(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
横長のホッパー本体(1) の下端部に樋状下端部(11)を配設し、該樋状下端部(11)に前記ホッパー(1)内の研掃材が供給されて、圧縮空気を供給する送気管(12)と、噴射ノズル(2)が先端に取付けられたホース(14)が接続される合流管(13)を所要間隔をあけて複数配設し、前記各噴射ノズル(2)から樋状下端部(11)に配設した各合流管(13)までの各ホース(14)の長さを一定としたうえに、
ホッパー本体(1)の内部にはホッパー本体(1) 内の研掃材の層厚を均一化するための平坦化機構(17)を設けることにより、
前記各噴射ノズル(2)間の研掃材の噴射圧力（＝衝突力）と噴射量のばらつきを小さくして複数の噴射ノズル(2)により同時に加工するようにしたことを特徴とする噴射加工装置。
【請求項２】
ホッパー本体(1)の底部を長手方向に２分割して２個の平行する樋状下端部(11)を配設し、夫々の樋状下端部(11)に、前記ホッパー(1)内の研掃材が供給されて、圧縮空気を供給する送気管(12)と、噴射ノズル(2)が先端に取付けられたホース(14)が接続される合流管(13)を所要間隔をあけて複数配設し、前記各噴射ノズル(2)から樋状下端部(11)に配設した各合流管(13)までの各ホース(14)の長さを一定にして接続した請求項１に記載の噴射加工装置。
【請求項３】
平坦化機構(17)が、ホッパー本体(1) の一端から他端にわたって架設される螺旋回転体である請求項１又は２に記載の噴射加工装置。
【請求項４】
ホッパー本体(1) の下部が樋状下端部(11)への傾斜ガイド面に形成されていてこの傾斜ガイド面を研掃材乾燥用のヒーター(20)により加熱できるようにした請求項１〜３の何れかに記載の噴射加工装置。
【請求項５】
複数のワークを配列支持可能なテーブル(3) をその一部が室外のセット位置において停止するように設置してある加工室(5) を備え、加工室(5) の底部には研掃材回収容器(6) を設けてこれに回収された噴射加工済の研掃材の有効成分がホッパー本体(1) に循環して投入再使用されるようにした請求項１〜４の何れかに記載の噴射加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工室内で噴射ノズルからワークに圧縮空気とともに研掃材を噴射して、バリ取り、スケール落とし、表面処理、彫刻加工などの加工を行うための噴射加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋳造品や成形品のバリ取り、スケール落とし、塗装の前処理、塗膜剥離、ショットピーニング等の表面処理、ガラス板、シリコンウエハー等の微細彫刻加工等の各種の加工を施す手段として噴射加工装置が広く用いられている。この噴射加工装置は、天然の珪砂（サンド）、アルミナや炭化珪素の粉末、ガラスビーズ、微小鋼球、鋼線のカットワイヤーなどからなる研掃材を圧縮空気とともに噴射ノズルから投射することにより、上記したような加工を施すものである。そして、噴射ノズルから投射されてワークを加工した後の研掃材は除去されたバリや研掃材微細破片等の粉塵とともに加工室の底部に連結した回収管から例えばサイクロン型式などの回収装置へ搬送され、粉塵は集塵装置へ導入されて分離除去され、研掃材として有効な成分は分離、回収されてホッパーへ循環投入されて再使用に供される。
【０００３】
しかしながら、このようなワークの噴射加工においては、その種類によって中には２０分もの長い加工時間を要するものがあり、この場合でも加工の高能率化が求められている。従来の方法で噴射加工を経済的、効率的に行うには研掃材の噴射距離、噴射角度、噴射圧力、研掃材と空気の混合比等の加工条件の適切な調整を必要とし、例えば、噴射圧力が高ければ高いほど加工能率が向上し、また、噴射圧力を高くすれば、噴射距離も遠くすることができて研掃材の拡散面積も広くなるために単位当りの研掃時間を短縮することができる。しかし、噴射圧力を高くすれば加工能率が向上する反面、研掃材及び噴射ノズル等の損耗も急激に増加するので、ただ噴射圧力を増加すればよいというものではない。また、単に噴射ノズルの本数のみを増設した場合においては上記したような研掃材の噴射距離、噴射角度、噴射圧力、研掃材と空気の混合比等の加工条件が噴射ノズルによってばらついてしまうので、安定した加工性能を得ることができず、したがって、噴射加工の能率を向上させることは困難であるという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとするところは上記したような従来の問題点を解決し、安定した加工性能で多数のワークを同時に効率よく加工することのできる噴射加工装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、横長のホッパー本体の下端部に樋状下端部を配設し、該樋状下端部に前記ホッパー内の研掃材が供給されて、圧縮空気を供給する送気管と、噴射ノズルが先端に取付けられたホースが接続される合流管を所要間隔をあけて複数配設し、前記各噴射ノズルから樋状下端部に配設した各合流管までの各ホースの長さを一定としたうえに、ホッパー本体の内部にはホッパー本体内の研掃材の層厚を均一化するための平坦化機構を設けることにより、前記各噴射ノズル間の研掃材の噴射圧力（＝衝突力）と噴射量のばらつきを小さくして複数の噴射ノズルにより同時に加工するようにしたことを特徴とする噴射加工装置である。この発明において、ホッパー本体の底部を長手方向に２分割して２個の平行する樋状下端部を配設し、夫々の樋状下端部に、前記ホッパー内の研掃材が供給されて、圧縮空気を供給する送気管と、噴射ノズルが先端に取付けられたホースが接続される合流管を所要間隔をあけて複数配設し、前記各噴射ノズルから樋状下端部に配設した各合流管までの各ホースの長さを一定にして接続することができるし、平坦化機構を、ホッパー本体の一端から他端にわたって架設される螺旋回転体とすることができるし、ホッパー本体の下部が樋状下端部への傾斜ガイド面に形成されていてこの傾斜ガイド面を研掃材乾燥用のヒーターにより加熱できるようにすることができる。また、複数のワークを配列支持可能なテーブルをその一部が室外のセット位置において停止するように設置してある加工室を備え、加工室の底部には研掃材回収容器を設けてこれに回収された噴射加工済の研掃材の有効成分がホッパー本体に循環して投入再使用されるようにすることができる。
【０００６】
【作用】
本発明によれば、横長のホッパー本体内に投入されて堆積する研掃材は、樋状下端部内においてその長手方向の層厚が平坦化機構により均一化され、前記樋状下端部に配設された各合流管へ供給される研掃材の量はばらつきが殆どないから各噴射ノズルより投射される研掃材の噴射量は一定であり、前記合流管に接続し先端に噴射ノズルを取付けた各ホースの長さを等しく一定とするとともに、前記各合流管に送気管より供給される圧縮空気の圧力を同等圧力にして供給することができるから、前記各噴射ノズルより噴射される研掃材の噴射圧力の損失を同じくして、研掃材のワークへの衝突力（加工能力）を同等にでき、各噴射ノズル間のばらつきがない安定した加工性能を発揮できるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態を示す。図１〜３は本発明の第１の実施形態を示すもので、研掃材供給ホッパーは、研掃材を貯留する横長のホッパー本体１の底部を形成している樋状下端部１１に所要の間隔をおいてホース１４を配設して各ホース１４の先端に前記ホッパー本体１に貯留される研掃材をワークに向けて噴射する噴射ノズル２を取付けたもので、この研掃材供給ホッパーは、内部にワーク４を配列支持可能な間歇回動自在なテーブル３をその一部が室外のセット位置において停止するように設置してある加工室５の一側に設置されている。ホッパー本体１の下部の樋状下端部１１に流下した研掃材は送気管１２から送入される圧縮空気と合流管部１３において合流して樋状下端部１１より分岐するホース１４を介して先端の噴射ノズル２にまで圧送され、この噴射ノズル２から噴射されてテーブル３上に横一列に配列されたワーク４に対して所要の噴射加工を行う。噴射加工後において先に加工室５内において噴射加工されたワーク４は、テーブル３の中心下部に設けられた回転軸３１により、３６０ー／ステーション数ずつ（２ステーションである図示例では１８０ーずつ）間歇的に回動され、加工室５の外のセット位置４１で停止している間にセットおよびリセットが行なわれ、一列状にセットされた未加工のワーク４はその後の回動で噴射加工位置に位置決めされる。
【０００８】
そして、除去されたバリや研掃材微細破片等の粉塵を含む噴射加工を終えた研掃材は研掃材回収容器６底面に設けられた回収管７からサイクロン８に搬送されるが、研掃材中の粉塵が集塵装置へ搬送されて分離除去され、研掃材は回収されてホッパー１へ送られて再び噴射加工に使用される。
【０００９】
噴射加工の能率を飛躍的に向上させるために、図２に示すように、先ず多数のワーク４を間歇回動自在なテーブル３上に配列して、所定の噴射加工位置に位置決めさせる。なお、図２においてワーク４の配列は横一列としてあるが、必要に応じて２列以上の多列とすることも可能である。そして、複数の噴射ノズル２間の研掃材のワーク４への衝突力を同等に調整するために、配列されたワーク４からそれぞれのワーク４を噴射加工する噴射ノズル２を同一の距離をおいて略平行に配列する。さらに、ホース１４による研掃材の搬送抵抗を同等に調整するために、ホッパー本体１はその水平断面が矩形となる横長のもので、ホッパー本体１の底部の樋状下端部１１をワーク４の配列方向、すなわち、噴射ノズル２の配列方向に平行として配設したうえ、ホッパー本体１の樋状下端部１１に所要の間隔をおいて配設してある合流管１３に続くホース１４の長さが同長となるようにしてある。また、合流管１３においては送気管１２から送られた圧縮空気と樋状下端部１１から供給される研掃材が合流管１３において合流されて噴射ノズル２にまでホース１４により圧送される。図２においては、７個のワークを加工するために各々のホース１４を同じ長さのものとし、且つ、ワーク４と噴射ノズル２間の距離を同じものとすることによって、供給される圧縮空気の圧力および研掃材の量が同じであれば、全てのワーク４を同等の加工性能でもって噴射加工を行うことができる。
【００１０】
テーブル３上に横に配列した多数のワーク４を噴射加工するにはホッパー本体１が横長のものとなってしまうため、通常の場合においては、図４に示すように、サイクロンに回収されて粉塵が除去された研掃材は、ホッパー本体１の内部においてサイクロン下端の研掃材導入口８１の下方に山状の堆積研掃材２１として堆積してしまい、当然のことながら層厚部分の圧下力は層薄部分の圧下力より高いこともあって、研掃材の噴射ノズル２への供給量には大きなばらつきが生じることになる。すなわち、堆積研掃材２１の層厚が厚いため堆積圧力が高いホッパー本体１の中央付近のホース１４には多量の研掃材が供給されるのに対し、層厚が薄く堆積圧力の低いホッパー本体１の両端付近のホース１４には少量の研掃材しか供給されないこととなって、各噴射ノズル２の加工性能にバラツキを生じ、極端な場合にはホッパー本体１の両端のホース１４には研掃材が全く供給されないような場合もあったりして、噴射加工の過度のものや不足したもの等噴射加工度にばらつきが生じ、多数のワーク４を同時に所定時間内で加工を完了させることができず、安定した噴射加工を行うことができないという問題が生じるおそれがある。
【００１１】
そこで、本発明では、ホッパー本体１に投入されて内部に堆積する研掃材の各部における層厚を均一化するための平坦化機構１７として、例えば、図５に示すように、ホッパー本体１の内部にホッパー本体１の一端から他端にわたるように、螺旋羽根１６をシャフト１５の周縁に設けた螺旋回転体を軸受１８を介して長手方向に配設してある。そして、このような平坦化機構１７としての螺旋回転体を所定時間をもって正逆回転させることによって、研掃材が山状に堆積することなく略平坦にならすことができ、全ての噴射ノズル２への研掃材の供給量を同等にして加工性能の均等化を図ることができる。なお、前記した螺旋回転体としては、角形金属線を圧縮コイルばねの如く巻き付けた形状のものや、シャフトに溝を形成したものなどを用いることができ、山状の堆積研掃材２１を平坦にならすことのできるものであれば、特にその構造に制限はないものである。
【００１２】
なお、ホッパー１の下部は樋状下端部１１への傾斜ガイド面に形成されていてこの傾斜ガイド面を研掃材乾燥用のヒーター２０により加熱できるようにして研掃材の湿気を除去し、その流動性を良好に保つようにしておくことが望ましく、この場合の加熱温度は５０〜８０℃程度でその目的は十分達成することができる。
【００１３】
また、一つのワーク４に数カ所の部位を噴射加工するような多数の噴射ノズルを必要とする場合には、１つのホッパー本体１の底部が一列の樋状下端部１１では合流管１３を取付けるスペースが不足することとなり、例えば、一つのワーク４に対して５個の噴射ノズル２を向けて横一列に７個並べたワーク４を噴射加工するには合計３５個の噴射ノズルを必要とするが、このような場合には、第２の実施の形態として図７に示したように、ホッパー本体１の底部を二つの樋状下端部１１に分割しておくことによって、より多くの合流管１３を配設することができ、より多くのホース１４から一定量の研掃材を各噴射ノズル２へ圧送し、該各噴射ノズル２の研掃材の噴射量、噴射圧力（＝衝突力）、加工能力を同じくしてばらつきがない加工性能でもって効率よく噴射加工を行うことができる。
【００１４】
このように、横長のホッパー本体１の樋状下端部１１に所要間隔をあけて配設した各合流管１３にでホ−ス１４を配設し、該各ホース１４の先端の噴射ノズル２から前記合流管１３までのホース１４の距離を一定として、噴射ノズル２までの研掃材の噴射圧力の損失を各噴射ノズル間で差のないものとすることにより、研掃材の噴射圧力を略均等に確保することができる。さらに、横長のホッパー本体１内で堆積する研掃材は、樋状下端部１１内においてその長手方向の層厚を均一化することにより全ての各噴射ノズル２間における研掃材の噴射量をばらつきの小さいものとすることができ、安定して効率よく投射加工することができる。また、ホッパー本体１の下部の樋状下端部１１への傾斜ガイド面を研掃材乾燥用のヒーター２０により加熱できるようにしてあることによって、研掃材の湿気を除去してその流動性を一定に良好に保つことができる。
【００１５】
【実施例】
圧縮空気圧力0.5MPaにて、#400のアルミナ粒子を研掃材として内径φ８の噴射ノズル２から噴射させる実験を図１に示す平坦化機構１７を具備した研掃材供給ホッパーを備えた噴射加工装置と、前記平坦化機構１７のない研掃材供給ホッパーを備えた噴射加工装置とにより行なったところ、後者ではホッパー本体の内部に研掃材が山状に堆積して中央の噴射ノズルからの噴射量は2.5kg/min と多く、端の噴射ノズルからの噴射量は1.5kg/min と少なく、その間には1.0kg/min もの大きなばらつきが生じてしまったが、前者では螺旋回転体により研掃材が山状に堆積することをなくし各部の層厚が均一となるように表面が平坦化するので、７個の噴射ノズル２からの噴射量を 2.0〜2.2 kg/minと大幅にばらつきの小さいものとすることができた。このような効果は、各々のワーク４と噴射ノズル２の間隔および研掃材を噴射ノズル２に圧送するホース１４の長さを同じとして、そのホースを樋状下端部１１に所要間隔でもって配設したときに特に顕著であった。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は以上に説明したように、横長のホッパー本体に投入されて内部に堆積する研掃材の層厚を均一化するための平坦化機構をホッパー本体の内部に設けると共に、前記横長のホッパー本体の樋状下端部の長手方向に所要間隔をあけて複数の噴射ノズルを配設し、該噴射ノズルを接続する各ホースの長さを等しく一定にしたことにより、各噴射ノズルの研掃材の噴射量、噴射圧力（＝衝突力）、加工能力の差異が少ない加工することができる。よって、本発明は従来のこの種の噴射加工装置における問題点を解決したものとして極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す一部切欠正面図である。
【図２】図１における要部の平面図である。
【図３】図１における要部の拡大図である。
【図４】内部に研掃材が山状に堆積した状態で示す研掃材供給ホッパーの一部切欠側面図である。
【図５】平坦化機構の１例である螺旋回転体の斜視図である。
【図６】平坦化機構の１例である螺旋回転体が配設された研掃材供給ホッパーの一部切欠正面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の概略の説明図である。
【符号の説明】
１  ホッパー本体
２  噴射ノズル
３  テーブル
４  ワーク
５  加工室
６  研掃材回収容器
11  樋状下端部
14  ホース
17  平坦化機構
20  ヒーター
【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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