JP5242196B2 - 直圧式ブラスト加工装置の加圧タンク及び前記加圧タンクの圧力調整方法 - Google Patents

Description

本発明は直圧式ブラスト加工装置の加圧タンク及び前記加圧タンクの圧力調整方法に関し，より詳細には，給排気構造／方法に特徴を有する加圧タンク及び該加圧タンクの圧力調整方法に関する。

直圧式ブラスト加工装置は，研磨材が貯留された加圧タンク内を圧縮気体の導入によって加圧し，加圧タンク内の研磨材を圧縮気体と共に噴射ノズルに搬送して噴射することができるように構成したものであり，このような直圧式ブラスト加工装置の加圧タンクの構成を示せば，一例として図４に示す通りである。

この加圧タンク１は，圧力容器である加圧タンク本体１０，この加圧タンク本体１０内の研磨材を噴射ノズルに搬送する研磨材搬送路１１’，及び，前記加圧タンク本体１０内に圧縮気体を導入するタンク加圧管１６を備えており，タンク加圧管１６より導入した圧縮気体によって加圧タンク本体１０の貯留空間１３内の圧力を高めることにより，貯留空間１３内の研磨材が圧縮気体と共に研磨材搬送路１１’を介して噴射ノズルに搬送されて噴射されるように構成されている。

このような研磨材の搬送を可能とするために，図示の加圧タンク１の構成にあっては，前述の研磨材搬送路１１’を，その両端が加圧タンク本体１０の底部近傍において加圧タンク本体１０の側壁を貫通して外部に突出する管路によって形成し，この研磨材搬送路１１’の加圧タンク本体１０内に配置された部分に，この研磨材搬送路１１’内に研磨材を導入するための研磨材導入孔１１’ｅを設けると共に，この研磨材搬送路１１’の一端に噴射ノズルを連通すると共に他端を図示せざる圧縮気体供給源に連通している。

従って，加圧タンク本体１０内に研磨材が貯留された状態でタンク加圧管１６を介して貯留空間１３内に圧縮気体を導入して該空間を加圧すると共に，前記研磨材搬送路１１’の他端より圧縮気体を導入すると，研磨材は貯留空間１３内の圧力によって研磨材導入孔１１’ｅを介して研磨材搬送路１１’内に導入され，研磨材搬送路１１’内を流れる圧縮気体流と合流して噴射ノズルより噴射される。

以上のような加圧タンク１を備えた直圧式のブラスト加工装置において，作業の終了等に伴いブラスト加工装置を停止すると，研磨材搬送路１１’に対する圧縮気体の導入と，タンク加圧管１６を介した貯留空間１３内への圧縮気体の導入が停止し，研磨材の噴射も停止する。

しかし，このような圧縮気体の導入停止に拘わらず，加圧タンク本体１０の貯留空間１３内の圧力は直ぐには降下せず，その結果，貯留空間１３内の研磨材が研磨材導入孔１１’ｅを介して研磨材搬送路１１’内に流れ込む現象が生じる。

そのため，研磨材搬送路１１’内に研磨材が溜まってしまい，再度ブラスト加工装置を始動して研磨材の噴射を開始すると，始動の初期においてこのようにして研磨材搬送路１１’内に溜まった研磨材が一度に噴射ノズルより噴射されるために，始動初期において研磨材の噴射量が増加してしまい，被加工物に対する加工条件が変化して，一定した加工を行うことができない。

また，加圧タンク本体１０の上方には，加圧タンク本体１０内に研磨材を供給するための研磨材タンク５０を配置する構成が採用される場合が多く，この研磨材タンク５０の下端を加圧タンク本体１０の上端に連通して両タンク間の連通口５１をバルブ５２等によって開閉可能とすることで，バルブ５２の開放時，研磨材タンク５０内の研磨材を加圧タンク本体１０内に落下させることができるように構成されているが，加圧タンク本体１０内が加圧された状態で前述のバルブ５２を開くと，加圧タンク本体１０内の圧力が研磨材タンク５０側に一気に流れ込み，研磨材タンク５０内の研磨材を吹き上げる。

そのため，研磨材タンク５０が密閉構造を有さずに大気開放している場合には，このようにして吹き上げられた研磨材が研磨材タンク５０外に飛散して作業環境を汚染する。

また，研磨材タンク５０は，例えばこれをサイクロンとして形成し，これをブラスト加工室とダクト等を介して連通すると共に，ダストコレクタに設けた排風機等によって研磨材タンク５０内を吸引することで，ブラスト加工室内で噴射された研磨材を回収することができるように構成する場合も多く，このような構成の研磨材タンク５０内に加圧タンク本体１０より圧縮気体が急激に流れ込むと，回収された研磨材が舞い上がってゴミ等と共にダストコレクタに流れ込み，研磨材の回収量が激減する。

そのため，直圧式ブラスト加工装置に設けられたな加圧タンク１には，排気路１８を連結し，この排気路１８に設けた開閉弁１９の開閉によって加圧タンク本体１０内の圧縮気体を排気して，余分な研磨材が研磨材搬送路１１’内に滞留し，また，加圧タンク本体１０に対する研磨材の導入時に，研磨材タンク５０側に圧縮気体が噴出することを防止している。

なお，従来の加圧タンクの構成において，このような排気路１８は，排気の際に加圧タンク本体１０内の研磨材が一緒に排出されることがないよう，研磨材の貯留上限位置よりも上方の，研磨材が存在しない部分１３ａの貯留空間１３に連通されている（特許文献１の図３，図４における符号４，１４，図６における符号５８参照）。

なお，直圧式ブラスト加工装置における加圧タンク１の排気は，図４を参照して説明した構造の加圧タンクのみならず，各種構造の加圧タンクに於いても同様に行われており，例えば本発明の出願人が先に出願している定量供給機能を備えた加圧タンク（特願２００７−１０９５８９号）等においても，加圧タンク本体１０の上部に排気路１８を設け，圧縮気体の排気を行うことができるように構成している。

この加圧タンク１は，噴射ノズル４０より噴射される研磨材量が常に一定となるように，噴射ノズル４０に対して搬送される研磨材量を計量する計量手段を備えたもので，図３に示すように，加圧タンク本体１０内で所定の速度で水平回転する回転ディスク２０を備えており，前記回転ディスク２０の一方の面に，噴射ノズル４０に研磨材を搬送する研磨材搬送路１１の一端１１ａの開口部を近接又は接触させて配置すると共に，前記回転ディスク２０の他方の面に，前記研磨材搬送路１１の一端１１ａにおける開口部に対向して搬送気流導入路１２の一端１２ａにおける開口部を近接又は接触させて配置した構造を備え，前記回転ディスク２０の，前記研磨材搬送路１１の一端１１ａにおける開口部と，前記搬送気流導入路１２の一端１２ａにおける開口部間を通る回転軌道上に，前記回転ディスク２０の肉厚を貫通して形成した同一径の複数の計量孔２１を円周方向に等間隔に設けると共に，前記研磨材搬送路１１の一端１１ａにおける開口部と，前記搬送気流導入路１２の一端１２ａにおける開口部間に配置された部分を除き，前記回転ディスク２０が前記加圧タンク本体１０内に貯留された研磨材中に埋没され，前記搬送気流導入路１２の他端１２ｂを，加圧タンク本体１０内の研磨材の充填位置の上限よりも高い位置において開口すると共に，タンク加圧管１６を介して圧縮気体供給源からの圧縮気体を導入すると，回転ディスク２０の計量孔２１内に充填された研磨材が回転ディスク２０の回転により定量ずつ研磨材搬送路１１の一端１１ａの開口部と，前記搬送気流導入路１２の一端１２ａの開口部間に搬送されて，研磨材搬送路１１の他端１１ｂ側に連通された噴射ノズル４０に一定量ずつ供給することができるよう構成されている。

この発明の先行技術文献情報としては次のものがある。
特開平 ７−２９０３６４号公報

以上のように構成された従来の加圧タンク１（図４参照）では，ブラスト加工装置の停止時等において加圧タンク本体１０内の圧力を排気することにより，研磨材搬送路１１’内に研磨材が溜まることを防止しているが，前述した従来の加圧タンク１の構造によっては，研磨材搬送路１１’に研磨材が溜まることを完全には防止できず，その結果，次回の噴射開始時に定常時よりも多量の研磨材が噴射される。

すなわち，加圧タンク本体１０の貯留空間１３には，図４に示すように研磨材層の上面を示す破線を境として研磨材が貯留された部分１３ｂと，研磨材が存在しない部分１３ａが存在し，このような状態において，加圧タンク本体１０の上端側よりタンク内の圧力を放出すると，研磨材が存在しない部分１３ａ内の圧縮気体は，排気路１８の開放と同時に即座に排出されるが，研磨材が貯留された部分１３ｂ内の圧縮気体，すなわち，研磨材の粒子間に存在する圧縮気体は，周囲に存在する研磨材が障害となって排気路１８の開放と同時にはタンク外に放出されず，特に研磨材の粒径が小さな微粉となる程，圧縮気体を粒子間に閉じ込める作用が大きい。

その結果，排気路１８の開放によって研磨材が存在しない部分１３ａの圧力が降下すると，研磨材の粒子間に閉じ込められていた圧縮気体はこれに一瞬遅れて膨張し，低圧となっている研磨材の存在しない部分１３ａに向かって流れ込む。

研磨材の粒子間に閉じ込められていた圧縮気体のこのような膨張は，密に詰まった状態で堆積していた研磨材の粒子間の間隔を広げると共に，粒子間の間隔を伝って上方に移動することから，研磨材は加圧タンク本体１０内で波打つように動き出して流動化すると共に，一時的に貯留された研磨材の嵩（タンク内における堆積高さ）が増し，定常時における研磨材の貯留上限位置を越えてしまう状態が発生する。

その結果，図４を参照して説明した従来の加圧タンクにあっては，このようにして流動化した研磨材が研磨材搬送路１１’の研磨材導入孔１１’ｅ内に入り込み，研磨材搬送路１１’内に溜まって，次回の噴射開始時における研磨材の噴射量を増加させる。

また，図３を参照して説明した加圧タンク１にあっても，前述のように貯留状態にある研磨材の嵩が一時的なものとしても増加すれば，研磨材が搬送気流導入路１２の他端１２ｂの開口部を介して搬送気流導入路１２内に入り込んでしまい，次回の研磨材の噴射開始時に，搬送気流導入路１２内に溜まった研磨材が噴射されて噴射開始初期における研磨材の噴射量が増大する。

そこで本発明は，上記従来技術における欠点を解消するために成されたものであり，加圧タンク内の研磨材を流動化させ，一時的な嵩の増加を生じさせることなしに，安定した状態で排気を行うことのできる構造を備えた直圧式ブラスト加工装置の加圧タンク及び前記加圧タンクの圧力調整方法を提供することを目的とする。

また，本発明の別の目的は，前述のように研磨材の流動化や一時的な嵩の増加を防止しつつ，加圧タンク内を排気する構成を採用したことに伴い，研磨材の流動性が過度に低下するという新たに生じた問題についても解消することができる構造を備えた加圧タンク，及び加圧タンク内の圧力調整方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明の直圧式ブラスト加工装置の加圧タンク１は，研磨材を貯留する貯留空間１３を備えた加圧タンク本体１０と，研磨材の貯留上限位置ＨＬよりも高所において前記貯留空間１３に連通して前記貯留空間内に圧縮気体を導入するタンク加圧管１６と，前記貯留空間１３内の研磨材を貯留空間１３内の圧縮気体と共に搬出する研磨材搬送路１１を備えた直圧式ブラスト加工装置の加圧タンク１において，
前記加圧タンク本体１０の底部を介して前記貯留空間１３と連通し，前記加圧タンク本体１０内の圧縮気体を加圧タンク本体１０外に排気する排気路１８を設けると共に，前記排気路１８を介した研磨材の排出を阻止するフィルタ５と，前記排気路１８の開閉手段（実施形態において開閉弁１９）とを設けたことを特徴とする（請求項１）。

前記構成の加圧タンク１には，更に前記排気路１８を介した排気後，再加圧の開始時における所定期間，前記貯留空間１３に圧縮気体を導入する初期加圧管６０を，研磨材の貯留下限位置ＬＬよりも低所において前記加圧タンク本体１０内の前記貯留空間１３に連通して設けることができる（請求項２）。

この初期加圧管６０と前記排気路１８は，これを前記加圧タンク本体１０に設けた共通の開口１７を介して前記貯留空間１３に連通することができる（請求項３）。

更に，本発明の直圧式ブラスト加工装置の加圧タンク１には，前記加圧タンク本体１０内において所定の速度で水平回転する回転ディスク２０を設け，前記回転ディスク２０の一方の面（図１の例では下面）に，前記研磨材搬送路１１の一端１１ａの開口部を近接又は接触させて配置し，前記回転ディスク２０の他方の面（図１の例では上面）に，前記研磨材搬送路１１の一端１１ａの開口部に対向して搬送気流導入路１２の一端１２ａの開口部を近接又は接触させて配置すると共に，該搬送気流導入路１２の他端１２ｂを研磨材の貯留上限位置ＨＬよりも高所において前記貯留空間１３内で開口し，
前記回転ディスク２０の，前記研磨材搬送路１１の一端１１ａの開口部と前記搬送気流導入路１２の一端１２ａの開口部間を通る回転軌道上に，前記回転ディスク２０の肉厚を貫通して形成した同一径の複数の計量孔２１を円周方向に等間隔に設け，
前記研磨材搬送路１１の一端１１ａの開口部と，前記搬送気流導入路１２の一端１２ａの開口部間に配置された部分を除き，前記回転ディスク２０が前記加圧タンク本体１０内に貯溜された研磨材中に埋没するように配置するものとしても良い（請求項４）。

上記構成の加圧タンク１にあっては，更に，前記回転ディスク２０の上方であって，研磨材の貯留下限位置ＬＬよりも低所に，前記回転ディスク２０と共に回転する攪拌翼２２を例えば回転ディスク２０を回転させる回転シャフト２５より突出させて設けることができ（請求項５），この攪拌翼としては，好ましくは円柱形状のものを使用する（請求項６）。

また，本発明の加圧タンク１の圧力調整方法は，研磨材を貯留する貯留空間１３を備えた加圧タンク本体１０と，研磨材の貯留上限位置ＨＬよりも高所において前記貯留空間１３に連通して前記貯留空間１３内に圧縮気体を導入するタンク加圧管１６と，前記貯留空間１３内の研磨材を貯留空間１３内の圧縮気体と共に搬出する研磨材搬送路１１を備えた直圧式ブラスト加工装置の加圧タンク１において，前記加圧タンク本体１０内の排気を，前記加圧タンク本体１０の底部において前記貯留空間１３内に連通した排気路１８を介して行うことを特徴とする（請求項７）。

更に，前述した加圧タンク１の圧力調整方法において，前記加圧タンク本体１０内の排気後，前記貯留空間１３の再加圧のための圧縮気体の導入を，前記再加圧の開始から所定の時間が経過する迄，又は貯留空間１３内が所定の圧力（初期圧力）に上昇する迄，研磨材の貯留下限位置ＬＬよりも低所において前記貯留空間１３に連通した初期加圧管６０を介して行うようにしても良い（請求項８）。

なお，前記初期加圧管６０による圧縮気体の導入は，好ましくは前記貯留空間１３内の圧力が研磨材噴射時の圧力として設定された圧力（設定圧力）に上昇する迄行う（請求項９）。

以上説明した本発明の構成により，本発明の加圧タンク１及び加圧タンクの圧力調整方法により，以下のような顕著な効果を得ることができた。
（１）加圧タンク本体１０内の排気を研磨材の貯留下限位置ＬＬよりも低所において貯留空間１３と連通した排気路１８を介して行ったことにより，貯留空間１３内の研磨材が存在しない部分１３ａの圧縮気体は，堆積した研磨材内を通過して排出される。その結果，貯留空間１３内の圧縮気体を排気しても，貯留空間１３内の研磨材が流動化したり，一時的に嵩が増したりすることを防止することができ，加圧タンク本体１０の排気時において研磨材搬送路１１’（図４参照）や搬送気流導入路１２（図１参照）に研磨材が流入することを好適に防止することができ，次回の研磨材の噴射時に，搬送気流導入路１２や研磨材搬送路１１’内に溜まった研磨材が一度に噴射されることにより生じる研磨材噴射量のバラツキの発生を防止することができた。
（２）特に，前記排気路１８を，加圧タンク本体１０の底部を介して貯留空間１３に連通することにより，圧縮気体が研磨材層の上部から下方に通過することにより，研磨材の流動化や一時的な嵩の増加をより完全の防止することができた。
（３）研磨材の貯留下限位置ＬＬよりも低所において前記加圧タンク本体１０内の前記貯留空間１３に連通する初期加圧管６０を備えた加圧タンク１にあっては，前記排気路１８を介した圧縮気体の排気後，加圧タンク本体１０内の再加圧の開始時に，加圧タンク本体１０内に対する圧縮気体の導入を前記初期加圧管６０を介して行うことにより，前述した排気路１８を介した排気の際に締め固められるようにして過度に流動性を失った研磨材の流動性を回復させることができ，特に，この初期加圧管６０を介した圧縮気体の導入を，加圧タンク本体１０内の圧力が研磨材の噴射時の圧力として設定された圧力となる迄行った場合には，流動性の回復が顕著であった。
（４）この初期加圧管６０と前述の排気路１８とを，前記加圧タンク本体１０に設けた共通の開口１７を介して前記貯留空間１３に連通した加圧タンク１にあっては，両構成の一部を共通化したことにより加圧タンク１の構成を簡略化することができると共に，初期加圧管６０を介して貯留空間１３内に導入される圧縮気体は，フィルタ５を介して拡散された状態で貯留空間１３内に導入されることから，貯留空間１３内の研磨材の流動性を均一に回復させることができた。
（５）前記構成に加え，加圧タンク本体１０内に研磨材搬送路１１の一端１１ａの開口部と搬送気流導入路１２の一端１２ａの開口部間を通過する計量孔２１を備えた回転ディスク２０を設けた加圧タンク１にあっては，前述した効果に加え，更に研磨材搬送路１１を介して加圧タンク本体１０外に搬出される研磨材量を一定量にすることができた。
（６）このような回転ディスク２０を備えた加圧タンクにおいて，更に攪拌翼２２を備えた構成にあっては，前記排気路１８を介した排気によって過度に流動性を失った研磨材の流動性をこの攪拌翼による攪拌によって好適に回復させることができた。
（７）特に，この攪拌翼２２の形状を円柱状とした構成にあっては，回転ディスク２０や攪拌翼２２を研磨材中で旋回させる際の回転トルクを減少させることができ，これらを回転させる電動モータ等に対する負荷を軽減させながら，研磨材の流動性を回復させることができた。

次に，本発明の実施形態につき添付図面を参照しながら以下説明する。なお，以下の説明では，本発明の加圧タンクを，図３を参照した説明と同様，研磨材定量供給装置を備えた構成のものとして説明するが，本発明の加圧タンクの給排気構造は，図４を参照して説明した既知の一般的な加圧タンク，その他の直圧式ブラスト加工装置の加圧タンク一般に広く適用可能である。

１．加圧タンクの構成
図１中の符号１は，本発明の加圧タンクであり，この加圧タンク１は，研磨材を貯留する加圧タンク本体１０と，この加圧タンク本体１０内の研磨材をブラスト加工装置の噴射ノズル４０に搬送する研磨材搬送路１１，及び研磨材を計量してこの研磨材搬送路１１に定量ずつ導入する回転ディスク２０を備えている。

前述の回転ディスク２０は，加圧タンク本体１０内に，水平方向に回転することができるように設けられたものであり，この回転ディスク２０には，その肉厚を貫通する貫通孔を所定間隔で円周方向に並べて配置し，この貫通孔を搬送する研磨材を計量する計量孔２１としている。

すなわち，前記各計量孔２１を同一の容積に形成することで，各計量孔２１内に同一量の研磨材を捕集することができ，各計量孔２１に捕集された研磨材を，回転ディスク２０の回転数を一定とすることにより，一定の速度で研磨材搬送路１１に搬送することで，噴射ノズル４０より噴射される研磨材量を定量としている。

図１に示す実施形態にあっては，この計量孔２１を二列並べて配置しているが，計量孔２１の列は一列であっても良く，又は三列，乃至はそれ以上で設けても良い。

以上のように形成された回転ディスク２０の中心には，加圧タンク本体１０外より，加圧タンク本体１０の天板部分（もしくは底板部分でも良い）を貫通して内部に挿入された回転シャフト２５が固着され，電動モータ３０等の回転手段によって回転される回転シャフト２５の回転に伴って加圧タンク本体１０内を所定の速度で水平方向に回転することができるように構成されている。

また，回転ディスク２０の上方において，前記シャフト２５にはこのシャフト２５の外周方向に突出する攪拌翼２２が設けられており，この攪拌翼２２によって，回転ディスク２０の回転時，回転ディスク２０の上方にある研磨材を攪拌することができるように構成されている。

この攪拌翼２２は，これを板状のものとして構成しても良いが，回転ディスク２０の上方にある研磨材を攪拌し得るものであれば，攪拌翼２２の形状は板状に限定されず，例えば棒状，その他の形状であっても良いが，研磨材中で旋回する際の抵抗が少なく，回転手段である電動モータ３０に対する抵抗が軽減できる点で，円柱棒状のものとすることが好ましい。

本実施形態にあっては，この攪拌翼を，１８０°の等間隔で対称の位置に配置して，計２本の攪拌翼を設けたが，攪拌翼２２の配置個数は二本以上であっても良い。

前述の回転ディスク２０を回転させる回転手段は，本実施形態にあっては加圧タンク本体１０上に配置された電動モータ３０であり，この電動モータ３０に，加圧タンク本体１０の天板を貫通して設けられた回転シャフト２５の上端を連結すると共に，この回転シャフト２５の下端に，前述した回転ディスク２０を連結することで，この電動モータ３０の回転によって加圧タンク本体１０内の回転ディスク２０を回転させることができるように構成されている。

この電動モータ３０は，前記回転ディスク２０の回転数を制御することが可能であれば，各種型式のモータを使用することができ，例えば直流モータを使用して入力する電圧の変化によって回転数を可変としても良く，又は，三相交流電動機を使用すると共に，インバータによって入力する電流の周波数を可変とすることで，回転数を制御するものとしても良い。

このように電動モータ３０の回転数を制御することにより，回転ディスク２０の回転数を制御して，所定時間内に後述する研磨材搬送路１１の一端１１ａにおける開口部と搬送気流導入路１２の一端１２ａにおける開口部間を通過する計量孔２１の数を変化させることで，ブラストガン４０に供給される研磨材量を正確に制御することができるように構成している。

なお，この電動モータ３０は，好ましくは噴射ノズル４０より研磨材の噴射が行われている場合においてのみ，設定された回転数で回転し，噴射ノズル４０からの研磨材の噴射が停止すると回転を停止するよう構成することが好ましく，これにより研磨材の噴射が行われていないときに回転ディスク２０が回転して，研磨材搬送路１１内に研磨材が落下して溜まり，ブラスト作業の開始時に多量の研磨材が噴射されることを防止できる。

前述の回転ディスク２０が収容される加圧タンク本体１０は，噴射ノズル４０に対して供給する研磨材を貯留すると共に，前述の回転ディスク２０を回転可能に収容する貯留空間１３を内部に備えている。

この貯留空間１３は，これを密閉可能とし，この貯留空間１３に一端を連通すると共に他端を図示せざる圧縮気体供給源に連通するタンク加圧管１６を介して導入された圧縮気体によって加圧可能に構成されている。

この加圧タンク本体１０内の前記貯留空間１３には，回転ディスク２０に設けた前述の攪拌翼２２と干渉しない位置に，後述するブラストガンに連通される研磨材搬送路１１と搬送気流導入路１２とが配置されていると共に，この研磨材搬送路の一端１１ａの開口部を，前記回転ディスク２０と近接又は接触するように，計量孔２１に臨ませて配置している。

この研磨材搬送路１１の一端１１ａにおける開口部が近接乃至は接触配置された回転ディスク２０の面（図示の例では回転ディスク２０の下面）とは反対側の面（図示の例では上面）には，回転ディスク２０を介して前記研磨材搬送路１１の一端１１ａにおける開口部と対峙するように，前記搬送気流導入路１２の一端１２ａにおける開口部を近接乃至は接触状態に配置しており，これにより，研磨材搬送路１１の一端１１ａにおける開口部と，搬送気流導入路１２の一端１２ａにおける開口部１２ａ間に，前述の回転ディスク２０が挟まれた状態に配置されている。

この搬送気流導入路１２の他端１２ｂは，前記研磨材の充填上限位置ＨＬよりも高所において貯留空間１３内で開口しており，後述するタンク加圧管１６によって加圧タンク本体１０内が加圧された際，加圧タンク本体１０内の圧縮気体を回転ディスク２０に形成された計量孔２１を介して前述の研磨材搬送路１１に導入し得るように構成されている。

前記研磨材搬送路１１の一端１１ａにおける開口部の周縁と，前記搬送気流導入路１２の一端１２ａにおける開口部の周縁には，それぞれの開口部周縁より外周方向に突出するフランジ１１ｃ，１２ｃを設け，このフランジ１１ｃ，１２ｃを回転ディスク２０の表裏面にそれぞれ摺接させている。

このフランジ１１ｃ，１２ｃは，研磨材搬送路１１や搬送気流導入路１２を管路によって形成する場合等，回転ディスク２０に形成した計量孔２１の径が，研磨材搬送路１１や搬送気流導入路１２を画成する壁面の肉厚に対して大きく形成されている場合に特に有効であり，計量孔２１が研磨材搬送路１１の肉厚と搬送気流導入路１２の肉厚間を通過する際に，研磨材搬送路１１が計量孔２１を介して加圧タンク本体１０内の空間と直接連通することを防止すると共に，フランジ１１ｃ，１２ｃ間を回転ディスク２０が通過する際，回転ディスク２０に設けられた計量孔２１の上下開口部よりはみ出す研磨材を除去して，正確に計量された研磨材が，前記研磨材搬送路１１と搬送気流導入路１２の開口部１１ａ，１２ａ間に導入されるよう構成されている。

なお，図１中，符号１４は，加圧タンク本体１０に対して研磨材を導入するための研磨材供給口であり，例えば，噴射ノズル４０より噴射された研磨材を回収して貯留する研磨材タンク（図４中の符号５０参照）の下端に連通して，該研磨材供給口１４に設けた開閉弁５２を開閉することにより，前記研磨材タンクに回収された研磨材を，加圧タンク本体１０内に導入することができるように構成している。

なお，加圧タンク本体１０内における研磨材の残量は，その上限を規定する前述の「貯留上限位置ＨＬ」と，下限を規定する「貯留下限位置ＬＬ」間に常に研磨材層の上端レベルが位置するように調整する。

前述の加圧タンク本体１０のうち，常に研磨材中に埋没している研磨材の貯留下限位置ＬＬよりも低所に存在する部分，図示の実施形態にあっては加圧タンク本体１０の底部には，開口１７が形成されていると共に，この開口１７を，気体の通過を許容するが，加圧タンク本体１０内の研磨材の通過を遮断するフィルタ５によって塞いでいる。

このフィルタ５としては，例えば粉末冶金によって多孔質状に形成された焼結金属の板，金網，植物，動物，樹脂，硝子，カーボン等の繊維によって形成された織布や不織布，その他の形態の各種のフィルタを使用することができ，気体の通過を許容するが，研磨材の通過を遮断して，後述する排気路１８を介してタンク内の研磨材が排出されることを阻止することができるものであれば如何なるものを使用しても良く，使用する研磨材の粒径との相対的な関係によって，使用するフィルタの番手乃至は目開を選択する。

一例として，フィルタ５として前述の焼結金属を使用する場合，使用する研磨材の粒径よりも小径の粉末を焼結して製造した焼結金属板を使用し，例えば♯１０００（１１．５μm）の研磨材を使用する場合には，５μmの粉末を焼結された焼結金属，♯１５０（５８μm）の研磨材を使用する場合には，２０μmの粉末を焼結させた焼結金属，♯１５００（８μm）の研磨材を使用する場合には，１μmの粉末を焼結させた焼結金属製のフィルタを使用する。

このようにして，フィルタ５によって塞がれた加圧タンク本体１０の底部の開口１７は，排気路１８に連通されていると共に，この排気路１８を開閉する開閉弁１９を設け，この開閉弁１９の操作によって前記排気路１８を介して加圧タンク本体１０内の圧力放出を行うことができるように構成している。

図示の実施形態にあっては，加圧タンク本体１０の底部に設けた開口１７に前述した排気路１８の他，図示せざる圧縮気体供給源に連通された初期加圧管６０を連通した構成とし，排気路１８及び初期加圧管６０のそれぞれにこれらを開閉可能とする開閉弁１９，６１を設けて，加圧タンク本体１０の底部に設けた開口１７を，排気路１８又は初期加圧管６０に連通することができると共に，排気路１８及び初期加圧管６０のいずれの連通をも遮断することができるように構成し，加圧タンク本体１０の開口１７が排気路１８に連通されたとき，前記開口１７，フィルタ５及び排気路１８を介して加圧タンク本体１０内の圧力が排気されると共に，加圧タンク本体１０の開口１７が初期加圧管６０に連通されたとき，図示せざる圧縮機気体供給源からの圧縮気体を，初期加圧管６０，フィルタ５及び開口１７を介して加圧タンク本体１０内の空間に導入することができるように構成している。

なお，前述の初期加圧管６０は，加圧タンク本体１０内の加圧開始の初期において，前記開口１７を介して加圧タンク本体１０内に圧縮気体を導入することにより，前記排気路１８を介して排気を行うことによって流動性が低下した研磨材を攪拌してその流動性を回復させるために設けたものであり，例えば使用する研磨材の粒径が比較的大きい等，排気路１８を介した排気によっても研磨材の流動性の低下が僅かである場合には，必ずしも設ける必要はない。

また，図示の例では前述の開口１７を加圧タンク本体１０の底部に設ける例を説明したが，前述したように開口１７の全体を常に研磨材中に埋没した状態とすることができる位置，即ち研磨材の貯留下限位置ＬＬよりも低所に設けるものであれば，この開口１７を例えば加圧タンク本体１０の側壁に形成しても良い。

２．加圧タンクの使用方法及び作用等
（１）加圧タンクの使用方法一般
以上のように構成された本発明の加圧タンク１は，タンク加圧管１６及び初期加圧管６０を図示せざる圧縮気体供給源に連通すると共に，研磨材搬送路１１の他端１１ｂ側を噴射ノズル４０の後端に連通して使用する。

使用に際し，加圧タンク本体１０は，研磨材導入路１４に設けた開閉弁５２，排気路１８に設けた開閉弁１９を操作して加圧可能な状態とし，この状態において加圧タンク本体１０内に図示せざる圧縮気体供給源からの圧縮気体を導入して加圧タンク本体１０内の貯留空間１３内の圧力を上昇させる。

このようにして加圧タンク本体１０内を加圧すると，加圧タンク本体１０内の研磨材が圧縮気体と共に噴射ノズル４０に搬送されて噴射ノズル４０の先端より噴射される。

噴射ノズル４０に搬送される加圧タンク本体１０内の圧縮気体は，研磨材の貯留上限位置ＨＬよりも高所において貯留空間１３内で開口する搬送気流導入路１２の他端１２ｂより導入され，搬送気流導入路１２の一端１２ａにおける開口部より吐出される。

この搬送気流導入路１２の一端１２ａの開口部は，回転ディスク２０の計量孔２１の形成位置に対峙して開口されていることから，このようにして吐出された圧縮気体は，回転ディスク２０に設けた計量孔２１内を通過して，計量孔２１内に捕集された研磨材と共に研磨材搬送路１１の一端１１ａの開口部内に導入される。

このようにして研磨材と合流した圧縮気体は，更に研磨材搬送路１１内を他端１１ｂ側に向かって移動し，研磨材搬送路１１の他端１１ｂ側に連通された噴射ノズル４０より噴射される。

このように，搬送気流導入路１２の一端１２ａの開口部と，研磨材搬送路１１の一端１１ａの開口部間の間隔には，前述した回転ディスク２０が配置されており，回転ディスク２０の回転によって計量孔２１内に捕集された研磨材が順次搬送されると共に，計量孔２１によって正確な量の研磨材が計量されて搬送されることから，回転ディスク２０の回転数を調整することによりブラストガン４０に対して導入する研磨材量を正確に調整することか可能である。

（２）加圧タンクの圧力調整１（排気）
以上のように構成された加圧タンク１において，研磨作業の終了等によって研磨材の噴射を停止する際には，タンク加圧管１６を介して加圧タンク本体１０に対して行っていた圧縮気体の導入を停止すると共に，加圧タンク本体１０内の圧縮気体を排気する。

このような加圧タンク本体１０内の圧縮気体の排気は，開閉弁１９の操作によって貯留空間１３内の圧縮気体を，加圧タンク本体１０の底部に設けた開口１７，フィルタ５及び排気路１８を介して行う。

このように，貯留空間１３内の圧縮気体を，加圧タンク本体１０の底部から排気することにより，加圧タンク本体１０内の研磨材が存在しない部分１３ａ内に存在する圧縮気体は，研磨材層内を通過して加圧タンク本体１０外に排気される。

そのため，貯留空間１３内の研磨材が存在しない部分１３ａと研磨材が存在する部分１３ｂ間において大きな圧力差が生じることがなく，貯留された研磨材の流動化や嵩の増大を生じさせることなく排気を行うことができ，図１を参照して説明した加圧タンクの構成にあっては，研磨材の嵩が一時的に増大することによる搬送気流導入路１２内への意図しない研磨材の導入を防止することができ，また，同様の構成の排気構造を，図４を参照して説明した加圧タンク１に設ける場合には，研磨材が過度に流動化することを防止でき，排気時に研磨材導入孔１１’ｅを介して研磨材搬送路１１’内に研磨材が導入されることを防止することができる。

しかも，このような圧縮気体の排気に際し，加圧タンク本体１０に設けた開口１７は，前述したフィルタ５によって覆われていることから，開口１７，及び排気路１８を介して加圧タンク本体１０内の研磨材が圧縮気体と共に外部に排出されることもない。

（３）加圧タンク内の圧力調整２（再加圧）
以上のようにして，一旦加圧タンク本体１０内の圧縮気体を排気してしまうと，研磨材の噴射を行うためには，加圧タンク本体１０内の圧力を再度，研磨材の噴射時の圧力として設定された所定の圧力（設定圧力）に迄上昇させる必要がある。

このような加圧タンク本体１０内の加圧は，図４を参照して説明した従来の加圧タンク１にあっては，研磨材の貯留上限位置ＨＬよりも高所において貯留空間１３と連通したタンク加圧管１６を介して行われるが，本発明の加圧タンク１にあっては，タンク加圧管１６とは別に前述した開口１７と連通した初期加圧管６０を設け，この初期加圧管６０を介して所定時間が経過する迄，又は加圧タンク本体１０内が所定の初期圧力となる迄，圧縮気体の導入を行うように構成した。

すなわち，前述したように加圧タンク本体１０内の圧縮気体の排出を，研磨材層に埋没する位置（図示の実施形態にあっては，加圧タンク本体１０の底部）に設けた前記開口１７を介して行うことにより，この圧縮気体の排出によって研磨材が締め固められた状態となり，特に，研磨材の粒径が小さくなる程，粒子間の結合力が強まり，流動性が著しく悪くなる。

その結果，図１を参照して説明した構造の加圧タンク１にあっては，回転ディスク２０に設けた計量孔２１内に研磨材が入り込み難くなり，また，研磨材層内で回転する回転ディスク２０や攪拌翼２２に加わる抵抗が大きくなり，電動モータ３０に過大な負荷がかかり，又は，回転ディスク２０の回転速度を設定された回転速度に維持することができなくなる等して，研磨材搬送管１１に導入される研磨材量が不均一になる場合がある。

また，図４を参照して説明した構造の加圧タンク１にあっても，このような研磨材の流動性の低下が生じる場合には，研磨材搬送路１１’に設けた研磨材導入孔１１’ｅに対する研磨材の導入を円滑に行うことができなくなり，又は，研磨材導入孔１１’ｅの周辺部分における研磨材のみが研磨材搬送路１１’内に導入され，例えば図２に示すようなすり鉢状の孔が形成された状態で研磨材が安定して，加圧タンク本体１０内の研磨材の残量が十分あるにも拘わらず，噴射ノズルに対する研磨材の供給を行うことができなくなる場合が生じる。

そこで，本発明の加圧タンク１にあっては，加圧タンク本体１０に対する圧縮気体の導入系統として，タンク加圧管１６の他に，初期加圧管６０を設け，排気後，加圧タンク本体１０内の加圧開始の初期における圧縮気体の導入を，前記開口１７と連通した初期加圧管６０を介して行うことで，加圧タンク本体１０内における研磨材が存在する部分１３ｂにおいて圧縮気体の導入を行い，この圧縮気体の導入によって流動性が低下した研磨材を攪拌することによって流動性を回復させ，流動性の回復後，タンク加圧管１６を介した圧縮気体の導入を行うように構成している。

このような初期加圧管６０を介して加圧タンク本体１０の加圧は，前述したように加圧タンク本体１０に対する圧縮気体の導入開始後，流動性を回復するに必要な所定時間の範囲内において行うようにしても良く，又は，加圧タンク本体１０内の圧力が所定の初期圧力となる迄行うようにしても良い。

なお，加圧タンク本体１０内の圧力は，ブラスト加工装置によって加工対象とする被加工物の材質や，行おうとする加工の程度，使用する研磨材の粒径や材質に応じて，一例として０．２〜０．５MPaの範囲で所定の圧力（設定圧力）に設定されるが，前述した初期加圧管６０による圧縮気体の導入は，前記設定圧力を越えない範囲で行うことが好ましい。

初期加圧を，前述のように加圧タンク本体１０内の圧力に基づいて終了する場合，前述の初期圧力は，研磨材の噴射時における加圧タンク本体内の圧力（設定圧力）以下の範囲で設定することができ，初期圧力と設定圧力とを同圧力としても良い。

このようにして，圧縮気体の導入の際に併せて研磨材の攪拌を行うことにより，研磨材の流動性が回復して，回転ディスク２０に設けた計量孔２１に対する研磨材の導入を確実に行うことができると共に，回転ディスク２０や攪拌翼２２の回転抵抗が減少して，電動モータ３０にかかる負荷を低減することができる。

なお，図示の実施形態にあっては，初期加圧管６０は，これを排気路１８と共に加圧タンク本体１０の底部に設けた開口１７に連通しているが，前記開口１７とは別に加圧タンク本体１０に開口を形成して，これに初期加圧管６０を連通するものとしても良く，初期加圧管６０を介した圧縮機気体の導入が，加圧タンク本体１０内の研磨材が存在する部分１３ｂ，即ち研磨材の貯留下限位置ＬＬよりも低所における貯留空間１３に対して行われるものであれば，その構造はす図示の実施形態に限定されない。

（１）試験の目的
加圧タンク本体１０の底部に設けた排気路１８より圧縮気体の排気（後掲の表１中の「下排気」）を行った際の研磨材の流動性の低下状態を，電動モータの回転トルクにより確認すると共に，前述した初期加圧管６０を介したタンク底部からの初期加圧が，研磨材の流動性回復に有効であることを確認する。

（２）試験方法
実験に使用した加圧タンク本体は，容量３０リットル，内径３００mmの円筒状であり，この加圧タンク本体内に，研磨材（材質Al₂O₃，番手♯1000）を３０kg充填して，測定を行った。

加圧タンク本体の底部に設けた開口は，直径１８０mmであり，この開口を焼結金属製のフィルタ（粉末５μmを焼結させた，厚み２mmの板状）を介して排気路と初期加圧管とに連通した。

研磨材中で回転させた回転ディスクは，直径２００mm，厚さ３mmである。

回転ディスク上方において，シャフトに外周方向に突出する攪拌翼を，円周方向に９０°毎の等角度で４本設けた。

攪拌翼の形状は，長さ１２０mm，幅１０mm，厚み３mmの矩形状の攪拌翼と，直径５mm，長さ１２０mmの円柱状の攪拌翼の二種類を用意した。矩形状の攪拌翼は，シャフトの軸線に対して幅方向が４５°の傾斜となるように取付て使用した。

なお，矩形状，円柱状の攪拌翼は，両者を組み合わせて使用することはせず，いずれか１種類のみを前記本数で取り付けて使用した。

（３）試験結果
上記の試験結果を下表に示す。

* 「初期加圧」における「(=0.5MPa)」は，加圧タンク本体内の圧力が0.5MPaとなる迄，「(<0.5MPa)」は，加圧タンク本体内の圧力が0.5MPa未満の範囲で初期加圧管を介した圧縮気体の導入を行ったことを示す。

（４）考察
(4-1) 初期加圧の有効性
以上の結果から，矩形状の攪拌翼を使用した例では，加圧タンク本体の下部より排気を行う前の状態（NO.1,2）に比較して，加圧タンク本体の下部より排気を行った場合（NO.3〜9）には，電動モータのトルク上昇が確認されており，加圧タンク本体の下部より排気を行う場合，研磨材の流動性が低下することが確認された。

しかし，加圧タンク本体の底部より排気を行ったもの相互を比較した場合，加圧タンク本体内の圧力が設定圧力(0.5MPa)となる迄，前記初期加圧を行った例（NO.6〜9）では，電動モータのトルクが大幅に減少していることを確認することができ，タンク底部を介した初期加圧，特に設定圧力となる迄初期加圧を行うことが，研磨材の流動性の回復に効果的であることが確認できた。

(4-2) 攪拌翼の形状によるトルクの低減
なお，攪拌翼として円柱状のもの使用した例(NO.10〜12)では，加圧タンク本体の底部より排気を行った後においても，その後に設定圧力となる迄初期加圧を行うことにより（NO.12），加圧タンク本体の底部より排気を行う前の状態（NO.11）と動程度のトルクで回転ディスク及び攪拌翼の回転を行うことができることが確認された。

このことから，円柱状の攪拌翼を使用する場合には，電動モータに過大な負荷をかけることなく，研磨材の攪拌を行うことができることが確認でき，前述の初期加圧との組合せにおいて，攪拌翼の形状を円柱状とすることが，電動モータの負荷軽減に有効であることが確認できた。

本発明の一実施形態を示す加圧タンクの正面透視図。 流動性の低下した研磨材の搬出状態の説明図。 研磨材の定量供給機構付き加圧タンクの説明図（上部排気）。 従来の加圧タンクの説明図。

符号の説明

１ 加圧タンク
５ フィルタ
１０ 加圧タンク本体
１１，１１’ 研磨材搬送路
１１ａ 一端（研磨材搬送路１１の）
１１ｂ 他端（研磨材搬送路１１の）
１１ｃ フランジ
１１’ｅ 研磨材導入孔
１２ 搬送気流導入路
１２ａ 一端（搬送気流導入路１２の）
１２ｂ 他端（搬送気流導入路１２の）
１２ｃ フランジ
１３ 貯留空間
１３ａ 研磨材が存在しない部分
１３ｂ 研磨材が貯留された部分
１４ 研磨材供給口
１６ タンク加圧管
１７ 開口
１８ 排気路
１９ 開閉弁
２０ 回転ディスク
２１ 計量孔
２２ 攪拌翼
２５ 回転シャフト
３０ 電動モータ
４０ 噴射ノズル
５０ 研磨材タンク
５１ 連通口
５２ バルブ
６０ 初期加圧管
６１ 開閉弁

Claims (9)

1. 研磨材を貯留する貯留空間を備えた加圧タンク本体と，研磨材の貯留上限位置よりも高所において前記貯留空間に連通して前記貯留空間内に圧縮気体を導入するタンク加圧管と，前記貯留空間内の研磨材を貯留空間内の圧縮気体と共に搬出する研磨材搬送路を備えた直圧式ブラスト加工装置の加圧タンクにおいて，
   前記加圧タンク本体の底部を介して前記貯留空間と連通し，前記加圧タンク本体内の圧縮気体を加圧タンク本体外に排気する排気路を設けると共に，前記排気路を介した研磨材の排出を阻止するフィルタと，前記排気路の開閉手段とを設けたことを特徴とする直圧式ブラスト加工装置の加圧タンク。
2. 前記排気路を介した排気後，再加圧の開始時における所定期間，前記貯留空間に圧縮気体を導入する初期加圧管を，研磨材の貯留下限位置よりも低所において前記加圧タンク本体内の前記貯留空間に連通して設けたことを特徴とする請求項１記載の直圧式ブラスト加工装置の加圧タンク。
3. 前記初期加圧管と前記排気路を，前記加圧タンク本体に設けた共通の開口を介して前記貯留空間に連通したことを特徴とする請求項２記載の直圧式ブラスト加工装置の加圧タンク。
4. 前記加圧タンク本体内において所定の速度で水平回転する回転ディスクを設け，前記回転ディスクの一方の面に，前記研磨材搬送路の一端の開口部を近接又は接触させて配置し，前記回転ディスクの他方の面に，前記研磨材搬送路の一端の開口部に対向して搬送気流導入路の一端の開口部を近接又は接触させて配置すると共に，該搬送気流導入路の他端を研磨材の貯留上限位置よりも高所において前記貯留空間内で開口し，
   前記回転ディスクの，前記研磨材搬送路の一端の開口部と前記搬送気流導入路の一端の開口部間を通る回転軌道上に，前記回転ディスクの肉厚を貫通して形成した同一径の複数の計量孔を円周方向に等間隔に設け，
   前記研磨材搬送路の一端の開口部と，前記搬送気流導入路の一端の開口部間に配置された部分を除き，前記回転ディスクが前記加圧タンク本体内に貯溜された研磨材中に埋没するように配置したことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の直圧式ブラスト加工装置の加圧タンク。
5. 前記回転ディスクの上方であって，研磨材の貯留下限位置よりも低所に，前記回転ディスクと共に回転する攪拌翼を設けたことを特徴とする請求項４記載の直圧式ブラスト加工装置の加圧タンク。
6. 前記攪拌翼の形状を，円柱状としたことを特徴とする請求項５記載の直圧式ブラスト加工装置の加圧タンク。
7. 研磨材を貯留する貯留空間を備えた加圧タンク本体と，研磨材の貯留上限位置よりも高所において前記貯留空間に連通して前記貯留空間内に圧縮気体を導入するタンク加圧管と，前記貯留空間内の研磨材を貯留空間内の圧縮気体と共に搬出する研磨材搬送路を備えた直圧式ブラスト加工装置の加圧タンクにおいて，
   前記加圧タンク本体内の排気を，前記加圧タンク本体の底部において前記貯留空間内に連通した排気路を介して行うことを特徴とする加圧タンクの圧力調整方法。
8. 前記加圧タンク本体内の排気後，前記貯留空間の再加圧のための圧縮気体の導入を，前記再加圧の開始から所定の時間が経過する迄，又は貯留空間内が所定の圧力に上昇する迄，研磨材の貯留下限位置よりも低所において前記貯留空間に連通した初期加圧管を介して行うことを特徴とする請求項７記載の加圧タンクの圧力調整方法。
9. 前記初期加圧管による圧縮気体の導入を，前記貯留空間内の圧力が研磨材噴射時の圧力として設定された圧力に上昇する迄行うことを特徴とする請求項７又は８記載の加圧タンクの圧力調整方法。

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