JP5344989B2

JP5344989B2 - ミシンを用いた彫金方法

Info

Publication number: JP5344989B2
Application number: JP2009120419A
Authority: JP
Inventors: パン・キム・クゥアン
Original assignee: 株式会社バルダン
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2029-05-18
Also published as: JP2010264733A

Description

本発明は、金属板の表面に彫金加工を行う彫金方法に関するものである。

銅板等の金属板の表面に図画等を描いたレリーフの中には、鏨等の打痕により図画等を描いたものがある。このようなレリーフの多くは、手作業による彫金加工で作成されることから、作成には手間がかかっていた。

このように鏨等を用いて行う彫金加工を自動機で行うものとして、特許文献１記載の方法が提案されている。

しかし、この方法は、立体物への彫金加工も考慮していることから、ＮＣ工作機械を用いなくてはならず、縫製業者等のようにＮＣ工作機械をもたない者がこの方法を行おうとすると、多額の導入コストがかかる上に、不慣れなＮＣ工作機械の操作を行わなくてはならず、縫製業者はこの方法を用いることができなかった。

特開２００８−２１７２７５号公報

そこで、本発明は、ミシンを用いて容易に彫金加工が行える彫金方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の彫金方法は、テーブル上で水平方向に移動する移動枠と、軸心を中心として回動可能に針棒を支持する回転ヘッドとを備えるミシンを用い、打痕が相対的に長い方向と短い方向とがある異方性の形状になるニードル状の異方ポンチを前記針棒の先端部に取着し、前記針棒が上下動して前記移動枠に配設された金属板の表面に前記異方ポンチの打痕を形成し、前記針棒を回動させることにより前記異方ポンチの打痕の向きを変えることを特徴とする。

本発明における各要素の態様を以下に例示する。

本発明に用いられるミシンとしては、特に限定はされないが、回転ヘッドが一つの単頭ミシンでもよいし、回転ヘッドが複数の多頭ミシンでもよいし、回転ヘッドと多針ヘッドとの複合ミシンでもよい。複合ミシンの場合には、特に限定はされないが、回転ヘッドと多針ヘッドとの組合わせを１つ備えるものでもよいし、この組合わせを複数備えるものでもよい。ポンチを交換することなく打痕の形状が異なる複数のポンチを用いて彫金加工が行えることから、多頭ミシン又は複合ミシンであることが好ましい。

針棒としては、特に限定はされないが、下降時に当接して金属板の表面を傷つけるおそれがあることから、布押えを備えないことが好ましい。
また、針棒が回動するときの回動角としては、特に限定はされないが、回動時間を短くでき、且つ異方ポンチの打痕を所望の向きにできることから、３６０°以下で設定される所定の角度であることが好ましい。

ニードル状のポンチとしては、特に限定はされないが、打痕が貫通孔にならないよう、ミシンによる縫製に通常用いられる縫製針より短いことが好ましい。
ポンチの先端形状としては、特に限定はされないが、先端にいくほど細くなり一点に収斂する錐状でもよいし、先端にいくほど薄くなり線状に収斂する楔状でもよいし、平面状でもよいし、凸面状でもよい。錐状又は楔状の場合には、打痕が貫通孔になりにくくなることから、先端を丸くする加工が施されていることが好ましい。
また、板厚が厚い等により、金属板が硬質の場合には、より大きな力でポンチを金属板に打ち込められるよう、針棒とポンチとの間にばね等の弾性部材を介在させることが好ましい。具体的には、金属板が銅板である場合には、厚さが０．８ｍｍ以上のときに弾性部材を有することが好ましい。
異方ポンチの打痕の形状としては、特に限定はされないが、矩形状、楕円形状、長円形状等が例示できる。
また、打痕の形状が異なるとは、打痕の形が異なる場合だけでなく、大きさが異なる（相似形）場合も含まれる。

金属板としては、特に限定はされないが、表面にポンチが打ち込まれる力を適度に変形して受け止め、打痕が貫通孔になることを抑制できることから、少なくとも打痕が形成される部位の裏面に板状のクッション材が重ねられていることが好ましい。また、移動枠への配設が容易になることから、移動枠に展張された布上に載置されることが好ましい。
金属板の材質としては、特に限定はされないが、加工性及び耐食性に優れることから、金、銀、銅等の貴金属、アルミニウム、錫等であることが好ましい。
金属板の厚さとしては、特に限定はされないが、０．１〜２ｍｍであることが好ましい。厚さが０．１ｍｍ未満では、加工時等に破れるおそれがあり、２ｍｍを超えると重くなるため加工しにくくなる。
クッション材の材質としては、特に限定はされないが、厚紙、樹脂、木材等が例示できる。
クッション材の厚さとしては、特に限定はされないが、０．５〜２ｍｍであることが好ましい。

本発明によれば、ミシンを用いて容易に彫金加工を行うことができる。

本発明の実施例１に用いられる複合ミシンの回転ヘッド稼動時の正面図である。同複合ミシンの多針ヘッド稼動時の正面図である。同複合ミシンの回転ヘッドの斜視図である。同回転ヘッドによる彫金加工時の斜視図である。同回転ヘッドの針棒を回動したときの彫金加工時の斜視図である。同複合ミシンの多針ヘッドの斜視図である。同多針ヘッドによる彫金加工時の斜視図である。本発明により彫金加工された銅板の表面図である。本発明の実施例２に用いられる複合ミシンの回転ヘッドの斜視図である。同回転ヘッドに取着された伸縮ポンチによる打痕形成時の断面模式図である。

以下、本発明の実施例１の彫金方法について、図１〜図８を用いて説明する。図１、図２に示すように、本実施例に用いられる複合ミシン１０は、基枠１２に複数の回転ヘッド２０と複数の多針ヘッド３０とが交互に並設され、隣接する回転ヘッド２０と多針ヘッド３０とにより共同して縫製加工を行う縫製ペアが構成されている。そして、回転ヘッド２０と多針ヘッド３０とは、切換えて稼動するようになっており、一方のヘッドが稼動しているときには、他方のヘッドの針棒２１，３１は上死点付近で待機するようになっている。ヘッド２０，３０の下側には、ベッド１５が設置され、ベッド１５と略同じ高さのテーブル１６上に水平方向に移動する縫製枠１７が載置されている。

回転ヘッド２０は、基枠１２に固定され、図３〜図５に示すように、上下動可能に支持する１本の針棒２１を備えている。針棒２１は、複合ミシン１０に設けられた回動機構により、軸心を中心として３６０°以下の範囲で設定される所定の回動角で回動可能になっている。また、先端部に設けられた針止め２２により、ニードル状の異方ポンチ２５を取着している。なお、針棒２１は、稼動時に後述する銅板４０を傷つけないため、布押えが取り外されている。

異方ポンチ２５は、先端にいくほど薄くなり、線状に収斂する楔状をしている。また、打痕が貫通孔にならないよう、先端は丸くなっている。

多針ヘッド３０は、図１、図２に示すように、基枠１２にレール３３を介して左右動可能に支持されている。また、図６、図７に示すように、上下動可能に支持する８本の針棒３１を備えている。そして、そのうちの１本の針棒３１には、下端部に設けられた針止め３２により、ニードル状の円ポンチ３５を取着している。なお、針棒３１は、稼動時に後述する銅板４０を傷つけないため、布押えが取り外されている。

円ポンチ３５は、先端にいくほど細くなり、一点に収斂する錐状をしている。また、打痕が貫通孔にならないよう、先端は丸くなっている。

縫製枠１７には、図１、図２に示すように、縫製ペアと同数枚の展張布１８が展張して付けられている。

図８に示すように、展張布１８の上面には、厚さ１．０ｍｍの厚紙４１が裏面に貼着された厚さ０．３ｍｍの銅板４０が載置されている。厚紙４１は、銅板４０より一回り大きく、また反りを修正して平らにするため、裏面（銅板と接しない面）に切り込みが碁盤目状に入れられている。銅板４０は、破線４５のように外縁に沿って縁部を縫うことで、展張布１８に縫着されている。なお、展張布１８への銅板４０の縫着は、展張布１８を縫製枠１７に張り付けた後に行ってもよいし、展張布１８を縫製枠１７に張り付ける前に行ってもよい。

次に、この複合ミシン１０による彫金加工を説明する。先ずは、回転ヘッド２０による彫金加工について、図４、図５を用いて説明する。回転ヘッド２０は、稼動時には、縫製枠１７が移動する毎に、針棒２１が一往復の上下動をするようになっている。回転ヘッド２０は、図４のａに示すように、回転ヘッド２０の針棒２１が下降することにより、取着している異方ポンチ２５も下降する。そして、針棒２１の下死点付近で、図４のｂに示すように、異方ポンチ２５の先端部２６が、銅板４０に打ち込まれる。その後、針棒２１が上昇することにより、図４のｃに示すように、先端部２６が銅板４０から離脱し、異方ポンチ２５が当接していた銅板４０の表面には、略矩形状の打痕４３が形成される。その後、縫製枠１７を駆動させることで銅板４０を移動させ、次に打痕４３を形成するところが、異方ポンチ２５の下方に来るようにする。
また、このようにして形成された互いに隣り合う打痕４３は、互いの長辺が隣り合うようになっていてもよいし、互いの短辺が隣り合うようになっていてもいし、一方の打痕の長辺と他方の打痕の短辺とが隣り合うようになっていてもよい。

また、図５のａに示すように、針棒２１をその軸心を中心として例えば回動角が約９０°で回動させることにより、図５のｂに示すように、異方ポンチ２５の向きが変わる。これにより、図５のｄに示すように、銅板４０の表面に形成される略矩形状の打痕４３の向きを約９０°変えることができる。
また、打痕４３の向きを例えば３０°以下の小角度で徐々に変えることで、隣り合う打痕４３同士を連続して結んだ線が略曲線になるようになっていてもよい。

多針ヘッド３０による彫金加工について、図６を用いて説明する。多針ヘッド３０は、稼動時には、縫製枠１７が移動する毎に、円ポンチ３５が取着している針棒３１が一往復の上下動をするようになっている。多針ヘッド３０は、図６のａに示すように、円ポンチ３５が取着している、多針ヘッド３０の針棒３１が下降する。そして、針棒３１の下死点付近で、図６のｂに示すように、円ポンチ３５の先端部３６が、銅板４０に打ち込まれる。その後、針棒３１を上昇させることにより、図６のｃに示すように、先端部３６が銅板４０から離脱し、円ポンチ３５が当接していた銅板４０の表面には、略円形状の打痕４４が形成される。その後、縫製枠１７を駆動させることで銅板４０を移動させ、次に打痕４４を形成するところが、円ポンチ３５の下方に来るようにする。

このような彫金方法を用いて、図８に示すような、各稜角の先端が曲線になっている星型模様４６を彫金加工する場合について説明する。星型模様４６の直線部４７については、円ポンチ３５の円形状の打痕４４より長い打痕を形成することができ、打痕を形成する回数を減らすことができることから、回転ヘッド２０を用い、矩形状の打痕４３を並べることで形成する。一方、星型模様４６の曲線部４８については、滑らかな曲線とすることができることから、多針ヘッド３０を用い、円形状の打痕４４を並べることで形成する。この星型模様４６の加工にあたっては、模様に沿って、順次、回転ヘッド２０と多針ヘッド３０とを、交互に稼動させて加工を行ってもよいし、先ず、回転ヘッド２０又は多針ヘッド３０で、全ての直線部４７又は曲線部４８を加工した後、他方のヘッドで残っている全ての直線部４７又は曲線部４８を加工してもよい。

本実施例によれば、次の（ａ）〜（ｅ）の効果を得ることができる。
（ａ）複合ミシン１０を用いて容易に銅板４０への彫金加工を行うことができる。
（ｂ）異方ポンチ２５を用いることにより、模様の直線部については、打痕を形成する回数を少なくすることができ、作業性が向上する。
（ｃ）回転ヘッド２０の針棒２１に異方ポンチ２５を取着していることから、異方ポンチ２５の向きが変えられ、平面状のあらゆる方向の直線の加工を異方ポンチ２５で行うことができる。
（ｄ）多針ヘッド３０の針棒３１に円ポンチ３５が取着していることから、滑らかな曲線の加工も行うことができる。
（ｅ）銅板４０の裏面に厚紙４１を設けることにより、打痕４３，４４が貫通孔になりにくくなる。

本発明の実施例２の彫金方法について説明する。本実施例は、厚い（０．８ｍｍ以上）銅板５０に彫金加工を行うことから、使用するポンチがその長さを伸縮させる伸縮ポンチ５１であることが実施例１と異なり、その他（但し、銅板の厚さは異なる）に付いては、実施例１と同じである。そこで、伸縮ポンチ５１について説明する。なお、伸縮ポンチ５１を用いることから、厚紙４１を銅板５０の裏面に設けなくて彫金加工を行うこともできる。

本発明に使用する伸縮ポンチ５１は、図９、図１０に示すように、銅板５０に接して打痕を形成する殴打部５２と、殴打部５２を摺動可能に把持する把持部５３とからなる。殴打部５２の先端部５４は、異方ポンチ２５の先端部２６と同じように、先端にいくほど薄くなり、線状に収斂する楔状をしている。また、先端は丸くなっている。従って、この伸縮ポンチ５１によって形成される打痕も、略矩形状となる。

一方、把持部５３は、有底筒状をしていると共に、針棒２１に取着できるよう基端部５５が縮径している。また、内空間５６には、コイル状のバネ５７が挿入されている。バネ５７は、一端は内空間５６の底面に当接し、他端は殴打部５２に当接して、外部応力に応じて、伸縮ポンチ５１を伸縮できるようにしている。なお、多針ヘッド３０の針棒３１に取付けられ、打痕が略円形なるポンチについても、同じく外部応力により伸縮する伸縮ポンチ（但し、殴打部の先端部は、先端にいくほど細くなり、一点に収斂する錐状をしている。）が用いられる。

次に、本実施例の打痕の形成に仕方について説明する。伸縮ポンチ５１は、実施例１の場合より速い速度で銅板５０を殴打できよう、即ち、針棒２１が下死点に達する前の早い時に銅板５０に当接するよう、外部応力が加わらないときは、実施例１のポンチ２５，３５より長くなっている。そして、伸縮ポンチ５１は、図１０のａに示すように、銅板５０に接すると略そのまま、図１０のｂに示すように、銅板５０に打ち込まれる。その後、図１０のｃに示すように、バネ５７が縮むことで、全長が短くなることにより、殴打部５２については、略その状態で保持されつつ、針棒２１が下死点に到るようになっている。

本実施例によれば、上記実施例１で得られる効果に加え、厚さが０．８ｍｍ以上の銅板５０についても、複合ミシン１０を用いて彫金加工を行うことができる。

本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）多針ヘッド３０の複数の針棒３１に打痕形状が互いに異なるポンチを取着して、多彩な打痕により模様の意匠性を向上させる。

１０複合ミシン
１６テーブル
１７縫製枠
１８展張布
２０回転ヘッド
２１針棒
２５異方ポンチ
３０多針ヘッド
３１針棒
３５円ポンチ
４０銅板
４１厚紙
４３矩形状の打痕
４４円形状の打痕
５０銅板
５１伸縮ポンチ

Claims

テーブル上で水平方向に移動する移動枠と、軸心を中心として回動可能に針棒を支持する回転ヘッドとを備えるミシンを用い、
打痕が相対的に長い方向と短い方向とがある異方性の形状になるニードル状の異方ポンチを前記針棒の先端部に取着し、
前記針棒が上下動して前記移動枠に配設された金属板の表面に前記異方ポンチの打痕を形成し、
前記針棒を回動させることにより前記異方ポンチの打痕の向きを変えることを特徴とする彫金方法。
前記ミシンは、第二ヘッドを備え、
前記第二ヘッドに支持された針棒の先端部には、打痕の形状が前記異方ポンチのものとは異なるニードル状の第二ポンチを取着し、
前記回転ヘッドと前記第二ヘッドとを切換えて稼動させ、前記金属板の表面に前記異方ポンチ及び前記第二ポンチの打痕をそれぞれ形成する請求項１記載の彫金方法。
前記金属板は少なくとも打痕が形成される部位の裏面に板状のクッション材が重ねられている請求項１又は２記載の彫金方法。
前記金属板は、前記移動枠に展張された布上に載置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の彫金方法。