JP2022121155A - ブラスト加工装置及び定量供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噴射する研磨材の量が増減することを抑制し、且つ良好にブラスト加工を行うことができる技術を提供する。【解決手段】ブラスト加工装置は、貯留容器、定量供給装置、及びブラスト加工用のノズルを備える。貯留容器は、研磨材を貯留する。定量供給装置は、貯留容器から研磨材を供給する。ノズルは、定量供給装置から供給される研磨材を圧縮空気と共に噴射する。定量供給装置は、ケーシング及びスクリュを有する。ケーシングは、水平方向に沿って延在し内部に空間を画成し空間と貯留室とを連通する導入口と導入口から水平方向に離間した位置において下方に向けて開口された供給口とを有する。スクリュは、ケーシングに収容され、水平方向に沿って延在する回転軸を有し、回転軸を中心として回転することによって空間内の研磨材を導入口から供給口に向けて搬送する。スクリュは、鉛直方向において供給口と重ならないようにケーシングに収容される。【選択図】図１

Description

本開示は、ブラスト加工装置及び定量供給装置に関する。

研磨材と気体からなる固気二相流を噴射ノズルより被加工物に向けて噴射して表面処理を行うブラスト加工は、広く知られている。ブラスト加工は、鋳造品のスケール除去や湯じわ消し、錆取り、塗装皮膜の除去、下地処理、などに用いられる。さらに、近年では電子部品の微細加工や平滑仕上げなど、高い加工精度が要求される用途でも、ブラスト加工が用いられている。

高い加工精度を実現するための一つの要件として、ノズルに対して研磨材を定量で安定して供給することが挙げられる。特許文献１には、定量の研磨材をノズルに供給する定量供給装置を備えるブラスト加工装置が記載されている。このブラスト加工装置は、研磨材が貯留されているタンクの下方部にスクリュが設けられ、スクリュポンプから排出された研磨材をバッファ装置により一時的に収容した後、研磨材供給経路を介して研磨材をノズルに供給する構成となっている。

特開平０７－３２８９２４号公報

特許文献１に開示されたブラスト加工装置では、バッファ装置によって、ブラスト加工用のノズルで発生した負圧（研磨材を吸引する吸引力）の変動やスクリュの変動が吸収され、ノズルに研磨材を供給する定量性を向上させている。しかし、このブラスト加工装置では、研磨材が供給されるための経路の圧力損失が高くなるため、負圧を高める必要がある。負圧はノズルに供給される圧縮空気の圧力に依存するため、必然的に従来より高い圧力の圧縮空気を供給する必要がある。本来、供給される圧縮空気の圧力は、ブラスト加工の目標とする表面状態に応じて設定されるものである。ここで、研磨材の吸引力に合わせて圧縮空気の圧力を設定した場合は、目標とする表面状態に加工できない場合がある。逆に、目標とする表面状態への加工に合わせて圧縮空気の圧力を設定した場合は、ノズルへの研磨材の供給量が不足したり研磨材の供給量が安定しなかったりする場合がある。即ち、特許文献１に開示されたブラスト加工装置では、目標とする表面状態を得るために必要な定量の研磨材を噴射できない恐れがある。そこで、本開示は、ブラスト加工装置において定量の研磨材を噴射する際に、噴射する研磨材の量が増減することを抑制できる技術を提供する。

本開示の一側面に係るブラスト加工装置は、貯留容器、定量供給装置、及びブラスト加工用のノズルを備える。貯留容器は、研磨材を貯留する貯留室を内部に画成する。定量供給装置は、貯留室から貯留容器の外部に研磨材を供給する。ノズルは、定量供給装置から供給される研磨材を圧縮空気と共に噴射する。定量供給装置は、ケーシング及びスクリュを有する。ケーシングは、水平方向に沿って延在し、内部に空間を画成する。また、ケーシングは、空間と貯留室とを連通する導入口と、導入口から水平方向に離間した位置において下方に向けて開口された供給口とを有する。スクリュは、ケーシングに収容され、水平方向に沿って延在する回転軸を有する。そして、スクリュは、回転軸を中心として回転することによって空間内の研磨材を導入口から供給口に向けて搬送する。スクリュは、鉛直方向において供給口と重ならないようにケーシングに収容される。

このブラスト加工装置では、研磨材は、貯留容器の内部に画成される貯留室から、定量供給装置のケーシングに導入される。定量供給装置では、研磨材は、スクリュの回転によってケーシングの下方に向けて開口される供給口に向かって搬送される。供給口において、供給口とスクリュとは鉛直方向において重ならないため、スクリュに滞積する研磨材は、供給口に落下しない。供給口から落下した研磨材は、圧縮空気と共にブラスト加工用のノズル（以降、単に「ノズル」と記す）から噴射される。供給口がケーシングの下方に向けて開口されているので、供給口からノズルまで距離を短くすることができる。その結果、研磨材の移送による噴射圧力の損失を抑えることができる。よって、このブラスト加工装置は、定量の研磨材を噴射する際に、噴射する研磨材の量が増減することを抑制し、且つ良好にブラスト加工を行うことができる。

一実施形態において、ブラスト加工装置は、給気部材を備えてもよい。この給気部材は、貯留室に収容され、空気源に接続され、空気源からの空気を給気する複数の気孔が設けられてもよい。この場合、貯留容器に貯留される研磨材は、空気を給気されて流動化する。このブラスト加工装置は、研磨材が貯留容器の内壁に付着し、ブリッジング（棚吊り）を抑制できる。

一実施形態において、ブラスト加工装置は、接続配管を備えてもよい。この接続配管は、ノズルとケーシングの供給口とを接続してもよい。ノズルは、ケーシングとの相対的な位置関係が固定されるように設けられてもよい。この場合、ノズルの姿勢はケーシングの位置に限定されるため、接続配管はノズルに追従して変形しなくなる。このため、このブラスト加工装置は、接続配管の変形に伴って研磨材の流れが変化することを回避できる。よって、このブラスト加工装置は、噴射する研磨材の量が増減することを抑制できる。

一実施形態において、ノズルは、ノズルボディと、空気ノズルと、噴射ノズルと、を含んでもよい。ノズルボディは、定量供給装置からノズルに向かって研磨材を移送する経路に連結されてもよい。空気ノズルは、ノズルボディの内部に圧縮空気を導入して研磨材をノズルボディの内部に吸引する気流を発生させてもよい。噴射ノズルは、ノズルボディの内部に移送された研磨材を圧縮空気と共に噴射してもよい。そして、この気流の発生に伴い発生した圧力損失が０．１ｋＰａ以下となるようにノズルが配置されてもよい。

一実施形態において、ブラスト加工装置は、規制板を備えてもよい。この規制板は、厚さ方向に貫通する開口が形成され、ケーシングの内部を仕切るようにスクリュの先端と供給口との間に配置されてもよい。この場合、スクリュに搬送された研磨材は、規制板に押し付けられる。これにより、規制板の開口を通過した研磨材は、所定のかさ密度まで圧縮される。よって、このブラスト加工装置は、ノズルに送り出す研磨材のかさ密度を安定させることができる。

一実施形態において、ブラスト加工装置は、規制板を備えてもよい。この規制板は、ケーシングの内壁との間に隙間を形成するようにスクリュの先端に固定されてもよい。この場合、スクリュに搬送された研磨材は、規制板に押し付けられる。これにより、規制板とケーシングの内壁との間に形成される隙間を通過した研磨材は、所定のかさ密度まで圧縮される。よって、このブラスト加工装置は、ノズルに送り出す研磨材のかさ密度を安定させることができる。

一実施形態において、ブラスト加工装置は、移動機構を備えてもよい。この移動機構は、貯留容器、定量供給装置、及びノズルがユニットを構成し、被加工物に対してユニットを相対的に移動させてもよい。このブラスト加工装置は、ノズルと定量供給装置とをユニット化させた状態で被加工物に対してブラスト加工を施すことができる。

本開示の他の側面に係る定量供給装置は、ケーシング及びスクリュを備える。ケーシングは、水平方向に沿って延在し、内部に空間を画成する。また、ケーシングは、研磨材を空間へ導入するための導入口と、導入口から水平方向に離間した位置において下方に向けて開口された供給口とを有する。スクリュは、ケーシングに収容され、水平方向に沿って延在する回転軸を有する。そして、スクリュは、回転軸を中心として回転することによって空間内の研磨材を導入口から供給口に向けて搬送する。スクリュは、鉛直方向において供給口と重ならないようにケーシングに収容される。

この定量供給装置では、研磨材は、スクリュの回転によってケーシングの下方に向けて開口される供給口に向かって搬送される。供給口において、供給口とスクリュとは鉛直方向において重ならないため、スクリュに滞積する研磨材は、供給口に落下しない。供給口から落下した研磨材は、圧縮空気と共にブラスト加工用のノズルから噴射される。よって、この定量供給装置は、ブラスト加工装置へ定量の研磨材を供給する際に研磨材の量が増減することを抑制できる。

本開示に係る技術によれば、噴射する研磨材の量が増減することを抑制し、且つ良好にブラスト加工を行うことができる。

実施形態に係る定量供給装置を備えるブラスト加工装置の一例を示す全体図である。 変形例に係るブラスト加工装置の一部を示す概要図である。 他の変形例に係るブラスト加工装置の一部を示す概要図である。 規制板の変形例を示す概要図である。 規制板の他の変形例を示す概要図である。 規制板の他の変形例を示す概要図である。 実施例に係るブラスト加工装置を示す全体図である。

以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。「上」「下」「左」「右」の語は、図示する状態に基づくものであり、便宜的なものである。

［ブラスト加工装置の構成］
図１は、実施形態に係る定量供給装置を備えるブラスト加工装置の一例を示す全体図である。図１に示されるブラスト加工装置１は、研磨材Ｍを噴射する装置であり、いわゆる吸引式（重力式）のブラスト加工装置として構成される。図１に示されるように、ブラスト加工装置１は、貯留容器１０、定量供給装置２０、及びノズル３０を備える。貯留容器１０は、内部に研磨材Ｍを貯留する貯留室Ｓを画成し、研磨材Ｍを貯留する。
貯留容器１０は、定量供給装置２０と接続される。

定量供給装置２０は、貯留容器１０に貯留された研磨材Ｍを外部へ送り出す装置である。定量供給装置２０は、いわゆるスクリュフィーダーであり、貯留容器１０に貯留された研磨材Ｍを定量で連続的に送り出す。定量供給装置２０は、貯留容器１０の下方に配置される。定量供給装置２０は、その一部が貯留容器１０の下部に収容されてもよい。定量供給装置２０は、ケーシング２１と、ケーシング２１に収容されるスクリュ２４とを有する。

ケーシング２１は、水平方向に沿って延在する中空筒状の部材である。ケーシング２１の内部には、空間Ｖが画成される。ケーシング２１は、貯留容器１０の貯留室Ｓと空間Ｖとを連通する導入口２２を有する。導入口２２は、例えば上方に向けて開口される。研磨材Ｍは、導入口２２を介して貯留容器１０の貯留室Ｓから定量供給装置２０の空間Ｖへ導入される。ケーシング２１は、導入口２２から水平方向に離間した位置において供給口２３を有する。供給口２３は、ケーシング２１の下方に向けて開口される。供給口２３は、スクリュ２４によって搬送される研磨材Ｍが落下するようにケーシング２１の下部に形成される。供給口２３は、研磨材Ｍを落下させてノズル３０へ送り出す。

スクリュ２４は、ケーシング２１の内部の空間Ｖに収容される。スクリュ２４は、回転軸２４ａ及び羽根２４ｂを有する。回転軸２４ａは、ケーシング２１に収容され、水平方向に沿って延在する。羽根２４ｂは、互いに隣り合う２つの羽根２４ｂが所定の間隔で並ぶように螺旋状に回転軸２４ａの外周面に固定される。スクリュ２４は、第１軸受部２６ａ及び第２軸受部２６ｂに回転可能に支持される。第１軸受部２６ａ及び第２軸受部２６ｂは、軸受と軸受の支持部とを含む部材である。スクリュ２４は、モータ２５に連結されて回転軸２４ａを中心に回転駆動する。隣り合う２つの羽根２４ｂの間に入り込んだ研磨材Ｍは、スクリュ２４の回転駆動によってケーシング２１の供給口２３へ搬送される。

スクリュ２４は、鉛直方向において供給口２３と重ならないようにケーシング２１に収容される。例えば、スクリュ２４が導入口２２の近傍で第１軸受部２６ａ及び第２軸受部２６ｂに片持ちで回転可能に支持される場合、スクリュ２４は、鉛直方向において供給口２３と重ならない位置まで、導入口２２から供給口２３へ向かって延在する。換言すれば、スクリュ２４は、供給口２３の上方には存在しない。

ケーシングの供給口２３は、接続配管３１を介してノズル３０と接続される。接続配管３１は、供給口２３から送り出された研磨材Ｍをノズル３０へ移送する。接続配管３１は、内部に研磨材Ｍを移送可能な流路を画成する。接続配管３１は、例えば、樹脂製のホース又は金属製の配管などである。

ノズル３０は、接続配管３１から供給される研磨材Ｍを圧縮空気と共に噴射する。ノズル３０は、ノズルボディ３０ａ、ノズルボディの一端側から挿入された空気ノズル３０ｂ、ノズルボディの他端側に挿入された噴射ノズル３０ｃ、を備える。圧縮空気は、空気ノズル３０ｂに接続される空気配管３２からノズルボディ３０ａの内部に供給される。空気ノズル３０ｂから噴射された圧縮空気によるエジェクタ現象によって、ノズルボディ３０ａの内部で負圧が発生する。ノズルボディ３０ａの内部で発生した負圧は、ノズルボディ３０ａに接続される接続配管３１に気流を発生させる。研磨材Ｍは、接続配管３１に発生する気流によって供給口２３からノズルボディ３０ａに移送される。移送された研磨材Ｍは、ノズルボディ３０ａの内部で圧縮空気と混合される。噴射ノズル３０ｃより、研磨材Ｍは圧縮空気との固気二相流としてワークＷへ噴射される。

ワークＷは、ブラスト加工の対象となる被加工物である。一例として、ワークＷは、ガラス、シリコン、セラミックス、等の硬脆材料、又は各種金属、又はＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）材料やＧＦＲＰ（GlassFiber Reinforced Plastics）などの複合材料である。ワークＷは、テーブル３３に載置される。

テーブル３３は、ブラスト加工の間、載置されるワークＷを固定する台である。例えば、テーブル３３は、ワークＷを吸着する載置面を有する。テーブル３３は、ノズル３０の噴射方向と交差するように配置される。テーブル３３は、ワークＷの位置をノズル３０に対して相対的に移動させてもよい。

処理容器３は、内部に加工室Ｐを画成し、ノズル３０、ワークＷ及びテーブル３３を収容する。ブラスト加工は加工室Ｐで行われる。圧縮空気の固気二相流としてワークＷへ噴射された研磨材Ｍは、ワークＷの切削粉と共に加工室Ｐの下部へ落下する。加工室Ｐの下部へ落下した研磨材Ｍ及びワークＷの切削粉は、回収配管１２に回収される。回収配管１２は、処理容器３の加工室Ｐと分級機構１１とを接続する。

分級機構１１は、回収配管１２を通じて、加工室Ｐの下部へ落下した研磨材Ｍ及びワークＷの切削粉を回収する。分級機構１１は、回収した研磨材Ｍ及びワークＷの切削粉を分離する。分級機構１１は、例えば、サイクロン式の分級機である。分級機構１１は、再利用が可能な研磨材Ｍと、再利用が不可能な研磨材Ｍ及びワークＷの切削紛とを分離する。再利用が可能な研磨材Ｍは、貯留容器１０へ戻される。再利用が不可能な研磨材Ｍ及びワークＷの切削紛は、集塵機２に回収される。

集塵機２は、再利用が不可能な研磨材Ｍ及びワークＷの切削紛を回収する装置である。集塵機２は、分級機構１１に接続される。集塵機２は、負圧を発生させる。集塵機２の負圧は、分級機構１１及び分級機構１１に接続される回収配管１２に気流を発生させる。再利用が不可能な研磨材Ｍ及びワークＷの切削紛は、気流に乗って集塵機２へ吸引される。吸引された再利用が不可能な研磨材Ｍ及びワークＷの切削紛は、例えば、フィルタなどによって集塵機２に回収される。

ブラスト加工装置１は、制御装置４によって制御される。制御装置４は、例えばＰＬＣ（ProgrammableLogic Controller）として構成される。制御装置４は、ＣＰＵ（Central ProcessingUnit）などのプロセッサと、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリと、タッチパネル、マウス、キーボード、ディスプレイなどの入出力装置と、ネットワークカードなどの通信装置とを含むコンピュータシステムとして構成されてもよい。制御装置４は、メモリに記憶されているコンピュータプログラムに基づくプロセッサの制御のもとで各ハードウェアを動作させることにより、制御装置４の機能を実現する。例えば、制御装置４は、空気配管３２から供給される圧縮空気の圧力を制御する。制御装置４は、定量供給装置２０が送り出す研磨材Ｍの量を制御する。制御装置４は、研磨材Ｍの噴射量、研磨材Ｍを吹き付ける圧力、及びノズル３０とワークＷとの間の位置関係の少なくとも何れか一つを制御してもよい。

以上、実施形態に係るブラスト加工装置１及び定量供給装置２０によれば、研磨材Ｍは、貯留容器１０の内部に画成される貯留室Ｓから、定量供給装置２０のケーシング２１に導入される。定量供給装置２０では、研磨材Ｍは、スクリュ２４の回転によってケーシング２１の下方に向けて開口される供給口２３に向かって搬送される。供給口２３において、供給口２３とスクリュ２４とは鉛直方向において重ならないため、スクリュ２４に滞積する研磨材Ｍは、供給口２３に落下しない。供給口２３から落下した研磨材Ｍは、圧縮空気と共にブラスト加工用のノズル３０から噴射される。よって、このブラスト加工装置１及び定量供給装置２０は、噴射する研磨材の量が増減することを抑制できる。

本開示のブラスト加工装置１は、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。

［定量供給装置とノズルとの接続の変形例］
図２は、変形例に係るブラスト加工装置の一部を示す概要図である。図２に示されるブラスト加工装置においては、ノズル３０は、ケーシング２１との相対的な位置関係が固定されるようにケーシング２１の供給口２３に接続される。例えば、ノズル３０が金属製の接続配管３１によって供給口２３と接続されることで、ノズル３０とケーシング２１との間の相対的な位置関係が固定される。あるいは、フレーム部材（不図示）にノズル３０及び定量供給装置２０が固定されることで、ノズル３０とケーシング２１との間の相対的な位置関係が固定されてもよい。フレーム部材にノズル３０及び定量供給装置２０が固定される場合、接続配管３１は、樹脂製のホースとしてもよい。

ケーシング２１の供給口２３からノズル３０へ研磨材Ｍが移送される経路では圧力損失が発生する。圧力損失は、流路を形成する接続配管３１と流路を流れる気流との間で発生する摩擦損失である。気流によって接続配管３１の内部を移送される研磨材Ｍの流量は、圧力損失に応じて変化する。この圧力損失は、流路の全長及び形状に応じて変化する。流路の全長が伸びる場合、又は流路が湾曲する場合に、圧力損失は増加する。例えば、ノズル３０とケーシング２１との相対的な位置関係が変化する場合、流路の全長及び形状はノズル３０とケーシング２１との相対的な位置関係に応じて変化する。この場合、圧力損失の増減によって、ノズル３０へ移送される研磨材Ｍの流量は変動する。ノズル３０とケーシング２１との間の相対的な位置関係が固定されることで、ケーシング２１の供給口２３とノズル３０との間の研磨材Ｍが移送される流路が変形することが回避され、ノズル３０へ移送される研磨材Ｍの流量が安定する。

また、噴射ノズルから噴射される研磨材を定量供給装置から誘引する際の経路の圧力損失が大きいと、研磨材Ｍを十分に吸引することができない。圧力損失が大きくなる位置にノズル３０が配置された場合は、研磨材Ｍを十分に吸引できるような負圧（吸引力）を得るため、ノズル３０に導入する圧縮空気の圧力を更に高める必要がある。しかし、研磨材Ｍを噴射する圧力も高まるため、必然的にブラスト加工の能力も向上することになる。その結果、目標とする表面状態に対して、ブラスト加工が過剰な加工となる場合がある。従って、研磨材Ｍを十分に吸引できるような負圧が得られるようにノズル３０を配置する必要がある。その為に、圧力損失が０．１ｋＰａ以下の範囲となるように、ノズル３０を配置する位置を調整してもよい。

図２に示されるブラスト加工装置においては、貯留容器１０、定量供給装置２０、及びノズル３０は、一体化して構成され、ユニット５を形成する。ユニット５は、貯留容器１０、定量供給装置２０、及びノズル３０を一体として移動可能な単位に構成した、ブラスト加工装置１の一部である。ユニット５においては、ノズル３０は、ケーシング２１との相対的な位置関係が固定されるようにケーシング２１の供給口２３へ接続配管３１を介して接続される。ユニット５及びワークＷは、処理容器３（図１参照）の内部に画成される加工室Ｐに収容される。

ブラスト加工装置は、ワークＷに対してユニット５を相対的に移動させる移動機構６０を備える。移動機構６０は、ワークＷに対してユニット５を相対的に移動させる。移動機構６０は、例えば、ユニット５の縦位置（Ｘ方向）、横位置（Ｙ方向）及び高さ位置（Ｚ方向）を変更する３軸直交ロボットとすることができる。研磨材Ｍを噴射するノズル３０の位置は、移動機構６０がユニット５を移動させる位置に応じて変化する。移動機構６０は、ワークＷの大きさ及びブラスト加工条件に基づいて、ユニット５の位置を変更する。

以上、図２に示されるブラスト加工装置においては、ノズル３０とケーシング２１との相対的な位置関係が固定される。この場合、研磨材Ｍが移送される流路の全長及び形状は、ブラスト加工中も含めて変化しない。ノズル３０の姿勢はケーシング２１の位置に限定されるため、接続配管３１はノズルに追従して変形しなくなる。このため、このブラスト加工装置は、接続配管３１の変形に伴って研磨材Ｍの流れが変化することを回避できるので、安定したブラスト加工を行う事ができる。さらに、図２に示されるブラスト加工装置においては、ワークＷの位置をノズル３０に対して相対的に移動させるテーブル３３を処理容器３に収容する必要がなくなるため、ワークＷをノズル３０に対して相対的に移動させるブラスト加工装置と比べて、小型化できる。

［貯留容器及び定量供給装置の変形例］
図３は、他の変形例に係るブラスト加工装置の一部を示す概要図である。図３に示されるブラスト加工装置は、貯留容器１０に収容される給気部材４０を備える。

給気部材４０は、貯留容器１０に貯留される研磨材Ｍを導入口２２へ流れやすくする部材である。給気部材４０は、空気源４１に接続され、空気源４１からの空気を給気する複数の気孔が設けられる。給気部材４０は、一例として焼結金属であり多孔質の部材である。空気源４１は、例えば、送風機、圧縮機、ブロアなどである。

給気部材４０に貯留される研磨材Ｍは、給気部材４０からの給気によって流動性が増加する。粉体の流動性とは、粉体の流れやすさである。流動性が高い粉体は、液相に近い挙動を示す。流動性が低い粉体は、固相に近い挙動を示す。粉体の流動性は、粉体が含む空気の量、粉体を構成する粒子径及び粒子の物性などに基づいて定まる。貯留容器１０に貯留される研磨材Ｍは、給気部材４０の気孔から空気が給気されて流動性が向上する。このブラスト加工装置は、研磨材Ｍが貯留容器１０の内部に付着することを抑制できる。

図３に示されるブラスト加工装置は、ケーシング２１の内部を仕切るようにスクリュ２４の先端と供給口２３との間に配置される規制板５０を備える。規制板５０は、ケーシング２１の内部の研磨材Ｍのかさ密度を一定にするための部材である。規制板５０は、例えば円盤部材である。規制板５０は、一例として、スクリュ２４の先端に固定される。規制板５０には、厚さ方向に貫通する開口が形成される。規制板５０の厚さ方向は、ケーシング２１の水平方向に一致する。開口は、スクリュ２４に搬送される研磨材Ｍが通過可能に設けられる。開口は、規制板５０に所定の間隔で複数形成されてもよい。

貯留容器１０に貯留されている研磨材Ｍのうち一定量の研磨材Ｍが導入口２２からケーシング２１の内部に導入される。研磨材Ｍは、スクリュ２４の回転によって供給口２３に向かって搬送される。研磨材Ｍが規制板５０に達すると、スクリュ２４に搬送された研磨材Ｍは、規制板５０に押し付けられる。これにより、規制板５０の開口を通過した研磨材Ｍは、所定のかさ密度まで圧縮される。よって、このブラスト加工装置１は、ノズル３０に送り出す研磨材Ｍのかさ密度を安定させることができる。

［規制板の他の変形例］
ブラスト加工装置１は、ケーシング２１の内壁との間に隙間を形成するようにスクリュ２４の先端に固定される規制板５０を備えてもよい。この場合、規制板５０には開口が形成されなくてもよい。スクリュ２４に搬送された研磨材Ｍは、規制板５０に押し付けられる。これにより、規制板５０とケーシング２１の内壁との間に形成される隙間を通過した研磨材Ｍは、所定のかさ密度まで圧縮される。よって、このブラスト加工装置１は、ノズル３０に送り出す研磨材のかさ密度を安定させることができる。

図４は、規制板の変形例を示す概要図である。図４に示されるように、規制板５０は、スクリュ２４の先端と供給口２３との間の位置において、ケーシング２１の内側に固定されてもよい。つまり、規制板５０は、スクリュ２４と共に回転しなくてもよい。

図５は、規制板５０の他の変形例を示す概要図である。図５に示されるように、規制板５０は、スクリュ２４の先端と供給口２３との間の位置において、ケーシング２１の内側に第２軸受部２６ｂと一体に設けられてもよい。この場合、第２軸受部２６ｂの軸受支持部に開口が設けられる。スクリュ２４は、導入口２２の近傍の第１軸受部２６ａと供給口２３の近傍の第２軸受部２６ｂ（規制板５０）とに両持ちで回転可能に支持される。

図６は、規制板５０の他の変形例を示す概要図である。図６に係るブラスト加工装置１は、スクリュ２４の先端に固定される規制板５０、及びスクリュ２４の先端と供給口２３との間の位置において、ケーシング２１の内側に第２軸受部２６ｂと一体に設けられる規制板５０（第２軸受部２６ｂ）を備える。スクリュ２４は、導入口２２の近傍の第１軸受部２６ａと供給口２３の近傍の第２軸受部２６ｂ（規制板５０）とに両持ちで回転可能に支持される。スクリュ２４の回転軸２４ａは、第２軸受部２６ｂ（規制板５０）を超えて延在する。スクリュ２４の先端に固定される規制板５０は、第２軸受部２６ｂ（規制板５０）よりも供給口２３の近傍に配置される。

［その他の変形例］
ノズル３０は、ケーシング２１の導入口２２との相対的な位置関係が固定されるように供給口２３に接続されなくてもよい。貯留容器１０、定量供給装置２０、及びノズル３０は、ユニット５を構成しなくてもよい。ブラスト加工装置１は、ワークＷに対してユニット５を相対的に移動させる移動機構６０を備えなくてもよい。

ブラスト加工装置１は、貯留容器１０に収容され、空気源４１に接続され、空気源４１からの空気を給気する複数の気孔が設けられた給気部材４０を備えなくてもよい。ブラスト加工装置１は、厚さ方向に貫通する開口が形成され、ケーシング２１の内部を仕切るようにスクリュ２４の先端と供給口２３との間に配置される規制板５０を備えなくてもよい。ブラスト加工装置１は、ケーシング２１の内部との間に隙間を形成するようにスクリュ２４の先端に固定される規制板５０を備えなくてもよい。

ブラスト加工装置１は、直圧式のブラスト加工装置であってもよい。ブラスト加工装置１は、湿式のブラスト加工装置であってもよい。研磨材Ｍを再使用しない場合、ブラスト加工装置１は、分級機構１１及び集塵機２を備えていなくてもよい。この場合、作業者が貯留容器１０に研磨材Ｍを供給してもよい。

移動機構６０は、直交ロボットに限定されない。移動機構６０は、例えば、多関節ロボット、パラレルリンクロボット及びスカラーロボットであってもよい。

［ノズルの配置及びブラスト条件の検証］
研磨材を定量供給装置から誘引する際の経路における圧力損失が０．１ｋＰａ以下となるようなノズル３０の配置及びブラスト条件を検討した。
［実施例］
図７に示されるブラスト加工装置１Ａを用いた。ブラスト加工装置１Ａでは、ノズル３０は、定量供給装置２０の下方に配置した。ノズル３０は、ブラスト加工装置１のノズル３０と同一である。噴射ノズル３０ｃの口径は、直径がφ８ｍｍである。接続配管３１を用いてノズルボディ３０ａと定量供給装置２０とを接続した。その他の構成は、図１に示されるブラスト加工装置１と同一である。ブラスト条件として、噴射圧力を１５０～６００ｋＰａに設定し、研磨材Ｍとして新東工業株式会社製のグリーンカーボランダムＧＣ＃６００を使用した。接続配管３１の上流及び下流に圧力センサを設け、ブラスト加工中において得られた圧力センサの検出結果の差分を接続配管３１の圧力損失とした。また、ノズル３０からの噴射量を測定した。結果を表１に示す。
［比較例］
図７に示されるブラスト加工装置１Ａにおいて、定量供給装置の配置位置と、定量供給装置からノズルまでの供給路の長さとを変更した。定量供給装置は、ノズル３０よりも下方に位置するように配置した。接続配管３１に替えて、接続配管３１よりも１０倍以上の長さを有するホースを用いた。ブラスト条件として、噴射圧力を５０～６００ｋＰａに設定した。その他のブラスト条件は実施例と同一である。ブラスト加工中において得られた圧力センサの検出結果の差分をホースの圧力損失とした。また、ノズル３０からの噴射量を測定した。結果を表１に示す。

表１は、圧力損失の測定結果を示す表である。表１に示されるように、実施例では、噴射圧力が５０～６００ｋＰａの範囲において、圧力損失が０．１ｋＰａ以下となることが確認された。噴射圧力が５０ｋＰａの場合、研磨材Ｍの噴射量が５００ｇ／ｍｉｎとなり、圧力損失は０．１ｋＰａ以下となった。即ち、実施例では圧力損失が少ないため、極めて低い圧力であっても研磨材Ｍが安定して噴射されることが確認された。比較例では、噴射圧力が１５０～６００ｋＰａの範囲において、圧力損失が０．１ｋＰａより大きくなることが確認された。噴射圧力が１５０ｋＰａの場合、研磨材Ｍの噴射量が１５０ｇ／ｍｉｎとなり、圧力損失は０．１ｋＰａより大きくなった。これは、比較例では圧力損失が大きいため、極めて低い圧力では研磨材Ｍの噴射が脈動を起こし、最低使用可能圧力が高くなることを示している。このため、比較例では、低圧条件下では研磨材Ｍが安定して噴射されず、また、最低使用可能圧力においても少量しか安定して噴射されないことが確認された。

１…ブラスト加工装置、１０…貯留容器、２０…定量供給装置、２１…ケーシング、２２…導入口、２３…供給口、２４…スクリュ、２４ａ…回転軸、３０…ノズル、３０ａ…ノズルボディ、３０ｂ…空気ノズル、３０ｃ…噴射ノズル、３１…接続配管、４０…給気部材、４１…空気源、５０…規制板、６０…移動機構、Ｍ…研磨材、Ｓ…貯留室、Ｖ…空間。

Claims (8)

1. 研磨材を噴射するブラスト加工装置であって、
   前記研磨材を貯留する貯留室を内部に画成する貯留容器と、
   前記貯留室から前記貯留容器の外部に前記研磨材を供給する定量供給装置と、
   前記定量供給装置から供給される前記研磨材を圧縮空気と共に噴射するブラスト加工用のノズルと、
   を備え、
   前記定量供給装置は、
   水平方向に沿って延在し、内部に空間を画成し、前記空間と前記貯留室とを連通する導入口と、前記導入口から水平方向に離間した位置において下方に向けて開口された供給口とを有するケーシングと、
   前記ケーシングに収容され、水平方向に沿って延在する回転軸を有し、前記回転軸を中心として回転することによって前記空間内の前記研磨材を前記導入口から前記供給口に向けて搬送するスクリュと、
   を有し、
   前記スクリュは、鉛直方向において前記供給口と重ならないように前記ケーシングに収容される、ブラスト加工装置。
2. 前記貯留室に収容され、空気源に接続され、前記空気源からの空気を給気する複数の気孔が設けられた給気部材を備える、請求項１に記載のブラスト加工装置。
3. 前記ノズルと前記ケーシングの供給口とを接続する接続配管を備え、
   前記ノズルは、前記ケーシングとの相対的な位置関係が固定されるように設けられる、
   請求項１又は２に記載のブラスト加工装置。
4. 前記ノズルは、前記定量供給装置から前記ノズルに向かって前記研磨材を移送する経路に連結されるノズルボディと、前記ノズルボディの内部に前記圧縮空気を導入して前記研磨材を前記ノズルボディの内部に吸引する気流を発生させる空気ノズルと、前記ノズルボディの内部に移送された前記研磨材を前記圧縮空気と共に噴射する噴射ノズルと、を含み、
   前記気流の発生に伴い発生した圧力損失が０．１ｋＰａ以下となるように前記ノズルが配置される、請求項１～３の何れか一項に記載のブラスト加工装置。
5. 厚さ方向に貫通する開口が形成され、前記ケーシングの内部を仕切るように前記スクリュの先端と前記供給口との間に配置される規制板を備える、請求項１～４の何れか一項に記載のブラスト加工装置。
6. 前記ケーシングの内壁との間に隙間を形成するように前記スクリュの先端に固定される規制板を備える、請求項１～４の何れか一項に記載のブラスト加工装置。
7. 前記貯留容器、前記定量供給装置、及び前記ノズルはユニットを構成し、
   被加工物に対して前記ユニットを相対的に移動させる移動機構を備える、
   請求項３に記載のブラスト加工装置。
8. ブラスト加工用のノズルに研磨材を供給する定量供給装置であって、
   水平方向に沿って延在し、内部に空間を画成し、前記研磨材を前記空間へ導入するための導入口と、前記導入口から水平方向に離間した位置において下方に向けて開口された供給口とを有するケーシングと、
   前記ケーシングに収容され、水平方向に沿って延在する回転軸を有し、前記回転軸を中心として回転することによって前記空間内の前記研磨材を前記導入口から前記供給口に向けて搬送するスクリュと、
   を備え、
   前記スクリュは、鉛直方向において前記供給口と重ならないように前記ケーシングに収容される、定量供給装置。

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