JP6020456B2 - ブラスト加工装置及びブラスト加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体に噴射材（研磨材）を分散させたスラリを高圧ガスと共に被加工物に向けて噴射してブラスト加工を行うブラスト加工装置及びブラスト加工方法に関する。

ブラスト加工は、バリ取り、スケール除去、表面粗さの調整、薄膜層除去、エッチング等の微細加工、等に従来より使用されている。ブラスト加工は、一般に微小粒子やショット等の噴射材を圧縮空気等の高圧ガスと共にブラスト加工用ノズルより被加工物へ噴射する乾式のブラスト加工が用いられている。一方、微小粒子やショット等の噴射材を水などの液体に分散させたスラリを圧縮空気等の高圧ガスと共にブラスト加工用ノズルより被加工物へ噴射する湿式のブラスト加工も知られている。湿式のブラスト加工は、乾式のブラスト加工に比べて噴射材やブラスト加工で生じた粉塵等の飛散が少ないことや加工後の被加工物の表面への噴射材の付着が少ないという利点があるので、作業環境の観点から湿式のブラストが採用される機会が増えることが予測される。

湿式のブラスト加工では、安定した加工を行うために、ブラスト加工用ノズルに送られるスラリの濃度を加工時間の経過にかかわらず一定にするのが好ましい。しかし、噴射材は一般に液体より比重が大きいため、スラリ中の噴射材はスラリ槽の底部に沈殿し、堆積する。これによって、ブラスト加工用ノズルに送られるスラリの濃度が加工時間の経過と共に低下する。
噴射材がスラリ槽の底部に堆積するのを防ぐために、例えば、スラリ槽の下部に連結されたスラリポンプより吸い上げられたスラリの一部をスラリ槽内に配置された混合用ノズルより吐出することでスラリ槽内の攪拌をおこなうシステムが、特開昭６３−１５６６６０号公報に提案されている。しかし、噴射材によって前記スラリポンプの内部の損耗が速くなり、故障を誘発する恐れがある。

また、ブラスト加工用ノズルに送られるスラリの濃度が加工時間の経過と共に低下する他の要因として、ブラスト加工による噴射材の損耗が挙げられる。被加工物に衝突した噴射材は、その衝撃により割れや欠けが生じ、その一部はブラスト加工をおこなうのに適さない形状および大きさとなる。このような噴射材は一般に液体サイクロン等の分級装置によって取り除かれるため、スラリ槽内のスラリ濃度は低下し、ブラスト加工用ノズルに送られるスラリの濃度が低下する。

この場合、定期的に新しい噴射材を補充することで、ブラスト加工用ノズルに送られるスラリの濃度を安定させることができる。しかし、作業者の負担が増加したり、投入するための設備が必要となったりする。

上記課題を解決するために、本発明では、スラリ槽よりブラスト加工用ノズルに送られるスラリの濃度が加工時間の経過で変化することがなく、安定した加工を行うことができる機構を備えるブラスト加工装置およびブラスト加工方法を提供する。なお、本明細書で、ブラスト加工装置およびブラスト加工は、特に断りのない限り湿式のブラスト加工装置および湿式のブラスト加工を指す。

第１の発明は、噴射材が液体に分散されたスラリを高圧ガスと共に被加工物に噴射するためのブラスト加工用ノズルと、前記ブラスト加工用ノズルの下方に配置され、前記スラリを貯留するためのスラリ槽と、前記スラリ槽の底部に堆積した噴射材を分散させるための撹拌液を貯留するための貯液槽と、を備えるブラスト加工装置であって、前記スラリ槽にはスラリ攪拌機構が配置され、前記スラリ攪拌機構は、下端が開口され、少なくとも当該下端が前記スラリ内に浸漬された筒状のスラリ吸引管と、前記スラリ吸引管内に配置され、先端が前記スラリ内に浸漬された攪拌液導入管と、を備え、前記スラリ吸引管は、スラリポンプを介して前記ブラスト加工用ノズルと連結されており、前記攪拌液導入管は、送液ポンプを介して前記貯液槽と連結され、前記スラリ槽の底部に堆積した噴射材に向かって前記撹拌液を噴射することを特徴とする。攪拌液をスラリ槽の底部に堆積した噴射材に向かって噴射することで、噴射材を舞い上がらせて分散させることができる。これをブラスト加工用ノズルに送ることで、安定したブラスト加工を行うことができる。
また、公知技術のようにスラリを循環させて噴射材を分散させる場合、その経路には流量を制御するための流量制御機構（バルブ等）が必要である（特開昭６３−１５６６６０号公報の図１を参照）。この場合、噴射材を含むスラリが通過するため、流量制御機構の内部が損耗する恐れがある。本発明では、噴射材の分散に攪拌液を使用するので、流量制御機構の損耗がなく、噴射材を分散させる際に装置が故障することのないブラスト加工装置を提供することができる。

第２の発明は、第１の発明に記載のブラスト加工装置であって、前記スラリ吸引管は上端が閉止され、前記攪拌液導入管が該上端を貫通することを特徴とする。これにより、簡単な構造のスラリ攪拌機構を提供することができる。

第３の発明は、第１または第２の発明に記載のブラスト加工装置であって、前記スラリからブラスト加工に適さない粒子を液体と共に除去するための選別機構と、前記選別機構にて除去された粒子と液体から当該液体を分離するための分離機構と、を備え、前記攪拌液は、前記分離機構により分離された液体を用いることを特徴とする。分離機構より分離された液体は、元々スラリの液体である。これを攪拌液に用いることにより、攪拌によってスラリ中の液体の量が大きく変化することがない。これにより、ブラスト加工時間の経過に伴うスラリの液体の量の調整の手間を、大幅に削減することができる。

第４の発明は、第１または第２の発明に記載のブラスト加工装置を用いたブラスト加工方法であって、前記ブラスト加工用ノズルより被加工物に向けてスラリを高圧ガスと共に噴射する工程と、該ブラスト加工用ノズルより噴射されたスラリを前記スラリ槽に流入する工程と、前記攪拌液導入管の下端部より前記攪拌液を前記スラリ槽の底部に堆積した噴射材に向けて噴射して、該噴射材を前記スラリ吸引管の下端部近傍で分散させる分散工程と、前記分散工程により噴射材が分散されたスラリを、前記スラリポンプを介して該スラリ吸引管の下端部より吸引すると共に前記ブラスト加工用ノズルに送る吸引工程と、を備えることを特徴とする。攪拌液導入管より導入された攪拌液をスラリ槽の底部に堆積した噴射材に向けて噴射して、スラリ槽の底部に堆積した噴射材を舞い上がらすことで、スラリ吸引管の下端部近傍のスラリは噴射材が均等に分散している。該下端部近傍のスラリの濃度が常に一定となるように噴射圧力を調整して連続的または間欠的に攪拌液を噴射することで、ブラスト加工用ノズルに送られるスラリの濃度は常に一定となり、安定したブラスト加工を行うことができる。また、過剰な量の噴射材をスラリ槽に投入し、該スラリ槽の底部に沈殿・堆積させ、堆積した噴射材の一部のみを舞い上がらせることにより、噴射材をブラスト加工中に該スラリ槽へ追加して供給することなく、該吸引管付近のスラリの濃度を長時間にわたり一定に保つことができる。

第５の発明は、第４の発明に記載のブラスト加工方法であって、前記攪拌液の噴射力を調整することで、前記スラリ吸引管の下端部近傍のスラリの濃度を調整することを特徴とする。攪拌液の噴射力に応じて噴射材の舞い上がる量が変化することから、攪拌液の噴射力を調整することでブラスト加工用ノズルに送られるスラリの濃度を調整することができる。すなわち、攪拌液の噴射力（噴射圧力または噴射量または噴射速度）を調整することでブラストの加工能力を調整し、かつ前述の様に安定したブラスト加工を行うことができる。

この出願は、日本国で２０１１年９月２６日に出願された特願２０１１−２０８６１３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、本発明は以下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。

本発明の実施形態におけるブラスト加工装置を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるスラリ攪拌機構を示す説明図である。

本発明のブラスト加工装置を、図を用いて説明する。なお、本発明の分級装置は実施形態に記載の形態に限定されず、必要に応じて適宜変更することができる。また、本実施形態に記載の左右上下方向は、特に断りのない限り図中の方向を指す。

図１に、本発明のブラスト加工装置２０の構成を示す。内部にブラスト加工用ノズル２３が配置されたブラスト加工室２１の下方には、スラリＳを貯留するためのスラリ槽２２が配置されている。スラリＳは液体（本実施形態では水）および噴射材からなり、噴射材が液体に分散されている。

スラリ槽２２中のスラリＳはスラリポンプＰ２によって吸引されてブラスト加工用ノズル２３に送られるが、該スラリＳは、静置すると噴射材が沈降して該スラリ槽２２の底部に堆積する。そのため、堆積した噴射材を分散させると共に、噴射材が分散されたスラリＳを吸引する機能を備えるスラリ攪拌機構１０を前記スラリ槽２２に配置し、スラリポンプＰ２を介してブラスト加工用ノズル２３に連結した。

スラリ攪拌機構１０は、図２に示すように上端が天板により閉止され、下端が開口された筒形状（本実施形態では円筒形状）のスラリ吸引管１１と、前記スラリ吸引管１１の内径より小さく、両端が開口された筒形状（本実施形態では円筒形状）の攪拌液導入管１２と、を備える。また、前記スラリ吸引管１１の側壁上部には、筒形状のスラリ吸引部材１３が連結されており、スラリ吸引管１１の内部と、スラリ吸引部材１３の内部とは連通された空間を形成している。

前記攪拌液導入管１２は、スラリ吸引管１１の天板を貫通して一端が該スラリ吸引管１１の内部に配置される。端面の図中下端部の位置は、スラリ吸引管１１の内部に配置されれば特に限定されないが、本実施形態では該スラリ吸引管１１の下端部と略同一とし、該スラリ吸引管１１の横断面の略中央に位置するように配置した。

前記スラリ攪拌機構１０は、下端をスラリ槽２２の底部方向に向けて、該スラリ槽２２の底部近傍に配置されている。また、前記攪拌液導入管１２の上端部には、ホースを介して送液ポンプＰ３が連結されており、さらにホースを介して貯液槽と連結されている。貯液槽には攪拌液Ｌが貯留されており、該攪拌液Ｌを該スラリ攪拌機構１０に送り、スラリ槽２２の底部に堆積した噴射材Ｐに向けて噴射することで前記噴射材Ｐを舞い上がらせることができる。舞い上がる噴射材Ｐの量は攪拌液Ｌの噴射力によって変化するので、攪拌液の噴射力、すなわち攪拌液Ｌの噴射圧力または噴射量または噴射速度を調整することで、沈殿している噴射材Ｐの一部のみを舞い上がらせることができる。以上の工程により、噴射材Ｐが均等に分散されたスラリＳは、吸引部材１３とホースとスラリポンプＰ２を介してブラスト加工用ノズル２３に送られる。以上の工程により、スラリ攪拌機構１０の下端部近傍、すなわちスラリ吸引管１１の下端部近傍は、噴射材Ｐが均等に分散された状態となる。

また、前記スラリ吸引部材１３には、ホースを介してスラリポンプＰ２が連結されており、さらにホースを介して、ブラスト加工用ノズル２３に連結されている。
前記攪拌液Ｌによって噴射材Ｐが分散されたスラリＳは、スラリポンプＰ２の吸引力によりスラリ吸引管１１の下端部から吸引され、該ブラスト加工用ノズル２３に送られる。
ブラスト加工用ノズル２３に送られたスラリＳは、外部の高圧ガス発生源Ｃより送られた高圧ガス（本実施形態では圧縮空気）と混合され、固気液三相流として被加工物Ｗに向けて噴射される。

噴射材は、沈降性が小さい場合には、噴射材の浮力のため、攪拌液Ｌの噴射力による攪拌のみでスラリ攪拌機構１０下端部近傍のスラリＳの濃度を調整することが困難である。すなわち、噴射材の沈降性が大きい方が本実施形態のスラリ攪拌機構１０の効果が顕著である。しかし、沈降性が大きすぎると、攪拌液Ｌの噴射力のみでは舞い上がりにくく、またはスラリポンプＰ２による吸引にも支障をきたす恐れがある。そのため、噴射材は平均粒子径が５０〜１０００μｍ（望ましくは１００〜５００μｍ）、かつ比重が１．２〜９．０（望ましくは２．５〜８．０）の範囲より選択することが好ましい。噴射材の材質は特に限定されず、鉄系または非鉄系のショット・グリッド・カットワイヤ・粉砕物、セラミックス系、樹脂系、植物系等、一般にブラスト加工で使用される噴射材のものから、加工の目的にあわせて適宜選択することができる。

スラリ攪拌機構１０の下端部は、噴射材Ｐが沈降し、堆積している中に配置することが好ましい。噴射材Ｐの堆積した高さｈ_１のスラリ槽２２の底部からスラリ攪拌機構１０の下端部の距離ｈ_２との比（ｈ_１／ｈ_２：以降、「高さ比」と記載）は、１．０〜５．０（望ましくは１．１〜３．０）より選択することが好ましい。高さ比が小さすぎると攪拌液Ｌの噴射力が周囲のスラリＳに分散し、噴射材Ｐに十分に伝わらないために噴射材Ｐの分散が阻害される。大きすぎるとスラリ攪拌機構１０の下端部近傍の噴射材Ｐは、該噴射材Ｐ自身の重量により噴射材Ｐ同士で固化（固結）するため攪拌液Ｌの噴射力のみで噴射材Ｐを舞い上がらせることが困難となる。

攪拌液導入管１２より噴射される攪拌液Ｌの流速ｖ_１のスラリ吸引管１１より吸引されるスラリＳの流速ｖ_２との比（ｖ_１／ｖ_２：以降、「流速比」と記載）は、１．０〜１０．０（望ましくは１．５〜４．０）の範囲から選択するのが好ましい。また、攪拌液導入管１２より噴射される攪拌液Ｌの流量ｑ_１のスラリ吸引管１１より吸引されるスラリＳの流量ｑ_２との比（ｑ_１／ｑ_２：以降、「流量比」と記載）は、０．１〜１．０（望ましくは０．３〜０．９）の範囲から選択し、かつ攪拌液導入管１２より噴射される攪拌液Ｌの圧力ｐ_１とスラリ吸引管１１より吸引されるスラリＳの圧力ｐ_２との比（ｐ_１／ｐ_２：以降、「圧力比」と記載）は、１．０〜５．０（望ましくは１．０〜２．０）の範囲から選択するのが好ましい。攪拌液Ｌの流速ｖ_１または流量ｑ_１が大きい程、前記噴射材Ｐを舞い上がらせる力が大きいが、大きすぎるとスラリ槽２２の全体に噴射材Ｐが分散し、スラリ吸引管１１の下端部近傍でのスラリＳの濃度の調整が困難となるので、安定したブラスト加工を行うことができない。また、流速ｖ_１または流量ｑ_１が小さすぎると前記噴射材Ｐを舞い上がらせる力が不足する。スラリ吸引管１１の下端部近傍で噴射材Ｐが均等に分散されたスラリＳを、攪拌液Ｌの流速ｖ_１に合わせてスラリＳの流速ｖ_２または流量ｑ_２を適宜選択して、吸引する。攪拌液Ｌの流速Ｖ_１または流量ｑ_１に対してスラリ吸引管１１より吸引されるスラリＳの流速ｖ_２または流量ｑ_２が大きすぎると、攪拌液Ｌによる噴射材Ｐの分散が阻害され、小さすぎると吸引されるまでの間に噴射材Ｐの沈降が始まりスラリＳの濃度が低下する。すなわち、流速比または流量比を前記範囲とすることで、スラリＳの濃度が変化することなく安定した状態でスラリＳを吸引することができる。

本実施形態のスラリ攪拌機構１０は、底部に堆積した噴射材Ｐの一部のみを舞い上げることができる。よって、ブラスト加工の時間の経過によらず、その濃度が一定のスラリＳをブラスト加工用ノズル２３に送ることができるので、安定したブラスト加工を行うことができる。また、スラリ槽２２に、ブラスト加工装置２０の稼働時間に合わせ十分な噴射材Ｐを投入しておくことで、稼働中に噴射材Ｐを補充する必要がない。

また、攪拌液Ｌの噴射力を調整することで、吸引されるスラリＳの濃度（噴射材の含有率）を調整することができる。攪拌液Ｌの噴射力を大きくすることで、吸引されるスラリＳの濃度を高くし、噴射力を小さくすることで吸引されるスラリＳの濃度を低くすることができる。スラリＳの濃度を高くするとブラスト加工の加工能力が高くなるので、前記攪拌液Ｌの噴射力を調整することで、ブラストの加工能力を調整することができる。加工能力の調整は、スラリ槽２２の底部に堆積した噴射材Ｐの一部のみを舞い上がらせることで行うことができるので、要求される加工能力を満たすスラリＳの濃度に調整し、その濃度を一定にしてブラスト加工用ノズル２３に送ることができる。

ブラスト加工用ノズル２３より噴射されたスラリＳは、被加工物Ｗと衝突した後、スラリ槽２２に戻される。この際、被加工物Ｗと衝突することで割れや欠けが生じた噴射材や、ブラスト加工によって生じた被加工物Ｗの切削粉等もスラリ槽２２に送られる。通常、ブラスト加工は噴射材を循環して何度も使用するが、前記の割れや欠けが生じた噴射材の中には、ブラスト加工に適さない大きさとなった噴射材が存在する。すなわち、スラリ槽２２中のスラリＳには、ブラスト加工に適さない大きさとなり、再使用できない噴射材や被加工物Ｗの切削粉等も含まれているので、これらを除去する必要がある。そこで、選別機構２４で、再使用できる噴射材とそれ以外の粒子とに選別する。選別された再使用できる噴射材はスラリ槽２２に戻される。
一方、前記再使用できない噴射材や前記被加工物の切削粉等は、液体と共に分離機構２５に送られ、該分離機構２５で固形物（スラッジ）Ｄと液体とに分離される。該スラッジＤはスラッジ槽２７に貯留される。また、分離された液体は貯液槽２６に送られ、攪拌液Ｌとして使用される。分離機構２５は篩、遠心分離、シックナー、フィルタープレス、磁力選別、等公知の方法より適宜選択することができる。

本実施形態のように、選別機構２４から排出された液体を攪拌液Ｌとして用いることにより、経路全体の液体の量に大きな差がなくなり、ブラスト加工装置２０の稼働中に液体をスラリ槽２２に補充して液体の量を調整する必要がない。

（変更例）
スラリ槽２２の底部と外周を成す壁面との角度を９０°より大きくすることで（例えば、９０〜１５０°）、噴射材Ｐをスラリ攪拌機構１０の底部付近に集中して堆積することができる。そのため、吸引されるスラリＳの濃度をより安定させることが可能である。

本実施形態におけるスラリ吸引管１１は、天井面から底部に向けて連続して同一の横断面を持つ円筒を用いたが、底部にむけて横断面の面積が大きくなる形状としてもよい。攪拌液Ｌによって分散された噴射材Ｐを効率よく吸引することができる。

本実施形態では攪拌液導入管１２の底部の高さ位置を、スラリ吸引管１１の底部の高さ位置と略同一としたが、スラリ吸引管１１の底部の高さ位置より上になるように配置してもよい。攪拌液導入管１２の高さ位置を変更することで、吸引されるスラリＳの濃度を微調整することができる。

スラリポンプＰ２からブラスト加工用ノズル２３に向かう経路の途中に濃度計を配置し、該濃度計による測定結果に基づいて攪拌液Ｌの流速ｖ_１、流量ｑ_１、圧力ｐ_１、およびスラリ吸引管１１より吸引されるスラリＳの流速ｖ_２、流量ｑ_２、圧力ｐ_２、を制御し、該ブラスト加工用ノズル２３に送られるスラリＳの濃度を調整してもよい。

選別機構２４より排出された前記液体と前記再使用できない噴射材と前記切削粉とから液体のみを分離させることが困難な場合は、減量した量だけ液体をスラリ槽２２に補充する。この場合、連続して補充しても、一定時間毎に纏めて補充してもよい。後者の場合は、攪拌液Ｌの流速ｖ_１、流量ｑ_１、圧力ｐ_１、およびスラリ吸引管１１より吸引されるスラリＳの流速ｖ_２、流量ｑ_２、圧力ｐ_２、を制御し、該ブラスト加工用ノズル２３に送られるスラリＳの濃度を調整してもよい。

図１のブラスト加工装置を用い、スラリＳを一定の濃度でブラスト加工用ノズル２３に送れるかを確認した結果を実施例１として説明する。なお、ポンプＰ２からブラスト加工用ノズル２３への経路にＴ字状の分岐管を配置し、一端にバルブを連結することで、該ブラスト加工用ノズル２３の直前のスラリを捕集できるようにした。

噴射材として鉄製グリッド（ＧＨ−３［新東工業株式会社製］：平均粒子径 ３００μｍ、比重 ７．７）、を使用し、スラリ全体の５０体積％となるように水と共にスラリ槽２２に投入した。ポンプＰ１を稼働させてスラリＳからブラスト加工に適さない粒子を除去すると共に、ポンプＰ３を稼働させて攪拌液Ｌを攪拌液導入管１２より噴射させた。また、ポンプＰ２および高圧ガス発生源Ｃを稼働させてスラリＳをブラスト加工用ノズル２３に送り、該ブラスト加工用ノズル２３の噴射口より鉄製の板材に向けて噴射した。スラリＳの噴射圧力は０．４ＭＰａとした。

攪拌液導入管１２は、表１に示す条件にて配置し、稼働した。スラリＳの噴射後、５分後および４時間後に該バルブを開放してスラリＳを捕集した。捕集したスラリは、１０５℃での加熱による乾燥減量法によりスラリ中の固形分量を測定し、体積で除することで濃度を測定した。４時間後のスラリの濃度（Ａ）を５分後のスラリ濃度（Ｂ）で割ることで経時変化による濃度変化率（（１−Ｂ／Ａ）×１００）を計算し、評価を行った。評価は、濃度変化率が１％未満を◎、１．０％以上５．０％未満を○、５．０％以上を×として評価した。

表１より、本発明のスラリ攪拌機構１０を用い、高さ比、流速比、流量比、圧力比を変化させることで、ブラスト加工用ノズル２３に送るスラリＳの濃度を調整することができることが分かった。また、噴射後５分後に対する噴射後４時間後の濃度の変化率は、何れの条件においても◎評価および○評価となった。これは、ブラスト加工において噴射時間が経過しても噴射材の噴射量の変化が少ないことを意味しており、安定したブラスト加工ができることが示唆される。特に実施例１ないし実施例８では◎評価となり、噴射時間が経過しても噴射材の噴射量の変化が極めて少ないので、エッチング等の微細加工にも好適に適用することができることが示唆される。

噴射材としてユリア樹脂製ショット（ＵＧ−５［新東工業株式会社製］：平均粒子径４００μｍ 比重１．３）、ガラスビーズ（ＧＢ−Ｃ［新東工業株式会社製］：平均粒子径 ３５０μｍ、比重 ２．５）、アルミナ（ＡＦ６０［新東工業株式会社製］：平均粒子径 ２５０μｍ、比重 ４．０）、鉄製グリッドＡ（ＧＨ−３：平均粒子径 ３００μｍ、比重 ７．７）、鉄製グリッドＢ（ＧＨ−１４［新東工業株式会社製］：平均粒子径 １，４００μｍ、比重 ７．７）、ホワイトアルミナ（ＷＡ＃６００［新東工業株式会社製］：平均粒子径 ２５μｍ、比重 ４．０）、ナイロンショット（ＮＳ−４［新東工業株式会社製］：平均粒子径 ４００μｍ、比重 １．１）、超硬ショット（ＳＴ−２００［新東工業株式会社製］：平均粒子径 ２００μｍ、比重１４．０）を使用し、実施例１の条件にて、アルミダイカスト製品のバリ取りを行った結果を、実施例２として説明する。

何れの噴射材でもバリ取りを行うことができたが、比重が１．２より低いナイロンショット、比重が９．０より大きい超硬ショット、平均粒子径が５０μｍより小さいホワイトアルミナ、平均粒子径が１，０００μｍより大きい鉄製グリッドＢは、他の噴射材（ガラスビーズ、アルミナ、鉄製グリッドＡ）に比べて、バリ取りが完了するまでの時間が長かった。比重または平均粒子径が小さすぎる場合は、ブラスト加工用ノズル２３に送られたスラリの濃度が安定しなかったことと、噴射材が小さすぎる事によって加工能力が不足したことが原因であると考えられる。比重または平均粒子径が大きすぎる場合は、攪拌液の噴射力のみで噴射材を十分に舞い上がらせることができず、ブラスト加工用ノズル２３に送られたスラリの濃度が低かったことが原因であると考えられる。

また、鉄製グリッドＢおよび超硬ショットによって処理された被処理物の表面は梨地状になっていた。鉄製グリッドＢおよび超硬ショットは加工能力が高いが、加工目的や材質によっては過剰な加工能力となる。このことから、被加工物の材質や性状や加工目的にあわせて噴射材を適宜選択する必要があることが示唆された。

以下、本明細書及び図面で用いた主な符号を、まとめて示す。
１０ スラリ攪拌機構
１１ スラリ吸引管
１２ 攪拌液導入管
１３ スラリ吸引部材
２０ ブラスト加工装置
２１ ブラスト加工室
２２ スラリ槽
２３ ブラスト加工用ノズル
２４ 選別機構
２５ 分離機構
２６ 貯液槽
２７ スラッジ槽
Ｓ スラリ
Ｌ 攪拌液
Ｄ スラッジ
Ｐ１ ポンプ
Ｐ２ スラリポンプ
Ｐ３ 送液ポンプ

本発明のスラリ攪拌機構を用いることで、安定したブラスト加工を行うことができ、かつ加工能力の調整が容易なブラスト加工装置およびブラスト加工方法を提供することができる。スラリ攪拌機構の設置位置や稼働条件を調整することで、噴射材の量の変化が比較的大きくてもよい加工（例えばバリ取り）から、噴射材の量の管理が求められる加工（例えばエッチング）まで、幅広いブラスト加工を行うことができる。

Claims (5)

1. 噴射材が液体に分散されたスラリを高圧ガスと共に被加工物に噴射するためのブラスト加工用ノズルと、
   前記ブラスト加工用ノズルの下方に配置され、前記スラリを貯留するためのスラリ槽であって、前記噴射材が底部に堆積したスラリ槽と、
   前記スラリ槽の底部に堆積した噴射材を分散させるための攪拌液を貯留するための貯液槽と、
   を備えるブラスト加工装置であって、
   前記スラリ槽にはスラリ攪拌機構が配置され、
   前記スラリ攪拌機構は、下端が開口され、少なくとも当該下端が前記スラリ内に浸漬された筒状のスラリ吸引管と、前記スラリ吸引管内に配置され、先端が前記スラリ内に浸漬された攪拌液導入管と、を備え、
   前記スラリ吸引管は、スラリポンプを介して前記ブラスト加工用ノズルと連結されており、
   前記攪拌液導入管は、送液ポンプを介して前記貯液槽と連結され、前記スラリ槽の底部に堆積した噴射材に向かって前記撹拌液を噴射して前記噴射材を分散させることを特徴とするブラスト加工装置。
2. 前記スラリ吸引管は上端が閉止され、前記攪拌液導入管が該上端を貫通することを特徴とする請求項１に記載のブラスト加工装置。
3. 前記ブラスト加工装置は、前記スラリからブラスト加工に適さない粒子を液体と共に除去するための選別機構と、
   前記選別機構にて除去された粒子と液体から当該液体を分離するための分離機構と、を備え、
   前記攪拌液は、前記分離機構により分離された液体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブラスト加工装置。
4. 請求項１または請求項２に記載のブラスト加工装置を用いたブラスト加工方法であって、
   前記ブラスト加工用ノズルより被加工物に向けてスラリを高圧ガスと共に噴射する工程と、
   該ブラスト加工用ノズルより噴射されたスラリを前記スラリ槽に流入する工程と、
   前記攪拌液導入管の下端部より前記攪拌液を前記スラリ槽の底部に堆積した噴射材に向けて噴射して、該噴射材を前記スラリ吸引管の下端部近傍で分散させる分散工程と、
   前記分散工程により噴射材が分散されたスラリを、前記スラリポンプを介して該スラリ吸引管の下端部より吸引すると共に前記ブラスト加工用ノズルに送る吸引工程と、
   を備えることを特徴とするブラスト加工方法。
5. 前記攪拌液の噴射力を調整することで、前記スラリ吸引管の下端部近傍のスラリの濃度を調整することを特徴とする請求項４に記載のブラスト加工方法。

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