JP6254409B2 - 弾性研磨材の製造方法,弾性研磨材の製造装置,ブラスト加工方法,及び,ブラスト加工装置 - Google Patents
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Description
弾性材料により形成されていると共に少なくとも表面が粘着性を有する核体の表面に砥粒を付着させた構造を有する弾性研磨材の製造において,
前記砥粒と前記核体を共に気体流中に導入して固気二相流を生成し,前記気体流中で前記砥粒と前記核体とを混合する混合工程を実行する混合器11と,
前記混合器11で生成された前記固気二相流を,実施形態では,少なくとも1箇所以上の曲折空間(121,122,又は123)を有する管路から成る曲折空間を備えた結合器12に導入し,前記曲折空間(121,122,又は123)を通過させることで,前記固気二相流の推進力及び又は遠心力により前記核体の表面に前記砥粒を押圧して結合させる,結合工程を含むことを特徴とする(請求項1,5)。
前記検査手段14で測定される前記砥粒の付着量が,予め設定した目標付着量に近付くよう,前記砥粒秤量手段131を制御して前記混合工程で合流させる前記砥粒の量を調整する制御手段15を設けるものとしても良い(請求項2,6)。
研磨材の噴射が行われるブラスト加工室8と,前記ブラスト加工室8の底部に連通する研磨材回収部20と,前記研磨材回収部20内の研磨材を前記ブラスト加工室8内で噴射する研磨材噴射手段30を備え,前記ブラスト加工室8から,研磨材回収部20を介し,前記研磨材噴射手段30に前記研磨材を循環させる研磨材の循環系が形成された,循環式のブラスト加工装置を使用すると共に,前記研磨材として,少なくとも表面が粘着性を有する弾性材料の核体表面に砥粒を付着させた構造の弾性研磨材を使用して行うブラスト加工方法,又は前記ブラスト加工方法に使用されるブラスト加工装置において,
前記研磨材の循環系内を循環する弾性研磨材を再生して再生弾性研磨材を得る再生工程を実行する弾性研磨材再生装置10を含み,
前記弾性研磨材再生装置10が,
砥粒供給器13からの砥粒と前記研磨材回収部20からの回収研磨材を共に気体流中に導入して固気二相流を生成し,前記気体流中で前記回収研磨材と前記砥粒とを混合する混合工程を実行する混合器11と,
前記混合器11で生成された前記固気二相流を,少なくとも1箇所以上の曲折空間(121,122,又は123)を有する管路を備えた結合器12に導入し,前記曲折空間(121,122,又は123)を通過させることで前記回収研磨材の露出した核体表面に前記砥粒を,前記固気二相流の推進力及び又は遠心力により押圧して結合させる結合工程を含むことを特徴とする(請求項9,14)。
前記検査手段14で測定される前記砥粒の付着量が,予め設定した目標付着量に近付くよう前記砥粒秤量手段131を制御して,前記混合工程で前記気体流中に導入する砥粒の量を調整する,制御手段15を設けるものとしても良い(請求項11,16)。
なお,本発明で製造あるいは再生の対象とする弾性研磨材は,弾性研磨材のうち,少なくとも表面に粘着性を有する弾性の核体と,該核体の表面に砥粒が付着した構造のものであり,上記構造のものであれば,各種材質,寸法,形状等のものを対象とすることができ,ゼラチンやエラストマーのように,自己粘着性を有する材質で構成された核体の表面に砥粒を付着させたものであっても良く,あるいは,ポリウレタン等の樹脂の表面に,前述した自己粘着性を有する材質をコーティングして表面に粘着性を付与した核体の表面に砥粒を付着させた弾性研磨材であっても良い。
弾性研磨材再生装置10を設けた本発明のブラスト加工装置の構成例を図1(A),(B)に示す。
以上のように構成された循環式のブラスト加工装置1では,研磨材を循環して使用することで,長時間,連続してブラスト加工を行うことが可能であるものの,研磨材として弾性核体の表面に砥粒を付着させた構造の弾性研磨材を使用する場合,被加工物との衝突によって核体表面に付着している砥粒が脱落し,循環使用を繰り返すうちに徐々に切削能力が低下することから,噴射圧力や噴射速度等の他の加工条件を一定に維持した加工を行う場合でも,被加工物に対する加工状態が変化する。
前述の混合器11は,再生対象である回収研磨材と,この回収研磨材の核体表面に付着させる砥粒とを,共に気体流に合流させて固気二相流を生成することにより,該気流中で回収研磨材と砥粒とを混合して,回収研磨材の表面のうち,砥粒が脱落して核体が露出している部分に対し,新たな砥粒を付着させる。
前述した混合器11を通過することで,砥粒の脱落によって核体が露出していた回収研磨材の核体露出面には,核体の持つ粘着力によって新たな砥粒が付着するものの,このような砥粒の付着は核体の持つ粘着力によって付着しているのみで,核体と砥粒との結合状態は,未だ弱い状態にある。
前述した混合器11に対し砥粒を導入する砥粒供給器13の構成としては,砥粒を予め設定した導入量で混合器11に対し定量供給することができるものであれば如何なる構造のものを使用しても良く,例えば,砥粒を貯蔵するホッパの底部に,所定寸法の孔あるいはスリットを設け,この孔,又はスリットを通過した砥粒を混合器11に送る等,比較的単純な構造の砥粒供給器13を設けるものとしても良い。
このように,砥粒供給器13に砥粒の導入量を可変と成す砥粒秤量手段131を設けた本発明のブラスト加工装置1にあっては,前述した結合器12によって得られた再生弾性研磨材の核体に対する砥粒の付着量を測定する検査手段14を設け,この検査手段14による検査結果をフィードバックすることで,混合器11に導入する砥粒量を制御するように構成しても良い。
以上で説明した本発明のブラスト加工装置1にあっては,ブラスト加工装置1に設けた研磨材の循環系外に弾性研磨材再生装置10を設けた構成とすると共に,研磨材回収部20に回収された弾性研磨材の一部を再生するものとして説明したが,例えば,研磨材回収部20から研磨材噴射手段30に至る流路中に前述した混合器11と結合器12を設け,研磨材の循環系内において回収された弾性研磨材を全量,再生工程に付すものとして構成しても良い。
弾性研磨材再生装置を備えた本発明のブラスト加工装置を使用してブラスト加工を行うことで,切削性能の低下がなく,長時間,安定した切削性能が得られることを確認する。
弾性研磨材として,自己粘着性を有するエラストマー製の核体(長径の平均値が0.3〜1.0mm)の表面に,ダイヤモンド砥粒♯10000(D50:0.6μm)を,核体の重量に対し30%の量で付着させたもの〔不二製作所製「シリウスZ」〕を使用した。使用した弾性研磨材は,実施例1においては,15時間,実施例2においては,10時間それぞれ使用したものを用いた。
上記ブラスト加工試験の結果得られた,噴射時間と切削量の変化の関係を図7〜9に示す。なお,図7は実施例1,図8は実施例2,図9は比較例(比較例1,2)の試験結果である。
7 キャビネット
8 ブラスト加工室
10 弾性研磨材再生装置
11 混合器
111 第1ボディ
112 砥粒吸入室
112a 吸入口
113 第2ボディ
114 回収研磨材吸入室
114a 入口
115 中間ハウジング
116 第1のエアジェット
117 第2のエアジェット
118 出口
12 結合器
121,122,123 曲折空間
13 砥粒供給器
130 砥粒受け部
130a 外気吸入口
131 砥粒秤量手段
132 ホッパ
133 スクリーン
134 攪拌モータ
134a 回転軸
135 攪拌ブレード
136 スクレーパ
137 ブレード
14 検査手段
15 制御手段
16a,16b 管路
20 研磨材回収部
25 排風機(ブロワー)
26 ダストコレクタ
30 研磨材噴射手段(ブラストガン)
41 研磨材供給管
42 砥粒供給管
43 回収研磨材供給管
50 検査室
51 検査台
Claims (18)
- 弾性材料により形成されていると共に少なくとも表面が粘着性を有する核体の表面に砥粒を付着させた構造を有する弾性研磨材の製造方法において,
前記砥粒と前記核体を共に気体流中に導入して固気二相流を生成し,前記気体流中で前記砥粒と前記核体とを混合する混合工程,
前記混合工程で生成された前記固気二相流を,少なくとも1箇所以上の曲折空間に導入し,前記固気二相流の推進力及び又は遠心力により曲折空間を通過させることで前記核体の表面に前記砥粒を押圧して結合させる結合工程を含むことを特徴とする弾性研磨材の製造方法。 - 前記結合工程を経て回収された弾性研磨材の,前記核体表面に対する前記砥粒の付着量を測定する検査工程を更に含み,
前記検査工程で測定される前記砥粒の付着量が,予め設定した目標付着量に近付くよう,前記混合工程で合流させる前記砥粒の量を制御することを特徴とする請求項1記載の弾性研磨材の製造方法。 - 前記検査工程における前記核体表面に対する前記砥粒の付着量の測定を,得られた弾性研磨材の安息角を測定することにより行うことを特徴とする請求項2記載の弾性研磨材の製造方法。
- 前記曲折空間を,上流側から下流側に向かうに従い変化が急と成る湾曲形状としたことを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の弾性研磨材の製造方法。
- 弾性材料により形成されていると共に少なくとも表面が粘着性を有する核体の表面に砥粒を付着させた構造を有する弾性研磨材の製造装置において,
前記砥粒と前記核体を共に気体流中に導入して固気二相流を生成する混合器と,
前記混合器で生成された固気二相流が導入される,少なくとも1箇所以上の曲折空間を有する管路から成る結合器を備えたことを特徴とする弾性研磨材の製造装置。 - 前記結合器で得られた弾性研磨材の前記核体表面に対する前記砥粒の付着量を測定する検査手段と,
前記混合器に対する前記砥粒の供給量を可変と成す砥粒秤量手段と,
前記検査手段で測定される前記砥粒の付着量を,予め設定された目標付着量に近付けるよう,前記砥粒秤量手段による前記砥粒の供給量を制御する制御手段を更に設けたことを特徴とする請求項5記載の弾性研磨材の製造装置。 - 前記検査手段が,前記核体表面に対する前記砥粒の付着量として,得られた弾性研磨材の安息角を測定することを特徴とする請求項6記載の弾性研磨材の製造装置。
- 前記結合器に設けた曲折空間を,上流側から下流側に向かうに従い変化が急と成る湾曲形状に形成したことを特徴とする請求項5〜7いずれか1項記載の弾性研磨材の製造装置。
- 研磨材の噴射が行われるブラスト加工室と,前記ブラスト加工室の底部に連通する研磨材回収部と,前記研磨材回収部内の研磨材を前記ブラスト加工室内で噴射する研磨材噴射手段を備え,前記ブラスト加工室から,研磨材回収部を介し,前記研磨材噴射手段に前記研磨材を循環させる研磨材の循環系が形成された,循環式のブラスト加工装置を使用すると共に,前記研磨材として,少なくとも表面が粘着性を有する弾性材料の核体表面に砥粒を付着させた構造の弾性研磨材を使用して行うブラスト加工方法において,
前記研磨材の循環系内を循環する弾性研磨材を再生して再生弾性研磨材を得る再生工程を含み,
前記再生工程が,
砥粒供給源からの砥粒と前記研磨材回収部からの回収研磨材を共に気体流中に導入して固気二相流を生成し,前記気体流中で前記回収研磨材と前記砥粒とを混合する混合工程と,
前記混合工程で生成された前記固気二相流を,少なくとも1箇所以上の曲折空間を有する管路に導入し,前記固気二相流の推進力及び又は遠心力により曲折空間を通過させることで前記回収研磨材の露出した核体表面に前記砥粒を押圧して結合させる結合工程を含むことを特徴とするブラスト加工方法。 - 前記研磨材の循環系外に再生経路を設け,前記研磨材回収部に回収された弾性研磨材の一部を前記回収研磨材として前記再生経路に導入して前記混合工程と前記結合工程を行った後,前記結合工程を経て得た前記再生弾性研磨材を,いずれかの位置で前記研磨材の循環系内に戻すことを特徴とする請求項9記載のブラスト加工方法。
- 前記結合工程を経て回収された前記再生弾性研磨材の核体表面に対する前記砥粒の付着量を測定する検査工程を更に含み,
前記検査工程で測定される前記砥粒の付着量が,予め設定した目標付着量に近付くよう,前記混合工程で前記気体流中に導入する砥粒の量を制御することを特徴とする請求項9又は10記載のブラスト加工方法。 - 前記検査工程における前記再生弾性研磨材の核体表面に対する前記砥粒の付着量の測定を,得られた再生弾性研磨材の安息角を測定することにより行うことを特徴とする請求項11記載のブラスト加工方法。
- 前記曲折空間を,上流側から下流側に向かうに従い変化が急と成る湾曲形状としたことを特徴とする請求項9〜12いずれか1項記載のブラスト加工方法。
- 研磨材の噴射が行われるブラスト加工室と,前記ブラスト加工室の底部に連通する研磨材回収部と,前記研磨材回収部内の研磨材を前記ブラスト加工室内で噴射する研磨材噴射手段を備え,前記ブラスト加工室から,研磨材回収部を介し,前記研磨材噴射手段に前記研磨材を循環させる研磨材の循環系が形成されていると共に,少なくとも表面が粘着性を有する弾性材料の核体表面に砥粒を付着させた構造の弾性研磨材を前記研磨材として使用するブラスト加工装置において,
前記研磨材の循環系内を循環する弾性研磨材を再生して再生弾性研磨材を得る弾性研磨材再生装置を含み,
前記弾性研磨材再生装置が,
砥粒供給器からの砥粒と前記研磨材回収部からの回収研磨材を共に気体流中に導入して固気二相流を生成する混合器と,
前記混合器で生成された前記固気二相流が導入される,少なくとも1箇所以上の曲折空間を有する管路から成る結合器を含むことを特徴とするブラスト加工装置。 - 前記弾性研磨材再生装置を前記研磨材の循環系外に設け,
前記混合器を前記研磨材回収部に連通して,前記研磨材回収部内の弾性研磨材の一部を前記回収研磨材として前記混合器に導入すると共に,
前記結合器の下流側において前記弾性研磨材再生装置を前記研磨材の循環系に連通したことを特徴とする請求項14記載のブラスト加工装置。 - 前記弾性研磨材再生装置が,前記結合器で得られた前記再生弾性研磨材の核体表面に対する前記砥粒の付着量を測定する検査手段を更に含み,
前記砥粒供給器に,前記混合器に対する前記砥粒の導入量を可変と成す砥粒秤量手段を設けると共に, 前記検査手段で測定される前記砥粒の付着量が,予め設定した目標付着量に近付くよう,前記砥粒秤量手段による前記砥粒の導入量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項14又は15記載のブラスト加工装置。 - 前記検査手段が,前記再生弾性研磨材の核体表面に対する前記砥粒の付着量として,得られた再生弾性研磨材の安息角を測定することを特徴とする請求項16記載のブラスト加工装置。
- 前記結合器に設けた曲折空間を,上流側から下流側に向かうに従い変化が急と成る湾曲形状に形成したことを特徴とする請求項14〜17いずれか1項記載のブラスト加工装置。
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