JP3394552B2 - 硬質脆性素材の切断方法 - Google Patents
硬質脆性素材の切断方法Info
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- B24—GRINDING; POLISHING
- B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
- B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
- B24C1/04—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for treating only selected parts of a surface, e.g. for carving stone or glass
- B24C1/045—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for treating only selected parts of a surface, e.g. for carving stone or glass for cutting
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- B24C7/00—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts
- B24C7/0007—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a liquid carrier
- B24C7/0015—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a liquid carrier with control of feed parameters, e.g. feed rate of abrasive material or carrier
- B24C7/0023—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a liquid carrier with control of feed parameters, e.g. feed rate of abrasive material or carrier of feed pressure
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】開示技術は、ガラス等の硬質脆性
素材のワークに対し高圧力水のウォータージェットにガ
ーネットサンドの砥粒等の研磨材を混在させて噴出さ
せ、その大きな運動エネルギーによって所定のパターン
の切断を行うアブレイシブウォータージェットの加工技
術の分野に属する。
素材のワークに対し高圧力水のウォータージェットにガ
ーネットサンドの砥粒等の研磨材を混在させて噴出さ
せ、その大きな運動エネルギーによって所定のパターン
の切断を行うアブレイシブウォータージェットの加工技
術の分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】周知の如く、金型等の各種の機械装置器
具にあってはその本来的な機能を果すべく、その構造が
複雑になり、又、複数種類の部品の組合せ体から成るよ
うになり、したがって、各部品の精密加工は極めて重要
であり、かかる部品の精密加工には旧来カッター等によ
る機械加工が用いられ、又、近時溶断、或いは、レーザ
ービーム等の切断手段も用いられているが、ワークの母
材の熱変形や切断面の加工粗さ等が生じることから、高
圧力水をウォータージェットとして噴出させ、その運動
エネルギーを介し切断を行なう技術は、ワークの母材に
熱影響を与えず、又、内部に残留応力を生じさせず、方
向性に自由がある等の点から、近年重用されるようにな
り、初期のワークとしての紙、木材、プラスチックスを
超えて、近時、金属やセラミックス等の高強度の母材の
ワークに対しても用いることが出来るようになり、更
に、ウォータージェットにガーネットサンドの砥粒等の
研磨材を混入させて運動エネルギーを高めて数千気圧の
高圧水の噴出による所謂アブレイシブウォータージェッ
トが実用化されるようになってきた。
具にあってはその本来的な機能を果すべく、その構造が
複雑になり、又、複数種類の部品の組合せ体から成るよ
うになり、したがって、各部品の精密加工は極めて重要
であり、かかる部品の精密加工には旧来カッター等によ
る機械加工が用いられ、又、近時溶断、或いは、レーザ
ービーム等の切断手段も用いられているが、ワークの母
材の熱変形や切断面の加工粗さ等が生じることから、高
圧力水をウォータージェットとして噴出させ、その運動
エネルギーを介し切断を行なう技術は、ワークの母材に
熱影響を与えず、又、内部に残留応力を生じさせず、方
向性に自由がある等の点から、近年重用されるようにな
り、初期のワークとしての紙、木材、プラスチックスを
超えて、近時、金属やセラミックス等の高強度の母材の
ワークに対しても用いることが出来るようになり、更
に、ウォータージェットにガーネットサンドの砥粒等の
研磨材を混入させて運動エネルギーを高めて数千気圧の
高圧水の噴出による所謂アブレイシブウォータージェッ
トが実用化されるようになってきた。
【０００３】而して、該アブレイシブウォータージェッ
トはワークが金属等の靭性の高い母材の場合には、比較
的に効率的に用いることが出来るが、該ワークがガラス
等の硬質脆性素材である場合には、該硬質脆性素材に対
するウォータージェットの噴流が衝突する側の表面は該
噴流の初期衝突において急激な動圧を受けるために、そ
の衝撃力によって粉細状態のひび割れ状態になる不具合
があるが、噴流が衝突する側は加工の入口側であるもの
の、噴流が貫通する裏側は壊蝕状態が発生して結果的に
所謂噴流による欠け等が生じる不都合さがあった。
トはワークが金属等の靭性の高い母材の場合には、比較
的に効率的に用いることが出来るが、該ワークがガラス
等の硬質脆性素材である場合には、該硬質脆性素材に対
するウォータージェットの噴流が衝突する側の表面は該
噴流の初期衝突において急激な動圧を受けるために、そ
の衝撃力によって粉細状態のひび割れ状態になる不具合
があるが、噴流が衝突する側は加工の入口側であるもの
の、噴流が貫通する裏側は壊蝕状態が発生して結果的に
所謂噴流による欠け等が生じる不都合さがあった。
【０００４】即ち、図４に示す様に、硬質脆性素材のワ
ーク１に対しノズルユニット２のノズル２´ から噴出
するアブレイシブウォータージェットの噴流３によるピ
アッシング孔１´ の成形時には該ワーク１の表面側に
はピアッシング孔１´ に続くひび割れ４を生じさせ、
又、該表面側から裏面側に貫通する該裏面側には該ピア
ッシング孔１´ に続く壊蝕部５を生じさせ、製品の面
粗さが悪くなり、設計通りの良好な切断加工が出来ず、
製品不良につながり、歩留り低下をきたす等の欠点が生
じることが問題となってきた。
ーク１に対しノズルユニット２のノズル２´ から噴出
するアブレイシブウォータージェットの噴流３によるピ
アッシング孔１´ の成形時には該ワーク１の表面側に
はピアッシング孔１´ に続くひび割れ４を生じさせ、
又、該表面側から裏面側に貫通する該裏面側には該ピア
ッシング孔１´ に続く壊蝕部５を生じさせ、製品の面
粗さが悪くなり、設計通りの良好な切断加工が出来ず、
製品不良につながり、歩留り低下をきたす等の欠点が生
じることが問題となってきた。
【０００５】特に、該ワーク１の母材周縁に切断の切り
込み始端が在る場合にはそれほどでもないが、周縁以外
に切断の開始点が有する所謂くり抜き加工を行う場合に
は開始点に於て、特に上述の加工の問題があった。
込み始端が在る場合にはそれほどでもないが、周縁以外
に切断の開始点が有する所謂くり抜き加工を行う場合に
は開始点に於て、特に上述の加工の問題があった。
【０００６】かかる周縁部以外に開始点を有する該ワー
ク１のパターンに対する所謂くり抜き加工を行うに際し
ての当該開始点に対するバージンジェットによる所謂ピ
アッシング（孔明け加工）を行うに次ぎのような問題が
あった。
ク１のパターンに対する所謂くり抜き加工を行うに際し
ての当該開始点に対するバージンジェットによる所謂ピ
アッシング（孔明け加工）を行うに次ぎのような問題が
あった。
【０００７】即ち、超圧力のアブレイシブウォータージ
ェットの噴流３のワーク１の素材に衝突する時の運動エ
ネルギーによる衝撃力が上述問題を生ずることが分って
きたことから、バージンジェットの開始点に対する運動
エネルギーを低下させるべく、切断時の超高圧力水の水
圧よりも該バージンジェットの噴流の圧力を低くし、バ
ージンジェットがワーク１の素材に衝突しても、衝突部
にピアッシング孔１´に続くひび割れ４等が生ぜず、
又、裏面にも壊蝕部５が生じないようにするに該バージ
ンジェットの噴流の制御を圧力コントロールによって行
うべく、図５に示す様に、硬質脆性素材のワーク１に対
する切断加工技術が開発された。
ェットの噴流３のワーク１の素材に衝突する時の運動エ
ネルギーによる衝撃力が上述問題を生ずることが分って
きたことから、バージンジェットの開始点に対する運動
エネルギーを低下させるべく、切断時の超高圧力水の水
圧よりも該バージンジェットの噴流の圧力を低くし、バ
ージンジェットがワーク１の素材に衝突しても、衝突部
にピアッシング孔１´に続くひび割れ４等が生ぜず、
又、裏面にも壊蝕部５が生じないようにするに該バージ
ンジェットの噴流の制御を圧力コントロールによって行
うべく、図５に示す様に、硬質脆性素材のワーク１に対
する切断加工技術が開発された。
【０００８】即ち、当該図５に示す様に、超高圧水発生
装置６の給水ユニット７からの給水は油圧ユニット８に
よって作動される増圧ユニット９により、所定の超高圧
にされ、アキュームレータ１１を通り、スイーベルジョ
イント１２からＯＮ／ＯＦＦ用弁１３を経てノズルユニ
ット２からアブレイシブウォータージェット３をワーク
１に噴出させるようにし、スイーベルジョイント１２の
手前から分岐して圧抜き用弁１４を設け、図６，図７に
示す様に、横軸に時間ｔをとり、縦軸にノズルユニット
２の直前の圧力Ｐ0 をとり、ピアッシング（イ）に於け
る該ノズルユニット２の直前の圧力Ｐ0 をピアッシング
後の切断（ロ）の圧力の約５０％より低い圧力にして開
始点に対するバージンジェットを噴出するようにしてワ
ーク１の表面側のひび割れ４や裏面側の壊蝕５を避ける
ようにしたり、当該図６に示す様に、ピアッシング
（イ）の形成後直ちに切断（ロ）を続いて行うのに代え
て図７に示す様に、ピアッシング（イ）から切断（ロ）
へ段階的に圧力を昇圧するように連続加工を行って対処
することが出来るようにもしていた。
装置６の給水ユニット７からの給水は油圧ユニット８に
よって作動される増圧ユニット９により、所定の超高圧
にされ、アキュームレータ１１を通り、スイーベルジョ
イント１２からＯＮ／ＯＦＦ用弁１３を経てノズルユニ
ット２からアブレイシブウォータージェット３をワーク
１に噴出させるようにし、スイーベルジョイント１２の
手前から分岐して圧抜き用弁１４を設け、図６，図７に
示す様に、横軸に時間ｔをとり、縦軸にノズルユニット
２の直前の圧力Ｐ0 をとり、ピアッシング（イ）に於け
る該ノズルユニット２の直前の圧力Ｐ0 をピアッシング
後の切断（ロ）の圧力の約５０％より低い圧力にして開
始点に対するバージンジェットを噴出するようにしてワ
ーク１の表面側のひび割れ４や裏面側の壊蝕５を避ける
ようにしたり、当該図６に示す様に、ピアッシング
（イ）の形成後直ちに切断（ロ）を続いて行うのに代え
て図７に示す様に、ピアッシング（イ）から切断（ロ）
へ段階的に圧力を昇圧するように連続加工を行って対処
することが出来るようにもしていた。
【０００９】かかる技術はアキュームレータ１１内の圧
力を所定のピアッシング圧に切換えする所謂元圧切換方
式として実用化されてはいる。
力を所定のピアッシング圧に切換えする所謂元圧切換方
式として実用化されてはいる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
元圧切換方式のよるピアッシング圧と切断圧の切り換え
は切断時に切り換える際の昇圧プロセスにおいて、超高
圧水発生装置６の油圧ユニット８の圧力調整によって比
較的容易に昇圧が可能であるメリットがあるが、切断か
ら次のくり抜き加工が非連続的で開始点が異なる場合
に、アブレイシブウォータージェットの噴流３によるく
り抜き加工を完了して次の開始点に於けるピアッシング
のバージンジェットを噴出させるに際し、切断のための
高圧プロセスから該バージンジェットに適した圧力に降
圧する時点でアキュームレータ１１内の圧力を目標圧力
より大幅に下回るようにするべく、圧抜き弁１４を開放
した後に次の切断のために当該目標圧力になるまで再度
昇圧する必要がある。
元圧切換方式のよるピアッシング圧と切断圧の切り換え
は切断時に切り換える際の昇圧プロセスにおいて、超高
圧水発生装置６の油圧ユニット８の圧力調整によって比
較的容易に昇圧が可能であるメリットがあるが、切断か
ら次のくり抜き加工が非連続的で開始点が異なる場合
に、アブレイシブウォータージェットの噴流３によるく
り抜き加工を完了して次の開始点に於けるピアッシング
のバージンジェットを噴出させるに際し、切断のための
高圧プロセスから該バージンジェットに適した圧力に降
圧する時点でアキュームレータ１１内の圧力を目標圧力
より大幅に下回るようにするべく、圧抜き弁１４を開放
した後に次の切断のために当該目標圧力になるまで再度
昇圧する必要がある。
【００１１】したがって、ガラス等の硬質脆性素材のワ
ーク１について所定のパターンの不連続部分に対する相
異なる開始点、及び、所定のパターンに対する切断を間
欠的に行うべく「ピアッシング→切断→ピアッシング→
切断…」を反復する場合には、上述の如く、昇圧と降圧
を高頻度に反復することになり、したがって、かかる操
作を高頻度で行うと、昇圧と降圧に要する時間が多くか
かり、作業能率が低下する不具合があるばかりでなく、
このようにして行うその都度の昇圧に要するエネルギー
も必要になるという不具合があり、反復する昇圧と高圧
の圧力変動に伴って各配管系統や弁等に経時的な疲労が
蓄積されて増圧ユニット９以降のアキュームレータ１１
を含む機構部に於ける降圧部品の耐久性を著しく低下さ
せ、装置全体の寿命を短くするという欠点があった。
ーク１について所定のパターンの不連続部分に対する相
異なる開始点、及び、所定のパターンに対する切断を間
欠的に行うべく「ピアッシング→切断→ピアッシング→
切断…」を反復する場合には、上述の如く、昇圧と降圧
を高頻度に反復することになり、したがって、かかる操
作を高頻度で行うと、昇圧と降圧に要する時間が多くか
かり、作業能率が低下する不具合があるばかりでなく、
このようにして行うその都度の昇圧に要するエネルギー
も必要になるという不具合があり、反復する昇圧と高圧
の圧力変動に伴って各配管系統や弁等に経時的な疲労が
蓄積されて増圧ユニット９以降のアキュームレータ１１
を含む機構部に於ける降圧部品の耐久性を著しく低下さ
せ、装置全体の寿命を短くするという欠点があった。
【００１２】そこで、特願平１−１３４７９２号（特開
平３−３７９９号）発明に示されている様な所謂「ノズ
ル側切換方式」の技術が案出されて、図８に示す様に、
超高圧水発生装置６からノズルユニット２へかけての出
力ラインのＯＮ／ＯＦＦ用弁１３の手前に減圧用ノズル
１５を設け、又、スイーベルジョイント１２とＯＮ／Ｏ
ＦＦ用弁１３との間に減圧弁１６を併設し、該減圧弁１
６に圧抜き用弁１４を接続し、１つのワーク１に形成す
る相異なるパターンに対する間欠切断を行うに、切断と
該切断の開始点に対するピアッシングを行うに際し、
「ピアッシング→切断→ピアッシング…」を反復操作す
る場合に、次の表１に示すＯＮ／ＯＦＦ用弁１３と減圧
弁１６の協働による作業を反復するようにしている。
平３−３７９９号）発明に示されている様な所謂「ノズ
ル側切換方式」の技術が案出されて、図８に示す様に、
超高圧水発生装置６からノズルユニット２へかけての出
力ラインのＯＮ／ＯＦＦ用弁１３の手前に減圧用ノズル
１５を設け、又、スイーベルジョイント１２とＯＮ／Ｏ
ＦＦ用弁１３との間に減圧弁１６を併設し、該減圧弁１
６に圧抜き用弁１４を接続し、１つのワーク１に形成す
る相異なるパターンに対する間欠切断を行うに、切断と
該切断の開始点に対するピアッシングを行うに際し、
「ピアッシング→切断→ピアッシング…」を反復操作す
る場合に、次の表１に示すＯＮ／ＯＦＦ用弁１３と減圧
弁１６の協働による作業を反復するようにしている。
【００１３】
【表１】当該操作において、手順２におけるピアッシン
グ時での減圧用ノズル１５の手前（上流側１７）と先部
（下流側１８）に於ける圧力Ｐ´ は図９（横軸に時間
ｔを、縦軸に圧力Ｐをとる）の（イ）に示す様に、Ｐ´
´として一定で安定しているが、当該表１に示す手順２
から手順３に移行するプロセスにおいて、圧力Ｐ´ は
瞬間的（減圧弁１６をＯＦＦからＯＮに切り換える極め
て瞬間的な時間）に一瞬ではあるが、当該図９の（イ）
に示す様にＰ´´´ に減圧用ノズル１５の先部（下流
側）１８の圧力が手前（上流側）位置１７よりも高くな
ることが判った。
グ時での減圧用ノズル１５の手前（上流側１７）と先部
（下流側１８）に於ける圧力Ｐ´ は図９（横軸に時間
ｔを、縦軸に圧力Ｐをとる）の（イ）に示す様に、Ｐ´
´として一定で安定しているが、当該表１に示す手順２
から手順３に移行するプロセスにおいて、圧力Ｐ´ は
瞬間的（減圧弁１６をＯＦＦからＯＮに切り換える極め
て瞬間的な時間）に一瞬ではあるが、当該図９の（イ）
に示す様にＰ´´´ に減圧用ノズル１５の先部（下流
側）１８の圧力が手前（上流側）位置１７よりも高くな
ることが判った。
【００１４】したがって、当該図９の（イ）に示す様
に、瞬間的ではあるが減圧用ノズル１５の手前側（上流
側１７）よりも先部（下流側１８）の方が図９の（イ）
に示す様に高圧的になることから、当該減圧用ノズル１
５の構造がノズルユニット２対し上流側１７に向う圧力
に弱い構造であれば、該減圧用ノズル１５が損傷する虞
があり、特に、表１の手順２から手順３にかけての操作
が反復されることとなる複数開始点を有するワーク１の
ピアッシング孔１´ 、及び、切断を行う態様では複数
な高圧部品回路のダメージが大きくなる虞があり、実装
出来ないというマイナス点がある。
に、瞬間的ではあるが減圧用ノズル１５の手前側（上流
側１７）よりも先部（下流側１８）の方が図９の（イ）
に示す様に高圧的になることから、当該減圧用ノズル１
５の構造がノズルユニット２対し上流側１７に向う圧力
に弱い構造であれば、該減圧用ノズル１５が損傷する虞
があり、特に、表１の手順２から手順３にかけての操作
が反復されることとなる複数開始点を有するワーク１の
ピアッシング孔１´ 、及び、切断を行う態様では複数
な高圧部品回路のダメージが大きくなる虞があり、実装
出来ないというマイナス点がある。
【００１５】そして、実稼働を行っても、定期，不定期
の保守点検整備等のメンテナンスが煩瑣であり、不測の
事態に対する修理交換等のサービス性に大きく影響する
というデメリットもあった。
の保守点検整備等のメンテナンスが煩瑣であり、不測の
事態に対する修理交換等のサービス性に大きく影響する
というデメリットもあった。
【００１６】
【発明の目的】この出願の発明の目的は上述従来技術に
基づく金属やガラス等の硬質脆性素材のワークに対して
も機能的にも優れた加工能力を有するアブレイシブウォ
ータージェットの利点を当該ガラス等の硬質脆性素材の
素材のワークの相異なるパターンを有し相互に異なる開
始点を有するピアッシングにおける問題点を解決すべき
技術的課題とし、既に開発されたピアッシングにおける
切断時よりも低圧によるピアッシングを行う技術のメリ
ットをフルに用いながら、ピアッシング後のバージンジ
ェット、又、切断ジェットへの切り換え時のソフトを巧
みに設計してワークの表面、及び、裏面に於ける破壊や
壊蝕を生じないようにして機械製造産業における加工技
術利用分野に益する優れた硬質脆性素材の切断加工方法
を提供せんとするものである。
基づく金属やガラス等の硬質脆性素材のワークに対して
も機能的にも優れた加工能力を有するアブレイシブウォ
ータージェットの利点を当該ガラス等の硬質脆性素材の
素材のワークの相異なるパターンを有し相互に異なる開
始点を有するピアッシングにおける問題点を解決すべき
技術的課題とし、既に開発されたピアッシングにおける
切断時よりも低圧によるピアッシングを行う技術のメリ
ットをフルに用いながら、ピアッシング後のバージンジ
ェット、又、切断ジェットへの切り換え時のソフトを巧
みに設計してワークの表面、及び、裏面に於ける破壊や
壊蝕を生じないようにして機械製造産業における加工技
術利用分野に益する優れた硬質脆性素材の切断加工方法
を提供せんとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段・作用】上述目的に沿い先
述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は、前述課題を解決するために、アブレイシブウォータ
ージェットによりガラス等の硬質脆性素材の素材のワー
クに対し、相異なる複数のパターンを周縁以外の開始点
からのピアッシングを介して切断するに際し、各開始点
に対してはバージンジェットによって行い、その後、パ
ターン切断を行うに、該バージンジェットを切断時の超
高圧の圧力より所定の低圧にしてワークの表面の破壊や
裏面の壊蝕を避け、且つ、ピアッシング停止後該ピアッ
シングに引き続いて切断を行うのではなく、該ピアッシ
ングを一旦、極めて微小時間停止して新めてピアッシン
グ孔１´にアブレイシブウォータージェットの噴流３を
貫通させて切断時の超高圧の噴流３を噴出させて所定に
切断を行うようにし、しかも、その際、ピアッシング時
の低圧をその切断時の超高圧をノズルユニットに付設す
る減圧弁１６に対するソフトコントロールにより行い複
数孔（多数のピアッシング孔）等に続いて所定のパター
ン切断を行うに「ピアッシング→停止→ピアッシング→
停止→……→ピアッシング→停止→切断→停止→切断→
……→切断→停止」とすることによって圧力変動回数を
可及的に少くし、稼動時間の短縮、及び、余分なエネル
ギーの割愛を行うことが出来、プラントの耐久性の向
上、及びノズルの耐久性を向上させ、減圧弁の耐久性も
向上させることが出来るようにした技術的手段を講じた
ものである。
述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は、前述課題を解決するために、アブレイシブウォータ
ージェットによりガラス等の硬質脆性素材の素材のワー
クに対し、相異なる複数のパターンを周縁以外の開始点
からのピアッシングを介して切断するに際し、各開始点
に対してはバージンジェットによって行い、その後、パ
ターン切断を行うに、該バージンジェットを切断時の超
高圧の圧力より所定の低圧にしてワークの表面の破壊や
裏面の壊蝕を避け、且つ、ピアッシング停止後該ピアッ
シングに引き続いて切断を行うのではなく、該ピアッシ
ングを一旦、極めて微小時間停止して新めてピアッシン
グ孔１´にアブレイシブウォータージェットの噴流３を
貫通させて切断時の超高圧の噴流３を噴出させて所定に
切断を行うようにし、しかも、その際、ピアッシング時
の低圧をその切断時の超高圧をノズルユニットに付設す
る減圧弁１６に対するソフトコントロールにより行い複
数孔（多数のピアッシング孔）等に続いて所定のパター
ン切断を行うに「ピアッシング→停止→ピアッシング→
停止→……→ピアッシング→停止→切断→停止→切断→
……→切断→停止」とすることによって圧力変動回数を
可及的に少くし、稼動時間の短縮、及び、余分なエネル
ギーの割愛を行うことが出来、プラントの耐久性の向
上、及びノズルの耐久性を向上させ、減圧弁の耐久性も
向上させることが出来るようにした技術的手段を講じた
ものである。
【００１８】
【実施例】次に、この出願の発明の実施例を図８を援用
し、図１〜図３に従って説明すれば以下の通りである。
し、図１〜図３に従って説明すれば以下の通りである。
【００１９】尚、図４以下と同一態様部分は同一符号を
用いて説明するものとする。
用いて説明するものとする。
【００２０】この出願の発明の実施例に用いるハードウ
エアは図８に示したノズル側切換方式と実態的には同一
であり、その手順は次の表２に示す態様を用いるもので
あり、当該実施例は図３に示す硬質脆性素材としてのガ
ラスを素材としたワーク１に相互に相隣ってＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄのパターン１９，１９´ ，１９´´，１９´´
´ を各対応する開始点〜のピアッシングによる孔
明け加工とそれに続くパターンの切断を行う態様であ
り、当該図３に示す点線の部分は１つの切断ループの切
断完了後、次の切断ループのピアッシング孔１´ の位
置までアブレイシブウォータージェットの噴流３を停止
した状態で移行するものを示すものであり、曲線の実線
部分はピアッシング孔１´ からパターン１９〜１９´
´´ の切断にアブレイシブウォータージェットの噴流
３を噴出した状態で移行する部分を示しているものであ
る。
エアは図８に示したノズル側切換方式と実態的には同一
であり、その手順は次の表２に示す態様を用いるもので
あり、当該実施例は図３に示す硬質脆性素材としてのガ
ラスを素材としたワーク１に相互に相隣ってＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄのパターン１９，１９´ ，１９´´，１９´´
´ を各対応する開始点〜のピアッシングによる孔
明け加工とそれに続くパターンの切断を行う態様であ
り、当該図３に示す点線の部分は１つの切断ループの切
断完了後、次の切断ループのピアッシング孔１´ の位
置までアブレイシブウォータージェットの噴流３を停止
した状態で移行するものを示すものであり、曲線の実線
部分はピアッシング孔１´ からパターン１９〜１９´
´´ の切断にアブレイシブウォータージェットの噴流
３を噴出した状態で移行する部分を示しているものであ
る。
【００２１】
【表２】尚、ＯＮ／ＯＦＦ用弁１３と減圧用弁１６のＯ
Ｎ・ＯＦＦの制御による作業手順は当該表２に示す通り
であり、図１に示す実施例は、一点のみの開始点に対す
るピアッシング孔１´ に続いて（停止時間を含んで）
切断（ロ）を行う態様であり、図２に示す実施例は互い
に相異なる位置の開始点が３つのピアッシング（ イ）を
行って、その後に（停止時間をおいて）切断（ロ）を行
う場合の態様であり、横軸に時間ｔを、縦軸にノズルユ
ニット直前の圧力Ｐ0 をとったものであり、（イ）はΔ
ｔ´ の微小時間後のピアッシングを、（ロ）は切断Δ
´´の時間をおいて切断態様を示すものである。
Ｎ・ＯＦＦの制御による作業手順は当該表２に示す通り
であり、図１に示す実施例は、一点のみの開始点に対す
るピアッシング孔１´ に続いて（停止時間を含んで）
切断（ロ）を行う態様であり、図２に示す実施例は互い
に相異なる位置の開始点が３つのピアッシング（ イ）を
行って、その後に（停止時間をおいて）切断（ロ）を行
う場合の態様であり、横軸に時間ｔを、縦軸にノズルユ
ニット直前の圧力Ｐ0 をとったものであり、（イ）はΔ
ｔ´ の微小時間後のピアッシングを、（ロ）は切断Δ
´´の時間をおいて切断態様を示すものである。
【００２２】而して、図３のワーク１に対するアブレイ
シブウォータージェットの噴流３による切断加工は各開
始点に対する切断時の圧力より低い圧力でピアッシング
を行った後、停止時間△ ｔをおいて、ピアッシング加
工孔１´ に切断時の所定の超高圧の圧力のアブレイシ
ブウォータージェットの噴流３を貫通させ、続いて切断
加工を行うものであり、パターン１９，１９´ ，１９
´´，１９´´´ の切断加工後は次のパターンの開始
点に対するピアッシングを行うに、当該図３に示す点線
の噴流３のΔｔ´´，Δｔ´´´ の短い時間を置いて
の噴出移行を行うものである。
シブウォータージェットの噴流３による切断加工は各開
始点に対する切断時の圧力より低い圧力でピアッシング
を行った後、停止時間△ ｔをおいて、ピアッシング加
工孔１´ に切断時の所定の超高圧の圧力のアブレイシ
ブウォータージェットの噴流３を貫通させ、続いて切断
加工を行うものであり、パターン１９，１９´ ，１９
´´，１９´´´ の切断加工後は次のパターンの開始
点に対するピアッシングを行うに、当該図３に示す点線
の噴流３のΔｔ´´，Δｔ´´´ の短い時間を置いて
の噴出移行を行うものである。
【００２３】ちなみに、ノズル側切換方式によるＯＮ／
ＯＦＦ用弁１３の開閉によるノズルユニット２´ から
のアブレイシブウォータージェットの噴流３の停止状態
から表２に示す様に、ピアッシングを行うが、当該ピア
ッシング作業時においてはＯＮ／ＯＦＦ用弁１３は開き
状態、減圧弁１６は閉状態であり、切断時の超高圧に比
し低圧、即ち、ワーク１の表側にひび割れ４が生ぜず、
裏側には壊蝕５が生じない低圧で噴流３を噴出し、所望
のピアッシングを行い、ピアッシング終了後、ＯＮ／Ｏ
ＦＦ用弁１３、及び、減圧弁１６を閉じ状態にして噴流
３の噴出を一旦停止し、所定の停止時間Δｔ，Δｔ´
，Δｔ´´，Δｔ´´´ をおいて、ノズルユニット２
に対しＯＮ／ＯＦＦ用弁１３、及び、減圧弁１６を開の
状態にして当該切断を行う所定の超高圧のアブレイシブ
ウォータージェットの噴流３をピアッシング孔１´ を
貫通させて図３に示す曲線状の実線に沿って切断を〜
の順で進め、当該パターン１９，１９´ ，１９´
´，１９´´´ の切断を設計通り行っていく。
ＯＦＦ用弁１３の開閉によるノズルユニット２´ から
のアブレイシブウォータージェットの噴流３の停止状態
から表２に示す様に、ピアッシングを行うが、当該ピア
ッシング作業時においてはＯＮ／ＯＦＦ用弁１３は開き
状態、減圧弁１６は閉状態であり、切断時の超高圧に比
し低圧、即ち、ワーク１の表側にひび割れ４が生ぜず、
裏側には壊蝕５が生じない低圧で噴流３を噴出し、所望
のピアッシングを行い、ピアッシング終了後、ＯＮ／Ｏ
ＦＦ用弁１３、及び、減圧弁１６を閉じ状態にして噴流
３の噴出を一旦停止し、所定の停止時間Δｔ，Δｔ´
，Δｔ´´，Δｔ´´´ をおいて、ノズルユニット２
に対しＯＮ／ＯＦＦ用弁１３、及び、減圧弁１６を開の
状態にして当該切断を行う所定の超高圧のアブレイシブ
ウォータージェットの噴流３をピアッシング孔１´ を
貫通させて図３に示す曲線状の実線に沿って切断を〜
の順で進め、当該パターン１９，１９´ ，１９´
´，１９´´´ の切断を設計通り行っていく。
【００２４】尚、この出願の発明の実施態様は上述実施
例に限るものでないことは勿論であり、例えば、ピアッ
シングを必要とする開始点が複数ある場合には全ての開
始点に対するピアッシングを行った後にパターンの切断
を行うことが望ましい態様であるが、当該態様において
当該複数のパターンに対応するノズルユニット２が複数
ユニットある場合には、全てのピアッシングを同時併行
的に行う等種々の態様が採用可能である。
例に限るものでないことは勿論であり、例えば、ピアッ
シングを必要とする開始点が複数ある場合には全ての開
始点に対するピアッシングを行った後にパターンの切断
を行うことが望ましい態様であるが、当該態様において
当該複数のパターンに対応するノズルユニット２が複数
ユニットある場合には、全てのピアッシングを同時併行
的に行う等種々の態様が採用可能である。
【００２５】又、上記ピアッシングと切断時のノズルユ
ニットに対する圧力はソフトコントロールにより行う。
ニットに対する圧力はソフトコントロールにより行う。
【００２６】又、この出願の発明の応用態様としてウォ
ータージェットにガーネットサンドの研磨材等を含有さ
せたアブレイシブウォータージェットに代えて、砥粒等
の研磨材を含有しないウォータージェットのみで所定の
加工が出来る場合には、それが可能であることを含むも
のである。
ータージェットにガーネットサンドの研磨材等を含有さ
せたアブレイシブウォータージェットに代えて、砥粒等
の研磨材を含有しないウォータージェットのみで所定の
加工が出来る場合には、それが可能であることを含むも
のである。
【００２７】このようにすることに先述した「元圧切換
方式」の昇圧、降圧に要する時間ロスや昇圧に必要なエ
ネルギーロスも、又、アキュームレータを含む高圧部品
の疲労による寿命低下を防げるばかりでなく、「ノズル
側切換方式」の態様の減圧用ノズルのノズル側から逆流
する圧力に弱い構造の減圧用ノズルであっても、ピアッ
シングから切断を引き続いて行う際の減圧用ノズルの損
傷を防げ、連続作業を延長することが出来る。
方式」の昇圧、降圧に要する時間ロスや昇圧に必要なエ
ネルギーロスも、又、アキュームレータを含む高圧部品
の疲労による寿命低下を防げるばかりでなく、「ノズル
側切換方式」の態様の減圧用ノズルのノズル側から逆流
する圧力に弱い構造の減圧用ノズルであっても、ピアッ
シングから切断を引き続いて行う際の減圧用ノズルの損
傷を防げ、連続作業を延長することが出来る。
【００２８】尚、この出願の発明はＯＮ／ＯＦＦ用弁と
減圧弁との開閉タイミングのソフト制御で行うことが出
来るために装置的には、特に、新たな機構を設けること
なく、プログラム的に制御することが出来るものであ
る。
減圧弁との開閉タイミングのソフト制御で行うことが出
来るために装置的には、特に、新たな機構を設けること
なく、プログラム的に制御することが出来るものであ
る。
【００２９】
【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、基本的
に本来的に秀れたアブレイシブウォータージェットによ
るガラス等の硬質脆性素材のワークのパターン切断加工
に際し、周縁部以外の開始点に対し切断時の圧力より低
圧の圧力でピアッシングを行って、その後にパターン切
断を行うに際し、該ピアッシングを行う圧力を切断時の
圧力より低くして行うことによりワークの表面の破壊や
裏面の壊蝕を避けることが出来るばかりでなく、当該ワ
ークの加工の際にも昇圧、降圧の繰り返しによる時間ロ
スや昇圧に要する無駄なエネルギーを割愛し、且つ、反
復する圧力変動による高圧部品の疲労をなくし、アキュ
ームレータ等の高圧部品の寿命を長く伸ばすことが出来
る優れた効果が奏される。
に本来的に秀れたアブレイシブウォータージェットによ
るガラス等の硬質脆性素材のワークのパターン切断加工
に際し、周縁部以外の開始点に対し切断時の圧力より低
圧の圧力でピアッシングを行って、その後にパターン切
断を行うに際し、該ピアッシングを行う圧力を切断時の
圧力より低くして行うことによりワークの表面の破壊や
裏面の壊蝕を避けることが出来るばかりでなく、当該ワ
ークの加工の際にも昇圧、降圧の繰り返しによる時間ロ
スや昇圧に要する無駄なエネルギーを割愛し、且つ、反
復する圧力変動による高圧部品の疲労をなくし、アキュ
ームレータ等の高圧部品の寿命を長く伸ばすことが出来
る優れた効果が奏される。
【００３０】又、高圧用ノズル側からの逆流に弱い減圧
用ノズルであっても、損傷を防ぎ、プラントの耐久性を
向上させることが出来るという優れた効果が奏される。
用ノズルであっても、損傷を防ぎ、プラントの耐久性を
向上させることが出来るという優れた効果が奏される。
【００３１】又、ピアッシングの加工孔に切断加工時の
高圧のアブレイシブウォータージェットの噴流を貫通し
て噴出させる操作を、該切断時の圧力より低圧のピアッ
シングによりピアッシング孔をあけるためのアブレイシ
ブウォータージェットの噴射を一時的に停止した後に行
うために、プログラム制御的なソフトコントロールで対
応出来ることから、各種の高圧部品回路に機構的に新た
な付加をすることがなく、装置的に初期製造、組付等に
余分なコストがかからず、又，上述の如く、疲労等によ
る損耗がないために、定期、不定期の煩瑣な保守点検整
備作業を必要とし、交換修理等もほとんどないようにす
ることから、油圧配管系の部品に対するメンテナンス性
が良く、又、それだけサービス性も良いという優れた効
果が奏される。
高圧のアブレイシブウォータージェットの噴流を貫通し
て噴出させる操作を、該切断時の圧力より低圧のピアッ
シングによりピアッシング孔をあけるためのアブレイシ
ブウォータージェットの噴射を一時的に停止した後に行
うために、プログラム制御的なソフトコントロールで対
応出来ることから、各種の高圧部品回路に機構的に新た
な付加をすることがなく、装置的に初期製造、組付等に
余分なコストがかからず、又，上述の如く、疲労等によ
る損耗がないために、定期、不定期の煩瑣な保守点検整
備作業を必要とし、交換修理等もほとんどないようにす
ることから、油圧配管系の部品に対するメンテナンス性
が良く、又、それだけサービス性も良いという優れた効
果が奏される。
【図１】この出願の発明の１実施例の弁操作のグラフ図
である。
である。
【図２】別の実施例の弁操作のグラフ図であり、（イ）
はピアッシングの態様図であり、（ロ）は切断態様であ
る。
はピアッシングの態様図であり、（ロ）は切断態様であ
る。
【図３】ワークのパターンの平面模式図である。
【図４】アブレイシブウォータージェットによるワーク
切断の部分断面模式図である。
切断の部分断面模式図である。
【図５】従来技術に基づく元圧切換方式によるアブレイ
シブウォータージェット駆動模式機構図である。
シブウォータージェット駆動模式機構図である。
【図６】従来技術に基づくピアッシングと切断の作動模
式グラフ図である。
式グラフ図である。
【図７】同、他の態様の模式グラフ図である。
【図８】ノズル側切換方式アブレイシブウォータージェ
ット駆動模式機構図である。
ット駆動模式機構図である。
【図９】ピアッシングと切断の連続稼働模式グラフ図で
ある。
ある。
３ アブレイシブウォータージェット
１ 硬質脆性素材
１９，１９´ ，１９´´，１９´´´ パターン
〜 開始点
２ ノズルユニット
１６ 減圧弁
【表１】
【表２】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 長谷川 覚
兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番
１号 川崎重工業株式会社 神戸工場内
(56)参考文献 特開 平４−146080（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−245828（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−28599（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B24C 5/02
B23P 17/00
Claims (3)
- 【請求項１】超高圧のアブレイシブウォータージェット
により硬質脆性素材に対し所定のパターンの切断加工を
行うに際し、該硬質脆性素材の周縁以外の開始点に対し
ソフトコントロールによる切断時の水圧より低圧の噴流
により所定のピアッシングを行い、その後ピアッシング
孔から高圧の噴流により所定のパターンを切断して形成
するようにする硬質脆性素材の切断方法において、上記
ピアッシングを切断時の圧力より低圧にして行い、そし
て、該ピアッシング後に一旦微小時間噴流を停止し、あ
らためて所定の切断加工圧力の噴流を短時間の停止を介
してピアッシング孔に挿通状に噴出して所定のパターン
の切断を行うようにし、その際、該ピアッシングの低圧
と切断時の高圧とをノズルユニットに付設する減圧弁に
対するソフトコントロールにより行うことを特徴とする
硬質脆性素材の切断加工方法。 - 【請求項２】上記ピアッシングの開始点が複数の場合に
おいて、該開始点の全てに対してパターン切断の前にピ
アッシングを行うようにすることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の硬質脆性素材の切断加工方法。 - 【請求項３】上記開始点の全てに対して、複数のノズル
により、同時併行的にピアッシングをするようにするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の硬質脆性素
材の切断加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32220892A JP3394552B2 (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 硬質脆性素材の切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32220892A JP3394552B2 (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 硬質脆性素材の切断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06143146A JPH06143146A (ja) | 1994-05-24 |
| JP3394552B2 true JP3394552B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=18141166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32220892A Expired - Fee Related JP3394552B2 (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 硬質脆性素材の切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3394552B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT9123U1 (de) | 2006-02-22 | 2007-05-15 | Boehler Hochdrucktech Gmbh | Einrichtung für wasserstrahl- oder abrasivwasserstrahl-schneidanlagen |
| JP5205481B2 (ja) * | 2011-02-02 | 2013-06-05 | 株式会社スギノマシン | アブレシブウォータージェット加工機 |
-
1992
- 1992-11-09 JP JP32220892A patent/JP3394552B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06143146A (ja) | 1994-05-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |