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技術 ショット処理装置

出願人 新東工業株式会社
発明者 加賀秀明鈴木浩昭山本翔一梅岡雅人神山拓哉
出願日 2015年7月17日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2016-535922
公開日 2017年4月27日 (2年2ヶ月経過) 公開番号 WO2016-013526
状態 特許登録済
技術分野 砥粒による吹付け加工の細部
主要キーワード 水平上壁 側板ユニット 回転軸方向視 略角錐 衝突量 減速機付き電動機 表裏逆向き 回転外径
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (13)

課題・解決手段

本発明は、投射機台数を抑制しながら板状のワークに良好な表面処理加工を行うことができるようにするショット処理装置を提供することを目的とする。 本発明のショット処理装置(10)は、間隔をおいて平行に配置されたローラを備え、ローラがワークを搬送するローラコンベヤ(20)と、ローラコンベヤの上方側位置および下方側位置で搬送方向に交互にずれた状態で、搬送方向に直交する方向に並列配置され、ローラコンベア上のワークに投射材投射する複数の投射機(40)と、を備えている。投射機は、円筒形状を有し中心軸線がワークの搬送方向に延びるように配置され、内部に投射材が供給され開口窓が形成されたコントロールケージ(92)と、複数のブレードを備えコントロールケージの中心軸線を中心に回転しブレードの表面に回転方向後方側に傾斜した傾斜部が設けられた羽根車(100)と、を有している。開口窓は、互いに連通し二辺がコントロールケージの中心軸線に平行な矩形形状を有し、コントロールケージの中心軸方向に一部がオーバーラップした状態でコントロールケージの周方向オフセットし、且つ、コントロールケージの中心軸線方向に隣接して配置されている第1開口(62)および第2開口(64)を有している。

概要

背景

板状のワーク、特に幅が広い板状のワーク(例えば、幅が広い鋼板等)に投射材投射して表面処理加工するショット処理装置が知られている(特許文献1)。このようなショット処理装置では、鋼板にむらなく投射材を投射するために、搬送経路に直交する方向に複数台投射機並列配置して、幅広のワークに投射材を投射する。

概要

本発明は、投射機の台数を抑制しながら板状のワークに良好な表面処理加工を行うことができるようにするショット処理装置を提供することを目的とする。 本発明のショット処理装置(10)は、間隔をおいて平行に配置されたローラを備え、ローラがワークを搬送するローラコンベヤ(20)と、ローラコンベヤの上方側位置および下方側位置で搬送方向に交互にずれた状態で、搬送方向に直交する方向に並列配置され、ローラコンベア上のワークに投射材を投射する複数の投射機(40)と、を備えている。投射機は、円筒形状を有し中心軸線がワークの搬送方向に延びるように配置され、内部に投射材が供給され開口窓が形成されたコントロールケージ(92)と、複数のブレードを備えコントロールケージの中心軸線を中心に回転しブレードの表面に回転方向後方側に傾斜した傾斜部が設けられた羽根車(100)と、を有している。開口窓は、互いに連通し二辺がコントロールケージの中心軸線に平行な矩形形状を有し、コントロールケージの中心軸方向に一部がオーバーラップした状態でコントロールケージの周方向オフセットし、且つ、コントロールケージの中心軸線方向に隣接して配置されている第1開口(62)および第2開口(64)を有している。

目的

本発明は、上記問題に対処すべくなされたものであり、投射機の台数を抑制しながら板状のワークに良好な表面処理加工を行うことができるショット処理装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

ショット処理装置であって、間隔をおいて平行に配置された複数のローラを備え、該前記複数のローラが回転することでワークを搬送方向に搬送するローラコンベヤと、前記ローラコンベヤの上方側位置および下方側位置で前記搬送方向に交互にずれた状態で前記搬送方向に直交する方向に並列配置され、前記ローラコンベア上のワークに投射材投射する複数の遠心式投射機と、を備え、前記投射機は、円筒形状を有するコントロールケージであって、中心軸線が前記ワークの搬送方向に延びるように配置され、内部に投射材が供給され、側壁に前記投射材の排出口となる開口窓が形成されたコントロールケージと、前記コントロールケージの外方で前記コントロールケージの径方向外方に延びるように配置された複数のブレードを備え前記コントロールケージの中心軸線を中心に回転する羽根車であって、前記ブレードの回転方向前方側の表面に、回転方向後方側に傾斜した傾斜部が設けられている羽根車と、を有し、前記開口窓は、互いに連通した第1開口および第2開口を有し、前記第1開口および第2開口は、二辺が前記コントロールケージの中心軸線に平行な矩形形状を有し、前記コントロールケージの中心軸方向に一部がオーバーラップした状態で前記コントロールケージの周方向オフセットし、且つ、前記コントロールケージの中心軸線方向に隣接して配置されている、ことを特徴とするショット処理装置。

請求項2

前記後傾部は、前記ブレードの径方向内方側に形成され、前記ブレードは、前記後傾部の径方向外方側に、前記後傾部より回転方向後方側への傾斜角度が小さな非後傾部を備えている、請求項1に記載のショット処理装置。

請求項3

前記後傾部の径方向長さが、前記非後傾部の径方向長さよりも長く設定されている、請求項2に記載のショット処理装置。

請求項4

前記第1開口の前記コントロールケージの中心軸方向一端側部分と、前記第2開口の前記コントロールケージの中心軸方向他端側部分とが、接合されている、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のショット処理装置。

請求項5

前記複数の投射機の各々の前記羽根車の回転方向は、同一方向に設定されている、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のショット処理装置。

請求項6

前記第1開口と第2開口とが、前記第1開口と第2開口を直線状もしくは階段状に連結する第3開口を介して連通されている、請求項1ないし5のいずれか1項に記載のショット処理装置。

技術分野

0001

本発明はショット処理装置に関し、詳細には、搬送経路に沿って搬送される板状のワークに投射材投射するショット処理装置に関する。

背景技術

0002

板状のワーク、特に幅が広い板状のワーク(例えば、幅が広い鋼板等)に投射材を投射して表面処理加工するショット処理装置が知られている(特許文献1)。このようなショット処理装置では、鋼板にむらなく投射材を投射するために、搬送経路に直交する方向に複数台投射機並列配置して、幅広のワークに投射材を投射する。

先行技術

0003

公表特許WO2011/062056号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、ショット処理装置で使用する投射機の台数が多くなると、ショット処理装置が大型化する、という問題があった。

0005

本発明は、上記問題に対処すべくなされたものであり、投射機の台数を抑制しながら板状のワークに良好な表面処理加工を行うことができるショット処理装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明によれば、ショット処理装置であって、 間隔をおいて平行に配置された複数のローラを備え、該前記複数のローラが回転することで板状のワークを搬送方向に搬送するローラコンベヤと、 前記ローラコンベヤの上方側位置および下方側位置で前記搬送方向に交互にずれた状態で前記搬送方向に直交する方向に並列配置され、前記ローラコンベア上のワークに投射材を投射する複数の遠心式の投射機と、を備え、 前記投射機は、円筒形状を有するコントロールケージであって、中心軸線が前記ワークの搬送方向に延びるように配置され、内部に投射材が供給され、側壁に前記投射材の排出口となる開口窓が形成されたコントロールケージと、 前記コントロールケージの外方で前記コントロールケージの径方向外方に延びるように配置された複数のブレードを備え前記コントロールケージの中心軸線を中心に回転する羽根車であって、前記ブレードの回転方向前方側の表面に、回転方向後方側に傾斜した傾斜部が設けられている羽根車と、を有し、 前記開口窓は、互いに連通した第1開口および第2開口を有し、 前記第1開口および第2開口は、二辺が前記コントロールケージの中心軸線に平行な矩形形状を有し、前記コントロールケージの中心軸方向に一部がオーバーラップした状態で前記コントロールケージの周方向オフセットし、且つ、前記コントロールケージの中心軸線方向に隣接して配置されている、 ことを特徴とするショット処理装置が提供される。

0007

上記構成によれば、複数台の投射機が、ローラコンベヤの上方側位置および下方側位置で前記搬送方向に交互にずれた状態でワークの搬送方向に直交する方向に並列配置されているので、隣接する投射機から投射される投射材の衝突干渉)を抑制しながら、ワークの幅方向全域に投射材を投射できる。

0008

本発明では、コントロールケージは、中心軸線がワークの搬送方向に延びるように配置されているので、コントロールケージから排出される投射材は、ワーク幅方向拡散して投射される。

0009

ここで、本発明の羽根車のブレードの表面には、羽根車の回転中心から径方向に対して回転方向後方側に傾斜する傾斜部が形成されている。このため、コントロールケージの開口窓から先に排出された投射材がブレードの表面に接触する前に、コントロールケージの開口窓から後から排出された投射材がブレードの表面に接触してブレードの先端側へ向けて加速される。これにより、先に排出された投射材と後から排出された投射材とがブレード上の近接した位置でブレードに接触するので、これら投射材はブレードの表面の近い位置に集められる。したがって、投射時におけるワーク幅方向への投射材の分散が抑えられて集中化される。

0010

また、開口窓の第1開口および第2開口は、二辺が前記コントロールケージの中心軸線に平行な矩形形状を有し、前記コントロールケージの中心軸方向に一部がオーバーラップした状態で前記コントロールケージの周方向にオフセットし、且つ、前記コントロールケージの中心軸線方向にオフセットして配置されている。 これにより、第1開口及び第2開口からそれぞれ排出される投射材は、コントロールケージの周方向においてオフセットした位置、即ち、ずれた位置から排出される。このため、投射機全体の投射分布は、第1開口から排出された投射材の投射分布と、第2開口から排出された投射材の投射分布とを合成したものとなる。

0011

そして、第1開口と第2開口とは、互いに連通すると共にコントロールケージの中心軸方向において一部がオーバーラップしているので、第1開口及び第2開口からそれぞれ排出された投射材の各投射分布も、各々の分布幅の一部で重なる。 このため、投射分布全体では、投射割合が高い範囲(投射の集中化が図られた範囲)が広げられる。この結果、投射機同士の間隔を従来よりも広く設定しても、従来と比べて同等以上のショット処理を行うことが可能となる。

0012

本発明の他の好ましい態様によれば、 前記後傾部は、前記ブレードの径方向内方側に形成され、 前記ブレードは、前記後傾部の径方向外方側に、前記後傾部より回転方向後方側への傾斜角度が小さな非後傾部を備えている。

0013

このような構成によれば、ブレードの先端部側に非後傾部が形成されているので、投射材はブレードから離脱する直前まで非後傾部に沿って遠心加速される。

0014

投射材が投射される際の投射速度は、ブレードの表面に沿った方向の遠心加速による速度と、回転するブレードの先端が描く円の接線方向(以下、単に「接線方向」という)の速度との合成速度となる。ブレードが後傾していると、ブレードの表面に沿った方向の速度の接線方向成分が、接線方向の速度に対してマイナス方向に作用する。この結果、ブレードの回転外径及び回転周速が同一である場合、ブレードが後傾している場合の合成速度は、ブレードが後傾していない場合の合成速度より低くなる。

0015

本実施形態のショット処理装置では、投射材は、投射直前まで、後方側への傾斜角度が小さな非後傾部と接触しているので、ブレード表面に沿った速度成分において、接線方向の速度に対してマイナス方向に作用する接線方向成分が少なく、合成速度を低下させる度合いが小さい。この結果、羽根車の回転数、ひいては羽根車を回転させるモータの回転数を増大させることなく、効率的なショット処理を行うことができ、投射電力効率の低下を抑制することができる。

0016

尚、本明細書では、「後傾部より回転方向後方側への傾斜角度が小さな」とは、傾斜角度が後傾部の回転方向後方側への傾斜角より小さい構成、径方向に延びる構成、および回転方向前方側に傾斜している構成を包含する。

0017

本発明の他の好ましい態様によれば、 前記後傾部の径方向長さが、前記非後傾部の径方向長さよりも長く設定されている。

0018

このような構成によれば、ブレードの後傾部で投射材を十分に集め、その後、非後傾部で投射材を加速させることができる。

0019

本発明の他の好ましい態様によれば、 前記第1開口の前記コントロールケージの中心軸方向一端側部分と、前記第2開口の前記コントロールケージの中心軸方向他端側部分とが、接合されている。

0020

このような構成によれば、第1開口と第2開口との間に両者を連通させるための連通部を設ける必要がないので、加工性にも優れている。

0021

本発明の他の好ましい態様によれば、 前記複数の投射機の各々の前記羽根車の回転方向は、同一方向に設定されている。

0022

このような構成によれば、隣接する投射機から投射される投射材の同士の衝突(干渉)割合を抑制することができる。

0023

また、本発明では、コントロールケージに周方向にオフセットした2つの開口が設けられているので、各投射機の投射割合が高い範囲が広げられ、さらに、ブレードに回転方向後方側に傾斜した傾斜部が設けられているので、投射分布曲線立ち上がりが急になる。即ち、各投射機からの投射範囲を制限できる。この結果、複数の投射機の羽根車の回転方向が同一方向に設定されても、キャビネット内壁側への投射材の衝突量は抑えられることになる。

0024

本発明の他の好ましい態様によれば、 前記第1開口と第2開口とが、前記第1開口と第2開口を直線状もしくは階段状に連結する第3開口を介して連通されている。

発明の効果

0025

本発明によれば、投射機の台数を抑制しながら板状のワークに良好な表面処理加工を行うことができるようにするショット処理装置が提供される。

図面の簡単な説明

0026

本発明の一実施形態のショットブラスト装置の正面図である。
図1のショットブラスト装置の平面図である。
図1のショットブラスト装置に含まれる投射機の正面視の断面図である。
図3の投射機の側面視の縦断面図である。
図3の投射機のコントロールケージを示す側面図である。
図1のショットブラスト装置における上方側5台の投射機による投射状態を示す右側面図である。
図6に対応する投射密度分布を示す図である。
対比例の6台の投射機による投射状態を示す図である。
図8に対応する投射密度分布を示す図である。
図7の投射密度分布と図9の投射密度分布とを比較した図である。
(A)、(B)は、変形例のコントロールケージの側面図である。

実施例

0027

次に、図面を参照して、本発明のショット処理装置の好ましい実施形態であるショットブラスト装置10について説明する。図面において、矢印FRは装置正面視の手前側を示し、矢印UPは装置上方側を示し、矢印LHは装置正面視の左側を示している。

0028

(実施形態の構成)図1は、ショットブラスト装置10の正面図であり、図2はショットブラスト装置10の平面図である。ショットブラスト装置10は、搬送経路に沿って搬送される鋼板等の板状のワークWに遠心式の投射機から投射材を投射し、ショット処理を施す装置である。 なお、図中において適宜示される矢印Dは、ワークWが搬送される方向(ワーク搬送方向)を示し、矢印Xは、ワーク搬送方向に直交する方向(ワーク幅方向)を示す。

0029

図1等に示されているように、ショットブラスト装置10は、キャビネット12を備えている。キャビネット12は、キャビネット12内から投射材(ショットショット材ともいい、一例として鋼球)が外部へ漏れ出さないように、内部空間と外部空間とを仕切外壁部を備えている。

0030

図1に示されるように、キャビネット12の上壁部14のうち、ワーク搬送方向上流側(図中左側)の部分は、ワーク搬送方向下流(図中右側)へ向けて装置上方側に約30°傾斜した傾斜上壁部14Aとされている。また、キャビネット12の上壁部14のうち、ワーク搬送方向中間部からワーク搬送方向下流側(図中右側)の部分は、ワーク搬送方向(矢印D方向)と平行な水平上壁部14Bとされている。

0031

また、キャビネット12の下壁部16は、ワーク搬送方向下流側(図中右側)の端部を除いた範囲に対応する部分が、装置正面視でV字状のホッパ部16Vとされている。ホッパ部16Vのうち、ワーク搬送方向上流側(図中左側)の部分は、ワーク搬送方向下流側(図中右側)へ向けて装置下方側に約30°傾斜した第1傾斜下壁部16Aとされている。また、ホッパ部16Vのうち、ワーク搬送方向下流側(図中右側)の部分は、ワーク搬送方向下流側へ向けて装置上方側に30°程度傾斜した第2傾斜下壁部16Bとされている。

0032

キャビネット12の内部には、投射室12A(「投射ブース」、「加工室」、「研掃室」ともいう。)が形成されている。投射室12Aは、後述する投射機40から投射された投射材によってワークWに表面加工(本実施形態ではブラスト処理)が行われるブースである。キャビネット12には、ワーク搬送方向上流側(図中左側)に投射室入口(図示省略)が形成され、ワーク搬送方向下流側(図中右側)に投射室出口(図示省略)が形成されている。

0033

キャビネット12の内部には、板状のワークWを搬送するローラコンベヤ20が設けられ、キャビネット12を貫通して延びワークWの搬送経路を構成している。ローラコンベヤ20は、搬送経路の両側に設けられたコンベヤ基台22と、コンベヤ基台22に回転可能に指示された複数のコンベヤローラ24とを備えている。複数のコンベヤローラ24は、ワーク搬送方向(矢印D方向)に沿って間隔をおいて互いに平行に配置され、モータを備えた駆動機構(図示せず)によって同時に同一速度で回転駆動される。そして、ローラコンベヤ20は、複数のコンベヤローラ24が回転することで板状のワークWをワーク搬送方向(矢印D方向)に沿って水平方向に搬送するようになっている。

0034

キャビネット12の傾斜上壁部14A及び第1傾斜下壁部16Aには、複数台(本実施形態では上下5台ずつ計10台)の遠心式の投射機40が取り付けられている。上方側及び下方側の投射機40は、それぞれが、ローラコンベヤ20に臨み、ローラコンベア20上を搬送される板状のワークWに向けて投射材を投射するように配置されている。

0035

詳細には、投射機40は、ローラコンベヤの上方側位置および下方側位置にそれぞれ5台ずつ、ワーク搬送方向に直交する方向に並んで配置されている(図2)。さらに、各投射機40は、上方側位置および下方側位置のそれぞれで、ワーク搬送方向(矢印D方向)に交互にずれてジグザグ状に配置されている。

0036

各投射機40の投射中心は、装置正面視の投射角度が、装置上下方向(鉛直方向)に対して30°程度傾斜するように設定されている。このように設定しているのは、ワークWへ向けて投射された投射材と、ワークWを反射した投射材と、の衝突(干渉)量を抑えながら、ショット処理能力研掃能力)を確保するためである。

0037

キャビネット12内のワーク搬送方向下流側(図中右側)のローラコンベヤ20の上方側位置には、吹付装置26が設置されている。吹付装置26は、送風機28を備えている。送風機28は、キャビネット12の水平上壁部14Bに設けられ、駆動モータによって作動される。この送風機28には、キャビネット12内に延びるダクト(図示省略)が接続されている。前記ダクトの下部には昇降可能な可動部が設けられ、この可動部は、ローラコンベヤ20に向けられたノズル(図示省略)を備えている。吹付装置26は、ローラコンベヤ20に向けて空気を吹き付け、ワークW上の投射材を吹き落とすことができるように構成されている。

0038

吹付装置26からの気体の吹き付け方向は、ワーク搬送方向上流側(図中左側)に向けて下方に傾斜した方向となるように設定されている。ノズルを備えた可動部は、図2に示された巻上装置30によって昇降可能とされている。巻上装置30は、可動部を吊り上げるワイヤロープ(図示せず)を備えると共に、ワイヤロープを巻き上げるドラム32を備え、ドラム32を減速機付き電動機34によって回転させることで可動部を昇降させるように構成されている。

0039

また、図1に示される吹付装置26のワーク搬送方向上流側(図中左側)には、投射材移送機構が、隣接して配置されている。投射材移送機構は、吹付装置26によって吹き上げられた投射材を所定の高さ位置まで吸い上げると共に、それらの投射材をスクリューコンベヤ(図示せず)によってワーク幅方向外方に移動させ、キャビネット12の底部に落下させるように構成されている。

0040

各投射機40には、投射材導入パイプ42(「導入管」ともいう)が接続され、投射材導入パイプ42は、流量調整装置44及びパイプ46を介して投射材ホッパ48(「ショットタンク」ともいう)に接続されている。投射材ホッパ48は、投射材を一時的に貯留するためのホッパである。また、流量調整装置44は、投射材の流量を調整するための開閉ゲートカットゲート)を備えている。

0041

投射機40は、投射材導入パイプ42、流量調整装置44、パイプ46及び投射材ホッパ48を介して循環装置50に連結されている。循環装置50は、投射機40によって投射された投射材を搬送して投射機40へ循環させる装置であり、キャビネット12のローラコンベヤ20の下方側に、下部スクリューコンベヤ52を備えている。

0042

下部スクリューコンベヤ52は、ホッパ部16Vの谷部に設けられ、ワーク幅方向に伸びるように水平に配置されている。下部スクリューコンベヤ52は、軸回りに回転することで、投射された投射材等を、装置手前側へ搬送し、一箇所に集めるように構成されている。下部スクリューコンベヤ52の下流側の端部は、バケットエレベータ54の下部収集部に臨む位置に配置されている。バケットエレベータ54は、下部スクリューコンベヤ52と接続され、ワークWに投射された投射材を回収するための回収経路の一部を構成する。

0043

バケットエレベータ54は、ショットブラスト装置10の上部及び下部に配置されモータ駆動で回転駆動されるプーリ54Aに無端ベルト54Bが巻回され、この無端ベルト54Bに多数のバケット(図示省略)が取り付けられている公知の構造である。バケットエレベータ54は、装置下部に落下して下部スクリューコンベヤ52で回収された投射材等(ワークWに投射された投射材と粉粒状異物とを含む混合物)をバケットで掬い上げ、装置下部から装置上部(キャビネット12の上方側)へと搬送する。

0044

バケットエレベータ54の上端部の装置左側には、風力選別機構を備えたセパレータ56が、隣接して配置されている。セパレータ56の風力選別機構は、投射材と粉粒状の異物とを含む混合物を自然落下させ、この混合物に対して上向きの気流を当てることで、気流に乗せられる軽量物と落下する重量物とに選別する。セパレータ56の下方側には、投射材ホッパ48が配置され、セパレータ56からの再利用可能な投射材が投射材ホッパ48に供給されるように構成されている。 なお、セパレータは、混合物に、他の向き、例えば横向きの気流を当てる構成を有するものでもよい。

0045

また、セパレータ56は、粒径が小さく軽い微粉粉状物)等を気流に乗せて集塵機(図示せず)側へ排出すると共に、粒径が大きく重い微粉(粒状物)等を落下させて粗出しパイプ58を介して粗出ケース(図示省略)側へ排出するようになっている。

0046

次に、図3ないし図6に沿って、投射機40について詳細に説明する。図3は、投射機40の正面視の断面図であり、図4は、投射機40の側面視の縦断面図である。

0047

図3に示されるように、投射機40は、ケース本体72を備えている。ケース本体72は、略角錐台の外形を有し、底部側(図3の下方側)が開放されて投射材の投射部となっている。図4に示されるように、ケース本体72の底部からは左右のベース72Aが互いに離反する方向に延出し、このベース72Aがキャビネット12(図1)の上壁部へ固定されている。

0048

また、ケース本体72のワーク搬送方向下流側(図4の右側)の側部72Bには、軸受ユニット74等の先端部が挿通される貫通孔が形成されている。一方、ケース本体72のワーク搬送方向上流側(図4の左側)の側部72Cには、導入筒70が挿通される貫通孔が形成されている。導入筒70には、投射材導入パイプ42(図1)が接続されている。一方、ケース本体72の頂部は、蓋80が取付けられている。また、ライナ78は、ケース本体72の内側に取り付けられている。

0049

ケース本体72の内部の中央には、コントロールケージ92が配置されている。コントロールケージ92は、ケース本体72のワーク搬送方向上流側(図4の左側)の側部72Cに、前面カバー88を介して取り付けられている。コントロールケージ92は、円筒形状を有し、回転軸77Xと同心に配置され、導入筒70から投射材が内部に供給されるように構成されている。

0050

このコントロールケージ92は、図2に示されるように、中心軸線CLが装置平面視でワーク搬送方向(矢印D方向)に延びるように配置されている。図4に示されるように、コントロールケージ92のワーク搬送方向上流側(図4の左側)の開口端内周部と、導入筒70の外周部との間には、環状のブラケット96とシール部材98とが配置されている。なお、導入筒70の一部は、導入筒押さえ(図示せず)によって投射機40の本体に固定されている。

0051

コントロールケージ92の側壁92Aには、投射材の排出部となる開口窓60が貫通形成されている。コントロールケージ92の側面図である図5に示されるように、開口窓60は、同一の寸法形状を有し、互いに連通する第1開口62と第2開口64とを備えている。

0052

第1開口62は、コントロールケージ92の中心軸線CLに平行な二辺即ち平行二辺62X、62Yを含む4辺に囲まれた矩形形状を備えている。また、第2開口64は、コントロールケージ92の中心軸線CLに平行な二辺即ち平行二辺64X、64Yを含む4辺に囲まれた矩形形状を備えている。

0053

第1開口62と第2開口64とは、コントロールケージ92の中心軸線CL方向において部分的にオーバーラップした状態でコントロールケージ92の周方向にオフセットし、且つ、コントロールケージの中心軸線CL方向に隣接して配置されている。

0054

図4に示されているように、ケース本体72の図中右側の中央部には、軸受ユニット74の先端部74Aが連結されている。詳細には、軸受ユニット74の先端部74Aは、ケース本体72の図中右側の側部72Bに取り付けられている。軸受ユニット74は、ベアリング74Bを備え、回転軸77Xを回転自在に支持している。

0055

回転軸77Xの基端部には、第2プーリ79が取付けられている。この第2プーリ79と、駆動モータ76(図2)の回転軸に取付けられた第1プーリ(図示せず)とには、無端ベルト81が巻回されている。これにより、駆動モータ76(図1)の回転力が回転軸77Xに伝達される。

0056

回転軸77Xの先端部77Aには、フランジ付円筒体であるハブ82の円筒部82Aがキーによって固定されている。ハブ82には、センタープレート90がボルトで固定されている。また、ディストリビュータ94が、センタープレート90を介して回転軸77Xの先端部77Aにボルト84で固定されている。

0057

図3に示されるように、ディストリビュータ94が、コントロールケージ92の内側に配置されている。ディストリビュータ94は、内部に径方向に延びる複数の羽根94Aと、周方向に等間隔に配置された複数の開口とを備え、コントロールケージ92との間に間隙を形成するように、コントロールケージ92の内側に配置されている。ディストリビュータ94は、駆動モータ76(図1)によってコントロールケージ92の内側で回転する。

0058

ディストリビュータ94が回転することで、導入筒70からコントロールケージ92の内側に供給された投射材が、ディストリビュータ94内でかき混ぜられ、回転するディストリビュータ94の開口から、遠心力で、ディストリビュータ94とコントロールケージ92の間の間隙に供給される。この間隙に供給された投射材は、間隙中を、コントロールケージ92の内周面に沿って回転方向に移動し、コントロールケージ92の開口62、64から径方向外方に排出される。

0059

このとき、コントロールケージ92の第1開口62及び第2開口64からの投射材の排出方向は、ディストリビュータ94の回転中心(後述する羽根車100の回転中心Cと同じ)からの径方向に対して羽根車100の回転方向(矢印R方向)に傾斜した方向となる。

0060

図3および図4に示されるように、コントロールケージ92の外方に羽根車100が設けられている。羽根車100は、側板ユニット102を有し、側板ユニット102は、円環状の第1側板102Aと、第1側板102Aと間隔をおいて対向配置された円環状の第2側板102Bと、を備えている。 ハブ82の円筒部82Aの軸方向一端部から半径方向外側に延びるフランジ82Bが、第1側板102Aにボルトで固定されている。第1側板102Aと第2側板102Bとは、連結部材102Cによって連結されている。

0061

さらに、羽根車100は、第1側板102Aと第2側板102Bとの間にコントロールケージ92の径方向外方に延びるように配置された複数のブレード(羽根)104を、更に、備えている。羽根車100は、駆動モータ76(図1)の作動によって回転力を得てコントロールケージ92の周方向に回転するようになっている。羽根車100の回転方向とディストリビュータ94の回転方向とは、同一方向に設定されている。各ブレードは、コントロールケージ92の外周側に径方向外方端が、羽根車100の回転方向(矢印R方向)後方側に位置するように傾斜した向きで、コントロールケージ92の外周に沿って配置されている。並設された複数台の投射機40の各羽根車100は、ワーク搬送方向に回転軸が延び、回転方向が同一方向(図6時計回り方向)に設定されている。

0062

図3に示されるように、ブレード104の回転方向前方側の表面106は、径方向内方(基端部)側の部分に、回転方向後方側に傾斜した後傾部110を備えている。後傾部110は、羽根車100の径方向に対して30°〜50°の角度、回転方向後方に傾斜しているのが好ましく、本実施形態では40°傾斜している。

0063

また、ブレード104の表面106の先端側(すなわち、後傾部110の径方向外方側)には、羽根車100の回転中心Cからの略径方向(径方向線L2方向)に延びる非後傾部114が形成されている。即ち、非後傾部114は、回転方向後方への傾斜角度が、後傾部110より小さく設定されている。 後傾部110の径方向長さは、非後傾部114の径方向長さよりも長く設定されている。また、後傾部110と非後傾部114とは、湾曲部112によって繋がれている。

0064

また、ブレード104の表面106とは反対側の面108は、基端部に、径方向に対して後傾部110より大きく回転方向後方側に傾斜した傾斜部116を備えている。ブレード104の裏面108には、径方向中間部に隆起部118が突出形成されている。この隆起部118は、羽根車100の半径方向外側の凹湾曲部が連結部材102Cに当接している。

0065

(実施形態の作用・効果) 次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。 本実施形態のショットブラスト処理装置10では、ローラコンベヤ20は、複数のコンベヤローラ24が回転することで板状のワークWをワーク搬送方向(矢印D方向)に搬送する。また、ローラコンベヤ20の上方側及び下方側に設けられた複数台の遠心式の投射機40がワークWに対して投射材を投射する。

0066

ここで、図2に示されるように、複数台の投射機40は、ワーク幅方向(矢印X方向)に並列配置し、且つワーク搬送方向(矢印D方向)に交互にずらして配置されている。このため、各投射機からの投射材同士の衝突(干渉)が抑えられながらワーク幅方向(矢印X方向)の全域に対して投射材が投射される。

0067

図3に示されるように、投射機40では、コントロールケージ92の径方向外方に配置された羽根車100が、コントロールケージ92から排出された投射材を、ブレード104によって加速し投射する。羽根車100の回転により加速されて投射された投射材は、ある程度、分散しながら投射されることになる。そして、本実施形態では、コントロールケージ92(図5)の中心軸線(羽根車100の回転中心Cと一致する軸心)は、装置平面視でワーク搬送方向(矢印D方向)に向くように配置されるので、羽根車100の回転により投射される投射材は、ワーク幅方向(矢印X)に拡散するように投射される。

0068

ここで、図3に示されるように、本実施形態の羽根車100のブレード104の表面106には、羽根車100の径方向に対し、回転方向(矢印R方向)後方側に傾斜する後傾部110が形成されている。このため、コントロールケージ92から先に排出された投射材がブレード104の表面106に接触するタイミングを遅らせることができる。これにより、先に排出された投射材がブレード104の表面106に接触する時点では、後から排出された投射材と先に排出された投射材とがブレード104の表面106の近接した位置に集められる。その結果、ブレード104の表面106の後傾部110で投射材をより効果的に集中させることができる。つまり、コントロールケージ92の周方向の所定位置から排出された投射材の投射分布曲線の立ち上がりが急になる。

0069

一方、図5に示されるように、コントロールケージ92の開口窓60は、投射材の排出部となる第1開口62及び第2開口64の二つの開口を備えている。そして、第1開口62と第2開口64とは、コントロールケージ92の中心軸線CL方向において部分的にオーバーラップした状態でコントロールケージ92の周方向にオフセットし、且つ、コントロールケージの中心軸線CL方向に隣接して配置されている。

0070

このような構成により、第1開口62及び第2開口64からそれぞれ排出される投射材は、コントロールケージ92の周方向にオフセットした位置から排出される。このため、開口窓の全体としての投射分布は、第1開口62から排出された投射材の投射分布と、第2開口64から排出された投射材の投射分布と、を合成した分布となる。

0071

ここで、第1開口62と第2開口64とは、互いに連通すると共にコントロールケージ92の中心軸線CLの方向に一部がオーバーラップしているので、第1開口62及び第2開口64からそれぞれ排出された投射材の各投射分布も一部で重なる。このため、全体の投射分布としては、投射割合が高い範囲(投射の集中化が図られた範囲)が広げられる。

0072

上記のように、本実施形態では、後傾部110の作用で、投射材の投射分布曲線の立ち上がりが急になり、さらに、第1開口62と第2開口64の作用で、投射割合が高い範囲(投射の集中化が図られた範囲)が広げられた投射分布が得られる。このため、図6に示される投射機40同士の並設方向の間隔を従来よりも広く設定しても従来と同等以上のショット処理を行うことができる。

0073

この点について、対比例と比較しながら補足説明する。図8には、対比例のショットブラスト装置200が示されている。なお、図8において本実施形態と同様の構成部については同一符号を付す。

0074

ショットブラスト装置200は、ローラコンベヤ20の上方側においてワーク搬送方向に直交する方向すなわちワーク幅方向(矢印X方向)に並列配置された6台の投射機202を備える。6台の投射機202は、羽根車204の回転軸が、本実施形態と同様にワーク搬送方向に延びるように配置されている。また、羽根車204のブレードは、回転方向側へ向いた表面が回転中心から径方向に延びている。さらに、コントロールケージには、円筒軸心に平行な二辺を備えた1つの矩形状の開口窓が形成されている。

0075

このように、図8に示されるショットブラスト装置200の投射機202では、ブレードの表面に傾斜部が設けられないため、投射材の投射は、本実施形態に比べて、ワーク幅方向(矢印X方向)への分散が大きい。

0076

図7は、本実施形態のショットブラスト処理装置による投射分布を示す図6に対応する投射密度分布を示す図面である。図9は、対比例のショットブラスト処理装置による投射分布を示す図8に対応する投射密度分布を示す図面である。

0077

図7において、点線は各投射機40(図6)の投射密度分布を示し、実線は各投射機40(図6)の投射密度分布を合成した投射密度分布を示している。また、図9において、一点鎖線は各投射機202(図8)の投射密度分布を示し、二点鎖線は各投射機202(図8)の投射密度分布を合成した投射分布を示している。また、図10は、図7の合成した投射密度分布と、図9の合成した投射密度分布とを対比した図である。

0078

図7及び図9を比較すると、本実施形態のショットブラスト処理装置10の投射機40(図6)の各投射密度分布曲線図7の点線)は、対比例の投射機202(図8)の各投射密度分布曲線(図9の一点鎖線)に比べ、立ち上がりが急でかつ投射密度の高い範囲が広い。換言すれば、対比例の投射機202(図8)の各投射密度分布曲線(図9の一点鎖線)が逆V字状に近い曲線であるのに対して、本実施形態の投射機40(図6)の各投射密度分布曲線(図7の点線)は、逆U字状に近い曲線になっている。

0079

このため、図6に示されるように、対比例の場合よりも投射機の台数を1台減らして投射機40同士の並設方向の間隔を従来よりも広く設定しても、図10に示されるように、対比例の場合と同等以上のショット処理を行うことができる。

0080

図10について補足説明すると、本実施形態の場合は、対比例の場合よりも、平坦に近い投射分布となっており、対比例の場合よりも、全体としての投射むらが抑えられていることが判る。このため、投射むらによる過剰投射を抑えることができるので、投射材及び消費電力の無駄を抑えることができる。

0081

また、本実施形態では、図3に示されるように、傾斜部110は、ブレード104の基端部側に形成され、ブレード104の表面106における先端部側には、羽根車100の径方向(径方向線L2)に延びる非傾斜部114が形成されている。このため、傾斜部110で集中された投射材が非傾斜部114で速度を増してから投射される。これにより、投射速度を効率的にあげることができるので、羽根車100を必要以上に高速回転させる必要がなくなり、消費電力が抑えられる。

0082

また、本実施形態では、羽根車100の回転軸方向視で傾斜部110の長さが非傾斜部114の長さよりも長く設定されている。このため、ブレード104の傾斜部110で投射材を十分に集めてから非傾斜部114で投射材の速度を増すことができる。

0083

また、本実施形態では、図5に示されるように、第1開口62と第2開口64とは直接、接するように形成されている。このため、第1開口62と第2開口64との間に両者を連通する連通部を設ける必要がないので、加工性にも優れている。

0084

また、本実施形態では、並列配置された複数台の各投射機40の羽根車100の回転方向は同一方向(図6の時計回り方向)に設定されている。このため、異なる羽根車100から投射された投射材同士の衝突(干渉)を抑制することができる。

0085

また、本実施形態では、各投射機40の投射割合が高い範囲が広げられて投射分布曲線の立ち上がりが急になっているので、並列配置された複数台の投射機40における各々の羽根車100の回転方向が同一方向(図6の時計回り方向)に設定されても、キャビネット12の内壁側への投射材の衝突量は抑えられる。

0086

以上のように、本実施形態のショットブラスト装置10によれば、投射機40の台数を抑えながら板部材であるワークWを良好に表面処理加工することができる。また、投射機40の台数が抑えられることで、コストが抑えられると共にメンテナンス性も向上する。

0087

本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。

0088

上記実施形態では、ショット処理装置がショットブラスト装置であるが、本発明のショット処理装置は、他のショット処理装置、例えばショットピーニング装置であってもよい。

0089

また、上記実施形態のコントロールケージの開口窓60では、図5に示されているように、第1開口62と第2開口64とが直接、接するように形成されているが、開口窓が、第1開口と第2開口との間に両者を連通させる連通部を備えた構成でもよい。 連通部は、第1開口と第2開口とを直線的に連結するものでも、第1開口と第2開口とを階段状に連結するものでもよい。

0090

具体的には、第1開口と第2開口とが、直線状の連通部63’によって連結されたコントロールケージ92’でもよい(図11(A))。また、さらに、第1開口と第2開口とが、階段状の連通部63”によって連結されたコントロールケージ92”でもよい(図11(B))。

0091

また、上記実施形態の羽根車では、ブレードの傾斜部110が、羽根車100の径方向(径方向線L1)に対して後方側に40°傾斜しており、傾斜部の傾斜角度は、30°〜50°が好ましいとしたが、傾斜部の傾斜角度は、径方向に対して、25°、55°等の他の角度とすることも可能である。

0092

また、ブレードの表面における先端部側に形成される非傾斜部は、回転方向後方側へ傾斜するがその傾斜角度が後傾部の傾斜角より小さい構成、羽根車の径方向に対して回転方向前方に傾斜する構成でもよい。また、ブレードの表面に非傾斜部が形成されない構成でもよい。

0093

また、羽根車のサイズが大きい場合等には、羽根車の回転軸方向視で傾斜部の長さと非傾斜部の長さとが同等に設定されてもよい。 また、ブレードの表面において傾斜部と非傾斜部とが湾曲部を介さずに連続する構成でもよい。また、ブレードの裏面の基端部に傾斜部116を設けない構成でもよい。

0094

また、羽根車は、駆動モータの回転軸にハブを介して取り付けられてもよい。 また、図6に示される投射機40は、表裏逆向きに(図中の表側が裏側になるように)配置されてもよい。また、図6の図中左端の投射機40のみを表裏逆向きに(図中の表側が裏側になるように)配置する構成でもよい。

0095

上記実施形態及び上述の複数の変形例を、適宜、組み合わせてもよい。

0096

10:ショットブラスト装置20:ローラコンベヤ24:コンベヤローラ40:投射機60:開口窓62:第1開口62X、62Y:第1開口の平行二辺64:第2開口64X、64Y:第2開口の平行二辺92:コントロールケージ92A:外周壁100:羽根車104:ブレード110:傾斜部C:羽根車の回転中心CL:中心軸線D:ワーク搬送方向R:羽根車の回転方向W:ワークX:ワーク幅方向

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