JP2004195640A - 被加工物の表面加工装置、および穴壁のブラスト処理での同装置の使用 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラスト手段搬送ホースの摩耗を防ぐ。
【解決手段】
本発明装置は、被加工物２に研磨用ブラスト材３を噴射して表面加工を行うものであり、ブラスト材３用の貯蔵容器４、計量装置５、ブラスト装置６を含む。ブラスト装置６は、ブラスト材３用の入口８と出口９を有するブラスト材送給手段７を含む。ブラスト材は、ブラスト材送給手段７および出口９を通ってジェット領域に送られる。さらに、ブラスト装置６は、圧力媒体１３によって出口９から現われるブラスト材の流れ１２を偏向させるための圧力供給手段１１、および、ブラスト材送給手段７の入口に設けた、ブラスト材の流れ１２を導入するための制御手段１４を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物に研磨用ブラスト材を噴射して表面加工を行うための装置、および、各カテゴリーの独立請求項における前段部分による穴壁（穴の壁）のブラスト（強い噴射を行なうこと）処理における前記装置の使用に関するものである。

被加工物の予備処理（とりわけ、加熱塗装の予備処理）のために、被加工物表面に、たとえば、アルミニウム材でブラスト処理を施して活性化することが多い。これにより、とりわけ被覆材料と下地との十分な捕捉係合が確保される。ブラスト処理は、例えば古典的なサンドブラストなどによる粗面化や表層の圧密化（ショットピーニングによる内部応力の発生）に適した方法としてもまた多く利用され、従来のサンドブラストの砂の代わりに、セラミック粉末、特殊金属粉末、またはその他粉末や微粉などの他の材料がブラスト材として用いられている。とりわけ、ブラスト処理は穴壁、および管壁の加工に特に適した方法として広く知られており、通常、それらの内壁の加工は、他の方法では困難である。

前記理由から、被加工物の表面をブラスト噴射により加工するための一連の先行技術装置および方法が知られている。例えば、ロタブラストとして知られている装置と、それを用いた加工方法は、例えば、ＥＰ−０７２７２８２−Ｂ１で説明されており、それによると、ブラスト材が、充分な容量の貯蔵容器に一旦貯蔵され、貯蔵容器の真下に配置された適当な計量装置に供給される。計量装置で計量後、ブラスト材は、インジェクター（injector：注入装置または投入装置）によって、圧縮空気とともにブラスト手段搬送ホース（インジェクターに直接フランジ結合され、ブラスト手段加圧ホースとしても知られている）に送られる。ブラスト材は、特殊ゴム製またはインドゴム内張りが施されたブラスト手段搬送ホースにより、被加工物をブラスト処理するためにロタブラスト装置に搬送される。

現状では、激しい摩耗現象がブラスト手段搬送ホースに生じる。ブラスト手段搬送ホースは、前記のように、その大部分が樹脂またはゴムで形成されており、ブラスト材インジェクターの出口から約１００〜１５０ｍｍの間隔を置いた位置が特に摩耗する。この領域で強力な乱流が発生し、空気流とともに搬送されるブラスト手段により、この領域の内側からブラスト手段搬送ホースが研磨によって摩耗する。このため、ブラスト手段搬送ホースは極めて短時間の使用で激しく摩耗し、摩耗したブラスト手段搬送ホースを交換するために装置の運転を停止しなければならない。先に概略説明した過圧原理の別の不都合な点は、ブラスト材を搬送するために圧縮空気が必要であり、この圧縮空気は、インジェクタの補助として特別に準備され、ユーザーが利用しなければならないものである。そのため、相応の経済的負担と労力を費やして、適当な付帯設備を設けなければならない。

それゆえ、本発明の目的は、研磨用ブラスト材を噴射して被加工物の表面処理を行うための改良された装置を提供することであり、それによって、先行技術による公知装置の欠点を回避することである。

これらの目的を達成するための本発明の主題事項は、各カテゴリーの独立請求項に記載された構成上の特徴を有するものである。

従属請求項は、本発明の特に好適な形態を規定している。

被加工物の表面加工を研磨用ブラスト材の噴射により行う本発明による装置が、そのためブラスト材の貯蔵容器、計量装置、およびブラスト装置を含む形態で提案される。ブラスト装置は、ブラスト材の入口と出口とを有するブラスト材送給手段を有し、ブラスト材をブラスト材送給手段と出口とを経由してジェット領域に供給することができる。ブラスト装置は、ブラスト材の流れの進路を圧力媒体により偏向するための圧力供給手段をさらに含み、制御手段がブラスト材の流れを導入するためのブラスト材送給手段の入口に配置されている。

ブラスト材の噴射を行う本発明による装置においては、以下でさらに詳細に説明するように計量装置またはインジェクター・ノズルを特に含むことができる制御手段がブラスト装置のブラスト材送給手段の入口に直結して配置されているため、先行技術で知られているように、ブラスト手段加圧ホースを介して過圧によりブラスト材をブラスト材送給手段に噴射する必要がもはやなくなり、ブラスト手段加圧ホースの短時間摩耗現象に係わる公知の問題を回避することができる。

本発明による装置のブラスト装置は、先行技術によりそれ自体は既知であり、例えば管状のブラスト材送給手段を実質として含み、ブラスト材送給手段は入口と出口とを有し、研磨作用があるブラスト材を入口に投入し、ブラスト材送給手段の出口を経由してジェット領域にブラスト材の流れの形態で排出することができる。ブラスト材送給手段は、必ずしもではないが、垂直すなわち重力の作用方向に対して平行に配置されることにより、ブラスト材が、ブラスト材送給手段の入口からブラスト材の流れとして重力の作用だけにより出口に到達することができるようにすることが好ましい。

出口から流出するブラスト材の流れは、圧力供給手段を経てジェット領域に供給される圧力媒体によって加工対象である被加工物の表面に向かって偏向せしめられ、被加工物の表面が加工される。ブラスト材の流れ偏向させるための圧力媒体としては、例えば圧縮空気または適当な液体などの流体、またはその他の適当な媒体を用いることができる。

ブラスト材は、ブラスト装置のブラスト材送給手段の入口に配置された制御手段にブラスト材の貯蔵容器から供給され、制御手段はブラスト材の流れをブラスト材送給手段の入口に導入するのに適した構成となっている。ブラスト材を制御しつつ貯蔵容器からブラスト材送給手段へと供給するために、本発明によるブラスト装置は、それ自体は既知である計量装置を含む。

本発明装置の第一の好適形態では、ブラスト材の流れを導入する制御手段が計量装置を含む。このことは、計量装置がブラスト材送給手段の入口に直結して配置されていることを意味する。第一の好適形態では、ブラスト材の貯蔵容器が計量装置に直結して配置され、ブラスト材を貯蔵容器から計量装置へ供給するための供給配管は配置されていない。代わって、第二の好適形態では、計量装置として設計されている制御手段が供給配管を経由して貯蔵容器に接続されている。貯蔵容器から制御手段へのブラスト材の供給を確実にするために、補助手段を配置することも可能である。特に、ブラスト材を貯蔵容器から制御手段に、例えば空気を輸送媒体として、供給することも可能である。ブラスト材を貯蔵容器から複数のブラスト装置に供給することも当然可能である。

実際上の重要な別の形態では、ブラスト材の流れを噴射するための制御手段はそれ自体は既知のインジェクター・ノズルを含み、インジェクター・ノズルは連結路を経由して計量装置に結合され、ブラスト材は貯蔵容器から計量装置、および連結路を経由してインジェクター・ノズルに供給される。特に計量装置は、貯蔵容器に直結して配置することができる。ブラスト材は、インジェクター・ノズルによりブラスト材送給手段の入口を経由して、事前設定可能な圧力に調整されているブラスト材送給手段にブラスト材の流れとして直接供給される。それ自体は既知のインジェクター・ノズルは、圧縮空気により作動可能で、連結路内に減圧を発生させることによりブラスト材がインジェクター・ノズルに吸引される。この際、好ましくは例えばゴムなどの樹脂で成形された連結路の入口周辺に乱流が発生することは殆どないため、連結路が、先行技術において知られているブラスト手段加圧ホースの場合のように過度の研磨による摩耗をすることはない。

連結路および／またはブラスト材送給手段は、その内壁が炭化ボロンにより内張りされていることが好ましい。炭化ボロンは、摩耗低減のため、とりわけ研磨作用が加わる部材に好適な材料して知られ、それゆえインジェクター・ノズルにも用いられることが好ましい。

実際上の重要な別の形態では、好適には、インジェクター・ノズルが炭化ボロンで形成され、ブラスト材送給手段および／または連結路に交換可能に結合される。とりわけ、連結路および／またはブラスト材送給手段への移行部には、ノズル状移行部を用いてブラスト材の流れに可能な限り乱れが発生しないように設計されている。これにより、関連構成部品の摩耗が大幅に低減される。

特別に好ましい例では、圧力供給手段がジェット領域において圧力媒体の進路を偏向させる先端部材を含み、先端部材の開口から圧力媒体がジェット領域に噴出される。圧力供給手段は、ブラスト材送給手段の長手方向軸線を中心にして回転可能に配置され、先端部材の開口は、ブラスト材送給手段の出口から排出されるブラスト材の流れの進路をブラスト処理対象の被加工物に向けて偏向できるように配置されているとともに方向取りができる。圧力供給手段は、回転駆動装置によりブラスト材送給手段の周囲を回転させられる。回転駆動装置には、例えば、電動モータ、空気圧または油圧駆動装置、またはその他の適当な駆動装置を用いることができる。

本発明装置は、ブラスト材の質量流量を調整するとともに計量する流量計を含むことが好ましい。流量計は、例えば連結路内、ブラスト材送給手段、または本発明による装置のその他適当な位置に配置される。

本発明装置は、プログラム可能な制御部を特に含み、計量装置、ブラスト材の流れを導入するための制御手段、および／または回転駆動装置を制御および／または調節する。実際上の重要な別の形態においては、調節手段、例えば適当なバルブ、を設けて、質量流量を事前設定可能な作動変数に基づく制御および／または調節を実行することが可能である。流量計は、質量流量の実測データを伝送するための電気信号により制御部に接続され、例えば実際の質量流量が制御および／または調節のために用いられることが好ましい。

本発明によれば、装置は、ブラスト材を噴射することにより被加工物に表面加工を施すために用いる以外に、穴壁または管壁、とりわけ往復動内燃機関のシリンダにブラスト処理を施すための使用が含まれる。

以下、模式図を見ながら本発明の詳細を説明する。

図１は、ブラスト材を噴射することにより被加工物の表面加工を行なうための本発明装置の模式図であり、以下、装置全体を参照符号１で示す。

本発明による装置１は、ブラスト材３用の貯蔵容器４、計量装置５、およびブラスト装置６を含む。ブラスト装置６は、ブラスト材３のための入口８と出口９とを備えたブラスト材送給手段７を含み、ブラスト材３は、ブラスト材送給手段７と出口９とを経由してジェット領域１０に供給される。ブラスト装置６は、出口９から排出されるブラスト材の流れ１２の進路を圧力媒体１３により偏向するための圧力供給手段１１をさらに含み、制御手段１４が、ブラスト材の流れ１２を導入するためのブラスト材送給手段７の入口８に配置される。

図１に示すブラスト装置６は、計量装置がそうであるように先行技術によりそれ自体は既知である。ブラスト材送給手段７は直管に成形され、図１の実施例の略図によると垂直方向に、すなわちその長手方向軸線Ｌが重力の作用方向と平行になるように、配置されている。ブラスト材の流れ１２を導入するための制御手段１４は、ここでは計量装置５として設計されている。このことは、計量装置５がブラスト材送給手段７の入口８に直結して配置されていることを意味する。ここで例示されている実施例においては、ブラスト材３の貯蔵容器４は計量装置５に直結して配置されているため、貯蔵容器４から計量装置５へのブラスト材３供給用配管は設けられていない。ブラスト材３は、重力の作用だけによりブラスト材送給手段７に搬入される。ブラスト材の流れ１２の形態を取るブラスト材３の、ブラスト材送給手段７の入口８から出口９への移動についても同様である。

出口９から排出されるブラスト材の流れ１２は、圧力供給手段１１を介してジェット領域１０に供給される圧力媒体１３によりその進路が加工対象の被加工物２へと偏向させられ、被加工物２の表面、例えば往復動内燃機関のシリンダ内壁が加工される。ブラスト材の流れ１２の進路を偏向させるための圧力媒体１３としては、例えば圧縮空気または適当な液体などの流体、またはその他の適当な媒体が含まれる。

圧力供給手段１１は、圧力媒体１３の進路をジェット領域１０において偏向させるとともに開口７２を備える先端部材７１を含み、圧力媒体１３は、開口７２からジェット領域１０に噴出される。圧力供給手段１１は、ブラスト材送給手段７の長手方向軸線Ｌを中心にして回転可能に配置されるとともに方向取りができ、圧力供給手段１１の先端部材７１の開口７２は、ブラスト材送給手段７の出口９から排出されるブラスト材の流れ１２の進路をブラスト処理対象の被加工物２に向けて偏向できるように配置されるとともに方向取りができる。別の形態においては、圧力供給手段１１は、ブラスト材送給手段７の周囲を回転駆動装置１７により回転させられ、回転駆動装置１７は、電動モータ、空気圧駆動、または油圧駆動として設計されることが好ましい。

本発明による装置１は、図１に示されていないが、特にセンサ、とりわけブラスト材の質量流量計測用の流量計１５を有し、流量計１５には、計量装置５、ブラスト材の流れ１２を導入するための制御手段１４、および／または回転駆動装置１７を制御および／または調節するためのプログラミングが自由な制御部（同様に省略）が設けられている。

図２は、本発明による装置の別の実施例を示す略図である。当実施例において実際上に重要な点は、ブラスト材の流れ１２を導入するための制御手段１４がそれ自体は既知のインジェクター・ノズル１４１を含むことで、インジェクター・ノズル１４１は、計量装置５に連結路１６を介して接続され、ブラスト材３が貯蔵容器４からインジェクター・ノズル１４１へ計量装置５と連結路１６とを経由して供給される。連結路１６は、ブラスト材３の質量流量計測用の流量計１５を含み、電気信号により制御装置（図示せず）に接続されている。計量装置５は、特に貯蔵容器４に直結して配置されている。ブラスト材３は、インジェクター・ノズル１４１によりブラスト材送給手段７の入口８を経由してブラスト材の流れ１２として事前設定された圧力でブラスト材送給手段７に導入される。それ自体は既知のインジェクター・ノズル１４１は、圧縮空気を用いて作動させられ、連結路１６内に減圧を発生させることによりブラスト材３がインジェクター・ノズル１４１に吸引される。この際、好ましくは例えばゴムなどの樹脂で成形された連結路１６の入口周辺に乱流が発生することは殆どないため、連結路１６が、先行技術において知られているブラスト手段加圧ホースの場合のように過度の研磨による摩耗をすることはない。

貯蔵容器、計量装置、およびブラスト装置を備えた本発明による装置の略図。 本発明による装置の別の実施例を示す略図。

符号の説明

１ 装置
２ 被加工物
３ ブラスト材
４ 貯蔵容器
５ 計量装置
６ ブラスト装置
７ ブラスト材送給手段
８ 入口
９ 出口
１０ ジェット領域
１１ 圧力供給手段
１２ ブラスト材の流れ
１３ 圧力媒体
１４ 制御手段
１４１ インジェクター・ノズル
１５ 流量計
１６ 連結路
１７ 回転駆動装置
７１ 先端部材
７２ 開口

Claims (10)

1. 研磨用ブラスト材（３）を噴射することにより被加工物（２）の表面を加工する装置であり、
   前記ブラスト材（３）用の貯蔵容器（４）と、計量装置（５）と、ブラスト装置（６）とを含み、
   前記ブラスト装置（６）が、前記ブラスト材（３）用の入口（８）と出口（９）とを有するブラスト材送給手段（７）を有し、前記ブラスト材（３）が前記ブラスト材送給手段（７）と前記出口（９）を通ってジェット領域（１０）に供給される構成であり、
   さらに、前記ブラスト装置が、前記出口（９）から現われるブラスト材の流れ（１２）を圧力媒体（１３）によって偏向させるための圧力供給手段（１１）を有する被加工物の表面加工装置において、
   前記ブラスト材の流れ（１２）を導入するための制御手段（１４）が、前記ブラスト材送給手段（７）の前記入口（８）に配設されていることを特徴とするブラスト材の噴射による被加工物の表面加工装置。
2. 前記制御手段（１４）が前記計量装置（５）を含む請求項１に記載されたブラスト材の噴射による被加工物の表面加工装置。
3. 前記制御手段（１４）がインジェクター・ノズル（１４）を含む請求項１または請求項２に記載されたブラスト材の噴射による被加工物の表面加工装置。
4. 前記計量装置（５）が前記貯蔵容器（４）に配置されている請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたブラスト材の噴射による被加工物の表面加工装置。
5. 前記計量装置（５）が、連結路（１６）によって前記ブラスト材送給手段連結路（７）に連結されている請求項１から請求項４までのいずれか１項のいずれかに記載されたブラスト材の噴射による被加工物の表面加工装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された装置において、前記ブラスト材（３）の質量流量計測のための流量計（１５）が配設されているブラスト材の噴射による被加工物の表面加工装置。
7. 前記圧力供給手段（１１）が、前記ジェット領域（１０）に先端部材（７１）を有し、
   該先端部材（７１）は、前記圧力媒体（１３）を偏向させるとともに、開口（７２）を
   有し、
   前記圧力供給手段（１１）が、前記ブラスト材送給手段（７）の長手方向軸線（Ｌ）を
   中心として回転可能に配置され、
   前記先端部材（７１）の前記開口（７２）が、前記ブラスト材送給手段（７）の前記出
   口（９）から現われるブラスト材の流れ（１２）が偏向されるように、配置、調整されて
   いる請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載されたブラスト材の噴射による被加
   工物の表面加工装置。
8. 前記圧力供給手段（１１）が、前記ブラスト材送給手段（７）の長手方向軸線（Ｌ）の周囲を回転駆動装置（１７）によって回転させられる請求項７に記載されたブラスト材の噴射による被加工物の表面加工装置。
9. 前記計量装置（５）、前記ブラスト材の流れ（１２）を導入するための前記制御手段（１４）、および／または、前記回転駆動装置（１７）を制御および／または調節するためのプログラム可能な制御ユニットが配設されている請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載されたブラスト材の噴射による被加工物の表面加工装置。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された装置を、穴壁または管壁、とりわけ往復動内燃機関のシリンダのブラスト処理のために使用する方法。

Images