JP4430187B2 - 研掃材交換システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一のショットブラストマシン内において、2種類以上の研掃材を使用する場合に、マシン外部からの研掃材交換作業を必要とすることなく、マシン内部の装置の作動により、使用する研掃材に自動交換が可能な、研掃材の交換システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
現状のショットブラストマシンは、1種類の研掃材を使用して研掃を行う方式であり、別のサイズの研掃材を使用する場合は、次の2方法に大別される。
1.マシンを2式準備し、それぞれ異なったサイズの研掃材を入れる。
2.マシン内部の研掃材を外部に排出した後、別サイズの研掃材をマシン内に再投入する。
【0003】
例えば、航空機用の翼等の部品を成形加工するピーンフォーミングショットブラストマシンにおいては、大径サイズの研掃材を使用して成形作業(フォーミング作業)を実施した後、小径の研掃材を使用してピーニング作業を実施する。したがって、この用途のマシンにおいては、少なくとも2種類の研掃材が必要となる。しかし、製品の成形形状によっては、フォーミングのみの作業で数種類の研掃材が必要な場合もあり、同様にピーニング作業時にも数種類の研掃材が必要となる場合も発生する。
【0004】
このようにサイズの異なる2種類以上の研掃材が必要な場合、従来のマシン2式を設置する方法では、設置場所、装置価格とも約2倍必要となり、非常に効率が悪い。
また、必要な時点で研掃材を入れ替える方法では、完全に入れ替えるまでに非常に長い時間がかかる。
【0005】
従来のショットブラストマシンにおいて、研掃材を1種類のみと仮定した場合の研掃材フローシートを図5に示す。
図5において、1は研掃材、2は研掃材1を格納するストレージタンク、3は投射機で、ここでは、2台の遠心式の投射機3が製品(図示せず)を間にして両側に設置されている。4はこれらの投射機3を内部に設置したキャビネットで、投射室を形成している。5はキャビネット4の下部に設置したオシレーティングコンベア、6はNo.1バケットエレベータ、7はNo.1バケットエレベータ6の出側に設けた分級スクリーン、8はNo.2バケットエレベータ、9はスクリュウコンベア、10はスクリュウコンベア9とストレージタンク2の間に介在させたセパレータ、11は研掃材1の補給タンクである。
【0006】
研掃材1は、ストレージタンク2に格納されており、流量調整バルブM1、M2を通って各投射機3に供給され投射機3にて投射することにより、製品の成形加工が行われる。投射された研掃材1は重力によりキャビネット4の下部に設置されたオシレーティングコンベア5上に落下する。
オシレーティングコンベア5の振動により、研掃材1はNo.1バケットエレベータ6に搬送され(なお、本図では便宜上、互いに離して示してあるが、実際にはオシレーティングコンベア5の出側シュートが直接No.1バケットエレベータ6の下部プーリの位置付近に差し込んである。)、No.1バケットエレベータ6の上部に持ち上げられた後、分級スクリーン7に入る。
【0007】
図6より、分級スクリーン7の内部には2種類のメッシュの金網があり、上部より入った研掃材1は3方向に分級される。規定サイズ以上の研掃材は容器T1へ、規定サイズ以下の研掃材は容器T3へ、それぞれ入り、規定サイズの研掃材1はNo.2バケットエレベータ8の下部へ流れた後、再度バケットにて上部に持ち上げられた後排出され、スクリュウコンベア9を経由してセパレータ10へ送られる。セパレータ10は風力選別機能を有し、研掃材1に混入している微粉を分離して容器T4に送り、有効な研掃材1のみがストレージタンク2へと循環される。
【0008】
また、ストレージタンク2が満杯状態においては、研掃材1はスクリュウコンベア9の後端部およびストレージタンク2の上部よりオーバーフローし、オシレーティングコンベア5上に落下する。研掃材1の量が不足した場合は、補給タンク11のカットゲートG6を開いて補給する。ここで、分級スクリーン7の出側より直接スクリュウコンベア9へ有効研掃材1を送ってもよいが、No.1バケットエレベータ6の高さが高くなり建屋自体も高くする必要があるので、本マシンにおいては、別にNo.2バケットエレベータ8を装備することによりマシン全高を制限している。なお、バケットエレベータ8の代わりに傾斜コンベア等を使用して有効研掃材1を分級スクリーン7の出側からスクリュウコンベア9へ送給してもよい。
【0009】
このように、従来のショットブラストマシンにおいては、ストレージタンク2よりキャビネット4内の投射機3、オシレーティングコンベア5、No.1バケットエレベータ6、分級スクリーン7、No.2バケットエレベータ8、スクリュウコンベア9、およびセパレータ10を経由して再びストレージタンク2に戻る研掃材1の循環供給系を構成している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術による研掃材の交換方法では、それまで使用していたマシン内部の研掃材を一旦外部に排出する必要がある。一般的には、ストレージタンク2の下面に外部排出ゲート(図示せず)を設置することにより、大部分の研掃材は外部に排出可能となるが、マシン内部に残っている研掃材は排出できない。オシレーティングコンベア5から分級スクリーン7までの各部隙間に堆積している研掃材は分級スクリーン7にて処理可能であるが、分級スクリーン7以降に堆積している研掃材は、事前に確実に外部に排出しておかないと、別サイズの研掃材を投入した場合に混合し、問題となる。図5においては、No.2バケットエレベータ8の下部、スクリュウコンベア9の内部、および、セパレータ10の内部に堆積した研掃材の除去が必要となる。
【0011】
No.2バケットエレベータ8の下部については点検口を設けて人力等による掻き出しにて対処可能であるが、スクリュウコンベア9の内部は、スクリュウ外筒と内部羽根の隙間に堆積しており、スクリュウコンベア9を分解しない限り完全に除去するのは困難である。セパレータ10の内部も図7〜図10の如く堆積しており、後述する構造を装備しない状態では、分解しない限り完全に研掃材を除去するのは困難である。
ピーンフォーミング作業においては、研掃材の交換が数回/日必要となる場合もあり、その都度装置を分解するのは、実用上無理である。
【0012】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、マシン外部からの研掃材交換作業を必要とせずに、マシン内部の装置の作動により、使用しようとするサイズの研掃材に自動交換することができる研掃材交換システムを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る研掃材交換システムは、ショットブラストマシンにおける研掃材の循環供給系において、前記循環供給系に設けた分級手段の出側に設けられ、分級された研掃材をサイズ別に貯蔵する複数の貯蔵タンクと、投射機に研掃材を供給するストレージタンクの上部にセパレータを介して設置した供給用コンベアと、前記投射機を内部に設置したキャビネットの下部に設置した回収用コンベアとを備え、
一の研掃材から他サイズの研掃材に交換するために、前記一の研掃材を、前記セパレータからストレージタンクおよびキャビネットを経由して前記回収用コンベアに落下させる抜き取り経路と、前記供給用コンベアから前記回収用コンベアに落下させる抜き取り経路とを設けたことを特徴とするものである。
なお、建屋の高さによる制限のない場合には、供給用コンベアまたは回収用コンベアの代わりにシュートを使用することで、装置コストの低減を図ることができる。
【0014】
研掃材を他の種類の研掃材と交換する場合、それまで使用していた研掃材はそれぞれ抜き取り経路を経て回収用コンベア上に落下し、回収用コンベアより循環供給系を通って分級手段に送られ、ここで分級されてサイズ別の貯蔵タンクに格納される。このため、供給用コンベアおよびセパレータ内部に残留する研掃材を全て抜き取ることができ、研掃材の自動交換が可能である。
【0015】
また、本発明の研掃材交換システムは、前記供給用コンベア、前記セパレータおよび前記ストレージタンクの下部にそれぞれゲート手段を有するシュートを設けたことを特徴とする。
【0016】
このように構成することにより、研掃材交換の際の前記抜き取り経路がそれぞれ構成され、各ゲート手段を「開」とすることにより、内部に残留する研掃材を抜き取ることができる。
【0017】
また、本発明の研掃材交換システムは、前記供給用コンベアに別のシュートおよびゲート手段を設け、前記シュートと前記分級手段の下流側に設けた補給タンクとを連絡させることを特徴とする。
【0018】
ストレージタンクに過剰に研掃材を格納しないようにするため、一定レベルに達したときには供給用コンベアに別に設けたシュートから研掃材を抜き取り、補給タンクに入れる。補給タンクから排出された研掃材は第1のバケットエレベータより分級手段を経由し、当該貯蔵タンクに格納される。
【0019】
また、本発明の研掃材交換システムは、前記分級手段と前記貯蔵タンクの上流側および下流側にそれぞれ第1のバケットエレベータおよび第2のバケットエレベータを設け、第2のバケットエレベータの下部にゲート手段を有するシュートを設け、該シュートと前記第1のバケットエレベータとを連絡させることを特徴とする。
【0020】
かかる構成により、第2のバケットエレベータの下部に堆積する研掃材を抜き取ることができ、その研掃材は、第1のバケットエレベータ、分級手段を経由して当該貯蔵タンクに格納される。
【0021】
また、本発明の研掃材交換システムは、前記分級手段と前記複数の貯蔵タンクの間にシュートの排出位置を切り替えるアクチュエータを設けたことを特徴とする。
【0022】
研掃材の種類が多くなると分級手段が大型化し、これに伴いコスト高を招くため、研掃材の種類をグループ分けして自動交換を行う。貯蔵タンクは研掃材の種類別に設けてあるため、シュートの排出位置をアクチュエータによって切り替えることによって研掃材を対応する貯蔵タンクに格納する。また、研掃材のグループを変える際には分級手段の内部の金網を取り替えるだけでよい。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の研掃材交換システムを示すフローシートで、2種類の研掃材の交換を行う場合を示すものである。図2は図1の分級スクリーンの詳細図である。
図1に示すように、サイズの異なる2種類の研掃材AとBがそれぞれNo.1貯蔵タンク12、No.2貯蔵タンク13に貯蔵されている。これらの貯蔵タンク12、13は、分級手段を構成する分級スクリーン7の出側に設けられ、かつ、No.2バケットエレベータ8の入側に設置されている。また、各貯蔵タンク12、13の下部にはそれぞれカットゲートG1、G2が設けられている。
【0024】
投射機3を内部に設置したキャビネット4の上部にはストレージタンク2が連接され、各々の投射機3には流量調整バルブM1、M2により研掃材が供給される。そして、このストレージタンク2の下部に研掃材抜き取り経路14、15を構成するためのシュート16、17と、各シュート16、17の開口部を開閉するカットゲートG4、G5が設けられている。
【0025】
ストレージタンク2の上部に連接されるセパレータ10の下部には、後述の図8〜図10に示す如く動作するカットゲートG9が設けられている。
【0026】
セパレータ10の上部に連接される供給用コンベアを構成するスクリュウコンベア9の下部には、研掃材を回収用コンベアのオシレーティングコンベア5に直接落下させる研掃材抜き取り経路18を構成するためのシュート19と、該シュート19の開口部を開閉するカットゲートG8が設けられている。研掃材抜き取り経路18はパイプ等を用いてオシレーティングコンベア5上に導かれる。
【0027】
さらに、スクリュウコンベア9の下部には別のシュート20と、該シュート20の開口部を開閉するカットゲートG3が設けられており、このシュート20は研掃材抜き取り経路21によりNo.1バケットエレベータ6の入側に設置した補給タンク11に連絡している。
【0028】
No.2バケットエレベータ8のケーシング下部はカットゲートG7を持つシュート22により構成し、このシュート22は研掃材抜き取り経路23によりNo.1バケットエレベータ6の入側に連絡している。
【0029】
以上のように、この実施の形態では、ストレージタンク2からキャビネット4内の投射機3、オシレーティングコンベア5、No.1バケットエレベータ6、分級スクリーン7、No.2バケットエレベータ8、スクリュウコンベア9、およびセパレータ10を経由して再びストレージタンク2に戻る従来の研掃材循環供給系に、分級スクリーン7により分級された研掃材A、Bをサイズ別に貯蔵する複数の貯蔵タンク12、13を設け、さらに、セパレータ10からストレージタンク2、キャビネット4を経由してオシレーティングコンベア5に研掃材を落下させる研掃材抜き取り経路14.15と、スクリュウコンベア9からオシレーティングコンベア5に直接研掃材を落下させる研掃材抜き取り経路18と、スクリュウコンベア9から補給タンク11に研掃材を導入する研掃材抜き取り経路21と、No.2バケットエレベータ8の下部からNo.1バケットエレベータ6の入側に研掃材を導入する研掃材抜き取り経路23とを設けたものである。
【0030】
次に、このショットブラストマシンにおける研掃材の交換動作について説明する。
【0031】
(1)研掃材選定時の事前準備
まず、2種類の研掃材A、Bの中からその一を選択使用するまでの事前準備として、研掃材AがNo.1貯蔵タンク12に、研掃材BがNo.2貯蔵タンク13にそれぞれ貯蔵されている状態より使用可能状態となるまでのフローを説明する。以下において、かっこ内の符号は研掃材Bの場合に対応するものである。
研掃材A(B)を選定する場合、カットゲートG1(G2)が「開」となり、No.2バケットエレベータ8、スクリュウコンベア9、セパレータ10を経由してストレージタンク2に研掃材A(B)が格納される。ストレージタンク2の研掃材上限位置をレベルスイッチ(図示せず)により検知することにより、スクリュウコンベア9に設けたシュート20下部のカットゲートG3が「開」となり、研掃材抜き取り経路21を経て補給タンク11に格納した後、カットゲートG3が「閉」となり、研掃材選定時の事前準備が完了する。
【0032】
(2)投射中
上記により選定した研掃材A(B)を使用して製品を研掃または加工している間は、基本的には図5のフローと同一である。図5との相違点のみを記載すると、分級スクリーン7の内部には図2に示すように4種類のメッシュの金網があり、上部より入った研掃材は5方向に分級される。研掃材A(B)が規定サイズ以上のときは容器T1(T2)へ、規定サイズ以下のときは容器T2(T3)へ、規定サイズのときは貯蔵タンク12(13)に流れる。
ここで、使用する研掃材A(B)に対応したカットゲートG1(G2)は「開」状態を保持している。
【0033】
(3)研掃材の貯蔵タンクへの格納
他の種類の研掃材に交換するために、その時まで使用していた研掃材を対応する貯蔵タンクに格納する場合のフローを説明する。
カットゲートG1(G2)を「閉」とした後、カットゲートG4、G5、G9を「開」とすると共に、投射機3を低速運転して流量調整バルブM1、M2も「開」とする。これにより、使用していた研掃材A(B)は、キャビネット4の下部に落下し、オシレーティングコンベア5、No.1バケットエレベータ6、分級スクリーン7を経由して貯蔵タンク12(13)に格納される。
ここで、G9はセパレータ10内の研掃材を排出するためのゲートであり、セパレータ10内の研掃材A(B)はストレージタンク2のカットゲートG4、G5、M1、M2よりそれぞれ研掃材抜き取り経路14、15及び投射機3を経てオシレーティングコンベア5上に落下する。
【0034】
図7にスクリュウコンベア9とセパレータ10の組立図、図8〜図10にセパレータ10の作動要領図を示す。図7の(a)は正面図、(b)は側面図である。また、図8〜図10の各図の(a)は側面図、(b)は内部断面図である。
これらの図において、G10はセパレータゲートで、シリンダ24によりセパレータ10の下部に設けたシュート25の横向開口部を開閉する。カットゲートG9はシュート25の先端部に設けられた下向開口部(図示せず)を開閉するようになっており、シリンダ26により開閉動作をする。なお、セパレータ10は従来技術で説明したように風力選別機能を有し、サイクロン部27にて研掃材に混入している微粉を除去するようになっている。微粉は容器T4に送られる。また、微粉より比重の軽いダストは集塵機にて捕集される。
【0035】
▲1▼ セパレータ内部の研掃材を抜き取る場合
まず、研掃材交換前の段階においては、図8のように、カットゲートG9、セパレータゲートG10が共に「閉」となっており、スクリュウコンベア9より搬送された研掃材A(B)は徐々にセパレータ10内部に堆積し、満杯となった時点(図示しないレベル計で上限位置を検知する)で図9の如くシリンダ24の作動によりセパレータゲートG10が「開」の状態となり、有効研掃材のみがストレージタンク2へ流れる。この時点でセパレータ10の風力選別機能により微粉は容器T4へ落下し、ダストは集塵機に吸引される。そして、タイマーにより一定時間後にセパレータゲートG10は「閉」となり、投射中は図8と図9の状態を繰り返す。
【0036】
次に、研掃材を交換する際には、図10の如くシリンダ26を作動させてカットゲートG9を「開」の状態にする。この時、研掃材A(B)は風力選別されながらストレージタンク2へ流れる。このため、セパレータ10内部の研掃材A(B)は全てストレージタンク2に排出され、前述のごとく抜き取られる。
【0037】
▲2▼ スクリュウコンベア内部の研掃材を抜き取る場合
スクリュウコンベア9の下部にはシュート19、20と各シュート下部のカットゲートG8、G3が設けてあるので、補給タンク11のカットゲートG6を「開」とした後、カットゲートG8、G3を「開」とすることにより、スクリュウコンベア9の内部に残留している研掃材A(B)は全てシュート19、20を通して抜き取られ、シュート19からは直接オシレーティングコンベア5上に落下し、またシュート20からは補給タンク11に流れ、いずれもNo.1バケットエレベータ6、分級スクリーン7を経由して貯蔵タンク12(13)に格納される。
【0038】
▲3▼ No.2バケットエレベータ下部の研掃材を抜き取る場合
No.2バケットエレベータ8の下部はシュート22となっており、かつシュート22の下部にカットゲートG7が設けてあるので、カットゲートG7を「開」とすることにより、No.2バケットエレベータ8の下部に堆積する研掃材A(B)は全てシュート22を通して抜き取られ、No.1バケットエレベータ6、分級スクリーン7を経由して貯蔵タンク12(13)に格納される。
【0039】
以上のように、研掃材を例えば研掃材AからBに交換する場合、研掃材Aをマシン外部に排出させることなく、かつ人力による抜き取り作業を必要とせずに、マシン内部の各装置の作動により、研掃材Aを全て抜き取り、貯蔵タンク12に格納するため、研掃材Bへの自動交換が可能である。このため、この交換に要する時間は約30分であり、製品の成形加工のタイムサイクル上も問題ない。
【0040】
図3は本発明の他の実施の形態を示す研掃材交換システムのフローシートである。ここでは、4種類の研掃材の交換を示す。しかし、分級スクリーン7の内部金網の種類があまり多くなると、分級スクリーン7が大型化し、No.1バケットエレベータ6のバケット配置等の設計変更も発生し、マシン全体の価格アップに直結するため、研掃材を2種類ごと2組のグループに分けて交換するようにしている。すなわち、図4に示すように、研掃材をAとBのグループ、CとDのグループに分ける。そして、グループ別に分級スクリーン7内部の金網を交換することにしている。
【0041】
貯蔵タンクは研掃材A、B、C、Dのサイズ別に4種類12、13、28、29とし、貯蔵タンク28、29にはそれぞれカットゲートG11、G12を設ける。また、図4に示すように、分級スクリーン7と貯蔵タンクの間にアクチュエータ30、31を設置し、シュート32、33の排出位置を切り替えるようにしている。その他の構成は図1と同じである。
【0042】
この実施の形態において、研掃材のAとBを交換する場合は、アクチュエータ30、31の作動により、それぞれシュート32、33の排出位置を貯蔵タンク12と13側に切り替えておく。その後は、図1のフローと同じ方法で研掃材のAとBを交換することができる。
また、研掃材のCとDを交換する場合も、シュート32、33の排出位置を貯蔵タンク28と29側に切り替えておけば同様に交換することができる。
したがって、この方式により、設備上の設計変更も少なく、4種類の研掃材の自動交換が可能となる。
4種類以上についても、基本的には研掃材の貯蔵タンクを増設し、アクチュエータの停止位置を2段より多段とすることにより対応可能である。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ショットブラストマシンにおける研掃材の循環供給系において、分級手段の出側に研掃材をサイズ別に貯蔵する複数の貯蔵タンクと、セパレータからストレージタンク、キャビネットを通って回収用コンベアに至る研掃材抜き取り経路と、供給用コンベアから回収用コンベアに至る研掃材抜き取り経路を設けたので、マシン外部からの研掃材交換作業を必要とすることなく、また研掃材をマシン外部に排出させることなく、マシン内部の各装置の作動により自動交換が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の研掃材交換システムのフローを示す図である。
【図2】図1の分級スクリーンの詳細図である。
【図3】本発明の他の実施の形態における研掃材交換システムのフローを示す図である。
【図4】図3の分級スクリーンの詳細図である。
【図5】従来の研掃材交換システムのフローを示す図である。
【図6】図5の分級スクリーンの詳細図である。
【図7】スクリュウコンベアとセパレータの組立図である。
【図8】セパレータの動作要領図である。
【図9】セパレータの動作要領図である。
【図10】セパレータの動作要領図である。
【符号の説明】
A、B、C、D 研掃材
2 ストレージタンク
3 投射機
4 キャビネット
5 オシレーティングコンベア
6 No.1バケットエレベータ
7 分級スクリーン
8 No.2バケットエレベータ
9 スクリュウコンベア
10 セパレータ
11 補給タンク
12、13、28、29 貯蔵タンク
14、15、18、21 研掃材抜き取り経路
16、17、19、20、22 シュート
G1〜G9、G11、G12 カットゲート
G10 セパレータゲート
Claims (5)
- ショットブラストマシンにおける研掃材の循環供給系において、
前記循環供給系に設けた分級手段の出側に設けられ、分級された研掃材をサイズ別に貯蔵する複数の貯蔵タンクと、
投射機に研掃材を供給するストレージタンクの上部にセパレータを介して設置した供給用コンベアと、
前記投射機を内部に設置したキャビネットの下部に設置した回収用コンベアとを備え、
一の研掃材から他サイズの研掃材に交換するために、前記一の研掃材を、前記セパレータからストレージタンクおよびキャビネットを経由して前記回収用コンベアに落下させる抜き取り経路と、前記供給用コンベアから前記回収用コンベアに落下させる抜き取り経路とを設けたことを特徴とする研掃材交換システム。 - 前記供給用コンベア、前記セパレータおよび前記ストレージタンクの下部にそれぞれゲート手段を有するシュートを設けたことを特徴とする請求項1記載の研掃材交換システム。
- 前記供給用コンベアに別のシュートおよびゲート手段を設け、前記シュートと前記分級手段の下流側に設けた補給タンクとを連絡させることを特徴とする請求項1または請求項2記載の研掃材交換システム。
- 前記分級手段と前記貯蔵タンクの上流側および下流側にそれぞれ第1のバケットエレベータおよび第2のバケットエレベータを設け、第2のバケットエレベータの下部にゲート手段を有するシュートを設け、該シュートと前記第1のバケットエレベータとを連絡させることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一に記載の研掃材交換システム。
- 前記分級手段と前記複数の貯蔵タンクの間にシュートの排出位置を切り替えるアクチュエータを設けたことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一に記載の研掃材交換システム。
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