(57)【要約】複数のブレードを設けたインペラを高速回転させて、該インペラの内部空間に配置される円筒状のコントロールケージの開口窓を通して排出された投射材を前記ブレードにより被処理品に投射する遠心投射装置である。前記コントロールケージ（６）の開口窓（１７）は、該コントロールケージ（６）の円筒部に軸芯と平行に形成され、かつ、前記インペラの回転方向（Ａ）に対して上流側の上流面（３１）と下流側の下流面（３２）を有する四角形状を呈しており、前記上流面（３１）は、前記インペラの回転方向とは逆方向に計測したとき、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記上流面の内側縁部（３１ａ）とを含む平面とのなす角度（θ１ａ）が、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記上流面の外側縁部（３１ｂ）とを含む平面とのなす角度（θ１ｂ）より大きく設定されることで投射分布を集中させることができる。
2007072803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブレードを設けたインペラを高速回転させて、該インペラの内部空間に配置される円筒状のコントロールケージの開口窓を通して排出された投射材を前記ブレードにより被処理品に投射する遠心投射装置に用いられるコントロールケージであって、
前記コントロールケージの開口窓は、該コントロールケージの円筒部に軸芯と平行に形成され、かつ、前記インペラの回転方向に対して上流側の上流面と下流側の下流面を有する四角形状を呈しており、
前記上流面は、前記インペラの回転方向とは逆方向に計測したとき、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記上流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度が、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記上流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度より大きく設定されていることを特徴とするコントロールケージ。
【請求項２】
前記上流面と下流面とが平行であることを特徴とする請求項1に記載のコントロールケージ。
【請求項３】
前記コントロールケージの横断面において、前記上流面が前記コントロールケージの内周円の接線上に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のコントロールケージ。
【請求項４】
前記下流面は、前記インペラの回転方向とは逆方向に計測したとき、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記下流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度が、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記下流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度より大きく設定されていることを特徴とする請求項３に記載のコントロールケージ。
【請求項５】
前記上流面及び下流面は、前記インペラの回転方向とは逆方向に計測したとき、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記下流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度が、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記下流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度より大きく設定されており、かつ、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記上流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度と、前記軸芯を含む平面と、前記下流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度との差が、０〜３５°に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のコントロールケージ。
【請求項６】
ハウジングと、
該ハウジングの一方の側部の外側に取り付けられた駆動手段と、
該駆動手段の駆動軸側に取り付けられた、複数のブレードを有するインペラと、
該インペラの内周空間に前記駆動軸と同軸に取り付けられ、開口を周方向にほぼ等間隔に有するディストリビュータと、
前記ハウジングの他方の側部に形成された吹き込み口に後端部を取り付けた請求項１、２、３、４または５に記載のコントロールケージと、
前記吹き込み口へ投射材を供給するために前記ハウジングに取付けられた導入筒と、
からなる遠心投射装置。
【請求項７】
前記インペラは、
駆動手段の駆動軸側の側板と、
該側板より前記導入筒側に所定幅離れた位置にあって、前記コントロールケージの外周より大きな開口を中央部に有する導入筒側の側板と、
該導入筒側の側板と前記駆動軸側の側板とのあいだに放射状に挾着固定された複数のブレードと、
からなることを特徴とする請求項６に記載の遠心投射装置。
【請求項８】
回転可能に設けられかつ中心部に円柱状空間を有するインペラと、このインペラの円柱状空間内に固定配設され略円筒状を成しかつ胴体部に砥粒吐出口を有するコントロールケージと、該コントロールケージの空間内に前記インペラと一緒に回転可能に配置されたディストリビュータと、を備えた砥粒遠心投射装置であって、
前記コントロールケージの砥粒吐出口は、該コントロールケージの胴体部に所定の幅で該コントロールケージの軸中心線と平行な方向へ延びるほぼ長孔状に形成され、かつ、前記ディストリビュータの回転方向に対して上流側の上流面と下流側の下流面を有し、
前記上流面は、前記軸中心線と直交しかつこの上流面の内側縁部を通る中心線に対し３０〜９０度の角度で前記ディストリビュータの回転方向側に傾斜することを特徴とする砥粒遠心投射装置。
【請求項９】
回転可能に設けられかつ中心部に円柱状空間を有するインペラと、このインペラの円柱状空間内に固定配設され略円筒状を成しかつ胴体部に砥粒吐出口を有するコントロールケージと、該コントロールケージの空間内に前記インペラと一緒に回転可能に配置されたディストリビュータと、を備えた砥粒遠心投射装置であって、
前記コントロールケージの砥粒吐出口は、該コントロールケージの胴体部に所定の幅でコントロールケージの軸中心線と平行な方向へ延びるほぼ長孔状に形成され、かつ、前記ディストリビュータの回転方向に対して上流側の上流面と下流側の下流面を有し、
前記上流面は、前記コントロールケージの円形内壁のほぼ接線方向へ延びることを特徴とする砥粒遠心投射装置。
【請求項１０】
前記下流面は、前記軸中心線と直交しかつ下流面の内側縁部を通る中心線に対し３０〜９０度の角度で前記ディストリビュータの回転方向側に傾斜することを特徴とする請求項８または９に記載の砥粒遠心投射装置。
【請求項１１】
前記下流面は、前記上流面とほぼ平行になっていることを特徴とする請求８〜１０のうちのいずれか１項に記載の砥粒遠心投射装置。
【請求項１２】
前記砥粒吐出口における前記所定の幅は、前記軸中心線と直交し前記上流面の外側縁部とを結ぶ線と、前記コントロールケージの軸中心と直交し前記下流面の内側縁部とを結ぶ線とで成す角度が０〜３５度で決定されるものであることを特徴とする請求項８〜１１のうちのいずれか１項に記載の砥粒遠心投射装置。
【請求項１３】
前記砥粒吐出口における長孔は、長方形状の開口を含むことを特徴とする請求項８〜９のうちのいずれか１項に記載の砥粒遠心投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコントロールケージ及び該コントロールケージを用いる遠心投射装置、及び砥粒遠心投射装置に関する。さらに詳しくは、複数のブレードを設けたインペラを高速回転させて、コントロールケージの開口窓を通して排出された投射材を被処理品に投射する遠心投射装置及び砥粒遠心投射装置において、投射分布を集中させることができるコントロールケージおよび該コントロールケージを用いる遠心投射装置、及び砥粒遠心投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微小な剛球などの投射材を被処理品に向けて投射することによって、被処理品の表面の錆、バリ、スケールまたは塗料などを剥離除去するブラスト加工が行なわれている。このブラスト加工においては、複数のブレードを設けたインペラを高速回転させて、ブレードが投射材を連続的に遠心力投射するように構成された遠心投射装置が用いられている。この遠心投射装置では、導入筒より供給された投射材を回転するディストリビュータにて撹拌したのち、円筒形状のコントロールケージの開口窓から排出させ、ついで該投射材をブレードの外周端から飛び出させて被処理品に投射している。【０００３】
前記開口窓は、投射される投射材の放出角や散布角を制御するために、たとえば特公昭５０−３２１４２号公報や特開平９−１７４４３７号公報に開示されているようにコントロールケージの円筒部に三角形状または四角形状に形成されている。また、これらの三角形状および四角形状の形状は、前記コントロールケージの横断面において、逆ハの字形状（Ｖ字状形状）をしており、一般に、四角形状の開口窓は投射材を集中的に投射し、三角形状の開口窓は投射材を均一に広範囲に投射することが知られている。【０００４】
しかしながら、一般に四角形状の開口窓は投射材を集中的に投射するのであるが、たとえば小さい被処理品を処理する場合、すべての投射材が有効に使われずに被処理品以外の所にも投射されるため、無駄な投射が多い。また、前記被処理品以外の所にも投射された投射材により、ハウジング（ケース）の内張りライナの摩耗が多いため、過剰なライナ構成（たとえば、ライナの板厚を大きくしたり、またはライナの材質として、通常使用される一般構造用圧延鋼材から高価な耐摩耗鋼を使用したりすること）が必要となり、コストが掛かるという問題がある。また、内張りライナの摩耗が早いため、部品交換などのメンテナンスの回数が多くなるとともに、部品交換の費用が嵩むという問題がある。【０００５】
投射を集中させるために、前記コントロールケージの四角形状の開口窓の開口面積を狭くすることが考えられるが、単に狭くしても投射材が開口窓から放出される際に開口窓の下流側（インペラの回転方向に対して下流側）の面に接触することにより、拡散して投射範囲（投射分布）が逆に広がるという問題がある。【０００６】
また、従来の砥粒遠心投射装置においては、特公昭５０−３２１４２号公報第３図及び特開平９−１５０３６９号公報図１に示すように、コントロールケージの胴体部に設けた砥粒吐出口は、ディストリビュータの回転方向から見て上流側および下流側の内壁面がコントロールケージの軸中心から外に向かって放射状に延びる面上に位置していて、伝統的に末広がり状を成している。【０００７】
しかし、このように構成された従来の砥粒遠心投射装置における砥粒吐出口では、扇形状に投射された砥粒の形成する投射領域が必要以上に広くなるため、被処理品に対して有効に投射することができず、被処理品の種類によっては、投射された砥粒のうち被処理品に当たらないものが多く発生し、砥粒の投射効率が悪くなるなどの問題がある。
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、叙上の事情に鑑み、投射分布を集中させることができるコントロールケージおよび該コントロールケージを用いる遠心投射装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また本発明は、扇形状に投射された砥粒が形成する投射領域を狭くすることができる砥粒遠心投射装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本願の請求項１記載の発明のコントロールケージは、複数のブレードを設けたインペラを高速回転させて、該インペラの内部空間に配置される円筒状のコントロールケージの開口窓を通して排出された投射材を前記ブレードにより被処理品に投射する遠心投射装置に用いられるコントロールケージであって、前記コントロールケージの開口窓は、該コントロールケージの円筒部に軸芯と平行に形成され、かつ、前記インペラの回転方向に対して上流側の上流面と下流側の下流面を有する四角形状を呈しており、前記上流面は、前記インペラの回転方向とは逆方向に計測したとき、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記上流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度が、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記上流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度より大きく設定されていることを特徴とする。
【００１１】
かかる構成とすることにより、上流面がおおむね被処理品側に向けられるため、コントロールケージの開口窓から排出される投射材の流れを被処理品側に向けることができる。したがって、所定の被処理品部分への投射分布を集中させることができる。このため、投射材を無駄なく、小さい被処理品を処理することができるとともに、内張りライナのメンテナンスの回数および部品コストを削減することができる。また、ブラスト処理の必要な箇所への投射密度が増加するため、処理時間を短縮することができる。
【００１２】
ここで、前記上流面と下流面とは平行であるのが好ましい。
【００１３】
また、前記コントロールケージの横断面において、前記上流面が前記コントロールケージの内周円の接線上に形成されているのが好ましい。
【００１４】
さらに、前記インペラの回転方向とは逆方向に計測したとき、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記下流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度が、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記下流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度より大きく設定されているのが好ましい。
【００１５】
また、前記インペラの回転方向とは逆方向に計測したとき、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記下流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度が、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記下流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度より大きく設定されており、かつ、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記上流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度と、前記軸芯を含む平面と、前記下流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度との差が、０〜３５°に設定されているのが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明の遠心投射装置は、ハウジングと、該ハウジングの一方の側部の外側に取り付けられた駆動手段と、該駆動手段の駆動軸側に取り付けられた、複数のブレードを有するインペラと、該インペラの内周空間に前記駆動軸と同軸に取り付けられ、開口を周方向にほぼ等間隔に有するディストリビュータと、前記ハウジングの他方の側部に形成された吹き込み口に後端部を取り付けた請求項１に記載のコントロールケージと、前記吹き込み口へ投射材を供給するために前記ハウジングに取り付けられた導入筒と、からなることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明において、軸芯を含む平面とは、軸芯を含み、かつ上流面と上流面に囲まれた開口部内に位置しない平面である。
【００１８】
さらに、前記インペラが、駆動手段の駆動軸側の側板と、該側板により前記導入筒側に所定幅離れた位置に、中央部に前記コントロールケージの外周より大きな開口を有する導入筒側の側板と、該導入筒側の側板と前記駆動軸側の側板とのあいだに放射状に挾着固定された複数のブレードとからなるのが好ましい。
【００１９】
請求項８の砥粒遠心投射装置は、回転可能に設けられかつ中心部に円柱状空間を有するインペラと、このインペラの円柱状空間内に固定配設され略円筒状を成しかつ胴体部に砥粒吐出口を有するコントロールケージと、該コントロールケージの空間内に前記インペラと一緒に回転可能に配置されたディストリビュータと、を備えた砥粒遠心投射装置であって、前記コントロールケージの砥粒吐出口は、該コントロールケージの胴体部に所定の幅で該コントロールケージの軸中心線と平行な方向へ延びるほぼ長孔状に形成され、かつ、前記ディストリビュータの回転方向に対して上流側の上流面と下流側の下流面を有し、前記上流面は、前記軸中心線と直交しかつこの上流面の内側縁部を通る中心線に対し３０〜９０度の角度で前記ディストリビュータの回転方向側に傾斜することを特徴とする。
【００２０】
かかる構成とすることにより、ディストリビュータによって撹拌されながら掻き揚げられた砥粒が砥粒吐出口に供給されると、供給された砥粒は、ディストリビュータの回転方向から見て後方側（上流側）の砥粒吐出口の内壁面（上流面）により、砥粒吐出口からコントロールケージの半径方向へ飛び出すのを阻止されながら、砥粒吐出口から吐出されてインペラのブレード上に移動する。この結果、砥粒は砥粒吐出口からの飛散を抑制されながらインペラのブレード上に放出されるため、インペラによって扇形状に投射された砥粒の投射領域は従来のものよりも狭くなる。
【００２１】
また、請求項９の砥粒遠心投射装置は、回転可能に設けられかつ中心部に円柱状空間を有するインペラと、このインペラの円柱状空間内に固定配設され略円筒状を成しかつ胴体部に砥粒吐出口を有するコントロールケージと、該コントロールケージの空間内に前記インペラと一緒に回転可能に配置されたディストリビュータと、を備えた砥粒遠心投射装置であって、前記コントロールケージの砥粒吐出口は、該コントロールケージの胴体部に所定の幅でコントロールケージの軸中心線と平行な方向へ延びるほぼ長孔状に形成され、かつ、前記ディストリビュータの回転方向に対して上流側の上流面と下流側の下流面を有し、前記上流面は、前記コントロールケージの円形内壁のほぼ接線方向へ延びることを特徴とする。
【００２２】
かかる構成とすることにより、ディストリビュータによって撹拌されながら掻き揚げられた砥粒が、ディストリビュータの回転方向であってコントロールケージの円形内壁のほぼ接線方向へ延びる砥粒吐出口の内壁面（上流面）により、円滑に砥粒吐出口に押し込められるともに、押し込められた砥粒が砥粒吐出口によって収斂され、それに伴い、砥粒吐出口からは高密度状態で吐出されてインペラのブレード上に移動する。この結果、インペラによって扇形状に投射された砥粒の投射領域は従来のものよりも狭くなる。
【００２３】
ここで、前記上流面は、前記軸中心線と直交しかつ上流面の内側縁部を通る中心線に対し３０〜９０度の角度で前記ディストリビュータの回転方向側に傾斜するのが望ましく、３０度未満では、砥粒が砥粒吐出口からコントロールケージの半径方向へ飛び出すのを十分に阻止することができない。
【００２４】
また、前記下流面は、前記軸中心線と直交しかつ下流面の内側縁部を通る中心線に対し３０〜９０度の角度で前記ディストリビュータの回転方向側に傾斜するのが望ましく、３０度未満では砥粒が砥粒吐出口から出る際に前記前方側の内壁面に当たって拡散してしまう。
【００２５】
さらに、前記下流面を前記上流面とほぼ平行にすると、砥粒の流れる方向を制限して砥粒の投射領域を狭くすることができる。
【００２６】
また、砥粒吐出口における前記所定の幅は、前記コントロールケージの軸中心線と直交し前記上流面の外側縁部とを結ぶ線と、前記コントロールケージの軸中心と直交し前記下流面内側縁部とを結ぶ線とで成す角度が０〜３５度で決定されるものにすることが望ましく、０度未満では、砥粒吐出口における前方側（下流側）および後方側（上流側）の内壁面が砥粒の砥粒吐出口からの吐出を邪魔して、砥粒が砥粒吐出口を閉塞したり、砥粒の最大投射量を減少させたりし、また、３５度を超えると、砥粒吐出口の開口部の面積が広がり、砥粒吐出口から吐出される砥粒が拡散し過ぎて投射された砥粒の投射領域が広くなる。
【００２７】
なお、前記砥粒吐出口における長孔は、長方形状の開口を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
実施の形態１
以下、添付図面に基づいて、本発明のコントロールケージおよび該コントロールケージを用いる遠心投射装置を説明する。本発明のコントロールケージを適用した一実施の形態にかかわる遠心投射装置は、図１に示されるように、装置本体の研掃室の天井に配された上壁１に配置されるハウジング（インペラケース）２と、該ハウジング２の側部２ａの外側である前記上壁１に配設される駆動手段３と、該駆動手段３の駆動軸３ａ側に取り付けられるインペラ４と、該インペラ４の内周空間Ｓに前記駆動軸３ａと同軸に取り付けられるディストリビュータ５と、前記ハウジング２の側部２ａに対向する側部２ｂに取り付けられる円筒状のコントロールケージ６と、前記ハウジング２の側部２ｂに取付けられる導入筒７とを備えている。【００２９】
前記駆動手段３は、とくに限定されるものではないが、前記駆動軸３ａを回転自在に支持する軸受（図示せず）が配された駆動モータを用いることができる。または前記駆動軸３ａが、軸受ユニットの軸受により回転自在に支持される場合、前記駆動手段３としては、該軸受ユニットと、該駆動軸３ａの端部に連結されるプーリーと、駆動モータと、該駆動モータの回転軸に連結されるプーリーと、前記駆動軸３ａのプーリーと駆動モータのプーリーとに巻き回されるベルトとからなる構成とすることもできる。【００３０】
前記インペラ４は、本実施の形態では、前記駆動軸３ａにハブ１０を介してボルト１１により取り付けられており、前記駆動手段３の駆動軸３ａ側の側板１２ａと、該側板１２ａにより前記導入筒７側に所定幅離れた位置の側板１２ｂと、側板１２ａと側板１２ｂとのあいだに放射状に挾着固定された複数、たとえば４〜１２枚のブレード１３とから構成されている。側板１２ｂは、中央部に前記コントロールケージ６の外周より大きな開口を有し、この側板１２ｂと前記ブレード１３の組付けは、側板１２ｂの内周端とブレード１３の内周端とがほぼ同一になるように行われている。なお、本実施の形態におけるインペラ４の側板１２ａは、ハブ１０と別体に作製されているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、側板１２ａとハブ１０を一体に作製することができる。【００３１】
前記ディストリビュータ５は、投射材を撹拌する部品であってボルト１４により前記側板１２ａに固定されており、前記ブレード１３の枚数と同一の数、該枚数より少ない数または該枚数より多い数の開口（切り欠き）１５を周方向にほぼ等間隔に有している。すなわち、本実施の形態におけるディストリビュータ５は、基部５ａからインペラ４の中心軸に対して平行（図１の紙面左右方向）に前記ブレード１３の枚数と同一の数の爪１６が突出した、いわゆる櫛歯状を呈しているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、爪１６の先端を周方向に連結して補強した形状とすることもできる。【００３２】
前記コントロールケージ６は、図１〜２に示されるように、先端部６ａの円筒部に軸芯Ｃの方向（図１の左右方向であり、図２の紙面垂直方向）に形成される開口窓１７により投射方向を規制する部品であって、前記ディストリビュータ５と前記ブレード１３とのあいだに延設されており、後端部６ｂが前記ハウジング２の側部２ａに対向する側部２ｂに形成される吹き込み口１８の周辺に取り付けられている。すなわち、本実施の形態では、このコントロールケージ６の取付構造として、まず前記吹き込み口１８にリンク状のフランジ（環状リング）１９を組み付けて、ボルト２０により側部２ｂに固定したのち、該フランジ１９の内周に沿わせて挿入されたコントロールケージ６の後端部６ｂに形成した段部６ｃをフランジ１９の端面と導入筒７の端面で挟み込み、最後に導入筒押さえ部材２１で押し込んでボルト２２により取り付ける構造にされている。【００３３】
前記開口窓１７は、前記インペラ４の回転方向Ａに対して上流側の上流面３１と下流側の下流面３２を有する四角形状を呈している。また、前記軸芯Ｃを含み、かつ上流面３１と下流面３２に囲まれた開口部内に位置しない平面Ｃ１であって、前記インペラ４の回転方向Ａとは逆方向に、前記軸芯Ｃを含む平面Ｃ１から前記上流面３１における内側縁部３１ａまでの角度θ１ａは、前記軸芯Ｃを含む平面Ｃ１から前記上流面３１における外側縁部３１ｂまでの角度θ１ｂより大きく設定されている。また、前記軸芯Ｃを含む平面Ｃ１から前記下流面３２における内側縁部３２ａまでの角度θ２ａは、前記軸芯Ｃを含む平面Ｃ１から前記下流面３２における外側縁部３２ｂまでの角度θ２ｂより大きく設定されている。すなわち、この上流面３１は、前記コントロールケージ６の横断面において、該上流面３１における内側縁部３１ａと軸芯Ｃとを結ぶ線より、インペラ４の回転方向Ａ側に傾いている。また、下流面３２についても、該下流面３２における内側縁部３２ａと軸芯Ｃとを結ぶ線より、回転方向Ａ側に傾いている。なお、前記上流面３１における角度関係および下流側３２における角度関係は、たとえば投射材の平均粒径や、被処理品への投射範囲、投射量、投射速度などにより適宜選定することができる。これにより、前記上流面３１が被処理品側にほぼ向けられているとともに、下流面３２による投射材の流れを妨げることが少なくなるため、コントロールケージの開口窓から排出される投射材を案内して、投射材の流れを被処理品側に向けることができる。したがって、所定の被処理品部分への投射分布を集中させることができる。このため、投射材を無駄なく、小さい被処理品を処理することができる。また、内張りライナのメンテナンスの回数および部品コストを削減することができる。さらに、ブラスト処理の必要な箇所への投射密度が増加するため、処理時間を短縮することができる。【００３４】
なお、前述したように上流面３１における角度関係（θ１ａ＞θ１ｂ）により上流面４１が回転方向Ａに傾いていれば、前記下流面３２については、前記軸芯Ｃを含む平面Ｃ１から前記下流面３２における内側縁部３２ａまでの角度θ２ａは、前記軸芯Ｃを含む平面Ｃ１から前記下流面３２における外側縁部３２ｂまでの角度θ２ｂと等しく設定することもできる。この場合でも、下流面３２による投射材の流れを妨げることが少ない。【００３５】
また、本発明において、前記上流面３１と下流面３２とが平行であると、投射材が回転方向Ａ側の下流面３２に接触して、投射材が拡散して投射範囲が広がってしまうことを防ぐことから、開口窓１７として、上流面３１と下流面３２とが平行であるのが好ましい。かかる平行な上流面と下流面のうち、とくに図３に示されるように、前記平面Ｃ１に対して平行な下流面４２と、コントロールケージ４６の内周円（内周面）４６ａ上に前記平面Ｃ１に対して平行な接線Ｌを引き、該接線Ｌの接点を内側縁部４２ａとし、接線Ｌ上に上流面４１が形成される開口窓４７が好ましい。【００３６】
さらに前記軸芯Ｃを含む平面Ｃ１から前記上流面４１における外側縁部４１ｂまでの角度θ１ｂと前記軸芯Ｃを含む平面Ｃ１から前記下流面４２における内側縁部４２ａまでの角度θ２ａとの差Δθ（＝θ１ｂ−θ２ａ）を、０〜３５°に設定するのが好ましい。これは、前記差Δθが０未満であると、開口窓の開口が狭すぎて、投射材が詰まりやすくなり、その結果、投射可能な最大量が低下するためであり、また、前記差Δθが３５°をこえると、開口窓の開口が広過ぎになり、投射分布（投射範囲）が広がりやすくなるからである。【００３７】
前記導入筒７は、前記インペラ４に投射材を供給する筒であり、前記吹き込み口１８へ投射材を供給するように前記ハウジング２の側部２ｂに取付けられている。【００３８】
本実施の形態では、投射材は導入筒７より供給され、コントロールケージ６を通り、回転するディストリビュータ５にて撹拌される。コントロールケージ６の中で撹拌された投射材は、コントロールケージ６の開口窓１７から排出され、回転するブレード１３の内周側へ供給される。そして、供給された投射材は、回転するブレード１３によって徐々に加速され、ブレード１３の外周端から飛び出して被処理品の表面の錆、バリ、スケールまたは塗料などを剥離除去する。また、本実施の形態における開口窓１７では、前述したように角度θ１ａが角度θ１ｂより大きく設定されているため、投射分布が集中するため、無駄な投射量が減少し、過剰なライナ構成が不要となり、ライナの早期摩耗を低減することができる。また、投射密度が増加するため、処理時間を短縮することができる。【００３９】
つぎに本発明の実施例を説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。【００４０】
実施例
本実施例では、図３に示されるように、上流面４１と下流面４２とが平行な開口窓であって、軸芯Ｃを含む平面Ｃ１から上流面４１における外側縁部４１ｂまでの角度θ１ｂと軸芯Ｃを含む平面Ｃ１から下流面４２における内側縁部４２ａまでの角度θ２ａとの差Δθ（＝θ１ｂ−θ２ａ）が０（ゼロ）となるように設定したコントロールケージを用いた遠心投射装置を用意した。そして、平均粒径が１ｍｍのＳＢ１０（新東ブレーター（株）製投射材）による投射試験を行い、投射分布を調べた（実施例）。その結果を図４に示す。また、図５に示される従来の四角形状を呈する逆ハの字形状（Ｖ字状形状）開口窓１０７の開き角度θが４０°とこれより狭い角度１５°に形成される２種類のコントロールケージを用いて、前記実施例の投射試験と同様の試験を行った（比較例１、２）。なお、比較例１、２において、インペラに対する開口窓の開口位置は本実施例とほぼ同じ位置に取り付けた。その結果についても図４に示す。【００４１】
図４において、まず、比較例１に示されるように開き角４０°の場合は、なだらかな山形の投射分布であり、また、比較例２に示されるように開き角１５°に狭くしても、投射材が開口窓より放出される際、開口部縁にあたり拡散して逆に投射分布が広がっているのがわかる。これらに対し、本実施例においては、投射分布を集中させることができることがわかった。【００４２】
また、図４に示す投射分布の結果より、投射割合のピーク値の５０％の量を満たす角度範囲を投射分散の半価幅とすると、比較例１における投射分散の半価幅は４９.９°であり、比較例２における投射分散の半価幅は８６.６°であるのに対し、本実施例における投射分散の半価幅は３４.４°であるため、本実施例は、比較例１および比較例２と比較すると、分散角が３１％および６０％集中することがわかった。【００４３】
実施の形態２
次に、本発明を適用した砥粒遠心投射装置の一実施例について図６〜図１０に基づき、詳細に説明する。本砥粒遠心投射装置は、図８に示すように、回転可能に設けられ、複数のブレード５１が放射状に取り付けられかつ中心部に円柱状空間５２を有するインペラ５３と、このインペラ５３の円柱状空間５２内に別途固定配設され略円筒状を成しかつ胴体部に砥粒吐出口５４を有するコントロールケージ５５と、このコントロールケージ５５の空間内に前記インペラ５３と一緒に回転可能に配置されたディストリビュータ５６と、で構成されている。【００４４】
そして、前記コントロールケージ５５の砥粒吐出口５４は、図６示すように、前記ディストリビュータ５６の回転方向（矢印５７方向）から見て後方側（上流側）の内壁面（上流面）５８が、前記コントロールケージ５５の軸中心線５９と直交しかつこの内壁面（上流面）５８の内端部（内側縁部）を通る中心線６０に対し７０度の角度で前記矢印５７方向側に傾斜し、かつ図７に示すように、所定寸法の幅で前記軸中心線５９と平行する方向へ延びるほぼ長孔状を成している。【００４５】
また、前記砥粒吐出口５４における前記矢印５７方向から見て前方側の内壁面６１は、前記砥粒吐出口５４の前記内壁面（上流面）５８とほぼ平行している。【００４６】
このように構成したものは、インペラ５３とディストリビュータ５６を矢印５７方向へ回転させた状態の下に、ディストリビュータ５６内に砥粒を供給すると、ディストリビュータ５６によって撹拌されながら掻き揚げられた砥粒が砥粒吐出口５４に供給され、供給された砥粒は、砥粒吐出口５４の内壁面（上流面）５８により、砥粒吐出口５４からコントロールケージ５５の半径方向へ飛び出すのを阻止されながら、砥粒吐出口５４から吐出されてインペラ５３のブレード５１上に移動する。この結果、砥粒は砥粒吐出口５４からの飛散を抑制されながらインペラ５３のブレード５１上に放出されるため、インペラ５３によって扇形状に投射された砥粒の投射領域は従来のものよりも狭くなる。【００４７】
なお、上述の実施例では、前記砥粒吐出口５４の内壁面（上流面）５８は、軸中心線５９と直交しかつこの内壁面（上流面）５８の内端部（内側縁部）を通る中心線６０に対し７０度の角度で矢印５７方向側に傾斜している。しかし、この形状はこれに限定されるものではない。図９に示すように、コントロールケージ７５の砥粒吐出口７４における前記矢印５７方向から見て後方側の内壁面（上流面）７８を、前記矢印５７方向であって前記コントロールケージ７５の円形内壁のほぼ接線方向へ延びる平面の形状にし、かつ前記コントロールケージ７５の砥粒吐出口７４を、所定寸法の幅で前記コントロールケージ７５の軸中心線７９方向へ延びるほぼ長孔状にしてもよい。【００４８】
また、前記砥粒吐出口７４の前記内壁面（上流面）７８は、前記砥粒吐出口７４における前記矢印５７方向から見て前方側の内壁面（下流面）８１とほぼ平行になっている。さらに、前記砥粒吐出口７４における所定寸法の幅は、図９に示すように、上述の実施例と同様に、前記コントロールケージ７５の軸中心Ｏと前記砥粒吐出口７４における前記内壁面（上流面）７８の外側先端（外側縁部）Ａとを結ぶ線９１と、前記軸中心Ｏと前記砥粒吐出口７４における前記内壁面（下流面）８１の内側先端（内側縁部）Ｂとを結ぶ線９２とで成す角度が０〜３５度で決定されたものになっている。【００４９】
このように構成したものは、インペラ５３とディストリビュータ５６を矢印５７方向へ回転させた状態の下に、ディストリビュータ５６内に砥粒を供給すると、ディストリビュータ５６によって撹拌されながら掻き揚げられた砥粒が、砥粒吐出口７４の内壁面（上流面）７８により、円滑に砥粒吐出口７４に押し込められるとともに、押し込められた砥粒が砥粒吐出口７４によって収斂され、それに伴い、砥粒吐出口７４からは高密度状態で吐出されてインペラ５３のブレード５１上に移動する。この結果、インペラ５３によって扇形状に投射された砥粒の投射領域は従来のものよりも狭くなる。【００５０】
なお、扇形状に投射された砥粒が形成する投射領域について、本発明のコントロールケージ５５・７５の砥粒吐出口５４・７４と、他の各種のコントロールケージの砥粒吐出口と比較したグラフを図１０に示す。【００５１】
図１０からは、本発明のコントロールケージ５５・７５の砥粒吐出口５４・７４による砥粒の投射領域が、他のコントロールケージの砥粒吐出口によるそれよりも短いことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は本発明のコントロールケージを適用した一実施の形態にかかわる遠心投射装置の要部断面図である。
【図２】図２は図１のコントロールケージの横断面図である。
【図３】図３は他のコントロールケージの横断面図である。
【図４】図４は実施例および比較例１、２の投射分布を示す図である。
【図５】図５は従来のコントロールケージの横断面図である。
【図６】図６は請求項８の発明の一実施例のコントロールケージに係る横断面の模式図である。
【図７】図７は図６の外形正面図である。
【図８】図８は請求項８および請求項９の発明を適用した砥粒遠心投射装置の一部切り欠き縦断面図である。
【図９】図９は請求項９の発明の一実施例のコントロールケージに係る横断面の模式図である。
【図１０】図１０は扇形状に投射された砥粒が形成する投射領域について、請求項９の発明のコントロールケージの砥粒吐出口と、他のコントロールケージの砥粒吐出口と比較したグラフである。
【図１】
2007072803.tif 000003
【図２】
2007072803.tif 000004
【図３】
2007072803.tif 000005
【図４】
2007072803.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2007072803.tif 000010
【図９】
2007072803.tif 000011
【図１０】
2007072803.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月18日(2008.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブレードを設けたインペラを高速回転させて、該インペラの内部空間に配置される円筒状のコントロールケージの開口窓を通して排出された投射材を前記ブレードにより被処理品に投射する遠心投射装置に用いられるコントロールケージであって、
前記コントロールケージの開口窓は、該コントロールケージの円筒部に軸芯と平行に形成され、かつ、前記インペラの回転方向に対して上流側の上流面と下流側の下流面を有する四角形状を呈しており、
前記上流面は、前記インペラの回転方向とは逆方向に計測したとき、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記上流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度が、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記上流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度より大きく設定されており、
前記コントロールケージの横断面において、前記上流面が前記コントロールケージの内周円の接線上に形成されていることを特徴とするコントロールケージ。
【請求項２】
前記下流面は、前記インペラの回転方向とは逆方向に計測したとき、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記下流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度が、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記下流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度より大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のコントロールケージ。
【請求項３】
前記上流面及び下流面は、前記インペラの回転方向とは逆方向に計測したとき、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記下流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度が、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記下流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度より大きく設定されており、かつ、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記上流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度と、前記軸芯を含む平面と、前記下流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度との差が、０〜３５°に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のコントロールケージ。
【請求項４】
ハウジングと、
該ハウジングの一方の側部の外側に取り付けられた駆動手段と、
該駆動手段の駆動軸側に取り付けられた、複数のブレードを有するインペラと、
該インペラの内周空間に前記駆動軸と同軸に取り付けられ、開口を周方向にほぼ等間隔に有するディストリビュータと、
前記ハウジングの他方の側部に形成された吹き込み口に後端部を取り付けた請求項１、２または３に記載のコントロールケージと、
前記吹き込み口へ投射材を供給するために前記ハウジングに取り付けられた導入筒と、
からなる遠心投射装置。
【請求項５】
前記インペラは、
駆動手段の駆動軸側の側板と、
該側板より前記導入筒側に所定幅離れた位置にあって、前記コントロールケージの外周より大きな開口を中央部に有する導入筒側の側板と、
該導入筒側の側板と前記駆動軸側の側板とのあいだに放射状に挾着固定された複数のブレードと、
からなることを特徴とする請求項４に記載の遠心投射装置。
【請求項６】
回転可能に設けられかつ中心部に円柱状空間を有するインペラと、このインペラの円柱状空間内に固定配設され略円筒状を成しかつ胴体部に開口窓を有するコントロールケージと、該コントロールケージの空間内に前記インペラと一緒に回転可能に配置されたディストリビュータと、を備えた砥粒遠心投射装置であって、
前記コントロールケージの開口窓は、該コントロールケージの胴体部に所定の幅で該コントロールケージの軸中心線と平行な方向へ延びるほぼ長孔状に形成され、かつ、前記ディストリビュータの回転方向に対して上流側の上流面と下流側の下流面を有し、
前記上流面は、前記軸中心線と直交しかつこの上流面の内側縁部を通る中心線に対し３０〜９０度の角度で前記ディストリビュータの回転方向側に傾斜することを特徴とする砥粒遠心投射装置。
【請求項７】
前記下流面は、前記軸中心線と直交しかつ下流面の内側縁部を通る中心線に対し３０〜９０度の角度で前記ディストリビュータの回転方向側に傾斜することを特徴とする請求項６に記載の砥粒遠心投射装置。
【請求項８】
前記下流面は、前記上流面とほぼ平行になっていることを特徴とする請求６又は７に記載の砥粒遠心投射装置。
【請求項９】
前記開口窓における前記所定の幅は、前記軸中心線と直交し前記上流面の外側縁部とを結ぶ線と、前記コントロールケージの軸中心と直交し前記下流面の内側縁部とを結ぶ線とで成す角度が０〜３５度で決定されるものであることを特徴とする請求項６〜８のうちのいずれか１項に記載の砥粒遠心投射装置。
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月26日(2009.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブレードを設けたインペラを高速回転させて、該インペラの内部空間に配置される円筒状のコントロールケージの開口窓を通して排出された投射材を前記ブレードにより被処理品に投射する遠心投射装置に用いられるコントロールケージであって、
前記コントロールケージの開口窓は、該コントロールケージの円筒部に軸芯と平行に形成され、かつ、前記インペラの回転方向に対して上流側の上流面と下流側の下流面を有する四角形状を呈しており、
前記上流面は、前記インペラの回転方向とは逆方向に計測したとき、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記上流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度が、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記上流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度より大きく設定されており、
前記コントロールケージの横断面において、前記上流面が前記コントロールケージの内周円の接線上に形成されていることを特徴とするコントロールケージ。
【請求項２】
前記上流面及び下流面は、前記インペラの回転方向とは逆方向に計測したとき、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記下流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度が、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記下流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度より大きく設定されており、かつ、前記軸芯を含む平面と、前記軸芯と前記上流面の外側縁部とを含む平面とのなす角度と、前記軸芯を含む平面と、前記下流面の内側縁部とを含む平面とのなす角度との差が、０〜３５°に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のコントロールケージ。
【請求項３】
ハウジングと、
該ハウジングの一方の側部の外側に取り付けられた駆動手段と、
該駆動手段の駆動軸側に取り付けられた、複数のブレードを有するインペラと、
該インペラの内周空間に前記駆動軸と同軸に取り付けられ、開口を周方向にほぼ等間隔に有するディストリビュータと、
前記ハウジングの他方の側部に形成された吹き込み口に後端部を取り付けた請求項１または２に記載のコントロールケージと、
前記吹き込み口へ投射材を供給するために前記ハウジングに取り付けられた導入筒と、
からなる遠心投射装置。
【請求項４】
前記インペラは、
駆動手段の駆動軸側の側板と、
該側板より前記導入筒側に所定幅離れた位置にあって、前記コントロールケージの外周より大きな開口を中央部に有する導入筒側の側板と、
該導入筒側の側板と前記駆動軸側の側板とのあいだに放射状に挾着固定された複数のブレードと、
からなることを特徴とする請求項３に記載の遠心投射装置。
【国際調査報告】
2007072803.tif 000013
2007072803.tif 000014
2007072803.tif 000015
2007072803.tif 000016