JP2005074563A - 換気機構を備えたブラスト加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブラスト室内を浮遊する微粉研磨材や粉塵の密度を効果的に減少させ、被加工物上等への研磨材や粉塵の堆積や加工不良の発生等を防止する。
【解決手段】 ブラスト室１１内で開口する換気口４２，４６を設けると共に、該換気口４２，４６を介して前記ブラスト室１１内を浮遊する研磨材及び粉塵を前記ブラスト室１１内の空気と共に吸引して前記ブラスト室１１外に排出する換気機構を設ける。
この換気機構として、例えばブラスト室１１内外を貫通するダクト４１，４５を設け、このダクト４１，４５の他端４１ｂ，４５ｂをダストコレクタ２０に連通する。これにより、ダストコレクタ２０に設けたファンを駆動すると、ダクト４１，４５を介してブラスト室１１内を浮遊する研磨材や粉塵がブラスト室１１内の空気と共に換気され、ブラスト室１１内を浮遊する研磨材や粉塵の濃度を好適に低下させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被加工物に対して研磨材を噴射する空間であるブラスト室を備えたブラスト加工装置において、ブラスト室内を浮遊する研磨材や、被加工物が研削されることにより生じた研削粉等の密度を低下させることのできる換気機構を備えたブラスト加工装置に関する。

被加工物に対してグリッドやショット等の研磨材を噴射し、この研磨材との衝突により被加工物を研削し、又は被加工物に対してショットピーニングを行うことは従来より広く行われており、このような加工を行うためのブラスト加工装置の一例を示せば、図２および図３に示す通りである。

このブラスト加工装置１は、噴射ノズル１２及び被加工物Ｗを収容してブラスト加工が行われるブラスト室１１と、このブラスト室１１内において噴射された研磨材を分離、回収する、サイクロン型の研磨材回収タンク１５とを備えたブラスト加工装置本体１０と、この研磨材回収タンク１５より排出された、研磨材が除去された後の排気を導入し、この排気中に含まれる粉塵を捕集した後に清浄な空気を排出するダストコレクタ２０を備えている。

〔ブラスト加工装置本体〕
前述のブラスト加工装置本体１０は、噴射ノズル１２が配置されたブラスト室１１を有すると共に、このブラスト室１１内に搬入された被加工物の表面に研磨材を噴射して所望のブラスト加工を行うもので、図示の例では、このブラスト室１１内での作業を可能とするために、作業者が前記ブラスト室内に手を挿入するための作業穴１７、作業に際し、被加工物の加工状況等を確認するための、板ガラス等の透明板がはめ込まれた覗き窓１８が、ブラスト加工装置本体１０の前面壁に設けられた開閉扉１６上に形成されている。そして、この開閉扉１６を開放することによりブラスト室１１内に被加工物Ｗを搬入し、又はブラスト室１１から被加工物を取り出し可能としている。

このブラスト室１１は、その下部において噴射された研磨材や発生した粉塵が溜まるように、下方に向かって徐々にその断面積を狭める逆台形状に形成されたホッパ状に形成されており、その最下端部において、回収された研磨材や粉塵を後述する研磨材回収タンク１５に導入する回収ホース３１が接続されている。

また、ブラスト室１１の上部には、サイクロン型の研磨材回収タンク１５が設けられており、この研磨材回収タンク１５内の研磨材がブラスト室１１内に設けられた噴射ノズル１２に給送され、図示せざる圧縮空気の供給源より供給された圧縮空気によって加速されて噴射され、被加工物Ｗに衝突させることができるように構成されている。

このブラスト室１１の上部に設けられた研磨材回収タンク１５は、前述のようにサイクロンとして機能するもので、その導入口１５ａに、ブラスト室１１の下端に連通された前述の回収ホース３１を連結し、排気口１５ｂに後述するダストコレクタ２０に連通するダクトホース３２を連結することにより、ダストコレクタ２０によって研磨材回収タンク１５内の空気が吸引されると、導入口１５ａより導入されたブラスト室１１内の空気が研磨材回収タンク１５内を旋回した後、排気口１５ｂより排出されるように構成されている。

そして、該研磨材回収タンク１５内において生じる旋回流により、再使用可能な研磨材は研磨材回収タンク１５の下部に溜まり、摩耗や欠け、割れ等の生じた研磨材、被加工物の切削粉等の粉塵を含む気流が、前述の排気口１５ｂを介して排出されて後述のダストコレクタ２０に導入される。

なお、１３は、被加工物Ｗを載置するワーク台であり、このワーク台１３上に被加工物Ｗを載置してブラスト作業を行うことができるように構成されている。

〔ダストコレクタ〕
図２において、２０は、ダストコレクタであり、前述のブラスト加工装置本体１０の研磨材回収タンク１５における分級により、研磨材が回収された後の粉塵を含む気流を導入し、このうちの粉塵を捕集して清浄な空気を排出する。

本実施形態においてこのダストコレクタ２０はバグフィルターによりこのような粉塵を回収可能としたものであり、このダストコレクタ２０の上端に取り付けられたモータ２１の回転によりファンを駆動し、これによりダストコレクタ２０内の空気を排出すると、ダストコレクタ２０内に導入された気流中に含まれる粉塵をフィルターで捕集し、ダストコレクタ２０の底部に回収すると共に、フィルタ等を通して清浄な空気のみを排出し得るように構成されている。

〔ブラスト加工装置における気流の流れ〕
以上のように構成されたブラスト加工装置１において、前述のダストコレクタ２０に取り付けられたモータ２１を駆動してファンを回転させると、これによりダストコレクタ２０内の空気が排出され、ダストコレクタ２０内は負圧となる。

これにより、前述のブラスト加工装置本体１０のブラスト室１１内から、回収ホース３１を介して研磨材回収タンク１５に至り、研磨材回収タンク１５からダクトホース３２を介してダストコレクタ２０に至る気流が発生し、この気流の発生によりそれぞれ研磨材回収タンク１５及びダストコレクタ２０内において旋回流が生じて、研磨材と粉塵とを分級して回収することができるように構成されている。

この発明の先行技術文献情報としては次のものがある。
特開平１０−２４９７３２号公報（第３頁、図４）

〔微粒子噴射粉体を使用することにより生じる問題〕
以上のように構成されたブラスト加工装置１において、使用する研磨材が微粒子（♯１０００以上）になると、研磨材の重量による落下速度に対し、周囲の気流の速度が優勢となり、噴射された研磨材がブラスト室１１内のホッパー部分に落下する迄に長時間を要するようになる。

そのため、このような微粒子研磨材を使用する場合には、研磨材がいつまでもブラスト室１１内を浮遊しているため、前述の覗き窓１８から内部を視認することが困難となり、加工状態の確認ができずに作業性が低下する。

また、ブラスト室１１内において浮遊する前述の研磨材や、割れや欠けが生じた研磨材、被加工物の切削粉等の粉塵は、時間の経過と共に徐々に落下して被加工物上に堆積したり、ブラスト室１１内の壁面、ブラスト室１１内に配置された配管上に堆積するが、このようにして堆積した研磨材や粉塵等は、ある一定量以上に堆積するとその重量に抗しきれずにまとまって落下する。そして、このような研磨材や粉塵の落下が被加工物Ｗ上に生じると加工不良を起こす原因となる等、被加工物Ｗを加工して得られる製品等を一定の品質に維持する上で障害となる場合がある。

また、ブラスト室１１の内壁面に付着した研磨材は回収されずにブラスト室１１内に止まるため、研磨材の循環系に乗らずブラスト加工に寄与していない。その結果、研磨材を余分に研磨材回収タンク１５内に充填する必要があり生産コストがかかるという問題もある。

さらに、ブラスト加工が終了した後、加工により得られた製品をブラスト室１１外に取り出すためにブラスト室１１の搬出入口を覆う前述の開閉扉１６を開放すると、ブラスト室１１内を浮遊している研磨材や粉塵が流れ出し、作業環境を汚染するものとなっていた。

このような問題に対し、研磨材として微粒子を専門に扱うことを前提として設計されたブラスト加工装置にあっては、このような微粉の研磨材の分級、回収を行うための最適な設計とされているために、ブラスト室内における研磨材や粉塵の浮遊が生じにくいものとなっているが、このような微粉の研磨材を専門に扱うブラスト加工装置ではない、汎用型のブラスト加工装置によってこのような微粉の研磨材を使用する場合には、ブラスト室１１内における研磨材や粉塵の浮遊が顕著に生じる。

その一方で、このような汎用型のブラスト加工装置にまで前述の微粉用のブラスト加工装置に採用されている設計や装備等を採用することはコストアップにつながり、汎用型のブラスト加工装置が高価になる。

〔被処理対象の材質に伴う問題〕
また、被加工物Ｗの材質、この材質が持つ物性如何によっては、このようにブラスト室１１内を浮遊する粉塵等の発生は、以下のような問題を発生させる原因となっている。

（１）被加工物が帯電性を有する場合
被加工物Ｗが、例えばプラスチック等の帯電性を有する材質である場合、例えばプラスチック製の被加工物Ｗのバリ取り処理にブラスト加工装置１を使用すると、研削されたバリが粉塵となって浮遊し、この粉塵が静電気を帯びてブラスト室１１の壁面に付着したり、噴射ノズル１２、噴射ノズル１２に接続されたホース、その他のブラスト室内に配置された器具や配管類等に付着し、又はこれらの上に堆積する。

そして、このようにして付着乃至堆積した粉塵の重量が静電気による吸引力を上回ると、付着乃至堆積した粉塵はまとまって落下する。

そのため、被加工物Ｗ上にこのような粉塵等の落下が生じる場合には、これにより被加工物の加工不良が生じる場合があり、ブラスト加工の結果得られる製品を安定した一定品質のものとすることができないという問題がある。

（２）被加工物の粉塵が凝集性等を有する場合
研磨材や粉塵等は、研磨材回収タンク１５やダストコレクタ２０で捕集されるまで、配管内を約６m/secの高速の気流と共にエネルギーを持つ物体として飛翔している。そのため、研削粉の物性によっては、配管内の微小な段差、循環経路内に設けられた整流板、噴射ノズル１２内部の突起、凹み、段差などの流路形状が変化する部分での衝突により凝集し、この部分に堆積する場合がある。

そして、このような研磨材や粉塵等が一定量堆積すると、凝集した研磨材や粉塵等が剥離して研磨材の循環系に乗り、分級回収されることなく研磨材回収タンク１５内に貯留され、研磨材と共に噴射ノズル１２より噴射される事態が生じる。その結果、被加工物Ｗのブラスト加工面に噴射粉体の衝突では生じることのない加工品質上の問題を生じる。

すなわち、粉塵等が凝集した状態で研磨材や流路内の段差等と衝突すると、この衝突の際のエネルギーによって凝集物が圧縮されて硬度を高めた凝集物となったり、又は摩擦熱の発生等による溶融、その他の変化を起こして硬度の高い、又は粘着性の高い凝集物となり、このような凝集物が被加工物Ｗに衝突するという問題が生じる。

そのため、被加工物Ｗのブラスト加工面に、研磨材との衝突によっては生じ得ない異形状の加工痕が形成されたり、粘着性のある凝集物が付着する等、製品の品質上に大きな影響を与えるという問題を有している。

ブラスト加工装置１の用途の一例としてプラズマディスプレイの背面パネルに隔壁を形成する場合を例にとると、この背面パネルへの隔壁の形成は、基板上に積層された隔壁材料層をブラストにより切削することにより行われ、これにより所定形状、所定高さの隔壁が所定の間隔で形成されている。

この隔壁材料層は、一例として低融点ガラス粉末を主成分とし、これにフィラー、バインダーとしての樹脂及び溶媒を加えた低融点ガラスペーストを基板上に塗布することにより形成され、この隔壁材料層を成す前述の低融点ガラス粉末として、軟化点が３００℃〜６００℃である例えばPbO-B_２O_２-SiO_２系ガラスが使われている。また、フィラーとして酸化クロム、チタニア、アルミナ、酸化銅が、バインダー用樹脂としてエチルセルロースやアクリル系の樹脂が用いられている。

このような隔壁材料層をブラストにより研削して隔壁を形成すると、隔壁材料層が研削されて発生した粉塵は、６m/sec以上の速度で研磨材と共に回収ホース内を移動し、又は、この回収ホースの内壁面や曲管、サイクロン内壁面との摩擦、衝突により溶融し、これにより硬い凝集物が生じて研磨材中に混在する異物となる。

そして、この異物が研磨材と共に噴射ノズル１２より噴射され、形成された隔壁に衝突すると、高さ約１００μm程度の隔壁が容易に破壊されてしまい、製品の品質上の欠陥となると共に、このような欠陥の発生が良品率を低下させるという問題が生じている。

３．被加工物がセラミックスである場合
被加工物がセラミックスである場合、この被加工物が研削されて生じた切削粉は研削力が大きく、ダストコレクタ２０によってこの切削粉が捕集されるまでブラスト室１１からダストコレクタ２０に至る配管や研磨材回収タンク１５内の壁面との摩擦、衝突により、これらの装置を構成している材料である鉄、ＳＵＳ、セラミックス等の摩耗を早め装置の耐久性が低下するという問題を有している。

〔ブラスト室の全体換気により生じる問題点〕
このように、ブラスト室１１内において研磨材や粉塵が高密度で浮遊することにより発生する種々の問題を解消するために、既存の装置構成においてダストコレクタ２０に設けられたファンの動力を増大してブラスト室１１内の換気効率を向上し、これにより研磨材や粉塵がブラスト室１１の内壁や配管類、噴射ノズル、被加工物等に堆積することを防止することも考えられる。

しかし、既存の装置構成において前述のような問題を解消し得る程度にブラスト室内を浮遊する研磨材や粉塵の密度を低減しようとすれば、この場合に必要となる動力の増加分は以下に示すように極めて大きく、このような大幅な動力増に伴い、サイクロンである研磨材回収タンク１５やダストコレクタ２０、配管設備、その他の関連設備の設計変更が必要となり、これに伴うコスト増によりブラスト加工装置が極めて高価なものとなる。

一例として、ブラスト加工装置（ＳＧＦ４：不二製作所製）により実験を行った結果、上記の各問題を解消し得る程度にブラスト室１１内を浮遊する研磨材等の密度を減じるためには、ブラスト室１１の換気効率を現行の５倍にすることが必要であることが確認された。

前記ブラスト加工装置に設けられたダストコレクタ２０のファンの吐出量が、８．０m^３/min、機外よりブラスト室１１内に導入される風量が、７．４m^３/minであることから、５倍の換気効率、すなわち、現行の５倍の導入風量は３７m^３/minとなり、吐出量（８．０m^３/min）に対し３７／８倍となる。

この吐出量を得るために、ファンに必要な動力は、この３乗、すなわち約１００倍の動力が必要となる。

また、このようなファンの動力増加は、ブラスト室１１内を浮遊する研磨材や粉塵の空気中濃度の低下には貢献するものではあるが、これによりブラスト室１１からダストコレクタ２０に至る気流の流速が増加すれば、前述した問題のうち、粉塵の凝集や配管類の摩耗等はより一層助長されることとなる。

〔課題〕
そこで本発明は、上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり、比較的簡単な方法、及び簡単な装置構成により、ブラスト室内を浮遊する微粉研磨材や、ブラスト室内において浮遊する、破砕した研磨材、被加工物の切削粉等によって生じた粉塵の密度を効果的に減少させることができ、従って、これに伴う研磨材や粉塵の堆積や加工不良の発生等を防止することのできるブラスト加工装置におけるブラスト室の換気方法及び換気装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のブラスト加工装置１は、内部に噴射ノズル１２が配置されたブラスト室１１と、前記ブラスト室１１の下端部に連通し、前記ブラスト室１１の底部に回収された研磨材及び粉塵を前記ブラスト室１１内の空気と共に導入すると共に、このうちの研磨材を分級して回収する研磨材回収タンク１５と、前記研磨材回収タンク１５の排気口１５ｂに連通し、該研磨材回収タンク１５内の空気を吸引して前記研磨材が分級、回収された後の気流を導入して該気流中に含まれる粉塵を捕集した後、排出するダストコレクタ２０を備えたブラスト加工装置１において、
前記ブラスト室１１内で開口する換気口４２，４６を設けると共に、該換気口４２，４６を介して前記ブラスト室１１内を浮遊する研磨材及び粉塵を前記ブラスト室１１内の空気と共に吸引して前記ブラスト室１１外に排出する換気機構を備えたことを特徴とする（請求項１）。

前述の構成のブラスト加工装置１において、前記換気口４２，４６は、これを前記ダストコレクタ２０に連通することができる（請求項２）。

このダストコレクタ２０との連通は、換気口（図示の例では４６）を例えば回収ホース３１等を介して前記研磨材回収タンク１５に連通することにより、又は研磨材回収タンク１５とは別にサイクロン４８等の研磨材回収手段を換気口（図示の例では４２）に連通して設け、この研磨材回収手段４８をダクトホース３２等に連通することにより前記ダストコレクタ２０に連通するものとしても良い（請求項３）。

さらに、前述の換気口４２，４６は、これを前記研磨材及び粉塵が高密度で浮遊する部分において開口することが好ましく（請求項４）、前記噴射ノズル１２の噴射方向前方であって、噴射された研磨材が被加工物Ｗと衝突する位置の近傍に臨み開口するものとしても良い（請求項５）。

さらに、前記換気口４２，４６は、ブラスト室１１内の一箇所のみならず、複数箇所において開口するものとしても良い（請求項６）。

前述の構成を備えた本発明の換気方法によれば、ブラスト室１１内を浮遊している研磨材及び粉塵を、ブラスト室１１内の空気と共に吸引してブラスト室１１外に排出することにより、ブラスト室１１内を浮遊する研磨材や粉塵の濃度を容易に低下させることができた。

特に、このような換気を、既存のダストコレクタ２０により生じた負圧により行うものとする場合には、部品点数の増加等も少なく抑えることができ低コストである。また、このような簡易な装置構成により、微細研磨材用のブラスト加工装置ではない汎用のブラスト加工装置に例えば後付けによって容易に取り付けることができ、このようなブラスト加工装置により微細研磨材を使用したブラスト加工を行うことが可能となった。

また、ブラスト室１１内において浮遊する研磨材や粉塵の濃度が高い部分を局所的に換気することにより、ブラスト室内全体を換気する場合に比較して１／１０程度の排気風量によりこれを行うことができた。

そのため、この換気装置に必要なファン動力は、風量の３乗に比例する１／１０００で良く、現行のファンの動力に対し、１００×（１／１０００）＝１／１０程度の動力で行うことができる。

その結果、このような換気を行うファンを新たに設け、又は、現行のファンの動力を増大する場合は勿論、このような新たなファンを設けることなく、又はファンの動力を増大することなしに、既存の装置構成において使用されているファンによる吸引力の一部をブラスト室内の換気に充てることにより、設備コスト、エネルギーコストを可及的に抑えた構成において研磨材及び粉塵の浮遊に伴う前述した各種の問題を解消することができた。

さらに前述の如き換気を、ダストコレクタ２０等に設けられたファンの１／１０の動力で行うことができることから、換気によりブラスト室内の空気と共に吸引された噴射流体や粉塵等の飛翔エネルギーも小さく、段差部分や壁面等との衝突により凝集した粉塵等が硬い、又は粘着性のある異物等となり難く、また、配管、その他、これらの流路を形成するブラスト加工装置の内壁面の摩耗等も生じ難い。

次に、本発明の実施形態につき添付図面を参照しながら以下説明する。

図１において、１は本発明の換気機構を備えたブラスト加工装置である。図１に示す実施形態において、このブラスト加工装置１が、後述する換気機構を備えている点を覗き、その基本的な構成については前述の従来技術において説明したブラスト加工装置１と同様の構成を備えている。

〔換気装置の全体構成〕
前述のように、図１に示すブラスト加工装置１は、前述の従来技術として説明したブラスト加工装置１に対してさらにブラスト室１１内を換気する換気機構を備えており、この換気機構によりブラスト室１１内を換気することにより、ブラスト室１１内において浮遊する研磨材及び粉塵の空気中密度を低下させることができるように構成されている。

この換気機構は、少なくともブラスト室１１内において開口し、ブラスト室１１内を浮遊する研磨材や粉塵をブラスト室１１内の空気と共に吸引する換気口４２，４６と、この換気口４２，４６を介してブラスト室１１内を浮遊する研磨材や粉塵をブラスト室１１内の空気と共に吸引する手段乃至は構造を備えている。

好ましくは、前記換気口４２，４６を介してブラスト室１１外に排出された研磨材及び粉塵を分級して回収する、例えばサイクロン４８等の回収手段を設け、この回収手段によりブラスト室１１内の空気と共に排出された研磨材や粉塵を回収し、必要に応じて回収された研磨材を再利用する。

前述の換気口４２，４６は、例えばブラスト室１１の壁面を貫通してブラスト室１１内に延設されたダクト４１，４５の一端４１ａ，４５ａ側の開口により構成することができ、図１に示す実施形態にあっては、前述のブラスト加工装置本体１０の背面を貫通してブラスト室１１内外を連通する管を設けると共に、ブラスト室１１内における当該管の開口端を換気口４２，４６としている。

この換気口４２，４６の開口位置は、ブラスト室１１内のいずれの位置において開口するものであっても良く、前述のブラスト室１１内のホッパ部分内の空間、該ホッパ部分の上方に形成された空間のいずれにおいて開口しても良く、また、換気口４２，４６の開口位置は、ブラスト室内の一箇所に限定されず、複数箇所において開口するものとしても良い。

ブラスト室１１内を局部的に換気することによりブラスト室１１内で浮遊する研磨材や粉塵の密度を低減することを目的とする本換気機構の目的をより効果的に発揮させるためには、ブラスト室１１内において最も研磨材や粉塵が高密度で浮遊する部分においてこのような換気を行うことが好ましく、好ましくは、被加工物Ｗの加工面近傍に臨み開口する換気口を設けることが好ましい。換気口４２，４６をブラスト室１１内の複数位置において開口する場合には、少なくとも１つの換気口（図示の例では４２）をこのように高密度で研磨材や粉塵が浮遊する部分に設ける。

図示の実施形態では、第１及び第２のダクト４１，４５をそれぞれ設け、各ダクト４１，４５のブラスト室１１内における一端４１ａ，４５ａをそれぞれ換気口４２，４６とすることにより、ブラスト室１１内の二箇所において換気口４２，４６が開口している。

そして、このうちの一方のダクト（第１ダクト４１）を、ブラスト室１１内に設けられた前述のワーク台１３上に臨み開口し、噴射ノズル１２より噴射された研磨材が被加工物Ｗに衝突した直後、すなわち、研磨材や粉塵の浮遊が発生する位置において開口するように配置すると共に、他方のダクト（第２ダクト４５）の換気口４６を、ブラスト室１１内の上方において開口している。

より好ましくは、前述のダクト４１，４５のうち、ワーク台１３上に臨み開口する換気口４２を備えた第１ダクト４１については、この第１ダクト４１を構成する配管を可撓性を有する材質、例えば蛇腹状等に形成することにより可撓性が与えられた管、ゴム、プラスチック、その他の樹脂等、その材質によりの可撓性が与えられたホース等とし、この一部を噴射ノズル１２に固定する等して噴射ノズル１２の移動に連動して移動するようにしており、このダクト４１の一端４１ａに形成された換気口が噴射ノズル１２との関係において常に所定の位置に開口するように構成している。

このように、噴射された研磨材が被加工物Ｗと衝突する位置に近接して換気口４２を開口することにより、研磨材や粉塵が浮遊を開始した初期の段階、すなわちブラスト室１１内で拡散する前にこれを吸引、換気することができ、ブラスト室１１内の全体を換気することなく、局部的にこれを換気する場合であっても極めて効率的にブラスト室１１内を浮遊する噴射粉体や粉塵の密度を低減させることができる。

このように、ブラスト室１１内を浮遊する研磨材や粉塵を前述の換気口４２，４６内に吸引するために、この換気機構は、ブラスト室１１内の圧力に対してダクト４１，４５内の圧力を低下させるための構成を備えている。

このダクト４１，４５内の圧力を低下させる構成としては、例えば前記ダクト４１，４５に、モータ等によって駆動されるファンを取り付け、このダクト４１，４５の一端４１ａ，４１ｂ側から他端側に向かう気流を生じさせるように構成しても良く、また、このようにダクト４１，４５内を負圧とするための手段を別個に設けることなく、例えばブラスト室１１外に延設されたダクト４１，４５の他端４１ｂ，４５ｂを、前述の研磨材回収タンク１５に連通することにより、前述したダストコレクタ２０に設けられたファンの駆動により併せてこのダクト４１，４５内が負圧となるように構成しても良い。

図示の実施形態にあっては、ワーク台１３上に臨み換気口４２を開口する第１ダクト４１については、その他端４１ｂに前述の研磨材回収タンク１５とは別にサイクロン４８等の研磨材回収手段を取り付け、このサイクロン４８をダクトホース３２に連結することによりダストコレクタ２０に連通し、ダストコレクタ２０により生じた負圧により換気口４２よりブラスト室１１内の空気が吸引されるように構成されている。

また、ブラスト室１１内の上方位置において開口する第２ダクト４５については、サイクロン等の研磨材回収手段を設けることなくこれを回収ホース３１に連通し、第２ダクト４５を介してブラスト室１１内より吸引された、研磨材や粉塵を含む気流を前述の研磨材回収タンク１５に導入して噴射粉体と粉塵とに分級可能に構成している。

なお、前述の第１及び第２ダクト４１，４５は、例えばいずれも回収ホース３１にこれを連通して前述の研磨材タンク１５に連通するものとしても良く、又はいずれとも研磨材回収タンク１５とは別個に設けられたサイクロン４８等の研磨材回収手段を介して前述のダストコレクタ２０に連通しても良く、さらには第１ダクト４１をサイクロン４８を介せずに前記研磨材回収タンク１５に連通し、また、第２ダクト４５をサイクロン等の研磨材回収手段を介して前述のダストコレクタ２０に連通するように構成しても良い。

さらには、前記第１及び第２ダクト４１，４５を介して吸引されたブラスト室１１内の空気を、前述の研磨材回収タンク１５及びダストコレクタ２０とは別個に設けられた研磨材回収手段及びダストコレクタ等に導入し、ここで研磨材や粉塵を分離、分級、回収するように構成しても良く、ブラスト室１１内の空気を吸引し、ブラスト室１１外に排出することによりブラスト室１１内の換気を行うことができる構成であれば、その構成は図示の例に限定されず、例えば研磨材や粉塵の回収を行うことなくブラスト室１１内の空気を機外に排出するように構成しても良く、又は前述の研磨材や粉塵の回収手段として、サイクロンの他、重力式集塵機、電気集塵機、エアフィルター、ベンチュリスクラバー、バグフィルター、セラミックフィルター等の既知の各種のものを採用することができ、また、粘着シートや粘着剤の塗布されたリボン等を研磨材や粉塵を含む気流の流路中に配置して、これらとの衝突の際に粉塵等を捕集するように構成しても良く、噴射粉体の粒径、研削粉等の粒径、それらの質量、帯電特性、粘着性、化学反応性に応じて稼働させれば良い。これらの各機器等は、移動であると、固定式であるとを問わない。

〔動作説明〕
以上のように構成された図１に示す換気機構を備えたブラスト加工装置１において、ダストコレクタ２０に設けられたファンを駆動すると、このファンによりダストコレクタ２０内の空気が排出されてダストコレクタ２０内が負圧となり、前述したように、ブラスト室１１から回収ホース３１、研磨材回収タンク１５、ダクトホース３２を介してダストコレクタ２０内に至る気流が発生する。

また、研磨材回収タンク１５及びダストコレクタ２０内にあっては、研磨材回収タンク１５やダストコレクタ２０の形状、導入口及び排気口の位置等によりこの中に導入された気流が旋回流を生じるように構成されていると共に、この旋回流により、研磨材回収タンク１５内にあっては、研磨材と粉塵とが分級され、研磨材のみが回収タンク１５下方に溜まって回収されるように構成されている。

そして、このようにして研磨材が回収された後の、粉塵を含む気流が研磨材回収タンク１５を出て前述のダストコレクタ２０内に導入されて、このダストコレクタ２０内において粉塵が除去され、粉塵を含まない清浄な空気が排出される。

このようにして、研磨材の循環系における気流の循環が生じると、換気口４２，４６からも、ブラスト室１１内の空気の吸引が開始され、噴射ノズル１２より圧縮粒体と共に噴射され、被加工物Ｗの表面に衝突した研磨材や、この衝突の際に生じた切削粉、研磨材が割れ、又は欠けることにより生じた粉塵が浮遊を介しすると共にこの換気口４２，４６を介して吸引される。

そして、この換気口４２，４６を介して吸引された、研磨材や粉塵を含むブラスト室１１内の空気は、吸引が第１ダクト４１に形成された換気口４２により行われる場合には、この第１ダクト４１に連通されたサイクロン４８内に導入されてサイクロン４８内で生じている旋回流に従って旋回するうちに、再使用可能な研磨材はサイクロン４８の底部に溜まって回収され、その他の粉塵は気流と共にこのサイクロン４８より排出されて前述のダクトホース３２を介してダストコレクタ２０内に導入されて、気流中に含まれる粉塵がこのダストコレクタ２０内で捕集されて清浄な空気のみがこのダストコレクタ２０より排出される。

なお、このようにしてサイクロン４８内において回収された研磨材は、これをサイクロン４８内より回収すると共に、前述の研磨材回収タンク１５内に投入することにより、再度研削等に使用することができる。

一方、前述の第１のダクト４１上方に配置された第２のダクト４５により吸引されたブラスト室１１内の空気は、第２ダクト４５の他端４５ｂが前述の回収ホース３１に連結されているために、回収ホース３１内が負圧になるとこの負圧に引かれて回収ホース３１内に吸引される。

吸引されたブラスト室１１内の空気は、ブラスト室１１の底部を介して吸引された研磨材及び粉塵と共に回収ホース３１を介して前述の研磨材回収タンク１５内に導入され、この研磨材回収タンク１５内において生じている旋回流によって、このうちの研磨材が分級されて回収タンク１５底部に溜まる。

そして、このようにして研磨材の除去された後の、粉塵を含む気流は、その後、ダストコレクタ２０に導入されて、この気流中に含まれる粉塵が除去された後、清浄な空気のみがダストコレクタ２０より排出される。

このようにして、ブラスト室１１内の空気を局部的に換気することにより、好ましくは、ブラスト室１１内において浮遊する研磨材や粉塵の密度の高い部分においてブラスト室１１内の空気を吸引して換気することにより、ブラスト室１１内の空気を全量換気する場合に比較して簡単に浮遊する研磨材や粉塵の濃度を低下させることができる。

次に、本発明の方法によりブラスト室１１内の換気を行った結果を以下に記載する。

実施例として、図１に示すブラスト加工装置１を使用した。このブラスト加工装置１に設けられた換気機構は、前記第１のダクト４１として直径１５０mmの蛇腹状のアルミ製ホースを取り付け、この第１ダクト４１の一端に形成された換気口４２を、噴射ノズル１２より噴射さた研磨材と被加工物との衝突点より１００mm前後の位置に配置し、この位置が常に一定となるよう、これを噴射ノズル１２に固定して、噴射ノズル１２に連動して換気口４２が移動し、噴射ノズル１２に対して常に一定の位置となるように構成した。

また、第２ダクト４５として直径７０mmの金属管をブラスト室内の固定位置に突出させた。

一方、比較例は、前述の換気機構を備えていない点を除き、同様の構成のブラスト加工装置を使用して加工を行った例である。

なお、実施例及び比較例において使用したブラスト加工装置１における加工条件は、いずれも下記に示す表１の通りである。

上記加工条件において、ブラスト加工装置１に設けられた覗き窓１８を介してブラスト室１１内の視認性を確認した。

その結果、本実施例の換気機構を備えたブラスト加工装置１にあっては、ブラスト加工室１１内の視認性は良好で被加工物の表面の状態を明確に確認することができた。

一方、ブラスト室１１内を換気する換気装置を備えていないブラスト加工装置を使用して加工を行った比較例にあっては、ブラスト室内の視認性が不良であった。

本発明の一実施形態を示すブラスト加工装置の外観図。 従来のブラスト加工装置の外観図。 図２におけるブラスト加工装置本体の左側面図。

符号の説明

１ ブラスト加工装置
１０ ブラスト加工装置本体
１１ ブラスト室
１２ 噴射ノズル
１３ ワーク台
１５ 研磨材回収タンク
１５ａ 導入口
１５ｂ 排気口
１６ 開閉扉
１７ 作業穴
１８ 覗き窓
２０ ダストコレクタ
２１ モータ
３１ 回収ホース
３２ ダクトホース
４１ 第１ダクト
４１ａ 一端
４１ｂ 他端
４２ 換気口
４５ 第２ダクト
４５ａ 一端
４５ｂ 他端
４６ 換気口
４８ サイクロン（研磨材回収手段）

Claims (6)

1. 内部に噴射ノズルが配置されたブラスト室と、前記ブラスト室の下端部に連通し、前記ブラスト室の底部に回収された研磨材及び粉塵を前記ブラスト室内の空気と共に導入すると共に、このうちの研磨材を分級して回収する研磨材回収タンクと、前記研磨材回収タンクの排気口に連通し、該研磨材回収タンク内の空気を吸引して前記研磨材が分級、回収された後の気流を導入して該気流中に含まれる粉塵を捕集した後、排出するダストコレクタを備えたブラスト加工装置において、
   前記ブラスト室内で開口する換気口を設けると共に、該換気口を介して前記ブラスト室内を浮遊する研磨材及び粉塵を前記ブラスト室内の空気と共に吸引して前記ブラスト室外に排出する換気機構を備えたブラスト加工装置。
2. 前記換気口を前記ダストコレクタに連通したことを特徴とする請求項１記載のブラスト加工装置。
3. 前記換気口を、前記研磨材回収タンク又は別の研磨材回収手段を介して前記ダストコレクタに連通したことを特徴とする請求項２記載のブラスト加工装置。
4. 前記換気口を、前記研磨材及び粉塵が高密度で浮遊する部分において開口することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のブラスト加工装置。
5. 前記換気口を、前記噴射ノズルの噴射方向前方であって、噴射された研磨材が被加工物と衝突する位置の近傍に臨み開口したことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のブラスト加工装置。
6. 前記換気口を、前記ブラスト室内の複数箇所に開口したことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のブラスト加工装置。

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