(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮成型した珊瑚玉の穿孔加工において、孔の口元を脆性破壊させずに貫通孔を開けるとともに、従来の穿孔装置のように様々な工程を順次進めていく煩雑さを取り除いた、装飾珠用穿孔機を提供する。【解決手段】珊瑚玉の両側から同時に穿孔する機構をモータ駆動し、珊瑚玉を上下から挟持し、レバーを振ることで穿孔ドリル帰還させ、他方のドリルは穿孔を進めることで貫通孔を完成させる一連の操作を一本のレバー操作で行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
珊瑚玉等の装飾珠の両側から同時に穿孔するモータ駆動式穿孔機構を設け、更に珊瑚玉を上下から挟持するチャック機構を設け、レバー操作して穿孔機構を起動し、同時にチャック機構が働き珊瑚玉を挟持し、次にレバーを振ることで両穿孔機構を近接させ珊瑚玉を両側より穿孔し、珊瑚玉の中心部において両穿孔機構のドリルが衝突する直前に一方の穿孔機構を元の位置に帰還させながらも、他方の穿孔機構を継続させることで貫通孔を完成させる一連の動作を一本のレバー操作で行い、必要に応じてモータを回転数可変式及びドリル用冷却水噴射機構を設けたことを特徴とする装飾珠用穿孔機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネックレス等に使用される珊瑚玉、真珠玉、宝石珠或いは様々な素材の珠に脆性破壊のない貫通孔を開ける装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ネックレスや数珠等に使用される珊瑚玉、真珠玉、宝石珠或いは他の珠等に糸を通す貫通孔を開ける手段としては、古くは手作業だったが、近年は機械化が進み様々な自動或いは半自動の穿孔装置が開発されている。
従来は、真珠玉を固定して小さなドリルを高速回転させて穿孔する手段もあった。装置としては、ドリルの回転を開始させて後にドリルを移動させて真珠玉に当てて穿孔・貫通させる手段であった。
若しくは、ドリルを固定して真珠玉を移動させる装置もあった。
【特許文献１】特開２０００−２９６５００
【特許文献２】特開２００１−３８６８８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
天然珊瑚玉等は、一方からドリル穿孔すると穿孔終了部（出口側）で脆性破壊を起こし、表面が剥離脱落しまって製品価値を失う。そのため、両方からドリル穿孔すれば脆性破壊を免れる。すると、玉の中心部でドリルの先端が衝突破壊するため、一方のドリルを中心部直前で後退させると同時に他方のドリルを継続直進させることにより表面の剥離脱落のない貫通孔を完成させることが課題となっていた。
完全自動化された穿孔装置はあるが、高価な装置となり採用は困難となる。そこで、半自動の穿孔装置の需要が発生するが、珠の種類によってドリルの回転数やドリルの切り込み方法は電気制御をすれば可能ではあるが、相当高度な制御を要求される。
しかし、熟練工であればドリルの入れ方を容易に加減してしまう。特に、稀有な珠の細工においては穿孔を自動で実施して失敗するようであれば大変な損失となってしまう。稀有な珠は、結晶状態が夫々異なるので、一応な穿孔条件では対応できない場合もある。
そこで、熟練工の微妙なドリル使いを可能にする半自動機が期待されていた。しかも、半自動機は、障害者のリハビリ訓練としても有効であるので、リハビリ訓練になる程度の簡易性と複雑性を合わせ持つ穿孔装置が好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従来の真珠玉の穿孔装置の欠点を解決する手段は次の通りである。
従来の真珠玉の穿孔装置は、一方から穿孔ドリルを当てるので、天然珊瑚玉や他の脆い材質の玉に孔を開けようとすると、出口側において表面の脆性破壊が発生する可能性が高い。
そこで、穿孔ドリルを珊瑚玉の両方から同時に当てて削り込む手段とする。この手段では、貫通孔の出口が存在しないので、脆性破壊のない貫通孔を期待することができる。
しかし、珊瑚玉の両方から削り込むと、穿孔ドリルの切っ先は珊瑚玉の中心部で衝突破壊するので貫通孔を期待することはできない。
しかし、両方のドリルの先端が接触する直前において、一方のドリルの進行を停止して帰還させ、他方のドリルはそのまま穿孔を継続させると脆性破壊が発生しない貫通孔を完成させることが可能となる。
本発明は、一本のレバーを操作することで、ドリルの回転、珊瑚玉のチャック、穿孔を連続して行う機構とする。
【発明の効果】
【０００５】
従来、使用されている真珠玉等の穿孔装置は、通常は一本のドリルで穿孔する装置や二本のドリルで穿孔する装置があった。一本のドリルで穿孔する方法は、機構は簡単であるが、急速な穿孔は真珠玉のドリルの入口において問題はないが、終端部（出口側）において表面の脆性破壊現象が発生する場合がある。
この様子を図１に示すが、珠は真珠玉として説明する。
チャック（１）で挟持した真珠玉（２）をドリル（３）で穿孔し、ドリル（３）の先端が真珠玉（２）を突き抜く終端部（４）において、表面が脆性破壊され、小片（５）が剥離し脱落する様子を示している。
そこで、ドリルを２本として対峙させて同時に穿孔を始めると、穿孔の入口が２箇所となるので終端部（４）（出口側）における脆性破壊は生じない。
【０００６】
本発明の穿孔装置は、一本のレバー操作で、モータの起動や珊瑚玉のチャック、そして穿孔作業を一貫して進めることができる点である。
従来の穿孔機は、モータの起動、チャック、穿孔の各工程の作業を順次進める必要があったので、工程が複雑であり、手間が掛かっていた。
特に、珊瑚玉や真珠玉の穿孔機には自動機もあるが高額な装置であり、少量の穿孔には適しない。しかも、少量の穿孔作業は、障害者のリハビリ作業として行われる場合もあって、省力化が求められていた経緯もある。障害者は障害の程度に応じた作業しかできないので、極力省力化することは重要である。
また、珊瑚玉には穿孔する場所がある。珊瑚玉の表面には模様があるが、この模様を前面に出すか出さないかで孔位置が異なる。装飾品として価値が上がる模様を出さなければならないからである。本発明は、珊瑚玉をチャック上に置くので、チャック上で珊瑚玉を回し最適な孔位置を決定することができる。
本発明は、一本のレバー操作で全ての工程を一貫して行うことができる画期的な省力化穿孔機であるので、需要に適した穿孔機であると言える。
また、本発明の穿孔装置は半自動式であって手動操作を行う余地がある。特に高価な珠の穿孔において失敗は許されない。高価な珠の穿孔は、穿孔状態を逐次見ながらの緻密な作業となるので、自動穿孔よりは手動穿孔の方が好ましい。ドリルの入れ加減や回転数が仕上がりの良し悪しを決めるので手動穿孔作業は重要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、壊れやすい珊瑚玉に対応した穿孔機である。珊瑚玉にドリルを入れると、入口側は問題なく穴が開くが、出口側において表面が脆性破壊される場合がある。表面が破壊された珊瑚玉は価値が下がるので、この欠点を解決することが以前から課題となっていた。
【０００８】
そこで、脆い素材に穿孔する手段として、貫通孔の両方から穿孔を進める方式とする。入口側においては表面の脆性破壊は生じないので、珊瑚玉の両方から一直線上を穿孔すれば脆性破壊は生じ得ない。
【０００９】
本穿孔機は、次の機構とする。
操作レバーを押し下げるとドリルが回転を始めると同時に、珊瑚玉を上下からチャックする。
次に、レバーを左方へ振ると、左右のドリルが徐々に近接する機構を設ける。この近接機構は、左右のスライドプレートにドリル周りの穿孔機構が載り、レバーを操作すると左右のスライドプレートは中心に向かって同時に近づく機構である。この左右のスライドプレートには、左右のドリルを駆動するモータが取り付くが、できればモータは回転数を可変とするインバーターモータが好ましいが、定回転モータでもよい。
レバー操作して左右のドリルが珊瑚玉を穿孔するが、珊瑚玉の中心においてドリルの先端が衝突する直前に一方のドリルの進行を停止そして帰還させる。
この時点では、珊瑚玉の中心部の削り残しがあるので、帰還しなかった他方のドリルで継続して削り込んでいく。
こうして珊瑚玉に完全な貫通孔を開けることができる。
貫通後は、レバー操作のみでドリルを珊瑚玉から抜き、チャックを解除し、更にモータを停止させる。
【実施例１】
【００１０】
図２で説明する。本図は本発明の第１実施例の内部機構を示す平面図である。
リニアガイド（６）のベッド（７）に左右のスライドプレート（８ａ）、（８ｂ）を固定し、夫々のスライドプレート（８ａ）、（８ｂ）に穿孔機構（９ａ）、（９ｂ）を固定する。左右のスライドプレート（８ａ）、（８ｂ）にモータ（１０ａ）、（１０ｂ）を取り付ける。
ベースプレート（１１）に、アーム（１２ａ）を其の支点（１３ａ）において回転可能な状態で設ける。アーム（１２ａ）の先端にロッドエンド（１４ａ）、（１４ｂ）を設け、更にロッド（１５ａ）、（１５ｂ）を取り付ける。ロッド（１５ａ）の先にロッドエンド（１４ｃ）を設け、該ロッドエンド（１４ｃ）をスライドプレート（８ａ）に取り付ける。一方のロッド（１５ｂ）は、スライドプレート（８ｂ）に固定されるソレノイド（１６）のシャフト（１７）に取り付ける。
穿孔機構（９ａ）、（９ｂ）は、スピンドル（１８ａ）、（１８ｂ）にタイミングプーリ（１９ａ）、（１９ｂ）を同軸上に固定し、その先端部にはドリルチャック部（２０ａ）、（２０ｂ）を設けてドリル（２１ａ）、（２１ｂ）をチャックする。スピンドル（１８ａ）、（１８ｂ）の他端は、スピンドル（１８ａ）、（１８ｂ）の位置調整のためのノブ（２２ａ）、（２２ｂ）を設ける。
タイミングプーリ（１９ａ）、（１９ｂ）と、モータ（１０ａ）、（１０ｂ）に連結するにタイミングプーリ（１９ｃ）、（１９ｄ）をタイミングベルト（２３ａ）、（２３ｂ）を連結駆動する。
スライドプレート（８ａ）に、プッシュバー（２４ａ）を設け、プッシュバー（２４ａ）がストッパ（２５）に当接するようにノブ（２２ｃ）を調節する。
スライドプレート（８ｂ）に、プッシュバー（２４ｂ）を設け、ノブ（２２ｄ）の調節でプッシュバー（２４ｂ）の横位置を調整する。
更に、スライドプレート（８ａ）に、リミットスイッチ（２６ａ）を設け、プッシュバー（２４ｂ）の先端が当接するようにする。アーム（１２ａ）に、支点（１３ａ）を中心にして上下に動くレバー（２７）を設ける。
プレート（８ａ）、（８ｂ）及び穿孔機構（９ａ）、（９ｂ）は、中心線（２８）に対して左右対称となる。
【００１１】
図３は、本発明のレバーを振った状態を示す平面図である。
レバー（２７）を図の左方向に振ると、アーム（１２ａ）は支点（１３ａ）を中心にして回転し、回転力はアーム（１２ａ）に取り付けられたロッドエンド（１４ａ）を介してロッド（１５ａ）に伝道し、更にロッドエンド（１４ｃ）に伝道する。ロッドエンド（１４ｃ）はスライドプレート（８ａ）に固定されているので、レバー（２７）を左方向に振ると、スライドプレート（８ａ）も左方向に滑動する。
同時に、アーム（１２ａ）に取り付くロッドエンド（１４ｂ）は右方向に振れる。ロッドエンド（１４ｂ）にはロッド（１５ｂ）が取り付き、更にロッド（１５ｂ）はスライドプレート（８ｂ）に固定されるソレノイド（１６）内を移動するシャフト（１７）に固定される。もし、ソレノイド（１６）に通電されていればシャフト（１７）はソレノイド（１６）に吸着固定されるので、レバー（２７）を左方向に振ると、スライドプレート（８ｂ）は、右方向に滑動する。
スライドプレート（８ａ）、（８ｂ）が、中心線（２８）に向かって相互に近接し、ドリル（２１ａ）、（２１ｂ）の先端が衝突する直前にはプッシュバー（２４ｂ）がリミットスイッチ（２６ａ）を押すことでソレノイド（１６）の通電を遮断する。すると、スライドプレート（８ｂ）はシャフト（１７）の規制から開放されて自由に滑動する。
【００１２】
図４は、本発明のレバーを左に振り切った状態を示す平面図である。
レバー（２７）を左に振ると、ドリル（２１ａ）の先端は中心線（２８）を超える。この時、レバー（２７）の動きでリミットスイッチ（２６ａ）がプッシュバー（２４ｂ）を押す。すると、ドリル（２１ａ）とドリル（２１ｂ）の先端は衝突することなく、ドリル（２１ａ）の左進行と共にドリル（２１ｂ）も左方へ滑動する。
【００１３】
図５は、本発明の右側面図である。
アーム（１２ａ）の支点（１３ａ）を中心にして、レバー（２７）は上下にも可動となっている。ベースプレート（１１）上に、支点（１３ｂ）を設け、支点（１３ｂ）において上下に動くプレート（２９）と、プレート（２９）に固定されるプッシャ（３０）を設ける。
また、ベースプレート（１１）上に、支点（１３ｃ）を設け、支点（１３ｃ）において上下に動くアーム（１２ｂ）を設け、アーム（１２ｂ）の端点とベースプレート（１１）をバネ（３１ａ）で引く。アーム（１２ｂ）の一点からバネ（３１ｂ）でプレート（２９）を懸架する。
ベースプレート（１１）にレバー（２７）を規制するガイド（３２）とリミットスイッチ（２６ｂ）を設け、リミットスイッチ（２６ｂ）のローラ（３３）がプッシャ（３０）に当接するようにする。
【００１４】
図６は、本発明の左側面図である。
アーム（１２ｂ）の先端にロッドエンド（１４ｄ）を設け、珊瑚玉チャック機構（３４）の珊瑚玉チャック（３５ａ）を固定するチャックプレート（３６ａ）に取り付くロッドエンド（１４ｅ）をロッド（１５ｃ）で連結する。
アーム（１２ｂ）が下がると、ロッド（１５ｃ）を介してチャックプレート（３６ａ）が押し下げられる。珊瑚玉チャック機構（３４）は、チャックプレート（３６ａ）が押し下げられると、対になるチャックプレート（３６ｂ）は同時に引き上げられる。珊瑚玉チャック（３５ａ）はチャックプレート（３６ａ）に、そして対になる珊瑚玉チャック（３５ｂ）はチャックプレート（３６ｂ）に固定されるので、珊瑚玉（３７）を上下から挟持する。
【００１５】
図７は、本発明の平面図である。
本図は、図２の上面を示す図である。
各パーツの配置は図２と同様であるが、本図では、アーム（１２ｂ）の先端下方の珊瑚玉チャック機構（３４）を表示している。
また、スライドプレート（８ａ）、（８ｂ）に冷却水噴射ノズル（３８ａ）、（３８ｂ）を設け、珊瑚玉チャック機構（３４）の下方に冷却済みの汚水を受ける冷却水受け（３９）を設ける。
【００１６】
図８は、本発明の正面図である。
レバー（２７）の動きを規制するＬ字型のガイド（３２）を設ける。
下方の珊瑚玉チャック（３５ｂ）に珊瑚玉（３７）を載せる。
夫々の冷却水噴射ノズル（３８ａ）、（３８ｂ）は、ドリル（２１ａ）、（２１ｂ）に冷却水を噴射するので、向きを適宜調整する。
珊瑚玉チャック機構（３４）の下方には、冷却水噴射ノズル（３８ａ）、（３８ｂ）から噴射された冷却汚水を受ける冷却水受け（３９）を設ける。
【００１７】
図９は、ガイドを示す図である。
レバー（２７）下げると、レバー（２７）がプッシャ（３０）を押し下げる。次に、レバー（２７）を左方向に振ると、ガイド（３２）のＬ字部の下方で規制されながら、レバー（２７）が左方向へ進むことができる。この時はプッシャ（３０）は押し下げられている。
【００１８】
図１０は、レバー操作を開始する前の状態を示す図である。
操作されていない時点ではレバー（２７）は上方に位置し、プッシャ（３０）はリミットスイッチ（２６ｂ）のローラ（３３）を押し下げないのでリミットスイッチ（２６ｂ）は作動しなく、モータ（１０ａ）、（１０ｂ）は静止状態となっている。ドリル（２１ａ）、（２１ｂ）は回転していないので、珊瑚玉チャック機構（３４）の珊瑚玉チャック（３５ｂ）に珊瑚玉（３７）を安全に載せることができる。
【００１９】
図１１は、レバー操作が開始された状態を示す図である。
レバー（２７）が押し下げられると、レバー（２７）がプッシャ（３０）を押し下げ、リミットスイッチ（２６ｂ）が作動してモータ（１０ａ）、（１０ｂ）が回転する。
一方、プッシャ（３０）が押し下げられると、バネ（３１ｂ）に引かれてアーム（１２ｂ）が沈み込む。すると、アーム（１２ｂ）の先端のロッドエンド（１４ｄ）、ロッド（１５ｃ）、ロッドエンド（１４ｅ）を介してチャックプレート（３６ａ）が押し下げられるが、これと一対になるチャックプレート（３６ｂ）は反対に引き上げられる。そして、チャックプレート（３６ａ）に取り付く珊瑚玉チャック（３５ａ）とチャックプレート（３６ｂ）に取り付く珊瑚玉チャック（３５ｂ）によって珊瑚玉（３７）は挟持される。ここで、レバー（２７）を必要以上に押し下げても、プッシャ（３０）とアーム（１２ｂ）はバネ（３１ｂ）によって珊瑚玉（３７）に掛かる圧力を弱めているので、珊瑚玉（３７）は圧縮破砕されることはない。
この状態では、ドリル（２１ａ）とドリル（２１ｂ）を結ぶ直線状に珊瑚玉（３７）の中心が位置するように珊瑚玉チャック機構（３４）の縦方向の位置決めを行う機構を設けるとよい。
【００２０】
図１２は、珊瑚玉の穿孔状態を示す図である。
レバー（２７）を押し下げた状態で左方向に振ると、レバー（２７）はガイド（３２）の下辺を滑って左方向に進む。
この時点では、ドリル（２１ａ）、（２１ｂ）の先端は衝突を避けるために僅かな隙間を残すまで珊瑚玉（３７）を穿孔する。
同時に、プッシュバー（２４ｂ）はリミットスイッチ（２６ａ）を押して作動させる。このリミットスイッチ（２６ａ）はＮＣ状態の時にソレノイド（１６）に通電するので、プッシュバー（２４ｂ）がリミットスイッチ（２６ａ）を作動させることはソレノイド（１６）の通電を遮断させることになる。すると、ソレノイド（１６）は、レバー（２７）とスライドプレート（８ｂ）を連動させていたが、ソレノイド（１６）の通電を遮断することでレバー（２７）とスライドプレート（８ｂ）を独立させることになる。
尚、穿孔中は、冷却水噴射ノズル（３８ａ）、（３８ｂ）から冷却水をドリル（２１ａ）、（２１ｂ）に噴射して穿孔時の冷却と洗浄を行い、汚水は下方の冷却水受け（３９）に収容して排水する。
【００２１】
図１３は、珊瑚玉の穿孔終了状態を示す図である。
プッシュバー（２４ｂ）がリミットスイッチ（２６ａ）を押して作動させると、ソレノイド（１６）への通電が遮断され、ソレノイド（１６）を固定するスライドプレート（８ｂ）はレバー（２７）の動作規制から開放される。
すると、レバー（２７）を更に左方向に振ると、プッシュバー（２４ｂ）はリミットスイッチ（２６ａ）に押されて左方向に滑動する。
こうしてレバー（２７）を左方向に振り切ると、プッシュバー（２４ａ）がストッパ（２５）に当接しするので、これ以上ドリル（２１ａ）は左方向に進まずに停止する。
こうして、珊瑚玉（３７）に完全な貫通孔を開けることができる。
【００２２】
図１４は、珊瑚玉からドリルを抜いた状態を示す図である。
珊瑚玉（３７）の穿孔作業が終了すると、レバー（２７）を右に振ればドリル（２１ａ）は珊瑚玉（３７）から抜かれる。そしてレバー（２７）を右に振り切り、レバー（２７）を上に上げると、リミットスイッチ（２６ｂ）が切られてモータ（１０ａ）、（１０ｂ）が停止し、珊瑚玉チャック（３５ａ）、（３５ｂ）は上下に開放されるので、穿孔済みの珊瑚玉（３７）を取り出すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、珊瑚玉穿孔機としているが、同じ球形の真珠玉や様々な宝石類（珠）にも応用することができる。また、数珠玉の穿孔にも応用可能である。
その他、様々な穿孔を必要とする素材の穿孔には応用することが可能であるが、特に脆い素材の穿孔には有効な穿孔手段である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の実施方法を示す説明図である。
【図２】本発明の内部機構を示す平面図である。（実施例１）
【図３】本発明を示す平面図である。（実施例１）
【図４】本発明を示す平面図である。（実施例１）
【図５】本発明を示す右側面図である。（実施例１）
【図６】本発明を示す左側面図である。（実施例１）
【図７】本発明を示す平面図である。（実施例１）
【図８】本発明を示す正面図である。（実施例１）
【図９】本発明のガイド機構を示す図である。（実施例１）
【図１０】本発明のレバー操作前を示す図である。（実施例１）
【図１１】本発明のレバー操作開始時を示す図である。（実施例１）
【図１２】本発明の穿孔状態を示す図である。（実施例１）
【図１３】本発明の穿孔状態を示す図である。（実施例１）
【図１４】本発明の穿孔終了状態を示す図である。（実施例１）
【符号の説明】
【００２５】
１        チャック
２        真珠玉
３        ドリル
４        終端部
５        小片
６        リニアガイド
７        ベッド
８ａ      スライドプレート
８ｂ      スライドプレート
９ａ      穿孔機構
９ｂ      穿孔機構
１０ａ    モータ
１０ｂ    モータ
１１      ベースプレート
１２ａ    アーム
１２ｂ    アーム
１３ａ    支点
１３ｂ    支点
１３ｃ    支点
１４ａ    ロッドエンド
１４ｂ    ロッドエンド
１４ｃ    ロッドエンド
１４ｄ    ロッドエンド
１４ｅ    ロッドエンド
１５ａ    ロッド
１５ｂ    ロッド
１５ｃ    ロッド
１６      ソレノイド
１７      シャフト
１８ａ    スピンドル
１８ｂ    スピンドル
１９ａ    タイミングプーリ
１９ｂ    タイミングプーリ
１９ｃ    タイミングプーリ
１９ｄ    タイミングプーリ
２０ａ    ドリルチャック部
２０ｂ    ドリルチャック部
２１ａ    ドリル
２１ｂ    ドリル
２２ａ    ノブ
２２ｂ    ノブ
２２ｃ    ノブ
２２ｄ    ノブ
２３ａ    タイミングベルト
２３ｂ    タイミングベルト
２４ａ    プッシュバー
２４ｂ    プッシュバー
２５      ストッパ
２６ａ    リミットスイッチ
２６ｂ    リミットスイッチ
２７      レバー
２７ａ    バネ
２７ｂ    バネ
２７ｃ    バネ
２８      中心線
２９      プレート
３０      プッシャ
３１ａ    バネ
３１ｂ    バネ
３２      ガイド
３３      ローラ
３４      珊瑚玉チャック機構
３５ａ    珊瑚玉チャック
３５ｂ    珊瑚玉チャック
３６ａ    チャックプレート
３６ｂ    チャックプレート
３７      珊瑚玉
３８ａ    冷却水噴射ノズル
３８ｂ    冷却水噴射ノズル
３９      冷却水受け
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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