(57)【要約】【課題】ショット粒の投射スピードを上げ、作業効率を向上させることが可能なショット粒投射装置を提供することを目的とする。【解決手段】内方から外方に向かって形成された羽根６を複数枚有しケーシング１内を回転するホイール２によりショット粒３を投射口４から投射するショット粒投射装置である。ホイール２の中心部側へショット粒３を誘導する拡径テーパー状の誘導管路５と、誘導管路５に連通してホイール２の羽根形成部へショット粒３を誘導する傾斜状の送込路８とを有する。そして、ホイール２の羽根形成部へ誘導されるショット粒３は、ホイール２の径方向外方へ向かう速度成分を持って誘導管路５と送込路８とを通過するよう構成している。【選択図】  図３
2004216502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内方から外方に向かって形成された羽根（６）を複数枚有しケーシング（１）内を回転するホイール（２）によりショット粒（３）を該ケーシング（１）の投射口（４）から投射するショット粒投射装置に於て、上記ホイール（２）の中心部側へ上記ショット粒（３）を誘導する拡径テーパー状の誘導管路（５）と該誘導管路（５）に連通して上記ホイール（２）の羽根形成部へ該ショット粒（３）を誘導するよう該ホイール（２）の中心部に形成した傾斜状の送込路（８）とを有し、該ホイール（２）の羽根形成部へ誘導される該ショット粒（３）は該ホイール（２）の軸心方向へ進むと共に該ホイール（２）の径方向外方へ向かって該誘導管路（５）と該送込路（８）とを通過するよう構成したことを特徴とするショット粒投射装置。
【請求項２】
上記ホイール（２）の上記羽根（６）の高さを外方に向かって低くなるようにした請求項１記載のショット粒投射装置。
【請求項３】
上記ホイール（２）の上記羽根（６）は、その外方部が内方部より該ホイール（２）の回転方向後方位置となるように形成された請求項１又は２記載のショット粒投射装置。
【請求項４】
上記ホイール（２）の外周面（２ａ）と上記ケーシング（１）の内周面（１ａ）との間の空間部（７）を上記投射口（４）に向かって拡大状に形成した請求項１，２又は３記載のショット粒投射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍状態にしたバリ付き製品からバリを除去するためにその製品にショット粒を投射するショット粒投射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バリ付き製品（ワーク）のバリを破壊・除去するためには、例えば、バスケット内に冷凍状態にしたバリ付き製品を装入し、その製品に対してショット粒（メディア）を投射してバリの除去を行っている。そして、ショット粒をバリ付き製品へ向けて投射する従来のショット粒投射装置は、図５に示すように、羽根付きホイール４０を円周状内壁４２を形成するケーシング４１内において回転させ、図６に示すように、ショット粒４４をホイール４０の中心部へ供給し、図外のバスケット等に装入したバリ付き製品に対してショット粒４４を投射口４３から投射している。つまり、機械的なホイール４０の回転動作により、ショット粒４４を製品に向けて投げ出している。
なお、ケーシング４１内において羽根付きホイール４０が回転しているため、ホイール中心部の気圧が下がりショット粒４４を吸い込む作用が発生するが、吸い込み力が弱い（不十分である）ため、ショット粒４４を図外の圧送手段によりホイール４０へ強制的に圧送している。また、ショット粒は、図６の矢印Ｓに示すように、ホイール４０の垂直方向から（ホイール４０の軸心に沿った方向から）ホイール４０の中心部へ吸い込まれ、直角に方向変換されて半径方向へ飛び出すよう移動している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２７１５４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の投射装置では、ホイール４０の回転数を上昇させることにより、その中心部の気圧が低下して吸い込み力は強くなるが、一定の回転数を超えると気体（空気）の流れが乱流となりそれ以上回転数を上昇させても吸い込み力は強くならず、回転数の上昇による作業量の増加は期待できず、運転効率が悪くなるという問題点がある。つまり、バリ付き製品に対するショット粒４４の投射量、投射速度のさらなる向上が望めない。
さらに、ホイール４０の回転により吸い込まれてくるショット粒４４の運動エネルギーは、その運動方向がホイール中心部において直交方向に変換されるため、ロスが大きいという問題点がある。そのためバリ取り作業の能率を向上させるためには、多量のショット粒４４が必要となりコスト高となるという問題点がある。
また、ホイール４０に対して垂直にショット粒４４が衝突するため、ホイールの中央壁部が摩耗したり、また、その際にショット粒４４が破壊されてしまうという問題点がある。
【０００５】
そこで本発明は、ショット粒の投射スピードを上げ、作業効率を向上させることが可能なショット粒投射装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るショット粒投射装置は、内方から外方に向かって形成された羽根を複数枚有しケーシング内を回転するホイールによりショット粒を該ケーシングの投射口から投射するショット粒投射装置に於て、上記ホイールの中心部側へ上記ショット粒を誘導する拡径テーパー状の誘導管路と該誘導管路に連通して上記ホイールの羽根形成部へ該ショット粒を誘導するよう該ホイールの中心部に形成した傾斜状の送込路とを有し、該ホイールの羽根形成部へ誘導される該ショット粒は該ホイールの軸心方向へ進むと共に該ホイールの径方向外方へ向かって該誘導管路と該送込路とを通過するよう構成したものである。
また、上記ホイールの上記羽根の高さを外方に向かって低くなるようにしたものである。
また、上記ホイールの上記羽根は、その外方部が内方部より該ホイールの回転方向後方位置となるように形成されている。
また、上記ホイールの外周面と上記ケーシングの内周面との間の空間部を上記投射口に向かって拡大状に形成している。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき、本発明を詳説する。
【０００８】
本発明に係るショット粒投射装置は、種々の成形（例えば圧縮成形や射出成形等）によりバリが付いた状態で成形された製品からバリを除去するための作業において使用されるものであり、そのバリを破壊・除去するために、図１に示すように、例えばバスケット９内に冷凍状態にした多数のバリ付き製品Ｗを装入し、その製品Ｗに対してショット粒投射装置によりショット粒（メディア）３を投射してバリの除去を行っている。
【０００９】
バリ付き製品としては、例えば、ゴム又は樹脂製のシール材やパッキン等があり、それに対して有効なショット粒は、例えば、樹脂製で直径  ０．５ｍｍで高さが０．５ｍｍ  程度の小円柱部材や、直径０．５ｍｍ  の球状部材等であり、直径が  ０．２ｍｍ〜２ｍｍ程度の球の体積と同等の体積を有する粒である。
【００１０】
そして、本発明に係るショット粒投射装置は、図２の側面断面図及び図３の正面断面図に示すように、内方から外方に向かって形成された羽根６を複数枚有しケーシング１内を回転するホイール２により、ショット粒３をケーシング１に形成した投射口４から投射する装置であり、ホイール２の回転力により、ショット粒３を低温の気体（空気や窒素ガス）とともに固気混流として吹きつけるものである。つまり、本発明の装置は、ホイール２の回転による気体の高速流にのせてショット粒３を高速で吹き出すよう作用できるものである。
【００１１】
この投射装置は、ケーシング１と、ケーシング１の空室部１０にて回転するホイール２と、ケーシング１に接続されてホイール２の中央部に向かって拡径状に開口するテーパー誘導管１１と、テーパー誘導管１１の小径部側（上流側）に接続し均一な内径Ｄ０  の吸込管１３と、を備えている。
そして、ホイール２の回転によりホイール中央部の気圧が下がり、効率良く多量のショット粒３を吸込管１３、テーパー誘導管１１を経由して吸い込むことができる。
【００１２】
ケーシング１の空室部１０の内周壁は略一周の渦形状であり、その端部が外方へ向かって開口しショット粒３を投射する投射口４となる。
羽根付き円盤構造のホイール２は、図外のモータ等の回転駆動手段により軸心Ｃを回転中心として、ケーシング１の投射口４からショット粒３を投射するよう矢印Ａ方向に回転する。
吸込管１３は、図外のショット粒供給部からショット粒３が搬送される管路であり、図３ではその内径Ｄ０  より十分大きい（２．５  倍〜４倍の）曲率半径の曲管としている。
【００１３】
そして投射装置は、図３に示すように、ホイール２の中心部側へショット粒３を誘導する拡径テーパー状の誘導管路５と、誘導管路５に連通してホイール２の羽根形成部へショット粒３を誘導するようホイール２の中心部に軸心Ｃに対して傾斜状に形成された送込路８とを有している。
具体的に説明すると、誘導管路５はテーパー誘導管１１の拡径テーパー状の内周面による管路である。送込路８は、ホイール２の中心部に形成された先端球面状の円錐ガイド凸部１４と、誘導管路５と連続状になるようホイール２に形成されたテーパー筒状ガイド部１５との間に形成されるテーパー環状の流路である。
【００１４】
従って、吸込管１３を通過してホイール２の羽根形成部へ誘導されるショット粒３は、ホイール２の軸心方向へ進むと共に、ホイール２の径方向外方へ向かって誘導管路５と送込路８とを通過する。つまりショット粒３は、ホイール２の軸心方向へ向かう速度成分（軸心方向の速度ベクトル）とホイール２の径方向外方へ向かう速度成分（半径方向外方向きの速度ベクトル）とを持って誘導管路５と送込路８とを通過するよう構成されている。従って、ショット粒３は誘導管路５と送込路８とを曲線的に滑らかに流れ、送込路８を通過したショット粒３は、ホイール２の外径方向へ方向を変える。
【００１５】
ホイール２についてさらに説明すると、図２と図３に示すように、羽根６は円錐ガイド凸部１４の外方側に複数枚（図２では８枚）形成されて羽根形成部とし、各羽根６は独立状であり円形基盤１６とそれに対面する環状板１７との間に垂直状とされて一体としている。なお、上記送込路８の外周壁となるガイド部１５はこの環状板１７の内周部側である。
【００１６】
また、傾斜状の送込路８はホイール２の羽根形成部側に向かうにつれて流路が狭くなるようしており、さらに、ホイール２の羽根６の高さは（円形基盤１６と環状板１７との間隔は）ホイール２の外方に向かって低く（小さく）なるよう形成している。従って、ホイール２を軸心Ｃを含む面で切断した断面（図３の状態）において、送込路８からホイール２の外方部にわたってショット粒３の流路が順次狭くなるよう構成している。
さらに、軸心Ｃに対する送込路８の中心線の傾斜角度θは２５°〜５５°が好ましく、これによりショット粒３の流れがスムーズとなり、ショット粒３の吸い込みによる運動エネルギーの損失を少なくすることができると共に、装置をコンパクトにすることができる。
【００１７】
さらに、ホイール２の羽根６の形状は、ホイール２の中心部に吸い込まれたショット粒３がホイール２の回転により遠心力にて飛び出す（曲線の）軌跡に近い形状にするのが好ましい。これにより、ホイール２の回転数が高くなっても（例えば１２０００ｒｐｍ）、ケーシング１の空室部１０内において乱流が発生せず、ホイール２の回転数に応じてショット粒３の投射スピードを高速にすることができる。
なお、本発明においては、図２に示すように、上記軌跡に近い形状として、全ての羽根６はその外方部が内方部よりホイール２の回転方向後方位置となるように形成され、羽根６は半径方向の仮想線に対して斜め方向の平面板状とすることで、ホイール２の製作を極めて容易にすると共に、上記のとおりホイール２の回転数に応じてショット粒３の投射スピードを高速にしている。
【００１８】
さらに、図２に示すように、ホイール２の外周面２ａとケーシング１の内周面１ａとの間の空間部７を、投射口４に向かって拡大状に形成している。さらに説明すると、ケーシング１の空室部１０の一周（  ３６０°）をホイール２の羽根６の枚数ｎにて除して得た角度にて、ホイール２の外周面２ａとケーシング１の内周面１ａとの間の空間部７を区画した場合、各区画空間部の容積Ｑｉ  は最小区画空間部の容積Ｑ１  の整数倍に順次増加していくよう設定している。つまり、図２では、Ｑ１  ＝Ｑ２  ／２＝Ｑ３  ／３＝Ｑ４  ／４＝…＝Ｑｎ  ／ｎの関係となる。これによれば、空間部７にあるショット粒３を効率よく投射口４へ送ることができる。
【００１９】
また、これらの構成によれば、ホイール２の回転数を高くして使用できるためショット粒３を含む気体の流速が速くなり、ホイール２の回転による吸込作用は増大する。従って、（別の圧送手段を無くして）ショット粒供給部からのショット粒３の吸い込み量が増加し、効率よく多量かつ高速のショット粒３を投射させることができる。その結果、従来と比べて約１／２程度までショット粒３の量を減らしても、作業効率が低下しない。
【００２０】
図４は、ホイール２の回転数（ｒｐｍ  ）とショット粒３の投射スピードｖとの関係を示したグラフであり、一点鎖線ｂは図５に示した従来の投射装置による特性を表したものであり、直線ａは発明の投射装置によるものである。従来の装置では、回転数が約６０００回転をピークとしてショット粒３の投射スピードの増加は期待できない。しかし、本発明の投射装置では、６０００回転を超えてもなお回転数に応じて投射スピードは増加し、１２０００  回転を超えてもなお増加傾向にある。
【００２１】
次に、テーパー誘導管１１の誘導管路５について説明すると、誘導管路５の入口部（最小径部）の内径Ｄ１  は、吸込管１３の内径Ｄ０  と同一としており、誘導管路５の出口部（最大径部）の内径Ｄ２  との関係（拡大比Ｄ２  ／Ｄ１  ）においては、１．５≦Ｄ２  ／Ｄ１  ≦２．５  と設定して拡径させるのが好ましい。つまり、ホイール２へ送り込む直前の誘導管路５において、流路の断面積を大きくするのが好ましく、これにより、ショット粒３が流れやすくなる。
【００２２】
また、誘導管路５の中間部に、誘導管路５の内周壁の折れ角度が変化する節部１２を形成している。この節部１２は、誘導管路５の拡径テーパー角度が下流側へ向かってさらに大きくなるようされており、節部１２を設けることにより、誘導管路５のテーパー角度（拡大比Ｄ２  ／Ｄ１  ）を大きくすることができると共に、吸込管１３から誘導管路５への折れ角度αを小さくすることができる。従って、流路の断面形状が急変しないため、ショット粒３と気体との流線が管壁に沿いやすく、高速で流れるショット粒３と気体とをスムーズに流すことができる。
つまり、誘導管路５と送込路８とをショット粒３の助走区間として活用させることができる。
【００２３】
また、ケーシング１には、ショット粒３がホイール２の外周面２ａとケーシング１の内周面１ａとの間の空間部７から、ホイール２とケーシング１との隙間を通って軸受部１９等の回転摺動部及び駆動部への侵入を防ぐショット粒侵入防止手段２０を設けている。
これを具体的に説明すると、図３に示すようにケーシング１には、ホイール２と駆動部（軸受部１９）との間に軸心Ｃを中心とするテーパー環状の小空室部２１と、小空室部２１からケーシング１の外方（外気側）に連通する吸気孔２２と、を形成している。これにより、駆動部（軸受部１９）近傍の空気を吸気孔２２から吸気して、その空気を発生する気圧差により空間部７へ流すようにし、ショット粒３が空間部７から駆動部側へ侵入しないよう構成している。
【００２４】
吸気孔２２はケーシング１の上方部位（投射口４と反対側）に設けられており、さらに、小空室部２１の下方部位から投射口４に連通する排出孔２３を設け、もしショット粒３が小空室部２１に侵入したとしても、排出孔２３からショット粒３を自動的に落下させ排出できるよう構成している。
なお、ショット粒３を樹脂製とした場合、駆動部等へ侵入すると熱によりショット粒３は溶融し、それが作業停止後に駆動部において固化し、再度作業を開始しようとしてもホイール２が回転しなかったり、故障の原因となるおそれがある。
【００２５】
また、図３に示すように、ホイール２の外周面２ａとケーシングの内周面１ａとの間の空間部７には、ケーシング１から突出する突出壁部１８，１８が空間部７の周上に沿って、ホイール２の一方側の基盤１６及び他方側の環状板１７の外周面近傍位置に形成されている。これにより、空間部７に放出されるショット粒３は、ホイール２とケーシング１との隙間に入り込みにくくなる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような効果を奏する。
【００２７】
（請求項１によれば）ショット粒３の流れがスムーズになり、ホイール２の回転にて生ずるショット粒３の吸い込みによる運動エネルギーをそのまま活用して、ショット粒３の投射エネルギーに付加させることができる。
装置内部において乱流が発生しにくいため、ホイール２の回転数を高くすることができ、さらに、その回転数に応じてショット粒３の投射スピードを向上させることができる。
従って、ショット粒３の投射スピードは増大し、ショット粒３の量を従来より減らしてもバリ取りの処理能力を向上させることができる。
また、ショット粒３を吸い込む際、ショット粒３がホイール２に衝突しにくくなり、ホイール２の摩耗及びショット粒３の破壊を防止できる。
（請求項２によれば）ショット粒３の投射スピードを上昇させることができ、投射のためのエネルギーをより一層増大させることができる。
【００２８】
（請求項３によれば）ホイール２の回転数が高くなっても、ショット粒３とそれと混流となる気体とを乱流にさせることがなく、ホイール２の回転数の上昇に従ってショット粒３の投射スピードを上げることが可能となる。
また、ショット粒３の吸い込み力が強くなり、ショット粒３を強制的に圧送する機構が不要となり、装置の簡素化が図れる。
（請求項４によれば）ショット粒３を効率よく投射口４まで搬送できると共に、ショット粒３の投射スピードが増し、作業効率をより一層向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のショット粒投射装置の実施の一形態を示す側面断面図である。
【図２】ショット粒投射装置の側面断面図である。
【図３】ショット粒投射装置の正面断面図である。
【図４】ホイールの回転数とショット粒の投射スピードとの関係を説明するグラフである。
【図５】従来のショット粒投射装置の側面断面図である。
【図６】従来のショット粒投射装置の正面断面図である。
【符号の説明】
１  ケーシング
１ａ  内周面
２  ホイール
２ａ  外周面
３  ショット粒
４  投射口
５  誘導管路
６  羽根
７  空間部
８  送込路
【図１】
2004216502.tif 000003
【図２】
2004216502.tif 000004
【図３】
2004216502.tif 000005
【図４】
2004216502.tif 000006
【図５】
2004216502.tif 000007
【図６】
2004216502.tif 000008