JP3184350U - 表面処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤ等の研磨部分と、循環水の供給・排出部分とを分離して表面処理装置の耐久性を向上させると同時に研磨材をカットワイヤのように粒度が大きくて濾過分離が容易な素材を利用できる表面処理システムを提供する。
【解決手段】表面処理装置１と、タンクと、ポンプ、給水用配管４並びに表面処理装置１から排出された循環水６をタンクに戻す排水用配管５と、表面処理装置１内に充填されたカットワイヤ８とで構成される。表面処理装置１は、ケーシング１０と、洗浄管１３と、一対のジェット噴流噴出装置２０、４０と、噴出孔１４に面して設けられた分流突起１１と、洗浄管１３と排水用配管５との間に設けられ、カットワイヤ８を分離するフィルタ１２とで構成される。
【選択図】図２

Description

本考案は、ワイヤ等の被表面処理材を連続的に研磨や洗浄するための表面処理システムに関する。

ワイヤ等のように極めて長尺の製品の製造工程において、中間製品や完成品の表面の汚れを効果的に除去することのできる表面処理システムが特許文献１に開示されている。この表面処理システムは、内部にジェット噴流膨張空間が形成されたＴ字管と、Ｔ字管の両端にそれぞれ取り付けられているとともに、その中心部にジェット噴流通過孔が形成され、さらに外側端内部にテーパ状の孔底を有する内筒挿入穴が形成された一対のガイド外筒と、各ガイド外筒の内筒挿入穴に挿設されたガイド内筒（当該ガイド内筒の中心部には、ワイヤ等の被表面処理材が挿通される挿通孔が設けられている。）とで構成されている。

また、各ガイド外筒には、ニードル状に形成されたガイド内筒の挿入側端部とガイド外筒の内筒挿入穴の底部との間に形成された流体溜まりを臨む位置に流体供給孔が設けられているとともに、テーパ状に仕上げられたニードル状の挿入側端部の先端と孔底との間をわずかに離間させて流体噴射孔が形成されている。

ワイヤ等の被表面処理材を、表面処理システムの外部から、一方の挿通孔、ジェット噴流通過孔、ジェット噴流膨張空間、他方のジェット噴流通過孔、そして他方の挿通孔にこの順で反対側の外部まで挿通しつつ、所定の流体を高い圧力で流体供給孔に導入することにより、流体溜まりを介して流体噴射孔からジェット噴流として噴出された流体は、被表面処理材とともにジェット噴流通過孔を通流してジェット噴流膨張空間に入り、当該ジェット噴流膨張空間で旋回気流となって被表面処理材の表面をブラッシングするようにして流れた後、Ｔ字管の下方から排出される。

このようにジェット噴流膨張空間において流体が被表面処理材の表面をブラッシングするようにして流れることから、流体の種類を適宜選択することにより、当該被表面処理材の表面の汚れを除去することができる。

その際に表面処理システムのガイド内筒に表面処理材供給孔を設け、ガイド外筒に設けられた流体供給孔に供給した圧縮空気を流体噴射孔からジェット噴流として噴出することによって負圧になった狭い挿通孔に、表面処理材供給孔を介して微細な砥粒を吸引させることも出来、これによって被表面処理材の表面を研磨等することができるとしている。

特開昭６１−２０４３８６号公報

しかしながら、この表面処理システムは前述のように、ワイヤ洗浄用の挿通孔が非常に狭いため、表面処理剤として微細な砥粒しか使えなかった。その結果、使用済みの洗浄液から砥粒を分離しようとしても困難であり、更に砥粒が表面処理装置に直接供給されるため、砥粒供給部分において摩耗を生じ、耐久性を損なうという問題があった。

本考案は、このような従来技術の問題点に鑑みて開発されたもので、本考案の主たる課題は、表面処理装置のワイヤ等の研磨部分と、循環水の供給・排出部分とを分離して表面処理装置の耐久性を向上させると同時に研磨材をカットワイヤのように粒度が大きくて濾過分離が容易な素材を利用することができるようにした表面処理システムを提供することにある。

請求項１に記載した考案は、
表面処理装置１と、タンク２と、ポンプ３及びポンプ３を介してタンク２内の循環水６を表面処理装置１に供給する給水用配管４並びに表面処理装置１から排出された循環水６をタンク２に戻す排水用配管５と、表面処理装置１内に充填されたカットワイヤ８とで構成され、
表面処理装置１は、ケーシング１０と、ケーシング１０内に設置され、両端に循環水流入口１５、１６が開口し、中央部に噴出孔１４が形成された洗浄管１３と、洗浄管１３の循環水流入口１５、１６に対応してケーシング１０に設けられ、循環水流入口１５、１６内に循環水６を噴出する一対のジェット噴流噴出装置２０、４０と、噴出孔１４に面して設けられた分流突起１１と、洗浄管１３と排水用配管５との間に設けられ、カットワイヤ８を分離するフィルタ１２とで構成され、
一方のジェット噴流噴出装置２０から洗浄管１３を通過して他方のジェット噴流噴出装置４０を通過するワイヤ７のパスラインＬが表面処理装置１に設けられている、
ことを特徴とする表面処理システムである。

請求項２に記載した考案は、請求項１の表面処理システムにおいて、
噴出孔１４ａ、１４ｂが並設されており、分流突起１１が一対の噴出孔１４ａ、１４ｂの間に形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載した考案は、請求項１又は２の分流突起１１が、噴出孔１４に近づく程その幅又は直径が小さくなるように形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載した考案は、請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄管１３が絞られて、両端の環水流入口１５、１６から中央部分に向けてその内径が次第に細くなるように形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載した考案は、請求項１〜４のいずれかにおいて、排水用配管５が複数個所設けられ、排水用配管５に合わせてフィルタ１２も複数個所設けられていることを特徴とする。

これによれば、洗浄管１３の両側の循環水流入口１５、１６に、ケーシング１０に設けられた一対のジェット噴流噴出装置２０、４０から循環水６のジェット噴流が中央部分に向かって吹き込まれ、これに伴ってケーシング１０内のカットワイヤ８がジェット噴流と共に洗浄管１３内に巻き込まれ、洗浄管１３内で激しい乱流を起こすジェット噴流と共に激しく移動して洗浄管１３を通過するワイヤ７の表面を研磨する。この結果、ワイヤ７の表面は洗浄管１３を出る頃には極めて清浄になっている。また、洗浄管１３を細く絞ることで、中央に向かう循環水６の流速が増速され、洗浄効果が更に高められる。なお、分流突起１１を設けることで、洗浄管１３から出た循環水６は分流突起１１でセパレートされて洗浄管１３の両端に向けて激しい乱流を起こしながら戻る。また、排水用配管５とフィルタ１２を複数個所設けることで、排水がスムーズに行える。

本発明の概略フロー図である。 本発明に使用される表面処理装置の正面視概略断面図である。 本発明の表面処理装置に設置されている入口側のジェット噴流噴出装置の断面図である。 本発明の表面処理装置に設置されている出口側のジェット噴流噴出装置の断面図である。 本発明に使用される表面処理装置の第２実施例の図１に示すＡ−Ａ断面図である。 本発明に使用される表面処理装置の第３実施例の図１に示すＡ−Ａ断面図である。

以下、本考案を図示実施例に従って詳述する。本考案にかかる表面処理システムは、表面処理装置１と、タンク２と、ポンプ３及びポンプ３を介してタンク２内の循環水６を表面処理装置１に供給する給水用配管４並びに表面処理装置１から排出された循環水６をタンク２に戻す排水用配管５及び表面処理装置１内に充填されたカットワイヤ８とで構成される。タンク２から給水用配管４が引き出され、循環水６を圧送するためのポンプ３を介して表面処理装置１のジェット噴流噴出装置２０、４０に分岐して接続されている。そして、表面処理装置１から引き出された排水用配管５がタンク２に接続されている。表面処理に適用される部材はワイヤ７である。

表面処理装置１は、ケーシング１０、洗浄管１３、一対のジェット噴流噴出装置２０、４０、ケーシング１０の底部に設けられた分流突起１１及びフィルタ１２とで構成されている。図２のケーシング１０は、空洞で内部に両面開口で筒状の洗浄管１３が水平に設置固定されている。洗浄管１３の下面中央には噴出孔１４が穿設されている。噴出孔１４は図２の実施例では所定の間隔を設けて設置されているが、勿論、１つでもよいし、３以上でもよい。本実施例では、２個の場合とする。洗浄管１３は、本実施例では円筒状であるが、これに限られず、角筒状でもよい。また、図示していないが、洗浄管１３を絞り、両端の環水流入口１５、１６から中央部分に向けてその内径が次第に細くなるように形成してもよい。

前記２個の噴出孔１４ａ、１４ｂの間にケーシング１０の底部から分流突起１１が噴出孔１４ａ、１４ｂの中間に向かって突設されている。この分流突起１１は、噴出孔１４に近づく程その幅又は直径が小さくなるように形成されており、その形状は、例えば、円錐形或いは角錐形または洗浄管１３に平行な方向の断面が三角形の畝状突起が想定される。分流のためには洗浄管１３に平行な方向の断面が三角形の畝状突起が好ましい。

洗浄管１３の両端の循環水流入口１５、１６はケーシング１０の側壁から離れており、循環水６が流入するようになっている。そして、ケーシング１０の左右の側壁には循環水流入口１５、１６に対面して貫通孔が形成されており、この貫通孔に左右のジェット噴流噴出装置２０、４０の本体部２１、４２の噴出ノズル２５、４５が挿入され、その先端が洗浄管１３の循環水流入口１５、１６にそれぞれ挿入されている。

左右のジェット噴流噴出装置２０、４０は同一形状で、本体部２１、４１、ノズル部２２、４２、ガイド２７、４７、蓋部２３、４３並びに供給ノズル２６、４６とで構成されている。本体部２１、４１は大略円柱状をしており（勿論、円柱状に限らず、角柱状であってもよい。）、その中心部に被表面処理材７が通過する通過孔２１ａ、４１ａが穿設されており、同心でノズル部２２、４２を螺着するための螺着孔２１ｂ、４１ｂが穿設されている。そして、前述のように側壁の貫通孔に挿入される噴出ノズル２５、４５が通過孔２１ａ、４１ａ側に形成されている。本体部２１、４１の周面には螺着孔２１ｂ、４１ｂに至る通孔が穿設されていてこれに供給ノズル２６、４６が取り付けられている。供給ノズル２６、４６には給水用配管４ａの分岐した分岐給水用配管４ａ、４ｂがそれぞれ接続されている。

ノズル部２２、４２には、通過孔２１ａ、４１ａに繋がる連通孔２２ａ、４２ａがその中心に穿設されている。ノズル部２２、４２の螺着孔２１ｂ、４１ｂへの挿入端２２ｂ、４２ｂは円錐状に形成されており、これに合わせて螺着孔２１ｂ、４１ｂの孔底も円錐状に形成され、挿入端２２ｂ、４２ｂとの間で一定の隙間Ｓ１、Ｓ２が全周にわたって設けられている。ノズル部２２、４２の円錐状挿入端２２ｂ、４２ｂから外側に後退した部分は円柱状に形成されて円錐状の螺着孔２１ｂ、４１ｂの孔底との間に流体溜り空間Ｋが形成されることになる。そして、ノズル部２２、４２の太径部分には雄ネジが刻設されており、本体部２１、４１の雌ネジに進退可能に螺入され、前記隙間Ｓ１、Ｓ２の調整が行えるようになっている。ノズル部２２、４２の雄ネジには外側からナット部２４、４４がダブルナットにて螺着され、本体部２１、４１の雌ネジとでノズル部２２、４２を堅牢に固定している。ノズル部２２、４２の外側端部にはリング状のガイド２７、４７が嵌め込まれており、蓋部２３、４３にて固定されている。ガイド２７、４７は、例えば、超硬金属のような硬質部材で形成されている。

ケーシング１０の天井部分にはタンク２に至る排水用配管５が取り付けられており、ケーシング１０の天井部分には全面にわたってカットワイヤ８の粒度より目の細かいフィルタ１２が張設され、排水用配管５にカットワイヤ８が入り込まないように濾過している。本考案で使用されるカットワイヤ８は長さが例えば０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、或いは０．８ｍｍ、直径も同程度の円柱状或いは角柱状のものが使用される。勿論、これに限られることはないが、フィルタ１２の目は当然カットワイヤ８よりも細かい。

しかして、図２のように、入口側のジェット噴流噴出装置２０、洗浄管１３、出口側のジェット噴流噴出装置４０にワイヤ７を挿通し、入口側から出口側に向けて一定速度で送る。この状態でポンプ３を作動させると、タンク２内の循環水６が吸引されて給水用配管４を通り、直前で分岐して入口側と出口側のジェット噴流噴出装置２０、４０の供給ノズル２６、４６に循環水６が供給されて流体溜り空間Ｋに送り込まれ、続いてノズル部２２、４２の円錐状の挿入端２２ｂ、４２ｂと本体部２１、４２の螺着孔２１ｂ、４１ｂの円錐状の孔底との間の隙間Ｓ１、Ｓ２から通過孔２１ａ、４１ａに高速で流れ込む。この時、送られているワイヤ７と連通孔２２ａ、４２ａとの間に隙間があるため、前述の通過孔２１ａ、４１ａへの循環水６の高速での流れ込によるベンチュリ作用で、この隙間から装置外の空気の巻き込みがあり、通過孔２１ａ、４１ａでは空気を巻き込んだ循環水６が高速で流れ、噴出ノズル２５、４５から前述のように洗浄管１３に循環水６が吹き込まれる。

洗浄管１３に高速で吹き込まれた循環水６は、ベンチュリ作用で洗浄管１３の両端の循環水流入口１５、１６からその周囲の循環水６を、循環水６内を浮遊しているカットワイヤ８諸共引き込み、洗浄管１３の中央に向かって激しい渦を巻きながら高速で流れる。そして、洗浄管１３の中央で両側から流入した循環水６が激しく衝突し、洗浄管１３の噴出孔１４ａ、１４ｂから分流突起１１に向かって噴出する。前記中央の激しい乱流部分が衝突乱流層Ｍである。

噴出した循環水６は、分流突起１１に激しく衝突して左右に分流し、洗浄管１３の両端に向かう。この一連の流れにより、ケーシング１０内の循環水６は激しく攪拌され、ケーシング１０内に投入されたカットワイヤ８も激しく流動する。前述のように、激しい乱流を生じて洗浄管１３内を流れる循環水６と共にカットワイヤ８も洗浄管１３内を流れと共に激しく踊り、洗浄管１３内を走行しているワイヤ７の表面に激しく接触してその表面の汚れを剥離・除去する。ワイヤ７は、洗浄管１３を出るころにはその表面は完全に清浄な状態に研磨されている。この時、洗浄管１３の内径を中央部分に向かって細く絞ることで、中央に向かう循環水６の流速が増速され、洗浄効果が更に高められる。また、洗浄管１３の内面に凹凸或いは螺旋溝を単独で又は前述の絞りに加えることで乱流発生作用は増強される。なお、図２に示すように、ケーシング１０の底の隅には、ある程度のカットワイヤ８の溜まりが生じ、先述の循環水６の激しい流れがこれを巻き上げ、洗浄管１３へのカットワイヤ８の供給に資することになる。

ケーシング１０内の循環水６の一部は、フィルタ１２に濾過されてカットワイヤ８を含まない状態で排水用配管５に送られタンク２に戻る。以上の操作を連続的に実行して長尺のワイヤ７の表面を処理する。なお、前述のように、表面研磨が終了したワイヤ７は出口側のジェット噴流噴出装置４０を通過するが、ワイヤ７の走行方向とは反対方向に流れる連通孔４２ａの空気により、表面の水分は吹き飛ばされ、ジェット噴流噴出装置４０を出る段階ではワイヤ７の表面は乾燥状態で引き出される。

実施例１の表面処理装置１では、天井部分にフィルタ１２を設けた例を示したが、図５に示すように、フィルタ１２をケーシング１０の一方の側面に設けてもよいし、図６に示すように、洗浄管１３の両側に設けてもよい。図６のように両側に設けた場合にはフィルタ１２の面積を稼ぐことができ、循環水６の排水をスムーズに行うことができる。

１…表面処理装置、２…タンク、３…ポンプ、４、４ａ、４ｂ…給水用配管、５…排水用配管、５ａ…排水開口、６…循環水、７…ワイヤ、８…カットワイヤ、１０…ケーシング、１１…分流突起、１２…フィルタ、１３…洗浄管、１４、１４ａ、１４ｂ…噴出孔、１５、１６…循環水流入口、２０、４０…ジェット噴流噴出装置、２１、４１…本体部、２１ａ、４１ａ…通過孔、２１ｂ、４１ｂ…螺着孔、２２、４２…ノズル部、２２ａ、４２ａ…連通孔、２２ｂ、４２ｂ…挿入端、２３、４３…蓋部、２４、４４…ナット部、２５、４５…噴出ノズル、２６、４６…供給ノズル、２７、４７…ガイド、Ｋ…流体溜り空間、Ｌ…パスライン、Ｍ…衝突乱流層。

Claims (5)

1. 表面処理装置１と、タンク２と、ポンプ３及びポンプ３を介してタンク２内の循環水６を表面処理装置１に供給する給水用配管４並びに表面処理装置１から排出された循環水６をタンク２に戻す排水用配管５と、表面処理装置１内に充填されたカットワイヤ８とで構成され、
   表面処理装置１は、ケーシング１０と、ケーシング１０内に設置され、両端に循環水流入口１５、１６が開口し、中央部に噴出孔１４が形成された洗浄管１３と、洗浄管１３の循環水流入口１５、１６に対応してケーシング１０に設けられ、循環水流入口１５、１６内に循環水６を噴出する一対のジェット噴流噴出装置２０、４０と、噴出孔１４に面して設けられた分流突起１１と、洗浄管１３と排水用配管５との間に設けられ、カットワイヤ８を分離するフィルタ１２とで構成され、
   一方のジェット噴流噴出装置２０から洗浄管１３を通過して他方のジェット噴流噴出装置４０を通過するワイヤ７のパスラインＬが表面処理装置１に設けられていることを特徴とする表面処理システム。
2. 噴出孔１４ａ、１４ｂが並設されており、分流突起１１が一対の噴出孔１４ａ、１４ｂの間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載した表面処理システム。
3. 分流突起１１が、噴出孔１４に近づく程その幅又は直径が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載した表面処理システム。
4. 洗浄管１３は、その両端の環水流入口１５、１６から中央部分に向けてその内径が次第に細くなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表面処理システム。
5. 排水用配管５が複数個所設けられ、排水用配管５に合わせてフィルタ１２も複数個所設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表面処理システム。
   
   

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