JP7099389B2 - ショット処理装置及びショット処理装置の制御方法 - Google Patents
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Description
この装置では、各バルブを駆動するためのシリンダは直線摺動する構成であり、ショット材の落下通路の直下に設けられている。そのため、各シリンダがショット材と接触するので、動作不良生じたり破損したりするおそれがある。
この装置では、シリンダロッドは、ショット材の落下通路からずれた位置に設けられているが、ショット材が接触する機会が少ないとはいえない。また、弁体がショット材の落下通路の直下にあるので、上述と同様に弁装置の耐久性に問題が生じる恐れがある。
すなわち、本発明の一側面は、高圧気体流にショット材を混合してノズルから被加工物に向けて噴射するショット処理装置である。ショット処理装置は、ホッパーと、加圧タンクと、弁装置と、を含む。ホッパーは、ショット材を貯留する。加圧タンクは、ホッパーの下部に連通しており、内部が加圧される。弁装置は、ホッパーと加圧タンクとの連通部に配置されている。弁装置は、弁体及び弁座を含む。弁体が弁座を押す押圧力は、加圧タンク内の圧力より低く設定されている。
このような構成によれば、弁体と弁座との間にショット材が挟まったとしてもその周囲のエアの加圧力のほうが高いので、挟まったショット材を弁体と弁座との間の挟まり状態から効率良く除去できる。従って、弁体や弁座への摩耗を防止することができる。
このような構成によれば、小さな面積の突状の頭頂部だけが弁体と当接するので、接触面積が小さくなり、ショット材が挟みこむことを抑制できる。結果、耐久性の高い弁装置を備えたショット処理装置が提供できる。
このような構成によれば、弁座と弁体との接触面積を少ない面積とすることができるので、弁座と弁体との間にショット材が挟まり難くなり、弁座及び弁体の摩耗等を抑制することができる。
このような構成によれば、小さな面積の突状の頭頂部が平坦面とだけ当接するので、確実に接触面積を小さくすることができる。その結果、ショット材が挟みこむ可能性がより小さくなるので、より耐久性の高い弁装置を備えたショット処理装置が提供できる。
このような構成によれば、簡易に突条を形成することができる。
このような構成によれば、ショット材の挟みこみを抑制するための突条に、弁座と弁体との密閉手段を兼用させることができるので、耐久性の高い弁装置を備えたショット処理装置を安価に提供することができる。
このような構成によれば、上方から流下してくるショット材が平坦面に付着しにくくなるので、挟みこむことを抑制できる。従って、耐久性の高い弁装置を備えたショット処理装置が提供できる。
このような構成によれば、より上方から流下してくるショット材が平坦面に付着しにくくなるので、ショット材の挟みこみを抑制できる。その結果、耐久性の高い弁装置を備えたショット処理装置が提供できる。
このような構成によれば、円弧軌道を描くように離間/押圧軌道を形成することで、上述した弁体の平坦面を下方に向かせることができる。また、弁体を仮想流域の外に退避させることを、1つのアーム手段で実現させることができる。従って、簡易で安価に耐久性の高い弁装置を備えたショット処理装置を提供することができる。
(1)加圧タンク内を一時的に大気圧に開放すること、
(2)加圧タンク内が大気圧とされたことを検知したときに、弁装置を開いてホッパー内のショット材を加圧タンク内へ流下供給させること、
(3)加圧タンク内にショット材が所定時間及び/又は所定量流下供給されたときに弁装置を閉じること、
(4)弁装置を閉じたときに加圧タンク内を加圧すること、
弁装置による連結部の開閉は、弁装置に含まれる弁体及び弁座を相互に当接させ、それらを相対的に押圧することで行う。そして、加圧タンク内を加圧したときの弁体が弁座を押す押圧力を、加圧タンク内の圧力より低く設定する。
このような構成によれば、弁体と弁座との間にショット材が挟まったとしてもその周囲のエアの加圧力のほうが高いので、挟まったショット材を弁体と弁座との間の挟まり状態から効率良く除去できるので、弁体や弁座への摩耗を防止することができる。
このような構成によれば、上方から流下してくるショット材が弁体に付着しにくくなるので、挟みこむことを抑制できる。従って、耐久性の高い弁装置を備えたショット処理装置が提供できる。
このような構成によれば、上方から流下してくるショット材が、弁体の弁座に当接させる側の面に付着しにくくなるので、挟みこむことを抑制できる。従って、耐久性の高い弁装置を備えたショット処理装置が提供できる。
(実施形態)
図1は、本発明の実施形態におけるショット処理装置1の概略構成図である。ショット処理装置1は、ショット材供給のためのホッパー2、ショット材を貯留する加圧タンク4、ホッパー2と加圧タンク4との間に設けられる弁装置3、ノズル11からのショット材9の噴射によってワーク5を加工する区画を内部に持つキャビネット6、制御部7を備えている。
ホッパー2はショット材を貯留するとともに、当該ホッパー2下方に連通する加圧タンク4に該ショット材を流下供給する。加圧タンク4は、前記ホッパー2から適宜供給された前記ショット材を内部の圧力を上昇させることで、下方と連通する噴射ホース12に圧送する。
前述したように、ホッパー2と加圧タンク4との間の連通部4aには、弁装置3が設けられている。また加圧タンク4には、この加圧タンク4を加圧し、ショット材9を圧送するための噴射エアを供給するエア供給口10を備えているとともに、ショット材9をキャビネット6内のノズル11まで圧送するための噴射ホース12に連結されている。
弁装置3は、前記ホッパー2の前記加圧タンク4との連通部4aを開閉する弁座28a(後述)と、その弁座28aの開口部27(後述)を開閉する弁体41(後述)とからなり、この弁体41は、アクチュエータ8(駆動源)によって弁座28a並びに開口部27を開閉させている。
キャビネット6は、その底部を回収ダクト13に連結され、回収ダクト13は、回収した前記ショット材9を前記ワーク5加工により生じた塵埃と分離して循環供給するための機構(図示せず)に連結されている。ここで、噴射エア供給口10、ノズル11、噴射ホース12は、噴射装置14を構成している。
ショット処理装置1の動作は、制御部7によって制御されている。具体的には、制御部7は、ホッパー2から加圧タンク4へのショット材9の供給、弁装置3のアクチュエータ8による開口部の開閉駆動、加圧タンク4への加圧及びショット材9の圧送のためのエア供給口10の開閉動作及び噴射エア圧の調整、ノズル11におけるワーク5へのショット材9の噴射制御等、を行う。制御部7は、点線矢印で示したように各被制御部との通信によってショット処理装置1を駆動制御している。
弁装置3は、ホッパー2と加圧タンク4との間の連通部4aに設けられたものである。連通部4aは、上壁21、側壁22、及び、下壁23で画成される弁体空間24を有している。弁体空間24は、上壁21に形成されたショット材供給口25と下壁23に形成された加圧タンクへ4へのショット材落下口26によって、ホッパー2と加圧タンク4と連通するように設けられている。ショット材供給口25には、このショット材供給口25に連通する開口部27を有する弁座構成部材28がボルト等によって上壁21に固定されている。弁座構成部材28の開口部27はショット材を加圧タンク4内に落下可能とするものであり、この弁座構成部材28の開口部27の周囲の下面は、弁座28aとされている。ここで、開口部27は、弁座28aの開口部を構成している。
上述した各構成要素のうち、弁座構成部材28、弁支持軸29、支持体30、ロータリーアクチュエータ31、弁体41、バネ42は、弁装置3を構成している。また、弁支持軸29、支持体30、ロータリーアクチュエータ31、バネ42は、弁体駆動機構31Aを構成している。
ショット処理装置1において、当初、ホッパー2と連通する弁装置3の開口部27は閉塞している。噴射エアを供給するエア供給口10は開かれ、加圧タンク4はショット処理加工が可能なように加圧された状態となっている。ノズル11からのショット材9の噴射は止まっている。
上述した当初の状態において、加圧タンク4は大気圧にされており、弁装置3の弁体41は、図2の2点鎖線Uで示すごとく、開口部27から離間してショット材の落下通路Rの側方へ退避する位置に位置決めされている。このようにショット材の落下通路Rが上部のホッパー2と開口部27を通じて連通している状態で、上部のホッパー2からショット材の落下通路Rを経て、加圧タンクにショット材が落下供給される。充分なショット材が供給された後、図3のロータリーアクチュエータ31によって円矢印Qの方向に弁支持軸29が回転し、図2において実線で示された位置Tまで支持体30が移動し、弁体41が、開口部27が閉塞される位置に移動する。
上記動作が可能となるように、バネ42の付勢力が、開口部27の閉塞動作時において弁体41と弁座28aとの間に挟まったショット材9を加圧タンク4内の加圧空気が開口部27側へ流動させる押圧力に設定されている。
なお、上記の実施形態においては、弁座28aにOリングを設けるように構成したが、Oリングを設けることなく、弁座28aに直接環状の突出部を設けるようにしてもよく、要は、弁座28aと弁体41の閉塞面41dの接触面積を少なくするために弁座28aに突起を設けるようにすれば良い。
また、上記の各構成に代えて、弁体41の閉塞面41dにより弁座28aを閉塞した状態において、閉塞面41dと弁座28aとの間に挟まれたショット材9が開口部27へ流動するのであれば、ロータリーアクチュエータ31の駆動力によって、弁体41を弁座28aに押圧する構成としてもよい。
そしてこのショット処理装置の制御方法としては、前記加圧タンク4内を一時的に大気圧に開放すること、前記加圧タンク4内が大気圧とされたことを検知したときに、前記弁装置3を開いて前記ホッパー2内のショット材9を前記加圧タンク4内へ流下供給させること、前記加圧タンク4内に前記ショット材9が所定時間及び/又は所定量流下供給されたときに前記弁装置3を閉じること、前記弁装置3を閉じたときに前記加圧タンク4内を加圧すること、を含み、前記加圧タンク4内を加圧したときの前記弁体41が前記弁座28aを押す押圧力を、前記加圧タンク4内の圧力より低く設定することにより、前記弁体41と前記弁座28aとの間に挟まったショット材9を前記加圧タンク4内の加圧空気が前記ホッパー2側へ流動させることを採用することができる。
このショット処理装置の制御方法により、弁体と弁座との間にショット材が挟まったとしてもその周囲のエアの加圧力のほうが高いので、挟まったショット材を弁体と弁座との間の挟まり状態から効率良く除去できるので、弁体や弁座への摩耗を防止することができる。
次に、図4(a)を参照して本実施形態の変形例について説明する。本変形例が上記実施形態と異なる点は、本変形例では、図4(a)において2点鎖線で示される、開口部27に向けて圧縮空気を吹き付けるノズルHを備える点である。ノズルHは、加圧タンク4の加圧と同時に図5(a)における間隙Vに圧縮空気を吹き付け、弁体41と弁座構成部材28の間に挟まったショット材9を吹き飛ばす効果を増幅させることができる。
この変形例は、ノズルHによって、間隙Vに圧縮空気を吹き付け、弁体41と弁座構成部材28の間に挟まったショット材9を吹き飛ばす補助をする点以外は上記実施形態と同様の動作によってショット処理装置の駆動が行われ、上記実施形態と同様の作用、効果が得られる。
上記実施形態のショット処理装置は、ブラスト加工の為の装置であってもショットピーニングの為の装置であってもよい。更には、ショット材を被加工面に噴射・衝突させて、ショット材由来の皮膜を形成するための装置であってもよい。
2 ホッパー
3 弁装置
4 加圧タンク
4a 連通部
9 ショット材
27 開口部
28a 弁座
41 弁体
49 Oリング
R ショット材の落下通路(ホッパーから流下するショット材の仮想流域)
Claims (12)
- 高圧気体流にショット材を混合してノズルから被加工物に向けて噴射するショット処理装置であって、
前記ショット処理装置は、ショット材を貯留するホッパーと、
前記ホッパーの下部に連通する加圧タンクと、
前記ホッパーと前記加圧タンクの連通部に配置され、弁体および弁座を含む弁装置と、
前記弁装置を閉じたときに前記加圧タンク内を定められた圧力に加圧するように制御する制御部と、
を具備し、
前記弁装置は、その閉じ動作時に前記弁体が前記加圧タンク側から前記弁座を押圧するように構成され、
前記弁装置が閉じられ前記加圧タンク内が加圧されたときの前記弁体が前記弁座を押す押圧力は、前記弁体と前記弁座との間に挟まったショット材を前記加圧タンク内の加圧空気が前記ホッパー側へ流動させることができるように設定されていることを特徴とするショット処理装置。 - 前記弁座は、下方に突出する突起を備えることを特徴とする請求項1に記載のショット処理装置。
- 前記突起は、突条であることを特徴とする請求項2に記載のショット処理装置。
- 前記弁座に当接する前記弁体の表面が、平坦面であることを特徴とする請求項3に記載のショット処理装置。
- 前記突条は、前記弁座の開口部を囲むように略円形形状であることを特徴とする請求項3又は4に記載のショット処理装置。
- 前記突条は、弾性体のOリングであることを特徴とする請求項3から5のいずれか1項に記載のショット処理装置。
- 前記弁装置は前記弁体を前記弁座に当接、又は前記弁体を前記弁座から離間する位置に到らせる弁体駆動機構を更に備え、該弁体駆動機構は、前記弁体が前記弁座から離間しているときに、前記平坦面が略下方を向くように駆動することを特徴とする請求項4から6のいずれか1項に記載のショット処理装置。
- 前記弁体駆動機構は、前記弁体が前記弁座から離間しているとき、前記弁体が、前記ホッパーから流下するショット材の仮想流域の外に退避するように駆動することを特徴とする請求項7に記載のショット処理装置。
- 前記弁体駆動機構は、前記弁体を、前記弁座に当接する位置と、前記退避する位置との間を、略円弧軌道を描きながら移動させることを特徴とする請求項7又は8に記載のショット処理装置。
- ショット材を貯留するホッパーと、前記ホッパーと連通された加圧タンクと、前記ホッパーと前記加圧タンクの連通部に配置された弁装置であって前記連通部を開閉する弁装置と、前記加圧タンクより高圧気体流に圧送された前記ショット材を被加工物に向けて噴射するノズルと、を含むショット処理装置の制御方法であって、
前記加圧タンク内を一時的に大気圧に開放すること、
前記加圧タンク内が大気圧とされたことを検知したときに、前記弁装置を開いて前記ホッパー内のショット材を前記加圧タンク内へ流下供給させること、
前記加圧タンク内に前記ショット材が所定時間及び/又は所定量流下供給されたときに前記弁装置を閉じること、
前記弁装置を閉じたときに前記加圧タンク内を定められた圧力に加圧すること、を含み、
前記弁装置による前記連通部の閉じ動作は、前記弁装置に含まれる弁体及び弁座を相互に当接させ、前記弁体を前記加圧タンク内部から前記弁座に押圧することで行い、
前記弁装置が閉じられ前記加圧タンク内が加圧されたときの前記弁体が前記弁座を押す押圧力を、前記弁体と前記弁座との間に挟まったショット材を前記加圧タンク内の加圧空気が前記ホッパー側へ流動させることができるように設定することを特徴とするショット処理装置の制御方法。 - 前記弁装置を開いたときに、前記弁体が前記弁座に当接させる側の面を下方に向くように待避させることを特徴とする請求項10に記載のショット処理装置の制御方法。
- 前記弁装置を開いたときに、前記弁体を前記ショット材の仮想流域の外に退避させることを特徴とする請求項10又は11に記載のショット処理装置の制御方法。
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