JP7599761B1

JP7599761B1 - スラリ投射体

Info

Publication number: JP7599761B1
Application number: JP2024068374A
Authority: JP
Inventors: 一成村山; 弘至大倉
Original assignee: Macoho Co Ltd
Current assignee: Macoho Co Ltd
Priority date: 2024-04-19
Filing date: 2024-04-19
Publication date: 2024-12-16
Anticipated expiration: 2044-04-19
Also published as: JP2025164409A

Abstract

【課題】羽根車によるスラリの投射によって処理を行った場合であっても、ワークの位置によらず処理の均一性が高く、より高い処理品質を実現することができるスラリ投射体を提供する。
【解決手段】砥粒と液体とが混合されたスラリが抽出されるスラリ吐出孔が形成された軸部材と、前記軸部材と同軸に配置されると共に、当該軸周りに回転可能に配置された羽根車と、前記羽根車の回転に伴って前記スラリが投射され、ワークに投射された前記スラリを衝突させるスラリ投射体において、前記スラリ吐出孔は、前記羽根車の回転方向の正方向又は逆方向に移動可能な移動手段を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、投射材（例えば、砥粒と水などの液体とが混合されたスラリ）をワーク等に対して衝突させてワーク表面を処理するスラリ投射体に関し、特に羽根車（インペラ）を用いて投射材をワークに衝突させるスラリ投射体に関する。

従来から、ワークの表面の汚れやバリなどを除去するためのスラリ投射体として、種々のスラリ投射体が知られている。このようなスラリ投射体は、例えば、特許文献１に記載されたスラリ投射体が知られており、当該スラリ投射体は、ワークに液体と砥粒とを混合したスラリを羽根車により投射して衝突させるものであり、このスラリの衝突によってワーク表面の汚れやバリなどが除去される。

従来のスラリ投射体１００は、図６に示すように、スラリ導入口１１０から導入されたスラリをスラリ吐出孔１３０から吐出し、羽根車１２０を図示しない駆動モータの回転力が伝達されたプーリ１４０で回転させることで、スラリ吐出孔１３０から吐出されたスラリを搬送手段１５０によって搬送されたワークＷに向けて投射する。このようなワークの処理は、ウェットショットブラスト処理と呼ばれている。

特許第６９２９５７９号公報

しかしながら、従来のスラリ投射体１００によると、図６および図７に示すように、羽根車１２０の軸部に配置されたスラリ吐出孔１３０の向きが固定されているため、ワークＷとスラリ吐出孔１３０の角度θ´が一定となる。この状態で羽根車１２０の回転によってスラリをワークＷに向けて投射すると、スラリが羽根車１２０の接線方向を中心とした略扇状に投射されるので、羽根車１２０の接線方向直下近傍の位置Ｐ１が削れ量が最も大きく、当該位置Ｐ１から羽根車１２０の径方向（ワークＷの水平方向）に向けて離れるにつれて削れ量が減少することになる。このため、従来のスラリ投射体１００は、ワークＷの位置によって処理の均一性が一定ではないという課題があり、より高い処理品質を実現するために、当該処理の均一性を向上が求められている。即ち、従来のスラリ投射体１００は、図６においてワークＷの羽根車１２０直下の部分が最も削れ量が大きく、図６の紙面鉛直方向に沿って徐々に削れ量が減少することとなる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、羽根車によるスラリの投射によって処理を行った場合であっても、ワークの位置によらず処理の均一性が高く、より高い処理品質を実現することができるスラリ投射体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係るスラリ投射体は、砥粒と液体とが混合されたスラリが抽出されるスラリ吐出孔が形成された軸部材と、前記軸部材と同軸に配置されると共に、当該軸周りに回転可能に配置された羽根車と、を備え、前記羽根車の回転に伴って前記スラリが投射され、ワークに投射された前記スラリを衝突させるスラリ投射体において、前記スラリ吐出孔は、前記羽根車の回転方向の正方向又は逆方向に移動可能な移動手段を備え、前記軸部材は、先端側に前記スラリ吐出孔が形成され、前記スラリ吐出孔の基端側の側面に前記スラリを導入するスラリ導入孔が形成され、前記スラリ導入孔は、前記スラリが貯留されたスラリ貯留室内に配置されることを特徴とする。

また、本発明に係るスラリ投射体において、前記羽根車は、所定の間隔で羽根部が形成されていると好適である。

また、本発明に係るスラリ投射体において、前記スラリ導入孔は、前記軸部材の周方向に沿って所定の間隔で複数形成されると好適である。

また、本発明に係るスラリ投射体において、前記移動手段は、第１のモータを備え、前記羽根車は、第２のモータによって回転駆動されると好適である。

本発明に係るスラリ投射体によれば、羽根車の軸部に配置されたスラリ吐出孔は、前記羽根車の回転方向の正方向又は逆方向に移動可能な移動手段を備えるので、スラリの投射方向を調整することができ、ワークの位置によらず処理を均一とすることができ、高い処理品質を実現することが可能となる。

本発明の実施形態に係るスラリ投射体の平面図。図１におけるＡ－Ａ断面図。本発明の実施形態に係るスラリ投射体の正面図。図３におけるＢ－Ｂ断面図。本発明の実施形態に係るスラリ投射体の削れ量を示す図。従来のスラリ投射体の正面図。従来のスラリ投射体の削れ量を示す図。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係るスラリ投射体の平面図であり、図２は、図１におけるＡ－Ａ断面図であり、図３は、本発明の実施形態に係るスラリ投射体の正面図であり、図４は、図３におけるＢ－Ｂ断面図であり、図５は、本発明の実施形態に係るスラリ投射体の削れ量を示す図である。

図１から図３に示すように、本実施形態に係るスラリ投射体１０は、投射材Ｓをワーク搬送部によって搬送されるワークの表面に対して投射して投射材Ｓを衝突させて表面処理を施す。

投射材Ｓは、液体と砥粒とを混合した混合物であるスラリを用いると好適である。スラリに含まれる液体は、後述する砥粒を被加工物の表面に運ぶ役割を果たすものである。したがってこの役割を果たすことが可能であれば、引火性のある物質を除き、いかなる液体をも用いることができる。具体的には、環境面への配慮やコストの関係から水を用いることが好ましい。

砥粒は、上記液体によって被加工物表面に運ばれ、被加工物表面に対し所望の加工を施す役割を果たすものである。したがってこの役割を果たすことが可能であればいかなる砥粒をも用いることができる。

具体的には、砥粒の材質としては、セラミックス、樹脂、および金属などを挙げることができ、より具体的には、アルミナ、ガラス、ジルコニア、およびステンレスなどを挙げることができる。また、砥粒の形状としては、多角形状、球形状、真球形状などを挙げることができる。また、砥粒の大きさとしては、１μｍ程度から８００μｍ程度のものを適宜選択して用いることができる。

砥粒のスラリ全体に対する含有割合についても特に限定されることはなく、被加工物の材質や加工面積、さらには所望する加工の程度などに応じて適宜設計可能である。

また、スラリは、上記液体および砥粒の他に、種々の機能を有する混合材を用いることができ、例えば、防錆剤を含有することも可能である。ウェットショットブラスト処理方法において用いられるスラリ中に防錆剤を含有することにより、被加工物の表面に従来通りのウェットショットブラスト処理を施すと同時に、防錆効果をも付与することが可能となる。また、防錆剤に変えて、各成分の作用効果を阻害しない程度において、各種添加剤を添加してもよい。

本実施形態に係るスラリ投射体１０は、図１に示すように、羽根車２０と羽根車２０と同軸に配置された軸部材３０とが収納された処理室６０と、軸部材３０を回転可能に保持する移動手段４０と、羽根車２０を回転せしめる第２のモータ５０と、後述するワークＷを搬送するワーク搬送部８０とを備えている。

図２に示すように、羽根車２０は、概略円盤状の羽根車本体２２と、羽根車本体２２の側面（盤面上）から立設すると共に、それぞれが放射状に伸びる複数の羽根部２１を有している。羽根部２１は、所定の間隔で配置されており、本実施形態に係るスラリ投射体１０は、８つの羽根部２１を備えている。また、羽根部２１の中心側の端部は、斜面が形成されており、当該斜面によって、後述するスラリ吐出孔３１から吐出されたスラリを円滑に羽根部２１側に導くことが可能となっている。

図１に示すように、羽根車２０は、処理室６０に近接して配置された第２のモータ５０によって回転駆動されており、第２のモータ５０の回転力は、第２のモータ５０に取り付けられた第１のプーリ５２及び羽根車２０に取り付けられた第２のプーリ５３にそれぞれ掛け渡された駆動ベルト５１によって羽根車２０に伝達される。なお、羽根車２０は、処理室６０の一方の側壁６１に取り付けられたベアリング２３によって回転可能に保持されている。

図１から図４に示すように、軸部材３０は、先端側が閉塞された有底筒状の部材であって、側壁の先端側にスラリ吐出孔３１が穿孔されており、当該スラリ吐出孔３１によって軸部材３０の内部と外部とが連絡している。

軸部材３０のスラリ吐出孔３１よりも基端側の側面（軸部材３０の概略中央近傍）には、複数のスラリ導入孔３２が形成されている。スラリ導入孔３２は、軸部材３０の周方向に所定の間隔で形成されている。なお、スラリ導入孔３２の数は、投射するスラリの種類やワークＷの処理の削れ量に応じて適宜設定することが可能であるが、例えば、本実施形態に係るスラリ投射体１０では、略９０°間隔で４つのスラリ導入孔３２が形成されている。

また、軸部材３０の基端部は、移動手段４０を構成する第１のモータ４１及び減速機４２が取り付けられており、当該第１のモータ４１によって軸部材３０は、羽根車２０の回転方向の正方向または逆方向に回転可能に配置されている。なお、第１のモータ４１は、サーボモータなどが好適に用いられる。第１のモータ４１は、図示しない制御部からの指令に従って、任意の速度、移動方向および移動距離でスラリ吐出孔３１を軸周りに移動可能に制御している。軸部材３０がこのように構成されることで、スラリ吐出孔３１の移動方向は、羽根車２０の回転方向に対して、正方向及び逆方向のいずれの方向にも移動可能となっている。

なお、第１のモータ４１は、処理室６０の一方の側壁６１と対向する他方の側壁６２に取り付けられており、羽根車２０と軸部材３０は、それぞれ対向する一方の側壁６１と他方の側壁６２から互いに向き合うように突出して処理室６０内に配置されている。

また、他方の側壁６２の内面（処理室６０の内壁）には、スラリ貯留室７０が形成されている。スラリ貯留室７０は、他方の側壁６２に形成されたスラリ供給口７１に取り付けられた図示しないホースによって図示しないスラリ貯留タンクから上述したスラリが供給される。また、図４に示すように、スラリ貯留室７０には、軸部材３０のスラリ導入孔３２が配置され、スラリ導入孔３２を介して軸部材３０の内部にスラリを導入可能とされている。

処理室６０は、上述したように互いに対向する一方の側壁６１及び他方の側壁６２を有する密閉された箱体であり、下方に配置されたワーク搬送部８０に向けた開口６３を有している。なお、本実施形態に係るスラリ投射体１０では、処理室６０を立方体形状の箱状に形成した場合について説明を行ったが、処理室６０の形状はこれに限らず、例えば、上方が羽根車２０の形状に倣って円弧状に湾曲したドーム状に形成されても構わない。

ワーク搬送部８０は、搬送方向に沿って複数の搬送ローラ８１が回転自在に配置されており、搬送ローラ８１の回転によって当該搬送ローラ８１上をワークＷが搬送される。なお、ワーク搬送部８０の開口６３の直下には、スラリ回収部８２が形成されており、当該スラリ回収部８２から投射されたスラリが回収される。

なお、本実施形態に係るスラリ投射体１０では、処理するワークＷとして平板状のプリント基板などが好適に用いられるが、ワークＷはこれに限らず、例えば、棒状部材や複雑形状の部材に対して処理を行う事も可能である。

次に、図５を参照して本実施形態に係るスラリ投射体１０の動作について説明を行う。

本実施形態に係るスラリ投射体１０は、従来のスラリ投射体と同様に羽根車２０の軸部分に配置されたスラリ吐出孔３１から吐出されたスラリを羽根車２０の羽根部２１によってワークＷに向けて投射することで、ワークＷの表面を所定の削れ量で処理する。

このとき、スラリ吐出孔３１が羽根車２０の回転方向に対して正方向及び逆方向に移動可能であるので、スラリ吐出孔３１から吐出されるスラリが角度θの範囲で吐出角度を変更することができる。したがって、従来のスラリ吐出孔の角度θ´よりも大きな角度から、角度θ´よりも小さな角度とすることができる。これにより、複数のスラリ吐出孔３１の角度によってスラリを投射することができ、これにより、スラリ吐出孔３１の角度に応じて複数の処理（Ｔ１～Ｔ４）を行うことが可能となる。なお、最も大きい角度でスラリを投射した場合のスラリの投射範囲の遠方端Ｌ１が、従来の範囲の遠方端Ｌ２よりも羽根車２０から遠い位置まで位置することができることで、処理することができる範囲を広げることも可能となる。

詳述すると、スラリの投射範囲が最も遠い遠方端Ｌ１に投射できるスラリ吐出孔３１の角度（第１の角度）による削れ量Ｔ１、第１の角度よりもスラリ吐出孔３１の位置が正方向に移動した第２の角度による削れ量Ｔ２、第２の角度よりも正方向に移動した従来同様角度（第３の角度）による削れ量Ｔ３及び第３の角度よりも正方向に移動した第４の角度による削れ量Ｔ４を重ね合わせることで、ワークＷの位置によらず均一な処理を行う事が可能となる。なお、上述した削れ量Ｔ１～Ｔ４は、一回の処理に４回の投射を行う場合について説明を行ったが、投射の数は処理するワークＷの形状や求められる処理品質に応じて適宜増減することが可能である。

また、本実施形態に係るスラリ投射体１０は、羽根車２０の羽根部２１の数を８つとし、軸部材３０に形成したスラリ導入孔３２の数を４つとして説明を行ったが、これらの数は、投射するスラリや処理の条件等に応じて適宜増減することが可能である。また、スラリ吐出孔３１の移動角度を第１の角度から第４の角度までと４段階に移動する場合について説明を行ったが、スラリ吐出孔３１の移動角度については、必要に応じて適宜その数を増減することが可能である。また、本実施形態に係るスラリ投射体１０は、ワーク搬送部８０によって搬送されるワークＷに対してウェットショットブラスト処理を行う場合について説明を行ったが、テーブル等に載置されたワークに対してスラリ投射体自体を移動させてウェットショットブラスト処理を行っても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０スラリ投射体，２０羽根車，２１羽根部，２２羽根車本体，３０軸部材，３１スラリ吐出孔，３２スラリ導入孔，４０移動手段，４１第１のモータ，５０第２のモータ，５１駆動ベルト，５２，第１のプーリ，５３第２のプーリ，６０処理室，７０スラリ貯留室，７１スラリ供給口，８０ワーク搬送部，８１搬送ローラ，８２スラリ回収部。

Claims

砥粒と液体とが混合されたスラリが抽出されるスラリ吐出孔が形成された軸部材と、
前記軸部材と同軸に配置されると共に、当該軸周りに回転可能に配置された羽根車と、を備え、
前記羽根車の回転に伴って前記スラリが投射され、ワークに投射された前記スラリを衝突させるスラリ投射体において、
前記スラリ吐出孔は、前記羽根車の回転方向の正方向又は逆方向に移動可能な移動手段を備え、
前記軸部材は、先端側に前記スラリ吐出孔が形成され、前記スラリ吐出孔の基端側の側面に前記スラリを導入するスラリ導入孔が形成され、
前記スラリ導入孔は、前記スラリが貯留されたスラリ貯留室内に配置されることを特徴とするスラリ投射体。
請求項１に記載のスラリ投射体において、
前記羽根車は、所定の間隔で羽根部が形成されていることを特徴とするスラリ投射体。
請求項１に記載のスラリ投射体において、
前記スラリ導入孔は、前記軸部材の周方向に沿って所定の間隔で複数形成されることを特徴とするスラリ投射体。
請求項１に記載のスラリ投射体において、
前記移動手段は、第１のモータを備え、
前記羽根車は、第２のモータによって回転駆動されることを特徴とするスラリ投射体。