(57)【要約】【課題】タンクに貯留したスラリを押し出すという、これまでにない構成を採用したウエットブラスト装置を提供し、また、この押出式のウエットブラスト装置を用いた高精度なワーク処理技術を提供するものである。【解決手段】液体に砥粒を混入したスラリ１を圧搾エアと共にワーク５に噴射するウエットブラスト装置であって、前記スラリ１を貯留するタンク２が設けられ、このタンク２内に加圧用気体を導入して該タンク２内を加圧することで該スラリ１をタンク２外に押し出し、この押し出されたスラリ１を前記圧搾エアと共にワーク５に噴射するように構成されているものである。【選択図】        図２
2004230535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体に砥粒を混入したスラリを圧搾エアと共にワークに噴射するウエットブラスト装置であって、前記スラリを貯留するタンクが設けられ、このタンク内に加圧用気体を導入して該タンク内を加圧することで該スラリをタンク外に押し出し、この押し出されたスラリを前記圧搾エアと共にワークに噴射するように構成されていることを特徴とするウエットブラスト装置。
【請求項２】
請求項１記載のウエットブラスト装置において、加圧用気体として圧搾エアが採用されていることを特徴とするウエットブラスト装置。
【請求項３】
請求項１，２いずれか１項に記載のウエットブラスト装置において、タンクには、スラリ中の液体と砥粒とを所定割合に維持する維持機構が設けられていることを特徴とするウエットブラスト装置。
【請求項４】
請求項３記載のウエットブラスト装置において、維持機構として、タンク内のスラリを撹拌する撹拌装置が採用されていることを特徴とするウエットブラスト装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載のウエットブラスト装置において、圧搾エアの通過経路にはマスフロー流量制御機構が設けられていることを特徴とするウエットブラスト装置。
【請求項６】
請求項５記載のウエットブラスト装置において、マスフロー流量制御機構は、圧搾エアの通過経路にして該圧搾エアがスラリと混合される前の部位に設けられていることを特徴とするウエットブラスト装置。
【請求項７】
請求項５，６いずれか１項に記載のウエットブラスト装置において、マスフロー流量制御機構は、スラリ１の通過経路には設けられず、圧搾エアの通過経路にのみ設けられていることを特徴とするウエットブラスト装置。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか１項に記載のウエットブラスト装置を用い、タンク内に所定量のスラリを貯留せしめ、このタンク内に加圧用気体を導入して該タンク内を加圧することで前記スラリをタンク外に押し出しつつ該スラリを圧搾エアと共に噴射してワークを前記所定量以下のスラリで処理することを特徴とするワーク処理方法。
【請求項９】
液体に砥粒を混入したスラリを圧搾エアと共にワークに噴射するワーク処理方法であって、前記スラリを貯留するタンク内に加圧用気体を導入し、該タンク内を加圧することで該スラリをタンク外に押し出し、この押し出されたスラリを前記圧搾エアと共にワークに噴射することを特徴とするワーク処理方法。
【請求項１０】
請求項９記載のワーク処理方法において、ワークに噴射したスラリをタンクに導入しないようにしたことを特徴とするワーク処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエットブラスト装置及びワーク処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
液体に砥粒を混入したスラリを圧搾エアと共にワークに噴射して処理するウエットブラスト装置が種々提案されている。
【０００３】
このウエットブラスト装置は、例えば、本願出願人の先願に係る特許第３３５６４１５号公報に開示されているように、ポンプを用いてスラリをノズルに導入し、このノズルに導入したスラリを圧搾エアと共にワークに噴射し、噴射したスラリを回収し、該回収したスラリを前記ポンプを用いて再度ノズルに導入するという循環式が採用されている。
【０００４】
本発明は、タンクに貯留したスラリを押し出すという、これまでにない構成を採用したウエットブラスト装置を提供し、また、この押出式のウエットブラスト装置を用いた高精度なワーク処理技術を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【０００６】
液体に砥粒を混入したスラリ１を圧搾エアと共にワーク５に噴射するウエットブラスト装置であって、前記スラリ１を貯留するタンク２が設けられ、このタンク２内に加圧用気体を導入して該タンク２内を加圧することで該スラリ１をタンク２外に押し出し、この押し出されたスラリ１を前記圧搾エアと共にワーク５に噴射するように構成されていることを特徴とするウエットブラスト装置に係るものである。
【０００７】
また、請求項１記載のウエットブラスト装置において、加圧用気体として圧搾エアが採用されていることを特徴とするウエットブラスト装置に係るものである。
【０００８】
また、請求項１，２いずれか１項に記載のウエットブラスト装置において、タンク２には、スラリ１中の液体と砥粒とを所定割合に維持する維持機構４が設けられていることを特徴とするウエットブラスト装置に係るものである。
【０００９】
また、請求項３記載のウエットブラスト装置において、維持機構４として、タンク２内のスラリ１を撹拌する撹拌装置が採用されていることを特徴とするウエットブラスト装置に係るものである。
【００１０】
また、請求項１〜４いずれか１項に記載のウエットブラスト装置において、圧搾エアの通過経路２１にはマスフロー流量制御機構７が設けられていることを特徴とするウエットブラスト装置に係るものである。
【００１１】
また、請求項５記載のウエットブラスト装置において、マスフロー流量制御機構７は、圧搾エアの通過経路２１にして該圧搾エアがスラリ１と混合される前の部位に設けられていることを特徴とするウエットブラスト装置に係るものである。
【００１２】
また、請求項５，６いずれか１項に記載のウエットブラスト装置において、マスフロー流量制御機構７は、スラリ１の通過経路１６には設けられず、圧搾エアの通過経路２１にのみ設けられていることを特徴とするウエットブラスト装置に係るものである。
【００１３】
また、請求項１〜７いずれか１項に記載のウエットブラスト装置を用い、タンク２内に所定量のスラリ１を貯留せしめ、このタンク２内に加圧用気体を導入して該タンク２内を加圧することで前記スラリ１をタンク２外に押し出しつつ該スラリ１を圧搾エアと共に噴射してワーク５を前記所定量以下のスラリ１で処理することを特徴とするワーク処理方法に係るものである。
【００１４】
また、液体に砥粒を混入したスラリ１を圧搾エアと共にワーク５に噴射するワーク処理方法であって、前記スラリ１を貯留するタンク２内に加圧用気体を導入し、該タンク２内を加圧することで該スラリ１をタンク２外に押し出し、この押し出されたスラリ１を前記圧搾エアと共にワーク５に噴射することを特徴とするワーク処理方法に係るものである。
【００１５】
また、請求項９記載のワーク処理方法において、ワーク５に噴射したスラリ１をタンク２に導入しないようにしたことを特徴とするワーク処理方法に係るものである。
【００１６】
【発明の作用及び効果】
タンク２内に加圧用気体を導入することによって該タンク２内を加圧し、この加圧によって前記スラリ１をタンク２外に押し出す構成であるから、ポンプでスラリ１を押し出すタイプでは限界があった、高圧，高速でのスラリ１の導出が可能となる。具体的には、スラリ１に比して気体は高圧に加圧することができ、タンク２内に高圧の加圧用気体を導入すれば、スラリ１を高圧，高速で導出することができる。
【００１７】
また、スラリ１をタンク２外に導出する際（押し出す際）の圧力の調整も容易に達成できる。具体的には、タンク２内に所望の圧力の加圧用気体を導入すれば、この所望の圧力でスラリ１を導出することができる。また、スラリ１が導出されることによるタンク２内の圧力の低下は、タンク２内に加圧用気体を補充することで簡単に防止することができ、これにより、スラリ１を簡単に一定圧力で導出することができる。
【００１８】
また、タンク２内のスラリ１をポンプで導出する構成では、ポンプの構造上の原因から、どうしても脈動が発生してしまうが、本発明の構成によれば、このような脈動は発生しない。
【００１９】
本発明は上述のように構成したから、従来のウエットブラスト装置では困難であった高圧，高速での処理や高精度での処理が可能となる画期的なウエットブラスト技術となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１，２は本発明の第一実施例、図３，４は第二実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【００２１】
第一実施例は、液体に砥粒を混入したスラリ１を圧搾エアと共にワーク５に噴射するウエットブラスト装置であって、前記スラリ１を貯留するタンク２が設けられ、このタンク２内に加圧用気体を導入して該タンク２内を加圧することで該スラリ１をタンク２外に押し出し、この押し出されたスラリ１を前記圧搾エアと共にノズル６から噴射するように構成されているものである。
【００２２】
液体や砥粒は、ワーク５や該ワーク５に施す処理によって適宜選択する。例えば、液体として水や脱脂溶液を採用したり、砥粒としてガラス砥粒やアルミナ砥粒を採用する。
【００２３】
スラリ１は、従来のウエットブラスト装置のように、ノズル６から噴射された後に循環使用されたりせず、タンク２に貯留された分だけが噴射される構成である。ノズル６から圧搾エアと共に噴射されたスラリ１は、回収部１０で回収される。
【００２４】
タンク２には、スラリ１中の液体と砥粒とを所定割合に維持する維持機構４、具体的には、タンク２内のスラリ１を撹拌する撹拌装置が設けられている。
【００２５】
図中、符号１１はタンク２内のスラリ１を撹拌する撹拌羽、１２は該撹拌羽１１を回転させる為の駆動モータである。撹拌羽１１の回転により、タンク２内において、スラリ１中の砥粒が沈降することが阻止され、これによりタンク２内のスラリ１はどの部分でも液体と砥粒とが所定の割合となる。
【００２６】
また、タンク２には、該タンク２内のスラリ１を前記ノズル６に導入する為のスラリ導出経路１６が連設されている。このスラリ導出経路１６には、開閉弁１７が設けられている。
【００２７】
また、タンク２には、該タンク２内にスラリ１を導入する為のスラリホッパ１３がスラリ経路１４を介して連設されている。このスラリ経路１４には、開閉弁１５が設けられている。
【００２８】
また、タンク２には、該タンク２内に前記加圧用気体を導入する為の気体経路１８が連設されている。この気体経路１８には、開閉弁１９が設けられている。
【００２９】
気体経路１８は、前記ノズル６に圧搾エアを導入する為の圧搾エア経路２０から分岐されている。
【００３０】
具体的には、圧搾エア経路２０は、前記タンク２に連設される気体経路１８と、前記ノズル６に連設される圧搾エア供給経路２１とに分岐されている。気体経路１８及び圧搾エア供給経路２１には、流量及び流圧を調整可能な調整部２２・２３が夫々設けられ、この夫々の調整部２２・２３での設定により、前記タンク２に導入される加圧用気体（圧搾エア）の量及び圧力と、前記ノズル６に導入される圧搾エアの量及び圧力とは、夫々調整される。
【００３１】
気体経路１８の調整部２２の調整により、タンク２から導出されるスラリ１の導出量及び導出圧を調整することができる。この調整は、例えばタンク２に水を貯留しておき、この水を用いた試運転を実施することで、ワーク５の処理前に予め行っておくと良い。
【００３２】
圧搾エア供給経路２１には、開閉弁２４が設けられている。
【００３３】
図中、符号２５は逆流防止弁、２６はエア供給装置、２７は圧搾エア経路２０を通過する圧搾エアの流量を測定するエア流量計、２８はワーク固定部である。
【００３４】
ノズル６は、前記タンク２から押し出されたスラリ１と、前記圧搾エア供給経路２１を通過してきた圧搾エアとを適正に混合して噴射するものが採用される。
【００３５】
上記各構成は、コンパクト化の達成、移動性等を考慮し、なるべく一個のケース体２９の内部に設けられるようにすると良い。
【００３６】
第一実施例のウエットブラスト装置は、特に下記の作用効果を発揮する。
【００３７】
▲１▼  スラリ１をノズル６に導入する為のポンプが不要な為、装置を小型化することができる。小型化した場合、例えば、研究室で使用する実験装置や試験装置（皮膜評価や耐摩耗性等の試験装置）として好適なものとなる。
【００３８】
▲２▼  タンク２に導入する加圧用気体（圧搾エア）を高圧とすれば、該タンク２内のスラリ１を高圧でノズル６に押し出すことができ、この高圧のスラリ１を用いての高速処理（高速加工）が可能となる。
【００３９】
▲３▼  スラリ１をノズル６に導入する際の量や圧力は、タンク２に導入する加圧用気体の量や圧力で簡単に調整，制御することができ、これにより所望の加工や処理を簡単に行える。
【００４０】
▲４▼  ノズル６にスラリ１を導入する経路にポンプが存在しない為、ポンプではどうしても発生する脈動が発生しない。
【００４１】
▲５▼  ワーク５に噴射されるスラリ１の量の把握（管理）が容易に行える。具体的には、予めタンク２に導入したスラリ１の量と加工後の該タンク２内のスラリ１の量とを比較することでワーク５に噴射したスラリ１の量を簡単に把握することができる。また、タンク２内に導入する加圧用気体の量や圧力を制御した場合、該加圧用気体の量や圧力とタンク２外に押し出されるスラリ１の量や圧力は比例関係となるから、単位時間当たりのスラリ１の噴射量も容易に把握することができる。
【００４２】
▲６▼  タンク２に貯留したスラリ１だけをワーク５に噴射する構成の為、循環式では問題となることがある摩耗した砥粒がワーク５に噴射されることは確実に防止できる。具体的には、タンク２にフレッシュなスラリ１を貯留すれば、このフレッシュなスラリ１だけがワーク５に噴射され、よって、このワーク５の加工や処理は所望の安定した状態で達成される。
【００４３】
即ち、第一実施例は、高精度なウエットブラスト処理や、高速度なウエットブラスト処理が可能な極めて画期的なウエットブラスト装置となる。
【００４４】
特に、高精度なウエットブラスト処理が可能であるから、実験装置や試験装置として極めて好適なものとなり、精度の良い実験データ等が得られることになる。
【００４５】
また、超硬質のワーク５でも、高速度で処理を行うことで短時間で処理を完了することができる。
【００４６】
また、スラリ１を循環させるポンプが存在しない為、それだけ省エネルギー（省電力）も達成されることになる。
【００４７】
また、スラリ１を循環させる構成ではないが、タンク２の貯留容量以上のスラリ１を圧搾エアと共にワーク５に噴射することも可能である。具体的には、タンク２に貯留しているスラリ１が無くなれば、該タンク２からは圧搾エアだけが導出されることになり、この状態においてはワーク５は何ら処理されない。この状態において、前記スラリホッパ１３からタンク２にスラリ１を導入すれば、このタンク２に導入されたスラリ１がワーク５に噴射されることになり、これを繰り返せば、非常に多くのスラリ１を使用する処理も可能となる。
【００４８】
尚、この場合には、予めタンク２に貯留しているスラリ１が無くなった後、前記各開閉弁を閉塞してスラリ１のノズル６への導入を阻止し、タンク２にスラリ１を貯留せしめたら、前記閉塞した各開閉弁を開放して処理を開始する。ワーク５の処理量（加工量）は、主にスラリ１の量によって決定される為、処理が断続的となっても試験結果等に与える影響は殆ど無い。
【００４９】
第二実施例は、第一実施例の別例で、ノズル６に圧搾エアを導入する圧搾エア供給経路２１にマスフロ流量制御機構７を設けたものである。
【００５０】
第一実施例は、ノズル６へのスラリ１の導入構成を改良して高精度や高速度でのウエットブラスト処理を達成したものであるが、第二実施例は、更に、ノズル６への圧搾エアの導入構成を改良してより一層高精度なウエットブラスト処理を達成したものである。
【００５１】
マスフロー流量制御機構７は高精度の流量制御を達成できる装置として業界において公知である。
【００５２】
図４は、このマスフロー流量制御機構７を図示したものであり、流体の流量を監視するセンサ３１（高精度なマスフローセンサと呼ばれるものが採用される。）と、バルブ３２（微調整可能な電磁バルブが採用される。）と、該センサ３１で感知した流体の流量から該バルブ３２の開閉度合いをデジタル制御する制御部３３とから構成されている。
【００５３】
このマスフロー流量制御機構７は、前記圧搾エア供給経路２１にだけ設けられ、その他の圧搾エアが通過する経路やスラリ１が通過する経路には設けられない構成が採用されている。
【００５４】
出願人が繰り返した実験によれば、スラリ１が通過する経路にマスフロー流量制御機構７を設けても、ワーク５の処理量や処理精度は殆ど変わらず、圧搾エア供給経路２１にマスフロー流量制御機構７を設けた場合に、スラリ１と圧搾エアとの噴射量が安定して処理量や処理精度が極めて高くなることが確認されている（加工のバラツキ精度で５倍となる）。また、圧搾エア供給経路２１にだけマスフロー流量制御機構７を設けた場合と、圧搾エア供給経路２１及びスラリ１が通過する経路の双方にマスフロー流量制御機構７を夫々設けた場合とでは、殆ど効果（処理量や処理精度）に差がないことが確認されている。従って、高精度な処理を達成できるという観点と、コスト安であるという観点との双方から、第二実施例では圧搾エア供給経路２１にだけマスフロー流量制御機構７が設けられる構成を採用している。
【００５５】
この圧搾エア供給経路２１にだけマスフロー流量制御機構７が設けられる構成で処理量や処理精度が高まる理由は、ノズル６では、該ノズル６を圧搾エアが通過する際の負圧による吸引作用、即ち、圧力バランスによる吸引作用でスラリ１と該圧搾エアとが混合されており、この際、圧搾エアの流量及び流圧が安定すると、当然ながら、前記圧力バランスが安定し、これにより、スラリ１と圧搾エアとが処理能力を高いレベルで安定して発揮できる混合状態となり、よって、処理量や処理精度が高まるのではないかと考えられる。
【００５６】
以上、第二実施例は、ワーク５に対して第一実施例よりも更に高精度でのウエットブラスト処理が可能な極めて画期的なウエットブラスト装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施例の概略を示す説明図である。
【図２】第一実施例の説明図である。
【図３】第二実施例の概略を示す説明図である。
【図４】第二実施例のマスフロー流量制御機構７の説明図である。
【符号の説明】
１  スラリ
２  タンク
４  維持装置
５  ワーク
７  マスフロー流量制御機構
１６  通過経路
２１  通過経路
【図１】
2004230535.tif 000003
【図２】
2004230535.tif 000004
【図３】
2004230535.tif 000005
【図４】
2004230535.tif 000006