JPH04269158A - 石材研磨装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は切削加工を終わった石材
の表面を、三次元移動する砥石で自動的に研磨する装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、墓石や石碑、灯篭、石塔などの石
材加工品は、先ず所定の形状に切削加工した後、砥石で
研磨して仕上げている。近年、切削加工機は自動化され
複雑な形状のものも加工できるようになってきた。しか
しながら、平面的な形状のものは機械により自動研磨を
行なうことができるが、例えば図７に示すような凹曲面
のある五輪塔の笠のようなものは自動研磨することがで
きず、従来は研磨機を手にもって石材の表面を研磨して
いたため、作業性が悪く、しかも重い研磨機をもって行
なうため作業者にとって重労働であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記欠点を除
去し、砥石を三次元的に任意に移動させると共に、所定
の力で砥石を石材の表面に密着させながら研磨して、凹
曲面や凸曲面などの複雑な表面形状でも自動的に研磨し
て作業性を大幅に向上できる石材研磨装置を提供するも
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、研磨する石材
を支持する支持テ−ブルと、この支持テ−ブルと対向し
て配置されたＹＺ方向移動スタンドと、このＹＺ方向移
動スタンドに水平に取付けられたＸ方向ガイドと、この
Ｘ方向ガイドに取付けられたスライドフレームと、この
スライドフレームの先端にＹ方向に揺動自在に支持され
た主軸支持フレームと、この主軸支持フレームにＸ方向
に揺動自在に支持された主軸支持筒と、この主軸支持筒
の内側に軸方向に沿って上下動自在に取付けられた主軸
と、前記主軸支持筒と主軸との間の取付けられ主軸を下
方に付勢するコイルスプリングと、この主軸の上端に連
結されたモーターと、前記主軸の下端に取付けられた砥
石とから成ることを特徴とする石材研磨装置である。

【０００５】更に請求項２記載の発明は、前記主軸の下
端に形成された半球状部と、この半球状部の上方に取付
けられた上部フランジと、前記半球状部の外側に摺動自
在に嵌合する砥石取付けフランジと、この砥石取付けフ
ランジと前記上部フランジとの間に取付けられたコイル
スプリングとから成る石材研磨装置である。

【０００６】

【作用】本発明の研磨装置により石材の研磨を行なう作
用は、先ず、支持テ−ブルの上に切削加工した石材を載
せて固定する。また石材の形状に合わせてリミットスイ
ッチや倣い板あるいは、マイクロコンピューターによる
プログラム制御によりＸ方向ガイドのＹＺ方向の移動量
と、スライドフレームのＸ方向の移動量を予めセットし
ておくと共に、主軸の首振りを行なうＹ方向の回転量と
、Ｘ方向の回転量も予めセットしておく。

【０００７】この後、ＹＺ方向移動スタンドを駆動させ
て、これに支持させたＸ方向ガイドをＹＺ方向に移動さ
せ、更にこのＸ方向ガイドに支持させたスライドフレー
ムをＸ方向に移動して砥石を石材の上部で停止させる。 次にスライドフレームに取付けたモーターを回転させる
と、スライドフレームの先端に揺動自在に接続した主軸
支持フレームが石材の形状に合わせてＹ方向に首を振る
。またこれと同時に主軸支持フレームに揺動自在に接続
した主軸支持筒を回転させて主軸を石材の表面形状に合
わせてＸ方向に首を振って、主軸の先端に取付けた砥石
を石材の表面に押し付ける。この時、主軸は上下に摺動
自在に主軸支持筒内に挿着され、コイルスプリングによ
り付勢されているので、主軸をモーターで回転させると
、砥石が石材の表面を押し付けながら研磨する。この状
態でＹＺ方向移動スタンドを駆動させてＸ方向ガイド３
をＹ方向に前後進させながら砥石をＺ方向に少しずつ下
げて順次研磨する。

【０００８】このようにして、順次石材の上部側から下
部側に向かって研磨していきながら主軸支持フレームに
支持させた主軸支持筒のＸ方向の首振り角度も下方に向
かうほど少なくなるように順次調整して、砥石を常時ス
プリング力により押し付けて密着させながら研磨してい
くようになっている。

【０００９】

【実施例】以下本発明を図１ないし図７を参照して詳細
に説明する。図において１は研磨する石材を支持する支
持テ−ブル、２はこの支持テ−ブル１と対向して配置さ
れたＹＺ方向移動スタンド、３はＹＺ方向移動スタンド
２に水平に取付けられたＸ方向ガイド、４はこのＸ方向
ガイド３に取付けられたスライドフレーム、５はスライ
ドフレーム４の先端にＹ方向に揺動自在に支持された主
軸支持フレーム、６は主軸支持フレーム５にＸ方向に揺
動自在に支持された主軸支持筒、７は主軸支持筒６の内
側に軸方向に沿って上下動自在に取付けられた主軸であ
る。

【００１０】この主軸７の外側に捲回されて主軸支持筒
６の先端との間にコイルスプリング４６が設けられてい
る。また主軸７の上端にモーター８が連結されていると
共に下端に砥石９が取付けられ、この回転する砥石９で
支持テ−ブル１の上にセットした石材１０を研磨するよ
うになっている。

【００１１】前記支持テ−ブル１は図３に示すように基
台１１の上にＸ方向に沿って２本のレール１２が設けら
れ、この上に台車１３が走行するように設けられている
。この台車１３の上にはターンテーブル１４が設けられ
、この中心に回転軸１５が設けられてこの下端にモータ
ー１６が接続されて回転するようになっている。また前
記台車１３には図１に示すように支柱パイプ１７が立設
され、この中間にアーム１８が上下動及び回転自在に取
付けられ、アーム１８の先端に取付けたセンター押え１
９で石材１０のセンターを固定するようになっている。

【００１２】また前記ＹＺ方向移動スタンド２は図２に
示すように基台２０にＹ方向に沿ってガイドレール２１
と送りねじ２２が設けられ、このガイドレール２１に案
内されながら送りねじ２２と螺合するスタンド支持台２
３が取付けられている。また基台２０から突出した前記
送りねじ２２の先端はプーリー２４とベルト２５でモー
タ２６のプーリー２４に連結され、モーター２６の回転
によりスタンド支持台２３をＹ方向に移動させるように
なっている。またスタンド支持台２３の上部には図１に
示すように２本の支柱パイプ２７とこの間に送りねじ２
８が立設され、送りねじ２８の上端はベベルギア２９、
２９を介してモーター３０に連結されている。

【００１３】このＹＺ方向移動スタンド２に支持されて
移動するＸ方向ガイド３は、図４に示すようにこの中間
を２本の支柱パイプ２７と送りねじ２８が上下に貫通し
、送りねじ２８と螺合している。このＸ方向ガイド３は
図１に示すようにＹＺ方向移動スタンド２の上部に設け
たモーター３０の回転によりベベルギア２９、２９を介
して送りねじ２８が回転することによりＺ方向に上下動
するようになっている。

【００１４】更にＸ方向ガイド３は図３及び図４に示す
ように３本のスライドシャフト３１と１本の送りねじ３
２が各コーナーのＸ方向に沿って取付けられ、送りねじ
３２の突出した端部がプーリー２４とベルト２５でモー
ター３３に連結されている。このＸ方向ガイド３に案内
されて移動するスライドフレーム４は、図５に示すよう
に支柱パイプ２７と送りねじ２８が貫通する部分を除い
た平面Ｕ字形のボックス状をなし、スライドシャフト３
１が貫通するシャフト受けボス３４と送りねじ３２と螺
合するねじ受けボス３５とが側板の内側に固定されてい
る。

【００１５】更にスライドフレーム４の先端には回転軸
３６を介して主軸支持フレーム５が連結されている。こ
の回転軸３６の中間にはギア３７ａが設けられ、これは
図５に示すようにギア３７ｂを介してモーター３８のギ
ア３７ｃに連結され、モーター３８の回転により主軸支
持フレーム５がＹ方向に回動して首振りするようになっ
ている。また主軸支持フレーム５は先端側が開口した平
面Ｕ字形状をなし、この開口部の内側に主軸支持筒６が
設けられている。主軸支持筒６の両側面には支持軸６ａ
、６ｂが突設されて主軸支持フレーム５の軸受けに支持
されている。 更に、一方の支持軸６ａの先端にはギア３９ａが取付け
られ、このギア３９ａはギア３９ｂ、プーリー２４、ベ
ルト２５を介してモーター４０のプーリー２４に連結さ
れ、モーター４０の回転により主軸支持筒６に支持され
た主軸７がＸ方向に回動して首振りするようになってい
る。

【００１６】また主軸支持筒６の上部内側には図４に示
すようにスプライン溝を形成したボス４１が取付けられ
、この上部にプーリー２４が設けられ、これはベルト２
５を介してモーター８のプーリー２４に連結され、モー
ター８の回転により主軸７を回転させるようになってい
る。主軸支持筒６に挿着した主軸７は、上端にスプライ
ン４４が形成されてボス４１に挿着され、上下に摺動し
ながら回転できるようになっている。また主軸７の下部
側はシリンダー４５に挿着され、突出した下端部に砥石
９が取付けられている。更に主軸支持筒６の下端とシリ
ンダー４５の下端との間にコイルスプリング４６が設け
られ主軸７を常時下方に付勢するようになっている。

【００１７】なおＹＺ方向移動スタンド２に支持された
Ｘ方向ガイド３のＹＺ方向の移動量と、Ｘ方向ガイド３
に支持されたスライドフレーム４のＸ方向の移動量は図
示しないリミットスイッチにより調整するようになって
いる。また主軸７の首振りを行なうＹ方向の回転量と、
Ｘ方向の回転量も同様に図示しないリミットスイッチに
より調整するようになっている。

【００１８】次に上記構造の石材研磨装置により石材１
０の研磨を行なう動作について説明する。先ず図１に示
すように、ターンテーブル１４の上に五輪の笠に切削加
工した石材１０を載せてからアーム１８を移動させて石
材１０の上部をセンター押え１９で固定する。この後、
台車１３をレール１２上を移動させて前進させる。また
石材１０の形状に合わせて図示しないリミットスイッチ
により、Ｘ方向ガイド３のＹＺ方向の移動量とスライド
フレーム４のＸ方向の移動量を予めセットしておくと共
に、主軸７の首振りを行なうＹ方向の回転量と、Ｘ方向
の回転量も予めセットしておく。

【００１９】この後、図２に示すようにモーター２６を
回転させて、プーリー２４及びベルト２５により送りね
じ２２を回転させると、これに螺合するスタンド支持台
２３がガイドレール２１をＹ方向に移動して石材１０の
端部側で停止する。また同時にモーター３０を回転させ
ベベルギア２９を介して送りねじ２８を回転させると、
これに螺合するＸ方向ガイド３がＺ方向に上下動させる
。この後、モーター３３を回転させると図６に示すよう
にプーリー２４及びベルト２５によりＸ方向ガイド３の
送りねじ３２が回転して、これにボス３５で螺合するス
ライドフレーム４にＸ方向に移動して砥石９は石材１０
の上部で停止する。

【００２０】次に図５に示すようにスライドフレーム４
に取付けたモーター３８を回転させるとギア３７ｃ、３
７ｂ、３７ａが回転し、主軸支持フレーム５が石材１０
の凹曲面形状に合わせてＹ方向に首を振る。またこれと
同時に主軸支持フレーム５に取付けたモーター４０を回
転させプーリー２４、ベルト２５、プーリー２４、ギア
３９ｂ、３９ａの順に回転力を伝達して主軸支持筒６を
Ｘ方向に回転させると、主軸７が石材１０の凹曲面形状
に合わせてＸ方向に首を振り、図６に示すように砥石９
が石材１０の表面に押し付けられる。この時、主軸７は
上部側にスプライン４４が形成されてボス４１に挿着さ
れているので主軸支持筒６内を上方に摺動してコイルス
プリング４６が押し縮められ、この反力によって数キロ
グラムの力で砥石９が石材１０の表面に押し付けられる
。この状態でモーター８を回転させプーリー２４、ベル
ト２５、プーリー２４で主軸７を回転させると、砥石９
が石材１０の表面を押し付けながら研磨する。

【００２１】この後、ＹＺ方向移動スタンド２に取付け
たモーター２６を回転させてスタンド支持台２３を移動
させると、これに接続された主軸７もＹ方向に移動して
、砥石９が回転しながら石材１０の表面をＹ方向に移動
して順次研磨する。石材１０の端部まで研磨したらリミ
ットスイッチが作動してモーター２６が反転して砥石９
が逆方向に移動を開始すると共に、ＹＺ方向移動スタン
ド２の上部に取付けたモーター３０を回転させてＸ方向
ガイド３をＺ方向に下降させることにより砥石９を少し
下げて研磨する。

【００２２】このようにして、図７に矢印で示すように
往復しながら順次石材１０の上部側から下部側に向かっ
て研磨していく。また主軸７のＹ方向の首振り角度も下
方に向かうほど少なくなるようにモーター４０を回転さ
せて順次調整していく。また主軸７は主軸支持筒６内を
上下に自由に摺動できると共に、コイルスプリング４６
により常時下方に付勢されているので、砥石９は石材１
０の三次元的に変化する曲面に合わせて密着しながら所
定の力で研磨することができる。石材１０の一面が研磨
を完了したらターンテーブル１４を９０度回転させて次
の面を研磨する。

【００２３】なお上記実施例では、五輪塔の笠を研磨す
る場合について説明したが、主軸７の移動範囲や角度を
自由に設定できるので、図８に示すような複雑な形状の
石材１０でも自動的に研磨することができる。また主軸
７の移動範囲や角度設定はリミットスイッチによる機構
に限らず、倣い板を用いたものや、マイクロコンピュー
ターによりプログラム制御する機構でも良い。

【００２４】図９は本発明の他の実施例による砥石取付
具４７で主軸７の先端に一体に取付けるものである。こ
の砥石取付具４７は上部にねじ山４８が形成され、下部
に半球状部４９を形成した軸７ａの上部に上部フランジ
５０を水平に設け、下部に前記半球状部４９を囲んで砥
石取付けフランジ５１を回転自在に嵌合させ、この砥石
取付けフランジ５１と上部フランジ５０との間にコイル
スプリング５２を介在させたものである。前記砥石取付
けフランジ５１は内面が球面状の金具５３の外側にゴム
板５４を一体に嵌合したもので、この下面に砥石９を取
付けるようになっている。また砥石９は上面にマグネッ
ト５５を取付けたゴム板５６の下面に砥石面５７を形成
したもので、マグネット５５を金具５３に吸着させてワ
ンタッチで接合できるようになっている。

【００２５】上記構造の砥石取付具４７は、図１０に示
すように砥石取付けフランジ５１が半球状部４９の外側
を自由に回転できると共にコイルスプリング５２で付勢
されているので複雑な形状の石材１０でも表面に確実に
密着して研磨することができる。

【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る石材研磨
装置によれば、砥石を三次元的に任意に移動させると共
に、スプリングにより所定の力で砥石を石材の表面に密
着させながら研磨して、凹曲面や凸曲面など複雑な表面
形状の石材でも自動的に研磨でき、作業性を大幅に向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による石材研磨装置を示す正
面図である。

【図２】図１に示す石材研磨装置の平面図である。

【図３】図１に示す石材研磨装置の右側面図である。

【図４】図１に示す主軸部分の構造を一部破断して示す
拡大正面図である。

【図５】図４に示す主軸部分の構造を一部破断して示す
拡大平面図である。

【図６】図４に示す主軸が揺動した状態を示す拡大正面
図である。

【図７】砥石で五輪塔の笠を研磨している状態を示す斜
視図である。

【図８】他の形状の石材を示す斜視図である。

【図９】本発明の他の実施例による砥石取付具を示す断
面図である。

【図１０】図９に示す砥石取付具が揺動した状態を示す
断面図である。

【符合の説明】

１　　支持テ−ブル ２　　ＹＺ方向移動スタンド ３　　Ｘ方向ガイド ４　　スライドフレーム ５　　主軸支持フレーム ６　　主軸支持筒 ７　　主軸 ８　　モーター ９　　砥石 １０　　石材 １３　　台車 １４　　ターンテーブル １６　　モーター １７　　支柱パイプ １９　　センター押え ２１　　ガイドレール ２３　　スタンド支持台 ２４　　プーリー ２５　　ベルト ２７　　支柱パイプ ２８　　送りねじ ３０　　モーター ３１　　スライドシャフト ３６　　回転軸 ４４　　スプライン ４５　　シリンダー ４６　　コイルスプリング ４７　　砥石取付具 ４９　　半球状部 ５０　　上部フランジ ５１　　砥石取付けフランジ ５２　　コイルスプリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　研磨する石材を支持する支持テ−ブル
   と、この支持テ−ブルと対向して配置されたＹＺ方向移
   動スタンドと、このＹＺ方向移動スタンドに水平に取付
   けられたＸ方向ガイドと、このＸ方向ガイドに取付けら
   れたスライドフレームと、このスライドフレームの先端
   にＹ方向に揺動自在に支持された主軸支持フレームと、
   この主軸支持フレームにＸ方向に揺動自在に支持された
   主軸支持筒と、この主軸支持筒の内側に軸方向に沿って
   上下動自在に取付けられた主軸と、前記主軸支持筒と主
   軸との間の取付けられ主軸を下方に付勢するコイルスプ
   リングと、この主軸の上端に連結されたモーターと、前
   記主軸の下端に取付けられた砥石とから成ることを特徴
   とする石材研磨装置。
2. 【請求項２】　　主軸の下端に形成された半球状部と、
   この半球状部の上方に取付けられた上部フランジと、前
   記半球状部の外側に摺動自在に嵌合する砥石取付けフラ
   ンジと、この砥石取付けフランジと前記上部フランジと
   の間に取付けられたコイルスプリングとから成る請求項
   １記載の石材研磨装置。