(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平回転自在な研磨材供給盤と、前記研磨材供給盤の上面に臨み開口する装填口が下部に形成された研磨材回収タンク、研磨材供給管を介して噴射ノズルと連通する送受管、及び射出空気供給源と連通する導管を備え、前記送受管を前記研磨材供給盤の上面に臨み開口すると共に、前記送受管と同一内径に形成された前記導管を、前記送受管の開口に対向する位置で前記研磨材供給盤の下面に臨み開口させた研磨材供給・噴射装置を設け、
前記研磨材供給盤に、その上面で上端を開口する複数の研磨材供給孔と、前記研磨材供給孔に対して小径に形成され、一端を前記各研磨材供給孔の下端にそれぞれ連通すると共に、他端を研磨材供給盤の下面において開口した研磨材射出孔を形成し、
前記研磨材供給盤を水平回転させ、前記研磨材供給孔に研磨材回収タンク内の研磨材を前記研磨材回収タンクの装填口から装填し、前記研磨材供給孔の回転軌跡において、研磨材の装填された前記研磨材供給孔を前記送受管の開口と前記導管の開口間に配置して、該位置において前記導管と連通した研磨材射出孔に射出空気を導入して、前記研磨材供給孔の下端から射出空気を注入し、上端から射出して噴射ノズルへ連通する前記研磨材供給管へ供給することを特徴とする直圧式連続研磨材供給・噴射方法。
【請求項２】
水平回転自在な研磨材供給盤と、前記研磨材供給盤の上面に臨み開口する装填口が下部に形成された研磨材回収タンク、研磨材供給管を介して噴射ノズルと連通する送受管、及び射出空気供給源と連通する導管を備えた研磨材供給・噴射装置を設け、
前記研磨材供給盤に、その上面で上端を開口する複数の研磨材供給孔と、前記研磨材供給孔に対して小径に形成され、前記各研磨材供給孔の下端にそれぞれ形成された研磨材射出孔と、前記研磨材射出孔に一端を連通すると共に、他端を研磨材供給盤の上面において開口した通孔を形成すると共に、
前記研磨材供給盤を水平回転させ、前記研磨材供給孔に研磨材回収タンク内の研磨材を前記研磨材回収タンクの装填口から装填し、前記研磨材供給孔の回転軌跡において、研磨材の装填された前記研磨材供給孔の上端を前記送受管に連通すると共に、前記送受管に連通された研磨材供給孔と連通する前記通孔の他端部の１つに対して前記導管を連通して、前記研磨材供給孔の下端から射出空気を注入し、上端から射出して噴射ノズルへ連通する前記研磨材供給管へ供給することを特徴とする直圧式連続研磨材供給・噴射方法。
【請求項３】
外周の一部を研磨材回収タンク内の研磨材層中に埋没した状態で垂直回転自在な研磨材供給盤と、研磨材供給管を介して噴射ノズルと連通する送受管、及び射出空気供給源と連通する導管を備えた研磨材供給・噴射装置を設け、
前記研磨材供給盤に、その外周面で開口する複数の研磨材供給孔と、前記研磨材供給孔に対して小径に形成され、前記研磨材供給盤の中心側における前記各研磨材供給孔の端部にそれぞれ連通する研磨材射出孔と、前記研磨材射出孔に一端を連通し、他端を前記研磨材供給盤の外周面において開口する通孔を形成し、
前記研磨材供給盤を垂直回転させ、複数の前記研磨材供給孔に前記研磨材回収タンク内の研磨材を捕集し、前記研磨材供給孔の回転軌跡において、研磨材を捕集した前記研磨材供給孔を前記送受管に連通すると共に、前記送受管に連通された研磨材供給孔と連通する前記通孔の他端部の１つに対して前記導管を連通して、前記研磨材供給盤の中心側における前記研磨材供給孔の端部から射出空気を注入し、前記研磨材供給盤の外周側における端部から射出して噴射ノズルへ連通する前記研磨材供給管へ供給することを特徴とする直圧式連続研磨材供給・噴射方法。
【請求項４】
前記研磨材を前記射出空気により前記研磨材供給管に供給すると共に、前記研磨材を圧送する加圧空気を前記研磨材供給管に供給することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の直圧式連続研磨材供給・噴射方法。
【請求項５】
前記研磨材供給盤を設定回転数又は速度において回転し、あるいは、前記研磨材供給孔の数、密度、配列の位置又は数、体積、容量又は、開口部の面積を変更し、任意設定量の研磨材を供給し噴射する請求項１〜４いずれか１項記載の直圧式連続研磨材供給・噴射方法。
【請求項６】
前記研磨材回収タンクに振動を加える請求項１〜５いずれか１項記載の直圧式連続研磨材供給・噴射方法。
【請求項７】
前記研磨材回収タンク内の研磨材を攪拌する請求項１〜６いずれか１項記載の直圧式連続研磨材供給・噴射方法。
【請求項８】
回転駆動手段によって水平回転自在な研磨材供給盤と、前記研磨材供給盤の上面に臨み開口する装填口が下部に形成された研磨材回収タンク、研磨材供給管を介して噴射ノズルと連通する送受管、及び射出空気供給源と連通する前記送受管と同一内径に形成された導管を設け、
前記研磨材供給盤の上面で上端を開口する複数の研磨材供給孔と、前記研磨材供給孔に対して小径に形成され、一端を前記各研磨材供給孔の下部にそれぞれ連通すると共に、他端を研磨材供給盤の下面において開口した研磨材射出孔を前記研磨材供給盤に形成し、
前記送受管を、前記研磨材供給孔の上端開口の回転軌跡上において前記研磨材供給盤の上面に臨み開口し、前記導管を、前記研磨材射出孔の他端開口の回転軌跡上において前記研磨材供給盤の下面に臨む位置に、前記送受管の開口と対向させて開口したことを特徴とする直圧式連続研磨材供給・噴射装置。
【請求項９】
回転駆動手段によって水平回転自在な研磨材供給盤と、前記研磨材供給盤の上面に臨み開口する装填口が下部に形成された研磨材回収タンク、研磨材供給管を介して噴射ノズルと連通する送受管、及び射出空気供給源と連通する導管を設け、
前記研磨材供給盤の上面で上端を開口する複数の研磨材供給孔と、前記研磨材供給孔に対して小径に形成され、前記各研磨材供給孔の下部にそれぞれ連通する研磨材射出孔と、一端を前記研磨材射出孔に連通し、他端を前記研磨材供給盤上面において開口する通孔を前記研磨材供給盤に形成すると共に、前記導管を、前記通孔の他端開口の１つに対して連通可能なサイズに形成し、
前記送受管を、前記研磨材供給孔の上端開口の回転軌跡上において前記研磨材供給盤の上面に臨み開口し、前記導管を、前記通孔の他端開口の回転軌跡上において前記研磨材供給盤の上面に臨み開口したことを特徴とする直圧式連続研磨材供給・噴射装置。
【請求項１０】
外周の一部を研磨材回収タンク内の研磨材層中に埋没した状態で回転駆動手段により垂直回転自在な研磨材供給盤と、研磨材供給管を介して噴射ノズルと連通する送受管、及び射出空気供給源と連通する導管を備えた研磨材供給・噴射装置を設け、
前記研磨材供給盤の外周面で開口する複数の研磨材供給孔と、前記研磨材供給孔に対して小径に形成され、前記研磨材供給盤の中心側における前記各研磨材供給孔の端部にそれぞれ連通する研磨材射出孔と、一端を前記研磨材射出孔に連通し、他端を前記研磨材供給盤の外周面において開口する通孔を前記研磨材供給盤に形成すると共に、前記導管を、前記通孔の他端開口の１つに対して連通可能なサイズに形成し、
前記送受管を、前記研磨材供給孔の開口の回転軌跡上において前記研磨材層より露出した上部位置における前記研磨材供給盤の外周面に臨み開口し、前記導管を、前記通孔の他端開口の回転軌跡上において前記研磨材層より露出した上部位置における前記研磨材供給盤の外周面に臨み開口したことを特徴とする直圧式連続研磨材供給・噴射装置。
【請求項１１】
前記研磨材供給管を加圧空気供給源に連通する請求項８〜１０いずれか１項記載の直圧式連続研磨材供給・噴射装置。
【請求項１２】
前記研磨材射出孔の内径が１mm以下であることを特徴とする請求項８〜１１いずれか１項記載の直圧式連続研磨材供給・噴射装置。
【請求項１３】
前記研磨材供給孔は、複数の研磨材供給孔をそれぞれ同一の回転軌跡を描く環状に１又は複数列条に形成したことを特徴とする請求項８，９，１１又は１２記載の直圧式連続研磨材供給・噴射装置。
【請求項１４】
複数列条形成した研磨材供給孔の回転軌跡に臨み、それぞれ、前記送受管及び前記研磨材供給管を設け、該研磨材供給管を介して複数の噴射ノズルに連通するよう設けたことを特徴とする請求項８，９，１０，１１又は１２記載の直圧式連続研磨材供給・噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
ブラスト加工において、研磨材回収タンク内の研磨材を噴射ノズルから被加工物へ定量的に噴射する、すなわち噴射量を一定に維持することは、良好で安定したブラスト加工を行うための重要なブラスト加工条件の１つであり、とくに、近年ブラスト加工が伝統的な単なるスケール除去やバリ取り等以外に数μmから数百μmの微細な切削加工を行う用途が増加している。例えば、半導体、ファインセラミック、ＰＤＰ（プラズマデイスプレイ）その他の薄膜面の微少切削、また、金属部品等の機械加工、レーザー加工、超音波加工に代替するものとして、ブラスト加工による微少切削が行われている。とくにこれらの加工が自動化ラインによって行われる場合には、噴射量の制御は重要な要素となる。
【０００２】
本発明は、かようなニーズに対応するものとして、研磨材タンク内の研磨材を定量的に噴射ノズルへ連続して安定的に供給し、且つ、噴射するための研磨材の直圧式での連続的な供給・噴射方法及び装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
ブラスト装置を噴射方式で分類すると、研磨材を研磨材回収タンク内に入れて該タンク内を圧縮空気で加圧して研磨材を圧送し、ノズルから噴射させる直圧式と、圧縮空気の噴射によるエゼクター効果によるサクション力により研磨材をノズル構造内部に吸い込み、その先端から圧縮空気と共に研磨材を噴射するサクション式に分けられる。
【０００４】
従来の直圧式ブラスト加工装置を示す図８において、研磨材回収タンク４０において、噴射後の研磨材とダストを分離して、ダストはダストコレクタ５３へ送られ、研磨材は下方に落ちて前記研磨材回収タンク４０の下部に溜まる。研磨材回収タンク４０の下部には研磨材加圧タンク４２が設けられ、研磨材加圧タンク４２に研磨材が無くなるとダンプバルブ４１が下がり研磨材回収タンク４０にある研磨材が研磨材加圧タンク４２に入る。研磨材加圧タンク４２に研磨材が入ると研磨材加圧用圧縮空気供給口４４より研磨材加圧用圧縮空気４７が入り、同時にダンプバルブ４１が閉まり研磨材加圧タンク４２内の圧力が高くなり、研磨材供給口４３より研磨材が押し出される。このとき、研磨材供給量調整バルブ４５により研磨材加圧圧縮空気３２の圧力を調整し、研磨材供給口４３の研磨材は研磨材ホース１２に送られ、前記研磨材加圧圧縮空気３２によりノズル本体１１まで運ばれ、ノズルチップ１４より研磨材が噴射される。
【０００５】
また、従来の直圧式における研磨材供給装置７０としては、例えば図９に示すように、研磨材から粉塵を分級して再利用可能な研磨材を回収する直圧式における回収タンク７１の底面近傍の下部に、当該回収タンク７１の側壁から内部を通過し前記側壁の反対側の側壁７２を貫通する給送管７３を設け、前記給送管７３の上部に小径の導入孔７４を設けている。前記給送管７３の一端は図示せざる研磨材供給管を介して噴射ノズルに連通し、給送管７３の他端は図８の回収タンク７１の側壁の外方へ臨んでいる。
【０００６】
回収タンク７１内の研磨材が給送管７３に設けた導入孔７４から給送管７３内へ徐々にほぼ一定の速度で落下するにつれて、回収タンク７１内の研磨材に図９に一点鎖線に示すようなすり鉢状の穴ができ、このすり鉢状の穴は次第に拡がっていく。一方、導入孔７４から落下した研磨材は給送管７３内へ円錐体を成すように積み上げられ、この円錐体の研磨材は給送管７３内を流れる空気流により噴射ノズルへ向けて吸引される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、最近のブラスト加工は、微少切削に利用され、そのため、噴射量を正確にコントロールすることが求められているが、従来のブラスト加工装置にあっては以下のような問題点があった。
【０００８】
前述の従来の直圧式ブラスト加工装置においては、エネルギー効率が高く、強烈なブラスト噴射が得られるが、研磨材を加圧タンク内において加圧して吐出するために一度研磨材を加圧タンクに入れる必要があり、連続噴射ができなかった。
【０００９】
また、研磨材の供給量、従って噴射量は、研磨材供給口４３の内径及び研磨材供給量調整バルブ４５を調整して研磨材加圧圧縮空気３２の量を調整するしかないことに加え、研磨材加圧タンク４２内の研磨材量によっても研磨材の噴射量が変化する傾向があり、研磨材供給量を細かくコントロールすることができなかった。
【００１０】
前述した研磨材供給手段において、回収タンク７１及び研磨材を貯溜する単なる研磨材の貯溜タンク等を含む回収タンクから給送管７３へ落下する研磨材供給量は、導入孔７４の大きさ、研磨材の材質、粒径、比重等の違いにより大きく左右されていた。さらに、回収タンク７１内の研磨材の量が多いときと少ないときでは回収タンクから給送管７３へ落下する研磨材の量や速度が異なる場合があった。研磨材を噴射ノズルから被加工物へ向けて噴射すると、被加工物へ衝突して破損した再利用不可能な研磨材は、回収タンク７１で分級されてダストコレクタへ送られ破棄される。したがって、ブラスト加工を行うにつれて、回収タンク７１内の研磨材量が減少するため、給送管７３内への研磨材の落下量は必ずしも一定量にならないという問題があった。
【００１１】
また、研磨材には微粉性質を示すものと微粉性質を示さないものがある。微粉性質とは、回収タンク内の底部に集積した研磨材の安息角θが一定にならないほどの微粉状態を示す性質をいう。なお、研磨材が微粉性質を示す要因は、研磨材の材質、比重、粒径、及び回収タンク内の圧力等によって異なる。微粉性質を示す研磨材は、従来の研磨材供給装置７０を用いると、微粉特有の相互の付着力のために互いに吸着したり回収タンク７１の壁面に付着するなどして安息角θが一定にならず、図１０に示すように回収タンク７１内の研磨材は導入孔７４の直上方に穴が開いた状態になり、あるいは図１１に示すように導入孔７４の上部に空洞７５を形成して研磨材が落下しなくなることがあった。
【００１２】
サクション式ブラスト装置にあっては、連続的に噴射できるが直圧式より噴射性能が劣る。
【００１３】
以上のように、従来の研磨材供給・噴射方法及び装置においては、回収タンクから常に一定量の研磨材を噴射ノズルへ供給し、噴射することが難しいという問題点があった。
【００１４】
本発明は、途上の問題を解決するためになされたもので、研磨材回収タンクから噴射ノズルへ定量の研磨材を安定した状態で、且つ連続的に供給し、噴射するための研磨材供給・噴射方法及び装置を提供し、さらに、研磨材の種類に応じて所望の研磨材供給・噴射量を容易に設定でき、微細加工、微少切削に対応し、且つ加工ラインの自動化が可能な研磨材供給・噴射方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の直圧式での連続的な研磨材供給・噴射方法は、水平回転自在な研磨材供給盤２０と、前記研磨材供給盤２０の上面に臨み開口する装填口２７が下部に形成された研磨材回収タンク２６、研磨材供給管３０を介して噴射ノズル１１と連通する送受管２９、及び射出空気供給源と連通する導管２８を備え、前記送受管２９を前記研磨材供給盤２０の上面に臨み開口すると共に、前記送受管１９と同一内径に形成された前記導管２８を、前記送受管２９の開口に対向する位置で前記研磨材供給盤２０の下面に臨み開口させた研磨材供給・噴射装置を設け、
前記研磨材供給盤２０に、その上面で上端を開口する複数の研磨材供給孔２４と、前記研磨材供給孔２４に対して小径に形成され、一端を前記各研磨材供給孔２４の下端にそれぞれ連通すると共に、他端を研磨材供給盤２０の下面において開口した研磨材射出孔２５を形成し、
前記研磨材供給盤２０を水平回転させ、前記研磨材供給孔２４に研磨材回収タンク２６内の研磨材を前記研磨材回収タンク２６の装填口２７から装填ないし捕集し、前記研磨材供給孔２４の回転軌跡において、研磨材の装填された前記研磨材供給孔２４を前記送受管２９の開口と前記導管２８の開口間に配置して、該位置において前記導管２８と連通した研磨材射出孔２５に射出空気を導入して、前記研磨材供給孔の下端から射出空気を注入し、上端から射出して噴射ノズルへ連通する前記研磨材供給管３０へ供給することを特徴とする（請求項１；図２，３）。
【００１６】
また、本発明の別の直圧式連続研磨材供給・噴射方法は、水平回転自在な研磨材供給盤２０と、前記研磨材供給盤２０の上面に臨み開口する装填口２７が下部に形成された研磨材回収タンク２６、研磨材供給管３０を介して噴射ノズル１１と連通する送受管２９、及び射出空気供給源と連通する導管２８を備えた研磨材供給・噴射装置を設け、
前記研磨材供給盤２０に、その上面で上端を開口する複数の研磨材供給孔２４と、前記研磨材供給孔２４に対して小径に形成され、前記各研磨材供給孔２４の下端にそれぞれ形成された研磨材射出孔２５と、前記研磨材射出孔２５に一端を連通すると共に、他端を研磨材供給盤２０の上面において開口した通孔２５’を形成すると共に、
前記研磨材供給盤２０を水平回転させ、前記研磨材供給孔２４に研磨材回収タンク２６内の研磨材を前記研磨材回収タンク２６の装填口２７から装填し、前記研磨材供給孔２４の回転軌跡において、研磨材の装填された前記研磨材供給孔２４の上端を前記送受管２９に連通すると共に、前記送受管２９に連通された研磨材供給孔２４と連通する前記通孔２５’の他端部の１つに対して前記導管２８を連通して、前記研磨材供給孔２４の下端から射出空気を注入し、上端から射出して噴射ノズルへ１１連通する前記研磨材供給管３０へ供給することを特徴とする（請求項２，図４，５）。
【００１７】
更に、本発明の直圧式連続研磨材供給・噴射方法の別の構成としては、外周の一部を研磨材回収タンク２６内の研磨材層中に埋没した状態で垂直回転自在な研磨材供給盤２０と、研磨材供給管３０を介して噴射ノズル１１と連通する送受管２９、及び射出空気供給源と連通する導管２８を備えた研磨材供給・噴射装置を設け、
前記研磨材供給盤２０に、その外周面で開口する複数の研磨材供給孔２４と、前記研磨材供給孔２４に対して小径に形成され、前記研磨材供給盤２０の中心側における前記各研磨材供給孔２４の端部にそれぞれ連通する研磨材射出孔２５と、前記研磨材射出孔２５に一端を連通し、他端を前記研磨材供給盤２０の外周面において開口する通孔２５’を形成し、
前記研磨材供給盤２０を垂直回転させ、複数の前記研磨材供給孔２４に前記研磨材回収タンク２６内の研磨材３４を捕集し、前記研磨材供給孔２４の回転軌跡において、研磨材を捕集した前記研磨材供給孔２４を前記送受管２９に連通すると共に、前記送受管２９に連通された研磨材供給孔２４と連通する前記通孔２５’の他端部の１つに対して前記導管２８を連通して、前記研磨材供給盤２０の中心側における前記研磨材供給孔２４の端部から射出空気を注入し、前記研磨材供給盤２０の外周側における端部から射出して噴射ノズル１１へ連通する前記研磨材供給管３０へ供給することを特徴とする（請求項３；図６，７）
【００１８】
噴射ノズルの射出口内径が大きく空気消費量が大きくなるときは、前記研磨材を射出空気により研磨材供給管に供給すると共に、前記研磨材を圧送する加圧空気を前記研磨材供給管に供給することが有効である。（請求項４）。
【００１９】
前記研磨材の噴射量は、前記研磨材供給盤を設定回転数又は速度において回転し、あるいは、前記研磨材供給孔の数、密度、配列の位置又は数、体積、容量、又は開口部の面積を変更し、任意設定量に調整できる（請求項５）。
【００２０】
さらに、前記研磨材回収タンクに振動を加えるか（請求項６）、又は研磨材回収タンク内の研磨材を攪拌して、前記研磨材供給盤に落下する研磨材の設定量をより確実に一定に維持することもできる（請求項７）。
【００２１】
また、本発明の研磨材供給・噴射装置にあっては、回転駆動手段によって水平回転自在な研磨材供給盤２０と、前記研磨材供給盤２０の上面に臨み開口する装填口２７が下部に形成された研磨材回収タンク２６、研磨材供給管３０を介して噴射ノズル１１と連通する送受管２９、及び射出空気供給源と連通する前記送受管２９と同一内径に形成された導管２８を設け、
前記研磨材供給盤２０の上面で上端を開口する複数の研磨材供給孔２４と、前記研磨材供給孔２４に対して小径に形成され、一端を前記各研磨材供給孔２４の下部にそれぞれ連通すると共に、他端を研磨材供給盤２０の下面において開口した研磨材射出孔２５を前記研磨材供給盤２０に形成し、
前記送受管２９を、前記研磨材供給孔２４の上端開口の回転軌跡上において前記研磨材供給盤２０の上面に臨み開口し、前記導管２８を、前記研磨材射出孔２５の他端開口の回転軌跡上において前記研磨材供給盤２０の下面に臨む位置に、前記送受管２９の開口と対向させて開口したことを特徴とする（請求項８；図２）。
【００２２】
前記構成の直圧式連続研磨材供給・噴射装置において，前記研磨材射出孔２５の他端を研磨材供給盤２０の下面において開口した構成に代え、前記各研磨材供給孔２４の下部にそれぞれ連通する研磨材射出孔２５を研磨材供給盤２０の下面に開口することなく、この研磨材射出孔２５に一端を連通し、他端を前記研磨材供給盤２０上面において開口する通孔２５’を形成し、前記導管２８を、前記通孔２５’の他端開口の１つに対して連通可能なサイズに形成して、前記通孔の他端開口の回転軌跡上において前記研磨材供給盤２０の上面に臨み開口することができる（請求項９；図４）。また、研磨材供給盤２０を回転駆動手段で外周の一部を研磨材回収タンク２６内の研磨材層中に埋没した状態で垂直方向で回転自在に設け、前記研磨材供給盤の外周面に円周方向に連続する複数の研磨材供給孔２４を形成し、さらに、前記研磨材供給孔２４に対して小径に形成され、前記研磨材供給盤２０の中心側における前記各研磨材供給孔２４の端部にそれぞれ連通する研磨材射出孔２５と、一端を前記研磨材射出孔２５に連通し、他端を前記研磨材供給盤２０の外周面において開口する通孔２５’を前記研磨材供給盤２０に形成すると共に、前記導管２８を、前記通孔２５’の他端開口の１つに対して連通可能なサイズに形成し、前記送受管２９を、前記研磨材供給孔２４の開口の回転軌跡上において前記研磨材層より露出した上部位置における前記研磨材供給盤２０の外周面に臨み開口し、前記導管２８を、前記通孔２５’の他端開口の回転軌跡上において前記研磨材層より露出した上部位置における前記研磨材供給盤２０の外周面に臨み開口した構成とすることができる（請求項１０；図６）。
【００２３】
さらに、前記研磨材供給管３０を加圧空気供給源に連通することで、より高い噴射圧力を得ることができる（請求項１１；図２〜図６）。
【００２４】
また、前記研磨材供給孔の内径を１mm以下とすれば、射出孔から供給孔への射出空気流を確実に一定の安定したものにすることができる（請求項１２）。
【００２５】
前記研磨材供給孔を、複数の研磨材供給孔をそれぞれ同一の回転軌跡を描く環状に１又は複数列条、このましくは、各列が研磨材供給盤の回転中心に対して同心円状に形成することができる（請求項１３）。
【００２６】
また、複数列条形成した研磨材供給孔の水平又は垂直の回転軌跡に臨ませて、それぞれ、前記送受管及び前記複数の噴射ノズルに連通する複数の研磨材供給管を、前記列ごとに複数配置し、自動ラインにおける加工効率を高めることができる（請求項１４）。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨材供給・噴射方法及び装置の実施の形態について、以下に図を参照して説明する。
【００２８】
本発明の研磨材供給・噴射装置を設置するブラスト加工装置５０は、前記被加工物へ研磨材を噴射する噴射ノズル１１を備え、且つ被加工物を投入するキャビネット５１と噴射ノズル１１から噴射された研磨材から粉塵を分離して再使用可能な研磨材を回収し、貯溜する研磨材回収タンク２６と管を介して連通し、このようなブラスト加工装置に送風機や排風機、圧縮機などの気流発生手段を連通して、気流をキャビネット５１から研磨材回収タンク２６へ発生させ、この気流に研磨材或いは粉塵を載せて移送する。前記研磨材回収タンク２６はそれ自体が所謂サイクロンであってもよく、或いはサイクロン１３の下部に連通し、当該サイクロン１３の研磨材を単に貯溜するタンクであってもよい。
【００２９】
なお、本明細書において、各種研磨材噴射方式における噴射ノズルに研磨材供給管を介して研磨材を供給するタンクとして機能するタンクを総称して「研磨材回収タンク」という。
【００３０】
前記サイクロン１３の下部に連通する研磨材回収タンク２６は、下部に研磨材供給孔２４に連通する装填口２７を設け、前記研磨材回収タンク２６内に貯溜した研磨材３４が前記研磨材供給孔２４に落下して流入し、充填ないし装填されるようになっている。
【００３１】
好ましくは、前記研磨材回収タンク２６に図示せざるバイブレーターなどの振動発生手段または圧縮空気などによるタンク内研磨材の攪拌手段を連結し、研磨材供給孔２４への研磨材３４の流入を確実にし、つまり、前記振動発生手段及び攪拌手段により、研磨材回収タンク２６内の研磨材３４のブリッジを防ぐことにより、研磨材供給孔２４への研磨材供給量が一定量となる。
【００３２】
前記研磨材供給孔２４を有する研磨材供給盤２０は、モータ２１等の回転駆動手段の回転力で等速度に水平回転する好ましくは合成樹脂製の平板円盤状であり、前記装填口２７と前記研磨材供給孔２４が連通するように、前記装填口２７の下部に近接して設ける。なお、研磨材供給盤２０の厚さは、研磨材の供給・噴射量に対応して任意に設定でき、厚く形成すれば、研磨材供給孔２４の容積も大きく形成でき、多くの研磨材３４を効率よく供給できる。
【００３３】
また、前記研磨材供給孔２４は、前記研磨材供給盤２０の厚さ方向に穿設形成され、その形状は、流入した研磨材が研磨材供給孔２４から落下せず且つ貫通した挿孔である必要がある。つまり、研磨材供給孔２４に流入した研磨材が、好ましくは金属製の送受口２２の下部に移送され、該研磨材を、射出空気３１を成すここでは圧縮空気で射出され吹き上げることができればどのような形状でもよいが、好ましくは前記挿孔下部の射出孔２５の内径が、挿孔上部の供給孔２４の内径よりも小さく、より好ましくは前記射出孔２５の内径が１mm以下で形成すれば、微粉研磨材でも、研磨材が研磨材供給孔２４から落下せずに射出空気３１で供給孔２４より射出される。
【００３４】
また、研磨材供給孔２４は、複数の貫通した挿孔をそれぞれ同一の回転軌跡を描く複数の、実施例では、３本の環状に形成し、また、１又は複数列条に形成することができる。なお、この際前記複数の環状の挿孔列は、内周側及び外周側の各列において研磨材供給盤２０の直径方向において互いに重ならない位置に設ければ、各挿孔は、研磨材供給盤２０の回転中常に前記送受口２２の内に複数位置することとなり、前記送受口２２への研摩材３４の供給が途切れることがない。
【００３５】
噴射ノズル１１に連通する研磨材供給管３０は、これを分岐して送受管２９とし、この送受管２９の端部に形成した送受口２２は、前記複数列の研磨材供給孔２４の回転軌跡、実施例では、複数の前記研磨材供給孔２４のすべての回転軌跡、に臨ませて形成されている。
【００３６】
また、研磨材供給孔２４（射出孔２５）は、図示せざる射出空気供給源に研磨材供給孔２４、保持口２３及び導管２８を介して連通している。すなわち、前記送受口２２の研磨材供給盤２０の反対方向他側面には、射出空気供給源に連通する導管２８の端部に形成した好ましくは金属製の保持口２３が研磨材供給盤２０が回転可能に可及的接近して設けられている。
【００３７】
研磨材供給孔２４に流入した研磨材は、前記研磨材供給盤２０の回転により、前記送受口２２の下部に移送され、導管２８からの射出空気３１により射出され吹き上げられて前記送受管２９に送られる。このとき、研磨材が外部に漏れないようにするために、前記研磨材供給盤２０に対して、低摩擦材料の送受口２２及び回転盤押え２３を可及的に近接して設けることが望ましい。
【００３８】
送受管２９に送られた研磨材は、射出空気３１により研磨材供給管３０を経て噴射ノズル１１より噴射されるが、微粉研磨材では、上記射出空気単独で研磨材の供給および加工が可能であるが、研磨材の材質、比重ないし粒径によっては、研磨材の研磨材供給孔２４からの射出は十分としても、この射出空気３１とは別に図示せざる加圧空気供給源を研磨材供給管３０に連結し、この加圧空気３２、ここでは、圧縮空気により研磨材を被加工物に噴射することにより高圧での噴射が可能となる。
【００３９】
また、射出空気３１の注入流量は、前記研磨材供給孔２４の下部の内径が小さいために、前記加圧空気３２の流量に比べ少ない。したがって、常時定量の圧縮空気により研磨材が噴射されるので、安定したブラスト加工が可能である。
【００４０】
また、前記研磨材供給孔２４を複数列条に形成した場合、それぞれの研磨材供給孔２４の回転軌跡に臨ませて複数の送受口２２を設け、該複数の送受口２２それぞれに対して連通した噴射ノズル１１を備えると、被加工物に複数の噴射ノズル１１から研磨材を安定して噴射することができ、同時に、自動ラインにおける加工効率を高めることができる。
【００４１】
以下に、さらに具体的な実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４２】
図１及び図２において、所謂サイクロンをなす粉塵を研磨材から分離する機構を備えた研磨材回収タンク２６の底部には、粉塵を分離した後の再使用可能な研磨材３４が貯溜され、前記研磨材回収タンク２６の底部には、研磨材供給孔２４に連通した装填口２７が設けられ、研磨材回収タンク２６内に貯溜した研磨材３４が前記研磨材供給孔２４に流入するようになっている。
【００４３】
２０は研磨材供給盤で、本実施例では図１〜図３に示すように、研磨材供給盤２０の厚さ方向に、研磨材供給盤の回転中心に対して同心円状に、その回転方向に連続する円形の貫通する挿孔である研磨材供給孔２４を３列平行に形成している。
【００４４】
また、前記挿孔は上部の供給孔２４内径を３mm、深さ３０mm、下部の射出孔２５内径を０．５mmとした。
【００４５】
研磨材供給盤２０は、研磨材供給孔２４が前記装填口２７を介して前記研磨材回収タンク２６に連通するように、しかも水平回転自在に回転軸で軸承されている。前記回転軸は回転モータ２１の回転駆動手段に連結されているが、回転駆動手段の回転速度は既知の手段により回転数が調整自在に構成されている。
【００４６】
図１、図２及び図３において、２２は送受管で、噴射ノズル１１に連通する研磨材供給管３０に連結しており、送受管２９の後端面は前記研磨材供給盤２０の研磨材供給孔２４の開口面よりやや大きい円状の開口面を有する送受口２２を形成している。また、図示せざる射出空気供給源に連通する導管２８に、射出空気供給方向前方端で、前記送受口２２と同形状で同軸上に保持口２３が形成され、前記送受口２２と研磨材供給孔２４を介して連通している。
【００４７】
研磨材供給盤２０が回転駆動手段により等速度で回転すると、研磨材供給孔２４内に装填口２７から落下、装填された研磨材回収タンク２６内の研磨材が送受口２２下部に移送される。フットスイッチあるいはマイクロスイッチの作動により図示せざる電磁弁を開放して射出空気供給源から前記導管２８を介して射出空気３１を送ると、研磨材供給孔２４内の研磨材が送受口２２及び送受管２９を介して研磨材供給管３０内に射出され吹き上げられる。同時に、前記研磨材供給管３０は図示せざる加圧空気供給源に連通し、送受管２９を介して送られてきた研磨材を加圧空気３２もあいまって、高圧で噴射ノズル１１から噴射される。
【００４８】
さらに、前記研磨材回収タンク２６にバイブレーター又は撹拌手段を連結し、研磨材回収タンク２６に振動を与えるか又は研磨材回収タンク２６内の研磨材３４を撹拌することにより、研磨材３４が装填口２７より研磨材供給孔２４内に十分に流入し、研磨材供給孔２４に流入する研磨材の量は常時、定量になり、より一層安定した状態で一定量の研磨材が供給される。
【００４９】
なお、研磨材供給盤２０の回転速度を調整することにより回転数の増減を図り、噴射ノズル１１への研磨材供給量を調整することができる。例えば、研磨材供給盤２０の回転速度を速くすることにより研磨材が多く供給され、研磨材供給盤２０の回転速度を遅くすることにより研磨材が少なく供給される。なお、研磨材供給盤２０の回転速度を一定に維持することにより、常時安定した状態で一定量の研磨材が噴射ノズル１１へ供給され、定量の研磨材が噴射ノズル１１から連続して安定的に被加工物へ噴射される。したがって、他の研磨材供給孔２４の容積あるいは、送受口２２の開口面積などが一定のとき、研磨材供給盤２０の回転速度と研磨材供給量は相関関係にあるので、この関係式を求めて研磨材供給量を研磨材供給盤２０の回転速度でデジタル化することにより所望の研磨材供給量を容易に調整できる。
【００５０】
キャビネット５１内で研磨材を噴射ノズル１１から被加工物へ噴射して被加工物をブラスト加工すると、研磨材は再使用可能な研磨材と、破損した再使用不可能な研磨材になり、これらの研磨材と被加工物が剥離して生じた粉塵等が共に導管５２を介して気流に乗ってサイクロン１３へ給送される。このサイクロン１３で再使用可能な研磨材から再使用不可能な研磨材と粉塵が分離され、再使用不可能な研磨材や粉塵はダストコレクタ５３へ給送され、ダストコレクタ５３内の下部に集積され、清浄な空気がダストコレクタ５３の排風機５４から外気へ放出される。一方、再使用可能な研磨材は研磨材回収タンク２６の底部へ貯溜した後、前述した動作が繰り返される。
【００５１】
上述の研磨材供給・噴射方法及び装置を用いて以下の加工条件にて、ブラスト加工した。
【００５２】
【表１】
0004164159.tif 000002
【００５３】
上記ブラスト加工にて、射出圧縮空気と加圧圧縮空気の供給流量を測定したところ、１：１７となり、射出圧縮空気は少量で十分であった。したがって、研磨材は常時一定量の加圧圧縮空気によって噴射され、加工の強い部分と弱い部分の差は３０cm2 あたり３％以下となり、均一な加工が得られた。
【００５４】
図４及び図５は、研磨材供給盤２０の側面に円周方向に連続する複数の研磨材供給孔２４を、この実施態様では２列同心円状に平行に複数列形成し、この２列の各研磨材供給孔２４のそれぞれ下部の研磨材射出孔２５，２５下端に連通する、コ字状に屈曲形成した一の通孔２５’を穿設し、研磨材供給盤２０の外周縁近傍で研磨材供給盤２０上に通孔２５’を開口するよう形成している。通孔２５’を研磨材供給盤２０上に開口することにより、研磨材供給孔からの研磨材の落下を完全に防止できる。
【００５５】
そして、前記開口に対して前記導管２８が対向するように送受管２９近傍に送受口２２が設けられ、この送受口２２は、前記研磨材供給孔２４，２４の開口よりやや大きい挿孔２２’、２２’を形成したものである。
【００５６】
噴射工程は、図１〜図３に示す実施態様とほぼ同様である。
【００５７】
研磨材供給孔２４内に装填口２７から落下、装填された研磨材回収タンク２６内の研磨材が送受口２２下部に移送され、射出空気供給源から前記導管２８を介して射出空気３１を送ると、通孔２５’を経て研磨材射出孔２５，２５から射出空気３１により研磨材供給孔２４，２４内の研磨材が送受口２２の挿孔２２’、２２’そして送受管２９を介して研磨材供給管３０内に射出され吹き上げられる。ここで、必要に応じて、送受管２９を介して送られてきた研磨材を加圧空気３２により高圧で噴射ノズル１１から噴射される。
【００５８】
図６及び図７は、図３〜図５における研摩材供給盤２０を垂直位置において回転する構成を示すもので、２６は研磨材回収タンクで、略直方体を成す好ましくは密閉型のタンクで、研磨材回収タンク２６内の下部に流入した研磨材で成る研磨材層１７が下方に形成され、当該研磨材層１７の上方に空気層１８が形成される。
【００５９】
研磨材供給盤２０の外周面に円周方向に連続する複数の研磨材供給孔２４をこの実施態様では２列同心円状に形成し、前出図４及び図５の実施態様と同様、この２列の研磨材供給孔２４の下部の研磨材射出孔２５をコ字状に屈曲形成した通孔２５’を研磨材供給盤２０の外周面幅方向の外側でそれぞれ開口するよう形成している。
【００６０】
そして、前記通孔２５’の研磨材供給盤２０の外周面幅方向の一方外側に形成される開口に対して前記導管２８が対向するように送受口２２が設けられている。
【００６１】
研磨材供給盤２０は研磨材回収タンク２６内の研磨材層１７中で垂直方向に回転自在に回転軸６０で軸承され、研磨材供給盤２０の上部又は上部の一部分が空気層１８に露出する位置に設けているので、研磨材層１７中で捕集された研磨材を収納した研磨材供給孔２４が、送受口２２の下方に達すると、前記導管２８から供給された射出空気が通孔２５’を介して研磨材射出孔２５から研磨材供給孔２４に送られ、研磨材供給孔２４内の研磨材が押圧射出されて送受管２９へ送り出される。
【００６２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００６３】
本発明は、たとえ微粉性質を示す研磨材に対しても一定量の研磨材を安定的に連続して噴射ノズルへ供給・噴射することができた。
【００６４】
本発明は研磨材供給盤の回転速度を変化させて、回転数を増減させることにより研磨材供給量の増減を図ることができ、また研磨材供給盤の回転速度に応じて研磨材を連続して安定した状態で一定量に供給することができる。したがって、研磨材供給盤の回転速度を自在に調整することにより、研磨材の種類に応じて所望の研磨材供給量に確実且つ容易に調整できる。しかも、研磨材供給量に対応する研磨材供給盤の回転速度をデジタル化することにより所望の研磨材供給量、したがって、噴射量を容易に調整できる。
【００６５】
あるいは、前記研磨材供給孔の数、密度、体積、容量、開口部の面積又は前記送受口の開口面積を変更し、任意設定量の研磨材を供給し噴射することができる。
【００６６】
本願発明においては、研磨材供給盤の研磨材供給孔に装填あるいは、捕集された研磨材を、射出空気にて研磨材供給管内に射出し、吹き上げ、さらに加圧空気で研磨材を噴射ノズルへ供給して噴射すれば、射出空気の供給量は加圧空気供給量に比べ少なく、したがって、一定量の空気で噴射でき、被加工物に対して均一なブラスト加工が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研磨材供給・噴射装置を備えたブラスト加工装置の正面図である。
【図２】図１の研磨材供給・噴射装置の要部断面図である。
【図３】図２の研磨材供給・噴射装置の要部斜視図である。
【図４】本発明の研磨材供給・噴射装置の他の実施態様における要部断面図である。
【図５】図４の研磨材供給・噴射装置の斜視図である。
【図６】本発明の研磨材供給・噴射装置のさらに他の実施態様における要部断面を示す要部斜視図である。
【図７】図６の研磨材供給・噴射装置の要部斜視図である。
【図８】従来の直圧式のブラスト加工装置を示す正面図である。
【図９】従来の研磨材供給装置の要部断面を示し、特に微粉性質を示さない研磨材が給送管内に落下するときの研磨材の状態を示すものである。
【図１０】従来の研磨材供給装置の要部断面を示し、特に微粉性質を示す研磨材が給送管内に落下するときの研磨材の状態を示すものである。
【図１１】従来の研磨材供給装置の要部断面を示し、特に微粉性質を示す研磨材が内に落下するときの研磨材の状態を示すものである。
【符号の説明】
１１ 噴射ノズル（ノズル本体）
１２ 研磨材ホース
１３ サイクロン
１４ ノズルチップ
２０ 研磨材供給盤
２１ 回転モータ
２２ 送受口
２２’ 挿孔
２３ 保持口
２４ 研磨材供給孔
２５ 研摩材射出孔
２５’ 通孔
２６ 研磨材回収タンク
２７ 装填口
２８ 導管
２９ 送受管
３０ 研磨材供給管
３１ 射出（圧縮）空気
３２ 加圧（圧縮）空気
３４ 研磨材
４０ 研磨材回収タンク
４１ ダンプバルブ
４２ 研磨材加圧タンク
４３ 研磨材供給口
４４ 研磨材加圧用圧縮空気供給口
４５ 研磨材供給量調整バルブ
４７ 研磨材加圧用圧縮空気
５０ ブラスト加工装置
５１ キャビネット
５２ 導管
５３ ダストコレクタ
５４ 排風機
６０ 回転軸
６１ 補集孔
６２ 補集回転板
６３ 送受口
６４ 送受管
６５ 空気層
７０ 研磨材供給装置
７１ 回収タンク
７３ 給送管
７４ 導入孔
７５ 空洞
７６ 研磨材
【図１】
0004164159.tif 000003
【図２】
0004164159.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004164159.tif 000008
【図７】
0004164159.tif 000009
【図８】
0004164159.tif 000010
【図９】
0004164159.tif 000011
【図１０】
0004164159.tif 000012
【図１１】
0004164159.tif 000013