JP5482933B1 - 研掃材投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基本となる投射性能の投射装置に対して、最少の部材の交換により小・中型と中・大型の投射性能を発揮させることができ、また研掃装置のメーカーにおいても汎用モーターを利用できる等の効率的で幅広い性能を設定することができる研掃材投射装置を提供する。
【解決手段】ディスク１０にはブレード９を着脱自在に係合する前面の開口した一方に凸条の係合段部を設けた係合溝部を備え、ブレードの一方の側部にはディスクの係合溝部に噛み合って回転させることで係合する一部切欠円柱形状からなる係合片を備え、ディスクの係合溝部に係合する係合片を備えたブレードは、ディスク表面に直交した状態で立設し、研掃材を投射すべくディスクが正方向に回転したときに係合片が係合溝部に噛み合い、その逆方向にブレードを回動させると、係合溝部から離脱させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物に対して研掃材（ブラスト材）を投射する研掃材投射装置に係り、特に、基本構造となる駆動モーターとローターカバーを含む投射装置に対し、用途・仕様に応じて研掃材の投射量・投射速度を可変させたり、汎用の駆動モーターを使用可能としたことにより、部材の変更に容易に対応することができる構造とした研掃材投射装置に関する。

従来の研掃材投射装置の製造に際しては、研掃材の材質（鉄、ステンレス、アルミ、亜鉛、砂、合成樹脂材、クルミ等）・寸法等の種類や、研掃材の単位時間当たりの投射量及び投射速度が予めある程度の範囲で設定された上で、駆動モーター、ローターカバー、ブレード、インペラー、デフレクターを始め、多くの部材が設計され、組み立てられている（特許文献１参照）。

特開平８−１０８３６７号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された研掃材投射装置にあっては、例えばローターカバーは、研掃材の投射量に応じて予め小型・中型・大型と大きさの種類があり、ローターカバーが小型の投射装置を備えた研掃装置にあっては、低い投射性能を発揮するものであり、ローターカバーが小型の投射装置を用いて中型の投射性能を発揮させることはできないものであった。敢えて中型の投射性能を発揮させようとするならば、小型の投射装置をもう一台追加するという、大掛かりな改造をせざるを得ず、さもなければ、中型の投射性能の研掃装置を新たに調達することとなっていた。
小型の投射装置を備えた研掃装置に加えて、さらに中型の投射装置を備えた研掃装置を新たに加えることは、設置スペースと導入コストが必要となるものであった。
さらに、研掃装置を製造するメーカーにあっては、小型・中型・大型の投射装置に応じた部材を設計・製造した上で、小型・中型・大型の投射装置をそれぞれ在庫する必要があった。
また、駆動モーターについても、汎用駆動モーターの駆動軸の長さを短く加工して、駆動軸を軸支するベアリングを設けたフランジを備えた専用の駆動モーターが用いられており、性能等の選択範囲が広く廉価な汎用モーターをそのままのかたちで用いることはできなかった。
例えば、従来の研掃材投射装置５１は、図１１に示すように、駆動モーター５２の駆動軸５３が予め短く切断されて、モーターの筐体を支持しつつ、その駆動軸５３をベアリング５４を用いて回転自在に軸支するフランジ５５をローターカバー５６に対してボルトにより固定されているものである。

本発明は、前述の事情に鑑みて為されたものであって、その目的は、基本となる投射性能の投射装置に対して、最少の部材の交換により小・中型と中・大型の投射性能を発揮させることができ、また研掃装置のメーカーにおいても汎用モーターを利用できる等の効率的で幅広い性能を設定することができる研掃材投射装置を提供することである。

上記解決課題に鑑みて鋭意研究の結果、本発明者は、投射性能を設定する重要な部材であるブレード、インペラーの交換を容易にすることにより、所望する投射性能を容易に得られる構成を考えつき、また汎用モーターの利用を可能とするアダプターを考えつき本発明の研掃材投射装置を案出するに至った。
すなわち本発明の研掃材投射装置は、駆動モーターの駆動軸により回転され研掃材を外周方向に放射するインペラーと、インペラーから放射される研掃材の投射方向を設定する開口部を設けるデフレクターと、デフレクターから送出された研掃材に遠心力を加えて投射するブレードと、ブレードを回転すべく前記駆動軸に固定されたディスクとを備えた研掃材投射装置において、前記ディスクには前記ブレードを着脱自在に係合する前面の開口した一方に凸条の係合段部を設けた係合溝部を備え、前記ブレードの一方の側部には前記ディスクの係合溝部に噛み合って回転させることで係合する一部切欠円柱形状からなる係合片を備え、前記ディスクの係合溝部に係合する係合片を備えたブレードは、前記ディスク表面に直交した状態で立設し、研掃材を投射すべく前記ディスクが正方向に回転したときに前記係合片が係合溝部に噛み合い、その逆方向に前記ブレードを回動させると、係合溝部から離脱させることができることを特徴とする。
これにより、ディスクに対してブレードの交換が容易に行えることとなる。

また本発明の研掃材投射装置は、駆動モーターの駆動軸に配設されたインペラーとディスクを囲繞しつつデフレクターの一方を固定するローターカバーと、前記駆動モーターとの間には、モーター筐体からの突出量の大きい駆動軸の駆動モーターを、モーター筐体からの突出量が小さい駆動軸の駆動モーターと寸法的互換性を発揮させるためのアダプターを介在させることを特徴とする。
これにより、これまでは投射装置専用の駆動モーターしか用いることができなかったものが、種類も多く廉価な汎用の駆動モーターを用いることができるようになる。

また本発明の研掃材研掃装置は、ブレードの係合片の寸法形状を同一とし、研掃材を投射するブレード面の長さ及び／又は幅径を変化させた複数種のブレードを揃えることを特徴とする。
これにより、ブレード面の長さと幅径の異なるブレードを選択的に交換して使用することが可能となり、研掃材投射装置の性能を自在に設定することができる。

また本発明の研掃材投射装置は、ローターカバーに、内部に手指を差し入れてブレードを交換する開口部を有することを特徴とする。
これにより、これまではデフレクターやインペラーを取り外さなければ交換できなかったブレードが、容易に交換することができる。

また本発明の研掃材投射装置は、アダプターが駆動モーターの駆動軸を軸支するベアリングを備えることを特徴とする。
これにより、駆動モーターに負荷の大きい、鉄、ステンレス、アルミ、亜鉛、砂などの質量の大きい研掃材であっても、好適に研掃することができる。

本発明の研掃材投射装置の第１の実施例を示し、図１（Ａ）は側面図、図１（Ｂ）は正面図である。 本発明の研掃材投射装置の第２の実施例を示す側面図である。 本発明に係る研掃材投射装置の第１の実施例の別バージョンのものを示す説明図である。 本発明に係る研掃材投射装置の第２の実施例の別バージョンを示す側面図である。 本発明に係る研掃材投射装置における４種類のブレードを表し、図４（Ａ）は幅と高さが標準のもの、図４（Ｂ）は高さが標準の２倍のもの、図４（Ｃ）は幅が標準の２倍のもの、図４（Ｄ）は幅と高さが標準の２倍のものを示す説明図である。 本発明に係る研掃材投射装置におけるインペラー及びインペラーとデフレクターの組を表し、図６（Ａ）は投射開口幅が標準のもの、図６（Ｂ）は投射開口幅が標準の２倍のものを示す説明図である。 本発明に係る研掃材投射装置におけるディスクにブレードを係合する手順を（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の順に示す説明図である。 本発明に係る研掃材投射装置におけるディスクとブレードの係合関係を表し、（Ａ）はディスクの平面図、（Ｂ）はディスクの正面図、（Ｃ）はブレードの平面図、（Ｄ）はブレードを取り付ける前のディスクの側面図である。 本発明に係る研掃材投射装置におけるローターカバーの前後板を示す説明図である。 本発明に係る研掃材投射装置におけるローターカバーの側周板を示す説明図である。 従来の研掃材投射装置を示す説明図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の研掃材投射装置を実施するための形態を詳細に説明する。図１〜図１０は、本発明の実施の形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。

図１は、本発明の研掃材投射装置の第１の実施例を示し、この研掃材投射装置１は、研掃材が合成樹脂材やクルミなどの軽量なものであって、駆動モーターの負荷が小さい場合に好適に適用することができる。そして研掃材投射装置１の構成は、投射装置の性能を決定するための基本となる駆動モーター２が、その駆動軸５の長さに対応させるためのアダプター３を介してローターカバー４にボルトにより着脱自在に固定されたものである。
駆動モーター１の仕様としては、例えば中型の場合は、３．７〜７．５ｋｗ程度の定格出力、中大型の場合は、１１〜３７ｋｗ程度の定格出力のものを使用することとする。

図２は、本発明の研掃材投射装置の第２の実施例を示し、この研掃材投射装置１１は、駆動モーター２の駆動軸５をベアリング６ａを用いて回転自在に軸支するブラケット６が、モーターの筐体をローターカバー４にボルトにより固定するものである。
このブラケット６がベアリング６ａを用いて駆動軸5を軸支することにより、上述した軽量な研掃材以外に、鉄、ステンレス、アルミ、亜鉛、砂などの質量の大きい研掃材であっても駆動軸にあまり負荷をかけることなく好適に研掃することができる。
このブラケット６の駆動軸方向の厚さは、上述したアダプター３の厚さと同一であり、駆動モーター２とローターカバー４との間に介在する部材として寸法的な互換性を有している。

そして、図１及び図２に示すように、上述した第１の実施例と第２の実施例における駆動モーター２の駆動軸５には、投射装置のシュート７から供給される研掃材を外周方向に飛ばすべく回転するインペラー８、及びインペラー８から飛び出してくる研掃材に遠心力を加えて投射するブレード９を配設して回転する段付の円盤状のディスク１０を、ボルトにより共締めしている。
ディスク１０は、図８（Ｂ）に示すごとく、駆動モーター２の駆動軸５に係合するためのキー溝を備えてるとともに、その正面を軸中心を通る８等分して８個のブレード９を放射状に着脱自在に取り付ける構造である（ブレードの数は一例であって、８個に限定されない）。
そして、インペラー８とブレード９との間には、図６（Ａ）に示すように、インペラー８から放射される研掃材をブレード９へと送出する位置及び角度を設定するための投射開口部１２ａを備えたデフレクター１２が、その基端部をシュート７側のローターカバー４に固定して配設されている。

ディスク１０に対するブレード９の取り付け・取り外しについて以下に説明する。
まず、図５（Ａ）のブレード９の右側部には、図７（Ａ）に示すように、ディスク１０正面に凹設された係合溝１０ａに係合する係合片９ａを凸設している。係合片９ａは、円柱形状の円周の約１３５°部分を切欠した形状からなり、これをディスク１０の正面（前面）を開口し、一方に凸条の係合段部１０ｂを設けた部分円柱穴形状の係合溝１０ａに回転して噛み合わせる（嵌合させる）構造としている。
そして、図７（Ａ）に示すように、ディスク１０正面に対してブレード９を約１３５°（前記係合片９ａにおける円柱形状の切欠角度に相当する）傾けた状態で、ディスク１０の係合溝１０ａにブレード９の係合片９ａを挿入する（図７（Ｂ））。
次に、係合溝１０ａに係合片９ａを挿入したまま、係合片９ａを回転軸としてブレード９をディスク１０面に対して立てるように回転させる（図７（Ｃ））。これにより、係合片９ａは係合溝１０ａ内で回転して、係合溝１０ａの係合段部１０ｂに、ブレード９の係合片９ａの端面９ｂを当接させた状態で停止し、これによりディスク１０面に対してブレード９が直立、すなわち直角に固定的に位置することとなる。ディスク１０の使用状態における回転方向は、図７に表される半円部分が右から左へと回転するものであり、したがってディスク１０に係合したブレード９は、脱落することなく安全にディスク１０面から直立した状態を維持して、回転して投射し続けることができるものである。
すなわち、ブレード９は、ディスク表面に直交した状態で立設し、研掃材を投射すべくディスクが正方向に回転したときに係合片９ａが係合溝１０ａに噛み合い、その逆方向にブレード９を回動させると、係合溝１０ａから離脱させることができる
なお、係合溝１０ａに係合する係合片９ａが溝内を縦方向に移動することがないように、係合溝１０ａと係合片９ａの縦方向の幅径はがたつきなく嵌合する寸法に設定する。

このような構造からなる本実施形態の研掃材投射装置において、その性能を容易に変化させることを可能とする独特の構成について、以下に説明する。
まず、本実施形態のブレードとして、上述した標準形状のブレード９に対して、図５（B）に示すブレード面の高さを２倍にしたブレード１３と、図５（C）に示すブレード面の幅径を２倍にしたブレード１４と、図５（D）に示す幅径と高さをそれぞれ２倍にしたブレード１５を揃える。
駆動モーター２の回転数を一定とした場合に、標準のブレード９による研掃材の投射量を１、研掃材の投射速度を１とすると、図５（B）の高さが２倍のブレード１３は、計算上の投射速度が約１．５倍となり、図５（C）の幅径が２倍のブレード１４は、計算上の投射量は２倍となり、そして図５（D）のブレード１５は、投射量が２倍で、かつ投射速度が約１．５倍となるものである。

そして、上記ブレード１３、ブレード１４、ブレード１５における係合片１３ａ、１４ａ、１５ａは、いずれも標準のブレード９の係合片９ａと同一の寸法・形状から構成されており、これによりいずれのブレードもディスク１０の係合溝１０ａに対して互換性を有し、自在に交換することができる。
なお、ブレード１４及びブレード１５におけるブレード面中央の凸状の面１４ｂ、１５ｂは、ブレード面表面を滑りつつ遠心力を印加される研掃材が、ブレード先端からあまり広範囲な角度に拡散することがないように、研掃材の横移動を規制するためのものである。

次に、上述した標準のブレード９に対応させるインペラー８とデフレクター１２を図６（A）に示す。この標準のインペラー８とデフレクター１２は、上述した図５（B）の高さが２倍のブレード１３にも適用することができる。
そして、図６（B）のインペラー１６とデフレクター１７は、軸方向の長さを標準のブレード９の約２倍とするものであり、これは上述した図５（C）の幅径が２倍のブレード１４及び図５（D）のブレード１５に適用させるものである。
図６（B）のデフレクター１７の投射開口部１７ａは、上記デフレクター１２の投射開口部１２ａを横に２つ連設した開口形状であり、中央に開口しない区切りを設けることにより、研掃材が軸方向に拡散し過ぎないように規制している。

このような４種のブレードと、２種のインペラー・デフレクターの組との組合せからなる研掃材投射装置１、２１は、図１及び図３に示すごとくである。
図１の研掃材投射装置１は、上述した標準のインペラー８とデフレクター１２を備え、標準のブレード９若しくは高さが２倍のブレード１３を備えるものである。
これに対し、図３の研掃材投射装置２１は、上述した標準の２倍の長さのインペラー１６とデフレクター１７を備え、幅が２倍のブレード１４若しくはブレード１５を備えるものである。
同様に、第２の実施例の研掃材投射装置１１、２２は、図２及び図４に示すごとくである。
図２の研掃材投射装置１１は、上述した標準のインペラー８とデフレクター１２を備え、標準のブレード９若しくは高さが２倍のブレード１３を備えるものである。
これに対し、図４の研掃材投射装置２２は、上述した標準の２倍の長さのインペラー１６とデフレクター１７を備え、幅径が２倍のブレード１４若しくはブレード１５を備えるものである。

上記研掃材投射装置２１、２２にあっては、図１（A）の研掃材投射装置１のローターカバー４よりも奥行きのあるローターカバー１８を備えている。
このローターカバー４、１８の構造を、図９及び図１０に示す。
ローターカバー４、１８は、それぞれ図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示す、断面が放物線状の側周板４ｂ、１８ｂの両側に、図９に示す前後板１９を１枚ずつ係合させている。
従来は、前板と後板とが異なる形状であったのに対し、本実施形態の前後板１９は、前板と後板との両方を兼ねる共通部材であり、上記側周板４ｂの正面側の前板と後板、側周板１８ｂの前板と後板がすべて１種の前後板１９で適用させることができる。前後板１９の中央の円形の穴部１９ａは、駆動モーター２の駆動軸５、デフレクター、シューター７の先端を挿通する直径を有している。この穴部１９ａを比較的大きく設定したことにより、インペラーやデフレクターの交換が、シュート７を取り除くだけで簡単に行うことができる。
また、側周板４ｂ、１８ｂは、図１０に示すセンターラインで左右に分割され、その突き合わせ部分の左右に形成した段部を嵌合させる構造としている。これにより側周板４ｂ、１８ｂは、側周板４ｂ、１８ｂを縦に２分割した形状の半体を、２個同じものを組み合わせることで構成することができる。これにより、側周板を含めたローターカバーのメインテナンスにかかる手間や、側周板を製造する際の型代などを低減させることができる。

そして、図１に示すように、ローターカバー４（１８）の周囲を、外装板１９を用いて前後方向から密接状態で囲繞するとともに、外装板１９の外側からロータカバー４（１８）の前後板１９に対してボルトとナットを用いて締め付けることにより、前後板１９を側周板４ｂ（１８ｂ）に固定させる手段を用いている。このような構造とすることにより、従来は前後板の内側から皿ボルトを用いて固定していたことで、前後板が研掃材の投射により摩耗した際に、皿ボルトの頭が欠損してネジを回せなくなるといった不具合を解消することができる。

本発明の研掃材研掃装置は、ブラストマシンを製造する産業において利用することができるものである。

１、１１、２１、２２…研掃材研掃装置
２…駆動モーター
３…アダプター
４、１８…ローターカバー
４ｂ、１８ｂ…側周板
５…駆動軸
６…ブラケット
６ａ…ベアリング
８、１６…インペラー
９、１３、１４、１５…ブレード
９ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ…係合片
１０…ディスク
１０ａ…係合溝
１２、１７…デフレクター
１９…前後板

Claims (5)

1. 駆動モーターの駆動軸により回転され研掃材を外周方向に放射するインペラーと、インペラーから放射される研掃材の投射方向を設定する開口部を設けるデフレクターと、デフレクターから送出された研掃材に遠心力を加えて投射するブレードと、ブレードを回転すべく前記駆動軸に固定されたディスクとを備えた研掃材投射装置において、
   前記ディスクには前記ブレードを着脱自在に係合する前面の開口した一方に凸条の係合段部を設けた係合溝部を備え、前記ブレードの一方の側部には前記ディスクの係合溝部に噛み合って回転させることで係合する一部切欠円柱形状からなる係合片を備え、
   前記ディスクの係合溝部に係合する係合片を備えたブレードは、前記ディスク表面に直交した状態で立設し、研掃材を投射すべく前記ディスクが正方向に回転したときに前記係合片が係合溝部に噛み合い、その逆方向に前記ブレードを回動させると、係合溝部から離脱させることができることを特徴とする研掃材投射装置。
2. 駆動モーターの駆動軸に配設されたインペラーとディスクを囲繞しつつデフレクターの一方を固定するローターカバーと、前記駆動モーターとの間には、モーター筐体からの突出量の大きい駆動軸の駆動モーターを、モーター筐体からの突出量が小さい駆動軸の駆動モーターと寸法的互換性を発揮させるためのアダプターを介在させることを特徴とする請求項１記載の研掃材投射装置。
3. ブレードの係合片の寸法形状を同一とし、研掃材を投射するブレード面の長さ及び／又は幅径を変化させた複数種のブレードを揃えることを特徴とする請求項１又は２記載の研掃材投射装置。
4. ローターカバーには、内部に手指を差し入れてブレードを交換する開口部を有することを特徴とする請求項２記載の研掃材投射装置。
5. アダプターは駆動モーターの駆動軸を軸支するベアリングを備えることを特徴とする請求項２記載の研掃材投射装置。