(57)【要約】      （修正有）【課題】外周面が略球面のワークについて、その略全表面において未処理部分を残すことなく表面処理を行うことができる、表面処理装置を提供する。【解決手段】外周面が略球面とされたワークＷをワーク回転軸Ｒ周りに回転させるワークホルダ３と、ワーク回転軸Ｒに指向し、ワーク回転軸Ｒに所定仰角をもって交差する線分上に配置される中心軸６と、一端が中心軸６に直交して配置される支持軸Ｓ上に支持され、かつ中心軸６を軸として回転する支持アーム９と、支持アーム９の他端に固定して連結され、支持軸Ｓと平行に配置され、支持アーム９を介して中心軸６を軸として回転することによりワークＷの外周面に沿って移動する長尺のピーラ刃１２とを有する。【選択図】図１
2016158593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面が略球面とされたワークをワーク回転軸周りに回転させるワークホルダと、
前記ワーク回転軸に指向し、前記ワーク回転軸に所定仰角をもって交差する線分上に配置される中心軸と、
一端が前記中心軸および前記ワーク回転軸に直交して配置される支持軸上に支持され、かつ前記中心軸を軸として回転する支持アームと、
前記支持アームの他端に固定して連結され、前記支持軸と平行に配置され、前記支持アームを介して前記中心軸を軸として回転することによりワークの外周面に沿って移動する処理部材とを有していることを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
前記支持アームが、前記支持軸に揺動自在に連結されており、前記処理部材に対して、表面処理中にワークの径方向の反対側に向かう押圧力が付勢されていることを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。
【請求項３】
前記中心軸の前記ワーク回転軸に対する仰角が、点Ａをワークに対する前記処理部材の処理開始点、点Ｂを前記ワーク回転軸の線分上におけるワークの頂点との交点、点Ｃを前記中心軸の軸線分上と前記支持軸との交点、点Ｄを点Ａと点Ｂとの中間点とするとき、前記ワーク回転軸に直交する面に対する点Ｃと点Ｄとを結ぶ線によって構成される角度に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面処理装置。
【請求項４】
軸方向の高さが異なる複数種類のワークを表面処理の対象とする場合、複数種類のワークのうち標準的な軸方向の高さが最小であるワークを基準として前記中心軸の仰角が設定されていることを特徴とする請求項３に記載の表面処理装置。
【請求項５】
前記中心軸の仰角が、２０〜２５度に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外周面が略球面のワークに対する表面処理に好適な表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、外周面が略球面とされたワークの表面を処理する装置として、例えば柿やりんご、オレンジ、蕪菁などの果菜の表皮の皮剥きを行う装置が用いられている。特許文献１には、柿の実を保持する保持部に設けた回転軸をモータで回転駆動させるとともに、柿の表皮部分に表皮剥き刃を前記回転軸方向に移動させながらあてがって皮を剥くように構成された装置が開示されている。
【０００３】
また、近年は家庭などにおいても簡単に果菜の表皮の皮剥きを行うことができるような小型で運搬・保管が容易でありかつ調整やメンテナンスが簡単な卓上型の表面処理装置が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１８０６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、前述のような表面処理装置は、果菜の全周において表皮の剥き残しがないように未処理部分を残すことなく表面処理を行うことが求められている。特に、干し柿の場合には、乾燥によって果実の全周面から均等に水分を抜けさせるために、例えば、柑橘類の果実から搾汁する作業の前に行なう皮剥きよりも確実に、果実の全周において表皮の剥き残しが無いように皮剥きを行う必要がある。
【０００６】
また、特に果菜の皮剥き装置は、皮剥き対象の果菜の種々の大きさや形状に対応できることが要求される。例えば、柿は外周面が略球面である点において共通しているものの、ふっくらとして丸みがある形をした柿（富有柿）、全体的に細長く筆先のような形の柿（筆柿）、縦長で先が細くなっている釣り鐘のような形の柿（蜂屋柿）、四角張った扁平の形状の柿（平核無柿）などがあるように、産地などによって軸方向の高さ（大きさ）や形状が異なる。また、同じ種類の柿であっても、形状にそれぞれ個体差がある。そして、皮剥き装置としては、種々の大きさや形状に対応可能であることが求められている。
【０００７】
さらに、外周面が略球面のワークの表面処理として、前述の果菜の皮剥きだけでなく、ワークに対して研磨や塗装などの表面処理を行う場合であっても、略全表面に未処理部分を残すことなく処理を行うことが求められる。
【０００８】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、外周面が略球面のワークについてその略全表面に未処理部分を残すことがなく表面処理を行うことができる表面処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した課題を解決するため、本発明に係る表面処理装置は、外周面が略球面とされたワークをワーク回転軸周りに回転させるワークホルダと、前記ワーク回転軸に指向し、前記ワーク回転軸に所定仰角をもって交差する線分上に配置される中心軸と、一端が前記中心軸および前記ワーク回転軸に直交して配置される支持軸上に支持され、かつ前記中心軸を軸として回転する支持アームと、前記支持アームの他端に固定して連結され、前記支持軸と平行に配置され、前記支持アームを介して前記中心軸を軸として回転することによりワークの外周面に沿って移動する処理部材とを有していることを特徴とする。
【００１０】
本発明に記載の表面処理装置によれば、中心軸をワーク回転軸に直交する面から所定の仰角をもって交差する線分上に配置して処理部材を用いて表面処理を行うことにより、処理部材を、ワークの外周面におけるワークホルダに保持されている部分の近傍からワークの頂点まで到達させることができる。これにより、本発明によれば外周面が略球面のワークについて、その略全周面において未処理部分を残すことなく表面処理を行うことができる。                    
【００１１】
ここで、本発明に係る表面処理装置の対象となるワークは、外周面が略球面の柿やりんご、オレンジ、蕪菁等の果菜の他、木材、樹脂材、金属材からなる成型品など、外周面が略球面の種々のワークを対象とすることができる。また、本発明に係る表面処理装置は、皮剥き等の切削処理の他、刷毛やスプレー等を用いた塗装処理、さらには研磨処理など種々の表面処理に用いることができる。
【００１２】
また、本発明に係る表面処理装置において、前記支持アームを、前記支持軸に揺動自在に連結されており、前記処理部材に対して、表面処理中にワークの径方向の反対側に向かう押圧力を付勢するものであってもよい。このような構成を採用することにより、本発明に係る表面処理装置によれば、皮剥きなどの切削処理や刷毛による塗装、さらには研磨などの処理部材をワークの外表面に当接させることが必要な表面処理を行う場合に、処理部材をワークの外周面に確実に当接させながら中心軸を軸とした回転により移動させることができるので、様々な形状のワークに対して未処理部分を残すことなく均一な表面処理を行うことができる。ここで、処理部材に対する押圧力の付勢手段としては、ばね等の付勢部材を用いて処理部材に押圧力を付勢したり、さらには例えば回転シリンダを用いて支持軸を軸とした支持アームの揺動を制御する等、電気的さらには機械的に支持アームの揺動を制御することにより、支持アームを介して処理部材に対して押圧力を付勢するなど、種々の手段を用いることができる。また、例えばセンサ等を用いて処理部材とワークとの間の距離が一定となるように測定しながら処理部材に対して押圧力を付勢してもよい。これにより、処理部材がワークに当接する表面処理の場合には一定の押圧力によって、また処理部材がワークに当接しない表面処理の場合には一定の間隙寸法をもって処理部材をワークの外周面に沿って移動させることができ、より均一な表面処理を行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る表面処理装置において、前記中心軸の前記ワーク回転軸に対する仰角を、点Ａをワークに対する前記処理部材の処理開始点、点Ｂを前記ワーク回転軸の線分上におけるワークの頂点との交点、点Ｃを前記中心軸の軸線分上と前記支持軸との交点、点Ｄを点Ａと点Ｂとの中間点とするとき、前記ワーク回転軸に直交する面に対する点Ｃと点Ｄとを結ぶ線によって構成される角度に設定するとよい。このように前記中心軸の仰角を設定することにより、本発明に係る表面処理装置は、ワークの軸方向の高さ（大きさ）に対応した仰角を設定することができ、ワークに対して未処理部分を残すことなく表面処理を行うことができる。さらに、本発明の発明者の研究によれば、前記中心軸の仰角を２０〜２５度に設定することにより、ワークに対応して未処理部分を残すことなく表面処理を行うことができることがわかっている。
【００１４】
さらにまた、前記中心軸の仰角を設定するにあたり、軸方向の高さが異なる複数種類のワークを表面処理の対象とする場合には、複数種類のワークのうち標準的な軸方向の高さが最小であるワークを基準として前記中心軸の仰角を設定するとよい。このように前記中心軸の仰角を設定することにより、複数種類のワークの大きさに対応した仰角を設定することができるので、表面処理装置は、種々の軸方向の高さ寸法のワークに対して未処理部分を残すことなく表面処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外周面が略球面のワークについて、その略全表面において未処理部分を残すことなく表面処理を行うことができ、また軸方向の高さが異なる種々の大きさのワークの表面処理に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る表面処理装置の基本構成を示す概略図
【図２】図１の基本構成を有する表面処理装置の内部構造を示す斜視図
【図３】図２に示す表面処理装置において処理部材が基準位置に位置する状態を示す断面側面図
【図４】図２に示す表面処理装置において処理部材が開始位置に位置する状態を示す断面側面図
【図５】図２に示す表面処理装置において処理部材が終了位置に位置する状態を示す断面側面図
【図６】図２に示す表面処理装置において中心軸の仰角の設定を説明する概略説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る外周面が略球面のワークの表面処理装置の一実施形態として、柿等の略球形状の果菜の略全周面の皮剥き処理を行う場合について、図１乃至図６を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る表面処理装置の基本構成を示す概略図であり、図２は、図１の基本構成を有する表面処理装置の内部構造を示す斜視図である。
【００１９】
図１および図２に示すように、本実施形態に係る表面処理装置１は、外周面が略球面とされた柿等のワークＷをワーク回転軸Ｒ周りに回転させるワークホルダ３を有しており、ワークホルダ３は、図示しないワーク回転モータの駆動によってワーク回転軸Ｒを中心として回転するようになっている。ワークホルダ３には、複数のワークピン５が突設されており、ワークホルダ３は、ワークピン５によってワークＷを軸支することにより、ワークＷを回転自在に保持するようになっている。また、本実施形態において各ワークピン５は、ワーク回転軸Ｒを中心として周方向に等間隔をもって配置されており、これらの複数のワークピン５によってワークＷを軸支することにより、ワークホルダ３におけるワークＷの位置を確実に固定しながらワークＷを回転させることができるようになっている。なお、ワークホルダ３においてワークＷを軸支する手段は、本実施形態のワークピン５に限定されるものではなく、例えばワークＷを吸着することにより軸支する等、ワークＷを回転可能に軸支することができる種々の支持手段を用いることができる。
【００２０】
図３から図５は、図２の表面処理装置の内部構成がケース１３に収納されている状態を示す断面側面図である。図１および図３から図５に示すように、本実施形態に係る表面装置は、ワーク回転軸Ｒに指向し、ワーク回転軸Ｒに所定仰角ａをもって交差する線分上に配置される中心軸６を有している。この中心軸６は、パイプ状に形成されており、中心軸回転モータ７の駆動によって軸周りに回転するようになっている。
【００２１】
中心軸６におけるワークホルダ３側の先端部分には、フランジ状の取付板８が一体に固定されている。取付板８には、中心軸６を挟むようにして一対のヒンジ１０が突設されており、それらの先端に設けられた軸１０ａを通る支持軸Ｓを介して一対の支持アーム９がヒンジ１０を介して揺動自在に取り付けられている。換言すれば、両支持アーム９は、それらの各一端が中心軸６に直交して配置される支持軸Ｓ上に回動自在に支持されるように取り付けられており、さらに中心軸６を軸として一体に回転するようになっている。支持軸Ｓは、中心軸６およびワーク回転軸Ｒに直交して配置されている。
【００２２】
両支持アーム９の他端には、直線状の長尺の処理部材としてのピーラ刃１２が一体に連結されており、ピーラ刃１２は、支持軸Ｓと平行となるとともに、処理面である刃部１２ａがワークＷに対向するように配置されている。そして、ピーラ刃１２は、支持アーム９を介して中心軸６を軸として回転することにより、常にワークＷに対して刃部１２ａを向けながら、ワークＷの外周面に沿って移動するようになっている。ここで、このピーラ刃１２については、ワークＷの大きさ（外周面の曲率）に応じて、動作時に両支持アーム９の先端がワークに当たってしまうことによりワークＷを傷つけてしまったり、あるいはピーラ刃１２がワークＷから浮いて（離間して）しまうことにより剥き残しが発生してしまうことがないように、その形状や長さを適宜決定すればよい。本実施形態のように既存の直線状の長尺のピーラ刃１２を用いて柿やリンゴ等の拳大程度の大きさのワークＷの表面処理を行うにあたっては、ピーラ刃１２の長さ寸法は、６０〜８０ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００２３】
支持アーム９は、ピーラ刃１２をワークＷの外周面に対向させながら支持アーム９自体はワークＷと衝突しない腕状に形成されており、また、支持軸Ｓからピーラ刃１２までの最短直線長さＬ１が、支持軸Ｓからワーク回転軸Ｒの線分上におけるワークＷの頂点との交点までの最短直線長さＬ２と同一となる位置においてピーラ刃１２を保持している。
【００２４】
なお、本実施形態においては、一対の支持アーム９によってピーラ刃１２を保持しているが、本発明に係る表面処理装置１はこの構成に限定されるものではなく、例えば１つの支持アーム９によってピーラ刃１２の中央部分を保持するものであってもよい。
【００２５】
パイプ状の中心軸６の内部には、切換用軸１５が中心軸６と同軸上に配置されており、切換用軸１５は、切換用軸駆動モータ１６の駆動により軸周りに回転するようになっている。図２に示すように、切換用軸１５の先端部にはフランジ１７が取り付けられており、フランジ１７における切換用軸１５の軸心と離間する位置には、付勢部材としてのコイルばね１８の一端が連結され、このコイルばね１８の他端は、ピーラ刃１２と平行に配置されており一端部が一方の支持アーム９に連結されるとともに他端部が他方の支持アーム９に連結されたリブ１９の中央部に連結されている。
【００２６】
フランジ１７は、切り換え用軸１５と一緒に回動してコイルばね１８のピーラ刃１２に対する付勢力のオン・オフを切り換える。具体的には、ヒンジ１０の軸１０ａとリブ１９とを結ぶ思案線Ｘに対して、コイルばね１８が思案線ＸよりワークＷ側（オン）または非ワークＷ側（オフ）に位置することによって切り換える。さらに説明すると、ピーラ刃１２は、図３に示す表面処理装置１の駆動前に位置する基準位置において、コイルばね１８が非ワークＷ側に位置するので、コイルばね１８によってリブ１９および支持アーム９を介してワークＷから離間する方向（図３に示す矢印Ｆ）への押圧力が付勢されるようになっている。このときのコイルばね１８の状態を基準状態とする。また、ピーラ刃１２は、図４に示す表面処理装置１における表面処理の開始位置において、切換用軸１５のみが切換用軸駆動モータ１６の駆動によって所定の第１角度をもって一方向に回転してコイルばね１８の一端部が引っ張られることにより、コイルばね１８が思案線ＸよりワークＷ側に越えると、この思案線Ｘを越えたコイルばね１８によってワークＷの径方向の反対側に向かう方向（図４に示す矢印Ｇ）への押圧力が付勢されるようになっている。このときのコイルばね１８の状態を処理状態とする。続いて、表面処理装置１における表面処理中において、中心軸６が中心軸回転モータ７の駆動によって所定の第２角度をもって一方向に回転するとともに、切換用軸駆動モータ１６を中心軸回転モータ７に電気的に同期させて、切換用軸１５が中心軸６と同一の所定の第２角度をもって一方向に回転する。これにより、ピーラ刃１２は、処理状態を維持しながら中心軸６を軸として回転するコイルばね１８によってワークＷの径方向の反対側に向かう方向への押圧力が付勢されたまま、図５に示す表面処理装置１の表面処理の終了位置まで中心軸６を軸としてワークＷの外周面に当接しながら回転するようになっている。さらに、表面処理装置１の表面処理の終了後において、切換用軸１５のみが切換用軸駆動モータ１６の駆動によって思案線Ｘを再度非ワークＷ側に越えるように前記第１の角度をもって他方向に回転してコイルばね１８を基準状態に切り換えることにより、ピーラ刃１２は、このコイルばね１８によってワークＷから離間する方向（図５に示す矢印Ｆ）への押圧力が付勢され離間位置に位置するようになっている。この状態で、中心軸６および切換用軸１５を前記第２の角度をもって他方向に回転することにより、ピーラ刃１２は、ワークＷの外周面から離間した状態を維持したまま、基準位置に戻るようになっている。
【００２７】
図６は、ワークＷの表面処理に最適なワーク回転軸Ｒに対する中心軸６の仰角ａを決定することを説明するための概念説明図である。ここで、表面処理の対象となるワークＷが果菜のように１種類であっても個々の大きさが少し異なる場合には、標準的な軸方向の高さのワークＷを基準として決定するとよい。また、平核無柿と蜂屋柿のような軸方向の高さが異なる複数種類のワークＷを対象とする場合には、複数種類のワークＷのうち標準的な軸方向の高さが最小であるワークＷを基準として決定する。また、前記複数種類のワークＷを対象とする場合であって、各種類のワークＷの個々の形状が少し異なる場合には、基準のワークＷのうち標準的な軸方向の高さのワークＷを基準として決定するとよい。図６においては、平核無柿を実線で、蜂屋柿を２点鎖線で示しており、ここでは、平核無柿を前記基準のワークＷとして説明する。
【００２８】
図６に示すように、点ＡはワークＷに対するピーラ刃１２の処理開始点、点Ｂはワーク回転軸Ｒの線分上におけるワークＷの頂点との交点であり、点Ｃは、中心軸６の仮想軸線分上と支持軸Ｓとの交点すなわち支持アーム９における中心軸６を軸とする回転の中心点（ヒンジ１０の軸１０ａ）であり、点Ｄは、点Ａと点Ｂとの中間点である。そして、中心軸６は、ワーク回転軸Ｒに直交する面に対する点Ｃと点Ｄとを結ぶ線によって構成される角度に設定されるとよい。
【００２９】
前述のように、ワークＷの表面処理に最適なワーク回転軸Ｒに対する中心軸６の仰角ａの設定は、点Ｂを決定するためのワークＷの高さ寸法の他、ワークホルダ３における回転軸Ｒの径方向の直径寸法に影響を受ける。すなわち、もしワークホルダ３における前記直径が小さい場合には、ワークＷに対するピーラ刃１２の処理開始点である点Ａが回転軸Ｒに近づけることができるので、この結果、前記条件によれば、ワークＷの高さ寸法が同一であっても、仰角ａは小さく設定されることとなる。一方、ワークホルダ３における前記直径が大きい場合には、仰角ａは大きく設定されることとなる。
【００３０】
また、中心軸６のワーク回転軸Ｒに対する仰角ａを、ワーク回転軸Ｒに直交する面に対する点Ｃと点Ｄとを結ぶ線によって構成される角度よりも小さい角度とした場合には、点ＢにおけるワークＷに対するピーラ刃１２の押圧力が弱く、一方開始点Ａ側における押圧力が強くなってしまい、押圧力が弱い点Ｂすなわち表面処理の終了点側において皮剥きが不良となる等の表面処理の弊害が出やすくなってしまう。特に、剥き残り（表面処理不良）の現象は、表面処理の終了点となる頂点部分で生じることが多いことがわかっており、ワークＷに対するピーラ刃１２の押圧力は、表面処理中において全体的に均一か、若しくは表面処理の終了点側が強くなるような設定にすることが望ましい。このことを考慮すると、中心軸６の仰角ａは、少なくともワーク回転軸Ｒに直交する面に対する点Ｃと点Ｄとを結ぶ線によって構成される角度を含むそれよりも大きい角度となるように設定されることが好ましい。また、本発明の発明者の研究の結果によれば、中心軸６は、ワーク回転軸Ｒに直交する面に対して２０〜２５度に設定されることが好ましいことが分かっている。
【００３１】
次に、本実施形態の表面処理装置１を用いた表面処理（本実施形態においては皮剥き処理）およびその作用について説明する。
【００３２】
表面処理装置１の駆動前において、ピーラ刃１２は図３に示す表面処理装置１の駆動前に位置する基準位置に配置されている。この状態で、まず、使用者によって柿などのワークＷがワークホルダ３のワークピン５に突き刺されることにより、ワークＷがワークホルダ３によって保持される。このとき、ワークＷの重心がワーク回転軸Ｒに重なるように、ワークＷをワークホルダ３に保持させることが好ましい。
【００３３】
続いて、切換用軸駆動モータ１６の駆動によって切換用軸１５のみを一方向へ前記第１の角度をもって回転させてコイルばね１８の一端部を引っ張ることにより、ピーラ刃１２に対して図３における矢印Ｆの方向への押圧力を付勢する基準状態であるコイルばね１８を、思案線ＸをワークＷ側に越えてピーラ刃１２に対して図４における矢印Ｇの方向への押圧力を付勢する処理状態とする。このように、コイルばね１８を確実に思案線ＸをワークＷ側に越える状態とするという観点から、前記第１の角度は１８０度とすることが好適である。これにより、ピーラ刃１２を、表面処理を開始する開始位置に移動させて、ワークＷの底面側の外周面におけるワークホルダ３によって保持されている部分の近傍であってピーラ刃１２がワークホルダ３との衝突を回避することができる部分に当接させる（図４参照）。
【００３４】
次に、中心軸回転モータ７および切換用軸駆動モータ１６を電気的に同期させて駆動させることにより、中心軸６および切換用軸１５を一方向へ前記第２の角度をもって回転させることにより、コイルばね１８の処理状態を維持しながらピーラ刃１２をワークＷの外周面に沿ってワークＷの頂点または頂点近傍の表面処理の終了位置まで移動させる（図５参照）。このように、ピーラ刃１２をワークＷの底面側から頂面側に移動させるという観点から、前記第２の角度は１８０度とすることが好適である。このとき、ピーラ刃１２は、支持アーム９に固定して保持されているので、支持アーム９を介して中心軸６を軸として回転することにより、常にワークＷに対して刃部１２ａを向けながら、ワークＷの外周面に沿って移動する。また、ピーラ刃１２の中央部分は、コイルばね１８によってワークＷの径方向の反対側に向かう方向への押圧力が付勢された状態のまま、ワークＷの外周面に沿って点Ａから点Ｂまたは点Ｅに移動することとなる。
【００３５】
図６における点Ａから点Ｂを介して点Ｅに至る実線は、ピーラ刃１２の長手方向における中央の軌道を示している。本実施形態においては、ピーラ刃１２は、表面処理中はワークＷの径方向の反対側に向かう押圧力が付勢されているので、個々のワークＷの形状に合わせた曲線状の軌道となる。このように、ピーラ刃１２の回転の中心となる中心軸６がワーク回転軸Ｒに対して所定の仰角ａをもって交差する線分上に配置されているので、ピーラ刃１２の長手方向における中央の軌道をワークＷの外周面におけるワークホルダ３に保持されている部分の近傍（点Ａ）からワークＷの頂点（点Ｂ）または頂点近傍（点Ｅ）まで到達させることができる。なお、例えば、ワークＷの形状が一定の場合であって表面処理がスプレーを用いた散布による塗装のようなワークＷの外周面にピーラ刃１２が当接する必要がない場合には、ピーラ刃１２に対して前記押圧力が付勢されていなくてもよい。このようなピーラ刃１２に対して前記押圧力が付勢されていない場合には、ピーラ刃１２の長手方向における中央の軌道は、点Ａから点Ｂへの直線状（点線で示す線）となる。
【００３６】
ここで、表面処理の対象となるワークＷが、中心軸６の配置角度を求める際の基準であり、表面処理の終了点となる点Ｂがワーク回転軸Ｒの線分上におけるワークＷの頂面との交点すなわち頂点に到達するようなワークＷである場合（図６に示す平核無柿）、ピーラ刃１２をワークＷの頂点まで到達させることができるので、ワークＷについてその略全表面に未処理部分を残すことなく、表面処理を行うことができる。
【００３７】
また、表面処理の対象となるワークＷが、中心軸６の配置角度を求める際の基準となるワークＷよりも軸方向の高さが高く、表面処理の終了点となる点ＥがワークＷの頂点の近傍となるようなワークＷである場合（図６に示す蜂屋柿）、中心軸６がワーク回転軸Ｒに対して所定の仰角ａをもって交差する線分上に配置されていることにより、ピーラ刃１２の中央が点Ｅに到達する直前に長尺のピーラ刃１２における回転進行方向の前端部分が蜂屋柿の頂点に届くこととなる。このため、ピーラ刃１２の長さ方向における中央部の軌道は蜂屋柿の頂点から外れているものの、ピーラ刃１２の前端部分をワークＷの頂点に到達させることができるので、ワークＷについてその略全表面に未処理部分を残すことなく、表面処理を行うことができる。
【００３８】
続いて、ワークＷに対する表面処理が終了した後、切換用軸駆動モータ１６の駆動によって切換用軸１５のみを一方向と逆の他方向に第１の角度をもって回転させてコイルばね１８の一端部を引っ張ることにより、処理状態のコイルばね１８を、再度思案線Ｘを非ワークＷ側に越えて基準状態とする。これにより、ピーラ刃１２をワークＷの外周面から離間する離間位置に移動させる。
【００３９】
さらに、中心軸回転モータ７および切換用軸駆動モータ１６を電気的に同期させて駆動させることにより、中心軸６および切換用軸１５を前記他方向へ前記第２の角度をもって回転させることにより、コイルばね１８の基準状態を維持しながらピーラ刃１２を基準位置に移動させる。
【００４０】
前述のように、本実施形態にによれば、中心軸６をワーク回転軸Ｒに直交する面から所定の仰角ａをもって交差する線分上に配置しかつ長尺のピーラ刃１２を用いて表面処理を行うことにより、ピーラ刃１２の長手方向における中央の軌道をワークＷの外周面におけるワークホルダ３に保持されている部分の近傍からワークＷの頂点または頂点近傍まで到達させることができ、これにより、ピーラ刃１２の中央部分または前端部分をワークＷの頂点に到達させることができる。
【００４１】
したがって、本実施形態に係る表面処理装置１は、外周面が略球面のワークＷに対して、略全表面において未処理部分を残すことのない表面処理を実現させることができるとともに、軸方向の高さが異なるワークＷに対応して未処理部分を残すことなく表面処理を行うことができる。
【００４２】
また、中心軸６のワーク回転軸Ｒに対する仰角ａを、ワーク回転軸Ｒに直交する面に対する点Ｃと点Ｄとを結ぶ線によって構成される角度、または２０〜２５度に設定することにより、ワークＷの大きさに対応した仰角ａを設定することができるので、表面処理装置１は、ワークＷに対してより確実に未処理部分を残すことなく表面処理を行うことができる。
【００４３】
さらに、前述の平核無柿や蜂屋柿のように軸方向の高さが異なる複数種類のワークＷを表面処理の対象とする場合に、複数種類のワークＷのうち標準的な軸方向の高さが最小であるワークＷを基準として中心軸６の仰角ａを設定することにより、複数種類のワークＷの大きさに対応した仰角ａを設定することができるので、表面処理装置１は、種々の大きさのワークＷに対してより確実に未処理部分を残すことなく表面処理を行うことができる。
【００４４】
このように、各ワークＷの表面処理に好適な中心軸６のワーク回転軸Ｒに対する仰角ａを実現するために、例えば、本実施形態に係る表面処理装置１において、中心軸６を、ワーク回転軸Ｒに対する仰角ａや高さ方向、さらにはワークホルダ３に対する遠近方向の位置を調整可能に支持するようにしてもよい。
【００４５】
さらにまた、支持アーム９を支持軸Ｓに対して揺動自在に連結し、ピーラ刃１２に対して表面処理中にワークＷの径方向の反対側に向かう押圧力を付勢することにより、ピーラ刃１２をワークＷの外周面に当接させながら、中心軸６を軸とした回転により移動させることができるので、表面処理装置１は、様々な形状のワークＷに対して確実に未処理部分を残すことなく均一な表面処理を行うことができる。特に、表面処理として、皮剥きなどの切削処理や刷毛による塗装、さらには研磨などの処理部材をワークＷの外表面に確実に当接させることが必要な表面処理を行う場合には、表面処理装置１は、このような構成を採用することにより、種々の形状のワークＷに対して未処理部分を残すことなく均一な表面処理を行うことができる。
【００４６】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。
【００４７】
例えば、本発明に係る表面処理装置１において行う表面処理は、本実施形態の皮剥き処理に限定されるものではなく、例えば、皮剥き処理を含む表皮の切削処理の他、さらにワークＷの外周面に対する塗装処理、研磨処理など種々の表面処理に用いることができる。表面処理として塗装処理を行う場合、処理部材として塗布口が長尺のスプレーや長尺の刷毛を用いて、また研磨処理を行う場合、処理部材として長尺の研磨部材を用いて表面処理を行うことができる。本発明に係る表面処理装置１は、このように処理部材としてスプレーを用いて表面処理としての塗装処理を行う場合のように、処理部材が直接ワークＷに当接しない表面処理を行うこともできる。また、本発明に係る表面処理装置１において、特に処理部材が直接ワークＷに当接しない表面処理を行う場合や、表面処理の対象となるワークＷの大きさおよび形状が一定の場合には、表面処理中に処理部材に対してワークＷの径方向の反対側に向かう押圧力を付勢しなくてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１  表面処理装置
３  ワークホルダ
５  ワークピン
６  中心軸
７  中心軸回転モータ
８  取付板
９  支持アーム
１０  ヒンジ
１０ａ  軸
１２  ピーラ刃（処理部材）
１２ａ  刃部
１３  ケース
１５  切換用軸
１６  切換用軸駆動モータ
１７  フランジ
１８  コイルばね
１９  リブ
Ｗ  ワーク
Ｒ  ワーク回転軸
Ｓ  支持軸
【図１】
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【図６】
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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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