JP2005007552A - ブラスト用ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】研磨材又は研磨材入り液体を、流入方向に対して大きく曲げて噴出させることができるとともに、研磨材又は研磨材入り液体が垂直に近い衝突角度をもって衝突する内壁部分が大きく削られてしまう現象を効果的に抑制することができ、もって、ノズル寿命を伸ばすことができて、作業効率、稼働率を向上させ得、しかも、低コストで製作できるブラスト用ノズルを提供する。
【解決手段】研磨材又は研磨材入り液体（Ｋ）を用いて被加工部に向けて噴出させるために用いられるブラスト用ノズル（１０）であって、前記研磨材又は研磨材入り液体（Ｋ）を流入方向（Ｙ）に対して所定角度（θ）曲げた流出方向（Ｘ）へ噴出させるノズル通路部（２０）を有し、該ノズル通路部（２０）の少なくとも前記研磨材又は研磨材入り液体（Ｋ）が衝突して摩耗し易い内壁部分が弾性材料で形成されてなる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨材又は研磨材入り液体を圧縮エアーを用いて被加工部に向けて噴出させるために用いられる湿式（ウエット）又は乾式（ドライ）ブラスト用ノズルに係り、特に、小型内燃エンジン用シリンダ等の比較的小径の円筒状体内周面に形成された開口部（吸排気口、掃気口等）の内周側端縁部の面取り加工等に好適な湿式ブラスト用ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の湿式ブラスト用ノズルを用いて、湿式ブラスト（液体ホーニング等とも称される）により、比較的小径の有底円筒状体１（例えばアルミニウム合金製でその内周面にメッキが施されている）に形成された開口部２（３）における内周側端縁部２Ａ（３Ａ）の面取り加工を実施している様子を示したものである。この面取り加工には、湿式ブラストガン８０が使用され、該ブラストガン８０は、本体ケース８２と、その中に挿入されたエアーノズル８４と、を有し、前記本体ケース８２の先端部にストレートタイプの湿式ブラスト用ノズル９０がセットボルト８５により着脱可能に固定保持されている。
【０００３】
前記ノズル９０は、前記エアーノズル８４と共通の中心軸線Ｏｙを持ち、それらの間には所定の間隙Ｓが形成されている。前記本体ケース８２内には、外部のポンプからホース８６を介して、粒径１００ｍｍ程度のアルミナ、ガラスビーズ等の研磨材と水との混合液（研磨材入り液体Ｋ）が圧送供給されるとともに、前記エアーノズル８４には、外部のエアーコンプレッサからホース８７を介して圧縮エアーＡ（０．４Ｍｐａ程度）が供給される。
【０００４】
これにより、前記外側ケース８２内の研磨材入り液体Ｋは、前記エアーノズル８４から前記ノズル９０（のノズル通路部９２）に向けて吹き出されるエアーＡのエジェクタ効果によって、エアーＡに伴ってその流速が高められて前記ノズル９０から噴き出され、円錐状に拡散される。
【０００５】
かかる構成のブラストガン８０を用いて、前記面取り加工を行う場合には、前記ブラストガン８０及び前記円筒状体１の大きさ、形状の関係で、前記ノズル９０を若干傾斜させた姿勢で前記開口部２の斜め上方に位置させ、この状態で前記研磨材入り液体Ｋを前記開口部２の内周側端縁部２Ａに向けて噴き出すようにされる。
【０００６】
これによって、前記開口部２の内周側端縁部２Ａの面取りが行われるのであるが、前記研磨材入り液体Ｋが前記内周側端縁部２Ａの斜め上方から吹き付けられることに起因して、図６に示される如くに、前記内周側端縁部２Ａのうちの上側部分２Ａａはほとんど面取りされず、下側部分２Ａｂが大きく面取りされて（削り取られて）しまうという問題が生じる。
【０００７】
これを解消すべく、図７に示される如くの、比較的長尺のＬ形ノズル通路部９７を持つ湿式ブラスト用ノズル９５が考えられている。このノズル９５は、前記ストレートノズル９０に代えて前記ブラストガン８０に取り付けられるもので、前記円筒状体１の中心軸線Ｏｄ上に前記ノズル９５の中心軸線を合わせるとともに、前記ノズル通路部９７の下流端の横向き噴出口９８を前記開口部３（２）の内周側端縁部３Ａ（２Ａ）の真横に位置させるように、前記ブラストガン８０を立てた姿勢で配置し、前記円筒状体１を回動させるとともに、前記ブラストガン８０を上下動させながら、前記研磨材入り液体Ｋを前記ノズル通路部９７の前記横向き噴出口９８から前記開口部３（２）の内周側端縁部３Ａ（２Ａ）に向けて噴出させる。
【０００８】
前記のような、比較的長尺のＬ形ノズル通路部９７を持つ湿式ブラスト用ノズル９５を用いることにより、前記内周側端縁部２Ａ、３Ａの面取りを全周略均一に行うことができる。
【０００９】
また、研磨材に対する耐摩耗性を向上させるべく、ストレートノズル（直線状のノズル通路部）の内壁面をゴム等の弾性材料で形成してなるブラスト用ノズルが提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−２９３７６０号公報（第１〜７頁、図１〜図１２）
【特許文献２】
実開昭４８−２１２９４号明細書（第１〜３頁、第１図〜第２図）
【特許文献３】
実開昭５１−１４８９４号明細書（第１〜５頁、図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の湿式ブラスト用ノズルのＬ形ノズル通路部９７を持つ湿式ブラスト用ノズル９５では、図８に示される如くに、前記ノズル通路部９７における、前記研磨材入り液体Ｋが略９０度の衝突角度をもって衝突する内壁部分、言い換えれば、下面側コーナー部９７Ｃが削り取られて掘削穴９９が形成され、極短時間で噴出口９８から研磨材入り液体Ｋが適正に噴出されなくなり、該ノズルが使用不可能となり、新しいものと交換する必要があった。
【００１２】
この場合、前記ノズル９５を焼き入れ鋼で製作し、研磨材として、樹脂ビーズやガラスビーズ等の研削性の低いものを使用した場合には、ある程度の使用には耐えられるものの、アルミナ等の切削性の高いものを使用した場合には、数十分の使用で前記下面側コーナー部９７Ｃが深さ２〜３ｍｍ以上削り取られてしまい、使用不可能となる。このように、ノズルがある程度長時間の使用に耐えられないと、それを頻繁に交換せねばならず、作業効率、稼働率が低下し、経費がかさむ。
【００１３】
また、前記特許文献１、２、３に記載の如き、研磨材に対する耐摩耗性を向上させるべく、ストレートノズル（直線状のノズル通路部）の内壁面をゴム等の弾性材料で形成してなるブラスト用ノズルの提案は、あくまでストレートノズルの耐摩耗性を向上させるためのもので、本発明の課題とされる、研磨材又は研磨材入り液体が垂直に近い衝突角度をもって衝突する内壁部分が大きく削られてしまう現象を抑制することのできる構成のものではなく、本発明の解決すべき課題を抱えていないものである。
【００１４】
本発明は、前記した如くの課題を達成すべくなされたもので、その目的とするところは、研磨材又は研磨材入り液体を流入方向に対して大きく曲げて噴出させることができるとともに、研磨材又は研磨材入り液体が垂直に近い衝突角度をもって衝突する場合にも、ブラスト用ノズルの内壁部分が大きく削られてしまう現象を効果的に抑制することができ、もって、ノズル寿命を伸ばすことができて、作業効率、稼働率を向上させ得、しかも、低コストで製作できるブラスト用ノズルを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明に係るブラスト用ノズルは、研磨材又は研磨材入り液体を用いて被加工部に向けて噴出させるために用いられるもので、前記研磨材又は研磨材入り液体を流入方向に対して所定角度曲げた流出方向へ噴出させるノズル通路部を有し、該ノズル通路部の少なくとも前記研磨材又は研磨材入り液体が衝突して摩耗し易い内壁部分が弾性材料で形成されていることを特徴としている。
【００１６】
前記ノズル通路部は、好ましくは、前記研磨材又は研磨材入り液体を流入方向に対して前記所定角度を９０°とする前記流出方向に噴出させるようにされる。
前記ノズル通路部は、好ましくは、前記流入方向から前記流出方向へと緩く湾曲せしめられる。
前記ノズル通路部は、好ましくは、全体が弾性材料でチューブ状に形成される。
【００１７】
好ましい態様では、前記ノズル通路部が着脱可能に装着される保持体を備える。この場合、前記保持体は、好ましくは、二つ割り構造とされる。
本発明のブラスト用ノズルでは、好ましい弾性材料としては、ゴムが挙げられる。
【００１８】
前記の如くの構成とされた本発明に係るブラスト用ノズルの好ましい態様においては、研磨材又は研磨材入り液体を流入方向に対して所定角度曲げて噴出させるノズル通路部を有するので、小径の円筒状体に形成された開口部等であっても、研磨材又は研磨材入り液体を適正に吹き付けることができる。
【００１９】
そして、前記ノズル通路部の少なくとも前記研磨材又は研磨材入り液体が衝突して摩耗し易い内壁部分が弾性材料で形成されているので、前記研磨材又は研磨材入り液体が前記弾性材料部分に衝突しても、前記弾性材料部分の弾力性によって、その衝撃が緩和吸収されることになり、そのため、研磨材又は研磨材入り液体が垂直に近い大きな衝突角度をもって衝突する内壁部分が短時間で大きく削られてしまう現象も効果的に抑制することができ、その結果、ノズル寿命を伸ばすことができ、ノズル交換を頻繁に行わなくて済み、作業効率、稼働率を向上させることができる。
【００２０】
また、ノズル通路部を一般的な焼き入れ材や高硬度材で製作した場合には、ノズル製作コストがきわめて高くなるが、ノズル通路部の全体又は削り取られやすい部分をゴム等の、加工性の良い弾性材料で製作することにより、ノズルを低コストで製作できる。
また、ノズル交換において、頻繁に交換すべき部分は、前記弾性材料で形成されているノズル通路部分だけでよいので、これによっても、コスト削減が図れる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係るブラスト用ノズルの一実施形態を示す正面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【００２３】
図示のブラスト用ノズル１０は、前述した図５及び図７に示されるブラストガン８０と同様な構成の湿式ブラストガンに用いられるもので、チューブ状に製作されたノズル通路部２０（図４参照）と、該ノズル通路部２０が装着保持される保持ケース１１と、該保持ケース１１を前記湿式ブラストガンに連結するための連結スリーブ３０と、からなっている。
【００２４】
前記ノズル通路部２０は、全体が天然ゴム等の耐摩耗性の良い弾性材料で製作されており、上部に断面矩形の箱形部２３が形成されるとともに、その下側に概略Ｌ形状の通路部分２２が一体に連設されており、研磨材入り液体Ｋを流入方向Ｙに対して直交する方向Ｘに曲げて、所定曲げ角度（θ）を９０°として噴出させるようになっている。前記ノズル通路部２０は、その下面側コーナー部２７Ｃにおける前記研磨材入り液体Ｋの衝突角度が極力小さくなるように、その流入方向Ｙから流出方向Ｘへと、曲率半径Ｒが出来るだけ大きくなる様にして、緩く湾曲せしめられている。
【００２５】
また、前記ノズル通路部２０の下部の前記下面側コーナー部２７Ｃの流れ方向前後の位置には、位置ずれ防止、変形防止等のために、リブ状凸部２６、２７が相互に直交するように設けられている。
【００２６】
前記保持ケース１１はアルミニウム合金、ＳＵＳ材等よりなり、前後左右が平行面取りされ（図３参照）た断面外形が多角形状とされるとともに、左半体部１１Ａと右半体部１１Ｂとからなる二つ割り構造とされている。前記左半体部１１Ａと前記右半体部１１Ｂとは、内部に前記チューブ状のノズル通路部２０を嵌合保持した状態で、３本のボルト類４２、４２、４２で一体的に締結されている。前記両半体部１１Ａ、１１Ｂには、前記ノズル通路部２０の通路部分２２の左半分と右半分とを収容保持する通路装着溝１３、前記ノズル通路部２０の前記箱形部２３及び前記連結スリーブ３０の下部挿入部３１の左半分と右半分とを収容保持する箱形装着溝１４が、それぞれ形成されている。前記下部挿入部３１の下端側には、前記箱形部２３内に挿入されて、前記左半体部１１Ａと前記右半体部１１Ｂと協同して前記箱形部２３を挟むようにして係止する押さえ係止部３２が設けられている。
【００２７】
このような構成とされた本実施形態のブラスト用ノズル１０においては、研磨材入り液体Ｋを流入方向Ｙに対して直交する方向Ｘに、所定角度θを９０°として曲げて噴出させるノズル通路部２０を有するので、小径の円筒状体に形成された開口部等であっても研磨材又は研磨材入り液体を適正に吹き付けることができる。
【００２８】
そして、前記ノズル通路部２０は、全体が天然ゴム等の耐摩耗性にすぐれた弾性材料でチューブ状に形成されているので、前記研磨材入り液体Ｋが前記下面側コーナー部２７Ｃに衝突しても、その部分の弾力性によって、衝撃が緩和吸収されることになり、そのため、研磨材入り液体Ｋが衝突する内壁部分が大きく削られてしまう現象を効果的に抑制することができ、その結果、ノズル寿命を伸ばすことができ、ノズル交換を頻繁に行わなくて済み、作業効率、稼働率を向上させることができる。
【００２９】
なお、前記ノズル通路部（の通路部分２２）２０が、（１）鋼パイプ曲げ品、（２）炭素鋼焼入れ加工品、（３）ＮＢＲゴム成形品、（４）シリコーンゴム成形品、（５）耐摩耗性ゴム成形品、（６）天然ゴム成形品（本実施形態）であるものを使用し、研磨材入り液体Ｋとして、粒径１００μｍ程度のアルミナを水に混合（濃度２５％程度）したものを用いて実験を行ったところ、使用可能時間（寿命）は、前記（１）の場合は、約２．５分、前記（２）の場合は、約１００分、（３）の場合は、約３０分、（４）の場合は、約１時間、（５）の場合は、約６時間、（６）の場合は、４０時間以上であった。
【００３０】
また、ノズル通路部２０を一般的な焼き入れ材やセラミック等の高硬度材で製作した場合には、ノズル製作コストがきわめて高くなるが、ノズル通路部２０の全体をゴム等の、加工性の良い弾性材料で製作することにより、ノズル１０をより低コストで製作できる。
【００３１】
また、ノズル交換において、頻繁に交換すべき部分は、前記ノズル通路部２０だけでよいので、これによっても、コスト削減が図れる。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において、種々の変更ができるものである。
【００３３】
例えば、前記実施形態では、ノズル通路部２０全体を弾性材料でチューブ状に形成しているが、これに限られることはなく、前記ノズル通路部の前記研磨材又は研磨材入り液体が大きな衝突角度をもって衝突して摩耗し易い内壁部分のみを弾性材料で形成した場合でも、略同様な作用効果が得られる。
また、前記エアーＡの代りに高圧水を用いることもできる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明のブラスト用ノズルは、研磨材又は研磨材入り液体を流入方向に対して所定角度曲げて噴出させることができるとともに、研磨材又は研磨材入り液体が垂直に近い衝突角度をもって衝突する内壁部分が大きく削られてしまう現象を効果的に抑制することができ、そのため、ノズル寿命を伸ばすことができて、作業効率、稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るブラスト用ノズルの一実施形態を示す正面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図。
【図４】図１に示されるブラスト用ノズルに使用されたノズル通路部を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は縦断面図。
【図５】従来のブラスト用ノズルの一例を用いて湿式ブラストにより面取り加工を実施している様子を示す図。
【図６】図５に示されるブラスト用ノズルを用いた場合に発生する問題点の説明に供される図。
【図７】従来のブラスト用ノズルの他の例を用いて湿式ブラストにより面取り加工を実施している様子を示す図。
【図８】図７に示されるブラスト用ノズルを用いた場合に発生する問題点の説明に供される図。
【符号の説明】
１０…ブラスト用ノズル
１１…保持ケース（保持体）
２０…ノズル通路部
Ａ…圧縮エアー
２７Ｃ…内壁部分
Ｋ…研磨材入り液体
Ｘ…流出方向
Ｙ…流入方向
θ…所定曲げ角度

Claims (7)

1. 研磨材又は研磨材入り液体（Ｋ）を用いて被加工部（２Ａ、３Ａ）に向けて噴出させるために用いられるブラスト用ノズル（１０）であって、
   前記研磨材又は研磨材入り液体（Ｋ）を流入方向（Ｙ）に対して所定角度（θ）曲げた流出方向（Ｘ）へ噴出させるノズル通路部（２０）を有し、該ノズル通路部（２０）の少なくとも前記研磨材又は研磨材入り液体（Ｋ）が衝突して摩耗し易い内壁部分（２７Ｃ）が弾性材料で形成されていることを特徴とするブラスト用ノズル。
2. 前記ノズル通路部（２０）は、前記研磨材又は研磨材入り液体（Ｋ）を流入方向（Ｙ）に対して前記所定角度（θ）を９０°とする前記流出方向（Ｘ）に噴出させるようにされていることを特徴とする請求項１に記載のブラスト用ノズル。
3. 前記ノズル通路部（２０）は、前記流入方向（Ｙ）から前記流出方向（Ｘ）へと緩く湾曲せしめられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラスト用ノズル。
4. 前記ノズル通路部（２０）は、全体が弾性材料でチューブ状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のブラスト用ノズル。
5. 前記ノズル通路部（２０）が着脱可能に装着される保持体（１１）を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のブラスト用ノズル。
6. 前記保持体（１１）は、二つ割り構造とされていることを特徴とする請求項５に記載のブラスト用ノズル。
7. 前記弾性材料としてゴムが用いられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のブラスト用ノズル。

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