JP4297242B2 - 表面加工装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動する板材や線材など被加工物の表面を加工する表面加工装置に係わり、特に流体と共に研削材を移動する被加工物の表面に吹付け、被加工物の表面を加工する表面加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、金属材料の製造工程において、その成形に伴う材質の改善に熱処理を行うため、その際、金属表面に酸化被膜が形成される。特に、線材の製造工程においては、素材となる線材からダイスを通して目的の線径に加工するが、この線材製造工程においては、素材製造段階やダイス加工後に行う熱処理によって、金属表面に酸化被膜が形成される。
【０００３】
そこで、このような熱処理で形成される酸化被膜の除去、及び線材のメッキ処理の前工程としての表面下地形成など線材表面を加工する表面加工工程が必要となる。
【０００４】
従来、これらの表面加工工程では、塩酸等の薬品により表面処理を行っている。このような薬品処理の場合、処理効果が金属表面と薬品の化学反応速度に依存するため、処理すべき金属表面の対象物、すなわち酸化被膜の厚さや形状、及び線材の線径、ライン速度の相違などによって、適切な反応時間を調整する必要がある。また、通常は大型の薬品槽に大量の薬品を貯蔵し、複数本の線材ラインを並行にして薬品槽を通過させ表面加工を行っている。
【０００５】
このような表面加工工程において、表面加工の調整は、線材のライン速度と薬品の接触時間により調整されている。
【０００６】
しかしながら、薬品を使用する表面加工は、金属と化学反応を起こし、加工時間の経過に伴なって化学変化を進行させていくので、化学反応を維持するために常に薬品の補充や交換が必要となる。また、薬品槽内には、金属との反応生成物や他の不純物が増加していくため、薬品の再生等の設備や処理も必要になる。さらに、この薬品を用いた金属表面加工には、強酸等が多く用いられ、また、金属との反応速度を上げるために薬品を加熱して使用することが多く、危険が伴ない、ここで発生する薬品蒸気を凝縮中和する設備も必要になる。
【０００７】
このように、従来の金属表面加工では、薬品による化学反応処理が用いられているため、作業環境として危険であるばかりでなく、薬品などの廃棄物が大量に発生する等の問題点があった。
【０００８】
そこで、薬品を用いた金属表面加工の問題点を解消するために、研削材を圧縮空気とともにノズルから金属表面に噴射して表面処理を行うブラスト法が用いられている。ブラスト法を金属表面加工に適用することにより、薬品を使用する化学処理に替えることが行なわれている。
【０００９】
一般的に圧縮空気に混入され移送される粒体は、加速して最終速度になるまで一定の距離を要する。これを研削材に当てはめれば、研削材の速度は、研削能力に大きな影響を与えるため、研削材を十分加速させることが、研削能力を向上させ効率的な研削を行うための条件であり、十分加速できる直線的な距離を確保し高い研削能力を持たせることが必要である。
【００１０】
しかしながら、実際の金属材料製造ラインでは、加工物の移動速度が速く、また、従来のブラスト法では、ノズルの長さが短く、研削材に十分な最終速度が得られないため、研削力が低く、多数のノズルを用いて多数回研削する必要があり、研削材の消耗や圧縮空気供給装置の運転コストも増大していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、薬品を使用せず機械的手段で金属表面の酸化被膜除去や表面下地処理等の加工が行なえ、コンパクトで高い研削能力を有する表面加工装置が要望されていた。
【００１２】
また、上記のように流体及び研削材を噴射させる噴射管体としてノズルを用いる場合には、管路が先細になっているので、長時間使用すると、ノズルが摩耗し、噴射管体の寿命を縮める問題があった。
【００１３】
そこで、流体及び研削材を噴射させる噴射管体の長寿命化が要望されていた。
【００１４】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、薬品を使用せず機械的手段で金属表面の酸化被膜除去や表面下地処理等の加工が行なえ、コンパクトで高い研削能力を有する表面加工装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、流体及び研削材を噴射させる噴射管体の長寿命化を図った表面加工装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、流体と共に研削材を噴射管体から噴射させて、移動する被加工物の表面に吹付け、被加工物の表面を加工する表面加工装置であって、前記噴射管体は、流体及び研削材が流れる管路を有し、前記噴射管体の先端には、研削材の流れを横切って被加工物を通過させ、かつ、前記先端に前記被加工物の位置関係を保持する被加工物通過孔を有する研削容器が設けられ、前記研削容器は、被加工物通過孔形成部位で２分割可能にされていることを特徴とする表面加工装置が提供される。これにより、薬品を使用せず機械的手段で金属表面の酸化被膜除去や表面下地処理等の加工が行え、コンパクトで高い研削能力を有し、線材の初期設定時に線材を線材通過孔に通す手間が不要となり、作業性が向上する表面加工装置が実現される。
【００１７】
好適な一例では、上記噴射管体は、管路の内径が全長にわたって均一である均一管である。これにより、流体及び研削材を噴射させる噴射管体の長寿命化が実現される。
【００１８】
また、他の好適な一例では、上記噴射管体は管路が先細のノズルである。
【００１９】
また、他の好適な一例では、上記研削材は、走行する被加工物の表面に傾斜角度を有して吹付けられる。これにより、被加工物は効率よく研削される。
【００２０】
また、他の好適な一例では、上記噴射管体は、被加工物に対して傾斜した状態で４方向から研削材を吹付けるように配置される。これにより、複数の線材は最低限の研削材の噴射で効率よく、全周研削を行うことができる。
【００２１】
また、本発明の他の態様によれば、圧縮流体供給装置により圧縮された圧縮流体あるいは羽根車からの遠心力を利用して、噴射管体から噴射させて、研削材を移動する被加工物の表面に吹付け、被加工物の表面を加工する表面加工装置において、前記被加工物は、複数であり、この複数の被加工物は一定間隔を有して平行に配置され、前記噴射管体の先端には、研削材の流れを横切って被加工物を通過させ、かつ、前記先端に前記被加工物の位置関係を保持する被加工物通過孔を有する研削容器が設けられ、前記研削容器は、被加工物通過孔形成部位で２分割可能にされていることを特徴とする表面加工装置。
【００２２】
これにより、複数の被加工物は最低限の研削材の噴射で効率よく、全周研削を行うことができ、また、線材の初期設定時に線材を線材通過孔に通す手間が不要となり、作業性が向上する。
【００２３】
また、他の好適な一例では、上記噴射管体は、ブロックを貫通する管路を設けることにより形成される。これにより、摩耗代を大きくとることができ、噴射管体の交換周期を延ばして、ランニングコストの低減が実現される。
【００２４】
また、他の好適な一例では、上記ブロックは、平板形状であり、このブロックに管路が複数平行に設けられる。これにより、均一で幅広い研削可能領域を確保することができ、被加工物の大きさの変化にも対応できる。
【００２５】
また、他の好適な一例では、上記噴射管体は、その先端に同一内径を有する短管体が着脱自在に取付けられる。これにより、噴出口の先端が激しく摩耗しても、短管を交換できるため、噴射管体全体の交換は必要なく、ランニングコストの低減が実現される。
【００２６】
また、他の好適な一例では、上記噴射管体は、その先端部が硬化処理される。これにより、耐摩耗性を向上させ交換周期を延ばし、ランニングコストの低減が実現される。
【００２７】
また、他の好適な一例では、上記被加工物通過孔あるいは切欠部は、複数設けられる。これにより、複数本の、被加工物を効率よく、確実に研削可能となる。
【００２８】
また、他の好適な一例では、上記研削容器には、噴出された研削材を回収する回収管が設けられる。これにより、研削材の再使用が可能となり、さらに、高い研削力を期待できる。
【００２９】
また、他の好適な一例では、上記研削容器は、複数設けられ、この各々の研削容器には斜めに移動する被加工物が通過する被加工物通過孔が設けられ、かつ、前記研削容器には複数の噴射管体の先端が挿入され、この噴射管体は４方向から研削材が被加工物に当るように水平に配置される。これにより、噴射管体や研削材回収ラインをすべて同じ条件で設計することができ合理化が図れるとともに、噴射方向の向きによる研削力の差異をなくせる。
【００３０】
また、他の好適な一例では、上記研削容器は、研削材を含む流体に旋回を与える旋回流発生手段が設けられる。これにより、一回の通過で線材の２側面が研削され効率向上が図れる。
【００３１】
また、他の好適な一例では、圧縮空気と共に平均粒径がほぼ０．２ｍｍの鋼製球状粒子を噴射管体から噴射させて、走行する被加工物の表面に吹付け、被加工物の表面を加工する表面加工装置であって、前記噴射管体の長さは２００〜８００ｍｍである。これにより、薬品を使用せず機械的手段で線材表面の酸化被膜除去や表面下地処理等の加工が行なえ、コンパクトで高い研削能力を有する線材の表面加工装置が実現される。
【００３２】
また、他の好適な一例では、流体と共に研削材を噴射管体から噴射させて、走行する被加工物の表面に吹付け、被加工物の表面を加工する表面加工装置であって、前記研削材は、鋼製球状粒子と非球状粒子とからなる。これにより、大直径の研削材により線材表面の酸化皮膜が衝撃力で破砕されるとともに、小直径の研削材で金属表面を滑らかに仕上げることが可能となる。
【００３３】
好適な一例では、上記研削材の非球状粒子は、使用により破損した鋼製粒子である。これにより、金属表面を滑らかに仕上げられる。
【００３４】
また、他の好適な一例では、上記研削材は、ほぼ３００回の使用により破損あるいは小球状化した粒子を含む。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる表面加工装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００３６】
図１は本発明に係わる表面加工装置の第１実施形態の概念図である。
【００３７】
図１に示すように、本発明に係わる表面加工装置、例えば、金属表面加工装置１は、圧縮空気を供給するコンプレッサまたはブロア等のような流体圧縮供給装置としての圧縮空気供給装置２と、研削材Ｌを供給するロータリーバルブ等の研削材供給装置３と、研削材Ｌを流体、例えば、圧縮空気に混入する混入器４と、この混入器４に接続ホース５を介して接続された噴射管体としての均一管６と、この均一管６と被研削物としての線材Ｍを収容する研削箱体７と、噴射された研削材Ｌを回収、分級するサイクロンセパレータ等の分級装置８と、分級された使用済の研削材Ｌを捕集する集塵機９から構成される。
【００３８】
また、研削箱体７と分級装置８は研削材回収ライン１０により接続され、分級装置８と集塵機９は使用済研削材回収ライン１１により接続されており、研削対象となる線材Ｍは、加工工程においてローラ１２ａを有する線材巻取り装置１２によって連続的に巻き取られるようになっている。
【００３９】
図２に示すように、上記均一管６は、管路６ａの内径が全長にわたって均一に形成されており、その一端には噴出口６ｂが設けられ、他端には内径の異なる接続ホース５と均一管６とを接続するために内径が先細形状の接続部材１３を介して接続ホース５に接続されている。また、図１に示すように、均一管６は研削材Ｌが線材Ｍに対して傾斜角度を有して吹付けられるように、線材Ｍに対して傾斜角度を有して配設されている。これにより、線材Ｍは効率よく研削される。均一管６が線材Ｍに対して直交する場合には、跳返る研削体が障害になり研削効果が低下し、また、平行である場合には、研削材による十分な衝突力が発揮できず、研削材による研削効果が得られない。
【００４０】
また、均一管６は、金属製、例えばステンレス製で管状であり、その長さが研削材Ｌにより線材Ｍの表面を加工できる程度に加速されるに必要な長さを有している。例えば、均一管６の内径が８ｍｍ、研削材Ｌとして平均粒径が０．２ｍｍの鋼製球状粒子を用いる場合、均一管６の長さは、２００〜８００ｍｍであるのが好ましい。この十分な長さを有した均一管６を使用することで、研削材Ｌは同じ空気流量でも最終速度に達した状態で線材Ｍに吹付けることができ、効率的に大きな研削力を得ることができる。さらに、噴射の直線性も向上し、集中的に吹付けが可能となる。
【００４１】
均一管の長さが２００ｍｍより小さいと、十分な研削力が得られず、８００ｍｍを超えると８００ｍｍのとき以上の研削力が得られず、装置が大型化され好ましくない。均一管６は、耐摩耗性を有すれば必ずしも金属製に限ることはなく、セラミックス製などであってもよい。
【００４２】
また、研削材Ｌは、ある程度の質量を有し、硬度と耐久性を有すればいずれの材質でもよいが、価格等の面からは鋼製が好ましく、３００回以上噴射したものを再使用するのが好ましい。研削材Ｌは、繰返し噴射により、一部の粒子が破損し、直径０．２ｍｍの鋼球と破損してさらに小径となった研削材が混合した状態となり、この研削材を使用して線材の研削を行なうことにより、大直径の研削材により線材表面の酸化皮膜が衝撃力で破砕されるとともに、小直径の研削材で金属表面を滑らかに仕上げることが可能となる。この研削材は、新品の直径０．２ｍｍの研削材を連続使用しながら、定期的に新品を補給していくことでも同様な構成の研削材を得ることができる。
【００４３】
次に本発明に係わる表面加工装置を用いた線材の研削方法について説明する。
【００４４】
図１に示すように、研削材供給装置３から供給された研削材Ｌは、圧縮空気供給装置２から供給される圧縮空気と混入器４において混入され、研削材供給ライン接続ホース５を介して、噴射管体としての均一管６に導入される。
【００４５】
均一管６に導入された研削材Ｌは、均一管６が圧縮空気流の作用によって研削材Ｌにより線材Ｍの表面を加工できる程度に加速される長さを有するので、噴出口６ｂから噴出する研削材Ｌによって、線材Ｍの表面は十分に加工される。
【００４６】
研削に使用された研削材Ｌは、集塵機９の吸引により研削材回収ライン１０を通して回収され、分級装置８では回収された研削材Ｌの選別が行われ、再使用可能な研削材は、再び研削材供給装置３に戻されるとともに、再使用不可の研削材は、使用済み研削材回収ライン１１を通して集塵機９で捕集される。
【００４７】
上記のような表面加工工程において、均一管６が圧縮空気流の作用によって研削材Ｌにより線材Ｍの表面を加工できる程度に加速されるに必要な長さを有するので、十分加速できる直線的な距離を確保できて、研削材Ｌに高い研削能力を持たせることができ、効率的な研削が実現する。さらに、噴射の直線性も向上し、集中的に噴射することが可能となる。
【００４８】
また、本第１実施形態の表面加工装置では、噴射管体としての均一管６を用い、さらに、先細形状の接続部材１３を用いることで、この接続部材１３で圧縮空気は多少加速され、このとき接続部材１３は研削材の速度が低速であるため、ほとんど研削されず、さらに、均一管６は内径が均一であるので、管路６ａを流れる研削材Ｌによって研削されることなく、長寿命になる。
【００４９】
次に本発明に係わる表面加工装置の第２実施形態について説明する。
【００５０】
本第２実施形態は、上記第１実施形態が噴射管体としての均一管を用いるのに対して、噴射管体として管路が先細のノズルを用いるものである。
【００５１】
例えば、図３に示すように、ノズル６Ａは、管状で、管路６Ａａの内径が先細に形成されており、その一端には噴出口６Ａｂが設けられ、他端には接続ホース５Ａが直接接続されている。また、ノズル６Ａは、その長さが研削材により線材の表面を加工できる程度に加速される長さを有している。この十分な長さを有したノズル６Ａを使用することで、研削材は同じ空気流量でも最終速度に達した状態で線材に噴射することができ、効率的に大きな研削力を得ることができ、さらに、噴射の直線性も向上し、集中的に噴射することが可能となる。
【００５２】
なお、ノズルはその先端部分だけに窒化等の金属硬化処理や硬度の高い金属の溶着等を施すことによって、耐摩耗性を向上させ交換周期を延ばすとともに、ランニングコストを抑えることができる。
【００５３】
また、本発明に係わる表面加工装置の第３実施形態について説明する。
【００５４】
本第３実施形態は、上記第１実施形態または第２実施形態が管状の噴射管体を用いるのに対して、直方体形状のブロックに１本の管路を形成したものである。
【００５５】
例えば、図４に示すように、噴射管体６Ｂは、直方体形状のブロック６Ｂ１の長手方向に貫通する先細の管路６Ｂａを１本穿設して形成されている。従って、ブロック６Ｂ１にノズルと同じ寸法の管路６Ｂａを穿設してノズルを形成することで、管状のノズルを用いる場合に比べて、摩耗代を大きくとることができ、ノズルの交換周期を延ばすことができ、ランニングコストの低減を図ることができる。なお、管路は上記第１実施形態と同様に、全長に亘り均一内径を有するものであってもよい。
【００５６】
また、本発明に係わる表面加工装置の第４実施形態について説明する。
【００５７】
本第４実施形態は、上記第３実施形態が直方体形状のブロックに１本の管路を形成するのに対して、平板形状のブロックに複数本の管路を形成するものである。
【００５８】
例えば、図５に示すように、噴射管体６Ｃは、平板形状のブロック６Ｃ１の長手方向に貫通する先細の管路６Ｃａを複数本、例えば４本穿設して形成されている。従って、ブロック６Ｃ１にノズルと同じ寸法の管路６Ｃａを複数本穿設してノズルを形成することで、同時に複数本平行に移動する線材に対して、一同に研削材を噴射することができ、また、より大きな径の線材あるいは幅の広い板材に対しても一度に研削材を噴射することができ、上記第４と同様の効果が得られるほか、効率的に線材の表面加工が行なえる。管路は上記第１実施形態と同様に、全長に亘り均一内径を有するものであってもよい。
【００５９】
また、本発明に係わる表面加工装置の第５実施形態について説明する。
【００６０】
本第５実施形態は、上記第１実施形態または第２実施形態における管状の１本の噴射管体の噴出口（先端）に短管を着脱可能に設けるものである。
【００６１】
例えば、図６に示すように、管状の噴射管体６Ｅの噴出口（先端）６Ｅｂには、噴射管体６Ｅの管路６Ｅａの内径と同一内径を有する短管２１Ｅが、着脱可能に螺着されている。従って、研削材が噴射時に噴射管体６Ｅの先端で拡散し噴出口６Ｅｂを激しく摩耗しても、短管２１Ｅを交換できるため、噴射管体６Ｅ全体の交換は必要なく、ランニングコストを低く抑えることができる。
【００６２】
また、本発明に係わる表面加工装置の第６実施形態について説明する。
【００６３】
本第６実施形態は、上記第１実施形態または第２実施形態における管状の噴射管体の先端部近傍に線材の移動方向と噴射管体との相対的な位置関係を保持するための保持機構を付加したものである。
【００６４】
例えば、図７に示すように、噴射管体６Ｆの先端部近傍に線材Ｍの移動方向と噴射管体６Ｆとの相対的な位置関係を保持するための保持機構２２Ｆが設けられている。この保持機構２２Ｆは、移動する線材Ｍを挟持する一対の回転ローラ２２Ｆ１を有する複数の保持体２２Ｆ２と、この保持体２２Ｆ２に取付けられ噴射管体６Ｆの先端部近傍を保持する保持部材２２Ｆ３で形成されている。
【００６５】
噴射管体６Ｆは、その長さが研削材により線材の表面を加工できる程度に加速されるに必要な長さを有することで高い研削力を実現し、集中的に噴射することを可能としており、効率的な研削を実現するには、線材Ｍに対して噴射管体６Ｆを確実に位置合わせしなければならない。絶対座標系での位置あわせでは、製造ラインに流れる線材Ｍそのものが持つうねりや研削材Ｌの噴射による線材Ｍのゆれに対して追従することができない。
【００６６】
そこで、本第６実施形態は上記のような構造を有することで、噴射管体６Ｆの先端と線材Ｍの位置合わせは確実に行われ、その結果、線材Ｍの研削を確実に行うことができる。
【００６７】
また、本発明に係わる表面加工装置の第７実施形態について説明する。
【００６８】
本第７実施形態は、上記第１実施形態または第２実施形態における噴射管体の先端部近傍側面に線材通過孔を１個設けるものである。
【００６９】
例えば、図８に示すように、研削材が十分加速できる距離を確保した噴射管体６Ｇの先端部近傍側面に線材Ｍが通過する線材通過孔６Ｇ１が１個穿設されている。従って、この線材通過孔６Ｇ１に線材Ｍを通して研削することにより、確実な研削が期待できる。なお、矢印は、研削材の流れる方向である。線材Ｍが通過する部分は、噴射管体側も部分的に摩耗が大きくなるため、この部分を交換可能な構造としたり、硬化処理をするようにしてもよい。
【００７０】
また、本発明に係わる表面加工装置の第８実施形態について説明する。
【００７１】
本第８実施形態は、上記第７実施形態が管状の噴射管体の先端部近傍側面に線材通過孔を設けるのに対して、位置合わせ用の切込みを設けたものである。
【００７２】
例えば、図９に示すように、噴射管体６Ｈの先端部近傍側面には、噴射管体６Ｈの位置合わせ用の切込み６Ｈ１が設けられている。
【００７３】
従って、上記第７実施形態と同様の効果が期待できるほか、線材Ｍを工程初期にセットする際に、孔を通す必要がなく、側面からセットできるために作業性が向上する。
【００７４】
また、本発明に係わる表面加工装置の第９実施形態について説明する。
【００７５】
本第９実施形態は、上記第７実施形態が噴射管体の先端部近傍側面に線材通過孔を１個設けるのに対して、複数設けたものである。
【００７６】
例えば、図１０は、噴射管体としての均一管６Ｈの先端部近傍側面に線材Ｍが通過する線材通過孔６Ｈ１、６Ｈ２が、複数、例えば２個穿設されている。
【００７７】
従って、この線材通過孔６Ｈ１、６Ｈ２に線材Ｍを通して研削することにより、複数本の線材を効率よく、確実に研削することができる。
【００７８】
また、本発明に係わる表面加工装置の第１０実施形態について説明する。
【００７９】
本第１０実施形態は、上記第９実施形態が噴射管体として均一管を用いるのに対して、噴射管体としてノズルを用いるものである。
【００８０】
例えば、図１１に示すように、噴射管体としてのノズル６Ｉの先端部近傍側面に線材Ｍが通過する線材通過孔６Ｉ１、６Ｉ２が、複数、例えば２個穿設されている。
【００８１】
従って、この線材通過孔６Ｉ１、６Ｉ２に線材Ｍを通して研削することにより、複数本の線材を効率よく、確実に研削することができる。管路内で圧縮空気及び研削材の流速が変わるため、線材通過孔６Ｉ１、６Ｉ２の位置により、線材研削部分における研削力を変えることができる。研削材が先にあたる線材に対して後からあたる線材の方が研削力は弱まるため、管路６Ｉａを先細にすることで、２本の線材Ｍの研削条件を近づけ、線材通過孔位置の相違による研削結果の差異を減じることができる。
【００８２】
また、本発明に係わる表面加工装置の第１１実施形態について説明する。
【００８３】
本第１１実施形態は、上記第１実施形態及び第２実施形態が１本の噴射管体により線材の一側から研削材を噴射するのに対して、噴射管体を格子状かつ２列に配置したものである。
【００８４】
例えば、図１２に示すように、複数、例えば、４本の噴射管体６Ｊｗ１、６Ｊｘ１、６Ｊｙ１、６Ｊｚ１は、格子状に組合わされて第１格子列Ｊ１が形成され、その交点には各々線材通過孔６Ｊｗ１１、６Ｊｗ２２、６Ｊｘ１１、６Ｊｘ１２、６Ｊｙ１１、６Ｊｙ１２、６Ｊｚ１１、６Ｊｚ１２が穿設され、さらに、４本の噴射管体６Ｊｗ２、６Ｊｘ２、６Ｊｙ２、６Ｊｚ２は、格子状に組合わされて第２格子列Ｊ２が形成され、その交点には各々線材通過孔６Ｊｗ２１、６Ｊｗ２２、６Ｊｘ２１、６Ｊｘ２２、６Ｊｙ２１、６Ｊｙ２２、６Ｊｚ２１、６Ｊｚ２２が穿設され、また、第１格子列Ｊ１と第２格子列Ｊ２は並行に配置されている。第１格子列Ｊ１の格子状噴射管体６Ｊ１と第２格子列Ｊ２の格子状噴射管体６Ｊ２は、その管路を流れる圧縮空気と研削材は互いに逆方向になっている。
【００８５】
従って、１本の線材ＭＪを例にとって説明すれば、第１格子列Ｊ１の噴射管体６Ｊｗ１、６Ｊｙ１の交点に設けられた６Ｊｗ１１、６Ｊｙ１１を通過し、図１２中右側及び下側から研磨材が線材ＭＪに吹付けられてその２面が研削される。さらに、第２格子列Ｊ２の噴射管体６Ｊｗ２、６Ｊｙ２の交点に設けられた６Ｊｗ２１、６Ｊｙ２１を通過し、左側及び上側から研磨材が線材ＭＪに吹付けられてその２面が研削される。なお、他の残りの３本の線材Ｍも線材ＭＬと同様に研削される。これにより、非常にコンパクトな設備で、線材の全周が同時に確実に研削される。
【００８６】
また、本発明に係わる表面加工装置の第１２実施形態について説明する。
【００８７】
本第１２実施形態は、上記第１実施形態及び第２実施形態が１本の噴射管体の先端に研削材の流れを横切って線材を通過させ、かつ、先端と被加工物の位置関係を保持する被加工物通過孔を有する研削容器が付加されたものである。
【００８８】
例えば、図１３に示すように、噴射管体６Ｋの先端に研削容器２３Ｋが設けられている。この研削容器２３Ｋは、有底円筒形状でその中央部側面には線材通過孔６Ｋ１が設けられ、さらに、研削容器２３Ｋの底部には研削材回収ライン８Ｋが接続されている。
【００８９】
従って、線材Ｍの位置合わせが確実にできる。また、研削容器２３Ｋの長さを長くとることで、噴射管体６Ｋ先端からの距離をかせぎ、噴射管体６Ｋに対する研削容器２３Ｋ内面の摩耗も減らすことができる。さらに、小型の研削容器２３Ｋから直接研削材を回収するため、研削容器２３Ｋ内は負圧に保たれ容器としての機能とともに研削材の漏洩が抑えられ、加えて噴出する圧力（正）と回収のための圧力（負）の差圧がそのまま研削に使用でき、さらに高い研削力を期待することができる。
【００９０】
また、本発明に係わる表面加工装置の第１３実施形態について説明する。
【００９１】
本第１３実施形態は、上記第１２実施形態が一体的研削容器を用いるのに対して、被加工物通過孔形成部位で２分割可能にした研削容器を用いるものである。
【００９２】
例えば、図１４に示すように、噴射管体６Ｌの先端に研削容器２３Ｌが設けられている。この研削容器２３Ｌは、有底円筒形状でその中央部側面には線材通過孔６Ｌ１が設けられ、線材通過孔形成部位で、容器主体２３Ｌ１と容器蓋体２３Ｌ２とに２分割可能に形成されている。従って、線材の初期設定時に線材を線材通過孔６Ｌ１に通す手間が不要となり、作業性が向上する。
【００９３】
また、本発明に係わる表面加工装置の第１４実施形態について説明する。
【００９４】
本第１４実施形態は、上記第１１実施形態が噴射管体を格子状かつ２列に配置するのに対して、複数の線材を定間隔かつ並行に配置し、かつ、噴射管体を線材の４方向から噴射して研削を行うものである。
【００９５】
例えば、図１５に示すように、複数の線材Ｍを一定間隔かつ並行に配置して、４方向から研削材Ｌが線材Ｍに噴射されるように噴射管体６Ｍが互いに９０°の角度を有して配置されて、さらに、線材Ｍの同一箇所の研削材Ｌが集中し他の噴射管体６Ｍからの研削材Ｌと衝突しないように、線材Ｍの移動方向にずらして配置されている。噴射管体６Ｍは、図１に示すような金属表面加工装置１に設けられてもよく、また、図１６に示すように、ショットブラスト法に用いられるような噴出機構１Ｍを用い、研削材Ｌを羽根車３Ｍからの遠心力を利用し噴出管体６Ｍ１により被加工物Ｍに吹付けて表面研削を行なうようにしてもよい。
【００９６】
従って、複数の線材Ｍは最低限の研削材Ｌの噴射で効率よく、全周研削を行うことができる。
【００９７】
また、本発明に係わる表面加工装置の第１５実施形態について説明する。
【００９８】
本第１５実施形態は、１個の噴射管体の先端に１個の研削容器が設けられているのに対して、研削容器には複数の噴射管体の先端が挿入され、噴射管体は４方向から研削材が被加工物に当るように水平に配置されるものである。
【００９９】
例えば、図１７及び図１８に示すように、線材Ｍは傾斜線上に配置されたローラ１２Ｎａを用いて傾斜させている。また、複数の噴射管体６Ｎの先端は、研削容器２３Ｎに挿入され、この研削容器２３Ｎの他端には研削材回収ライン１０Ｎが設けられている。上記線材Ｍの傾斜部分は研削容器２３Ｎに設けられた線材通過孔６Ｎ１を貫通しており、かつ、噴射管体６Ｎは４方向から、それぞれ水平に配置させている。従って、線材Ｍの全周に対していずれも水平方向から研削材Ｌを噴射させることができ、噴射管体６Ｎや研削材回収ライン１０Ｎをすべて同じ条件で設計することができ合理化が図れるとともに、噴射方向の向きによる研削力の差異をなくすことができる。
【０１００】
また、本発明に係わる表面加工装置の第１６実施形態について説明する。
【０１０１】
本第１６実施形態は、上記実施形態１２の研削容器に旋回流発生手段を付加したものである。
【０１０２】
図１９及び図２０に示すように、噴射管体の先端に取付けられる研削容器２３Ｏの研削材Ｌの流入口側には、螺旋状の旋回流発生手段２４Ｏが設けられており、側面には線材通過孔６Ｏ１が設けられている。本実施形態において、旋回流発生手段２４Ｏは管路６Ｏａに沿って傾斜して設けられたガイド板である。
【０１０３】
従って、研削容器２３Ｏの研削材Ｌを混入した圧縮空気が流入されると、研削容器２３Ｏ内で旋回流が生じ、研削材Ｌは研削容器２３Ｏ内壁に沿って旋回しながら出口側へ流れる。この流れの過程において、線材Ｍが研削容器２３Ｏの側面から通過すると、一回の通過で線材Ｍの２側面が研削され効率向上が期待できる。
【０１０４】
【実施例】
図２に示すような本発明に係わる噴射管体を用い、その長さを変化させて研削力を調べた。
【０１０５】
噴射管体の内径は８ｍｍ、研削材には、平均粒径０．２ｍｍの鋼製球状粒子を用い、研削材の供給量を一定とし、供給する圧縮空気の量も一定とした。
【０１０６】
結果：図２１に示す。
【０１０７】
図２１に示すように、噴射管体の長さが２００ｍｍ以上で使用上問題ない研削力が得られることがわかった。また、８００ｍｍを超えると研削力の増加が得られないことがわかった。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明に係わる表面加工装置によれば、薬品を使用せず機械的手段で金属表面の酸化被膜除去や表面下地処理等の加工が行なえ、コンパクトで高い研削能力を有する表面加工装置を提供することができる。
【０１０９】
また、流体及び研削材を噴射させる噴射管体の長寿命化を図った表面加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わる表面加工装置の第１実施形態の概念図。
【図２】 本発明に係わる表面加工装置の第１実施形態に用いられる噴射管体の縦断面図。
【図３】 本発明に係わる表面加工装置の第２実施形態に用いられる噴射管体の縦断面図。
【図４】 本発明に係わる表面加工装置の第３実施形態に用いられる噴射管体の斜視図。
【図５】 本発明に係わる表面加工装置の第４実施形態に用いられる噴射管体の斜視図。
【図６】 本発明に係わる表面加工装置の第５実施形態に用いられる噴射管体の縦断面図。
【図７】 本発明に係わる表面加工装置の第６実施形態に用いられる保持機構の概念図。
【図８】 本発明に係わる表面加工装置の第７実施形態に用いられる噴射管体の概念図。
【図９】 本発明に係わる表面加工装置の第８実施形態に用いられる噴射管体の概念図。
【図１０】 本発明に係わる表面加工装置の第９実施形態に用いられる噴射管体の概念図。
【図１１】 本発明に係わる表面加工装置の第１０実施形態に用いられる噴射管体の概念図。
【図１２】 本発明に係わる表面加工装置の第１１実施形態の概念図。
【図１３】 本発明に係わる表面加工装置の第１２実施形態に用いられる研削容器の概念図。
【図１４】 本発明に係わる表面加工装置の第１３実施形態に用いられる研削容器の概念図。
【図１５】 本発明に係わる表面加工装置の第１４実施形態の概念図。
【図１６】 本発明に係わる表面加工装置に用いられるショットブラスト法用噴出機構の概念図。
【図１７】 本発明に係わる表面加工装置の第１５実施形態の概念図。
【図１８】 図１７のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図１９】 本発明に係わる表面加工装置の第１６実施形態に用いられる研削容器の平面図。
【図２０】 本発明に係わる表面加工装置の第１６実施形態に用いられる研削容器の縦断面図。
【図２１】 本発明に係わる表面加工装置を用いた実施例における試験結果図。
【符号の説明】
１ 金属表面加工装置
２ 圧縮空気供給装置
３ 研削材供給装置
４ 混入器
５ 接続ホース
６ 均一管
６ａ 管路
６ｂ 噴出口
７ 研削箱体
８ 分級装置
９ 集塵機
１０ 研削材回収ライン
１１ 使用済研削材回収ライン
１２ 線材巻取り装置
１２ａ ローラ
１３ 接続部材
Ｌ 研削材
Ｍ 線材

Claims (17)

1. 流体と共に研削材を噴射管体から噴射させて、移動する被加工物の表面に吹付け、被加工物の表面を加工する表面加工装置であって、前記噴射管体は、流体及び研削材が流れる管路を有し、前記噴射管体の先端には、研削材の流れを横切って被加工物を通過させ、かつ、前記先端に前記被加工物の位置関係を保持する被加工物通過孔を有する研削容器が設けられ、前記研削容器は、被加工物通過孔形成部位で２分割可能にされていることを特徴とする表面加工装置。
2. 請求項１に記載の表面加工装置において、前記噴射管体は、管路の内径が全長にわたって均一である均一管であることを特徴とする表面加工装置。
3. 請求項１に記載の表面加工装置において、前記噴射管体は管路が先細のノズルであることを特徴とする表面加工装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表面加工装置において、前記研削材は、走行する被加工物の表面に傾斜角度を有して吹付けられることを特徴とする表面加工装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表面加工装置において、前記噴射管体は、被加工物に対して傾斜した状態で４方向から研削材を吹付けるように配置されることを特徴とする表面加工装置。
6. 圧縮流体供給装置により圧縮された圧縮流体あるいは羽根車からの遠心力を利用して、噴射管体から噴射させて、研削材を移動する被加工物の表面に吹付け、被加工物の表面を加工する表面加工装置において、前記被加工物は、複数であり、この複数の被加工物は一定間隔を有して平行に配置され、前記噴射管体の先端には、研削材の流れを横切って被加工物を通過させ、かつ、前記先端に前記被加工物の位置関係を保持する被加工物通過孔を有する研削容器が設けられ、前記研削容器は、被加工物通過孔形成部位で２分割可能にされていることを特徴とする表面加工装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の表面加工装置において、前記噴射管体は、ブロックを貫通する管路を設けることにより形成されることを特徴とする表面加工装置。
8. 請求項７に記載の表面加工装置において、前記ブロックは、平板形状であり、このブロックに管路が複数平行に設けられることを特徴とする表面加工装置。
9. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の表面加工装置において、前記噴射管体は、その先端に同一内径を有する短管体が着脱自在に取付けられること特徴とする表面加工装置。
10. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の表面加工装置において、前記噴射管体は、その先端部が硬化処理されることを特徴とする表面加工装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の表面加工装置において、噴射管体の先端部近傍に被加工物の走行方向と噴射管体との相対的な位置関係を保持するための保持機構を設けることを特徴とする表面加工装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の表面加工装置において、前記研削容器は、複数設けられ、この各々の研削容器には斜めに移動する被加工物が通過する被加工物通過孔が設けられ、かつ、前記研削容器には複数の噴射管体の先端が挿入され、この噴射管体は４方向から研削材が被加工物に当るように水平に配置されることを特徴とする表面加工装置。
13. 請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の表面加工装置において、前記研削容器は、研削材を含む流体に旋回を与える旋回流発生手段が設けられることを特徴とする表面加工装置。
14. 請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の表面加工装置において、圧縮空気と共に平均粒径がほぼ０．２ｍｍの鋼製球状粒子を噴射管体から噴射させて、走行する被加工物の表面に吹付け、被加工物の表面を加工する表面加工装置であって、前記噴射管体の長さは２００〜８００ｍｍであることを特徴とする表面加工装置。
15. 請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の表面加工装置において、流体と共に研削材を噴射管体から噴射させて、走行する被加工物の表面に吹付け、被加工物の表面を加工する表面加工装置であって、前記研削材は、鋼製球状粒子と非球状粒子とからなることを特徴とする表面加工装置。
16. 請求項１５に記載の表面加工装置において、前記記研削材の非球状粒子は、使用により破損した鋼製粒子であることを特徴とする表面加工装置。
17. 請求項１６に記載の表面加工装置において、前記研削材は、ほぼ３００回の使用により破損あるいは小球状化した状粒子を含むことを特徴とする表面加工装置。

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