(57)【要約】【課題】対象物の形状によらず、過剰設定にならない好適なエアブロー条件を設定して水切りを行う。【解決手段】対象物と同形状に組立可能な複数の樹脂部Ｐ１、Ｐ２からなる樹脂モデル２を用意する工程（１）と、組立前の複数の樹脂部Ｐ１、Ｐ２における水切り対象対応面の少なくとも一部に対して、周囲の圧力に応じて発光強度が変化する感圧材料６０を付着させる工程（２）と、感圧材料６０を付着させた複数の樹脂部Ｐ１、Ｐ２を用いて樹脂モデル２を組み立てる工程（３）と、組み立てた樹脂モデル２に対して水切り対象対応面に対するエアの衝突力が変化する少なくとも１つのエアブロー条件を変化させてエアブローを行い、樹脂モデル２に付着させた感圧材料６０の色変化を基に対象物のエアブロー条件を決定する工程（４）と、決定したエアブロー条件で対象物に対してエアブローを行う工程（５）とを順次実施する。【選択図】図５
2016131945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水切り対象面を含む対象物に対して、エアブローにより水切りを行う水切り方法であって、
前記対象物と同形状に組立可能な複数の樹脂部からなる樹脂モデルを用意する工程（１）と、
組立前の前記複数の樹脂部における、前記対象物の前記水切り対象面に対応した水切り対象対応面の少なくとも一部に対して、周囲の圧力に応じて発光強度が変化する感圧材料を付着させる工程（２）と、
前記感圧材料を付着させた前記複数の樹脂部を用いて、前記対象物の形状に前記樹脂モデルを組み立てる工程（３）と、
組み立てた前記樹脂モデルに対して、前記水切り対象対応面に対するエアの衝突力が変化する少なくとも１つのエアブロー条件を変化させてエアブローを行い、前記樹脂モデルに付着させた前記感圧材料の色変化を基に前記対象物の前記エアブロー条件を決定する工程（４）と、
決定した前記エアブロー条件で前記対象物に対してエアブローを行う工程（５）とを有する、
水切り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水切り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品等の各種機械工作物の加工ラインは一般に、工作機械を用いて被加工物を機械加工する工程と、得られた機械工作物を水洗する工程と、水洗後の機械工作物をエアブローして水切りする工程とを含む。
【０００３】
たとえば特許文献１には、ワーク（機械工作物）の表面に付着させた水滴を充分に除去するワークの水切り装置として、水切りすべきワークを保持するエアブローボックスと、エアブローボックス内に取りつけられ、ワークをクランプするワーククランプ冶具と、ワーククランプ冶具を回転してクランプされたワークを回転し、ワークに付着させた水滴を滴下する冶具回転機構と、ワークから滴下された水滴の落下方向と同方向の気流を発生させるエアブローとから構成されることを特徴とする水切り装置が開示されている（請求項１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2008-086914号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来は一般に、エアブロー工程における水切りの合否は、水滴の付着がないなど、目視によって定性的に判定されている。そのため、水切りを確実に実施するために、圧力、流速、および流量等のエアブロー条件が過剰に設定されている場合がある。機械加工の効率とコストを考慮すれば、水切りの度合をより正確に評価して、エアブロー条件が過剰設定にならないようにすることが好ましい。
従来はまた、機械工作物が内部に空洞部を有する場合、空洞部側の内表面の水切りの度合を評価する手段は知られていない。そのため、水切りしやすい外表面を基準にエアブロー条件を設定すると、内表面は水切りが不充分となる場合がある。
【０００６】
本明細書において、特に明記しない限り、エアブロー工程における温度、圧力、流速、および流量等は、エアブローノズルからの吐出時点のエアの温度、圧力、流速、および流量等を意味するものとする。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、対象物の形状によらず、過剰設定にならない好適なエアブロー条件を設定して水切りを行うことが可能な水切り方法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】
本発明の水切り方法は、
水切り対象面を含む対象物に対して、エアブローにより水切りを行う水切り方法であって、
前記対象物と同形状に組立可能な複数の樹脂部からなる樹脂モデルを用意する工程（１）と、
組立前の前記複数の樹脂部における、前記対象物の前記水切り対象面に対応した水切り対象対応面の少なくとも一部に対して、周囲の圧力に応じて発光強度が変化する感圧材料を付着させる工程（２）と、
前記感圧材料を付着させた前記複数の樹脂部を用いて、前記対象物の形状に前記樹脂モデルを組み立てる工程（３）と、
組み立てた前記樹脂モデルに対して、前記水切り対象対応面に対するエアの衝突力が変化する少なくとも１つのエアブロー条件を変化させてエアブローを行い、前記樹脂モデルに付着させた前記感圧材料の色変化を基に前記対象物の前記エアブロー条件を決定する工程（４）と、
決定した前記エアブロー条件で前記対象物に対してエアブローを行う工程（５）とを有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、対象物の形状によらず、過剰設定にならない好適なエアブロー条件を設定して水切りを行うことが可能な水切り方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明に係る一実施形態の水切り方法における対象物の模式斜視図である。
【図１Ｂ】本発明に係る一実施形態の水切り方法における対象物の模式断面図である。
【図２Ａ】本発明に係る一実施形態の水切り方法における樹脂モデルの模式斜視図である。
【図２Ｂ】本発明に係る一実施形態の水切り方法における樹脂モデルの模式断面図である。
【図３】本発明に係る一実施形態の水切り方法を示す工程図（模式断面図）である。
【図４】本発明に係る一実施形態の水切り方法を示す工程図（模式断面図）である。
【図５】本発明に係る一実施形態の水切り方法を示す工程図（模式断面図）である。
【図６】本発明に係る一実施形態の水切り方法における色見本の模式平面図である。
【図７】本発明に係る一実施形態の水切り方法の変更例を示す工程図（模式断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、水の付着した水切り対象面を含む対象物に対して、エアブローにより水切りを行う水切り方法に関する。
【００１２】
自動車部品等の各種機械工作物等の加工ラインは一般に、工作機械を用いて被加工物を機械加工する工程と、得られた機械工作物を水洗する工程と、水洗後の機械工作物をエアブローして水切りする工程とを含む。
上記対象物としては特に制限されず、水洗工程後の自動車部品等の各種機械工作物等が挙げられる。
【００１３】
本発明の水切り方法は、
水切り対象面を含む対象物と同形状に組立可能な複数の樹脂部からなる樹脂モデルを用意する工程（１）と、
組立前の複数の樹脂部における、対象物の水切り対象面に対応した水切り対象対応面の少なくとも一部に対して、周囲の圧力に応じて発光強度が変化する感圧材料を付着させる工程（２）と、
感圧材料を付着させた複数の樹脂部を用いて、対象物の形状に樹脂モデルを組み立てる工程（３）と、
組み立てた樹脂モデルに対して少なくとも１つのエアブロー条件を変化させてエアブローを行い、樹脂モデルに付着させた感圧材料の色変化を基にエアブロー条件を決定する工程（４）と、
決定したエアブロー条件で対象物に対してエアブローを行う工程（５）とを有する。
【００１４】
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の水切り方法について、説明する。
図１Ａは、本発明に係る一実施形態の水切り方法における対象物の模式斜視図である。
図１Ｂは、本発明に係る一実施形態の水切り方法における対象物の模式断面図である。
図２Ａは、本発明に係る一実施形態の水切り方法における樹脂モデルの模式斜視図である。
図２Ｂは、本発明に係る一実施形態の水切り方法における樹脂モデルの模式断面図である。
図３〜図５は、本発明に係る一実施形態の水切り方法を示す工程図（模式断面図）である。
図６は、本発明に係る一実施形態の水切り方法における色見本の模式平面図である。
【００１５】
本発明の水切り方法は、任意形状の対象物の水切りに適用できる。
図１Ａおよび図１Ｂに示す例の対象物１は、外観が直方体状であり、内部に空洞部１０を有している。空洞部１０は、上側から、対象物１の上面１Ｔに開口した円形状の上面開口部１１、上面開口部１１に繋がって形成された円柱状空洞部１２、円柱状空洞部１２に繋がって形成された楕円体状空洞部１３、楕円体状空洞部１３に繋がって形成された円環状空洞部１４、円環状空洞部１４に繋がり、対象物１の下面１Ｂに開口した下面開口部１５とからなる。
対象物１において、外表面１Ｘと空洞部１０側の内表面１Ｙとが水切り対象面である。
【００１６】
内部に空洞部１０を有する上記対象物１では、外表面１Ｘに比して、空洞部１０側の内表面１Ｙの水切りが難しい。
そこで、本実施形態の方法では、空洞部１０側の内表面１Ｙの水切りのエアブロー条件を好適化する。
空洞部１０側の内表面１Ｙの水切りに好適なエアブロー条件は、必然的に外表面１Ｘにとっても好適な条件である。
【００１７】
［工程（１）］
はじめに図２Ａおよび図２Ｂに示すように、対象物１と同形状に組立可能な複数の樹脂部からなる透明な樹脂モデル２を用意する。
樹脂モデル２は、対象物１と同形状であるので、外観が直方体状であり、内部に空洞部２０を有している。空洞部２０は、上側から、樹脂モデル２の上面２Ｔに開口した円形状の上面開口部２１、上面開口部２１に繋がって形成された円柱状空洞部２２、円柱状空洞部２２に繋がって形成された楕円体状空洞部２３、楕円体状空洞部２３に繋がって形成された円環状空洞部２４、円環状空洞部２４に繋がり、樹脂モデル２の下面２Ｂに開口した下面開口部２５とからなる。
【００１８】
本実施形態において、樹脂モデル２は、２つの樹脂部Ｐ１、Ｐ２からなる。
樹脂部Ｐ１が上部樹脂部であり、樹脂部Ｐ２が下部樹脂部である。
図中、符号２６は、２つの樹脂部Ｐ１、Ｐ２を固定する固定手段である（図２Ａにおいては図示略）。固定手段２６は少なくとも１つあればよく、図示するように複数の固定手段２６を設けることが好ましい。
固定手段２６は特に制限されない。図示する例において、１つの固定手段２６は、２つの樹脂部Ｐ１、Ｐ２を貫通する貫通孔２７に挿入されたボルト２６Ａとこれに嵌合されたナット２６Ｂとの組み合わせである。
【００１９】
［工程（２）］
次に図３に示すように、組立前の樹脂部Ｐ１、Ｐ２における、対象物１の水切り対象面に対応した水切り対象対応面の少なくとも一部に対して、感圧材料６０を付着させる。
樹脂モデル２では、組立後において、外表面２Ｘと空洞部２０側の内表面２Ｙとが水切り対象対応面である。
上記したように、本実施形態の方法では、対象物１の空洞部１０側の内表面１Ｙの水切りのエアブロー条件を好適化する。
そこで、本実施形態では、図３に示すように、組立前の複数の樹脂部Ｐ１、Ｐ２の水切り対象対応面の少なくとも一部として、上部樹脂部Ｐ１の空洞部２０側の内表面２Ｙと下部樹脂部Ｐ２の空洞部２０側の内表面２Ｙに対して、感圧材料６０を付着させる。
【００２０】
感圧材料６０は、周囲の圧力に応じて発光強度が変化する材料である。
感圧材料６０を各種物体の表面に塗布することで、物体表面の圧力分布を光学的に把握することができる。
感圧材料６０は例えば、周囲の酸素分圧に応じて発光強度が変化する。
感圧材料６０としては公知のものを使用でき、発光効率および光安定性が良好で、入手が容易である点で、例えば、ポルフィリン錯体、ルテニウム錯体、および発光性芳香族炭化水素等が挙げられる。これらは１種または２種以上用いることができる。
【００２１】
ポルフィリン錯体としては、
ＰｔＴＦＰＰ（白金テトラフルオロフェニルポルフィリン）およびＰｔＯＥＰＰ等の白金ポルフィリン錯体；
および、
ＰｄＴＦＰＰ（パラジウムテトラフルオロフェニルポルフィリン）等のパラジウムポルフィリン錯体等が挙げられる。
【００２２】
ルテニウム錯体としては、Ｒｕ（ｄｐｐ）３等のルテニウムジフェニルホスフィン錯体等が挙げられる。
【００２３】
発光性芳香族炭化水素としては、ピレン等の多環式芳香族炭化水素等が挙げられる。
【００２４】
本実施形態においては、スプレーコーティング等により、感圧材料６０を所望の領域に簡便にかつ均一に付着できることから、上記感圧材料６０とこれを溶解する溶媒とを含む感圧塗料を用いることが好ましい。
【００２５】
感圧塗料は必要に応じて、上記以外の１種または２種以上の任意成分を含むことができる。
【００２６】
各種物体の表面に簡便にかつ均一に塗布することができ、各種物体に対する付着性に優れることから、感圧塗料は固体粒子を含むことが好ましい。
固体粒子を含む感圧塗料は、塗布対象の材料制限が少なく、樹脂の表面に簡便にかつ均一に塗布することができる。
【００２７】
固体粒子は、無機粒子、有機粒子、および無機有機複合粒子のいずれでもよい。
固体粒子としては、シリカ粒子、アルミナ粒子、セリア粒子、マグネシア粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、および炭酸カルシウム粒子からなる群より選ばれる少なくとも１種のセラミック粒子が好ましく、シリカ粒子および／またはアルミナ粒子がより好ましい。
【００２８】
感圧塗料中における固体粒子の分散性、および物体表面における感圧塗料の付着性を考慮すれば、固体粒子の平均粒径は好ましくは１０ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００２９】
感圧塗料中の固体粒子の量は好ましくは１〜３０質量％、より好ましくは５〜２０質量％、特に好ましくは１０〜１５質量％である。
固体粒子の使用量が３０質量％を超えると、塗料中の固体粒子の分散性が低下する恐れがあり、１質量％未満であると、充分な厚みの被膜を形成するために必要な塗布回数が増える傾向がある。
【００３０】
上記したように、感圧塗料は、感圧材料６０を溶解する溶媒を含む。
感圧塗料が固体粒子を含む場合、上記溶媒は固体粒子を分散する分散媒として機能する。
【００３１】
感圧塗料を物体表面に塗布した後、溶媒は除去される。溶媒を除去しやすいことから、溶媒は沸点が低いことが好ましい。具体的には、溶媒の沸点は１５０℃以下であることが好ましい。
溶媒としては特に制限されず、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エステル系溶媒、および非プロトン系溶媒等が挙げられる。これらは１種または２種以上用いることができる。
溶媒としては、感圧材料６０の溶解性が高く、沸点が低く、塗り斑ができにくい点で、トルエン等が好ましい。
【００３２】
感圧塗料を用いる場合、組立前の複数の樹脂部Ｐ１、Ｐ２の水切り対象対応面の少なくとも一部に対して感圧材料６０を含む感圧塗料を塗布した後、溶媒を除去して、感圧材料６０を含む被膜を形成する。
溶媒の除去方法は特に制限されず、加熱乾燥、減圧乾燥、減圧加熱乾燥等が挙げられる。
【００３３】
［工程（３）］
次に図４に示すように、内表面２Ｙに感圧材料６０を付着させた樹脂部Ｐ１、Ｐ２を用いて、対象物１の形状に樹脂モデル２を組み立てる。
【００３４】
［工程（４）］
次に図５に示すように、組み立てた樹脂モデル２をエアブロー装置３にセットする。
エアブロー装置３にセットする前に、樹脂モデル２を水洗する必要はない。
エアブロー装置３は、内部が視認可能な透明チャンバ３１と、透明チャンバ３１内の空間部であるエアブロー室３２と、透明チャンバ３１に取り付けられ、エアブロー室３２内にエアをブローする少なくとも１つのエアブローノズル３３とを含む。
図示例において、透明チャンバ３１は直方体状である。透明チャンバ３１は複数のエアブローノズル３３を備え、樹脂モデル２に対して複数の方向からエアがブローされる。
図示例では、樹脂モデル２に対して、上方および側方（図示左方、図示右方、図示前方、および図示後方の四側方）からエアがブローされる。
【００３５】
本実施形態において、エアブロー温度（エアブローノズル３３からのエアの吐出温度）およびエアブロー時間は、水切りに好適な範囲内に設定される。エアブロー温度およびエアブロー時間は必要に応じて、後記色見本４を参照しながら、好適な範囲内に設定することができる。
【００３６】
本実施形態においては、少なくとも１つのエアブロー条件を変化させ、樹脂モデル２の内表面２Ｙに付着させた感圧材料６０の色変化を評価する。
【００３７】
エアブロー条件は例えば、エアブローノズル３３の径、数、および配置箇所、各エアブローノズル３３と樹脂モデル２との離間距離、およびエアブローノズル３３からのエアブロー圧力（エアブローノズル３３からのエアの吐出圧力）等である。これらエアブロー条件のうち、少なくとも１つの条件を変化させる。
なお、本実施形態において変化させるエアブロー条件は、樹脂モデル２に付着させた感圧材料３０に衝突するエアの衝突力が変化する条件である。樹脂モデル２に付着させた感圧材料３０に衝突するエアの衝突力は、衝突圧あるいは衝突流速等で数値化できる。
【００３８】
上記感圧材料６０の色変化の評価に先立ち、あらかじめ、内部に空洞部のない板状等の水切りしやすいシンプルな形態の試験サンプルに対して、感圧材料６０の色と水切りの度合との関係を取得しておく。
具体的には、上記試験サンプルに対して樹脂モデル２と同様の条件で感圧材料６０を付着させ、対象物１と同様に水洗する。その後、この試験サンプルについて、樹脂モデル２の評価と同じエアブロー温度条件で、少なくとも１つのエアブロー条件を変化させてエアブローし、エアブロー条件と感圧材料６０の色と水切りの度合との関係を取得し、水切り合否の境界色を取得しておく。
水切りの度合は例えば、水滴の付着の有無等を判定基準として、目視評価できる。例えば、目視にて水滴の付着のない場合、水切りが合格であると判定され、目視にて水滴の付着のある場合、水切りが不合格と判定される。
【００３９】
例えば図６に示すように、明〜暗に連続的に色変化した帯状の色見本４を用意し、この色見本４に水切り合否の色境界線を明示しておくことができる。色境界線より暗側が合格と判定される。
例えば、水切り合否のエアブロー境界条件が衝突圧２ｋＰａあるいは衝突流速３５ｍ／ｓの条件である場合、それに対応する色見本４の色境界線を明示しておくことができる。
【００４０】
樹脂モデル２における感圧材料６０の色変化は、上記色見本４を基に、オペレータが目視観察、あるいは、カメラおよびビデオ等の撮像機器を用いた撮像観察により評価することができる。
透明チャンバ３１および樹脂モデル２はいずれも透明材料からなるので、外部からの目視または撮像機器を用いた撮像観察により、樹脂モデル２の内表面２Ｙに付着させた感圧材料６０の色を評価することができる。
本実施形態では、公知のソフトウェアを用いた画像処理プロセスを要することなく、オペレータが簡易に感圧材料６０の色をスピーディに評価することができる。
ただし、オペレータによる色評価の代わりに、カメラおよびビデオ等の撮像機器により撮像した画像に対して公知のソフトウェアを用いた画像処理を実施して、色評価を行ってもよい。
【００４１】
樹脂モデル２に付着させた感圧材料６０の色変化の評価を基に、内表面２Ｙが安定的に水切りされ、かつ、過剰設定にならない範囲内で、好適なエアブロー条件を決定する。
この際、樹脂モデル２の内表面２Ｙに付着させた感圧材料６０が全体的に色見本４の合格圏内の色となるように、エアブロー条件を決定する。
【００４２】
［工程（５）］
最後に、工程（４）で決定した好適なエアブロー条件で、対象物１に対してエアブローを行う（図示略）。
【００４３】
本実施形態の水切り方法では、実際の対象物１では外部からは視認できない内表面１Ｙについても、安定的に水切りされ、かつ、過剰設定にならない範囲内で、好適なエアブロー条件を適切に設定することができる。好適なエアブロー条件は、感圧材料６０の色を基に、従来の方法よりも正確に評価することができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、対象物１の形状によらず、過剰設定にならない好適なエアブロー条件を設定して水切りを行うことが可能な水切り方法を提供することができる。
【００４５】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、適宜設計変更が可能である。
【００４６】
（変更例）
一般に、感圧材料６０は温度依存性を有する。
したがって、エアブロー温度の時間変動が無視できない場合、色見本４の取得時のエアブロー温度条件と、樹脂モデル２に付着させた感圧材料６０の色評価のエアブロー温度条件とのずれに起因して、樹脂モデル２に付着させた感圧材料６０の色評価が正確に行われない場合がある。このような場合、図７に示すように、工程（４）において、エアブロー装置３の透明チャンバ３１内に、樹脂モデル２と共に、色基準サンプル５０をセットすることが好ましい。
色基準サンプル５０は、樹脂モデル２と同材質からなり、空洞部を有しない板状等のシンプルな形態の樹脂片である。その一方の表面に樹脂モデル２の内表面２Ｙと同様に感圧材料６０を付着させておく。
色基準サンプル５０に対して、樹脂モデル２と同じ温度で、同時にエアブローを行う。
【００４７】
図示例では、透明チャンバ３１に、色基準サンプル５０用のエアブローノズル３４を設けてある。
図７において、色基準サンプル５０の感圧材料６０が塗布された面側がエアブローノズル３４を向いている。
樹脂モデル２用のエアブローノズル３３と色基準サンプル５０用のエアブローノズル３４は、エアブロー温度を同一に設定しておく。このため、樹脂モデル２用のエアブローノズル３３と色基準サンプル５０用のエアブローノズル３４は、同一のエア供給系から分岐されたものであることが好ましい。
【００４８】
色基準サンプル５０用のエアブローノズル３４は、ノズル径、色基準サンプル５０からの離間距離、およびエアブロー圧力等のエアブロー条件を水切り合否の境界条件に設定しておく。水切り合否の境界条件は例えば、衝突圧２ｋＰａあるいは流速３５ｍ／ｓの条件である。
上記のように設定することで、エアブロー温度の時間変動があっても、色基準サンプル５０に塗布された感圧材料６０は常に、評価時のエアブロー温度の条件下における水切り合否の境界色を示す。
【００４９】
上記のように設定した状態で、樹脂モデル２と色基準サンプル５０に対して同時にエアブローを行い、色基準サンプル５０の色を水切り合否の境界色として、樹脂モデル２の内表面２Ｙに塗布された感圧材料６０の色の合否を評価する。色見本４の合否境界色の代わりに色基準サンプル５０の色を合否境界色とする以外は、樹脂モデル２の内表面２Ｙに塗布された感圧材料６０の色の合否の評価方法は上記実施形態と同様である。また、樹脂モデル２に付着させた感圧材料６０の色変化を基に対象物１のエアブロー条件を決定することも、上記実施形態と同様である。
【符号の説明】
【００５０】
１  対象物
１Ｘ  外表面（水切り対象面）
１Ｙ  内表面（水切り対象面）
１０  空洞部
２  樹脂モデル
２Ｘ  外表面（水切り対象対応面）
２Ｙ  内表面（水切り対象対応面）
２０  空洞部
３  エアブロー装置
３１  透明チャンバ
３２  エアブロー室
３３、３４  エアブローノズル
４  色見本
５０  基準サンプル
６０  感圧材料
Ｐ１  上部樹脂部
Ｐ２  下部樹脂部
【図１Ａ】
2016131945.tif 000003
【図１Ｂ】
2016131945.tif 000004
【図２Ａ】
2016131945.tif 000005
【図２Ｂ】
2016131945.tif 000006
【図３】
2016131945.tif 000007
【図４】
2016131945.tif 000008
【図５】
2016131945.tif 000009
【図６】
2016131945.tif 000010
【図７】
2016131945.tif 000011