(57)【要約】  砥粒を連続的な密集集団としてワークに衝突させワーク表面を研磨するのに適した羽根車とノズルを提案する。  軸側円板と開放円板とで羽根を挟持して羽根間における周面を開放してなる羽根車にベルトを巻掛けて羽根車を回転させて砥粒に遠心力を付与し、羽根車周面とベルトとの離点を通る円板の接線方向にノズルを設けて砥粒をワークに吹き付ける砥粒噴射研磨装置において、軸側円板と開放円板とで挟持する羽根は、円板の円周を細かく区画すべく厚さの薄い板で形成し、円板の回転方向に前傾させると共に、隣接する複数の羽根が互いに重なるように密の状態で設けて羽根相互間の間隔を狭く設定し、砥粒の貯留室を多数形成した。また軸側円板の駆動軸の周りに外周側に低く傾斜した多数の第一整流羽根を放射状に設け、開放円板の内側面に第一整流羽根と対向して、内周側に低く傾斜した多数の第二整流羽根を放射状に設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸により回転可能な軸側円板と中心に開口部を設けた開放円板とで羽根を挟持し、羽根間における周面を開放してなる羽根車に、プーリを介してベルトを巻掛けて上記周面の一部を閉塞して砥粒の貯留室を形成しながら羽根車を回転させる砥粒の噴射装置と、上記開口部を介して羽根車内に砥粒を供給するフィーダーとからなり、上記羽根車を回転させて砥粒に遠心力を付与し、上記羽根車周面とベルトとの離点を通る円板の接線方向にノズルを設けて砥粒をワークに吹き付ける砥粒噴射研磨装置であって、上記軸側円板と開放円板とで挟持する羽根は、円板の円周を細かく区画するように厚さの薄い板で形成し、円板の回転方向に前傾させると共に、隣接する複数の羽根が互いに重なるように密の状態で設けて羽根相互間の間隔を狭く設定し、上記砥粒の貯留室を複数形成したことを特徴とする砥粒噴射研磨装置。
【請求項２】
上記軸側円板の駆動軸の周りに外周側に低く傾斜した多数の第一整流羽根を駆動軸を中心に放射状に設け、さらに、上記開放円板の外側のドーナツ状円板の内側面に上記第一整流羽根と対向して、内周側に低く傾斜した複数の第二整流羽根を放射状に設けた請求項１記載の砥粒噴射研磨装置。
【請求項３】
上記ノズルは、下方面を開放した断面三角形状である請求項１または請求項２記載の砥粒噴射研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワークに砥粒を吹き付けて、そのワーク表面を研削・研磨するための装置であって、特にワークの表面研磨に適した研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物品（ワーク）の表面仕上げ加工では、その表面を緻密かつ滑沢に仕上げることが求められることがある。例えば、歯科補綴物などは、複雑な凹凸面を有しているので、その表面を研磨するには多くの時間と手間がかかっていた。そのため、出願人は、特許文献１に示すように、ワーク表面に斜め方向から多数の砥粒を噴射してワーク表面を仕上げる装置を開示している。即ち、砥粒をワーク表面で滑動させることにより、サンドペーパーで研磨するのとほぼ同等の仕上げ効果を得ることができる。この場合、ある程度の密度と厚さを持った研磨砥粒の密集体をワーク表面に斜め方向から衝突させることが好ましい。また、ワーク表面のつやを良くするためには、研磨砥粒がワーク表面に衝突するときの研磨砥粒の密集体を、ある所定の粒密度を保持したまま連続的に密集させて噴射する必要がある。【０００３】
従来の砥粒噴射研磨装置では、羽根車から噴射された砥粒は、少し拡散する。そのため、ワークに衝突する前に再び密集させる必要があり、上記連続的に密集させて噴射させることと相俟って、その噴射ノズルの形状にも改良が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３４７９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された装置の場合、羽根車に等間隔に設ける羽根の相互間の間隔が比較的広いため、羽根車から噴射される砥粒は、連続的ではなく、間欠的に噴射される。その場合、ワークに衝突する砥粒が密集していないので、ワーク表面を切削研磨するような方向ではなく、反発して他の方向にはね返り、十分な研磨が行えない場合もあった。これは、多量の砥粒が互いに接近し密着した連続集団の場合、ワークに衝突することで砥粒が互いに緩衝し合い、集団としてワーク上を流れていくため研磨面のつやが良くなるのに対し、砥粒が密集していない場合には、ワークに衝突した際、砥粒が反発して、そのはね返り方向が定まらないため、研磨効率が悪く、その結果研磨面のつやの質が低下するからである。【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑みたものであって、研磨砥粒を連続的に密集した集団としてワークに衝突させてワーク表面を研磨するのに適した羽根車とノズルを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、駆動軸により回転可能な軸側円板と中心に開口部を設けた開放円板とで羽根を挟持し、羽根間における周面を開放してなる羽根車に、プーリを介してベルトを巻掛けて上記周面の一部を閉塞して砥粒の貯留室を形成しながら羽根車を回転させる砥粒の噴射装置と、上記開口部を介して羽根車内に砥粒を供給するフィーダーとからなり、上記羽根車を回転させて砥粒に遠心力を付与し、上記羽根車周面とベルトとの離点を通る円板の接線方向にノズルを設けて砥粒をワークに吹き付ける砥粒噴射研磨装置において、上記軸側円板と開放円板とで挟持する羽根は、円板の円周を細かく区画するように厚さの薄い板で形成し、円板の回転方向に前傾させると共に、隣接する複数の羽根が互いに重なるように密の状態で設けて羽根相互間の間隔を狭く設定し、上記砥粒の貯留室を複数形成するという手段を採用した。【０００８】
かかる手段によって、砥粒の貯留室の数と、その砥粒を放出する周面の開放部分の数が従来と比べて極めて多くなるので、１回転する間に砥粒を放出する回数が多くなり、砥粒は恰も連続的に放出されるようになる。【０００９】
また、上記軸側円板の駆動軸の周りに外周側に低く傾斜した多数の第一整流羽根を駆動軸を中心に放射状に設け、さらに、上記開放円板の外側のドーナツ状円板の内側面に上記第一整流羽根と対向して、内周側に低く傾斜した複数の第二整流羽根を放射状に設けるという手段を採用した。【００１０】
この二つの整流羽根の存在により、フィーダーから供給された砥粒は羽根車の回転に従って外周方向に加速されつつ移動し、上記羽根により形成された多数の貯留室に砥粒は導かれると共に、貯留された砥粒は、連続した群として放出される。【００１１】
そして、上記ノズルは、下方面を開放した断面三角形状であるものとするという手段を採用した。【００１２】
通常、ノズルから噴出した砥粒により、ワーク面に光沢部分が形成されると共に、その周りに曇った部分が形成されるが、断面が三角形状のノズルの場合が最も効率よく研磨して光沢部分を形成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成に係る本発明の砥粒噴射研磨装置は、軸側円板と開放円板とで挟持する羽根を、隣接する複数の羽根が互いに重なるように密の状態で設けて羽根相互間の間隔を狭く設定し、砥粒の貯留室を多数形成するようにしたので、砥粒は密集し、かつ、連続した砥粒群をノズルから放出することが可能となった。そのため、ワーク表面をつやのある光沢面として効率よく研磨することができるという格別の効果が期待できる。【００１４】
また、二つの整流羽根を設けることにより、フィーダーから供給した砥粒を外周方向に加速し、羽根とベルトによって形成された多数の貯留室に砥粒を効率的に導くことができ、連続した砥粒群を形成できるものである。【００１５】
さらに、ノズル形状として断面三角形状を採用することで、四角形状や半円形状のノズルに比べて光沢部分の外側にできる曇った部分の発生を抑制し、ワーク表面を最も効率よく研磨することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る砥粒噴射研磨装置の一実施形態の概略説明図である。
【図２】羽根車の断面図である。
【図３】（Ａ）は軸側円板の内側の正面図及び断面図、（Ｂ）は開放円板の内側の正面図及び断面図である。
【図４】本装置を使用する状態の説明図である。
【図５】ノズルの形状と、そのノズルによる研磨状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る砥粒噴射研磨装置の好ましい実施形態を添付した図面について説明する。図１において、１は砥粒に遠心力を付与する羽根車、２はこの羽根車１の外周面の一部を閉塞するように羽根車１に巻掛けた無端のベルトである。また３は、このベルト２を羽根車１と連動させるために設けるプーリである。図では４つのプーリによって駆動しているが、これに限定するものではない。さらに、４は、羽根車１を回転させる駆動軸であり、これらの部材により砥粒の噴射装置を構成する。なお、かかる噴射装置の基本的な構成自体は、従来からあるこの種噴射装置と同じものである。
【００１８】
本発明の要旨は上記噴射装置における羽根車１の新規な構成にあり、図２及び図３について説明する。各図において、羽根車１は、同じ直径を有する軸側円板１１と開放円板１２の２枚の円板で板状の羽根１３を多数挟持すると共に、羽根１３相互間の周面を開放している。また、羽根１３は各円板の円周長さを細かく区画するために厚さの薄い板で形成し、回転方向に前傾させると共に、隣接する複数の羽根１３が互いに重なるように密な状態で設け、羽根１３の相互間の間隔を狭く設定して、外周に接するベルトとで形成される貯留室１３ａを多数形成している。かかる構成により、砥粒の貯留室１３ａの数と、その砥粒を放出する周面の開放部分の数が従来と比べて極めて多くなる。そのため、１回転する間に砥粒を放出する回数が多くなり、砥粒は恰も連続的に放出されるようになる。
【００１９】
また、一方の軸側円板１１の駆動軸４の周りには、外周側に低く傾斜した多数の第一整流羽根１４を駆動軸４を中心に放射状に設けている。さらに、他方の開放円板１２には、フィーダー５から供給する砥粒を受け入れる開口部１２ａを中心に設けると共に、その外側のドーナツ状の円板の内側面に、上記第一整流羽根１４と対向して、内周側に低く傾斜した多数の第二整流羽根１５を放射状に設けている。この二つの整流羽根１４、１５の存在により、フィーダー５から供給された砥粒は羽根車１の回転に従って外周方向に加速されつつ移動し、上記羽根１３により形成された多数の貯留室１３ａに砥粒は導かれると共に、貯留された砥粒は、連続した群として放出される。
【００２０】
このように、羽根車１の周縁に設けられる多数の羽根１３と、その羽根１３に砥粒を加速して供給する第一及び第二整流羽根１４、１５の相互作用により、密集し、かつ、連続した砥粒群が放出されるのである。
【００２１】
羽根車１から放出された密集した群の砥粒は、少し広がりながら飛んでいくので、ワークに衝突する前に再び密集した集団にする必要がある。そのため、砥粒の進行方向に向かってその通路を狭くしたノズル６を進行方向に対して少し下に傾けて設けている。このノズル６は、四方の壁を閉じると砥粒がノズル内に詰まってしまうおそれがあるので、下方の壁を開放した構造を採用している。そして、このノズル６の断面形状によって研磨部分の状況がそれぞれ異なる。
【００２２】
図５は、図４に示すように、ノズルから放出された砥粒群をワークに対して斜め方向から衝突させたとき、ノズルの断面形状の違いにより研磨形状がどのように変化するかを説明するものである。ノズルから放出された砥粒群は連続的に密集しているから、衝突部分は光沢が出て光沢部分（Ｌ）として研磨されるが、その周辺に光沢の程度がやや落ちる、いわば曇った部分（Ｄ）ができる。これは、砥粒群がワークに対して衝突したときに、砥粒同士が互いに衝突して、目標から外側にはみ出す砥粒が生じ、このはみ出した砥粒によって研磨された部分は砥粒の数が少ないため、曇ったように研磨されるためである。そして、この曇った部分の出現は、ノズルの形状によってその位置や形状が異なる。
【００２３】
図５（Ａ）に示す断面が四角形状のノズルの場合は、略矩形の光沢部分（Ｌ）が形成され、中心の光沢部分（Ｌ）に対して、その両側及び砥粒の進行方向の後側に曇った部分（Ｄ）が現れる。また、同図（Ｂ）に示す断面が半円形状のノズルの場合は、長円形の光沢部分（Ｌ）が形成され、その光沢部分（Ｌ）の後側の円弧の周りに曇った部分（Ｄ）が現れる。さらに、同図（Ｃ）に示す断面が三角形状のノズルの場合は、丸みを帯びた三角形状の光沢部分（Ｌ）が形成され、その光沢部分（Ｌ）の後側の辺に沿って曇った部分（Ｄ）が現れる。
【００２４】
ここで、実際の作業では、ワークが持つ広い平面部分を磨く場合、ワークを前後左右に動かすことになる。断面が四角形状のノズルの場合は、ワークを後側に動かすと曇った部分（Ｄ）はそのまま残り、中央は光沢部分（Ｌ）となるが左右両側は曇った部分（Ｄ）となる。また、ワークを前側に動かすと、後側の曇った部分は研磨され光沢部分（Ｌ）となるが左右両側の曇った部分（Ｄ）はそのままである。さらに、ワークを左右に動かした場合は、光沢部分（Ｌ）は曇った部分に入れ代わっていき曇った部分（Ｄ）が残る。断面が半円形状のノズルの場合は、左右の曇った部分（Ｄ）が小さいので、この現象は少し緩和される。
【００２５】
断面が三角形状のノズルの場合は、丸みを帯びた三角形状の光沢部分（Ｌ）の後側の辺のみに沿って曇った部分（Ｄ）が現れるので、ワークを左右に動かした場合に曇った部分（Ｄ）は後側のみとなる。そのため、ワークを左右に動かしながら前方へ動かしていくと、研磨面全体に曇った部分はなくなることになる。
【００２６】
以上のように、ノズルの形状によって、それぞれ表面研磨における異なる特性が表れるが、特に広い範囲を表面研磨する場合には、断面が三角形状のノズルの場合が最も効率よく研磨して光沢部分を形成することができることが分かった。そこで、本発明では、断面が三角形状のノズルを採用することとした。
【００２７】
以上述べたように、上記構成に係る本発明の砥粒噴射研磨装置によれば、羽根車１に投入した砥粒が、羽根車１の周縁に設けられる多数の羽根１３と、その羽根１３に砥粒を加速して供給する第一及び第二整流羽根１４、１５の相互作用により、密集し、かつ、連続した砥粒群として放出されるので、極めて良質の光沢面を形成することができる。さらに、ノズルの断面形状を三角形とすることで、その砥粒群を効率よくワークに噴射することができ、表面研磨における作業の能率も向上するものである。
【符号の説明】
【００２８】
１    羽根車
２    ベルト
３    プーリ
４    駆動軸
５    フィーダー
６    ノズル
１１    軸側円板
１２    開放円板
１２ａ  開口部
１３    羽根
１３ａ  貯留室
１４    第一整流羽根
１５    第二整流羽根
【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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【国際調査報告】
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2014141810.tif 000009
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