JP5294337B2 - リング状石材加工方法 - Google Patents

Description

この発明は、指輪にするため石材をリング状に加工する方法、特に、このリング状の石材の外周面または両端面に加工を施す加工方法に関する。

指輪にするため石材をリング状に加工する場合には、リング状になった石材が破損してしまわないように気をつける必要がある。しかし、石材は、貴金属などの金属に比べ、もろく、破損しやすいので、石材への細かな加工には、限界があった。
特に、厚さが薄くリング状に加工された石材に対し、加工を施す際には、破損しやすく、加工には特に限界があった。
なお、下記の特許文献１には、石材ではなく金属をリング状に加工する場合の補強構造が提案される。また、下記の特許文献２には、指輪の変形を防止するために、複数の材質を組み合わせる構造が提案される。

特開平０５−１３１５９１ 欧州特許抄録０５２９１６８

しかしながら、特許文献１、２は、石材を指輪に加工する作業の際に加わる力によって、リング状の石材が破損することを防止できるものではない。
この発明は、以上の問題点を解決するために、石材を指輪に加工する作業の際に加わる力によって、リング状の石材が破損することを防止できるリング状石材加工方法を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、第一発明は、指輪にするため石材をリング状に加工し、次に、このリング状の石材の外周面または両端面に加工を施す加工方法であって、前記石材を前記リング状に加工する工程と、前記リング状の石材の内周面に石材補修材を付着させて前記リング状の内部に存在する孔空間を円盤状に埋め戻す工程と、前記円盤状の石材補修材を硬化させ前記リング状の石材と一体化させる工程と、前記石材補修材と一体化して強度が増した前記リング状の石材の外周面または両端面に加工を施す工程と、を有することを特長とするリング状石材加工方法である。

第二発明は、さらに、前記石材を前記リング状に加工する工程は、（Ａ）大きな石から板石を切り出す作業手順と、（Ｂ）前記板石の片面にサンドブラスト保護用の保護ゴムシートを貼る作業手順と、（Ｃ）前記保護ゴムシートを、加工しようとするリング状の内部に対応する円の大きさに、切り抜く作業手順と、（Ｄ）サンドブラスト装置で、板石のうち前記保護ゴムシートをくり抜いた部分に、孔を空ける作業手順と、（Ｅ）前記保護ゴムシートを、加工しようとするリング状の外周に沿って切り抜き、リング状に残す作業手順と、（Ｆ）前記リング状に残した保護ゴムシートを目安に、板石の前記リング状の外側の整形を行なう作業手順と、（Ｇ）前記リング状の保護ゴムシートは剥がされ、石材をリング状にする加工が完了する作業手順と、を有してなり、
前記石材補修材と一体化して強度が増した前記リング状の石材の外周面または両端面に加工を施す工程は、前記石材補修材と一体化して強度が増した前記リング状の石材の一方の端面に加工を施す工程であり、
（Ｉ）厚さの薄い前記リング状になった石材の一方の端面に、リング状の溝の加工をする作業手順と、（Ｊ）貴金属リングを加工製作する作業手順と、（Ｋ）前記リング状石材の一方の端面に形成した溝の部分に、前記貴金属リングを嵌合する作業手順と、（Ｌ）嵌合が完了した後に、リング全体の整形と研磨を行なう作業手順と、（Ｍ）リング状の石材の内部を仮埋めしていた石材補修材を削る作業手順と、を有してなるリング状石材加工方法である。

第一、又は第二発明によれば、リング状の石材の内周面に石材補修材を付着させて、リング状の内部に存在する孔空間を円盤状に埋め戻し、この円盤状の石材補修材を硬化させリング状の石材と一体化させる。これにより、リング状の石材は石材補修材と一体化して、全体として一枚の円盤状になり、強度が増す。この円盤状の外側に位置するリング状の石材に対し、外周面または両端面に加工を施せば、この加工する作業の際に加わる力によって、リング状の石材が破損することを防止できる。

この発明の一実施形態にかかるリング状石材加工方法を用いた指輪の加工方法を示す図であり、（Ａ）〜（Ｇ）は前半の作業手順を順に示す。 図１に示す実施形態にかかるリング状石材加工方法を用いた指輪の加工方法を示す図であり、（Ｈ）〜（Ｍ）は後半の作業手順を順に示す。このうち（Ｉー２）（Ｊー２）（Ｋー２）（Ｌー２）（Ｍー２）は、それぞれ（Ｉ）（Ｊ）（Ｋ）（Ｌ）（Ｍ）の側面図を表す。

この発明の実施形態を、図１および図２に示す。
この発明の実施形態では、指輪１にするため石材をリング状に加工し、次に、このリング状の石材３の一方の端面に、Ｌ字状断面の溝５の加工を施し、この溝５の部分に、別に加工した貴金属リング７を嵌合させて、石材リングと貴金属リング７が嵌合した合せリングの指輪１を完成させる加工方法を示す。

（Ａ）図１（Ａ）に示すように、大きな石から、例えば厚さ２０mm、縦横１５０mm程の大きさの板状の石を切り出す。以後この状態を板石９と呼ぶ。
（Ｂ）図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、板石９の片面１１を研磨し、その片面１１全体に、後に行なうサンドブラスト保護用の保護ゴムシート１３を貼る。研磨することで、保護ゴムシート１３の粘着性を高めることができる。
（Ｃ）図１（Ｃ）に示すように、次に、その保護ゴムシート１３を、加工しようとするリング状の内部１５に対応する任意の円の大きさに、切り抜く。
（Ｄ）そして、図１（Ｄ）に示すように、サンドブラスト装置で、板石９のうち保護ゴムシート１３をくり抜いた部分に、孔１７を空ける。このサンドブラストの技術は、墓に「・・・家之墓」などと字を彫るときの技術と同じである。このとき、孔１７は仮に空けた状態であり、孔１７の大きさなどは後で整形する。

サンドブラストで孔１７を空ける理由は２つある。
１つ。初期段階では、石に孔１７を空けるための孔空け機を使用してみたが、孔空け作業中に石材が破損するか、うまくリング状に仕上げることができても、よく見ると無数のヒビが出てしまうか、してしまう。そしてそのヒビが原因で、後の工程などで結局破損してしまった。次にドリルを使用し、タイルの孔空け用として使われる細いドリルのピンで試みたが、やはりヒビが入ってしまい破損の原因になった。

２つ。 サンドブラストを用いると、この後の孔１７の整形が効率的で短縮できる。なぜなら孔１７の大きさは、ゴムシートを任意の形に切り抜くことで、任意の大きさに調整できるので、余分な部分が少なくて済むからである。例えば、孔空け機やドリルでは、使用する工具で孔１７の大きさが決まってしまうので、余分な部分を削り落すのに多くの時間が必要となってしまう。

続いてリング内部の整形を行なう。
まずは内部の整形を80％ほど仕上げる。100％に仕上げないのには理由がある。それは、後の工程で外側を整形した後に、外側を基準にして全体の厚みなどを細かく計測して、内部の調整をする為である。
このように内部を加工する手順が２度手間にならないように、なぜ外側から整形しないか？という問題がある。それには理由がある。外側を整形した後では石の厚みが薄くなってしまい、内部の整形をする時の力で、リング状の石材３を破損するリスクが高くなるからである。このため、破損のリスクを低くするために、最終的な調整仕上げを残すだけというところまでで、内部の整形は止める。このため80％である。

この内部の整形は、板石９をバイスで固定し、マイクログラインダーで行なう。マイクログラインダーは、歯科医などが使用するもので、振動やブレの少ない精密加工用である。マイクログラインダーに60番といわれる粗さの砥石を付け削り始める。もっとも、60番の砥石は作業効率自体いいのですが、削れ過ぎてしまう為仕上げには向かない、仕上げの段階まで使用を続けると、石材の破損原因となる。そこで、ある程度削ったら、120番の粗さでダイアを電着させた三角錐状のものを使用する。円柱状のものより三角錐状のものを使うことで、削りすぎてしまう失敗を軽減できます。ここまで整形したら80％です。最終調整を残すだけという状態になり、次の作業に移る。

（Ｅ）図１（Ｅ）に示すように、保護ゴムシート１３を、加工しようとするリング状の外周１９に沿って切り抜き、リング状に残す。そしてリング以外の型以外の余分な保護ゴムシート１３を、剥がしておく。
（Ｆ）このリング状に残した保護ゴムシート１３を目安に、リング状の外側の大まかな整形を行なう。
板石９のリング状外側の整形には、ディスクグラインダーを使う。ディスクグラインダーにダイヤの刃を付けて、無用な部分を切り落としていく。ディスクグラインダーは、石材加工では一般的に使われている工具である。大まかに切り落としたら、ディスクグラインダーに80番の砥石を付けて、慎重に整形を行う。まず、80番の砥石を付けて削る。整形の段階で石材の破損を防ぐためである。例えばダイアの刃では破損してしまう。この段階で外側の整形は80％程である。

ここからは精密測定のできるノギスを使い、リング全体のあらゆる所を測定し、石材が厚さ２ｍｍの正円状のリングになるように最終整形を行う。この整形は完全な手作業で行なう。リングの厚い個所に印を付けて、その部分を100〜200番の砥石を手に持ち削ります。

外側が終わったら内部の最終調整を行う。100〜200番の砥石をマイクログラインダーに装着して慎重に整形していく。この時も計測→削り→計測→削り・・・とこの工程を繰り返して歪みを無くしていく（図１（Ｆ））。
（Ｇ）上記（Ｆ）の作業の途中で、リング状の保護ゴムシート１３は剥がされる。このようにして石材をリング状にする加工が完了する（図２（Ｇ））。
（Ｈ）次に図２（Ｈ）に示すように、リング状の石材３の内周面に石材補修材２１であるパテを十分に付着させる。このパテにより、リング状の内部１５に存在する孔１７の空間を、円盤状に仮に埋め戻す。時間をかけて養生し、円盤状の石材補修材２１を硬化させる。この硬化により、石材補修材２１はリング状の石材３と一体化し、全体として、一枚の円盤のようになる。こうすることで石材の補強が図られ、図２（Ｉ）に示すようなＬ字状断面の溝５の加工が可能となる。

（Ｉ）すなわち、図２（Ｉ）に示すように、上記（Ｇ）の補強により、厚さ２ｍｍの薄いリング状になった石材３の一方の端面に、Ｌ字状断面でリング状の溝５の加工をすることが、可能となった。もし、円盤状の石材補修材２１による補強がなければ、石材が薄くなりすぎていて、溝加工時の力で破損してしまうからである。

この補強された状態のリングに、１ｍｍのＬ字状断面の溝加工をする。ここで使用する工具はマイクログラインダーである。マイクログラインダーに、１２０番電着ダイヤを取り付けて、溝５内部を削り落していく。この加工段階では70％の状態である。この後に最終調整を行う。

溝５の最終調整には、ダイアモンドヤスリ100番と200番を使用する。この工具を使用してノギスで計測しながら削り調整する。この時、石材と貴金属とが接する部分のラインに歪みがないように、計測を繰り返して整形しておく。歪みが出ると、デザイン性が低くなってしまう。ここでひとまず石材リングの加工は休憩する。

（Ｊ）図２（Ｊ）に示すような貴金属リング７を加工製作する。貴金属リング７の製作は一般的な作業と全く一緒である。 もっとも、一つだけ重要なポイントがある。それは、嵌め込むための溝５から少々はみ出る様に大きめに作ることである。このように、貴金属リング７を大きめに作る理由は、石材と貴金属の継ぎ目を滑らかに、段差なく、綺麗に仕上げるためである。この仕上げの作業はこの後行う。

（Ｋ）リング状石材３の一方の端面に形成した溝５の部分に、貴金属リング７を嵌合する（図２（Ｋ））。この嵌合の際には、石材と貴金属を接着する特殊な超強力接着剤を使用する。この接着剤は墓などの施工時に使われているものである。
（Ｌ）嵌合および接着が完了した後に、はみ出ている貴金属の整形およびリング全体の研磨を行なう（図２（Ｌ））。前述したように少々はみ出ていた貴金属部を、先ほど使用していたダイアモンドヤスリを使用して、石材部分との歪みがなくなるように、整形していく。最終的な細部の石材と貴金属の擦り合わせは、研磨することで滑らかにする。200〜3000番の砥石を使用して、石材と貴金属を同時に研磨し光沢を出す。

（Ｍ）最後にリング内部を仮埋めしていた石材補修材２１であるパテを削る（図２（Ｍ））。マイクログラインダーに120番の電着ダイアを装着しパテを削り落す。このパテは石材に比べて比較的柔らかく削りやすいので、リングを破損させることなく削り落すことが容易にできる。そして、石材補修材２１を削った後の内周面の整形および研磨を行なう。
このようにして、石材リングと貴金属リング７が嵌合した合せリングの指輪１が、完成する。

「実施形態の効果」
以上説明したように、石材を指輪１に加工する作業の際に、加工途中のリング状の石材３（図２（Ｇ））の補強を行なうために、リング状の石材３の内周面に石材補修材２１を付着させて、リング状の内部１５に存在する孔空間を円盤状に埋め戻し、この円盤状の石材補修材２１を硬化させる。これにより、リング状の石材３は石材補修材２１と固く一体化する。よって、全体として一枚の固い円盤状になり（図２（Ｈ））、全体としての強度が増す。その後に、この円盤状の外側に位置するリング状の石材３に対し、外周面または両端面に加工を施す（図２（Ｉ））。この加工は、強度が増した円盤状のものに対して行なわれるので、この加工する作業の際に加わる力によって、リング状の石材３が破損することを防止できる。

「他の実施形態」
以上の実施形態では、石材をリング状に加工する工程は、板石９を主にサンドブラストによって加工するものであったが、他の実施形態では、サンドブラストによらない他の加工でも構わない。

また、以上の実施形態では、リング状の石材３への加工は、一方の端面に、リング状でＬ字状断面の溝５を加工するものであったが、他の実施形態では、他のいろいろの加工が可能である。例えば、Ｌ字状断面ではなく、他の断面、例えばコの字状断面の溝の加工でも良い。さらに、リング状溝の加工ではなく、円周方向へ断続する短い溝の加工でも良い。また、溝５の加工ではなく、他の形状の加工、例えば小さな孔の加工でも良い。また、一方の端面への加工ではなく、両端面への加工でも構わない。また、端面への加工ではなく、外周面への加工ででもよい。

１…指輪、３…リング状の石材、５…溝、７…貴金属リング、９…板石、１１…片面、１３…保護ゴムシート、１５…リング状の内部、１７…孔、１９…リング状の外周、２１…石材補修材。

Claims (2)

1. 指輪にするため石材をリング状に加工し、次に、このリング状の石材の外周面または両端面に加工を施す加工方法であって、前記石材を前記リング状に加工する工程と、前記リング状の石材の内周面に石材補修材を付着させて前記リング状の内部に存在する孔空間を円盤状に埋め戻す工程と、前記円盤状の石材補修材を硬化させ前記リング状の石材と一体化させる工程と、前記石材補修材と一体化して強度が増した前記リング状の石材の外周面または両端面に加工を施す工程と、を有することを特長とするリング状石材加工方法。
2. 前記石材を前記リング状に加工する工程は、（Ａ）大きな石から板石を切り出す作業手順と、（Ｂ）前記板石の片面にサンドブラスト保護用の保護ゴムシートを貼る作業手順と、（Ｃ）前記保護ゴムシートを、加工しようとするリング状の内部に対応する円の大きさに、切り抜く作業手順と、（Ｄ）サンドブラスト装置で、板石のうち前記保護ゴムシートをくり抜いた部分に、孔を空ける作業手順と、（Ｅ）前記保護ゴムシートを、加工しようとするリング状の外周に沿って切り抜き、リング状に残す作業手順と、（Ｆ）前記リング状に残した保護ゴムシートを目安に、板石の前記リング状の外側の整形を行なう作業手順と、（Ｇ）前記リング状の保護ゴムシートは剥がされ、石材をリング状にする加工が完了する作業手順と、を有してなり、
   前記石材補修材と一体化して強度が増した前記リング状の石材の外周面または両端面に加工を施す工程は、前記石材補修材と一体化して強度が増した前記リング状の石材の一方の端面に加工を施す工程であり、
   （Ｉ）厚さの薄い前記リング状になった石材の一方の端面に、リング状の溝の加工をする作業手順と、（Ｊ）貴金属リングを加工製作する作業手順と、（Ｋ）前記リング状石材の一方の端面に形成した溝の部分に、前記貴金属リングを嵌合する作業手順と、（Ｌ）嵌合が完了した後に、リング全体の整形と研磨を行なう作業手順と、（Ｍ）リング状の石材の内部を仮埋めしていた石材補修材を削る作業手順と、を有してなる請求項１に記載のリング状石材加工方法。

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