JPS6014671B2 - 粒状材料による無気噴射加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はショットピーニング、デリケーリング、ばり取
りおよび他の研摩材噴射作業等の如き、表面に対して金
属および非金属粒状媒体を射出する無機研摩材噴射加工
車輪に関する。

一般にこのような噴射加工車輪は中央ハブから直径的に
相対する方向に延びる二つの羽根を有し、モーター駆動
、ベルト駆動または類似のものによって駆動される軸の
まわりに、その中心軸線のまわりを回転するように装架
された簡単な車輪である。

前述の如き遠心力によって作動する無気噴射加工車輪は
この国においてはデルタ型車輪なる名称で市販されてい
る。本発明のいくつかの特色は他の単式または複式羽根
付き車輪において、粒状媒体が羽根表面の内方部分と係
合するように導入され、羽根が高速度で回転する時に生
じる遠心力に応答して羽根の端部から射出されるように
なった車輪に応用することができる。前述のデルタ型車
輪はいくつかの欠点を有することが知られている。

たとえば摩耗した羽根を交換することは非常に厄介であ
り、かつ場合によっては困難であり、中央軸に対する支
持方法も適切ではない。さらに組立体は振動を受け、こ
れは摩耗を増加させると共に、その強度を低下させる。
粒状媒体を羽根の通路に導入するための管から送給され
た粒状媒体は誤った流量を有するようになり、これは車
輪の出力効率を低下させるばかりでなく、射出パタンの
制御を不可能にする。本発明の重要な特色は粒状媒体を
車輪に送給する送給管にある。

在来使用されていた管状部材はホッパの端部から、羽根
の上緑を離れるところのレベルまで均一な断面を有して
いた。粒状媒体は重力により送給管を通って下降する時
にその速度が増加するために、入口において管を満して
し、た粒状媒体は出口においては管の一部分だけしか満
さないようになる。

管の排出端が部分的にしか満されなければ、送給管から
出た粒状媒体が横道へそれ．るために誤ったパタンの生
じることが認められている。次に示す表は同じ粒状媒体
が送給管を通って種々の高さから落下する時の速度およ
び密度を表わしたもので、この時の滋給管は聡．１ミリ
メートル（１．５インチ）のオリフイスを有し、かつそ
の初期速度は毎分２８．０４メートル（９．２フィート
）、管墜の摩擦に対するＫ係数は０．５である。

誤った作用は本発明の一つの特色によれば送給管にして
、所定の形を有し、粒状媒体を一様な速度で円滑に送給
するようになった管を使用することによって除かれ、こ
れは射出されるパタン内に最大の速度で対応する運動を
与えるように計算されている。さらに詳述すれば本発明
は粒状材料によって無気噴射加工を行う装置にして、軸
線方向部分から半径方向外方に延びる羽根を備えた車輪
と、前記車輪を高速度で回転させるための装置と、前記
車輪羽根の内端部分に粒状材料を送給し、該車輪が回転
する時に前記羽根と係合せしめ、それによって前記係合
した粒状材料が羽根の表面に沿って該羽根の外端から高
速度で射出されるようにする装置とを有する噴射加工装
置において、前記羽根に粒状材料を送給するための装置
が、垂直に配設された管状部材を有し、該管状部材の上
方入口が羽根の内端部分と整合する排出開□と運通して
おり、前記排出関口が断面の減少する部分の頂点に位置
し、かつ（または）談排出関口が車輪の回転方向におい
てその横方向より大なる寸法を有すると言う特色の少な
くとも一つを有し、それによって前記羽根に対する粒状
材料の流動時間が増加し、したがって羽根の外様から射
出される粒状材料のパタンの長さを増加させるようにな
っている装置が得られる。

前託送給管を入口端から排出端に向ってその断面が小さ
くなるように形成することによって、該排出端における
粒状媒体の密度は実質的に最大となり、これによって送
給は円滑にかつ一定の速度で行われるようになる。

同様に羽根によって射出されるパタンは明らかに長くな
り、その被覆面積は大となり、かつ送給管から排出され
る時の形により効果的な作業が行われ、粒状媒体の排出
パタンを羽根の回転方向に向って幾分長くなし得ること
が分かった。

これは羽根の面における粒状媒体の流動時間を増加させ
る効果を有し、したがって粒状媒体の噴射パタンは長く
なる。換言すれば回転運動が行われる時に、羽根の同じ
区域が相次ぐ粒状媒体の量と係合し、それによって任意
の瞬間において粒状媒体によって被覆される羽根の長さ
が増加し、これに伴って羽根から射出される粒状媒体の
射出角度が増加する。本発明の他の特色および利点は次
に述べる本発明の好適な実施例によって明らかとなる。

第３図から第７図までに示された２枚羽根車輪は中央ハ
ブ１０および１対の羽根１２，Ｊ １４を有し、この羽
根はハブ１０から平行に、相対する外向き方向に延び、
すなわち熱線の相対する側の部分から同じ長さにわたっ
て延び釣合のとれた車輪を形成するようになっている。

前記２枚羽根車輪はブッシュ１６によって軸線のまわり
に回転自在に装架され、ハブの部分を通して形成された
鞄線方向孔１８の中に豚合関係を有するように受入れら
れ、かつ前記ハブはさらに前記孔１８と連続関係を有す
るように該ハブの中に形成された軸線方向孔２２を通っ
て延びるモーター駆動軸２０の端部に装架されている。
前記プッシュ１６はキー２４を有し、このキーはハブの
キー道２６内に鉄合関係を有するように受入れうれ、２
枚羽根車論を交換自在に装架し、該プッシュと共に回転
させるようになっている。第２図の矢印によって表わさ
れた回転方向に面する羽根１２，１４の面２８は粒状媒
体と係合するようになった正面を形成し、この表面の上
を粒状媒体が外方に移動し、車輪の高速回転に応答して
羽根の端部から射出されるようになっている。

各羽根１２，１４の正面にはリブ３０が形成され、該リ
ブは前記正面から突出し、下縁に沿って実質的にその全
長にわたって延びている。浅い同様なハブ３２は正面の
前緩から、ハブ１０に近接する短い内方部分以外におい
て実質的にその全長にわたって延びている。前記ハブは
送給管の出口の周囲と整合し、粒状媒体はこの送給管を
通って羽根の内端部分の通路に流入し、回転が行われる
時に該羽根と係合するようになっている。前記２枚羽根
車輪はなるべくは一体的に形成し、組立てを容易に行い
得るようにすると共に車輪を強くし、使用中工合良く平
衡し、運転中の安定度を増すと共に振動を最４・限に止
めるようになつている。

前記羽根１２，１４は矩形のまつすぐな部材であり、３
８．１ミリメートルＮ（１．５０寸）から１０１．６ミ
リメートル（４インチ）までの幅を有し、その長さは７
６．２ミリメートル（３インチ）から１０１．６ミリメ
ートル（４インチ）までの範囲内にある。

前記リプすなわちフランジ３０，３２は粒状媒体が羽根
の面に沿って移動するように拘束し、かつ該粒状材料が
羽根の緑に迷いこむのを最少限に止めるようになってい
る。第１図および第２図に示される如く、２枚羽根車輪
は覆い４０の中に装架され、この覆いは開放側４２を有
し、粒状媒体はこの開放側を通って車輪により射出され
る。

図示の型においては覆いは台形を呈し、後壁４４、煩斜
して延びる側壁４６，４８および台形に形成された底壁
と頂壁５０とを有している。ブラケット５４は覆いの底
壁５０から突出して電動機５６を支持し、該電動機の軸
５８は前記底壁を通って延びブッシュ１６の延出部分を
受入れるようになっており、かつ押えねじ６０等によつ
て前記延出部分の上に装着される。

電動機ハウジングと覆いの底壁５０との間にはゴム密封
部材６０が設けられ、かつ該底壁を通って延びる鞠部分
のまわりにはガスケツト６４が設けられ、研摩材の侵入
を阻止するようになっている。第１図、第２図および第
８図に示される如く、好適な粒状物送給装置は、入口様
６８から排出機７０‘こ向って内向きに収数する送給轡
６６を有し、前記排出端は三日月形のオリフイスを画定
し、かつ車輪の回転軸線のまわりに配置され、または羽
根の回転方向内を縦方向に延びるようになつている。

所要の効果は第９図に示された型の送給管によっても得
られ、この場合は送給管は入口端７２から排出端７４の
方に内向きに先細となり、この排出端の関口は長円形ま
たは他の形を有し、大きな方の寸法が鞠線の周囲方向す
なわち羽根の回転方向に延びている。

別の変形としては送給管は円形または多角形断面を有す
る二つまたはそれ以上の独立管状部村７６，７８によっ
て形成され．これら各部材はその入口端８０から内向き
に排出機８２の方に先細となり、かつこれら管状部材は
車輪の鍵線に対して円周方向に配置され、粒状媒体は羽
根から種々の距離を有するところで排出され、回転運動
を行う時に羽根と連続的に係合するようになっている。

このような配置はすべて羽根の使用効果を大にし、車輪
の出力を増加させると同時に噴射研摩材によって覆われ
る面積を増加させる。第１図および第２図に示される如
く、送給管６６は覆いの頂板に形成された関口を通り、
羽根の上方内縁の真上のレベルまで延びている。

送給管６６は板８４によって支持され、この板は押えね
じ８８によって押え付けられた錠止座金８６により前記
頂板の臆面に固定されている。粒状媒体はホッパ（図示
せず）から送給管６６に送給され、該ホッパは送給管と
運通し、粒状媒体は重力によって送給管に入るようにな
っている。作業を行う場合には車輪を高速度で回転させ
る。

車輪から噴射される粒状媒体によって処理すべき品物は
覆いの開放側部４２の正面に位置決めされる。管６６の
排出端から送給された粒状媒体は高速度で回転する羽根
の面と係合する。回転しつつある羽根と係合した粒状媒
体は遠心力により羽根の面に沿って動かされ、かつ羽根
の端部から大きな遠心力により、開放側部４２からその
正面の品物に対して射出される。車輪の軸は電動機以外
の普通の装置、たとえば内燃機、磁気駆動装置、ベルト
または歯車によって駆動し得ることは明らかである。

同様に前記覆いも粒状媒体を射出するための開放側壁以
外においては実質的に車輪を囲綾するものであればその
形を任意のものとなすことができる。車輪はなお垂直麹
線まは水平軸線またはこれらの間の傾斜軸線のまわりに
回転自在に装架することができる。前記車輪組立体は操
作の容易なかつ所要空間および支持装置が少なくて済む
安価な熱気噴射加工装置を構成するものである。使用済
みの研摩材または他の粒状媒体はなるべくはスクリン、
空気清浄機および（または）磁気分離器等によって塵挨
を除去した後に、普通の態様でこれを回収し、再度使用
することができる。交換または修繕を行うために車輪を
取外さんとする時には車輪をブッシュと共に、またはブ
ッシュを残して軸から外すだけで良く、取付けはこの作
業を逆に行えば良い。

前記侍曲ま水平面内において回転運動を行うように装架
された車輪羽根に対する垂直送給に限定されるものでは
ない。

実質的に水平に配設された軸線または垂直と水平との間
のある角度に沿って配設された車母線のまわりを回転し
得るように菱架された車輪の場合も同様な結果の得られ
ることが認められている。しかしながら粒状材料の垂直
流動は管状部村および横方向に延びる中空部材を通して
下向き流動から転換させる必要があり、そのためには羽
根の外縁に近づく方向において横方向に面する前記の型
の排出開□の断面を小さくし、羽根の内端部分と円形状
に整合する羽根の部分に粒状材料を供給することが考え
られる。第１１図および第１２図は後者の型２枚羽根車
輪にして車輪が水平軸線のまわりを回転し、羽根を垂直
面内において回転させるようになった２枚羽根車論を示
す。

これらの図に示される如く、ハブ１０から半径方向外方
に延びる羽根１４は軸２０上に菱架され、電動機５６に
よりその水平鍵線のまわりにおいて回転せしめられるよ
うになっている。前記車輪は垂直軸線または水平軸線ま
たはこれらの間の任意の角度を有する軸線のまわり‘こ
おいて回転するようになし得ることは明らかである。第
１１図および第１２図に示された変型においては、粒状
材料は漏斗１００に送給され、この漏斗は粒状材料を送
給管１０２の開放上端に導く。

送給管１０２は管状部材の形をなし、その内側に円形関
口１０６を備え、この関口は横方向に整合し、かつ円銭
形中空体１１０の外方閉口端１０８と蓮適している。前
記中空体１１０はその内方上端に羽根１４と面する排出
開口１１２を有している。少なくとも前記関口と通じる
中空体１１０の位置は前述の如く断面が小さくなり、流
動を均に維持すると共に、羽根１４に供給される粒状材
料を制御するようになっている。排出閉口１１２は前述
の如き形を有し、羽根１４の内端部分に対する粒状材料
の供給を長引かせるようになっている。

したがって羽根１４はその回転時に送給閉口１１２から
発出する粒状材料の相次ぐ部分と係合し、それによって
羽根の端部から射出される粒状材料のパタンを大きくす
るようになっている。羽根の回転方向に細長くされた送
給関口の種々の形は第８図、第９図および第１０図に示
されている。前記円錘形中空体１１０はなるべくは車輪
の鞠線と縦方向に整合する麹線のまわりにおいて、前記
管状部村に対して回転運動を行うようにこの管状部材に
袋架され、前記出口閉口１１２が羽根１４の内機部と横
方向に整合するように偏筒せしめられ、粒状材料を羽根
１４の内端部に供聯合するようになっている。

構造上前記円錘形中空体１１０はその軸線のまわりを回
転するように調節され、送給閉口１１２を車輪に対して
所要の円周関係が得られるように位置決めし、それによ
って羽根１４の端部から射出される粒状材料の方向を正
確に制御し得るようになつている。

たとえば円錘形中空体が回転して送給開口１ １２を第
１２図に示された位置にくるようにすれば、粒状材料は
横方向に拡がったパタンによって射出されるようになる
。

中空体１ １０の回転によって送給関口１１２が車輪の
上方にくるようになれば、羽根１４の端部から射出され
る粒状材料のパタンは下方に向くようになる。同様に中
空体１１０を回転して、常態では送給閉口１ １２が車
輪の軸線から偏崎する半径方向と直径的に相対する方向
を変えることができる。回転調節を行うために、管状部
材１０２の出口関口１０６および中空体１１０の入口関
口１０８は円形断面を有し、入口の周囲における環状フ
ランジ１１４は出口関口１０６のまわりの環状かこし・
板１１６と入子関係を有し、中空体１１０を管状部材１
０２の上に支持するようになっている。

前記入子式部分に閉口（図示せず）を設け、整合が行わ
れた時に前記関口に錠止ピン（図示せず）を挿入し、構
成部材をその組立位置および調節状態に保持するように
なすことができる。なお前記部材は適当なクランブまた
は他の銭止装置によって組立位置に装着することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による車輪組立体の側面図で、内部構成
部材を示すために一部分を切除したもの；第２図は第１
図の線２−２に沿って取られた断面図：第３図は第１図
に示された２枚羽根車輪の頂面図；第４図は第３図に示
された２枚羽根車輪の側面図；第５図は第４図の線５一
５に沿って取られた断面図：第６図は第４図の線６−６
に沿って取られた断面図；第７図は第４図の線７−７に
沿って取られた断面図：第８図は本発明による送給管の
透視図；第９図は本発明による送給管の１変型の透視図
：第１０図は本発明による送給管の他の変形の透視図；
第１１図は水平に配設された鞠線のまわりに回転運動を
行うように装架された車輪および滋給装置の正面図；第
１２図は第１１図に示された型の車輪羽根と、車輪内の
送給関口との関係を示す略側面図である。 図において１０は中央ハブ、１６はブッシュ、２０は駆
動軸、４０は覆い、４２は開放側、５６は電動機、６６
は送給管、７０は排出端、７２は入口端、７６，７８は
管状部材、８０は入口端、８２は排出端である。 ＦＩＧ．’ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．５ ＦＩＧ．６ ＦＩＧ．７ ＦＩＧ．８ ＦＩＧ．９ ＦＩＧ．１０ ＦＩＧ．！ｌ ＦＩＧ．ｌ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸部から外方に延在した羽根１２；１４を備えた車
   輪と、 該車輪を高速度で回転駆動する駆動装置５６と
   、 該羽根１２；１４の内端部近くにあつて、これと整
   合した排出開口７０；７４；８２；１１２と連通してい
   る供給口６８；７２；８０；１０８を備え、車輪の回転
   運動中に該羽根と係合させるべく粒状材料を該羽根の内
   端部におくり、それにより、粒状材料が羽根の外端部か
   ら高速で投射されるべく該羽根の表面上を外方へ変位せ
   しめられ、さらに前記排出開口の車輪の回転方向の寸法
   が、これと横方向の寸法より大きい送給装置とを有した
   粒状材料を空気によらずに噴射させる装置において、
   前記送給装置６６；７６−７８；１１０−６６が管状で
   あつて、前記供給口から前記排出開口に向つて減少する
   断面を有した送給装置であることを特徴とする粒状材料
   噴出装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の粒状材料噴出装置にお
   いて、前記送給装置が、 縦に配置された管状供給部材
   １０２と、 該管状供給材料１０２の側壁の開口部１０
   ６と組合う入口端部１０８と前記排出開口部１１２とを
   備えた中空体とを有しており、さらに前記排出開口部１
   １２が該管状供給部材１０２と該中空体１１０−６６を
   介して粒状材料を前記羽根１２；１４の内端部上に流入
   させるべく該羽根１２；１４に面している粒状材料噴出
   装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の粒状材料噴出装置にお
   いて、前記中空体１１０，６６が、基部において前記管
   状供給部材１０２の側壁の開口部１０６と連通している
   入口端部１０８と、頂部において前記排出開口１１２を
   備え、実質上水平に配置され、さらに前記羽根１２；１
   ４から横方向にずれた軸線を有した円錐形である粒状材
   料噴出装置。 ４ 特許請求の範囲第２項または第３項記載の粒状材料
   噴出装置において、前記車輪が、水平軸線の回りに回転
   するべく装置されており、前記中空体１１０−６６が該
   羽根１２；１４に対する前記排出開口部１１２の円周上
   位置を調節可能にするべく該軸線の回りに回転可能に装
   架されている粒状材料噴出装置。 ５ 特許請求の範囲第２項記載の粒状材料噴出装置にお
   いて、前記中空体１１０が前記管状供給部材１０２の側
   壁の開口部１０６の回りの環状かこい板１１６によつて
   回転自在にはめ込み装架されている粒状材料噴出装置。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の粒状材料噴出装置にお
   いて、前記車輪が水平に配置された上下壁５０と開放側
   部４２とを備えたハウジング４０内の鉛直軸線回りに回
   転するように装架されており、前記送給装置が開口部か
   ら前記上壁５０を通つて該羽根１２；１４の上端部の上
   の高さにあつて、該羽根の内端部と同一円周上にあつて
   、該羽根の回転軸線とずれているところにある排出開口
   部７０；７４迄下方へ延在している鉛直配置された管６
   ６を有しており、粒状材料を該羽根１２；１４の表面２
   ８上を遠心的に変位させ、上記開放側部４２から射出す
   る粒状材料噴出装置。７ 特許請求の範囲第１項から第
   ６項迄のいずれか１項に記載の粒状材料噴出装置におい
   て、前記送給装置が前記車輪の回転方向において同一円
   周上にある排出開口部８２を備えた少なくとも２個の別
   々の中空部材７６；７８を有する粒状材料噴出装置。 ８ 特許請求の範囲第１項から第６項迄のいずれか１項
   に記載の粒状材料噴出装置において、前記排出開口部７
   ０；１１２が前記車輪の回転方向に延在した細長い寸法
   を有した三日月形である粒状材料噴出装置。 ９ 特許請求の範囲第１項から第６項迄のいずれか１項
   に記載の粒状材料噴出装置において、前記排出開口部７
   ４；８２；１１２が前記車輪の回転方向に主寸法を有す
   る楕円形である粒状材料噴出装置。 １０ 特許請求の範囲第１項から第９項迄のいずれか１
   項に記載の粒状材料噴出装置において、前記羽根１２；
   １４が 前面２８と、 前記排出開口部７０；７４；８２；１１２の近くで該
   前面２８の一端部から直角に立上つていて、ハブ１０か
   ら少し離れた該羽根１２；１４の内側端部から外側端部
   迄延在しているフランジ部分３２と、 該前面２８の他
   端部から直角に立上つていて、ほぼ該羽根１２；１４の
   全長に亘つて延在しているフランジ部分３０とを有して
   いる粒状材料噴出装置。