(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物の内壁面に沿った外壁を有し工作物の内部に挿入される先端部に第１の吹出口が形成され基端近傍に第２の吹出口が形成され、前記内壁面にショットを吹き付けるとき前記工作物に対して移動不能に固定保持されているノズルを備え、
前記第２の吹出口を前記基端近傍に開口するように形成し、工作物の内壁面に沿って前記第１の吹出口から工作物の外部に向かう気流を形成することを特徴とするショットブラスト装置。
【請求項２】
工作物の内壁面に沿った外壁を有し工作物の内部に挿入される先端部に第１の吹出口が形成され基端近傍に第２の吸込口が形成されており、基端部に吸込口が形成され、前記内壁面にショットを吹き付けるとき前記工作物に対して移動不能に固定保持されているノズルを備え、
前記第２の吹出口を前記基端近傍に開口するように形成し、工作物の内壁面に沿って前記第１の吹出口から前記吸込口に向かう気流を形成することを特徴とするショットブラスト装置。
【請求項３】
工作物の内壁面に沿った外壁を有し工作物の内部に挿入される先端部に第１の吹出口が形成され基端近傍に第２の吹出口が形成されており、基端部に吸込口が形成され、前記第２の吹出口を前記基端近傍に開口するように形成し、前記内壁面にショットを吹き付けるとき前記工作物に対して移動不能に固定保持されているノズルと、
前記吸込口と集塵機とを接続する配管手段とを備え、
前記第２の吹出口を前記基端近傍に開口するように形成し、工作物の内壁面に沿って前記第１の吹出口から前記吸込口に向かう気流を形成することを特徴とするショットブラスト装置。
【請求項４】
工作物の内壁面に沿った外壁を有するノズルを工作物の内部に挿入する段階と、
前記工作物に対して移動不能に固定保持し、前記ノズルの先端部及び基端近傍に開口する吹出口から工作物の内壁面にショットを吹き付け工作物の内壁面に沿って前記ノズルの先端部から工作物の外部に向かう気流を形成する段階と、
を含むことを特徴とするショットブラスト加工方法。
【請求項５】
工作物の内壁面に沿った外壁を有するノズルを工作物の内部に挿入する段階と、
前記工作物に対して移動不能に固定保持し、前記ノズルの先端部及び基端近傍に開口する吹出口から工作物の内壁面にショットを吹き付け工作物の内壁面に沿って前記ノズルの先端部から工作物の外部に向かう気流を形成する段階と、
工作物の外部に向かうショットを前記ノズルの基端で集塵する段階と、
を含むことを特徴とするショットブラスト加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
(1) 本発明はショットブラスト装置及びショットブラスト加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
(1) 従来、スティック型点火プラグのコイルケーシング等の樹脂成形品を金型から取り出した後には、成形品にナイロン粒子等のショットを吹き付けてバリ取りするショットブラスト加工を施している。
(2) 従来、横型成形機を用いた樹脂成形加工装置は、横型成形機ごとにランナー切断、バリ取り加工等の後処理を行う後処理加工機を有している。一般に横型成形機のサイクルタイムは後処理加工機のサイクルタイムより長い。
(3) 従来、樹脂成形品からランナーを取り外すとき、エアーニッパーで切断後、切断部にエンドミル加工及びバリ取り加工を施し、切り屑を圧縮空気で吹き飛ばして除去していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
(1) 成形品にショットを吹き付けるとき、研磨しようとする部分全体にノズルの吹き出し口を当てるには成形品またはノズルを動かす必要がある。そして、成形品に吹き付けられたショットは成形品の表面で跳ね返って飛散する。成形品に付着したナイロン粒子は成形品の全体に圧縮空気を吹き付けて除去している。
本発明は、圧縮空気及びショットの無駄が少なく加工速度が高いショットブラスト装置及びショットブラスト加工方法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】
請求項１に係るショットブラスト装置は、工作物の内壁面に沿った外壁を有し工作物の内部に挿入される先端部に第１の吹出口が形成され基端近傍に第２の吹出口が形成されているノズルを備え、工作物の内壁面に沿って前記第１の吹出口から工作物の外部に向かう気流を形成することを特徴とする。
【０００７】
工作物の内壁面に沿った外壁を有するノズルを工作物の内部に挿入した状態で吹出口から圧縮空気とともにショットを工作物に吹き付けることにより、工作物の内壁面に沿って吹出口から工作物の外部に向かう気流を形成する。成形品に吹き付けられるショットがノズルと工作物の隙間を工作物の外部に向かって進みながら工作物の内壁面を研磨するため、本発明に係るショットブラスト装置によると、空気圧縮及びショットの無駄が少なく加工速度が高くなる。尚、請求項２に係るショットブラスト装置のようにノズルの基端部に吸込口を形成しショットが工作物の外部に飛散しないようにすることが望ましい。また、請求項３に係るショットブラスト装置のように、吸込口と集塵機を配管手段で接続しショットが工作物の外部に飛散しないようにすることが望ましい。また、ノズルと工作物との隙間はショットの直径よりやや大きい程度の微小隙間であることが望ましい。具体的には例えば直径０．６ｍｍのナイロン粒子からなるショットに対してノズルと工作物との隙間を１ｍｍ程度に設定することが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は本発明の第１実施例によるショットブラスト装置を示す断面図である。ショットブラスト装置１は、工作物２１の内部に挿入されるノズル１３、図示しない集塵機、ノズル１３を支持するボディ２３、図示しないコンプレッサ等を備える。樹脂成形された工作物２１に吹き付けるショットとしては例えば直径０．６ｍｍのナイロン粒子が望ましい。
【００１４】
ノズル１３の外壁面１３ａと工作物２１の内壁面２１ａとの環状隙間が１ｍｍ程度になるようにノズル１３の外壁形状を設定することが望ましい。ノズル１３の外壁を工作物２１の内壁面２１ａに沿わせ、両者の隙間を小さくすることでショットの流速を上げることができるからである。吹出口１０はノズル１３の先端部に形成する。工作物２１の軸長が長い場合、図１及び図２に示すようにノズル１３の基端近傍にも吹出口１４を設けることが望ましい。吹出口１０から離れるにつれてショットの流速が落ちるためである。ノズル基端側にショットを吹き付けるように吹出口１０、１４の開口部近傍の流路を設定する。例えば、ノズル先端に傘状のキャップ１８をねじ１９で固定し、ノズル基端側にショットを吹き付けるようにしてもよい。通路１１、１２により図示しないコンプレッサと吹出口１０、１４とを接続する。
【００１５】
ノズルの基端部には吸込口１５を形成することが望ましい。例えばノズル１３とボディ２３との間に隙間を設け吸込口１５を形成してもよい。ノズルと工作物との隙間から空気とともに噴出するショットが周囲に飛散することを防止するためである。吸込口１５は通路１６、１７により集塵機に接続する。ショットは吸込口１５、通路１６、１７を通じて集塵機に集められるため、ショットブラスト加工後にショットが工作物の外に飛散することを防止できる。
【００１６】
以下、ショットブラスト装置１を用い、樹脂成形されたスティック型点火プラグのコイルのケーシング２１を工作物とし、ケーシング２１のバリ取りをするショットブラスト加工方法について説明する。
【００１７】
図１に示すように、ノズル１３の先端に設けられているキャップ１８がチャック２２に当接する位置まで、チャック２２で保持されたケーシング２１の内部にノズル１３を挿入する。このとき、ケーシング２１の内壁とノズル１３の外壁との環状隙間は大部分で幅１ｍｍ程度になる。また、ケーシング２１の端面はボディ２３に当接し、ボディ２３とノズル１３との間に形成されている吸込口１５をケーシング２１が閉塞する。
【００１８】
図１に示す状態を維持し、図示しないコンプレッサからショットともに圧縮空気を通路１１、１２に送り込み、ショットを吹出口１０、１４からケーシング２１の内壁面２１ａに吹き付ける。圧縮空気は吹出口１０、１４からノズルの基端側に向かって吹き付けられ、また、ノズル１３の先端側でケーシング２１はチャックに保持されているため、圧縮空気はケーシング２１とノズル１３との隙間をノズル先端側から基端側に向かって流れる。すなわち、コンプレッサで通路１１、１２に圧縮空気を送り込むと、ケーシング２１の内壁面２１ａに沿って吹出口１０からケーシング２１の外部に向かう整った気流が形成される。吹出口１０、１４から噴出したショットは、ケーシング２１の内壁面２１ａに衝突しながらケーシング２１の内壁を研磨する。圧縮空気をコンプレッサで送り込むとき、図示しない集塵機を稼働させ、吸込口１５から研磨屑とともにショットを通路１６、１７に取り込み集塵機に吸引する。
【００１９】
第１実施例のショットブラスト装置によると、ショットを吹出口１０、１４からケーシング２１の内壁面２１ａに吹き付ける間、ショットがケーシング２１の内壁面２１ａに沿って流れるため、ケーシング２１に対してノズルを動かす必要がない。また、ショットともにノズル１３から噴出する圧縮空気はケーシング２１の内部で一方向に流れ、ケーシング２１の内壁を研磨しながら吸込口１５に進むため、圧縮空気及びショットの無駄がない。さらに、ケーシング２１とノズル１３の隙間に吸込口１５をあてがっているため、ショットがケーシングの外部に飛散しない。
【００２０】
（第２実施例）
図２及び図３は本発明の第２実施例による樹脂成形加工装置２を示す模式図である。
樹脂成形加工装置２は成形機３０、３９、後処理加工機４２、緩衝手段としてのテーブル３５、３６、取り出し手段としてのロボット３３、３４等で構成する。
【００２１】
成形機３０及び成形機３９は、互いの処理能力が異なり、互いのサイクルタイムが相違する。成形機３０は金型３１、３２を備え、成形機３９は金型３７、３８を備える。成形機３０、３９は金型３１、３２、３７、３８が水平方向に往復移動する所謂横型成形機である。成形機３０及び成形機３９は互いに平行に設置することが望ましい。また、成形機３０、３９から互いに同じ向きに成形品を取り出せるように成形機３０、３９を設置することが望ましい。
【００２２】
ロボット３３、３４はそれぞれ互いに直交する２本のシリンダの先端にジグを有し、２本のシリンダを往復移動させてジグに保持した成形品をｘｙ方向に移動させ、成形機３０、３９から成形品を取り出すものである。
【００２３】
テーブル３５、３６には図示しない位置決め用のジグと、成形品を検知するセンサ４３、４０とを備える。センサ４３、４０は、例えば位置決め用のジグに成形品がセットされたときに反応し図示しない制御部に検知信号を送信する光センサである。
【００２４】
後処理加工機４２は、成形品のランナーを切断しバリを取り除いて成形品を仕上げ加工した後、組み付け処理、箱詰め処理を実施する。後処理加工機４２の処理内容はこれらに限定されるものではなく、金型から取り出された成形品について何らかの後処理を実施するものであればよい。成形機３０、３９を連続運転させるため、後処理加工機４２のサイクルタイムが成形機３０、３９のサイクルタイムの短い方の半分以下であることが望ましい。
【００２５】
ロボットアーム４１は後処理加工機４２に設ける。ロボットアーム４１は図示しない制御部に制御され、テーブル３５、３６から後処理加工機４２に成形品を移送するものである。
【００２６】
シャッター４７は樹脂成形加工装置２の各稼働部分とオペレータとを遮断する安全装置である。例えばロボット３３、３４のテーブル側、反テーブル側等に設け稼働中にはシャッター４７を閉鎖し停止中には開放するように制御することが望ましい。
【００２７】
以下、図３に基づいて樹脂成形加工装置２の作動を説明する。
成形機３０及び成形機３９は、成形を終了し金型を開放して成形品４４を取り出し可能にするたびに図示しない制御部に終了信号をそれぞれ送信する。終了信号を受信した制御部は、当該終了信号を送信した成形機の成形品４４を取り出すようにロボット３３又はロボット３４を制御する。制御部は、成形品４４を取り出したロボットに対応するテーブルのジグに成形品がセットされているか否かを判別し、セットされていない場合、当該ロボットに当該テーブルまで成形品４４を移送させ当該テーブルのジグに成形品４４をセットする。当該ロボットに対応するテーブルに成形品４４がセットされている場合、当該テーブルが空席になるまで成形品４４を保持したままで当該ロボットを待機させる。テーブル３５、３６に成形品４４がセットされているか否かはセンサ４０、４３の出力により判別する。
【００２８】
ロボットアーム４１は後処理加工機４２のサイクルに合わせてテーブル３６、４３のいずれかから後処理加工機４２に移送する。ロボットアーム４１にいずれのテーブルに成形品を取りに行かせるかは、例えば次のように制御する。テーブル３５に成形品がセットされているときセンサ４３の出力を「高」、セットされていないとき「低」とする。センサ４０についても同様にテーブル３６に成形品がセットされているとき出力を「高」、セットされていないとき「低」とする。後処理加工機４２の１サイクルが終了し成形品の受け入れ準備が整うと、制御部はセンサ４０、４３の出力を判別する。センサ４０、４３の出力のいずれか一方が「高」、他方が「低」である場合、制御部はロボットアーム４１に出力が「高」のセンサが設けられているテーブルに成形品４４を取りに行かせる。センサ４０、４３の両方の出力が「高」である場合、いずれのセンサの出力が先に「高」になったかを判別し、制御部はロボットアーム４１に出力が先に「高」になったセンサが設けられているテーブルに成形品４４を取りに行かせる。センサ４０、４３の両方の出力が「低」である場合、制御部はロボットアーム４１にいずれかのセンサの出力が「高」になるまで待機させる。
【００２９】
図４は樹脂成形加工装置２内で成形品がどのように移送されるかを示すダイヤグラムである。図中のＡｎ、Ｂｎは成形品の識別子である。図４では後処理加工機４２、成形機３０、成形機３９のサイクルタイムの比を１：２：３としている。図４に示すように、樹脂成形加工装置２は成形機３０、３９を停止させることなしに連続運転することができる。これは、ロボット３３、３４、テーブル３５、３６が適宜成形品４４を保持して滞留させることで後処理加工機４２に絶え間なく成形品４４を投入することができるから、後処理加工機４２を休みなく稼働することができるためである。
【００３０】
第２実施例の樹脂成形加工装置２によると、１台の後処理加工機４２を成形機３０、３９で共有し、かつ成形機３０、３９を連続運転することができるため、生産効率を維持したままで設備コストを低減することができる。また、後処理加工機４２を共用することで設置面積を小さくすることができる。
【００３１】
図５は、比較例として樹脂成形加工装置２からテーブル３５、３６を取り除いた樹脂成形加工装置を仮定し、成形品がどのように移送されるかを示したダイヤグラムである。図５に示す比較例では、後処理加工機４２が処理中でロボット３３が成形品Ａ５を保持しているとき、成形機３０が次サイクルの成形品Ａ６の成形処理を終了するとロボット３３が成形機３０から成形品Ａ６を取り出すことができない。したがって、ロボット３３が後処理加工機４２に成形品Ａ５を投入し次サイクルの成形品Ａ６を成形機３０から取り出すまで、成形機３０は次々サイクルの成形品Ａ７の成形処理を開始できず運転を停止することになる。
【００３２】
（第３実施例）
図６に本発明の第３実施例によるランナー切断装置３の機能ブロック図を示する。
カッター５４は工具ホーン５３に固定されている。カッター５４の厚さは超音波振動しながらランナーを切断するときに反らない程度の０．５ｍｍ以上とし、１ｍｍ程度に設定することが望ましい。工具ホーン５３は振動子５２に固定され、振動子５２の振動を増幅してカッター５４に伝達する。発振器５１は振動子５２を超音波振動させる。振動子５２は工具ホーン５３及びカッター５４とともにカッター５４の刃先の方向に移動する構成とする。例えばガイドにスライダを摺動自在に設け、スライダに振動子５２、工具ホーン５３及びカッター５４を固定すればよい。
【００３３】
カッター５４の刃先近傍にノズル５６を設け、送風機５５から圧送される圧縮空気をランナーに吹き付けることが望ましい。カッター５４の超音波振動により加熱されたランナーが大きく変形しバリが形成されることを防止するためである。切断中、カッター５４の刃先近傍に冷風を常に供給するためカッター５４とともにノズル５６を移動させることが望ましい。
【００３４】
以下、ランナー切断装置３を用いて樹脂成型品のランナーを切断する方法について説明する。
発振器５１で振動子５２を超音波振動させ、工具ホーン５３により振動を増幅してカッター５４に伝達する。図７に示すようにカッター５４をランナー５７に接触させるとカッター５４の超音波振動によりカッター５４に接触している部分のランナー５７の温度が上昇する。カッター５４を刃先方向に移動させると、温度が上昇して溶融した部分にカッター５４が食い込みランナー５７を切断する。ランナー５７にはノズル５６から圧縮空気を吹き付けておき、超音波振動によるランナー５７の温度上昇がカッター５４との接触部位に局所的に限定されるようにランナー５７を空冷する。圧縮空気を吹き付ける位置はカッター５４の刃先よりややカッター進行方向の反対側が望ましい。圧縮空気はカッター５４の上方から吹き付けても下方から吹き付けてもよい。例えば、工具ホーン５３、カッター５４及び振動子５２が固定されたスライダにノズル５６を設け、ノズル５６の先端に形成した噴孔５６ａがカッター５４の下方でやや刃先より刃元側に位置するように設定すればよい。
【００３５】
ランナー切断装置３を用いた切断方法によると、カッター５４の刃厚を十分厚くすることによりランナーの切断時にカッター５４がたわむことを防止し、また、超音波振動によりランナーを溶融させて切断する。したがって、カッター５４によるランナーの切断面は平面となって切断後のエンドミル加工が不要となる。また、ランナーを空冷しながら切断するため、超音波振動によるランナーの溶融は必要最低限にとどまり溶融バリが発生しない。したがって、切断後にバリを削り取る加工が不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるショットブラスト装置を示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施例による樹脂成形加工装置を示す模式図である。
【図３】本発明の第２実施例による樹脂成形加工装置を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施例による樹脂成形加工装置の運行状態を示すダイヤグラムである。
【図５】比較例による樹脂成形加工装置の運行状態を示すダイヤグラムである。
【図６】本発明の第３実施例によるランナー切断装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３実施例によるランナー切断装置を用いたランナー切断方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    ショットブラスト装置
２    樹脂成形加工装置
３    ランナー切断装置
１０、１４    吹出口
１１、１２、１６    通路
１３    ノズル
１３ａ    外壁面
１５    吸込口
２１    ケーシング（工作物）
２１ａ    内壁面
２３    ボディ
３０、３９    成形機
３１、３２、３７、３８    金型
３３、３４    ロボット（取り出し手段）
３５、３６    テーブル（緩衝手段）
４０、４３    センサ
４１    ロボットアーム
４２    後処理加工機
４４    成形品
４７    シャッター
５１    発振器
５２    振動子
５３    工具ホーン
５４    カッター
５５    送風機
５６    ノズル
５６ａ    噴孔
５７    ランナー
【図１】
0003951096.tif 000002
【図２】
0003951096.tif 000003
【図３】
0003951096.tif 000004
【図４】
0003951096.tif 000005
【図５】
0003951096.tif 000006
【図６】
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【図７】
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