JP5341251B2 - 廃棄物回収装置を備えた機械加工装置及び被加工物の機械加工方法 - Google Patents
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Description
より具体的には、図7に示すように、かかるエアバッグティアライン形成装置200は、ティアライン220aを形成する表皮220をセットするティアライン形成受台と、ティアライン220aを形成するための、スピンドル209を含む切削工具210と、当該切削工具210を、摺動機構206を介して、所定距離(0.5〜3mm)を往復運動させるためのソレノイド208を含む上下動プレート207と、当該上下動プレート207を直交3軸方向に移動可能とする加工ブロック205と、を備えている。
より具体的には、図8に示すように、空気を取り入れる導入管303と、ベンチュリー部331と、サイクロン流を利用した集塵タンク302と、を備えた集塵及び空気浄化装置301であって、ベンチュリー部331において、水導入管332が接続してある導入管303を、集塵タンク302に接続し、当該集塵タンク302の上部に、空気を外部装置341に排出する排出管304を設けるとともに、集塵タンク302の下部に、粉塵を貯留するための水貯留槽321を設けるとともに、当該水貯留槽321の一部の水を、ポンプを介して、取水口322から取り出し、ベンチュリー部331に供給することを特徴とした集塵及び空気浄化装置301である。
より具体的には、図9に示すように、集塵対象の気体を、矢印413Aに示すように導入し、水蒸気供給手段414において、水蒸気414Cを混合した状態とし、それをサイクロン417に導入し、サイクロン417の内において、気体中の粒子に生じる遠心力を利用して、気体から粒子を除去する集塵装置410であって、気体に水蒸気414Cを供給する水蒸気供給手段414と、水蒸気供給手段414の下流側に設けられ、水蒸気供給手段414によって水蒸気が供給された気体を冷却する冷却手段416と、を具えることを特徴とした集塵装置410である。
より具体的には、図10に示すように、複数の蛇腹部502b、502dを有するとともに、チッピングハンマー510のハンマー510bを囲繞し、空気の吸引によって負圧となる筒状のカバー部502と、当該カバー部502の内部を吸引し、集塵するための吸気管部503が、複数の蛇腹部502b、502dの間に接続してあることを特徴とする集塵アタッチメント501である。
また、特許文献1に記載されたエアバッグティアライン形成装置200は、切削工具について、所定距離(0.5〜3mm程度)を往復運動させるためのソレノイド208が設けてあることから、線状カット部を間欠的に設けることはできても、連続的に形成することは、所要時間が長くなって、製造コストが高くなるという問題が見られた。
また、特許文献2に記載された集塵及び空気浄化装置301は、歯等を切削する際に発生する超微細な粉塵(平均粒径:0.1〜0.3μm)のみを回収することを意図しており、機械加工装置によって大量に発生する、帯電しやすく、かつサイズが相当大きな廃棄物を、簡易かつ効率的に回収することについては、何ら意図していなかった。
さらに、特許文献3に記載された集塵装置410は、クリーンルームにおいて問題となる超微細な微粒子(粒径0.1μm以下)のみを回収することを意図しており、機械加工装置によって大量に発生する、帯電しやすく、かつサイズが相当大きな廃棄物まで、簡易かつ効率的に回収することについては、何ら意図していなかった。
特に、冬場の乾燥時期においては、発生した大量の粉塵が、静電気によって、サイクロンや回収タンク等の内壁に付着してしまい、外部に効率的に取り出すことが困難であった。
その上、ハンマー510bを囲繞する筒状のカバー部502の全体が、ゴム製の蛇腹部502b、502dを有しており、上下方向のみならず、横方向にも弾性変形しやすいことから、ハンマー510bと接触しやすく、その結果、精度良く、機械加工処理を行うことが困難であるという問題も見られた。
すなわち、本発明は、被加工物に対する加工精度が高いばかりか、機械加工処理によって発生し、帯電等しやすい廃棄物についての回収が、効率的な機械加工装置、及びそれを用いた被加工物の機械加工方法を提供することを目的とする。
すなわち、機械加工処理として、エアバッグ破断溝を形成する際に大量に発生し、帯電しやすく、かつ、サイズが相当大きく、平均粒径が0.01〜8mmの廃棄物に対して、所定の帯電防止処理を施し、取り扱いやすい廃棄物として回収するための廃棄物回収装置を備えることにより、サイクロンを経て、回収タンクにおいて、効率的に回収することができる。
また、このような機械加工装置であれば、発生する廃棄物を迅速に吸引除去することができるので、廃棄物による測定障害を避けて、機械加工処理時における被加工物の加工状態を、光学測定装置等を用いて、精度良く管理することができる。
このように構成することによって、水分供給装置を簡易かつ小型の構成とすることができる。しかも、廃棄物に対して、霧状態の水を付与することができるので、比較的少量の水分でもって、効率的に帯電防止処理を施すことができる。
このように電磁弁等を設けることによって、水分供給装置における水分供給量をさらにきめ細かく調整できるので、比較的少量の水分でもって、さらに効率的に帯電防止処理を施すことができる。
また、このような電磁弁等を設けることによって、弁と、水分供給装置との間の水導入管に、所定量の水を貯留することができるので、その水を利用して、廃棄物に対し、所定の帯電防止処理を迅速に施すことができる。
このように構成することによって、切削装置等において大量に発生した、帯電しやすく、かつ、サイズが比較的大きな切粉等の廃棄物であっても、効率的に帯電防止処理を施し、サイクロンを経て、回収タンクにおいて、効率的に回収することができる。
また、切削装置等の場合、被加工物における機械加工処理状態の把握が重要であるが、廃棄物が迅速に吸引除去されるため、光学測定装置等を用いて、かかる機械加工処理状態を精度良く測定し、調整することができる。
このように構成することによって、回収タンクにおける廃棄物の回収程度を目視にて確認することができ、廃棄物の帯電防止状態や回収時期等を容易に判断することができる。
このように構成することによって、簡易な構成であっても、所定量の廃棄物を一体的かつ迅速に回収することができる。
(1)エアバッグ破断溝形成用装置を用いて、廃棄物を吸引除去しながら、被加工物を機械加工処理する工程
(2)移送経路内を、空気流を用いて、廃棄物を移送する移送工程
(3)移送経路の途中に設けられた水分供給装置によって、廃棄物に対して、所定量の水分を供給する帯電防止処理工程、
(4)サイクロンによって、帯電防止処理された状態の前記廃棄物を分別処理する分別処理工程
(5)サイクロンによって分別処理された廃棄物を、回収タンクに回収する工程
すなわち、このように機械加工方法を実施することによって、所定の機械加工装置として、エアバッグ破断溝を形成する際に発生する、平均粒径が0.01〜8mmの大量発生し、帯電しやすく、かつ、サイズが相当大きな廃棄物であっても、取り扱いやすい廃棄物として、サイクロンを経て、回収タンクに効率的に回収することができる。
一方で、このような廃棄物を、機械加工処理しながら、迅速かつ十分に吸収できることから、残存することに起因した測定障害を排除して、被加工物の加工状態(加工深さ等)を、光学測定装置等を用いて、精度良く測定し、調整することができる。
このように実施することによって、廃棄物に対する水分供給量や、ひいては帯電防止処理の程度を定量的に管理することができる。
なお、廃棄物の体積抵抗は、四端子法に準じて、所定条件(電極1cm2、電圧100V、30秒電圧印加後の抵抗値換算)の下、デジタルボルトメータを用いて測定することができる。
第1の実施形態は、図1および図2に例示するように、所定の機械加工処理として、エアバッグ破断溝を形成する際に発生する、平均粒径が0.01〜8mmの廃棄物を回収する廃棄物回収装置10を備えた機械加工装置12であって、廃棄物回収装置10が、廃棄物を、空気流を用いて移送する移送経路14と、移送経路14の途中に設けられ、廃棄物に対して、所定量の水分を供給することによって、帯電防止処理する水分供給装置16と、帯電防止処理された状態の廃棄物を分別処理するサイクロン18と、サイクロン18によって分別処理された廃棄物を回収する回収タンク24と、を備えることを特徴とする廃棄物回収装置10を備えた機械加工装置12である。
そして、図2中の吹出部が機械加工装置(切削工具)12の拡大図を示しており、さらに、記号Aが、所定の加工処理を行うための機械処理部、記号Bが、廃棄物に対して、所定の帯電処理を行うための帯電処理部、記号Cが、廃棄物を回収するための回収部をそれぞれ示している。
以下、機械処理部Aに設けてある機械加工装置として、主として、自動車用内装部材(エアバッグドア部材)に対して、エアバッグ破断溝(ティアライン)を形成するためのエアバッグ破断溝形成用装置を想定した場合を例にとって、第1の実施形態の廃棄物回収装置を備えた機械加工装置を説明する。
(1)種類
図1および図2に例示する機械加工装置(機械工具を含む)12の種類としては、所定の機械加工処理を行うことによって、廃棄物を発生させる構成であれば、特に制限されるものではないが、例えば、切削装置、研磨装置、切断装置、穿孔装置等の少なくとも一種、あるいは、これらの機械加工装置と、他の機械装置としての検査装置、蒸着装置、塗装装置、加熱装置等との組み合わせであっても良い。
したがって、例えば、機械加工装置がエアバッグ破断溝形成装置である場合、図3(a)〜(b)に示すように、切削装置としてのエンドミル12と、切断装置としての超音波カッター11と、をそれぞれ設けることによって、被加工物の種類や使用目的等に応じて、両方あるいはいずれか一方を使用することができる。
そして、かかる位置制御装置13を介して、エンドミル12の反対側に設けてある超音波カッター11については、所定位置より上方位置に上昇されており、エンドミル12の動作を阻害しないように構成されている。
なお、超音波カッター11は、先端部11aと、軸部11bと、超音波振動装置11cとを含んで、構成されている。
そして、位置制御装置13を介して、超音波カッター11が設けてある側の反対側に設けてあるエンドミル12については、所定位置より上方位置に上昇されており、超音波カッター11の動作を阻害しないように構成されている。
すなわち、図4(a)に示すように、エアバッグドア部材40が、ポリプロピレン樹脂やABS樹脂等からなる単層構造の基材15を含む場合、当該基材15に対して、切削装置(エンドミル)のみを用いて、実質的に連続線からなるエアバッグ破断溝15eを形成しながら、発生する廃棄物を吸引除去することができる。
その結果、図4(a)に示されるように、エアバッグ15cと、複数の突起物15a、15bによって形成されるエアバッグ収容部15eと、破断溝15dの深さに関して、所定厚さ(t1)を有する基材15と、を備えてなるエアバッグドア部材40を、極めて安価かつ効率的に製造することができる。
通常、硬質基材15´dの厚さは1〜3mmの範囲内の値であり、発泡ウレタン層15´eの厚さは0.5〜10mmの範囲内の値であり、表皮15´fの厚さは0.5〜5mmの範囲内の値である。
よって、図4(b)に示されるように、エアバッグ破断溝15´gおよび複数の切断箇所15´hの組み合わせからなる複合的破断部位を形成することにより、インビジブル性や装飾性に優れたエアバッグドア部材40´を効率的に製造することができる。
また、超音波カッターを用いてなる切断箇所15´hの深さについては、図5に示す渦電流方式の測定装置167、169を用いて、精度良く測定することができる。
また、機械加工装置が、エアバッグ破断溝形成装置である場合、例えば、図5に示すように、かかるエアバッグ破断溝形成装置100は、自動車用内装部材(エアバッグドア部材)が載置される支持台111を備えている。
そして、この支持台111上に載置された自動車用内装部材に対して一次破断線(例えば、所定幅および所定深さを有する破断溝)を形成するための一次破断線形成手段131と、二次破断線(例えば、所定深さを有するスリット線)を形成するための二次破断線形成手段133と、が設けてある。
さらに、エアバッグ破断溝形成装置100は、各種一次破断線形成手段および二次破断線形成手段の位置合わせや加工処理動作、さらには、検知動作等を精度良く行うための制御部(コンピュータ制御部)116を含んでいる。
また、エアバッグ破断溝形成装置100は、エアバッグ破断溝を形成する際に、自動車用内装部材が載置され、固定される支持台111を備えている。
そして、この支持台111の載置面111aには、複数の吸引孔117が設けられるとともに、載置面111a上に載置される自動車用内装部材を、当該吸引孔117を介して吸引固定するための吸引装置118が備えられている。
かかる吸引装置118としては、例えば真空ポンプ等を使用することができる。このような吸引固定手段を備えることにより、複雑な形状の自動車用内装部材や大型の自動車用内装部材であっても支持台111上に容易に固定させることができる。
したがって、エアバッグ破断溝を形成する際の自動車用内装部材の位置ずれやエアバッグ破断溝の残部の厚さのばらつきを防いで、エアバッグ破断溝を精度良く形成することができる。
さらに、真空ポンプ等であれば、機械的固定手段と異なり、吸引装置118の作動のオンオフによって自動車用内装部材の固定の有無を容易に切換えることができ、迅速に作業を行うことができる。
また、図5に示すように、破断線形成手段として、一次破断線形成手段131及び二次破断線形成手段133を、それぞれ設けることが好ましい。
かかる基材15の所定厚さ(t2)は、通常、1.0〜2.5mmの範囲であり、表面側までは至らない残った基材の所定厚さ(t1)は、通常、0.1〜0.8mmの範囲内の値であるが、0.2〜0.7mmの範囲内の値とすることがより好ましく、0.3〜0.6mmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
かかる表面側までは至らない残った表皮の所定厚さ(t3)は、通常、0.1〜0.8mmの範囲であるが、0.2〜0.7mmの範囲内の値とすることがより好ましく、0.3〜0.6mmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
そして、このような一次破断線形成手段としては、エンドミル、熱溶融刃、超音波カッター、レーザーカッター等を好適に使用することができる。
したがって、二次破断線形成手段133に含まれる加工刃(超音波カッター等)113は、全体として細長い板状に形成されており、一次破断線形成手段131に含まれる加工刃(エンドミル等)によって形成された一次破断線の内部に進入できるようにされている。
このような非加熱タイプのナイフ型カッター刃を用いて形成される二次破断線は、線幅も細く、切り口が溶融したり粗くなったりすることもないため、内装部材の外表面に配置された表皮層の裏面に形成しても、外部からエアバッグ破断溝の存在箇所が認識されることがなく、インビジブル性を確保することができるようになっている。
但し、図4(a)に示すように、基本的に、基材15のみを含む車両用内装部材(エアバッグドア部)の場合には、二次破断線形成手段の使用は不要となる。
したがって、一次破断線を形成する際には、移動制御ロボット163が動作して、一次破断線形成手段133によって硬質基材15´を切断できる状態に位置きめしつつ、所定の切断動作を行う。
次いで、二次破断線を形成する際には、二次破断線形成手段133によって表皮15´fを切断できる状態において、所定の切断動作を行う。
また、エアバッグ破断溝形成装置100では、一次破断線形成手段131の一部を構成する加工刃131aによる刃先位置を制御して、形成する溝の深さ、すなわち、基材残部の厚さを調整するために、一次破断線の深さをオンタイムで実測するための光学測定装置(レーザー反射方式のレーザー変位計等)を設けることが好ましい。
かかる第1の加工刃検知手段167及び第2の加工刃検知手段169は、支持台111の内部に配置され、あらかじめ設定された特定の検出位置において加工刃の存在の有無が検知されるように構成されている。
そして、このような第1加工刃検知手段167及び第2の加工刃検知手段169としては、例えば、金属探知機が好適であって、それにより、金属製の加工刃が検出位置を通過したときに、加工刃の存在の有無を検知することができる。
また、刃先状態検知手段129は、加工刃の刃先の磨耗や損傷の状態を検知するための手段である。
すなわち、加工刃の刃先の状態を測定し、磨耗等により損傷している状態が検知された場合には、装置の稼動を停止するとともに、加工刃を交換することもできる。したがって、形成するエアバッグ破断溝の残部の厚さを精度よく調節することができる。
具体的には、刃先状態検知手段は、レーザー変位計や赤外線測定装置等を用いて構成され、移動制御ロボット163の先端をあらかじめ規定した所定の高さに維持したまま、加工刃を刃先状態検知手段129の検知位置に配置し、エアバッグ破断溝の形成前と形成後との刃先の高さ位置の差異や、陰影の形状差を測定することにより、磨耗等による損傷度合いを検知することができる。
このような刃先状態検知手段129を備えることにより、加工刃の刃面状態を考慮して、加工刃の刃先と支持台111の載置面との距離を一定状態に保持することができ、表皮の種類や厚さ等が変化した場合であっても、残部の厚さが全体的に均一であるエアバッグ破断溝を、精度良くかつ迅速に形成することができる。
また、被加工物の種類についても特に制限されるものではないが、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスルホン樹脂等の合成樹脂、金、銀、銅、プラチナ、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、鉄、鉛、カドミウム、タングステン、インジウム、モリブテン等の金属(合金を含む)、酸化銀、酸化銅、酸化ケイ素、酸化ニッケル、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化鉛、酸化カドミウム、酸化タングステン、酸化インジウム、酸化モリブテン、ガラス、セラミック等の酸化物、水酸化アルミニウム等の水酸化物、セラミック材料、およびこれらの複合物や混合物からなる立体的成型品やフィルム等が挙げられる。
よって、被加工物の加工状態を、光学式測定方法等で測定する場合、発生した廃棄物が残留していると、測定阻害要因になって、被加工物の加工状態を管理することが困難となる。そのため、本願発明のように、所定の空気流でもって、発生すると同時に、迅速かつ十分に、吸引除去することが肝要である。
また、機械加工処理によって、被加工物から発生する廃棄物は、被加工物の種類や態様、あるいは機械加工装置の種類や態様等によって変わるが、代表的には、切粉、切削くず、研磨粉、研磨くず、穿孔粉、穿孔くず等が挙げられる。
したがって、機械加工装置として、エアバッグ破断溝形成用装置を想定した場合には、被加工物から発生する廃棄物は、具体的に、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、およびポリ塩化ビニル樹脂等からなる円形、楕円形、多角形、異形、リボン状等の形態が挙げられる。
この理由は、かかる廃棄物の平均粒径が、0.01mm未満の値になると、移送経路内の搬送性が低下したり、所定量の水分付与による帯電防止特性が低下したり、さらには、回収タンクにおける取扱性が低下したりする場合があるためである。
一方、廃棄物の平均粒径が8mmを超えると、やはり搬送性が低下したり、ベンチュリー管等の水分供給装置を通過しにくくなったり、さらには、所定量の水分付与による帯電防止特性が低下したりする場合があるためである。
したがって、廃棄物の平均粒径を0.1〜5mmの範囲内の値とすることがより好ましく、0.5〜2mmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
そして、廃棄物の平均粒径は、JIS Z 8901に準拠して測定される平均粒径であって、顕微鏡法による円相当径、光散乱法による球相当径、電気的抵抗試験方法による球相当径等と定義される。
より具体的に、廃棄物の平均粒径は、レーザー方式のパーティクルカウンターや、顕微鏡写真を介した画像処理方法、あるいは、ノギス等の公知手段を用いて測定し、廃棄物における粒子直径の算術平均値として算出することができる。
(1)移送経路
図1および図2に示すように、移送経路14は、空気流を用いて、廃棄物を移送するための経路であって、通常、断面円形のパイプ状物やじゃばら状物から構成してある。
したがって、短時間で、大量かつ相当大きな廃棄物を円滑に移送できることから、かかる移送経路の直径を1〜80mmとすることが好ましく、5〜40mmとすることがより好ましく、10〜20mmとすることがさらに好ましい。
図1および図2に示すように、記号Bで表わされる帯電処理部に設けてある水分供給装置16は、直線または曲部を含む移送経路14の途中に設けられ、空気流とともに移送される廃棄物に対して、所定量の水分を供給するための装置である。
このような水分供給装置16としては、図6(a)に示すベンチュリー管、図6(b)に示すT字管、図6(c)に示す電熱方式の水蒸気付加装置、あるいは図示しないものの、スプレー装置、ミスト供給装置、超音波方式の水蒸気付加装置、滴定装置等が挙げられる。
この理由は、このような構成であれば、別途特別な駆動装置を設けることなく、所定量の水分を供給することができるので、簡易な装置構成とすることができ、しかも、廃棄物に対して、ミスト状態の水を定量的に付与することができるので、比較的少量の水分で、効率的に帯電防止処理を施すことができるためである。
そして、配管16´aの途中には、弁16´bが設けてあり、T字管16´から供給する水分量の調整がなされている。
かかる電熱方式の水蒸気付加装置16´´の場合、他の水分供給装置と比較して、比較的大面積の水蒸気蒸発部16´´dとすることができ、空気流の流速によらず、より均一かつ確実に帯電防止処理を行うことができるという利点がある。
すなわち、上述したベンチュリー管、T字管、スプレー装置等と、導入管との接合場所、あるいは、これらの装置の導入管に対する接合場所より下流側に、ミキシング部としての小部屋や邪魔板等を設けて、そこで、廃棄物に対して、水を供給することが好ましい。
そして、かかるミキシング部において、攪拌装置や超音波振動子等の混合装置をさらに設けることによって、廃棄物に対して、水をまんべんなく供給することができる。
この理由は、このように構成することによって、水分供給装置における水分供給量をさらに精度良く制御することができるので、比較的少量の水分でもって、効率的に帯電防止処理を施すことができるためである。
また、このような弁を設けることによって、例えば、ベンチュリー管に水を供給する水導入管等に、所定量の水を予め貯留することができるので、その水を利用して、廃棄物に対し、迅速に水を付与して、所定の帯電防止処理を施すことができるためである。
図1および図2に示すように、サイクロン18は、帯電防止処理された状態の廃棄物を、遠心力を利用して、分別処理するための装置である。
より具体的には、図1に示すように、上方に位置する円筒部18aと、下方に向かって直径が小さくなる円錐部18bと、内部において、サイクロン流を発生させやすくするともに、廃棄物を分離処理した後の空気を外部に排出するための空気排出管18eと、その空気排出管18eの終端部に設けてあって、所定の空気流を発生させるためのブロアー20と、を含んで構成されている。
したがって、サイクロンの好適な態様として、通常、円筒部の直径は100〜1000mmであって、高さは100〜800mmであり、円錐部における先端部(最下部)における直径は50〜500mmであって、高さは200〜2000mmである。
その際、帯電防止処理が施されていない廃棄物の場合、円筒部あるいは円錐部の内壁に付着する時間が相当長くなって、ひいては、円錐部の下方まで自重落下するのに、相当の時間を要することになる。
それに対して、本願発明のように、帯電防止処理された状態の廃棄物であれば、添加された水の影響で、自重が重くなって、発生する遠心力が大きくなるばかりか、円筒部あるいは円錐部の内壁に付着する時間が相当短くなって、円錐部の下方に、迅速に溜まることができる。
図1に示すように、回収タンク24は、サイクロン18によって、分別処理された廃棄物を回収するための装置である。
より具体的には、回収タンクは、実質的に円筒形の容器であって、好適な態様として、その直径は300〜2000mmであり、高さは300〜2000mmである。
なお、サイクロンと同様に、回収タンク24においても、下方に向かって直径が小さくなる円錐部26を備えることによって、廃棄物の回収がさらに容易となる。
それに対して、本願発明のように、帯電防止処理された状態の廃棄物であれば、回収タンクの内部全体に、均一な状態で堆積され、回収タンクの全量が有効利用できるばかりか、後述する透明窓部が設けることによって、回収される廃棄物の回収量や回収状態を目視確認することができ、その上、廃棄物の外部への取り出しも容易になる。
この理由は、このように構成することによって、回収タンクにおける廃棄物の回収程度を目視にて確認することができ、廃棄物の回収時期等を容易に判断することができるためである。
そして、第2の回収部30において、シャッター28を開いた場合に、自重により落下する廃棄物を、回収袋や回収箱等を設けておき、その中に一体として回収することが好ましい。
この理由は、このように構成することによって、簡易な構成であっても、所定量の廃棄物を一体的かつ迅速に回収することができるためである。
さらには、ブロアー20を逆回転させて、所定量の空気を、サイクロン18を介して、回収タンク24の内部に導入し、それによって、廃棄物に含まれる所定量の水分除去を行っても良い。
第2の実施形態は、所定の機械加工処理として、エアバッグ破断溝を形成する際に発生する、平均粒径が0.01〜8mmの廃棄物を回収する廃棄物回収装置を備えたエアバッグ破断溝形成用装置を用いてなる被加工物の機械加工方法であって、下記工程(1)〜(5)を含むことを特徴とする被加工物の機械加工方法である。
(1)エアバッグ破断溝形成用装置を用いて、廃棄物を吸引除去しながら、被加工物を機械加工処理する工程
(2)移送経路内を、空気流を用いて、廃棄物を移送する移送工程
(3)移送経路の途中に設けられた水分供給装置によって、廃棄物に対して、所定量の水分を供給する帯電防止処理工程、
(4)サイクロンによって、帯電防止処理された状態の前記廃棄物を分別処理する分別処理工程
(5)サイクロンによって分別処理された廃棄物を、回収タンクに回収する工程
以下、エアバッグ破断溝形成方法を例にとって、第2の実施形態の被加工物の機械加工方法について説明する。
工程(1)は、所定の機械加工装置を用いて、被加工物の廃棄物を吸引除去しながら、被加工物に対して加工処理を施す工程である。
すなわち、図2に示すように、所定の機械加工装置12を用いてなる機械加工処理によって発生する被加工物15の廃棄物を吸引除去しながら、被加工物15に対して、さらに続けて機械加工処理を施す工程である。
但し、所定の機械加工処理を実施しながら、被加工物の廃棄物を迅速かつ十分に吸引するために、図2の拡大図に示すように、切削具12aの周囲に、吸引除去部14が接続された筒状カバー12bであって、筒状カバー12bの先端部に蛇腹部材からなるクッション部12cをさらに設けることが好ましい。
この理由は、このような筒状カバー12bを設けるとともに、吸引除去部14によって内部の空気を吸引することによって、負圧が発生することから、発生した廃棄物が周囲に飛散せず、かつ、集中的に吸引することができるためである。
また、切削具12aは、被加工物に対して、迅速に移動する必要があるが、先端部に蛇腹部材からなるクッション部12cが設けてある筒状カバー12bであれば、適度に上下方向のみにフレキシブルに変形し、そのような移動を妨げるおそれが少ないためである。
より具体的には、吸引除去部14の中心線と、鉛直方向とがなす角度(θ)を、10〜80°の範囲内の値とすることが好ましく、20〜70°の範囲内の値とすることがより好ましく、30〜60°の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、このような斜め方向に傾斜した吸引除去部を設けることによって、円筒状カバー内部におけるデッドスペースが少なくなって、発生した廃棄物を、さらに迅速かつ十分に吸引することができるためである。
次いで、工程(2)は、図1および図2に示す移送経路14の内部を、所定の空気流を用いて、切削具12aから、水分供給装置16を経て、サイクロン18まで、廃棄物を移送する工程である。
この理由は、かかる空気流の流速が50m/分未満の値になると、大量の廃棄物を確実に吸引して、円滑に移送することが困難となる場合があるためである。
一方、かかる空気流の流速が2000m/分を超えた値になると、大量かつ相当の大きさの廃棄物に対して、確実に帯電防止処理を施すことが困難となる場合があるためである。したがって、移送経路における空気流の流速を100〜1000m/分の範囲内の値とすることがより好ましく、300〜800m/分の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
次いで、工程(3)は、図1および図2に示す移送経路14の途中に設けられた水分供給装置16によって、廃棄物に対して、所定量の水分を供給する帯電防止処理を施す工程である。
それに対して、廃棄物に対して、所定の帯電防止処理を施すことによって、体積抵抗を1×106Ω・cm以下の値とすることが好ましい。
この理由は、このように定量的に帯電防止処理を施すことによって、廃棄物に対する帯電防止処理の程度や水分供給量を定量的に管理することができる。
但し、廃棄物の体積抵抗を過度に小さくしようとすると、供給する水分量が過度に多くなったり、帯電防止処理時間が過度に長くなったりする場合がある。
なお、廃棄物の体積抵抗の値は、帯電防止処理を行う移送路の前後位置において、それぞれ廃棄物を適宜サンプリングして、測定することもできるが、より迅速かつ簡易に制御すべく、帯電防止処理を行う移送路の前後位置に、体積抵抗測定装置を設けて、帯電防止処理前後の廃棄物の体積抵抗の値を測定することが好ましい。
この理由は、かかる水分量が、0.001g未満の値になると、廃棄物に対する帯電防止処理が不十分になって、廃棄物を簡易かつ効率的に回収することが困難となる場合があるためである。
一方、かかる水分量が500gを超えた値になると、廃棄物に含まれる水分量が過度に多くなり、回収タンクでスラリー状態になって、逆に、廃棄物を簡易かつ効率的に回収することが困難となる場合があるためである。
したがって、供給する水分量を、廃棄物を含む空気流の単位体積(m3)あたり、0.005〜100gの範囲内の値とすることがより好ましく、0.01〜50gの範囲内の値とすることがさらに好ましく、0.05〜10gの範囲内の値とすることが最も好ましい。
すなわち、所定の機械加工装置による機械加工処理を実施するのに合わせて、廃棄物に対する帯電防止処理を施すことが好ましい。
このように実施することにより、所定の吸引処理によって、機械加工装置による加工処理の精度を高めることができるとともに、効率的に水分を供給することができるためである。すなわち、常時水分を供給するとなると、回収タンクにおける過剰水分が存在し、廃棄物がスラリー状態になって、簡易かつ効率的に回収することが困難となる場合があるためである。
次いで、工程(4)は、図1および図2に示すサイクロン18によって、帯電防止処理された状態の廃棄物に発生する遠心力を利用して、帯電防止処理された状態の廃棄物を分別処理する工程である。
すなわち、ブロアーの稼働によって発生するサイクロン流によって、帯電防止処理された状態の廃棄物が、回転移動すると、所定の遠心力が発生する。そして、所定量の水分が供給されて、帯電防止処理された状態の廃棄物であれば、供給された水の影響で、自重が重くなって、発生する遠心力が大きくなるばかりか、円筒部あるいは円錐部の内壁に付着する時間が相当短くなって、円錐部の下方に、迅速に溜まることになる。
次いで、工程(5)は、図1に示すように、サイクロン18によって分別処理された廃棄物を、回収タンク24に回収する工程である。
すなわち、帯電防止処理された状態の廃棄物であれば、回収タンクの内部全体に、均一な状態で堆積され、回収タンクの全量が有効利用できるばかりか、上述した透明窓部を設けることによって、回収される廃棄物の回収量や回収状態を目視確認することができ、その上、廃棄物の外部への取り出しも容易になる。
そればかりか、回収タンクから外部に取り出そうとしても、発生する静電気によって、回収タンクの内部にとどまったり、取扱者の手に付着しやすくなったりして、容易に取り出せないという問題が生じることになる。
1.エアバッグ用破断溝の形成
図1および図2に示す、帯電防止処理装置16を含む所定の廃棄物回収装置18を備えた機械加工装置(エンドミル)12を用い、単層構造のエアバッグ用基材に対して、所定のエアバッグ用破断溝を形成した。
すなわち、サイクロンに連結されたブロアーを動作させ、流速40m/分の空気流でもって、発生する廃棄物を吸引除去しながら、エアバッグ用基材(ポリプロピレン樹脂製、厚さ2.0mm)に対して、深さ1.5mm、幅5mm、長さ25cmのエアバッグ用破断溝を、「日」という漢字を描くようにして、形成した。
次いで、図1および図2に示すように、吸引除去した廃棄物(図示せず)を、直径10mmのフレキシブル移送経路14の内部を、流速40m/分の空気流を用いて移送した。
次いで、水導入管16aの電磁弁16bを開け、フレキシブル移送経路14の途中に設けられた水分供給装置(ベンチュリー管)16から、約15秒間、所定量(約10cm3)の水分を供給し、廃棄物に対して、帯電防止処理を施した。
次いで、図1および図2に示すように、サイクロン18に導入された廃棄物を、サイクロン流によって分別処理し、ポリメチルメタクリレート樹脂製の透明回収タンク24に回収した。
帯電防止処理が施こされた廃棄物は、サイクロン18の内壁18cや透明回収タンク24の内壁24aに付着することなく、迅速に、透明回収タンク24の円錐状の底部26に堆積することを確認した。
また、作業者が、堆積した廃棄物を素手で取り出そうとしても、静電気が発生することなく、極めて手離れが良く、一塊として、外部に準備したビニール袋内に回収できることを確認した。
また、デジタルボルトメータを用いて廃棄物の体積抵抗を測定したが、帯電防止処理前の体積抵抗は1×108Ω・cm以上の値であったが、帯電防止処理後の体積抵抗は1×103Ω・cm以下の値であることを確認した。
一方、エアバッグ用基材においてエアバッグ破断溝の形成中に、レーザー変位計を用いて、オンラインでモニターすることが可能であるばかりか、形成したエアバッグ破断溝の深さが1.5mm±0.2mm、幅が5mm±0.2mm、長さが25cm±0.2mmの範囲内であることを、それぞれ顕微鏡写真測定およびノギス測定によって確認した。
実施例2では、帯電防止処理において、水導入管の電磁弁を開けた後、ベンチュリー管によって、約20秒間、所定量(約13cm3)の水分を供給したほかは、実施例1と同様に、エアバッグ用破断溝を形成し、廃棄物等の評価を行った。
また、作業者がそれを素手で取り出そうとしても、静電気が発生することなく、極めて手離れが良く、一塊として、外部に準備した袋内に回収できることを確認した。
比較例1では、実施例1における帯電防止処理を行わなかったほかは、実施例1と同様に、エアバッグ用破断溝を形成し、廃棄物等の評価を行った。
また、作業者がそれを素手で取り出そうとしても、静電気が発生してしまい、手や内壁に付着してしまい、外部に準備した袋内に対して、全てを十分に回収できないことを確認した。
また、デジタルボルトメータを用いて廃棄物の体積抵抗を測定したが、帯電防止処理前の廃棄物の体積抵抗は1×108Ω・cm以上の値であり、回収した廃棄物の体積抵抗は1×1010Ω・cmであることを確認した。
したがって、本発明によれば、例えば、エアバッグ破断溝形成装置やそれを実行するエアバッグ破断溝形成方法において、エアバッグ破断溝等を精度良く形成しながら、発生する廃棄物に対して、所定の帯電防止処理を施して、効率的に回収することができるようになった。
Claims (8)
- 所定の機械加工処理として、エアバッグ破断溝を形成する際に発生する、平均粒径が0.01〜8mmの廃棄物を回収する廃棄物回収装置を備えたエアバッグ破断溝形成用装置であって、
前記廃棄物回収装置が、
前記廃棄物を、空気流を用いて移送する移送経路と、
前記移送経路の途中に設けられ、前記廃棄物に対して、所定量の水分を供給することによって、帯電防止処理する水分供給装置と、
前記帯電防止処理された状態の廃棄物を分別処理するサイクロンと、
前記サイクロンにて、分別処理された廃棄物を回収する回収タンクと、
を備えることを特徴とする廃棄物回収装置を備えたエアバッグ破断溝形成用装置。 - 前記水分供給装置が、ベンチュリー管および当該ベンチュリー管に水を供給する水導入管から構成してあるとともに、前記空気流が、ベンチュリー管を通過する際に生じる負圧を利用して、前記水導入管から所定量の水分を供給することを特徴とする請求項1に記載の廃棄物回収装置を備えたエアバッグ破断溝形成用装置。
- 前記水導入管の途中に、電磁弁または手動弁が設けてあることを特徴とする請求項2に記載の廃棄物回収装置を備えたエアバッグ破断溝形成用装置。
- 前記機械加工装置が、切削装置または研磨装置であって、当該切削装置または研磨装置によって発生する廃棄物を、前記サイクロンにおいて、分別処理した後、前記回収タンクに回収することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の廃棄物回収装置を備えたエアバッグ破断溝形成用装置。
- 前記回収タンクに、透明窓部が設けてあり、前記廃棄物の回収状態を目視確認できることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の廃棄物回収装置を備えたエアバッグ破断溝形成用装置。
- 前記回収タンクを第1の回収部としたときに、当該第1の回収部の下方に、シャッターを介して、前記廃棄物を回収するための第2の回収部が設けてあり、当該第2の回収部において、前記シャッターを開いた場合に、自重により落下する廃棄物を一体として回収することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の廃棄物回収装置を備えたエアバッグ破断溝形成用装置。
- 所定の機械加工処理として、エアバッグ破断溝を形成する際に発生する、平均粒径が0.01〜8mmの廃棄物を回収する廃棄物回収装置を備えたエアバッグ破断溝形成用装置を用いてなる被加工物の機械加工方法であって、下記工程(1)〜(5)を含むことを特徴とする被加工物の機械加工方法。
(1)前記エアバッグ破断溝形成用装置を用いて、廃棄物を吸引除去しながら、被加工物を機械加工処理する工程
(2)移送経路内を、空気流を用いて、前記廃棄物を移送する移送工程
(3)前記移送経路の途中に設けられた水分供給装置によって、前記廃棄物に対して、所定量の水分を供給する帯電防止処理工程、
(4)サイクロンによって、帯電防止処理された状態の前記廃棄物を分別処理する分別処理工程
(5)前記サイクロンによって分別処理された廃棄物を、回収タンクに回収する工程 - 前記廃棄物における帯電防止処理前の体積抵抗を1×108Ω・cm以上の値とし、前記廃棄物における帯電防止処理後の体積抵抗を1×106Ω・cm以下の値とすることを特徴とする請求項7に記載の被加工物の機械加工方法。
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