JP2002066926A - 噴射加工装置における研掃材供給ホッパーおよびこれを用いた噴射加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した加工性能で多数のワークを同時に効
率よく加工することのできる研掃材供給ホッパーとこれ
を用いた噴射加工装置を提供する。 【解決手段】 横長のホッパー本体１の樋状下端部１１
にホース１４の多数本を配設してホッパー本体１に貯留
される研掃材を各ホースの先端の投射ノズル２を通じて
ワーク４に向け投射する研掃材供給ホッパーであって、
ホッパー本体１の内部にこれに投入されて堆積する研掃
材の各部における層厚を均一化する平坦化機構１７を設
けたものと、複数のワーク４を配列して支持可能なテー
ブル３をその一部が室外のセット位置において停止する
ように設置した投射室５の一側に前記した研掃材供給ホ
ッパーをその各ホース１４の先端の投射ノズル２がテー
ブル３上の各ワークに向けられた状態として配置した噴
射加工装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投射室内で投射ノ
ズルからワークに圧縮空気とともに研掃材を投射して、
バリ取り、スケール落とし、表面処理、彫刻加工などの
加工を行うための噴射加工装置における研掃材供給ホッ
パーおよびこれを用いた噴射加工装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】鋳造品や成形品のバリ取り、スケール落
とし、塗装の前処理、塗膜剥離、ショットピーニング等
の表面処理、ガラス板、シリコンウエハー等の微細彫刻
加工等の各種の加工を施す手段として噴射加工装置が広
く用いられている。この噴射加工装置は、天然の珪砂
（サンド）、アルミナや炭化珪素の粉末、ガラスビー
ズ、微小鋼球、鋼線のカットワイヤーなどからなる研掃
材を圧縮空気とともに投射ノズルから投射することによ
り、上記したような加工を施すものである。そして、投
射ノズルから投射されてワークを加工した後の研掃材は
除去されたバリや研掃材微細破片等の粉塵とともに投射
室の底部に連結した回収管から例えばサイクロン型式な
どの回収装置へ搬送され、粉塵は集塵装置へ導入されて
分離除去され、研掃材として有効な成分は分離、回収さ
れてホッパーへ循環投入されて再使用に供される。

【０００３】しかしながら、このようなワークの噴射加
工においては、その種類によって中には２０分もの長い
加工時間を要するものがあり、この場合ても加工の高能
率化が求められている。従来の方法で噴射加工を経済
的、効率的に行うには研掃材の投射距離、投射角度、投
射圧力、研掃材と空気の混合比等の加工条件の適切な調
整を必要とし、例えば、投射圧力が高ければ高いほど加
工能率が向上し、また、投射圧力を高くすれば、投射距
離も遠くすることができて研掃材の拡散面積も広くなる
ために単位当りの研掃時間を短縮することができる。し
かし、噴射圧力を高くすれば加工能率が向上する反面、
研掃材及び投射ノズル等の損耗も急激に増加するので、
ただ投射圧力を増加すればよいというものではない。ま
た、単に投射ノズルの本数のみを増設した場合において
は上記したような研掃材の投射距離、投射角度、投射圧
力、研掃材と空気の混合比等の加工条件が投射ノズルに
よってばらついてしまうので、安定した加工性能を得る
ことができず、したがって、噴射加工の能率を向上させ
ることは困難であるという問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
するところは上記したような従来の問題点を解決し、安
定した加工性能で多数のワークを同時に効率よく加工す
ることのできる噴射加工装置における研掃材供給ホッパ
ーおよびこれを用いた噴射加工装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、横長のホッパー本体の樋状下端
部に投射ノズルが先端に取付けられたホースの多数本を
各ホース間に所要の間隔をあけて配設して前記ホッパー
本体に貯留される研掃材を各ホースの先端の投射ノズル
を通じてワークに向けて投射するようにした噴射加工装
置における研掃材供給ホッパーであって、前記ホッパー
本体に投入されて内部に堆積する研掃材の各部における
層厚を均一化するための平坦化機構をホッパー本体の内
部に設けたことを特徴とする噴射加工装置における研掃
材供給ホッパーと、複数のワークを配列支持可能なテー
ブルをその一部が室外のセット位置において停止するよ
うに設置してある投射室の一側に、前記した研掃材供給
ホッパーを、その各ホースの先端の投射ノズルが前記テ
ーブル上に配列されたワークに向けられた状態として配
置してホッパー本体に貯留される研掃材を前記した各投
射ノズルを通じてワークに向けて投射できるようにする
とともに、投射室の底部には研掃材回収容器を設けてこ
れに回収された噴射加工済の研掃材の有効成分が前記し
た研掃材供給ホッパーのホッパー本体に循環して投入再
使用されるようにしたことを特徴とする噴射加工装置と
よりなるものである。

【０００６】

【作用】このような本発明によれば、横長のホッパー本
体内にこのホッパー本体の内部に投入されて堆積する研
掃材の各部における層厚を均一化するための平坦化機構
を設けてあるので、ホッパー本体内にある研掃材はその
上面が平坦化されて常時各部における層厚が均一となる
ので、ホッパー本体の樋状下端部より分岐された各ホー
スの先端の投射ノズルからの研掃材投射量のばらつきが
殆どなく、安定した加工性能で多数のワークを同時に効
率よく加工することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照しつつ本発明の
好ましい実施形態を示す。図１〜３は本発明の第１の実
施形態を示すもので、研掃材供給ホッパーは、研掃材を
貯留する横長のホッパー本体１の底部を形成しているる
樋状下端部１１に所要の間隔をおいてホース１４を配設
して各ホース１４の先端に前記ホッパー本体１に貯留さ
れる研掃材をワークに向けて投射する投射ノズル２を取
付けたもので、この研掃材供給ホッパーは、内部にワー
ク４を配列支持可能な間歇回動自在なテーブル３をその
一部が室外のセット位置において停止するように設置し
てある投射室５の一側に設置されている。ホッパー本体
１の下部の樋状下端部１１に流下した研掃材は空気供給
管１２から送入される圧縮空気と合流管部１３において
合流して樋状下端部１１より分岐するホース１４を介し
て先端の投射ノズル２にまで圧送され、この投射ノズル
２から噴射されてテーブル３上に横一列に配列されたワ
ーク４に対して所要の噴射加工を行う。噴射加工後にお
いて先に投射室５内において噴射加工されたワーク４
は、テーブル３の中心下部に設けられた回転軸３１によ
り、３６０°／ステーション数ずつ（２ステーションで
ある図示例では１８０°ずつ）間歇的に回動され、投射
室５の外のセット位置４１で停止している間にセットお
よびリセットが行なわれ、一列状にセットされた未加工
のワーク４はその後の回動で噴射加工位置に位置決めさ
れる。

【０００８】そして、除去されたバリや研掃材微細破片
等の粉塵を含む噴射加工を終えた研掃材は研掃材回収容
器６底面に設けられた回収管７からサイクロン８に搬送
されるが、研掃材中の粉塵が集塵装置へ搬送されて分離
除去され、研掃材は回収されてホッパー１へ送られて再
び噴射加工に使用される。

【０００９】噴射加工の能率を飛躍的に向上させるため
に、図２に示すように、先ず多数のワーク４を間歇回動
自在なテーブル３上に配列して、所定の噴射加工位置に
位置決めさせる。なお、図２においてワーク４の配列は
横一列としてあるが、必要に応じて２列以上の多列とす
ることも可能である。そして、複数の投射ノズル２間の
投射材のワーク４への衝突力を同等に調整するために、
配列されたワーク４からそれぞれのワーク４を噴射加工
する投射ノズル２を同一の距離をおいて略平行に配列す
る。さらに、ホース１４による研掃材の搬送抵抗を同等
に調整するために、ホッパー本体１はその水平断面が矩
形となる横長のもので、ホッパー本体１の底部の樋状下
端部１１をワーク４の配列方向、すなわち、投射ノズル
２の配列方向に平行として配設したうえ、ホッパー本体
１の樋状下端部１１に所要の間隔をおいて配設してある
合流管１３に続くホース１４の長さが同長となるように
してある。また、合流管１３においては送気管１２から
送られた圧縮空気と樋状下端部１１から供給される研掃
材が合流管１３において合流されて投射ノズル２にまで
ホース１４により圧送される。図２においては、７個の
ワークを加工するために各々のホース１４を同じ長さの
ものとし、且つ、ワーク４と投射ノズル２間の距離を同
じものとすることによって、供給される圧縮空気の圧力
および研掃材の量が同じであれば、全てのワーク４を同
等の加工性能でもって噴射加工を行うことができる。

【００１０】テーブル３上に横に配列した多数のワーク
４を噴射加工するにはホッパー本体１が横長のものとな
ってしまうため、通常の場合においては、図４に示すよ
うに、サイクロンに回収されて粉塵が除去された研掃材
は、ホッパー本体１の内部においてサイクロン下端の研
掃材導入口８１の下方に山状の堆積研掃材２１として堆
積してしまい、当然のことながら層厚部分の圧下力は層
薄部分の圧下力より高いこともあって、研掃材の投射ノ
ズル２への供給量には大きなばらつきが生じることにな
る。すなわち、堆積研掃材２１の層厚が厚いため堆積圧
力が高いホッパー本体１の中央付近のホース１４には多
量の研掃材が供給されるのに対し、層厚が薄く堆積圧力
の低いホッパー本体１の両端付近のホース１４には少量
の研掃材しか供給されないこととなって、各投射ノズル
２の加工性能にバラツキを生じ、極端な場合にはホッパ
ー本体１の両端のホース１４には研掃材が全く供給され
ないような場合もあったりして、噴射加工の過度のもの
や不足したもの等噴射加工度にばらつきが生じ、多数の
ワーク４を同時に所定時間内で加工を完了させることが
できず、安定した噴射加工を行うことができないという
問題が生じるおそれがある。

【００１１】そこで、本発明では、ホッパー本体１に投
入されて内部に堆積する研掃材の各部における層厚を均
一化するための平坦化機構１７として、例えば、図５に
示すように、ホッパー本体１の内部にホッパー本体１の
一端から他端にわたるように、螺旋羽根１６をシャフト
１５の周縁に設けた螺旋回転体を軸受１８を介して長手
方向に配設してある。そして、このような平坦化機構１
７としての螺旋回転体を所定時間をもって正逆回転させ
ることによって、研掃材が山状に堆積することなく略平
坦にならすことができ、全ての投射ノズル２への研掃材
の供給量を同等にして加工性能の均等化を図ることがで
きる。なお、前記した螺旋回転体としては、角形金属線
を圧縮コイルばねの如く巻き付けた形状のものや、シャ
フトに溝を形成したものなどを用いることができ、山状
の堆積研掃材２１を平坦にならすことのできるものであ
れば、特にその構造に制限はないものである。

【００１２】なお、ホッパー１の下部は樋状下端部１１
への傾斜ガイド面に形成されていてこの傾斜ガイド面を
研掃材乾燥用のヒーター２０により加熱できるようにし
て研掃材の湿気を除去し、その流動性を良好に保つよう
にしておくことが望ましく、この場合の加熱温度は５０
〜８０℃程度でその目的は十分達成することができる。

【００１３】また、一つのワーク４に数カ所の部位を噴
射加工するような多数の投射ノズルを必要とする場合に
は、１つのホッパー本体１の底部が一列の樋状下端部１
１では合流管１３を取付けるスペースが不足することと
なり、例えば、一つのワーク４に対して５個の投射ノズ
ル２を向けて横一列に７個並べたワーク４を噴射加工す
るには合計３５個の投射ノズルを必要とするが、このよ
うな場合には、第２の実施の形態として図７に示したよ
うに、ホッパー本体１の底部が二つの樋状下端部１１に
分割しておくことによって、より多くの合流管１３を配
設することができ、より多くのホース１４から一定量の
研掃材を投射ノズル２へ圧送して安定した加工性能でも
って多数のワーク４を効率よく噴射加工を行うことがで
きる。

【００１４】このように、ホッパー本体１をワーク４の
配列方向に平行に横長なものとし、そのホッパー本体１
の樋状下端部１１に所要間隔で複数のホ−ス１４を配設
したことにより、各々のワーク４に対する投射ノズル２
からホッパー本体１までのホース１４の距離を一定とし
て、投射ノズル２までの研掃材の圧送抵抗を投射ノズル
間で差のないものとすることにより、研掃材の噴射圧力
を略均等に確保することができる。さらに、ホッパー本
体１内で堆積する研掃材の層厚を各部において均一化す
ることにより全ての投射ノズル２間における研掃材の投
射量をばらつきの小さいものとすることができ、多数の
ワーク４を同時に安定して効率よく噴射加工することが
できる。また、ホッパー本体１の下部の樋状下端部１１
への傾斜ガイド面を研掃材乾燥用のヒーター２０により
加熱できるようにしてあることによって、研掃材の湿気
を除去してその流動性を一定に良好に保つことができ
る。

【００１５】

【実施例】圧縮空気圧力0.5MPaにて、#400のアルミナ粒
子を研掃材として内径Φ８の投射ノズル２から噴射させ
る実験を図１に示す平坦化機構１７を具備した研掃材供
給ホッパーを備えた噴射加工装置と、平坦化機構のない
研掃材供給ホッパーを備えた噴射加工装置とにより行な
ったところ、後者ではホッパー本体の内部に研掃材が山
状に堆積して中央の投射ノズルからの投射量は2.5kg/mi
n と多く、端の投射ノズルからの投射量は1.5kg/min と
少なく、その間には1.0kg/min もの大きなばらつきが生
じてしまったが、前者では螺旋回転体により研掃材が山
状に堆積することをなくし各部の層厚が均一となるよう
に表面がを平坦化するので、７個の投射ノズル２からの
投射量を 2.0〜2.2 kg/minと大幅にばらつきの小さいも
のとすることができた。このような効果は、各々のワー
ク４と投射ノズル２の間隔および研掃材を投射ノズル２
に圧送するホース１４の長さを同じとして、そのホース
を排出口１１に所要間隔でもって配設したときに特に顕
著であった。

【００１６】

【発明の効果】本発明は以上に説明したように、ホッパ
ー本体に投入されて内部に堆積する研掃材の各部におけ
る層厚を均一化するための平坦化機構をホッパー本体の
内部に設けたことにより、安定した加工性能で多数のワ
ークを同時に効率よく加工することのできる。よって、
本発明は従来のこの種の噴射加工装置における研掃材供
給ホッパーおよびこれを用いた噴射加工装置の問題点を
解決したものとして極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す一部切欠正面図
である。

【図２】図１における要部の平面図である。

【図３】図１における要部の拡大図である。

【図４】内部に研掃材が山状に堆積した状態で示す研掃
材供給ホッパーの一部切欠側面図である。

【図５】平坦化機構の１例である螺旋回転体の斜視図で
ある。

【図６】平坦化機構の１例である螺旋回転体が配設され
た研掃材供給ホッパーの一部切欠正面図である。

【図７】 本発明の第２の実施形態の概略の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ホッパー本体 ２ 投射ノズル ３ テーブル ４ ワーク ５ 投射室 ６ 研掃材回収容器 11 樋状下端部 14 ホース 17 平坦化機構 20 ヒーター

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 横長のホッパー本体(1) の樋状下端部(1
   1)に投射ノズル(2)が先端に取付けられたホース(14)の
   多数本を各ホース間に所要の間隔をあけて配設して前記
   ホッパー本体(1) に貯留される研掃材を各ホース(14)の
   先端の投射ノズル(2) を通じてワークに向けて投射する
   ようにした噴射加工装置における研掃材供給ホッパーで
   あって、前記ホッパー本体(1) に投入されて内部に堆積
   する研掃材の各部における層厚を均一化するための平坦
   化機構(17)をホッパー本体(1)の内部に設けたことを特
   徴とする噴射加工装置における研掃材供給ホッパー。
2. 【請求項２】 平坦化機構(17)が、ホッパー本体(1) の
   一端から他端にわたって架設される螺旋回転体である請
   求項１に記載の噴射加工装置における研掃材供給ホッパ
   ー。
3. 【請求項３】 平坦化機構(17)としての螺旋回転体が、
   正逆回転可能なものである請求項２に記載の噴射加工装
   置における研掃材供給ホッパー。
4. 【請求項４】 ホッパー本体(1) の下部が樋状下端部(1
   1)への傾斜ガイド面に形成されていてこの傾斜ガイド面
   を研掃材乾燥用のヒーター(20)により加熱できるように
   してある請求項１〜３のいずれかに記載の噴射加工装置
   における研掃材供給ホッパー。
5. 【請求項５】 複数のワークを配列支持可能なテーブル
   (3) をその一部が室外のセット位置において停止するよ
   うに設置してある投射室(5) の一側に、請求項１〜４の
   いずれかに記載された研掃材供給ホッパーをその各ホー
   ス(14)の先端の投射ノズル(2) が前記テーブル(3) 上に
   配列されたワークに向けられた状態として配置してホッ
   パー本体(1) に貯留される研掃材を前記した各投射ノズ
   ル(2)を通じてワークに向けて投射できるようにすると
   ともに、投射室(5) の底部には研掃材回収容器(6) を設
   けてこれに回収された噴射加工済の研掃材の有効成分が
   前記した研掃材供給ホッパーのホッパー本体(1) に循環
   して投入再使用されるようにしたことを特徴とする噴射
   加工装置。