JP5578181B2 - 噴射材回収装置および噴射材回収装置を備えたブラスト加工装置およびブラスト加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、噴射材を被加工物に噴射するブラスト加工において、噴射材の回収を効率よく行う噴射材回収装置およびその噴射材回収装置を備えたブラスト加工装置に関する。

従来より、ブラスト加工技術は、バリ取り、面荒らし、鋳造品の湯じわ消し、エッチング等の微細加工などの表面加工の分野などで使用されてきた。一般的に用いられるブラスト加工装置では、被加工物にブラスト加工を行った後の噴射材を回収し、使用不可の噴射材やブラスト加工により被加工物より生じる粉塵などと使用可能な噴射材とを分級した後に、再利用することが行われている。例えば、特許文献１には、被加工物をブラスト加工するブラスト室の下部に漏斗状に形成された回収部を設け、回収部に落下した研磨材を吸引回収し、サイクロンにより分級する構成を備えたブラスト加工装置が開示されている

特開平９−３２３２６３号公報

しかし、上述の構成のブラスト加工装置では、容積が大きなブラスト室全体に噴射材が飛散し、ブラスト室壁面や搬送経路などへ付着するため、効率的な回収が困難であった。特に、噴射材が数μｍ以下の微粉である場合には、ブラスト室壁面や搬送経路などへ付着しやすく、より一層回収が困難であった。また、分級装置の負圧により容積が大きなブラスト室内の噴射材を吸引するためには、分級装置など吸引力を生じさせる設備に高い吸引能力（吸引負圧および吸引風量）が要求されるので、ブラスト加工装置における分級および回収経路が大型化してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、噴射材の回収を効率よく行うことができ、かつ、分級装置など噴射材を回収するために必要な吸引力を生じさせる設備を小型化することによって、ブラスト加工装置の小型化を可能とする噴射材回収装置およびその噴射材回収装置を備えたブラスト加工装置、およびブラスト加工方法を実現することを目的とする。

この発明では、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明のように、ブラスト加工用噴射ノズルに取り付けられ、ブラスト加工用噴射ノズルから被加工物に噴射された噴射材及びブラスト加工により生じる粉塵を吸引回収する噴射材回収装置であって、前記ブラスト加工用噴射ノズルの噴射口を覆う、開口を有する箱状に形成され、開口端部と被加工物の被加工面との間に外気を吸引可能な空隙を設けるように構成された、噴射材及び粉塵の飛散を防止する飛散防止カバーと、前記空隙から導入される外気を移送媒体として、前記飛散防止カバーに設けられた吸引部材から前記飛散防止カバー内の噴射材及び粉塵を外部に吸引排気する吸引装置と、を備える、という技術的手段を用いる

請求項１に記載の発明によれば、飛散防止カバーにより噴射材及び粉塵の飛散を防止し、吸引装置により、飛散防止カバーに設けられた吸引部材を介して、飛散防止カバーの開口端部と被加工物の被加工面との間に設けられた空隙から導入される外気を移送媒体として、被加工物の直近で吸引排気するので、飛散防止カバー内部の小さい容積のみ吸引すればよく、噴射材及び粉塵の回収を効率よく行うことができる。また、被加工物の搬送機構などに噴射材及び粉塵が付着するのを防止できるので、搬送時に被加工物に傷がつく恐れもない。また、開口端部と被加工物の被加工面との間に外気を吸引可能な空隙を設けてあるため、ブラスト加工においてノズルもしくは被加工物を移動させた際や、被加工物の搬送時において被加工物に傷がつく恐れもない。

請求項２に記載の発明では、前記噴射材回収装置において、前記吸引部材は前記飛散防止カバー上端部に設けられると共に、前記吸引部材を設けた側の前記飛散防止カバーの側面に設けられた補助吸引部材を設けた、という技術的手段を用いる。

請求項２に記載の発明によれば、側面に設けられた補助吸引部材により、飛散防止カバー内では吸引部材の方向に向かう気流が発生するため効率よく噴射材を回収することができる。なお、ここでいう上端部とは、飛散防止カバーの上部（天井部）において、中心より端面（外周部方向）に寄っていることを示す。

請求項３に記載の発明では、前記噴射材回収装置において、前記飛散防止カバーの開口端部近傍の内側面に、前記開口端部に向って前記飛散防止カバーの内部から外部に向かう面として形成され、前記空隙からの外気の導入を案内する案内部が設けられている、という技術的手段を用いる。

請求項３に記載の発明によれば、飛散防止カバーの開口端部近傍の内側面に、空隙からの外気の導入を案内する案内部が形成されているので、開口端部と被加工物の被加工面との間に形成された空隙から外気を飛散防止カバーの内部にスムースに導入することができる。これにより、飛散防止カバーの開口端部近傍に剥離渦流などが生じる領域をなくすことができるので、空隙における外気を吸入する際の通気抵抗（圧力損失）の増大や噴射材及び粉塵の滞留などを防止することができ、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。

請求項４に記載の発明では、前記噴射材回収装置において、前記ブラスト加工用噴射ノズルは噴射口が長方形に形成されている、という技術的手段を用いる。

請求項４に記載の発明のように、噴射口が長方形に形成されているブラスト加工用噴射ノズルは、加工幅を広くすることができるので、幅が広い領域を効率よくブラスト加工することができる。しかしこの加工方法は噴射材の噴射量が多くなるため、従来の噴射材の回収方法では、噴射材を十分に回収することができなかった。本発明によれば、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができるので、このようなブラスト加工用噴射ノズルを使用する場合には、本発明を好適に用いることができる。

請求項５に記載の発明では、前記噴射材回収装置において、前記ブラスト加工用噴射ノズルは重力噴射式である、という技術的手段を用いる。

請求項５に記載の発明によると、ブラスト加工用ノズルを重力噴射式、すなわちノズル内部に供給された圧縮空気によりノズル内部に発生した負圧により噴射材を供給して噴射する方式、を用いることで、直圧噴射式、すなわち噴射材を加圧タンクに供給した後に該加圧タンクを加圧することによりブラスト加工用ノズルに噴射材を供給して噴射する方式、のように加圧タンク等の大型の付帯設備が不要となり、ブラスト加工装置の小型化を実現できる。

請求項６に記載の発明では、前記噴射材回収装置において、前記ブラスト加工用噴射ノズルが被加工物の加工面に対して傾斜するように配置され、前記吸引部材が被加工物の加工面における噴射材の噴射位置に向かって、前記ノズルの傾斜方向と反対方向に設けられていることを特徴とする、という技術的手段を用いる。

請求項６に記載の発明によれば、ノズルを被加工物の加工面に対して傾斜するように配置することによりノズルの傾斜方向と反対方向に噴射材及び粉塵が飛散しやすくし、噴射材及び粉塵が飛散する方向に吸引部材を配置しているので、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。また、請求項７に記載のように、前記吸引部材が被加工物の加工面における噴射材の噴射位置に向かって、前記ブラスト加工用噴射ノズルの傾斜方向と反対方向に傾斜して設けてもよい。

請求項８に記載の発明では、前記噴射材回収装置において、前記ブラスト加工用噴射ノズルの設置角度は、被加工面に対し３０〜７５°である、という技術的手段を用いる。

請求項８に記載の発明によれば、前記ブラスト加工用噴射ノズルの設置角度を、３０〜７５°とすることで、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。

請求項９に記載の発明では、前記噴射材回収装置において、前記吸引部材は、被加工物の加工面における噴射材の噴射位置を中心とした円周上に、吸引方向が円周の接線方向となるように設けられている、という技術的手段を用いる。

請求項９に記載の発明のように、吸引部材を配置することにより、飛散防止カバーの内部に渦巻き状の気流を生じさせることができる。これにより、噴射材及び粉塵が空隙から外部に漏出しにくくすることができるので、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。

請求項１０に記載の発明では、前記噴射材回収装置において、ブラスト加工後に被加工物表面に残留した前記噴射材及び粉塵を除去するクリーニング装置であって、開口を有する箱状に形成され、開口端部と被加工物の被加工面との間に外気を吸引可能な第２の空隙を設けるように構成された第２飛散防止カバーと、第２飛散防止カバー内部において被加工物表面に圧縮空気を吹き付けて、前記噴射材及び粉塵を被加工物表面から剥離して除去するエアブローノズルと、前記第２飛散防止カバーに設けられ、前記第２の空隙から導入される外気を移送媒体として前記第２飛散防止カバー内の噴射材及び粉塵を外部に吸引排気する第２吸引部材と、を備えたクリーニング装置を、前記飛散防止カバーの外側に隣接して配置した、という技術的手段を用いる。

請求項１０に記載の発明によれば、ブラスト加工後に第２飛散防止カバー内に設置されたエアブローノズルより被加工物の被加工面に対して圧縮空気の噴射を行うことで被加工物表面に付着した噴射剤及び粉塵を剥離し、除去することができる。剥離された噴射材及び粉塵は第２飛散防止カバーにて飛散が防止され、第２飛散防止カバーに設けられた第２吸引部材を介して、第２飛散防止カバー開口端部と被加工物の被加工面との間に設けられた第２の空隙から導入される外気を移送媒体として、被加工物の直近で吸引排気することで、被加工物表面をクリーニングすることができる。これにより、ブラスト加工により被加工物への付着に由来する、噴射材および粉塵のブラスト加工装置外への漏出および飛散を防ぐことができる。ここで言うブラスト加工後とは、被加工物全体の加工が終了した場合ばかりでなく、加工最中において加工面の一部が前記第２飛散防止カバー外面に相対的に移動した場合も含まれる。

請求項１１に記載の発明では、前記噴射材回収装置において、前記第２飛散防止カバーの開口端部近傍の内側面に、前記開口端部に向って前記飛散防止カバーの内部から外部に向かう面として形成され、前記空隙からの外気の導入を案内する案内部が設けられている、という技術的手段を用いる。

請求項１１に記載の発明によれば、第２飛散防止カバーの開口端部（第２開口端部）近傍の内側面に、空隙からの外気の導入を案内する案内部（第２案内部）が形成されているので、開口端部と被加工物の被加工面との間に形成された空隙から外気を飛散防止カバーの内部にスムースに導入することができる。これにより、第２開口端部近傍に剥離渦流などが生じる領域をなくすことができるので、空隙における外気を吸入する際の通気抵抗（圧力損失）の増大や噴射材及び粉塵の滞留などを防止することができ、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。

請求項１２に記載の発明では、ブラスト加工装置が前記噴射材回収装置を備えた、という技術的手段を用いる。さらに、請求項１３に記載の発明では、噴射材を吸引回収するための吸引装置と、前記回収した噴射材より再使用が可能な噴射材を分離して取り出す分級機を備えた、という技術的手段を用いる。

請求項１２または１３に記載の発明のように、前記噴射材回収装置を備えたブラスト加工装置では、噴射材及び粉塵は噴射材回収装置により吸引回収されて、使用可能な噴射材がブラスト加工装置に供給されるため、噴射材の移送のために必要な吸引力を発生させる分級装置、集塵機などの設備を小型化することができ、それによりブラスト加工装置全体を小型化することができる。

請求項１４に記載の発明では、前記ブラスト加工装置を用いたブラスト加工方法であって、前記噴射ノズルより噴射材を被加工面に向けて噴射すると共に、飛散防止カバー内、あるいは、飛散防止カバー内および第２飛散防止カバー内、の噴射材を前記吸引装置で吸引して回収し、回収した該噴射材より再使用が可能な噴射材を分離して取り出す、という技術的手段を用いる

請求項１４に記載の発明のように、噴射ノズルより噴射され、飛散防止カバー内、あるいは、飛散防止カバー内および第２飛散防止カバー内、の噴射材を吸引装置にて回収したのち、回収した噴射材より再使用が可能な噴射材を分離して取り出すことで、分級装置の小型化が実現でき、ブラスト加工装置全体を小型化することができる。従来のブラスト加工装置では、加工室全体を吸引する必要があるので多大な吸引能力が必要であり、また、吸引直後に分級機（再使用が可能な噴射材を分離して取り出す。一般的にサイクロン等の風力分級機が使用されている）に投入していたため、吸引風量に合わせ該分級機も大型であった。本発明では、吸引風量が少ないこと、および一度吸引装置に回収後に再使用が可能な噴射材を分離して取り出すため、分級機は単に分離するだけの能力を有していれば良く、結果として分級機の小型化を実現することができる。

本発明の噴射材の回収装置を備えたブラスト加工装置の構成図である。 回収装置の飛散防止カバー及び吸引部材の説明図である。図２（Ａ）は断面説明図、図２（Ｂ）は平面説明図、図２（Ｃ）は飛散防止カバーの開口端部の拡大断面説明図である。 クリーニング装置の第２飛散防止カバー及び第２吸引部材の説明図である。図３（Ａ）は断面図、図３（Ｂ）は平面説明図、図３（Ｃ）は第２飛散防止カバーの開口端部の拡大断面説明図である。 飛散防止カバーの開口端部に形成された、外気を飛散防止カバー内部に案内する案内部の変更例を示す断面説明図である。 飛散防止カバーの変更例を示す平面説明図である。 第２飛散防止カバーの開口端部に形成された、外気を第２飛散防止カバー内部に案内する第２案内部の変更例を示す断面説明図である。 クリーニング装置の変更例を示す断面説明図である。 第２飛散防止カバーの変更例を示す平面説明図である。 実施例および比較例を示す説明図である。図９（Ａ）は実施例の説明図、図９（Ｂ）は比較例の説明図である 補助吸引部材を設けた回収装置の説明図である。

本発明の噴射材回収装置およびその噴射材回収装置を備えたブラスト加工装置について、図を参照して説明する。本実施形態では、重力噴射（サクション）式ブラスト加工装置を例に説明する。図１に示すように、ブラスト加工装置１は、被加工物に噴射材を噴射してブラスト加工を行う噴射装置１０と、噴射装置１０において噴射された噴射材及びブラスト加工により被加工物Ｗより生じる粉塵を回収する回収装置２０と、回収装置２０により回収された噴射材を分級し、噴射装置１０に噴射材を供給する供給装置３０と、被加工物を噴射装置１０によりブラスト加工を行うブラスト加工部４０と、を備えている。

噴射装置１０は、被加工材に噴射材を噴射する噴射ノズル１１と、噴射ノズル１１にエア配管１３を介して圧縮空気を供給するコンプレッサーなどの圧縮空気供給装置１２と、図示しない噴射ノズル移動機構を備えている。噴射ノズル１１は、後述するホッパー３２に噴射材供給チューブ５１を介して接続されている。

回収装置２０は、噴射ノズル１１から噴射された噴射材の飛散を防止する飛散防止カバー２１と、飛散防止カバー２１内の噴射材とブラスト加工された被加工物Ｗの粉塵とを、吸引ダクト５２を介して吸引回収する吸引装置２２と、飛散防止カバー２１を通過した被加工物Ｗに付着している前記噴射材と前記粉塵を除去するためのクリーニング装置２３と、を備えている。クリーニング装置２３は第２吸引ダクト５３を介して吸引装置２２に連結されている。

飛散防止カバー２１およびクリーニング装置２３の詳細な構造については後述する。本実施形態の吸引装置２２は、噴射材（破砕などにより使用不可の噴射材も含む）やブラスト加工により被加工物より生じる粉塵を吸引および捕集する捕集ユニット２２ａと、噴射材及び粉塵を貯留する貯留タンク２２ｂとを備えている。噴射材及び粉塵は、捕集ユニットにより吸引し、捕集ユニット２２ａ中のフィルターを介して捕集される。捕集された噴射材及び粉塵はパルスジェットや機械的手段等、公知の方法により前記フィルターより剥離され、貯留タンク２２ｂに貯留される。

供給装置３０は、回収ダクト５４を介して吸引装置２２から噴射材と研磨された被加工物の粉塵を回収するとともに、使用可能な噴射材と使用不可の噴射材及び粉塵とを分級する分級装置３１と、分級装置３１から供給される噴射材を貯留する貯留タンクを備え、噴射ノズル１１に噴射材供給チューブ５１を介して所定量の噴射材を定量供給する定量供給装置を備えたホッパー３２と、分級装置３１で分級された使用不可の噴射材及び粉塵を、ダクト５５を介して排気回収する集塵機３３とを備えている。

本実施形態では、分級装置３１としてサイクロン式分級装置を採用した。サイクロン式分級装置は、粉体を空気とともにサイクロン塔３１ａの上部に吹き込んで分級を行うものである。集塵機３３により与えられる負圧により発生する気流中の噴射材、粉塵の内、使用可能な噴射材は、旋回気流によって遠心力を受け、気流中から分離されて周壁に達しサイクロン塔３１ａ下方のバッファタンク３１ｂに捕集される。一方、使用不可の噴射材及び粉塵は、ダクト５５により吸い込まれて集塵機３３により回収される。

ブラスト加工部４０は、ブラスト加工を行うブラスト室４１と、被加工物を搬送する搬送機構４２とを備えている。搬送機構４２は、被加工物を搬送する搬送ローラー４２ａ、被加工物を吸着保持し、位置決めを行うステージ４２ｂなどから構成されている。

次に、飛散防止カバー２１の構造について説明する。本実施形態では、噴射ノズル１１として、噴射口形状が長方形であるノズルを用い、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、噴射口の長辺が被加工物またはノズルの走査方向に対して垂直になるように、被加工物Ｗの加工面Ｓに対して傾斜して配置されている。このような噴射ノズル１１を用いると、加工幅を広くすることができるので、幅が広い領域を効率よくブラスト加工することができるが、噴射材の噴射量が多くなるため、従来の噴射材の回収方法では、噴射材を十分に回収することができない。飛散防止カバー２１は、噴射ノズル１１を覆うように、開口部を有する箱状に形成されており、噴射ノズル１１に取り付けられて一体的に設けられている。

飛散防止カバー２１は、開口端部２１ａと被加工物Ｗの加工面Ｓとの間に外気を吸引可能な空隙Ｔを設けるように、加工面Ｓとの距離が設定されて配置されている。

飛散防止カバー２１の上部には、空隙Ｔから導入される外気により飛散防止カバー２１内の噴射材及び粉塵を外部に吸引排気する吸引部材２１ｂが吸引ダクト５２に接続されて設けられている。吸引部材２１ｂは、噴射ノズル１１による噴射材の噴射位置Ｐに向かって、噴射ノズル１１の傾斜方向と反対方向に傾斜して設けられている。

噴射ノズル１１の傾斜角度は被加工面に対して３０〜７５°で配置することが好ましい。角度が小さいと、噴射された噴射材の速度が吸引力より勝り、該飛散防止カバー外へ漏出し、角度が大きいと傾斜して配置したことの効果が十分に得られないからである。本実施形態では、飛散防止カバー２１は側面から見た場合長方形の箱状物を使用したが、例えば台形のように所定の角度の斜面をもつ箱状物を使用し、その斜面に噴射ノズル１１や吸引部材２１ｂを設置することで、設置角度を持たせた噴射ノズル１１の設置が容易となる。

空隙Ｔの幅は、十分な外気を吸引し、かつ噴射材及び粉塵が外部に漏れないようにすることができる幅に設定されている。ここで、空隙Ｔの幅は、数ｍｍ程度であり、好ましくは１．０〜４．０ｍｍである。空隙Ｔが１．０ｍｍ未満の場合、外気を吸引する際の圧力損失が大きくなることや、飛散防止カバー２１と被加工物が接する恐れがある。即ち、飛散防止カバー２１と被加工物Ｗの接触により、被加工物Ｗに傷がつく恐れがある。また、４．０ｍｍを越える場合、空隙Ｔより吸入する外気の速度が低下することで、噴射ノズル１１より噴射される噴射材の速度より小さくなり飛散防止カバー２１の外部へ噴射材及び粉塵が漏出する。

図２（Ｃ）に示すように、開口端部２１ａには、飛散防止カバー２１の内側面に、開口端部２１ａに向って飛散防止カバー２１の内部から外部に向かう面として形成され、空隙Ｔからの外気の導入を案内する案内部２１ｃが設けられている。本実施形態では、案内部２１ｃは、飛散防止カバー２１の開口下端を外方に丸く折り曲げて外方に向かって凸な曲面部として形成されている。案内部２１ｃにより、外気を導入する際に開口端部２１ａ近傍に剥離渦流などが生じる領域をなくすことができるので、空隙Ｔにおける外気を吸入する際の通気抵抗（圧力損失）の増大や噴射材及び粉塵の滞留などを防止することができ、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。

また、図１０に示すように、飛散防止カバー２１の上部に吸引部材２１ｈを該飛散防止カバー２１の中心線より端面寄りに配置し、また噴射ノズル１１を該吸引部材２１ｈの反対側端面寄りに配置し、さらに該吸引部材２１ｈが配置された側の側面に補助吸引部材２１ｉを設けることができる。補助吸引部材による吸引力により、該飛散防止カバー２１内では吸引部材が設置された側へ向かう気流が発生するので、吸引部材２１ｈにより効果的に噴射材を吸引することができる。補助吸引部材２１ｉは、噴射材を吸引部材２１ｈにて効果的に吸引するための気流の発生を促進させる目的であるので、補助吸引部材２１ｉにおける吸引力は、吸引部材２１ｈにおける吸引力より高くなくてもよい。本実施例では、吸引部材２１ｈの径より十分に小さい径をもつ補助吸引部材を５つ配置した。

噴射ノズルは被加工面に対して垂直に設置しても、傾斜して配置しても良いが、好ましくは傾斜して配置、より好ましくは被加工面に対して３０〜７５°の角度を有して配置することが好ましい。角度が小さいと、噴射された噴射材の速度が吸引力より勝り、該飛散防止カバー外へ漏出し、角度が大きいと補助吸引部材から発生する吸引力による気流の発生の十分な効果が得られないからである。

また、本実施形態では、開口端部２１ｆには、飛散防止カバー２１の内側面に、開口端部２１ｆに向かって飛散防止カバー内部から外部に向かう面として形成され、空隙Ｔからの外気の導入を案内する案内部２１ｇが設けられている。

次に、クリーニング装置について説明する。本実施形態では、エアブローノズル２３ｂとして、噴射口形状が長方形であるノズルを用い、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、噴射口の長辺が被加工物またはノズルの走査方向に対して垂直になるように配置されている。このようなエアブローノズル２３ｂを用いると、圧縮空気の噴射幅を広くすることができるので、幅が広い領域を効率よく処理することができる。第２飛散防止カバー２３ａは、エアブローノズル２３ｂを覆うように、開口部を有する箱状に形成されており、エアブローノズル２３ｂに取り付けられて一体的に設けられている。

第２飛散防止カバー２３ａは、第２開口端部２３ｄと被加工物Ｗの加工面Ｓとの間に外気を吸引可能な空隙ｔを設けるように、加工面Ｓとの距離が設定されて配置されている。

第２飛散防止カバー２３ａの上部には、空隙ｔから導入される外気により第２飛散防止カバー２３ａ内の噴射材及び粉塵を外部に吸引排気する第２吸引部材２３ｃが第２吸引ダクト５３に接続されて設けられている。第２吸引部材２３ｃは、被加工物に対し略垂直となるように設置されている。

空隙ｔの幅は、十分な外気を吸引し、かつ噴射材が外部に漏れないようにすることができる幅に設定されている。ここで、空隙ｔの幅は、数ｍｍ程度であり、好ましくは１．０〜４．０ｍｍである。空隙ｔが１．０ｍｍ未満の場合、外気を吸引する際の圧力損失が大きくなることや、第２飛散防止カバー２３ａと被加工物が接する恐れがある。即ち、飛散防止カバー２３ａと被加工物Ｗの接触により、被加工物Ｗに傷がつく恐れがある。また、４．０ｍｍを越える場合、空隙ｔより吸入する外気の速度が低下することで、エアブローノズル２３ｂより噴射される噴射材の速度より小さくなり第２飛散防止カバー２３ａの外部へ噴射材及び粉塵が漏出する。

図３（Ｃ）に示すように、第２開口端部２３ｄには、第２飛散防止カバー２３ａの内側面に、第２開口端部２３ｄに向って飛散防止カバー２３ａの内部から外部に向かう面として形成され、空隙ｔからの外気の導入を案内する第２案内部２３ｅが設けられている。本実施形態では、第２案内部２３ｅは、第２飛散防止カバー２３ａの開口下端を外方に丸く折り曲げて外方に向かって凸な曲面部として形成されている。第２案内部２３ｅにより、外気を導入する際に第２開口端部２３ｄ近傍に剥離渦流などが生じる領域をなくすことができるので、空隙ｔにおける外気を吸入する際の通気抵抗（圧力損失）の増大や噴射材及び粉塵の滞留などを防止することができ、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。

次に、このように構成したブラスト加工装置１の動作について説明する。まず、搬送機構４２により、被加工物Ｗを噴射ノズル１１直下に配置し、噴射ノズル１１を所定の位置に固定する。

次に、被加工物Ｗを噴射ノズル１１に対して相対移動させながらブラスト加工を行う。所定の操作により、圧縮空気供給装置１２により圧縮空気を噴射ノズル１１内部に導入すると、噴射ノズル１１内部に負圧が生じ、ホッパー３２から定量供給される噴射材が噴射材供給チューブ５１を介して噴射ノズル１１内部へ吸引される。噴射ノズル１１内部に吸引された噴射材は、圧縮空気により加速され、被加工物Ｗの加工面Ｓに向けて噴射され、ブラスト加工が行われる。ここで、搬送機構４２により被加工物Ｗを噴射ノズル１１に対して移動させてもよいし、噴射ノズル１１を図示しないノズル移動機構により移動させてもよい。

噴射ノズル１１から噴射され被処理物Ｗに衝突して飛散した噴射材及びブラスト加工により発生する粉塵などは、飛散防止カバー２１と加工面Ｓとの間に設けられた空隙Ｔから吸引される外気を移送媒体として、吸引部材２１ｂにより飛散防止カバー２１内部より吸引除去される。吸引部材２１ｂにより吸引除去された噴射材及び粉塵は、吸引ダクト５２を経由して、吸引装置２２により吸引回収される。

飛散防止カバー２１により噴射材及び粉塵の飛散を防止し、空隙Ｔから導入される外気を移送媒体として、被加工物Ｗの直近で吸引排気するので、飛散防止カバー２１内部の小さい容積のみ吸引すればよく、噴射材及び粉塵の回収を効率よく行うことができる。特に、従来、回収が困難であった数μｍ以下の微粉の噴射材も効率的に回収することができる。また、噴射量が多い噴射口が長方形の噴射ノズル１１を用いた場合にも十分に噴射材及び粉塵を回収可能である。更に、被加工物Ｗの搬送機構４２などに噴射材及び粉塵が付着して、搬送時に被加工物Ｗに傷がつく恐れもない。

噴射ノズル１１を被加工物Ｗの加工面Ｓに対して傾斜するように配置することにより噴射ノズル１１の傾斜方向と反対方向に噴射材及び粉塵が飛散しやすくし、噴射材及び粉塵が飛散する方向に吸引部材２１ｂを配置しているので、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。

更に、開口端部２１ａに空隙Ｔからの外気の導入を案内する案内部２１ｃが形成されているため、空隙Ｔより外気を導入する際に開口端部２１ａ近傍に渦流などが生じる領域をなくすことができるので、空隙Ｔにおける外気の通気抵抗の増大や噴射材及び粉塵の滞留などを防止することができ、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。

ブラスト加工された被加工物Ｗは、搬送機構４２によって飛散防止カバー２１外に搬送される。その経路にはクリーニング装置２３が設置されており、ブラスト加工された被加工物Ｗはクリーニング装置の下方を通過することになる。

移送された被加工物Ｗに対し、圧縮空気供給装置１２より供給された圧縮空気をエアブローノズル２３ｂより噴射する。これにより、被加工物Ｗの表面に付着している噴射材及び粉塵が被加工物表面より剥離される。剥離された噴射材及び粉塵は、第２飛散防止カバー２３ａと加工面Ｓとの間に設けられた空隙ｔから吸引される外気を移送媒体として、第２吸引部材２３ｃにより第２飛散防止カバー２３ａ内部より吸引除去される。第２吸引部材２３ｃにより吸引除去された噴射材及び粉塵は、前記飛散防止カバー２１と吸引装置２２の経路である吸引ダクト５２に連結された第２吸引ダクト５３を経由して、吸引装置２２により吸引回収される。

吸引回収された噴射材及び粉塵は、吸引装置２２中の貯留タンク２２ｂに貯留される。ここで、吸引装置２２は、共に体積が小さい飛散防止カバー２１及び第２飛散防止カバー２３ａの内部を吸引できればよいので、大容量の設備とする必要がない。

飛散防止カバー２１、吸引装置２２及びクリーニング装置２３を備えた回収装置２０により回収された噴射材は、分級装置３１に移送される。ここで、噴射材は既に回収装置２０により吸引回収されているため、噴射材の移送のために必要な集塵機３３により分級装置３１に発生させる風量を小さくすることができる。これにより、分級装置３１、集塵機３３など吸引力を生じさせる設備を小型化することができる。

分級装置３１に移送された噴射材及び粉塵は、使用可能な噴射材と使用不可の噴射材及び粉塵とに分級される。使用不可の噴射材及び粉塵は、ダクト５５を経由して集塵機３３により回収される。

使用可能な噴射材はバッファタンク３１ｂに貯留され、必要に応じてホッパー３２に供給される。このように、回収した噴射材を再利用して良好に連続的なブラスト加工を継続することができる。

（変更例）
ブラスト加工装置１の噴射装置１０、供給装置３０、ブラスト加工部４０は、上述の実施形態に限定されるものではなく、公知の方法を採用することができる。例えば、ブラスト加工装置１は加圧式ブラスト加工装置を採用することができる。また、噴射ノズル１１は噴射口が円形のノズルを用いてもよいし、噴射方向が加工面Ｓに垂直になるように配置してもよい。

図２に示す飛散防止カバー２１、図３に示す第２飛散防止カバー２３ａは、四角の箱状であるが、これらのカバーの形状はこれに限定されるものではなく、例えば、円柱状、円錐状、角錐状など種々の形状を採用することができる。

案内部２１ｃは、飛散防止カバー２１の開口端部２１ａ近傍の内側面に、開口端部２１ａに向って飛散防止カバー２１の内部から外部に向かう面として形成されており、空隙Ｔから外気を案内してスムースに導入することができれば、種々の形状を採用することができる。例えば、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、開口端部２１ａの少なくとも内側にＲ面加工を行い、案内部２１ｃを形成することもできる。

吸引部材２１ｂの数、配置位置は適宜選定することができる。例えば、上述の実施形態において、噴射ノズル１１の長辺方向に吸引部材２１ｂを追加して設けることもできる。これにより、噴射ノズル１１の長辺方向に飛散する噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。

また、図５に示すように、吸引部材２１ｂを、被加工物Ｗの加工面Ｓにおける噴射材の噴射位置Ｐを中心とした円周上に、吸引方向が円周の接線方向となるように設けるという配置を採用することもできる。このように吸引部材２１ｂを配置することにより、飛散防止カバー２１の内部に渦巻き状の気流を生じさせることができる。これにより、噴射材及び粉塵が空隙Ｔから外部に漏出しにくくすることができるので、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。特に、噴射ノズル１１を噴射方向が加工面Ｓに垂直になるように配置した場合には、噴射材及び粉塵が飛散防止カバー２１の内部で放射状に飛散しやすいため、本構成を好適に用いることができる。

エアブローノズル２３ｂは、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、噴射口が円形のノズルを用いてもよいし、複数本のノズルを用いてもよいし、噴射方向が加工面Ｓに対し傾斜するように配置してもよい。

第２案内部２３ｅは、第２開口端部２３ｄ近傍の内側面に、第２開口端部２３ｄに向って第２飛散防止カバー２３ａの内部から外部に向かう面として形成されており、空隙ｔから外気を案内してスムースに導入することができれば、種々の形状を採用することができる。例えば、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２開口端部２３ｄの少なくとも内側にＲ面加工を行い、第２案内部２３ｅを形成することもできる。

第２吸引部材２３ｃの数、配置位置は適宜選定することができる。例えば、上述の実施形態において、図７に示すように、被加工物の進行方向に対しエアブローノズル２３ｂの前後方向に第２吸引部材２３ｃを追加して設けることもできる。これにより、第２飛散防止カバー２３ａ内に飛散する噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。

また、図８に示すように、第２吸引部材２３ｃを、被加工物Ｗの圧縮空気の噴射位置ｐを中心とした円周上に、吸引方向が円周の接線方向となるように設けるという配置を採用することもできる。このように第２吸引部材２３ｃを配置することにより、第２飛散防止カバー２３ａの内部に渦巻き状の気流を生じさせることができる。これにより、噴射材及び粉塵が空隙ｔから外部に漏出しにくくすることができるので、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。特に、エアブローノズル２３ｂを噴射方向が被加工物Ｗに垂直になるように配置した場合には、噴射材及び粉塵が第２飛散防止カバー２３ａの内部で放射状に飛散しやすいため、本構成を好適に用いることができる。

エアブローノズル２３ｂは、圧縮空気のみを噴射するのではなく、ブラスト加工によって、噴射材及び粉塵や被加工物に付加された電荷を除去する手段を有しても良い。たとえば、若干の水分や静電除去剤を含ませてもよいし、コロナ放電等によりイオンやラジカルを圧縮空気に導入して噴射してもよいし、超音波（超音波エアブロー）を使用してもよい。

本実施形態のクリーニング装置２３は、ブラスト加工後の被加工物Ｗの表面に噴射材および粉塵の付着がない場合、もしくは付着量が極めて少なく無視できる場合においては、クリーニング装置２３を備えていない構成とすることもできる。

変更ＯＫ
本実施形態の吸引装置２２は、供給装置３０の大型化を考慮しなくていい場合においては、吸引装置２２を備えていない構成とすることもできる。

供給装置３０が十分な吸引能力を備えていれば、回収装置２０として兼用させることができる。例えば、被加工物Ｗが小さく、ブラスト室４１の容積が小さく構成されている場合に、集塵機３３から与えられる吸引力だけで十分であれば、別途回収装置２０を設けなくてもよい。この場合、分級装置３１及び集塵機３３が回収装置２０に相当する。

本実施例では、飛散防止カバー２１における案内部２１ｃの形状について検討した。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

直径１５０ｍｍ、高さ４５ｍｍの円筒形状であり、案内部２１ｃの形状が図９（Ａ）に示すような飛散防止カバー２１の内部から外部へ向かう様なＲ面で形成された案内部２１ｃおよび吸引部材２１ｂを持つ飛散防止カバー２１を用いた。吸引部材２１ｂにブロアを吸引ダクト５２にて連結して吸引した時のブロアの吸引静圧および開口端部２１ａの静圧を測定した。また、比較例として図９（Ｂ）に示すような案内部２１ｃを持たない飛散防止カバー２１を用いた。その他の条件は実施例と同じとした。

結果を表１に示す。飛散防止カバー２１が案内部２１ｃをもつ場合のブロアの吸引静圧は−８．３ｋＰａ、吸引風量は５．２ｍ^３であった。一方，案内部２１ｃを持たない場合のブロアの吸引静圧は−１１．２ｋＰａ、吸引風量は４．１ｍ^３であった。

以上の結果、案内部２１ｃを持つことでブロアの静圧負荷が低くなり、案内部２１ｃを持たない場合に比べ大きな風量が得られることが確認された。

本実施例では、補助吸引部材２１ｉの効果および噴射ノズル１１の傾斜角度の影響について調べた。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

幅１６０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、高さ４５ｍｍであり、開口端部２１ｆには、内部から外部へ向かってＲ形状の案内部２１ｇをもつ飛散防止カバー２１を使用した。この飛散防止カバーの天井部に、直径１３ｍｍの吸引部材２１ｈを設置した。吸引部材２１ｈは、吸引部材２１ｈが飛散防止カバー２１と交差により形成する楕円（円を含む）の中心が飛散防止カバー２１の長辺の長さ方向の中心から９０ｍｍ端面側に移動させた位置に設置した。さらに、開口端部から１０ｍｍ離れた、飛散防止カバーの側面に補助吸引部材２１ｉを設置した。本実施例では、直径８ｍｍのパイプを５本均等に配置した。また、噴射ノズルを２５、３０、４５、７５、８０°の角度で傾斜して設置した。

吸引部材２１ｈおよび補助吸引部材２１ｉに吸引ダクト５２および補助吸引ダクト５６を介して吸引装置（図示せず）に直結した。該噴射ノズルより噴射圧力０．６ＭＰａにて噴射材（ＷＡ＃６００）を噴射し、同時に前記吸引装置を稼働させ、噴射材が飛散防止カバー２１の外部への漏出、および前記噴射後に被加工面に投射材の残留を観察した。

噴射ノズルの傾斜角度が３０、４５、７５、８０°の場合はいずれも噴射材の漏出は観察されなかったが、２５°では噴射材の漏出が観察された。また、噴射後の被加工面への噴射材の残留は、噴射ノズルの傾斜角度が８０°の場合で確認された。このことから、噴射ノズルの傾斜角度の最適値は３０〜７５°であった。

［実施形態の効果］
（１）本発明の回収装置２０によれば、飛散防止カバー２１により噴射材及び粉塵の飛散を防止し、空隙Ｔから導入される外気を移送媒体として、被加工物Ｗの直近で吸引排気するので、飛散防止カバー２１内部の小さい容積のみ吸引すればよく、噴射材及び粉塵の回収を効率よく行うことができる。特に、従来、回収が困難であった微粉の噴射材も効率的に回収することができる。また、噴射量が多い噴射口が長方形の噴射ノズル１１を用いた場合にも十分に噴射材及び粉塵を回収可能である。更に、被加工物Ｗの搬送機構４２などに噴射材及び粉塵が付着するのを防止できるので、搬送時に被加工物Ｗに傷がつく恐れもない。

（２）開口端部２１ａに空隙Ｔからの外気の導入を案内する案内部２１ｃが形成されているため、空隙Ｔより外気を導入する際に開口端部２１ａ近傍に剥離渦流などが生じる領域をなくすことができるので、空隙Ｔにおける外気を吸引する際の通気抵抗（圧力損失）の増大や噴射材及び粉塵の滞留などを防止することができ、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。

（３）噴射ノズル１１を被加工物Ｗの加工面Ｓに対して傾斜するように配置することにより噴射ノズル１１の傾斜方向と反対方向に噴射材及び粉塵が飛散しやすくし、噴射材及び粉塵が飛散する方向に吸引部材２１ｂを配置しているので、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。

（４）ブラスト加工後、被加工物Ｗに対しエアブローノズル２３ｂより圧縮空気を吹き付けることで、被加工物Ｗに付着した噴射剤及び粉塵を剥離することができる。剥離された噴射材及び粉塵は、第２飛散防止カバー２３ａにより飛散が防止され、空隙ｔから導入される外気を移送媒体として、被加工物Ｗの直近で吸引排気するので、外部への噴射材及び粉塵の飛散がなく被加工物をクリーニングすることができる。

（５）第２開口端部２３ｄに空隙ｔからの外気の導入を案内する第２案内部２３ｅが形成されているため、空隙ｔより外気を導入する際に第２開口端部２３ｄ近傍に剥離渦流などが生じる領域をなくすことができるので、空隙ｔにおける外気を吸引する際の通気抵抗（圧力損失）の増大や噴射材及び粉塵の滞留などを防止することができ、噴射材及び粉塵を効率的に吸引除去することができる。

（６）本発明の回収装置２０を備えたブラスト加工装置１によれば、噴射材は回収装置２０により吸引回収されているため、噴射材の移送のために必要な集塵機３３により供給され分級装置３１に発生させる風量を小さくすることができる。これにより、噴射材の移送のために必要な吸引力を発生させる分級装置３１、集塵機３３などの設備を小型化することができる。

［その他の実施形態］
噴射材の噴射量が小さいなどの理由で、飛散防止カバー２１からの噴射材及び粉塵の漏出を考えなくてもよい場合などには、ブラスト室４１を設けなくてもよい。また、塵埃を嫌う材料、製品のブラスト加工を行う場合には、ブラスト室４１などのブラスト加工部４０をクリーンブースとして構成することもできる。

この出願は、日本国で２００９年９月１１日に出願された特願２００９−２１０３０９号及び２０１０年５月６日に出願された特願２０１０−１０６０９５号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
また、本発明は本明細書の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。

１ ブラスト加工装置
１０ 噴射装置
１１ 噴射ノズル
１２ 圧縮空気供給装置
１３ エア配管
２０ 回収装置
２１ 飛散防止カバー
２１ａ 開口端部
２１ｂ 吸引部材
２１ｃ 案内部
２１ｆ 開口端部
２１ｇ 案内部
２１ｈ 吸引部材
２１ｉ 補助吸引部材
２２ 吸引装置
２２ａ 捕集ユニット
２２ｂ 貯留タンク
２３ クリーニング装置
２３ａ 第２飛散防止カバー
２３ｂ エアブローノズル
２３ｃ 第２吸引部材
２３ｄ 第２開口端部
２３ｅ 第２案内部
３０ 供給装置
３１ 分級装置
３１ａ サイクロン塔
３１ｂ バッファタンク
３２ ホッパー
３３ 集塵機
４０ ブラスト加工部
４１ ブラスト室
４２ 搬送機構
４２ａ 搬送ローラー
４２ｂ ステージ
５１ 噴射材供給チューブ
５２ 吸引ダクト
５３ 第２吸引ダクト
５４ 回収ダクト
５５ ダクト
５６ 補助吸引ダクト
Ｓ 加工面
Ｔ 空隙
ｔ 空隙（第２の空隙）
Ｗ 被加工物
Ｐ 噴射材の噴射位置
ｐ 圧縮空気の噴射位置

Claims (13)

1. ブラスト加工用噴射ノズルに取り付けられ、ブラスト加工用噴射ノズルから被加工物に噴射された噴射材及びブラスト加工により生じる粉塵を吸引回収する噴射材回収装置であって、
   前記ブラスト加工用噴射ノズルの噴射口を覆う開口を有する箱状に形成され、開口端部と被加工物の被加工面との間に外気を吸引可能な空隙を設けるように構成された、噴射材及び粉塵の飛散を防止する飛散防止カバーであって、前記飛散防止カバーの開口端部近傍の内側面に、前記開口端部に向って前記飛散防止カバーの内部から外部に向かう面として形成され、前記空隙からの外気の導入を案内する案内部が設けられている飛散防止カバーと、
   前記空隙から導入される外気を移送媒体として、前記飛散防止カバーに設けられた吸引部材から前記飛散防止カバー内の噴射材及び粉塵を外部に吸引排気する吸引装置と、を備えたことを特徴とする噴射材回収装置。
2. 前記吸引部材は前記飛散防止カバー上端部に設けられると共に、
   前記吸引部材を設けた側の前記飛散防止カバーの側面に設けられた補助吸引部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の噴射材回収装置。
3. 前記ブラスト加工用噴射ノズルは噴射口が長方形に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の噴射材回収装置。
4. 前記ブラスト加工用噴射ノズルは重力噴射式であることを特徴とする請求項３に記載の噴射材回収装置。
5. 前記ブラスト加工用噴射ノズルが被加工物の加工面に対して傾斜するように配置され、前記吸引部材が被加工物の加工面における噴射材の噴射位置に向かって、前記ブラスト加工用噴射ノズルの傾斜方向と反対方向に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の噴射材回収装置。
6. 前記ブラスト加工用噴射ノズルが被加工物の加工面に対して傾斜するように配置され、前記吸引部材が被加工物の加工面における噴射材の噴射位置に向かって、前記ブラスト加工用噴射ノズルの傾斜方向と反対方向に傾斜して設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の噴射材回収装置。
7. 前記ブラスト加工用噴射ノズルの設置角度は被加工面に対し３０〜７５°であることを特徴とする請求項５または６に記載の噴射材回収装置。
8. 前記吸引部材は、被加工物の加工面における噴射材の噴射位置を中心とした円周上に、吸引方向が円周の接線方向となるように設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の噴射材回収装置。
9. ブラスト加工後に被加工物表面に残留した前記噴射材及び粉塵を除去するクリーニング装置であって、
   開口を有する箱状に形成され、開口端部と被加工物の被加工面との間に外気を吸引可能な第２の空隙を設けるように構成された第２飛散防止カバーと、
   第２飛散防止カバー内部において被加工物表面に圧縮空気を吹き付けて、前記噴射材及び粉塵を被加工物表面から剥離して除去するエアブローノズルと、
   前記第２飛散防止カバーに設けられ、前記第２の空隙から導入される外気を移送媒体として前記第２飛散防止カバー内の噴射材及び粉塵を外部に吸引排気する第２吸引部材と、
   を備えたクリーニング装置を、前記飛散防止カバーの外側に隣接して配置したことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の噴射材回収装置。
10. 前記第２飛散防止カバーの開口端部近傍の内側面に、前記開口端部に向って前記飛散防止カバーの内部から外部に向かう面として形成され、前記空隙からの外気の導入を案内する案内部が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の噴射材回収装置。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１つに記載の噴射材回収装置を備えたことを特徴とするブラスト加工装置。
12. 噴射材を吸引回収するための吸引装置と、前記回収した噴射材より再使用が可能な噴射材を分離して取り出す分級機を備える、請求項１１のブラスト加工装置。
13. 前記噴射ノズルより噴射材を被加工面に向けて噴射すると共に、飛散防止カバー内、あるいは、飛散防止カバー内および第２飛散防止カバー内、の噴射材を前記吸引装置で吸引して回収し、回収した該噴射材より再使用が可能な噴射材を分離して取り出すことを特徴とする請求項１２に記載のブラスト加工装置を用いたブラスト加工方法。

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