(57)【要約】　　　（修正有）【課題】形彫りしようとするパターンをサンドブラスト加工装置で加工するに、正確でシャープなパターンに具現する。【解決手段】被加工物をセットできるテーブル６と、テーブル上の被加工物に対してブラスト材を投射できるノズル１を有するノズルヘッド２とからなるサンドブラスト加工装置において、ノズルヘッド２又はテーブル６をノズルの軸芯方向のＺ軸と、Ｚ軸に互いに直交するＸ軸、Ｙ軸に移動可能に構成したことを特徴とするサンドブラスト加工装置。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物をセットできるテーブルと、テーブル上の被加工物に対してブラスト材を投射できるノズルを有するノズルヘッドとからなるサンドブラスト加工装置において、ノズルヘッド又はテーブルをノズルの軸芯方向のＺ軸と、Ｚ軸に互いに直交するＸ軸、Ｙ軸に移動可能に構成したことを特徴とするサンドブラスト加工装置。
【請求項２】
ノズルヘッドが、ノズルの下方に遮蔽板を出入りさせてブラスト材の投射を制御するシャッターを備えたものである請求項１のサンドブラスト加工装置。
【請求項３】
ノズルヘッドの所定動作及びノズルヘッド又はテーブルのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の移動がＮＣで制御される請求項１又は２のサンドブラスト加工装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかのサンドブラスト加工装置によるサンドブラスト加工方法であり、この加工方法が、原パターンを電気的信号として読み取り、この読取値に基づいて制御装置からノズルヘッド又はテーブルに所定の動作をさせて被加工物に再現パターンとして再現することを特徴とするサンドブラスト加工装置によるサンドブラスト加工方法。
【請求項５】
被加工物が素焼きした磁器板であり、これに再現パターンを彫り込んだ後、釉薬を塗って本焼きして加工物にしたものである請求項４のサンドブラスト加工方法で加工された加工物。
【請求項６】
再現パターンが、磁器製品に形成される蛍手である請求項５の加工物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サンドブラスト加工装置及びこの加工装置によるサンドブラスト加工方法並びにこの加工方法で加工された加工物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブラスト材を被加工物に投射してその表面を彫り込むブラスト加工は、被加工物の硬軟を問わないといった加工上の利点があることから、墓石の字彫り等でよく行なわれている。このブラスト加工で被加工物に所定のパターンを彫り込む場合、パターン部分のみに孔をあけたマスクを被せるマスキング法が広く行なわれている。
【０００３】
しかし、これによると、特に、一品製作で、数が少ないような加工物を製作するには、全体コストに対するマスクの製作費のウェイトが高くなりすぎ、割高になっていた。又、ブラスト材の投射を微妙にコントロールするのが難しく、彫込み深さや幅が思いどおりにならないといったこともある。更に、投射時、ブラスト材がマスクの裏面に入り込み、パターンがぼやけるといったこともあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、マスクなしで加工する方法が研究されている。その多くは、予め加工するパターンを制御装置に記憶させておき、この制御装置からの指令でノズルを記憶パターンどおりに動かして被加工物に再現パターンとして現出する自動制御式のものである。ところが、従来から存在する自動制御式のものは、多数のノズルを一列状に取り付け、これを被加工物に対して直線運動をさせる中で、パターンに応じたノズルの投射を制御して再現パターンに仕上げているものである。
【０００５】
このようなものによると、各ノズルの投射の制御が難しいという問題は依然として存在するし、ノズルの数が多くなってコストが高くなるといったこともある。そこで、本発明は、原則として一つのノズルを用い、これを正確に投射制御しながら、三次元方向に動かすことで、マスクなしでパターンが加工できるようにしたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、被加工物をセットできるテーブルと、テーブル上の被加工物に対してブラスト材を投射できるノズルを有するノズルヘッドとからなるサンドブラスト加工装置において、ノズルヘッド又はテーブルをノズルの軸芯方向のＺ軸と、Ｚ軸に互いに直交するＸ軸、Ｙ軸に移動可能に構成したことを特徴とするサンドブラスト加工装置を提供する。
【０００７】
本発明は、要するに、ワンノズルを用い、これをテーブルとの間で相対的に三次元方向に移動できるようにしたので、どのようなパターンでも、正確に、かつ、シャープに彫れる。この結果、マルチノズルにおけるような各ノズルにおけるばらつきのようなものも存在しない。特に、マルチノズルで曲線、斜線を表現する場合、輪郭がギザギザになること（シャギー）が避けられなかったが、ワンノズルのこの方式によれば、滑らかでスムーズな表現になる。
【０００８】
これにおいて、請求項２に記載した、ノズルヘッドが、ノズルの下方に遮蔽板を出入りさせてブラスト材の投射を制御するシャッターを備えたものであれば、ブラスト材の投射のオンオフが正確、かつ、鋭敏にできる。又、請求項３に記載した、ノズルヘッドの所定動作及びノズルヘッド又はテーブルのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の移動がＮＣで制御されるものとすれば、ノズルの移動等の精度がより高くなる。
【０００９】
更に、本発明は、請求項４に記載した、上記のサンドブラスト加工装置による加工方法が、原パターンを電気的信号に変換し、この変換値に基づいて制御装置からノズルヘッド又はテーブルに所定の動作をさせて被加工物に再現パターンとして再現するものであれば、商品性の高い原パターンを作成しておくことで、これを忠実に再現できる。この他、請求項５に記載した、被加工物が素焼きした磁器板であり、これに再現パターンを彫り込んだ後、釉薬を塗って本焼きして加工物にしたものであれば、装飾性の高いものができる。そして、この装飾性の高いものとして、請求項６に記載した、磁器製品に形成される蛍手が考えられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係るサンドブラスト加工装置の正面図、図２はその要部の側面図、図３は同じく底面図であるが、このサンドブラスト加工装置は、ブラスト材を投射するノズル１を垂直に取り付けたノズルヘッド２を要部とするものであり、ノズルヘッド２を取り付けたコラム３を機体４の上部に横架したベース５に左右方向（Ｘ軸）に移動可能に取り付けたものである。
【００１１】
機体４の下部には、被加工物を載せるテーブル６が前後方向（Ｙ軸）に移動可能に設けられている。又、ノズルヘッド２はコラム３に対して上下方向（Ｚ軸）に移動可能に設けられている。これにより、ノズル３は立体的に（三次元方向に）移動できるものとなる。尚、Ｘ軸の移動をテーブル６、Ｙ軸の移動をコラム３で行なってもよい。更に、以上の三軸制御に限らず、ノズルヘッド２の傾斜等、四軸以上の制御であってもよい。
【００１２】
この場合、図示は省略するが、以上のノズルヘッド２、コラム３及びテーブル６のそれぞれの移動は、サーボモータによるボールネジやリニアスライドによるＮＣで制御されるようにするのが好ましい。遠隔制御によって精度よく移動させられるからである。ノズル１にはホース７が接続されており、このホース７は、ブラスト材を貯留するタンク８やこれを送るコンプレッサ９等を有するブラスト材供給装置１０に繋がっており、これでブラスト材をノズル１へ送るようになっている。
【００１３】
ノズル１の下方には、ソレノイド１１の励磁で水平回動してノズル１の投射束内に出入りする遮蔽板１２からなるシャッター１３が設けられている。即ち、遮蔽板１２がノズル１の下方に来ると、ノズル１から投射されるブラスト材がこれで遮蔽され、被加工物にはかからないようになっている。これによると、ブラスト材投射のオンオフが鋭敏になる特徴がある。
【００１４】
次に、以上の加工装置を用いてブラスト加工する場合について説明する。この加工装置は、ノズルヘッド２の動作及びこれとテーブル６とを相対的に三次元方向に移動できるのであるから、これを適宜動作させることで、被加工物に得ようとするパターンを直接彫り込むことができる。しかし、もっと効果的な方法は、特定の原パターンを作成し、この原パターンを基に加工装置を駆動して被加工物に再現パターンとして再現する方法である。この場合、原パターンにはその輪郭や明暗があるから、加工装置にこれに対応した動きをさせる必要がある。
【００１５】
図４は、この方法を実施するシステムのブロック図であるが、まず、写真、図面若しくは現物を原パターンとして採用し（このためのコストは極めて低廉である）、これをデジタルカメラで撮影したり、スキャナーで読み込んで画像データとしてデータ作成用パソコン１４に取り込む。取り込んだ画像データは、画像処理ソフト１５によって画像のトリム、明暗、コントラスト、解像度の調整を行なって保存する。
【００１６】
次に、この保存したデータを三次元ＣＡＭソフト１６で読み込み、明暗やコントラストを高低に変換する機能を使って立体化し、この立体を加工するツールパスを作成する。更に、作成されたツールパスをＮＣ制御装置１７の制御ソフト１８で読み込み、ここで必要なデータ変換を行なって加工装置に転送する。この転送データによって加工装置は駆動されるが、サンドブラスト加工では、原パターンの明暗、コントラストを彫りの深さで対応させることになる。
【００１７】
一般に、ブラスト材の投射による被加工物への彫り込みの深さを調整するには種々のファクターがあり、具体的には、投射材（鉄粉や硝子ビーズが多い）の材質、投射速度、投射時間（間欠的に行なうときにはその回数）、ノズルの移動速度等が関係してくるが、制御を簡単にするために、本例では、投射材の材質、投射速度、ノズルの移動速度等を一定にして投射回数で調整するようにした。
【００１８】
図５はこの状態を示す説明図であるが、今、ＡからＢまでの間をＣからＤまではａの深さ、ＥからＦまではｂの深さの二段階に彫ろうとする場合、ノズル１を二回動かし（往行を二回繰り返してもよいし、往復行を一回させてもよい）、最初の移動では、Ｃから投射を開始してＤで終了させ、二回目の移動のときには、Ｅから投射を開始してＦで終了させればよいことになる。この操作を面に拡張して行くことで、原パターンを被加工物に再現パターンとして再現できる。
【００１９】
以上は、単位域の加工を線彫りで行なったものであるが、単位域の加工には、この他にこの線彫りを特定の区域に拡げた面彫りというものもある。更に、ノズルを一点に固定してその点を彫る点彫りというものもある。点彫りの場合、その深さや径は投射時間に対応するものとなる。被加工物に所定のパターンを彫るには、これら線彫り、面彫り、点彫りを適宜組み合わせて行なうことになる。
【００２０】
ブラスト加工は被加工物の硬軟は問わないから、被加工物は何でもよい。しかし、本発明では、被加工物として素焼きした磁器板を選定することを推奨する。これに所定の模様（パターン）を施して本焼きすると、置物を始めして種々の備品を非常に装飾性の高いものにできるからである。又、素焼きした磁器板は、軟らかくて加工がし易いといった点もある。
【００２１】
ところで、磁器製品には、素焼きの段階で孔をあけ、これを本焼きしたときにこの孔に釉薬がガラス子状に詰まって光を透過させる蛍手といった手法の工芸品がある。本発明によれば、孔を点彫りによって成形することで、その位置や大きさ等を任意に設定できるから、変化に富んで、しかも、装飾性の高い蛍手を安価に製作できる。
【００２２】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、ノズルとテーブルとを相対的に三次元方向に移動できるようにしものであるから、どのようなものでも、正確に、かつ、シャープに彫れる。この場合において、ノズルヘッドの所定動作及びノズルヘッド又はテーブルのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の移動がＮＣで制御されるものとすれば、ノズルの移動等の精度がより高くなり、正確にできる。更に、原パターンを再現パターンとして具現できるようにすれば、原パターンを商品性高く製作しておくことで、これに近いものに再現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例を示すサンドブラスト加工装置の正面図である。
【図２】本発明の一例を示すサンドブラスト加工装置のノズルヘッドの側面図である。
【図３】本発明の一例を示すサンドブラスト加工装置のノズルヘッドの底面図である。
【図４】本発明の一例を示すサンドブラスト加工方法のブロック図である。
【図５】本発明の一例を示すサンドブラスト加工方法の説明図である。
【符号の説明】
１　　ノズル
２　　ノズルヘッド
６　　テーブル
１２　遮蔽板
１３　シャッター
【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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