(57)【要約】 【課題】  研磨液を噴出し始めた直後から、研磨材を充分に含んだ研磨液を安定して噴出することができるウォータジェット装置を提供することを目的とする。【解決手段】  ウォータジェット装置１は、供給手段である高圧水供給装置１２からノズル１１内の混合手段である混合領域１９へ高圧水を供給するとともに、圧送手段である研磨材圧送装置１４から混合領域１９へ研磨材を供給し、混合領域１９で混合された研磨液を噴出手段であるアブレイシブノズル１８から噴出する装置である。【選択図】      図１
2006281375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧水を供給する供給手段と、
研磨材を圧送して供給する圧送手段と、
高圧水と研磨材とを混合する混合手段と、
高圧水と研磨材との混合物である研磨液を被加工物に噴出する噴出手段とを有し、
高圧水の供給開始前に研磨材の供給を開始し、高圧水の供給開始後も研磨材を連続的に供給することを特徴とするウォータジェット装置。
【請求項２】
研磨材を回収して再び利用する再利用手段を有することを特徴とする請求項１記載のウォータジェット装置。
【請求項３】
再利用手段は、混合手段から研磨材を回収することを特徴とする請求項２記載のウォータジェット装置。
【請求項４】
再利用手段は、噴出手段から噴出した研磨液から研磨材を回収することを特徴とする請求項２または３記載のウォータジェット装置。
【請求項５】
高圧水と研磨材とを混合する混合手段に研磨材を圧送して供給する圧送工程と、
高圧水を混合手段に供給する供給工程と、
高圧水と研磨材とを混合する混合工程と、
高圧水と研磨材との混合物である研磨液を被加工物に噴出する噴出工程とを有し、
高圧水の供給開始前に、研磨材の供給を開始し、高圧水の供給開始後も研磨材を連続的に供給することを特徴とする研磨液の噴出方法。
【請求項６】
研磨材を回収して再び利用する再利用工程とを含むことを特徴とする請求項５記載の研磨液の噴出方法。
【請求項７】
再利用工程は、混合工程で混合されなかった研磨材を回収することを特徴とする請求項６記載の研磨液の噴出方法。
【請求項８】
再利用工程は、噴出工程で噴出された研磨液から研磨材を回収することを特徴とする請求項６または７記載の研磨液の噴出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）、ガラス板および金属板などに対して、高圧水と研磨材との混合物である研磨液を噴出して切断および穴あけなどを行うウォータジェット装置および研磨液の噴出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウォータジェット装置は、水などの液体を被加工物に対して高圧で噴出する装置である。液体が水のみである場合であっても、非常に高圧で噴出するので、水が被加工物に対して高速で衝突し、被加工物が軟質な材料であれば、穴あけおよび切断などを施すことができる。
【０００３】
さらに、水に研磨材を混合させた研磨液を高圧で噴出するウォータジェット装置であるアブレイシブウォータジェット装置は、研磨材を含む研磨液を高圧で噴出するので、水が被加工物に対して高速で衝突するとともに、研磨液に含まれている研磨材も高速で衝突する。研磨材としては、ガーネット、珪砂および鋳鉄グリッドなどの硬質な研磨材を用いることができる。そのような硬質な研磨材を高速で衝突させることによって、ＦＲＰ、ガラス板および金属板などの硬質な被加工物であっても、穴あけおよび切断などを施すことができる。
【０００４】
典型的な従来技術は、特許文献１に記載されている。特許文献１のアブレイシブウォータジェット加工装置は、研削液を噴射するジェットノズルを有し、そのジェットノズルには、研削液が通過する供給路があり、その供給路に直交する方向から研削材を混入する。研削液が供給路を高圧で通過することに起因して発生する負圧によって、ノズルにある研削材を自然吸引して、研削液に研削材を混入する。そして、研削材が混入された研削液を被加工物に対して噴射することによって、被加工物を加工する。
【０００５】
図９は、噴射される研削液および被加工物の断面を示す概念図である。図９（ａ）は、加工中の研削液および被加工物の断面を示し、図９（ｂ）は、加工後の被加工物の断面を示す。装置を作動し始めた直後は、負圧がほとんど発生しないので、図９（ａ）に示すように、研削液が充分に含まれた研削液１０３が被加工物に噴出される前に、研削材が充分に含まれていない研削液１０１が被加工物１０２に噴射されてしまう。したがって、図９（ｂ）に示すように、加工された被加工物１０２の切断面に、ダレおよびバリなどの不具合が発生してしまうことがある。
【０００６】
たとえば、研削液の供給量が２．７Ｌ／ｍｉｎ、ジェットノズルの口径が１．２ｍｍである場合、研削材の供給量を通常用いられる供給量である０．４ｋｇ／ｍｉｎを安定して供給するためには、研削材を供給するためのホースを５ｍ程度までにする必要があり、研削材の供給量を０．５ｋｇ／ｍｉｎを安定して供給するためには、研削材を貯蔵しておくタンクをジェットノズルの直近に設ける必要がある。
【０００７】
また、他の従来技術としては、後述のようなウォータジェット装置がある。研磨液を噴出するジェットノズルを有するウォータジェット装置であって、ジェットノズルには、水が通過する供給路と、供給路に直交する方向に挿通して設置される研磨材を供給する搬送路とを有している。研磨材を供給するノズルの下流側から機械的に減圧することによって発生する負圧で、研磨材を水に供給する。
【０００８】
図１０は、噴出される研磨液および被加工物の断面を示す概念図である。図１０（ａ）は、加工中の研磨液および被加工物の断面を示し、図１０（ｂ）は、加工後の被加工物の断面を示す。研磨材を負圧で供給すると、研磨材の搬送媒体である空気の圧損は最大１気圧であるので、研磨材の搬送速度が小さくなってしまい、搬送路内で研磨材が閉塞を発生しやすくなるので、図１０（ａ）に示すように、研磨液１０５が被加工物１０７に噴出されているときに、研磨材が充分に含まれていない研磨液１０６が噴出されてしまうことがある。したがって、図１０（ｂ）に示すように、加工された被加工物１０７の切断面に、ダレおよびバリなどの不具合が発生してしまうことがある。たとえばＦＲＰの穴あけ加工において、不良品率が約１％になる。さらに、空気の圧損が最大１気圧であるので、研磨材の供給量も一定量以上多くすることができないので、穴あけおよび切断などの加工の速度を向上するなどの加工能力の向上に対して、限界がある。
【０００９】
以上のような従来のウォータジェット装置によって、多くの板を張り合わせた積層材を加工すると、図９（ａ）および図１０（ａ）に示すように、研磨材が充分含まれていない研磨液を噴出することがあるので、層間に水が入り込んでしまい、層間に剥離が発生してしまうことがある。したがって、従来のウォータジェット装置では、積層材を加工することが困難である。
【００１０】
また、研磨材の供給方法についての従来技術は、特許文献２に記載されている。特許文献２には、加圧タンクと給送管とを備え、加圧タンク内に位置する給送管に研磨材タンク内の空間と連通する研磨材供給口を形成したブラスト加工装置において、給送管を通過する圧縮空気流によって浮遊させて、加圧タンクから研磨材供給口を介して給送管内に導入された研磨材を、圧縮空気流により噴射する方法が記載されている。
【００１１】
【特許文献１】特許２９３１２３８号公報
【特許文献２】特開２００３−２５２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来のウォータジェット装置は、上記のように、研磨材を負圧で水に供給しているため、安定して研磨材を供給することが困難である。したがって、研磨材を充分に含んでいない研磨液を噴出して被加工物に対して穴あけおよび切断などの加工をすることになってしまうことがあるので、加工された被加工物の切断面にダレおよびバリなどの不具合が発生してしまうことがある。
【００１３】
本発明の目的は、研磨液を噴出し始めた直後から、研磨材を充分に含んだ研磨液を安定して噴出することができるウォータジェット装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、高圧水を供給する供給手段と、
研磨材を圧送して供給する圧送手段と、
高圧水と研磨材とを混合する混合手段と、
高圧水と研磨材との混合物である研磨液を被加工物に噴出する噴出手段とを有し、
高圧水の供給開始前に研磨材の供給を開始し、高圧水の供給開始後も研磨材を連続的に供給することを特徴とするウォータジェット装置である。
また本発明は、研磨材を回収して再び利用する再利用手段を有することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、再利用手段は、混合手段から研磨材を回収することを特徴とする。
また本発明は、再利用手段は、噴出手段から噴出した研磨液から研磨材を回収することを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、高圧水と研磨材とを混合する混合手段に研磨材を圧送して供給する圧送工程と、
高圧水を混合手段に供給する供給工程と、
高圧水と研磨材とを混合する混合工程と、
高圧水と研磨材との混合物である研磨液を被加工物に噴出する噴出工程とを有し、
高圧水の供給開始前に、研磨材の供給を開始し、高圧水の供給開始後も研磨材を連続的に供給することを特徴とする研磨液の噴出方法である。
また本発明は、研磨材を回収して再び利用する再利用工程とを含むことを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、再利用工程は、混合工程で混合されなかった研磨材を回収することを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、再利用工程は、噴出工程で噴出された研磨液から研磨材を回収することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、供給手段による混合手段への高圧水の供給を開始する前に、圧送手段による混合手段への研磨材の供給を開始し、さらに、高圧水の供給を開始した後も研磨材を連続的に供給する。
【００２０】
圧送手段によって、研磨材を圧送して供給する際、研磨材を圧送する圧力は、非常に大きくすることが可能であるので、混合手段に供給する研磨材の量を多くすることができ、研磨材を搬送する速度も高めることができる。したがって、研磨材を搬送するパイプ内で閉塞することなく、充分な量の研磨材を混合手段に安定して供給することができる。
【００２１】
高圧水の供給開始前から研磨材の供給を開始し、混合手段によって、供給された高圧水と研磨材とを混合する。混合して得られた研磨液を、噴出手段によって被加工物に噴出する。したがって、研磨液の噴出を開始した直後から、研磨材を充分に含む研磨液を被加工物に噴射することができる。さらに、高圧水の供給開始後も研磨材を連続的に供給するので、研磨材を充分に含む研磨液を安定して被加工物に噴出することができる。
【００２２】
以上のように、本発明であるウォータジェット装置を用いると、被加工物の切断面にダレおよびバリなどの不具合が発生せずに、穴あけおよび切断などの加工を被加工物に施すことができる。
【００２３】
また本発明によれば、再利用手段によって、研磨材を回収して利用するので、研磨材を有効利用することができる。
【００２４】
また本発明によれば、再利用手段は、混合手段から研磨材を回収する。そうすることによって、混合手段で、高圧水に混合されなかった研磨材を回収して再利用することができるので、研磨材をさらに有効利用することができる。
【００２５】
また本発明によれば、再利用手段は、噴出手段から噴出した研磨液から研磨材を回収する。そうすることによって、研磨材として利用した研磨材も回収して再利用することができるので、研磨材をさらに有効利用することができる。
【００２６】
また本発明によれば、供給工程で混合手段への高圧水の供給を開始する前に、圧送工程で混合手段への研磨材の供給を開始し、さらに、高圧水の供給を開始した後も研磨材を連続的に供給する。
【００２７】
圧送工程で研磨材を圧送して供給する際、研磨材を圧送する圧力は、非常に大きくすることが可能であるので、混合手段に供給する研磨材の量を多くすることができ、研磨材を搬送する速度も高めることができる。したがって、研磨材を搬送するパイプ内で閉塞することなく、充分な量の研磨材を混合手段に安定して供給することができる。
【００２８】
高圧水の供給開始前から研磨材の供給を開始し、混合工程で、供給された高圧水と研磨材とを混合する。噴出工程で、混合して得られた研磨液を被加工物に噴出する。したがって、研磨液の噴出を開始した直後から、研磨材を充分に含む研磨液を被加工物に噴射することができる。さらに、高圧水の供給開始後も研磨材を連続的に供給するので、研磨材を充分に含む研磨液を安定して被加工物に噴出することができる。
【００２９】
以上のように、研磨液の噴出を開始した直後から研磨材を充分に含む研磨液を安定して被加工物に噴出することができるので、被加工物の切断面にダレおよびバリなどの不具合が発生せずに、穴あけおよび切断などの加工を被加工物に施すことができる。
【００３０】
また本発明によれば、再利用工程で研磨材を回収して再び利用するので、研磨材を有効利用することができる。
【００３１】
また本発明によれば、再利用工程は、混合工程で混合されなかった研磨材を回収する。そうすることによって、混合工程で、高圧水に混合されなかった研磨材を回収して再利用することができるので、研磨材をさらに有効利用することができる。
【００３２】
また本発明によれば、再利用工程は、噴出工程で噴出された研磨液から研磨材を回収する。そうすることによって、研磨材として利用した研磨材も回収して再利用することができるので、研磨材をさらに有効利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に本発明を実施の形態によって詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、本実施の形態に限定されるものではない。以下、高圧水と研磨材との混合物である研磨液を噴出して、被加工物に対して切断および穴あけなどを行うウォータジェット装置について説明する。
【００３４】
図１は、本発明の第１の実施形態であるウォータジェット装置１の構成を簡略化して示す概略図である。ウォータジェット装置１は、ノズル１１と高圧水供給装置１２と高圧水供給パイプ１３と研磨材圧送装置１４と研磨材搬送パイプ１５とバルブ２５，２６とからなるウォータジェット装置である。
【００３５】
ノズル１１は、本体部１６とウォータノズル１７とアブレイシブノズル１８とから構成される。本体部１６は、円筒形であり、一方の開口部にウォータノズル１７が設置されており、他方の開口部にはアブレイシブノズル１８が設置されている。本体部１６内部には、ウォータノズル１７とアブレイシブノズル１８とに囲まれた混合領域１９が形成されている。本体部１６の一側面部には、研磨材を混合領域１９に供給するための研磨材供給口２２が形成されている。ウォータノズル１７には、高圧水を混合領域１９に供給するために、高圧水を噴出する高圧水噴出口２０が形成されている。本体部１６は、高圧水噴出口２０から供給された高圧水と研磨材供給口２２から供給された研磨材とを混合して研磨液にする混合領域１９を有する混合手段である。アブレイシブノズル１８は、研磨液を被加工物２７に対して噴出する噴出手段であり、混合領域１９から供給された研磨液を流す流路２１が形成されている。
【００３６】
高圧水供給装置１２は、高圧水を高圧水供給パイプ１３に供給する。高圧水供給パイプ１３は、高圧水噴出口２０に接続されており、高圧水供給装置１２からノズル１１内の混合領域１９まで高圧水を流す。バルブ２５は、高圧水供給パイプ１３に設置されており、高圧水の流量および圧力を調整する。供給手段は、高圧水供給装置１２と高圧水供給パイプ１３とを含んで構成する。
【００３７】
研磨材圧送装置１４は、圧送ホッパ２３とコンプレッサ２４とから構成されており、コンプレッサ２４から圧縮空気を圧送ホッパ２３に送ることによって、圧送ホッパ２３内の研磨材を圧縮空気とともに研磨材搬送パイプ１５に圧送して供給する。研磨材搬送パイプ１５は、研磨材供給口２２に接続されており、研磨材圧送装置１４からノズル１１内の混合領域１９まで研磨材を圧縮空気とともに流す。バルブ２６は、研磨材搬送パイプ１５に設置されており、研磨材の搬送量および圧送圧力を調整する。圧送手段は、研磨材圧送装置１４と研磨材搬送パイプ１５とを含んで構成する。また、研磨材の圧送方向は、高圧水の流れ方向と直交していてもよいし、高圧水の流れ方向に対して斜めであってもよい。
【００３８】
ウォータジェット装置１を用いた被加工物２７の穴あけおよび切断などの加工を説明する。まず、被加工物２７がテーブル２８の上に置かれ、テーブル２８によって、アブレイシブノズル１８の直下に搬送される。次に、高圧水と研磨材とが、混合領域１９に同時に供給されるように、以下のように供給される。高圧水は、高圧水供給装置１２から供給され、高圧水供給パイプ１３を流れ、高圧水噴出口２０から噴出して、混合領域１９に供給される。研磨材は、研磨材圧送装置１４から供給され、研磨材供給パイプ１５を流れ、研磨材供給口２２を通って、混合領域１９に供給される。最後に、混合領域１９で、高圧水と研磨材とを混合して研磨液にして、流路２１を通って、被加工物２７に対して噴出される。そうすることによって、研磨材が含まれている研磨液を高速で被加工物２７に衝突させることができるので、被加工物２７に対して穴あけおよび切断などの加工を行うことができる。
【００３９】
切断能力などの加工能力は、供給される研磨材の量がある供給量になるまで、研磨材の供給量が多くなるほど、向上する。ウォータジェット装置１は、上記のように研磨材の供給量を従来技術より増やすことができるので、加工能力を向上させることができる。たとえば、高圧水の圧力が、２００ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下であり、高圧水の供給量が、２Ｌ／ｍｉｎ以上３Ｌ／ｍｉｎ以下であり、アブレイシブノズルの口径が１．２ｍｍの場合には、研磨材の供給量が１．０ｋｇ／ｍｉｎ以上１．４ｋｇ／ｍｉｎ以下が好ましい。従来のウォータジェット装置では、供給安定性から、研磨材の供給量を０．４ｋｇ／ｍｉｎとしていたが、ウォータジェット装置１では、研磨材の供給量を１．０ｋｇ／ｍｉｎ以上１．４ｋｇ／ｍｉｎ以下にしても安定して供給することができる。したがって、ウォータジェット装置１は、従来のウォータジェット装置と比較して、加工能力が約１．５倍となる。
【００４０】
図２は、噴出される研磨液および被加工物の断面を示す概念図である。図２（ａ）は、加工中の研磨液および被加工物の断面を示し、図２（ｂ）は、加工後の被加工物の断面を示す。図２（ａ）に示すように、噴出された研磨液３０は、研磨材が充分に含まれたものであり、その研磨液３０が被加工物２７に噴射されている。したがって、図２（ｂ）に示すように、加工された被加工物２７の切断面に、ダレおよびバリなどの不具合が発生しない。
【００４１】
以上のように、ウォータジェット装置１は、研磨材を圧送して混合領域１９に供給する。圧送のための圧力は、非常に高くできるので、従来技術のような負圧による研磨材の搬送と比較して、研磨材の供給量を多くすることができ、さらに、研磨材の搬送速度を高めることができ、研磨材供給パイプ１５中で研磨材が閉塞してしまうことがなく、充分な量の研磨材を安定してノズル１１の混合領域１９に供給することができる。さらに、ウォータジェット装置１は、混合領域１９への高圧水の供給開始前に混合領域１９への研磨材の供給を開始し、さらに、高圧水の供給開始後も研磨材を連続的に供給する。したがって、研磨液の噴出を開始した直後から、研磨材を充分に含んだ研磨液を安定して被加工物に噴出することができ、被加工物の切断面にダレおよびバリなどの不具合を発生させずに、穴あけおよび切断などの加工を被加工物に施すことができる。
【００４２】
また、混合領域１９への高圧水と研磨材との供給において、研磨材の供給が、高圧水の供給より先であってもよい。そうすることによって、研磨液の噴出直後から確実に研磨材が充分に含まれた研磨液を被加工物に噴出することができる。
【００４３】
図３は、本発明の第２の実施形態であるウォータジェット装置２の構成を簡略化して示す概略図である。ウォータジェット装置２は、研磨材再利用装置４０を設置する以外は上記のウォータジェット装置１と同様である。
【００４４】
研磨材再利用装置４０は、回収パイプ３１と脱水器３２と乾燥器３３と分級器３４と研磨材排出パイプ３５と回収ホッパ３６と新材ホッパ３７と新材供給パイプ３８とから構成される再利用手段である。
【００４５】
回収パイプ３１は、被加工物２７の加工に利用した研磨液を貯留している研磨液貯留タンク２９から回収ホッパ３６まで研磨材を搬送する。脱水器３２は、回収パイプ３１から搬送された研磨液を脱水して研磨材を得る。乾燥器３３は、得られた研磨材をさらに乾燥する。分級器３４は、乾燥した研磨材を分級して、凝集などにより所定の粒径範囲より大きくなった研磨材、加工に使用されることにより所定の粒径範囲より小さくなった研磨材および被加工物の削り粉などの不要なものを研磨材排出パイプ３５に流し、所定の粒径である再利用可能な研磨材のみを回収ホッパ３６に搬送する。研磨材排出パイプ３５は、不要なものを排出する。
【００４６】
回収ホッパ３６は、回収した研磨材を一旦貯え、その下流にある圧送ホッパ２３内の研磨材が所定量以下になった時点で、研磨材を圧送ホッパ２３へ搬送する。研磨材排出パイプ３５から排出された研磨材があるので、回収ホッパ３６内の研磨材と圧送ホッパ２３内の研磨材との合計量は減少する。新材ホッパ３７は、新しい研磨材を貯えており、回収ホッパ３６内の研磨材と圧送ホッパ２３内の研磨材との合計量が所定量以下になった時点で、研磨材を回収ホッパ３６へ搬送する。
【００４７】
以上のように、加工に利用した研磨材を再び利用することができるので、研磨材を有効に利用することができる。
【００４８】
図４は、本発明の第３の実施形態であるウォータジェット装置３の構成を簡略化して示す概略図である。ウォータジェット装置３は、ノズル１１の本体部１６に研磨材回収口４２が設けられており、研磨材再利用装置４１を設置する以外は上記のウォータジェット装置１と同様である。
【００４９】
ノズル１１には、本体部１６の側面部に、研磨材供給口２２が設けられているのと反対側に研磨材回収口４２が設けられている。研磨材回収口４２には、研磨材再利用装置４１が接続されている。
【００５０】
研磨材再利用装置４１は、回収パイプ４３と乾燥器３３と分級器３４と研磨材排出パイプ３５と回収ホッパ３６と新材ホッパ３７と新材供給パイプ３８とから構成される再利用手段である。
【００５１】
回収パイプ４３は、混合領域１９で高圧水と混合されなかった研磨材を研磨材回収口４２から回収ホッパ３６まで搬送する。乾燥器３３は、得られた研磨材をさらに乾燥する。分級器３４は、乾燥した研磨材を分級して、凝集などにより所定の粒径範囲より大きくなった研磨材、加工に使用されることにより所定の粒径範囲より小さくなった研磨材および被加工物の削り粉などの不要なものを研磨材排出パイプ３５に流し、所定の粒径である再利用可能な研磨材のみを回収ホッパ３６に搬送する。研磨材排出パイプ３５は、不要なものを排出する。
【００５２】
回収ホッパ３６は、回収した研磨材を一旦貯え、その下流にある圧送ホッパ２３内の研磨材が所定量以下になった時点で、研磨材を圧送ホッパ２３へ搬送する。研磨材排出パイプ３５から排出された研磨材があるので、回収ホッパ３６内の研磨材と圧送ホッパ２３内の研磨材との合計量は減少する。新材ホッパ３７は、新しい研磨材を貯えており、回収ホッパ３６内の研磨材と圧送ホッパ２３内の研磨材との合計量が所定量以下になった時点で、研磨材を回収ホッパ３６へ搬送する。そうすることによって、混合領域１９に必要以上に供給された研磨材を再び利用することができるので、研磨材を有効に利用することができる。
【００５３】
図５は、本発明の第４の実施形態であるウォータジェット装置４の構成を簡略化して示す概略図である。ウォータジェット装置４は、ノズル１１の本体部１６に研磨材回収口４２が設けられており、研磨材再利用装置４４を設置する以外は上記のウォータジェット装置１と同様である。
【００５４】
研磨材再利用装置４４は、回収パイプ３１と回収パイプ４３と乾燥器３３と分級器３４と研磨材排出パイプ３５と回収ホッパ３６と新材ホッパ３７と新材供給パイプ３８とから構成される再利用手段である。
【００５５】
回収パイプ３１は、被加工物２７の加工に利用した研磨液を貯留している研磨液貯留タンク２９から回収ホッパ３６まで研磨材を搬送する。回収パイプ４３は、混合領域１９で高圧水と混合されなかった研磨材を研磨材回収口４２から回収ホッパ３６まで搬送する。脱水器３２は、回収パイプ３１から搬送された研磨液を脱水して研磨材を得る。乾燥器３３は、得られた研磨材をさらに乾燥する。分級器３４は、乾燥した研磨材を分級して、凝集などにより所定の粒径範囲より大きくなった研磨材、加工に使用されることにより所定の粒径範囲より小さくなった研磨材および被加工物の削り粉などの不要なものを研磨材排出パイプ３５に流し、所定の粒径である再利用可能な研磨材のみを回収ホッパ３６に搬送する。研磨材排出パイプ３５は、不要なものを排出する。
【００５６】
回収ホッパ３６は、研磨材を一旦貯え、その下流にある圧送ホッパ２３内の研磨材が所定量以下になった時点で、研磨材を圧送ホッパ２３へ搬送する。研磨材排出パイプ３５から排出された研磨材があるので、回収ホッパ３６内の研磨材と圧送ホッパ２３内の研磨材との合計量は減少する。新材ホッパ３７は、新しい研磨材を貯えており、回収ホッパ３６内の研磨材と圧送ホッパ２３内の研磨材との合計量が所定量以下になった時点で、研磨材を回収ホッパ３６へ搬送する。そうすることによって、加工に利用した研磨材を再び利用することができ、さらに混合領域１９に必要以上に供給された研磨材を再び利用することができるので、研磨材をさらに有効に利用することができる。
【００５７】
本発明は、ノズル１１に供給する研磨材は、水と研磨材との混合物であるスラリであってもよく、後述の実施形態で説明する。
【００５８】
図６は、本発明の第５の実施形態であるウォータジェット装置５の構成を簡略化して示す概略図である。ウォータジェット装置５は、圧送ホッパ１４の代わりに、スラリ供給手段４５を用いる以外は、ウォータジェット装置１と同様である。
【００５９】
スラリ供給手段４５は、スラリ貯留タンク４７とポンプ４６と攪拌手段４８とから構成される。スラリ貯留タンク４７には、スラリが貯留されている。攪拌手段４８によって、スラリ貯留タンク４７中のスラリを攪拌する。ポンプ４６によって、研磨材搬送パイプ１５に研磨材を含むスラリを流す。また、ウォータジェット装置５は、上記のように研磨材再利用装置を用いて研磨材を再利用するようにしてもよい。
【００６０】
図７は、本発明の第６の実施形態であるウォータジェット装置６の構成を簡略化して示す概略図である。ウォータジェット装置６は、圧送ホッパ１４の代わりに、スラリ供給手段４９を用いる以外は、ウォータジェット装置１と同様である。
【００６１】
スラリ供給手段４９は、スラリ貯留タンク５３とポンプ５２とスラリ供給路５１とスラリ圧送手段５０とから構成される。スラリ貯留タンク５３には、スラリが貯留されている。ポンプ５２によって、スラリ圧送手段５０に圧縮空気を流し、その流れに基づいて、スラリ貯留タンク５３に貯留されているスラリをスラリ供給路５１に流す。そして、スラリ圧送手段５０は、スラリ供給路５１を流れてきたスラリを圧縮空気とともに研磨材搬送パイプ１５に流す。また、ウォータジェット装置６は、上記のように研磨材再利用装置を用いて研磨材を再利用するようにしてもよい。
【００６２】
図８は、本発明の第７の実施形態であるウォータジェット装置７の構成を簡略化して示す概略図である。ウォータジェット装置７は、圧送ホッパ１４の代わりに、スラリ供給手段５４を用いる以外は、ウォータジェット装置１と同様である。
【００６３】
スラリ供給手段５４は、スラリホッパ５５と攪拌手段５６とモータ５７とから構成される。攪拌手段５６は、モータ５７によって駆動させ、スラリホッパ５５内のスラリを攪拌する。スラリホッパ５５は、攪拌手段５６によって攪拌されたスラリをノズル１１の研磨材供給口２２に直接スラリを供給する。また、ウォータジェット装置７は、上記のように研磨材再利用装置を用いて研磨材を再利用するようにしてもよい。
【００６４】
以下に、ウォータジェット装置１を用いた実施例を示す。
実施例は、高圧水の圧力を３００ＭＰａ、高圧水の水量を２．８Ｌ／ｍｉｎ、アブレイシブノズル１８の口径を１．２ｍｍ、研磨材の粒径を＃８０（直径約０．２ｍｍ）、研磨材の供給量を１．０ｋｇ／ｍｉｎ以上１．４ｋｇ／ｍｉｎ以下、研磨材混合比（研磨材料／水量）を０．０４以上０．５以下の条件でウォータジェット装置１を用いた。
【００６５】
その際、研磨材の圧送圧力を、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下とし、より好ましくは、０．２ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下とした。
【００６６】
そうすることによって、実施例は、噴出した研磨液に、装置動作開始持から研磨材を安定して供給することができ、被加工物の切断面にダレおよびバリなどの不具合を発生させずに加工することができた。たとえば、ＦＲＰの穴あけ加工において１０００個以上連続して、欠けなどを発生させずに、安定して穴あけを行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施形態であるウォータジェット装置１の構成を簡略化して示す概略図である。
【図２】噴出された研磨液および被加工物の断面を示す概念図である。
【図３】本発明の第２の実施形態であるウォータジェット装置２の構成を簡略化して示す概略図である。
【図４】本発明の第３の実施形態であるウォータジェット装置３の構成を簡略化して示す概略図である。
【図５】本発明の第４の実施形態であるウォータジェット装置４の構成を簡略化して示す概略図である。
【図６】本発明の第５の実施形態であるウォータジェット装置５の構成を簡略化して示す概略図である。
【図７】本発明の第６の実施形態であるウォータジェット装置６の構成を簡略化して示す概略図である。
【図８】本発明の第７の実施形態であるウォータジェット装置７の構成を簡略化して示す概略図である。
【図９】噴出された研磨液および被加工物の断面を示す概念図である。
【図１０】噴出された研磨液および被加工物の断面を示す概念図である。
【符号の説明】
【００６８】
１，２，３，４，５，６，７  ウォータジェット装置
１１  ノズル
１２  高圧水供給装置
１３  高圧水供給パイプ
１４  研磨材圧送装置
１５  研磨材搬送パイプ
１６  本体部
１７  ウォータノズル
１８  アブレイシブノズル
１９  混合領域
２０  高圧水噴出口
２１  流路
２２  研磨材供給口
２３  圧送ホッパ
２４  コンプレッサ
２５，２６  バルブ
２７  被加工物
２８  テーブル
３０  研磨液
３１  回収パイプ
３２  脱水器
３３  乾燥器
３４  分級器
３５  研磨材排出パイプ
３６  回収ホッパ
３７  新材ホッパ
３８  新材供給パイプ
４０，４１  研磨材再利用装置
４２  研磨材回収口
４３  回収パイプ
４５，４９，５４  スラリ供給手段
４６，５２  ポンプ
４７，５３  スラリ貯留タンク
４８  攪拌手段
５０  スラリ圧送手段
５１  スラリ供給路
５５  スラリホッパ
５６  攪拌手段
５７  モータ
【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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