JP2014008552A - ワーク表面処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、従来にない作用効果を発揮する画期的なワーク表面処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ワーク１に液体２と砥粒３との混合物であるスラリ４を噴射して該ワーク１の表面をブラスト処理するワーク表面処理装置であって、前記ワーク１を吊り下げ状態で搬送するワーク搬送部５を有し、また、このワーク搬送部５により搬送される前記ワーク１に前記スラリ４を噴射して該ワーク１の表面をブラスト処理するスラリ噴射部６を有し、更に、このスラリ噴射部６から前記ワーク１に噴射される前記スラリ４により該ワーク１が揺動することを抑制するワーク揺動抑制体７が設けられたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワーク表面処理装置に関するものである。

例えば自動車のエンジンマウントや足回りに使用される防振金具は、金属部材の所定位置に合成樹脂部材（ゴム）を接着したものであるが、この合成樹脂部材が接着される金属部材の被接着部分は当該合成樹脂部材との密着性を上げるため予め表面を粗化・清浄化しておく必要がある。

そこで、本出願人は、この金属部材の表面を粗化・清浄化する装置として、特開２００７−３８３０９号のような表面処理装置（以下、従来例）を提案している。

この従来例は、金属部材に液体と砥粒との混合物であるスラリを噴射して該金属部材の表面をブラスト処理するものであり、具体的には、この金属部材を周面に多数の貫通孔が形成されたカゴ形状のバレル（回転ドラム）に収納し、このバレルを回転させて該バレル内で金属部材を転がしながらスラリを噴射してブラスト処理するものであり、この従来例により処理された金属部材の表面は粗化・清浄化されることになる。

従って、この従来例は、バレルを回転させて満遍なく金属部材に対してスラリを衝突させることができるため、金属部材の形状に関係なく多品種の金属部材に対して迅速且つ確実に粗化・清浄化を行うことができる。

特開２００７−３８３０９号公報

ところで、近年、自動車の車体軽量化が要求される中、鋳造技術の進歩も伴い、この金属部材を、従来の鋼材の鍛造品から軽いアルミ鋳造品に切り替えたいとする要求が増えており、しかも、このアルミ鋳造は、複雑な形状も成形し易いことから、従来、複数の部材を組み合わせて構成していた金属部材を一体で成形でき、生産性の向上も望めるとされている。

しかしながら、従来例は、表面処理する金属部材がアルミ鋳造品であった場合、前述したように金属部材は一体成形品となるため大型化、形状複雑化する傾向があり、この大型化によりバレルへの投入量が少なくなり生産性が低下するとともに、バレルの回転時に金属部材同士が衝突して傷や打痕や変形が生じてしまう場合が懸念される。

本発明者は、前述した問題点に着目し、種々の実験・研究を繰り返し行った結果、従来にない作用効果を発揮する画期的なワーク表面処理装置を開発した。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

ワーク１に液体２と砥粒３との混合物であるスラリ４を噴射して該ワーク１の表面をブラスト処理するワーク表面処理装置であって、前記ワーク１を吊り下げ状態で搬送するワーク搬送部５を有し、また、このワーク搬送部５により搬送される前記ワーク１に前記スラリ４を噴射して該ワーク１の表面をブラスト処理するスラリ噴射部６を有し、更に、このスラリ噴射部６から前記ワーク１に噴射される前記スラリ４により該ワーク１が揺動することを抑制するワーク揺動抑制体７が設けられていることを特徴とするワーク表面処理装置に係るものである。

また、請求項１記載のワーク表面処理装置において、前記ワーク揺動抑制体７のワーク当接部７ａは、前記ワーク１を覆う面状体であることを特徴とするワーク表面処理装置に係るものである。

また、請求項１，２いずれか１項に記載のワーク表面処理装置において、前記ワーク揺動抑制体７のワーク当接部７ａは、適度な柔軟性を有する部材で構成されていることを特徴とするワーク表面処理装置に係るものである。

また、請求項１〜３いずれか１項に記載のワーク表面処理装置において、前記ワーク搬送部５には、前記ワーク１を吊り下げ状態に保持するワーク保持体８が設けられ、このワーク保持体８は水平回転自在に構成されていることを特徴とするワーク表面処理装置に係るものである。

また、請求項４記載のワーク表面処理装置において、前記スラリ噴射部６は、前記ワーク１の水平回転中心から水平方向にズレた位置で且つ当該ワーク１を水平回転させる方向に前記スラリ４を噴射するように構成されていることを特徴とするワーク表面処理装置に係るものである。

また、請求項１〜５いずれか１項に記載のワーク表面処理装置において、前記スラリ噴射部６は、上下方向に前記スラリ４を噴射するように構成されていることを特徴とするワーク表面処理装置に係るものである。

また、請求項１〜６いずれか１項に記載のワーク表面処理装置において、前記ワーク１としてアルミ鋳造により形成された金属部材が採用されていることを特徴とするワーク表面処理装置に係るものである。

また、請求項１〜７いずれか１項に記載のワーク表面処理装置において、前記ワーク１として所定位置に合成樹脂部材が接着される金属部材が採用されていることを特徴とするワーク表面処理装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、ワークを傷つけることなく、ワークの表面を良好に処理することができ、しかも、この表面処理が簡易且つ迅速に行われることになるなど、従来にない作用効果を発揮する画期的なワーク表面処理装置となる。

本実施例に係るワーク表面処理装置の概略説明図である。 本実施例の要部の説明図である。 本実施例の要部の動作説明図である。 本実施例の要部の動作説明図である。 本実施例の要部の説明図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

ワーク１をワーク搬送部５で搬送し、このワーク搬送部５で搬送されるワーク１に、スラリ噴射部６から液体２と砥粒３との混合物であるスラリ４を噴射して該ワーク１の表面をブラスト処理する。この際、スラリ４を構成する砥粒３は液体２により運ばれてワーク１の表面に衝突し、該砥粒の衝突により該ワーク１の表面は粗化・清浄化される。

また、本発明は、ワーク搬送部５で吊り下げ状態で搬送されるワーク１に対してスラリ４を噴射する構造であり、前述した従来例のようなワーク１同士が衝突することはなくワーク１の破損等は防止される。

ところで、本発明は、吊り下げ状態で搬送されるワーク１にスラリ４を噴射する構造とするにあたり、このスラリ噴射部６からワーク１に噴射されるスラリ４により該ワーク１が揺動することを抑制するワーク揺動抑制体７が設けられている。

これは、液体２を伴うスラリ４の噴射圧によりワーク１は揺動し、この揺動により、例えば吊り下げ部からワーク１が落下して破損したり、或いは、ワーク搬送部５で搬送される隣接するワーク１同士が衝突して破損したり（処理の効率化や装置自体の小型化などの理由から複数のワーク１を近接させた状態で搬送させたいという要求がある。）、或いは、ワーク１に対してスラリ４が不均一に衝突して表面処理が良好に行われない場合などの問題が懸念されるが、この点、本発明は、前述した構成を具備することでこれら問題を確実に解消することができる。

従って、ワーク１を傷つけることなく、ワーク１の表面を良好に処理することができ、しかも、この表面処理が簡易且つ迅速に行われる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、ワーク１に液体２と砥粒３との混合物であるスラリ４を噴射して該ワーク１の表面をウエットブラスト処理するワーク表面処理装置である。

尚、本実施例では、ワーク１として、アルミ鋳造により一体成形されるもので、所定位置に合成樹脂部材が接着される金属部材（自動車部品である防振金具）を採用しており、その一端部には機能上必須となる孔１ａが形成されており、この孔１ａを利用して後述するワーク搬送部５におけるワーク保持体８で吊り下げ係止される。

具体的には、このワーク表面処理装置は、図１に図示したようにワーク１を搬送するワーク搬送部５と、このワーク搬送部５により搬送されるワーク１にウエットブラスト処理及びその他の処理を行うワーク処理部15とを具備している。

ワーク搬送部５は、図１，３，４に図示したようにボックス状の基体（図示省略）に設けられる移動構造体９にワーク１を吊り下げ状態に保持するワーク保持体８を設けた構成である。

移動構造体９は、基体に横設され下部開口部10ａを有する角筒状のガイド部10と、このガイド部10内に沿設状態に設けられる長尺の移動部材11とで構成されている。

この移動部材11の所定位置にしてワーク保持体８を垂設する部位には、ガイド部10を転動する車輪部11ａが設けられており、この移動部材11は、車輪部11ａを介して図示省略の駆動源の駆動によりガイド部10内を該ガイド部10の長さ方向（水平方向）に移動自在に設けられている。尚、図示していないがこの移動構造体９（ガイド部10及び移動部材11）は平面視方向から見て環状に設けられており、よって、この移動構造体９に設けられるワーク保持体８は基体内の一定箇所を循環して通過することになる。

また、移動部材11には複数のワーク保持体８が間隔を介して並設されている。

従って、処理対象となるワーク１は、各ワーク保持体８に吊り下げ状態とされて基体の一側（上流側）から他側（下流側）へ連続的に搬送されることになり、また、ワーク１はワーク保持体８で吊り下げ状態で後述するワーク処理部15により処理されるから、例えばワーク１を挟持した状態で搬送する場合に比し、ワーク１の隠蔽される部位を少なくすることができるから、可及的にワーク１の隅々まで良好な処理が行われる。

また、ワーク搬送部５は、ワーク１が後述するワーク処理部15で処理される際、その処理の間は一時的にその位置で搬送停止する間欠搬送するように構成されている。

ワーク保持体８は、図１〜４に図示したように適宜な金属製の部材で形成した長尺棒状体であり、移動部材11の所定位置に垂下連結される第一部材８ａと、この第一部材８ａの下端部と軸回転自在に連結する第二部材８ｂとで構成されている。

この第二部材８ｂの下端部にはフック形状部８ｃが設けられており、このフック形状部８ｃはワーク１の孔１ａを利用して該ワーク１を吊り下げ係止する係止部８ｃとして構成されている。

また、第二部材８ｂの上部には径大な歯車12が設けられている。

この歯車12は、ワーク処理部15の所定位置（ウエットブラスト処理部15Ａ，洗浄部15Ｂ及び洗浄液除去部15Ｃ）に設けられる該歯車12よりも径小の駆動歯車13と係合し、この駆動歯車13の駆動により回転するように構成されている。

従って、ワーク保持体８は、移動構造体９に係る移動部材11の移動により水平方向に移動してワーク処理部15の所定位置に位置した際、ワーク保持体８は移動停止するとともに、駆動歯車13に対して歯車12が係合して該歯車12が回転することで回転し、よって、ワーク１はワーク処理部15で水平方向に回転（軸回転）することになる。

尚、ワーク１の水平方向の回転は軸回転に限らず、回転中心の周囲を回転する公転回転でも良い。

このワーク搬送部５で搬送されるワーク１はその搬送途時にワーク処理部15でウエットブラスト処理及びその他の処理がなされる。

具体的には、このワーク処理部15は、ウエットブラスト処理部15Ａと、洗浄部15Ｂと、洗浄液除去部15Ｃとで構成されている。

ウエットブラスト処理部15Ａは、図１に図示したようにワーク１を通過せしめる基体内に配設され、スラリ噴射部６と、このスラリ噴射部６の下方位置に配設されるスラリ貯留部16と、このスラリ貯留部16からポンプ装置17を介してスラリ噴射部６へスラリ４を搬送するスラリ搬送部18とを具備し、スラリ噴射部６から噴射されたスラリ４はスラリ貯留部16へ送られて再利用される構成である。

スラリ噴射部６は、図１に図示したようにワーク搬送部５で搬送されるワーク１の近傍に配される複数の噴射ノズル６ａで構成されている。

この各噴射ノズル６ａには前述したスラリ搬送部18が接続されるとともに、別回路で設けられ圧縮空気供給部19から延設される圧縮空気搬送部19ａが接続されており、スラリ搬送部18から供給されるスラリ４を圧縮空気搬送部19ａから供給される圧縮空気により加速して、所定の噴射速度で噴射ノズル６ａから噴射されるように構成されている。

また、各噴射ノズル６ａは、図１，３，４に図示したようにワーク１の搬送方向の上流位置に複数（４つ）設けられ、この上流位置と所定の間隔を介した下流位置に複数（４つ）設けられており、上流位置の各噴射ノズル６ａはワーク１の上方に配され該ワーク１の上方から下方へ向けて傾斜方向にスラリ４を噴射するように構成され、一方、下流位置の各噴射ノズル６ａはワーク１の下方に配され該ワーク１の下方から上方へ向けて傾斜方向にスラリ４を噴射するように構成されている。

また、スラリ噴射部６（上流位置の各噴射ノズル６ａ及び下流位置の各噴射ノズル６ａ）は、リンク装置28を介してワーク１の吊り下げ方向（上下方向）に首ふり揺動自在に構成されている。

従って、軸回転（自転）するワーク１に対してスラリ４を上下方向に噴射して、当該スラリ４をワーク１の全表面に対して満遍なく衝突させて処理することができる。

また、スラリ噴射部６（上流位置の各噴射ノズル６ａ及び下流位置の各噴射ノズル６ａ）は、図５に図示したようにワーク１の水平回転中心からズレた位置（オフセット状態）で且つワーク１の水平回転させる方向にスラリ４を噴射するように構成されている。

従って、スラリ噴射部６は、スラリ４をワーク１に対して該ワーク１の水平回転させる方向に追い打ち状態で噴射することになり、この構成から、ワーク１が必要以上に揺動せず安定した状態で水平回転することになる。この点について本発明者は実験により確認しており、これとは反対にスラリ４をワーク１に対して該ワーク１の回転方向と逆方向となる迎え撃ち状態で噴射した場合、ワーク１が揺動して安定しにくくなることも確認している。また、このスラリ４の噴射によりワーク１の水平回転は助力されており、このスラリ４の噴射のみでワーク１が水平回転するようにしても良い。

また、スラリ噴射部６からワーク１に噴射されるスラリ４により該ワーク１が揺動することを抑制するワーク揺動抑制体７が設けられている。

具体的には、スラリ噴射部６の噴射対向位置には、ワーク１におけるスラリ４が噴射される部位と裏側の部位に当接してワーク１の噴射方向への移動を抑制するワーク揺動抑制体７が設けられている。

このワーク揺動抑制体７は、図２に図示したように適宜な金属製の部材（ステンレス）で形成された有天半円筒状のカバー体であり、このワーク揺動抑制体７の内面部にしてワーク１に当接するワーク当接部７ａは、適度な柔軟性を有する部材（ウレタンシート材）で構成されている。

このワーク当接部７ａは、ワーク１を覆う面状体であり、一つのワーク１に対して一つのワーク揺動抑制体７で周囲（ワーク１の天面側，背面側及び左右側面側）を覆うように構成されている。

尚、一つのワーク揺動抑制体７で複数のワーク１を支持するようにしても良いが、隣接するワーク１同士が衝突しない間隔に設定しなければならず、また、スラリ４の周囲への飛散を考慮すると個々に覆うようにした方が良い。

また、ワーク揺動抑制体７は、基体に設けられた昇降体20を介して昇降自在に設けられており、ワーク搬送部５で搬送されたワーク１がスラリ噴射部６の対向位置で停止した際、降下してスラリ噴射部６の噴射対向位置にしてワーク１の背面側となる位置に配される。

この際、ワーク当接部７ａがワーク１に近接するように昇降体20の移動範囲や設置位置が適宜設定されている。

符号７ｂ'は天部７ｂに設けられワーク保持体８を避けるための凹部である。

また、本実施例で使用するスラリ４は、液体２と砥粒３との混合物である。

この液体２としては水を採用し、また、砥粒３としてはステンレス粒子（ステンレスグリッド）を採用している。

尚、砥粒３としては、ステンレスの他にもアルミナ、セラミック、ガラス、樹脂など適宜採用される。

また、ウエットブラスト処理部15Ａは、スラリ噴射部６の下流側位置に該スラリ噴射部６によって処理された直後のワーク１に、洗浄ノズル21ａから洗浄液をかけて荒洗浄する荒洗浄部21が設けられている。

この荒洗浄部21から噴射する洗浄液は、図１に図示したようにスラリ搬送部18から分岐して一部のスラリ４が導入される洗浄液作出部22で作出され、スラリ４を渦巻き状に流動させて濃度の高いスラリ４と分離（分級）して得られる水（微細な砥粒や研磨粉を含んだ低濃度スラリ）である。

この洗浄液作出部22は、スラリ搬送部18からスラリ４が導入される処理容体で構成されている。

この処理容体は、縦長の筒状体であり、この処理容体の上部側方位置に設けたスラリ導入部22ａから導入されたスラリ４が上方から下方へ渦巻き流を発生しながら通過する構成であり、該処理容体の上端部に遠心分離作用により作出された水である洗浄液（低濃度スラリ）を導出する第一導出部22ｂが設けられ、一方、下端部に高濃度のスラリ４を導出する第二導出部22ｃが設けられている。

第一導出部22ｂから導出された洗浄液は、洗浄液搬送管23を介して荒洗浄部21へ送られ、一方、第二導出部22ｃから導出されたスラリ４は、スラリ戻り管24を介してスラリ貯留部16へ送られる。このスラリ戻り管24によりスラリ４をスラリ貯留部16に戻すことで該スラリ貯留部16内のスラリ４を撹拌するものであり、スラリ濃度が均等となるようにしている。

洗浄部15Ｂは、図１に図示したようにワーク１を通過せしめる基体内に洗浄液（洗浄水）を噴出する洗浄ノズル15ａを配設して構成されている。

尚、この洗浄部15Ｂは洗浄液貯留部25及びポンプ装置26を介して洗浄液を循環させている。

従って、この洗浄部15Ｂによりウエットブラスト処理部15Ａでワーク１に噴出されたスラリ４を落とす洗浄処理が行われる。

洗浄液除去部15Ｃは、図１に図示したように前述した洗浄部８Ｂの下流側位置に温風を排出する乾燥装置27を配設して構成されている。

従って、この洗浄液除去部15Ｃでワーク１に噴出された洗浄液を乾燥させる洗浄液除去処理が行われる。

以上の構成から成る表面処理装置は、自動車の防振金具における合成樹脂部材が接着される前に金属部材（ワーク１）の表面を粗化・清浄化する表面処理に用いられる。

具体的には、処理対象となるワーク１（孔１ａ）をワーク保持体８（係止部８ｃ）に係止して吊り下げ状態とすると、該ワーク１はワーク搬送部５で搬送される。

このワーク搬送部５で搬送されるワーク１は、ウエットブラスト処理部15Ａのスラリ噴射部６の対向位置まで移動すると、その位置で搬送停止するとともにワーク保持体８の回転に伴い軸回転する。このワーク１の搬送停止とともに、ワーク揺動抑制体７が降下してスラリ噴射部６の対向位置に配される。

この軸回転するワーク１に、液体２と砥粒３との混合物であるスラリ４が噴射されて該ワーク１の表面がブラスト処理される。この際、スラリ４を構成する砥粒３は液体２により運ばれてワーク１の表面に衝突し、該砥粒３の衝突により該ワーク１の表面は粗化・清浄化される。本発明者等は、この液体２と砥粒３との混合物であるスラリ４を噴射するブラスト処理が施されたワーク１の表面は良好に粗化・清浄化されていることを確認している。

また、ワーク１の背面側にはワーク揺動抑制体７が対向位置にして位置しており、スラリ４の噴射圧によりワーク１が揺動しようとすると、ワーク１におけるスラリ４が噴射される部位と異なる部位にワーク当接部７ａが当接して該ワーク１の揺動が抑制される。

続いて、このワーク１のスラリ４が噴射された部位は荒洗浄部21荒洗浄され、続いて、当該部位は下流側に移動して洗浄部15Ｂで洗浄液により本洗浄され、続いて、当該部位は下流側に移動して洗浄液は洗浄液除去部15Ｃで除去される。尚、この荒洗浄部21，洗浄部15Ｂ及び洗浄液除去部15Ｃで処理されるいずれの場合においても、ワーク１は当該処理部で搬送停止した状態で軸回転しながら処理される。

本実施例は上述のように構成したから、ワーク１を傷つけることなく、ワーク１の表面を良好に処理することができ、しかも、この表面処理が簡易且つ迅速に行われる。

また、本実施例は、ワーク揺動抑制体７のワーク当接部７ａは、少なくともワーク１よりも面積の広い面状であるから、確実にワーク１の揺動を抑制することができ、しかも、スラリ４の周囲への飛散も防止されることになるから、装置自体（キャビネット内）の摩耗を防止することができる。

また、本実施例は、ワーク揺動抑制体７のワーク当接部７ａは、適度な柔軟性を有する部材で構成されているから、この点においてもワーク１の破損を可及的に防止することができる。

また、本実施例は、ワーク搬送部５には、ワーク１を吊り下げ状態に保持するワーク保持体８が設けられ、このワーク保持体８は水平方向に回転自在に構成されているから、スラリ噴射部５をワーク１の周囲に多数設ける必要はなく、ワーク１の表面全体を効率良く処理することができる。

また、本実施例は、スラリ噴射部６は、ワーク１の回転中心からズレた位置にして当該ワーク１の回転方向にスラリ４を噴射するように構成されているから、ワーク１における揺動の少ない安定した状態が得られることになり、この点においても良好な表面処理が行われることになる。

また、本実施例は、スラリ噴射部６は、ワーク１の吊り下げ方向に揺動自在に構成されているから、この点においてもワーク１の表面全体を効率良く処理することができる。

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

１ ワーク
２ 液体
３ 砥粒
４ スラリ
５ ワーク搬送部
６ スラリ噴射部
７ ワーク揺動抑制体
７ａ ワーク当接部
８ ワーク保持体

Claims (8)

1. ワークに液体と砥粒との混合物であるスラリを噴射して該ワークの表面をブラスト処理するワーク表面処理装置であって、前記ワークを吊り下げ状態で搬送するワーク搬送部を有し、また、このワーク搬送部により搬送される前記ワークに前記スラリを噴射して該ワークの表面をブラスト処理するスラリ噴射部を有し、更に、このスラリ噴射部から前記ワークに噴射される前記スラリにより該ワークが揺動することを抑制するワーク揺動抑制体が設けられていることを特徴とするワーク表面処理装置。
2. 請求項１記載のワーク表面処理装置において、前記ワーク揺動抑制体のワーク当接部は、前記ワークを覆う面状体であることを特徴とするワーク表面処理装置。
3. 請求項１，２いずれか１項に記載のワーク表面処理装置において、前記ワーク揺動抑制体のワーク当接部は、適度な柔軟性を有する部材で構成されていることを特徴とするワーク表面処理装置。
4. 請求項１〜３いずれか１項に記載のワーク表面処理装置において、前記ワーク搬送部には、前記ワークを吊り下げ状態に保持するワーク保持体が設けられ、このワーク保持体は水平回転自在に構成されていることを特徴とするワーク表面処理装置。
5. 請求項４記載のワーク表面処理装置において、前記スラリ噴射部は、前記ワークの水平回転中心から水平方向にズレた位置で且つ当該ワークを水平回転させる方向に前記スラリを噴射するように構成されていることを特徴とするワーク表面処理装置。
6. 請求項１〜５いずれか１項に記載のワーク表面処理装置において、前記スラリ噴射部は、上下方向に前記スラリを噴射するように構成されていることを特徴とするワーク表面処理装置。
7. 請求項１〜６いずれか１項に記載のワーク表面処理装置において、前記ワークとしてアルミ鋳造により形成された金属部材が採用されていることを特徴とするワーク表面処理装置。
8. 請求項１〜７いずれか１項に記載のワーク表面処理装置において、前記ワークとして所定位置に合成樹脂部材が接着される金属部材が採用されていることを特徴とするワーク表面処理装置。

Images