JP2004130422A - エアーブラスト装置用噴射ノズル - Google Patents
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Abstract
【課題】エアーブラスト装置、又はその設備の大型化や、噴射材の材質や、圧縮気体の消費量を変更せずに、加工深さ（加工量）を増大させて加工効率の向上を図り、トータルコストを削減した高性能なエアーブラスト装置用噴射ノズルの提供をする。
【解決手段】平均粒径が２６０μｍ以下の噴射材を使用するエアーブラスト装置用噴射ノズルにおいて、該噴射ノズル６の噴射管４のスロープ部４Ａの内角αを７０度以上、１５０度以下にして圧縮気体噴射口２Ａから噴射されている圧縮気体流へ吸引導入（混合）される噴射材の位置が、圧縮気体噴射口２Ａの出口の噴射速度が減速されない領域とし、圧縮気体導入管２の先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａの内面との隙間Ｓを使用する噴射材の平均粒径の３．０倍以上、２．０ｍｍ以下にする。
【選択図】 図１
【解決手段】平均粒径が２６０μｍ以下の噴射材を使用するエアーブラスト装置用噴射ノズルにおいて、該噴射ノズル６の噴射管４のスロープ部４Ａの内角αを７０度以上、１５０度以下にして圧縮気体噴射口２Ａから噴射されている圧縮気体流へ吸引導入（混合）される噴射材の位置が、圧縮気体噴射口２Ａの出口の噴射速度が減速されない領域とし、圧縮気体導入管２の先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａの内面との隙間Ｓを使用する噴射材の平均粒径の３．０倍以上、２．０ｍｍ以下にする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属、ガラス、樹脂等よりなる部品をワーク（被加工物）とし、該ワークの表面に研磨用の噴射材を圧縮気体と混合して噴射しブラスト加工を施すエアーブラスト装置に用いる噴射ノズルに関するものであって、特に、噴射材の粒径と材質、及び圧縮気体の流量を換えずにブラスト加工をしてその加工深さ（加工量）を増大させて加工効率の向上を図ることを目的とした噴射ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエアーブラスト装置に用いられている噴射ノズルは、その内部構成を図３に示すように、噴射ノズル１６は、開口中心線をＶ字形とした噴射材導入ポート１１と先端に圧縮気体噴射口１２Ａを有しその外形をテーパー部１２Ｂを形成した圧縮気体導入管１２と、前記噴射材導入ポート１１と圧縮気体導入管１２と該その交叉部近傍に噴射材導入室１３を形成し、該噴射材導入室１３に挿通した前記圧縮気体導入管１２の開口中心延長線上に、前記圧縮気体噴射口１２Ａと対向する一端に内角α１が３０度〜６０度の円錐形状を成すスロープ部１４Ａを形成し他端に噴射材と圧縮気体が混合された混合気体を噴射する混合気体噴射口１４Ｂを形成した噴射管１４を一体化するホルダー１５とから成り、前記圧縮気体導入管１２の先端角部と噴射管１４のスロープ部１４Ａの内面との間に形成する隙間Ｓ１は各メーカーとも４ｍｍ〜５ｍｍ近傍であり、且つ、前記スロープ部１４Ａの内角α１（３０度〜６０度）は、各メーカーによって様々であって、前記圧縮気体導入管１２の圧縮気体噴射口１２Ａの開口中心点と、前記噴射管１４の開口中心線にスロープ部１４Ａ内面の接線を延長した交点との距離が、前記圧縮気体導入管１２の内径Ｄ１の４倍以上である。
【０００３】
前記、図３に示す噴射ノズルの内部構成を同じくした開示文献は、例えば、特許文献１（特開平９−２９５２６７号公報）や、実用新案文献１（実用新案登録第３０１７４２９号公報）があって、その開示文献について説明する。
【０００４】
特許文献１（特開平９−２９５２６７号公報）は、エジェクタノズル３より供給される高圧エアーによる負圧によって研磨材導入ポート７より研磨材９が高速で吸引されるブラストガン本体１の負圧室５の室壁に金属製ライナによる保護層２でもって研磨材９の衝突による耐磨耗処理を施した噴射ノズルである。
【０００５】
実用新案文献１（実用新案登録第３０１７４２９号公報）は、研磨材供給管２０の中心線の延長を、駆動流流路３６又は駆動流噴射ノズル３０、及び混合流流路４６又は混合管４０の中心線に交差しない位置にし、研磨材導入室５０内の研磨材に旋回流を生じさせることにより常に均一な密度で良好な加工効果（均一な加工精度）を得た噴射ノズルである。
【０００６】
前記のように、従来のエアーブラスト装置に用いる噴射ノズルには、耐摩耗性を施したものや、噴射材を均一な密度で噴射する構造としたものはあるが、噴射材の粒径と材質、及び圧縮気体の流量を変更せずに、噴射ノズル内への噴射材の吸引と、圧縮空気と噴射材の混合と、噴射と、から成る噴射プロセスに基づき噴射ノズルの内部構造を究明して加工深さ（加工量）を増大させ加工効率の向上を図ったものはない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２９５２６７号公報
【０００８】
【実用新案文献１】
実用新案登録第３０１７４２９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
エアーブラスト装置、又はその設備の大型化や、噴射材の材質や、圧縮気体の消費量を変更せずに、噴射ノズル内への噴射材の吸引と噴射ノズル内での圧縮気体と噴射材の混合とその混合気体の噴射プロセスを究明し、加工深さ（加工量）を増大と加工時間の短縮を図りトータルコストを削減した高性能なエアーブラスト装置用噴射ノズルの提供をすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために成されたもので、発明者らは、噴射ノズル内への噴射材の吸引と、圧縮空気と噴射材の混合と、噴射と、から成る噴射プロセスにおいて、噴射ノズル内への噴射材の高速導入と、噴射材を高速噴射させる圧縮気体流への噴射材の導入位置を検討し、噴射ノズル内の構成要件を下記に示すように決定した。
【００１１】
請求項１に係る発明のエアーブラスト装置用噴射ノズルは、噴射材導入ポートと、先端部に圧縮気体噴射口及びその外周にテーパー部を有する圧縮気体導入管と、を各々の開口中心線がＶ字形となるように形成すると共に、その交叉部近傍に噴射材導入室を形成し、該噴射材導入室に挿通した前記圧縮気体導入管の圧縮気体噴射口の開口中心延長線上に、該圧縮気体噴射口と対向する一方に円錐形状のスロープ部を形成し他方に噴射材と圧縮気体が混合された混合気体を噴射する混合気体噴射口を形成した噴射管を、そのスロープ部の内面と前記圧縮気体導入管の先端角部との間に隙間を形成させて一体化したホルダーとから成る噴射ノズルにおいて、前記噴射管のスロープ部の内角を、７０゜以上、１５０゜以下にし、前記圧縮気体導入管の圧縮気体噴射口の開口中心点と、前記噴射管の開口中心線にスロープ部内面の接線を延長した交点との距離を、前記圧縮気体導入管の内径の１．０倍以上、４．５倍以下にしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明のエアーブラスト装置用噴射ノズルは、請求項１において、使用する噴射材の平均粒径が２６０μｍ以下であって、圧縮気体導入管の先端角部と、噴射管のスロープ部の内面との隙間を、使用する噴射材の平均粒径の３．０倍以上、２．０ｍｍ以下にしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明のエアーブラスト装置用噴射ノズルは、請求項１、又は請求項２において、ホルダーの噴射材導入ポートの開口中心線と圧縮気体導入管の開口中心線とが成す角度を、噴射管のスロープ部の内角の０．５倍以下、０．５倍−２０度以上とし、圧縮気体導入管の先端のテーパー部のテーパー角度を、前記ホルダーの噴射材導入ポートの開口中心線と圧縮気体導入管の開口中心線との成す角度より小さくしたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
下記に、本発明の好ましい一実施例を図１に示して説明する。
【００１５】
【実施例】
図１は、本発明の一実施形態を示すエアーブラスト装置用噴射ノズルの断面図であって、噴射材導入ポート１の開口中心線と、先端に内径が４ｍｍの圧縮気体噴射口２Ａを有しその外周に噴射材の流れをスムーズにするためのテーパー角度が１０度（請求項３に記載の、ホルダー５の噴射材導入ポート１の開口中心線と圧縮気体導入管２の開口中心線とが成す角度γ以下）のテーパー部２Ｂを形成した圧縮気体導入管２の開口中心線との開角を３５度（請求項３に記載の、スロープ部４Ａの内角αに対し０．５倍以下、０．５倍−２０度）のＶ字形とし、その交叉部近傍に噴射材導入室３を形成し、該噴射材導入室３内に挿通した前記圧縮気体導入管２の開口中心延長線上に、前記圧縮気体噴射口２Ａと対向する一端に内角αを１１０度（請求項１に記載の、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αを７０゜以上、１５０゜以下）にした円錐形状のスロープ部４Ａを形成し、他端に噴射材と圧縮気体が混合された混合気体を噴射する内径が８ｍｍの混合気体噴射口４Ｂを形成した長さ６０ｍｍの噴射管４を、前記圧縮気体導入管２の先端角部と前記スロープ部４Ａの内面との間に使用する噴射材が＃６０（平均粒径≒２６０μｍ、粒度分布≒４２５μｍ〜１８０μｍ）以下において、２．０ｍｍの隙間Ｓ（請求項２に記載の、使用する噴射材の平均粒径が２６０μｍ以下であって、圧縮気体導入管の先端角部と、噴射管のスロープ部の内面との隙間を、使用する噴射材の平均粒径の３．０倍以上、２．０ｍｍ以下）を形成させて一体化したホルダー５とから成る噴射ノズル６である。
【００１６】
このように構成された噴射ノズル６は、圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａの開口中心点と噴射管４の開口中心線にスロープ部４Ａ内面の接線を延長した交点との距離が、請求項１に記載の圧縮気体噴射口２Ａの内径（４ｍｍ）の１．０倍（４ｍｍ）以上、４．５倍（１８ｍｍ）以下の範囲内の５ｍｍであって、噴射材導入室３よりスロープ部４Ａの内面に沿って噴射管４内へ導入される噴射材の噴射速度を高速化させる設定条件を満足させるものであってその詳細は後記に示す。
【００１７】
また、ホルダー５の噴射材導入ポート１の開口中心線と圧縮気体導入管２の開口中心線との成す角度γを３５度とし、圧縮気体導入管２の先端のテーパー部２Ｂのテーパー角度βを１０度とする。前者の角度γと後者のテーパー角度βの組み合わせは、前記請求項３の設定条件を満足しているもので圧縮気体の吸引作用で負圧状態となる噴射材導入室３内への噴射材の吸引導入、及び噴射材導入室３内からスロープ部４Ａを通過し噴射管４内への噴射材の吸引導入の流路抵抗を少なくするものである。
【００１８】
以下、前記の図１に示す本発明の好ましい一実施例に至るまでの検討結果とその経緯を示す。
【００１９】
噴射ノズル６の圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａから噴射管４内に噴射される圧縮気体の挙動について、例えば、株式会社工業調査会発行の「改訂増補入門粉体トラブル工学」Ｐ２０４〜Ｐ２０５に記載の文献を基に作成した理論図が図２であって、図２を基に圧縮気体の挙動理論を下記に示す。
【００２０】
圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａの内径をＤとした圧縮気体導入管２に圧力が０．０９ＭＰａ以上の圧縮気体を導入すると、圧縮気体噴射口２Ａの先端の開口中心点から４．５Ｄの区間に音速に近似する圧縮気体噴射口２Ａの出口速度を保持して減速しないゾーン（「ポテンシャル・ゾーン」と云う）と、４．５Ｄ〜５．５Ｄの区間に前記ポテンシャル・ゾーンに吸引された噴射材を圧縮気体と混合するゾーン（「転移ゾーン」と云う）と、５．５Ｄ以上の区間に前記転移ゾーンで均一に混合された圧縮気体と噴射材が等速となるゾーン（「等速ゾーン」と云う）とを形成する。
【００２１】
最大の加工深さ（加工量）を得るためには、前記、圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａから噴射される圧縮気体の挙動理論から、噴射材導入室３に吸引されている噴射材を、圧縮気体の噴射速度を最大に付与することができるポテンシャル・ゾーンに導入される構造とすると共に、圧縮気体導入管２の先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａの内面との間を通過する噴射材の吸引流速が高速となる隙間Ｓを設定する必要がある。
【００２２】
以下、噴射ノズル６の噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが、１５０度、１１０度、７０度、５０度、３０度、圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａの内面の隙間Ｓが、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍ、について検討する。
【００２３】
【試験例１】
前記、検討する５種類の噴射ノズル６の内、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが最大の１５０度と、最小の３０度の、圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面の隙間Ｓが、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍについて、前記スロープ部４Ａの内角αの違いによる各隙間Ｓの吸引流速を検討した。
【００２４】
その検討方法は、圧縮気体導入管２より０．２５ＭＰａの圧縮気体を供給して噴射材導入ポート１より吸引された大気流量を測定し、その大気流量を圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面の隙間Ｓが形成する面積で除して隙間Ｓの吸引流速とした。その結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１より、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが１５０度における圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面の隙間Ｓの５．０ｍｍ〜０．５ｍｍの６段階（条件１−１〜条件１−６）、及び前記内角αが３０度における前記隙間Ｓの５．０ｍｍ〜０．５ｍｍの６段階（条件１−７〜条件１−１２）の吸引流速を比較すれば、スロープ部４Ａの内角α（１５０度と３０度）の違いによる各隙間Ｓ（５．０ｍｍ〜０．５ｍｍの６段階）の吸引流速の差は殆どなく、結論として、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面の隙間Ｓの吸引流速に与える影響は殆どないことが判明した。
【００２７】
しかしながら、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが１５０度と３０度の双方とも、隙間Ｓが２．０ｍｍ（内角αが１５０度：条件１−４、内角αが３０度：条件１−１０）において吸引流速が急激に増大し、その後、隙間Ｓが狭くなるに従って（内角αが１５０度：条件１−５〜条件１−６、同３０度：条件１−１１〜条件１−１２）徐々に増加する傾向であって、噴射管４に導入する噴射材の吸引流速を速めるためには、圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面との隙間Ｓを２ｍｍ以下にする必要があることが示唆される。
【００２８】
尚、本試験例１において、隙間Ｓが未確認である０．５ｍｍ以下の吸引流速は隙間Ｓが限りなくゼロに近づくまで増加傾向となることが推測されるが、設定可能な最も狭い隙間Ｓは使用する噴射材の粒径に関係するもので、後記の試験例３で検討することとする。
【００２９】
【試験例２】
次に、表２に示す噴射加工条件で、＃６００（平均粒径≒２４μｍ、粒度分布≒５７μｍ〜１７μｍ）、材質が酸化アルミニウムの噴射材を使用し、導入圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面との隙間Ｓを前記試験例１に示すように吸引流速が急激に増大した２．０ｍｍ、とし、スロープ部４Ａの内角αを１５０度、１１０度、７０度、５０度、３０度、とした場合の加工深さ（加工量）を検討した結果を下記表３に示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】
【表３】
【００３２】
表３に示すように、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが１５０度である条件２−１の加工深さは１１５μｍ、内角αが１１０度である条件２−２の加工深さは１１７μｍ、内角αが７０度である条件２−３の加工深さは１１６μｍ、内角αが５０度である条件２−４の加工深さは１０５μｍ、内角αが３０度である条件２−５の加工深さは９０μｍと更に少なかった。
【００３３】
上記の結果より、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが、７０度以下の場合にはその角度が小さくなるに従って加工深さ（加工量）が少なくなるが、内角αが内角αを７０度以上、１５０度では安定し増大した加工深さ（加工量）を得ることができ、特に１１０度において最も好ましい結果を得た。
【００３４】
【試験例３】
次に、前記表２に示す噴射加工条件で、＃６００（平均粒径≒２４μｍ、粒度分布≒５７μｍ〜１７μｍ）、材質が酸化アルミニウムの噴射材を使用し、前記試験２で最も加工深さ（加工量）を多くすることができた噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが１１０度と、最も加工深さが浅かった３０度の噴射ノズル６を用い、前記試験例１で確認が取れなかった圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａの内面との隙間Ｓを１．０ｍｍ、０．５ｍｍ、０．２ｍｍ、についての加工深さ（加工量）の検討をし、その結果を比較のために前記試験２で得た隙間Ｓが２．０ｍｍの結果（条件２−２、条件２−５）を併記したその一覧を下記の表４に示す。
【００３５】
【表４】
【００３６】
表４より、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが１１０度において、圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａの内面との隙間Ｓが２．０ｍｍである条件２−２の加工深さは１１７μｍ、同隙間Ｓが１．０ｍｍである条件３−１の加工深さは１２４μｍ、同隙間Ｓが０．５ｍｍである条件３−２の加工深さは１２９μｍ、同隙間Ｓが０．２ｍｍである条件３−３の加工深さは１３２μｍであって、隙間Ｓが２．０ｍｍ〜０．２ｍｍでは加工深さが増加傾向であった。
【００３７】
前記、最小の隙間Ｓが０．２ｍｍであっても加工深さが増加傾向にあったのは、隙間Ｓ（０．２ｍｍ）が使用された噴射材（＃６００：粒度分布≒５７μｍ〜１７μｍ）の平均粒径（２４μｍ）の３倍（０．０７２ｍｍ）以上であり、本発明に係る隙間Ｓと噴射材の平均粒径との関係が、隙間Ｓの最小条件（請求項２に記載の、圧縮気体導入管２の先端角部と、噴射管４のスロープ部４Ａ内面との隙間Ｓを使用する噴射材の平均粒径の３．０倍以上）を満足しているからである。
【００３８】
また、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが３０度において、圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面との隙間Ｓが２．０ｍｍである条件２−５の加工深さは９０μｍ、同隙間Ｓが１．０ｍｍである条件３−４の加工深さは１０３μｍ、同隙間Ｓが０．５ｍｍである条件３−５の加工深さは１１０μｍ、同隙間Ｓが０．２ｍｍである条件３−６の加工深さは７２μｍであって、隙間Ｓが０．２ｍｍにおいて加工深さが減少している。
【００３９】
隙間Ｓが０．２ｍｍになると加工深さが減少したのは、本発明の請求項１に記載の圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａの開口中心点と、前記噴射管４の開口中心線にスロープ部４Ａ内面の接線を延長した交点との距離が２７ｍｍであって、圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａから噴射されている圧縮気体に噴射材が吸引されて導入（混合）する位置が、前記ポテンシャル・ゾーンとなる圧縮気体導入管２の内径Ｄ（４ｍｍ）の１倍（４ｍｍ）以上、４．５倍（１８ｍｍ）以下から外れていることが影響していることを示唆する。
【００４０】
【試験例４】
次に、前記表２に示す噴射加工条件で、噴射材が、材質が酸化アルミニウム、で粒径が＃６０（平均粒径≒２６０μｍ、粒度分布≒４２５μｍ〜１８０μｍ）と、材質が酸化アルミニウム、粒径が＃１０００（平均粒径≒１５．５μｍ、粒度分布≒４２．０μｍ〜９．５μｍ）の２種類を使用し、圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面との隙間Ｓを２．０ｍｍとし、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが、前記、試験例３で使用した１１０度と、３０度との加工深さの検討をした結果に、比較のために前記試験例２で得られた噴射材の材質が酸化アルミニウム、粒径が＃６００（平均粒径≒２４μｍ、粒度分布≒５７μｍ〜１７μｍ）の結果（条件２−２、条件２−５）を併記した一覧を下記表５に示す。
【００４１】
【表５】
【００４２】
表５より、噴射材の粒径が＃６０において噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが１１０度（条件４−１）と３０度（条件４−２）の加工深さが３，０１２μｍと、２，７４４μｍであって、噴射材の粒径が＃６００において同内角αが１１０度（条件２−２）の加工深さが１１７μｍ、同内角αが３０度（条件２−５）の加工深さが９０μｍ、噴射材の粒径が＃１０００において同内角αが１１０度（条件４−３）の加工深さが２６μｍ、同内角αが３０度（条件４−４）の加工深さが１９μｍであった。
【００４３】
噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが１１０度と３０度の噴射ノズル６を用いて＃６０、＃６００、＃１０００の噴射材を噴射した結果、総ての噴射材においてスロープ部４Ａの内角αが３０度よりも１１０度の加工深さ（加工量）が上回っていた。その増加率は、＃６０において１４．５％、＃６０において５８．１％、＃１０００において６２．５％であって、内角αが３０度の噴射ノズル６と比較して１１０度の噴射ノズル６の方が噴射材の粒径が細かくなるほど加工深さ（加工量）の増加率が高くなる傾向であって、使用する噴射材の粒径が細かくなるほど加工効率が高くなることを示唆する。
【００４４】
また、前記試験例３にも示した本発明に係る圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａから噴射されている圧縮気体流に噴射材が吸引導入（混合）する位置が、前記ポテンシャル・ゾーンから外れるスロープ部４Ａの内角αが３０度の噴射ノズル６と、ポテンシャル・ゾーン内に位置する１１０度の噴射ノズル６の違いが結果として表れたのであって、この噴射管４のスロープ部４Ａの内角αの延長線がポテンシャル・ゾーン内に位置することにより、平均粒径が２６０μｍ（＃６０）の粗粒の噴射材から平均粒径が１５．５μｍ（＃１０００）の微細の噴射材まで広範囲に加工深さ（加工量）を増加させることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかのように、本発明は平均粒径が２６０μｍ以下の噴射材を使用するエアーブラスト装置用噴射ノズルにおいて、その噴射ノズルの噴射管のスロープ部内角を７０度以上、１５０度以下にし、圧縮気体導入管の先端角部と前記噴射管のスロープ部の内面との間の隙間を使用する噴射材の平均粒径の３．０倍以上、２．０ｍｍ以下とすれば、圧縮気体導入管の圧縮気体噴射口から噴射されている圧縮気体の吸引力により噴射ノズル内の噴射材導入室を経て前記圧縮気体噴射口から噴射されている圧縮気体流へ吸引導入（混合）される噴射材の位置が、圧縮気体噴射口の出口の噴射速度が減速されない領域に吸引導入されることとなるから、その圧縮気体流が持つ噴射速度を噴射材に最大限に付与することができワークの加工深さ（加工量）を増大させることができるもので、エアーブラスト装置、又はその設備の大型化や、噴射材の材質や、圧縮気体の消費量を変更せずに加工効率の向上によりトータルコストが削減でき、工業的価値極めて大なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すエアーブラスト装置用噴射ノズルの断面図である。
【図２】噴射ノズルの圧縮気体導入管から噴射管に向けて噴射される圧縮気体の挙動を示す理論説明図である。
【図３】代表的な従来のエアーブラスト装置用噴射ノズルの断面図である。
【符号の説明】
１ 噴射材導入ポート
２ 圧縮気体導入管
２Ａ 圧縮気体噴射口
２Ｂ 圧縮気体導入管のテーパー部
３ 噴射材導入室
４ 噴射管
４Ａ スロープ部
４Ｂ 混合気体噴射口
５ ホルダー
６ 噴射ノズル
Ｄ 内径（圧縮気体噴射口）
Ｓ 隙間（圧縮気体噴射口の先端角部とスロープ部の内面）
α 内角（スロープ部）
β テーパー角度（テーパー部）
γ 角度（噴射材導入ポートと圧縮気体導入管）
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属、ガラス、樹脂等よりなる部品をワーク（被加工物）とし、該ワークの表面に研磨用の噴射材を圧縮気体と混合して噴射しブラスト加工を施すエアーブラスト装置に用いる噴射ノズルに関するものであって、特に、噴射材の粒径と材質、及び圧縮気体の流量を換えずにブラスト加工をしてその加工深さ（加工量）を増大させて加工効率の向上を図ることを目的とした噴射ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエアーブラスト装置に用いられている噴射ノズルは、その内部構成を図３に示すように、噴射ノズル１６は、開口中心線をＶ字形とした噴射材導入ポート１１と先端に圧縮気体噴射口１２Ａを有しその外形をテーパー部１２Ｂを形成した圧縮気体導入管１２と、前記噴射材導入ポート１１と圧縮気体導入管１２と該その交叉部近傍に噴射材導入室１３を形成し、該噴射材導入室１３に挿通した前記圧縮気体導入管１２の開口中心延長線上に、前記圧縮気体噴射口１２Ａと対向する一端に内角α１が３０度〜６０度の円錐形状を成すスロープ部１４Ａを形成し他端に噴射材と圧縮気体が混合された混合気体を噴射する混合気体噴射口１４Ｂを形成した噴射管１４を一体化するホルダー１５とから成り、前記圧縮気体導入管１２の先端角部と噴射管１４のスロープ部１４Ａの内面との間に形成する隙間Ｓ１は各メーカーとも４ｍｍ〜５ｍｍ近傍であり、且つ、前記スロープ部１４Ａの内角α１（３０度〜６０度）は、各メーカーによって様々であって、前記圧縮気体導入管１２の圧縮気体噴射口１２Ａの開口中心点と、前記噴射管１４の開口中心線にスロープ部１４Ａ内面の接線を延長した交点との距離が、前記圧縮気体導入管１２の内径Ｄ１の４倍以上である。
【０００３】
前記、図３に示す噴射ノズルの内部構成を同じくした開示文献は、例えば、特許文献１（特開平９−２９５２６７号公報）や、実用新案文献１（実用新案登録第３０１７４２９号公報）があって、その開示文献について説明する。
【０００４】
特許文献１（特開平９−２９５２６７号公報）は、エジェクタノズル３より供給される高圧エアーによる負圧によって研磨材導入ポート７より研磨材９が高速で吸引されるブラストガン本体１の負圧室５の室壁に金属製ライナによる保護層２でもって研磨材９の衝突による耐磨耗処理を施した噴射ノズルである。
【０００５】
実用新案文献１（実用新案登録第３０１７４２９号公報）は、研磨材供給管２０の中心線の延長を、駆動流流路３６又は駆動流噴射ノズル３０、及び混合流流路４６又は混合管４０の中心線に交差しない位置にし、研磨材導入室５０内の研磨材に旋回流を生じさせることにより常に均一な密度で良好な加工効果（均一な加工精度）を得た噴射ノズルである。
【０００６】
前記のように、従来のエアーブラスト装置に用いる噴射ノズルには、耐摩耗性を施したものや、噴射材を均一な密度で噴射する構造としたものはあるが、噴射材の粒径と材質、及び圧縮気体の流量を変更せずに、噴射ノズル内への噴射材の吸引と、圧縮空気と噴射材の混合と、噴射と、から成る噴射プロセスに基づき噴射ノズルの内部構造を究明して加工深さ（加工量）を増大させ加工効率の向上を図ったものはない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２９５２６７号公報
【０００８】
【実用新案文献１】
実用新案登録第３０１７４２９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
エアーブラスト装置、又はその設備の大型化や、噴射材の材質や、圧縮気体の消費量を変更せずに、噴射ノズル内への噴射材の吸引と噴射ノズル内での圧縮気体と噴射材の混合とその混合気体の噴射プロセスを究明し、加工深さ（加工量）を増大と加工時間の短縮を図りトータルコストを削減した高性能なエアーブラスト装置用噴射ノズルの提供をすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために成されたもので、発明者らは、噴射ノズル内への噴射材の吸引と、圧縮空気と噴射材の混合と、噴射と、から成る噴射プロセスにおいて、噴射ノズル内への噴射材の高速導入と、噴射材を高速噴射させる圧縮気体流への噴射材の導入位置を検討し、噴射ノズル内の構成要件を下記に示すように決定した。
【００１１】
請求項１に係る発明のエアーブラスト装置用噴射ノズルは、噴射材導入ポートと、先端部に圧縮気体噴射口及びその外周にテーパー部を有する圧縮気体導入管と、を各々の開口中心線がＶ字形となるように形成すると共に、その交叉部近傍に噴射材導入室を形成し、該噴射材導入室に挿通した前記圧縮気体導入管の圧縮気体噴射口の開口中心延長線上に、該圧縮気体噴射口と対向する一方に円錐形状のスロープ部を形成し他方に噴射材と圧縮気体が混合された混合気体を噴射する混合気体噴射口を形成した噴射管を、そのスロープ部の内面と前記圧縮気体導入管の先端角部との間に隙間を形成させて一体化したホルダーとから成る噴射ノズルにおいて、前記噴射管のスロープ部の内角を、７０゜以上、１５０゜以下にし、前記圧縮気体導入管の圧縮気体噴射口の開口中心点と、前記噴射管の開口中心線にスロープ部内面の接線を延長した交点との距離を、前記圧縮気体導入管の内径の１．０倍以上、４．５倍以下にしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明のエアーブラスト装置用噴射ノズルは、請求項１において、使用する噴射材の平均粒径が２６０μｍ以下であって、圧縮気体導入管の先端角部と、噴射管のスロープ部の内面との隙間を、使用する噴射材の平均粒径の３．０倍以上、２．０ｍｍ以下にしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明のエアーブラスト装置用噴射ノズルは、請求項１、又は請求項２において、ホルダーの噴射材導入ポートの開口中心線と圧縮気体導入管の開口中心線とが成す角度を、噴射管のスロープ部の内角の０．５倍以下、０．５倍−２０度以上とし、圧縮気体導入管の先端のテーパー部のテーパー角度を、前記ホルダーの噴射材導入ポートの開口中心線と圧縮気体導入管の開口中心線との成す角度より小さくしたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
下記に、本発明の好ましい一実施例を図１に示して説明する。
【００１５】
【実施例】
図１は、本発明の一実施形態を示すエアーブラスト装置用噴射ノズルの断面図であって、噴射材導入ポート１の開口中心線と、先端に内径が４ｍｍの圧縮気体噴射口２Ａを有しその外周に噴射材の流れをスムーズにするためのテーパー角度が１０度（請求項３に記載の、ホルダー５の噴射材導入ポート１の開口中心線と圧縮気体導入管２の開口中心線とが成す角度γ以下）のテーパー部２Ｂを形成した圧縮気体導入管２の開口中心線との開角を３５度（請求項３に記載の、スロープ部４Ａの内角αに対し０．５倍以下、０．５倍−２０度）のＶ字形とし、その交叉部近傍に噴射材導入室３を形成し、該噴射材導入室３内に挿通した前記圧縮気体導入管２の開口中心延長線上に、前記圧縮気体噴射口２Ａと対向する一端に内角αを１１０度（請求項１に記載の、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αを７０゜以上、１５０゜以下）にした円錐形状のスロープ部４Ａを形成し、他端に噴射材と圧縮気体が混合された混合気体を噴射する内径が８ｍｍの混合気体噴射口４Ｂを形成した長さ６０ｍｍの噴射管４を、前記圧縮気体導入管２の先端角部と前記スロープ部４Ａの内面との間に使用する噴射材が＃６０（平均粒径≒２６０μｍ、粒度分布≒４２５μｍ〜１８０μｍ）以下において、２．０ｍｍの隙間Ｓ（請求項２に記載の、使用する噴射材の平均粒径が２６０μｍ以下であって、圧縮気体導入管の先端角部と、噴射管のスロープ部の内面との隙間を、使用する噴射材の平均粒径の３．０倍以上、２．０ｍｍ以下）を形成させて一体化したホルダー５とから成る噴射ノズル６である。
【００１６】
このように構成された噴射ノズル６は、圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａの開口中心点と噴射管４の開口中心線にスロープ部４Ａ内面の接線を延長した交点との距離が、請求項１に記載の圧縮気体噴射口２Ａの内径（４ｍｍ）の１．０倍（４ｍｍ）以上、４．５倍（１８ｍｍ）以下の範囲内の５ｍｍであって、噴射材導入室３よりスロープ部４Ａの内面に沿って噴射管４内へ導入される噴射材の噴射速度を高速化させる設定条件を満足させるものであってその詳細は後記に示す。
【００１７】
また、ホルダー５の噴射材導入ポート１の開口中心線と圧縮気体導入管２の開口中心線との成す角度γを３５度とし、圧縮気体導入管２の先端のテーパー部２Ｂのテーパー角度βを１０度とする。前者の角度γと後者のテーパー角度βの組み合わせは、前記請求項３の設定条件を満足しているもので圧縮気体の吸引作用で負圧状態となる噴射材導入室３内への噴射材の吸引導入、及び噴射材導入室３内からスロープ部４Ａを通過し噴射管４内への噴射材の吸引導入の流路抵抗を少なくするものである。
【００１８】
以下、前記の図１に示す本発明の好ましい一実施例に至るまでの検討結果とその経緯を示す。
【００１９】
噴射ノズル６の圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａから噴射管４内に噴射される圧縮気体の挙動について、例えば、株式会社工業調査会発行の「改訂増補入門粉体トラブル工学」Ｐ２０４〜Ｐ２０５に記載の文献を基に作成した理論図が図２であって、図２を基に圧縮気体の挙動理論を下記に示す。
【００２０】
圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａの内径をＤとした圧縮気体導入管２に圧力が０．０９ＭＰａ以上の圧縮気体を導入すると、圧縮気体噴射口２Ａの先端の開口中心点から４．５Ｄの区間に音速に近似する圧縮気体噴射口２Ａの出口速度を保持して減速しないゾーン（「ポテンシャル・ゾーン」と云う）と、４．５Ｄ〜５．５Ｄの区間に前記ポテンシャル・ゾーンに吸引された噴射材を圧縮気体と混合するゾーン（「転移ゾーン」と云う）と、５．５Ｄ以上の区間に前記転移ゾーンで均一に混合された圧縮気体と噴射材が等速となるゾーン（「等速ゾーン」と云う）とを形成する。
【００２１】
最大の加工深さ（加工量）を得るためには、前記、圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａから噴射される圧縮気体の挙動理論から、噴射材導入室３に吸引されている噴射材を、圧縮気体の噴射速度を最大に付与することができるポテンシャル・ゾーンに導入される構造とすると共に、圧縮気体導入管２の先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａの内面との間を通過する噴射材の吸引流速が高速となる隙間Ｓを設定する必要がある。
【００２２】
以下、噴射ノズル６の噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが、１５０度、１１０度、７０度、５０度、３０度、圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａの内面の隙間Ｓが、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍ、について検討する。
【００２３】
【試験例１】
前記、検討する５種類の噴射ノズル６の内、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが最大の１５０度と、最小の３０度の、圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面の隙間Ｓが、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍについて、前記スロープ部４Ａの内角αの違いによる各隙間Ｓの吸引流速を検討した。
【００２４】
その検討方法は、圧縮気体導入管２より０．２５ＭＰａの圧縮気体を供給して噴射材導入ポート１より吸引された大気流量を測定し、その大気流量を圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面の隙間Ｓが形成する面積で除して隙間Ｓの吸引流速とした。その結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
表１より、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが１５０度における圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面の隙間Ｓの５．０ｍｍ〜０．５ｍｍの６段階（条件１−１〜条件１−６）、及び前記内角αが３０度における前記隙間Ｓの５．０ｍｍ〜０．５ｍｍの６段階（条件１−７〜条件１−１２）の吸引流速を比較すれば、スロープ部４Ａの内角α（１５０度と３０度）の違いによる各隙間Ｓ（５．０ｍｍ〜０．５ｍｍの６段階）の吸引流速の差は殆どなく、結論として、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面の隙間Ｓの吸引流速に与える影響は殆どないことが判明した。
【００２７】
しかしながら、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが１５０度と３０度の双方とも、隙間Ｓが２．０ｍｍ（内角αが１５０度：条件１−４、内角αが３０度：条件１−１０）において吸引流速が急激に増大し、その後、隙間Ｓが狭くなるに従って（内角αが１５０度：条件１−５〜条件１−６、同３０度：条件１−１１〜条件１−１２）徐々に増加する傾向であって、噴射管４に導入する噴射材の吸引流速を速めるためには、圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面との隙間Ｓを２ｍｍ以下にする必要があることが示唆される。
【００２８】
尚、本試験例１において、隙間Ｓが未確認である０．５ｍｍ以下の吸引流速は隙間Ｓが限りなくゼロに近づくまで増加傾向となることが推測されるが、設定可能な最も狭い隙間Ｓは使用する噴射材の粒径に関係するもので、後記の試験例３で検討することとする。
【００２９】
【試験例２】
次に、表２に示す噴射加工条件で、＃６００（平均粒径≒２４μｍ、粒度分布≒５７μｍ〜１７μｍ）、材質が酸化アルミニウムの噴射材を使用し、導入圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面との隙間Ｓを前記試験例１に示すように吸引流速が急激に増大した２．０ｍｍ、とし、スロープ部４Ａの内角αを１５０度、１１０度、７０度、５０度、３０度、とした場合の加工深さ（加工量）を検討した結果を下記表３に示す。
【００３０】
【表２】
【表３】
表３に示すように、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが１５０度である条件２−１の加工深さは１１５μｍ、内角αが１１０度である条件２−２の加工深さは１１７μｍ、内角αが７０度である条件２−３の加工深さは１１６μｍ、内角αが５０度である条件２−４の加工深さは１０５μｍ、内角αが３０度である条件２−５の加工深さは９０μｍと更に少なかった。
【００３３】
上記の結果より、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが、７０度以下の場合にはその角度が小さくなるに従って加工深さ（加工量）が少なくなるが、内角αが内角αを７０度以上、１５０度では安定し増大した加工深さ（加工量）を得ることができ、特に１１０度において最も好ましい結果を得た。
【００３４】
【試験例３】
次に、前記表２に示す噴射加工条件で、＃６００（平均粒径≒２４μｍ、粒度分布≒５７μｍ〜１７μｍ）、材質が酸化アルミニウムの噴射材を使用し、前記試験２で最も加工深さ（加工量）を多くすることができた噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが１１０度と、最も加工深さが浅かった３０度の噴射ノズル６を用い、前記試験例１で確認が取れなかった圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａの内面との隙間Ｓを１．０ｍｍ、０．５ｍｍ、０．２ｍｍ、についての加工深さ（加工量）の検討をし、その結果を比較のために前記試験２で得た隙間Ｓが２．０ｍｍの結果（条件２−２、条件２−５）を併記したその一覧を下記の表４に示す。
【００３５】
【表４】
表４より、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが１１０度において、圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａの内面との隙間Ｓが２．０ｍｍである条件２−２の加工深さは１１７μｍ、同隙間Ｓが１．０ｍｍである条件３−１の加工深さは１２４μｍ、同隙間Ｓが０．５ｍｍである条件３−２の加工深さは１２９μｍ、同隙間Ｓが０．２ｍｍである条件３−３の加工深さは１３２μｍであって、隙間Ｓが２．０ｍｍ〜０．２ｍｍでは加工深さが増加傾向であった。
【００３７】
前記、最小の隙間Ｓが０．２ｍｍであっても加工深さが増加傾向にあったのは、隙間Ｓ（０．２ｍｍ）が使用された噴射材（＃６００：粒度分布≒５７μｍ〜１７μｍ）の平均粒径（２４μｍ）の３倍（０．０７２ｍｍ）以上であり、本発明に係る隙間Ｓと噴射材の平均粒径との関係が、隙間Ｓの最小条件（請求項２に記載の、圧縮気体導入管２の先端角部と、噴射管４のスロープ部４Ａ内面との隙間Ｓを使用する噴射材の平均粒径の３．０倍以上）を満足しているからである。
【００３８】
また、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが３０度において、圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面との隙間Ｓが２．０ｍｍである条件２−５の加工深さは９０μｍ、同隙間Ｓが１．０ｍｍである条件３−４の加工深さは１０３μｍ、同隙間Ｓが０．５ｍｍである条件３−５の加工深さは１１０μｍ、同隙間Ｓが０．２ｍｍである条件３−６の加工深さは７２μｍであって、隙間Ｓが０．２ｍｍにおいて加工深さが減少している。
【００３９】
隙間Ｓが０．２ｍｍになると加工深さが減少したのは、本発明の請求項１に記載の圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａの開口中心点と、前記噴射管４の開口中心線にスロープ部４Ａ内面の接線を延長した交点との距離が２７ｍｍであって、圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａから噴射されている圧縮気体に噴射材が吸引されて導入（混合）する位置が、前記ポテンシャル・ゾーンとなる圧縮気体導入管２の内径Ｄ（４ｍｍ）の１倍（４ｍｍ）以上、４．５倍（１８ｍｍ）以下から外れていることが影響していることを示唆する。
【００４０】
【試験例４】
次に、前記表２に示す噴射加工条件で、噴射材が、材質が酸化アルミニウム、で粒径が＃６０（平均粒径≒２６０μｍ、粒度分布≒４２５μｍ〜１８０μｍ）と、材質が酸化アルミニウム、粒径が＃１０００（平均粒径≒１５．５μｍ、粒度分布≒４２．０μｍ〜９．５μｍ）の２種類を使用し、圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａの先端角部と噴射管４のスロープ部４Ａ内面との隙間Ｓを２．０ｍｍとし、噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが、前記、試験例３で使用した１１０度と、３０度との加工深さの検討をした結果に、比較のために前記試験例２で得られた噴射材の材質が酸化アルミニウム、粒径が＃６００（平均粒径≒２４μｍ、粒度分布≒５７μｍ〜１７μｍ）の結果（条件２−２、条件２−５）を併記した一覧を下記表５に示す。
【００４１】
【表５】
表５より、噴射材の粒径が＃６０において噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが１１０度（条件４−１）と３０度（条件４−２）の加工深さが３，０１２μｍと、２，７４４μｍであって、噴射材の粒径が＃６００において同内角αが１１０度（条件２−２）の加工深さが１１７μｍ、同内角αが３０度（条件２−５）の加工深さが９０μｍ、噴射材の粒径が＃１０００において同内角αが１１０度（条件４−３）の加工深さが２６μｍ、同内角αが３０度（条件４−４）の加工深さが１９μｍであった。
【００４３】
噴射管４のスロープ部４Ａの内角αが１１０度と３０度の噴射ノズル６を用いて＃６０、＃６００、＃１０００の噴射材を噴射した結果、総ての噴射材においてスロープ部４Ａの内角αが３０度よりも１１０度の加工深さ（加工量）が上回っていた。その増加率は、＃６０において１４．５％、＃６０において５８．１％、＃１０００において６２．５％であって、内角αが３０度の噴射ノズル６と比較して１１０度の噴射ノズル６の方が噴射材の粒径が細かくなるほど加工深さ（加工量）の増加率が高くなる傾向であって、使用する噴射材の粒径が細かくなるほど加工効率が高くなることを示唆する。
【００４４】
また、前記試験例３にも示した本発明に係る圧縮気体導入管２の圧縮気体噴射口２Ａから噴射されている圧縮気体流に噴射材が吸引導入（混合）する位置が、前記ポテンシャル・ゾーンから外れるスロープ部４Ａの内角αが３０度の噴射ノズル６と、ポテンシャル・ゾーン内に位置する１１０度の噴射ノズル６の違いが結果として表れたのであって、この噴射管４のスロープ部４Ａの内角αの延長線がポテンシャル・ゾーン内に位置することにより、平均粒径が２６０μｍ（＃６０）の粗粒の噴射材から平均粒径が１５．５μｍ（＃１０００）の微細の噴射材まで広範囲に加工深さ（加工量）を増加させることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかのように、本発明は平均粒径が２６０μｍ以下の噴射材を使用するエアーブラスト装置用噴射ノズルにおいて、その噴射ノズルの噴射管のスロープ部内角を７０度以上、１５０度以下にし、圧縮気体導入管の先端角部と前記噴射管のスロープ部の内面との間の隙間を使用する噴射材の平均粒径の３．０倍以上、２．０ｍｍ以下とすれば、圧縮気体導入管の圧縮気体噴射口から噴射されている圧縮気体の吸引力により噴射ノズル内の噴射材導入室を経て前記圧縮気体噴射口から噴射されている圧縮気体流へ吸引導入（混合）される噴射材の位置が、圧縮気体噴射口の出口の噴射速度が減速されない領域に吸引導入されることとなるから、その圧縮気体流が持つ噴射速度を噴射材に最大限に付与することができワークの加工深さ（加工量）を増大させることができるもので、エアーブラスト装置、又はその設備の大型化や、噴射材の材質や、圧縮気体の消費量を変更せずに加工効率の向上によりトータルコストが削減でき、工業的価値極めて大なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すエアーブラスト装置用噴射ノズルの断面図である。
【図２】噴射ノズルの圧縮気体導入管から噴射管に向けて噴射される圧縮気体の挙動を示す理論説明図である。
【図３】代表的な従来のエアーブラスト装置用噴射ノズルの断面図である。
【符号の説明】
１ 噴射材導入ポート
２ 圧縮気体導入管
２Ａ 圧縮気体噴射口
２Ｂ 圧縮気体導入管のテーパー部
３ 噴射材導入室
４ 噴射管
４Ａ スロープ部
４Ｂ 混合気体噴射口
５ ホルダー
６ 噴射ノズル
Ｄ 内径（圧縮気体噴射口）
Ｓ 隙間（圧縮気体噴射口の先端角部とスロープ部の内面）
α 内角（スロープ部）
β テーパー角度（テーパー部）
γ 角度（噴射材導入ポートと圧縮気体導入管）
Claims (3)
- 噴射材導入ポートと、先端部に圧縮気体噴射口及びその外周にテーパー部を有する圧縮気体導入管と、を各々の開口中心線がＶ字形となるように形成すると共に、その交叉部近傍に噴射材導入室を形成し、該噴射材導入室に挿通した前記圧縮気体導入管の圧縮気体噴射口の開口中心延長線上に、該圧縮気体噴射口と対向する一方に円錐形状のスロープ部を形成し他方に噴射材と圧縮気体が混合された混合気体を噴射する混合気体噴射口を形成した噴射管を、そのスロープ部の内面と前記圧縮気体導入管の先端角部との間に隙間を形成させて一体化したホルダーとから成る噴射ノズルにおいて、前記噴射管のスロープ部の内角を７０度以上、１５０度以下にし、前記圧縮気体導入管の圧縮気体噴射口の開口中心点と、前記噴射管の開口中心線にスロープ部の内面の接線を延長した交点との距離を、圧縮気体導入管の内径の１．０倍以上、４．５倍以下にしたことを特徴とするエアーブラスト装置用噴射ノズル。
- 使用する噴射材の平均粒径が２６０μｍ以下であって、圧縮気体導入管の先端角部と、噴射管のスロープ部の内面との隙間を、使用する噴射材の平均粒径の３．０倍以上、２．０ｍｍ以下にしたことを特徴とする請求項１に記載のエアーブラスト装置用噴射ノズル。
- ホルダーの噴射材導入ポートの開口中心線と圧縮気体導入管の開口中心線とが成す角度を、噴射管のスロープ部の内角の０．５倍以下、０．５倍−２０度以上とし、圧縮気体導入管の先端のテーパー部のテーパー角度を、前記ホルダーの噴射材導入ポートの開口中心線と圧縮気体導入管の開口中心線との成す角度より小さくしたことを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載のエアーブラスト装置用噴射ノズル。
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- 2002-10-09 JP JP2002296431A patent/JP2004130422A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110253444A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-20 | 上海江南长兴造船有限责任公司 | 一种船用外场冲砂方法 |
| CN110270933A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-24 | 上海江南长兴造船有限责任公司 | 一种真空吸管及采用该真空吸管的冲砂装置 |
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