(57)【要約】【課題】ホースの破れに伴う研磨材の飛散を抑制して生産性を落とすことがなく、ホースの破れを検知し、ホースから漏れ出た研磨材を確実に回収することのできるエアーブラスト装置を提供することを目的とする。【解決手段】加圧した気体に研磨材を供給する研磨材供給装置１と、一端を研磨材供給装置１に接続したホース２と、ホース２の他端に接続した噴射ノズル３とを備えたエアーブラスト装置であって、ホース２は、少なくともその一部の周囲を覆うようにカバーホース４が周設され、カバーホース４の両端部４ａ、４ｂにおいて、ホース２の外周の二箇所と気密に接触し、これらの箇所とホース２の外周表面との間に閉鎖空間１１を形成するとともに、フィルター７を介して、閉鎖空間１１内の圧力を測定する圧力センサー８と、この圧力センサー８に連動して閉鎖空間１１の内部に圧力を印加する加圧装置９とを設けた。【選択図】図１
2005212010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧した気体に研磨材を供給する研磨材供給装置と、一端を前記研磨材供給装置に接続したホースと、前記ホースの他端に接続した噴射ノズルと、を備えたエアーブラスト装置であって、
前記ホースは、少なくともその一部の周囲を覆うようにカバー部材が周設され、
前記カバー部材は、前記ホースの外周の二箇所と気密に接触して、これらの箇所と前記ホースの外周表面との間に閉鎖空間を形成するとともに、
前記閉鎖空間内の圧力を測定する圧力センサーを設けたエアーブラスト装置。
【請求項２】
前記圧力センサーに連動して前記閉鎖空間の内部に圧力を印加する加圧装置を設けた請求項１に記載のエアーブラスト装置。
【請求項３】
前記圧力センサーおよび／または前記加圧装置と前記閉鎖空間との間に前記研磨材を捕集可能なフィルターを設けた請求項２に記載のエアーブラスト装置。
【請求項４】
前記フィルターを通して前記閉鎖空間の内部を減圧可能な吸引装置を設けた請求項３に記載のエアーブラスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相中に研磨材を分散させた噴流を被加工体に衝突させることによって研削加工を行うエアーブラスト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にエアーブラスト装置を用いたブラスト加工法はガラス、大理石、プラスチック、陶磁器、皮革、木質材などの被加工体の表面に図柄を形成する加工法として利用されてきた方法である。この加工法は、被加工体の表面にブラスト用レジストを設け、エアーブラスト装置により研磨材と加圧した圧縮ガスとを混合した流体を被加工体に吹付けることで、レジストの露出部を研削して図柄を形成する。最近では金属鋳造品の後処理、回路基板の配線パターン、絶縁パターンの形成に利用されたりしている。例えば、特許文献１や特許文献２に示すように、太陽電池の分野においてシリコンやガラスなどからなる被加工体の基板に入射した光の反射を減少させて発電効率を上げるために凹凸処理を施したり、太陽電池素子の製造工程においてＰＮ接合部を部分的に研磨除去し電気的に分離する方法などに用いられる。
【０００３】
この研磨材を用いて加工を行うエアーブラスト装置はアルミナ粒子などのセラミック球や超鋼球、スチール球などの硬質の金属球からなる研磨材と圧縮ガスとを混合した流体を被加工体に吹き付け、研削加工を行うものである。そのため、圧縮ガスと共に研磨材を噴射する噴射ノズルと、噴射ノズルに圧縮ガスと研磨材との混合流体を送るための研磨材供給装置が接続される。この研磨材供給装置には２通りあり、１つはコンプレッサーから噴射ノズルに向けて元エアーを送り、その経路の途中でエゼクター効果による負圧を利用して元エアーに研磨材を混合し、さらにその混合流体を圧送エアーにより加速するように構成されたサクション式と、研磨材の入った圧力容器にコンプレッサーの元エアーをいれてエアー圧力で研磨材を加速させる直圧式がある。
【０００４】
図３は、特許文献３に示される従来のエアーブラスト装置の噴射機構を示す図である。図３において、１は研磨材供給装置、２はホース、３は噴射ノズルを示す。研磨材供給装置１にホース２が連設され、ホース２の先端には噴射ノズル３が設置してある。研磨材供給装置１から供給された研磨材と圧縮ガスとの混合流体はホース２により噴射ノズル３へと導かれ、噴射ノズル３から被加工体に向けて噴射される。このとき、ホース２は金属からなるものとゴムや樹脂などからなるものがあり、特に噴射ノズルの移動が必要な場合は、柔軟性のある後者が使用される。
【特許文献１】特開平７−１２２７６４号公報
【特許文献２】特開２００１−６８７００号公報
【特許文献３】特開平１０−７１５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のエアーブラスト装置においては、研磨材供給装置１と噴射ノズル３を接続するホース２が特に柔軟性のあるゴムや樹脂などからなる場合、高速高圧で通過する研磨材によってダメージを受けて徐々に削られ、長時間使用するとホース２に破れが発生するという問題があった。
【０００６】
このようにホースが破れると、その部分から圧縮ガスや研磨材が漏れるため、被加工体の研削が不十分となって加工不良が発生し、またホースの破れた箇所から研磨材が飛散するため作業場の環境が悪化するといった問題があった。また、破れを検知するには目視、またはエアー漏れの音で判断を行っていたため、破れの検知が遅れ、加工不良が大量に発生し生産性を低下させる原因となっていた。そのため、頻繁にホースの定期交換を行うことでホースの破れを抑制していたが、ホースの交換工数や使用量の増加に繋がり高コストとなっていた。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ホースの破れに伴う研磨材の飛散を抑制して生産性を落とすことがなく、ホースの破れを検知し、ホースから漏れ出た研磨材を確実に回収することのできるエアーブラスト装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１にかかるエアーブラスト装置は、加圧した気体に研磨材を供給する研磨材供給装置と、一端を前記研磨材供給装置に接続したホースと、前記ホースの他端に接続した噴射ノズルと、を備えたエアーブラスト装置であって、前記ホースは、少なくともその一部の周囲を覆うようにカバー部材が周設され、前記カバー部材は、前記ホースの外周の二箇所と気密に接触して、これらの箇所と前記ホースの外周表面との間に閉鎖空間を形成し、この閉鎖空間内の圧力を測定する圧力センサーを設けた。したがって、ホースが破れたときに、ホースとその周囲に設けたカバー部材との間の閉鎖空間に圧縮ガスと研磨材との混合流体が流れ込むことによって生じた空間内の圧力の変化を圧力センサーによって検知することにより、ホースの破れを検知することができる。また、カバー部材により研磨材が作業場に飛散するのを防ぐことができる。
【０００９】
本発明の請求項２にかかるエアーブラスト装置は、請求項１に記載のエアーブラスト装置において、前記圧力センサーに連動して前記閉鎖空間の内部に圧力を印加する加圧装置を設けた。したがって、作業中にホースに破れが生じたことを圧力センサーで検知して加圧装置を稼働させて、ホースとカバー部材との閉鎖空間の圧力をホース内部の圧力に近づけることにより、ホースの破れた箇所から、圧縮ガスと研磨材の混合流体が漏れ出しにくくすることができる。
【００１０】
本発明の請求項３にかかるエアーブラスト装置は、請求項２に記載のエアーブラスト装置において、前記圧力センサーおよび／または前記加圧装置と前記閉鎖空間との間に前記研磨材を捕集可能なフィルターを設けた。このような構成としたので、ホースが破れたときに漏洩した研磨材をフィルターと閉鎖空間との間において確実に捕集することができる。また、圧力センサーもしくは加圧装置の内部に研磨材が入り込むことがない。さらに、加圧装置がフィルターを挟んで閉鎖空間を加圧するように構成すれば、フィルターの微細な開口部に研磨材が入り込むことを防止できる。
【００１１】
本発明の請求項４にかかるエアーブラスト装置は、請求項３に記載のエアーブラスト装置において、前記フィルターを通して前記閉鎖空間の内部を減圧可能な吸引装置を設けたので、ホースが破れたときに閉鎖空間内に漏洩した研磨材を効率よくフィルターによって回収することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明においては、ホースの破れが生じるとホースとカバー部材の間の閉鎖空間に圧縮ガスと研磨材との混合流体が流れ込むため、空間内の圧力が変化する。その圧力変化を圧力センサーによって検知することにより、ホースの破れを速やかに検知することができる。
【００１３】
そして、カバー部材により研磨材が作業場に飛散するのを防ぐため、作業場の環境が悪化するといった問題を改善することができる。また、従来のようにホースの定期交換を頻繁にする必要がなくなり、ホースの交換工数や使用量の削減ができるため、コストを抑えることができる。
【００１４】
また、作業中にホースに破れが生じたことを圧力センサーで検知して加圧装置を稼働させて、ホースとカバー部材との閉鎖空間の圧力をホース内部の圧力に近づけることにより、ホースの破れた箇所から、圧縮ガスと研磨材の混合流体が漏れ出しにくくすることができるため、加工不良を起こすことなく応急処置的に作業を続けることができ、生産性の低下を防ぐことができる。
【００１５】
さらに、前記圧力センサーおよび／または前記加圧装置と前記閉鎖空間との間に前記研磨材を捕集可能なフィルターを設けたので、ホースが破れたときに漏洩した研磨材をフィルターと閉鎖空間との間において確実に捕集することができる。また、圧力センサーもしくは加圧装置の内部に研磨材が入り込むことがなく、これによる各装置の故障を防ぐことができる。そして加圧装置がフィルターを挟んで閉鎖空間を加圧するように構成すれば、フィルターの微細な開口部に研磨材が入り込むことを防止できる。
【００１６】
また、前記フィルターを通して前記閉鎖空間の内部を減圧可能な吸引装置を設けたので、ホースが破れたときに閉鎖空間内に漏洩した研磨材を効率よくフィルターによって回収することができ、例えば、ホース交換時などに研磨材が作業場に飛散することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は本発明に係るエアーブラスト装置の実施形態の一例を示す図である。図１において、１は研磨材供給装置、２はホース、３は噴射ノズル、４はカバー部材の一例であるカバーホース、５は取付金具、６は配管、７はフィルター、８は圧力センサー、９は加圧装置を示す。
【００１９】
研磨材供給装置１としては、コンプレッサーから噴射ノズルに向けて加圧した元エアーを送り、その経路の途中でエゼクター効果による負圧を利用して元エアーに研磨材を供給して混合し、さらにその混合流体を圧送エアーにより加速するように構成されたサクション式と、研磨材の入った圧力容器にコンプレッサーで加圧した元エアーをいれてエアー圧力で研磨材を供給して加速させる直圧式があるが、本発明においてはいずれのタイプのものを用いてもよい。
【００２０】
研磨材供給装置１にはホース２の一端が連設され、ホース２の他端には噴射ノズル３が設置してある。研磨材供給装置１からアルミナ粒子などのセラミック球や超鋼球、スチール球などの硬質の金属球からなる研磨材と圧縮ガスに混合された流体がホース２により噴射ノズル３へと導かれ、噴射ノズル３から被加工体に向けて噴射される。
【００２１】
ホース２は、噴射ノズル３を容易に移動できるように、例えばゴム、樹脂からなるものが使用されるが、耐久性が優れていることから、特にウレタンゴムやニトリルゴムなどのゴムホースが用いられる。
【００２２】
ここで本発明のエアーブラスト装置においては、ホース２の外周部の周囲を覆うようにに、カバー部材であるカバーホース４が配設されている。このカバーホース４は、本発明のエアーブラスト装置にかかるカバー部材の一例であって、ホース２の外周よりも大きい内径を有するホース形状をしている。そして、カバーホース４の両端部４ａ、４ｂの二箇所においてホース２の外周と気密に接触するように、それぞれカバーホース取付金具５ａ、５ｂにより強固に固着されて、ホース２の外周表面とカバーホース４の内周表面との間に閉鎖空間１１が形成されている。さらに、この閉鎖空間１１には配管６が接続され、その配管６にはフィルター７を介して、この閉鎖空間１１内の圧力を測定可能な圧力センサー８と、この圧力センサー８に連動して閉鎖空間１１の内部に圧力を印加しうる加圧装置９とが接続されている。
【００２３】
次に本発明のエアーブラスト装置の動作について説明する。エアーブラスト装置が稼働中に、高速高圧で飛翔する研磨材によってホース２が破れた際、ホース２の内部は加圧された気体がノズル３によって出口を規制されていて圧力が高くなっているから、ホース２の外周表面とカバーホース４の内周表面との閉鎖空間１１の内部に加圧された圧縮ガスと研磨材の混合流体が流れ込んで、閉鎖空間１１内の圧力が上昇する。その圧力変化は配管６を通して圧力センサー８によって検知される。ここで計測された圧力値がある所定値を越えるなどした場合、ホース２に破れが生じたと判定することができる。従来のようにホースの破れを検知するのに目視、またはエアー漏れの音で判断しなくてもよいので、検知遅れの心配がなく、また、ホース２の定期交換を頻繁にする必要がなくなり、ホース２の交換工数や使用量の削減ができるため、コストを抑えることができる。
【００２４】
また、カバーホース４により、ホース２の周囲が覆われているため、研磨材が作業場に飛散して作業環境を悪化させることを防ぐことができる。
【００２５】
なお、カバーホース４の材質としては、ホース２と同様に柔軟性および耐久性を考慮してウレタンゴムやニトリルゴムなどの材料を用いることが望ましい。
【００２６】
さらに上述のように、作業中にホース２に破れが生じたことを圧力センサー８で検知したときに、これに連動させて加圧装置９を稼働して閉鎖空間１１内部に圧力を印加して、ホース２内部の圧力に近づけることによって、ホース２内部と閉鎖空間１１内との差圧が小さくなり、ホース２の破れた箇所から、圧縮空気と研磨材の混合流体が漏れ出しにくくなるため、加工不良を起こすことなく応急処置的に作業を続けることができ、生産性の低下を抑制することができる。
【００２７】
フィルター７は、ホース２の破れた箇所から漏れ出た研磨材が、圧力センサー８や加圧装置９の内部に入り込むことを防ぎながら、圧力センサー８によって閉鎖空間１１内の圧力を測定したり、加圧装置９によって閉鎖空間１１内に圧力を印加することができる。また、ホース２が破れたときに漏洩した研磨材をこのフィルター７と閉鎖空間１１との間において確実に捕集することができる。
【００２８】
なお、研磨材の大部分を捕集可能とするため、研磨材の粒径分布のうち、９８％以上が透過できない開口径を有するものを用いることが望ましい。そして、加圧装置９がフィルター７を挟んで閉鎖空間１１を加圧するように構成すれば、フィルター７の微細な開口部に研磨材が入り込むことを防止できる。
【００２９】
圧力センサー８としては、弾性式、電気抵抗式、圧電式などの周知のものを用いることができるが、応答速度の理由から圧電式を用いることが望ましい。また、加圧装置９としては、容積式圧縮機、遠心圧縮機、プロペラ圧縮機などの周知のものを用いることができ、特にホース２内部の圧力と同等の圧力を印加できれば、どのようなタイプの圧縮機を用いても構わない。
【００３０】
なお、圧力センサー８の測定値を出力として、アナログ値もしくはデジタル値で取り出し、シーケンサ、マイコンなどの周知の制御装置（不図示）によって値を監視し、あらかじめ求めておいたホース２破損時の値変化と、測定値の変化を比較して、ホース２が破損したと判断するに至ったときに、これらの制御装置によって所定の動作、例えば、加圧装置９の運転を行うように制御することが望ましい。
【００３１】
また、図２に示すように、フィルター７を通して閉鎖空間１１の内部を減圧可能な吸引装置１０を設けてもよく、ホース２を交換する際に閉鎖空間１１内に漏洩した研磨材を効率よくフィルター７によって回収することができ、ホース２交換時に研磨材が作業場に飛散することなく交換することができる。また、その回収した研磨材を再利用することも可能である。吸引装置１０としては、集塵機、ブロワーなどの周知のものを用いることができるが、装置内にフィルターを備えていることにより研磨材を装置内に混入しにくい理由から集塵機を用いることが望ましい。
【００３２】
なお、本発明の実施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。
【００３３】
例えば、上述の説明では、閉鎖空間１１内の圧力を測定可能な圧力センサー８と、この圧力センサー８に連動して閉鎖空間１１の内部に圧力を印加しうる加圧装置９とが接続された例によって説明したが、加圧装置９を設けず、圧力センサー８を接続しただけでも、ホース２の破れにともなう圧力変化を鋭敏に検知することができる。この場合、圧力が変化したことを作業者に対して知らせるため、例えば、ブザーを鳴らしたり、パトライトを点滅させたりするようにしてもよい。これによって、作業者は速やかに本発明のエアーブラスト装置を止めて、対処することができるので、従来のように目視、またはエアー漏れの音で判断しなくてもよいので、検知遅れによって、加工不良を発生させて生産性が低下する心配がなく、また、ホース２の定期交換を頻繁にする必要がなくなり、ホース２の交換工数や使用量の削減ができるため、コストを抑えることができる。
【００３４】
例えば、上述の説明では、カバーホース４はホース２全域に取り付けた例によって説明した。この説明のように全域に取り付けた方が確実に発明の効果を奏することができるので好ましいが、破れが頻繁に起こる箇所のみに設けてもよい。
【００３５】
またホースの形状に限るものではなく、例えば、箱形の形状であってもよいし、材料としてもゴムに限るものではなく、金属やエンジニアリングプラスチックなどの材料を用いてもよい。特に、上述のように部分的にカバー部材を設置する際に有効である。
【００３６】
そして、上述の説明では、カバーホース４の両端部４ａ、４ｂの二箇所においてホース２の外周と気密に接触するようにしたが、カバーホース４のこの位置に限るものではなく、例えば、両端部ではなく、いずれかあるいは双方が中央付近であっても構わない。本発明は、任意の二箇所においてホース２の外周と気密に接触して、閉鎖空間１１を形成するようになっていれば発明の効果を奏するのである。
【００３７】
また、カバーホース４は、カバーホース取付金具５ａ、５ｂにより強固に固着された例によって説明したが、これに限るものではなく、例えば、ホース２の外周とカバーホース４の内周とが相互に気密に嵌合して、閉鎖空間１１を構成するような構造であっても構わない。さらに、凹リングや金属製のハーメチックシールなどを介したり、熱硬化性あるいはＵＶ硬化性のシール材を用いて気密な閉鎖空間１１を確保するようにしても構わないし、これらの方法を併用しても構わない。
【００３８】
また、上述の説明では、圧力センサー８および加圧装置９と閉鎖空間１１との間にフィルター７を設けるようにしたが、これに限るものではなく、圧力センサー８と閉鎖空間１１との間のみ、あるいは加圧装置９と閉鎖空間１１との間のみ、さらに圧力センサー８と閉鎖空間１１との間と加圧装置９と閉鎖空間１１との間の双方、すなわち２箇所に設けても構わない。ただし、圧力センサー８、加圧装置９にフィルター７を設けないで閉鎖空間１１と接続する場合は、研磨材に接触しても影響を受けないタイプのものを用いることが望ましい。
【００３９】
さらに、加圧装置９の上流部に電磁弁やエア駆動弁を設けて、圧力センサー８と連動させてもよく、例えば、加圧装置９を運転するときのみに開くするようにすれば、研磨材の混入をより少なくすることができる。
【００４０】
そして、上述の説明では、閉鎖空間１１に配管６を接続して、圧力センサー８、加圧装置９、吸引装置１０などをこの配管６に対して併設した例によって説明したが、これに限るものではなく、配管６を用いず、閉鎖空間１１に直接、圧力センサー８や加圧装置９を接続しても構わない。
【００４１】
あるいは、この閉鎖空間１１に対して、複数の配管を設け、各々に圧力センサー８、加圧装置９、吸引装置１０を設けても構わない。ただし、吸引装置１０は、フィルター７によって研磨材を集塵する効果を有しているため、閉鎖空間１１との間にフィルター７を介して接続するようにすることが望ましい。このように複数の配管を設ける場合、各配管に電磁弁やエア駆動弁を設け、動作に関係しないときには遮断するようにしておいてもよく、研磨材などが混入して問題を起こす可能性がさらに減少するので望ましい。
【００４２】
そして、特にホース２としてゴム系の材料を用いているときには、閉鎖空間１１の圧力変動によって圧力センサー８がホース２の破れを検知したときに、ホース２の上流から液体ゴムを適量流すようにすれば、ホース２が破れて圧縮ガスと研磨材が漏洩している箇所に液体ゴムが到達しパッチ当てを行って破れを修復できる可能性がある。このとき、ノズル３を閉じればさらに効果が高まる。このようにして応急処置的に作業を続けることができ、生産性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るブラスト装置の研磨材供給装置と噴射ノズルを繋ぐホースの一実施例を示した断面図である。
【図２】本発明に係るブラスト装置の研磨材供給装置と噴射ノズルを繋ぐホースの他の実施例を示した断面図である。
【図３】従来のブラスト装置の研磨材供給装置と噴射ノズルを繋ぐホースを示した断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１：研磨材供給装置
２：ホース
３：噴射ノズル
４：カバー部材であるカバーホース
４ａ、４ｂ：カバーホースの両端部
５ａ、５ｂ：取付金具
６：配管
７：フィルター
８：圧力センサー
９：加圧装置
１０：吸引装置
１１：閉鎖空間
【図１】
2005212010.tif 000003
【図２】
2005212010.tif 000004
【図３】
2005212010.tif 000005