JP2006192559A - Abrasive grains blasting device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ワークの表面仕上げ等に用いるブラスト機に係り、空気圧を利用した砥粒発射装置に関するものである。 The present invention relates to a blasting machine used for surface finishing of a workpiece and the like, and relates to an abrasive grain firing device using air pressure.
砥粒の噴射装置としては、本出願人の出願に係る特許文献1、2に開示された羽根車を利用したものが公知である。特許文献1には、末端の噴射ノズルにフレキシブルな延長チューブを接続した構成が開示されており、前記延長チューブの長さに応じた任意の場所で、且つ、その可撓性に応じた任意の角度で作業を行うことができる。
As an abrasive spraying device, one utilizing an impeller disclosed in
一方、特許文献2には、特許文献1と同様、延長チューブを備えた砥粒噴射装置において、該チューブの中途に角度調整用プーリを設け、該角度調整用プーリを羽根車から構成した装置が開示されており、当該構成により屈折搬送路を通過する砥粒を加速でき、研磨に係る作業性を損なうことがない。
On the other hand, in
上記従来の噴射装置は、何れも羽根車を利用して砥粒を噴射するものであるが、より精緻な仕上げを施すために砥粒が小径化されつつある現在、研磨対象(ワーク)が小さく、複雑な形状である場合、羽根車よりも相対的に少ない量の砥粒を発射する必要が生じる。また、ワークの凹部に砥粒が滞留しないように、凹部に溜まった砥粒を随時吹き飛ばすことが好ましい。 All of the above conventional injection devices inject abrasive grains using an impeller, but the abrasive grains are being reduced in diameter to give a more precise finish. In the case of a complicated shape, it is necessary to fire a smaller amount of abrasive grains than the impeller. Moreover, it is preferable to blow away the abrasive grains accumulated in the concave portions as needed so that the abrasive grains do not stay in the concave portions of the workpiece.
このような観点から、図4に示すような、空気圧を利用した砥粒ブラスト機が存在する。このブラスト機は、砥粒の貯槽20と、主として3本の空気圧チューブ21・22・23とからなる。このうち符号21を付した最も長い空気圧チューブは噴射用チューブであり、その中途に貯槽20内部底付近で開口する小穴24が設けられており、この小穴24から貯槽20中の砥粒を少量ずつ取り込んで、空気圧により発射するものである。また、この噴射用チューブ21は、砥粒の噴射角度を変えることができるように柔軟性のあるチューブで構成されることもある。他の空気圧チューブのうち符号22を付したものは、下端を貯槽20の底付近まで埋め、当該下端の開口から発せられる空気圧によって貯槽20内の砥粒を撹拌するためのもので、符号23を付したものは下端が貯槽20の砥粒貯留面よりも上に位置し、当該下端開口部から発せられる空気圧によって砥粒貯留面を押し下げるもので、双方の空気圧チューブ22・23によって、小径であるがため流動性が低い砥粒を噴射用チューブ21の小穴24に効率的に導くためのものである。
From such a viewpoint, there is an abrasive blasting machine using air pressure as shown in FIG. This blasting machine comprises an abrasive
ここに例示した砥粒ブラスト機であれば、羽根車方式の砥粒噴射装置に比べて相対的に少ない量の砥粒を発射でき、また噴射用チューブ21から砥粒と共に発せられる空気圧によってワークの凹部に溜まった砥粒を払い除けることができる。
With the abrasive blasting machine exemplified here, a relatively small amount of abrasive grains can be fired compared to the impeller-type abrasive grain jetting device, and the air pressure emitted from the
しかしながら、当該構成では噴射用チューブ21に対する砥粒の供給態様が小穴24を介するものであるため、小穴24の径に見合ったごく僅かな量しか噴射用チューブ21に砥粒を供給できず、結果、連続して多量の砥粒を噴射させることが困難であった。また、小穴24で砥粒がつまる可能性も大きく、作業効率が悪くなるといった課題も否めない。言い換えれば、この従来装置は、比重が大きく研磨能力が高い砥粒を少量ずつ発射することに適するが、より精緻な研磨を施すために、比重が小さく研磨能力が低い砥粒を多量に発射する使用には適さない。
However, in this configuration, since the supply mode of the abrasive grains to the
本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、装置内での砥粒の滞留や詰まりがなく、常に適正な量の砥粒を連続して発射できる空気圧を利用した砥粒発射装置を提供することである。また、この構造において、研磨にかかる作業性と研磨性能を向上させることも目的の一つである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to ensure that there is no stagnation or clogging of abrasive grains in the apparatus, and that an appropriate amount of abrasive grains can always be continuously fired. It is providing the abrasive grain launching apparatus using the. In addition, in this structure, it is also an object to improve the workability and polishing performance related to polishing.
上述した目的を達成するために本発明では、砥粒の排出口を有する貯槽と、圧縮空気の導通路と、前記貯槽の排出口に設けられる砥粒の供給制御手段と、該供給制御手段および前記圧縮空気の導通路のそれぞれ下流側出口が接続される加速室と、該加速室に接続される噴射ノズルとから砥粒発射装置を構成するという手段を用いた。この手段によれば、貯槽に溜められた砥粒が供給制御手段を介して排出口から加速室に供給され、該加速室にて圧縮空気により加速されて噴射ノズルから発射される。噴射ノズルは、従来と同様に柔軟性のあるチューブから構成することが可能である。 In order to achieve the above-described object, in the present invention, a storage tank having an abrasive outlet, a compressed air conduction path, abrasive supply control means provided at the storage outlet, the supply control means, Means for forming an abrasive grain firing device from an acceleration chamber to which each downstream outlet of the compressed air conduction path is connected and an injection nozzle connected to the acceleration chamber were used. According to this means, the abrasive grains stored in the storage tank are supplied from the discharge port to the acceleration chamber via the supply control means, accelerated by the compressed air in the acceleration chamber, and ejected from the injection nozzle. The injection nozzle can be formed of a flexible tube as in the prior art.
砥粒と圧縮空気の加速室は、下流に向かって内径が漸次窄まる円錐状筒体とすることが好ましい。圧縮空気による加速が増すからである。 The acceleration chamber for the abrasive grains and the compressed air is preferably a conical cylinder whose inner diameter gradually decreases toward the downstream. This is because acceleration by compressed air increases.
なお、本発明では加速室に対して砥粒と圧縮空気を別体の手段により供給するのであるが、始動時に貯槽の内圧が常圧のままであると、加速室との差圧により瞬間的に空気が貯槽に逆流し砥粒の供給を妨げるような現象が起こる。以後、砥粒が減少した量だけ空気が逆流してくることが考えられるが、これを防ぐ手段として、圧縮空気の導通路を中途で分岐させ、当該分岐口を貯槽に接続する構成を選択的に採用することが好ましい。当該手段によって、加速室と貯槽が同圧となり、上述した砥粒の逆流を防ぐことができる。 In the present invention, abrasive grains and compressed air are supplied to the acceleration chamber by separate means. However, if the internal pressure of the storage tank remains at the normal pressure at the time of start-up, the pressure difference between the acceleration chamber and the acceleration chamber is instantaneous. A phenomenon occurs in which air flows back into the storage tank and hinders the supply of abrasive grains. After that, it is conceivable that the air flows backward by the amount of the abrasive grains reduced, but as a means to prevent this, a configuration in which the conduction path of the compressed air is branched halfway and the branch port is connected to the storage tank is selectively used. Is preferably employed. By the said means, an acceleration chamber and a storage tank become the same pressure, and it can prevent the backflow of an abrasive grain mentioned above.
一方、供給制御手段は、貯槽にある砥粒を加速室に排出する機能を有するもので、具体的には排出口を開閉して砥粒を自然落下可能な弁、または排出口を介して砥粒を強制排出可能なスクリューコンベアによって構成される。弁は開閉可能であれば、バタフライ弁、絞り弁など公知の弁を採用することができ、その開度に応じた量の砥粒を自然落下を利用して加速室に排出できる。また、スクリューコンベアであれば、オーガの回転数やスパイラルな歯の大きさに応じた量の砥粒を強制的に加速室に排出することができる。 On the other hand, the supply control means has a function of discharging the abrasive grains in the storage tank to the acceleration chamber. Specifically, the supply control means opens and closes the discharge port to allow the abrasive grains to fall naturally, or through the discharge port. It is composed of a screw conveyor that can forcibly discharge grains. As long as the valve can be opened and closed, a known valve such as a butterfly valve or a throttle valve can be used, and an amount of abrasive grains corresponding to the opening degree can be discharged into the acceleration chamber using natural fall. Moreover, if it is a screw conveyor, the quantity of abrasive grain according to the rotation speed of an auger or the size of a spiral tooth can be forcedly discharged to an acceleration chamber.
なお、貯槽の砥粒を自然落下により加速室に供給する場合、流動性よく砥粒を供給するために、貯槽は下部を逆円錐状としたホッパにより構成することが好ましい。また、貯槽に振動または衝撃を付与する装置を付設することも有効である。 In addition, when supplying the abrasive grain of a storage tank to an acceleration chamber by natural fall, in order to supply an abrasive grain with sufficient fluidity | liquidity, it is preferable to comprise a storage tank with the hopper which made the lower cone reverse cone shape. It is also effective to attach a device for applying vibration or impact to the storage tank.
さらにまた、貯槽の砥粒補充口は、貯槽の上面開口をすり鉢状とし、該開口を上下動により貯槽内部から密封する蓋部材によって構成することが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the abrasive grain replenishing port of the storage tank is constituted by a lid member that forms a mortar-shaped opening on the upper surface of the storage tank and seals the opening from the inside of the storage tank by moving up and down.
また、上述した手段による構造において、研磨にかかる作業性を向上させるために本発明では、噴射ノズルを、柔軟性のあるチューブと、該チューブの先方に設けた硬質のハンドピースとから構成するという手段も選択的に用いる。当該手段によれば、ハンドピースを持ち手として前記チューブの噴射角度を自由に変えることができるため、研磨作業が行いやすい。 Moreover, in the structure by the above-mentioned means, in order to improve the workability | operativity concerning grinding | polishing, in this invention, it is said that an injection nozzle comprises a flexible tube and the hard handpiece provided in the tip of this tube. Means are also selectively used. According to this means, since the spray angle of the tube can be freely changed using the handpiece as a handle, the polishing operation is easy to perform.
なお、前記チューブを真っ直ぐとした場合、砥粒はチューブ内で均一に分散され噴射されるが、柔軟性のあるチューブを湾曲すれば、チューブ内で砥粒の片寄りが生じる。つまり、チューブ内において砥粒は、湾曲カーブの円弧径が大きい外側に片寄って流れる。この原理を利用して、砥粒の噴射形態をコントロールするために、本発明では前記チューブの先方を湾曲保持するようにハンドピースを設けるという手段を選択的に採用する。当該手段によれば、チューブの湾曲した部分をワーク表面に沿うように位置させた状態で砥粒をワーク表面に対して斜めから噴射することで、チューブ先端の下側から砥粒が噴射され、上側から砥粒をワークに押し付けるように圧縮空気が噴出される。 When the tube is straight, the abrasive grains are uniformly dispersed and sprayed in the tube. However, if the flexible tube is curved, the abrasive grains are displaced in the tube. That is, the abrasive grains flow toward the outside where the arc diameter of the curved curve is large in the tube. In order to control the spraying form of the abrasive grains by utilizing this principle, the present invention selectively employs a means of providing a hand piece so as to hold the tip of the tube in a curved manner. According to the means, by injecting the abrasive grains obliquely with respect to the work surface in a state where the curved portion of the tube is positioned along the work surface, the abrasive grains are injected from the lower side of the tube tip, Compressed air is ejected from above so as to press the abrasive grains against the workpiece.
さらに、本発明では前記チューブの先端噴射口を斜めにカットするという手段を採用した。この手段によれば、カット面が上になるように使用することで、噴射口の角度や位置と砥粒の噴射状態が視認しやすい。 Further, in the present invention, means for cutting the tip injection port of the tube obliquely is adopted. According to this means, it is easy to visually recognize the angle and position of the injection port and the injection state of the abrasive grains by using the cut surface upward.
以上、本発明によれば、貯槽と圧縮空気の導通路を分離し、供給制御手段を介して加速室にて砥粒を加速するようにしたので、従来の空気圧を利用した砥粒ブラスト機に比べて、大量の砥粒を連続して発射することができる。また、供給制御手段として開閉弁を採用したものにあっては、簡単な構成により砥粒を自然落下を利用して加速室に供給できる。一方、スクリューコンベアを採用した場合には、小径化に伴い流動性が低くなった砥粒であっても強制的に加速室に安定供給することができる。さらに、加速室を円錐状に形成することによって、噴射ノズルに向かって砥粒を効率よく加速させることができる。また、噴射ノズルとして柔軟性のあるチューブの先方にハンドピースを持ち手として設けたものにあっては噴射角度の調整を容易にしつつ研磨作業性を向上させることができる。さらに、前記チューブの先方を湾曲した状態で保持するようにハンドピースを設けることによって砥粒と圧縮空気の二層噴出が可能となる。そして、砥粒が下側となるように噴射したとき、砥粒は噴出密度を増して噴射されると共に、圧縮空気による噴出方向の誘導作用とワークに対する押し付け作用により研磨性能が向上する。さらに、圧縮空気は砥粒のワーク表面に対する滑り効果も与えるからワーク表面の仕上げ鏡面度の向上にもつながる。 As described above, according to the present invention, the conduction path between the storage tank and the compressed air is separated, and the abrasive grains are accelerated in the acceleration chamber via the supply control means, so that the conventional abrasive blasting machine using air pressure is used. In comparison, a large amount of abrasive grains can be fired continuously. In addition, in the case where an on-off valve is used as the supply control means, the abrasive grains can be supplied to the acceleration chamber using natural fall with a simple configuration. On the other hand, when a screw conveyor is employed, even abrasive grains whose fluidity has decreased with the reduction in diameter can be forcibly stably supplied to the acceleration chamber. Further, by forming the acceleration chamber in a conical shape, the abrasive grains can be efficiently accelerated toward the injection nozzle. Further, in the case where the hand nozzle is provided at the tip of the flexible tube as the spray nozzle, the polishing workability can be improved while facilitating the adjustment of the spray angle. Furthermore, by providing a handpiece so as to hold the tip of the tube in a curved state, it is possible to eject two layers of abrasive grains and compressed air. And when it injects so that an abrasive grain may become a lower side, while an abrasive grain is injected by increasing the ejection density, polishing performance improves by the induction | guidance | derivation effect | action of the ejection direction by compressed air, and the pressing action with respect to a workpiece | work. Furthermore, since the compressed air also gives a sliding effect of the abrasive grains on the workpiece surface, it leads to an improvement in the finishing mirror surface degree of the workpiece surface.
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図1は、本発明の第一実施形態に係る砥粒発射装置を示したもので、同図中、1は下部に流動勾配を有する逆円錐状部を備えたホッパ形の貯槽、2は貯槽1の下部開口と接続される砥粒の供給制御手段たる開閉弁、3は圧縮空気の導通パイプ、4は開閉弁2と導通パイプ3の出口が接続される砥粒と圧縮空気の加速室、5は加速室に接続された噴射用ノズルである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an abrasive grain firing apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a hopper-shaped storage tank having an inverted conical portion having a flow gradient at the bottom, and 2 is a storage tank. 1 is an on-off valve as supply control means for abrasive grains connected to the lower opening of 1, 3 is a compressed air conducting pipe, 4 is an abrasive chamber and compressed air acceleration chamber to which the on-off
この実施形態において、貯槽1には振動器6が付設され、その振動により砥粒に流動性を与えることにより、砥粒が貯槽1で滞留したり開閉弁2で目詰まりすることを防止している。開閉弁2は、貯槽1の下部開口を閉鎖可能な形状の板弁を回転可能に枢支したバタフライ弁からなり、板弁の角度を調整することによって開度を決定し、当該開度に見合った量の砥粒を貯槽1から加速室4に対して供給するものである。また、導通パイプ3は、図示しないコンプレッサー等と接続され、内部に圧縮空気の導通路が形成され、さらに、この実施形態の場合、その中途で分岐され、当該分岐口3aを砥粒の貯蔵面よりも上に位置して貯槽1に接続している。当該構成により、貯槽1内と加速室4が同圧となり、加速室4の空気が貯槽1に逆流することを防止することができる。
In this embodiment, a vibrator 6 is attached to the
そして、この第一実施形態に係る砥粒発射装置によれば、導通パイプ3にコンプレッサー等から圧縮空気を流通させると共に、開閉弁2を開弁することによって、貯槽1の砥粒が加速室4内において空気圧により加速し、噴射ノズル5から発射されるものである。
And according to the abrasive grain launching apparatus concerning this first embodiment, while circulating compressed air from the compressor etc. to the
図2は、本発明の第二実施形態に係る砥粒発射装置を示したもので、同図中、10は貯槽、11は貯槽10に付設された振動器、12は貯槽10の底部において、砥粒を外部に排出可能な供給制御装置たるスクリューコンベア、13はスクリューコンベア12の駆動用モータ、14は圧縮空気の導通パイプ、15は貯槽10の底部側面に設けた排出口11aを介して排出される砥粒と導通パイプ14を流れる圧縮空気を合流させる加速室、16は加速室に接続される噴射ノズルである。
FIG. 2 shows an abrasive grain firing apparatus according to a second embodiment of the present invention, in which 10 is a storage tank, 11 is a vibrator attached to the
この第二実施形態でも、振動器11や加速室15に関する構造や機能や利点は上記第一実施形態と同じであるものの、本実施形態では貯槽10の砥粒をスクリューコンベア12によって強制的に加速室15に排出するようにしている。つまり、砥粒の排出時、自然落下が可能な形状や径の砥粒であれば、第一実施形態の構成がより簡易で好ましいのであるが、この場合よりも小径の砥粒であると、流動性の悪化により、自然落下による排出機能が得られない場合があるため、この実施形態ではスクリューコンベアによる強制排出手段を採用している。
Even in the second embodiment, the structure, functions, and advantages related to the
そして、この実施形態ではスクリューコンベア12を駆動させることによって、そのオーガの回転数や歯の大きさに応じた量の砥粒が加速室15に排出され、ここで圧縮空気による付勢を受けて、加速した状態で噴射ノズル16から砥粒が発射される。
In this embodiment, when the
ところで、実際の研磨作業ではワークや所望する仕上げに応じて、砥粒の発射量と発射速度を調整する必要がある。この点、本発明では、供給制御手段により貯槽から加速室に対する砥粒の供給量を調整することで発射量が調整できる。上述した実施形態で言えば、開閉弁2の開度を調整するか、スクリューコンベア12の回転速度等を調整することによって、加速室への砥粒供給量の増減を調整でき、結果、砥粒の発射量を調整することができる。一方、発射速度は圧縮空気の空気圧を上下することで調整することができる。ただし、この発射速度の調整方法は、加速室に対する砥粒の供給量が一定である場合の調整方法であって、研磨作業中に砥粒の発射量を変化させる場合には、その多少に応じて空気圧も上下させる必要がある。つまり、加速室の空気圧が一定である場合、加速室への砥粒の供給量を減らせば、砥粒の発射速度は上がり、反面、加速室への砥粒の供給量を増せば、砥粒の発射速度は低下するから、もし加速室への砥粒の供給量を増した後も、それ以前と同じ発射速度を保持したいのであれば、空気圧を上げる必要がある。このような調整は、圧縮空気の導通路の上流に圧力調節器を装備することで達成することができ、また砥粒の供給制御手段(開閉弁やスクリューコンベア)の動作(砥粒の供給量)と連動させることも可能である。
By the way, in an actual polishing operation, it is necessary to adjust the firing amount and firing speed of the abrasive grains according to the workpiece and the desired finish. In this regard, in the present invention, the firing amount can be adjusted by adjusting the supply amount of abrasive grains from the storage tank to the acceleration chamber by the supply control means. In the embodiment described above, the increase / decrease in the amount of abrasive grains supplied to the acceleration chamber can be adjusted by adjusting the opening degree of the on-off
なお、貯槽10内の圧力が下がるため貯槽10の砥粒補給口は密閉する必要があるが、さらに砥粒を補充しやすい構造とすることが好ましい。このため第二実施形態では、上記第一実施形態の装置にも適用可能な補充構造として、貯槽10の上面開口10aをすり鉢状に形成すると共に、該開口10aをピストン17により上下動する断面三角形状の蓋18によって、貯槽10の内部から密閉するという手段を採用している。当該補充構造によれば、図示しない別途の砥粒供給装置から砥粒を開口部10aに排出することによって、砥粒は開口部10aの勾配により貯槽10内部に滑り落ちるため、砥粒の補充作業が行いやすい。
In addition, since the pressure in the
続いて、図3は、本発明に係る噴射ノズルの好適な実施形態を示したものであって、柔軟性のあるチューブ30(以下、この実施形態においてフレキシブルチューブ30とする。)の先方を湾曲させた状態で保持するようにハンドピース31を設けたものである。フレキシブルチューブ30は噴射角度を調整できるようにナイロンや柔軟性のある樹脂または金属から形成することができるが、砥粒の通過によるチューブ内の摩耗を減少させる得る素材のものを採用することが好ましい。但し、チューブ30の素材を限定するものではない。一方、ハンドピース31は研磨作業時に作業者が持つための持ち手として機能させるために硬質のものを採用する。例えば、金属やプラスチック素材が該当する。
Next, FIG. 3 shows a preferred embodiment of the injection nozzle according to the present invention, and the tip of a flexible tube 30 (hereinafter referred to as a
このような噴射ノズルにおいて本実施形態では、ハンドピース31に円弧状の通孔32を形成し、該通孔32にフレキシブルチューブ30を挿入することで、フレキシブルチューブ30の先方を湾曲保持している。さらに、ハンドピース31の先端からフレキシブルから若干突出させたフレキシブルチューブ30の先端噴射口33を湾曲部34の外側35(図の下側)が長くなるように斜めにカットしている。
In such an injection nozzle, in this embodiment, an arc-shaped through-
而して当該噴射ノズルによれば、チューブ30内において、加速導入された砥粒Tは直進運動を行うので、結果として湾曲部34の外側35(図の下側)に片寄り、湾曲部34の内側36(図の上側)には殆ど分布しなくなり、圧縮空気と二層に分かれた状態となる。この状態で噴射ノズルをワークWに向けることにより、フレキシブルチューブ30の先端噴射口33の下側から砥粒TがワークWに対して高い密度で斜めに噴射されるため、研磨性能を向上させることができる。また、上側から噴射される圧縮空気による噴出方向(進路)の誘導作用や押し付け作用によっても前記研磨性能の向上が期待できる。さらに、押し付け作用の他、圧縮空気の付勢力がワーク表面を滑らすように砥粒に作用するため、ワーク表面の仕上げ鏡面度も向上させることができる。さらにまた、本実施形態では、フレキシブルチューブ30の先端噴射口33を斜めにカットしているため、カット面が上向きになるように噴射口33を研磨箇所に近づけることで、噴射口33の角度や位置と共に、砥粒Tの噴射状態を視認しやすく、適切な研磨作業を行うことができる。
Thus, according to the injection nozzle, the abrasive grains T accelerated and introduced in the
なお、フレキシブルチューブ30をハンドピース31によってどの程度湾曲保持させるかは特に限定されない。また、噴射口33の先端形状も限定されず、より鋭角または鈍角、さらには垂直にカットすることも本発明に含むものとする。
In addition, how much the
1、10 貯槽
2 開閉弁
3、14 圧縮空気の導通パイプ
4、15 加速室
5、16 噴射ノズル
6、11 振動器
12 スクリューコンベア
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