(57)【要約】【課題】極めて硬質な研削材が用いられる場合でも、所期の性能を長期に亘って維持することのできるブラスト装置を提供する。【解決手段】研削材タンク１と、研削材を処理物に向けて投射するブラストノズル３と、ブラストノズル３に研削材を供給する研削材フィーダ２とを備える。研削材フィーダ２は、内筒２１、その内部に設けられるベーンロータ２４、ベーンロータ２４を一方向に回転させる可変速制御モータ２６、ならびに内筒２１を囲繞する外筒２２を含む。内筒２１の上面部には研削材タンク１の下端開口部と連通する研削材受入口２１ａが形成され、これに対向する底面部には研削材排出口２１ｂが形成される。内筒２１には、研削材受入口２１ａの両側縁に沿ってベーンロータ２４の回転軸方向に延びるエアシールスリットＳ１，Ｓ２が形成され、外筒２２にはエアシールスリットＳ１，Ｓ２を通じて内筒２１の内部に空気を送り込むための給気管１６が接続される。【選択図】図４
2011020190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削材を収容する研削材タンクと、この研削材タンクに収容された研削材を処理物に向けて投射するブラストノズルと、前記研削材タンクからブラストノズルに研削材を供給する研削材フィーダとを備えるブラスト装置であり、
前記研削材フィーダは、上面部に前記研削材タンクの下端開口部と連通する研削材受入口が形成されると共にその研削材受入口と対向する底面部に研削材排出口が形成される内筒と、回転軸の外周に放射状に設けられる翼板を有して前記内筒の内部に回転自在に設けられるベーンロータと、このベーンロータを一方向に回転させる可変速のロータ駆動部と、前記内筒を囲繞する外筒とを含み、
前記内筒には、少なくとも前記研削材受入口の両側縁に沿って前記ベーンロータの回転軸方向に延びるエアシールスリットが形成され、
前記外筒には、前記エアシールスリットを通じて前記内筒の内部に空気を送り込むための給気管が接続されていることを特徴とするブラスト装置。
【請求項２】
前記ベーンロータは、その回転軸の両端部が前記内筒及び外筒の両端を成す鏡板を貫通して軸受ユニットにより支持されると共に、前記鏡板と軸受ユニットとの間において前記回転軸を覆うシールド管が設けられ、そのシールド管の外周部に前記内筒の内部へ流入せしめる空気を取り込むための通気口が穿設されていることを特徴とする請求項１記載のブラスト装置。
【請求項３】
前記ブラストノズルが配置されるブラストブースを備え、そのブラストブースの下部と前記研削材タンクの上部が、前記ブラストノズルから前記ブラストブース内の処理物に投射された研削材を前記研削材タンク内に風送する風送管により連通されていることを特徴とする請求項１、又は２記載のブラスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンドグリットや鋳鋼グリットなどの研削材（ブラスト材）を処理物に投射して、処理物表面に付着した塗膜、スケール、錆などを除去するのに用いられるブラスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、係るブラスト装置として、研削材を収容する加圧タンクの下端に流量調整機構を有する混合器を設け、その混合器と圧縮エア供給源とを配管接続すると共に、混合器の下流にノズルを配管接続したものが知られる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
又、研削材（氷粒およびドライアイス粒）を収容するタンクの下端排出口にロータリフィーダを介して排出チャンバを接続し、その排出チャンバを加圧空気管の中途に合流せしめ、加圧空気管の上流端を加圧空気供給源に接続すると共に、加圧空気管の下流端にノズルを配管接続したブラスト装置が知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３７２１１２号公報（図１）
【特許文献２】特許第３２６４５００号公報（図１、図７）
【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に記載されるブラスト装置によれば、加圧タンク内がその上部に供給される圧縮空気により高圧状態に維持されるために、装置の使用中において加圧タンク内への研削材の補充を行えず、加圧タンク内の研削材が無くなる度に処理を中断してタンク内への研削材の補充を行う必要があることから、作業効率の悪化を招くという問題がある。
【０００６】
又、流量調整機構を有する混合器の内部は、加圧タンクから落ち込む研削材との摩擦により摩耗が著しく、このため研削材の流量調整機能が早期に失われてノズルから投射される研削材の投射流量を調整できなくなるという欠点がある。
【０００７】
この点、特許文献２では、研削材として氷粒およびドライアイス粒が用いられることから、ロータリフィーダの摩耗を抑制してノズルに所定量の氷粒およびドライアイス粒を連続供給できるものの、氷粒およびドライアイス粒に代えてダイヤモンドグリットなどの硬質な研削材が用いられた場合には、ロータリフィーダ内部が早期に摩耗し、特許文献１と同じくノズルから投射される研削材の投射流量を調整できなくなるという欠点がある。
【０００８】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その主たる目的はダイヤモンドグリットのような極めて硬質な研削材が用いられる場合でも、所期の性能を長期に亘って維持することのできるブラスト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するため、
研削材を収容する研削材タンクと、この研削材タンクに収容された研削材を処理物に向けて投射するブラストノズルと、前記研削材タンクからブラストノズルに研削材を供給する研削材フィーダとを備えるブラスト装置であり、
前記研削材フィーダは、上面部に前記研削材タンクの下端開口部と連通する研削材受入口が形成されると共にその研削材受入口と対向する底面部に研削材排出口が形成される内筒と、回転軸の外周に放射状に設けられる翼板を有して前記内筒の内部に回転自在に設けられるベーンロータと、このベーンロータを一方向に回転させる可変速のロータ駆動部と、前記内筒を囲繞する外筒とを含み、
前記内筒には、少なくとも前記研削材受入口の両側縁に沿って前記ベーンロータの回転軸方向に延びるエアシールスリットが形成され、
前記外筒には、前記エアシールスリットを通じて前記内筒の内部に空気を送り込むための給気管が接続されていることを特徴とする。
【００１０】
加えて、前記ベーンロータは、その回転軸の両端部が前記内筒及び外筒の両端を成す鏡板を貫通して軸受ユニットにより支持されると共に、前記鏡板と軸受ユニットとの間において前記回転軸を覆うシールド管が設けられ、そのシールド管の外周部に前記内筒の内部へ流入せしめる空気を取り込むための通気口が穿設されていることを特徴とする。
【００１１】
又、前記ブラストノズルが配置されるブラストブースを備え、そのブラストブースの下部と前記研削材タンクの上部が、前記ブラストノズルから前記ブラストブース内の処理物に投射された研削材を前記研削材タンク内に風送する風送管により連通されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るブラスト装置によれば、研削材タンクからブラストノズルに研削材を供給する研削材フィーダを備え、同フィーダがベーンロータを内蔵する内筒を有し、当該内筒の上面部に研削材タンクの下端開口部と連通する研削材受入口が形成されると共に、その研削材受入口と対向する底面部に研削材排出口が形成され、しかも内筒には研削材受入口の両側縁に沿ってベーンロータの回転軸方向に延びるエアシールスリットが形成され、そのエアシールスリットを通じて外筒内から内筒内に空気が吹き込まれるようにしていることから、研削材受入口から内筒内に落下する研削材がベーンロータの翼板と内筒の内壁との間に噛み込むことを防止しながら、隣り合う翼板の間に所定量の研削材を導入せしめることができる。従って、ベーンロータや内筒の摩耗を抑制しながら、ベーンロータの回転量に応じて研削材タンクに収容された研削材をブラストノズルに定量的に供給することができる。
【００１３】
加えて、内筒及び外筒の両端を成す鏡板と、ベーンロータの回転軸を支持する軸受ユニットとの間に回転軸を覆うシールド管が設けられ、そのシールド管内から内筒内に空気が流入する構成とされていることから、軸受ユニットを研削材から保護することができる。
【００１４】
又、ブラストノズルが配置されるブラストブースの下部と、研削材タンクの上部とが風送管により連通され、ブラストノズルからブラストブース内の処理物に投射された研削材が風送管を通じて研削材タンク内に風送される構成とされていることから、研削材を循環使用して処理物の表面処理を連続して行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るブラスト装置を示す概略図
【図２】同装置に用いられる研削剤フィーダの縦断面図
【図３】同フィーダを部分的に破断して示した斜視図
【図４】同フィーダの横断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。先ず、図１により本発明に係るブラスト装置の全体構造を概説すれば、１は下部が先細りの角錐状とされている研削材タンクであり、その内部に図示せぬ研削材が収容される。研削材は、グリット（先鋭な稜角をもつ粒）やショット（先鋭な稜角のない粒）であり、それらには珪砂、川砂、鋳鉄、鋳鋼、カットワイヤ、アルミナ、炭化珪素、又はスラグなどの粒体が含まれるが、本例では係る研削材としてダイヤモンドグリット、詳しくは粒状にした人工ダイヤモンドのグリットが用いられる。
【００１７】
２は研削材タンク１の下端開口部に連通接続する研削材フィーダであり、この研削材フィーダ２は研削材タンク１に収容された研削材を下流のブラストノズル３に対して定量的に供給する。研削材フィーダ２とブラストノズル３はベント管４により接続されており、そのベント管４を通じて研削材フィーダ２からブラストノズル３に研削材が誘導されるようになっている。
【００１８】
ブラストノズル３は先細りの円筒であり、その先端は研削材フィーダ２から供給される研削材を処理物に向けて投射する噴射口３ａとされ、他の一端にはブラストノズル３内に引き込む空気量を調整するための流量調整弁３ｂが取り付けられている。
【００１９】
５は表面処理を施すための処理対象となる処理物が導入されるブラストブースであり、このブラストブース５に上記ブラストノズル３が先端を挿入した状態で配置され、そのブラストノズル３からブラストブース５内に導入された処理物に向けて研削材が投射されるようになっている。特に、本例ではブラストブース５内が負圧状態とされ、その負圧力により、ブラストノズル３内に研削材を投射するに必要な高速の空気流が生ずるようになっている。これによれば、ブラストノズル３からブラストブース５内の処理物に研削材を高速投射して、処理物の表面から塗膜などを良好に剥離することができるだけでなく、その剥離物や研削材がブラストブース５の外部に拡散することを防止できる。
【００２０】
尚、本例において、処理物は走行駆動するチェーンなどに吊下げられた状態でブラストブース５内に導入され、そのブラストブース５内を移動しながら表面処理を施されるのであり、このためブラストブース５には処理物の出入口において処理物の通過を許容する図示せぬシール装置が設けられるが、本発明はこれを要件とするものでなく、ブラストブース５内に処理物を所定数ずつ導入してバッチ処理するようにしてもよい。
【００２１】
又、図１のように、ブラストブース５の下部と上記研削材タンク１の上部は風送管６により連通されており、その風送管６を通じて、ブラストノズル３からブラストブース５内の処理物に投射された研削材が研削材タンク１に風送されるようになっている。７は風送管６内に研削材タンク１へ向かう空気流を形成してブラストブース５内を負圧とする気流発生源となる送風機であり、その吸込口７ａは吸引ヘッダ８に接続され、その吸引ヘッダ８と研削材タンク１の上端が吸気管９により接続されている。従って、送風機７を駆動することにより、吸引ヘッダ８、吸気管９、研削材タンク１、ならびに風送管６を介してブラストブース５内の空気を吸引し、ブラストブース５の下部傾斜面５ａ上に落下した研削材を風送管６の内部を通じて研削材タンク１に返送することができる。
【００２２】
尚、風送管６の内径は研削材タンク１の上部空間の大きさに比べて極小さく（例えば、２８ｍｍであり、研削材タンク１内への吹込風速が約１１１．５ｍ／秒）、吸気管９の内径は風送管６の内径よりも充分に大きい（例えば、１００ｍｍであり、研削材タンク１からの吹出風速が約８．５ｍ／秒）。しかも、研削材タンク１内には風送管６の接続口に対応して図示せぬバッフル板が設けられており、研削材タンク１内での風速は、バッフル板より風送管６側の領域が約６ｍ／秒、バッフル板よりも吸気管９側の領域が約１ｍ／秒とされている。このため、風送管６により研削材タンク１まで風送された研削材は、吸気管９内に引き込まれることなく自重により研削材タンク１内に落下する。又、風送管６には分離器１０が介在され、その分離器１０と吸引ヘッダ８が吸気管１１で接続されている。そして、その吸気管１１を通じて風送管６から空気の一部が分流されるようになっている。
【００２３】
一方、１２は研削材フィーダ２内から研削材の粉塵などの回収する集塵タンクであり、その集塵タンク１２内には、その上部内壁に対向してバッフル板１３が設けられている。又、集塵タンク１２の側壁にはバッフル板１３に対向して流入口１２ａが形成され、集塵タンク１２の上端には流出口１２ｂが形成されている。流入口１２ａはダスト管１４を介して研削材フィーダ２に接続され、流出口１２ｂは吸気管１５を介して吸引ヘッダ８に接続されている。
【００２４】
ここに、ダスト管１４の内径は集塵タンク１２の上部空間の大きさに比べて極小さく（例えば、２８ｍｍであり、集塵タンク１２内への吹込風速が約５６ｍ／秒）、吸気管１５の内径はダスト管１４の内径よりも充分に大きい（例えば、７５ｍｍであり、集塵タンク１２からの吹出風速が約７．５ｍ／秒）。しかも、集塵タンク１２内には、ダスト管１４の一端が接続する流入口１２ａに対向してバッフル板１３が設けられており、集塵タンク１２内での風速は、バッフル板１３よりダスト管１４側の領域が約３．５ｍ／秒、バッフル板１３よりも吸気管１５側の領域が約０．８ｍ／秒とされている。このため、ダスト管１４から集塵タンク１２内に送り込まれた空気中に含まれる粉塵は、バッフル板１３に当たって集塵タンク１２の下部に堆積し、粉塵が取り除かれた空気のみが吸気管１５を通じて集塵タンク１２の外部に流出することになる。
【００２５】
尚、図１において、１６は送風機７の吹出口７ｂと研削材フィーダ２とを接続する給気管、１７は給気管１６から分岐する排気管であり、その排気管１７の一端は流量調整弁１７ａを介して大気中に開放されている。そして、この排気管１７によれば、ブラストノズル３内やブラストブース５内に外部から取り込まれた余剰空気を外部に放出して、本装置内を循環する空気の圧力や流速を所定範囲に維持することができる。
【００２６】
次に、図２〜図４により研削材フィーダ２の構造ついて言及する。図２〜４から明らかなように、係る研削材フィーダ２は横向き円筒状の内筒２１及びこれを囲繞する外筒２２を備える。内筒２１及び外筒２２の両端は共通の鏡板２３により閉じられており、その両鏡板２３，２３の中心には図２に示されるようルーズホール２３ａが穿設されている。
【００２７】
又、内筒２１の内部にはベーンロータ２４が回転自在に設けられており、その回転軸２４ａの両端部は鏡板２３のルーズホール２３ａを貫通して軸受ユニット２５により支持されている。ベーンロータ２４は、回転軸２４ａの外周に複数（図示例において６つ）の翼板２４ｂを放射状に取り付けた構成で、その各翼板２４ｂの先端縁は内筒２１の内周面から一定の距離（本例において１５ｍｍ）だけ隔てられている。
【００２８】
図２において、２６はベーンロータ２４を一方向の回転させるロータ駆動部（可変速の制御モータ）であり、その出力軸に固着したスプロケット２６ａと、ベーンロータ２４の回転軸２４ｂの一端に固着したスプロケット２６ｂとの間にはチェーン２６ｃが巻き掛けられている。
【００２９】
又、図２から明らかなように、鏡板２３と軸受ユニット２５との間には回転軸２４ａを覆うシールド管２７が設けられている。シールド管２７は、その内径がルーズホール２３ａよりも大きい円筒状の金属パイプであり、その外周部には送風管１６ａの一端を接続する通気口２７ａが穿設されている。シールド管２７は通気口２７ａを通じてその内部に取り込まれる空気を上記のルーズホール２３ａを通じて内筒２１の内部に流入せしめるものであり、これによればルーズホール２３ａを通じて研削材が外部に流出することを防止し、研削材による軸受ユニット２５の磨耗を防止することができる。尚、送風管１６ａは図１に示した送風機７に接続する給気管１６を分岐させたもので、その給気管１６の一端は外筒２２の側壁部分に接続して外筒２２内に連通している。又、図２から明らかなように、上記ダスト管１４の一端は、外筒２２の側壁部分を貫通して内筒２１の内部に連通している。
【００３０】
一方、図３および図４から明らかなように、内筒２１の上面部にはその長さ方向に沿う横長の研削材受入口２１ａが形成され、その研削材受入口２１ａを対向する底面部には研削材排出口２１ｂが形成されている。尚、研削材受入口２１ａは、図１に示した研削材タンク１の下端開口部に連通され、研削材排出口２１ｂは、図１に示したベント管４を介してブラストノズル３内に連通される。
【００３１】
又、内筒２１には、ベーンロータ２４の回転軸方向に沿って延びる複数（図示例において３つ）のエアシールスリットＳ１，Ｓ２，Ｓ３が形成される。特に、２つのエアシールスリットＳ１，Ｓ２は、研削材受入口２１ａの両側縁に沿って形成され、エアシールスリットＳ３は研削材排出口２１ｂの片側縁（翼板２４ｂの回転方向上昇側であってダスト管１４の接続部分に近い方の側縁）に沿って形成されている。
【００３２】
それらエアシールスリットＳ１〜Ｓ３は、給気管１６から外筒２２内に送り込まれる空気を内筒２１内の中心部に向けて高速で吹き付けるためのものであり、このうちエアシールスリットＳ１，Ｓ２は、研削材受入口２１ａから内筒２１内に落下する研削材が内筒２１の内壁と翼板２４ｂとの間に噛み込んでその両者２１，２４ｂが摩耗することを抑制しながら、隣り合う翼板２４ｂ，２４ｂの間に所定量の研削材を導入せしめる働きをし、エアシールスリットＳ３は、研削材排出口２１ｂを通じてブラストノズル３に供給されるべき研削材がダスト管１４内に引き込まれるのを防止する働きをする。
【００３３】
従って、上記のように構成される研削材フィーダ２によれば、内筒２１やベーンロータ２４の摩耗を抑制しながら、ベーンロータ２４の回転量（回転速度）に応じて研削材タンク１に収容された研削材をブラストノズル３に定量的に供給することができ、しかも研削材よりも軽い粉塵（研削材の破片や処理物の表面から除去された塗膜など）の一部をダスト管１４内に向かう空気流に乗せて集塵タンク１２に送り込むことができる。
【００３４】
以上、本発明に係るブラスト装置の好適な一例を説明したが、係るブラスト装置は上記例に限定されるものではない。例えば、ダスト管１４や集塵タンク１２を省略して粉塵が研削材と共に循環するようにして差し支えない。又、ロータ駆動部として、回転速度が一定のモータと無段変速機を用い、その無段変速機を介してモータの動力がベーンロータ２４に伝達されるようにしてもよい。更に、上記例では負圧を利用して研削材の投射が行われるようにしたが、図１に示されるブラストノズル３の一端に流量調整弁３ｂに代わる図示せぬブロワを取り付け、そのブロワからブラストノズル３内に吹き込まれる空気圧によって研削材を投射するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  研削材タンク
２  研削材フィーダ
２１  内筒
２１ａ  研削材受入口
２１ｂ  研削材排出口
２２  外筒
２３  鏡板
２４  ベーンロータ
２４ａ  回転軸
２４ｂ  翼板
２５  軸受ユニット
２６  可変速制御モータ（ロータ駆動部）
２７  シールド管
２７ａ  通気口
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３  エアシールスリット
３  ブラストノズル
５  ブラストブース
６  風送管
１６  給気管
【図１】
2011020190.tif 000003
【図２】
2011020190.tif 000004
【図３】
2011020190.tif 000005
【図４】
2011020190.tif 000006