JP2017200715A - 建築用棒状金物の表面加工装置及び表面加工方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、上述の表面処理手段及びヴィンテージ感形成手段においては、金属製洋食器のような小さい金属製材料の表面全体に不連続で不均質な凹凸面や凹凸模様を形成させるものとしている。このため、軸長2000mmを超えるような長尺の建築用棒状金物についてバレル研磨を行うと、凹凸面や凹凸模様の不均一さが目立ってしまい、表面全体に亘って凹凸面を形成するためには長時間のバレル加工時間を要してしまい、一方で長時間バレル加工時間をかけると凹凸加工自体が均一となってしまうなど、長尺部品の多様な深さの凹凸加工を効率的に行うには問題を有していた。
処理対象物の表面全体に亘って凹凸加工処理を施す建築用棒状金物の表面加工装置であって、
前記建築用棒状金物を多数の研磨粒及び研磨水と共に缶内収容し得る多角形の筒缶状のバレル(1)と、
バレルを所定方向へ回転駆動させる回転駆動装置と、を備えてなり、
バレル(1)の各内面板に片側扁平断面形状の突条(11)を複数個設け、
前記突条(11)の片条面及びこれに隣り合うバレルの内面によって、研磨粒を一時貯留するポケット空間(P11,P12,・・・)がバレル内周部に複数個形成されたことを特徴とする。
前記複数の突条(11)はいずれも、断面視(バレルの軸断面視)にて、
一側方側に配された急傾斜面(111)と、他側方側に配された緩傾斜面(112)と、が頂部で連なった扁平山形部を有し、
前記急斜条面(111)からなる片条面及びこれに隣り合うバレルの内面によって前記ポケット空間(P11,P12,・・・)が形成されると共に、
バレルが回転駆動装置は、バレルを前記急斜条面(111)の面上方へ回転駆動させるものであり、
バレルの回転駆動の際に、バレル内の研磨粒が、各急傾斜面(111)及び各緩傾斜面(112)のそれぞれの面上を異なるタイミングないし落下速度で滑落することが好ましい。
上記のものであれば、バレルが回転して急傾斜面(111)が斜め上を向いたときに、急傾斜面(111)上に形成される片条面側のポケット空間に比較的多数の研磨粒が一時貯留され、続いてさらにバレルが回転してこの急傾斜面(111)の傾斜角度が下向きになった時に滑落によってバレル内空間に放出される。このようにして放出された研磨粒は、比較的高い位置から速度をもって落下し、バレル内下部の研磨粒や加工対象物に強く衝突するため、比較的深い凹部を形成し得ることとなる。
また、バレルが回転して緩傾斜面(112)が斜め下を向いたときに、緩傾斜面(112)上にある研磨粒はその傾斜面上で滑落によって下方にバレル内空間に落下する。このようにして落下する研磨粒は、滑落の際の傾斜角度によって、さまざまな加工性をもって大小さまざまな凹部を形成し得ることとなる。またこの滑落によって落下する研磨粒は、前記落下による研磨粒と比較して転がりをもって落下するため、比較的長さの大きな凹部を形成し得ることとなる。特に、後述の実施例では、 実施例では突条の扁平山形部が、バレルの回転方向である一側方側へ配された急傾斜面と、バレルの回転方向と逆方向である他側方側へ配された緩傾斜面と、が頂部で連なってなる。
突条(11)の固定面である底面の断面視幅が、バレル(1)の各内面板の板幅よりも小さく、かつ、内面板の特定の片側に偏った位置に固定されることが好ましい。
特に、後述の実施例では、突条の扁平山形部が、バレルの回転方向である一側方側へ配された急傾斜面と、バレルの回転方向と逆方向である他側方側へ配された緩傾斜面と、が頂部で連なってなり、さらに、当該突条が、八角形断面のバレルの一側面を構成する一枚の内面板において、バレルの回転方向である前記一側方側寄りにずれた位置に固定される。これにより、バレルの軸断面視において、突条の緩傾斜状面側に、内面板の一部を含む比較的大きなポケット空間が形成され、また、突条の急傾斜状面側に、隣接する他の内面板の一部を含む比較的大きなポケット空間が形成される。またこれらのポケット空間は、一の突条の緩傾斜面と、当該突条の固定面の一部分と、前記突条に隣接した他の突条の急傾斜面と、からなる、片側へ扁平変形した断面視略コ字状縁の内部に構成される。
バレル外形の回転軸長が多角形断面外形の代表直径の3倍以上であって、
回転駆動時にバレル形成面の固有振動による共振動を生じることが好ましい。
特に後述の実施例では、バレル外形の回転軸長がバレルの軸断面外形の代表直径の3倍以上4倍以下(さらに言えば3.2倍以上3.7倍以下)に設定される。このように適度な軸長/軸断面径の比率のバレル缶体を形成することで、研磨効率とバレル缶体の効率的な変形を伴ったバレル回転動作を行うことができる。仮に、バレル外形の回転軸長がバレルの軸断面外形の代表直径の3倍未満であると、突条の形成によってバレル空間の断面がバレル空間の空間軸長に対して小さくなりすぎて、共振動による研磨効率の上昇効果を十分に得ることができない。なお、バレル外形の回転軸長がバレルの軸断面外形の代表直径の4倍以上であってもよいが、100分未満の比較的短時間のバレル回転動作において更なる均一的な加工効果を得るためには、バレル外形の回転軸長がバレルの軸断面外形の代表直径の4倍以上であることが好ましい。
バレル外形の回転軸長がバレルの軸断面外形の代表直径の3倍以上であって、
バレルの少なくとも両端板が弾性材からなり、
両端板の外面に突出固定された連結ブラケットを介して、
回転軸棒が保持角度可変及び保持位置可変可能に保持されることが好ましい。
特に後述の実施例では、バレル外形の回転軸長がバレルの軸断面外形の代表直径の3倍以上4倍以下(さらに言えば3.2倍以上3.7倍以下)に設定される。このように適度な軸断面形状のバレル缶体を形成することで、研磨効率とバレル缶体の効率的な変形を伴ったバレル回転動作を行うことができる。このように適度な軸長/軸断面径の比率のバレル缶体を形成することで、研磨効率とバレル缶体の効率的な変形を伴ったバレル回転動作を行うことができる。仮に、バレル外形の回転軸長がバレルの軸断面外形の代表直径の3倍未満であると、突条の形成によってバレル空間の断面がバレル空間の空間軸長に対して小さくなりすぎて、回転軸棒の保持角度ないし保持位置の変動による研磨効率の上昇効果を十分に得ることができない。なお、バレル外形の回転軸長がバレルの軸断面外形の代表直径の4倍以上であってもよいが、100分未満の比較的短時間のバレル回転動作において更なる均一的な加工効果を得るためには、バレル外形の回転軸長がバレルの軸断面外形の代表直径の4倍以上であることが好ましい。
前記〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕〔5〕のいずれか記載の表面加工装置を用いて、建築用棒状金物である加工対象物の棒状周面に凹凸加工処理を行う表面加工方法であって、
加工対象物、研磨剤、及び研磨液を、所定(例えば、50%〜75%の範囲内)のバレル容積比の装入量でバレル内に装入する装入工程と、
バレル(1)を定速度回転で所定時間だけ回転させるバレル回転工程と、を順に具備してなり、
前記加工対象物は、真鍮、アルミニウム、ステンレスのうちいずれか一種を主材とする、軸長2000mmを超える金属製棒状体からなると共に、
バレル空間の空間軸長が、加工対象物の軸長の120%以上130%以下の範囲からなることを特徴とする。
前記〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕〔5〕のいずれか記載の表面加工装置を用いて、一次加工体を切断加工してなる二次加工体の加工対象物(建築用棒状金物である加工対象物)の、切断加工前の一次加工体の棒状周面に凹凸加工処理を行う表面加工方法であって、
一次加工体、研磨剤、及び研磨液を、所定(50%〜75%の範囲内)のバレル容積比の装入量でバレル内に装入する装入工程と、
バレルを定速度回転で所定時間だけ回転させるバレル回転工程と、
バレル回転工程後の一次加工体をバレルから取り出して切断加工し、加工対象物の二次加工体を得る切断工程と、を順に具備してなり、
前記加工対象物の一次加工体は、真鍮、アルミニウム、ステンレスのうちいずれか一種を表面主材とする、軸長2000mmを超える金属製棒状体からなると共に、
バレル空間の空間軸長が、加工対象物の軸長の120%以上130%以下の範囲からなることを特徴とする。
本発明の表面加工装置は軸長2000mmを超えるような長尺の建築用棒状金物を加工対象物とし、この加工対象物の表面全体に亘って、各凹凸加工の大きさや深さが僅かずつ異なる(すなわち、極小範囲において不均一なランダム凹凸加工からなる)表面加工を、表面全体にある程度の均一性をもって(すなわち、表面加工範囲の残りがなく且つ全体から見て表面加工の濃淡が少ないように)施すものとしている。但し、この加工対象物は、軸長2mを超える所定の部品形状に成形された長尺の棒状一体金物の建築用金属金物であるか、或いは、軸長2mを超える所定の一次加工体形状に成形された、切断加工前の長尺の棒状一体金物からなるものとする。一次加工体を加工対象物とした場合は、当該一次加工体を本発明の表面加工装置によって表面加工した後、切断加工及びその後の仕上げ加工によって、所定の切断寸法の二次加工体からなる建築用金属金物となる。建築用金属金物の具体例としては、建築用扉の取っ手、建築用手すり、支柱(ポール)、ガラス壁用枠材、配管用キャップといった化粧用金物が挙げられる。
バレル(1)を特定の一方向へ回転駆動させる回転駆動装置と、を備える(図1)。また実施例ではさらに、バレル両端から突出して固定された回転軸棒(21)と、回転軸棒を支承する保持ブラケット(32)と、回転軸棒(21)に駆動力を与える回転駆動装置と、を備える(図1)。
代表直径の3倍以上の軸長)となっており、図3に示すように、蓋部14を除くバレル側面の各内面板が、バレルの回転駆動の際に、長尺方向すなわち軸方向に対して真直ぐではなくある程度の湾曲変形を伴うものとなっている。また、両端板(21)が弾性材からなることと相まって、回転による共振動が起こり、研磨効率を向上させる。
急斜面111と緩斜面112とが相対方向を向いて連なった扁平傾斜形状からなる。急斜面111と緩斜面112とによって頂部(113)が形成される。また突条(11)の底面幅は、バレル(1)の各内面板の板幅よりも小さく、内面板の特定の片側(図4における各板の右回り方向)に偏った位置に固定される。バレルの構成面と同様に、蓋部14の内面にも一つの突条が形成される。
またバレルの内部全体は弾性保護材でコーティングされてなり、内部の頂部に内容物が強くあたっても衝撃破壊されにくいものとなっている。
回転軸棒が保持角度可変及び保持位置可変可能に保持される。保持ブラケット(32)は回転軸棒(22)の挿通孔を有すると共に回転軸棒(22)の先側に形成された貫通長孔に保持内枠が挿通される。
これにより、図3に示すようにバレルが回転駆動される際に両端板(12)がバレル及び内容物の自重によって弾性変形し、バレルの回転軸が下方湾曲する(図3a)か、上方湾曲する(図3b)。この時、バレル内部では軸方向の不規則な慣性力が生じ、内部の研磨粒Aが軸方向にランダムに移動することで凹凸加工を行う。
本発明の建築用棒状金物の第一の表面加工方法は、前記表面加工装置を用いて、建築用棒状金物である加工対象物の棒状周面に凹凸加工処理を行う表面加工方法であって、
加工対象物、研磨剤、及び研磨液を、50%〜75%の範囲内の所定のバレル容積比の装入量でバレル内に装入する装入工程と、
装入後のバレル(1)を、30〜55rpmの範囲内の定速度回転で、50分〜90分の範囲内の所定時間だけ一方向回転させ、加工対象物の棒状周面に凹凸加工処理を行うバレル回転工程と、を順に具備してなる。
前記加工対象物は、真鍮、アルミニウム、ステンレスのうちいずれか一種を主材とする、軸長2000mmを超える金属製棒状体からなると共に、
バレル空間の空間軸長が、加工対象物の軸長の120%以上130%以下の範囲からなることを特徴とする。
本発明の建築用棒状金物の第二の表面加工方法は、前記表面加工装置を用いて、一次加工体を切断加工してなる二次加工体の加工対象物(建築用棒状金物である加工対象物)の、切断加工前の一次加工体の棒状周面に凹凸加工処理を行う表面加工方法であって、
一次加工体、研磨剤、及び研磨液を、50%〜75%の範囲内の所定のバレル容積比の装入量でバレル内に装入する装入工程と、
装入後のバレル(1)を、30〜55rpmの範囲内の定速度回転で、50分〜90分の範囲内の所定時間だけ一方向回転させ、加工対象物の一次加工体の棒状周面に凹凸加工処理を行うバレル回転工程と、
バレル回転工程後の一次加工体をバレル内から取り出して切断加工し、加工対象物の二次加工体を得る切断工程と、を順に具備してなる。
前記加工対象物の一次加工体は、真鍮、アルミニウム、ステンレスのうちいずれか一種を表面主材とする、軸長2000mmを超える金属製棒状体からなると共に、
バレル空間の空間軸長が、加工対象物の軸長の120%以上130%以下の範囲からなることを特徴とする。
・アルミ・ステンレス製の建築用棒状金物(建材製品を含む)を加工対象物とし、表面加工においてバレル容積比を60%〜75%の比較的低範囲内の値に調整すると共に、バレル回転速度を40rpm〜55rpmの比較的低範囲内の値に調整し、かつ、加工時間を60分〜90分の範囲内の各値に調整してバレル回転工程を行った場合には、凹凸模様を均一に施し、建築用金物全体に亘って、濃淡の変化の少ない独自の網様の曇り表面加工を形成することができる(図8、図9)。図8、図9のような網様の曇り表面加工は、指紋の付着を防止することができ、また、経年による表面の傷付きや汚れ曇りの影響を受けにくいため、長期間使用による表面劣化の影響を受けないという利点がある。また、前記網様の曇り表面加工の後に、電鋳メッキ加工、ないし塗装仕上げを施すことで、さらに異なる表情を有した独自の意匠を呈することができる。
本発明の効果を確認すべく、実施例1の表面加工装置による表面加工と、突条を有さない表面加工装置による表面加工の比較試験を行った。ステンレス(SUS304)製、径30mm、軸長2100mmの丸棒を加工対象物とした場合の比較写真を図5に、ステンレス(SUS304)製、一辺35mm、軸長2100mmの角棒を加工対象物とした場合の比較写真を図6に、それぞれ示す。いずれの表面加工においても、表面加工装置はバレル長2500mm、バレル代表径700mmの八角形バレルを使用し、装入量をバレル容積比55%とし、30rpmの定速回転で90分間表面加工装置を稼働させた。
・アルミ・ステンレス製のうちいずれかの建築用棒状金物(建材製品を含む)を加工対象物とし、バレルへの加工対象物、研磨剤及び研磨液の総装入において、バレル容積比を60%〜75%の比較的高範囲内の値に調整すると共に、バレル回転速度を40rpm〜55rpmの比較的高範囲内の値に調整し、かつ、加工時間を60分〜90分の範囲内の各値に調整してバレル回転工程を行い、バレル内部で、複数形成した突条に基づく研磨剤の高所からの衝突を繰り返すことで、凹凸模様を均一に施し、建築用金物全体に亘って、濃淡の変化の少ない独自の網様の曇り表面加工を形成することができる(図8、図9)。このような網様の曇り表面加工は、指紋の付着を防止することができ、また、経年による表面の傷付きや汚れ曇りの影響を受けにくいため、長期間使用による表面劣化の影響を受けないという利点がある。
(11)突条
(P11,P12,・・・)ポケット空間
(111)急傾斜面
(112)緩傾斜面
(113)頂部
(31)支持フレーム
(32)保持ブラケット
(34)ブラケット
(4)台枠
(41)傾斜台板
(42)部分凸部
Claims (7)
- 凹凸加工からなる表面処理を施す建築用棒状金物の表面加工装置であって、
前記建築用棒状金物を多数の研磨粒及び研磨水と共に缶内収容し得る多角形の筒缶状のバレルと、
バレルを所定方向へ回転駆動させる回転駆動装置と、を備えてなり、
バレルの各内面板に、バレル軸断面視にて回転方向と同方向の特定の片側へ偏った形状からなる、片側扁平断面形状の突条を複数個設け、
前記突条の片条面及びこれに隣り合うバレルの内面によって、研磨粒を一時貯留するポケット空間がバレル内周部に複数個形成されたことを特徴とする表面加工装置。 - 前記複数の突条はいずれも、断面視にて、
一側方側へ配された急傾斜面と、他側方側へ配された緩傾斜面と、が頂部で連なった扁平山形部を有し、
前記急斜条面からなる片条面及びこれに隣り合うバレルの内面によって前記ポケット空間が形成されると共に、
バレルが回転駆動装置は、バレルを前記急斜条面の面上方へ回転駆動させるものであり、
バレルの回転駆動の際に、バレル内の研磨粒が、各急傾斜面及び各緩傾斜面のそれぞれの面上を異なるタイミングないし落下速度で滑落する請求項1記載の表面加工装置。 - 突条の固定面である底面の断面視幅が、バレルの各内面板の板幅よりも小さく、かつ、内面板の特定の片側に偏った位置に固定される請求項1又は2に記載の表面加工装置。
- バレル外形の回転軸長が多角形断面外形の代表直径の3倍以上であって、
回転駆動時にバレル形成面の固有振動による共振動を生じる請求項1,2又は3のいずれか記載の表面加工装置。 - バレル外形の回転軸長が多角形断面外形の代表直径の3倍以上であって、
バレルの両端板が弾性材からなり、
両端板の外面に突出固定された連結ブラケットを介して、
回転軸棒が角度可変及び保持位置可変可能に保持される請求項1,2,3又は4のいずれか記載の表面加工装置。 - 請求項1、2、3、4、又は5のいずれか記載の表面加工装置を用いて、建築用棒状金物である加工対象物の棒状周面に凹凸加工処理を行う表面加工方法であって、
加工対象物、研磨剤、及び研磨液を、所定のバレル容積比の装入量でバレル内に装入する装入工程と、
バレルを定速度回転で所定時間だけ回転させるバレル回転工程と、を順に具備してなり、
前記加工対象物は、真鍮、アルミニウム、ステンレスのうちいずれか一種を表面主材とする、軸長2000mmを超える金属製棒状体からなると共に、
バレル空間の空間軸長が、加工対象物の軸長の120%以上130%以下の範囲からなる、建築用棒状金物の表面加工方法。 - 請求項1、2、3、4、又は5のいずれか記載の表面加工装置を用いて、建築用棒状金物である加工対象物の、切断加工前の一次加工体の棒状周面に凹凸加工処理を行う表面加工方法であって、
一次加工体、研磨剤、及び研磨液を、所定のバレル容積比の装入量でバレル内に装入する装入工程と、
バレルを定速度回転で所定時間だけ回転させるバレル回転工程と、
バレル回転工程後の一次加工体をバレルから取り出して切断加工し、加工対象物の二次加工体を得る切断工程と、を順に具備してなり、
前記加工対象物の一次加工体は、真鍮、アルミニウム、ステンレスのうちいずれか一種を表面主材とする、軸長2000mmを超える金属製棒状体からなると共に、
バレル空間の空間軸長が、加工対象物の軸長の120%以上130%以下の範囲からなる、建築用棒状金物の表面加工方法。
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