JP5427090B2

JP5427090B2 - 研磨材吹付加工装置

Info

Publication number: JP5427090B2
Application number: JP2010085188A
Authority: JP
Inventors: 康孝柴田
Original assignee: Ishizuka Glass Co Ltd
Current assignee: Ishizuka Glass Co Ltd
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2010-04-01
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2030-04-01
Also published as: JP2011212821A

Description

本発明は研磨材吹付加工装置に関し、特にサンドブラスト法によりガラスびん表面に艶消し加工を施すフロスト処理の装置に関する。

ガラスびん等のガラス製品表面にくもり状の艶消し面を形成することにより、装飾性を高めた美麗に仕上げる加工は一般的である。この加工方法としては、フッ化水素酸等を用いガラス製品表面を腐食するケミカルフロスト法（ケミカルフロスト加工）と、アルミナ等の高硬度の研磨材をガラス製品表面に吹き付けるサンドブラスト法（サンドブラスト処理）の２種類が代表的である。

ケミカルフロスト法は高腐食性のフッ化水素酸を使用することから、作業従事者の安全管理や廃液処理等の問題が重視され、個々の対策に負担を要する。そのため、近年ではガラス製品に対するフロスト加工に際し、劇物を使用しないサンドブラスト法が主流である（例えば、特許文献１、２，３，４，５，６等参照）。

このサンドブラスト法では、例えばガラス製品を所定の台座に固定し、ガラス製品表面に研磨材を吹き付け、その後余分な研磨材の除去、洗浄の各工程を経て完結する（特許文献７等参照）。従来のサンドブラスト法では少量規模による加工に終始していた。その分、加工の自動化は完全ではなく、人手に頼る部分も多い。

このため、サンドブラスト法によるフロスト処理の加工においては、単位時間当たりの処理数の増加が容易ではなかった。特にガラスびん等の需要が多いガラス製品についてサンドブラスト法によるフロスト処理を行う場合、生産性の向上が問題である。

そこで、需要の多いガラスびんに対しサンドブラスト法によるフロスト処理を施すに際し、一連のサンドブラストの関する処理を連続的に行うことができ、処理能力を向上した装置が望まれるに至った。

特開２００１−６２７２７号公報特開２００１−８０９４０号公報特開２００２−８０２３３号公報特開２００２−１８７７３９号公報特開２００２−２２６２３３号公報特開２００２−３１６８４０号公報特開２００１−２２５２６４号公報

本発明は、ガラスびん表面に対するサンドブラスト処理において、びんの搬入及び搬出、研磨材の吹き付けとその吹き飛ばしの工程を連続して行うことにより、サンドブラスト処理の効率を高めた研磨材吹付加工装置を提供する。

すなわち、請求項１の発明は、びん体の表面にフロスト加工する研磨材吹付加工装置において、びん体を正立状態で移送するコンベアと、前記コンベアに隣接して配置され、中心角を３分割した第１区画部、第２区画部及び第３区画部に区画され、前記各区画部には複数のびん体を着脱自在に倒立保持するびん倒立保持部がそれぞれ形成されているとともに、前記各区画部を順に間欠回転移動するターンテーブルと、前記ターンテーブルの間欠回転移動に対応する位置に配置されていて、前記コンベアに接し該コンベア上の正立状態のびん体を掴持して倒立状態に反転して前記各区画部のびん倒立保持部に送り込む搬入機と、前記搬入機の作動に先立って前記各区画部のびん倒立保持部の倒立状態のびん体を掴持して正立状態に反転して前記コンベア上に送り出す搬出機とを備えた搬入搬出部と、前記搬入搬出部で倒立保持されたびん体表面に対して研磨材を吹き付ける研磨材吹付部と、前記研磨材吹付部で研磨材が吹き付けられたびん体表面に対してブローエアを吹き付けるエア吹付部とを有することを特徴とする研磨材吹付加工装置に係る。

請求項２の発明は、前記ターンテーブルの前記各区画部が保護壁部により仕切られている請求項１に記載の研磨材吹付加工装置に係る。

請求項３の発明は、前記保護壁部に保護板部が備えられる請求項２に記載の研磨材吹付加工装置に係る。

請求項１の発明に係る研磨材吹付加工装置によると、びん体の表面にフロスト加工する研磨材吹付加工装置において、びん体を正立状態で移送するコンベアと、前記コンベアに隣接して配置され、中心角を３分割した第１区画部、第２区画部及び第３区画部に区画され、前記各区画部には複数のびん体を着脱自在に倒立保持するびん倒立保持部がそれぞれ形成されているとともに、前記各区画部を順に間欠回転移動するターンテーブルと、前記ターンテーブルの間欠回転移動に対応する位置に配置されていて、前記コンベアに接し該コンベア上の正立状態のびん体を掴持して倒立状態に反転して前記各区画部のびん倒立保持部に送り込む搬入機と、前記搬入機の作動に先立って前記各区画部のびん倒立保持部の倒立状態のびん体を掴持して正立状態に反転して前記コンベア上に送り出す搬出機とを備えた搬入搬出部と、前記搬入搬出部で倒立保持されたびん体表面に対して研磨材を吹き付ける研磨材吹付部と、前記研磨材吹付部で研磨材が吹き付けられたびん体表面に対してブローエアを吹き付けるエア吹付部とを有するため、びん体の搬入及び搬出、研磨材の吹き付けとその吹き飛ばしの工程を連続して行うことが可能となり、サンドブラスト処理の効率を高めることができる。

請求項２の発明に係る研磨材吹付加工装置によると、前記ターンテーブルの前記各区画部が保護壁部により仕切られているため、研磨材吹付装置から吹き付けられる研磨材が他の区画部へ飛散することを防ぐことができる。

請求項３の発明に係る研磨材吹付加工装置によると、前記保護壁部に保護板部が備えられるため、研磨材による保護壁部自体の摩耗を防ぐことができる。

フロスト加工装置の上面図である。研磨材吹付装置の要部拡大図である。図１の搬入搬出部の拡大上面図である。搬入機または搬出機の概略斜視図である。搬入機または搬出機とターンテーブルの概略斜視図である。チャック部の上面図である。研磨材吹付装置の概略側面図である。

図１の装置概観の上面図に示すフロスト加工装置１は、ガラス製のびん体の表面に対し、Ａｌ₂Ｏ₃（アランダム：Ａｌｕｎｄｕｍ）、ＳｉＣ（カーボランダム：Ｃａｒｂｏｒｕｎｄｕｍ）、または珪砂等の微粉末からなる研磨材を噴射してびん体表面を粗面化する。すなわち、サンドブラスト法によってびん体表面を艶消し調に形成するフロスト加工のための装置である。

フロスト加工装置１には、びん体ｗ（ガラスびん）を正立状態（後記図４参照）で移送するコンベア５と、びん体ｗの表面にフロスト加工を施す研磨材吹付装置１００と、サンドブラスト法によるフロスト加工を終えたびん体ｗの表面にブラシ研磨を行うブラシ研磨装置５００が備えられる。図１の各装置の配置からわかるように、研磨材吹付装置１００はコンベア５に隣接して配置される。研磨材吹付装置１００はびん体ｗの搬入及び搬出が容易となる位置に設置される。図１中、符号１０は搬入搬出機構、２０は搬入機、３０は搬出機、１７１は研磨材供給ダクト、１７２はエア供給ダクト、１７３は吸引ダクト、１７４は吸引装置である。

図１に加えて図２上下の図示とおり、研磨材吹付装置１００にはターンテーブル１０１が備えられる。ターンテーブル１０１は、その中心角で均等に３分割され、図示では時計回りに第１区画部１１０、第２区画部１２０、及び第３区画部１３０の順に区画される。各区画部１１０，１２０，１３０のそれぞれには、複数のびん体ｗ（本実施例では７本としている。）を着脱自在に倒立保持するびん倒立保持部２００が区画部ごとに形成されている。

ターンテーブル１０１の第１区画部１１０では第１びん倒立保持部２０１、第２区画部１２０では第２びん倒立保持部２０２、第３区画部１３０では第３びん倒立保持部２０３である。ターンテーブル１０１は、２秒ないし５秒間の所定時間ごとに、１回、１２０°ずつ、間欠回転移動を繰り返す。よって、各区画部は順に次の位置に移動できる。実施例の間欠回転移動は時計回りである。ターンテーブル１０１が間欠回転移動して停止する位置に対応して、びん体の搬入搬出部１４０と、研磨材吹付部１５０と、エア吹付部１６０が配置される。

図１に示すように、搬入搬出部１４０には、サンドブラスト処理を行う前のびん体ｗをコンベア５からターンテーブル１０１に運び入れる搬入機２０（ローダー）と、サンドブラスト処理を行ったびん体ｗをターンテーブル１０１からコンベア５に運び出す搬出機３０（アンローダー）を備えた搬入搬出機構１０が配備される。

搬入搬出機構１０には、図３の上面図に概略を示すように、コンベア５の移送方向と並行に配置される並行レール１１が備えられる。搬入搬出機構１０を構成する搬入機２０及び搬出機３０のそれぞれに、並行レール１１上をコンベア５の移送方向（Ｘ）と並行移動可能な並行移動部１２が備えられる。双方の並行移動部１２上に交差移動部１３が備えられ、交差移動部１３は並行移動部１２上の交差レールを通じて並行レール１１と直交方向（Ｙ）に移動可能である。また、双方の交差移動部１３には後記するチャックユニットを上下方向（Ｚ）（図４等参照）させる昇降部１４が備えられる。平行移動部１２、交差移動部１３、及び昇降部１４の駆動並びに移動量の制御にはサーボモータ等が公知の制御モータとして備えられる。

搬入搬出機構１０における搬入機２０及び搬出機３０の主要部構造について、図４ないし図６を用い説明する。なお、搬入機２０と搬出機３０は同様の部材から構成されるため、図示では一方の説明により他方を代用する。

図４に示すように、搬入搬出機構１０の一側である搬入機２０の昇降部１４の下方には支持アーム２６を介してチャックユニット２５が接続される。図示のチャックユニット２５には７基のチャック部２１が装着されている。図６はチャック部２１の一例の拡大図である。ひとつのチャック部２１には、枠部２４と、びん体側面を対向する２方向から掴持する圧接部２２，２３が備えられる。圧接部２２，２３は枠部２４内で進退することによりびん体の掴持、離脱が可能である。枠部２４を省略して圧接部２２，２３のみからチャック部を構成することもできる。実施例の圧接部の可動方向は、コンベア５の移送方向と同方向である。移送方向と直交する向きとしても良い。搬出機３０においては、チャック部３１、チャックユニット３５、支持アーム３６として説明する。

主に図４及び図５を用いながら、びん体ｗのターンテーブル１０１への送り込みの状況を説明する。実施例では、コンベア５の上流に適宜ホイール等の間隔調整装置（図示せず）が取り付けられ、びん体ｗはコンベア５上を列状に一定の間隔で移送される。

複数本のびん体がコンベア５上の所定位置に到達したとき、いったんコンベア５の移送は停止される。コンベア５に接する搬入搬出機構１０の搬入機２０に備えられるチャックユニット２５の各チャック部２１は、コンベア５上のびん体ｗの直上に位置合わせされる。このとき、各チャック部２１の圧接部２２，２３は開状態である。チャックユニット２５はそのまま降下され、圧接部２２，２３の間にびん体ｗは収容され、びん体ｗは同圧接部により掴持される。

支持アーム２６には適宜の回転モータ（図示せず）が備えられている。そこで、びん体ｗを掴持したチャック部２１（チャックユニット２５）は所定位置まで上昇した後、チャックユニット２５は図４中の実線矢印の向き（Ｄａ）に半回転される。びん体は正立状態から倒立状態に反転される。

続いて図５に示すように、びん体を倒立状態にして掴持するチャック部２１（チャックユニット２５）は、研磨材吹付装置の開口部１０９に位置するターンテーブル１０１上の一の区画部、図示では第１区画部１１０における第１びん倒立保持部２０１（２００）の直上に位置合わせされる。その後、チャック部２１（チャックユニット２５）は垂直に降下し、掴持されたびん体ｗはそれぞれ対応する位置のびん倒立保持部２０１に挿入され、びん体は同保持部にて倒立状態で保持される。こうしてびん体の送り込みは完了する。

びん体のびん倒立保持部への保持が完了した後、チャック部２１の圧接部２２，２３による掴持は解除される。搬入機２０のチャック部２１（チャックユニット２５）は上昇し、再び図４のコンベア５からびん体を持ち上げる位置に戻る。第２区画部１２０における第２びん倒立保持部２０２並びに第３区画部１３０における第３びん倒立保持部２０３へのびん体の送り込みも図示説明のとおり同様である。

次に、ターンテーブル１０１におけるびん倒立保持部２００からびん体をコンベア５に送り出す様子も説明する。図５に示すように、搬出機３０に備えられるチャック部３１（チャックユニット３５）は、研磨材吹付装置の開口部１０９に位置するターンテーブル１０１上の一の区画部、図示では第１区画部１１０における第１びん倒立保持部２０１（２００）の直上に位置合わせされる。

このとき、各チャック部３１の圧接部２２，２３は開状態である。チャックユニット３５はそのまま降下され、圧接部２２，２３の間にびん体ｗは収容され、びん体ｗは同圧接部により掴持される。支持アーム３６にも適宜の回転モータ（図示せず）が備えられ、びん体ｗを掴持したチャック部３１（チャックユニット３５）は所定位置まで上昇した後、チャックユニット３５は図４中の実線矢印の向き（Ｄｂ）に半回転される。びん体は倒立状態から正立状態に反転される。

図４に戻り、チャックユニット３５の各チャック部３１は、コンベア５上のびん体を載置する所定位置の直上に位置合わせされる。チャックユニット３５はそのまま降下し、圧接部２２，２３による掴持が解除され正立状態のびん体ｗはコンベア５に載置される。こうしてびん体の送り出しは完了する。第２区画部１２０における第２びん倒立保持部２０２並びに第３区画部１３０における第３びん倒立保持部２０３へのびん体の送り出しも図示説明のとおり同様である。

特に、搬出機３０の動作は前記の搬入機２０の作動に先立って行われる。搬入機２０による前述の作動の前に、搬出機３０は開口部１０９に位置するターンテーブル１０１上のびん倒立保持部２００から後記するサンドブラスト処理を終えたびん体を掴持して回収する。そして、搬入機２０から新たに未処理のびん体の受け入れを可能とするためである。また、搬入搬出機構１０は搬入機２０と搬出機３０を備えてなることから、搬入機２０と搬出機３０の動作の干渉を回避するためである。

搬入搬出機構１０の搬入機２０及び搬出機３０にそれぞれ設けられている平行移動部１２、交差移動部１３、昇降部１４、及びチャックユニット２５，３５の位置合わせと半回転、並びに互いの干渉を回避した動作実行に際し、これらの駆動制御に用いる制御モータは、適宜のシーケンス制御に基づいて、ターンテーブル１０１の間欠回転移動と連動して適切に実行される。表１の動作態様は、実施例の搬入搬出機構１０の搬入機２０及び搬出機３０における動作の時系列の例である。時間軸は上から下への流れである。搬入機２０と搬出機３０は、ターンテーブルへの搬入、ターンテーブルからの搬出のタイミングをずらして制御される。表１中の動作は、ターンテーブル１０１が間欠回転移動して、その区画部の一が開口部１０９に停止しているときに実行される。

図１及び図２を用い、実施例の研磨材吹付装置１００の研磨材吹付部１５０並びにエア吹付部１６０を説明する。図１の研磨材供給ダクト１７１の下部には研磨材吹付部１５０が配され、エア供給ダクト１７２の下部にはエア吹付部１６０が配される（図２参照）。前記の研磨材は研磨材供給ダクト１７１から研磨材吹付部１５０内の研磨材吹付装置１５５に供給される。また、研磨材を吹き飛ばすブローエアはエア供給ダクト１７２からエア吹付部１６０内のエア吹付部１６５に供給される。研磨材供給ダクト１７１、エア供給ダクト１７２については、単一のダクトとして構成しても個々の供給用ホースごとの構成としてもよい。

実施例の搬入搬出部１４０において、ターンテーブル１０１のびん倒立保持部２００（２０１，２０２，２０３）に対してびん体ｗは倒立状態で、一のびん倒立保持部当たり７本の保持である。びん体は、びん倒立保持部（図２では第１区画部１１０では第１びん倒立保持部２０１を例示）に倒立保持される。その後、１２０°間欠回転移動することにより、第１区画部１１０は研磨材吹付部１５０に到達し、ここに所定時間停止する。その間に研磨材吹付装置１５５から研磨材が吹き付けられる。実施例の研磨材吹付装置１５５は、図７の側面図から把握されるように、１本のびん体ｗに対し、縦方向に５基の研磨材噴射部１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃ，１５５ｄ，１５５ｅが配列され、一斉に研磨材によりびん体のガラス材表面が削られフロスト様の加工（サンドブラスト処理）が行われる。本装置では、びん倒立保持部に保持されている７本のびん体の全てに５基ずつの研磨材噴射部が配置される。サンドブラスト処理されるびん体と個々の噴射部の位置調整は、びん体の大きさ等を考慮して最適に設定される。

このサンドブラスト処理の後、さらに１２０°間欠回転移動することにより、第１区画部１１０はエア吹付部１６０に到達し、エア吹付部１６０に所定時間停止する。その間に、研磨材吹付部１５０にて研磨材が吹き付けられサンドブラスト処理されたびん体表面に対してブローエアが吹き付けられる。ブローエアは、びん体表面に付着した研磨剤、研磨により生じたガラスの粉塵を除去する目的で吹き付けられる。エア吹付装置１６５も前記研磨材吹付装置１５５と同様に、１本のびん体ｗに対し、縦方向に複数のエア噴射部（図示せず）が配列されており、一斉にブローエアが噴射される。びん倒立保持部に保持されている７本のびん体の全てに複数のエア噴射部が配置される。エア吹き付けされるびん体と個々のエア噴射部の位置調整は、びん体の大きさ等を考慮して最適に設定される。

第２区画部１２０では第２びん倒立保持部２０２及び第３区画部１３０では第３びん倒立保持部２０３の場合も同様であるため、図示並びに説明を省略する。ターンテーブル１０１における区画から理解できるように、第１区画部１１０が搬入搬出部１４０に位置している時点で第２区画部は研磨材吹付部１５０に位置し、第３区画部はエア吹付部１６０に位置する。次に、第１区画部１１０が研磨材吹付部１５０に位置している時点で第２区画部はエア吹付部１６０に位置し、第３区画部は搬入搬出部１４０に位置する。そして、第１区画部１１０がエア吹付部１６０に位置している時点で第２区画部は搬入搬出部１４０に位置し、第３区画部は研磨材吹付部１５０に位置する。

このようにターンテーブルの間欠回転移動により搬入搬出部、研磨材吹付部、及びエア吹付部の間の循環可能であるため、常に未処理のびん体を研磨材吹付装置に受け入れることができる。そして、常にびん体に対するサンドブラスト処理並びにブローエアの吹き付けが可能となる。従って、従前のサンドブラストと比較して、単位時間当たりの生産効率の向上に大きく寄与する。

ターンテーブル１０１の各区画部１１０，１２０，１３０は、請求項２の発明に規定するように、当該ターンテーブル上に立設された保護壁部１０２により仕切られて区画される。保護壁部１０２は、研磨材吹付部１５０の研磨材吹付装置１５５（その研磨材噴射部）から吹き付けられる研磨材が当該研磨材吹付部１５０にある区画部のびん体ｗのみに当たるようにする。そして、研磨材を搬入搬出部１４０及びエア吹付部１６０にある他の区画部にまで拡散しないように、遮蔽する。研磨材吹付装置から吹き付けられる研磨材が他の区画部に飛散すると、装置の汚染等の要因となるため、厳密に粉塵を遮蔽するためである。図示においては、研磨材吹付装置１００の区画壁１０３も備えられ、研磨材吹付部１５０とエア吹付部１６０とを仕切り、研磨材の飛散を防いでいる。

さらに、請求項３の発明に規定するように、保護壁部１０２の前方側に保護板部１０５が備えられる。この保護板部１０５はポリウレタン等の樹脂製のマット（クッション地）等軟質材からなる。保護板部１０５の役割は、研磨材吹付装置１５５から吹き付けられる研磨材の硬度は高いことから、研磨材により保護壁部１０２自体が摩耗することを防ぐためである。

吹き付けられた後の研磨材、びん体表面から生じたガラスの粉塵等は、吸引装置１７４に接続された吸引ダクト１７３を通じて吸引され、適宜回収（集塵）される。サイクロン等により粒径が分けられ、必要に応じ再度研磨材として利用される。

１フロスト加工装置
５コンベア
１０搬入搬出機構
２０搬入機
２１チャック部
２５チャックユニット
２６支持アーム
３０搬出機
３５チャックユニット
３６支持アーム
１００研磨材吹付装置
１０１ターンテーブル
１０２保護壁部
１０５保護板部
１０９開口部
１１０第１区画部
１２０第２区画部
１３０第３区画部
１４０搬入搬出部
１５０研磨材吹付部
１５５研磨材吹付装置
１６０エア吹付部
１６５エア吹付装置
２００びん倒立保持部
２０１第１びん倒立保持部
２０２第２びん倒立保持部
２０３第３びん倒立保持部
ｗびん体

Claims

びん体の表面にフロスト加工する研磨材吹付加工装置において、
びん体を正立状態で移送するコンベアと、
前記コンベアに隣接して配置され、中心角を３分割した第１区画部、第２区画部及び第３区画部に区画され、前記各区画部には複数のびん体を着脱自在に倒立保持するびん倒立保持部がそれぞれ形成されているとともに、前記各区画部を順に間欠回転移動するターンテーブルと、
前記ターンテーブルの間欠回転移動に対応する位置に配置されていて、
前記コンベアに接し該コンベア上の正立状態のびん体を掴持して倒立状態に反転して前記各区画部のびん倒立保持部に送り込む搬入機と、前記搬入機の作動に先立って前記各区画部のびん倒立保持部の倒立状態のびん体を掴持して正立状態に反転して前記コンベア上に送り出す搬出機とを備えた搬入搬出部と、
前記搬入搬出部で倒立保持されたびん体表面に対して研磨材を吹き付ける研磨材吹付部と、
前記研磨材吹付部で研磨材が吹き付けられたびん体表面に対してブローエアを吹き付けるエア吹付部とを有する
ことを特徴とする研磨材吹付加工装置。
前記ターンテーブルの前記各区画部が保護壁部により仕切られている請求項１に記載の研磨材吹付加工装置。
前記保護壁部に保護板部が備えられる請求項２に記載の研磨材吹付加工装置。