特開 2024-127123 循環式ブラスト装置における研磨材循環方法及び循環式ブラスト装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024127123

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】循環式ブラスト装置における研磨材循環方法及び循環式ブラスト装置

(51)【国際特許分類】

   B24C 9/00 20060101AFI20240912BHJP

   B24C 5/02 20060101ALI20240912BHJP

   B24C 7/00 20060101ALN20240912BHJP

【ＦＩ】

B24C9/00 B

B24C9/00 E

B24C9/00 G

B24C9/00 L

B24C5/02 B

B24C7/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023036039

(22)【出願日】2023-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】000154129

【氏名又は名称】株式会社不二製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002398

【氏名又は名称】弁理士法人小倉特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】間瀬 恵二

(72)【発明者】

【氏名】山田 庸介

(57)【要約】

【課題】♯１０００よりも小粒径の超微粉研磨材を使用した場合であっても高回収率で研磨材を回収できる循環式ブラスト装置を提供する。
【解決手段】研磨材回収手段として，集塵機４０を採用する。キャビネット２０内で噴射された研磨材をキャビネット２０内の空気と共に集塵機４０内に吸引して，集塵機４０のフィルタ４２の表面に研磨材を吸引付着させて凝集させると共に，このフィルタ４２に捕集された研磨材を払い落として回収して再循環させることにより，サイクロンでは殆ど回収できない超微粉研磨材であっても高回収率で回収することができると共に，個々の粒子単位では一旦空気中で浮遊すると沈降，堆積させることが困難であった超微粉研磨材を凝集させて簡単に沈降，堆積させて回収可能である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブラストガンが収容されたキャビネットと，前記キャビネット内で前記ブラストガンより噴射された研磨材を前記キャビネット内の空気と共に導入して回収する研磨材回収手段と，前記研磨材回収手段によって回収された研磨材を前記ブラストガンに再度供給する研磨材供給手段から成る研磨材の循環系を備えた循環式ブラスト装置において，
吸入口を前記キャビネット内の空間に連通させた集塵機を前記研磨材回収手段として前記研磨材の循環系内に配置し，
該集塵機のフィルタ表面に吸引付着させることにより前記研磨材を凝集状態で捕集し，
前記フィルタの表面に捕集された凝集状態の前記研磨材を，前記フィルタの表面より払い落すことにより，前記集塵機内の底部空間内に堆積させ，
該堆積させた状態の前記研磨材を前記研磨材供給手段に導入して，前記ブラストガンに再度供給することを特徴とする循環式ブラスト装置における研磨材循環方法。

【請求項2】

前記フィルタの表面からの前記研磨材の払い落としを，前記フィルタに対する振動の付加，又は，パルスジェットの噴射のいずれかにより行うことを特徴とする請求項１記載の循環式ブラスト装置における研磨材循環方法。

【請求項3】

前記研磨材の循環系内を循環している研磨材の粒度分布を測定し，
測定された粒度分布が予め設定された目標の粒度分布に近付くよう，前記研磨材の循環系内に新たな研磨材を補充する，粒度分布維持処理を実行することを特徴とする請求項１又は２記載の循環式ブラスト装置における研磨材循環方法。

【請求項4】

前記集塵機の排気を，前記研磨材の循環系外に設けたエアフィルタに設けたＨＥＰＡフィルタで濾過した後に大気放出することを特徴とする請求項１又は２記載の循環式ブラスト装置における研磨材循環方法。

【請求項5】

ブラストガンが収容されたキャビネットと，前記キャビネット内で前記ブラストガンより噴射された研磨材を前記キャビネット内の空気と共に導入して回収する研磨材回収手段と，前記研磨材回収手段によって回収された研磨材を前記ブラストガンに再度供給する研磨材供給手段から成る研磨材の循環系を備えた循環式ブラスト装置において，
吸入口を前記キャビネット内の空間に連通させた集塵機を前記研磨材回収手段として前記研磨材の循環系内に配置し，
前記集塵機に，
表面に前記研磨材を吸引付着させて凝集状態で捕集するフィルタと，
前記フィルタの表面に凝集状態で捕集された前記研磨材を払い落とす，研磨材払い落とし手段と，
前記フィルタより払い落とされた前記研磨材を堆積させる底部空間を設け，
前記底部空間に堆積された前記研磨材を，前記研磨材供給手段を介して前記ブラストガンに供給することを特徴とする循環式ブラスト装置。

【請求項6】

前記集塵機の前記研磨材払い落とし手段が，前記フィルタに対して付加される振動を発生させる振動発生手段，又は，前記フィルタに対しパルスジェットを噴射するパルスジェット噴射手段のいずれかであることを特徴とする請求項５記載の循環式ブラスト装置。

【請求項7】

前記研磨材の循環系内を循環している研磨材の粒度分布を測定する粒度分布測定機と，
前記研磨材の循環系内に新たな研磨材を補充する研磨材補充器と，
前記粒度分布測定機によって測定された粒度分布が予め設定された目標の粒度分布に近付くよう，前記研磨材補充器を制御して前記研磨材の循環系内に補充する研磨材量を変化させる，補充器制御手段から成る，粒度分布維持機構を設けたことを特徴とする請求項５又は６記載の循環式ブラスト装置。

【請求項8】

前記集塵機の排気を導入して濾過した後に大気放出する，ＨＥＰＡフィルタを備えたエアフィルタを前記研磨材の循環系外に設けたこと特徴とする請求項５又は６記載の循環式ブラスト装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は，ブラストガンより圧縮気体と共に乾式噴射した研磨材をワークに衝突させて行うサンドブラスト，ショットブラスト，ショットピーニング等（本明細書では，これらを総称して「ブラスト」という。）のうち，噴射した研磨材を回収して再使用する，所謂「循環式ブラスト」における研磨材の循環方法及びこの循環方法を実行する循環式ブラスト装置に関し，特に，微粉研磨材の循環使用に適した研磨材循環方法及び循環式ブラスト装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ブラストガンより噴射した研磨材を回収して再使用する循環式ブラスト装置の構成例を図５に示す。

【0003】

この循環式ブラスト装置１００は，ブラストガン１１０を収容したキャビネット１２０の底部を，回収ダクト１３０を介して研磨材回収手段であるサイクロン１４０に連通させると共に，サイクロン１４０で回収された研磨材を，該サイクロン１４０の下端に連通された研磨材タンク１５１，研磨材ホース１５２，及び，前記研磨材タンク１５１と研磨材ホース１５２に圧縮気体を供給する圧縮気体供給源１５３から成る研磨材供給手段１５０を介してブラストガン１１０に供給できるように構成したものであり，ブラストガン１１０，キャビネット１２０，回収ダクト１３０，研磨材回収手段（サイクロン）１４０，及び，研磨材供給手段１５０（研磨材タンク１５１，研磨材ホース１５２，及び圧縮気体供給源１５３）によってブラストガン１１０で噴射した研磨材を再度ブラストガン１１０に循環させる研磨材の循環系が形成されている。

【0004】

このように，研磨材の循環系内に研磨材回収手段として設けられているサイクロン１４０には，前述した研磨材の循環系の『外』に配置されている集塵機１６０が連通されており，この集塵機１６０によってサイクロン１４０内の空気を吸引することによりサイクロン１４０によって研磨材が分離，回収された後の粉塵を含んだ空気を研磨材の循環系『外』に排出することができるように構成されている。

【0005】

なお，図６に示すように後掲の特許文献１には，前述したサイクロン１４０による微粉体状の研磨材の回収効率を向上させるために，キャビネット１２０内で噴射された研磨材をキャビネット１２０の底部に連通された回収ダクト１３０を介して並列に配置された複数のサイクロン１４０（１４１，１４２）に導入して回収することを提案する（特許文献１の請求項１，図１他）。

【0006】

また，図５を参照して説明した循環式ブラスト装置１００に設けられた研磨材供給手段１５０では，ダンプバルブ１５４を開いてサイクロン１４０より一回分の研磨材を研磨材タンク１５１内に落下させた後，ダンプバルブ１５４を閉じて研磨材タンク１５１内に圧縮気体を導入して加圧すると共に研磨材ホース１５２の後端より圧縮気体を導入してブラストガン１１０に研磨材を供給する構成を採用するため，ブラストガン１１０に対する研磨材の供給は間欠的なものとなる。

【0007】

これに対し，後掲の特許文献２には，図７に示すように，研磨材回収タンク１５１’内の研磨材を，回転ディスク１５５に設けた計量孔１５６に装填し，回転ディスク１５５の回転によって研磨材が充填された計量孔１５６に搬送気流導入路１５８の上端と研磨材搬出路１５９の下端間を通過させることにより，計量孔１５６内の研磨材を研磨材搬出路１５９内に吹き上げてブラストガン１１０に供給できるようにした連続式の研磨材供給手段１５０が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平８-１４１９１５号公報

【特許文献2】特開２０００－７６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

図５を参照して説明した循環式ブラスト装置１００では研磨材を循環して繰り返し使用することにより，一回毎に新たな研磨材に入れ替えてブラスト処理を行う場合に比較して経済的にブラスト処理を行うことができる。

【0010】

しかしながら，従来の循環式ブラスト装置１００において研磨材回収手段として採用されているサイクロン１４０は，その構造上，研磨材の粒径が小さくなるに従い研磨材の回収率が低下するため，循環系の『外』に配置されている集塵機１６０に排出されて再使用されずに廃棄される研磨材量が増えることにより加工コストが上昇する。

【0011】

この点に関し，前掲の特許文献１では，微粉体状の研磨材を使用した場合のサイクロン１４０の回収率を向上させる目的で，研磨材の循環系内に複数台のサイクロン１４０（１４１，１４２）を並列に設ける構成を採用しており，これにより集塵機１６０によって各サイクロン１４１，１４２に作用する負圧を低く抑えることにより集塵機１６０に導入される研磨材の量を減少させている。

【0012】

しかしながら，特許文献１に記載の構成では，研磨材の循環系内に設けるサイクロン１４０（１４１，１４２）の数が複数台に増えるだけでなく，これに伴う配管の増設，各サイクロン１４１，１４２の一次側流路内の圧力が同じになるように制御するためのダンパ１４６や圧力計１４７の増設等が必要となり，部品点数の増加や配管構造，制御構造が複雑になることにより，装置全体の大型化やコストアップが不可避となる。

【0013】

しかも，特許文献１における「微粉体状」がどの程度の粒径を指称しているかは不明であるが，本発明の発明者らが一例としてアルミナ，シリコンカーバイト，二硫化モリブデン等の比重が３～５程度の研磨材を使用して検証を行ったところ，ＪＩＳ Ｒ ６００１（１９９８）における精密研磨用の砥粒において「微粉」と規定されている研磨材（♯２４０よりも番手が大きい／粒径が小さい）のうち，更に，♯１０００（粒径分布１～１５μm）程度まで粒径が小さな研磨材（以下，このような粒径の研磨材を「超微粉研磨材」という。）になると，サイクロン１４０によって回収できる量が大幅に減少し，多量の研磨材が循環系の『外』に配置されている集塵機１６０に排出されてしまい循環使用できなくなることが確認されている。

【0014】

しかも，循環式ブラスト装置１００における研磨材の搬送は空気流によって行われるが，前述した超微粉研磨材では，一旦空気中を浮遊すると長時間にわたって浮遊し続けて沈降しなくなるため，仮にサイクロン１４０によって超微粉研磨材を回収することができたとしても，回収された超微粉研磨材は，サイクロン１４０やサイクロン１４０の底部に連通された研磨材タンク１５１内においていつまでも沈降，堆積せずに浮遊し続けることになる。

【0015】

これに対し，図５を参照して説明した循環式ブラスト装置１００の研磨材供給手段１５０では，ダンプバルブ１５４の一回の開閉によってサイクロン１４０から研磨材タンク１５１内に落下させる研磨材量により，特許文献２に記載されている研磨材供給手段１５０では，図７に示すように回転ディスク１５５に設けた計量孔１５６内に溜まった研磨材と研磨材供給盤の回転速度によりブラストガン１１０に対し供給する研磨材量の計量を行っているが，これらの研磨材供給手段１５０による研磨材の計量は，いずれも研磨材がサイクロン１４０の底部や研磨材タンク１５１’内で沈降，堆積した状態となっていることを前提とするものであり，空気中を浮遊している状態の研磨材の計量や供給を行える構造とはなっていない。

【0016】

そのため，前述した超微粉研磨材を循環式ブラスト装置１００で使用しようとした場合，研磨材回収手段１４０によって回収された超微粉研磨材を，沈降，堆積させた状態で研磨材供給手段１５０に導入できるようにするための何等かの手段が必要となる。

【0017】

以上で説明したように，循環式ブラスト装置１００において超微粉研磨材を使用しようとした場合，研磨材の循環系内にサイクロンに代わる研磨材回収手段１４０を設ける必要があると共に，研磨材回収手段１４０で回収された超微粉研磨材を研磨材供給手段１５０に導入する前に沈降，堆積させるための構成が必要となるが，このような構成を備えた循環式ブラスト装置は存在せず，既存の循環式ブラスト装置では超微粉研磨材を使用したブラスト処理を行うことができなかった。

【0018】

そこで本発明は，上記従来技術における欠点を解消するために成されたものであり，比較的簡単な構成であり，かつ，低コストで提供することができるものでありながら，超微粉研磨材を使用した場合であっても研磨材を高回収率で回収することができると共に，回収された研磨材を沈降，堆積させた状態で研磨材供給手段に対し導入して循環させることができる，循環式ブラストにおける研磨材循環方法及び該循環方法を実行可能な循環式ブラスト装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0019】

以下に，課題を解決するための手段を，発明を実施するための形態で使用する符号と共に記載する。この符号は，特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするためのものであり，言うまでもなく，本発明の技術的範囲の解釈に制限的に用いられるものではない。

【0020】

上記目的を達成するために，本発明の循環式ブラストにおける研磨材循環方法は，
ブラストガン１０が収容されたキャビネット２０と，前記キャビネット２０内で前記ブラストガン１０より噴射された研磨材を前記キャビネット２０内の空気と共に導入して回収する研磨材回収手段４０と，前記研磨材回収手段４０によって回収された研磨材を前記ブラストガン１０に再度供給する研磨材供給手段５０から成る研磨材の循環系を備えた循環式ブラスト装置１において，
吸入口４５を前記キャビネット２０内の空間に連通させた集塵機を前記研磨材回収手段４０として前記研磨材の循環系内に配置し，
該集塵機４０のフィルタ４２表面に吸引付着させることにより前記研磨材を凝集状態で捕集し，
前記フィルタ４２の表面に捕集された凝集状態の前記研磨材を，前記フィルタ４２の表面より払い落すことにより，前記集塵機４０内の底部空間４１ｃ内に堆積させ，
該堆積させた状態の前記研磨材を前記研磨材供給手段５０に導入して，前記ブラストガン１０に再度供給することを特徴とする（請求項１）。

【0021】

前記フィルタ４２の表面からの前記研磨材の払い落としは，前記フィルタ４２に対する振動の付加，又は，パルスジェットの噴射のいずれかにより行うことができる（請求項２）。

【0022】

また，前記研磨材の循環系内を循環している研磨材の粒度分布を測定し，
測定された粒度分布が予め設定された目標の粒度分布に近付くよう，前記研磨材の循環系内に新たな研磨材を補充する，粒度分布維持処理を実行するものとしても良い（請求項３）。

【0023】

更に，前記集塵機４０の排気を，前記研磨材の循環系外に設けたエアフィルタ６０に設けたＨＥＰＡフィルタで濾過した後に大気放出するようにすることが好ましい（請求項４）。

【0024】

また，本発明の循環式ブラスト装置１は，
ブラストガン１０が収容されたキャビネット２０と，前記キャビネット２０内で前記ブラストガン１０より噴射された研磨材を前記キャビネット２０内の空気と共に導入して回収する研磨材回収手段４０と，前記研磨材回収手段４０によって回収された研磨材を前記ブラストガン１０に再度供給する研磨材供給手段５０から成る研磨材の循環系を備えた循環式ブラスト装置１において，
吸入口４５を前記キャビネット２０内の空間に連通させた集塵機を前記研磨材回収手段４０として前記研磨材の循環系内に配置し，
前記集塵機４０に，
表面に前記研磨材を吸引付着させて凝集状態で捕集するフィルタ４２と，
前記フィルタ４２の表面に凝集状態で捕集された前記研磨材を払い落とす，研磨材払い落とし手段（図示せず）と，
前記フィルタ４２より払い落とされた前記研磨材を堆積させる底部空間４１ｃを設け，
前記底部空間４１ｃに堆積された前記研磨材を，前記研磨材供給手段５０を介して前記ブラストガン１０に供給することを特徴とする（請求項５）。

【0025】

前記集塵機４０の前記研磨材払い落とし手段としては，前記フィルタ４２に対して付加される振動を発生させる振動発生手段（図示せず），又は，前記フィルタ４２に対しパルスジェットを噴射するパルスジェット噴射手段（図示せず）のいずれかを採用することができる（請求項６）。

【0026】

また，本発明の循環式ブラスト装置１には，前記研磨材の循環系内を循環している研磨材の粒度分布を測定する粒度分布測定機７１と，
前記研磨材の循環系内に新たな研磨材を補充する研磨材補充器７２と，
前記粒度分布測定機７１によって測定された粒度分布が予め設定された目標の粒度分布に近付くよう，前記研磨材補充器７２を制御して前記研磨材の循環系内に補充する研磨材量を変化させる，補充器制御手段７３から成る，粒度分布維持機構７０を設けるものとしても良い（請求項７）。

【0027】

更に，本発明の循環式ブラスト装置１には，前記集塵機４０の排気を導入して濾過した後に大気放出する，ＨＥＰＡフィルタを備えたエアフィルタ６０を前記研磨材の循環系外に設けるものとしても良い（請求項８）。

【発明の効果】

【0028】

以上で説明した本発明の構成により，本発明の循環式ブラスト装置１では，一般的な研磨材のみならず，従来の循環式ブラスト装置では使用することができなかった超微粉研磨材についても使用することが可能となった。

【0029】

すなわち，研磨材回収手段１４０としてサイクロンを採用していた従来の循環式ブラスト装置１００（図５参照）で超微粉研磨材を使用すると，研磨材の回収率が著しく低下して循環使用されずに廃棄される研磨材量が増大するだけでなく，浮遊した研磨材が沈降，堆積することなくサイクロン１４０や，サイクロン１４０の下方に配置された研磨材タンク１５１，１５１’内で浮遊し続けることにより，ブラストガン１１０に対して供給する研磨材の計量等を行うことができないものとなっていた。

【0030】

これに対し，本発明の循環式ブラスト装置１では，前記研磨材回収手段４０として集塵機を研磨材の循環系内に設けると共に，この集塵機４０のフィルタ４２に吸引付着させることにより凝縮させた研磨材を払い落とすことにより回収することにより，超微粉研磨材であっても高回収率で回収することができると共に，１粒子単位では空気中での浮遊時間が長く沈降，堆積させることが困難であった超微粉研磨材であっても，フィルタ４２に対する吸引付着によって塊の状態に凝集された研磨材は，これを払い落として落下させることにより集塵機４０内の底部空間４１ｃに容易に沈降，堆積させることができた。

【0031】

また，超微粉研磨材であっても集塵機４０の底部空間４１ｃ内に沈降，堆積させることができたことにより，超微粉研磨材を，これよりも粒径の大きな他の研磨材と同様，既知の研磨材供給手段５０によって計量し，ブラストガン１０に供給することが可能となった。

【0032】

なお，図５を参照して説明した従来の循環式ブラスト装置１００にも，研磨材の循環系『外』にではあるが集塵機１６０自体は設けられていた。

【0033】

一方，本発明の循環式ブラスト装置１では，集塵機を研磨材回収手段４０として使用することにより，従来の循環式ブラスト装置１００では不可欠の構成であったサイクロン１４０が不要となるため，従来の循環式ブラスト装置１００に対し，サイクロンが不要となる分，部品点数の減少が実現されており，低コストで超微粉研磨材を使用可能な循環式ブラスト装置１を提供することができた。

【0034】

研磨材の循環系内を循環する研磨材の粒度分布を測定する粒度分布測定機７１と，研磨材の循環系内に新たな研磨材を補充する研磨材補充器７２と，前記粒度分布測定機７１によって測定された粒度分布が予め設定された目標の粒度分布に近付くよう，前記研磨材補充器７２を制御して研磨材の循環系内に補充する研磨材量を変化させる補充器制御手段７３から成る粒度分布維持機構７０を設けた構成では，循環使用に伴う研磨材の破砕等が生じた場合であっても，循環系内を循環する研磨材の粒度分布を略一定に保つことができ，例えば二硫化モリブデンのように破砕が生じ易い材質の研磨材を使用してブラスト加工を行った場合であっても加工精度を一定に維持することができた。

【0035】

更に，前記集塵機４０の排気を導入して濾過した後に大気放出する，ＨＥＰＡフィルタを備えたエアフィルタ６０を研磨材の循環系外に設けた構成では，集塵機４０の排気中に含まれる微細な粉塵等が大気放出されることを防止して，作業環境の汚染や，該汚染に伴う作業員の健康被害の発生等についても防止することができた。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の循環式ブラスト装置の概略説明図。

【図2】本発明の循環式ブラスト装置の研磨材供給手段の説明図。

【図3】本発明の循環式ブラスト装置の研磨材供給手段の変形例を示す説明図。

【図4】研磨材補充器の構成例を示す説明図。

【図5】従来の循環式ブラスト装置の説明図。

【図6】従来の循環式ブラスト装置の説明図（特許文献１の図１に対応）。

【図7】特許文献２の研磨材供給手段の説明図（特許文献２の図２に対応）。

【発明を実施するための形態】

【0037】

次に，本発明の実施形態につき添付図面を参照しながら以下説明する。

【0038】

〔ブラスト加工装置の全体構成〕
本発明の循環式ブラスト装置１の構成例を図１に示す。

【0039】

この循環式ブラスト装置１は，研磨材を圧縮気体と共に乾式噴射するブラストガン１０と，該ブラストガン１０を内部に収容したキャビネット２０と，該キャビネット２０内の底部に連通された回収ダクト３０と，前記回収ダクト３０を介してキャビネット２０内で噴射された研磨材を回収する研磨材回収手段４０と，研磨材回収手段４０で回収された研磨材をブラストガン１０に供給する研磨材供給手段５０を備え，ブラストガン１０，キャビネット２０，回収ダクト３０，研磨材回収手段４０，及び，研磨材供給手段５０によって研磨材の循環系が形成されている点では図５を参照して説明した従来の循環式ブラスト装置と同様である。

【0040】

〔研磨材回収手段〕
図５を参照して説明した従来の循環式ブラスト装置１００では，キャビネット１２０内で噴射された研磨材を回収する研磨材回収手段１４０としてサイクロンを採用していたが，本発明の循環式ブラスト装置１では，このサイクロンに代えて，集塵機を研磨材回収手段４０として採用している。

【0041】

この集塵機４０の外殻を成すケーシング４１内には，フィルタ４２を収容するフィルタ収容空間４１ｂと，該フィルタ収容空間４１ｂの下方に形成されて，フィルタ４２より払い落とされた研磨材を堆積させる底部空間４１ｃが形成されており，本実施形態にあってはこの下部空間４１ｃを，下方に向かって幅が狭まるホッパ型の空間として形成している。

【0042】

また，フィルタ収容空間４１ｂの上方には該フィルタ収容空間４１ｂ内の空気を排出する排風機４３が収容された排風室４１ａが設けられていると共に，この排風室４１ａが排気口４４及び該排気口４４に連通されたエアフィルタ６０を介して機外へと連通されている。

【0043】

前述のフィルタ収容空間４１ｂ内に収容するフィルタ４２としては既知の各種構成のものが採用可能であるが，本実施形態ではこのフィルタ４２としてバグフィルタを設け，排風室４１ａ内に収容されている排風機４３を作動させると，バグフィルタ４２の内部の空気が吸引されることにより，吸入口４５を介してフィルタ収容空間４１ｂ内に導入されたキャビネット２０からの空気が，バグフィルタ４２の外側から内側に抜けると共に，上方に排出されることにより，バグフィルタ４２の外周表面にキャビネット２０内の空気と共に搬送された研磨材が吸引付着するように構成されている。

【0044】

この集塵機４０には，バグフィルタ４２の表面に対しある程度の量の研磨材が吸引付着して凝集されると，これを払い落とす，払い落とし手段（図示せず）が設けられている。

【0045】

バグフィルタ４２表面にどの程度の量の研磨材が吸引付着されたときに払い落しを実行するかは，払い落としを実行する時間隔の設定によって決定するものとして良く，又は，排風機４３を駆動するモータ４３ａの電流値等に基づいてバグフィルタ４２の目詰まり状態を観察し，バグフィルタ４２が所定の目詰まり状態となったときに行うものとしても良く，バグフィルタ４２の表面にある程度の量の研磨材が吸引付着されて凝集した状態となっているときに払い落としを行うものであれば，払い落としの実行タイミングは特に限定されない。

【0046】

このような払い落とし手段としては，バグフィルタ４２に対して付加する振動を発生させる振動発生手段（図示せず）を採用することもできるが，本実施形態では，バグフィルタ４２の内部に瞬間的な高圧圧縮機空気（パルスジェット）の噴射を行う，パルスジェット噴射手段（図示せず）を研磨材払い落とし手段として採用した。

【0047】

図１に示すようにフィルタ収容空間４１ｂ内に複数のバグフィルタ４２を設けた構成では，全てのバグフィルタ４２に対し同時に払い落しを行うものとしても良く，又は，各バグフィルタ４２に対する払い落しを異なるタイミングで行うようにしても良い。

【0048】

バグフィルタ４２毎に異なるタイミングで払い落しを行う場合，払い落しを行っていないバグフィルタ４２による研磨材の吸引付着を継続させつつ，払い落としの対象としたバグフィルタ４２より研磨材の払い落しを同時に行うことができ，集塵機４０の動作を停止させることなく払い落としが実行可能となる。

【0049】

このように，本発明の循環式ブラスト装置１では，研磨材回収手段として集塵機４０を設け，この集塵機４０によってキャビネット２０内の空気を吸引させることにより，集塵機４０のフィルタ収容空間４１ｂ内にはキャビネット２０内の空気と共に研磨材が導入され，この研磨材がバグフィルタ４２の外周表面に吸引付着される。

【0050】

バグフィルタ４２の外周表面に対しては，先に吸引付着された研磨材上に，更に後続の研磨材が順次折り重なるように吸引付着されることにより，バグフィルタ４２の外周面上には凝集された状態で研磨材が付着して捕集される。

【0051】

このように，バグフィルタ４２の外周面に凝集した状態で捕集された研磨材を払い落すことにより，払い落された研磨材は塊の状態で落下し，個々の粒子単位では空気中を浮遊してしまうために沈降，堆積させることが困難であった超微粉研磨材であってもこれを容易に底部空間４１ｃ内に沈降，堆積させることができ，研磨材回収手段としてサイクロンを使用していた従来の循環式ブラスト装置によっては回収できない，又は，極めて低回収率でしか回収できなかった超微粉研磨材を，高い回収率で，かつ，底部空間４１ｃ内に沈降，堆積させた状態で回収することが可能となる。

【0052】

このように底部空間４１ｃに沈降，堆積された研磨材は，堆積に伴い自重によって圧縮され，特に底部空間４１ｃを下向きに狭まるホッパ形状とした図示の実施形態では，下向きに移動するに従い研磨材は更に圧縮されて密度が高められることにより空気中を浮遊し難くなり，ブラスト加工に使用する研磨材として超微粉研磨材を使用した場合であっても，これよりも粒径の大きい一般的な研磨材と同様に後述の研磨材供給手段５０にて取り扱うことが可能となる。

【0053】

〔研磨材供給手段〕
本発明の循環式ブラスト装置１に研磨材回収手段として設けられている集塵機４０の底部空間４１ｃは，キャビネット２０内に配置されているブラストガン１０に対し研磨材を供給する研磨材供給手段５０に連通されており，集塵機４０の底部空間４１ｃ内に堆積された研磨材は，この研磨材供給手段５０によってブラストガン１０に供給されて，再度，キャビネット２０内で噴射されることにより循環使用される。

【0054】

前述したように，本発明の循環式ブラスト装置１では研磨材回収手段として集塵機４０を設けたことにより，超微粉研磨材を使用した場合であっても集塵機４０の底部空間４１ｃ内に研磨材を凝集状態で沈降，堆積させることができたことにより，超微粉研磨材よりも粒径の大きい一般的な研磨材と同様の取り扱いが可能となったことから，この研磨材供給手段５０としては，既知の循環式ブラスト装置で採用されている各種の研磨材供給手段の構成が採用可能である。

【0055】

一例として，図２は，図５を参照して説明した従来の循環式ブラスト装置１００で採用していた研磨材供給手段１５０と同様の構成の研磨材供給手段５０を本発明の循環式ブラスト装置１に採用した場合の構成例であり，図２に示した研磨材供給手段５０は，研磨材タンク５１，該研磨材タンク５１の下端に中間位置が連通された研磨材ホース５２と，前記研磨材タンク５１内及び前記研磨材ホース５２の後端に圧縮気体を供給する圧縮気体供給源５３を備えており，研磨材ホース５２の先端をブラストガン１０に連通することにより，ブラストガン１０に対する研磨材の供給を行うことができるように構成されている。

【0056】

この構成では，集塵機４０の底部空間４１ｃと研磨材タンク５１間にダンプバルブ５４を設け，該ダンプバルブ５４の一回の開閉によって研磨材タンク５１内に落下させた研磨材を圧縮気体と共にブラストガン１０に供給することができる。

【0057】

このように，図２に示した構成では，集塵機４０の底部空間４１ｃに堆積された研磨材を研磨材タンク５１内に落下させる構成を採用するが，集塵機４０の底部空間４１ｃ内に堆積した研磨材は，堆積による圧縮によって凝集していることから，研磨材として超微粉研磨材を使用した場合であっても研磨材を浮遊させることなく研磨材タンク５１内に落下させることができる。

【0058】

なお，図２を参照して説明した研磨材供給手段５０ではブラストガン１０に対する研磨材を供給が間欠的に行われるものとなるのに対し，研磨材供給手段として図３に示す構成のものを採用してブラストガン１０に対し研磨材の連続供給を可能とするようにしても良い。

【0059】

この研磨材供給手段５０は，複数の計量孔５６が等間隔に形成された回転ディスク５５を攪拌モータ５７によって研磨材が堆積された研磨材タンク５１’内で水平回転自在に設けると共に，回転ディスク５５の回転に伴い，回転ディスク５５に設けた計量孔５６が，搬送気流導入路５８の先端５８ａと研磨材搬出路５９の後端５９ｂ間を通過するように構成したものである。

【0060】

この構成では，搬送気流導入路５８の後端５８ｂに圧縮気体供給源（図示せず）を接続して圧縮気体を導入すると共に，研磨材搬送路５９の先端５９ａを，研磨材ホース５２を介してブラストガン１０に連通させた状態で攪拌モータ５７によって回転ディスク５５を回転させると，研磨材が詰まった計量孔５６が搬送気流導入路５８の先端５８ａと研磨材搬出路５９の後端５９ｂ間を通過する際に搬送気流導入路５８からの搬送気流によって計量孔５６より研磨材搬送路５９内に押し出されてブラストガン１０に供給される。

【0061】

従って，図３に示した研磨材供給手段５０を設ける場合には，攪拌モータ５７により回転ディスク５５の回転速度を制御することにより，回転速度に応じた供給量の研磨材を連続してブラストガン１０に供給することが可能となる。

【0062】

なお，本発明の循環式ブラスト装置で採用する研磨材供給手段は，上記図２及び図３を参照して説明した構成に限定されず，既知の各種構成のものを採用可能であり，図示の構成に限定されるものではない。

【0063】

〔粒度分布保持機構〕
研磨材を循環使用する循環式ブラスト装置１では，繰り返しの使用によって研磨材が破砕することにより，経時と共に研磨材の粒度分布が徐々に小径側にシフトすることにより被加工物の加工精度が変化してしまう。

【0064】

特に，二硫化モリブデンのように，脆く，破砕し易い材質の研磨材を使用する場合には粒度分布が顕著に変化する場合があることから，本発明の循環式ブラスト装置１には，更に，研磨材の循環系内の研磨材の粒度分布を略一定に維持することを可能と成す，粒度分布維持機構７０を設けるものとしても良い（図１参照）。

【0065】

この粒度分布維持機構７０として，本発明の循環式ブラスト装置１には，図１に示すように研磨材の循環系内を循環する研磨材の粒度分布を測定する粒度分布測定機７１と，研磨材の循環系に対し新たな研磨材を補充する研磨材補充器７２と，前記粒度分布測定機７１によって測定された粒度分布が予め設定された粒度分布となるように研磨材補充器７２の動作を制御して研磨材の循環系に対する研磨材の補充量を制御する補充器制御手段７３を設けている。

【0066】

研磨材の循環系内を循環する研磨材の粒度分布を測定するために，該循環系内を循環する研磨材が例えば一定時間毎にサンプルとして一定量，抜き出されると共に，前述の粒度分布測定機７１にて該サンプルの粒度分布が測定される。

【0067】

研磨材の粒度分布を測定する粒度分布測定機７１としては，レーザ回析法，撮像法，沈降法，電機抵抗法等の既知の各種方式の粒度分布測定機を使用することができる。

【0068】

また，前述の研磨材補充器７２は，後述する補充器制御手段７３からの指令に従い，指令された量の研磨材を，研磨材の循環系内に補充することができるものであれば如何なる構造のものを採用することもできるが，一例として本実施形態では，図４に示す構造の研磨材補充器７２を設けている。

【0069】

この研磨材補充器７２は，逆裁頭円錐形状に形成されたホッパ７２２の下方に多数の小孔が形成されたパンチングメタルや網等から成るスクリーン７２３を配置して，ホッパ７２２内に投入された研磨材を前記スクリーン７２３上に落下させることができるように構成されていると共に，ホッパ７２２上方に配置された攪拌モータ７２４に設けられた回転軸７２４ａに，ホッパ７２２内で回転する攪拌ブレード７２５と，前記スクリーン７２３上で回転するスクレーパ７２６を取り付けて，攪拌モータ７２４の回転に伴い回転させることができるように構成している。

【0070】

このスクレーパ７２６には，スクレーパ７２６の回転に伴いスクリーン７２３表面に摺接されるブレード７２７が設けられており，このブレード７２７によって，スクリーン７２３に形成された小孔内より研磨材を落下させることができるように構成されている。

【0071】

従って，ホッパ７２２内に砥粒を投入した状態で攪拌モータ７２４を回転させることにより，ホッパ７２２内の研磨材が攪拌ブレード７２５によって攪拌されてスクリーン７２３上に落下する。

【0072】

この砥粒をスクレーパ７２６の回転によりスクリーン７２３の小孔内にブレード７２７によって送り込まれた砥粒がスクリーン７２３の小孔を通過して，少量ずつ下方に落下する。

【0073】

そのため，上記構成の研磨材補充器７２では，攪拌モータ７２４の回転速度を早めることにより研磨材の補充量を増大させ，これとは逆に攪拌モータ７２４の回転速度を低下させることにより研磨材の補充量を減少させることができ，攪拌モータ７２４の回転速度を制御することにより，研磨材の循環系内に対する研磨材の補充量を可変とすることができるように構成されている。

【0074】

このようにして，スクリーン７２３を通過した研磨材が落下する研磨材受け部７２８は，研磨材の循環系のいずれか位置，一例として図示の実施形態では回収ダクト３０内に連通されており，研磨材の循環系内に攪拌モータ７２４の回転速度によって決まる所定量の研磨材を補充することができるように構成されている。

【0075】

前述の粒度分布測定機７１により測定された研磨材の粒度分布は，例えばブラスト装置１の制御用に設けられているマイクロコントローラ等の電子制御装置によって実現される補充器制御手段７３に送信され，補充器制御手段７３は，予め記憶されている粒度分布と攪拌モータ７２４の回転速度との対応関係に基づいて，測定された粒度分布が，目標の粒度分布に近付くよう，粒度分布測定機７１が測定した粒度分布に基づいて攪拌モータ７２４の回転速度を変化させて研磨材の補充量を変化させる。

【0076】

研磨材を循環使用する場合，循環使用する回数が増えるに従って研磨材は破砕して粒径が小さくなることから，粒度分布は小径側にシフトする。

【0077】

従って，研磨材補充器７２によって補充する研磨材として，目標とする粒度分布に対し粒径の大きい研磨材を補充することにより，研磨材の循環系内を循環する研磨材の粒度分布を大径側にシフトさせることができると共に，追加する研磨材量に応じてシフト幅を変化させることができ，前述したフィードバック制御によって研磨材を追加する量を制御することにより，循環系内の研磨材の粒度分布を略一定に維持させることができる。

【0078】

〔エアフィルタ（ＨＥＰＡフィルタ）〕
なお，図１中の符号６０は，研磨材回収手段として設けた集塵機４０の排気口４４に接続されたエアフィルタである。

【0079】

このエアフィルタ６０には，フィルタとしてＨＥＰＡフィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter)を設け，排気中に含まれる微細な粉塵を除去することができるようにした。

【0080】

本発明の循環式ブラスト装置１では超微粉研磨材を使用したブラスト加工を予定するものであるところ，このような超微粉研磨材を使用したブラスト加工によって発生した微細な粉塵が機外へと漏出することに伴い発生する作業環境の汚染や，これに伴う作業者の健康被害の発生を防止すべく，集塵機の排気を更にＨＥＰＡフィルタを備えたエアフィルタによって清浄化した後に大気放出する。

【0081】

〔動作等〕
以上で説明した構成を備えた本発明の循環式ブラスト装置1では，研磨材回収手段である集塵機４０に設けた排風機４３を作動させた状態でキャビネット２０内に配置されたブラストガン１０より圧縮気体と共に研磨材を図示せざるワークに向けて乾式噴射すると，ワークを加工した後の研磨材は，キャビネット２０内の空気と共に回収ダクト３０を介して研磨材回収手段である集塵機４０のフィルタ収容空間４１ｂ内に導入される。

【0082】

キャビネット２０内の空間は，集塵機４０によって研磨材と共に内部の空気が吸引されていることから，ブラスト加工中，常に負圧となっており，キャビネット２０に設けた外気吸い込み口２１を介して外気の吸引が行われていることから，キャビネット２０内に噴射された研磨材の機外への漏出が防止されている。

【0083】

回収ダクト３０を介してキャビネット２０内の空気と共に集塵機４０のフィルタ収容空間４１ｂ内に導入された研磨材は，研磨材を搬送する空気流がバグフィルタ４２の外周面よりバグフィルタ４２内に通過する際にバグフィルタ４２の外周表面に吸引付着される。

【0084】

バグフィルタ４２の外周表面に吸引付着された研磨材上には，更に，後続の研磨材が順次折り重なるように付着することにより，研磨材の粒子が多数凝集した状態で捕集される。

【0085】

このようにして，凝集した状態の研磨材を表面に捕集しているバグフィルタに対し，定期的に払い落し手段によって機械的な振動の付加やパルスジェットの噴射（本実施形態ではパルスジェットの噴射）を行うと，バグフィルタ４２の表面に捕集された研磨材が払い落されて集塵機４０の底部空間４１ｃに落下する。

【0086】

研磨材はバグフィルタ４２の外周表面に捕集された際に凝集していることから，研磨材が超微粉研磨材であったとしても凝集状態を維持したまま落下することにより，バグフィルタ４２から払い落したとしても研磨材を浮遊させることなく底部空間４１ｃ内に堆積させることができるものとなっている。

【0087】

そして，この底部空間４１ｃに落下して堆積した研磨材は，堆積に伴う圧縮によって更に密度を高めた凝集状態となることにより，超微粉研磨材を使用した場合であっても，これよりも粒径の大きな一般的な研磨材を使用した場合と同様，空気中での浮遊を抑制した状態で取り扱うことが可能となる。

【0088】

その結果，このようにして集塵機４０の底部空間４１ｃに堆積された研磨材を，図２及び図３を参照して説明した研磨材供給手段５０を使用してブラストガン１０に再供給することが可能となっている。

【0089】

すなわち，図２を参照して説明した研磨材供給手段５０を設けた構成では，集塵機４０の底部空間４１ｃと研磨材タンク５１間に設けられたダンプバルブ５４を開閉して，一回分の研磨材を研磨材タンク５１に落下させると共に，圧縮気体供給源５３からの圧縮気体を研磨材タンク５１と研磨材ホース５２の後端部に導入することにより，圧縮気体と共に研磨材をブラストガン１０に供給してブラストガン１０よりワークに対し噴射することができ，その後，前述した作業が繰り返される。

【0090】

また，図３に示す形式の研磨材供給手段５０を備えた循環式ブラスト装置１の構成では，集塵機４０の底部空間４１ｃに連通された研磨材タンク５１’内に落下して貯留された研磨材が，回転ディスク５５に設けた計量孔５６内に充填され，攪拌モータによる回転ディスク５５の回転によって研磨材が充填された計量孔５６が搬送気流導入路の先端５８ａと研磨材搬送路５９の後端５９ｂ間に到達すると，図示せざる圧縮気体供給源からの圧縮気体によって計量孔５６内の研磨材が研磨材搬送路５９に押し出されて圧縮気体と共にブラストガンに供給されると共にブラストガンより噴射され，その後，前述した作業が繰り返される。

【0091】

一方，集塵機４０の排気は，集塵機４０の排気口４４に連通されたエアフィルタ６０に設けられているＨＥＰＡフィルタによって排気中に含まれる超微細な粉塵までもが除去された清浄に空気として大気放出されることにより，超微細粉塵による作業環境の汚染や，これに伴う作業員の健康被害の発生が防止されている。

【0092】

研磨材の循環系内を循環する研磨材よりサンプルとして所定量取り出した研磨材の粒度分布を測定する粒度分布測定機７１と，研磨材の循環系に対し新たな研磨材を補充する研磨材補充器７２，及び，前記粒度分布測定機７１によって測定された粒度分布に応じて研磨材補充器７２が補充する研磨材量を制御する補充器制御手段７３から成る粒度分布維持機構７０を備えた構成では，研磨材の循環系内を循環する研磨材の粒度分布を粒度分布測定機７１が例えば所定の時間隔毎に監視し，測定された粒度分布が予め設定された粒度分布に近づくように補充器制御手段７３が研磨材補充器７２を制御して研磨材の循環系内に追加する研磨材量を変化させるフィードバック制御を行うことにより，研磨材の循環系内を循環する研磨材の粒度分布を略一定に保持することが可能となる。

【0093】

これにより，繰り返しの循環使用による研磨材の破砕等によって研磨材の循環系内を循環している研磨材の粒度分布が変化することを防止することにより，経時と共にブラスト加工条件が変化してワークＷの加工精度等が変化することを防止でき，特に，研磨材として二硫化モリブデンのように脆く破砕し易い材質のものを使用する場合に効果的である。

【符号の説明】

【0094】

１ 循環式ブラスト装置
１０ ブラストガン
２０ キャビネット
２１ 外気吸い込み口
３０ 回収ダクト
４０ 集塵機（研磨材回収手段）
４１ ケーシング
４１ａ 排風室
４１ｂ フィルタ収容空間
４１ｃ 底部空間
４２ フィルタ（バグフィルタ）
４３ 排風機
４３ａ モータ（排風機の）
４４ 排気口
４５ 吸入口
５０ 研磨材供給手段
５１，５１’ 研磨材タンク
５２ 研磨材ホース
５３ 圧縮気体供給源
５４ ダンプバルブ
５５ 回転ディスク
５６ 計量孔
５７ 攪拌モータ
５８ 搬送気流導入路
５８ａ 先端（搬送気流導入路の）
５８ｂ 後端（搬送気流導入路の）
５９ 研磨材搬出路
５９ａ 先端（研磨材搬出路の）
５９ｂ 後端（研磨材搬出路の）
６０ エアフィルタ
７０ 粒度分布維持機構
７１ 粒度分布測定機
７２ 研磨材補充器
７２２ ホッパ
７２３ スクリーン
７２４ 攪拌モータ
７２４ａ 回転軸
７２５ 攪拌ブレード
７２６ スクレーパ
７２７ ブレード
７２８ 研磨材受け部
７３ 補充器制御手段
１００ 循環式ブラスト装置
１１０ ブラストガン
１２０ キャビネット
１３０ 回収ダクト
１４０，１４１，１４２ 研磨材回収手段（サイクロン）
１４６ ダンパ
１４７ 圧力計
１５０ 研磨材供給手段
１５１，１５１’ 研磨材タンク
１５２ 研磨材ホース
１５３ 圧縮気体供給源
１５４ ダンプバルブ
１５５ 回転ディスク
１５６ 計量孔
１５８ 搬送気流導入路
１５９ 研磨材搬出路
１６０ 集塵機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】