JPH10277942A - ショットブラスト加工における研掃材投射方法及びショットブラスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のショットブラスト装置は、同一型式で
同一のローター回転数では、研掃材投射量は一定であ
り、一定型式のものを用いた場合、ローター回転数を上
げないと投射量を増加させることができなかった。とこ
ろが、ローター回転数を上げれば投射速度が上がり、被
研掃体の反りや歪みを発生させたり表面の過粗化を招い
たり、研掃材の消耗を激しくしていた。これに対して、
装置を大型化すれば投射速度を変えずに投射量の増加を
図れるが、設備コストや、電力消費量等のランニングコ
ストの高騰を招くと共に、幅の狭い線材等の被研掃体を
研掃加工する場合、不要な空間へ研掃材を投射してお
り、無駄が大きかった。尚、投射口だけを狭くした大型
装置を用いた場合は、装置内及び投射口の外で研掃材の
緩衝が生じて目的とする研掃効果が得られなかった。 【解決手段】 研掃材投射装置の研掃材供給経路に空気
導入管３２を設けてショットブラスト装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はショットブラスト加
工における研掃材投射方法及びショットブラスト装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ショットブラスト加工としては、
一例として図１〜図３に示す如き研掃材投射装置を備え
たショットブラスト装置を用いて行なわれており、上記
研掃材投射装置の投射口から投射される研掃材によって
被研掃体の表面加工等を行なっていた。

【０００３】ここで、従来のショットブラスト装置に備
えられている上記従来の研掃材投射装置について図に基
づき説明する。研掃材投射装置１は、基板２にローター
ユニット３とモーター４が取り付けられており、ロータ
ーユニット３の回転軸に固定されたプーリー３１とモー
ター４の回転軸に固定されたプーリー４１とにベルト５
が架けられており、それによってモーター４の回転駆動
力がローターユニット３に伝達されるようになってい
る。基板２にはまたローターカバー６が取り付けられて
いる。９は研掃材が投射されるためにローターカバー６
の基板２の裏側において開口した研掃材投射口である。
７はローターカバー６側面において該カバー６の内部空
間に連通して設けられている研掃材供給用のシュート、
８は該シュート７の上部に取り付けられたホッパーであ
る。

【０００４】ローターユニット３のローター軸１０は防
飛環１１と防飛環ゴム１２にこの順で挿通され、デスク
１３の中心の螺子穴に螺入されてデスク１３がローター
軸１０に固定されている。デスク１３のローターユニッ
ト３側とは反対側面には螺子穴を中心にしてその周囲に
放射状に等間隔となるようにブレード１４が、ブレード
押さえ１５とブレードボルト１６によって固定されてい
る。ブレード１４は研掃材を押し飛ばすためのものであ
り、羽根状体である。

【０００５】デスク１３のブレード１４の取り付け面側
には、デフレクタ１７を介してインペラ１８が固定され
ている。インペラ１８は、インペラボルト１９をインペ
ラ１８の中心の穴に挿通してローター軸１０の中心に設
けられた螺子穴に螺入することによりデスク１３及びロ
ーター軸１０に固定されている。デフレクタ１７は研掃
材を適当位置でブレード１４面上に供給するためのもの
で、適当方向に研掃材が投射されるように、特定位置に
のみ開口部１７ａが設けられて位置固定されており、該
デフレクタ１７内側から開口部１７ａを通して特定部位
以外へは研掃材が排出されないようになっている。即
ち、デフレクタ１７は、一端が上記インペラボルト１９
を挿通できる穴を有し他端が開放された筒体の周壁に開
口部１７ｂを有してなる。デフレクタ１７からブレード
１４面への研掃材供給位置を調節することにより研掃材
の投射方向を調節できる。インペラ１８の各開口部１８
ａ間の仕切り部分とブレード１４とはローターの回転軸
からの同一放射線上にあり、インペラ１８の開口部１８
ａと、各ブレード１４間の位置は同調している。

【０００６】また、インペラ１８はシュート７から供給
される研掃材を詰まりなく且つ均一にインペラ１８外部
へ排出させるためのものであり、インペラ１８の内部１
８ａに供給された研掃材を、インペラ１８の回転により
その遠心力でインペラ１８の外部へ飛び出させようとす
る作用を働かせるようになっている。即ち、インペラ１
８は、一端が上記インペラボルト１９を挿通でき且つそ
れによりローター軸１０に固定できる穴を有し他端が開
放された筒体の周壁に複数の開口部１８ｂを有してな
る。インペラ１８はデフレクタ１７の内部１７ａに収納
された形で配置されている。

【０００７】そして、デスク１３、ブレード１４、イン
ペラ１８は、ローター軸１０の回転に伴い、図３に示す
ように、一体に回転するようになっている。デフレクタ
１７は回転せず位置的に固定状態となっている。デスク
１３からインペラボルト１９までの上記各部材は、ロー
ターカバー６の内部に収納されている。

【０００８】ローターカバー６は、下部カバー６１と上
部カバー６２とからなる。下部カバー６１は、デスク側
保護板２１と、シュート側保護板２２と、該両保護板２
１，２２との間に上記デスク１３からインペラボルト１
９までの上記各部材が収納できる空間を設けて両保護板
２１，２２を連結する左右側保護板２９，３０とからな
る。２１ａ，２２ａは軸穴、２３は内周裏張板、２４は
保護板取り付けボルトである。また、上部カバー６２
は、下部カバー６１の形状を上方に適当長さ延長した先
端に上部保護板２６が設けられた形状を有しており、下
部カバー６１の上方開口部を閉塞できるようになってい
る。２５は上部カバー６１と下部カバー６２との間に設
けられるパッキン、２７は天井裏張板、２８は内周裏張
板である。ローターカバー６は全体として正面（ロータ
ー軸芯の奥行き方向に向かって）略台形状の形状を有し
ている。

【０００９】防飛環１１は防飛環ゴム１２を介してロー
ターカバー６の外側からデスク側保護板２１の軸穴２１
ａの位置に固定されている。また、ローターカバー６の
外側においてシュート側保護板２２の軸穴２２ａの位置
には、シュート７がシュートパッキン２０を介して固定
されている。

【００１０】ホッパー８にある研掃材は、自重によりシ
ュート７に押し進められ、回転するインペラ１８の内部
１８ａに到達させられる。そして、内部１８ａから更に
押し出されて開口部１８ｂを通してデフレクタ１７の開
口部１７ｂの外側へ押し出される。そして、ブレード１
４の面へ溢れ落とされることによりプレード１４の面へ
と到達させられる。

【００１１】図３はローターカバー６の内部に収納され
た部分の動きを示す図である。デスク１３は図中矢印ａ
方向に回転させられる。ブレード１４の面へと到達せら
れた研掃材は、デスク１３即ちまたブレード１４の回転
により、ブレード１４に押し飛ばされて、図に示すよう
に投射口から外側へと投射させられる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
研掃材投射装置（以下、投射装置という）は、同一型式
で同一のローター回転数の時は研掃材の単位時間当たり
の投射量（以下、投射量という）は一定であり、一定型
式のものを用いた場合、投射量を増加するためにはロー
ター回転数を増加しなくてはならなかった。

【００１３】ところが、ローターの回転数を増加する
と、投射速度も大きくなり、被研掃体の表面を必要な表
面粗さに仕上げることができないと共に、被研掃体を反
らせる等被研掃体の全体形状を歪ませるという不具合を
生じる虞れがあった。また、投射速度が大きくなると研
掃材の消耗を激しくするため、経済的な不利を招いてい
た。また、回転数を増加するにはその増加倍率の２乗に
比例するモーター馬力を必要とし、電力消費量等のラン
ニングコストの高騰するが、その割合に相応した研掃効
果が得られず不経済であった。

【００１４】研掃材投射量を増加させるためとして、ロ
ーター回転数を増加させる代わりにインペラ径の大きい
大型の投射装置を用いることも行なわれているが、装置
全体が大型化すると設備コストや電力消費量等のランニ
ングコストが高騰すると共に、線材等の細い被研掃体の
研掃加工を行なう場合、不要な空間へ研掃材が投射され
ることとなり、無駄が大きかった。

【００１５】このような無駄をなくすために投射口を幅
狭に構成することが考えられるが、投射口の幅に合わせ
てインペラを幅狭にすれば投射量が減少する。これに対
し、インペラの幅をそのままとし、ブレードの先端を先
細にして投射口を細長く形成し、投射された研掃材が細
長い範囲に収束されるようにすることもなされている。
しかし、装置内及び投射口から出た後でも研掃材同士が
緩衝し合って目的とする研掃効果を得ることができなか
った。

【００１６】即ち、従来では、例えば、ブレード幅が６
０ｍｍの投射装置を用いて、線径が１０ｍｍの線状の被
研掃体を研掃加工する場合、幅５０ｍｍに相当する範囲
は研掃材の無駄打ちとなり、そのままでは線径に対する
収束効率が悪かった。

【００１７】また、従来は、流動性において球状の研掃
材よりも劣るグリット形状の研掃材を用いる場合、研掃
材を多量に投射するには、無理にローターの回転数を上
げたり、或いは大出力馬力のモーターに取り替えてい
た。しかし、ローターの回転数を無理に上げるとモータ
ーの過負荷を招く。

【００１８】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
って、上記従来技術の欠点を解消し、大型の投射装置を
用いたり、適正投射速度を変えたりすることなく投射量
を増加させることができると共に、グリット形状の研掃
材を用いた場合でも多量に投射でき、また狭い範囲に投
射するように投射装置を構成した場合には、適正投射速
度を維持して多量の研掃材を、無駄打ちなく投射するこ
とができるショットブラスト加工における研掃材投射方
法を提供することを目的とする。また、本発明の別の目
的は、上記方法を実施するためのショットブラスト装置
を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）研掃材
投射装置の研掃材供給経路に空気を導入し、該空気によ
って研掃材を研掃材供給用シュート出口側へ圧送しなが
ら研掃材の投射を行なうことを特徴とするショットブラ
スト加工における研掃材投射方法、（２）研掃材投射装
置の研掃材供給経路に、該経路に空気を供給するための
空気排出口を設けて構成したことを特徴とするショット
ブラスト装置、（３）研掃材投射装置の研掃材供給経路
に空気導入管を設けて構成したことを特徴とするショッ
トブラスト装置を要旨とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明方法につき詳細に説
明する。本発明のショットブラスト加工における研掃材
投射方法は、研掃材投射装置のシュート内に空気を導入
し、該空気によって研掃材をシュート内からシュート出
口に向かって強制的に圧送するものである。ここにおい
て、シュート出口からブレードまでの間においても研掃
材は圧送されることとなる。更に、研掃材が回転するブ
レードによって投射口から装置外へ押し飛ばされるに際
しても、なお圧送作用が働いていてもよい。シュート内
に導入する空気は研掃材を圧送できる所定の圧力を有す
るものである。このような空気としてはコンプレッサー
により得られる圧縮空気やブロアーにより得られる空気
等を用いることができる。

【００２１】本発明の方法を用いれば、ブレードに多量
の研掃材を送ることができ、その結果、研掃材の投射速
度を上げたり、大型の装置を用いたりする必要なく、同
一型式の投射装置を用いて同一のローターの回転数で投
射を行なっても、単位時間当たりの投射量を増加させる
ことができる。

【００２２】また、投射速度を遅くするためにローター
の回転数を下げても、投射量を低下させないようにする
ことができるため、被研掃体の反りや歪み、或いは表面
の過粗化を防止するために投射速度を落としても、従来
よりも良好な研掃状態を得るために必要な時間を従来と
同等以下にでき、研掃効率を低下させることがない。

【００２３】また、本発明によれば、従来は不可能であ
ったモーター最大能力の下での投射量を超える投射量を
得たい時、導入空気量や圧力を調節することにより投射
量の増加が可能である。また投射量の微調整も可能であ
る。従来、投射量の微調整はローター回転数を調節して
行なっていたが、それに伴い投射速度が変化するので適
正な研掃状態が得られなくなると共に、本発明の如き微
妙な調整は行なえなかった。

【００２４】次に、本発明のショットブラスト装置につ
き、図４〜図８に基づき詳細に説明する。図は本発明シ
ョットブラスト装置に用いられる研掃材投射装置の一例
を示す図であり、図４は研掃材投射装置の要部を示す斜
視図、図５は図４のＡ−Ａ線断面図、図６は図４のＢ−
Ｂ線断面図、図７は図４のＣ−Ｃ線断面図、図８は作用
を説明するための図である。

【００２５】本発明ショットブラスト装置における研掃
材投射装置は、従来における研掃材投射装置の、研掃材
供給経路に、該経路に空気を供給するための空気排出口
を設けて構成したものである。具体的には例えば図４〜
図８に示すように、シュート７内に空気導入管３２を配
して構成することができるが、このような態様に限られ
ず、シュート７の中等の研掃材供給経路に、空気を供給
するための空気排出口３３が設けられていればよい。

【００２６】図４においては、空気導入管３２はその空
気排出口３３がシュート７の出口側より内側のシュート
７内に設けられているが、空気導入管３２全体がシュー
ト７の中に設けられていても、或いは上部がシュート７
の外側に設けられていても、どちらでもよい。空気導入
管３２の元部（空気導入側）には、図示しないコンプレ
ッサーの圧縮空気排出口或いはブロアーの空気排出口に
連結された送空管が連結される。

【００２７】空気導入管３２は、シュート７内に空気を
導入してそれによりシュート７出口側へ研掃材を圧送で
きれば、如何なる材質で如何なる位置に設けられていて
もよいが、比較的柔軟であるのが好ましく、耐摩耗性に
優れた材質からなるのが望ましい。また、シュート７に
屈曲部があり、空気導入管３２が該屈曲部におけるシュ
ート７中心部よりもシュート７出口側へ長いものである
場合は、空気導入管３２は該屈曲部から先端側が屈曲方
向に沿って自由に曲がるように柔軟な材質からなるもの
であるのが好ましい。特に好ましくは、屈曲部分付近に
相当する部分が柔軟な材質であり、それ以外は耐磨耗性
に優れた材質からなるものである。

【００２８】例えば、空気導入管３２は、基部３４と先
端部３５とを金属製パイプで構成し、両者の間の、屈曲
部相当部付近の適当範囲３６を柔軟なゴムやプラスチッ
ク等の材質で構成することができる。前記屈曲部相当部
に用いられる柔軟な材質でも、耐磨耗性に富むものほど
好ましい。

【００２９】空気導入管３２が、少なくともシュート７
の屈曲部から先端側が屈曲方向に沿って自由に曲がるよ
うに柔軟な材質からなるものである場合は、研掃材の移
動に伴い、図８中の２点鎖線で示すように、研掃材の流
れに沿って流れ方向に曲がるので、研掃材をシュート出
口側へ圧送する作用が無駄なく充分に発揮され、且つ研
掃材の流れを妨げることがないので研掃材をシュート出
口側へと潤滑に圧送することができる。

【００３０】空気導入管の好ましい内径、外径及びその
設けられる好ましい位置は、それが設けられる研掃材投
射装置の能力やシュートの内径等によって異なるため、
最適な値は研掃材投射装置の装置仕様に応じて実験的に
求めて適宜設計される必要がある。また、導入される空
気の圧力の大きさや空気量によってブレード側へ研掃材
を圧送する効果が異なるので、要求される投射量に応じ
て空気圧や空気量を調整する。

【００３１】本発明における投射装置を用いれば、従来
と比較して多量の研掃材をインペラ１８内に送り込むこ
とができ、その結果、多量の研掃材をブレード１４面へ
送り出すことができる。従って、同一のモーター馬力の
装置を用いて同一回転数で運転しても、従来と比較して
多量の研掃材を投射することができ、同一の研掃効果を
得るために要する時間を短縮できて研掃効率の向上を図
れる。

【００３２】また、本発明によれば、グリット形状の研
掃材も従来と比較して多量にブレード面へ送り出すこと
ができ、その結果、従来と比較して多量の研掃材を投射
することができる。

【００３３】

【実施例】次に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に
詳細に説明する。尚、以下に示す実施例は本発明の一例
であり、本発明はこれに限定されるものではない。以下
のように構成した研掃材投射装置を用いてショットブラ
スト装置を構成した。従来の研掃材投射装置（株式会社
ニッチュー製Ｒ−３−１型，モーター：１．５ｋｗ）の
シュート内に空気導入管を設けて、図６に示すような研
掃材投射装置を構成した。空気導入管３２としては内径
６ｍｍφのゴムホースを用いた。空気導入管３２の取り
付け位置は、図６に示すように、シュート７の出口側内
壁からの距離ｂが４０ｍｍの位置に空気導入管３２にお
けるシュート７出口側の周壁が位置するようにすると共
に、図７に示すように、空気導入管３２の中心がロータ
ー回転軸芯の延長線（図中、１点鎖線で示す）上に位置
するように、シュート７出口側内壁に沿って垂下させ、
その先端の空気排出口３３がシュート７の下部内壁に僅
かに当接するようにした。

【００３４】上記のショットブラスト装置を用いて、モ
ーターの電流値と導入空気圧力とを種々変えて研掃材の
投射テストを行なった。ローターの回転数は２８００ｒ
ｐｍとした。また、研掃材としてはグリット形状（鋭角
の多い形状）の平均粒径０．６ｍｍφの鉄片粒を用い
た。結果を表１に示す。

【００３５】また、比較例として、空気導入管を設けな
い他は実施例と同じ型式の投射装置を備えた従来のショ
ットブラスト装置を用いて実施例と同一のローター回転
数で同様のテストを行なった。結果を表１に併せて示
す。

【００３６】尚、比較例においては、電流値６．５Ａｍ
ｐを超えてモーターを作動させることはできなかった。
従って、空気導入管を有しない構造の従来の前記型式の
投射装置では、投射量として３０〜３５ｋｇ／ｍｉｎが
上限値である。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のショット
ブラスト加工における研掃材投射方法によれば、従来の
装置を利用して簡単な操作を加えるだけで、装置を大型
化せずしかも適正投射速度を変えることなく、同一型式
で同一のローター回転数で投射を行なっても投射量を増
加させることができるので、簡単且つ低コストで研掃効
率の向上が図れる利点がある。また、投射速度を速める
必要がないので被研掃体の反りや歪みを防止して必要な
表面粗さに仕上げることができると共に、研掃材の消耗
を大幅に低減できる。また、狭い範囲に投射するように
投射装置を構成した場合には、適正投射速度を維持し、
しかも研掃効率を低下させないように、多量の研掃材を
無駄打ちなく投射することができ、装置能力を充分に活
かせて経済的である。また、本発明方法によれば、流動
性において球状の研掃材よりも劣るグリット形状の研掃
材を用いた場合でも、従来と比較して多量の研掃材を投
射することができる。従って、グリット形状の研掃材を
用いて多量の研掃材を投射する際に無理にローターの回
転数を上げてモーターの過負荷を招くことも、或いは大
出力馬力のモーターに取り替える手間を生じることもな
い。

【００３９】また、本発明のショットブラスト装置は、
研掃材投射装置の研掃材供給経路に空気を導入できるよ
うに構成したので、導入した空気によって多量の研掃材
をブレードに圧送できる。そのため、本発明方法によっ
て得られる上記した如き種々の効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のショットブラスト装置における研掃材投
射装置の一例を示す斜視図である。

【図２】図１の要部の分解斜視図である。

【図３】従来のショットブラスト装置における研掃材投
射装置のローターカバー内部の機構の動きを示す図であ
る。

【図４】本発明ショットブラスト装置における研掃材投
射装置のローターカバー内部の機構及びローター軸周辺
の例を示す斜視図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】図４のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】図４のＣ−Ｃ線断面図である。

【図８】図４のＣ−Ｃ線断面図であり、空気導入管の動
きを説明するための説明図である。

【符号の説明】 ７ シュート ３２ 空気導入管 ３３ 空気排出口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研掃材投射装置の研掃材供給経路に空気
   を導入し、該空気によって研掃材を研掃材供給用シュー
   ト出口側へ圧送しながら研掃材の投射を行なうことを特
   徴とするショットブラスト加工における研掃材投射方
   法。
2. 【請求項２】 研掃材投射装置の研掃材供給経路に、該
   経路に空気を供給するための空気排出口を設けて構成し
   たことを特徴とするショットブラスト装置。
3. 【請求項３】 研掃材投射装置の研掃材供給経路に空気
   導入管を設けて構成したことを特徴とするショットブラ
   スト装置。