JP2005111628A - ショットブラスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大断面の被研削体に対しても、簡単に、かつ効率よく研削加工できるショットブラスト装置を提供する。
【解決手段】ショットブラスト装置１０は、研削材１を放出するための開口面を有し、被加工体２の表面を加工する際に、開口面が被加工体２の表面にあてがわれて用いられる先端部材１４と、先端部材１４へ研削材１を導くための耐摩耗性ホース１２と、この耐摩耗性ホース１２に、先端部材１４へ向かう向きの空気を供給する送風装置１３とを備える。先端部材１４は、被加工体２の表面に衝突して跳ね返った研削材１を被加工体２の表面に跳ね返す反射板３１を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ショットブラスト装置に関する。

従来、例えば、鉄骨加工において錆止め塗装の下地を形成する等の建材加工時の下処理のために、被加工体である建材の表面を研削（ケレン、研掃）する方法として、ブラシやディスクサンダ、ブラスト装置等の装置を用いた方法等が用いられている。この中でも、ブラスト装置を用いた方法は、非常に研削能力が高いことから多用されている。
ブラスト装置は、サンドや鉄球等の研削材と呼ばれる粒状の研磨材を、建材の表面に噴射（射出）することにより、建材表面上の汚れやバリ等を除去するという下処理を行うものである。ブラスト装置には、一般に、コンプレッサで作られた圧縮空気で研削材を射出するエアーブラスト方式と、高速回転する羽根板で研削材を射出するショットブラスト方式とが知られている。
"THE BLASTINGS"、［online］、平成１３年、株式会社ニッチュー、［平成１５年９月９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.blast.co.jp/＞

エアーブラスト方式では、一般に、加圧タンクに研削材を投入し高圧空気で一気に射出する直圧式や、塗料噴射用エアーガン様の装置を用いたサクション式等が用いられる。これらの方式では、ショットブラスト方式に比べて、コンプレッサから圧縮空気を送風するだけの比較的簡単な構成とすることができる利点があるものの、空気圧により研削材を射出することから、研削材の射出速度が比較的小さく、研削対象が硬い場合には、その研削能力に限界があるという問題があった。

一方、ショットブラスト方式では、前述したように、高速回転する羽根板により研削材を射出することから、研削材の射出速度が大きいため、比較的、硬い研削対象を加工する場合には、エアーブラスト方式よりも効果的である。
また、ショットブラスト方式では、研削材を射出する射出装置が、高速回転する羽根板を含んで構成されて装置自体が非常に大型化するという構造上の理由から、被加工体が搬入された研削加工台を覆うブラスト室の内壁等との距離が大きく、射出された研削材が衝突・反発を繰り返して、被加工体の表面を満遍なく研削加工ができ、効率的に研削加工が行えるようにはなっていない。
また、大断面の部材を被加工体とする場合には、これらの被加工体をブラスト室内へ搬入できないため、ショットブラスト方式を適用できないという問題があった。

本発明の目的は、大断面の被加工体に対しても、簡単に、かつ効率よく研削加工できるショットブラスト装置を提供することにある。

本発明は、研削材を被加工体の表面に射出して当該被加工体の表面を研削するためのショットブラスト装置であって、研削材を放出するための開口面を有し、被加工体の表面を研削する際に、前記開口面が当該被加工体の表面にあてがわれて用いられる先端部材と、前記先端部材へ前記研削材を導くための案内管と、前記案内管に、前記先端部材へ向かう向きの空気を供給する送風装置とを備え、前記先端部材は、前記被加工体の表面に衝突して跳ね返った研削材を前記被加工体の表面に跳ね返す反射面を有することを特徴とする。

ここで、研削材としては、鋼やステンレス、亜鉛等の金属製のもの等を採用できる。
また、被加工体としては、例えば、内壁や外壁等の壁体や骨材等の建材その他比較的大断面な材料が考えられる。
また、先端部材としては、例えば、端面が開口された蒲鉾形の箱体等を採用でき、開口部分を開口面とし、蒲鉾形の湾曲部分を反射面とすることができる。これにより、反射面の内壁で研削材を跳ね返す構成とすることができる。

本発明では、案内管に射出された研削材は、送風装置から供給された空気とともに案内管内を通り、先端部材の開口面から被加工体の表面に衝突し、被加工体の表面を研削加工する。この衝突した研削材は、反射面で跳ね返された後、再度、被加工体の表面に衝突して被加工体の表面を研削加工する。

このように、本発明によれば、ショットブラスト装置を構成する射出装置から射出された研削材が案内管の案内によって被加工体の近傍まで案内されるので、射出装置の近傍まで被加工体を運搬する必要がないから、加工準備を容易にでき、研削加工を簡単に行うことができる。
この際、研削材とともに空気を先端部材側へ供給する送風装置を採用したので、案内管内壁との衝突によるエネルギーロスをカバーできるから、十分な研削効果を確保できる。 また、被加工体の表面に開口面をあてがわれる先端部材を採用し、研削材が再度被加工体の表面で反発するように反射面を含んで構成したので、被加工体の表面に研削材を複数回衝突させることができ、十分な研削効果を確保できる。従って、大断面の被加工体に対しても、簡単に、かつ効率よく研削加工できることになる。

また、本発明において、前記先端部材は、前記案内管から導かれてきた研削材が前記被加工体の表面に分散して射出されるように前記研削材を散乱させる散乱装置を更に有することとしてもよい。
このような場合には、散乱装置により研削材が分散して射出されるため、被加工体の一定範囲を一度に研削できるので、被加工体の表面を効率よく研削できる。

ここで、前記先端部材は、前記反射面と前記案内管との間に形成され、細長く延びるスリット状の開口を有し、前記散乱装置は、前記案内管から導かれた研削材を前記スリット状の開口に沿って散乱させることとしてもよい。
このような場合には、スリット状の開口に沿って研削材が散乱されるので、被加工体の表面に対して、スリット状の開口形状に対応した一定幅で研削材が衝突する。このため、研削を希望する箇所に対して確実に研削材を衝突させることができ、研削効率をより一層向上できる。

以上に述べたように、本発明のショットブラスト装置によれば、大断面の被加工体に対しても、簡単に、かつ効率よく研削加工できるという効果がある。

以下、本発明における一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態におけるショットブラスト装置を模式的に示す側面図である。
図１に示すように、本実施形態のショットブラスト装置１０は、投入された研削材１を射出する射出装置１１と、この射出装置１１に接続された案内管である耐摩耗性ホース１２と、この耐摩耗性ホース１２の経路に接続される送風装置１３と、耐摩耗性ホース１２に接続される先端部材１４と、この先端部材１４に接続される研削材回収装置１５とを備える。ショットブラスト装置１０は、射出装置１１から射出された研削材１を壁体等の被加工体２の表面に衝突させて、被加工体２を研削加工するものである。

射出装置１１は、周知のショットブラスト装置と同様に、研削材１を投入するホッパと、羽根板を回転させるロータと、研削材１の射出排出ノズルとを備えており、ロータによる羽根体の回転力によって研削材１を射出する。
耐摩耗性ホース１２は、耐摩耗性材料により構成され可撓性を有する。この耐摩耗性ホース１２は、射出装置１１から射出された研削材１を先端部材１４へと導く。
送風装置１３は、圧縮空気を生成するコンプレッサを備え、耐摩耗性ホース１２の経路に接続された空気供給管を介して、先端部材１４側へ向かう向きの圧縮空気を供給する。

図２は、先端部材１４を示す斜視図である。
図２に示すように、先端部材１４は、耐摩耗性ホース１２から導かれてきた研削材が被加工体２の表面に分散して射出されるように研削材を散乱させる散乱装置２０と、被加工体２の研削箇所Ｗ（図４）を覆隠する先端ボックス３０とを備える。

図３は、先端部材１４を示す横断面図である。
図３に示すように、散乱装置２０は、外装ケース２１と、外装ケース２１内に取り付けられる散乱部材２２および方向転換板２３とを備えている。
図１〜図３のいずれかに示すように、外装ケース２１は、図１の紙面に直交する方向に延びる薄形で平面視半円状に形成されている。外装ケース２１の外周面２１Ａは、曲面状に形成されている。また、外装ケース２１には、図３に示すように、耐摩耗性ホース１２から射出された研削材１を入射する入射口２１Ｂと、研削材１を射出する射出口２１Ｃとが形成されている。射出口２１Ｃは、細長く延びるスリット状の開口となっている。

図３に示すように、散乱部材２２は、断面略二等辺三角形の柱状に形成されている。この散乱部材２２は、その頂角部分が耐摩耗性ホース１２の射出口１２Ａに対向するように、外装ケース２１の略中央部分に取り付けられている。散乱部材２２の長辺部分２２Ａは、耐摩耗性ホース１２から射出された研削材１を外装ケース２１の外周面２１Ａ側へと跳ね返す部分である。

方向転換板２３は、耐摩耗性ホース１２から射出された研削材１を跳ね返して、この研削材１を外装ケース２１の射出口２１Ｃの中央部分側へ誘導するための部材であり、外装ケース２１内に適宜な枚数設けられている。なお、本実施形態では、散乱装置２０を上下対称の構成のものとしており、図３には、上側の２枚の方向転換板２３を示している。

以上の構成によれば、耐摩耗性ホース１２から射出された研削材１は、散乱部材２２の長辺部分２２Ａに衝突する。散乱部材２２の頂角近傍に衝突した研削材１は、外装ケース２１の外周面２１Ａで跳ね返り、外装ケース２１の射出口２１Ｃの外側部分から、射出口２１Ｃの端面に直交する方向へ射出される。また、散乱部材２２の底辺側に衝突した研削材１は、方向転換板２３で跳ね返り、外装ケース２１の射出口２１Ｃの中央部分から、射出口２１Ｃの端面に直交する方向へ射出される。従って、散乱装置２０は、耐摩耗性ホース１２から導かれた研削材１をスリット状の開口である射出口２１Ｃに沿って散乱させている。

このように、外装ケース２１の外周面２１Ａ、散乱部材２２、および方向転換板２３により、研削材１の進入方向と研削材１の射出方向とが略平行に揃えられる。こうして、射出方向が揃えられた複数個の研削材１は、射出口２１Ｃの延出方向に平面状に分散して射出される。

先端ボックス３０は、図２に示すように、蒲鉾形、つまり断面略半円の箱体として形成されている。図２において、先端ボックス３０は、箱体の後部側（図２中右側）を構成する反射面としての反射板３１と、箱体の側面（図２紙面の手前側および奥側）を構成する２枚の側板３２とを備えている。先端ボックス３０の前面は開口としており、この開口面３３から研削材が射出される。

図４には、反射板３１の縦断面を示す模式図が示されている。
図４において、反射板３１の縦断面の外形である湾曲線３１Ａは、所定の間隔Ｌを隔てて、開口面３３上に存在する２点Ｘ，Ｙを中心とした円弧の弧線を合成したものである。すなわち、図４において、湾曲線３１Ａの上側部分は、点Ｘを中心とした略１／４円弧であり、湾曲線３１Ａの下側部分は、点Ｙを中心とした略１／４円弧である。
反射板３１は、被加工体２の研削箇所Ｗを覆っており、研削箇所Ｗに衝突して跳ね返った研削材１を被加工体２の表面に跳ね返す。

ここで、図１に示すように、外装ケース２１の射出口２１Ｃは、水平線Ｈから角度θだけ傾いた姿勢で反射板３１に接続されている。従って、図４に示すように、被加工体２の表面に対して、研削材が入射角θで入射されることになる。
また、図４において、反射板３１の上側の中心点Ｘは、研削材１が最初に開口面３３上を通過する通過位置３１Ｂよりも下側に配置されている。すなわち、中心点Ｘの位置は、開口面３３上において、研削材１が最初に通過する位置３１Ｂよりも前記耐摩耗性ホースの射出口側の位置となっている。このため、被加工体２に衝突した研削材１は、反射板３１で跳ね返された後、最初の衝突位置よりも射出口側で被加工体２に衝突することになる。

ここで、図４を用いて、先端ボックス３０内での研削材１の進行軌跡を説明する。
図４の矢印Ｚ１に示すように、入射角θで入射された研削材１は、被加工体２の表面に衝突した後（最初の衝突位置Ｗ１、衝突１）、反射板３１の上側の内壁で反発し、被加工体２の表面に対して、中心点Ｘよりも下側の位置Ｗ２で衝突する（衝突２）。次に、位置Ｗ２で衝突した研削材１は、二点鎖線Ｚ２に示すように、反射板３１の下側の内壁で反発した後、中心点Ｘと中心点Ｙとの間の位置Ｗ３に衝突する（衝突３）。次に、位置Ｗ３で衝突した研削材１は、破線Ｚ３に示すように、反射板３１の上側の内壁で反発した後、中心点Ｘと中心点Ｙとの間の位置Ｗ４に衝突する（衝突４）。以下、同様にして、研削材１は、反射板３１の内壁や被加工体２の表面との間で衝突や反発が繰り返される（衝突Ｎ）。

以上より、被加工体２との２回目以降の衝突位置は、最初に衝突した位置Ｗ１よりも下側の位置となる。従って、先端ボックス３０を下側から上側に移動させることにより、被加工体２の表面の各位置に研削材を２回以上衝突させることができ、これにより、加工効率を向上できる。
なお、研削材１は、反射板３１の内壁や被加工体２の表面との間の摩擦等で運動エネルギーを失うため、最終的には、先端ボックス３０の下側に貯留することになる。

図１に示すように、研削材回収装置１５は、反射板３１の下面側に形成された開口に所定の配管で接続されている。この研削材回収装置１５は、前記配管を介して、先端ボックス３０内の研削材１および研削屑を収容し、研削材１と切削屑とを選別した後、選別された研削材のみを射出装置１１のホッパへと搬送する装置である。

このような本実施形態においては、次のような効果がある。
(１)耐摩耗性ホース１２により、射出装置１１から射出された研削材１が被加工体２の近傍まで案内されるので、射出装置１１の近傍まで被加工体２を運搬する必要がない。このため、加工の準備を容易にでき研削加工を簡単に行うことができる。この際、送風装置１３の圧縮空気によって研削材１を圧送するため、耐摩耗性ホース１２内壁との衝突によるエネルギーロスを十分カバーできるので、十分な研削効果を確保できる。さらに、先端ボックス３０を、その内部で研削材１が衝突・反発を繰り返すように構成したので、各研削材を被加工体２の表面に複数回衝突させて、高い研削効果を確保できる。従って、本実施形態のショットブラスト装置１０によれば、大断面の被加工体に対しても、簡単に、かつ効率よく研削加工できることになる。

(２)中心点Ｘが通過位置３１Ｂよりも下側の位置となるように、先端ボックス３０を構成したので、研削材１は、中心点Ｘよりも上側の位置に衝突し、反射板３１の内壁で跳ね返って、中心点Ｘよりも下側で被加工体２の表面に衝突する。このため、既に研削加工が施された箇所に研削材１が再度衝突するので、研削効果をより一層向上できる。

(３)散乱装置２０を採用したので、研削材１が分散して射出される。このため、被加工体２の一定範囲を一度に研削できるので、被加工体２の表面を効率よく研削できる。

(４)散乱装置２０により、研削材１の射出方向が略平行に揃えられているため、研削材１同士が衝突して研削効果を低減することを防止でき、より一層研削効果を高めることができる。

(５)散乱装置２０を薄型状に形成したので、研削材１は、薄型形状に従って平面状に分散して射出される。このため、研削材１は、被加工体２の表面に対して一定の幅をもって衝突することになるから、研削を希望する箇所に対して確実に研削材１を衝突させることができ、研削効率をより一層向上できる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
前記実施形態において、耐摩耗性ホース１２の長さや内径を特に限定しなかったが、研削効果が低減しない程度で長さや内径を選択できる。要するに、これらの数値は、圧縮空気の強さや射出装置１１から入射した際の研削材１の速度等との関係で決定すればよい。

また、前記実施形態において、反射板３１には、開口面３３上において、研削材１の通過位置よりも下側の点Ｘを中心とした円弧が含まれる構成としたが、これに限らず、例えば、放物線等の他の曲線を含むような構成としてもよい。

前記実施形態において、散乱装置２０は、研削材１を、射出方向と平行な平面状に分散させる構成としたが、これに限らず、例えば、放射状等の他の状態で研削材１が射出される構成としてもよい。

また、前記実施形態において、射出された研削材１が被加工体２の表面に一定の幅を持って衝突するように散乱装置２０を薄型状に形成したが、これには限定されず、例えば、先端部材１４を筒形に形成する等して、被加工体２の表面に対して円状に衝突する構成としてもよい。

前記実施形態において、研削材１の進入方向と研削材１の射出方向とが略平行となるように散乱装置２０を構成したが、これに限らず、放射状に射出されてもよい。

本発明の一実施形態のショットブラスト装置を模式的に示す側面図である。 前記実施形態における先端部材を示す斜視図である。 前記先端部材を示す横断面図である。 前記先端部材内での研削材の進行軌跡を示す模式図である。

符号の説明

１ 研削材
２ 被加工体
１０ ショットブラスト装置
１２ 案内管である耐摩耗性ホース
１３ 送風装置
１４ 先端部材
２０ 散乱装置
２１Ｃ スリット状の開口としての射出口
３１ 反射面としての反射板
３３ 開口面

Claims (3)

1. 研削材を被加工体の表面に射出して当該被加工体の表面を研削するためのショットブラスト装置であって、
   研削材を放出するための開口面を有し、被加工体の表面を研削する際に、前記開口面が当該被加工体の表面にあてがわれて用いられる先端部材と、
   前記先端部材へ前記研削材を導くための案内管と、
   前記案内管に、前記先端部材へ向かう向きの空気を供給する送風装置とを備え、
   前記先端部材は、前記被加工体の表面に衝突して跳ね返った研削材を前記被加工体の表面に跳ね返す反射面を有することを特徴とするショットブラスト装置。
2. 請求項１に記載のショットブラスト装置において、
   前記先端部材は、前記案内管から導かれてきた研削材が前記被加工体の表面に分散して射出されるように前記研削材を散乱させる散乱装置を更に有することを特徴とするショットブラスト装置
3. 請求項２に記載のショットブラスト装置において、
   前記先端部材は、前記反射面と前記案内管との間に形成されるとともに、細長く延びるスリット状の開口を有し、
   前記散乱装置は、前記案内管から導かれた研削材を前記スリット状の開口に沿って散乱させることを特徴とするショットブラスト装置。
   

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