JP4893875B1 - ブラスト加工装置 - Google Patents

Abstract

ブラスト加工室から噴射材および粉塵の漏出がなく、自動で連続的にブラスト加工処理を行うことができる、コンパクトなブラスト加工装置を提供する。内部が少なくとも２以上の空間に分割する隔壁を有するブラスト加工室と、ブラスト加工室内に配置されたブラスト加工用ノズルより噴射された噴射材および粉塵から、再使用可能な噴射材を取り出すための分級手段と、再使用できない噴射材および粉塵を吸引回収するための回収手段と、噴射材を補充するための噴射材補充手段と、を備えたブラスト加工装置であって、前記ブラスト加工室は、被加工物を保持するための少なくとも２以上の保持部材と、前記保持部材を保持し、かつ移動させるための柱状部材と、からなる回動手段を備え、前記保持部材は、１方の端面が前記柱状部材に対して直交しかつ放射状に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、連続的に表面処理を行うことができるブラスト加工装置に係る。

被加工物の粗面化、平滑化仕上げ、表面粗さ調整、面取り、バリ取り、エッチング等の表面処理の分野において、ブラスト加工装置が用いられている。ブラスト加工装置は、通常、分級装置およびダクトを介して集塵装置と連通された空間を有するブラスト加工室内に被加工物を投入した後、噴射ノズルより被加工物に向けショットや研磨材等のブラスト加工媒体（以降、「噴射材」と記す）を吹き付けて加工を行う。前記噴射材、およびブラスト加工で生じた粉塵は、前記集塵装置によりブラスト加工室外へ運び出される。前記噴射材および前記粉塵は被加工物に付着しているため、例えば圧縮空気を被加工物に吹き付けてこれらを除去（エアブロー）した後、この被加工物をブラスト加工室より取り出してブラスト加工処理は完了する。ブラスト加工は一般に、「集塵装置を起動」→「被加工物をブラスト加工室へ投入」→「被加工物（被加工面）に向けて噴射材を噴射」→「噴射材の噴射をやめ、エアブローを行う」→「被加工物をブラスト加工室より取り出す」→「集塵装置を停止」を繰り返し、すなわちバッチ処理にて行われる。

作業効率の面から集塵装置の停止を行わず、連続してブラスト加工室内へ被加工物を投入、すなわち連続処理を行うことが好ましい。連続処理を行うブラスト装置として、例えば図１０に示されるように、被加工物を一方向に連続して投入することができるブラスト加工装置を用いることができる（特許文献１）。図１０のようなブラスト加工装置では、ブラスト搬送装置１１４に載置した被加工物Ｗはブラスト加工室１１０の側面に設けられた搬入口１１０ｉよりブラスト加工室１１０内へ搬入されてブラスト加工用ノズル１１２を備えたブラスト加工用ノズルユニット１１１によってブラスト加工が行われた後、反対側の側面に設けられて排出口１１０ｏより排出される。また、この時排出口１１０ｏの手前にエアブローを行う為のエアブロー用ノズル１１３を配置しても良い。ここで、ブラスト加工室１１０の内部は、負圧となっているので、搬入口１１０ｉおよび排出口１１０ｏから噴射材などが外部に漏れることはない。

特許文献１のようなブラスト加工装置では、複雑な機構および動作を有することなくブラスト加工処理を行うことができるが、被加工物のブラスト加工室内への投入口側および排出口側の双方に搬送装置を配置する必要があることから、被加工物Ｗの進行方向（図１０において左右方向）にブラスト加工装置が大きくなる。

連続処理が可能なブラスト加工装置の他の例として、特許文献２では、回転テーブル上に被加工物を載置してブラスト加工を行うブラスト加工装置が提案されている。このようなブラスト加工装置では、被加工物を回転自在に保持する自転回転処理部としての自転テーブルと、前記自転テーブルを所定の個数載置し、ブラスト加工領域や投入・取り出し領域へ移動させるために回転自在に動作する公転回転部としての公転テーブルと、該被加工物および公転テーブルを囲い自転テーブルのうち所定の個数が被加工物の投入・取り出しのために作業者側に開放され、残りの自転テーブルが噴射材や粉塵の吹き漏れ（漏出）を防止するために密閉される構造を有するブラスト加工室を備える。

特許文献２では、自転テーブルを介して公転テーブル（回転テーブル）上に載置された被加工物は、該回転テーブルの回転により投射領域および被加工物の投入・取り出し領域を移動、すなわち、被加工物は該回転テーブルの範囲内のみを移動することからブラスト加工装置の小型化を実現することができる。しかし、前記噴射材や粉塵の吹き漏れを防止する手段として、被加工物を各々分離させるための隔壁を設けるか、または前記回転テーブルの回転に併せて開閉する開閉扉を設けることが提案されているが、近年ブラスト加工においてはより精密な加工の要求が増加しており、精密な加工を行うためにより微細な噴射材を使用する場合が増えてきている。微細な噴射材を使用した場合、前述の吹き漏れを防止する手段では不十分である事態が生じることが考えられる。また、被加工物および前記回転テーブルに付着した噴射材および粉塵が十分に除去できず、この該噴射材および粉塵が該回転テーブルの回転によってブラスト加工室の外部に漏出する事態が生じることが考えられる。

また、特許文献２では、被加工物を回転テーブルへ載置および取り出しについて作業者が行うと推察されるが（特許文献２の０００５段落参照）、作業者の作業の負担軽減、およびブラスト加工は微粉末を取り扱うため作業者の健康面の観点から、被加工物の投入および取り出しは自動で行うことが好ましい。

特開２００９−２７９７５２号公報 国際公開第２００９／００１６３９号パンフレット

上記事由を鑑みて、ブラスト加工室から噴射材および粉塵の漏出がなく、自動で連続的にブラスト加工処理を行うことができる、コンパクトなブラスト加工装置を提供する。

前記課題を解決するために、本発明は、内部を少なくとも２以上の空間に分割する隔壁を有するブラスト加工室と、ブラスト加工室内に設置されたブラスト加工用ノズルより噴射された噴射材および粉塵から、再使用可能な噴射材を取り出すための分級手段と、再使用できない噴射材および粉塵を吸引回収するための回収手段と、噴射材を補充するための噴射材補充手段と、を備えたブラスト加工装置であって、前記ブラスト加工室は、被加工物を保持するための少なくとも２以上の保持部材と、前記保持部材を保持し、かつ移動させるための柱状部材と、からなる回動手段を備え、前記保持部材は、前記柱状部材に対して直交しかつ放射状に配置されている、という技術的手段を用いる。（第１の発明）

また、第１の発明に記載のブラスト加工装置において、前記ブラスト加工室は前記隔壁により３以上の領域に分割され、前記領域には、ブラスト加工用ノズルを備え該ノズルより被加工物に向けて噴射材を噴射するブラスト加工領域と、エアブロー用ノズルを備え該ノズルより被加工物および前記保持部材に向けて圧縮空気を噴射するエアブロー領域と、被加工物の投入および／または取り出しを行う投入・取り出し領域と、をそれぞれ少なくとも１以上形成してもよい。（第２の発明）

また、第１の発明に記載のブラスト加工装置において、前記保持部材は、互いが平行であり、被加工物を保持するための１対の保持具と、前記保持具と同じ厚さであり、前記保持具と連結される結合具と、前記結合具と同じ厚さであり、前記柱状部材と前記結合具を連結するための連結具と、を備えてもよい。（第３の発明）

また、第３の発明に記載のブラスト加工装置において、前記保持具は、被加工物の平面方向への移動を規制するための平面位置調整具と、被加工物の上面が前記保持具の上面より上方に位置するのを防ぐ為の垂直位置調整具と、を備えてもよい。（第４の発明）

また、第１の発明に記載のブラスト加工装置において、前記隔壁には、前記保持部材が通過できる開口部を形成してもよい。（第５の発明）

また、第５の発明に記載のブラスト加工装置において、前記開口部は、ブラスト加工時には開口部閉止手段によって閉止してもよい。（第６の発明）

また、第６に記載のブラスト加工装置において、前記開口部閉止手段は、前記柱状部材に対し直交し、かつ放射状に配置された閉止部材としてもよい。（第７の発明）

また、第７の発明に記載のブラスト加工装置において、前記柱状部材は駆動手段に接続されており、前記保持部材および前記開口部閉止手段は前記駆動手段により移動してもよい。（第８の発明）

また、第２の発明に記載のブラスト加工装置において、前記エアブロー用ノズルは、該ノズルの噴射口と被加工面とのなす角度が５°〜９０°となるように配置してもよい。（第９の発明）

また、第９の発明に記載のブラスト加工装置において、前記エアブロー用ノズルは、該ノズルの噴射口と被加工面とのなす角度が６０°〜９０°であり、かつ前記噴射口と被加工面との距離が５ｍｍ以下となるように配置してもよい。（第１０の発明）

また、第９の発明に記載のブラスト加工装置において、前記エアブロー領域は、被加工物に振動を加えるための加振手段を備えてもよい。（第１１の発明）

また、第１の発明に記載のブラスト加工装置において、前記噴射材補充手段は、噴射材が投入される内壁部と、前記内壁部を外包する外壁部を備え、
前記内壁部と前記外壁部の間には空間が形成されていると共に、該空間の上端部および下端部の少なくとも一部が開口してもよい。（第１２の発明）

また、前記被加工物の外周部の上方に噴射阻害部材を配置してもよい。（第１３の発明）

また、第１の発明に記載のブラスト加工装置において、前記保持部材に被加工物を自動で載置するための載置手段を備えてもよい。（第１４の発明）

また、第１４の発明に記載のブラスト加工装置において、前記載置手段は、被加工物を担持する担持部と、前記担持部を昇降および回動させる搬送手段と、を備え、前記担持部は、被加工物を担持するための担持部材と、一端が前記搬送手段に連結され、かつ他端近傍に前記担持部材を配置することができる回動部材と、を備えてもよい。（第１５の発明）

また、第１５の発明に記載のブラスト加工装置において、前記載置手段は、前記担持部を少なくとも２以上備えもよい。（第１６の発明）

また、第１６の発明に記載のブラスト加工装置において、前記載置手段は、隣り合う前記担持部のなす角度が９０°であり、前記担持部の交差点を中心として回転自在に動作してもよい。（第１７の発明）

保持部材に載置された被加工物は、柱状部材を中心として回動し、隔壁によって分割された空間を移動することで、ブラスト加工と被加工物の載置・取り出しを連続的に行うことができる。一般に、ブラスト加工が終了した被加工物および該被加工物を保持していた部材等には噴射材や粉塵が付着している。ブラスト加工終了後、エアブロー等にて付着した噴射材や粉塵を除去することが多いが、特に前記部材に付着した噴射材や粉塵を完全に除去することは困難である。これをブラスト加工室外に取り出した時、付着した噴射材や粉塵がブラスト加工室外に漏出する。第１の発明のように、被加工物を平面板である回転盤に載置した場合に比べ、前記保持部材は表面積が小さいため、前記噴射材および前記粉塵が該保持部材に付着する量を少なくすることができる。また、第２の発明のように、３種類の領域を設けることで、被加工物は「投入・取り出し領域」→「ブラスト加工領域」→「エアブロー領域」→「投入・取り出し領域」の順に通過しブラスト加工を連続して行うことができる。本明細書において、「投入・取り出し領域」は、特に断りのない限り「投入」及び「取り出し」を同一の領域としても、別の領域としても、どちらでもよい。
また、前記保持部材の表面積をより小さくできるため、前記噴射材および前記粉塵が該保持部材に付着する量をより少なくすることができる（第３の発明）。また、被加工物を保持する機構として、第４の発明に記載の構造とすることで、簡単かつ確実に被加工物を保持することができる。

被加工物が隔壁によって分割された空間を移動させる際、被加工物および前記保持部材が隔壁に衝突しない様にする必要がある。第５の発明に記載のような構造とすることで、それぞれの空間に対して隔壁の全面を開放する必要がなく、ブラスト加工を行う領域から他の領域へ噴射材が漏出することを抑えることができる。また、隔壁に設けられた開口部（以降、「隔壁開口部」と記す）は、ブラスト加工中に閉止される機構を備えることが望ましい（第６の発明）。前記機構における前記開口部を閉止させる部材（閉止部材）を保持部材の動作に連動、すなわち保持部材および閉止部材の駆動は駆動手段によることから、簡単な構造で噴射材の異なる空間への漏出を抑えることができる（第７、８の発明）。

エアブロー領域において、エアブロー用ノズルを、該ノズルの噴射口と被加工面とがなす角度が５°〜９０°となるように設置することで、被加工物および前記保持部材に付着した噴射材および粉塵を効率よくエアブローにて除去することができる（第９の発明）。また、例えば凹凸を有する被加工物において凹部の隅角部等に付着した噴射剤および粉塵を除去する等、被加工物の形状および除去する目的に応じて、該ノズルの噴射口と被加工面がなす角度が６０°〜９０°かつ該ノズルの噴射口と被加工面の距離を５ｍｍ以下とすることができる（第１０の発明）。また、付着力の強い噴射材および粉塵に対しては振動を与えることで付着力を弱め、エアブローによる除去が容易となる。また、例えば前記保持部材と被加工物がなす隅角部等に付着した噴射材および粉塵も効率よく除去することができる。振動は少なくとも被加工物に伝わればよく、被加工物のみに加えても、被加工物と前記保持部材の双方に加えてもどちらでもよい（第１１の発明）。

噴射材を供給するための前記補充手段の一部を開放した際、該補充手段に貯留または壁面に付着している噴射材が舞い上がり飛散する場合がある。第１２の発明のような構造とすることで、該補充手段の上方に形成されている開口部（以降、「補充手段開口部」と記す）より前記回収装置の吸引力を得ることができるため、たとえ噴射材が舞い上がろうとしても、該開口部より吸引・回収されるため、噴射材の飛散を抑えることができる。

ブラスト加工およびエアブローでは、被加工物全体をブラスト加工およびエアブローするためにブラスト加工用ノズルやエアブロー用ノズルを走査させることがある。該被加工物の端部を処理するためにそれぞれのノズルによる加工、処理位置は端部を越えた空間まで行う必要がある。このため、被加工物の外周より外側に位置する前記保持部材に対してもブラスト加工が行われるため、該保持部材の損耗が著しい。また、ブラスト加工用ノズルより噴射された固気二相流や、エアブロー用ノズルより噴射された空気流は、ブラスト加工室の壁面に衝突して反射する場合があり、その際、反射された前記固気二相流および空気流が被加工物の下面に衝突し、該被加工物が前記保持部材より外れる恐れがある。前記第１３の発明に記載の様に、噴射防止部材をこの位置に配置することで、該保持部材がブラスト加工されるのを防ぐことができ、また該被加工物が前記保持部材より外れるのを防ぐことができる。

ブラスト加工は、近年精密な加工の要求が増加しており、噴射材として微粒子が使われることが多くなってきている。万一大量の微粒子を作業者が吸引した場合、作業者が健康を損なう可能性がある。第１４の発明によって、作業者が常時ブラスト加工室のそばにいる必要がなくなり、万一ブラスト加工装置より粉塵が漏出したとしても作業者が吸引するリスクが大幅に軽減される。また、作業者の作業負担の軽減も実現することができる。この様な機構としては、第１５の発明の様な構造とすることで、回動部材に備えられた担持部により被加工物を担持後、回動部材に連結された搬送手段による上昇および回転運動により保持部材への載置位置に搬送した後、下降させ、被加工物の担持を解除することで、被加工物を人手によらず自動的に前記保持部材に載置することができる。また、第１６の発明の様に、担持部を２以上備えることで、それぞれの担持部での被加工物の担持およびその解除、前記駆動部による被加工物の搬送、を組み合わせることで、ブラスト加工済みの被加工物を前記保持部材からの回収、およびブラスト加工前の被加工物を前記保持部材への載置を効率よく行うことができる。また、第１７の発明の様に、隣り合う前記担持部を９０°、すなわち前記担持部同士がＬ字型、または十字型となるように配置し、前記担持部同士の交点を中心とした回転運動をさせることで被加工物を搬送することができる。

本発明における実施形態のブラスト加工室を説明するための説明図である。図１（Ａ）は上方からみたブラスト加工室内部の模式図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）において、回動部材および開口部閉止手段の配置を説明するための模式図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 本発明における実施形態の保持部材を説明するための説明図である。図２（Ａ）は上方から見た説明図、図２（Ｂ）は被加工物Ｗを載置した保持部材を図２（Ａ）におけるＡ−Ａ線方向からみた断面図、図２（Ｃ）は被加工物Ｗを載置した保持部材を図２（Ａ）におけるＢ−Ｂ線方向からみた断面図である。 本発明における実施形態のブラスト加工領域を説明するための説明図である。図３（Ａ）はブラスト加工領域の構成を示す模式図、図３（Ｂ）はブラスト加工用ノズルが走査する軌跡の一例を示す模式図である。 本発明における実施形態の噴射阻害部材の効果を説明する説明図である。図４（Ａ）は噴射阻害部材がない場合の固気二相流の流れを示す説明図、図４（Ｂ）は噴射阻害部材を配置した場合の固気二相流の流れを示す説明図である。 本発明における実施形態のエアブロー領域を説明する説明図である。図５（Ａ）はエアブロー領域を示す模式図、 エアブロー領域の変更例を示す説明図である。図６（Ａ）は被加工物Ｗに対しエアブロー用ノズルを上下方向に配置した模式図、図６（Ｂ）は被加工物に振動を伝達する一例を示す模式図である。 本発明における実施形態の装置の構成を説明する説明図である。 本発明における実施形態の噴射材補充手段を説明する説明図である。 本発明における実施形態の載置手段を説明する説明図である。図９（Ａ）は上方から載置手段およびブラスト加工室を示す模式図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）におけるＡ−Ａ線矢視図である。 従来のブラスト加工装置の一例を説明する説明図である。 本発明におけるブラスト加工装置の構成の一例を示す模式図である。

本発明におけるブラスト加工装置の構成の一例を、板状の被加工物Ｗのブラスト加工を例に、図を用いて説明する。なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、必要に応じてその一部を変更することができる。

（ブラスト加工室）
ブラスト加工室１０内は、柱状部材２２および保持部材２３によって構成されている回動手段２０が設置されており、前記柱状部材２２の軸芯を中心として、隔壁１１ａ、１１ｂ、１１ｃが放射状に設置されており、該隔壁１１ａ、１１ｂ、１１ｃによって３つの領域（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）に分割されている。本実施例では１２ａを投入・取り出し領域、１２ｂをブラスト加工領域、１２ｃをエアブロー領域とした。被加工物Ｗは、回動手段２０によってこれらの領域を移動する。（図１参照）

前記柱状部材２２は駆動手段２１に連結され、前記軸芯を中心に回動可能となっている。また、少なくとも保持部材２３がブラスト加工室１０内に配置されていればよく、前記柱状部材２２はその一部がブラスト加工室１０の外部に突出していてもよい。保持部材２３は互いに平行である１対の保持具２３ａが、該保持具２３ａと同一の厚みを持つ結合具２３ｂによって連結され、また、該保持具２３ａと同一の厚みを持つ連結具２３ｃの一端が、該結合具２３ｂの長手方向の中心に、該保持具２３ａと水平に、かつ逆方向となるように連結されることで構成されている。本実施形態では、保持具２３ａ、結合具２３ｂ、連結具２３ｃはそれぞれ四角柱状の部材を使用したが、同一の厚さを持つ部材であれば円柱、多角柱のいずれを使用してもよい。一対の保持具２３ａの間に被加工物Ｗを載置するが、図２（Ｂ）における左右方向の位置を固定するための平面位置調整具２３ｄと同図の上下方向の位置を固定するための垂直位置調整具２３ｅと、が取り付けられている。本実施例では、垂直位置調整具２３ｅと平面位置調整具２３ｄはそれぞれ板状の部材にて形成されており、ボルトにて該保持具２３ａに固定することで、被加工物の寸法に応じて該調整具２３ｄおよび２３ｅの位置を任意に設定することができる。また、後述の理由により、垂直位置調整具２３ｅの位置は、被加工物Ｗの被加工面が該保持具２３ａの上面より上に位置しない様、すなわち、被加工面が該保持具２３ａの上面と同一もしくはそれより下に位置する様に設置することが望ましい。（図２参照）

前記連結具２３ｃの他方の端部は、前記柱状部材２２に対し、該柱状部材２２の軸芯方向（長手方向）と垂直となる様に保持部材２３と該柱状部材２２が連結されている。本実施形態では、３つの保持部材２３を、それぞれの保持具２３ａが水平かつ隣り合う連結具２３ｃがなす角度が１２０°となるように設置されている。本実施形態では柱状部材は円柱を使用したが、形状は特に限定されず多角柱を使用してもよく、円柱と多角柱の組み合わせでもよい。

また、本実施形態では柱状部材２２を回転させるための駆動手段２１は、駆動源としてシャフトを有する回転モータ（図示せず）を使用した。該回転モータの駆動力を伝達する手段は、柱状部材２２が前記の様に回転しさえすればその手段は特に限定されない。例えば、該シャフトと該柱状部材２２をカップリング等で連結させても、該シャフトと該柱状部材２２の一端にそれぞれ接続部材（例えばフランジ）を設け、該接続部材を介して連結させても、該シャフトと該柱状部材２２の一端にそれぞれプーリーを配置し、駆動力伝達具（ベルト）を介しそれぞれのプーリーを連結させてもよく、他の公知の手段を用いることもできる。

被加工物Ｗおよび保持部材２３が領域１２ａ→１２ｂ→１２ｃ→１２ａと移動するため、隔壁１１ａ、１１ｂ、１１ｃにはそれぞれ隔壁開口部１１ｏが設けられている。前記開口部１１ｏは、それぞれの領域間で噴射材および粉塵が移動しない様、できる限り小さい方がよい。すなわち、保持部材２３および被加工物Ｗが通過できるだけの寸法を有していればよい。前述の様に、被加工物Ｗの被加工面（上面）が保持部材２３の上面以下とすることで、前記開口部１１ｏの高さをより小さくすることができる。

前記開口部１１ｏは、ブラスト加工時には閉止されていることが好ましい。開口部閉止手段として、本実施形態では、ブラスト加工時に前記開口部１１ｏを閉止することができる閉止部材２５を前記柱状部材２２に接続した。具体的には、前記柱状部材２２の回転に伴い前記開口部１１_Ｏを通過できる程度の該開口部１１ｏと同寸法の柱状部材２２の、長手方向の一端を前記柱状部材２２に、それぞれの隣り合う閉止部材２５がなす角度が１２０°かつ隣り合う閉止部材２５と連結具２３ｃがなす角度が６０°となるように接続させた。これにより、保持部材２３が所定の位置に移動した際、前記閉止部材２５は隔壁１１ａ、１１ｂ、１１ｃの位置に位置され、前記開口部１１ｏを閉止することができる。（図１参照）

次に、各領域１２ａ、１２ｂ、１２ｃについて説明する。投入・取り出し領域１２ａでは、ブラスト加工前の被加工物Ｗを保持部材２３に載置し、またブラスト加工が完了した被加工物Ｗをブラスト加工室１０より取り出す。そのため、投入・取り出し領域１２ａが形成されているブラスト加工室１０の外壁の一部に、被加工物Ｗの投入および取り出しを行うための開閉扉（図示せず）が配置されている。本実施形態では、投入・取り出し領域１２ａを形成する外壁のうち、天井は保持部材２３より上面であれば十分であり、ブラスト加工およびエアブローを行う領域１２ｂ、１２ｃの天井より低い位置に設置しても良いため、投入・取り出し領域１２ａを形成する天井を十分低い位置に設置し、該天井部に前記開閉扉を配置した。

ブラスト加工領域１２ｂの内部には、図３（Ａ）に示す様に、ブラスト加工用ノズル３１と、該ノズル３１を走査させるための走査手段３２と、該走査手段３２に連結され該ノズル３１を固定することができるアーム３３と、を備えるブラスト加工用ノズルユニット３０が設置されている。ブラスト加工用ノズル３１は直圧式、吸引式のいずれでも好適に用いることができるが、本実施形態では、吸引式として説明する。ブラスト加工用ノズル３１はホースＨ_Ｐ１を介して圧縮空気供給源３４と、ホースＨ_Ａを介して噴射材ホッパー５３に接続されている。該圧縮空気供給源３４より発生した圧縮空気が該ノズル３１に供給され、該ノズル３１内部に圧縮空気が噴射されと、該ノズル３１の内部には負圧が発生し、この負圧によって噴射材ホッパー５３内部の噴射材が該ノズル３１内に供給される。供給された噴射材および圧縮空気は該ノズル３１の内部で混合され、固気二相流として加速されて被加工物にむけて噴射される。該ノズル３１によるブラスト加工範囲が、被加工物Ｗの加工面より小さい場合は図３（Ｂ）のように走査手段３２により該ノズル３１を走査させることで、被加工物全体を処理することができる。また、該ノズル３１を走査させる場合、被加工物Ｗの端面も均一に処理する様に、図３（Ｂ）のように被加工物Ｗの端面を越えて走査させる必要がある。その際、被加工物Ｗを保持している保持部材２３に対して噴射材を噴射することになり、その結果該保持部材２３が損傷する。また、噴射された噴射材がブラスト加工領域１２ｂの下部壁面に衝突し、上方に向かって反射することから、反射された噴射材が被加工物Ｗの裏面に衝突し付着する。そこで、被加工物Ｗの端面に対し該ノズル３１が外側に走査され、かつ被加工物Ｗより上面の位置に、図４（Ｂ）のように噴射阻害部材２６を配置することで、保持部材２３の損傷を防ぎ、また前記反射による被加工物Ｗの裏面への噴射材の付着を防ぐことができる。該噴射阻害部材２６は後述のエアブロー領域１２ｃにおいても同様に配置することができる。

エアブロー領域１２ｃの内部には、図５に示す様に、エアブロー用ノズル４１と、該ノズル４１を走査させるための走査手段４２と，該ノズル４１を固定することができるアーム４３と、を備えるエアブロー用ノズルユニット４０が設置されている。該ノズル４１はホースＨＰ_２を介して圧縮空気供給源３４に接続されている。該圧縮空気供給源３４より該ノズル４１内部に供給された圧縮空気は、加速されて被加工物Ｗに向けて噴射される。この際、ブラスト加工により被加工物および保持部材２３に付着・堆積した噴射材および粉塵を効率よく除去できるように、該ノズル４１は該ノズル４１の噴射口と被加工物のなす角度、および距離を設定して前記アーム４３に設置されている。また、該ノズル４１の噴射口と被加工物Ｗのなす角度θは被加工物Ｗの形状、付着した噴射剤および粉塵の付着力等を考慮して、５°〜９０°の範囲から選択することができる。例えば、表面が水平な被加工物Ｗにおいて、被加工物Ｗと保持具２３ａとがなす隅角部の噴射材および粉塵を効率よく除去したい場合は、θは小さい方が良く（例えば５°〜６０°、望ましくは２０°〜６０°）、噴射材および噴射材の付着力が強い場合は、θは大きい方が良い（例えば、６０°〜９０°、望ましくは７０°〜８０°）。また、表面に山谷、球形、柱状、によって凹凸が形成されている３次元構造を有する被加工物Ｗにおいて、その凹部の噴射材および粉塵を効率よく除去したい場合は、θは大きい方がよい（例えば、６０°〜９０°、望ましくは７０°〜８０°）。また、被加工物Ｗや保持部材２３の全体に圧縮空気を噴射できるよう、前記走査手段４２によって該ノズル４１を走査することができる。（図５参照）

図６（Ａ）に示す様に、被加工物Ｗの表面側および裏面側のそれぞれにエアブロー用ノズル４１を配置することができる。これにより、被加工物Ｗ全体の噴射材および粉塵を除去することができる。ただし、表面側のエアブローにおける噴射圧力Ｐ_１が裏面側のエアブローにおける噴射圧力Ｐ_２より小さいと被加工物Ｗは保持具２３ａより浮き上がり、また双方の風量および噴射位置のバランスが悪いと同様の結果が生じるため、双方の噴射圧力、噴射風量、噴射位置のバランスを調整する必要がある。また、図６（Ｂ）のように、被加工物Ｗに振動を加えることができる加振手段４４を該エアブロー領域１２ｃ内に設置することができる。振動によって付着した噴射材および粉塵の付着力が弱まり、該ノズル４１より噴射された圧縮空気によって容易に除去することができる。また、被加工物Ｗと保持部材２３は接触しているため、被加工物Ｗに加えられた振動は保持部材２３にも伝達され、同様の効果を得ることができる。加振手段４４に直接被加工物Ｗを接触させた場合、振動力が強すぎて問題が生じる場合は、振動伝達具４５を介して振動を伝達してもよい。本実施形態では、鉄製の薄い板状部材を振動伝達具４５として加振手段４４にその一端を接続し、他方の端部を被加工物Ｗに接触させた。また、図示しないがエアブロー用ノズル４１を被加工物Ｗの表面側および裏面側に配置し、さらに加振手段４４を配置してもよい。

（ブラスト加工装置）
ブラスト加工室の下部には吸引口１６が設けられており、該吸引口１６にはダクトの一端が接続されている。該ダクトの他方の端部は回収・供給手段５０が接続されている。回収・供給手段５０は、ブラスト加工後の噴射材および粉塵から、再度ブラスト加工に使用できる噴射材と、それ以外（被加工物Ｗ等に衝突し割れや欠けにより再使用できない噴射材とブラスト加工により生じた粉塵。以降、「ダスト」と記す。）とに分けるための分級手段５１と、吸引力を発生させると共に前記ダストを回収するための回収手段５２と、分級手段５１に連接され、前記再使用可能な噴射材を貯留し、前記ブラスト加工用ノズル３１に供給するための噴射材ホッパー５３と、で構成される。本実施形態では、分級手段５１にサイクロン式分級装置を、回収手段５２に集塵装置を使用した。以下、この構成に基づいて説明する。

ダクトＤ_１の一端をブラスト加工室１０の下部に設けられた吸引口１６に、他方の端部を分級手段５１にそれぞれ接続することで、ブラスト加工室１０と分級手段５１は連通された空間を形成している。また、ダクトＤ_２の一端を該分級手段５１に、他方の端部を回収手段５２に接続することで、分級手段５１と回収手段５２は連通された空間を形成している。すなわち、ブラスト加工室１０と回収手段５２は連通された空間を形成している。

回収手段５２を起動させることで、ブラスト加工およびエアブローによりブラスト加工室１０内に浮遊している噴射材および粉塵は、ダクトＤ_１を通り分級手段５１に移送される。前記ダストは、再使用可能な噴射材にくらべ軽いため、分級手段５１の上方に移動し、ダクトＤ_２を通って回収手段５２に回収される。ダストに比べ重い再使用可能な噴射材は下方に移動し、分級手段の５１の下方に接続された噴射材ホッパー５３に貯留される。前述の様に、該噴射材ホッパー５３はホースＨ_Ａを介してブラスト加工用ノズル３１と接続されており、貯留された該噴射材はホースＨ_Ａを通りブラスト加工用ノズル３１に供給される。なお、吸引口１６の位置および個数は、ブラスト加工室１０内が吸引できれば特に限定されない。それぞれの領域１２ａ、１２ｂ、１２ｃそれぞれに設けても良いし、吸引口を共有させてもよい。（図７参照）

このように、噴射材は循環して使用されるが、ブラスト加工によりダストが発生して噴射材の量が減ることから、不足分を補充する必要がある。本実施形態では、前記ダクトＤ_１には噴射材補充手段６０が備えられている。噴射材補充手段６０は一定の断面積をもち、両端が開口されている中空状部材（本実施形態では四角柱）と、最上部は前記中空部材と同一の断面を持ち、かつ下方に向かって断面積が連続して減少する、両端が開口されている中空状部材（本実施形態では四角錐）とを組み合わせた内壁部６２と、前記内壁部６２を外包し、かつ該内壁部６２との間に空間を有する様に形成された外壁部６１と、該外壁部６１の上面を覆い、かつ開閉可能な蓋部６３により形成されている。この際、外壁部６１と内壁部６２がなす空間は上方、下方とも開口されており、互いに連続した空間を有している。噴射材は内壁部６２の内側に貯留され、Ｄ_１に発生する吸引力により分級手段５１を通り噴射材ホッパー５３に移動する。外壁部６１と内壁部６２がなす空間には、Ｄ_１に向かって流れる気流が発生しているため、たとえ蓋部６３を開放した際に該噴射材補充手段６０の内部に貯留されている噴射材が舞い上がったとしても内壁部６２の上部（補充手段開口部）にて吸引されダクトＤ_１に移動するため外部に飛散することはない。（図８参照）

（載置手段）
載置手段７０は、被加工物Ｗを担持するための担持部７１と、該担持部７１を被加工物Ｗの担持位置およびブラスト加工室１０に載置する位置に移動させる搬送手段７２と、によって形成されている。前記担持部７１は、一端が前記搬送手段７２に連結されている回動部材７１ｂと、前記担持部７１の他端の近傍に配置された、被加工物Ｗを担持および担持を解除することができる担持部材７１ａにより形成されており、担持部材７１ａで担持された被加工物Ｗを自動的に前記保持部材２３に載置し、またブラスト加工終了後の被加工物Ｗをブラスト加工室１０の外部に取り出す。
担持部材７１ａは１対の挟持部材（図示せず）により被加工物を挟持するもの、吸引力を利用し吸着させるもの、等公知の方法を用いることができる。本実施例では、１対の挟持部材にて挟持する機構を使用した。担持部は１つの回動部材７１ｂを用いても、複数の回動部材７１ｂを組み合わせたものを用いてもいずれでもよいが、本実施例では２本の回動部材（アーム）７１ｂ_１、７１ｂ_２を長手方向の端部で連結してＬ字状に形成し、この交差点を中心に搬送手段７２にて回動する構造とした。

搬送手段７２は、前記担持部７１を回動させるための回動手段７２ａと、前記被加工物Ｗを担持し前記投入・取り出し領域に該被加工物Ｗを投入および取り出しを行うために前記担持部を上下方向に移動させる昇降手段７２ｂと、で形成されている。（図９参照）

（ブラスト加工装置の動作）
本実施形態の全体の構成を図１１に示す。図１１におけるブラスト加工装置１の動作について説明する。
（１）ブラスト加工室１０の投入・取り出し領域１２ａの天井部に配置された開閉扉が開放される。
（２）担持部材７１ａ_１にてブラスト加工後の被加工物Ｗを、担持部材７１ａ_２にてブラスト加工前の被加工物Ｗをそれぞれ担持する。
（３）昇降手段７２ｂにて担持部７１を上昇させることより被加工物Ｗを持ち上げる。
（４）回動手段７２ａにより担持部７１を９０°回転させ、担持部材７１ａ_２を担持部材７１ａ_１があった位置（領域１２ａ）まで移動させる。
（５）昇降手段７２ｂにて担持部７１を下降させた後、被加工物Ｗの担持を解除することで、担持部材７１ａ_２に担持されていた被加工物Ｗは保持部材２３に載置される。また、担持部材７１ａ_１に担持されていたブラスト加工が完了した被加工物Ｗは前記(１)の工程における担持部材７１ａ_２の位置の反対側にて回収される。
（６）昇降手段７２ｂにて担持部７１を上昇させた後、前記開閉扉が閉められる。その後、回動手段７２ａにより担持部７１を前記（４）の工程と逆方向に９０°回転させることで、担持部材７１ａ_１、７１ａ_２は前記（１）の工程の位置に戻る。
（７）前記（１）〜（６）の工程を行っている間に、領域１２ｂおよび領域１２ｃではそれぞれブラスト加工およびエアブローが行われる。
（８）回動手段２０が１２０°回転することで、領域１２ａ、１２ｂ、１２ｃに載置されている被加工物Ｗはそれぞれ領域１２ｂ、１２ｃ、１２ａに移動する。
（９）前記（１）〜（８）の工程を繰り返すことにより、連続的にブラスト加工が行われる。

（変更例）
本実施形態ではブラスト加工室１０を３の領域に区切ったが、少なくともブラスト加工を行う領域と被加工物Ｗの投入および取り出しを行う領域とが区切られていれば領域の数は特に限定されない。例えば、噴射材および粉塵の付着が少なくてエアブローが必要なければエアブロー領域をもたない構成としてもよく、また、「粗い噴射材によるブラスト加工」→「細かい噴射材によるブラスト加工」のように他段階でブラスト加工を行う場合はブラスト加工領域を２以上設けてもよい。

ブラスト加工室１０において、被加工物の投入と取り出しはそれぞれ別の領域でおこなう構成としてもよい。

保持部材２３は、その強度を保つために、その厚みを越えない限り例えばリブのような補強部材を配置してもよい。

本実施例におけるブラスト加工用ノズル３１は吸引式を用いたが、噴射材を貯留した圧力タンクを加圧して圧縮空気と共に噴射材をブラスト加工用ノズルに供給する、いわゆる加圧式としてもよい。

エアブロー領域１２ｃにおいて、被加工物Ｗに振動を加えるための加振手段４４の振動力を直接伝えても被加工物Ｗおよびブラスト加工装置１に悪影響を及ぼさなければ、振動伝達具４５を用いなくてもよい。

分級手段５１と噴射材ホッパー５３の間には、分級手段５１と噴射材ホッパー５３の空間を遮断するための手段を配置してもよい。たとえば、周期的に開閉される扉や、ケーシング内部のローターが回転するロータリーバルブを用いてもよい。いずれの場合も、分級手段５１と噴射材ホッパー５３の空間を遮断しながら再使用可能な噴射材を分級手段５１より噴射材ホッパー５３に送ることができる。

噴射材補充手段６０の外壁部６１または内壁部６２の底部付近には、噴射材の流量を調節するための機構（例えばゲートバルブ）を配置することができる。

載置手段７０において、担持部７１は、４本の回動部材（アーム）７１ｂを長手方向の端部でそれぞれ連結して十字状に形成し、この交差点を中心に搬送手段７２にて回動する構造としてもよい。

載置手段７０において、担持部７１は、円盤状の回動部材７１ｂの円周近傍に担持部材７１ａを配置した構造とし、該円周の中心を中心に回動させることができる。その際、担持部材７１ａの個数および配置はブラスト加工装置の設置スペース等、状況に応じて任意に選択することができる。

ブラスト加工装置 １
ブラスト加工室 １０
隔壁 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ
隔壁開口部 １１ｏ
投入・取り出し領域 １２ａ
ブラスト加工領域 １２ｂ
エアブロー領域 １２ｃ
回動手段 ２０
駆動手段 ２１
柱状部材 ２２
保持部材 ２３
保持具 ２３ａ
結合具 ２３ｂ
連結具 ２３ｃ
平面位置調整具 ２３ｄ
垂直位置調整具 ２３ｅ
閉止部材 ２５
噴射阻害部材 ２６
ブラスト加工用ノズルユニット ３０
ブラスト加工用ノズル ３１
走査手段 ３２
アーム ３３
圧縮空気供給源 ３４
エアブロー用ノズルユニット ４０
エアブロー用ノズル ４１
走査手段 ４２
アーム ４３
加振手段 ４４
振動伝達具 ４５
回収・供給手段 ５０
分級手段 ５１
回収手段 ５２
噴射材ホッパー ５３
噴射材補充手段 ６０
外壁部 ６１
内壁部 ６２
蓋部 ６３
載置手段 ７０
担持部 ７１
担持部材 ７１ａ、７１ａ_１、７１ａ_２
回動部材 ７１ｂ、７１ｂ_１、７１ｂ_２
搬送手段 ７２
回動手段 ７２ａ
昇降手段 ７２ｂ
被加工物 Ｗ
ホース Ｈ_Ｐ１、Ｈ_Ｐ２、Ｈ_Ａ
ダクト Ｄ_１、Ｄ_２

Claims (17)

1. 内部が少なくとも２以上の空間に分割する隔壁を有するブラスト加工室と、
   ブラスト加工室内に配置されたブラスト加工用ノズルより噴射された噴射材および粉塵から、再使用可能な噴射材を取り出すための分級手段と、
   再使用できない噴射材および粉塵を吸引回収するための回収手段と、
   噴射材を補充するための噴射材補充手段と、
   を備えたブラスト加工装置であって、
   前記ブラスト加工室は、被加工物を保持するための少なくとも２以上の保持部材と、前記保持部材を保持し、かつ移動させるための柱状部材と、からなる回動手段を備え、
   前記保持部材は、前記柱状部材に対して直交しかつ放射状に配置されていることを特徴とするブラスト加工装置。
2. 前記ブラスト加工室内は、前記隔壁により３以上の領域に分割され、前記領域は、
   ブラスト加工用ノズルを備え該ノズルより被加工物に向けて噴射材を噴射するブラスト加工領域と、
   エアブロー用ノズルを備え該ノズルより被加工物および前記保持部材に向けて圧縮空気を噴射するエアブロー領域と、
   被加工物の投入および取り出しの少なくともいずれかを行う投入・取り出し領域と、
   がそれぞれ少なくとも１以上形成されていることを特徴とする請求項１に記載のブラスト加工装置。
3. 前記保持部材は、互いが平行であり、被加工物を保持するための１対の保持具と、
   前記保持具と同じ厚さであり、前記保持具と連結される結合具と、
   前記結合具と同じ厚さであり、前記柱状部材と前記結合具を連結するための連結具と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のブラスト加工装置。
4. 前記保持具は、被加工物の平面方向への移動を規制するための平面位置調整具と、
   被加工物の上面が前記保持具の上面より上方に位置するのを防ぐ為の垂直位置調整具と、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載のブラスト加工装置。
5. 前記隔壁には、前記保持部材が通過できる開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のブラスト加工装置。
6. 前記開口部は、ブラスト加工時には開口部閉止手段によって閉止されることを特徴とする請求項５に記載のブラスト加工装置。
7. 前記開口部閉止手段は、前記柱状部材に対し直交し、かつ放射状に配置された閉止部材であることを特徴とする請求項６に記載のブラスト加工装置。
8. 前記柱状部材は駆動手段に接続されており、前記保持部材および前記開口部閉止手段は前記駆動手段により移動することを特徴とする請求項７に記載のブラスト加工装置。
9. 前記エアブロー用ノズルは、該ノズルの噴射口と被加工面とのなす角度が５°〜９０°となるように配置されていることを特徴とする請求項２記載のブラスト加工装置。
10. 前記エアブロー用ノズルは、該ノズルの噴射口と被加工面とのなす角度が６０°〜９０°であり、かつ前記噴射口と被加工面との距離が５ｍｍ以下となるように配置されていることを特徴とする請求項９に記載のブラスト加工装置。
11. 前記エアブロー領域は、被加工物に振動を加えるための加振手段を備えていることを特徴とする請求項９に記載のブラスト加工装置。
12. 前記噴射材補充手段は、噴射材が投入される内壁部と、前記内壁部を外包する外壁部を備え、
    前記内壁部と前記外壁部の間には空間が形成されていると共に、該空間の上端部および下端部の少なくとも一部が開口されていることを特徴とする請求項１に記載のブラスト加工装置。
13. 前記被加工物の外周部の上方に噴射阻害部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のブラスト加工装置。
14. 前記保持部材に被加工物を自動で載置するための載置手段を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１つに記載のブラスト加工装置。
15. 前記載置手段は、被加工物を担持する担持部と、
    前記担持部を昇降および回動させる搬送手段と、
    を備え、
    前記担持部は、被加工物を担持するための担持部材と、一端が前記搬送手段に連結され、かつ他端近傍に前記担持部材を配置することができる回動部材と、を備えることを特徴とする請求項１４に記載のブラスト加工装置。
16. 前記載置手段は、前記担持部を少なくとも２以上備えていることを特徴とする請求項１５に記載のブラスト加工装置。
17. 前記載置手段は、隣り合う前記担持部のなす角度が９０°であり、前記担持部の交差点を中心として回転自在に動作することを特徴とする請求項１５に記載のブラスト加工装置。

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