JPH08118228A - 木工の仕上げ方法と木工用研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平面状あるいは凹凸状の彫り込みのある建築
材、建具、家具などの表面材を効率よく研磨することを
目的とする。 【構成】 送材装置の上部でその上流側にロータリー式
サンディング装置１を、下流側にベルトサンディング装
置２を併設する。そのロータリー式サンディング装置に
は短冊片を放射状に突設形成したサンドペーパー複数枚
を積層したロータリーブラシ状ペーパーサンダー８を挿
着し、ベルトサンディング装置には表面に研磨砥粒を付
着した厚手の不織布を基材布（紙）上に貼付したてなる
無端ファブリックサンドペーパー１４を掛け渡たし、一
工程で木材の立体面及び平面を研磨しようとするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、板材において生地研磨
から着色仕上げまでの加工工程における研磨方法及び研
磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】木質材を切断し切削、彫刻などが施こさ
れた建築材、建具、家具などの表面部材は塗装により着
色がなされているが、その着色工程はおよそ次のような
順序で行われている。 木地調整 表面を切削、彫刻等の加工がなされた木材が
人手又はベルトサンダー機などの研削機によって研磨さ
れる。 木地着色 主として木地の目止めのためになされるもの
で、水性又は油性の着色用塗料、ワイピング着色塗料、
溶剤ステイン塗料またはシーラー着色剤などのうち適当
なものを選定してハケ塗り又はスプレー塗装によって行
う。 サンディングシーラー塗布 の木地着色面に研削研磨
の可能な下塗り塗料を塗布する工程であって、主として
ウレタン樹脂塗料をハケ塗り又はスプレーにより塗布さ
れる。 研磨 サンディングシーラー塗布面を３２０番ないし４
００番のサンドペーパにより研磨する。この工程は人手
又は従来のベルトサンダー（ワイドサンダー）で行われ
ている。 中間着色 用途に応じた色調を得るために塗装をする。 仕上げ上塗り 表面光沢を得るためにクリアーラッカー
等を塗布する。

【０００３】上記工程の中の研磨に関しては人手で行う
か又はベルトサンダー、ブラシサンダーなどの従来機に
よってなされていた。このような研磨機に関しては種々
のものが公知であり、その改良に係る装置も発明されて
いる。例えば特開平４−２２３８６０号に従来機におけ
るサンディングベルトが幅方向に波立つために加工材の
表面に縦筋状の研磨むらが生じるとして、ベルト研削装
置において、送材装置に対向して配設した無端サンディ
ングベルトの内側に踏圧パッドを配置し、このベルト研
削装置を送材方向と直行する方向に可動なものとして、
平面研削における平滑性を得るものである。

【０００４】また、ロールブラシサンダーを送行方向に
対して直交状に配置した木工用仕上研削機も公知技術で
あり、一部には送材に対して２個のナイロンなどのプラ
スチック繊維で形成したロールブラシを走行方向に対し
て前後に２個を配列し、そのロールブラシサンダーの一
個をアップカット方向に回転し、他の一個にダウンカッ
ト方向の回転を与えて研削効果の向上を図った（特開平
３−９２２６１号）ものなどがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の木工用研削仕上
機にはベルトサンダー、ロールブラシサンダーおよびカ
ップ状ブラシサンダーなどがある。これらはそれぞれ用
途によって選択され使用されている。例えばベルトサン
ダーは平面研削に適用されるものであり、当然立体模様
の彫刻されたものには適用できない。また、ロールブラ
シサンダーは若干の凹凸がある木材表面の研削研磨には
使用され得るが平面部よりも木材の角、立体模様の角が
よく研削されエッヂ部にだれが生じ、サンディングシー
ラー塗布面を不均一にする結果となる。当然、溝などの
深い彫刻部の側面、底面の研削は不可能であった。

【０００６】また、木地調整（研磨）した木材表面は細
かい毛羽立ちが一面に残存しており、これに前記 の木
地着色したとき、この毛羽がその塗料に含まれる溶剤に
よって浮き上がり、さらに の工程で塗布するサンディ
ングシーラーが付着するためにその毛羽が一層太くなっ
て目立つ存在となる。この毛羽立ち部はロールブラシサ
ンダーでは十分に取り去ることができなかった。

【０００７】

【問題点を解決するために手段】本発明は、上下動自在
な送材装置の上流側上部に上下動自在な主軸装置を配置
して、その主軸装置から垂下したそれぞれモーターによ
り回転するアウター及びインナースピンドルに傘歯車を
介して回動する６本の作動スピンドルを放射状に突設し
たロータリー式サンディング装置と、下流側上部に上下
２本のローラーを送材方向に直交して軸支しサンドベル
トを掛け渡したベルトサンディング装置を設けた２連型
研磨機であり、軸穴を有しその周辺より短冊片を放射状
に突設したサンドペーパー複数枚をそれぞれ裏面（砥粒
の付着していない面）を合わせた２枚１組としてフラン
ジにより所定間隔を設け該作動スピンドルに嵌合挿着
し、一方のベルトサンディング装置には弾性を有する基
材上に砥粒を付着させたファブリックサンドベルトを掛
け渡したもので、送材装置上に載置された木材を、上流
側にある放射状サンドペーパーにより平板はもとより凹
凸形状のある木材をその表面、彫刻された窪みの側面及
び底面の全てを研磨し、次いでファブリックサンドペー
パーがその木材の凹凸形状に対応した変形をして表面研
磨を行なわせることとしたものである。

【０００８】

【作用】主軸装置から垂下したアウタースピンドルの下
部に放射状に突設した６本の作動スピンドルはアウター
スピンドルの回転によってその軸を中心として回動し、
さらにインナースピンドルの回転によってそのインナー
スピンドル下端の傘歯車に係合する自らの傘歯車により
回転する１〜３本の作動スピンドルが隣接の作動スピン
ドルに嵌合された傘歯車と係合して逆回転状に伝導する
構造になっているので、木材の毛羽立ちを前後左右から
研磨することになり毛羽が残ることがなくなる。また、
木材にはサンドペーパーの放射状短冊片が回転に伴なっ
て彫刻部の底面、側面に接触しその奥端まで研磨する作
用を有する。

【０００９】また、可撓性を有するファブリックサンド
ペーパー及びスボンジサンダーは木材表面のなだらかな
凹凸部に対して容易に変形して沿い、均一な仕上研磨が
できるため、人の目視にさらされる外観はさらに美麗に
なる効果をもつことになる。これらロータリー式ブラシ
サンディング装置とベルトサンディング装置が１台の機
械の配設され、立体面及び平面の研磨が一工程で処理で
きることになる。

【００１０】

【実施例】本考案に係る木工用研磨機及び研磨方法につ
いて図面を参照して説明する。その両端に軸支したロー
ラー２０ａ、２０ｂに多数の小径通気孔２２ｈを有する
コンベヤベルト２２が掛け渡された送材装置２０は、ネ
ジ駆動装置（図示していない）に係合したハンドル２１
の回動により昇降自在に機台３０の上部に配置されてい
る。そのコンベヤベルト２２上辺側裏面に吸気ケース２
３が該コンベヤベルト裏面と摺動接触状に設置されてそ
の一端が吸引装置例えば真空ポンプまたは排風ファン
（図示していない）等に接続されている。

【００１１】送材装置２０の上方には送材側よりロータ
リー式サンディング装置１と無端ベルトサンディング装
置１１が並んで配置されている。ロータリー式サンディ
ング装置１は機械フレーム３１に設けられたコラム２に
ネジ駆動装置（図示していない）に係合したハンドル３
によって昇降自在に装着されている。その主軸装置４に
はそれぞれのモーター５ｒ、６ｒによって回動するアウ
タースピンドル５とインナースピンドル６を挿通してお
り、そのアウタースピンドル５の下方には円周方向に放
射する６本の作動スピンドル７、７・・が軸支５ｓ・・
されている。また、インナースピンドル６の下端には傘
歯車６ｇが嵌合しており、この傘歯車６ｇにかみ合う小
径の傘歯車７ｇが１〜３本の作動スピンドル７に嵌合さ
れている。さらにこれらすべての作動スピンドル７には
隣接する作動スピンドル７に回転を伝導するための傘歯
車７ｈ、７ｈ・・が嵌合されている。

【００１２】上記構成のロータリー式サンディング装置
は、アウタースピンドル５がそのモーター５ｒの駆動に
より回転し、それに軸支された作動スピンドル７は円周
方向に回転する。また、モーター６ｒの駆動によりイン
ナースピンドル６およびその下端に嵌合された傘歯車６
ｇが回転し、その傘歯車６ｇにかみ合う傘歯車７ｇによ
って作動スピンドル７ａが回転する。さらに各作動スピ
ンドル７、７に嵌合しかみ合った傘歯車７ｈ、７ｈ・・
によってそれぞれ隣接する作動スピンドル７、７は逆方
向に連動回転する。したがって、これに装着した下記の
ロータリーブラシ状ペーパーサンダー８は送材装置２０
上で平面方向の回転と縦方向かつ左右方向の回転をす
る。

【００１３】このような作動スピンドル７に、図３
（ｂ）のような軸穴８ａを有しその周辺より短冊状細片
８ｂを放射状に突設したサンドペーパーＳを２枚１組と
して互いに裏面を合わせ、これを順次フランジ７ｆによ
り所定間隔を設けて積層しロータリーブラシ状ペーパー
サンダー８としたものを嵌合挿着する（図３（ａ））。
このペーパーサンダーにおいて砥粒面はサンダーの回転
円周方向には向かず、軸方向に向いている。なお、ロー
タリーブラシ状ペーパーサンダー８は作動スピンドル７
上で積層するか、または別個に積層したロータリーブラ
シ状ペーパーサンダーを作動スピンドルに挿通装着して
もよい。また、この作動スピンドル７に従来のブラシロ
ールサンダーを装着し使用することも可能である。

【００１４】ベルトサンディング装置１１はフレーム３
１に上下方向に適当な間隔を設けて形成した軸受け（図
示していない）にローラー１２、１３が軸支され、その
ローラー１２又は１３のいずれかにモーター１２ｒがベ
ルトなどの伝動装置１２ｂを介して接続されている。不
織布などにより分厚く形成された弾力性のある布１４ｂ
を布（紙）生地１４ａに重ね合わせ、その不織布表面に
研磨砥粒１４ｃを塗布接着した無端ファブリックサンド
ペーパー１４をそのローラー１２、１３に掛け渡す。こ
のローラー１２、１３に通常の無端サンドペーパーを掛
け渡すことも可能であることは勿論である。

【００１５】ロールブラシ状ペーパーサンダー８の上部
に設けたフード９ａ、ベルトサンディング装置の上方及
び排出口上方に設けたフード９ｂ、９ｃはそれぞれのサ
ンディング装置によって発生した木材の研磨粉を吸引排
出するダクトで吸塵装置（図示していない）に接合され
ている。また、送材側には送材口３２が、排出側には吐
出口３３が開設されており、その吐出口３３の上部に研
磨粉を掻き落とすハケ又はロールブラシ１０が設置され
ている。

【００１６】以上の構造になる本発明木工用研磨機の使
用と研磨方法について木材の塗装工程にしたがって説明
する。まず第一工程は木地調整である。ベルトサンディ
ング装置２のペーパー表面が被研磨材ｗに接触する程度
に送材装置２０の高さをハンドル２１により調整し、次
にロータリー式サンディング装置１のペーパーサンダー
８の短冊片先端が被研磨材料の彫刻面奥端に接触するよ
うにハンドル３を回動することによって調節される。次
いで、送材口３２より木材が挿入されると吸気ケース２
３に接続された真空ポンプ又は排風ファンの吸引力によ
って被研磨材ｗは通気孔２２ｈを介してコンベヤベルト
２２に吸引固定される。この状態で被研磨材ｗはロータ
リー式サンダー装置１の下部に至り、ロータリーブラシ
状ペーパーサンダー８の放射状短冊片が木材表面はもと
より鴨居、敷居の溝、ドアの彫刻入り飾り板などの彫刻
側面や底面にまで入り込んで研磨する。この場合、ペー
パーサンダー８はその表面である砥粒付着面ではなくペ
ーパーの側面が被研磨材に強く当たり研磨することにな
り、この点が本研磨装置の特徴で、従来のペーパーサン
ダーが被研磨材ｗに砥粒付着面を平面的に接触していた
のと大きく異なるところである。

【００１７】次いで、無端ファブリックサンディングベ
ルト１４を使用したベルトサンディング装置１１の下に
被研磨木材ｗが移送される。無端ファブリックサンディ
ングベルト１４は前記のように表面に弾力性があるため
に木材表面の若干の凹凸によく順応して研磨することに
なる。なお、木材表面の凹凸状がより激しいときにはロ
ーラー１３を若干の弾力性を有するスポンジローラー１
２ｓ（図６）を使用する。このスポンジローラー１２ｓ
はゴムまたはポリオレフィン系のプラスチックを発泡成
形することにより製造される。

【００１８】第２工程である木地着色は前記のようにハ
ケ塗り又はスプレー方法により水性、油性塗料による着
色、ワイピング着色あるいは溶剤ステイン着色がなされ
る。従来の工程ではこの着色面の上にさらに研磨可能な
サンディングシーラーが塗布されていた。このように木
地着色後直ちにサンディングシーラーを塗布するのは従
来の木工用研磨研削装置が凹凸面に対応できないこと及
び木材のエッジ部をより強く研削して該エッジ部を多く
削り取り、木材表面に変形や色むらを生じさせることが
あるためで、したがってサンディングによく耐えるシー
ラーを塗布してからでなければ研磨できないのであっ
た。しかし、水性又は油性の塗料が塗布されると木材の
毛羽が浮き上がり、その毛羽に塗料が付着して一層目立
つことになる。このような状態でサンディングシーラー
を塗布し、その後研磨しても毛羽立ちは取りにくく美麗
な表面仕上げができないという欠点があったことは前記
の通りである。したがって、木地着色後人手によりペー
パー掛けをしてある程度の毛羽取りをしていたのが現状
である。

【００１９】本発明のロータリー式サンディング装置１
を使用してこの木地着色後、サンディングシーラー塗布
前に木地着色をほとんど削り取ることなく研磨すること
が始めて可能となった。これは、前記のようにロールブ
ラシ状ペーパーサンダー８が砥粒面を木材に直接接触さ
せることなくその側面を当てることにより被研磨材ｗの
平面、立体面ともに均一に研磨できることによるもので
ある。この場合、サンディングペーパー８の砥粒粒径の
選定が重要であり、研磨される木材の材質にも関係する
が砥粒の粒度ナンバー１８０〜１０００、望ましくはナ
ンバー２４０〜６００番が適当である。なお、従来使用
のプラスチック繊維をもって形成したロールブラシサン
ダーもこの工程の毛羽取りに使用することは可能である
が本発明に係るロールブラシ状ペーパーサンダー８の研
磨能力には及ばない。この木地着色後の研磨工程におい
てはベルトサンディング装置１１は使用しない。

【００２０】次に、前記 の工程であるサンディングシ
ーラーを塗布した木材ｗを、本発明木工用研磨装置の送
材装置２０上に再度載置し、ロータリー式サンディング
装置１とベルトサンディング装置１１によって再研磨す
る。

【００２１】さらに、中間着色が施され、クリアーラッ
カーなどが塗布されて家具、建築部材として仕上げられ
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明の木工用研磨装置により上記の研
磨工程、特に木地着色後の木材面をロータリーブラシ式
ペーパーサンダーを用いて研磨する方法を採用すること
によって立体彫刻面を含む木材においても毛羽立ちのな
い良好な仕上げ面が得られる。これによって、人手に頼
った研磨工程が省略され、作業時間も短縮される。

【００２３】本発明のロータリー式サンディング装置を
使用することによって平面、刻設面ともに均一に研磨で
きるので木地着色、サンディングシーラー塗装などの塗
布厚さを薄くすることが可能になった。

【００２４】被研磨木材の送材方向にロータリー式サン
ディング装置と無端ベルトサンディング装置を併設した
ことによって立体面と平面の研磨を一台で、しかも一工
程で行うことができ作業能率の向上が図れる。

【００２５】従来のロールブラシサンダーはペーパーの
砥粒付着面が直接木材表面に当たる方向、すなわちペー
パー面が回転軸に平行に取り付けられていたので使用当
初の研磨量は大きいがペーパーが裏面側に倒れやすく、
また復元性がなく耐用命数は短いものであった。これに
対して軸穴を中心にして放射状に短冊片を突設したサン
ドペーパーを積層しロールブラシ状とした本発明ペーパ
ーサンダーは砥粒付着面が回転軸方向に向かいペーパー
側面が円周方向に向かっているために従来のものより剛
性があり耐用命数が伸びた。

【００２６】弾力性のある厚手の不織布を生地に貼付し
てその不織布表面に砥粒を塗布した無端ファブリックベ
ルトサンダーを使用することによって若干の凹凸模様の
ある木材表面も十分に研磨できるようになった。スポン
ジローラー１３ｓを使用することによってより深い凹凸
模様に対応できる。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る木工用研磨装置の側面図である。

【図２】サンディング装置を示した要部断面の平面図で
ある。

【図３】ロールブラシ状ペーパーサンダーをスピンドル
に取り付けた状態を示す一部断面の側面図（ａ）とペー
パーサンダー単体の正面図（ｂ）である。

【図４】ペーパーサンダー単体の製造方法の一例を示す
斜視図である。

【図５】ファブリックサンドペーパーの形状を示す斜視
図である。

【図６】スポンジローラーの斜視図である。

【符号の説明】

１ ロータリー式サンディング装置 ２ コラム ４ 主軸装置 ５ アウタースピンドル ６ インナースピンドル ７ 作動スピンドル ８ ロールブラシ状ペーパーサンダー １１ 無端ベルトサンディング装置 １４ 無端ファブリックサンドペーパー ２０ 送材装置 ２２ コンベヤベルト ３０ 機台

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１０月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】木質材を切断し切削、彫刻などが施こさ
れた建築材、建具、家具などの表面部材は塗装により着
色がなされているが、その着色工程はおよそ次のような
順序で行われている。 （１） 木地調整 表面を切削、彫刻等の加工がなされ
た木材が人手又はベルトサンダー機などの研削機によっ
て研磨される。 （２） 木地着色 主として木地の目止めのためになさ
れるもので、水性又は油性の着色用塗料、ワイピング着
色塗料、溶剤ステイン塗料またはシーラー着色剤などの
うち適当なものを選定してハケ塗り又はスプレー塗装に
よって行う。 （３） サンディングシーラー塗布 （２）の木地着色
面に研削研磨の可能な下塗り塗料を塗布する工程であっ
て、主としてウレタン樹脂塗料をハケ塗り又はスプレー
により塗布される。 （４） 研磨 サンディングシーラー塗布面を３２０番
ないし４００番のサンドペーパにより研磨する。この工
程は人手又は従来のベルトサンダー（ワイドサンダー）
で行われている。 （５） 中間着色 用途に応じた色調を得るために塗装
をする。 （６） 仕上げ上塗り 表面光沢を得るためにクリアー
ラッカー等を塗布する。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下動自在な送材装置の上部で上流側に
   は上下動自在な主軸装置を配設し、その主軸装置には６
   本の作動スピンドルを放射状に軸支したアウタースピン
   ドルと作動スピンドルの一部に係合するを伝導装置を有
   するインナースピンドルをそれぞれモーターにより回転
   するようにして内挿し、その６本の作動スピンドルは互
   いに伝導装置を介して連動し、その作動スピンドルにロ
   ールブラシが装着されるロータリー式サンディング装置
   を配置し、下流側には２本のローラーに無端サンドベル
   トを掛け渡したベルトサンディング装置を併設したこと
   に特徴を有する木工用研磨装置。
2. 【請求項２】 軸穴を開設し、その軸穴を中心として短
   冊片を放射状に突設形成したサンドペーパーを、それぞ
   れ非砥粒面を併せて２枚１組とし、これを複数枚若干の
   間隔を設けて積層したロータリーブラシ式ペーパーサン
   ダー。
3. 【請求項３】ロータリー式サンディング装置の作動スピ
   ンドルに、軸穴を中心として短冊片を放射状に突設形成
   したサンドペーパー複数枚を若干の間隔を設けて装着し
   たことを特徴とする請求項１記載の木工用研磨装置。
4. 【請求項４】 表面に研磨砥粒を付着した厚手の不織布
   を基材布（紙）上に貼付したてなる無端ファブリックサ
   ンドペーパーをベルトサンディング装置に掛け渡したこ
   とを特徴とする請求項１記載の木工用研磨装置。
5. 【請求項５】 軸穴を開設しその軸穴を中心として短冊
   片を放射状に突設した粒度ナンバー２４０〜４００番の
   サンドペーパー複数枚を若干の間隔を設けて積層したロ
   ータリーブラシ式ペーパーサンダーを装着したロータリ
   ー式サンディング装置を用いてワイピング着色等の木地
   着色をした木材面を研磨する方法。
6. 【請求項６】 プラスチック繊維を放射状に整列形成し
   たロールブラシサンダーを装着したロータリー式サンデ
   ィング装置を用いて木地着色後の木材を研磨することを
   特徴とする請求項４記載の研磨方法。