JP2006297592A - ショットブラスト設備 - Google Patents

Abstract

【課題】できるだけ単純な構造を有し、特に、マグネシウム合金からなるワーク片に対し、できる限り信頼できて安全な操作を保証するショットブラスト設備を提供する。
【解決手段】軽金属合金からなるワーク片をブラストするためのショットブラスト設備１であって、この設備は、ブラストされるべきワーク片を受け入れるための少なくとも１つブラスト室３と、このブラスト室内にブラスト材を導入するために当該ブラスト室の壁に配置された少なくとも２つのブラストホィール６と、ブラストによって除去された材料とブラスト材との混合物を分離するためのセパレータとを備え、このセパレータをブラスト室の直接下方に配置し、また、ブラストの間、ワーク片を取り扱うためのマニピュレータを、ブラスト室内に配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、軽金属合金からなるワーク片をブラストするためのショットブラスト設備であって、ブラストされるべきワーク片を受け入れるための少なくとも１つのブラスト室、このブラスト室にブラスト材を導入するために当該ブラスト室の壁に配置された少なくとも２つのブラストウィールと、ブラストによって除去された材料及びブラスト材の混合物を分離するためのセパレータとを備えるものに関する。

できる限り重量化が抑えられるように、自動車構造において、軽金属合金からなる鋳造ワーク片（特に、アルミニウム及びマグネシウム合金からなるもの）を使用することが増加している。ダイカスト又は砂型鋳造工程によって製造されるワーク片は、鋳造の後、バリ取り及び清掃をしなければならない。鋳造工程の後、ワーク片は、しばしば、凹凸が合って平らでない外表面を有する。ワーク片の外観を改善するため、かかる外表面を、研削処理、研磨処理及び／またはブラスト処理をしなければならない。微粒子状のブラスト材によるブラストは、鋳造ワーク片の表面における物理的な構造を変えるために使用することができる。一例として、鋳造ワーク片をその表面にて圧縮又は硬化させ、摩滅に対する抵抗を更に高め、又は、その滑り特性を改善することができる。

特許文献１には、２つのブラストウィールを有する１つのブラスト室と、１つの拡張室と、１つのコンベア設備と、１つのセパレータと備えるショットブラスト設備が開示されている。ブラスト室内でブラストされるワーク片は、ローラーコンベヤを通してブラスト室を通過する複数の金属シート又は複数のプレートである。ブラスト材及びブラストによって除去された材料の混合物は、ワーク片の表面に吹き出され、金属製のダイバーターシートを経てコンベア設備内の空間を通過する。混合物が金属製のダイバーターシートから落下すると、混合物は、第一に、より粗く、より重い材料で構成された１つの流れと、より決めが細かく、より軽い材料で構成された１つの流れとに分けられる。より重い材料は、コンベア設備を経て特別なセパレータに入れられる。セパレータは、ブラスト室の上に配置され、第二の、ブラスト材についての実際の分離が実行される。より軽い材料は、外に吸い出すか、ブロアによって拡張室を介して分離サイクロン及び集塵装置内に分離される。
米国特許第５，０１４，４６９号

この先行技術に基づいて、本発明の目的は、できるだけ単純な構造を有し、特に、マグネシウム合金からなるワーク片に対し、できる限り信頼できて安全な操作を保証するショットブラスト設備を提案することである。

この目的を達成するため、本発明は、軽金属合金からなるワーク片をブラストするためのショットブラスト設備であって、ブラストされるべきワーク片を受け入れるための少なくとも１つのブラスト室と、このブラスト室内にブラスト材を導入するために当該ブラスト室の複数の壁に配置された少なくとも２つのブラストウィールと、ブラストによって除去された材料とブラスト材との混合物を分離するためのセパレータとを備え、セパレータをブラスト室の直接下方に配置し、また、ブラストの間、鋳造ワーク片を取り扱うためのマニピュレータをブラスト室内に配置したものである。

本発明の好適な実施形態は、従属請求項に記載した通りである。

本発明は、鋳造ワーク片を、ブラスト材によって全ての表面について、できる限り均一になるようにブラストすることができるという点で有効である。これは、マニピュレータが３方向に動くグリッパーとして構成されることより達成される。これはまた、グリッパーに、サーボモータ及び空気シリンダが設けられていることにより達成される。グリッパーのサーボモータは、ワーク片の動き全てを制御するためのコンピュータシステムに接続される。コンピュータ制御は、ブラスト材により集中的にさらすように求められるワーク片の領域を、他の領域よりも長い間、ブラスト材にさらし続けることができることを保証する。

本発明は、ショットブラスト設備が、手動による労働を行なうことなく、できる限り遠隔に操作することができる点でも有効である。これは、ブラストされるべきワーク片を、ブラスト室内に搬送し、当該ブラスト室から搬出するように配置された搬送ロボットを備えることにより達成される。

ブラストによって除去した材料として生み出されたマグネシウムダストは、ショットブラスト設備内での滞在時間ができる限り短くなり、また、ショットブラスト設備内の爆発性混合物の形成を防止するという点でも更に有効である。これは、セパレータを、ブラスト室の直接下方に配置し、即ち、使用したブラスト材のための出口に直接配置することによって達成される。流体力学的条件の下、マグネシウムダストの蓄積を促進する表面や空間が無いように形成される。これは、また、セパレータが、ブラスト室の幅に一致する幅を備えるバッフルプレートを有することにより達成される。

以下、図面を参照して、本発明の一形態を説明する。

図１は、軽金属合金からなるワーク片、特に、マグネシウム合金からなる鋳造ワーク片をブラストするためのショットブラスト設備１を図示する。ショットブラスト設備１は、搬入及び搬出を行なう搬送ロボット２と、ブラスト室３と、実際のブラスト室３へのアクセスに使用されるスライドドア４と、エアとブラスト材を運ぶショットブラスト設備１のパイプライン全てのためのマニホールド５と、少なくとも２つのブラストウィール６と、ブラストウィール６にブラスト材を戻すために使用されるバケットコンベア７とを備える。図１から見ることができるように、完全なブラスト設備１は、いくつかの階層以上にわたる。

図２，３は、図１に示す同様のショットブラスト設備１の詳細な図である。図２は、ショットブラスト設備１の側面を図示する。バケットコンベア７及びブラストウィール６のみならず、図２はまた、セパレータ８がどのようにしてブラスト室３の直接下方に配置されているかを明確に示している。伝動装置９は、ブラスト室３内部の鋳造ワーク片を取り扱うためのグリッパー１０を駆動させるために使用され、ブラスト室３の後側に見ることができる。

図３は、セパレータ８を有するショットブラスト設備１の下側部分を図示する。図３は、図２に図示したショットブラスト設備１を反対側から示す。ブラスト室３の上には、ブラストウィール６を経てブラスト材と共に、インテークボックス３９及び他の開口部を経てブラスト室３に導入されるエアを吸い出すための吸い込み手段１１がある。吸い込みチューブ１２は、ショットブラスト設備１から大部分のエアを吸い出すために使用され、セパレータ８の側壁に配置される。コンベアスクリュー１３は、セパレータ８の外の清掃されたブラスト材を運搬するために使用され、削り落ちた金属及びブラスト材の混合物が分離されるセパレータ８の真下に見ることができる。

ブラストされる鋳造材料が軽金属合金、特に、マグネシウム合金からなる場合、マグネシウムダストの蓄積の集中を防ぐようにする。コンベアスクリュー１３は、できる限る簡単にコンベアスクリュー１３をチェックし清掃できるように、折り重なることができ、２つに分けられる外壁１４を有する。２パーツの外壁１４の下側部分は、図３に見ることができる。

図３はまた、カウンタウエイト１５と、カウンタウエイト１５と互いに作用し合うように配置されたロッカー１６とを示す。カウンタウエイト１５は、空気シフターへの固形物（この場合、金属ダストとブラスト材との混合物）の供給を制御するために使用される。セパレータ８の金属カバープレートは、より簡単に、蓄積をチェックし、セパレータ８を清掃するための少数のハンドルを使用するために取り外すことができる。

図４及び図５は、セパレータ８の一部断面を詳細に示す透視図である。主な空気量は、符号１７にあるセパレータ８から吸い込まれる。セパレータ８の下には、流れに乗って運ばれた任意の粗片が集められるボックス１８が配置されている。このボックス１８は、クランプフック１９によってセパレータ８に固定され、これにより、セパレータ８の清掃及びチェックが簡素化される。ブラスト材及び粗軽金属又はブラスト工程によって鋳造ワーク片から除去されるマグネシウム部分は、バッフルプレート２０を離れてスクリーン２１上に落下する。ロッカー１６及びカウンタウエイト１５は、セパレータ８内のフロー状態を調整するために使用される。ロッカー１６とバッフルプレート２０との間のギャップが大きくなればなるほど、ギャップ内のフロー速度は低くなる。バッフルプレート２０は、セパレータ８の２つの側壁２４の間に配置され、ブラスト室３の幅とセパレータ８の幅と同じ幅である。図５はまた、調整可能なバッフルスライド３８を示す。このバッフルスライド３８は、ロッカー１６とバッフルプレート２０との間のギャップの大まかな予備調整のために使用することができる。セパレータ８は、もう一度、ハンドル２３を有する取り外し可能なカバー２２によって開けてチェックすることが容易である。

図６及び図７は、グリッパー１０を有するブラスト室３を詳細に示す側面透視図である。グリッパー１０は、ロータリーアーム２４、ピボットアーム２５及び回転クランプ装置２６で構成される。図７に更に明確に見ることができるサーボモータ２７は、グリッパー１０の回転運動のために使用される。サーボモータ２７は全て、コンピュータ２８によって動作させる。コンピュータ２８は、ロータリーアーム２４及び回転クランプ装置２６の動きを正確に位置決めする。ロータリーアーム２４は、ほぼＬ字形であり、内部的に中空である。ロータリーアーム２４は、Ｙ軸周りに回転することができる。ピボットアーム２５は、Ｘ軸周りに回転するようにロータリーアーム２４に接続されている。ピボットアーム２５の軸回転運動は、スプリング２９の縮み力に抗して作用する空気シリンダ３７によってもたらされ、立方体３０として線図的に描かれた鋳造ワーク片がグリッパー１０内の適所に固定されることを保証する。

鋳造ワーク片は、ピボットアーム２５上に配した上部回転ベアリング３１と、ロータリーアーム２４上に配した下部回転ベアリング３２との間で固定される。回転ベアリング３１，３２は、Ｚ軸周りにおける鋳造ワーク片の回転運動を許容する。下部回転ベアリング３２は、ロータリーアーム２４の空洞内に配置したベルト駆動装置を介してサーボモータ２７によって駆動される。

図７は、ブラスト室３からセパレータ８への出口に配置した金属製のデフレクタープレート３３を図示する。複数のデフレクタープレート３３は、互いに独立して間隔を空け、それぞれ落下線に向かって４５度の角度に配置され、これらプレート３３は、落下したブラスト材を集め、ブラスト室３の下に配置したセパレータ８を摩滅から保護するために使用される。

コンピュータ２８によって動作させるサーボモータ２７と空気シリンダ３７とは、ブラスト工程の間、鋳造ワーク片をブラスト材に関して任意の位置に移動させるために使用することができ、要求に応じて、サーボモータ２７と空気シリンダ３７とをより短いかより長い時間に適所に保持する。サーボモータ２７と共にコンピュータ制御を使用することにより、ブラスト材による、より集中的な機械加工が要求される鋳造ワーク片の領域をブラスト材ジェット内に正確に移動させ、そこに保持させる。グリッパー１０は、ワーク片上にできる限りブラストの陰となる部分が最小となるように設計される故、鋳造ワーク片の最適な清掃を保証する。ブラスト室３のベース内のプレート６１に代えて、随意、第３のブラストウィール６を固定してもよい。これは、ブラストされるべきワーク片３０をより広い角度にわたってブラストすることを許容する。

セパレータ８は、ダストの蓄積を防止するように設計され、また、フロー状態は、爆発性の可燃性混合物の形成が防止できるように調節される。ブラスト室３には、搬入及び搬出を行なう搬送ロボット２によって供給を行なう。搬送ロボット２は、スライドドア４を通してブラスト室３内に複数の鋳造ワーク片３０を導入し、これら鋳造ワーク片３０をグリッパー１０に移してブラスト工程に続いて再度移す。

ショットブラスト設備１は、金属ダスト（特に、マグネシウムダスト）の爆発に関する高度な安全性と、清掃の容易さとによって特徴づけられる。これは、ショットブラスト設備の内部空間が全て容易にアクセスできることによって達成される。セパレータ８及びブラスト室３の内側表面及び内部空間は、ダストの蓄積の形成を防止するために有利な流体力学の設計である。これは、例えば、ブラスト材及びダストの混合物についての流体力学に好適に適用された横断面及び空間と角を丸めたコーナー領域とによって達成される。マグネシウム鋳物をブラストするとき、アルミニウムは、ブラスト材として使用される。

本発明に従うショットブラスト設備の透視図である。 図１のショットブラスト設備の側面図である。 図１のショットブラスト設備の更なる側面図である。 図１のショットブラスト設備における、セパレータを示す透視図である。 図１のショットブラスト設備における、セパレータを示す更なる透視図である。 図１のショットブラスト設備における、ブラスト室の内部を示す透視図である。 図１のショットブラスト設備における、ブラスト室の内部を示す更なる透視図である。

符号の説明

１ ショットブラスト設備
２ 搬送ロボット
３ ブラスト室
４ スライドドア
５ マニホールド
６ ブラストウィール
８ セパレータ
10 マニピュレータ（グリッパー）
24 ロータリーアーム
25 ピボットアーム
26 回転クランプ装置
27 サーボモータ
30 ワーク片
37 空気シリンダ

Claims (10)

1. 軽金属合金からなるワーク片をブラストするためのショットブラスト設備であって、
   この設備は、ブラストされるべきワーク片を受け入れるための少なくとも１つブラスト室（３）と、このブラスト室内にブラスト材を導入するために当該ブラスト室の壁に配置された少なくとも２つのブラストウィール（６）と、ブラストによって除去された材料とブラスト材との混合物を分離するためのセパレータ（８）とを備え、
   セパレータ（８）を、ブラスト室（３）の直接下方に配置し、また、
   ブラストの間、鋳造ワーク片（３０）を取り扱うためのマニピュレータ（１０）を、ブラスト室内に配置したことを特徴とする、ショットブラスト設備。
2. 前記マニピュレータが、３方向に動くグリッパー（３０）として構成されたものである、請求項１に記載の、ショットブラスト設備。
3. グリッパー（３０）に、サーボモータ（２７）及び空気シリンダ（３７）が設けられた、請求項１及び２の少なくともいずれか一項に記載の、ショットブラスト設備。
4. グリッパー（３０）が、ワーク片（３０）の動き全てを制御するためのコンピュータシステム（２８）に接続されたものである、請求項１乃至３の少なくともいずれか一項に記載の、ショットブラスト設備。
5. 水平軸（Ｙ）周りにワーク片を動かすためにコンピュータ制御されたサーボモータ（２７）を備える、請求項１乃至４の少なくともいずれか一項に記載の、ショットブラスト設備。
6. 垂直軸（Ｚ）周りにワーク片を動かすためにコンピュータ制御されたサーボモータ（２７）を備える、請求項１乃至５の少なくともいずれか一項に記載の、ショットブラスト設備。
7. セパレータ（８）が、ブラスト室（３）の幅（Ｘ）に一致する幅（Ｂ）を有するバッフルプレート（２０）を有するものである、請求項１乃至６の少なくともいずれか一項に記載の、ショットブラスト設備。
8. ブラストさせるべきワーク片（３０）が、マグネシウム合金からなるものである、請求項１乃至７の少なくともいずれか一項に記載の、ショットブラスト設備。
9. ブラスト室（３）及びセパレータ（８）の内部空間及び内側表面が、流体力学的条件の下、マグネシウムダストの蓄積を流体力学的に防止する形状に形成されたものである、請求項１乃至８の少なくともいずれか一項に記載の、ショットブラスト設備。
10. ブラストされるべきワーク片（３０）をブラスト室（３）に搬入し、当該ブラスト室（３）から搬出するように配置された搬送ロボット（２）を備える、請求項１乃至５の少なくともいずれか一項に記載の、ショットブラスト設備。
    
    

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