JP2006500246A

JP2006500246A - 物品の製造装置及び製造方法

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Publication number: JP2006500246A
Application number: JP2004538035A
Authority: JP
Inventors: ジョ、ヒョングォン
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Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2006-01-05
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Abstract

皿やボールのような楕円形のうつわを成形するろくろは、形成する粘土を位置付けるダイ（２６）と、公転・自転駆動装置（２４）を有する。公転・自転駆動装置（２４）は、第１軸線を中心とするダイの公転と、第２軸線を中心とするダイの自転とを与える。工具は、第１の軸線に対して所定の位置に保持される。自転方向は公転方向と同じであり、自転速度は公転速度の半分である。

Description

本発明は、楕円形をなす物品を製造する装置及びその方法に関する。

楕円形をなす物品の代表的な例は、楕円形の陶器が挙げられる。従来、このような楕円形の陶器を成形するためには、注入成形法（スリップキャスティング）及びプレス成形法が用いられている。注入成形法は、複数の型を組み合わせてその中に楕円形のうつわに符合するキャビティを形成し、そこに泥漿を流し込んで成形する方式である。しかし、このような成形方法によると、泥漿の密度が下がり、上質な陶器を成形することができないという問題があった。また、プレス成形法では、ダイ（型）と押しパンチを用いており、型には、楕円形のうつわの下方（または上方）の形状を有する型を形成し、上方から下降する押しパンチには、うつわの上方（または下方）の形状を有する型を形成する。プレス成形の際は、たとえ粘土の密度はある程度上げられるとしても、回転ろくろにて製造するうつわ（円形のうつわ）に比べて質が劣るものであった。また、回転型製形ろくろでは円形のうつわを製造することができ、円周方向に粘土に圧力を加えて粘土の粒子を配列させることにより、うつわの強度を高めると共に変形を減らすなどの多くの利点がある。しかしながら、正円形物品の成形のみが可能であった従来の陶器の成形手段であるろくろ、製形ろくろ、自動成形機等によっては、正円形でなく楕円形のうつわを生産することが困難であった。

本発明は、工作物を回転させながら成形または加工する工具で楕円形をなす物品を製造する装置及び方法を提供することを目的とする。

また、楕円形の陶器を成形する製形ろくろを提供することを他の目的とする。

また、製造される物品が有する離心率（円から楕円へどの程度ズレているかということ）を変化させ得る楕円形をなす物品の製造装置を提供することを他の目的とする。

また、楕円形の物品が有する楕円の大きさを変化させ得る楕円形をなす物品の製造装置を提供することを他の目的とする。

また、様々な大きさの正円形物品を製造することができる物品の製造装置を提供することを他の目的とする。

さらに、成形用の製形ローラーと、この製形ローラーを用いて物品を成形する方法と装置を提供することを他の目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明による楕円形物品の製造装置は、工作物と工具の相対運動により工作物を成形または加工して少なくとも一部に楕円形をなす物品を製造する装置であって、前記工作物を装着する工作物支持具と、前記工作物支持具を第１軸線を中心として公転させる公転駆動機と前記第１軸線に平行な第２軸線を中心として前記工作物支持具を自転させる自転駆動機とを有する公転・自転駆動装置と、前記工具を支持し、前記第１軸線に対して一定の位置に前記工具を位置させる工具台とを備えている。前記公転・自転駆動装置は、前記工作物支持具の公転方向と自転方向を同一に維持し、公転速度の大きさと自転速度の大きさを２：１に維持する。

本発明の一つの実施形態では、前記公転・自転駆動装置の前記自転駆動機は、第１軸線に位置する固定された公転中心軸と、前記第２軸線に位置し、工作物支持具と連結される自転中心軸と、前記公転中心軸及び自転中心軸に平行な媒介軸と、前記公転中心軸を媒介軸に連結する第１のリンクと、前記媒介軸を自転中心軸に連結する第２のリンクと、前記公転中心軸と前記媒介軸に固定されて噛み合う一対のギアと、前記媒介軸と前記自転中心軸に固定されて噛み合う一対のギアとを備える。また、前記公転駆動機は、前記自転駆動機構を覆うと共に第１軸線を中心として回転するドラムと、前記ドラムの内部と前記自転中心軸を連結する連結棒とを備える。

本発明の他の実施形態では、前記公転駆動機は、前記自転駆動機を取り囲んで第１軸線を中心として回転するドラムと、前記ドラムの内部を半径方向に横切って延長され、第１軸線と第２軸線を通る直線移動機構とを備え、前記自転中心軸と前記公転中心軸との間の距離を調節することができる。この直線移動機構は、前記ドラムの内部に固定される支持ブロックと、前記自転中心軸に連結される送りブロックと、前記送りブロックを通って両支持ブロック間に延長するリードスクリューと、前記リードスクリューと並んで延長され、前記送りブロックを通って前記支持ブロックに固定される案内棒とを備えてもよい。

本発明の他の実施形態では、前記公転駆動機は、前記固定された公転中心軸の内側に回転可能に装着される駆動軸と、前記駆動軸を前記自転中心軸に連結する駆動リンクとを備えてもよい。また、本発明の他の実施形態では、前記公転駆動機は、公転駆動のための公転モーターを有し、前記自転駆動機は、自転駆動のための自転モーターを有してもよい。

前記楕円形をなす物品の製造装置は、楕円形のうつわを製造する装置である。このとき、前記工作物支持具は、楕円形のうつわの一部の形状に合う形状を有する型であってもよい。前記工具は、製形ローラーであっても、製形しゃもじ（整形こて：pallet）であっもよい。

また、実施形態では、楕円形物品の製造装置は、木材または金属を加工することができ、このとき前記工具は、前記木材または金属を加工するカッターである。

本発明の他の側面による楕円形物品の製造方法は、少なくとも一部に楕円形をなす物品を製造する方法であって、工作物支持具に成形または加工する工作物を装着するステップと、前記工作物支持具を第１軸線を中心として公転させると共に第２軸線を中心として前記工作物支持具を自転させるステップと、前記第１軸線から一定の距離を置いて工具を位置させるステップとを含むことを特徴とする。

さらに、本発明の実施形態による楕円形物品の製造方法は、前記第１軸線と前記第２軸線間の距離を調節するステップをさらに含む。また、前記第１軸線と工具間の距離を調節するステップをさらに含む。

本発明のさらに他の側面による楕円形物品の製造方法は、製形ろくろで粘土のような成形性材料の工作物を加工して円形または楕円形物品を成形して製造する方法であって、型に成形性工作物を装着するステップと、前記型を回転軸線を中心として回転させるステップと、前記型の回転軸線とは異なる回転軸線を中心として回転する製形ローラーを前記型の回転軸線に対して一定の距離を置いて位置させるステップとを含むことを特徴とする。

本発明のさらに他の側面による製形ろくろは、粘土のような成形性材料の工作物を加工して、円形または楕円形物品を成形して製造する製形ろくろであって、前記成形性工作物を装着する型と、前記型を回転軸線を中心として回転駆動する駆動装置と、前記型の回転軸線とは異なる回転軸線を中心として回転する製形ローラーとを備えることを特徴とする。

本発明のさらに他の側面による製形ローラーは、製形ろくろに装着されて粘土のような成形性材料の工作物を成形する製形ローラーであって、回転軸と、回転軸に固定され、前記工作物と接触する円周面を有する筒体とを備えることを特徴とする。

以下、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の目的と特徴を明確に理解できるように、添付の図面を参照して本発明による実施の形態に対して説明する。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態による製形ろくろで成形する楕円形のうつわを示す。例として、楕円形のうつわ１０は、長径Ｄａが短径Ｄｂの約２倍であり、側縁１２の高さが低く、厚さｔが薄く、低い足１４を有する楕円形皿である。図１における斜線部分は、うつわの断面を示すものである。製形ろくろで成形される楕円形のうつわ１０は、以降の乾燥と素焼きと本焼きの過程において収縮するため、最終製品の大きさよりも若干大きく成形される。

図２は、本発明の第１の実施の形態による楕円形物品製造装置の製形ろくろ２０を示す概略図である。製形ろくろ２０は、フレーム２２（support：サポート）と、公転・自転駆動装置２４と、型２６と、工具台２８とを備えている。フレーム２２は、鋼材からなるベースフレーム３０と、このベースフレーム３０を覆い、後述するドラムの回転を支持するだけの剛性を有する支持蓋３２とを有している。図２において、支持蓋３２は断面に示されている。ベースフレーム３０には、駆動力を伝達する駆動モーター３４が設けられているが、これに限定されるものではない。駆動モーター３４には、例えば減速ギア（または変速ギア等）が設けられ、モーター軸３６とその先端に設けられたベルトプーリー３８とを有している。

公転・自転駆動装置２４は、後述するモーター３６の駆動力を受けて型２６が公転と自転をするように動力を伝達する。型２６上には、工作物である成形すべき粘土が置かれ、成形後、楕円形のうつわ１０が成形される。図２において、型２６は断面に示され、またその上に置かれる工作物である楕円形のうつわ１０も断面に示されている。また、製形ろくろ２０は、工具台２８を有している。工具台２８は、ベースフレーム３０に固定されたレバー支持台４２と、レバー支持台４２に回転可能に枢着した回転レバー４４と、回転レバー４４の下方に取り付けられた工具である製形ローラー４６とを有している。

製形ローラー４６は、その中心軸線を中心として回転可能に取り付けられている。製形ローラーの回転軸線は、公転・自転駆動装置２４の公転中心軸線を通るように取り付けることが好ましい。枢着点（pivot point）を通って延長されたレバー４６には、ローラー駆動モーター４７が取り付けられ、このローラー駆動モーターの軸が整形ローラー４６の軸に連結され、製形ローラー４６を回転させる。実際の作業時には、レバー４４の先端取っ手４８を摘んで下ろすと、ローラー４６が回転すると共に工作物の粘土を押さえながら成形する。もしローラーが、ローラーの中心軸に連結された駆動装置によって、型の自転よりも数倍以上速い速度で回転すると、うつわの表面を滑らかにし、粘土の粒子配列をより均一かつ緻密にする効果が得られる。

図２乃至図５を参照して、公転・自転駆動装置２４は、公転駆動部と自転駆動部と直線移動装置とを有する。図示した実施の形態では、後述するように、直線移動装置が公転駆動部の一部としても機能する。公転駆動部は、ドラム５０を有する。ドラム５０は、ベルト５２でプーリー３８と連結され、モーター３４の動力が伝達され回転する。このとき、ドラム５０は、支持蓋３２に設けられた上部支持ベアリング５４によって回転可能に支持されている。ドラムは、後述する固定軸との間に、下部支持ベアリング５６が設けられて回転可能に支持されている（図４参照）。

図３乃至図５に示すように、自転駆動部は、三つの軸間にリンクとギアを用いて型軸に連結される型２６を自転させる。公転・自転駆動装置２４は、互いにリンクで連結され互いに平行な、公転中心軸として機能する固定軸５８と、媒介軸６０と、自転中心軸として機能する型軸６２とを有している。固定軸５８は、フレーム３０に固定され、ドラム５０の回転中心線上に位置する。型軸６２は、型２６と結合され、固定軸５８を中心として公転し、自らは自転する。固定軸５８と媒介軸６０との間は、第１のリンク６４で連結される。詳しく図示してはいないが、第１のリンク６４と固定軸５８との間、第１のリンク６４と媒介軸６０との間には、ベアリングが介在されている。また、媒介軸６０と型軸６２との間も、第２のリンク６６で連結されている。詳しく図示してはいないが、第２のリンク６６と型軸６２との間、第２のリンク６６と媒介軸６０との間には、ベアリングが介在されている。第２のリンク６６は、第１のリンク６４の上方に位置する。この実施の形態では、両リンク６４、６６の長さが等しいものとして説明しているが、これに限定されるものではない。

次に、図３乃至図５を参照して、固定軸５８には固定ギア６８が固定されている。媒介軸６０には、固定ギア６８と噛み合われる第１の媒介ギア７０が固定される。媒介軸６０には、さらに第１の媒介ギア７０の上部に第２の媒介ギア７２が固定されている。この第２の媒介ギア７２は、型軸６２に固定された自転ギア、即ち型ギア７４と噛み合われる。

図３乃至図５に示す実施の形態では、第１の媒介リンク６４と第２の媒介リンク６６は、リンクの長さが等しい。即ち、固定軸５８と媒介軸６０との間の距離と、媒介軸６０と型軸６２との間の距離が等しい。また、この実施の形態では、固定ギアの、第１の媒介ギア、第２の媒介ギア、型ギアの各ピッチ円の直径の比は、１．５：１．５：１．２である。しかし、これに制限されるものではなく、リンク７０、７２の長さと各ギアのピッチ円の直径の比を異なるようにすることができる。型軸６２が固定軸５８に対して２回公転する間、型軸６２を１回自転させる限り、いずれのギアピッチ円の比の組み合わせも用いることができる。

公転・自転駆動装置２４は、型軸６２を固定軸５８から近付けまたは遠ざける方向に直線移動する直線移動装置７６を備える。直線移動装置７６は、ドラム５０の直径方向の両端に配置され、固定される支持ブロック７８を備える。両支持ブロック７８の間に送りブロック８０が位置する。送りブロック８０には、型軸６２が延長され、ベアリングを介在させて回転可能に結合されている。リードスクリュー８２が一方の支持ブロック７８から延長され、送りブロック８０を通って、他方の支持ブロック７８に延長される。このリードスクリュー８２の一側端は、支持ブロック７８を通って突出し、その端には手で回すことができるダイヤル８４が結合されている。リードスクリュー８２は、支持ブロック７８によって回転可能に支持されている。リードスクリュー８２は、送りブロック８０内に設けられた送りナット（図示せず）と相互作用して、ダイヤル８４を回転させるとき、送りブロック８０を直線移動させることができる。この実施の形態では、送りブロック９０の直線移動のためにリードスクリューを用いたが、直線移動機構の構成はこれに制限されるものではない。送りスクリュー８２の両方には、案内棒８６が並設されている。この案内棒８６は、両側の支持ブロック７８に固定され、送りブロック８０を介して延長される。送りブロック８０の直線移動は、案内棒８６によって案内される。また、このような直線移動装置７６は、ドラム５０に固定され、型軸６２と結合されるので、ドラム５０の回転を型軸６２に伝達して型軸６２を公転させる公転駆動リンクとしても機能する。

次に、図３乃至図５を参照して、型軸６２が公転及び自転を行う作用について説明する。先ず、モーター３４からベルト５２を介して動力が伝達されたドラム５０が固定軸５８を中心として回転する。この実施の形態のドラム５０では、図３の矢印で示すように、時計方向に回転するものを説明しているが、本発明は、これに限定されるものではない。ドラム５０の回転は、直線移動装置７６の全体を回転させ、さらには型軸６２と、リンクで連結された媒介軸６０とを固定軸５８を中心として公転させる。このとき、第１の媒介ギア７０が固定ギア６８と噛み合って公転すると共に、自らは媒介軸６０の中心線に対して回転するようになる。この回転が媒介軸６０に伝達され、これが第２の媒介ギア７２を介して型ギア７４に伝達される。

このとき、型軸６２の自転方向は公転方向と等しく、自転速度の大きさは公転速度の大きさの１／２となる。これについて詳しく説明すると、一般に、ある中心線から一定の距離ほど離れた回転軸は、その中心線を基準として時計方向に公転するとき、回転軸と中心線との間に何らの媒介体がないと仮定すると、１回転の公転をする間、時計方向に１回転の自転を行う。ところが、この実施の形態では、固定軸５８と回転軸である型軸６２との間には、固定ギア６８と媒介ギア７０、７２と型ギア７４の媒介体があり、これらの噛合運動によって型ギア７４を反時計方向に公転速度の大きさの１／２の速度で自転させる動力が生成され、型軸に伝達される。従って、型軸の実際の自転速度の大きさは１／２と減少する。つまり型軸を公転方向と同じ方向に公転速度の大きさの１／２の速度で自転させることになる。

次いで、図６ａ乃至図６ｅを参照して、上述したように公転及び自転間にその方向が等しく、その速度が２：１の比であり、工具を固定させて工作物に前記運動をさせたときの、工作物に楕円形が形成される過程について説明する。図６ａ乃至図６ｅは、１回の公転を行う過程を示すものである。図６ａ乃至図６ｅにおいて、Ｐは型軸の位置、Ｔは固定軸の位置、Ｓは工具の１点である。図６ａでのＳ点は、成形する楕円の長径の終点を示す。また、図６ａにおいて、点ＲはＳ点によって成形する楕円の短径の終点を示す。図６ａないし図６ｅと関連した説明において、ＴＳはＴ点とＳ点間の距離を示し、Ｌは型軸と駆動軸の中心線間の距離（即ち、Ｐ点とＴ点との間の距離）を示し、円は型軸の公転軌道を示す。図６ａ乃至図６ｅでは、成形する楕円形は点線で表され、工作物が工具上の１点であるＳを通過することによって、実際に生成する楕円形は実線で表される。また、図６ｂ及び図６ｃの一点鎖線で表された楕円は、この実施の形態でのギア６８、７０、７２、７４がない場合において、楕円の位置を比較するためのものであり、本発明と直接的な関連はない。

図６ａは、開始位置の一例であり、この例では工具Ｓ、公転中心Ｔ、型軸中心Ｐが同じ直線上に位置する状態を示す。このとき、型軸中心と工具との間の距離ＰＳ、即ちＴＳとＬの和は成形する楕円の長径Ｄａの半分である。ＴＳとＬの差は成形する楕円の短径Ｄｂの半分である。楕円の長径軸はＰＳと一致し、短径軸はこれに直交している。

図６ｂは、型軸が公転軌道上を９０°公転した状態を示す。このとき、工作物は４５°自転した状態である。従って、成形する楕円の長径軸と短形軸は、公転中心軸と工具との間の線分ＴＳと４５°で会う。図６ｂのような位置に至る間、実線で表されただけの楕円が成形される。

図６ｃは、型軸が公転軌道上を１８０°公転した状態を示す。このとき、工作物は９０°自転した状態である。従って、成形する楕円の長径軸は、公転中心軸と工具との間の線分ＴＳと直交し、短径軸とは一致している。図６ｃのような位置に至る間、実線で表されただけの楕円が成形される。

図６ｄは、型軸が公転軌道上を１８０°以上３６０°以下の任意の角度で公転した状態を示す。このとき、工作物はその公転角度の１／２程度自転した状態である。図６ｄのような位置に至る間、実線で表されただけの楕円が成形される。

図６ｅは、型軸が公転軌道上を３６０°公転した状態を示す。このとき、工作物は１８０°自転した状態である。従って、成形する楕円の長径軸は、公転中心軸と工具との間の線分ＴＳと一致し、短径軸とは直交する。図６ｅのような位置に至る間、実線で表されただけ、即ち楕円の半分が成形される。

図６ａ乃至図６ｅの状態を繰り返してもう１回転公転させると、楕円の残りの半分が成形される。このように、工作物に公転及び自転運動をさせ、公転速度（公転数）と自転速度（自転数）の比が２：１となるようにし、公転中心Ｔから一定の距離のだけ離れた位置にＳ点が置かれるようにすると、そのＳ点を通過する工作物上の点は楕円の軌跡を描くようになり、楕円を成形することができるようになる。

次いで、図７ａ乃至図７ｃを参照して、楕円における長径と短径の比を変化させる方法について説明する。これは、図５において、型軸６２を直線移動させて、型軸６２の中心と固定軸５８の中心がなす距離を変化させることにより可能である。例えば、図７ａを参照して、公転中心Ｔと工具Ｓとの間の距離をＴＳとし、公転中心Ｔと自転中心Ｐとの間の距離をＬとすると、長径はＴＳ＋Ｌの２倍となり、短径はＴＳ−Ｌの２倍となる。図７ａのように、ＴＳが１６．５であり、Ｌが１．５であると、長径Ｄａは３６となり、短径Ｄｂは３０となる。図７ｂのように、ＴＳが１７．５であり、Ｌが７．５であると、長径Ｄａは５０となり、短径Ｄｂは２０となる。このように楕円の長径と短径の比が異なる楕円を成形することができる。また、図７ｃのように、公転中心Ｔと自転中心Ｐを一致させると、Ｌは０となる。ＴＳが１０であると、長径と短径が等しい、即ち直径Ｄが２０である円を成形することになる。

図８を参照して、工具の位置変化が及ぼす影響について説明する。公転中心Ｔと自転中心Ｐを固定して、これらの間の距離Ｌを一定にし、工具の位置を変化させて公転中心と工具との間の距離ＴＳを変化させれば楕円が変化する。例えば、ＴＳ１が１７．５であり、Ｌが２．５であると、長径Ｄａ１は４０となり、短径Ｄｂ１は３０となる。ここで、ＴＳ２のみを７．５に変えると、長径Ｄａ２は２０となり、短径Ｄｂ２は１０となる。即ち、長径と短径の差は常時一定にしており、それぞれの大きさと離心率が異なった楕円を得ることができる。図７ａ乃至図７ｃおよび図８において、点Ｉは媒介軸の中心を示し、各点間の実線は媒介リンクを示す。

図９に示す本発明の第２の実施の形態による製形ろくろの公転・自転駆動装置９２４は、公転駆動部と自転駆動部を備える。この実施の形態でも後述するように直線移動装置が公転駆動部の一部としても機能する。公転駆動部は、第１の実施の形態とは異なり、ドラム５０の代りにモーターから回転力が伝達される中央駆動軸９５０を有する。中央駆動軸９５０は、固定軸９５８の中央を貫通して延長され、これらの間にはベアリングが介在される。

次いで、図９を参照して、自転駆動部は、三つの軸の間にリンクとギアを用いて型軸に連結される型を自転させる。公転・自転駆動装置９２４は、互いにリンクで連結され互いに平行な、固定軸９５８と、媒介軸９６０と、型軸９６２とを有している。固定軸９５８は、フレームに固定されている。型軸９６２は、型と結合され、固定軸９５８を中心として公転し、自らは自転する。固定軸９５８と媒介軸９６０との間は、第１のリンク９６４で連結される。第１のリンク９６４と中央駆動軸９５０との間、及び第１のリンク９６４と媒介軸９６０との間には、ベアリングが介在されている。また、媒介軸９６０と型軸９６２との間も、第２のリンク９６６で連結されている。詳しく図示してはいないが、第２のリンク９６６と型軸９６２との間、第１のリンク９６４と媒介軸９６０との間には、ベアリングが介在されている。第２のリンク９６６は、第１のリンク９６４の上方に位置する。

次に、図９を参照して、固定軸９５８には固定ギア９６８が固定されている。媒介軸９６０には、固定ギア９６８と噛み合う第１の媒介ギア９７０が固定される。媒介軸９６０には、さらに第１の媒介ギア９７０の上部に第２の媒介ギア９７２が固定されている。この第２の媒介ギア９７２は、型軸９６２に固定された自転ギア、即ち型ギア９７４と噛み合う。

図９に示す実施の形態でも、第１の媒介リンク９６４と第２の媒介リンク９６６は、リンクの長さが等しい。即ち、固定軸９５８と媒介軸９６０との間の距離と、媒介軸９６０と型軸９６２との間の距離が等しい。また、この実施の形態において、固定ギアの、第１の媒介ギア、第２の媒介ギア、型ギアの各ピッチ円の直径の比は、１．２：１．５：１．５である。

公転・自転駆動装置９２４は、公転駆動部が、中央駆動軸９５０の回転により回転する、公転駆動リンク９７６と、駆動リンクホルダー９７８とを備える。リンクホルダー９７８は、駆動軸９５０に固定される。公転駆動リンク９７６には型軸９６２が固定される。リンクホルダー９７８の上部には孔が設けられ、この孔を通して駆動リンク９７６が延長される。作業詩には、リンクホルダー９７８と駆動リンク９７６が固定され、必要に応じてその固定を緩め、ホルダー９７８の孔を介して駆動リンク９７６（つまり、型軸９６２）を直線移動させることができる。このような固定と固定の緩めは固定用止めねじによって適切に行なわれることは、当業者であれば理解することができるだろう。リンクホルダー９７８に対して駆動リンク９７６を移動させると、公転中心である駆動軸９５０の中心と自転中心である型軸９６２の中心との間の距離を変化させることができる。また、詳しい説明はしていないが、細々しい調整のために第１の媒介リンク９６４と駆動軸９５０との間、リンクホルダー９７８と駆動軸９５０との間を固定と緩めが可能な固定用止めねじで結合することもできることを当業者であれば理解することができるだろう。

次いで、図９を参照して、駆動軸９５０が回転すると、リンクホルダー９７８と駆動リンク９７６が回転して型軸９６２が公転する。また、このとき、リンク９６４、９６６に連結された媒介軸９６０も公転するようになる。第１の媒介ギア９７０が固定ギア９６８と噛み合って公転すると共に自らは媒介軸９６０の中心線に対して回転するようになる。この第１の媒介ギアの回転が、媒介軸９６０に伝達され、これが第２の媒介ギア９７２を介して型ギア９７４に伝達される。つまり、型軸９７４は、希望する方向と速度で自転運動を得るようになる。このとき、自転方向は公転方向と等しく、自転速度の大きさは公転速度の大きさの１／２となる。

図１０ａ乃至図１０ｉを参照して、本発明の楕円形物品の製造装置において用いる工具の様々な例を示す。図１０ａ及び図１０ｂは、それぞれ図２に示す製形ローラー４６の斜視図及び回転中心軸線から半径方向に延長する平面で切断した断面図である。ローラー４６は、中間軸８８と軸上に設けられた筒体９０とを有する。筒体９０は、２つの円錐台を軸線方向に配列し、中央側へ行くほど半径が小さくなるように、即ち頂点側が向かい合うように配列した形状を有し、両円錐台間には溝９２が設けられている。この溝９２によってうつわの足が形成される。筒体をなす両円錐台の傾斜面がなす角度は、うつわの底と側縁がなす角度となる。

図１０ａ及び図１０ｂは、本発明による製形ローラーの一例を示すものであって、本発明は、これに制限されるものではない。他の整形ローラーの例として、２つの両円錐台が付いているが、円錐台の底側が付いている形態（図１０ｃ参照）であってもよく、円柱と円錐台を連結した形態（図１０ｄ参照）であってもよい。円錐台や円柱状のローラーは、回転中心軸線から半径方向に延長する平面で切断する時、表れる外郭線（ローラー表面がなす線）が直線（図１０ｂ、図１０ｃ及び図１０ｄ参照）として表れるが、これとは異なり、外郭線が凹状曲線（図１０ｅ参照）または凸状曲線（図１０ｆ参照）または直線と曲線の組合せ等の形態を有してもよい。前記例による製形ローラーは、本発明による製形ろくろで楕円形のうつわを成形すること以外にも、通常の製形ろくろで円形のうつわを製造するときも用いることができる。

図１０ｇは、製形しゃもじ（ヘラともいう）４６ａを用いてうつわ１０を成形するものである。しゃもじはうつわの底、足、側縁に符合する形状に形成されている。図１０ｈには、うつわ１０の内側を成形する製形しゃもじ４６ｂが示されている。整形しゃもじ４６ｂは、うつわの内側の底と内側の側縁に符合する形状に形成されている。

図１０ｉは、バイト４６ｄを用いて金属または木材のような工作物１０ｄを楕円形に加工する例を示している。工作物１０ｄは、先の実施の形態のような公転・自転駆動装置で駆動され、バイト４６ｄは固定される。バイト４６ｄ以外にもミリングカッターのような切削工具や研削砥石のような研削工具を用いて楕円形状を加工することができる。

以上、本発明を前記実施の形態を用いて説明したが、本発明はこれに制限されるものではない。前記実施の形態では、工作物全体が楕円形であるものについて説明したが、図１０ｉに示すように、一部に楕円形をなす物品を製造することも本発明の範疇に属するものである。また、前記実施の形態では、粘土を製形ろくろによって工作物として成形することについて説明したが、粘土以外にもある程度粘性を持って成形可能なゴム粘土、小麦粉の生地のような他の成形性材料の工作物も成形することができる。

前記実施の形態における公転・自転駆動装置は、機械的な動力伝達要素を用いて公転速度と自転速度の比を２：１に合わせているが、他の形態の公転・自転駆動装置を考慮することもできる。例えば、他の実施の形態では、公転駆動モーターと自転駆動モーターを別途に具備してもよい。即ち、公転駆動モーターは型軸を公転させ、自転駆動モーターは型軸を自転駆動させている。このとき、自転駆動モーターは、型軸に、公転方向とは反対方向に公転速度の大きさの１／２の大きさとなる駆動力を伝達する。すると、型軸は、結局、公転によって自然的に生じる自転、及び前記自転モーターの駆動による回転によって、公転方向に公転速度の大きさの１／２の大きさの速度で生じる自転をするようになる。

本発明によると、物品の一部形状または全体形状が楕円形である物品を製造する装置が提供され、本発明の目的が達成され得る。例えば、楕円形のうつわを成形する装置、即ち製形ろくろが提供される。この製形ろくろを用いると、通常の正円形のうつわをろくろで製造するような良質の楕円形のうつわを製造することができる。結局、従来に正円形の成形のみが可能であると考えられた軸の回転による陶器の成形手段であるろくろ、製形ろくろ、自動成形機等で、正円でなく楕円形のうつわの自動または半自動生産が可能となる。

また、一つの製造装置において楕円の離心率(長い程度)が異なるかまたは大きさが異なる楕円形物品を製造することができ、一つの製造装置において正円形の物品を製造することもできる。さらに、粘土のような成形性材料を製形ろくろによって成形する製形ローラーも提供される。

以上、上記実施の形態を挙げて本発明について図示して説明したが、本発明の範囲内で種々の変更や修正または追加が可能であることは勿論である。

図１は、本発明の一実施の形態による製形ろくろで製造するうつわを示す図であり、（ａ）は、その平面図であり、（ｂ）は、その一部右側断面図であり、（ｃ）は、その一部正断面図である。図２は、本発明の一実施の形態による製形ろくろを示す概略図である。図３は、図２の製形ろくろの公転・自転駆動装置におけるドラムを示す一部切開斜視図である。図４は、図２の製形ろくろの公転・自転駆動装置におけるドラムを示す正断面図である。図５は、図２の製形ろくろの公転・自転駆動装置におけるドラムを示す平断面図である。図６ａは、図２の製形ろくろの公転・自転駆動装置を用いて楕円成形動作の原理を説明する図である。図６ｂは、図２の製形ろくろの公転・自転駆動装置を用いて楕円成形動作の原理を説明する図である。図６ｃは、図２の製形ろくろの公転・自転駆動装置を用いて楕円成形動作の原理を説明する図である。図６ｄは、図２の製形ろくろの公転・自転駆動装置を用いて楕円成形動作の原理を説明する図である。図６ｅは、図２の製形ろくろの公転・自転駆動装置を用いて楕円成形動作の原理を説明する図である。図７ａは、図２の製形ろくろの公転・自転駆動装置の公転中心軸と自転中心軸との間の距離と、成形される物品の楕円形との関係を示す図である。図７ｂは、図２の製形ろくろの公転・自転駆動装置の公転中心軸と自転中心軸との間の距離と、成形される物品の楕円形との関係を示す図である。図７ｃは、図２の製形ろくろの公転・自転駆動装置の公転中心軸と自転中心軸との間の距離と、成形される物品の楕円形との関係を示す図である。図８は、図２の製形ろくろの公転・自転駆動装置の公転中心軸と工具との間の距離と、楕円形との関係を示す図である。図９は、本発明の他の実施の形態による製形ろくろに用いられる他の構造の公転・自転駆動装置を示す斜視図である。図１０ａは、本発明による楕円形物品の製造装置に用いられる工具の多様な例を示す図である。図１０ｂは、本発明による楕円形物品の製造装置に用いられる工具の多様な例を示す図である。図１０ｃは、本発明による楕円形物品の製造装置に用いられる工具の多様な例を示す図である。図１０ｄは、本発明による楕円形物品の製造装置に用いられる工具の多様な例を示す図である。図１０ｅは、本発明による楕円形物品の製造装置に用いられる工具の多様な例を示す図である。図１０ｆは、本発明による楕円形物品の製造装置に用いられる工具の多様な例を示す図である。図１０ｇは、本発明による楕円形物品の製造装置に用いられる工具の多様な例を示す図である。図１０ｈは、本発明による楕円形物品の製造装置に用いられる工具の多様な例を示す図である。図１０ｉは、本発明による楕円形物品の製造装置に用いられる工具の多様な例を示す図である。

Claims

工作物と工具の相対運動により前記工作物を成形または加工して、少なくとも一部に楕円形をなす物品を製造する装置であって、
前記工作物を装着する工作物支持具と、
前記工作物支持具を、第１軸線を中心として公転させる公転駆動機と、前記第１軸線に平行な第２軸線を中心として前記工作物支持具を自転させる自転駆動機とを有する公転・自転駆動装置と、
前記工具を支持し、前記第１軸線に対して一定の位置に前記工具を位置させる工具台とを備え、
前記公転・自転駆動装置が、前記工作物支持具の公転方向と自転方向を同一に維持し、公転速度の大きさと自転速度の大きさを２：１に維持することを特徴とする楕円形物品の製造装置。
前記公転・自転駆動装置の前記自転駆動機が、
第１軸線に位置する固定された公転中心軸と、
前記第２軸線に位置し、工作物支持具と連結される自転中心軸と、
前記公転中心軸及び自転中心軸に平行な媒介軸と、
前記公転中心軸と媒介軸との間を連結する第１のリンクと、
前記媒介軸と自転中心軸との間を連結する第２のリンクと、
前記公転中心軸と前記媒介軸に固定されて噛み合う一対のギアと、
前記媒介軸と前記自転中心軸に固定されて噛み合う一対のギアとを備えることを特徴とする請求項１に記載の楕円形物品の製造装置。
前記第１のリンクと第２のリンクの長さが同一であることを特徴とする請求項２に記載の楕円形物品の製造装置。
前記公転駆動機が、前記自転駆動機を取り囲んで第１軸線を中心として回転するドラムと、前記ドラムの内部と前記自転中心軸を連結する連結棒とを備えることを特徴とする請求項２に記載の楕円形物品の製造装置。
前記公転駆動機が、前記自転駆動機構を覆うと共に第１軸線を中心として回転するドラムと、前記ドラムの内部を半径方向に横切って延長され、第１軸線と第２軸線を通る直線移動機構とを備え、前記自転中心軸と前記公転中心軸との間の距離を調節することができることを特徴とする請求項２に記載の楕円形物品の製造装置。
前記直線移動機構が、前記ドラムに固定される支持ブロックと、前記自転中心軸に連結される送りブロックと、前記送りブロックを通って両支持ブロック間に延長するリードスクリューと、前記リードスクリューと並んで延長され、前記送りブロックを通って前記支持ブロックに固定される案内棒とを備えることを特徴とする請求項５に記載の楕円形物品の製造装置。
前記公転駆動機が、前記固定された公転中心軸の内側に回転可能に装着される駆動軸と、前記駆動軸と前記自転中心軸との間を連結する駆動リンクとを備えることを特徴とする請求項２に記載の楕円形物品の製造装置。
前記公転駆動機が、公転駆動のための公転モーターを有し、前記自転駆動機が、自転駆動のための自転モーターを有することを特徴とする請求項１に記載の楕円形物品の製造装置。
前記公転・自転駆動装置が、前記第１軸線と前記第２軸線との間の距離を調節する直線移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の楕円形物品の製造装置。
楕円形のうつわを製造することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の楕円形物品の製造装置。
前記工作物支持具が、楕円形のうつわの一部の形状に合う形状を有する型であり、楕円形のうつわの他の一部は工具によって成形されることを特徴とする請求項１０に記載の楕円形物品の製造装置。
前記工具が、軸線を中心として回転しながらうつわを成形するローラーであることを特徴とする請求項１１に記載の楕円形物品の製造装置。
前記ローラーが、その回転中心軸線が公転中心軸線に会うように配列されたことを特徴とする請求項１２に記載の楕円形物品の製造装置。
前記ローラーが、その回転中心軸線に沿って配列された二つの円錐台で形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の楕円形物品の製造装置。
前記工作物支持具が、楕円形のうつわの一部の形状に合う形状を有する型であり、前記工具が、楕円形のうつわの他の一部を成形する製形しゃもじであることを特徴とする請求項１０に記載の楕円形物品の製造装置。
前記工作物が、木材または金属であり、前記工具が、前記木材または金属を加工するカッターであることを特徴とする請求項１に記載の楕円形物品の製造装置。
少なくとも一部に楕円形をなす物品を製造する方法であって、
工作物支持具に成形または加工する工作物を装着するステップと、
前記工作物支持具を第１軸線を中心として公転させると共に、第２軸線を中心として前記工作物支持具を自転させるステップと、
前記第１軸線から一定の距離を置いて工具を位置させるステップとを含むことを特徴とする楕円形物品の製造方法。
前記第１軸線と前記第２軸線との間の距離を調節するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の楕円形物品の製造方法。
前記第１軸線と工具との間の距離を調節するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の楕円形物品の製造方法。
前記工具を位置させるステップが、工具である製形ローラーを位置させるステップと、前記製形ローラーを回転させるステップとを含むことを特徴とする請求項１７に記載の楕円形物品の製造方法。
製形ろくろで成形性材料の工作物を加工して、円形または楕円形の物品を成形して製造する方法であって、
型に成形性材料の工作物を装着するステップと、
前記型を回転軸線を中心として回転させるステップと、
前記型の回転軸線とは異なる回転軸線を中心として回転する製形ローラーを、前記型の回転軸線に対して一定の距離を置いて位置させるステップとを含むことを特徴とする物品の製造方法。
前記製形ローラーを回転させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の物品の製造方法。
成形性材料の工作物を加工して、円形または楕円形の物品を成形して製造する製形ろくろであって、
前記成形性材料の工作物を装着する型と、
前記型を回転軸線を中心として回転駆動する駆動装置と、
前記型の回転軸線とは異なる回転軸線を中心として回転する製形ローラーとを備えることを特徴とする製形ろくろ。
前記製形ローラーが、その回転軸線が前記型の回転軸線に会うように構成されたことを特徴とする請求項２３に記載の製形ろくろ。
前記製形ローラーが、回転駆動する駆動装置を備えることを特徴とする請求項２３に記載の製形ろくろ。
製形ろくろに装着されて成形性材料の工作物を成形する製形ローラーであって、
回転軸と、
回転軸に固定され、前記工作物と接触する円周面を有する筒体とを備えることを特徴とする製形ローラー。
前記回転軸を回転駆動する駆動装置をさらに備えることを特徴とする請求項２６に記載の製形ローラー。