JP2008049414A - 線材のショットブラスト方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】金属線材にショットを投射してこの線材をショットブラストするに当たり、線材に対するショットの投射率を可及的に高めることができる上に、線材の損傷を未然に防止することができる線材のショットブラスト方法を提供する。
【解決手段】線材のほぼ中心に向けて弾性支持されかつ任意の方向に回転可能に構成され直径が線材のそれより大きいとともに硬度が線材のそれとほぼ同一または線材のそれより硬いほぼ球状の３個以上の支持部材によって構成された複数の揺れ止め装置により線材を挟持してショットの投射による線材の振れを小さく抑えながら、先細り状を成すブレードを備えかつこのブレードの長手方向の中心線のほぼ延長上に線材の中心が位置するショット遠心投射装置またはショット噴射ノズルの指向方向のほぼ延長上に線材の中心が位置するショット圧力噴射装置により、ショットを線材に投射することを特徴とする。
【選択図】 図７
【解決手段】線材のほぼ中心に向けて弾性支持されかつ任意の方向に回転可能に構成され直径が線材のそれより大きいとともに硬度が線材のそれとほぼ同一または線材のそれより硬いほぼ球状の３個以上の支持部材によって構成された複数の揺れ止め装置により線材を挟持してショットの投射による線材の振れを小さく抑えながら、先細り状を成すブレードを備えかつこのブレードの長手方向の中心線のほぼ延長上に線材の中心が位置するショット遠心投射装置またはショット噴射ノズルの指向方向のほぼ延長上に線材の中心が位置するショット圧力噴射装置により、ショットを線材に投射することを特徴とする。
【選択図】 図７
Description
本発明は、断面がほぼ円形状を成しかつ柔軟性を有する張架状態の金属線材にショットを投射してこの線材をショットブラストする方法に関する。
従来、金属線材をショットブラストする装置の一つとして、線材に向けて互いに異なる方向からショットを投射する複数のインペラを内蔵するとともに水平方向のガイドユニット収容部を有しかつこのガイドユニット収容部の少なくとも一端側にガイドユット出し入れ口を備えた装置本体と、上記ガイドユニット収容部の上部にこの収容部の長さ方向に沿って水平方向に設けられた互いに平行な一対のレールと、上記レールの長さ方向にスライド自在に支持されかつ上記ガイドユニット出し入れ口を通じてガイドユニット収容部に出し入れ可能な複数のガイドユニットを有し、上記ガイドユニットは、上記レールにその長さ方向にスライド自在に嵌合させられるスライダと、これらスライダに固定されかつ上記線材を挿入させる線材挿入孔を有した一対の端板と、これら端板に固定されかつ上記インペラによって加速されたショットが線材に向かって投射されるようにショットを制御する一対の投射ライナと、上記端板に固定されかつ上記インペラから投射されたショットを受ける直射ライナとを備えて構成された線材のデスケーリング装置がある。
実公平４−４５８１３号公報
しかし、このように構成された従来の金属線材をショットブラストする装置では、ショットの投射を受けた線材が、大きく揺れて、投射されるショットを制御する一対の投射ライナに接触するため損傷し、しかも、ショットを投射するインペラと線材との間に投射ライナが位置するため、インペラと線材との間の距離が長くなり、それに伴ってショットの投射効率が低下するなどの問題があった。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、断面がほぼ円形状を成しかつ柔軟性を有する張架状態の金属線材にショットを投射してこの線材をショットブラストするに当たり、線材の損傷の発生を未然に回避することができる上に、線材に対するショットの投射率を可及的に高めることができる線材のショットブラスト方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために本発明における線材のショットブラスト方法は、断面がほぼ円形状を成しかつ柔軟性を有する張架状態の金属線材にショットを投射してこの線材をショットブラストする方法であって、前記張架状態の線材の張架方向へ所要の間隔をおいて固定配設され、線材のほぼ中心に向けて弾性支持されかつ任意の方向に回転可能に構成され直径が線材のそれより大きいとともに硬度が線材のそれとほぼ同一または線材のそれより硬いほぼ球状の３個以上の支持部材によって構成された複数の揺れ止め装置により前記線材を挟持してショットの投射による線材の振れを小さく抑えながら、先細り状を成すブレードを備えかつこのブレードの長手方向の中心線のほぼ延長上に前記線材の中心が位置するショット遠心投射装置またはショット噴射ノズルの指向方向のほぼ延長上に前記線材の中心が位置するショット圧力噴射装置により、ショットを前記線材に投射することを特徴とする。
なお、本発明においては、前記ショット遠心投射装置または前記ショット圧力噴射装置によるショットの投射幅が前記線材の直径の１．５〜４．０倍であることが望ましく、この範囲以外では、所望の作用効果を得ることができない。
またなお、本発明においては、前記ショット遠心投射装置のショット投射端（インペラの先端）と前記線材の通過中心の間の距離が線材の直径の４〜１０倍であることが望ましく、また、前記ショット圧力噴射装置のショット噴射ノズルの先端と前記線材の通過中心の間の距離が線材の直径の２〜５倍であることが望ましい。この範囲以外では、所望の作用効果を得ることができない。
またなお、本発明においては、前記ショット遠心投射装置のショット投射端（インペラの先端）と前記線材の通過中心の間の距離が線材の直径の４〜１０倍であることが望ましく、また、前記ショット圧力噴射装置のショット噴射ノズルの先端と前記線材の通過中心の間の距離が線材の直径の２〜５倍であることが望ましい。この範囲以外では、所望の作用効果を得ることができない。
以上の説明から明らかなように本発明は、断面がほぼ円形状を成しかつ柔軟性を有する張架状態の金属線材にショットを投射してこの線材をショットブラストする方法であって、前記張架状態の線材の張架方向へ所要の間隔をおいて固定配設され、線材のほぼ中心に向けて弾性支持されかつ任意の方向に回転可能に構成され直径が線材のそれより大きいとともに硬度が線材のそれとほぼ同一または線材のそれより硬いほぼ球状の３個以上の支持部材によって構成された複数の揺れ止め装置により前記線材を挟持してショットの投射による線材の振れを小さく抑えながら、先細り状を成すブレードを備えかつこのブレードの長手方向の中心線のほぼ延長上に前記線材の中心が位置するショット遠心投射装置またはショット噴射ノズルの指向方向のほぼ延長上に前記線材の中心が位置するショット圧力噴射装置により、ショットを前記線材に投射するから、従来のこの種の装置のような、投射されるショットを制御する一対の投射ライナを不要にすることができるため、投射ライナの接触による線材の損傷の発生を未然に回避することができる上に、ショット遠心投射装置またはショット噴射ノズルと線材との間の距離の短縮により、線材に対するショットの投射率を可及的に高めることができるなどの優れた実用的効果を奏する。
以下、本発明を適用した線材のショットブラスト装置の実施形態について、図１〜図７に基づき詳細に説明する。図５および図６に示すように、本ショットブラスト装置は、研掃室を構成するキャビネット１と、このキャビネット１における線材Ｗの搬入口および搬出口、およびキャビネット１内に左右方向へ所要の間隔をおいて固定配設されかつ先細り状の貫通孔２を有する複数の案内部材３・３と、これら複数の案内部材３・３のうち中央部の案内部材３に固着されて、前記キャビネット１を左右方向に貫通して延びる線材Ｗを保持する第１揺れ止め装置４と、前記複数の案内部材３・３のうち前記キャビネット１の線材Ｗの搬入口および搬出口のものにそれぞれ固着された２組の第２揺れ止め装置５・５と、前記キャビネット１内を貫通する線材Ｗに向けてショットを投射する４基のショット遠心投射装置のインペラ６・６と、前記キャビネット１内を貫通する線材Ｗに所要大きさの張力を付与した状態で線材Ｗを左から右方向へ牽引する牽引手段（図示せず）とで構成してある。
そして、前記第１揺れ止め装置４は、図１に示すように、張架状態の線材Ｗのほぼ中心に向けて弾性支持されかつ任意の方向に回転可能に構成され、材質が特殊合金鋼、直径が４〜２５ｍｍおよび硬度がＨＶ４００〜１４００であるほぼ球状の４個の支持部材７・７と、嵩上げ部材８を介して設けられ前記４個の支持部材７・７のそれぞれを前記線材Ｗのほぼ中心に向けて弾性支持する４個の弾性支持手段としての板ばね９・９と、前記４個の支持部材７・７および前記４個の板ばね９・９を内装させた支持手段としての横置箱状の有蓋箱体１０と、で構成してあり、さらに、前記第１揺れ止め装置４においては、図２に示すように、前記４個の支持部材７・７で成る支持部材群７Ａ・７Ａが張架状態の線材Ｗの延びる方向へ３組連なっていて、１個の前記板ばね９は、前記３組の支持部材群７Ａ・７Ａにおける各１個の支持部材７、すなわち３個の支持部材７・7を同時に弾性支持するようになっている。また、前記４個の支持部材７・７間に前記線材Ｗが貫通した時、前記４個の支持部材７・７および前記４個の板ばね９・９が図３に示すような状態になって、前記４個の支持部材７・７は前記線材Ｗをこれの中心に向けて押圧するようになっている。
また、前記有蓋箱体１０における左・右側壁には、前記４個の支持部材７・７が画成する空間のほぼ中心位置を前記線材Ｗが貫通可能な２個の開口１１・１１が、また下側壁にはショットの排出孔１２がそれぞれ設けてある。また前記有蓋箱体１０の左側壁の外周部にはフランジ１３が形成してあって、前記有蓋箱体１０はフランジ１３を介して前記案内部材３に取り付けてある。
なお、前記支持部材７は、直径が線材Ｗのそれより大きいため、前記有蓋箱体１０の開口１１・１１から出ることはない。
なお、前記支持部材７は、直径が線材Ｗのそれより大きいため、前記有蓋箱体１０の開口１１・１１から出ることはない。
また、前記第２揺れ止め装置５における支持部材７も、図２に示す前記第１揺れ止め装置４と同様に、前記線材Ｗを挟持する４個の支持部材７・７で成る支持部材群７Ａ・７Ａを前記線材Ｗの延びる方向である左右方向へ三重に連ねて設けてあり、しかも、二段目の支持部材群７Ａは、１個の支持部材７が一段目または三段目の支持部材群７Ａにおける２個の前記支持部材７・７の間にほぼ位置するように前記線材Ｗを中心に所要角度回転させて配置した構造になっていて、前記線材Ｗを保持するとともに投射されたショットが前記キャビネット１外へ飛び出すのを阻止することができるようになっている。
なお、制作上の観点から、前記嵩上げ部材８、前記板ばね９、および前記有蓋箱体１０は、それぞれ前記線材Ｗが延びる方向へ３分割された構造になっている。
なお、制作上の観点から、前記嵩上げ部材８、前記板ばね９、および前記有蓋箱体１０は、それぞれ前記線材Ｗが延びる方向へ３分割された構造になっている。
また、前記インペラ６のブレードが先細り状を成しかつこのブレードの長手方向の中心線のほぼ延長上に前記線材Ｗの中心が位置し、かつ前記インペラ６のショットの投射幅が前記線材Ｗの直径の１．５〜４．０倍になっている。
また、前記インペラ６のブレードの先端であるショット投射端と前記線材Ｗの通過中心の間の距離が線材Ｗの直径の４〜１０倍になっている。
さらに、前記４基のインペラ６・６は、前記線材Ｗが延びる方向へ所要の間隔をおいて設けてあって、線材Ｗに対して前・後方向および上・下方向からショットを投射するようになっている。そして、前記４基のインペラ６・６から投射されたショットは、前記キャビネットの底部に装着されたスクリュコンベヤ１４およびバケットエレベータ１５によって回収され、続いて図示しない慣用の分離装置によって不純物を除去されたのち再び前記４基のインペラ６・６にそれぞれ供給されるようになっている。
また、前記インペラ６のブレードの先端であるショット投射端と前記線材Ｗの通過中心の間の距離が線材Ｗの直径の４〜１０倍になっている。
さらに、前記４基のインペラ６・６は、前記線材Ｗが延びる方向へ所要の間隔をおいて設けてあって、線材Ｗに対して前・後方向および上・下方向からショットを投射するようになっている。そして、前記４基のインペラ６・６から投射されたショットは、前記キャビネットの底部に装着されたスクリュコンベヤ１４およびバケットエレベータ１５によって回収され、続いて図示しない慣用の分離装置によって不純物を除去されたのち再び前記４基のインペラ６・６にそれぞれ供給されるようになっている。
このように構成したものは、図７に示すように、ショットブラストすべき線材Ｗを、線材搬入側の第２揺れ止め装置５、複数の案内部材３・３、第１揺れ止め装置４および線材搬出側の第２揺れ止め装置５を貫通させたのち、この線材Ｗに張力を付与した状態で線材Ｗを牽引して移動させる。なお、線材Ｗは案内部材３における先細り状の貫通孔２によって案内されたのち球状の支持部材７・７間に挿入されるようにして第２揺れ止め装置５および第１揺れ止め装置４を貫通されるため、この線材Ｗの貫通作業を容易に行うことができる。
こうして第２揺れ止め装置５、第１揺れ止め装置４等を貫通した線材Ｗを牽引いて移動させながら、インペラ６・６によって線材Ｗにショットを投射する。すると、ショットの投射を受けて線材Ｗが揺れを起こそうとするが、特に、２個の第２揺れ止め装置５・５および第１揺れ止め装置４において板ばね９・９の変形による押圧力を受けた支持部材７・７が線材Ｗを狭持し、これに伴って、線材Ｗは揺れの発生を抑制あるいは防止される。
この結果、インペラ６・６によって投射されたショットは線材Ｗに効率良く当たることになる。また、線材Ｗと支持部材７・７とはいわゆる点接触をしているとともに、支持部材７・７は回転可能であるため、線材Ｗと支持部材７・７との間にはショットは入り込まず、仮に入り込んでも直ちに排出される。したがって、線材は損傷されることはない。そして、第１揺れ止め装置４および線材第２揺れ止め装置５の各有蓋箱体１０内に進入したショットは、排出孔１２から排出される。
この結果、インペラ６・６によって投射されたショットは線材Ｗに効率良く当たることになる。また、線材Ｗと支持部材７・７とはいわゆる点接触をしているとともに、支持部材７・７は回転可能であるため、線材Ｗと支持部材７・７との間にはショットは入り込まず、仮に入り込んでも直ちに排出される。したがって、線材は損傷されることはない。そして、第１揺れ止め装置４および線材第２揺れ止め装置５の各有蓋箱体１０内に進入したショットは、排出孔１２から排出される。
なお、支持部材７・７がほぼ球状である上に弾性支持されかつ回転可能に構成されているため、支持部材７・７と線材Ｗとの間に進入したショットは、線材Ｗの表面に害を与えることなくこれらの間から直ぐに出て落下し、しかも、線材Ｗが局部的に曲がり、張架状態で第１揺れ止め装置４内に入っても、第１揺れ止め装置４によって抵抗が増加したり損傷されたりすることなく、線材Ｗは第１揺れ止め装置４を容易に通過することができる。
以上の現象を、例えば、直径７．５ｍｍの鋼製の線材Ｗを、５０〜７０ｋｇの張力を付与して送り速度６０ｍ／ｍｉｎで送るとともに、この線材Ｗに、粒径０．３ｍｍのショットを投射速度６５ｍ／ｓｅｃで投射して、上述の第１揺れ止め装置４および第２揺れ止め装置５・５がない場合と比較したところ、第１揺れ止め装置４および第２揺れ止め装置５・５がある場合の線材Ｗの揺れは直径７．５ｍｍ＋５ｍｍであったが、第１揺れ止め装置４および第２揺れ止め装置５・５がない場合には、直径７．５ｍｍ＋２５ｍｍであった。
４ 第１揺れ止め装置
５ 第２揺れ止め装置
６ ショット遠心投射装置のインペラ
５ 第２揺れ止め装置
６ ショット遠心投射装置のインペラ
Claims (4)
- 断面がほぼ円形状を成しかつ柔軟性を有する張架状態の金属線材にショットを投射してこの線材をショットブラストする方法であって、
前記張架状態の線材の張架方向へ所要の間隔をおいて固定配設され、線材のほぼ中心に向けて弾性支持されかつ任意の方向に回転可能に構成され直径が線材のそれより大きいとともに硬度が線材のそれとほぼ同一または線材のそれより硬いほぼ球状の３個以上の支持部材によって構成された複数の揺れ止め装置により前記線材を挟持してショットの投射による線材の振れを小さく抑えながら、
先細り状を成すブレードを備えかつこのブレードの長手方向の中心線のほぼ延長上に前記線材の中心が位置するショット遠心投射装置またはショット噴射ノズルの指向方向のほぼ延長上に前記線材の中心が位置するショット圧力噴射装置により、ショットを前記線材に投射することを特徴とする線材のショットブラスト方法。 - 請求項１に記載の線材のショットブラスト方法において、
前記ショット遠心投射装置または前記ショット圧力噴射装置によるショットの投射幅が前記線材の直径の１．５〜４．０倍であることを特徴とする線材のショットブラスト方法。 - 請求項１または２に記載の線材のショットブラスト方法において、
前記ショット遠心投射装置のショット投射端と前記線材の通過中心の間の距離が線材の直径の４〜１０倍であることを特徴とする線材のショットブラスト方法。 - 請求項１または２に記載の線材のショットブラスト方法において、
前記ショット圧力噴射装置のショット噴射ノズルの先端と前記線材の通過中心の間の距離が線材の直径の２〜５倍であることを特徴とする線材のショットブラスト方法。
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