JPH06155302A - 砥材噴出用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 砥材の噴出通路のうち小径先端部の磨耗が早
いことに着目し、これを前提とした高耐磨耗性材料の有
効な活用によって、低コストで生産可能な耐磨耗性の高
い長寿命の砥材噴出用ノズルを提供する。 【構成】 ノズルのノズル本体１０はアルミナにより断
面略円錐台形状に形成されている。このノズル本体１０
内に形成した噴出通路１０ａは、砥材を圧送されるラッ
パ状通路１１と、圧送砥材を噴出する段付筒状通路１２
とによって構成されている。段付筒状通路１２は、その
噴出先端側にて大径部１２ｂを有しており、この大径部
１２ｂには、ＢＮ、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 、ＳｉＣ等の高耐磨耗性
材料からなる噴出筒２０が接着剤薄層３０により同軸的
に接合装着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種のノズルに係わ
り、特に、砥材供給源から供給される各種の砥材を乾式
或いは湿式にて噴出して、石材、セラミックス、金属等
の表面加工処理を行うに適した砥材噴出用ノズルに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の砥材噴出用ノズルは、一
般的に、各種の金属材料やアルミナセラミックスにより
形成されている。例えば、比較的軟質の砥材に対するノ
ズルは、主として、金属やアルミナセラミックスにより
形成され、また、硬質な砥材に対するノズルは、主とし
てアルミナセラミックスにより形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のノズルは、その断面漏斗状噴出通路を通し噴出する砥
材の噴出総量や噴出総時間等の増大に伴い磨耗してい
く。特に、ノズルの噴出通路のうちその小径先端部が早
く磨耗し、噴出する砥材ビームが絞られず拡散するよう
になる傾向がある。このため、いずれのノズルであって
も、その噴出通路部分の磨耗の程度、特に小径先端部の
磨耗の程度を考慮して、定期的に新しいノズルに交換し
なければならないという実情にある。従って、このノズ
ルの交換時期をできる限り遅くすることが要請されてい
る。また、サンドブラストを用いた表面処理、加工の自
動化が進んでいる今日、ノズルの交換等に伴う作業効率
の低下も問題となっている。従って、ノズルの耐磨耗性
の向上が必須となっている。

【０００４】これに対して、ノズルを、耐磨耗性に優れ
た材料、例えば、ボロンナイトライトＢＮ、シリコンナ
イトライトＳｉ₃ Ｎ₄ 或いはシリコンカーバードＳｉＣ
等により形成することも考えられる。しかし、これらの
材料は、従来のアルミナ等の材料に比べ、コスト高であ
り、しかも、製造加工コストも極めて高い。従って、こ
れらの耐磨耗性に優れた材料でもってノズル全体を形成
することは現実的でない。そこで、本発明は、このよう
なことに対処すべく、上述のように噴出通路のうち小径
先端部の磨耗が早いことに着目し、これを前提とした高
耐磨耗性材料の有効な活用によって、低コストで生産可
能な耐磨耗性の高い長寿命の砥材噴出用ノズルを提供し
ようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決にあた
り、本発明の構成上の特徴は、断面略漏斗状に形成した
噴出通路を有し、この噴出通路内にその大径基端部を通
し砥材供給源から砥材を圧送されて同圧送砥材を前記噴
出通路の小径先端部から噴出するノズルにおいて、前記
噴出通路の小径先端部の少なくとも内周面部分をＢＮ、
Ｓｉ₃ Ｎ₄ 或いはＳｉＣ等の高耐磨耗性材料により構成
するようにしたことにある。

【０００６】

【作用及び発明の効果】このように本発明を構成したこ
とにより、前記砥材供給源からの砥材が、前記噴出通路
内にその大径基端部から圧送されると、この圧送砥材
が、前記小径先端部からビーム状に勢い良く噴出する。
かかる場合、前記噴出通路の小径先端部の少なくとも内
周面部分が上述のように高耐磨耗性材料により構成され
ているので、ノズルの使用時間や使用頻度の増大により
圧送砥材の噴出総量や噴出総時間が増大しても、前記噴
出通路の小径先端部の少なくとも内周面部分やその噴出
先端部が、圧送砥材との摩擦接触によって磨耗する度合
いが低い。

【０００７】従って、ノズルの耐磨耗性が著しく向上し
同ノズルの使用寿命を大幅に長くできる。その結果、ノ
ズルの使用にあたり、前記噴出通路の小径先端部からの
砥材噴出形状が放射状に広がることなくビーム状に維持
される期間を、著しく長くできるので、均質で安定した
処理加工精度が長期にわたり確保される。また、上述の
ようなノズルの長寿命化によりその交換頻度が減少する
ため、自動化した場合の交換作業効率も向上しランニン
グコストも低下し得る。また、上述の高耐磨耗性材料
は、前記噴出通路の小径先端部の少なくとも内周面部分
に採用されているのみ故、この種のノズルを低コストに
て生産できる。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照し説明す
る。図１は、本発明に係わる砥材噴出用ノズルを示して
いる。このノズルは、ノズル本体１０を備えており、こ
のノズル本体１０は、アルミナにより、断面略円錐台形
状に形成されている。このノズル本体１０内には、噴出
通路１０ａが、ノズル本体１０と同軸的にかつ断面略漏
斗形状に穿設されており、この噴出通路１０ａは、ラッ
パ状通路１１と、段付筒状通路１２とにより構成されて
いる。ラッパ状通路１１は、その大径基端部１１ａに
て、図示矢印Ａに沿い砥材供給源（図示せず）から砥材
を圧送されて、同圧送砥材を段付筒状通路１２内に絞り
つつ案内するようになっている。段付筒状通路１２は、
ラッパ状通路１１の内端部を臨む小径部１２ａを有して
おり、この小径部１２ａは、ラッパ状通路１１から案内
される圧送砥材を、図示矢印Ｂ方向に噴出するように案
内する。また、この段付筒状通路１２は、大径部１２ｂ
を有しており、この大径部１２ｂは、その内端にて小径
部１２ａを臨み、一方、その先端にて外方を臨むように
なっている。

【０００９】また、ノズルは、本発明の要部を構成する
噴出筒２０を有しており、この噴出筒２０は、ボロンナ
イトライトＢＮ、シリコンナイトライトＳｉ₃ Ｎ₄ 或い
はシリコンカーバードＳｉＣ等の高耐磨耗性材料により
形成され、段付筒状通路１２の大径部１２ｂ内に、エポ
キシ樹脂からなる接着剤薄層３０により同軸的に接合装
着されている。ここで、噴出筒２０の内径は、小径部１
２ａの内径とほぼ等しくなっており、同噴出筒２０の外
径及び軸長は、接着剤薄層３０の薄層状専有容積を確保
するように、大径部１２ｂの内径及び軸長よりも、僅か
に小さく設定されている。

【００１０】このように構成した本実施例において、前
記砥材供給源からの砥材が、図１にて図示する矢印Ａに
沿い、ノズル本体１０の噴射通路１０ａ内にラッパ状通
路１１の大径基端部１１ａから圧送されると、この圧送
砥材が、ラッパ状通路１１の内周面により絞られつつ段
付筒状通路１２内に案内される。次いで、このように段
付筒状通路１２内に案内された圧送砥材が、小径部１２
ａを通り噴出筒２０内に圧送案内される。すると、噴出
筒２０が、小径部１２ａからの圧送砥材を図示矢印Ｂ方
向にビーム状に勢いよく噴出する。

【００１１】かかる場合、噴出筒２０が上述のように高
耐磨耗材料により形成されているので、ノズルの使用時
間や使用頻度の増大により圧送砥材の噴出総量や噴出総
時間が増大しても、噴出筒２０の内周面やその噴出先端
部が、圧送砥材との摩擦接触によって磨耗する度合いが
低い。その結果、矢印Ｂ方向への噴出筒２０からの噴出
砥材が放射状に広がることなくビーム状の噴出形状に維
持されつつ使用され得るノズルの期間を著しく長くでき
るので、長期間にわたる均質で安定した処理加工精度の
確保が可能である。

【００１２】また、ノズルの長寿命化によりその交換頻
度が減少するため、自動化した場合の交換作業効率も向
上しランニングコストも低下し得る。また、上述のよう
に、噴出筒２０を接着剤薄層３０により段付筒状通路１
２の大径部１２ｂ内に接合装着するようにしたので、ノ
ズルの砥材噴出過程において、噴出筒２０が砥材の噴出
力を受けて段付筒状通路１２の大径部１２ｂから離脱す
ることもない。また、上述の高耐磨耗材料は、ノズル本
体１０を除く噴出筒２０に採用されているのみ故、この
種のノズルを低コストにて生産できる。

【００１３】ちなみに、本実施例におけるノズルを石材
刻字加工用ノズルとして使用した場合、従来、数時間で
先端部が磨耗し精密な刻字が困難になっていたが、噴出
筒２０にＢＮ材を用いることにより、数百時間以上の加
工が可能となった。砥材噴出時間経過に対する噴出筒２
０の先端口径（ｍｍ）の変化を、従来のノズルとの比較
において、加速試験により確認してみたところ、次の表
１のような結果が得られた。条件としては、砥材にカー
ボランダム＃３６を用い、前記砥材供給源からの空気圧
及び砥材流量をそれぞれ、３．５ｋｇ／ｃｍ² 、９００
〜１０００ｇ／ｍｉｎとする。

【００１４】

【表１】

【００１５】これによれば、従来のようにノズル全体を
アルミナ（９２％）により形成した場合にくらべ、本実
施例のように噴出筒２０を採用しこの噴出筒２０をＢＮ
あるいはＳｉ₃ Ｎ₄ により形成した場合の方が、ノズル
の噴出口径の磨耗度合いが、砥材噴出時間経過との関連
にて著しく減少することが判る。しかも、ノズルの噴出
口径の磨耗度合いは、Ｓｉ₃ Ｎ₄ に比べＢＮの方が大幅
に低いことも判る。従って、本実施例によるノズルの寿
命はＳｉ₃ Ｎ₄ からなる噴出筒２０の方が従来に比べ３
〜５倍長くなり、また、ＢＮからなる噴出筒２０の方が
従来に比べ数十〜数百倍長くなることが理解される。ま
た、本実施例におけるノズルを、金属や石材の表面のサ
ンドブラスト処理用ノズルとして使用してみたところ、
上述のような噴出筒２０の先端口径の磨耗度合いの減少
のため、ノズルの砥材噴出形状が放射状に広がることな
く長時間に渡りビーム状に維持されて、均質で安定した
サンドブラスト処理が可能である旨確認された。

【００１６】図２は第２の実施例を示す縦断面図であ
る。この実施例におけるノズルは、ノズル本体１０Ａを
有しており、このノズル本体１０Ａは、前記実施例にて
述べたノズル本体１０の形成材料と同様の材料により、
同ノズル本体１０から段付筒状通路１２の大径部１２ｂ
の外周壁部分を省略した構成部分と同様の断面形状を有
するように形成されている。また、本実施例のノズル
は、前記実施例にて述べた噴出筒２０に相当する噴出筒
４０を有しており、この噴出筒４０は、噴出筒２０の形
成材料と同様の材料により形成されている。また、この
噴出筒４０は、ノズル本体１０Ａの先端部に同軸的に接
合されて、略円筒状の金属外管５０によりカシメ止めさ
れている。

【００１７】このように構成した本実施例において、前
記実施例と同様に、前記砥材供給源からの砥材が、ノズ
ル本体１０Ａの噴出通路１０ａ内にラッパ状通路１１の
大径基端部１１ａから圧送されると、この圧送砥材がラ
ッパ状通路１１の内周面により絞られつつ小径部１２ａ
を通り噴出筒４０内に圧送案内される。すると、噴出筒
４０が、小径部１２ａからの圧送砥材を、前記実施例と
同様にビーム状に勢い良く噴出する。かかる場合、噴出
筒４０を金属外管５０によりノズル本体１０Ａに同軸的
にカシメ止めするようにしたので、ノズルの砥材噴出過
程において、噴出筒４０が砥材の噴出力を受けてノズル
本体１０Ａから離脱することはない。

【００１８】なお、前記実施例においては、噴出筒２
０、４０をノズル本体１０、１０Ａに接合するのに、接
着剤で固定したり、金属外管５０によりカシメ止めする
場合について説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、噴出筒をノズル本体に接合するには、焼き
ばめ、圧入等、種々の方法が考えられる。いずれにして
も、噴出筒は、その形成材料の加工の困難性から、単純
なリング形状で用いるのが望ましい。また、ノズル本体
１０、１０Ａは、アルミナに限ることなく、金属その他
各種の材料により形成して実施してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】 １０ ノズル本体 １０ａ 噴出通路 １１ ラッパ状通路 １１ａ 大径基端部 １２ 段付筒状通路 １２ａ 小径部 １２ｂ 大径部 ２０ 噴出筒 ３０ 接着剤薄層 ４０ 噴出筒 ５０ 金属外管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面略漏斗状に形成した噴出通路を有
   し、この噴出通路内にその大径基端部を通し砥材供給源
   から砥材を圧送されて同圧送砥材を前記噴出通路の小径
   先端部から噴出するノズルにおいて、 前記噴出通路の小径先端部の少なくとも内周面部分をＢ
   Ｎ、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 或いはＳｉＣ等の高耐磨耗性材料により
   構成するようにしたことを特徴とする砥材噴出用ノズ
   ル。