(57)【要約】【課題】ノズル内部におけるアブレシブの流動性を良好にして、加工精度及び加工効率を向上させたアブレシブウォータージェット加工装置を提供すること。【解決手段】アブレシブウォータージェット加工装置１００は、高圧の加工用流体ＱにアブレシブＧを混入したアブレシブウォータージェットＡＷＪをワークＷに噴射して加工する。その加工装置は、アブレシブウォータージェットＡＷＪを噴射するアブレシブウォータージェットノズル１と、そのノズルに加工用流体Ｑを供給する高圧水供給装置１０１と、加工用流体ＱにアブレシブＧを供給するアブレシブ供給装置８と、を有する。アブレシブＧは、砥粒からなる研磨材Ｇ１の表面に撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２を被覆した被膜アブレシブＧ３からなる。アブレシブ供給装置８は、被膜アブレシブＧ３をアブレシブウォータージェットノズル１に供給する。【選択図】図２
2014065128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧の加工用流体にアブレシブを混入したアブレシブウォータージェットをワークに噴射して加工するアブレシブウォータージェット加工装置であって、
前記アブレシブウォータージェットを噴射するアブレシブウォータージェットノズルと、
このアブレシブウォータージェットノズルに前記加工用流体を供給する加工用流体供給部と、
前記加工用流体に前記アブレシブを供給するアブレシブ供給部と、を有し、
前記アブレシブは、砥粒からなる研磨材の表面に撥水性材料または流動性促進材料を被覆した被膜アブレシブからなり、
前記アブレシブ供給部は、前記被膜アブレシブを前記アブレシブウォータージェットノズルに供給すること、
を特徴とするアブレシブウォータージェット加工装置。
【請求項２】
前記被膜アブレシブは、前記加工用流体に浮遊する浮遊性を有すること、
を特徴とする請求項１に記載のアブレシブウォータージェット加工装置。
【請求項３】
前記アブレシブ供給部は、前記加工用流体に前記研磨材を供給する研磨材供給部と、
前記加工用流体に前記被膜アブレシブを供給する被膜アブレシブ供給部と、
前記研磨材供給部から供給される前記研磨材と、前記被膜アブレシブ供給部から供給される前記被膜アブレシブと、を切り換えて供給可能な切換手段と、
を備えたこと、
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアブレシブウォータージェット加工装置。
【請求項４】
高圧の加工用流体にアブレシブを混入したアブレシブウォータージェットをワークに噴射して加工するアブレシブウォータージェット加工装置であって、
前記アブレシブウォータージェットを噴射するアブレシブウォータージェットノズルと、
このアブレシブウォータージェットノズルに前記加工用流体を供給する加工用流体供給部と、
前記加工用流体に前記アブレシブを供給するアブレシブ供給部と、
前記加工用流体または前記アブレシブに撥水性材料または流動性促進材料を供給する液体供給部と、を備えたこと、
を特徴とするアブレシブウォータージェット加工装置。
【請求項５】
前記撥水性材料または前記流動性促進材料は、フッ素系材料、シリコン系材料、フッ素系材料、または、シリコン系材料と油性原料を混合したコーティング材、パラフィン、油脂のうち、いずれかからなること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のアブレシブウォータージェット加工装置。
【請求項６】
前記ワークを浸漬液中に浸漬させた状態で加工するための当該浸漬液を貯留するキャッチャ槽と、
このキャッチャ槽に貯留された前記浸漬液を排出する排出口と、を備え、
前記浸漬液に浮遊した前記被膜アブレシブを前記排出口から排出して回収すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のアブレシブウォータージェット加工装置。
【請求項７】
前記排出口の高さを調整して、前記浸漬液の液位を調整する液位調整装置を備えたこと、
を特徴とする請求項６に記載のアブレシブウォータージェット加工装置。
【請求項８】
高圧の加工用流体にアブレシブを混入したアブレシブウォータージェットをワークに噴射して加工するアブレシブウォータージェット加工方法であって、
前記アブレシブは、砥粒からなる研磨材の表面に撥水性材料または流動性促進材料を被膜した被膜アブレシブからなること、
を特徴とするアブレシブウォータージェット加工方法。
【請求項９】
高圧の加工用流体にアブレシブを混入したアブレシブウォータージェットをワークに噴射して加工するアブレシブウォータージェット加工方法であって、
前記加工用流体または前記アブレシブに撥水性材料または流動性促進材料を供給すること、
を特徴とするアブレシブウォータージェット加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧の加工用流体にアブレシブを混入したアブレシブウォータージェットをワークに噴射して加工するアブレシブウォータージェット加工装置及び加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス、石材、合成樹脂、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の複合材料などの加工性が悪いワークに切断加工を施す加工装置としては、高圧水にガーネット等の一般的なアブレシブ（研磨材）を混入させたアブレシブウォータージェットをワークの表面に噴射させることによって、切断効率を向上させたアブレシブウォータージェット加工装置が知られている。
【０００３】
従来、好適な切断加工を効率よく実現するために、アブレシブ（研磨材）の材質や、表面形状、粒子径、粒度分布等を改良した技術としては、例えば、特許文献１，２に開示されたアブレシブウォータージェット加工装置が知られている。
特許文献１には、エッジ部を保有し粒子１個の大きさが０．２〜３ｍｍであるセラミック微小粒のアブレシブ（研磨材）が記載されている。特許文献２には、真球に近い粒子径が１０〜８００μｍの球状のジルコンビーズを使用するアブレシブジェット加工方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５１５号公報（段落０００４〜０００８、図１）
【特許文献２】特許第４６５３９６２号公報（段落００４１〜００４４、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２等には、アブレシブがアブレシブウォータージェットノズル内等に詰まるのを防止するための有効な技術が開示されていない。特に、近年、異なる材質、形状、厚さのワークに精密な切断加工を施すため、最終的な切断幅の異なるワークに対して、適宜最適なジェット径で加工を行う必要があるが、ジェット径を小さくするためにノズル径を小さくしようとすると、ノズル径とアブレシブの粒径が近接してノズル内部にアブレシブが詰まり易くなるという課題があった。
【０００６】
また、アブレシブは、非撥水性（非疎水性）の場合、研磨材の通路の壁面に付着した水を触体として研磨材が付着し、さらには、その研磨材に対して、水を触体として次に流れて来る研磨材が付着することで連鎖的に凝集し、研磨材通路の内径（気道）が狭くなって流動性が悪くなるという課題があった。
この場合は、研磨材通路の内壁に付着した研磨材は、流路を閉塞させて、アブレシブウォータージェットが引き込んでいた空気を遮断してしまい、研磨材の供給不良を発生させるという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、ノズル内部におけるアブレシブの流動性を良好にして、加工精度及び加工効率を向上させたアブレシブウォータージェット加工装置及び加工方法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】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明に係るアブレシブウォータージェット加工装置は、高圧の加工用流体にアブレシブを混入したアブレシブウォータージェットをワークに噴射して加工するアブレシブウォータージェット加工装置であって、前記アブレシブウォータージェットを噴射するアブレシブウォータージェットノズルと、このアブレシブウォータージェットノズルに前記加工用流体を供給する加工用流体供給部と、前記加工用流体に前記アブレシブを供給するアブレシブ供給部と、を有し、前記アブレシブは、砥粒からなる研磨材の表面に撥水性材料または流動性促進材料を被覆した被膜アブレシブからなり、前記アブレシブ供給部は、前記被膜アブレシブを前記アブレシブウォータージェットノズルに供給することを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、アブレシブウォータージェット加工装置は、加工用流体にアブレシブを供給するアブレシブ供給部が、砥粒からなる研磨材の表面に撥水性材料または流動性促進材料を被覆した被膜アブレシブを供給することにより、被膜アブレシブの砥粒間に介在する加工用流体への表面張力によって被膜アブレシブが加工流体を弾いたり、また、流動性を促進させたりするので、研磨材通路壁面に研磨材が付着することがなく、空気が流れる気道が常に確保されるため、アブレシブウォータージェットノズル内を流れるアブレシブの流動性を向上させることができる。
これにより、アブレシブウォータージェット加工装置は、アブレシブウォータージェットによってワークを加工するときの加工用流体中のアブレシブが均一に分散されて、スムーズに流れて凝集することがない。このため、アブレシブウォータージェット加工装置は、加工作業中にアブレシブがノズル等に詰まる原因で、作業が中断されるのを解消することができるので、作業効率及び加工効率を向上させることができる。
また、被膜アブレシブは、詰まりが少なく流動性が良いので、アブレシブウォータージェット中のアブレシブの量を多くして加工性を向上させることができるため、加工面を切断加工する際の加工時間を短縮してスピードアップを図ることができると共に、加工の際に、従来の研磨材で加工した場合と比較して、加工面を滑らかな仕上げ面にすることができる。
【００１０】
また、前記被膜アブレシブは、前記加工用流体に浮遊する浮遊性を有することが好ましい。
【００１１】
かかる構成によれば、アブレシブウォータージェット加工装置は、被膜アブレシブが浮遊性を備えていることによって、被膜アブレシブの砥粒が沈下してアブレシブウォータージェットノズル内に堆積するのを抑制することができるため、被膜アブレシブがアブレシブウォータージェットノズル内に詰まるのを防止することができる。
【００１２】
また、前記アブレシブ供給部は、前記加工用流体に前記研磨材を供給する研磨材供給部と、前記加工用流体に前記被膜アブレシブを供給する被膜アブレシブ供給部と、前記研磨材供給部から供給される前記研磨材と、前記被膜アブレシブ供給部から供給される前記被膜アブレシブと、を切り換えて供給可能な切換手段と、を備えていることが好ましい。
【００１３】
かかる構成によれば、アブレシブウォータージェット加工装置は、切換手段を切り換えることによって、アブレシブウォータージェットノズル内に供給するアブレシブを研磨材と被膜アブレシブとに適宜に切り換えることができる。このため、アブレシブウォータージェット加工装置は、より切削性に優れた研磨材の特性と、より非凝集性または流動性に優れた被膜アブレシブの特性と、を効果的に活用してワークを加工することができる。
【００１４】
また、高圧の加工用流体にアブレシブを混入したアブレシブウォータージェットをワークに噴射して加工するアブレシブウォータージェット加工装置であって、前記アブレシブウォータージェットを噴射するアブレシブウォータージェットノズルと、このアブレシブウォータージェットノズルに前記加工用流体を供給する加工用流体供給部と、前記加工用流体に前記アブレシブを供給するアブレシブ供給部と、前記加工用流体または前記アブレシブに撥水性材料または流動性促進材料を供給する液体供給部と、を備えていることが好ましい。
【００１５】
かかる構成によれば、アブレシブウォータージェット加工装置は、液体供給部が、加工用流体またはアブレシブに撥水性材料または流動性促進材料を供給することにより、加工用流体またはアブレシブに表面張力を有する撥水性材料または流動性を促進させる機能がある流動性促進材料が混合されて、加工用流体の流動性を向上させたり、または、アブレシブを弾いたりするので、流動性の悪化による不具合を回避することができる。これにより、アブレシブウォータージェット加工装置は、加工作業中にノズル内の加工用流体またはアブレシブの流動性の不具合で、作業が中断されるのを解消することができるので、作業効率及び加工効率を向上させることができる。
【００１６】
また、前記撥水性材料または前記流動性促進材料は、フッ素系材料、シリコン系材料、フッ素系材料またはシリコン系材料と油性原料を混合したコーティング材、パラフィン、油脂のうち、いずれかからなることが好ましい。
【００１７】
かかる構成によれば、撥水性材料または流動性促進材料は、フッ素系材料、シリコン系材料、フッ素系材料、または、シリコン系材料と油性原料を混合したコーティング材、パラフィン、油脂のうち、いずれかからなることにより、各砥粒が撥水性または流動性を促進させる機能を有する。このため、撥水性材料を被覆した被膜アブレシブの砥粒は、砥粒同士が、互いに加工用流体を弾く疎水性があるので、ウォージェット中に混入しているときに、互いに加工用流体を弾き合って凝集するのを防止して、ノズル内に詰まるのを解消することができる。また、流動性促進材料を被覆した被膜アブレシブの砥粒は、砥粒が流動しているときの流動抵抗が低減されて流動性が向上されるので、凝集することが防止されて、ノズル内に詰まるのを解消することができる。
なお、撥水性材料または流動性促進材料は、上記以外のものであっても撥水性または流動性を有していればよく、上記コーティング材の材質のみに限定されるものではない。
【００１８】
また、前記ワークを浸漬液中に浸漬させた状態で加工するための当該浸漬液を貯留するキャッチャ槽と、このキャッチャ槽に貯留された前記浸漬液を排出する排出口と、を備え、前記浸漬液に浮遊した前記被膜アブレシブを前記排出口から排出して回収することが好ましい。
【００１９】
かかる構成によれば、アブレシブウォータージェット加工装置は、キャッチャ槽の浸漬液に浮遊した被膜アブレシブを排出口から排出させて回収することにより、再度利用することができる。また、非撥水性の研磨材は、浸漬液中のキャッチャ槽の内底に沈下するので、浮遊する被膜アブレシブとは区別して回収することができる。
【００２０】
前記排出口の高さを調整して、前記浸漬液の液位を調整する液位調整装置を備えたことが好ましい。
【００２１】
かかる構成によれば、アブレシブウォータージェット加工装置は、液位調整装置によって排出口の高さを高く調整すれば、キャッチャ槽内の浸漬液の液位を高くすることができる。また、液位調整装置は、排出口の高さを低く調整すれば、キャッチャ槽内の浸漬液の液位を低くして、液位をワークの厚さに合わせて適宜に調整することができる。
【００２２】
また、本発明に係るアブレシブウォータージェット加工方法は、高圧の加工用流体にアブレシブを混入したアブレシブウォータージェットをワークに噴射して加工するアブレシブウォータージェット加工方法であって、前記アブレシブは、砥粒からなる研磨材の表面に撥水性材料または流動性促進材料を被膜した被膜アブレシブからなることが好ましい。
【００２３】
かかる構成によれば、アブレシブウォータージェット加工方法は、砥粒からなる研磨材の表面に撥水性材料または流動性促進材料を被覆した被膜アブレシブを加工用流体に供給することにより、撥水性材料で被覆した被膜アブレシブの場合、砥粒間に介在する加工用流体の表面張力で各被膜アブレシブが互いに弾き合い、また、流動性促進材料を被覆した被膜アブレシブの場合、各砥粒の流動性が向上されて流れがよくなる。このため、撥水性材料または流動性促進材料を被覆した被膜アブレシブは、ノズル内等で凝集したり、詰まったりすることを解消することができる。その結果、アブレシブウォータージェット加工方法は、アブレシブウォータージェットによって加工する際、ウォータージェット中の被膜アブレシブの砥粒を均一に分散させて砥粒の流れをスムーズにすることができる。
【００２４】
また、アブレシブウォータージェット加工方法は、高圧の加工用流体にアブレシブを混入したアブレシブウォータージェットをワークに噴射して加工するアブレシブウォータージェット加工方法であって、前記加工用流体または前記アブレシブに撥水性材料または流動性促進材料を供給することが好ましい。
【００２５】
かかる構成によれば、アブレシブウォータージェット加工方法は、浮遊性を備えた被膜アブレシブを使用することにより、被膜アブレシブの砥粒が沈下してアブレシブウォータージェットノズル内に堆積するのを抑制することができるため、被膜アブレシブがアブレシブウォータージェットノズル内に詰まるのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ノズル内部におけるアブレシブの流動性を良好にして、加工精度及び加工効率を向上させたアブレシブウォータージェット加工装置及び加工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係るアブレシブウォータージェット加工装置の一例を示す要部斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るアブレシブウォータージェット加工装置の一例を示す要部概略図である。
【図３】図２に示すアブレシブウォータージェットノズルの拡大縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るアブレシブウォータージェット加工装置の搬送ロータの要部拡大図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は搬送ロータが回転したときの状態を示す縦断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るアブレシブウォータージェット加工装置のキャッチャ槽を示す概略図である。
【図６】実際に電子顕微鏡で見た状態を示す模式図であり、（ａ）は、未処理の研磨材の砥粒を示す拡大概略図、（ｂ）は撥水性材料をコーティングした被膜アブレシブの砥粒を示す拡大概略図である。
【図７】（ａ）は、粒径が♯２００のガーネットの砥粒に撥水性材料をコーティングした被膜アブレシブの上に水滴を滴下したときの状態を示す斜視図、（ｂ）粒径が♯３６０のガーネットの砥粒に撥水性材料をコーティングした被膜アブレシブの上に水滴を滴下したときの状態を示す斜視図、（ｃ）は粒径が♯３６０のガーネットの未処理の砥粒上に水滴を滴下したときの状態を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係るアブレシブウォータージェット加工装置の変形例を示す要部斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に係るアブレシブウォータージェット加工装置の変形例を示す要部概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係るアブレシブウォータージェット加工装置及び加工方法を説明する。アブレシブウォータージェット加工装置１００を説明する前に、その加工装置に使用されるワークＷについて説明する。
【００２９】
≪ワークの構成≫
図１に示すように、ワークＷは、例えば、適宜な材質のものからなる適宜な形状の材料からなる。つまり、ワークＷは、材質及び形状は特に限定されない。アブレシブウォータージェット加工装置１００に使用されるワークＷは、例えば、ガラス、石材、合成樹脂、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の複合材料などの加工性が悪い材料に切断加工を施す場合に最適である。以下、ワークＷは、全体が細長い略平板状に形成された厚板材を例に挙げて説明する。
【００３０】
≪アブレシブウォータージェット加工装置の構成≫
図１に示すように、アブレシブウォータージェット加工装置１００は、２００〜４００ＭＰａの高圧で供給された加工用流体ＱにアブレシブＧ（研磨材Ｇ１、または、被膜アブレシブＧ３）を混入し、アブレシブウォータージェットＡＷＪを噴射して、ワークＷを切断加工する加工装置である。そして、アブレシブウォータージェット加工装置１００は、アブレシブウォータージェットＡＷＪを音速以上の高速で噴射させることができるため、ガラス、金属等の硬い材質であっても、合成樹脂等の比較的柔らかい材質であっても、硬い材料と柔らかい材料等の多種類の材料からなる複合材料であっても高品質な形状に切断加工ができる。
【００３１】
アブレシブウォータージェット加工装置１００は、図１に示すように、アブレシブＧが混入されたアブレシブウォータージェットＡＷＪを噴射するアブレシブウォータージェットノズル１と、アブレシブウォータージェットノズル１に高圧配管１０２から加工用流体Ｑを供給する高圧水供給装置１０１（加工用流体供給部）と、アブレシブウォータージェットノズル１に適量のアブレシブＧを供給するアブレシブ供給装置８（アブレシブ供給部）と、浸漬液６を貯留するキャッチャ槽２と、浸漬液６の液位を調整する液位調整装置５（図５参照）と、を主に備えている。
【００３２】
なお、本実施形態では、図１において、アブレシブウォータージェット加工装置１００は、アブレシブウォータージェットＡＷＪの噴射方向を下方にして図示したが、これに限定されるものではなく、水平方向や噴射方向が自在に変化するロボットアームの先端部に装着する場合や作業者が手に持って加工するポータブル式アブレシブウォータージェット加工装置であってもよい。
【００３３】
≪アブレシブの構成≫
図２に示すように、アブレシブＧは、アブレシブウォータージェット加工装置１００でワークＷ（図１参照）を加工する際に、ウォータージェットＷＪ中に混入される砥粒である。アブレシブウォータージェット加工装置１００において、アブレシブＧは、従来の装置に使用されているものと同一の研磨材Ｇ１と、研磨材Ｇ１に撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２をコーティングした砥粒からなる撥水性アブレシブまたは流動性アブレシブからなる被膜アブレシブＧ３と、の二種類のものが適宜に使用される。つまり、アブレシブＧは、ワークＷの種類や用途や加工条件に応じて撥水処理が未処理の研磨材Ｇ１と、被膜アブレシブＧ３とが利用される。
【００３４】
＜研磨材の構成＞
図６（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）〜（ｃ）を主に参照して研磨材Ｇ１、撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２、撥水性アブレシブからなる被膜アブレシブＧ３について説明する。
図６（ａ）に示すように、研磨材Ｇ１は、撥水処理を行っていない未処理の砥粒からなるアブレシブＧであり、コーナが鋭角に形成されている所謂アンギュラーな形状の砥粒からなる。研磨材Ｇ１は、ガーネット、サファイア、超硬合金等の一般的なものを適宜、ワークＷの種類等に応じて使用することができる。
図７（ｃ）は、粒度♯３６０の大きさのガーネットからなる砥粒の研磨材Ｇ１に、高圧水供給装置１０１から供給される加工用流体Ｑ（水道水）の水滴を滴下した実験を行ったときの状態を示す斜視図である。研磨材Ｇ１は、図７（ｃ）に示すように、その上に水を滴下した場合、水が研磨材Ｇ１内に浸透し、撥水性がなく、親水性がある。
【００３５】
＜撥水性材料または流動性促進材料の構成＞
撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２は、研磨材Ｇ１を被覆して撥水性、または、流動性を促進させる機能を有するものにするためのコーティング材であり、例えば、フッ素系材料、シリコン系材料、フッ素系材料またはシリコン系材料と油性原料とを混合したコーティング材、パラフィン、テフロン（登録商標）、油性原料等からなる。なお、前記フッ素系材料またはシリコン系材料をさらに具体的に挙げると、フッ素、シリコン、シリカ等の一般的な材料、または、フッ素、シリコン、シリカ等の材料とシランやシラン誘導体の化合物等である。また、油性原料としては、アルコール、エタノール、各種ワックス等である。
【００３６】
図７（ａ）は、粒度♯２２０の大きさのガーネットからなる砥粒にコーティング材を０．２質量％コーティングした撥水性アブレシブからなる被膜アブレシブＧ３に高圧水供給装置１０１で使用する加工用流体Ｑ（水道水）の水滴を滴下した実験を行ったときの状態を示す斜視図である。
図７（ｂ）は、粒度♯３６０の大きさのガーネットからなる砥粒にコーティング材を０．３質量％コーティングした被膜アブレシブＧ３（撥水性アブレシブ）に、高圧水供給装置１０１で使用する加工用流体Ｑ（水道水）の水滴を滴下した実験を行ったときの状態を示す斜視図である。
図７（ａ）、（ｂ）に示す実験で、被膜アブレシブＧ３（撥水性アブレシブ）は、１５０度〜１８０度の接触角の大きい水滴ができたため、強力に水滴を弾く超撥水性があって濡れ難く、表面張力が小さいことが確認できた。また、その被膜アブレシブＧ３（撥水性アブレシブ）を水の上に落下させた場合は、水に浮く浮力があり、浮遊性があることも確認済みである。
また、被膜アブレシブＧ３（撥水性アブレシブ）は、図２及び図３に示すようなアブレシブウォータージェットノズル１に実際に使用して実験したところ、アブレシブウォータージェットノズル１内で、２００〜４００ＭＰａの高圧のウォータージェットＡＷと混ざっても、その圧力でコーティングが剥がれることがないことが確認できている。つまり、アブレシブウォータージェットノズル１は、少なくとも２００〜４００ＭＰａの圧力下でも撥水性を維持することができる耐久性を備えている。
【００３７】
図６（ｂ）に示すように、被膜アブレシブＧ３（撥水性アブレシブ）は、研磨材Ｇ１の表面全体に撥水性材料（Ｇ２）をコーティングしたことにより、コーナが鈍角で形成された所謂ブロッキーな形状の砥粒をしている。被膜アブレシブＧ３は、コーナが鋭角なアンギュラーな形状の砥粒の未処理の研磨材Ｇ１と比較して、切れ味が劣るが、加工用流体Ｑに浮遊する浮遊性及び撥水性を有する。
なお、被膜アブレシブＧ３を製造する方法としては、特に限定されないが、例えば、一般的なミキサーに研磨材Ｇ１とコーティング材(撥水性材料（Ｇ２）)を投入して撹拌させた後、乾燥させて製造する方法と、スプレーでコーティング材（撥水性材料（Ｇ２））を研磨材Ｇ１に塗布した後、乾燥させて製造する方法と、が挙げられる。この他の被膜アブレシブＧ３を製造する方法としては、例えば、特許第３９０６１３７号公報や、特許第３９０６１３８号公報に開示されているように、研磨材Ｇ１等の砥粒（金属粒子）の表面に、撥水性材料（Ｇ２）であるシリカからなるシリカ層を形成する金属複合体の製造方法等が挙げられる。
【００３８】
≪アブレシブウォータージェットノズルの構成≫
アブレシブウォータージェットノズル１は、図２に示すように、ノズル本体１０と、ノズル本体１０内に形成された混合室１３と、導入孔１４ａが形成され加工用流体Ｑ（ウォータージェットＷＪ）を噴出するウォーターノズル１４と、ウォーターノズル１４から噴出されたウォータージェットＷＪにアブレシブＧ（研磨材Ｇ１、または、被膜アブレシブＧ３）を混入させてそのアブレシブＧを混入させた状態のウォータージェットＡＷ（以下、単に「ウォータージェットＡＷ」という。）を生成し、ワークＷを加工するアブレシブウォータージェットＡＷＪを噴射するアブレシブノズル１５と、を備えている。
【００３９】
なお、図２において、例えば、ウォーターノズル１４の径とウォータージェットＷＪの径の関係は、説明の便宜上、視認性の観点から簡略化して表示したものであり、一般的には、ノズルの径よりも噴射されたジェットの径が小さくなることが想定される。また、図１，２において、アブレシブＧ（研磨材Ｇ１、または、被膜アブレシブＧ３）の粒径は、誇張して大きく表現したものであり、混合室１３内ではアブレシブＧが空気中に浮遊して流れる状態を示し、アブレシブ供給装置８ではアブレシブＧが流れる状態を示す。
【００４０】
ノズル本体１０は、上側半体を形成する上部ボディ１１と、下側半体を形成する下部ボディ１２とからなり、ウォーターノズル１４等の各構成部材を高精度に位置決めして配設するための部材である。ノズル本体１０の中央部には、中空の混合室１３が形成されている。なお、ノズル本体１０は、本実施形態において、上部ボディ１１と下部ボディ１２を分離構造としたが、一体として構成してもよい。
【００４１】
混合室１３は、略円柱形状の空間をなし、混合室１３の中央部に、ウォーターノズル１４から噴出されたウォータージェットＷＪが混合室１３内を通過してアブレシブノズル１５に導入されるようになっている。
混合室１３は、アブレシブＧ（研磨材Ｇ１、または、被膜アブレシブＧ３）が導入される供給口１３ａを備えている。アブレシブ供給装置８（図１参照）から排出されたアブレシブＧは、供給口１３ａから空気と共に吸い込まれて混合室１３内に導入されて減速される。このため、混合室１３内に導入されたアブレシブＧは、ウォータージェットＷＪに混入されて、アブレシブＧが混入されたアブレシブウォータージェットＡＷＪが生成される。アブレシブ供給装置８（図１参照）は、適量のアブレシブＧを供給口１３ａに向けて排出するようになっている。
【００４２】
供給口１３ａは、混合室１３内において、アブレシブノズル１５の上流端に対して、ウォーターノズル１４の導入孔１４ａ側寄りに配設されている。つまり、供給口１３ａは、混合室１３内で、アブレシブＧがウォータージェットＷＪ内に入り込んで、アブレシブノズル１５の上流側開口端に詰まるのを防止している。
【００４３】
このようにして、ウォーターノズル１４から噴出されたウォータージェットＷＪが混合室１３内を通過すると、高速で通過するウォータージェットＷＪによって生じる負圧により、適正な量のアブレシブＧ（研磨材Ｇ１、または、被膜アブレシブＧ３）が供給口１３ａから好適に空気と共に吸い込まれる。このため、供給口１３ａの付近のアブレシブＧの詰まりを効果的に回避することができる。そして、供給口１３ａから吸い込まれたアブレシブＧは、気流に乗って浮遊し滞溜しながら、混合室１３内でウォータージェットＷＪに引き込まれて混入され、適正な量の研磨材Ｇ１、または、被膜アブレシブＧ３が混入されたウォータージェットＡＷが生成される。
【００４４】
図３に示すように、ウォーターノズル１４は、上部ボディ１１の上流部（図２の上部）に埋め込まれて配設された胴部１４ｂと、胴部１４ｂに埋設されたノズル部１４ｃと、を備え、高圧配管１０２から導入孔１４ａに供給された加工用流体Ｑをノズル部１４ｃから混合室１３内に噴出する部材である。このため、ウォーターノズル１４（ノズル部１４ｃ）の孔径Ｄ１は、胴部１４ｂの内径Ｄ３や、アブレシブノズル１５の孔径Ｄ２よりも小さく設定されている。
【００４５】
図３に示すように、アブレシブノズル１５は、円筒状の下部ボディ１２内に装着されている。アブレシブノズル１５は、アブレシブＧが混入されたウォータージェットＡＷを導入してアブレシブウォータージェットＡＷＪをワークＷに噴射する部材である。
そして、アブレシブノズル１５の孔径Ｄ２は、例えば、０．２〜０．７ｍｍ程度に設定されるが、ウォーターノズル１４の孔径Ｄ１よりも大きく設定することが望ましい。
つまり、アブレシブノズル１５の孔径Ｄ２をウォーターノズル１４の孔径Ｄ１よりも大きくすることで、アブレシブノズル１５内におけるアブレシブＧの詰まりを抑制する効果が期待される。
【００４６】
≪アブレシブ供給装置の構成≫
図２に示すように、アブレシブ供給装置８（アブレシブ供給部）は、研磨材Ｇ１、あるいは、被膜アブレシブＧ３からなるアブレシブＧの一方を、適宜にアブレシブウォータージェットノズル１に供給する装置である。このアブレシブ供給装置８は、未処理の研磨材Ｇ１の砥粒をアブレシブウォータージェットノズル１内の加工用流体Ｑに供給する第１アブレシブ供給装置８Ａ（研磨材供給部）と、被膜アブレシブＧ３の砥粒をアブレシブウォータージェットノズル１内の加工用流体Ｑに供給する第２アブレシブ供給装置８Ｂ（被膜アブレシブ供給部）と、アブレシブウォータージェットノズル１に供給するアブレシブＧを研磨材Ｇ１と被膜アブレシブＧ３とのどちからに切り換えるための切換手段８８と、この切換手段８８とアブレシブウォータージェットノズル１とを連結するアブレシブ吸引管８９と、から主に構成されている。
【００４７】
未処理の研磨材Ｇ１を供給する第１アブレシブ供給装置８Ａと、被膜アブレシブＧ３を供給する第２アブレシブ供給装置８Ｂとは、供給するアブレシブＧが相違するだけで、同じ構造をしているので、主に第１アブレシブ供給装置８Ａを説明して、他方の装置の説明は適宜省略する。
【００４８】
第１アブレシブ供給装置８Ａ（第２アブレシブ供給装置８Ｂ）は、不図示の研磨材供給タンクに貯留された研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）を供給する研磨材供給管８０ａ（被膜アブレシブ供給管８０ｂ）と、研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）が貯留された貯留部８１と、貯留部８１の下部に配設された流出孔８２と、流出孔８２の下方に所定の隙間δ（図４参照）を設けて配設され、水平方向の回転軸８３ａ回りに回転駆動する搬送ロータ８３と、搬送ロータ８３を回転駆動するモータ８４と、モータ８４の回転を制御する制御装置（図示省略）と、搬送ロータ８３の下方に配設された受部８５と、受部８５に形成された排出口８６と、この排出口８６から排出された研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）が高圧水による負圧によって吸引されてアブレシブウォータージェットノズル１に供給される研磨材吸引管８７Ａ（被膜アブレシブ吸引管８７Ｂ）と、を備えている。
【００４９】
図４に示すように、搬送ロータ８３は、外周部に形成された凹凸部である凸部８３ｂと、周方向に形成された壁部８３ｃと、を備えている。凸部８３ｂは、軸方向に沿って直線状に形成され、円周方向に渡って等間隔で複数が水車の羽根のように形成されている。壁部８３ｃは、外周部の両縁部から径方向に突出するように鍔状に形成されている。
かかる構成により、搬送ロータ８３は、流出孔８２から流出した研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）が飛散しないように保持して、必要な量の研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）を適正なタイミングで受部８５まで搬送できるようになっている。
【００５０】
なお、本実施形態においては、搬送ロータ８３の外周部に凸部８３ｂを設けたが、研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）を外周部に所定の時間、所定の量だけ溜まらせることができる形状であれば特に限定されるものではなく、凹部であってもよく、凹部と凸部で構成してもよく、このような凹凸部を形成しなくてもよい。
【００５１】
図２に示すように、第１アブレシブ供給装置８Ａ（第２アブレシブ供給装置８Ｂ）は、貯留部８１の下部に配設された流出孔８２から所定の量の研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）を下方に流出し、流出孔８２から流出した研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）を搬送ロータ８３で受部８５まで搬送し、研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）を搬送ロータ８３によって受部８５まで搬送し、受部８５に形成された排出口８６から研磨材吸引管８７Ａ（被膜アブレシブ吸引管８７Ｂ）、切換手段８８及びアブレシブ吸引管８９を介して混合室１３の供給口１３ａまで研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）を供給する装置である。
【００５２】
第１アブレシブ供給装置８Ａ（第２アブレシブ供給装置８Ｂ）は、図４（ａ）に示すように、流出孔８２と搬送ロータ８３との間に所定の隙間δを設けたことによって、搬送ロータ８３を停止させた状態では、この隙間δに研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）を粒子間の摩擦抵抗により搬送ロータ８３との間で溜まった状態に保持することができる。
【００５３】
一方、第１アブレシブ供給装置８Ａ（第２アブレシブ供給装置８Ｂ）は、搬送ロータ８３を回転させると、隙間δに溜まった研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）を搬送ロータ８３の外周面に沿って搬送することで、流出孔８２から新たな研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）を再び隙間δに流出させる（図４（ｃ）参照）。
切換手段８８は、２つの入力ポートと、１つの出力ポートを持つ切換弁であり、入力ポートを手動的に切り換えるものであっても、電磁力により自動的に切り換えるものであっても、どちらであっても構わない。
【００５４】
このようにして、アブレシブ供給装置８の第１アブレシブ供給装置８Ａ（第２アブレシブ供給装置８Ｂ）は、図１に示すように、搬送ロータ８３の回転により、その回転速度に応じて、隙間δに流出した研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）を搬送ロータ８３の外周面に沿って搬送し、下方に配設された研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）の受部８５に収容して、受部８５に形成された排出口８６から混合室１３の供給口１３ａまで研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）を供給する。
アブレシブ供給装置８は、制御装置（図示省略）により、搬送ロータ８３の回転速度を適宜制御することで、混合室１３に適量の研磨材Ｇ１（被膜アブレシブＧ３）を偏りがなく円滑に適正なタイミングで供給したり、切換手段８８を切換作動させてアブレシブＧをワークＷに合わせて適宜なタイミングで研磨材Ｇ１と被膜アブレシブＧ３とに自動的に切り換えて供給したり、適宜なタイミングで交互に供給したりすることもできる。
【００５５】
≪キャッチャ槽の構成≫
図５に示すように、キャッチャ槽２は、ワークＷを浸漬液６中に浸漬させた状態で加工するための浸漬液６を貯留する水槽である。キャッチャ槽２には、このキャッチャ槽２内の浸漬液６の液位を調整するための水位調整タンク３と、ワークＷを載置する受台４と、キャッチャ槽２内の浸漬液６の液位を可変させる液位調整装置５と、排出管５２から排出された被膜アブレシブＧ３を回収する被膜アブレシブ回収装置７と、キャッチャ槽２内の浸漬液６中の研磨材Ｇ１を回収する研磨材回収装置９と、ワークＷを載置して保持する受台４と、が設けられている。
【００５６】
≪水位調整タンクの構成≫
水位調整タンク３は、下側に開口部を有する逆容器形状のタンクである。水位調整タンク３には、その内部の天井部に形成された気密室３ａと、この水位調整タンク３とキャッチャ槽２とを仕切る仕切壁３ｂと、この仕切壁３ｂの下方に、キャッチャ槽２内の水充填領域に連通して形成された下部トラフ部３ｃと、気密室３ａ内の上部に空気を導出入するポンプＰ１と、気密室３ａ内に挿通した状態に立設された水位調整パイプ５１と、が設けられている。
【００５７】
気密室３ａは、容器を逆さにした形状の水位調整タンク３の内側天井部位に形成された空気溜まりであり、後記するポンプＰ１によって気密室３ａ内の空気量が調整されて、水位調整タンク３内の浸漬液６の水位が調整されるようになっている。
仕切壁３ｂは、水位調整タンク３とキャッチャ槽２とを区切ると共に、この仕切壁３ｂの下方に下部トラフ部３ｃを形成して、水位調整タンク３内の浸漬液６の水位と、キャッチャ槽２内の浸漬液６の水位とが連動するようにするための壁である。
下部トラフ部３ｃは、水位調整タンク３内の浸漬液６の変動に応じて、水位調整タンク３内の浸漬液６がキャッチャ槽２内に行き来する流路を形成する部位である。
【００５８】
ポンプＰ１は、気密室３ａ内へ空気を送り込むことにより、気密室３ａ内の圧力上昇に伴って水位調整タンク３内の浸漬液６の水位を下げ、下部トラフ部３ｃを介してキャッチャ槽２内に押出してキャッチャ槽２の浸漬液６の水位を上昇させるための装置である。また、ポンプＰ１は、気密室３ａ内へ空気を排出する場合、例えば、このポンプＰ１をＯＦＦにして、気密室３ａ内の空気を外部に排出させて、気密室３ａの内圧を降下させることにより、キャッチャ槽２側の浸漬液６が水位調整タンク３内に入り込んで、キャッチャ槽２の水位を下げることができるようになっている。
【００５９】
水位調整パイプ５１は、後記する液位調整装置５の一部を構成する水位調整タンク３内の水位調整用の管状部材であり、長さ方向の位置を調整して下端の開口端の位置を変えることにより、切断加工するワークＷの厚さに適合させて水位を調整することができるようになっている。水位調整パイプ５１は、その下端が、水位調整タンク３内の水位が最も低くなった最低水位のときと同じ高さ位置に開口し、上端が、水位調整タンク３を挿通して外部で開放した状態に開口している。
【００６０】
≪液位調整装置の構成≫
図５に示すように、液位調整装置５は、キャッチャ槽２内に設けた排出口５２ａの高さＨ１，Ｈ２を調整することにより、浸漬液６の液位を調整する装置である。液位調整装置５は、前記水位調整パイプ５１と、キャッチャ槽２に貯留された浸漬液６及び浸漬液６の液面に浮遊する被膜アブレシブＧ３を排出するための排出管５２と、を備えている。
【００６１】
排出管５２は、下端部５２ｂをキャッチャ槽２の側壁に回動自在（傾動自在）に取り付けて、下端部５２ｂを中心として回動させることにより、上端の排出口５２ａの位置を浸漬液６の水面に対して変位可能に設けられている。排出管５２は、上側開口端に形成された前記排出口５２ａと、Ｌ字状に折曲形成されてキャッチャ槽２の内底近傍の側壁に回動自在に軸支された前記下端部５２ｂと、を有する筒状のオーバーフロー管からなる。
【００６２】
排出口５２ａは、浸漬液６と、この浸漬液６に浮遊した被膜アブレシブＧ３とをキャッチャ槽２外に排出するための口であり、排出管５２の上側開口によって形成されている。排出口５２ａは、図５に実線で示す排出管５２のように、排出管５２を垂直状態に配置した場合、キャッチャ槽２の水位を最高水位６ａになるように維持して、最高水位６ａを越える浸漬液６及び被膜アブレシブＧ３をキャッチャ槽２外に排出するための水位の上限を調整するオーバーフロー排出口の役目も果たす。また、排出口５２ａは、図５に二点鎖線で示す排出管５２のように、排出管５２を斜めに傾斜させた状態に配置した場合、例えば、キャッチャ槽２の水位を最低水位６ｂになるように変位させて、最高水位６ａを越える浸漬液６及び被膜アブレシブＧ３をキャッチャ槽２外に排出するための水位の下限を調整するオーバーフロー排出口の役目も果たす。
【００６３】
例えば、被膜アブレシブＧ３を利用してワークＷを切断加工している際には、図５に示すアブレシブノズル１５から噴射されるアブレシブウォータージェットＡＷＪがキャッチャ槽２内に落下すると、キャッチャ槽２内の水量が増加するので、キャッチャ槽２内の水位が予め設定した最高水位６ａを越えて、浸漬液６及び被膜アブレシブＧ３が排出口５２ａから排出される。
【００６４】
排出口５２ａの位置（浸漬液６の水位）は、ワークＷの高さに合わせて、排出管５２の傾き角度θを調節することにより、浸漬液６の水位を適宜調節することが可能になっている。キャッチャ槽２内の余分な浸漬液６、及び、浸漬液６に浮遊している被膜アブレシブＧ３をキャッチャ槽２外に排出したい場合、排出管５２を傾けることにより、排出口５２ａの高さＨ１，Ｈ２を低くすることができるため、排出することができる。
また、ポンプＰ１で気密室３ａ内に空気を送り込んだ場合には、キャッチャ槽２内の浸漬液６の水位が上がることにより、排出口５２ａから浸漬液６、及び、浸漬液６に浮遊している被膜アブレシブＧ３をキャッチャ槽２外に排出すること可能となる。
【００６５】
被膜アブレシブ回収装置７は、排出管５２の下側開口端の開放に配置され、排出管５２から排出された使用後の浸漬液６及び被膜アブレシブＧ３をそれぞれに分別して回収する分離装置である。被膜アブレシブ回収装置７は、例えば、浸漬液６と被膜アブレシブＧ３とが混じった混濁液を浸漬液６と被膜アブレシブＧ３とに分離する分離器７１と、排出管５２から排出された使用済の被膜アブレシブＧ３等を供給する使用済被膜アブレシブ排出管７２と、分離器７１で分離された使用済の被膜アブレシブＧ３が送り出されて来る使用済被膜アブレシブ回収管７３と、分離器７１で分離された使用済の浸漬液６が送り出されて来る使用済浸漬液回収管７４と、を備えてなる。
【００６６】
分離器７１は、キャッチャ槽２の排出口５２ａ内にオーバーフローして入り込んだ使用後の浸漬液６及び被膜アブレシブＧ３を再利用可能にするために、浸漬液６と被膜アブレシブＧ３とに分離する装置であり、例えば、遠心力によって比重で浸漬液６と被膜アブレシブＧ３とに分ける遠心分離機からなる。
使用済被膜アブレシブ排出管７２は、使用済の被膜アブレシブＧ３と浸漬液６とが混じった混濁液を分離器７１に送るための配管であり、上流側が排出管５２に接続され、下流側が分離器７１の上端に接続されている。
使用済被膜アブレシブ回収管７３は、上流側が分離器７１の側面上端部に接続され、下流側が被膜アブレシブ供給管８０ｂに接続されて、使用済の被膜アブレシブＧ３を被膜アブレシブ供給管８０ｂに戻して循環させることにより再利用可能にするための管である。
使用済浸漬液回収管７４は、上流側が分離器７１の下端部に接続され、下流側が高圧水供給装置１０１（図１参照）に接続されて、濾過された浸漬液６を高圧水供給装置１０１に戻してアブレシブウォータージェットノズル１で再利用可能にするための管である。
【００６７】
なお、被膜アブレシブ回収装置７は、キャッチャ槽２内の使用済の被膜アブレシブＧ３を回収することができるものであればよく、その構造等は特に限定されない。例えば、被膜アブレシブ回収装置７は、排出口５２ａ内にオーバーフローして入り込んだ使用後の浸漬液６及び被膜アブレシブＧ３を、浸漬液６と被膜アブレシブＧ３とに分離する被膜アブレシブ回収用フィルタや、濾過器等を備えたものであっても構わない。
【００６８】
また、被膜アブレシブ回収装置７の一例として、図５に示すように、キャッチャ槽２の側壁に設けた排出管５２に、分離器７１の上部にある使用済被膜アブレシブ排出管７２を連結した場合を例に挙げて説明したが、液位調整装置５と被膜アブレシブ回収装置７との連結手段は適宜変更しても構わない。
例えば、被膜アブレシブ回収装置７は、液位調整装置５の排出管５２を、キャッチャ槽２に対して真下に延設して内底を貫通させ分離器７１に連通するように接続して、被膜アブレシブＧ３等を回収する方式にしても構わない。
このほか、被膜アブレシブ回収装置７は、キャッチャ槽２の側壁の外側に配置するなどしてキャッチャ槽２に外側に設置する外付けタイプのものであっても構わない。
【００６９】
≪研磨材回収装置の構成≫
研磨材回収装置９は、キャッチャ槽２内の使用後の浸漬液６及び研磨材Ｇ１を再利用可能にするために、キャッチャ槽２内の浸漬液６、研磨材Ｇ１、及び、スラッジ状の切粉を回収してそれぞれに分離する装置であり、例えば、遠心力で比重及び粒径とにより、浸漬液６と研磨材Ｇ１と切粉とに分ける分級機からなる。この研磨材回収装置９は、例えば、キャッチャ槽２の内底に沈んでいる研磨材Ｇ１を回収するための研磨材排出管９１と、研磨材排出管９１に設けられた吸引ポンプＰ２と、吸引ポンプＰ２によって吸引した浸漬液６と研磨材Ｇ１と切粉とをそれぞれ分離する分級器９２と、分級器９２によって分けられた切粉が送り込まれる切粉回収管９３と、分級器９２によって分けられた研磨材Ｇ１を送り込まれる研磨材回収管９４と、分級器９２によって分けられた浸漬液６が排出される浸漬液回収管９５と、を備えてなる。
【００７０】
図５に示すように、研磨材排出管９１は、下側開口端が、キャッチャ槽２の内底近傍に配置され、上側開口端が、分級器９２の上部側面に接続された配管からなる。
吸引ポンプＰ２は、研磨材排出管９１の途中に配置され、浸漬液６中に沈下した研磨材Ｇ１を浸漬液６と共に吸引して分級器９２に送るためのポンプであり、不図示の電動モータによって駆動される。
切粉回収管９３は、分級器９２によって分離された切粉を排出するための配管であり、上流側が分級器９２の下端部に接続され、下流側が、例えば、廃棄槽（図示省略）上に配置されている。
研磨材回収管９４は、分級器９２によって分離された研磨材Ｇ１が排出される配管であり、上流側が分級器９２の上部側面に接続され、下流側が研磨材供給管８０ａ（図２参照）に接続されて、研磨材Ｇ１を再利用可能にしている。
浸漬液回収管９５は、分級器９２によって分離された浸漬液６が排出される配管であり、上流側が分級器９２の上端部に接続され、下流側が高圧水供給装置１０１（図２参照）に接続されて、浸漬液６を再利用可能にしている。
【００７１】
なお、研磨材回収装置９は、キャッチャ槽２内の使用済の研磨材Ｇ１を回収することができるものであればよく、その構造等は特に限定されない。例えば、研磨材回収装置９は、キャッチャ槽２の内底に沈下している使用後の研磨材Ｇ１を回収して、その研磨材Ｇ１を切粉及び浸漬液６から分離する研磨材回収用フィルタや、濾過器等を備えたものであっても構わない。
【００７２】
≪受台の構成≫
図５に示すように、受台４は、水平方向に適宜な所定間隔を介して並設された多数の薄板４ａによってワークＷを受け止めるワーク支持台である。
薄板４ａは、厚さの薄い横長の平板部材の平面を縦にしてキャッチャ槽２の幅方向に延設され、キャッチャ槽２内の浸漬液６の液面に沿ってスリット状空間を介在して多数並設されて、ワークＷが載置されて水中切断加工が行われるようになっている。
【００７３】
≪作用≫
次に、添付図面を主に参照しながら本発明の実施形態にアブレシブウォータージェット加工装置及び加工方法を作業工程順に説明する。
【００７４】
図５に示すように、作業を開始する前、ポンプＰ１は、ＯＦＦ状態になっている。気密室３ａ内の空気は、ポンプＰ１がＯＦＦになっていることにより、ポンプＰ１から大気中に排出されて、気密室３ａの内圧が低下した状態になっている。このため、キャッチャ槽２側の浸漬液６が水位調整タンク３内に入り込んで、キャッチャ槽２内の浸漬液６の水位は、所定水位まで低下した状態になっている。このように、キャッチャ槽２内の水位が低下した状態で、まず、キャッチャ槽２内の受台４にワークＷを取り付ける。
【００７５】
次に、ポンプＰ１をＯＮにして、排出管５２を所望の角度θにして排出口５２ａの位置を調整することによって、キャッチャ槽２内の浸漬液６の水位をワークＷよりも低い位置の状態で加工したり、また、浸漬液６の水位をワークＷよりも高い位置の状態（水中）で加工したりすることができる。例えば、液中で加工する場合は、図５に示すように、排出管５２を垂直な状態にしてポンプＰ１をＯＮし、浸漬液６の水位をワークＷよりも高い位置にする。
【００７６】
続いて、図２に示す高圧水供給装置１０１を駆動させて、アブレシブウォータージェットノズル１にウォータージェットＷＪを供給すると共に、アブレシブ供給装置８を供給させてアブレシブＧをアブレシブウォータージェットノズル１に供給し、アブレシブウォータージェットＡＷＪによってワークＷの切断加工を行う。
【００７７】
切断加工の際には、まず、低圧のアブレシブウォータージェットＡＷＪによってワークＷのピアシング加工を行う。次に、アブレシブウォータージェットＡＷＪの圧力を上昇させ、ピアシング加工で形成した穴を基点に切断加工を行う。なお、ワークＷは、切削加工し難いガラスの場合と、アルミニウムやステンレス鋼等の比較的切削加工し易い材料の場合では、送り速度及び傾斜角度等が相違するように、ワークＷの材質に合った加工条件に調整しながら加工を行う。
【００７８】
また、加工を行う際には、切換手段８８を切換操作して第１アブレシブ供給装置８Ａの研磨材Ｇ１を供給するか、あるいは、第２アブレシブ供給装置８Ｂの被膜アブレシブＧ３のどちからを適宜に選択してアブレシブウォータージェットノズル１に供給する。
【００７９】
この場合、特に、切換手段８８を第２アブレシブ供給装置８Ｂ側に切り換えて被膜アブレシブＧ３をアブレシブウォータージェットノズル１に供給することにより、図３に示すように、撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２を被覆した被膜アブレシブＧ３の砥粒は、ウォータージェットＡＷ内等の液中において、超撥水性によって砥粒間で互いに弾き合って反発させて安定した状態に分散化させて、砥粒同士が近接して凝集したりすることがなく、また、研磨材Ｇ１の流動性を促進させたりすることができるので、ノズル内等にアブレシブＧが凝集したり、詰まったりすることを解消することができる。このため、アブレシブウォータージェットノズル１等のメンテナンス作業や点検作業の作業効率を向上させることができる。
【００８０】
このように、アブレシブウォータージェット加工装置１００は、被膜アブレシブＧ３を使用してワークＷを切断加工することにより、被膜アブレシブＧ３の流れを良好にして、アブレシブウォータージェットＡＷＪによってワークＷを加工するときの加工精度及び加工効率を向上させることができる。
【００８１】
また、ワークＷを切断加工する際、研磨材Ｇ１は、被膜アブレシブＧ３の砥粒と比較してコーナが鋭角なアンギュラーな形状で切れ味がよい。被膜アブレシブＧ３は、コーナが鈍角でブロッキーな砥粒であるので、研磨材Ｇ１と比較して切れ味が劣るものの、加工面を細かく綺麗に仕上げることができる。
このため、アブレシブウォータージェット加工装置１００で加工する際には、ワークＷの形状、材質、厚さ、仕上げ等の加工条件に合わせて適宜にアブレシブ供給装置８の切換手段８８を切換作動させて、アブレシブＧを研磨材Ｇ１と被膜アブレシブＧ３と切換ながら行ったり、適宜なタイミングで交互に供給しながら切断加工を行ったりすることにより、たとえ、研磨材Ｇ１が凝集しても、被膜アブレシブＧ３の超撥水性作用によって研磨材Ｇ１をばらばらに解して分散させて安定化させることもできる。
【００８２】
図５に示すように、切断加工によってキャッチャ槽２内に落下した被膜アブレシブＧ３は、キャッチャ槽２内の浸漬液６の液面に浮上し、排出管５２内にオーバーフローして被膜アブレシブ回収装置７により再利用可能な状態に分離された後、再び第２アブレシブ供給装置８Ｂの被膜アブレシブ供給管８０ｂに循環される。
また、切断加工によってキャッチャ槽２内に落下した研磨材Ｇ１及び切粉は、キャッチャ槽２の内底に沈下し、吸引ポンプＰ２により研磨材排出管９１内に吸引されて研磨材回収装置９によって再利用可能な状態に分離された後、研磨材Ｇ１が再び第１アブレシブ供給装置８Ａの研磨材供給管８０ａに循環され、切粉が切粉回収管９３から廃棄される。
なお、キャッチャ槽２の内底に沈下した研磨材Ｇ１及び切粉は、研磨材回収装置９等によってキャッチャ槽２内から回収した後、再利用せずに廃棄処理しても構わない。
【００８３】
ワークＷの加工終了後、ポンプＰ１をＯＦＦにして気密室３ａ内の空気を外部に排出し、加工で水位が上昇したキャッチャ槽２側の水を水位が低下している水位調整タンク３へ水の自重で移動させて、キャッチャ槽２内の水位を低下させる。この状態でキャッチャ槽２内の受台４から加工済のワークＷを取り外すことにより、加工作業が終了する。
【００８４】
このように、本実施形態に係るアブレシブウォータージェット加工装置１００は、切換手段８８を切り換えて、第２アブレシブ供給装置８Ｂ中の被膜アブレシブＧ３をアブレシブウォータージェットノズル１に供給する。被膜アブレシブＧ３は、撥水性材料（Ｇ２）で被覆したものからなる場合、ウォータージェットＡＷ内において、加工用流体Ｑや、加工用流体Ｑが付着した研磨材Ｇ１を強く弾く超撥水性作用があって、砥粒間で互いに反発し合って安定した状態に分散化させることができる。また、被膜アブレシブＧ３は、流動性促進材料（Ｇ２）で被覆したものからなる場合、研磨材Ｇ１の流動性を促進させることができる。撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２のいずれで被覆した被膜アブレシブＧ３であっても、アブレシブＧ同士が互いに近接して凝集することがなく、流動性を向上させることができる。このため、たとえ、アブレシブウォータージェットＡＷＪの流動性が低下しても、被膜アブレシブＧ３を流すことで、流動性を良好な状態にすることができる。
【００８５】
アブレシブウォータージェット加工装置１００は、アブレシブ供給装置８によって、混合室１３に適量の研磨材Ｇ１と被膜アブレシブＧ３とを偏りがなく円滑に供給することができるため、ウォータージェットＷＪに均一に研磨材Ｇ１、あるいは、被膜アブレシブＧ３を混入して、アブレシブノズル１５内部におけるアブレシブＧの詰まりを抑制し、ワークＷ（図５参照）を切断加工する加工精度及び加工効率を向上させることができる。
【００８６】
≪変形例≫
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論であり、図８〜図１０を主に参照して説明する。なお、すでに説明した構成と同じものは同じ符号を付してその説明を省略する。
図８は、本発明の実施形態に係るアブレシブウォータージェット加工装置の変形例を示す要部斜視図である。図９は、本発明の実施形態に係るアブレシブウォータージェット加工装置の変形例を示す要部概略図である。
【００８７】
前記実施形態では、アブレシブウォータージェット加工装置１００の一例として、図２に示すように、撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２を被覆した被膜アブレシブＧ３をアブレシブウォータージェットノズル１に供給するアブレシブ供給装置８（アブレシブ供給部）を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図８及び図９示すように、アブレシブウォータージェット加工装置１００’は、加工用流体ＱまたはアブレシブＧに撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２を供給する液体供給部８Ｃを備えたものであっても構わない。
【００８８】
この場合、液体供給部８Ｃは、フッ素系材料、シリコン系材料、フッ素系材料、または、シリコン系材料と油性原料を混合したコーティング材、パラフィン、油脂のうち、いずれかの液体からなる撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２を、加工用流体Ｑ及びアブレシブＧが供給されるアブレシブウォータージェットノズル１に供給する装置からなる。液体供給部８Ｃは、不図示の貯留タンクに貯留された撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２を供給する液体供給管８０ｃと、撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２を一時的に貯留し、排出口８６Ｃを有するタンクからなる貯留部８１Ｃと、貯留部８１Ｃと切換手段８８とを連結する液体吸引管８７Ｃと、を備えている。
【００８９】
例えば、高圧配管１０２からアブレシブウォータージェットノズル１に供給された加工用流体Ｑに、撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２を供給する場合は、切換手段８８を、貯留部８１Ｃ側からアブレシブウォータージェットノズル１側に流れるように切り換えると共に、研磨材吸引管８７ＡからのアブレシブＧの供給を停止させる。このようにすれば、アブレシブウォータージェットノズル１に加工用流体Ｑと、撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２とを供給して混合させることができる。
【００９０】
また、アブレシブウォータージェットノズル１にアブレシブＧと撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２とを供給する場合は、高圧水供給装置１０１を停止させて加工用流体Ｑの供給をストットさせ、切換手段８８を、研磨材吸引管８７Ａ側及び液体吸引管８７Ｃ側から供給可能な状態に切り換える。このようにすれば、アブレシブＧが研磨材吸引管８７Ａから切換手段８８を介してアブレシブ吸引管８９に供給されると共に、液体吸引管８７Ｃから撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２が切換手段８８を介してアブレシブ吸引管８９に供給されて、アブレシブＧと撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２とが混合された状態でアブレシブウォータージェットノズル１に供給される。
【００９１】
このようにして、液体供給部８Ｃの撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２をアブレシブウォータージェットノズル１に供給して加工用流体ＱまたはアブレシブＧに混合させることにより、撥水性材料または流動性促進材料Ｇ２によって加工用流体ＱまたはアブレシブＧの流動性を向上させて、アブレシブウォータージェットノズル１をスムーズに流れるようにすることもできる。
【００９２】
≪その他の変形例≫
例えば、前記実施形態では、第１アブレシブ供給装置８Ａと第２アブレシブ供給装置８Ｂとを備えたアブレシブ供給装置８を例に挙げて説明したが、アブレシブ供給装置８は、第２アブレシブ供給装置８Ｂのみを備えて、被膜アブレシブＧ３のみを供給するアブレシブウォータージェットノズル１に供給するようにしたものであっても構わない。
【００９３】
また、前記実施形態においては、混合室１３に供給口１３ａを１箇所設けた場合について説明したが、複数個所設けてもよく、複数の供給口１３ａに対応させてアブレシブ供給装置８を複数設けてもよい。
【実施例】
【００９４】
次に、表１及び表２を主に参照しながら実施例を説明する。
実施例では、異なる二つのノズル径のアブレシブウォータージェットノズル１に、粒度が相違する従来の二種類の研磨材と、本発明の被膜アブレシブＧ３（撥水性アブレシブ）とをそれぞれ供給して、被膜アブレシブＧ３（撥水性アブレシブ）が詰まりを解消する機能があることを確認した。
【００９５】
【表１】
2014065128.tif 000003
【００９６】
表１は、本発明の実施形態に係るアブレシブウォータージェット加工装置１００を利用して、アブレシブノズル１５の内径がφ０．５、圧力が３００ＭＰａのアブレシブウォータージェットノズル１に、粒度が♯１２０の従来の研磨材と、粒度が♯２２０の従来の研磨材と、粒度が♯２２０の本発明の被膜アブレシブＧ３（撥水性アブレシブ）とを供給して実験１を行った結果を示す表である。アブレシブＧが凝集しなかったときは「○」、アブレシブＧが僅かに凝集したものの、詰まらなかったときは「△」、アブレシブＧが凝集して詰まったときは「×」として表した。
【００９７】
表１に示すように、アブレシブノズル１５の内径がφ０．５の場合は、粒度が♯１２０の従来の研磨材も、粒度が♯２２０の従来の研磨材も、粒度が♯２２０の本発明の被膜アブレシブＧ３（撥水性アブレシブ）も、いずれもアブレシブＧが凝集してダマにならず、詰まりが発生しなかった。このため、全ての場合で「○」の結果となった。
【００９８】
【表２】
2014065128.tif 000004
【００９９】
表２は、本発明の実施形態に係るアブレシブウォータージェット加工装置１００を利用して、アブレシブノズル１５の内径がφ０．３、圧力が３００ＭＰａのアブレシブウォータージェットノズル１に、粒度が♯１２０の従来の研磨材と、粒度が♯２２０の従来の研磨材と、粒度が♯２２０の本発明の被膜アブレシブＧ３（撥水性アブレシブ）とを供給して実験２を行った結果を示す表である。
【０１００】
表２に示すように、アブレシブノズル１５の内径がφ０．３の場合は、粒度が♯１２０の従来の研磨材、及び、粒度が♯２２０の従来の研磨材は、砥粒噴出量が２０及び４０（ｇ／ｍｉｎ）のときに、粒度が♯１２０の従来の研磨材に詰まりが発生しなかったものの、それ以外の全てにおいて、詰まりが発生した。
これに対して、粒度が♯２２０の本発明の被膜アブレシブＧ３（撥水性アブレシブ）は、全ての場合において、アブレシブＧが凝集してダマにならず、詰まりが発生しなかった。これにより、本発明の被膜アブレシブＧ３（撥水性アブレシブ）を使用したアブレシブウォータージェット加工装置１００は、アブレシブウォータージェットノズル１内に被膜アブレシブＧ３（撥水性アブレシブ）が詰まらないことが確認できた。
【符号の説明】
【０１０１】
１      アブレシブウォータージェットノズル
２      キャッチャ槽
６      浸漬液
８，８’  アブレシブ供給装置（アブレシブ供給部）
８Ａ    第１アブレシブ供給装置（研磨材供給部）
８Ｂ    第２アブレシブ供給装置（被膜アブレシブ供給部）
８Ｃ    液体供給装置（液体供給部）
５２    排出管
５２ａ  排出口
８８    切換手段
１００，１００’  アブレシブウォータージェット加工装置
１０１  加工用流体供給部
ＡＷＪ  アブレシブウォータージェット
Ｇ      アブレシブ
Ｇ１    研磨材
Ｇ２    撥水性材料または流動性促進材料
Ｇ３    被膜アブレシブ
Ｑ      加工用流体
Ｗ      ワーク
【図１】
2014065128.tif 000005
【図２】
2014065128.tif 000006
【図３】
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【図４】
2014065128.tif 000008
【図５】
2014065128.tif 000009
【図６】
2014065128.tif 000010
【図８】
2014065128.tif 000011
【図９】
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【図７】
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