JP2024067076A - エアーブラスト機、及びエアーブラスト方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳物等の比較的大きな形状のワークに対して均等に研磨材を噴射して表面処理を行うことを課題とする。【解決手段】ワークに対して表面処理を行うエアーブラスト機であって、エアーとともに研磨材を噴射するノズル１ａ、１ｂと、前記ノズル１ａ、１ｂを少なくとも一の方向に移動させる移動機構と、前記ノズルを揺動方向に揺動させる揺動機構と、前記ワークを載置して回転可能なターンテーブル６と、を備えたことを特徴とするエアーブラスト機１００とした。【選択図】図４

Description

本発明は、ワーク表面を均等に表面処理できるエアーブラスト機、及びエアーブラスト方法に関するものである。

錆のついた金型等のワークに対して、錆の除去、彫刻、穴あけ等の表面処理をするためにノズルから微小な研磨材をエアーとともに噴射するエアーブラスト処理が行われている。

エアーブラスト処理においては、ワーク全面にできるだけ均等に研磨材を噴射するため、ノズルを揺動させたりする工夫が行われている。

特許文献１には、極微小なワークを回転テーブルに載置して回転させるとともに、研磨材を噴射するノズルを揺動させる事項が記載されている。

特許文献１：特開２００２－１１３６６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、極微小なワークに対しては効果を発揮するが、ワークが鋳物など比較的大きく立体的な形状の場合等では、十分にワーク全面に均等に研磨材を噴射することができない恐れがあるという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決して、鋳物等の比較的大きく立体的な形状のワークに対して均等に研磨材を噴射して表面処理を行うことを課題とする。

上記課題を解決するために本発明は、ワークに対して表面処理を行うエアーブラスト機であって、
エアーとともに研磨材を噴射するノズルと、
前記ノズルを一の方向に移動させる移動機構と、
前記ノズルを揺動方向に揺動させる揺動機構と、
前記ワークを載置して回転可能なターンテーブルと、を備えたことを特徴とするエアーブラスト機を提供するものである。

この構成により、鋳物等の比較的大きく立体的な形状のワークに対して均等に研磨材を噴射して表面処理を行うことができる。

エアーブラスト機であって、前記ノズルの前記揺動方向は、前記一の方向と交差する方向である構成としてもよい。

この構成により、表面処理の速度を向上させるとともに、より均等に研磨材を噴射して表面処理を行うことができる。

エアーブラスト機であって、前記ターンテーブルは、正逆いずれの方向にも回転可能である構成としてもよい。

この構成により、ノズルの揺動方向とターンテーブルの回転方向とが順方向か逆方向かに起因する立体物に対する研磨材噴射の偏りや濃淡をなくし、さらに均等に研磨材を噴射して表面処理を行うことができる。

エアーブラスト機であって、前記移動機構が前記ノズルを移動させることにより、前記ターンテーブルの半径に相当する範囲に前記研磨材を噴射可能である構成としてもよい。

この構成により、ターンテーブルの回転と連携して効率的にワークに対して研磨材を噴射することができる。

さらに、上記課題を解決するために本発明は、ワークに対して表面処理を行うエアーブラスト方法であって、 回転するターンテーブルに載置した前記ワークに対して、移動機構により一の方向に移動するノズルからエアーとともに研磨材を噴射するとともに、 前記ノズルが揺動方向に揺動することを特徴とするエアーブラスト方法を提供するものである。

この構成により、鋳物等の比較的大きく立体的な形状のワークに対して均等に研磨材を噴射して表面処理を行うことができる。

本発明のエアーブラスト機、及びエアーブラスト方法により、鋳物等の比較的大きく立体的な形状のワークに対して均等に研磨材を噴射して表面処理を行うことができる。

本発明の実施例１におけるエアーブラスト機を説明する図である。 本発明の実施例１におけるノズルの動きを説明する正面図である。 本発明の実施例１におけるノズルの動きを説明する側面図である。 本発明の実施例１における研磨材噴射領域を説明する図である。 比較例における研磨材噴射領域を説明する図である。

本発明の実施例１のエアーブラスト機について、図１～図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１におけるエアーブラスト機を説明する図であり、（ａ）は研磨材回収分離部を説明する正面図、（ｂ）は研磨材噴出部を説明する正面図、（ｃ）は研磨材噴出部を説明する右側面図である。図２は、本発明の実施例１におけるノズルの動きを説明する正面図である。図３は、本発明の実施例１におけるノズルの動きを説明する側面図である。図４は、本発明の実施例１における研磨材噴射領域を説明する図である。図５は、比較例における研磨材噴射領域を説明する図である。

実施例１におけるエアーブラスト機１００は、研磨材をエアーとともにワークＷに噴射して表面処理を行う研磨材噴出部１０と、噴射した研磨材を回収して粉塵を分離し再度の噴射に備える研磨材回収分離部２０とを備えている。

ワークＷを載置して回転するターンテーブル６は図１（ｃ）に示すように一方の方向（図１におけるＹ方向）に引き出すことができる。そして、引き出したターンテーブル６の上にワークＷを載置して研磨材噴出部１０に押し込む。研磨材噴出部１０内で研磨材を噴射するときは、ターンテーブル６を回転させてできるだけ均等に研磨材がワークＷに当たるようにする。研磨材はルーツブロア２３から噴射されたエアーとともに揺動するノズル１ａ、１ｂから噴出させるが、詳細は後述する。なお、実施例１においては、ルーツブロア２３によってエアーを噴射するようにしたが、コンプレッサを用いてエアーを噴射するようにしてもよい。

なお、実施例１における研磨材は、アルミナ、ガラスビーズ、スチールショット等の主に０．１ｍｍ以下からなる微小片で構成される。また、ワークＷは、錆のついた鋳物等であり、研磨材により錆を除去するように表面処理を行う。

噴射された研磨材は、ワークに当たったものも当たらなかったものも粉塵といっしょに図示しないダクト等を経由して研磨材回収分離部２０に導かれる。研磨材回収分離部２０に導かれた粉塵と研磨材は集塵ダクトホース２４を経由してサイクロン状の下部ホッパー２１に導かれる。下部ホッパー２１では、重い研磨材は下に落下するとともに、軽い粉塵は上昇して図示しない集塵フィルターで捕集され、クリーンなエアーのみ外部に排出される。落下した研磨材は下部ホッパー２１の下に設けられた研磨材タンク２２に蓄えられ、再度の噴射に備える。

研磨材タンク２２の研磨材は、エアーと合流して自動ブラスト側ブラストホース２５を経由してノズル１ａ、１ｂからエアーとともにワークＷへ噴射される。実施例１におけるエアーブラスト機においては、自動ブラスト側ブラストホース２５以外に手作業側ブラストホース２６を備えており、研磨材噴出部１０内において手動で研磨材をエアーとともに噴出させることができるが、手作業側ブラストホース２６は必ずしも備えていなくてもよい。

次に、研磨材噴出部１０内における研磨材噴射について説明する。図２、図３に示すように、研磨材を噴射するノズル１ａ、１ｂはＸ方向に離れた位置から内側に向かって噴射するように傾斜して設けられている。実施例１における傾斜角αは３０°であるが、必ずしも３０°でなくてもよく適宜変更が可能である。

ノズル１ａ、１ｂは、ノズル移動駆動部４とＸ軸スライダー２からなる移動機構によりＸ軸方向にターンテーブル６の半径に相当する距離だけ移動することができる。これにより、ターンテーブル６の端部から中心までの半径に相当する範囲に研磨材を噴射させることができ、後述のように効率よくワークＷにまんべんなく研磨材を噴射することができる。図２におけるノズル１ａ´、１ｂ´は、＋Ｘ方向に移動してターンテーブル６の中心位置にあることを示すものである。ノズル１ａ、１ｂは、＋Ｘ方向の移動機構端部まで移動すると、折り返して逆方向のーＸ方向に移動するように制御することができる。

図３に示すように、ノズル１ａ、１ｂはノズル揺動駆動部５とリンク機構３ａ、３ｂからなる揺動機構により揺動させることができる。揺動方向は、移動機構によりノズル１ａ、１ｂが移動される方向とは交差（実施例１においては略直交。）するＹ方向である。これにより、ワークＷに対してより均等に研磨材を噴射させることができる。実施例１における揺動角θは６０°であるが、必ずしも６０°でなくてもよく、適宜変更が可能である。ワークＷに適した揺動角を選択することができる。

また、前述したように、研磨材を噴出しているときには、ターンテーブル６を反時計方向に回転させて載置されたワークＷに均一に研磨材を噴射できる。

なお、実施例１においては、ノズル１ａを１個、ノズル１ｂを１個備えるようにしたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。ノズル１ａを複数備え、ノズル１ｂを複数備えるようにしてもよく、ノズル１ａの個数とノズル１ｂの個数を異ならせてもよい。

また、実施例１においては、ターンテーブル６を反時計方向に回転させるようにしたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、時計方向に回転させてもよいし、反時計方向及び時計方向の正逆両方向に回転させるようにしてもよい。正逆両方向に回転させる場合は、一定時間反時計方向に回転させ、その後、一定時間時計方向に回転させるようにし、一定時間は変更が可能にし、また、反時計方向の一定時間と時計方向の一定時間を異なるものにしてもよい。正逆両方向に回転させることにより、ノズルの揺動方向とターンテーブルの回転方向とが順方向か逆方向かに起因する立体物に対する研磨材噴射の偏りや濃淡をなくし、さらに均等に研磨材を噴射して表面処理を行うことができる。

なお、実施例１においては、移動機構によりノズル１ａ、１ｂを移動させる方向をＸ方向とし、ノズル１ａ、１ｂが揺動する方向をＹ方向としたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、移動方向をＹ方向とし、揺動方向をＸ方向としてもよく、互いに略直交する方向ではなく斜めに交差する方向としてもよい。

さらに、ノズル１ａ、１ｂを揺動方向と交差する方向及び揺動方向と同一方向の２方向に移動させるようにしてもよく、少なくとも一の方向にノズル１ａ、１ｂを移動させればよい。

また、実施例１においては、移動機構によるノズル１ａ、１ｂの移動はターンテーブル６の半径に相当する距離として、研磨材をターンテーブル６の半径に相当する端部から中心までの範囲に噴射するようにしたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、ターンテーブル６の半径に相当する範囲を超える範囲に研磨材を噴射してもよい。

（エアーブラスト方法） まず、ターンテーブル６を研磨材噴出部１０の外に一方の方向（図１におけるＹ方向）に引き出して、ワークＷを載置する。ワークＷは小さいものであれば、複数載置できる。その場合は、ターンテーブル６の円周端部に沿って載置するとよい。ターンテーブル６にワークＷを載置したらターンテーブル６を研磨材噴出部１０の中に押し込む。

ターンテーブル６が研磨材噴出部１０の中に入ったら、ターンテーブル６を反時計回りに回転させる。回転速度は任意であるが、ノズルの揺動と連携するように回転速度を調整するのがよい。次に、ターンテーブル６に載置した回転するワークＷに対して、移動機構によりＸ方向（一の方向）に移動するノズル１ａ、１ｂからエアーとともに研磨材を噴射し、Ｘ方向（一の方向）と交差するＹ方向（揺動方向）にノズル１ａ及びノズル１ｂを揺動させる。これにより、図４に示すように、ノズル１ａから噴射された研磨材が噴射領域７ａに噴射されるとともに、ノズル１ｂから噴射された研磨材が噴射領域７ｂに噴射される。

図４を参照して、実施例１における研磨材噴射の様子を説明する。図４は、（ａ）から（ｆ）まで時系列に研磨材がワークWに対して噴射される様子を示しており、図中のワークWが黒く塗りつぶされた領域は研磨材が命中した領域である。なお、図４においては、ノズル１ａ、１ｂをそれぞれ２個有した場合を示し、噴射領域７ａ、７ｂをそれぞれ２箇所に記載している。ノズル１ａとノズル１ｂは、それぞれ対向して配置され、各対向したノズルの方向における噴射領域７ａ、７ｂにターンテーブル６に向けて研磨材を噴射する。

ターンテーブル６の右端の位置において、ノズル１ａ、１ｂが揺動機構により揺動させられながら研磨材が噴射されると、ターンテーブル６が反時計方向に回転を始めるとともに、揺動方向とは交差する方向（ターンテーブル６の中心に向かう方向）にノズル１ａ、１ｂが移動機構により移動して噴射領域７ａ、７ｂが移動する。図４（ａ）の位置では、ワークＷに２本の線が入ったように噴射領域７ａ、７ｂが黒く示されている。

図４（ｂ）では、ターンテーブル６が３０°反時計方向に回転するとともに、ノズル１ａ、１ｂが左方向（ターンテーブル６の中心に向かう方向）に移動し、噴射領域７ａ、７ｂの位置はターンテーブル６の中心と右端部との間にある。このとき、ワークＷに研磨材が噴射された領域面積は全体の約４／５程度となっている。

図４（ｃ）では、ターンテーブル６が６０°反時計方向に回転した位置で、噴射領域７ａ、７ｂはターンテーブル６の中心に近い位置まで移動している。これにより、ほぼターンテーブル６の半径に相当する範囲に研磨材を噴射していることになる。このとき、ワークＷに研磨材が噴射された領域は全体の約４／５よりも少し大きい領域となっている。

図示していないが、ノズル１ａ、１ｂは、ターンテーブル６の中心付近まで移動すると、今度は移動方向を反転させターンテーブル６の右端方向に向かって移動を始める。そして、ターンテーブル６の右端まで移動すると、また移動方向を反転させターンテーブル６の中心方向に向かって移動を始める（図４（ｄ）―（ｆ）参照）。

そして、図４（ｅ）の位置にノズル１ａ、１ｂが移動しターンテーブル６が回転してくると、図４（ｃ）の位置では、白く示されている研磨材未噴射領域にも研磨材が噴射されワークＷ全域に研磨材が噴射された状態となる。

この
ように、ワークＷが載置されたターンテーブル６が回転しノズル１ａ、１ｂが揺動しながらワークＷに研磨材を噴射するとともに、ノズル１ａ、１ｂが移動することでワークＷ全体にほぼ均一に研磨材を噴射することができる。この図４の例では、わかりやすくするため平坦なワークＷで研磨材噴射の様子を説明したが、ワークＷは実際には複雑に入り組んだ立体形状のものもあり、その場合には特に効果を発揮することができる。

なお、ノズル１ａ、１ｂを一の方向に移動させることに替えて、この一の方向と交差する方向に多くのノズルを並べて配置し同時に研磨材を噴射してもよく似た効果が得られるが、ノズル数を増やすと、増やした分のエアー量が増加するとともに、噴射後の粉塵と研磨材を回収するための研磨材回収分離部２０の回収能力の向上が必要となるため、コスト増や設備面積拡大等のデメリットが大きい。したがって、ノズル１ａ、１ｂを一の方向に移動させることがコスト面、設備敷地面積の点において大きなメリットを有している。

次に、従来のノズル１ａ、１ｂが移動しない場合の比較例について、図５を参照して説明する。この場合、ノズル１ａ、１ｂが移動しない以外は、図４の実施例１と同じ動作を行う。つまり、ノズル１ａ、１ｂは揺動しワークＷを載置したターンテーブル６は反時計方向に回転する。

図５の比較例では、（ａ）の位置から（ｆ）の位置まで、ターンテーブル６が回転しながらノズル１ａ、１ｂから噴射領域７ａ、７ｂに研磨材を噴出しているが、（ｆ）の位置までターンテーブル６が２７０°回転してもワークＷには白く示された領域には研磨材が噴出されていない様子がわかる。つまり従来の場合は、研磨材のワークＷに対する噴射むらが発生する。

このように、実施例１においては、ワークに対して表面処理を行うエアーブラスト機であって、 エアーとともに研磨材を噴射するノズルと、 前記ノズルを少なくとも一の方向に移動させる移動機構と、 前記ノズルを揺動方向に揺動させる揺動機構と、 前記ワークを載置して回転可能なターンテーブルと、を備えたことを特徴とするエアーブラスト機により、比較的大きく立体的な形状のワークに対して均等に研磨材を噴射して表面処理を行うことができる。

また、ワークに対して表面処理を行うエアーブラスト方法であって、 回転するターンテーブルに載置した前記ワークに対して、移動機構により少なくとも一の方向に移動するノズルからエアーとともに研磨材を噴射するとともに、 前記ノズルが揺動方向に揺動することを特徴とするエアーブラスト方法により、比較的大きく立体的な形状のワークに対して均等に研磨材を噴射して表面処理を行うことができる。

本発明におけるエアーブラスト機、及びエアーブラスト方法は、錆等の表面処理分野に広く適用することができる。

１（１ａ、１ｂ）：ノズル １´（１ａ´、１ｂ´）：移動後のノズル ２：Ｘ軸スライダー ３（３ａ、３ｂ）：リンク機構 ４：ノズル移動駆動部 ５：ノズル揺動駆動部 ６：ターンテーブル ７（７ａ、７ｂ）：噴射領域 １０：研磨材噴出部 １１：メンテナンス扉 ２０：研磨材回収分離部 ２１：下部ホッパー ２２：研磨材タンク ２３：ルーツブロア ２４：集塵ダクトホース ２５：自動ブラスト側ブラストホース ２６：手作業側ブラストホース １００：エアーブラスト機 Ｗ：ワーク

Claims (5)

1. ワークに対して表面処理を行うエアーブラスト機であって、
   エアーとともに研磨材を噴射するノズルと、
   前記ノズルを少なくとも一の方向に移動させる移動機構と、
   前記ノズルを揺動方向に揺動させる揺動機構と、
   前記ワークを載置して回転可能なターンテーブルと、を備えたことを特徴とするエアーブラスト機。
2. 前記ノズルの前記揺動方向は、前記一の方向と交差する方向であることを特徴とする請求項１に記載のエアーブラスト機。
3. 前記ターンテーブルは、正逆いずれの方向にも回転可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエアーブラスト機。
4. 前記移動機構が前記ノズルを移動させることにより、前記ターンテーブルの半径に相当する範囲に前記研磨材を噴射可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエアーブラスト機。
5. ワークに対して表面処理を行うエアーブラスト方法であって、
   回転するターンテーブルに載置した前記ワークに対して、移動機構により少なくとも一の方向に移動するノズルからエアーとともに研磨材を噴射するとともに、
   前記ノズルが揺動方向に揺動することを特徴とするエアーブラスト方法。
   

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