JPH02100869A - アルミニウム製品への模様付け方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分！］ＩＦ） 本発明はアルミ製品への模様付は方法及びその装置に関
する。更に詳述すると、本発明は、アルミ製品に対し、
アルミ以外の材質感例えば木質、鋳物材質等の異なる材
質感を与える立体的（凹凸）模様付は方法及びその装置
に関する。尚、本明細書において、アルミ製品とはアル
ミニウム及びアルミニウム合金から成る製品及び半製品
を言う。

（従来の技術） 従来、アルミ製品に対する立体的模様付けは一般に行な
われていない０通常は、陽極酸化処理（アルマイト処理
）の際に、ブロンズ色やその他の所望の染料を着色して
高級感を出すようにしている。また、プリントにより木
目等を印刷し、木肌の温もりを与えるようにしたものも
ある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、着色する場合、質感そのものが大きく変
わるわけではないので、軽量で冷たく硬いというアルミ
製品特有の感触を完全に拭い去ることはできない。また
、プリントによる模様付けの場合、平面的な模様である
ため質感に乏しく安っぽい感じを与えるし、退色等を起
こす問題がある。

一方、立体的な模様付けを行なう手段としては、エツチ
ングによる模様付けが考えられる。しかしながら、エツ
チングによる場合、処理工程が多く場所を収ると共にコ
スト高となる不利があるため、従来においても実施され
ていない、しかも、模様自体に規則性があるため面白味
に欠けるし、自然の木質感などを与えることは困難であ
る。特にアルミの型材やその他の複雑な形状の場合、エ
ツチングは複雑な工程となるため適用が困難である。

本発明は、アルミニウム製品でありながら、木やｆｌｅ
Ｊ材等の異なる材質の質感を与えることができる模様付
は方法及びその装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するため、本発明のアルミニウム製品
への模様付は方法は、アルミニウム製品の表面に回転す
るブラシホイールを押しつけつつ製品表面に沿って相対
送りを与え、ブラシホイールで製品表面を加熱し局部的
に溶かすようにしている。

また、本発明のアルミニウム製品への模様付は方法は、
ブラシホイールの相対送りを規則的にあるいは不規則に
一時停止させること、更に後処理として陽極酸化処理、
封孔・着色処理あるいは塗装処理することを特徴として
いる。

また、本発明のアルミニウム製品への模様付は装置は、
アルミニウム製品を支持するワーク支持部と、前記アル
ミニウム製品の被加工面に平行な回転軸まわりに回転す
るブラシホイールと、該ブラシホイールを回転させる駆
動モータを備え、前記アルミニウム製品の表面にブラシ
が摺接する位置関係を保って配備すると共に前記ブラシ
ホイールと前記アルミニウム製品との間に相対送りを与
える送り機構とを少なくとも有している。

（作用） したがって、回転するホイール状ブラシがアルミ製品の
表面に摺接することによって、アルミ製品の表面がＩ′
Ｊ擦熱によって加熱され、そのブラシ形状特に先端形状
に沿って製品表面が瞬間的に溶けて固まる。そのなめ、
製品表面に複雑な凹凸模様が連続的に不規則に形成され
る。そこで、このブラシによる加熱条件と送り速度を適
宜選択することによって、任意の模様付けが可能となる
。

（実施例） 以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図に本発明方法を実施するアルミニウム製品への模
様付は装置の概略構造を示す。該装置は、窓枠等に多用
されているアルミニウム型材に模様付けする場合に好適
なもので、アルミニウム製品・被加工品（ワーク）Ｗを
固定し支持するワーク支持部２を両端に有する架台１と
、この架台１上をワークＷに沿って平行移動する模様付
はユニット５と、模様付はユニット５を移動させる送り
機構１０及び模様付はユニット５のブラシホイール６を
回転させる駆動モータ８とから主に構成されている。

ワークＷを固定するワーク支持部２は、例えば、ワンタ
・ｙチ装着を可能として量産性を上げるため、少なくと
も一方にワークＷを長手方向に押しつける可動チャック
３を設けると共に他方に固定チャック３を設け、可動チ
ャック３の駆動によってワークＷを他方の固定チャック
３′側に押しつけることによって挟持するように設けら
れている。即ち、ワーク支持部２はワークＷの端面に当
接する受圧面３ａとワークＷの内部空間に嵌まり込み自
動的に位置決めを行なう挿入部３ｂとを有するチャック
３．３′を備え、少なくとも一方に前記チャック３（あ
るいは３１　）を進退可能に支持するアクチエータ４例
えばエアシリンダを設けて成る。

チャック３．３１の挿入部３ｂの形状はワークＷの内部
空間形状と相似形である必要はなく、少なくとも１辺好
ましくは３辺においてワークＷの内面と当接し、位置決
めと支持が可能である形状であれば良い。尚、ワーク支
持部２は架台１の両端に互いに向き合うように同軸上に
配置され、その間に模様付はユニット５が設けられてい
る。

模様付はユニット５は、例えばブラシホイール６とこれ
を回転させる駆動モータ８及びこれらを支持するゲージ
ング９とから成り、架台の送り機構に支持されることに
よって架台１上をワークＷに沿って平行に移動可能に設
けられている。

送り８１横１０としては、例えば送りねし機構が採用さ
れ、架台内に回転自在に設置されている送りねじ１１に
螺合するナツト１２に模様付はユニット５のゲージング
９の脚部が取付けられている。

また、ゲージング９は、例えば送りねじ１１と平行に設
置されているガイド棒１３の上を摺動するスライダ１４
にも支持され、当該ケーシング９をガイド棒１３と送り
ねじ１１によって支持するように設けられている。尚、
送りねじ１１には正逆回転可能なモータが変速ａｍ（図
示省略）を介して装着され、該モータ１５及び変速機構
の制御によって任意の方向に任意速度で送りを与えるよ
うに設けられている。この送り機構１０は、図示してい
ないがＮＣ制御装置等によって、送り→停止を繰返した
り、送り速度を徐々に速くないし遅くするように制御す
ることも可能である。これによって、更に模様自体の変
化に因る横組模様が形成可能である。また、図示してい
ないが、送りｆｉｌ！椙としてチェーンを用い、これに
模様付はユニット５を支持させるようにしても良い。

ブラシホイール６は、ワークＷの被加工面Ｗ１と平行に
回転軸７が配置され、ブラシが適宜圧力でワークＷに対
し摺接し得るように設けられている０例えば、第３図に
示すように、ブラシホイール６は、その回転軸７が好ま
しくはワークＷの中心軸０と重ならないでかつ平行とな
らないように、最も好ましくは回転軸７がワークＷの中
心軸Ｏと重ならずかつ直交方向にしてワーク被加工面と
は平行に配置されている。また、回転軸をワークＷの中
心軸Ｏに対して斜交するように配置することによって、
模様付は方向を斜め方向にとることも可能である。また
、回転速度、ブラシの剛性、押付は力等を適宜泗択すれ
ば、回転軸と平行にブラシが植設されたブラシホイール
を、ワークＷの液加］二面に対し回転軸が直交するよう
に設置することも可能である。このブラシホイール６は
、−様な押付は圧力で加工するなめ、被加工面Ｗ１の形
状に合せて径の異なる幾つかのホイールを組合せ、全体
でワーク形状に対応させたホイール形状を成す、所謂総
形ホイールを構成している。均一な模様を得るには同じ
押付圧力で加工することが好ましく、周速度の差はそれ
ほど問題とならない、もっとも、部分的に異なる模様を
得たい場合にはこの限りでなく、被加工面Ｗ１の形状に
関係なくホイール径を同一にして加工部位毎に加工圧力
か異ならせるようにすることも可能である。この場合、
縦縞模様が形成される。また、ブラシホイール６は異な
る線径のワイヤブラシを組合せて使用しても良い。

ブラシホイール６としては、真鍮やステンレススティー
ル等のワイヤあるいは金属砥粒等を付着した樹脂ブラシ
等が好ましく、更に０．１〜０゜４鴎φの線径のものの
使用が好ましい０本実施例の場合、線径０，１〜０．４
ｍｍφの真鍮ないしステンレススティールのワイヤブラ
シが採用されている。Ｏ，，１ｍｍφ未満の小径になる
と模様が井田か過ぎて加工の意義が薄れるし、０，４關
φを越えると肌荒れのようになって模様という感覚でな
くなる。もっとも、肌荒れ模様を好む場合にはこの限り
でない。

このブラシホイール６のワークＷに対する押付は圧力、
回転数及び送り速度を適宜変えることによって感じの異
なる模様をつけることができる。

ブラシホイール６はワークＷの各被加工面Ｗ１に対応さ
せて複数配置することも可能であるし、−面分だけを装
備し、ワークＷを取付は直すことによって同じワイヤブ
ラシホイール６を使って他の面を加工するようにしても
良い。

尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の一例ではある
がこれに限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲において種々変形実施可能である。

例えば、本実施例では、装置の据付スペースを小さくす
るためワークＷを固定とし、模様付はユニット５を移動
するように構成したが、模様付はユニット５ｆｆＩＩＩ
を固定としワークＷ側を移動させるようにしても良い、
また、本実施例ではワイヤブラシホイール６とワークＷ
との間に直線的な相対送りを４えているが、蛇行させる
ような相対送りを与えるようにしても良い、この場合、
模様に更に変化を与え得る。

以上のように構成した模様付は装置によると、次のよう
にアルミニウム製品の表面Ｗ１に凹凸模様をつけること
ができる。

まず、架台のいずれか一端に模様付はユニット５を待避
させてからワークＷを模様付はユニット５内を貫通させ
て両端のワーク支持部２に取付ける。即ち、一方のワー
ク支持部２の固定チャック３′にワークＷの一端を嵌合
させてから他方の可動ワーク支持部２の可動チャック３
を挿入し、エアシリンダ４を作動させて締め付ける。

次いで、模様付はユニット５のモータ８を駆動し、ブラ
シホイール６を所望回転数で回転させると共に、送り機
構１０のモータ１５を回転させて所望の送り速度で送り
を与える。ブラシホイール６は一定の押付は圧力の下で
ワークＷの表面・被加工面Ｗ１に摺接し、その摩擦熱に
よってワーク表面Ｗ１を瞬時に溶かしかつ冷却して固ま
らせる。

このときの溶融状態即ち模様の形状、大きさ等はブラシ
の線径に依存し、線径を細かくするに従って模様が細か
くざらついた鋳肌の感じとなるか［第４図（Ａ）参照］
、線径を太くするに従って模様が荒れ凹凸が顕著な傾向
にある木質に近づく［第４図（Ｂ）参照］、尚、被加工
面Ｗ１においてワイヤブラシ６と対向しない面Ｗ２には
模様は付かないが、肌は一応荒れるので模様付は面Ｗ１
との差がそれほどなく奇異な感じは与えない、また、ブ
ラシホイール６の送りを一時的に停止させると、その部
分だけ他の部分よりも摩擦熱を受は溶けるため緻密な組
成となり他の部分即ち余り溶けていない部分と感じが異
なってくる。更に、この状態において、後処理としてア
ルマイト処理・着色処理を施すと、よく溶けた部分とそ
うでない部分とでは染料の入りが違ってくるため、着色
に濃淡が生ずる。このため、凹凸模様に加えて着色の濃
淡が加わり、横縞模様あるいは波状の複雑な深みのある
模様ができる。尚、この−時停止を規則的に行なうこと
によって規則的な波状模様が、不規則に行なうことによ
って不規則な波状模様が形成できる。

また、ブラシホイールの径を細かくすると、凹凸模様が
細かく小さくなるのでざらつき感のある鋳肌に近似して
行き、線径を太くすると凹凸模様が荒くなり金属の冷た
さを抑えた温みのある木質感に近づいて行く。

尚、この模様付は加工の後には、アルミニウム製品に一
般に採用されるアルマイト処理、封孔・着色処理を施す
ることによって、質感の変化を色彩によって更に強調さ
せることができ、特に目的とする質感に近い色彩例えば
木質感を出す場合には所望とする種類の木の肌の色を着
色すればより効果的である。また、塗装を後処理として
施す場合、自由に色彩が選択できるので、懐古調あるい
は古代調等、色々な調子に製品を仕上げることができる
。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明のアルミニウム
製品への模様付は方法は、アルミニウム製品の表面に回
転するブラシホイールを押し付けつつ製品表面に沿って
相対送りを享え、前記ブラシで製品表面を加熱し局部的
に溶かずようにしたので、アルミ製品の表面がブラシの
形状に沿って瞬間的に洛けかつ固まる。そのため、製品
表面に複雑な凹凸模様が連続的に形成される。そこで、
このブラシによる加熱条件と送り速度を適宜選択するこ
とによって、任意の模様付けが可能となる。

例えば、細かい線径のブラシを採用すれば、ざらついた
功肌感が得られるし、太い線径のブラシを採用すれば凹
凸の大きな木肌感を得ることができる。特に、ブラシホ
イールの送りを規則的ないし不規則に停止することによ
って、模様付けを更に複雑なものとし、加えて陽極酸化
処理、着色処理によって色彩の濃淡変化を与えて深みの
ある模様を形成し得る。また、後処理として塗装を施す
場合、立体的な凹凸の模様の上に好みの配色、色調の色
を重ねることによって、古代的な装飾効果等を与え得る
。

また５本発明は、アルミニウム製品を支持するワーク支
持部と、前記アルミニウム製品の被加工面に平行な回転
軸まわりに回転するブラシホイールと、該ブラシホイー
ルを回転させる駆動モータを備え、前記アルミニウム製
品の表面にブラシが摺接する位置関係を保って配備する
と共に前記ブラシホイールと前記アルミニウム製品との
間に相対送りを与える送り機構とを少なくとも有するよ
うにしたので、所望の立体凹凸模様付けを施したアルミ
ニウム製品を量産できる。

斯様に本発明は、あらゆるアルミニウム製品に応用可能
であり、その応用によってアルミニウム製品の適用範囲
を広げることができる。例えば本発明によって鋳肌模様
が施されたアルミ型材を使用して門扉を形成する場合、
鋳造品か有する重厚感や高級感を得、見栄えが良く尚か
つ軽量な門扉を提供できる。また、木肌の温りの有るア
ルミサツシ枠や置物等を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する装置の概略構造を示す斜
視図、第２図はワーク支持部の構造を示す側面図、第３
図はワイヤブラシホイールと被加工品との関係を説明す
る斜視図、第４図（Ａ）。 （Ｂ）は本発明方法によって加工したアルミニウム製品
の表面模様の一例を示す斜視図である。 ２・・・ワーク支持部、３．３１・・・チャック、５・
・・模様付りユニット、 ６・・・ブラシホイール、７・・・回転軸、８・・・駆
動モータ、１０・・・送り機構、Ｗ・・・アルミニウム
製品、Ｗｌ・・・被加工面。 第３図 旦

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム製品の表面に回転するブラシホィー
   ルを押しつけつつ製品表面に沿って相対送りを与え、前
   記ブラシホィールで製品表面を加熱し局部的に溶かすこ
   とを特徴とするアルミニウム製品への模様付け方法。
2. （２）前記ブラシホィールの相対送りを規則的にあるい
   は不規則に一時停止させることを特徴とする請求項１記
   載のアルミニウム製品への模様付け方法。
3. （３）後処理として、陽極酸化処理、封孔・着色処理を
   施すことを特徴とする請求項１ないし２のいずれかに記
   載のアルミニウム製品への模様付け方法。
4. （４）後処理として、塗装を施すことを特徴とする請求
   項１ないし２のいずれかに記載のアルミニウム製品への
   模様付け方法。
5. （５）アルミニウム製品を支持するワーク支持部と、前
   記アルミニウム製品の被加工面に平行な回転軸まわりに
   回転するブラシホィールと、該ブラシホィールを回転さ
   せる駆動モータを備え、前記アルミニウム製品の表面に
   ブラシが摺接する位置関係を保って配備すると共に前記
   ブラシホィールと前記アルミニウム製品との間に相対送
   りを与える送り機構とを少なくとも有することを特徴と
   するアルミ製品への模様付け装置。