップ１２は焼結された超硬合金であるため、焼結前の段階で必要な形状に押し固めての成形ができることになって、所望形状のチップ１２の製造が容易となる。そしてこの場合に、図４（Ａ）に示す実施の形態のように螺合取り付けするものである場合に、ニードル本体１１ａへのチップ１２の取り付けが簡単で迅速にできることになるが、ニードル本体１１ａ側のオネジ１１ｄがチップ１２の取付け孔１２ａから突出するものであるため、打刻時、突出部位のオネジ１１ｄの螺子溝に応力が集中してニードル本体１１ａが曲がったり折れたりしやすいものになるが、超硬合金から成形されたチップ１２での打刻になるため、ニードル先端で打刻するものに比してより長寿命化を達成することができる。

一方、ニードル本体１１ａの取付け孔１２ａからの突出部位の保護を図るには、該突出部位がニードル本体１１ａ本来の形状である円柱状のまま突出する構成にすればよく、そのためには、ニードル本体１１ａが円柱状態のまま取付け孔１２ａに没入し、その先端側で抜け止め加工が施されたものとすることになり、その例として図４（Ｂ）、（Ｃ）、図５（Ａ）〜（Ｃ）の実施の形態が例示される。図４（Ｂ）の実施の形態のものは、チップ１２が超硬合金で形成されていてニードル１１よりも硬い素材であることを利用したものであって、ニードル本体先端面１１ｃを先鋭状の取付け孔底面１２ｃで押し広げて密嵌合させたものであり、このものでは加圧という工程が必要になるが、チップ１２にメネジ加工をする必要がない分、製作が容易になるという利点がある。

一方、図４（Ｃ）の実施の形態のようにオネジ１１ｅが取付け孔１２ａの入り口部位まで至らないものとしてニードル本体１１ａの保護を図ることもできるが、この場合、チップ１２について、ネメジ１２ｄが入り口まで至らない途中までの加工となるが、このような加工は高度な技術を必要とし、製造コストが高くなる惧れがある。そこで図５（Ａ）のようにチップを二分割し、何れの分割チップ１２ｆ、１２ｉとも取付け孔の端縁までメネジ１２ｈ、１２ｊが形成されたものとして加工の容易化を図るようにし、コストの低減化を達成できるようにしてもよい。

さらにまた図５（Ｂ）の実施の形態のものは変形促進材１１ｍを用いることで、チップ１２に形成する取付け孔は単純な有底内筒形状でよいことになって加工が容易になって生産性が向上する。
またさらに図５（Ｃ）の実施の形態のようにニードル本体１１ａとチップ１２とを同径にした場合、チップ１２をニードル本体１１ａから取り除かない状態でニードル１１の交換ができることになってメンテナンス性が向上する。

模様形成装置の斜視図である。 （Ａ）はワークにニードルを押付ける前の状態を示す打刻模様成形手段の一部切欠き正面図、（Ｂ）はワークにニードルを押付けときの状態を示す打刻模様成形手段の一部切欠き正面図、（Ｃ）はケーシングが相対移動して打刻しているときの状態を示す打刻模様成形手段の一部切欠き正面図、（Ｄ）は一部のニードルが傾斜している状態のニードル頭部の拡大正面図である。 （Ａ）ホルダの斜視図、（Ｂ）はニードルの斜視図、（Ｃ）はニードルをホルダに取付けた状態を示す斜視図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、第一から第三の実施の形態を示すニードル本体先端部にチップを取付ける前と取付けた後の状態を示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、第四から第六の実施の形態を示すニードル本体先端部にチップを取付ける前と取付けた後の状態を示す断面図である。 （Ａ）は打刻模様成形手段の斜視図、（Ｂ）は打刻模様成形手段の偏芯回動の状態を示す模式図である。 打刻模様成形手段の要部を断面した拡大側面図である。 打刻模様成形手段の要部を断面した拡大正面図である。

符号の説明

１ 模様形成装置
６ 打刻模様成形手段
７ 弾機
８ ピストン
９ ハンマー
１０ ホルダ
１０ｂ 貫通孔
１１ ニードル
１１ａ ニードル本体
１２ チップ

Claims (10)

1. ワーク表面に打刻模様を成形するための打刻模様成形装置であって、該装置は、
   筒状のケーシング、該ケーシングに設けたホルダに抜け止めされる状態で遊嵌状に貫通する複数の円柱状ニードル、前記ケーシングに移動自在に内嵌され、ニードル基端を連続的に打撃する打撃体を備え、ニードル先端をワーク表面に押付けた状態で前記連続的に打撃されるニードル先端によってワーク表面に打刻模様を成形する打刻模様成形手段から構成され、
   前記ニードル先端部には、該ニードル本体よりも硬質素材で形成されたチップが取付けられていることを特徴とする打刻模様成形装置。
2. チップは超硬合金で成形されていることを特徴とする請求項１記載の打刻模様成形装置。
3. ニードルは、ニードル本体の先端部をチップに形成の取付け孔に挿入組み込みして形成されたものであり、ニードル本体は、取付け孔入り口からは円柱状態で突出することを特徴とする請求項１または２記載の打刻模様成形装置。
4. チップは、ニードル本体の先端部を螺入することで取付けられることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の打刻模様成形装置。
5. チップのニードル本体先端部への螺入取付けは、ニードル本体先端部に形成のオネジの螺入をチップ取付け孔の入り口位置よりも孔底側位置までとして、チップ取付け孔の位置入り口部位のニードル本体はオネジのない円柱状態で該取付け孔から突出していることを特徴とする請求項４記載の打刻模様成形装置。
6. チップのニードル本体先端部への螺入取付けは、チップを基端側と先端側とで二分割し、先端側チップに形成されるメネジは取付け孔入り口まで形成され、基端側チップに形成されるメネジは先端側半部までネメジが形成されたものとして、チップ取付け孔の位置入り口部位のニードル本体はオネジのない円柱状態で基端側チップの該取付け孔から突出していることを特徴とする請求項４記載の打刻模様成形装置。
7. チップに形成される取付け孔の孔底面を孔開口端側ほど先鋭な錐形状の突起形状とし、ニードル本体先端面を、前記孔底面に突当てた状態で軸方向から加圧して外径方向に押し広げて取付け孔内周面に圧接するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の打刻模様成形装置。
8. チップに形成される取付け孔に、ニードル本体先端部を変形するための変形促進材を挿入し、ニードル本体先端面を、前記変形促進材に突当てた状態で軸方向から加圧して外径方向に押し広げて取付け孔内周面に圧接するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の打刻模様成形装置。
9. ニードル本体先端部に細径部を形成し、該細径部をチップに形成した取付け孔に挿入してニードル本体先端部にチップを取付けるようにしたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１記載の打刻模様成形装置。
10. ニードル本体先端部に取付け孔を形成し、該取付け孔にチップに形成した細径部を挿入してニードル本体先端部にチップを取付けるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の打刻模様成形装置。

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