(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒体を収容するケースと、
前記ケースに回転駆動可能に支持された駆動軸と、
前記駆動軸に固定され前記駆動軸の軸方向に対して垂直な円盤面が形成された円盤状のディスク本体を有し、該ディスク本体の両側の前記円盤面のうち少なくとも一方の前記円盤面に砥粒が結合されて研磨面を形成した研磨ディスクと、
前記ケースの底面部から送風することにより前記粒体を浮遊状態で流動させて、前記研磨面の少なくとも一部が浸漬する流動層を形成する流動手段と、
前記流動層に浸漬する前記研磨ディスクの前記研磨面に負圧を発生させ、当該負圧によって前記流動層を流動する前記粒体を前記研磨面に付勢することにより、前記粒体を前記研磨面に接触させて前記粒体を研磨するように、前記駆動軸に固定された前記研磨ディスクを回転駆動する駆動装置と、
を備える粒体研磨装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ディスク本体の直径に対する前記ディスク本体の厚みが０．０４以下である粒体研磨装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記流動手段は、前記駆動軸が前記流動層の上層部に浸漬するように前記流動層を形成する粒体研磨装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、
回転された前記研磨ディスクの周速度が１０００ｍ／ｍｉｎ以上となるように前記駆動軸を回転駆動させる粒体研磨装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項において、
前記ケースに支持される複数の前記駆動軸と、
複数の前記駆動軸にそれぞれ配置される複数の前記研磨ディスクと、
を備える粒体研磨装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項において、
前記駆動軸は、前記ケースに一端側のみを片持ちで回転駆動可能に支持される粒体研磨装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項において、
前記流動層の上方に位置する前記ケースの内部に配置され、前記研磨ディスクの回転駆動による前記粒体の研磨に伴い前記流動層より上方へ飛散する前記粒体の一部と衝突することにより、前記粒体に付着した粉塵を前記粒体から分離するとともに、衝突した前記粒体を前記流動層に戻す衝突部材をさらに備える粒体研磨装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項の粒体研磨装置を用いた鋳物砂再生装置であって、
前記粒体は、鋳物砂であり、
前記研磨ディスクが前記鋳物砂の表面を研磨することにより前記鋳物砂の付着物を除去する鋳物砂再生装置。
【請求項９】
請求項１〜７の何れか一項の粒体研磨装置を用いた微粒子生成装置であって、
前記粒体は、生成する微粒子の原料を塊状に成形または造粒された原料粒体であり、
前記研磨ディスクが前記原料粒体の表面を研磨することにより前記原料粒体から分離した粉体である前記微粒子を生成する微粒子生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒体の研磨装置に関し、また、この研磨装置を適用した鋳物砂の再生装置、および、原料粒体の一部を破砕して得る微粒子の生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒体研磨装置は、砂粒状の粒体の表面を研磨するものであり、粒体の表面に付着した付着物を除去、または、原料粒体を研磨することにより生じる微粒子である研磨粉体を生成するものである。この粒体研磨装置を適用したものとして、使用済みの鋳物砂の表面に付着した石炭粉や樹脂などを除去し、鋳物砂を再使用できるようにする装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の鋳物砂再生装置は、同一の駆動軸に連装された複数の砥石と、装置内の鋳物砂を掻き上げるドラムを備えている。この装置によれば、装置内に投入された鋳物砂は、ドラムにより回転駆動する砥石の上方に掻き上げられ、研磨面である砥石の周面で繰り返し研磨される。【０００３】
また、特許文献２の鋳物砂再生装置は、段落[００４１],[００４２]、図２に記載されているように、回転面に傾斜する粗面（研磨面）が揺動するロータと、ブロアからの送風により内部に鋳物砂の流動層を形成する撹拌槽を備えている。この装置によれば、装置内に投入された鋳物砂は、撹拌槽で流動し、回転駆動するロータの粗面と衝突することにより研磨される。このように、特許文献１，２に記載の装置は、鋳物砂の表面を研磨することにより鋳物砂の付着物の除去を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６１８２５号公報
【特許文献２】特開２００８−３０１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の装置では、鋳物砂を研磨する砥石が重量物であるため、砥石の交換が困難となる上、バランス調整が必要となることからメンテナンス性が低い。また、構造上、鋳物砂が各部の隙間に滞留することがあり、再生処理が未処理のまま排出されるおそれがある。【０００６】
また、特許文献２に記載の装置では、鋳物砂を研磨面に対して所定の角度で衝突させるためにロータを揺動させている。このように、鋳物砂が角度をもって研磨面に衝突すると、研磨面を形成している砥粒などが剥離しやすく、研磨工具の劣化を招来することになる。また、ロータを揺動させる構成は、ロータのバランス調整が困難である上、ロータの回転を高速にすると装置に振動が生じるおそれがあるため、処理効率を十分に高くできない要因となっている。【０００７】
さらに、上述した従来の装置では、処理量を増加させるために、鋳物砂と砥石との摩擦力を大きくしたり、研磨面に鋳物砂を強く衝突させたりすることがあった。このような場合に、粒体である鋳物砂が摩擦抵抗または衝撃によって粉砕してしまうことがあった。これでは、鋳物砂の付着物を除去したとしても再生された鋳物砂の品質が劣化するおそれがあった。【０００８】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、効率的に良好な粒体の研磨が可能な粒体研磨装置を提供するとともに、当該粒体研磨装置を適用した鋳物砂再生装置および微粒子生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の粒体研磨装置は、粒体を収容するケースと、前記ケースに回転駆動可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸に固定され前記駆動軸の軸方向に対して垂直な円盤面が形成された円盤状のディスク本体を有し、該ディスク本体の両側の前記円盤面のうち少なくとも一方の前記円盤面に砥粒が結合されて研磨面を形成した研磨ディスクと、前記ケースの底面部から送風することにより前記粒体を浮遊状態で流動させて、前記研磨面の少なくとも一部が浸漬する流動層を形成する流動手段と、前記流動層に浸漬する前記研磨ディスクの前記研磨面に負圧を発生させ、当該負圧によって前記流動層を流動する前記粒体を前記研磨面に付勢することにより、前記粒体を前記研磨面に接触させて前記粒体を研磨するように、前記駆動軸に固定された前記研磨ディスクを回転駆動する駆動装置と、を備える。
【００１０】
本発明において、前記ディスク本体の直径に対する前記ディスク本体の厚みが０．０４以下である構成としてもよい。【００１１】
本発明において、前記流動手段は、前記駆動軸が前記流動層の上層部に浸漬するように前記流動層を形成する構成としてもよい。【００１２】
本発明において、回転された前記研磨ディスクの周速度が１０００ｍ／ｍｉｎ以上となるように前記駆動軸を回転駆動させる構成としてもよい。【００１３】
本発明において、前記ケースに支持される複数の前記駆動軸と、複数の前記駆動軸にそれぞれ配置される複数の前記研磨ディスクと、を備える構成としてもよい。【００１４】
本発明において、前記駆動軸は、前記ケースに一端側のみを片持ちで回転駆動可能に支持される構成としてもよい。【００１５】
本発明において、前記流動層の上方に位置する前記ケースの内部に配置され、前記研磨ディスクの回転駆動による前記粒体の研磨に伴い前記流動層より上方へ飛散する前記粒体の一部と衝突することにより、前記粒体に付着した粉塵を前記粒体から分離するとともに、衝突した前記粒体を前記流動層に戻す衝突部材をさらに備える構成としてもよい。
【００１６】
本発明において、粒体研磨装置を用いた鋳物砂再生装置であって、前記粒体は、鋳物砂であり、前記研磨ディスクが前記鋳物砂の表面を研磨することにより前記鋳物砂の付着物を除去する鋳物砂再生装置としてもよい。
【００１７】
本発明において、粒体研磨装置を用いた微粒子生成装置であって、前記粒体は、生成する微粒子の原料を塊状に成形または造粒された原料粒体であり、前記研磨ディスクが前記原料粒体の表面を研磨することにより前記原料粒体から分離した粉体である前記微粒子を生成する微粒子生成装置としてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、粒体研磨装置は、駆動軸と、この駆動軸に固定された研磨ディスクと、ケースの底面部から送風することにより粒体を浮遊状態で流動させて流動層を形成する流動手段とを備える構成となっている。この流動手段は、研磨ディスクの研磨面の少なくとも一部が浸漬するように流動層を形成している。また、円盤状のディスク本体は、駆動軸に固定され駆動軸の軸方向に対して垂直な円盤面が形成されている。つまり、ディスク本体の円盤面に形成された研磨面は、駆動軸の軸方向に対して垂直となっている。【００１９】
このような構成において、駆動軸により研磨ディスクを回転駆動させると、研磨ディスクの周囲は、流動層に対して負圧となる。よって、流動層において浮遊状態で流動している粒体のうち研磨ディスクの研磨面付近の粒体は、研磨ディスクの回転駆動により研磨面に発生する負圧による圧力で研磨面に付勢される。これにより、研磨面に付勢された粒体は、研磨面と接触し研磨されることになる。【００２０】
この時、粒体は、研磨の摩擦抵抗により接触した研磨面の部位における接線方向の力を受けて研磨ディスクの外周方向に飛散することになる。そして、飛散した粒体は、研磨ディスクの研磨面が駆動軸の軸方向に対して垂直となるように形成されているため、流動層における研磨面付近を飛散している間は継続して研磨面に発生する負圧による圧力で研磨面に付勢される。そのため、粒体は、研磨ディスクの外周方向に移動しながら研磨面と接触し研磨されることになる。【００２１】
また、このような構成において、研磨ディスクのディスク本体は、駆動軸の軸方向に対して垂直となるように駆動軸に固定されている。これにより、研磨ディスクは、全体として揺動することなく回転駆動することが可能となる。つまり、粒体研磨装置は、研磨ディスクがバランスの取れた状態で回転駆動することから、研磨ディスクを高速で回転駆動させることができるとともに、研磨面に良好な負圧を発生させることができる。よって、粒体研磨装置は、従来と比較して研磨工具である研磨ディスクを適宜速度で回転駆動させることにより、粒体を研磨面に衝突させることなく負圧などによる圧力で研磨面に付勢させて研磨処理を行うことができる。【００２２】
ここで、特許文献２に記載の鋳物砂再生装置は、流動層を浮遊する鋳物砂に対してロータを揺動させることにより積極的に研磨面と鋳物砂の衝突を促していた。この構成においてもロータを回転させて負圧が生じているものと考えられる。しかし、粒体は、この負圧による研磨面への付勢よりも、ロータの揺動または送風による撹拌による作用によって研磨面と衝突するものである。【００２３】
これに対して、本発明の粒体研磨装置は、流動層において回転駆動する研磨ディスクの研磨面に発生する負圧などにより粒体に加わる圧力を利用して研磨面に粒体を付勢するものである。つまり、粒体が研磨面に接触した際に、研磨面に対して加えられる法線方向の力、即ち研磨ディスクの回転軸方向の力は比較的小さいものとなる。よって、その反力である粒体に加えられる回転軸方向の力も小さいことになる。ここで、従来の鋳物砂再生装置においては、摩擦抵抗または衝撃により鋳物砂に大きな力が加えられることになり、鋳物砂が粉砕し品質が劣化するおそれがあった。これに対して、本発明では粒体が受ける力が小さいため、研磨処理における粒体の粉砕などを防止し、研磨処理後における粒体の品質向上を図ることができる。【００２４】
さらに、研磨処理において、研磨面に加えられる回転軸方向の力が小さいことから、例えば、砥粒により研磨面を形成している場合には、研磨面から砥粒を剥離するように加えられる力が小さくなる。よって、砥粒の剥離を防止し、研磨工具である研磨ディスクの劣化を防止することができる。一方で、研磨ディスクを高速で回転駆動させることにより粒体と研磨面との相対速度の差を大きくすることができるので、十分な研磨能力を得ることができる。【００２５】
また、本発明によると、研磨ディスクにおけるディスク本体の直径に対するディスク本体の厚みの比が０．０４以下としている。ここで、鋳物砂を研磨する一般的な砥石は、例えば、砥石の直径に対する砥石の厚みが１／６程度となっているため、その比は約０．１７である。このような一般的な砥石は、ドラムにより回転駆動するが、砥石自体が重量物である。これに対して、本発明のように研磨ディスクを直径に対して十分に薄くするように設定することにより、一般的な砥石と比較して軽量にすることができる。【００２６】
ここで、粒体研磨装置を駆動させて粒体を研磨した際に、駆動軸にはトルク負荷が加えられる。このトルク負荷は、駆動軸を浸漬させる流動層の状態や研磨ディスクの周速度などによっても変動し、消費電力に影響するものである。そして、一般的な砥石により粒体を研磨した場合には、流動層を深くするに連れて駆動軸に加えられるトルク負荷が比例して増大することが分かった。これに対して、研磨ディスクを薄くすることにより、流動層を深くした場合に駆動軸に加えられるトルク負荷の増大を一般的な砥石と比較して抑制することができる。よって、粒体研磨装置は、研磨処理における消費電力を抑制することができる。また、研磨ディスクを薄くすることにより、研磨ディスクの周速度を高く設定し高速回転を許容することができるので、研磨ディスクの研磨面に発生する負圧を大きくできる。従って、この負圧により研磨面に付勢する粒体を増加させることができるので、研磨の処理効率を向上させることができる。【００２７】
また、本発明によると、流動手段は、駆動軸が流動層の上層部に浸漬するように流動層を形成する構成となっている。つまり、流動層の粒体は、回転する研磨ディスクの軸中心付近まで流動手段の送風により吹き上げられることになる。この時、研磨ディスクの上部側は、流動層に浸漬していない状態となる。ここで、流動層において研磨された粒体は、接触した研磨面の部位における接線方向の力を受けて飛散することになる。粒体の飛散方向が流動層の深層側である場合に、粒体は、流動手段による送風の影響を受けながら、ケースの内壁やその他の粒体などに衝突する。一方で、粒体の飛散方向が流動層の表層側である場合に、粒体は、流動層を抜け出てケース内を飛散することになる。【００２８】
また、このような粒体研磨装置は、研磨した粒体および研磨により生じる研磨粉体をそれぞれ回収する必要がある。そこで、研磨処理において、流動層から粒体を飛散させ、この粒体の飛散に伴って研磨粉体を流動層から放出させて回収する。つまり、上記構成とすることによって、粒体を研磨するとともに、研磨した複数の粒体うちの一部を流動層の上方に飛散させることができる。これにより、粒体研磨装置は、研磨粉体を回収しやすくすることができる。また、粒体の一部が流動層を抜け出て再び流動層に戻ることにより、流動層における粒体の循環を促進することができる。よって、粒体研磨装置は、研磨処理における未処理の粒体を低減することができる。【００２９】
また、本発明によると、回転された研磨ディスクの周速度が１０００ｍ／ｍｉｎ以上となるように駆動軸を回転駆動させるものとしている。ここで、研磨ディスクの周速度は、ディスク本体に形成された研磨面のうち最外に位置する最大半径部における単位時間あたりの回転速度である。粒体研磨装置は、この研磨ディスクの周速度を高くするに連れて研磨の処理効率を向上させることができるが、周速度を高く設定すると消費電力が大きくなる。しかしながら、種々の周速度により粒体を研磨すると、流動層における粒体の密度や気圧などによっても変動するが、研磨ディスクの周速度が１０００ｍ／ｍｉｎに達するまでは所定割合で研磨の処理効率が上昇し、それ以上に周速度を上げても研磨の処理効率が上記の所定割合で上昇しなくなることが見出された。そこで、本発明では、上記構成とすることで、研磨処理の効率化および消費電力の抑制を図ることができる。また、一般的な砥石の場合に、例えば駆動軸が流動層の上部に浸漬している状態で周速度を１０００ｍ／ｍｉｎ以上に設定することは、重量との関係から困難である。しかし、研磨ディスクを薄くすることにより、軽量で安定した駆動が可能となるため、周速度を高く設定することができる。さらに、周速度を１０００ｍ／ｍｉｎ程度に設定することにより、研磨の処理効率を向上させることができる。【００３０】
また、本発明によると、複数の研磨ディスクが複数の駆動軸にそれぞれ配置される構成としている。研磨処理における処理量は、流動層に含まれる粒体の密度や研磨ディスクの周速度、流動層に浸漬している研磨ディスクの研磨面の面積などに応じて変動する。そこで、粒体研磨装置が複数の研磨ディスクを備える構成とすることで、流動層に浸漬する研磨面の面積を増加させることができる。これにより、流動層において研磨面に接触する粒体数が増加するため、研磨処理における処理量が増加し処理効率を向上させることができる。また、複数の研磨ディスクは、所定の間隔をあけて配置されると好適である。この「所定の間隔」とは、複数の研磨ディスクが互いに接触することなく、ケースに回転可能に支持されるように設定される隣り合う研磨ディスク間の距離である。また、この所定の間隔は、研磨ディスクの直径や厚さ、流動手段により形成される流動層の状態などを考慮して適宜設定することができる。【００３１】
また、研磨ディスクが固定される複数の駆動軸は、例えば、互いの軸方向が水平方向または鉛直方向にずれた位置に配置される。このような場合に、複数の研磨ディスクは、並列に配置されることになり、流動層に浸漬する研磨面の面積を増加させることができる。これにより、研磨処理の処理量が増加し、処理効率を向上させることができる。また、ケースにおいて複数の研磨ディスクを適宜配置することにより、種々のケース形状や流動層の状態などの粒体研磨装置の形態に適用させることができる。【００３２】
粒体研磨装置は、例えば、ケースの一端側に粒体の投入口を設け、投入口に対向した他端側に粒体の排出口を設ける構成とする。このような構成において、研磨処理は、単位時間あたり所定量の粒体を投入口からケース内に投入するとともに、排出口から粒体を排出する連続式とすることがある。このような場合に、複数の研磨ディスクを少なくとも水平方向に所定間隔をあけて設けることにより、流動層における粒体の研磨状態が一端側から他端側に向かって変化するようになる。これにより、排出される粒体に未処理の粒体が混入することを防止することができるので、全体として良好な研磨処理を行うことができる。【００３３】
また、研磨処理は、一定量の粒体をケースに投入して所定時間だけ研磨処理を行った後に、ケースに収容した粒体を排出するバッチ式とすることがある。このような場合に、複数の研磨ディスクを少なくとも鉛直方向に所定間隔をあけて設けることにより、流動層を深く設定することができる。これにより、ケースの収容体積を有効に活用し、研磨ディスクの直径を大きくすることなく流動層における研磨処理の処理量を増加できる。その他に、流動手段によって、駆動軸が流動層の上層部に浸漬するように流動層を形成される構成とする場合には、複数の研磨ディスクのうち一部の研磨ディスクに対して上記の構成となるようにしてもよい。【００３４】
また、本発明によると、駆動軸がケースに一端側のみを片持ちで回転駆動可能に支持されるものとしている。ここで、駆動軸は、例えばケースの軸受により回転駆動可能に支持されるものである。しかし、従来の一般的な砥石が重量物であり自重で駆動軸が撓むおそれがあるので、この駆動軸は、ケースにおいて両端を軸受によって支持されることが一般的である。また、特許文献２に記載の鋳物砂再生装置のように、浮遊する鋳物砂に研磨面を積極的に衝突させるために、ロータが揺動することになる。このような構成では、駆動軸の回転数の上昇に伴い、揺動に起因する駆動軸の振動の増大が懸念される。【００３５】
これに対して、本願の粒体研磨装置は、一般的な砥石と比較して薄い研磨ディスクを駆動軸の軸方向に対して垂直となるように固定している。そのため、研磨ディスクおよび駆動軸は、粒体研磨装置の駆動状態において、研磨面が揺動することなく動作を安定させることができる。これにより、本発明のように、駆動軸がケースに一端側のみを片持ちで支持されるように構成することができる。このように、研磨ディスクが固定される駆動軸が片持ち支持であると、摩耗した研磨ディスクを交換する際に、駆動軸がケースに支持されていない他端側から研磨ディスクを着脱することができる。これにより、従来のように少なくとも片端側の軸受から駆動軸を外して砥石を交換していたものと比較して、交換行程における作業負荷を大幅に低減できる。よって、粒体研磨装置のメンテナンス性を向上させることができる。また、ケースにおける軸受を駆動軸の一端側のみに配置すれば足りることから、両持ち支持する場合と比較して部品点数を低減することができる。さらに、ディスク本体の直径と厚みの比を０．０４以下にした場合には、装置の動作をさらに安定させることができることから、駆動軸を片持ち支持として構成することができる。【００３６】
また、本発明によると、研磨ディスクの研磨に伴い流動層より上方へ飛散する粒体の一部と衝突する衝突部材を流動層の上方に位置するケースの内部に配置する構成となっている。流動層で研磨ディスクの研磨面で粒体が研磨されると、粒体から研磨粉体が生じる。この研磨粉体は、流動層で浮遊している間に静電気などによって再び粒体の表面に付着することがある。そこで、流動層より上方へ飛散する粒体と衝突するように衝突部材を設けることにより、衝突した衝撃により粒体に付着した研磨粉体を分離させることができる。さらに、衝突部材の衝突面を適宜設定することにより、研磨粉体と分離した粒体を流動層に戻し、流動層における粒体の循環を促進することができる。【００３７】
また、本発明によると、鋳物砂再生装置は、研磨ディスクが鋳物砂の表面を研磨することにより鋳物砂の付着物を除去するように、粒体研磨装置を鋳物砂再生装置に適用する構成となっている。この鋳物砂再生装置は、粒体を使用済みの鋳物砂とし、鋳物砂の表面に付着した石炭粉や樹脂などの付着物を除去し、鋳物砂の再生を図るものである。【００３８】
ここで、従来の鋳物砂再生装置は、例えば、砥石を回転駆動させて、鋳物砂を砥石の周面で繰り返し研磨するものがある。また、その他に、従来の鋳物砂再生装置は、撹拌槽の内部に鋳物砂の流動層を形成し、研磨面が揺動するロータを流動層で回転駆動することにより鋳物砂と研磨面を衝突させて研磨するものがある。このような従来の鋳物砂再生装置は、バランス調整や振動の観点から研磨工具である砥石またはロータの回転駆動を十分に高速化できないことがあった。また、鋳物砂が研磨工具の法線方向に加える力が大きいことから研磨工具が劣化しやすいなどの課題があった。【００３９】
これに対して、本発明の粒体研磨装置を適用した鋳物砂再生装置は、流動手段が鋳物砂を浮遊状態で流動させて形成する流動層において、研磨ディスクを回転駆動することによって鋳物砂を研磨する構成となっている。そして、研磨工具である研磨ディスクの研磨面は、駆動軸の軸方向に対して垂直となるように形成されている。これにより、研磨ディスクは全体として揺動することなくバランスの取れた部材となり、且つ軽量となることから高速に回転駆動させることができる。よって、研磨の処理効率を向上させることができる。【００４０】
また、本発明によると、微粒子生成装置は、研磨ディスクが原料粒体の表面を研磨することにより原料粒体から微粒子を生成するように粒体研磨装置を微粒子生成装置に適用する構成となっている。この微粒子生成装置は、粒体を微粒子の原料粒体とし、原料粒体の表面の一部を破砕し、微粒子の生成を図るものである。【００４１】
ここで、従来の微粒子生成装置として、例えば、特開２００６−５１４９６号公報に記載されているように、ジェット気流などの衝突気流により投入された原料粒体を衝突板に衝突させて粉砕するジェットミル（ジェット粉砕機）が知られている。これにより、原料粒体を所定の粒度に加工し、生成した微粒子を様々な工業材料として利用している。しかし、このような粉砕機では、原料粒体と衝突板、または、原料粒体同士を衝突させて粉砕している。従って、ジェット気流などにより原料粒体に付加される運動エネルギーのうち、粉砕に有効に利用されるエネルギーが少ないためエネルギー損失が大きい。また、原料粒体を含む空気が本体内部を高速で移動することから、本体内部の摩耗が大きくメンテナンス性が低い。さらに、一般的な粉砕機は、原料粒体を所定の粒度になるまで粉砕を繰り返すものであり、所望される粒度が小さいほど粉砕効率が低くなる場合や少量生産に不適となる場合があった。【００４２】
これに対して、本発明の粒体研磨装置を適用した鋳物砂再生装置は、流動手段が原料粒体を浮遊状態で流動させて形成する流動層において、研磨ディスクを回転駆動することによって原料粒体を研磨する構成となっている。そして、研磨工具である研磨ディスクの研磨面は、駆動軸の軸方向に対して垂直となるように形成されている。そして、この微粒子生成装置は、流動層において回転駆動する研磨ディスクの研磨面に発生する負圧などにより原料粒体に加わる圧力を利用して研磨面に原料粒体を付勢するものである。よって、研磨処理による微粒子生成処理において、研磨面に加えられる回転軸方向の力は比較的小さいものとなる。このような研磨処理により生じる研磨粉体は、従来と比較して非常に微細にすることが可能である。この研磨粉体は、原料粒体の表面が研磨面と接触することにより、原料粒体の一部が破砕した微粒子である。【００４３】
つまり、上記構成とすることにより、原料粒体の一部を破砕して生成した微粒子を捕集し、効率的に微粒子を得ることができる。また、微粒子生成装置は、従来の粉砕機が粉砕を繰り返すことにより原料粒体の粒度を徐々に小さくしたのに対して、微粒子生成装置の稼働当初から微細な研磨粉体として微粒子を生成することができる。これにより、微粒子の必要量に応じて微粒子生成処理を行うことができるので、生産効率が高く少量生産にも好適である。また、微粒子の粒度については、研磨面を形成する砥粒の粒度や研磨ディスクの周速度、流動手段による流動層の状態、ケース内の気圧などを適宜設定することで調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第一実施形態：鋳物砂再生装置１を示す全体図である。
【図２】研磨槽１０の内部を示す正面図である。
【図３】研磨処理の説明図である。
【図４】研磨処理における鋳物砂２の研磨状態を示す図である。
【図５】研磨処理の前後の鋳物砂２を示す図である。（ａ）は研磨処理前であり、（ｂ）は研磨処理後である。
【図６】研磨ディスク３０の周速度とＬＯＩの関係を示すグラフである。
【図７】研磨の処理時間とＬＯＩの関係を示すグラフである。
【図８】流動層における研磨ディスク３０の浸漬深さと駆動電流値の関係を示すグラフである。
【図９】第二実施形態：微粒子生成処理１０１における原料粒体１０２の破砕状態を示す図である。
【図１０】第一変形態様：研磨槽１０の内部を示す正面図である。
【図１１】第二変形態様：研磨槽１０の内部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明の粒体研磨装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００４６】
＜第一実施形態＞
（鋳物砂再生装置１の構成）
本発明の粒体研磨装置を適用した第一実施形態の鋳物砂再生装置１について図１〜図３を参照して説明する。図１は、鋳物砂再生装置１を示す全体図である。図２は、研磨槽１０の内部を示す正面図である。図３は、研磨処理の説明図である。
【００４７】
鋳物砂再生装置１は、図１，図２に示すように、研磨槽１０と、駆動装置２０と、研磨ディスク３０と、流動装置４０と、沈静槽５０と、集塵機６０とから構成される。また、鋳物砂再生装置１は、使用済みの鋳物砂２の表面に付着した石炭粉や樹脂などの付着物３を研磨処理により除去し、鋳物砂２の再生を図るものである。鋳物砂２は、鋳物製造の砂型を作製するために使用される砂であり、砂型として使用された後に砂型を粉砕して回収される。回収された使用済み鋳物砂２の表面には、砂型の作製時に使用された粘結剤などを含む可燃性物質および揮発成分などの付着物３が付着している。この付着物３が鋳物砂２に付着している状態では、鋳物砂として再使用することができないため、付着物３を除去する必要がある。
【００４８】
ここで、鋳物砂の再生方法は、乾式（機械式）、湿式および焙焼式に大別され、中でも乾式が装置の構造が比較的簡易で設備費用の観点から広く用いられている。さらに、乾式の再生方法は、付着物を除去（剥離）する方法により衝撃式、摩擦式および研磨式に分類される。衝撃式は鋳物砂を砂同士またはターゲット（衝撃板または粗面）などに衝突させて付着物の除去を図るものであり、特許文献２に記載の装置が採用している方法である。摩擦式は、砂同士を擦り合わせて付着物の剥離を図る方法である。
【００４９】
研磨式の再生方法は、粒体である砂粒の表面を研削（研磨）して付着物の除去を図る方法である。また、上述した乾式の再生方法を付着物の剥離能力という観点から評価すると、衝撃式および摩擦式に対して研磨式が剥離に対するエネルギー効率が格段に高いことが知られている。そこで、本発明の鋳物砂再生装置１は、研磨式の再生方法を採用した粒体研磨装置を適用し、研磨処理の処理量を増加させることにより再生砂の品質向上、および、再生効率の向上を図るものである。また、鋳物砂再生装置１により鋳物砂２の表面を研磨すると、付着物３の一部が剥離して微粉状の粉塵４となる。この粉塵４は、研磨処理により生じる研磨粉体である。
【００５０】
研磨槽１０は、投入口１１と、排出口１２と、エアシリンダ１３と、点検窓１４と、衝突板１５とを有し、粒体である鋳物砂を収容するケースである。この研磨槽１０の内部において、鋳物砂２の研磨処理が行われる。投入口１１は、図２に示すように、研磨槽１０の一方側の側面から上方に傾斜して延びるように形成された開口部であり、使用済みの鋳物砂２を研磨槽１０の内部に投入可能としている。排出口１２は、研磨槽１０の他方側の側面において開閉可能に形成された開閉扉であり、研磨処理が終了した後に再生された鋳物砂２を研磨槽１０の外部へ排出可能としている。
【００５１】
なお、排出口１２は、その最下部が研磨槽１０の底部から所定距離だけ離間するように設定してもよい。鋳物砂再生装置１による研磨処理において、投入された鋳物砂２のうち研磨槽１０の底部に停留して十分に研磨されない未処理の鋳物砂２が生じることがある。このような場合に、例えば、排出口１２の最下部の位置を未処理の鋳物砂２が研磨槽１０の底部に堆積する高さよりも高い位置に設定する。これにより、排出口１２から再生した鋳物砂２を排出する際に、未処理の鋳物砂２が混入して排出されることを防止できる。
【００５２】
エアシリンダ１３は、研磨槽１０の外部において排出口１２の外側面に配置され、作業者の操作によって供給されるエアの圧力により排出口１２を開閉している。点検窓１４は、図１に示すように、研磨槽１０の正面において開閉可能に形成され、透明な窓部を有する開閉扉である。この点検窓１４により、研磨処理の様子を点検するとともに、後述する研磨ディスク３０の交換作業などを可能としている。衝突板１５は、後述する流動層Ｓの上方に位置する研磨槽１０の内部に配置された板状の衝突部材である。この衝突板１５は、研磨処理において流動層Ｓより上方へ飛散する鋳物砂２の一部と衝突するように位置および角度などを適宜設定されている。
【００５３】
駆動装置２０は、電動機２１と、駆動力伝達装置２２と、駆動軸２３と、軸受け２４とを有し、後述する研磨ディスク３０を所定の回転数で回転駆動する装置である。電動機２１は、取付台に固定され、必要な電力を供給されて駆動力を出力する動力源である。電動機２１により出力された駆動力は、駆動力伝達装置２２を介して駆動軸２３に伝達される。駆動力伝達装置２２は、図示しない減速機構を有し、電動機２１の回転数を所定の回転数に調整して出力軸である駆動軸を回転駆動するように駆動力を伝達する。
【００５４】
本実施形態においては、後述する研磨ディスク３０の周速度が１４７０[ｍ／ｍｉｎ]となるように駆動軸２３の回転数が調整される。ここで、研磨ディスク３０の周速度は、ディスク本体３１に形成された研磨面３２のうち最外に位置する最大半径部における単位時間あたりの回転速度である。駆動軸２３は、研磨槽１０の背面に設置された軸受け２４を介して、研磨槽１０に回転駆動可能に支持されている。軸受け２４は、回転する駆動軸を支承するベアリング機構である。このように、駆動軸２３は、鋳物砂再生装置１のケースである研磨槽１０に一端側のみを片持ちで回転駆動可能に支持される。
【００５５】
研磨ディスク３０は、ディスク本体３１と、研磨面３２とを有し、鋳物砂再生装置１の研磨処理における研磨工具である。ディスク本体３１は、所定の板厚で形成された円盤状の部材である。このディスク本体３１は、その円盤面が駆動軸２３の軸方向に対して垂直となるように、駆動軸２３に取付金具により固定されている。つまり、駆動軸２３が回転駆動した場合に、ディスク本体３１の円盤面は、駆動軸２３に対して揺動することなく回転する。ここで、図３に示すように、ディスク本体３１の直径をＤｉとし、ディスク本体３１の厚みをＴｈとする。本実施形態において、ディスク本体３１は、直径Ｄｉに対する厚みＴｈの比が０．０２５となるように設定されている。より具体的には、直径Ｄｉを３６０[ｍｍ]、厚みＴｈを９[ｍｍ]に設定している。
【００５６】
研磨面３２は、ディスク本体３１の両側の円盤面において、接触した鋳物砂２の表面を研磨するように微小な砥粒が多量に結合して形成されている。本実施形態では、ディスク本体３１の材質に鋼を用いたものとし、ダイヤモンドを砥粒として電着法によりディスク本体３１の円盤面に結合している。その他に、ディスク本体３１は、例えば、セラミックなどの材質としてもよい。また、砥粒は、例えば、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）などの材質とし、電着法の他に金属粉末、ガラス質、耐熱高機能樹脂などによる結合法によりディスク本体３１に結合するものとしてもよい。また、研磨面３２は、ディスク本体３１の両側の円盤面において、少なくとも一方の円盤面に形成されれば足りるが、研磨の処理効率の観点から両面に形成されていることが好ましい。本実施形態において、研磨面３２は、ディスク本体３１における両側の円盤面のうち中心部（２００[ｍｍ]）を除いた部位に上記の砥粒が結合して形成されている。よって、研磨面３２の総面積は、約１４０７[ｃｍ２]となっている。
【００５７】
流動装置４０は、風箱４１と、送風口４２と、空気分散板４３と、空気ノズル４４とを有し、研磨槽１０の内部に流動層Ｓを形成する流動手段である。風箱４１は、研磨槽１０の下方に配置され、送風口４２から流入する空気を滞留させる箱状部材である。送風口４２は、風箱４１の一側面に形成された開口部であって、図示しない空気導管が連結されている。これにより、風箱４１は、空気導管を介して、ブロアなどの送風機と連結され、送風機から空気を供給される。
【００５８】
空気分散板４３は、研磨槽１０と風箱４１の間に配置され、両部材を区画する板状部材である。この空気分散板４３には、多数の空気ノズル４４が形成されている。空気ノズル４４は、風箱４１に滞留した空気を研磨槽１０に供給する通気孔である。複数の空気ノズル４４は、研磨槽１０の底面部から空気が一様に供給されるように、空気ノズル４４の数量、配置箇所、形状などを適宜設定されている。また、空気ノズル４４は、上部の空気流通孔と離間して配置される傘状部材を有する。この傘状部材は、流動装置４０から研磨槽１０に空気の供給を停止した場合に、空気ノズル４４の上方から落下する鋳物砂２および粉塵４が風箱４１に流入することを防止している。
【００５９】
このような構成とする流動装置４０は、研磨槽１０の底面部から送風することにより、粒体である鋳物砂２を研磨槽１０の内部において浮遊状態で流動させる。つまり、流動装置４０は、研磨槽１０に鋳物砂２の流動層Ｓを形成する装置である。また、流動装置４０は、研磨ディスク３０の研磨面３２の少なくとも一部が浸漬するように流動層Ｓを形成している。即ち、流動装置４０は、風箱４１に連結される送風機の出力や空気ノズル４４の調整などにより、流動層Ｓの上下方向の深さを設定している。
【００６０】
本実施形態においては、図１〜図３に示すように、駆動軸２３が流動層Ｓの上層部に浸漬するように流動層Ｓの深さを設定して形成している。これにより、流動層Ｓの鋳物砂２は、回転する研磨ディスク３０の軸中心付近まで流動装置４０の送風により吹き上げられることになる。この時、研磨ディスク３０の上部側は、流動層Ｓに浸漬していない状態となっている。ここで、図３に示すように、流動層Ｓの表面部から研磨ディスク３０の最下部までの距離に相当する研磨ディスク３０の浸漬深さをＤｅｐとする。本実施形態において、浸漬深さＤｅｐをディスク本体３１の半径に相当する１８０[ｍｍ]となるように、流動層Ｓの深さを設定している。
【００６１】
ここで、鋳物砂再生装置１は、流動層Ｓに研磨ディスク３０の一部が浸漬した状態で、研磨ディスク３０を回転駆動して浮遊する鋳物砂２を研磨している。そして、流動層Ｓにおいて研磨された鋳物砂２は、接触した研磨面３２の部位における接線方向の力を受けて飛散することになる。鋳物砂２の飛散方向が流動層Ｓの深層側である場合に、鋳物砂２は、流動装置４０による送風の影響を受けながら、研磨槽１０の内壁やその他の鋳物砂２などに衝突する。一方で、鋳物砂２の飛散方向が流動層Ｓの表層側である場合に、鋳物砂２は、流動層Ｓを抜け出て研磨槽１０内を飛散することになる。このようにして流動層Ｓを抜け出て飛散する鋳物砂２の一部は、流動層Ｓの上方に配置された衝突板１５と衝突し、流動層Ｓに戻されている。
【００６２】
沈静槽５０は、連通部５１と、拡幅部５２と、排気部５３とを有し、内部に吹き上げられた鋳物砂２および粉塵４を分離する分離手段である。連通部５１は、研磨槽１０と沈静槽５０の内部を空気が流通可能となるように連通するように研磨槽１０の上部と沈静槽５０を連結している。拡幅部５２は、水平方向の断面形状が矩形の筒状部材であり、その断面積が連通部５１の水平方向の断面積よりも大きくなるように形成されている。
【００６３】
ここで、研磨槽１０の鋳物砂２および粉塵４は、流動装置４０の送風などにより、研磨槽１０の上方にそれぞれ吹き上げられている。これにより、鋳物砂２および粉塵４を含む空気は、連通部５１を通過し、拡幅部５２の内部に流入する。拡幅部５２に流入した空気は、拡幅部５２が連通部５１よりも拡幅するように形成されていることから、その流速が低下する。これにより、この空気により吹き上げられていた鋳物砂２および粉塵４は、拡幅部５２において飛散速度が低下することになる。
【００６４】
そうすると、鋳物砂２は、自重により拡幅部５２において上方への飛散速度がゼロとなり、その後に流動層Ｓに沈降することになる。一方で、粉塵４は、鋳物砂２と比較して質量が非常に小さいので空気の流速が低下しても、そのまま拡幅部５２の上方へ吹き上げられることになる。これにより、沈静槽５０は、内部に流入した空気を沈静させることにより、拡幅部５２において鋳物砂２と粉塵４を分離する構成となっている。このように、拡幅部５２は、内部に飛散した鋳物砂２と粉塵４とを分離するように水平方向の断面積が設定されている。
【００６５】
排気部５３は、沈静槽５０の上面に形成された開口部であって、集塵機６０の空気導管と連結され、集塵機６０の空気吸引により沈静槽５０内部の空気を排気している。つまり、沈静槽５０は、研磨槽１０と集塵機６０との間に配置されるものである。また、この集塵機６０は、沈静槽５０の排気部５３から排気される空気を吸引し、この空気に含まれる粉塵４を内蔵する集塵フィルターにより回収する回収手段である。そして、集塵機６０は、流動装置４０により研磨槽１０に供給された空気が沈静槽５０の上部から排気されるように、空気流通の下流側に位置している。これにより、集塵機６０は、鋳物砂再生装置１における空気の流通を促進するとともに、沈静槽５０において鋳物砂２と分離された粉塵４を回収している。
【００６６】
（鋳物砂再生処理）
次に、鋳物砂２の再生処理について、図３〜図８を参照して説明する。図４は、研磨処理における鋳物砂２の研磨状態を示す図である。図５は、研磨処理の前後の鋳物砂２を示す図である。（ａ）は研磨処理前であり、（ｂ）は研磨処理後である。図６は、研磨ディスク３０の周速度とＬＯＩの関係を示すグラフである。図７は、研磨の処理時間とＬＯＩの関係を示すグラフである。図８は、流動層Ｓにおける研磨ディスク３０の浸漬深さと駆動電流値の関係を示すグラフである。
【００６７】
なお、本実施形態では、所定量の鋳物砂２をまとめて研磨するバッチ式を採用している。そこで、まず、投入口１１から所定量の鋳物砂２を研磨槽１０に投入する。続いて、流動装置４０を稼働させて、図３に示すように、研磨槽１０の底面部から送風することにより鋳物砂２を浮遊状態で流動させる。このように鋳物砂２が流動化することにより、流動層Ｓが形成され、駆動軸２３が流動層Ｓの上層部に浸漬することになる。
【００６８】
この状態において、駆動装置２０を稼働させて研磨ディスク３０を所定の回転数で回転駆動させる。そうすると、研磨ディスク３０の周囲は、流動層Ｓに対して負圧となる。よって、流動層Ｓの鋳物砂２のうち研磨ディスク３０の研磨面３２付近の鋳物砂２は、図４に示すように、研磨面３２に発生する負圧などの圧力Ｐにより研磨面３２に付勢される。つまり、流動層Ｓの鋳物砂２は、流動装置４０による流動および圧力Ｐによって、回転駆動する研磨ディスク３０の研磨面３２に吸引されるように付勢される。
【００６９】
このようにして、研磨面３２に付勢された鋳物砂２は、研磨面３２と接触し研磨されることになる。この時、鋳物砂２は、研磨の摩擦抵抗により接触した研磨面３２の部位における接線方向の力を受けて研磨ディスク３０の外周方向に飛散することになる。ここで、研磨ディスク３０の研磨面３２が駆動軸２３の軸方向に対して垂直となるように形成されている。これにより、飛散した鋳物砂２は、流動層Ｓにおける研磨面３２付近を飛散している間は継続して研磨面３２に発生する負圧による圧力で研磨面３２に付勢される。そのため、鋳物砂２は、上記外周方向に移動しながら研磨面３２と接触し研磨されることになる。これにより、鋳物砂２の表面における付着物３の一部が剥離して微粉状の粉塵４が生じる。
【００７０】
続いて、圧力Ｐで研磨面３２に付勢され研磨された鋳物砂２は、接触した研磨面３２の部位における接線方向の力を受けて飛散することになる。鋳物砂２の飛散方向が流動層Ｓの深層側である場合に、鋳物砂２は、流動装置４０による送風の影響を受けながら、研磨槽１０の内壁やその他の鋳物砂２などに衝突する。そして、鋳物砂２は、流動層Ｓにおいて浮遊状態で流動し、再び研磨面３２に付勢されて研磨されることになる。
【００７１】
一方で、研磨された鋳物砂２の飛散方向が流動層Ｓの表層側である場合に、鋳物砂２は、流動層Ｓを抜け出て研磨槽１０内を飛散することになる。ここで、研磨処理により生じた粉塵４は、流動装置４０により流動層Ｓの上方に吹き上げられる他、流動層Ｓにおいて鋳物砂２とともに浮遊状態で流動している。この時、浮遊している粉塵４は、静電気などの作用により再び鋳物砂２の表面に付着することがある。
【００７２】
このような状態となると、付着した粉塵４は、流動層Ｓの上方に吹き上げられなくなるので、集塵が難しくなる。そこで、流動層Ｓより上方へ飛散する鋳物砂２と衝突するように衝突板１５を設けることにより、衝突した衝撃により鋳物砂２に付着した粉塵４を分離させている。衝突板１５は、その衝突面の大きさや角度などを適宜設定され、これにより粉塵４と分離した鋳物砂２を流動層Ｓに戻し、流動層Ｓにおける鋳物砂２の循環を促進している。
【００７３】
また、衝突板１５により鋳物砂２と分離した粉塵４は、流動層Ｓから直接吹き上げられ鋳物砂２および粉塵４を含む空気と合流して沈静槽５０に流入する。流入した空気は、沈静槽５０の拡幅部５２において流速が低下し、鋳物砂２および粉塵４を吹き上げる力が減少する。これにより、この空気により吹き上げられていた鋳物砂２および粉塵４は、拡幅部５２において飛散速度が低下することになる。そうすると、鋳物砂２は、自重により拡幅部５２において上方への飛散速度がゼロとなり、その後に流動層Ｓに沈降することになる。一方で、粉塵４は、鋳物砂２と比較して質量が非常に小さいので空気の流速が低下しても、そのまま拡幅部５２の上方へ吹き上げられることになる。これにより、鋳物砂２および粉塵４は、沈静槽５０が内部に流入した空気を沈静させることによって分離される。
【００７４】
また、拡幅部５２の上方へ吹き上げられた粉塵は、排気部５３に連結された空気導管を介して集塵機６０により回収される。このようにして、鋳物砂再生装置１は、研磨槽１０の内部に形成した流動層Ｓにおいて鋳物砂２を研磨するとともに、研磨処理により生じた粉塵４を回収している。この研磨処理を所定時間行うことにより、鋳物砂２は、表面の付着物３が研磨により徐々に除去されて再生砂として使用可能な状態となる。
【００７５】
より具体的には、図５（ａ）に示すように、研磨処理前の鋳物砂２は、石炭粉とベントナイト（粘土）を主成分とする付着物３により全面が被覆されている状態である。このような鋳物砂２を研磨槽１０に５０[ｋｇ]程度投入し、研磨槽１０の底面部から送風する。本実施形態においては、流動層Ｓの見掛け密度が０．８[ｇ／ｃｍ３]程度となるように研磨槽１０への空気流量が設定されている。ここで、駆動軸２３が流動層Ｓの上層部に浸漬するように調整されることから、研磨ディスク３０の下半分が平均的に流動層Ｓに浸漬することになる。従って、研磨ディスク３０の研磨面３２のうち流動層Ｓに浸漬する部位の面積が約７０４[ｃｍ２]となっている。そして、このような流動層Ｓにおいて研磨ディスク３０を周速度１４７０[ｍ／ｍｉｎ]の条件の下、２０分の研磨処理を行うと、図５（ｂ）に示すように、付着物３がほとんど除去されることとなった。また、図５（ｂ）に示される再生された鋳物砂２は、衝撃などにより粉砕されることなく原形を保持していることが分かる。
【００７６】
ここで、鋳物砂を再生する装置における基本的な性能評価方法として、ＬＯＩ（Ｌｏｓｓ  ｏｎ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）の測定が一般に知られている。ＬＯＩは、乾燥した試料を規定温度で加熱し、結晶水や揮発成分の離脱による質量の減少分を百分率で示した値であり、灼熱減量または強熱減量ともいう。つまり、ＬＯＩは、可燃物が多く含まれている表面の付着物３の重量％にほぼ対応している。即ち、再生処理によりＬＯＩが低下するほど、付着物３を多く除去できたものと評価するものである。従って、再生処理の前後におけるＬＯＩの変化量により、付着物３の除去の程度を把握することができる。
【００７７】
そして、本実施形態の鋳物砂再生装置１により、大気圧が約１気圧の下で、使用済みの鋳物砂２に対して研磨処理の処理時間および研磨ディスク３０の周速度を変化させて研磨処理を行ったところ、図６および図７に示すようなＬＯＩが測定された。研磨による再生処理の前における鋳物砂２のＬＯＩは、１．４９[％]である。そして、図６のＴｒ１０は、それぞれの周速度により再生処理を１０分間行った場合の測定値である。また、図６のＴｒ２０は、それぞれの周速度により再生処理を２０分間行った場合の測定値である。これにより、再生処理によるＬＯＩは、周速度が速く、処理時間を長くするほど再生処理の前後におけるＬＯＩの変化量が大きくなることが分かる。このようにして、鋳物砂再生装置１は、研磨処理を行うことにより鋳物砂２の付着物３を除去し、鋳物砂２の再生処理としている。
【００７８】
ここで、種々の周速度により鋳物砂２の再生処理を行うと、図７に示すように、研磨ディスク３０の周速度が６５３〜１０３９[ｍ／ｍｉｎ]に設定されると所定割合でＬＯＩが低下する一方で、それ以上の周速度ではＬＯＩが上記の所定割合で低下しないことが分かる。このＬＯＩによって示される再生処理の処理効率は、流動層Ｓにおける鋳物砂２の密度や気圧などによっても変動するものであるが、処理効率を上昇させつつ消費電力を抑制する好適な周速度があることが分かる。
【００７９】
また、再生処理における消費電力は、研磨ディスク３０を支持する駆動軸２３に加えられるトルク負荷に影響されるものである。そして、研磨ディスク３０の研磨面３２のうち流動層Ｓに浸漬している面積を増加させると再生処理の処理量が比例して増大するが、同様にトルク負荷も増大してしまう。但し、このトルク負荷が変動する割合は、研磨ディスク３０の直径Ｄｉに対する厚さＴｈの比によって大きく異なることが分かった。特に、ディスク本体３１の直径Ｄｉに対する厚みＴｈの比が０．０４以下であれば、研磨ディスク３０を流動層Ｓに完全に浸漬する状態においても駆動軸２３を確実に駆動させることが実験的に求められた。
【００８０】
本実施形態の研磨ディスク３０（Ｔｈ／Ｄｉ＝０．０２５）と、一般的な砥石（Ｔｈ／Ｄｉ＝０．１７）とを比較する。図８に示すように、流動層Ｓを深くし各研磨工具の浸漬深さＤｅｐを大きくしていくと、一般的な砥石は、駆動軸に加えられるトルク負荷が二次的に増大し、浸漬深さＤｅｐが１３０[ｍｍ]に達する前に電流値が限界値ｌｉｍとなり過負荷となってしまう。これに対して、本実施形態の研磨ディスク３０は、駆動軸２３に加えられるトルク負荷の変動する割合は一般的な砥石と比較して小さく、浸漬深さＤｅｐが３６０[ｍｍ]を超えて流動層Ｓに研磨ディスク３０が完全に浸漬する状態においても電流値が限界値ｌｉｍを大きく下回ることが分かる。
【００８１】
（鋳物砂再生装置１の効果）
以上説明した鋳物砂再生装置１によれば、鋳物砂２を研磨する研磨ディスク３０のディスク本体３１は、駆動軸２３の軸方向に対して垂直となるように駆動軸２３に固定されている。これにより、研磨ディスク３０は、全体として揺動することなく回転駆動することが可能となる。つまり、鋳物砂再生装置１は、研磨ディスク３０がバランスの取れた状態で回転駆動することから、研磨ディスク３０を高速で回転駆動させることができるとともに、研磨面３２に良好な負圧を発生させることができる。よって、鋳物砂再生装置１は、従来と比較して研磨工具である研磨ディスク３０を適宜速度で回転駆動させることにより、鋳物砂２を研磨面３２に衝突させることなく負圧などによる圧力で研磨面３２に付勢させて研磨処理を行うことができる。
【００８２】
また、鋳物砂再生装置１は、流動層Ｓにおいて回転駆動する研磨ディスク３０の研磨面３２に発生する負圧などにより鋳物砂２に加わる圧力Ｐを利用して研磨面３２に鋳物砂２を付勢するものである。つまり、鋳物砂２が研磨面３２に接触した際に、研磨面３２に対して加えられる法線方向の力、即ち研磨ディスク３０の回転軸方向の力は比較的小さいものとなる。これにより、研磨面３２を形成する砥粒を剥離するように加えられる力が小さくなる。よって、その反力である鋳物砂２に加えられる回転軸方向の力も小さいことになる。ここで、従来の研磨装置においては、研磨または衝突により鋳物砂に大きな力が加えられることになり、鋳物砂が粉砕し品質が劣化するおそれがあった。これに対して、本発明では鋳物砂２が受ける力が小さいため、研磨処理における鋳物砂２の粉砕などを防止し、研磨処理後における鋳物砂２の品質向上を図ることができる。
【００８３】
さらに、研磨処理において、研磨面３２に加えられる回転軸方向の力が小さいことから、研磨面３２を形成する砥粒の剥離を防止し、研磨工具である研磨ディスク３０の劣化を防止することができる。一方で、研磨ディスク３０を高速で回転駆動させることにより鋳物砂２と研磨面３２との相対速度の差を大きくすることができるので、十分な研磨能力を得ることができる。
【００８４】
また、研磨ディスク３０の研磨面３２は、駆動軸２３の軸方向に対して垂直となる円盤面に形成されている。ここで、従来の鋳物砂再生装置において砥石を研磨工具とした場合では、砥石の周面を研磨面としていたため、研磨面の面積を増加するためには、軸方向に延長するように複数の砥石を連装するなどしていた。このような構成では、研磨工具全体としての重量が増加し、メンテナンス性が損なわれるおそれがあった。
【００８５】
これに対して、本発明の鋳物砂再生装置１における研磨ディスク３０の研磨面３２は、ディスク本体３１の円盤面に形成するものとした。これにより、研磨ディスク３０の軸方向長さ（ディスク本体３１の厚さＴｈ）を大きくすることなく、研磨ディスク３０の直径Ｄｉを大きくすることで容易に研磨面３２の面積を増加させることができる。また、ディスク本体３１の厚さＴｈは、研磨工具として必要な強度を確保するのに十分な厚さＴｈに設定されるので、従来の周面で研磨する砥石と比較して軽量にすることができる。これにより、研磨工具全体として軽量になることから、バランス調整を容易または不要にすることができ、さらに高速で回転駆動させることができる。
【００８６】
具体的には、一般的な砥石は直径に対する厚みの比が０．１７程度であるのに対して、本実施形態の研磨ディスク３０は直径Ｄｉに対する厚みＴｈの比を０．０２５とした。これにより、研磨ディスク３０を一般的な砥石と比較して軽量にすることができる。さらに、このような比にすることで、研磨ディスク３０を流動層Ｓに浸漬させても鋳物砂２の再生処理における消費電力を抑制することができる。よって、駆動軸２３の回転数を好適な値に設定することができるので、再生処理の処理効率を向上させることができる。
【００８７】
さらに、研磨処理において、研磨面３２に加えられる回転軸方向の力が小さいことにより、従来の装置の構成と比較して、駆動軸２３に加えられる負荷を小さくすることができる。ここで、従来の砥石の周面で研磨する装置、および、ロータに鋳物砂を衝突させて研磨する装置では、バランス調整や振動の観点から砥石またはロータの回転駆動を十分に高速化できないことがあった。そのため、研磨の処理効率を高めるために、研磨面との摩擦抵抗または衝突速度を増加させる必要がある。しかし、このような構成では、駆動軸に加えられる負荷などが増加し、研磨工具の劣化や消費電力の増大を招来してしまうおそれがある。これに対して、鋳物砂再生装置１は、駆動軸２３に加えられる負荷を従来と比較して小さくすることができるので、研磨工具の劣化を防止するとともに、鋳物砂２の研磨処理における消費電力を低減させることができる。
【００８８】
さらに、このような研磨処理では、研磨により生じる研磨粉体である粉塵４を従来と比較して微細化することができる。この粉塵４は、鋳物砂２の表面が研磨面３２と接触することにより、鋳物砂２から剥離した付着物３の微粒子である。粉塵４が微細化することにより、研磨処理における鋳物砂２と粉塵４との質量の差が大きくなる。これにより、鋳物砂２と粉塵４の分離を処理しやすくなるため、分離精度を向上できるとともに、分離装置である沈静槽５０の小型化を図ることができる。
【００８９】
鋳物砂再生装置１の流動装置４０は、駆動軸２３が流動層Ｓの上層部に浸漬するように流動層Ｓを形成する構成となっている。ここで、流動層Ｓにおいて研磨された鋳物砂２は、接触した研磨面３２の部位における接線方向の力を受けて飛散することになる。よって上述したように流動層Ｓを形成することにより、鋳物砂２を研磨するとともに、研磨した複数の鋳物砂２うちの一部を流動層Ｓの上方に飛散させることができる。これにより、鋳物砂再生装置１は、粉塵４を回収しやすくすることができる。また、鋳物砂２の一部が流動層Ｓを抜け出て再び流動層Ｓに戻ることにより、流動層Ｓにおける鋳物砂２の循環を促進することができる。よって、鋳物砂再生装置１は、研磨処理における未処理の鋳物砂２を低減することができる。
【００９０】
また、本実施形態の鋳物砂再生装置１は、研磨ディスク３０の周速度が１４７０[ｍ／ｍｉｎ]となるように駆動装置２０により駆動軸２３を回転駆動させるものとした。鋳物砂再生装置１は、この研磨ディスク３０の周速度を高くするに連れて再生処理の処理効率を向上させることができるが、周速度を高く設定すると消費電力が大きくなる。しかし、上述したように、大気圧が約１気圧の下で、研磨ディスク３０の周速度が約１０００[ｍ／ｍｉｎ]に達するまでは所定割合で再生処理の処理効率が上昇し、それ以上に周速度を上げても研磨の処理効率が上記の所定割合で上昇しなくなることが見出された。そこで、鋳物砂再生装置１は、上記のような周速度に設定することにより、再生処理の効率化および消費電力の抑制を図ることができる。また、一般的な砥石の場合に、例えば駆動軸が流動層の上部に浸漬している状態で周速度を１０００[ｍ／ｍｉｎ]以上に設定することは、重量との関係から困難である。しかし、本実施形態では、研磨ディスク３０を薄くすることにより、軽量で安定した駆動が可能となるため、周速度を高く設定することができる。そうすると、研磨ディスク３０の研磨面３２に発生する負圧を大きくすることができる。従って、この負圧により研磨面３２に付勢する鋳物砂２を増加させることができるので、研磨の処理効率を向上させることができる。
【００９１】
駆動装置２０の駆動軸２３は、軸受２４を介して研磨槽１０に一端側のみを片持ち支持されるものとした。これにより、再生処理により研磨ディスク３０が摩耗し交換を要する場合に、駆動軸２３が研磨槽１０に支持されていない他端側から研磨ディスク３０を着脱することができる。これにより、従来のように少なくとも片端側の軸受から駆動軸を外して砥石を交換していたものと比較して、交換行程における作業負荷を大幅に低減できる。よって、鋳物砂再生装置１のメンテナンス性を向上させることができる。また、駆動装置２０の軸受２４を駆動軸２３の一端側のみに配置すれば足りることから、両持ち支持する場合と比較して部品点数を低減することができる。
【００９２】
また、鋳物砂再生装置１は、研磨ディスク３０の研磨に伴い流動層Ｓより上方へ飛散する鋳物砂２の一部と衝突する衝突板１５を備える構成となっている。研磨処理により生じる粉塵４は、流動層Ｓで浮遊している間に静電気などによって再び鋳物砂２の表面に付着することがある。そこで、流動層Ｓより上方へ飛散する鋳物砂２と衝突するように衝突板１５を設けることにより、衝突した衝撃により鋳物砂２に付着した粉塵４を分離させることができる。さらに、衝突板１５の衝突面を適宜設定することにより、粉塵４と分離した鋳物砂２を流動層Ｓに戻し、流動層Ｓにおける鋳物砂２の循環を促進することができる。
【００９３】
また、本実施形態では、粒体研磨装置を鋳物砂再生装置１に適用する構成とした。つまり、鋳物砂再生装置１は、流動装置４０が鋳物砂２を浮遊状態で流動させて形成する流動層Ｓにおいて、研磨ディスク３０を回転駆動することによって鋳物砂２を研磨するものである。そして、研磨工具である研磨ディスク３０の研磨面３２は、駆動軸２３の軸方向に対して垂直となるように形成されている。これにより、研磨ディスク３０は全体として揺動することなくバランスの取れた部材となり、且つ軽量となることから高速に回転駆動させることができる。よって、研磨の処理効率を向上させることができる。
【００９４】
＜第二実施形態＞
（微粒子生成装置１０１の構成）
本発明の粒体研磨装置を適用した第二実施形態の微粒子生成装置１０１について図９を参照して説明する。図９は、微粒子生成処理１０１における原料粒体１０２の破砕状態を示す図である。ここで、第二実施形態の構成は、第一実施形態において粒体研磨装置を鋳物砂再生装置１に適用したのに対して、粒体研磨装置を微粒子生成装置１０１に適用した点が相違する。これに伴い、研磨対象の粒体は、原料粒体１０２としている。そして、微粒子生成装置１０１は、原料粒体１０２を研磨することにより生じる研磨粉体を微粒子１０４とし、この微粒子１０４を生成することを目的としている。その他の構成については、第一実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。
【００９５】
微粒子生成装置１０１は、研磨槽１０と、駆動装置２０と、研磨ディスク３０と、流動装置４０と、沈静槽５０と、捕集機１６０とから構成される。また、微粒子生成装置１０１は、原料粒体１０２を研磨することによりの表面の一部を破砕し、微粒子１０４の生成を図るものである。原料粒体１０２は、種々の装置により成形または造粒された塊状原料である。このような原料粒体１０２を粉砕または破砕して得られる微粒子１０４は、液体中での高い分散安定性、高い親水性、優れた着色性を示す。さらに、微粒子１０４は、化学修飾などによって、各種機能化が図れることから工業材料として重要性を増している。具体例として、粗大なトナー粒体を繰り返し粉砕することで微小なトナーを得る装置などが知られている。
【００９６】
ここで、従来の微粒子生成装置として、例えば、ジェット気流などの衝突気流により投入された原料粒体を衝突板に衝突させて粉砕するジェットミル（ジェット粉砕機）が知られている。これにより、原料粒体を所定の粒度に加工し、生成した微粒子を様々な工業材料として利用している。これに対して、本発明の微粒子生成装置１０１は、流動装置４０が原料粒体１０２を浮遊状態で流動させて形成する流動層Ｓにおいて、研磨ディスク３０を回転駆動することによって原料粒体１０２を研磨する構成となっている。そして、研磨工具である研磨ディスク３０の研磨面３２は、駆動軸２３の軸方向に対して垂直となるように形成されている。
【００９７】
研磨槽１０の内部に流動層Ｓを形成した状態において、駆動装置２０を稼働させて研磨ディスク３０を所定の回転数で回転駆動させる。そうすると、流動層Ｓの原料粒体１０２のうち研磨ディスク３０の研磨面３２付近の原料粒体１０２は、図９に示すように、圧力Ｐにより研磨面３２に付勢される。このようにして、研磨面３２に付勢された原料粒体１０２は、研磨面３２と接触し研磨されることになる。この時、原料粒体１０２は、研磨の摩擦抵抗により接触した研磨面３２の部位における接線方向の力を受けて研磨ディスク３０の外周方向に飛散することになる。
【００９８】
ここで、研磨ディスク３０の研磨面３２が駆動軸２３の軸方向に対して垂直となるように形成されている。これにより、飛散した原料粒体１０２は、流動層Ｓにおける研磨面３２付近を飛散している間は継続して研磨面３２に発生する負圧などによる圧力Ｐで研磨面３２に付勢される。そのため、原料粒体１０２は、研磨ディスク３０の外周方向に移動しながら研磨面３２と接触し研磨されることになる。これにより、原料粒体１０２の表面の一部を破砕して微粉状の微粒子１０４が生成される。
【００９９】
上述したように、この微粒子生成装置１０１は、流動層Ｓにおいて回転駆動する研磨ディスク３０の研磨面３２に発生する負圧などにより原料粒体１０２に加わる圧力Ｐを利用して研磨面３２に原料粒体１０２を付勢するものである。よって、研磨処理において、研磨面３２に加えられる回転軸方向の力は比較的小さいものとなる。このような研磨処理により生成される微粒子１０４は、従来と比較して非常に微細にすることが可能である。このようにして、微粒子生成装置１０１は、研磨処理を行うことにより原料粒体１０２の一部を破砕し、微粒子１０４の生成処理としている。
【０１００】
捕集機１６０は、第一実施形態の集塵機６０と同様に、沈静槽５０の排気部５３から排気される空気を吸引し、この空気に含まれる微粒子１０４を内蔵する集塵フィルターにより回収する回収手段である。そして、沈静槽５０の排気部５３は、捕集機１６０の空気導管と連結され、捕集機１６０の空気吸引により沈静槽５０内部の空気を排気している。微粒子生成装置１０１において、沈静槽５０は、研磨槽１０と捕集機１６０との間に配置されている。そして、捕集機１６０は、流動装置４０により研磨槽１０に供給された空気が沈静槽５０の上部から排気されるように、空気流通の下流側に位置している。これにより、捕集機１６０は、微粒子生成装置１０１における空気の流通を促進するとともに、沈静槽５０において第一実施形態と同様に、原料粒体１０２と分離された微粒子１０４を回収している。
【０１０１】
（微粒子生成装置１０１の効果）
以上説明した微粒子生成装置１０１によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。また、微粒子生成装置１０１は、原料粒体１０２の一部を破砕して生成した微粒子１０４を捕集し、効率的に微粒子１０４を得ることができる。また、微粒子生成装置１０１は、従来の粉砕機が粉砕を繰り返すことにより原料粒体の粒度を徐々に小さくしたのに対して、微粒子生成装置１０１の稼働当初から微細な研磨粉体として微粒子１０４を生成することができる。これにより、微粒子１０４の必要量に応じて微粒子生成処理を行うことができるので、生産効率が高く少量生産にも好適である。また、微粒子１０４の粒度については、研磨ディスク３０の周速度や流動装置４０による流動層Ｓの状態、研磨槽１０内の気圧などを適宜設定することで調整することが可能である。
【０１０２】
さらに、このような研磨処理では、研磨により生じる研磨粉体である微粒子１０４を従来と比較して微細化することができる。これにより、研磨処理における原料粒体１０２と微粒子１０４との質量の差が大きくなる。これにより、原料粒体１０２と微粒子１０４の分離を処理しやすくなるため、分離精度を向上できるとともに、分離装置である沈静槽５０の小型化を図ることができる。
【０１０３】
また、微粒子生成装置１０１は、微粒子１０４を回収する回収手段である捕集機１６０を備える構成となっている。これにより、微粒子１０４の回収を研磨処理と並行して行うことができる。研磨処理において、流動層Ｓに微粒子１０４が大量に浮遊している状態の場合に、微粒子１０４が研磨処理の阻害要因となるおそれがある。そこで、微粒子１０４を回収することで、良好な研磨処理を行うことができる。
【０１０４】
＜第一、第二実施形態の第一変形態様＞
第一、第二実施形態の第一変形態様について、図１０を参照して説明する。図１０は、研磨槽１０の内部を示す正面図である。第一実施形態および第二実施形態において、一の研磨ディスク３０により鋳物砂２および原料粒体１０２（以下、「粒体２，１０２」とも称する）を研磨するものとした。これに対して、鋳物砂再生装置１および微粒子生成装置１０１（以下、「粒体研磨装置１，１０１」とも称する）は、ケースである研磨槽１０に所定の間隔をあけて複数の研磨ディスク３０が配置される構成としてもよい。
【０１０５】
（第一変形態様の構成）
本変形態様において、粒体研磨装置１，１０１は、図１０に示すように、研磨層１０に支持される２本の駆動軸２３Ｌ，２３Ｒと、駆動軸２３Ｌ，２３Ｒにそれぞれ配置される研磨ディスク３０Ｌ，３０Ｒを備える構成となっている。研磨ディスク３０Ｌ，３０Ｒが固定される駆動軸２３Ｌ，２３Ｒは、互いに並行であり、それぞれの軸方向が水平方向および鉛直方向にずれた位置に配置されている。即ち、図１０に示すように、研磨槽１０の右側に配置された研磨ディスク３０Ｒの方が左側に配置された研磨ディスク３０Ｌよりも高い位置となるように、駆動軸２３Ｌ，２３Ｒが研磨槽１０に支持されている。これにより、左側の研磨ディスク３０Ｌと右側の研磨ディスク３０Ｒは、所定の間隔をあけて研磨槽１０に配置されることになる。
【０１０６】
ここで、「所定の間隔」とは、研磨ディスク３０Ｌ，３０Ｒが互いに接触することなく、研磨槽１０に回転可能に支持されるように設定される隣り合う研磨ディスク３０Ｌ，３０Ｒ間の距離である。また、この所定の間隔は、研磨ディスク３０Ｌ，３０Ｒの直径Ｄｉや厚さＴｈ、流動装置４０により形成される流動層Ｓの状態などを考慮して適宜設定することができる。
【０１０７】
また、本変形態様において、研磨槽１０は、第二排出口２１６をさらに有する構成としている。第二排出口２１６は、図１０に示すように、研磨槽１０の他方側の側面から下方に傾斜して延びるように形成された開口部である。そして、第二排出口２１６は、研磨処理が行われた粒体２，１０２を研磨槽１０の外部へ排出可能としている。
【０１０８】
流動装置４０は、右側の研磨ディスク３０Ｒが固定される駆動軸２３Ｒが流動層Ｓの上層部に浸漬するように流動層Ｓの深さを設定して形成している。これにより、流動層Ｓの粒体２，１０２は、回転する研磨ディスク３０Ｒの軸中心付近まで流動装置４０の送風により吹き上げられることになる。この時、右側の研磨ディスク３０Ｒの上部側は、流動層Ｓに浸漬していない状態となっている。また、左側の研磨ディスク３０Ｌは、全周に亘って流動層Ｓに浸漬している状態となっている。
【０１０９】
ここで、第一、第二実施形態において、所定量の粒体２，１０２をまとめて研磨するバッチ式を採用していた。これに対して、本変形態様では、上述した構成により、単位時間あたり所定量の粒体２，１０２を研磨槽１０内に投入するとともに、第二排出口２１６から粒体２，１０２を排出する連続式を採用することが可能となる。この連続式による研磨では、駆動装置２０および流動装置４０を稼働させた状態で、投入口１１から粒体２，１０２を定量供給する。そして、粒体２，１０２の投入量が増加するに従い、流動層Ｓの上層部が上昇し、やがて研磨された粒体２，１０２が開口している第二排出口２１６より排出される。排出された分量の粒体２，１０２を再び供給することにより連続的に研磨処理が行われる。また、第二排出口２１６を開閉することにより、連続式またはバッチ式による研磨処理を切り換えることが可能である。
【０１１０】
（第一変形態様の効果）
本変形態様によれば、粒体研磨装置１，１０１は、複数の研磨ディスク３０を備える構成となっている。ここで、研磨処理における処理量は、流動層Ｓに含まれる粒体２，１０２の密度や研磨ディスク３０の周速度、流動層Ｓに浸漬している研磨ディスク３０の研磨面３２の面積などに応じて変動する。そこで、上述した構成とすることで、流動層Ｓに浸漬する研磨面３２の面積を増加させることができる。これにより、流動層Ｓにおいて研磨面３２に接触する粒体２，１０２の数が増加するため、研磨処理における処理量が増加し処理効率を向上させることができる。
【０１１１】
また、複数の研磨ディスク３０Ｌ，３０Ｒは、複数の駆動軸２３Ｌ，２３Ｒにそれぞれ配置される構成となっている。そして、複数の駆動軸２３Ｌ，２３Ｒは、互いの軸方向が水平方向および鉛直方向にずれた位置に配置される。これにより、複数の研磨ディスク３０Ｌ，３０Ｒは、並列に配置されることになり、流動層Ｓに浸漬する研磨面３２の面積を増加させることができる。これにより、研磨処理の処理量が増加し、処理効率を向上させることができる。また、研磨槽１０において複数の研磨ディスク３０を適宜配置することにより、種々の研磨槽１０形状や流動層Ｓの状態などの粒体研磨装置１，１０１の形態に適用させることができる。
【０１１２】
さらに、粒体研磨装置１，１０１は、研磨槽１０の一方側の側面に粒体２，１０２の投入口１１を設け、投入口１１に対向したから他方側の側面に粒体２，１０２の第二排出口２１６を設ける構成とした。このような構成において、研磨処理は、連続式の研磨処理を採用することが可能となる。このような研磨処理において、複数の研磨ディスク３０Ｌ，３０Ｒは水平方向に所定間隔をあけて設けられている。これにより、流動層Ｓにおける粒体２，１０２の研磨状態が一方側から他方側に向かって変化するようになる。これにより、排出される粒体２，１０２に未処理の粒体２，１０２が混入することを防止することができるので、全体として良好な連続式の研磨処理を行うことができる。
【０１１３】
また、上述した構成において、研磨処理は、バッチ式の研磨処理を採用するものとしてもよい。このような研磨処理において、複数の研磨ディスク３０Ｌ，３０Ｒは鉛直方向に所定間隔をあけて設けられている。これにより、流動層Ｓを深く設定することができる。よって、研磨槽１０の収容体積を有効に活用し、研磨ディスク３０の直径Ｄｉを大きくすることなく流動層Ｓにおける研磨処理の処理量を増加できる。
【０１１４】
＜第一、第二実施形態の第二変形態様＞
第一、第二実施形態の第二変形態様について、図１１を参照して説明する。図１１は、研磨槽１０の内部を示す側面図である。第一、第二実施形態の第一変形態様において、並列に配置された複数の研磨ディスク３０Ｌ，３０Ｒを備える構成とした。これに対して、粒体研磨装置１，１０１は、同一の駆動軸２３に複数の研磨ディスク３０Ｆ，３０Ｂが配置される構成としてもよい。つまり、複数の研磨ディスク３０Ｆ，３０Ｂは、直列に配置されることになる。
【０１１５】
（第二変形態様の構成）
本変形態様において、粒体研磨装置１，１０１は、図１１に示すように、研磨層１０に支持される駆動軸２３と、軸受け２４Ｆ，２４Ｂを備えている。駆動軸２３は、研磨槽１０の前面に配置された軸受け２４Ｆと、背面に設置された軸受け２４Ｂとを介して、研磨槽１０に回転駆動可能に支持されている。軸受け２４Ｆ，２４Ｂは、回転する駆動軸を支承するベアリング機構である。つまり、駆動軸２３は、軸受け２４Ｆ，２４Ｂにより両持ちで支承されている。そして、駆動軸２３に前側の研磨ディスク３０Ｆと、後側の研磨ディスク３０Ｂとが所定の間隔をあけて固定される。つまり、複数の研磨ディスク３０Ｆ，３０Ｂは、駆動軸２３が回転駆動した場合に、それぞれ駆動軸２３に対して揺動することなく回転する。
【０１１６】
（第二変形態様の効果）
本変形態様によれば、粒体研磨装置１，１０１は、同一の駆動軸２３に複数の研磨ディスク３０を備える構成となっている。このように、複数の研磨ディスク３０Ｆ，３０Ｂを直列に配置することにより、研磨処理の処理量を増加させることができるとともに、種々の研磨槽１０形状や流動層Ｓの状態などの粒体２，１０２の研磨装置の形態に適用させることができる。また、共通の駆動軸２３により複数の研磨ディスク３０Ｆ，３０Ｂを回転駆動させることにより、駆動装置２０を共通にすることができる。
【０１１７】
＜その他＞
本発明の粒体研磨装置は、第一実施形態では鋳物砂再生装置１に適用し、第二実施形態では微粒子生成装置１０１に適用するものとした。これに対して、粒体研磨装置は、粒体の研磨処理を行うものであれば、粒体を鋳物砂２、原料粒体１０２に限らず適用することができる。
【０１１８】
また、駆動装置２０の駆動軸２３は、何れも軸方向が水平方向となるように研磨槽１０に支持されるものとした。これは、流動装置４０が流動層Ｓを形成する際に、粒体２，１０２の吹き上げ方向を鉛直上方向としていることに起因する。ここで、流動層Ｓにおける粒体２，１０２の対流状態を考慮し、流動装置４０の空気分散板４３および空気ノズル４４などの構成を変更し、粒体２，１０２の吹き上げ方向を種々の方向に設定することがある。このような場合に、粒体２，１０２の対流状態に適用するように駆動軸２３の軸方向を水平方向に対して傾斜するものとしてもよい。
【０１１９】
但し、このように駆動軸２３を傾斜させた場合であっても、それぞれの駆動軸２３に固定される研磨ディスク３０は、駆動軸２３の軸方向に対して垂直な円盤面が形成される。つまり、ディスク本体３１の円盤面に形成された研磨面３２は、駆動軸２３の軸方向に対して垂直となるものとする。
【０１２０】
また、第一、第二変形態様において、複数の研磨ディスク３０を備える構成とした。これに対して、粒体研磨装置１，１０１は、さらに駆動軸２３を増設し、研磨ディスク３０が互いに所定の距離をあけて直列および並列に配置される構成としてもよい。本発明の粒体研磨装置１，１０１は、上述したように、従来の粒体研磨装置と比較して、駆動装置２０の駆動軸２３に加えられる負荷を小さくすることができる。これにより、従来と比較して研磨処理に必要な消費電力が小さいので、駆動軸２３を増設し研磨ディスク３０を適宜配置しても消費電力の増加量を抑制しつつ研磨の処理効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１：鋳物砂再生装置（粒体研磨装置）、  １０１：微粒子生成装置（粒体研磨装置）
２：鋳物砂（粒体）、  １０２：原料粒体（粒体）、  ３：付着物
４：粉塵（研磨粉体）、  １０４：微粒子（研磨粉体）
１０，２１０：研磨槽（ケース）、  １１：投入口、  １２：排出口
１３：エアシリンダ、  １４：点検窓、  １５：衝突板（衝突部材）
２１６：第二排出口
２０：駆動装置、  ２１：電動機、  ２２：駆動力伝達装置
２３，２３Ｌ，２３Ｒ：駆動軸、  ２４，２４Ｆ，２４Ｂ：軸受け
３０，３０Ｆ，３０Ｂ，３０Ｌ，３０Ｒ：研磨ディスク
３１：ディスク本体、  ３２：研磨面
４０：流動装置（流動手段）、  ４１：風箱、  ４２：送風口
４３：空気分散板、  ４４：空気ノズル
５０：沈静槽（分離手段）、  ５１：連通部、  ５２：拡幅部、  ５３：排気部
５４：点検窓
６０：集塵機（回収手段）、  １６０：捕集機（回収手段）
Ｓ：流動層
【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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