JPH10296635A - ウエットブラスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエットブラスト加工法において、長期に渡
って高精度の加工精度を維持する。 【解決手段】 ノズル４の流体通路を分割板22によって
上層４ｂ、下層４ｃに分割する。そして、上層４ｂには
砥粒供給装置に連通する管路24を合流させている。よっ
て、上層４ｂにのみ砥粒が供給され、上層４ｂを流れる
水流はスラリー流となる。このため、ノズル４の先端開
口部４ａでは、上層４ｂから吐出されるスラリー流29
と、下層４ｃから吐出される水流30とからなる２層流31
を形成することができる。ガイド板12は下層４ｃ側に設
けられているので、２層流31のうちガイド板12と直接的
に接触するのは、水流30の方である。したがって、稼動
時間の累積と共にガイド板12が研磨されてしまうことが
なく、ガイド板12による整流効果を長期に渡って維持す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体に砥粒を混入
させ被加工物に吹き付けることにより、研削加工、表面
処理加工等を行うウエットブラスト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、無数の砥粒を超高速で被加工
物に衝突させ、その表面を加工するブラスト加工法が、
梨地仕上げ、表面研削、洗浄、ピーニング加工等、さま
ざまな用途に用いられている。このブラスト加工法に
は、砥粒を気体の圧力で吐出させるいわゆるドライブラ
スト加工法と、砥粒を液体に混入させて吹きつける、い
わゆるウエットブラスト加工法とがある。

【０００３】さて、このウエットブラスト加工法は、ド
ライブラスト加工法に比べ以下に列記するような利点を
有している。 液体を使用する為、衝撃熱（加工熱）を液体により効
率的に排出することができる。 砥粒が液体と混合された状態で用いられるので、砥粒
の微細粒度の制限が原則的にない。 被加工物と砥粒との衝突、摩擦によって生ずる静電気
は液体をアースして逃げる為、被加工物および装置に帯
電現象を生じない。 被加工面（露出した母材）は液体で覆われ、変質する
ことなく次工程に送ることができる。 加工による研削屑、破砕した砥粒等は液体中に混合さ
れる為、粉塵を生じない。また、汚れの再付着もない。 液体が緩衝材として働く為、加工物への研磨材の埋め
込みがない。 液体に防錆剤、脱脂剤等の処理液を混入すれば、２次
加工が同時に行える。

【０００４】上記ウエットブラスト加工法を実施する為
の加工装置の従来例としては、特開平4-146080号公報等
にその詳細が開示されている。ここで、従来のウエット
ブラスト加工装置の一例を、図４に示して簡単に説明す
る。ブラストタンク１には、必要な砥粒と液体（水）と
を貯留している。また、ブラストタンク１は、砥粒の停
滞がないように底部をブラストポンプ２の吸入口に向け
て最適な傾斜角度で絞り込んでいる。ブラストタンク１
内の砥粒および水は、ブラストポンプ２により、加工室
３のノズル４へと供給される。ノズル４では、ブラスト
タンク１から送り込まれるスラリー（砥粒と水との混合
物）に、吸気口５から取り込んだエアを混入させ、図示
しない被加工物に噴射する。なお、ブラストポンプ２に
吸引されたスラリーの一部は、攪拌用バイパス管路６を
通り、ブラストタンク１内の砥粒と水とを攪拌して、安
定したスラリーを提供する為に用いられる。

【０００５】また、図４のウエットブラスト加工装置
は、ブラストタンク２の液面近傍において該ブラストタ
ンクと連通する１次水洗タンク７を有する。この１次水
洗タンク７は、ブラストタンク１のオーバーフローを受
け取ることにより、比較的砥粒の少ないスラリーを蓄え
る。そして、１次水洗タンク７内のスラリーを１次水洗
ポンプ８でくみ上げ、分離装置９で砥粒と水とを分離し
た後に、加工室３のシャワー10に水を供給する。なお、
１次水洗タンク７にも、攪拌用バイパス管路11を備え得
ている。

【０００６】ところで、ウエットブラスト加工法では、
砥粒の噴射媒体として液体を用いるので、被加工物に噴
射する際に液体の流れが不規則に変化し易く、通常の砥
石を用いた加工法と比較すると、高精度の加工を行うこ
とが困難であった。この問題を解決する手法として、ノ
ズル４から吐出されるスラリーの整流効果を高めるべ
く、図５に示すようなガイド板12を設けた例がある。こ
のように、スラリーの整流効果を高めることにより加工
精度を高めた例としては、特開平8-168964号公報等にそ
の詳細が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ガイド板12
を設けることによりスラリーの整流効果を高めた従来例
には、以下のような問題点が存在していた。すなわち、
スラリーは水に砥粒を混入してなるものであることか
ら、稼動時間の累積と共にガイド板12自体が研磨される
ことになる。そして、時間が経過するに従ってガイド板
12がガイド板としての働きをなさなくなり、これによる
整流効果の低下を来すことになる。したがって整流効果
を維持する為には、ガイド板12をノズル４に対して着脱
自在とし、メンテナンス時に交換する必要があった。

【０００８】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、ガイド板12の消耗を防
ぎ、ウエットブラスト加工法において長期に渡って高精
度の加工精度を維持することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為の
本発明に係る手段は、液体に砥粒を混入させ噴射ノズル
から高圧噴射して被加工物に吹き付けるウエットブラス
ト装置であって、流体供給手段と連通する噴射ノズルの
流体通路を第１層、第２層に分割し、該第２層にはその
先端開口部にノズル軸と平行な流体ガイドを設け、前記
第１層には砥粒供給手段と連通する管路を合流させてな
ることを特徴とする。

【００１０】本発明においては、噴射ノズルの流体通路
を第１層、第２層に分割し、第１層にのみ砥粒供給手段
と連通する管路を合流させていることから、第１層が液
体と砥粒とが混合したスラリー流を、第２層が液体のみ
からなる流れを形成し、噴射ノズルの先端開口部では、
これらが重なり合った２層流を形成する。また、該第２
層にはその先端開口部にノズル軸と平行な流体ガイドを
設け、該流体ガイドによって前記２層流を整流する。し
たがって、該流体ガイドは、前記２層流のうち液体のみ
からなる流れに対し直接的に接触する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、従来例と同一部分若
しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい
説明を省略する。

【００１２】図２、図３には、本発明の実施の形態に係
るウエットブラスト装置を示している。タンク13は、複
数の浄化槽13ａ，13ｂ，13ｃを有しており、第１浄化槽
13ａに回収されたスラリーが、第２浄化槽13ｂを通過し
第３浄化槽13ｃに至るまでの間に、砥粒、粉塵等は液体
（水）と分離される。よって、第３浄化槽13ｃ内にはほ
ぼ水のみが貯留されている。この第３浄化槽13ｃの水を
高圧ポンプ14でくみ上げ、管路15を介してノズル４に送
り込む。ノズル４はその中心軸が略水平となるように固
定されており、さらにその先端部には、ノズル軸と平行
にガイド板（流体ガイド）12が設られけている。

【００１３】被加工物16は、チャック17によってガイド
板12の上に位置するよう把持されている。チャック17は
駆動装置18によって回転駆動することが可能である。ま
た、チャック17および駆動装置18はスライダ19に支持さ
れている。スライダ19は、送りモータ20およびボールね
じ21によって昇降自在である。したがって、被加工物16
は回転自在に支持され、かつ、ガイド板４との距離を自
由に調節することが可能となっている。ノズル４から噴
射されたスラリーは、ガイド板12上を流れることによっ
て平滑に整流され、被加工物16に加工を施した後、タン
ク13の第１浄化槽13ａに回収される。

【００１４】ところで、本発明の実施の形態に係るノズ
ル４は、図１に示すようにその流体通路内に分割板22を
設け、該流体通路の中間部から先端開口部４ａにかけて
を第１層４ｂ（以下、上層という）、第２層４ｃ（以
下、下層という）に分割している。そして、スラリーを
整流する為のガイド板12は、下層４ｃ側に固定してい
る。また、上層４ｂには砥粒供給装置23（図２、図３）
に連通する管路24を合流させている。

【００１５】また、図２に示すように、砥粒供給装置23
は複数（23ａ，23ｂ，23ｃ）設けられており、各々が砥
粒タンク25（25ａ，25ｂ，25ｃ）を有している。そし
て、各砥粒タンク内の砥粒の粒度を変えておく。また、
管路24には砥粒の流量センサ26（26ａ，26ｂ，26ｃ）を
設けており、砥粒の供給量を正確に検出することができ
る。そして、流量センサ26の検出信号に基づいて、制御
装置27において砥粒供給装置23の流量制御を行う。さら
に、ノズル４にも流量センサ28を設け、ここでの砥粒の
流量を検出し、制御装置27に検出信号を送信することに
より、砥粒供給量の検出精度を向上させている。また、
加工中において砥粒の供給を受ける砥粒タンク25を変え
ることにより、ノズル４に供給する砥粒の粒度を変更す
ることも容易である。

【００１６】上記構成をなす本発明の実施の形態から得
られる作用効果は、以下の通りである。図１に示すよう
に、流体通路を分割板22によって上層４ｂ、下層４ｃに
分割したノズル４に、タンク13の第３浄化槽13ｃに貯留
された水を高圧ポンプ14でくみ上げ、供給している。す
ると、ノズル４の上層４ｂ、下層４ｃのいずれにも水流
が形成される。ところで、上層４ｂには、砥粒供給装置
23（図２、図３）に連通する管路24を合流させている。
よって、砥粒供給装置23を制御して上層４ｂに砥粒を供
給することにより、上層４ｂを流れる水流のみがスラリ
ー流となる。そして、図１に示すように、ノズル４の先
端開口部４ａにおいて、上層４ｂから吐出されるスラリ
ー流29と、下層４ｃから吐出される水流30からなる２層
流31を形成する。

【００１７】さて、ガイド板12は下層４ｃ側に設けられ
ているので、２層流31のうちガイド板12と直接的に接触
するのは、水流30の方である。したがって、従来のごと
く稼動時間の累積と共にガイド板12が研磨されてしまう
ことを防ぎ、ガイド板12による整流効果の低下を回避す
ることができる。また、図３に示すように、被加工物16
はガイド板12の上方に位置するように支持されているこ
とから、２層流31のうちスラリー流29を効率的に被加工
物16に当てることができる。以上のごとく、ガイド板12
によって２層流31を整流し、加工精度を高めると共に、
ガイド板12の摩耗を防ぎ、加工精度を長期に渡って維持
することができる。したがって、ガイド板12をノズル４
と一体形成し、コストの低減を図ることもできる。

【００１８】

【発明の効果】本発明はこのように構成したので、以下
のような効果を有する。本発明に係るウエットブラスト
装置を用いることにより、噴射ノズルから吐出される砥
粒と流体との混合液を整流し、加工精度を向上させると
共に、流体ガイドの消耗を防ぎ、ウエットブラスト加工
法において長期に渡って高精度の加工精度を維持するこ
とが可能となる。したがって、本発明に係るウエットブ
ラスト装置を用いることにより、低公害かつ高精度の加
工を安定して行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るウエットブラスト装
置の、ノズル近傍を示す概略断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るウエットブラスト装
置の要部平面図である。

【図３】図１に示すウエットブラスト装置の正面図であ
る。

【図４】従来のウエットブラスト装置を示す摸式図であ
る。

【図５】従来のウエットブラスト装置に用いられている
噴射ノズルの該略図である。

【符号の説明】

４ ノズル ４ａ 先端開口部 ４ｂ 上層 ４ｃ 下層 12 ガイド板 22 分割板 24 管路 29 スラリー流 30 水流 31 ２層流

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体に砥粒を混入させ噴射ノズルから高
   圧噴射して被加工物に吹き付けるウエットブラスト装置
   であって、流体供給手段と連通する噴射ノズルの流体通
   路を第１層、第２層に分割し、該第２層にはその先端開
   口部にノズル軸と平行な流体ガイドを設け、前記第１層
   には砥粒供給手段と連通する管路を合流させてなること
   を特徴とするウエットブラスト装置。