JP4702485B1 - ショットブラスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの投入・排出用の開口部を閉じる蓋体のデッドスペースをなくすとともに、該蓋体の開閉を回転ドラムの公転（回動）と兼用できる新規な構成のショットブラスト装置を提供すること。
【解決手段】キャビネット１１と、孔付きの回転ドラム１３と、遠心投射機１５とを備えたショットブラスト装置。回転ドラム１３は、キャビネット１１の内部に被処理物投入・処理・排出の各作業位置間を、回動可能に配する。キャビネット１１は、前記被処理物投入・搬出用の開口部１１ｂを閉じ可能な蓋体５１を備えている。キャビネット１１の開口部１１ｂ側にシール壁部５９を有する。蓋体５１は、回転ドラム１３に一体回動可能に取付けるとともに、シール壁部５９に嵌合可能な周壁部５１ａ、５１ｂ、５１ｄを有する。蓋体５９の周壁部５１ａ、５１ｂ、５１ｄとシール壁部との隙間を、リップ状のシール材６１、６３を配してシールする。
【選択図】図５

Description

本発明は、小物、薄物製品などのスケール落とし、バリ取りなどの処理目的で、密閉されたキャビネット内で、孔付きの回転ドラムで金属製品等のワークを撹拌しながら加速した投射材（ショット）によって、研掃等の処理をするショットブラスト装置に関する

ショットブラスト装置は、基本的には、キャビネットと、孔付きの回転ドラムと、遠心投射機とを備えたものである。回転ドラムは、前記キャビネットの内部に被処理物投入・処理・排出の各作業位置間を回転ドラムの軸心を通る水平軸を回動軸として回動可能に配されている。また、キャビネットは、前記被処理物投入・排出用の開口部を閉じ可能な蓋体を備えている。

そして、前記キャビネットの蓋体は、両側開きのスライド扉や観音開き扉であった。このため、スライド扉や観音開き扉は、それらの扉が移動するための余分な空間（デッドスペース）を必要とし回転ドラムの回動とは別の動力を必要とした（特許文献１段落０００２）。したがって、本願出願人は、特許文献１において、ワークの投入・排出用の開口部を閉じる蓋体のデッドスペースをなくすとともに、該蓋体の開閉を回転ドラムの公転（回動）と兼用できる下記のようなショットブラスト装置を提案した。

特許文献１の請求項１および図１を本願添付図面の図１として下記に引用する。なお、図１における図符号は、本発明の説明のための図２〜１５における図符号と無関係である。

「後側上部に遠心投射機１を前側下部に向けて配設したキャビネット２の前面部を側面からみて半円形に突出した円弧面３に成形すると共に該円弧面３には縦長の円弧開口４を設け、該円弧開口４に対し半円形板状のスライド蓋７を正逆駆動回動可能にしてラビリンスシ−ル７Ａ係合させて配設し、該スライド蓋７が前記円弧開口４を閉じた状態において該スライド蓋７の内面に、駆動回転する断面Ｕ字形の回転ドラム１３をその先端を前記遠心投射機１に向け傾斜させて設けたことを特徴とする回転ドラム型ショットブラスト装置。」

特開平０８−１２６９５９号公報

本発明の目的は、上記にかんがみて、上記特許文献１に記載のようなラビリンスシール構造によらずに、上記特許文献１と同様な目的を達成できる新規な構成のショットブラスト装置を提供することにある。

そこで、本発明者らは、上記問題点を解決するために、鋭意開発に努力をした結果、下記構成のショットブラスト装置に想到した。

キャビネットと、孔付きの回転ドラムと、遠心投射機とを備え、
前記回転ドラムは、前記キャビネットの内部に被処理物投入・処理・排出の各作業位置間を回転ドラムの軸心を通る水平軸を回動軸として回動可能に配され、
前記キャビネットは、前記被処理物投入・排出用の開口部を閉じ可能な蓋体を備え、
前記キャビネットの開口部側に、天井壁、底部壁および両側壁で構成されるシール壁部を有し、
前記蓋体は、前記回転ドラムに一体回動可能に取付けられるとともに、前記シール壁部に嵌合可能な一対の円弧壁部及び該円弧壁部の前端側を接続する弦壁部及び該弦壁部と前記一対の円弧壁部の間を塞ぐ両側壁部で形成され、さらに、
前記蓋体の前記一対の円弧壁部および両側壁部と前記シール壁部との隙間に、少なくとも一列のシールリップが配されてシール構造が形成されていることを特徴とする。

特許文献１の添付図面の図１の引用図である。 本発明のショットブラスト装置を組み込むショットブラスト設備の説明用側面図である。 同じく図２の３−３線矢視概略図（一部省略）である。 同じく図２の４−４線矢視概略図（一部省略）である。 本発明のショットブラスト装置の一実施例を示す一部省略断面図である。 図５の６部位の拡大断面図およびその下面矢視図である。 図５の７部位の拡大断面図である。 蓋体閉時のキャビネットと、各シール材と蓋体と横断位置関係図である。 同じく、図８の９−９線矢視概略断面図である。 ワーク投入時のワーク投入装置とショットブラスト装置の位置関係図である。 ワーク処理時の図１０と同様な位置関係図である。 ワーク排出時の図１０と同様な位置関係図である。 本発明のショットブラスト装置を組み込んだショットブラスト設備の外観側面図である。 同じく外観平面図である。 同じく外観正面図である。

以下、本発明の一実施形態を、図例に基づいて説明する。なお、以下の説明で（特許請求の範囲も同様）、蓋体の上・下及び前・後は、特に断らない限り、蓋体閉じ位置（処理作業時）を基準とする。

実施形態のショットブラスト装置を組み込んだショットブラスト設備について説明する（図２〜４）。ショットブラスト装置Ｓは、前述の如く、小物、薄物製品などのスケール落とし、バリ取りなどの処理目的で、使用されるものである。

キャビネット１１と、孔付きの回転ドラム１３と、遠心投射機１５とを備えている。

キャビネット１１は、ショット投射時、投射材が外部へ飛散しないように全面囲まれた密閉的構造とされている。

回転ドラム１３は、キャビネット１１内部にワーク（被処理品）を収納して回転させながらワークを均等に処理するための処理容器である。そして、回転ドラム１３は、キャビネット１１の内部に被処理物投入・処理・排出の各作業位置間を、回転ドラム１３の軸心Ｌ１を通る水平軸を回動軸Ｌ２として回動可能に配されている。

遠心投射機１５は、キャビネット１１の上部後方に配され、ショット（投射材）を加速させて、回転ドラム１３の開口に向け投射するものである。

そして、ショットブラスト設備は、ショットブラスト装置Ｓを稼動（バッチ処理）させるために、ワーク投入・搬出手段がショットブラスト装置（キャビネット）の前側に、処理作業時使用される投射材供給手段がショットブラスト装置（キャビネット）Ｓの一側（右側）および後側に亘って付設されている。

ワーク投入手段は、ワーク（被処理製品）を収納できる箱状で、回動昇降及び傾動ができ投入用バケット１９ａを有するバケットローダ１９で形成され、投入作業位置（前側上方斜め）に傾動させた回転ドラム１３にワークを投入可能とされている（図１０）。また、ワーク排出手段は、ワーク排出作業位置（前側下方斜め）に傾動させた回転ドラム１３から排出される処理後のワークを受けて搬出するワーク受けトラフ２０ａを備えた搬出コンベア２０で形成されている（図１２）。

また、投射材供給手段は、投射材供給ボックス２１よりキャビネット１１に投入された投射材を上方に持ち上げるバケット式のリフトコンベア２２と、該リフトコンベア２２の上部排出口と連接するセパレータ２３と、該セパレータ２３の下方に配されたホッパ２４、投射材投入パイプ２５および破砕物排出パイプ２６等などで構成されている。また、キャビネット１１の下部（底部）にスクリュー式の投射材回収コンベア１７が配され、該投射材回収コンベア１７の搬出口が前記リフトコンベア２２に連接されて投射後の投射材を、処理工程により発生した粉塵やスケール等とともに回収する。該回収物から再使用可能な投射材をセパレータ２３により分離（風力分級）して遠心投射機１５へ循環（戻し）可能とされている。

なお、セパレータ２３で風力分級された投射材等の破砕物は破砕物排出パイプ２６で排出可能とされている。

そして、リフトコンベア２２およびセパレータ２３は、キャビネット１１と連通して、連続した密閉室構造とされ、ダクト接続部３１、３２およびダクト３４、３４を介して、吸引ファン３５ａを備えた集塵装置３５と接続されている。

リフトコンベア２２側の集塵装置３５との接続は、主としてキャビネット１１内で発生する粉塵を吸引排出するためである。

セパレータ２３側の集塵装置３５との接続は、セパレータ２３により回収投射材から使用可能な投射材を分離して遠心投射機１５に再投入するのに先立ち、粉塵、スケール、および再使用できない投射材のような軽いものを除外するためである。

また、セパレータ２３で風力分級された、粉塵より重いが再使用可能な投射材より軽い投射材（摩耗や破砕による）やスケール等はセパレータ２３に接続された破砕物排出パイプ２６を介してショットブラスト装置Ｓの外部へ排出される。

なお、セパレータ２３で風力分級された再利用可能な投射材は、ホッパ２４に接続している投射材投入パイプ２５により投射材投入口２９に送られる。ホッパ２４の貯留可能量を超えた投射材は投射材溢流パイプ２７から投射材供給ボックス２１へ送られ、回収コンベア１７、リフトコンベア２２により遠心投射機１５へ循環される。なお、２８は、遠心投射機１５への投射材の供給開始、停止および流入量の調整を行なうためのゲートである。

そして、ショットブラスト装置Ｓにおける回転ドラム１３は、回動軸をＬ２として、駆動モータＭ１により回動(公転)されると共に、ドラム回転（自転）用の駆動モータＭ２（図５参照）で回転されるようになっている。回転ドラム１３は、ワークが通過せず投射材が通過する大きさの孔が多数形成されたものである。

遠心投射機１５は、駆動モータＭ３によりベルト伝動により駆動されるようになっている。

また、リフトコンベア２２及び回収コンベア１７は、それぞれ駆動モータＭ４、Ｍ５により駆動されるようになっている。

次に、本発明の特徴的構成に対応する実施態様について説明する。

基本的には、キャビネット１１は、前記被処理物投入・排出用の開口部１１ｂを閉じ可能な蓋体５１を備え、キャビネット１１の開口部１１ｂ側に、天井壁５９ａ、床壁５９ｂおよび両側壁５９ｃ、５９ｃで構成されるシール壁部５９を有している（主に図５・８・９参照）。

上記キャビネット１１は、シール壁部５９の両側に、前方へ突出する弓形突出壁１１ａ、１１ａが形成されて前面側が、下側広幅の開口部１１ｂを備えた上下円弧状とされている。そして、キャビネット１１の底部には投射材回収コンベア１７が幅方向に配され、回収コンベア１７に投射後投射材が集合するよう両側が対向する傾斜底壁１１ｄ、１１ｅとされた構成である。

蓋体５１は、回転ドラム１３に、フレーム５０、５０（図８参照）を介して一体回動可能に取付けられるとともに、シール壁部５９に嵌合可能な上・下円弧壁部５１ａ、５１ｂ及び該円弧壁部５１ａ、５１ｂの前端側を接続する弦壁部５１ｃ及び該弦壁部５１ｃと上・下円弧壁部５１ａ、５１ｂの間を塞ぐ両側壁部５１ｄ、５１ｄで形成された舟形である。

そして、蓋体５１の前記上・下円弧壁部５１ａ、５１ｂおよび両側壁部５１ｄ、５１ｄとシール壁部５９との隙間が少なくとも一列のリップ状のシール材が配されてシールされている。

図例では、シール材は、製作組み付け上の見地から、開口部シール壁部５９の天井壁５９ａおよび両側壁５９ｃ、５９ｃに３列構成の第一シール材６１を配するとともに、床壁５９ｂに二列構成の第二シール材６３が配され、さらに、キャビネット１１の開口部１１ｂ下端の折り曲げ壁１１ｆに沿って一列構成の第三シール材６４が配されている。本発明は、この構成に限定されず、第二のシール材６３及び／又は第三のシール材６４を第一のシール材６１に変更してもよく、また、第一のシール材６１の一部を第三のシール材６４に変更してもよい。

第一・第二シール材６１、６３は、リップ状のシール材とされている。即ち、シール壁部５９に螺子止めされる基部６１ａ、６３ａから所要列数の取付けひれ部６１ｂ、６３ｂを突出させ、各取付けひれ部６１ｂ、６３ｂにシールリップ部６１ｃ、６３ｃを螺子止めして形成したものである。

そして、第一シール材６１のシールリップ部６１ｃは、所定ピッチ（例えば２０〜１００ｍｍ）で投射材排出孔６２が形成された帯板を折り曲げてリング状とし先端部Ｕ字形断面とされている。先端部Ｕ字形断面とすることによりシール性および一列目の投射材遮断作用が増大する。また、第一シール材６１のシールリップ部６１ｃの投射材排出孔６２は、本実施形態では、第一シール材６１を屈曲部を備えた一体形状（正面図逆Ｕ字形）とせずに、製作上および取付け上の見地から、シール材６１を、例えば天井壁５９ａに保持される天井側と側壁５９ｃに保持される側壁側とを別体構成としたため必要なものである。即ち、シール材６１の天井側と側壁側との取付け隙間から投射材が潜り抜けて天井側のシールリップ部６１ｃの内部６１ｄに入り込んだ場合、ワーク排出時（図１２）、この投射材を天井側のシールリップ部６１ｃの外部へ排出させるためのものである。

第二シール材６３のシールリップ部６３ｃは、帯板がそのままのフィン状である。第二シール材６３をフィン状としたのは、キャビネット１１の前側傾斜底壁１１ｄ位置、即ち、第二シール材６３の取付け位置には、実質的に殆ど投射材が到達することはなく、第一シール材６１のような構成とする必然性はなく、単に発生粉塵の漏出を防止するのみでよいためである。

第三シール材６４は、帯板を湾曲させて形成され、粉塵漏出の二重防止構造とされている。このため、第二・第三シール材は、一方のみでもよい。

また、第一・第二シール材６１、６３は、蓋体５１側に取付けてもよい。

さらに、必然的ではないが、本実施形態では、蓋体５１の前面上側から後面後側に連通する投射材戻し機構を備え、投射材が万一漏出したとしても投射材がキャビネット１１の外側へ飛散しないようになっている。

即ち、蓋体５１を二条の水平方向の上・下突条部５２、５３を備えたものとし、蓋体５１の前面側に流入路形成板５４で流入路Ｐ１を形成し、蓋体５１の後面側に流出路形成板５５で流出路Ｐ２を形成し、流入路Ｐ１および流出路Ｐ２は蓋体５１の上突条部５２に形成された水平導通スリット５２ａで連通する構成とされている。なお、流出路形成板５５は、製作上・組み立て上の見地から三枚構成５５ａ、５５ｂ、５５ｃとされている。なお、水平導通スリット５２ａは後面側を逆止フラップ５７で塞ぐことにより逆止構造とすることが望ましい。キャビネット１１内が万一大気圧以上となったときでも、水平導通スリット５２ａを介してのキャビネット１１外への粉塵の漏出を阻止できる。

また、流出路Ｐ２から流出する投射材を回収コンベアに円滑に集合させるために蓋体５１の下端部に返し投射材案内フラップ６６が取付けられている。

なお、蓋体５１の後面側において、投射機１５投射面の対向面側（図例の右側上部）には、摩耗防止の見地から、ライナー５８（通常、鋼板製）を取付けてもよい。

また、本実施形態では、回転ドラム１３が、ワークが投入される孔付き内筒１３Ａと該内筒１３Ａを囲繞する孔付き外筒１３Ｂとで構成され、さらには、回転ドラムがワーク排出時の位置において下側に来る位置において、前記孔付き外筒にワーク排出案内フラップ６７が取付けられている。該案内フラップ６７は、処理後のワークの回転ドラム１３からの、排出コンベア２０への排出を円滑にする作用を奏する。

次に、上記構成のショットブラスト装置Ｓを組み込んだショットブラスト設備の工程は下記の如くになる（主として、図２・５および図１０〜１２参照）。

１）準備として、ワークＷを、バケットローダ１９のバケット１９ａへワーク収納位置（図１０の実線）で収納する。他方、投射材（ショット）を、リフトコンベア２２の投射材供給ボックス２１よりキャビネット１１内に投入しておく。

２）次に、回転ドラム１３を傾動させて図１０のワーク投入位置とする。ワーク投入位置では、蓋体５１は回転ドラム１３と一体傾動して開位置となり、キャビネット１１の前面側に位置する開口部１１ｂからワーク投入が可能となる。

この状態でバケット１９ａを回動上昇させ、さらに、ワーク投入位置（図１０の点線）まで傾動させて、回転ドラム１３内にワークを投入する。

３）続いて、回転ドラム１３を傾動させ処理作業位置とする（図１１）。この位置では蓋体５１が閉位置となりキャビネット１１が密閉状態となる。この状態で、各駆動モータＭ１、Ｍ３、Ｍ４，Ｍ５を駆動させて、回転ドラム１３を自転させると同時に、遠心投射機１５、リフトコンベア２２、回収コンベア１７、集塵装置３５を稼動させる。

すると、投射材がリフトコンベア２２からセパレータ２３、ホッパ２４を経て、ゲート２８で流入量を調整されて投入パイプ２５を経て投射機１５に投入される。該投射機１５から回転ドラム１３内のワークに向かって投射材が投射される。

４）投射材の投射中、即ち、処理作業中は、キャビネット１１内は大気圧より若干低い減圧状態となり、処理作業により発生する粉塵は集塵装置に吸引される。なお、外気は蓋体５１の水平導通スリット５２ａを経て導入される。

また、投射材が蓋体５１とキャビネットのシール壁部５９との隙間に至っても、該隙間には第一・第二シール材６１、６３で封止されているためキャビネット１１外へ漏出することはない。

また、第一シール材６１の天井側と側壁側の接続部隙間より潜り抜けた投射材がシールリップ部６１ｃの内部６１ｄに入り込んだとしても、扉体開時（ワーク排出時）に、Ｕ字形断面の先端の投射材排出孔６２から落下してシールリップ部６１ｃの外部、すなわちキャビネット１１内へ戻される。

万一、投射材が第一シール材６１を潜りぬけてキャビネット１１外へ漏出するようなことがあっても、前述の投射材戻し機構により、流入路Ｐ１、導通スリット５２ａから蓋体５１の内側（後面）の流出路Ｐ２を経てキャビネット１１内に戻されて、前側傾斜底壁１１ｄを落下して回収コンベア１７に至り、他の投射後投射材と同様にして、循環使用される。

５）処理作業が終了したなら、駆動モータＭ３を止めて、投射機１５の稼動を止める。この際、回転ドラム１３の自転は継続しているので、回転ドラム１３内の投射材は孔を介して回転ドラム１３の外部に排出される（キャビネット１１内を落下する。）。なお、回転ドラム１３内の投射材が全て排出されるのに要する時間は、ワークＷ及び投射材の量や形状や大きさによって異なる。したがって、短い時間で回転ドラム１３内の投射材の排出が完了する場合もあるが、投射後のキャビネット１１内は粉塵が舞っており、その状態で蓋体５１を開位置とした場合、キャビネット１１内の粉塵が外部に漏出するので作業環境上好ましくない。キャビネット１１内の粉塵濃度が外気と同程度となるように集塵装置３５によって換気するには、キャビネット１１の容積の３倍の容積を吸引する時間が必要である。前記投射材の排出時にも、集塵装置３５は稼動しているので、前記投射材の排出時間を集塵装置３５がキャビネットの３倍の容積を吸引する集塵装置３５によって換気できる時間以上とすれば、キャビネット１１内の粉塵も除去できるため望ましい。

さらに、駆動モータＭ１を駆動させて回転ドラム１３をワーク排出位置まで傾動させる。このとき、回転ドラム１３の外筒１３Ｂに取付けられている案内フラップ６７は回転ドラム１３の下側ワーク排出位置にくる。このため、円滑にワークは排出コンベア２０の受けトラフ２０ａ内に排出される。

なお、投射材を回転ドラム１３の外部へ排出する工程（いわゆる、投射材抜き工程）で、完全に投射材が排出されなかった結果、ワークＷとともに投射材が受けトラフ２０ａ内に排出される場合は、ワークＷは通らないが投射材は通る程度開口部を有する部材（例えば金網）を、トラフ２０ａ内に設けてもよい。該部材はトラフ２０ａの底部より上方に設置され、該部材を通過した投射材を回収するための経路を設けることで、ワークＷが排出コンベア２０で搬送される間にワークと投射材を分離するようにしてもよい。

上記工程を繰り返すことによりワークのバッチ処理を繰り返し行うことができる。

なお、図１３〜１５は、本発明のショットブラスト装置を組み込んだショットブラスト設備の全体外観を特定するための側面図・平面図・正面図である。なお、前述の図２〜１２とは、付随的な部分で若干相違する。

１１・・・キャビネット
１３・・・回転ドラム
１５・・・遠心投射機
５１・・・蓋体
６１・・・第一シール材
６１ｃ・・・シールリップ部
６２・・・投射材排出孔
６３・・・第二シール材

Claims (7)

1. キャビネットと、孔付の回転ドラムと、遠心投射機とを備え、
   前記回転ドラムは、前記キャビネットの内部に被処理物投入・処理・排出の各作業位置間を、前記回転ドラムの軸心を通る水平軸を回動軸として回動可能に配され、
   前記キャビネットは、前記被処理物投入・排出用の開口部を閉じ可能な蓋体を備え、
   前記キャビネットの開口部側に、天井壁、床壁および両側壁で構成されるシール壁部を有し、
   前記蓋体は、前記回転ドラムに一体回動可能に取付けられるとともに、前記シール壁部に嵌合可能な上・下円弧壁部及び該上・下円弧壁部の前端側を接続する弦壁部及び該弦壁部と前記上・下円弧壁部の間を塞ぐ両側壁部で形成され、さらに、
   前記蓋体の前記一対の円弧壁部および両側壁部と前記シール壁部との隙間が、少なくとも一列のリップ状のシール材が配されてシールされていることを特徴とするショットブラスト装置。
2. 前記シール材の断面形状が、少なくとも、前記シール壁部の天井壁、両側壁側で先端側Ｕ字形断面であることを特徴とする請求項１記載のショットブラスト装置。
3. 前記シール材の前記Ｕ字形断面の底部が前記蓋体の周壁部に接するとともに投射材排出孔が形成されていることを特徴とする請求項２記載のショットブラスト装置。
4. 前記蓋体が中間高さ位置に幅方向の導通スリットを備え、該導通スリットを介して前面側上方から後面側下方に連通する投射材戻し機構が形成され、投射作業時の漏出投射材がキャビネット内へ戻し可能とされていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のショットブラスト装置。
5. 前記投射材戻し機構が外気導入機構を兼ねていることを特徴とする請求項４記載のショットブラスト装置。
6. 前記投射材戻し機構の前記導通スリットを塞ぐ逆止フラップが、前記蓋体の後面側に取付けられていることを特徴とする請求項４又は５記載のショットブラスト装置。
7. 前記回転ドラムが、ワークが投入される内筒と該内筒を囲繞する孔付き外筒とで構成され、該孔付き外筒にワーク排出用の案内フラップが取付けられていることを特徴とする請求項６記載のショットブラスト装置。

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