JPH106221A - サンドブラスト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のサンドブラストでは、ブラストヘッド
が姿勢変更不能状態で取付けられているので、このよう
なサンドブラストで、円柱形の彫刻材のような円弧状表
面に彫刻することができなかった。 【解決手段】 噴射ノズル４１を有するブラストヘッド
４と、ブラストヘッド４を彫刻材８に対して上下・左右
方向に移動操作するためのノズル操作装置２とを備えて
なるサンドブラストにおいて、ブラストヘッド４とノズ
ル操作装置２の間に、ノズル操作装置２の上下又は左右
の操作量に応じて噴射ノズル４１が彫刻材表面８ａに対
して垂直に対向し得る如くブラストヘッド４を上下又は
左右に揺動せしめるヘッド揺動装置７を設けることによ
り、円弧状表面８ａであっても機械による自動彫刻を行
えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、例えば石材のよ
うな彫刻材の表面に小粒子状の研磨材を吹き付けて彫刻
材表面に図柄や文字等を彫刻し得るようにしたサンドブ
ラストに関し、特に彫刻すべき表面が円弧面である彫刻
材でも上記彫刻を行い得るようにしたサンドブラストに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明の背景】石材のような彫刻材の表
面に図柄や文字等を彫刻する場合には、サンドブラスト
と称される装置が使用される。このサンドブラストは、
噴射ノズルから小粒子状の研磨材を高速噴射させること
で、彫刻材表面に所望の彫刻を加工するものである。

【０００３】図７〜図９には、従来のサンドブラストが
示されている。この従来のサンドブラストは、小粒子状
の研磨材Ｓ₁（図８）を収納する加圧タンク１と、該加
圧タンク１内の研磨材Ｓ₁を高速噴射させるブラストヘ
ッド４と、該ブラストヘッド４を上下・左右に移動操作
するためのノズル操作装置２と、ブラストヘッド４の噴
射ノズル４１から噴射された研磨材Ｓ₁を含む砂塵Ｓ
₂（図８）を回収するための砂塵回収装置３と、該砂塵
回収装置３内に回収された砂塵Ｓ₂から分離される軽量
の粉塵を収容する集塵タンク１４とを備えている。

【０００４】加圧タンク１内の研磨材Ｓ₁は、その底部
に設けた研磨材調整器１０内に流入した後、図示しない
圧送装置からの高圧エアーＡによって供給管１１を通し
て噴射ノズル４１から高速噴射されるようになってい
る。

【０００５】ノズル操作装置２は、サーボモータを含む
上下動装置２１と同じくサーボモータを含む左右動装置
２２によって、彫刻材１０８に対してブラストヘッド４
を上下・左右の２次元方向に移動せしめ得るようになっ
ている。

【０００６】砂塵回収装置３は、上記砂塵Ｓ₂を吸引に
より回収して、それを重量物（研磨材Ｓ₁）と軽量物
（研磨材Ｓ₁が細かくなったもの及び彫刻材から削取さ
れた石粉）に分離する分離機１３と有している。

【０００７】ブラストヘッド４は、左右動装置２２の先
端部に姿勢変更不能状態で固着されており、上下動装置
２１及び左右動装置２２によって上下・左右の２次元方
向に移動せしめられるようになっている。尚、ノズル操
作装置２は、予めコントロールボックス２３で設定され
たプログラムでブラストヘッド４の動作を制御するよう
になっている。

【０００８】このブラストヘッド４には、図８に示すよ
うに、噴射ノズル４１の噴口４２を囲繞するようにして
砂塵吸引口３３が設けられており、該砂塵吸引口３３と
分離機１３とを回収管１２で接続している。尚、図８に
おいて符号４０は、ノズルカバーである。

【０００９】そして、この図７及び図８に示す従来のサ
ンドブラストでは、彫刻面が平坦状の彫刻材（例えば墓
石）１０８に文字や図柄等を彫刻するのに使用される
が、その際には、まず彫刻材１０８の表面１０８ａに加
工穴１０９ａつきの防護カバー１０９を貼り付けてお
く。尚、ブラストヘッド４の動作は、ノズル操作装置２
のコントロールボックス２３によって予め設定された軌
跡上を移動するようになっている。次に、ブラストヘッ
ド４のノズル噴口４２を加工部分の始点に位置合わせし
た状態で運転を開始すると、該ノズル噴口４２から研磨
材Ｓ₁が加工穴１０９ａを介して彫刻材表面１０８ａに
高速噴射され、順次研磨材Ｓ₁によって防護カバー１０
９の加工穴１０９ａ部分の彫刻材表面１０８ａが掘削
（掘削溝１０８ｂ）されていく。

【００１０】ところで、この従来のサンドブラストは、
ブラストヘッド４がノズル操作装置２の左右動装置２２
に固着されているので、図９に示す如く、例えば表面が
円弧面（例えば円柱形）の彫刻材８に彫刻する場合には
不向きである。即ち、円柱形の彫刻材８の表面に彫刻を
施す場合には、該彫刻材８を横倒し状態（あるいは立設
状態）で行われるが、その場合、ノズル操作装置２の上
下動装置２１によりブラストヘッド４を符号４′で示す
ように上下方向に移動操作すると、ブラストヘッド４の
噴射ノズル４１からの研磨材Ｓ₁を、円柱形の彫刻材８
の表面８ａに対して垂直に噴射できなくなる。このよう
に、従来のサンドブラストでは、ブラストヘッド４が彫
刻材８の円弧面８ａに追従できず、円柱形の彫刻材８に
彫刻をすることができない。

【００１１】このように彫刻材の円弧面に彫刻をする場
合には、従来のサンドブラストを使用することができ
ず、従来では作業者が手動でブラストヘッドを移動操作
して彫刻作業を行っているのが現状である。ところで、
このように、円弧面に手動で彫刻作業を行う場合には、
その作業に熟練を要し且つ噴射ノズル４１を円弧面に対
して正確に垂直方向に指向させるのが難しいという問題
があるとともに、ブラストヘッド４を常に手で支持して
おかなければならないためにその作業が重労働となると
いう問題がある。

【００１２】本願発明は、彫刻材の円弧面に彫刻をする
場合の上記問題点に鑑み、そのような円弧面に自動で彫
刻を施すことができるようにしたサンドブラストを提供
することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記課題を
解決するための手段として次の構成を有している。

【００１４】即ち、本願発明は、従来の技術の項で説明
したサンドブラストにおいて、ブラストヘッドとノズル
操作装置の間に、該ノズル操作装置の上下又は左右の操
作量に応じて噴射ノズルが彫刻材表面に対して垂直に対
向する如くブラストヘッドを上下又は左右に揺動せしめ
るヘッド揺動装置を設けて構成している。

【００１５】このヘッド揺動装置は、ブラストヘッドを
彫刻材の円弧状表面に摺接させた状態で、該ブラストヘ
ッドをノズル操作装置により左右又は上下に移動させる
と、ブラストヘッドの噴射ノズルが彫刻すべき円弧状表
面に対して垂直に対向する如く、該ブラストヘッドを自
動的に左右又は上下に揺動せしめ得るようになってい
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図６を参照して本願
発明の実施形態を説明すると、図１〜図４には本願の第
１実施形態が示され、又、図５及び図６には同第２実施
形態のサンドブラストが示されている。この各実施形態
のサンドブラストは、平坦状の彫刻面ばかりでなく、円
弧状表面にも彫刻し得るように構成したものである。

【００１７】図１及び図２に示す第１実施形態のサンド
ブラストの基本構成及び機能は、図８に示す従来例のも
のとほぼ同様である。即ち、図１及び図２のサンドブラ
ストは、小粒子状の研磨材Ｓ₁を収納する加圧タンク１
と、該加圧タンク１内の研磨材Ｓ₁を高速噴射させるブ
ラストヘッド４と、該ブラストヘッド４を上下・左右に
移動操作するためのノズル操作装置２と、ブラストヘッ
ド４の噴射ノズル４１から噴射された研磨材Ｓ₁を含む
砂塵Ｓ₂を回収するための砂塵回収装置３と、該砂塵Ｓ₂
から分離される軽量の粉塵を収容する集塵タンク１４と
を備えている。

【００１８】そして、このサンドブラストを使用するに
は、まず図３に示すように、彫刻材８の表面８ａに加工
穴９ａつきの防護カバー９を貼り付けておく。次に、ブ
ラストヘッド４のノズル噴口４２を防護カバー９の加工
穴９ａの始端部に位置合わせし、且つブラストヘッド４
の先端部を彫刻材表面８ａに接触させた状態で運転を開
始する。すると、研磨材調整器１０からの研磨材Ｓ₁が
噴射ノズル４１側に供給され、該研磨材Ｓ₁がノズル噴
口４２から彫刻材表面８ａに高速噴射される。尚、ノズ
ル噴口４２から噴射された研磨材Ｓ₁は、防護カバー９
の加工穴９ａに対応する部分の彫刻材表面８ａを掘削す
るようになり、順次研磨材Ｓ₁によって彫刻材表面８ａ
に所定形状の掘削溝８ｂが形成されていく。このとき、
ノズル噴口４２から噴射された研磨材Ｓ₁及び彫刻材表
面８ａから削取された石粉等からなる混合砂塵Ｓ₂は、
砂塵吸引口３３から吸引され、回収管１２を通って分離
機１３内に収容される。そして、分離機１３のサイクロ
ン機能によって、重量物（研磨材Ｓ₁）と軽量物（石粉
等）とを分離し、該重量物のみが分離機１３の底部に落
下・堆積されるとともに、軽量物は集塵タンク１４側に
吸引されて収容されるようになる。尚、分離機１３の底
部に堆積された重量物（研磨材Ｓ₁）は、高圧エアーＡ
（図１）の供給を停止すると、自動的に加圧タンク１内
に落下し、続いて研磨材調整器１０内に流入して順次循
環するようになる。

【００１９】ブラストヘッド４の先端部には、この第１
実施形態では、上記砂塵Ｓ₂が周囲に飛散するのを防止
するための内外２重のカバー体５，６が取付けられてい
る。この各カバー体５，６は、スポンジ等の弾性材で形
成されており、防護カバー９に摺動しても該防護カバー
９を傷つけないようにしている。又、この各筒状カバー
体５，６は、図３及び図４に示すように彫刻面が円弧状
表面８ａであるときには、カバー体先端面が該円弧状表
面８ａの形状に合うような凹面形状のものを使用すると
よい。

【００２０】このサンドブラストでは、例えば図３又は
図４に示すように、円柱形の彫刻材８を横倒し姿勢に設
置した状態で、その円弧状表面８ａに彫刻を施し得るよ
うに構成されている。図示の実施形態では、ノズル操作
装置２の左右動装置２２の先端面２２ａに、ブラストヘ
ッド４を上下に揺動せしめ得るヘッド揺動装置７を設け
ている。

【００２１】このヘッド揺動装置７は、図２及び図３に
示す如く、ブラストヘッド４を垂直面内で回動させるた
めの回動装置１５と、ブラストヘッド４を前方（彫刻材
８側）に付勢するための付勢装置１６とを備えている。

【００２２】回動装置１５は、左右動装置２２の先端面
２２ａに取付けられた軸受５１と、該軸受５１に嵌入さ
れた軸５２と、該軸５２を取付けた台板５４と、該台板
５４を軸受５１に対して揺動させる伸縮シリンダ５５と
を有している。軸受５１は、左右動装置２２の作動方向
に向けて横向きに設置されており、該軸受５１に嵌入さ
れた軸５２が左右動装置２２の作動方向と直交する鉛直
面内で回動し得るようになっている。尚、軸受５１と軸
５２間にはベアリング５３が介設されている。又、左右
動装置２２の先端面２２ａには、伸縮シリンダ５５を支
持するための取付板５６が固定されている。そして、伸
縮シリンダ５５は、その基端側（シリンダチューブ）を
取付板５６側にピン５７で連結するとともに、その先端
側（シリンダロッド）を台板５４側にピン５８で連結し
て取付けられている。この伸縮シリンダ５５の伸長力
は、比較的弱いものであり、且つ圧縮方向に抵抗が加わ
ると、その抵抗力で縮小するようになっている。

【００２３】付勢装置１６は、台板５４の側面に前後方
向に向けて取付けたガイド棒６２，６２に沿って、ブラ
ストヘッド４を前方に付勢させる付勢シリンダ６１を使
用している。この付勢シリンダ６１には、ブラストヘッ
ド４の取付台６３が連結されている。そして、この付勢
装置１６は、付勢シリンダ６１により、常時適度の付勢
力でブラストヘッド４を前方側に付勢しているが、後退
方向に抵抗が加わると、その抵抗力で後退するようにな
っている。尚、ヘッド揺動装置７によるブラストヘッド
４の姿勢変更角度は、例えば図４に示すように上下各４
５°づつの合計９０°程度まで可能である。

【００２４】この第１実施形態のサンドブラストの使用
方法を説明すると、彫刻材８の彫刻面が平坦面である場
合には、ヘッド揺動装置７の伸縮シリンダ５５及び付勢
シリンダ６１をＯＦＦ状態にして通常の使用形態で作業
をする。この場合、噴射ノズル４１の噴口４２は、彫刻
面に対して垂直に向く姿勢のままで、該彫刻面と平行な
鉛直面内で移動するようになる。尚、このように平坦な
彫刻面を彫刻する場合には、各カバー体５，５の先端面
を彫刻面から僅か（１〜２mm程度）だけ離間させた状態
で行うとよい。

【００２５】次に、例えば円柱形の彫刻材８の円弧状表
面８ａに彫刻する場合について説明すると、この場合
は、図３及び図４に示すように、ブラストヘッド４を彫
刻すべき円弧状表面８ａの初期位置に近接させた状態
で、ヘッド揺動装置７の伸縮シリンダ５５及び付勢シリ
ンダ６１を機能させる。すると、ブラストヘッド４は、
付勢シリンダ６１によってブラストヘッド４の先端面
（カバー体５，６の先端面）が彫刻材表面（防護カバー
９の表面）に軽く接触するまで前進せしめられ、且つ伸
縮シリンダ５５によって各カバー体５，６の先端面が円
弧状表面８ａに対して安定した姿勢で接触する（全面接
触する）ようにブラストヘッド４の姿勢を自動で補正す
るようになる。この状態では、噴射ノズル４１の噴口４
２が彫刻すべき円弧状表面８ａに対して垂直に指向して
いる。そして、この状態から運転を開始すると、ノズル
操作装置２（上下動装置２１と左右動装置２２）がコン
トロールボックス２３で設定した通りに作動せしめられ
て、ブラストヘッド４が順次上下左右に移動するように
なる。

【００２６】ところで、左右動装置２２の先端面２２ａ
が、図４において実線図示位置（上下中間位置）から上
方（符号２２ａ′）又は下方（符号２２ａ″）に移動す
ると、そのままではブラストヘッドの先端面（カバー体
５，６の先端面）が円弧状表面８ａから離間するように
なるが、ブラストヘッド４が付勢シリンダ６１で前方に
付勢されているので、該ブラストヘッド先端面が円弧状
表面８ａに対して接触状態を維持し、且つ伸縮シリンダ
５５の伸長機能によって該ブラストヘッド先端面が円弧
状表面８ａに沿って全面接触するようにブラストヘッド
４の姿勢を補正するようになる。即ち、取付台６３（図
３）が前進するとともに、台板５４（図３）が軸５２を
中心にして上方又は下方に揺動する。尚、このとき、上
下に変位したブラストヘッド４′，４″の各ノズル噴口
４２′，４２″は、それぞれ彫刻材表面８ａに対して垂
直に対向（彫刻材８の中心点Ｐに対向）するようになっ
ている。又、左右動装置２２の先端面２２ａが、２２
ａ′で示す上位置、又は２２ａ″で示す下位置から彫刻
材８の中心Ｐの高さ位置に戻ろうとする場合には、ブラ
ストヘッド４の先端面と彫刻材表面８ａとの突っ張り作
用によって、該ブラストヘッド４が付勢シリンダ６１に
抗して順次自動で後退するとともに、伸縮シリンダ５５
が順次自動で縮小せしめられて、ノズル噴口４２が常に
彫刻材中心Ｐに指向した状態でブラストヘッド４を図４
に実線図示する位置及び姿勢まで戻すようになる。

【００２７】このように、本願のサンドブラストでは、
円弧状表面８ａをもつ彫刻材８に彫刻する場合に、ヘッ
ド揺動装置７が、ノズル噴口４２を彫刻材表面８ａに対
して常に垂直に向くようにブラストヘッド４の姿勢を自
動で補正するようになっているので、円弧状表面８ａに
対してでも、自動で彫刻し得るようになる。

【００２８】図５及び図６には、本願の第２実施形態の
サンドブラストが示されているが、この第２実施形態で
は、上記ヘッド揺動装置７によるブラストヘッド４の揺
動動作がスムーズに行われるようにするための機構を備
えている。即ち、この第２実施形態では、ブラストヘッ
ド４の外側に金属板からなる箱状のカバー体１７を取付
け、このカバー体１７の左右両側面７１，７１に、彫刻
材８の円弧面８ａ上で転動する複数個づつ（図示例では
左右５個づつ）のフリーベアリング７２，７２・・を取
付けている。この左右各側のフリーベアリング７２，７
２・・は、図６に示すように、それぞれ彫刻材円弧面８
ａに同時に接触するように配置されている。

【００２９】そして、この第２実施形態のものでは、彫
刻材８の円弧面８ａに彫刻を施す際に、上下動装置２１
（図１）によって左右動装置２２が上下動せしめられる
と、各フリーベアリング７２，７２・・の球体が彫刻材
円弧面８ａに沿って転動し、ブラストヘッド４が確実に
かつスムーズに姿勢変更されるようになる。尚、左右動
装置２２が上下動したときには、第１実施形態の場合と
同様に、付勢装置１６によってブラストヘッド４が前後
動するとともに回動装置によってブラストヘッド４（噴
射ノズル４１）が彫刻材円弧面８ａに対して常に垂直に
指向する状態で角度変化するようになっている。

【００３０】又、この第２実施形態では、箱状のカバー
体１７が第１実施形態の外側カバー体６としての機能を
有するようになっている。尚、箱状カバー体１７の先端
面は、彫刻作業時において彫刻材表面８ａから若干幅
（２〜３mm程度）だけ離間しており、彫刻作業時の粉塵
が僅かではあるがカバー体先端面と彫刻材表面との隙間
から外部に飛散するようになる。ところで、各フリーベ
アリング７２，７２・・は箱状カバー体１７の外側に配
置されているが、そのままでは箱状カバー体１７の外側
に飛散した粉塵が該フリーベアリング７２内に侵入する
ことがある。このように粉塵がフリーベアリング７２内
に侵入すると、内部の球体がスムーズに回転しなくな
り、彫刻材表面８ａの防護カバー９（図３参照）を傷つ
けるおそれがある。本願第２実施形態では、このような
問題を改善するために、各フリーベアリング７２，７２
・・に、高圧空気を供給するホース７３を接続してい
る。そして、彫刻作業中において、各ホース７３から高
圧空気を各フリーベアリング７２の内方から外方に向け
て吹き出させるようにすることにより、彫刻作業中に発
生する粉塵が該フリーベアリング７２内に侵入しないよ
うにしている。

【００３１】尚、上記の各実施形態では、左右動装置２
２の先端面２２ａ部分でブラストヘッド４が上下に揺動
するように構成しているが、他の実施形態では、ノズル
操作装置２に対してブラストヘッド４を左右に揺動させ
るようにしてもよい。この場合は、ヘッド揺動装置７を
左右動装置先端部の上面又は下面に取付ければよい。
尚、このようにブラストヘッド４を左右に揺動させるも
のでは、円柱形の彫刻材８を縦向きに設置して彫刻作業
をする。

【００３２】

【発明の効果】本願発明のサンドブラストによれば、ブ
ラストヘッド４とノズル操作装置２との間にヘッド揺動
装置７を設けて、ブラストヘッド４の上下又は左右に変
位したときでも、噴射ノズル４１を彫刻材８の表面８ａ
に対して常時垂直に指向するようにしているので、彫刻
面が円弧状であっても、このサンドブラストによって自
動で彫刻作業が行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１実施形態に係るサンドブラスト
の概略図である。

【図２】図１のＡ矢視拡大図である。

【図３】図２のIII−III断面相当図である。

【図４】図１のサンドブラストの作動状態図である。

【図５】本願発明の第２実施形態に係るサンドブラスト
の図３相当図である。

【図６】図５のVI−VI矢視図である。

【図７】従来のサンドブラストの概略図である。

【図８】図７のブラストヘッドのブラストヘッド部分の
断面図である。

【図９】図７のサンドブラストの作動状態図である。

【符号の説明】

２はノズル操作装置、４はブラストヘッド、７はヘッド
揺動装置、８は彫刻材、８ａは表面、２１は上下動装
置、２２は左右動装置、４１は噴射ノズル、４２は噴口
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 彫刻材（８）の表面（８ａ）に研磨材を
   吹き付けて、該彫刻材表面（８ａ）を彫刻し得る噴射ノ
   ズル（４１）を有するブラストヘッド（４）と、該ブラ
   ストヘッド（４）を彫刻材（８）に対して上下・左右方
   向に移動操作するためのノズル操作装置（２）とを備え
   てなるサンドブラストにおいて、前記ブラストヘッド
   （４）と前記ノズル操作装置（２）の間に、該ノズル操
   作装置（２）の上下又は左右の操作量に応じて前記噴射
   ノズル（４１）が前記彫刻材表面（８ａ）に対して常時
   垂直に対向する如く前記ブラストヘッド（４）を上下又
   は左右に揺動せしめるヘッド揺動装置（７）を設けたこ
   とを特徴とするサンドブラスト。