(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製シリンダの外周に冷却パイプを配設し、該シリンダを冷却しながらその内部に水を供給し、シリンダ内面に氷の層を構成させ、この氷の層を螺旋突条を有するオーガによって削り取りながら、連続的に薄片状をしたフレークアイスを製造するフレークアイス製氷機と、前記フレークアイス製氷機の下方に位置し、槽内に上下を隔てるメッシュ状隔壁を有し、前記フレークアイス製氷機から自由落下し、前記メッシュ状隔壁を通過することにより、予め設定された大きさ以下に選別されたフレークアイスと水とを混合して氷スラリーとすると共に、底面には氷スラリー取出し口があけられており、この氷スラリー取出し口には、氷スラリー循環パイプの一端が接続され、該氷スラリー循環パイプの他端は、氷スラリー循環ポンプ、氷スラリー濃度モニターを介して、混合槽の周壁下部に設けられた氷スラリー還流口に接続されており、氷スラリーの濃度を設定値に維持できる様になった混合槽と、前記混合槽から氷スラリーの供給を受け、濃度の一定した氷スラリーを圧縮ガスによって加速して被加工物表面へ向けて噴射する噴射ノズル、とからなることを特徴とする液体ホーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は液体ホーニング装置、詳しくは、研磨材の代わりに氷粒を投射材として用いる液体ホーニング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水などの液体に硅石粉末、アランダムなどの研磨材を分散させたスラリーを被加工物表面に高速で衝突させ、被加工物表面の下地処理、クリーニング、バリ取り、ディスケーリング、ピーニング等の処理を行う液体ホーニング加工は、現在様々な分野で広く利用されている。
【０００３】
しかしながら、研磨材を用いたものは、被加工物（母材）にダメージを与える、研磨材が被加工物表面に残留する、環境保全の観点から使用済みの研磨材の処分が難しい、などといった問題があった。
【０００４】
一方、研磨材の代わりに氷粒を投射材として用いる液体ホーニングは、被加工物にダメージを与えることがなく、叉、加工後に投射材が被加工物表面に残留せず、しかも研磨材を用いた場合の様に使用済みスラリーの処分の問題も全く発生せず、環境保護の面からも好ましいという特徴を有する為、着実にその利用範囲は拡大している。
【０００５】
本出願人も特開平８−３０９６６０としてキュービックアイスをスライスして氷スラリ
ーを製造してこれを用いる液体ホーニング装置を、特開２００１−２５９６８として過冷却製氷の手法により氷スラリーを製造してこれを用いる液体ホーニング装置をそれぞれ提案済みである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これら氷粒を投射材として用いる液体ホーニング装置においては、氷粒の製造コストが重要なポイントによることは言うまでもない。本出願人が先に提案したキュービックアイスを使用した液体ホーニング装置（特開平８−３０９６６０）においては、予め貯水タンクに貯蔵したキュービックアイスを削氷機でスライスして氷粒を製造する様にした為、スライス時における氷のロスが非常に大きく、このことが製氷コストを引き上げる大きな原因となっていた。叉、削氷機を別途用意しなければならず、削氷機のコストも無視できなかった。一方、過冷却製氷の手法を用いた液体ホーニング装置（特開２００１−２５９６８）においては、貯水タンク内の水を特殊な過冷却水ポンプで常に循環させながら製氷しなければならず、しかも予熱室内において一旦水温を上昇させるといった繁雑な工程も必要であり、製氷コストが非常に高くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、氷粒を投射材として用いる液体ホーニング加工における製氷コストに係わる問題を解決することを目的とするものであり、製氷コストが従来のものに比べ大幅に低くなった液体ホーニング装置を提供せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
金属製シリンダの外周に冷却パイプを配設し、該シリンダを冷却しながらその内部に水を供給し、シリンダ内面に氷の層を構成させ、この氷の層を螺旋突条を有するオーガによって削り取りながら、連続的に薄片状をしたフレークアイスを製造するフレークアイス製氷機と、前記フレークアイス製氷機の下方に位置し、槽内に上下を隔てるメッシュ状隔壁を有し、前記フレークアイス製氷機から自由落下し、前記メッシュ状隔壁を通過することにより、予め設定された大きさ以下に選別されたフレークアイスと水とを混合して氷スラリーとすると共に、底面には氷スラリー取出し口があけられ、この氷スラリー取出し口には、氷スラリー循環パイプの一端が接続され、該氷スラリー循環パイプの他端は、氷スラリー循環ポンプ、氷スラリー濃度モニターを介して、混合槽の周壁下部に設けられた氷スラリー還流口に接続されており、氷スラリーの濃度を設定値に維持できる様になった混合槽と、前記混合槽から氷スラリーの供給を受け、濃度の一定した氷スラリーを圧縮ガスによって加速して被加工物表面へ向けて噴射する噴射ノズル、とから液体ホーニング装置を構成することにより、上記課題を解決せんとするものである。
【０００９】
【実施の形態】
図１は、この発明に係る液体ホーニング装置の一実施形態を模式的に描いたその縦断面図である。
【００１０】
図中１は、フレークアイス１９と水２０とを混合して氷スラリー２１を作る混合槽であり、その上面は開放されている。そして、この混合槽１の上方には、フレークアイス１９を製造するフレークアイス製氷機２が設置されており、このフレークアイス製氷機２で製造されたフレークアイス１９は混合槽１内に自由落下する様になっている。
【００１１】
なお、フレークアイス１９とは、薄片状をなした氷である。フレークアイス製氷機２は、金属製シリンダの外周に冷却パイプを配設し、該シリンダを冷却しながらその内部に水を供給し、シリンダの内面に氷の層を形成させ、この氷の層を螺旋突条を有するオーガによって削り取りながら連続的にフレークアイスを製造する製氷機である。なお、この実施の形態におけるフレークアイス１９の厚さは、０．５ｍｍ程度である。
【００１２】
叉、この混合槽１の上部には、電磁弁５を介して水供給管４が接続されており、電磁弁５を開閉することにより水２０を適宜混合槽１に供給できる様になっている。
【００１３】
更に、この混合槽１の上方には、駆動モーター６がその駆動軸を下向きにして固定されており、該駆動軸６からは駆動シャフト７が混合槽１内をその下方に向かって延設されており、その先端には攪拌プロペラ８が取付けられている。
【００１４】
なお、図中３２は、混合槽１内を上下に隔てるメッシュ状隔壁であり、駆動シャフト７はこのメッシュ状隔壁３２を貫通して混合槽１の下方に達している。
【００１５】
叉３３は、このメッシュ状隔壁３２を隔てて駆動シャフト７に取付けられた回転攪拌棒である。なお、メッシュ状隔壁３２は、予め設定された以上の大きさのフレークアイス１９の固まりの通過を阻止する為のものである。なお、図中３１は、駆動モーター６にかぶせられた円錐状のフレークアイス堆積防止カバーである。
【００１６】
一方、混合槽１の底面には一対の氷スラリー取出し口９，１０があけられており、一方の氷スラリー取出し口９には、氷スラリー導管１１の一端が接続させており、該氷スラリー導管１１の他端は、氷スラリーポンプ１２を介して噴射ガン１３に接続されている。なお、図中１８は噴射ガン１３に圧縮ガスを供給する圧縮ガス供給管である。もう一方の氷スラリー取出し口１０には、氷スラリー循環パイプ１４の一端が接続されており、該氷スラリー循環パイプ１４の他端は、氷スラリー循環ポンプ１５、氷スラリー濃度モニター１６を介して、混合槽１の周壁下部に設けられた氷スラリー還流口１７に接続されている。
【００１７】
この実施の形態は上記の通りの構成を有するものであり、フレークアイス製氷機２で製造されるフレークアイス１９は、遂次混合槽１内に自由落下する。一方、水供給管４からはこの混合槽１内に水２０が供給され、槽内においてフレークアイス１９と水２０とが混合され、氷スラリー２１が作られる。水２０は冷却水が好ましいことは当然である。なお、混合槽１内においては、攪拌プロペラ８が駆動モーター６によって回転せしめられており、この攪拌プロペラ８及び回転攪拌棒３３，３３の回転により、槽内のフレークアイス１９と水２０は共に大きく攪拌され、均一に混合される。この際、混合槽１内にはメッシュ状隔壁３２が設置されているので、予め設定された大きさ以上のフレークアイス１９の固まりはこのメッシュ状隔壁３２によって捕集され、下方への通過が阻止される。
【００１８】
混合槽１内の氷スラリー２１の一部は、氷スラリー取出し口１０から氷スラリー循環パイプ１４に流入し、氷スラリー濃度モニター１６でその濃度が測定された後、氷スラリー還流口１７を通って混合槽１内に還流する。このとき、氷スラリー濃度モニター１６での測定値が、予め設定された氷スラリー２１の濃度より低い場合は、フレークアイス製氷機２から混合槽１へのアイスフレーク１９の供給量が増加し、逆に濃度が高い場合は、電磁弁５を開放して水２０の供給量が増加し、氷スラリー２１の濃度を常に設定値に維持する様になっている。
【００１９】
混合槽１内の氷スラリー２１は、氷スラリー取出し口９から氷スラリー導管１１に流れ込み、氷スラリーポンプ１２によって加圧されて噴射ガン１３に送られ、この噴射ガン１３の内部において、圧縮ガス供給管１８から供給される圧縮空気などの圧縮ガスで加速されて、ノズル２２から被加工物表面へ向けて高速で噴射され、被加工物表面の下地処理、クリーニング、バリ取り、ディスケーリング、ピーニング等の処理に用いられる。
【００２０】
なお、フレークアイス製氷機２において製造されるフレークアイス１９は厚さ０．５ｍｍ程度の薄片状をなしているので、従来のキュービックアイスを用いた場合の様に、削氷機でスライスする必要はなく、そのまま混合槽１内に投入できる。
【００２１】
【効果】
この発明は上記の通りの構成を有するものであり、フレークアイスをフレークアイス製氷機で連続的に製造すると共に、混合槽内のメッシュ状隔壁によって、予め設定された大きさ以上のフレークアイスの通過が阻止されるので、均一な大きさのフレークアイスからなる氷スラリーを噴射ガンに安定的に供給することが出来、従来のキュービックアイスを用いたものの様に、削氷機でスライスする工程を全く必要とせず、氷スラリーの品質を向上させるだけではなく、氷スラリー製造のコストを低減できる効果を有し、ホーニング加工の際に被加工物表面にダメージを与えるおそれが全くなく、被加工物表面に研磨材が残留することもなく、しかも使用済み研磨材処分の問題も発生しない氷スラリーを用いた液体ホーニングの持つ長所を更に有効に発揮させることができ、極めて高い実用的価値を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る液体ホーニング装置の一実施形態を模式的に描いたその縦断面図。
【符号の説明】
１    混合槽
２    フレークアイス製氷機
４    水供給管
５    電磁弁
６    駆動モーター
７    駆動シャフト
８    攪拌プロペラ
９    氷スラリー取出し口
１０    氷スラリー取出し口
１１    氷スラリー導管
１２    氷スラリーポンプ
１３    噴射ガン
１４    氷スラリー循環パイプ
１５    氷スラリー循環ポンプ
１６    氷スラリー濃度モニター
１７    氷スラリー還流口
１８    圧縮ガス供給管
１９    フレークアイス
２０    水
２１    氷スラリー
２２    ノズル
３１    フレークアイス堆積防止カバー
３２    メッシュ状隔壁
３３    回転攪拌棒
【図１】
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