JP2015231664A - 側板ユニット及び遠心投射機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、投射材の投射パターンを集中させることができ、狭い投射範囲に効率の良い遠心投射機を実現する側板ユニット及び遠心投射機を提供する。
【解決手段】本発明による側板ユニットは、遠心投射機に用いられ且つ複数のブレードを取り付けるためのものであり、一対の側板と、これらの一対の側板を結合する結合部材と、を有し、一対の側板の互いに対向する面にガイド溝部が形成され、この側板のガイド溝部は、その半径方向外側がその半径方向内側に比べて回転方向の後側に位置するように傾斜して形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、投射材を被処理品に投射する遠心投射機及びこれに用いられるブレードに関する。

従来から、ショットブラスト、ショットピーニング等に用いる投射機として、遠心投射機やノズル投射機が知られている。遠心投射機は、遠心力を用いた装置である。ノズル投射機は、空気の圧力を用いた装置である。ノズル投射機は、投射範囲の幅が狭い場合に効率的であるが、投射範囲が広い場合には向かない。

遠心投射機は、投射範囲が広い場合に効率的であるが、投射範囲が狭い場合は、効率が悪く向いていなかった。すなわち、遠心投射機において、投射パターンを集中させ投射効率を高めることは、困難であった。ここで、「投射パターン」とは、製品（被処理品）に向けて投射された投射材が、各位置において全投射量の何％当たっているかの分布を意味する。また、「投射パターン」は、回転軸を中心に円周方向に所定角度の位置において全投射量の何％が投射されているかを３６０度範囲で示したものを意味することもある。以下の説明において、図１３に関連する説明においては前者を意味しているが、それ以外の部分では前者及び後者の両方の意味している。さらに、遠心投射機は、ノズル投射機に比べて加速効率が良いため、遠心投射機で投射パターンを集中させ投射効率を高めることが望まれている。

特開平７−１８６０５１号公報

本発明の目的は、狭い投射範囲に効率の良い、投射材の投射パターンを集中させることができる遠心投射機を実現する側板ユニット及びこれを用いた遠心投射機を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、複数のブレードを回転させて投射材を被処理品に向けて投射する遠心投射機に用いられ且つ複数のブレードを取り付けるための側板ユニットであって、一対の側板と、これらの一対の側板を結合する結合部材と、を有し、一対の側板の互いに対向する面にガイド溝部が形成され、この側板のガイド溝部は、その半径方向外側がその半径方向内側に比べて回転方向の後側に位置するように傾斜して形成されている。
このように構成された本発明の遠心投射機においては、側板ユニットが、一対の側板と、これらの一対の側板を結合する結合部材と、を有し、一対の側板の互いに対向する面にガイド溝部が形成され、この側板のガイド溝部は、その半径方向外側がその半径方向内側に比べて回転方向の後側に位置するように傾斜して形成されているので、側板に取り付けられる複数のブレードも、ガイド溝と同様に、その半径方向外側がその半径方向内側に比べて回転方向の後側に位置するように傾斜して形成されている。その結果、本発明によれば、投射材の投射パターンを集中させることができるので、狭い投射範囲に効率の良く投射することができる。

本発明において、好ましくは、側板のガイド溝部は、少なくともその外側部分が、ストレート形状に形成されている。

本発明において、好ましくは、ブレードは、投射材を投射する投射面が形成されたブレード投射部と、このブレード投射部の両端縁部に形成された取付部と、を有し、ブレードの取付部は、少なくともその外側部分の、ブレードの回転軸方向に直交する平面が、ストレート形状に形成され、取付部は、その半径方向内側部分のブレードの回転軸方向に直交する平面がストレート形状から突出するように形成される係合部を有し、側板のガイド溝部は、その内側部分が、ストレート形状よりも幅広く形成され、ブレードの取付部の係合部と係合して、ブレードの位置を規制する。

本発明において、好ましくは、ブレードは、投射材を投射する投射面が形成されたブレード投射部を有し、このブレード投射部は、投射面の反対側の投射背面に形成された隆起部と、この隆起部及び前記半径方向内側の端部の間に形成された湾曲面とを有し、各結合部材は、各ブレード間に配置されるとともに、隣り合うブレードの投射面と、隣り合うブレードの投射背面との中間位置より投射背面側に近い位置に配置される。

本発明において、好ましくは、側板ユニット及び複数のブレードは回転軸により回転され、この回転軸方向に直交する平面内における断面において、ブレード投射部の半径方向内側の端部の先端から、ブレード投射部の投射背面に形成された隆起部に接するように結ぶ仮想線に対して、結合部材の断面のうち、ブレードの投射背面側にある部分の断面の面積が半分以上となる関係になるように、結合部材がブレードの投射背面側に近い位置に配置されている。

本発明において、好ましくは、側板ユニット及び複数のブレードは回転軸により回転され、側板ユニットは回転軸にボルトにより取り付けられ、側板のガイド溝部には、ボルトを取り付けるための凹部が設けられている。

本発明において、好ましくは、一対の側板は、結合部材に直交する仮想平面に対して、面対称となるように形成されている。

本発明は、上述した側板ユニットを備えた遠心投射機であって、側板ユニットに取り付けられた複数のブレードと、側板ユニットの半径方向内側に設けられ、その開口窓から投射材をブレード間に放出するコントロールケージと、このコントロールケージの半径方向内側に設けられ、投射材を掻き混ぜてコントロールゲージに供給するディストリビュータと、側板ユニット、複数のブレード、及び、ディストリビュータを回転させる回転軸と、を有し、ブレードは、その半径方向外側がその半径方向内側に比べて回転方向の後側に位置するように傾斜して形成されている。

本発明は、投射材の投射パターンを集中させることを実現し、狭い投射範囲に対する投射効率を高めることを実現する。

本発明の実施形態による遠心投射機を示す正面断面図である。 図１の遠心投射機の側面断面図である。 図１の遠心投射機のブレードを示す図である。（ａ）はブレードの正面図であり、（ｂ）は左側面図であり、（ｃ）は背面図であり、（ｄ）は（ａ）におけるＳ１−Ｓ１線に沿って見た断面図であり、（ｅ）は平面図（上面図）であり、（ｆ）は底面図（下面図）である。 図３のブレードの斜視図である。（ａ）〜（ｄ）は、ブレードをそれぞれ異なる方向からの斜視図である。 図１の遠心投射機のブレード及び側板ユニットを示す図である。（ａ）はブレードが取り付けられた状態の側板ユニットを示す正面断面図であり、（ｂ）は（ａ）の破線Ｂ１の部分を示す拡大図であり、（ｃ）はブレードが取り付けられた状態の側板ユニットの背面図である。 図５の側板ユニットを示す図である。（ａ）は側板ユニットを示す正面断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＳ２−Ｓ２線に沿って見た断面図である。 図２に示された遠心投射機の主要部品を分解して示す部品展開図である。 図１の遠心投射機を一部分解して主要部品を示す図である。（ａ）は回転駆動されるブレード、側板ユニット、ディストリビュータを示す断面図であり、（ｂ）はライナの断面図であり、（ｃ）は蓋の断面図であり、（ｄ）は本体ケースの断面図である。 ブレードの第１部分が後傾になっている利点を説明するための図である。（ａ）〜（ｇ）は、本発明による後傾ブレードによる投射材の挙動を示す図であり、（ｈ）〜（ｎ）はこれと比較するための従来の前傾ブレードによる投射材の挙動を示す図である。 本発明の実施形態による遠心投射機に用いることができるブレードの他の例を示す図である。（ａ）はブレードの正面図であり、（ｂ）は左側面図であり、（ｃ）は背面図であり、（ｄ）は（ａ）に示すＳ３−Ｓ３線に沿って見た断面図であり、（ｅ）は平面図であり、（ｆ）は底面図である。 図１０のブレードの斜視図である。（ａ）〜（ｄ）はブレードをそれぞれ異なる方向からの斜視図である。 本発明の実施形態による遠心投射機に用いることができるコントロールケージを示す図である。（ａ）は開口窓を１つ有するコントロールケージの側面図であり、（ｂ）は開口窓を二つ有するコントロールケージの側面図であり、（ｃ）は２つの長方形の一部が重なって一体化された１つの開口窓を有するコントロールケージの側面図であり、（ｄ）は平行四辺形の開口窓を有するコントロールケージの側面図であり、（ｅ）及び（ｆ）は３つ以上の四角の一部が重なって一体化された１つの開口窓を有するコントロールケージの側面図であり、（ｇ）〜（ｎ）は各コントロールケージの投射分布等を示す図である。 本発明の実験例１，２及び比較例による投射位置ごとの投射割合の分布（投射パターン）を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態による遠心投射機について説明する。図１乃至図３に示すように、本発明の実施形態による遠心投射機１は、複数のブレード３を備え、ブレード３を回転させて遠心力により投射材２を投射する（以下「投射材」を「ショット」ともいう）。

図３乃至図５に示すように、各ブレード３の投射面３ａは、投射面３ａの半径方向内側部分を構成する第１部分３ｂと、第１部分３ｂの半径方向外側に位置して投射面３ａの外側部分を構成する第２部分３ｃと、を有する。ブレード３の第２部分３ｃは、第１部分３ｂに対して屈曲部若しくは湾曲部を介して第１部分３ｂに一体に設けられる。ここで説明するブレード３の例では、第１部分３ｂと第２部分３ｃが湾曲部３ｄを介して設けられる。また、ここで説明する形状は、ブレード３の回転軸に直交する断面における形状である。

図５に示すように、ブレード３の第１部分３ｂは、その外側３ｅがその内側３ｆに比べて回転方向Ｒ１の後側に傾斜して形成される。回転方向Ｒ１は、ブレード３及び後述の側板ユニット１０等の回転方向である。換言すると、ブレード３の第１部分３ｂは、回転中心を含む線（法線）に対して傾斜している。なお、ブレード３の第１部分３ｂは、直線状に形成されているが、湾曲形状でもよい。ただし、直線状の方が後述するショット集中化機能及び製作上を考慮すると有利である。

ブレード３の第２部分３ｃは、第１部分３ｂを外側に延長した仮想線Ｌ１より回転方向Ｒ１の前側に位置するように形成されている。なお、ブレード３の第２部分３ｃは、湾曲形状を有して形成されているが、直線状に形成されていてもよい。ただし、湾曲形状の方が後述するショット加速化機能及び製作上で有利である。また、ブレード３において、湾曲部３ｄが第２部分３ｃの湾曲形状と一体に形成されているがこれに限られるものではない。

以上のように、ブレード３の第１部分３ｂが回転方向後方に傾斜されているので、投射材を集中させることができる。ブレード３の第１部分３ｂの傾斜角度θ１は、後述するように３０〜５０度が良好な効果を有する（図５参照）。ここで傾斜角度は、ブレード３の回転軸を含んだ平面Ｐ１に対する角度を意味するものとする。図５中、Ｏ１は、回転中心（ブレード３の回転軸）を示す。また、ブレード３の第１部分３ｂが傾斜して形成されているので投射材の投射速度が遅くなるが、第２部分３ｃの投射材を加速する機能によりこれを補うことができ、すなわち、ブレード３としての投射速度の低下を防止でき、投射速度を維持できる。尚、ブレード３の第２部分３ｃが第１部分３ｂを外側に延長した仮想線Ｌ１より回転方向の前側に位置するように形成されているので、この第２部分３ｃで投射材を加速することができる。よって、ブレード３は、第１部分３ｂ及び第２部分３ｃにより、投射材の速度が遅くなることなく投射材の投射パターンを集中させることができ、投射効率を高めることができる。

また、図３に示すように、各ブレード３は、投射材を投射する投射面３ａを有するブレード投射部３ｇと、このブレード投射部３ｇの両端縁部に位置して一対の取付部３ｈと、を有する。ここで、ブレード３の回転軸の軸方向と平行な方向を第１方向Ｄ１とした場合に、取付部３ｈは、ブレード投射部３ｇの第１方向Ｄ１の両端縁部のそれぞれに設けられている。この取付部３ｈは、このブレード投射部３ｇより厚み（ブレード投射部３ｇの厚み方向（例えば第２方向Ｄ２）の厚み）が大きく形成されるとともに、このブレード投射部３ｇと一体とされている（図３（ｄ）及び図３（ｅ）参照）。尚、第２方向Ｄ２は、図３（ｅ）で示される上面図（平面図）において第１方向Ｄ１に直交する方向である。

また、ブレード３の取付部３ｈは、少なくともその外側部分３ｉの、ブレード３の回転軸方向に直交する平面が、ストレート形状となるように形成されている。すなわち、ブレード投射部３ｇは、上述したような湾曲形状又は屈曲形状を有するが、取付部３ｈの外側部分の大部分（後述する内側部分以外の大部分）は、湾曲形状や屈曲形状を有さないストレート形状とされている。図３において、符号３ｈ３は、取付部３ｈのストレート形状とされている部分を示している。

以上のように、ブレード３の取付部３ｈがストレート形状とされているので、後述する側板ユニット１０への取り付け作業や、側板ユニット１０からの取り外し作業が容易となる。このため、ブレード３において、上述のような投射効率を高める第１部分３ｂ及び第２部分３ｃを有する投射面３ａを備えたブレード投射部３ｇ（ブレード３）を側板ユニット１０に対しての交換を容易にできる。

また、ブレード３の取付部３ｈは、半径方向の内側部分に、係合部３ｊを有する。係合部３ｊは、ブレード３の回転軸方向に直行する平面内における形状が、上述のストレート形状から突出するように形成される（図３（ｂ）及び図３（ｄ）参照）。さらに、一対の取付部３ｈのＤ１方向の外側には、当接部３ｋが複数（ここでは各２個）設けられている。当接部３ｋは、取付部３ｈの外側面３ｍから突出するように形成されている。ブレードが側板ユニット１０に取り付けられた状態では、当接部３ｋが側板１１に設けられた溝部（ガイド溝部１３）に当接して適切な位置に取り付けられる。

ブレード３は、係合部３ｊを有するので、側板ユニット１０の所定位置に正確に取り付けられることを可能として、良好な投射性能を発揮できる。また、ブレード３の取付部３ｈの外側面３ｍが側板１１の溝部に直接当接せずに、当接部３ｋが溝部に当接するようにすることにより、ブレード３を側板ユニット１０に取り付ける際にスムーズに取り付けることが可能である。

ブレード投射部３ｇ及び取付部３ｈは、一対の取付部３ｈの対向する内面３ｈ１の間隔Ｌ３が、半径方向の内側に比べて外側に向けて漸次小さくなるように形成されている。すなわち、一対の取付部３ｈの対向する内面３ｈ１は、若干傾斜している。すなわち、内面３ｈ１は、互いに傾斜しており、また、外面３ｈ２に対しても傾斜している。一対の取付部３ｈの外面３ｈ２は、ほぼ平行である。外面３ｈ２は、側板１１の主面に対して平行である。ブレード投射部３ｇの図３（ａ）に示す正面図における両端縁部３ｇ１の間隔Ｌ３、すなわち、両端縁部３ｇ１の第１方向Ｄ１の間隔Ｌ３は、半径方向の内側に比べて外側に向けて漸次小さくなるように形成されている。

このように、ブレード３は、ブレード投射部３ｇ及び取付部３ｈを有するので、遠心投射機１内において半径方向の外側に向かうにつれて第１方向Ｄ１に投射材群が広がってしまうことを防止する。すなわち、ブレード３は、投射材の投射パターンを集中させることに寄与し、上述の第１部分３ｂ及び第２部分３ｃの形状等と相性がよく、相乗効果で投射パターンを集中させることができる。尚、本発明のブレードは、内面３ｈ１及び両端縁部３ｇ１が傾斜に限定されるものではなく、平行であってもその他の効果を有するものである。

また、ブレード３の第２部分３ｃは、ブレード３の回転中心と第２部分３ｃの外側端部付近の一点とを結ぶ仮想線が法線と一致するように形成されるので、上述の投射材の加速機能を発揮する。ここでは、ブレード３の回転中心と第２部分３ｃの外側端部３ｎとを結ぶ仮想線Ｌ２が法線と一致するように形成されている（図５（ａ）等参照）。

上述の構成とされたブレード３の第２部分３ｃは、投射材の投射速度を、法線と一致するように形成されたフラットな投射面を有する場合の投射速度とほぼ同等の速度にすることを可能とする。すなわち、ブレード３は、投射速度が遅くなることなく投射パターンを集中させることができ、投射効率を高めることができる。

尚、ブレード３においては、フラットな投射面を有する場合の投射速度とほぼ同等な速度にするために、仮想線Ｌ２が法線と一致するように形成されているが、これに限られるものではない。すなわち、加速機能を発揮するという観点で考えれば、ブレード３において、仮想線Ｌ２が法線より回転方向前側に傾斜してもよい。換言すると、ブレード３の回転中心Ｏ１と第２部分３ｃの外側端部より半径方向内側を結ぶ仮想線が法線と一致するように形成されていてもよい。

ブレード投射部３ｇの内側の端部３ｐは、内側に向けて先細り状に形成され、各ブレード３間の内側の端部３ｐ間の距離を大きくすることにより、回転する各ブレード３間に導かれる投射材の量を増加させるガイド部として機能する。すなわち、ガイド部としての端部３ｐは、各ブレード３間に導かれる投射材の量を増加させる。換言すると、端部が先細り状に形成されない場合（図５（ａ）及び図５（ｂ）に破線Ｂ１で示す場合）は、その部分に衝突した投射材が跳ね返ることになるが、先細り状に形成された端部３ｐを採用した場合は、ブレードの端部が邪魔にならず内部に入ってくるという効果があり、各ブレード３間に導かれる投射材の量を増加させる。

後述のように本発明者らは、シミュレーション及び実験を繰り返したが、ブレード投射部３ｇの内側の端部が先細り状に形成されず厚みが厚い場合（図５（ａ）及び図５（ｂ）に破線Ｂ１で示す場合）には、その部分（厚みが厚い内側の端部の部分）で中心側に向けて投射材が跳ね返ることがわかった。上述したブレード３のように、ブレード投射部３ｇの内側の端部３ｐが先細り状に形成されることにより、ブレード３間の内側の端部３ｐ間の距離Ｌ４を大きくできる。すなわち、破線Ｂ１で示す場合の端部間の距離Ｌ５に比べて、距離Ｌ４は大きくできる。破線Ｂ１は、先細り状に対する比較例を示している。距離Ｌ４に示すように、先細り形状により、回転する各ブレード３間に導かれる投射材の量を増加させることができる。それとともに、中心側に向けての投射材の跳ね返りも減らすことができる。よって、投射パターンを良好にすることができる。

ブレード投射部３ｇは、投射面３ａの反対側に設けられた投射背面３ｑに形成される隆起部３ｒを有する。ブレード投射部３ｇは、ブレード投射部３ｇの隆起部３ｒ及び内側の端部３ｓの間に設けられる、湾曲面３ｔを有する。尚、ここでは、投影背面３ｑには、端部３ｓから先細り形成部３ｕと平面部３ｖを介して湾曲面３ｔが形成されている。先細り形成部３ｕは、上述した第１部分３ｂとともに、上述した先細り状の端部３ｐを形成している。また、ブレード投射部３ｇの隆起部３ｒ及び外側の端部３ｗの間に、湾曲面３ｘが形成される。この湾曲面３ｘには、後述のように、側板ユニット１０の結合部材１２が配置可能である。尚、先細り形成部３ｕは、ここでは平面形状に形成したが、湾曲形状に形成してもよく、さらに、平面部３ｖを介さずに湾曲面３ｔの一部として形成してもよい。

ブレード３の、上述した半径方向内側の湾曲面３ｔは、投射材２を次のブレード３（次に回転して来るブレード３）の投射面３ａ側に滑らかに導くことを可能とする。これにより、湾曲面３ｔを形成した隆起部３ｒの裏に結合部材（ステーボルト）１２を配置させることを可能とし、結合部材（ステーボルト）１２にぶつかった投射材が中心（ブレード３の回転中心）側に戻ることを防止する。よって、このブレード３及び側板ユニット１０を備える遠心投射機１は、投射パターンを良好にすることができる。

また、図５及び図６に示すように、本発明の実施形態による遠心投射機１は、上述した複数のブレード３を取り付けるための側板ユニット１０を備える。側板ユニット１０は、一対の側板１１と、この一対の側板１１を所定の距離を有した状態で結合させる結合部材１２とを有する。結合部材１２は、一対の側板１１に形成された穴１１ａに入れて固定される。例えば、かしめや、ねじ止めにより固定される。結合部材１２は、例えば、ステーボルトと呼ばれる部材である。

一対の側板１１の互いに対向する面１１ｂには、ガイド溝部１３が形成される。また、側板１１は、ドーナツ状（円環状）の部材であり、互いに対向する面１１ｂの内側には、テーパー部１１ｃが設けられる。ガイド溝部１３は、その外側１３ａがその内側１３ｂに比べて回転方向の後側に位置するように傾斜して形成されている。ここで説明する形状は、ブレード３及び側板ユニット１０の回転軸（回転中心）に直交する断面における形状である。尚、ガイド溝部１３は、ブレード３の取付部３ｈに対応しており、ブレード３の取付部３ｈがスライドされて挿入されるので、ブレード３が側板ユニット１０に取り付けられる。

以上のような側板ユニット１０は、上述したような投射パターンを集中させることができるブレード３をその性能を発揮した状態で確実に取り付けることを可能とする。また、ブレード３の交換も容易にできる。

側板ユニット１０の側板１１のガイド溝部１３は、少なくともその外側部分１３ｃが、ストレート形状に形成されている。また、ガイド溝部１３は、その内側部分１３ｄが、ストレート形状よりも幅広く形成される。ガイド溝部１３の内側部分１３ｄは、ブレード３の取付部３ｈの係合部３ｊと係合して、ブレード３（取付部３ｈ）の位置を規制する。また、外側部分１３ｃは、ガイド溝部１３のストレート形状とされている部分を示している。このガイド溝部１３のストレート形状部分１３ｃは、取付部３ｈのストレート形状の部分３ｈ３と対応している。そして、このストレート形状部分１３ｃの仮想中心線Ｌ６は、回転方向後方に傾斜されている（図６参照）。傾斜角度θ２は、ブレードの傾斜角度に近接した角度に設定されるため、３０〜５０度が良好な効果を有する。ここで、傾斜角度は、ブレード３の回転軸を含んだ平面Ｐ２に対する角度を意味するものとする。

側板１１のガイド溝部１３の外側部分１３ｃがストレート形状とされているので、ブレード３の交換を容易にできる。すなわち、上述のように投射材の集中化機能及び加速化機能を実現するブレード３を適切に取り付けることができる。すなわち、ブレード投射部３ｇの投射面３ａには、上述したように第１部分３ｂ及び第２部分３ｃが形成されているが、取付部３ｈ及びガイド溝部１３は、ストレート形状であるので、ブレード３の取付け及び取り外しを簡単かつ滑らかに行うことができる。

また、ブレード３の取付部３ｈの係合部３ｊが、側板１１のガイド溝部１３の内側部分１３ｄに係合可能となっているので、ブレード３を適切な位置に固定することができる。

側板ユニット１０の結合部材１２は、ブレード３の数と同じ数だけ設けられる。そして、各結合部材１２は、各ブレード３間に配置される。それとともに、隣り合うブレード３の投射面３ａと、隣り合うブレード３の投射背面３ｑとの中間位置より投射背面側３ｑに近い位置に配置される。なお、中間位置は、例えば、Ｏ１を中心として、結合部材１２の中心位置を通る仮想円弧Ｌ７と、上述の仮想線Ｌ６との交点Ｋ１、Ｋ２を算出する（図６参照）。そして、円弧Ｌ７上であって、この交点Ｋ１、Ｋ２の中間に位置する点Ｋ３を「中間位置」とすればよい。この場合、結合部材１２は、中間位置Ｋ３より投射背面３ｑ側に配置される。「中間位置」はこれに限られるものではなく、円弧Ｌ７と投射面３ａの交点と、円弧Ｌ７と投射背面３ｑの交点とを算出し、円弧Ｌ７上であって、この交点の中間に位置する点を用いてもよい。

図５に示すように、回転軸方向に直交する平面内における断面において、ブレード投射部３ｇの内側の端部３ｐの先端から、ブレード投射部３ｇの投射背面に形成された隆起部３ｒに接する（隆起部３ｒの頂部付近に接する）ように結ぶ仮想線を仮想線Ｌ８とする。この仮想線Ｌ８に対して、結合部材１２の断面の少なくとも一部がブレード３の投射背面３ｑ側に位置するように、結合部材１２がブレード３の投射背面３ｑ側にＴ近い位置に配置されることで、投射パターンを良好にできる。ここでは、さらに、この仮想線Ｌ８に対して、結合部材１２の断面のうち、ブレード３の投射背面３ｑ側にある部分の断面の面積が半分以上となるように、結合部材１２がブレード３の投射背面３ｑ側に近い位置に配置されているので、さらに投射パターンを良好にできる。

以上のように構成された側板ユニット１０は、結合部材（ステーボルト）１２にぶつかった投射材が中心側に戻ることを防止する。よって、このブレード３及び側板ユニット１０を備える遠心投射機１は、投射パターンを良好にすることができる。

ところで、上述したブレード３の個数は、６個である。これは、８個や１２個設ける場合に比べて、各ブレード間の内側の端部間の距離を大きくすることができ、各ブレードの端部において中心側に向けて投射材の跳ね返りを小さくでき、すなわち、投射パターンを良好にすることができる。同数の結合部材（ステーボルト）の数を考慮してもちょうどよい。すなわち、結合部材１２は、上述したようにブレード３と同数設けられるが、結合部材１２が増えすぎると、結合部材で跳ね返った投射材が中心側に戻る可能性が増えてしまう。これに対してブレード及び結合部材を６個設けた場合には、結合部材の影響を低減して、投射パターンを良好にすることができる。また、個数を減らしすぎ例えば４個にすると、ブレードの摩耗が問題となり、ブレードの交換頻度が多くなり、メンテナンス工数が増加してしまう。また、各ブレードに供給される投射材（後述のコントロールケージの開口窓２１ａから供給される投射材）の時間差が大きくなると、ブレードの半径方向の大きさが大きくなり、ブレード重量が増加するという問題もある。以上のことに鑑みれば、ブレードの個数は６〜８個が適切であり、さらに本発明においては６個が最適である。

図６に示すように、側板１１のガイド溝部１３には、側板ユニット１０を回転駆動側に固定するためのボルト１５を取り付けるための凹部１６が設けられている。ここで回転駆動側とは、回転駆動部に回転される回転軸１４に固定されるハブ１８である（図２及び図７参照）。この凹部１６にボルト１５が挿通される挿通孔１７が形成されている。一対の側板１１は、互いに対向する面の反対側の面（外側の面）の内周部に厚肉部１１ｄが形成され、挿通孔１７は、厚肉部１１ｄに位置するように設けられている。

側板１１には凹部１６及び挿通孔１７が設けられているので、側板ユニット１０の回転軸１４側（ハブ１８）への固定及び取外しが側板ユニット１０側、すなわち本体ケース２０側から行うことができる。ガイド溝部１３にボルト１５の取付け用の凹部１６が設けられていることにより、側板ユニット１０のガイド溝部１３にブレード３が取り付けられた後には、このボルト１５の頭部１５ａがブレード３の取付部３ｈに隠される。これにより、ボルト１５の頭部１５ａが摩耗しない。また、側板ユニット１０の回転駆動側（回転軸１４、ハブ１８）への固定及び取外しが側板ユニット１０側から行うことができる。側板ユニット１０の回転駆動側であるハブ１８への取付けは、従来ハブ１８側（回転軸側）から行われることが多く、不便であった。ここでは、側板ユニット１０の回転駆動側への固定が側板ユニット１０側から行うことができるので、取付作業が容易となり、利便性が向上した。

一対の側板１１は、結合部材１２に直交する仮想平面Ｐ３に対して、面対称になるように形成されている（図６（ｂ）参照）。すなわち、上述したボルト１５の取付け用の凹部１６及び挿通孔１７は、一対の側板１１の両方に設けられている。そして、側板１１のハブ１８への取付け側を変えることにより、ガイド溝部１３の向きが反対側になり、ブレード３の向きが反対側になる。これにより、回転軸１４及びブレード３を逆回転させることが可能となる。これにより、時計回り及び反対周りを希望するそれぞれのユーザーに対して同じ製品（被処理品）を供給することができ、すなわち汎用性を高めることができる。

次に、図１乃至図８を参照して、遠心投射機１のさらに具体的な構成について説明する。遠心投射機１は、コントロールケージ２１と、ディストリビュータ２２と、を備える。さらに、遠心投射機１は、本体ケース２０、軸受ユニット２３、ハブ１８、ライナ２６、蓋２７、センタプレート２８、前面カバー２９、ブラケット３０、シール３１、導入筒（ホッパともいう）３２、導入筒押え３３等を備える。

コントロールケージ２１は、投射材の投射方向や分布形状をコントロールする機能を有する。側板ユニット１０を構成する側板１１は、ドーナツ状（円環状）の断面を有している。コントロールケージ２１は、側板１１の内側（円環形状の内径の内側）に配置されており、固定されている。コントロールケージ２１には、開口窓２１ａが設けられている。この開口窓２１ａから投射材がブレード３に向かって放出される。

ブラケット３０は、コントロールケージ２１を補助する補助ブラケットとして機能する。すなわち、コントロールケージ２１は、その回転軸と反対側（導入筒３２側）に、その回転軸と反対側（導入筒３２側）からディストリビュータ２２を挿入可能な挿入用開口部２１ｂを有する。また、コントロールケージ２１は、その回転軸側に、ディストリビュータ２２の回転軸側で且つ半径方向の外側部分をカバーするカバー部２１ｃを有する。尚、カバー部２１ｃの内側には、ディストリビュータ２２をセンタプレート２８及びハブ１８に固定するためのボルト２２ｃを取り付け可能な程度の開口２１ｄが設けられる。そして、ブラケット３０は、ディストリビュータ２２が取り付けられた後に導入筒３２とともにコントロールケージ２１側に固定されることで、コントロールケージ２１及び導入筒３２の間の隙間を塞いで投射材２がこの隙間から外部に放出されることを防止する。

以上のように、コントロールケージ２１及びブラケット３０は、ディストリビュータ２２をコントロールケージ２１内に配置させる際に、導入筒３２側（回転軸１４と反対側）から挿入させることを可能とする。これにより、コントロールケージ２１に、ディストリビュータ２２の回転軸側で且つ半径方向の外側部分をカバーするカバー部２１ｃを設けることを可能とする。このカバー部２１ｃは、回転軸側におけるディストリビュータ２２及びコントロールケージ２１の隙間を小さくすることを可能とし、これにより、この隙間からの投射材の漏れ出しを最小限に抑えることができ、投射材の投射効率を向上させることができる。また、コントロールケージ２１及びブラケット３０は、ディストリビュータ２２の交換やメンテナンスを行う際の、作業時間を大幅に短縮する。

ディストリビュータ２２は、導入筒３２から供給された投射材を、掻き混ぜながら遠心力で加速してコントロールケージ２１の開口窓２１ａ（開口部）を介してブレード３側に供給する。ディストリビュータ２２には、例えば周方向にほぼ等間隔の開口が設けられている。ディストリビュータ２２は、コントロールケージ２１の内部で回転可能とされている。

ディストリビュータ２２の内部には、取付けボルト２２ｃ用の孔部２２ｂを形成するほぼ三角錐の突起部２２ａが形成されている。ところで、回転軸１４とハブ１８とは、キー溝が形成され、図示しないキーにより一緒に回転できるよう連結されている。ボルト（連結部材）２２ｄは、センタプレート２８とハブ１８とを連結する。ボルト（連結部材）２２ｃは、センタプレート２８を挟んだ状態で、回転軸１４とディストリビュータ２２とを連結する。ハブ１８は、回転軸１４から伝達された回転力を、側板ユニット１０及びブレード３に伝達する機能を有する。センタプレート２８は、側板ユニット１０の回転軸側の開口を塞いで投射材の漏れ出しを防ぐ機能を有するプレート部材である。半径方向の位置関係としては、側板ユニット１０の内側にコントロールケージ２１が配置され、コントロールケージ２１の内側にディストリビュータ２２が配置される。上述のような回転力を伝達する部材を有することにより、ブレード３、側板ユニット１０、ハブ１８、センタプレート２８及びディストリビュータ２２は、回転軸１４に回転駆動される。

軸受ユニット２３は、中心に回転軸１４を有する。この回転軸１４を２個のベアリング２５で保持している。回転軸１４には、モータからの動力をベルトで伝達するためのプーリと、側板ユニット１０に伝達するためのハブ１８とが取付けられる。ハブ１８は、回転軸１４と側板１１（側板ユニット１０）を連結する機能を有する。

側板ユニット１０は、６枚のブレード３を取り付けることができ、ブレード３とともに回転される。ブレード３は、側板ユニット１０に取り付けられた状態で回転するので、投射材（ショット）を投射する。以上のように、遠心投射機１は、集中性能（投射材２の集中性能）を有するブレード３と、ブレード３を着脱可能とされる側板１１と、コントロールケージ２１と、ディストリビュータ２２とを有するので、投射パターンを集中させ、狭い投射範囲で投射効率を高めることができる。遠心投射機１は、集中性能を有するブレード３上で投射材が集中させられ、集中させられた投射材が放出される。このとき、第１部分３ｂで集中させられた投射材がショット加速機能を有する第２部分３ｃから放出されるので、投射効率が良くなる。

本体ケース２０は、各構成部品を組み付けるためのものである。ライナ２６は、本体ケース２０を投射材から保護する。ライナ２６には、サイドライナ２６ａと、上部ライナ２６ｂとが用いられる。蓋２７は、本体ケース２０の上部開口２０ａを開閉する。センタプレート２８は、ブレード３の落下を防ぐとともに、回転軸１４の軸端部を保護する機能を有する。前面カバー２９は、メンテナンス時に取外し可能となっている。

ブラケット３０は、内部がテーパー状に開口されており、導入筒３２から供給された投射材（ショット）をディストリビュータ２２の内部に供給する。シール３１は、導入筒３２とブラケット３０との隙間から投射材が漏れ出すことを防ぐ。導入筒３２は、投射材を遠心投射機１内部に供給する。導入筒押え３３は、遠心投射機１本体に導入筒３２を固定する。導入筒３２には、耐摩耗鋳物を用いることができ、その場合には、投射材による内面の摩耗を低減して、交換頻度を少なくできる。耐摩耗鋳物より耐摩耗性が低い材料を用いても良いが内面の摩耗による投射材の流れが悪くなることを防ぐため、適切なタイミングで部品交換を行う必要がある。

次に、遠心投射機１の取付け手順を説明する。また、取外し手順は、この逆を行えばよい。軸受ユニット２３は、本体ケース２０にボルト等で固定される。本体ケース２０の内面の回転軸１４に対して円周方向には、投射材による摩耗を防ぐために、ライナ２６が取り付けられる。

軸受ユニット２３の回転軸１４に、ハブ１８が差し込まれる。ハブ１８には、側板１１が遠心投射機１の内面からボルト１５で固定される。ここで一対の側板１１は、結合部材１２により、一定の距離を有した状態で固定されている。換言すると、ハブ１８には、一対の側板１１が結合部材１２により結合された状態である側板ユニット１０が固定される。

ブレード３は、一対の側板１１のガイド溝部１３に内側から外側に向けて挿入され、センタプレート２８で固定される。遠心力で外側に力が働くので、センタプレート２８で固定されないように構成してもよい。このとき、ブレード３の係合部３ｊが、ガイド溝部１３の内側部分１３ｄに係合するので、ブレード３の位置が適切な位置とされる。

前面カバー２９は、本体ケース２０にボルト等で固定される。センタプレート２８は、外周部でブレード３の内径部分を保持した状態でハブ１８にボルト１５で固定される。コントロールケージ２１を側板１１の内側へ挿入後に、ディストリビュータ２２をその内側に入れ、ディストリビュータ２２を回転軸１４にボルト２２ｃで固定する。

コントロールケージ２１は、適切な方向に投射材を投射できるように、開口部２１ａの位置を調整され、ブラケット３０、シール３１、導入筒３２の順で取付け、導入筒押え３３で押し付けながら固定する。

そして、複数のブレード３は、コントロールケージ２１の外側に、隙間を介して側板１１に取り付けられている。また、コントロールケージ２１の内側には、隙間を介してディストリビュータ２２が設けられる。そして、ブレード３及び側板１１と、ディストリビュータ２２とは、同じ回転中心Ｏ１で回転可能とされている。ブレード３の第１部分３ｂは、ショット受取部としても機能する。また、第２部分３ｃは、ショット加速部としても機能する。

次に、上述した本発明の実施形態による遠心投射機１による投射方法と、遠心投射機１により投射される投射材の動きを説明する。遠心投射機１による投射方法は、コントロールケージ２１からのショット分散放出工程と、ブレード３上でのショット集中工程と、ブレード３からのショット放出工程とを有する。すなわち、分散放出工程では、コントロールケージ２１の開口窓２１ａから投射材をブレード３に向けて分散放出する。集中工程では、分散放出された投射材をブレード３上で集中させる。放出工程では、ブレード上で集中された投射材をブレード３から放出する。

ここで、分散放出とは、投射材がバラバラに分けて散らされて放出されることをいう。まとまった投射材群として放出されるのではなく、バラバラに多数個放出されることをいう。また、「投射材を集中させる」とは、バラバラにブレード３上に放出された多数の投射材の密度を高くすることをいう。「ブレード３から放出する」とは、密度の高くなった投射材群をブレード３から遠心投射機１の外に放出することをいう。また、ブレード３は、遠心力によって、コントロールケージから受けた投射材を加速させる機能を有する。

投射材の動きについて、遠心投射機１の部品の動作とともに説明する。先ず、ディストリビュータ２２、ブレード３、側板ユニット１０等が回転される。次いで、ディストリビュータ２２の内部に投射材２が供給される。供給された投射材２は、回転されたディストリビュータ２２の開口から遠心力でコントロールケージ２１とディストリビュータ２２との間の隙間へ供給される。供給された投射材２は、その隙間中を回転方向に移動する。隙間中を移動された投射材２は、コントロールケージ２１の開口窓２１ａから外側に飛び出す。開口窓２１ａから飛び出した投射材２は、ショット受取部として機能する第１部分３ｂで加速及び集中され、ショット加速部として機能する第２部分３ｃでさらに加速され、ブレード３の外側から遠心力で投射される。

ここで、上述した本発明の実施形態による遠心投射機１のブレード３の利点について説明する。これと比較する従来のブレードは、第１部分が平面Ｐ１に対して傾斜していないとともに第２部分が設けられていない。すなわち、従来のブレードは、ほぼフラットな面（図５（ａ）に示された平面Ｐ１上の面）を有する投射面を有し、この面内に法線と回転軸とが含まれる。従来のブレードでは、時間差を有してコントロールケージの開口窓から出た投射材が、その時間差を有した状態でブレード先端から投射される。そのため、広い投射パターンとなる。

これに対し、上述した遠心投射機１のブレード３では、第１部分３ｂが平面Ｐ１に対して後傾になっているので、次のような利点がある。この利点を、図９（ａ）〜（ｇ）を用いて投射材２の挙動とともに説明する。図９（ａ）〜（ｇ）において、投射材２ａ〜２ｃは、大量に放出される投射材２の一部を、その挙動を分かり易く説明するために、選択して示している（図９（ｈ）〜（ｎ）に示す投射材９２ａ〜９２ｃも同様である）。上述した後傾のブレード３では、最後に開口窓２１ａから出た投射材２ｃが、最初にブレード３に乗り、加速されながらブレード外周に進む。最後及び最初の間の中間で開口窓２１ａを出た投射材２ｂが、ブレード３に乗るときには、最初にブレード３に乗った投射材２ｃがその付近に存在する。また、これら最後及び中間の投射材２ｃ，２ｂが加速されるので、最初に開口窓２１ａを出た投射材２ａがブレードに乗るときに、これら最後及び中間の投射材２ｃ，２ｂがその付近に存在する。よって、上述したブレード３を用いる場合には、時間差を有してコントロールケージ２１の開口窓２１ａから供給された投射材が時間差をほぼ有さない状態でブレード先端から投射されることで、投射パターンを狭くすることができる。

ところで、上述の図９（ａ）〜（ｇ）で説明した後傾のブレード３と比較するために、ブレード３とは逆に平面Ｐ１に対して前傾とされたブレード９３（比較例）を用いた場合の投射材９２の挙動を図９（ｈ）〜（ｎ）を用いて説明する。前傾のブレード９３は、最初に開口窓から出た投射材９２ａと、最後に開口窓から出た投射材９２ｃとを結んだ供給される投射材の分散エリアが、ブレード９３にほぼ平行となる。そのため、最初に開口窓から出た投射材９２ａ、最初及び最後の間の中間で開口窓を出た投射材９２ｂ、最後に開口窓から出た投射材９２ｃが、ほぼ同時にブレード９３に乗ることになり、投射材９２ｂが投射材９２ａの位置までブレード９３上を移動する時間分だけ投射パターンが広がってしまう。

上述したブレード３の第１部分３ｂの構成及びメリットは、本発明者らにより、ブレードに供給される投射材の動きを鋭意検討し、シミュレーションと実験とを繰り返すことにより、見出されたものである。また、本発明者らは、第１部分３ｂとは逆に、平面Ｐ１に対して前傾とされたブレードの挙動についても鋭意検討し、これらを比較して、上述のような構成を決定したのである。さらに、本発明者らは、次に説明する第２部分３ｃのメリット及び傾斜角度θ１の適切範囲、並びに上述したブレード３の枚数についても、シミュレーションと実験とを繰り返すことにより、有利で実現可能なものとすることに成功し、さらに、ブレードが消耗部品であることに鑑み、量産可能で、実現可能なものとすることができた。

次に、第２部分３ｃの利点について、さらに詳しく説明する。上述したように、第１部分３ｂを有するメリットを考慮すれば、投射パターンを集中させる後傾面のみのブレードでも実用可能である。しかし、回転数に対する投射速度は、後ろに傾くほど低くなるため、投射速度を早くするためには回転数を上げる必要がある。回転数の上昇は、投射材を投射していない時の消費電力の上昇や騒音の上昇などの問題が発生する。そこで、ショット受取部としての第１部分３ｂの外側に例えば屈曲部を設けるなどして、実質的にブレード投射を行う第２部分３ｃを受取部である第１部分３ｂより前傾としたブレード３（正確には図３及び図４を用いて説明したブレード３）のような構成とすることで、投射電力効率を変化させず、投射パターンの集中を実現した。以上のようにブレード３の第２部分３ｃにより、回転数に対する投射速度を上げることができる。

また、ブレード３の第１部分３ｂの傾斜角度θ１について、さらに詳しく説明する。上述したように、第１部分３ｂの後傾角度、すなわち、平面Ｐ１に対する傾斜角度θ１は、３０〜５０度が良好である。上述したように、ブレード３では、連続的に供給される投射材を第１部分３ｂで集めることにより投射パターンを集中させているが、３０度より小さいとブレードに乗る時間差が短くなり、分布の集中度が低くなる。５０度より大きいと、時間差が大きくなり過ぎて、ブレード根元付近でブレードに乗った投射材がブレード先端部で受ける投射材を追い越して、先に投射されるという現象が発生し、効果が低下する。また、第１部分３ｂの長さは、後傾にするほど長くなるため、ブレード重量も重くなり、部品コストの増加や作業性の低下につながる。以上の理由から適切な角度範囲が決定される。

ところで、上述の投射面３ａは、ここで説明した、投射材２が移動する面でもある。投射背面３ｑは、投射材２が移動する面の反対の面でもある。ブレード投射部３ｇは、この投射面３ａ及び投射背面３ｑに挟まれた部分を少なくとも有しているといえる。取付部３ｈは、ブレード３を側板１１に取り付けて固定するための部材である。取付部３ｈ及びガイド溝１３の形状は、上述に限られるものではないが、ブレード３が側板ユニット１０に対して機械的に取付け及び取外し可能な構成とされる。側板ユニット１０とブレード３の組み合わせは、例えば上述したように遠心力により固定されるのがよい。

以上のように構成された遠心投射機１及びこれに用いられるブレード３は、投射材の投射パターンを集中させることができ、狭い投射範囲に対する投射効率を高めることができる。すなわち、投射パターンが集中するので、被処理品が小さい場合に、製品に当たらないショット数が低減し、投射効率が良くなる。

このように、遠心投射機１及びブレード３の構成は、各ブレードに供給される投射材の全体の動きを鋭意検討することにより初めて最適な構成を特定することが可能となった。従来の取り組みでは、投射材一粒ずつの運動を検討して加速特性を上げることが考えられた。今回の構成（遠心投射機１の構成）により、投射材全体の動きを集中させることを可能とし、投射パターンが集中される。そのため、効率の良い投射を実現できる。

また、上述した側板ユニット１０及びこれを用いた遠心投射機１は、投射材の投射パターンを集中させることができ、狭い投射範囲に対する投射効率を高めることができるとともに次の効果を有する。すなわち、上述のような作用効果を有するブレード３を容易かつ確実に取り付け及び交換可能とする。

尚、本発明の実施形態による遠心投射機１に用いられるブレードは、上述した図３及び図４に示すブレード３に限られるものではない。少なくとも上述した各効果を有する構成の１つ以上を有していればよい。具体的に、例えば図１０及び図１１に示すブレード７も遠心投射機１用のブレードとして用いることができる。尚、ブレード７は、上述したブレード３と比べて、隆起部３ｒ及び隆起部３ｒを有さないことを除いて、ブレード３とほぼ同様の構成及び効果を備える。同様の構成や機能や効果を備える部分には、同じ名称及び類似した符号（「３」及び「７」に続く記号が共通）を用いて詳細な説明は省略する。

図１０及び図１１に示すように、ブレード７の投射面７ａは、投射面７ａの半径方向内側部分の第１部分７ｂと、第１部分７ｂの半径方向外側に位置して投射面７ａの外側部分である第２部分７ｃと、を有する。ブレード７の第２部分７ｃは、第１部分７ｂに対して屈曲部若しくは湾曲部を介して第１部分７ｂに一体に設けられる。尚、ここで説明する例では、湾曲部７ｄを介して設けられる。

ブレード７の第１部分７ｂは、上述した第１部分３ｂと同様に、その半径方向外側がその内側に比べて回転方向Ｒ１の後ろに位置するように傾斜して形成される。第２部分７ｃは、上述した第２部分３ｃと同様に、第１部分７ｂを外側に延長した仮想線より回転方向の前側に位置するように形成されている。

また、各ブレード７は、上述したブレード３と同様に、投射材を投射する投射面７ａを有するブレード投射部７ｇと、このブレード投射部７ｇの両端縁部に位置して一対の取付部７ｈとを有する。取付部７ｈは、少なくともその外側部分７ｉが、ストレート形状に形成されている。ブレード投射部７ｇは、湾曲形状又は屈曲形状を有するが、取付部７ｈの外側部分の大部分（後述する内側部分以外の大部分）は、ストレート形状部分７ｈ３とされている。

ブレード７の取付部７ｈは、その内側部分に、係合部７ｊを有する。係合部７ｊは、上述のストレート形状から突出するように形成される。さらに、一対の取付部７ｈの外側には、当接部７ｋが複数設けられている。当接部７ｋは、取付部７ｈの外側面７ｍから突出するように形成されている。尚、ブレード７では、係合部７ｊの外面全体が当接部７ｋとなっている。ブレード投射部７ｇ及び取付部７ｈは、一対の取付部７ｈの対向する内面７ｈ１の間隔Ｌ９が、半径方向の内側（中心側）に比べて外側に向けて漸次小さくなるように形成されている。取付部７ｈの外面７ｈ２や、ブレード投射部７ｇの両端縁部７ｇ１の関係も、上述したブレード３で説明したのと同様である。

また、ブレード７の第２部分７ｃは、上述したブレード３と同様に、ブレード７の回転中心と第２部分７ｃの外側端部付近の一点とを結ぶ仮想線が法線と一致するように形成されることで、上述の投射材の加速機能を発揮する。ここでは、ブレード７の回転中心と第２部分７ｃの外側端部７ｎとを結ぶ仮想線（ブレード３を用いて図５に示した仮想線Ｌ２と同様）が法線と一致するように形成されている。

ブレード７のブレード投射部７ｇの内側の端部７ｐは、上述したブレード３と同様に、内側に向けて先細り状に形成され、各ブレード７間の内側の端部７ｐ間の距離を大きくすることで、回転する各ブレード７間に導かれる投射材の量を増加させるガイド部として機能する。

以上のように、ブレード７は、投射背面７ｑに隆起部やそれに付随する構成を有しないことを除いて、ブレード３とほぼ同様の構成を有している。投射背面７ｑは、先細り形成部７ｕを除いて湾曲形状（屈曲部を有さない湾曲形状）に形成されている。先細り形成部７ｕは、上述した第１部分７ｂとともに、上述した先細り状の端部７ｐを形成している。尚、先細り形成部７ｕは、ここでは平面形状に形成したが、湾曲形状に形成してもよく、すなわち、投射背面７ｑに形成される湾曲面の一部となるように形成してもよい。

以上のように構成されたブレード７及びこれを用いた遠心投射機１は、ブレード３と同様に、投射材の投射パターンを集中させることができ、狭い投射範囲に対する投射効率を高めることができる。また、ブレード７は、ブレード３と同様の構成を有する部分については、その構成から得られる効果を奏する。

また、上述したようなブレード３，７自体の効果は、例えば側板ユニット、ディストリビュータ、コントロールケージ等の他の部品が上述した構成以外の場合にも発揮できるものである。例えば、このブレード３，７とともに用いられる側板は、上述した一対の側板に限られるものではなく、例えば、一枚の側板であってもよい。

次に、図１２を参照して、遠心投射機１に用いられるコントロールケージの変形例について説明する。すなわち、上述したブレード３，７と同時に用いて相乗効果の得られるコントロールケージについて説明する。上述したコントロールケージ２１は、例えば図１２（ａ）に示すように、長方形の開口窓２１ａを有するものである。遠心投射機１に用いられるコントロールケージは、これに限られるものではない。

すなわち、遠心投射機１に用いられるコントロールケージは、例えば、四角若しくは三角の開口窓から選択された２つ以上の開口窓を有してもよい。また、四角若しくは三角の開口窓から選択された２つ以上の開口窓を有するとともにこれら開口窓のうちの全部若しくは一部がそれぞれ部分的に重なることで一体化された１つの開口窓を有していてもよい。ここで、四角には、矩形（長方形若しくは正方形）若しくは平行四辺形などが挙げられる。具体的に例えば、図１２（ｂ）に示すコントロールケージ４１も遠心投射機１用のコントロールケージとして用いることができる。

図１２（ｂ）に示すコントロールケージ４１は、２つの四角の開口窓４１ａ，４１ｂを有している。コントロールケージ４１は、開口窓の構成を除き、上述したコントロールケージ２１と同様の構成を備えるので、詳細な説明は省略する。

ここで、ブレード３，７と同時に用いて相乗効果の得られるコントロールケージの一例である図１２（ｂ）の利点について説明する。上述したコントロールケージからの投射材分散放出工程が、投射材が開口窓４１ａ，４１ｂのそれぞれから位相差を有した状態で供給される。これにより、投射パターンの合成が可能になり、被処理品の均一な処理が可能になり、処理に必要な総投射量の削減が可能となる。

コントロールゲージの開口窓における位相差について詳細に説明する。コントロールケージの開口窓からは、連続で投射材が放出されている。ここで、図１２（ｂ）に示すように、コントロールケージ４１に２つの開口窓４１ａ，４１ｂが設けられ、円周方向の位置がずれている場合には、それぞれの投射にずれが発生することになる。すなわち、開口窓４１ａ，４１ｂの位置が円周方向にずれていることにより、第１の開口窓４１ａから出た投射材と、第２の開口窓４１ｂから出た投射材とで、ブレードに供給される位置にずれが発生する。この投射のずれが、位相差となり、その結果として投射パターンの合成が行われる。すなわち、コントロールケージ４１を用いる場合の遠心投射方法におけるショット分散放出工程では、２つの開口窓から投射材を放出させることで、分散放出する投射材に位相差（投射のずれ）を発生させる。

このコントロールケージ４１によるパターンの合成は、ブレード３，７以外のブレードでも行うことができる。しかし、元の投射パターンが広い場合には、それをずらして合成してもより広範囲な投射になるにすぎず、実際に適用することの利点はない。一般的に、元の分布（それぞれの開口部の分布）を狭くするため、開口窓を四角にする場合が多い。また、投射材がコントロールケージから位相差を有した状態で供給すること自体は、開口窓の形状を変更することでも実現可能である。例えば、コントロールケージの開口窓の形状を矩形（長方形若しくは正方形）にする場合が考えられる。これにより、コントロールケージからブレードへ投射材が供給されるタイミングがブレード幅方向で同時になる。その一方で、開口窓の形状を三角形などにすることで、ブレードへ投射材を供給するタイミングをブレード幅方向でずらす手法なども考えられる。本発明者達は、平板を処理する場合には、平行四辺形が好ましいことを見出した。以上のように、コントロールケージ４１は、投射パターンを集中して狭くできるブレード３，７と相性がよい。すなわち、コントロールケージ４１は、ブレード３，７で集中した投射パターンを合成することにより、被処理品の全範囲における投射量を上昇させることができる。

すなわち、上述したブレード３，７と、コントロールケージ４１等によるパターンの合成とにより、被処理品である製品に合わせた投射パターンを形成することができる。具体的に、ブレード上で投射材を集めることで投射パターンを集中させた後に、コントロールケージ４１等の分布を合成する技術により任意に投射パターンを設定することを可能とし、製品の処理ムラや製品にあたらない投射材の割合を減少できる。

コントロールケージ４１を有する遠心投射機１は、投射効率を高めて、製品処理に必要な総投射量の低減を実現する。すなわち、例えば、投射材の加速効率を向上させても、投射された投射材のうちの製品に当たらないものや、必要以上に製品に当たる投射材の割合が多ければ、総投射量が増加してしまい、目的の処理を行うための効率はあまり上昇するとはいえない。製品によっては、投射した投射材の１／５程度しか製品の処理に寄与していない場合もあった。これらを向上させるブレード３，７及びコントロールケージ４１を有する遠心投射機１は、飛躍的な効果を有する。

ここで、図１３により、ブレード３，７及びコントロールケージ４１のメリットを実験例を用いて説明する。図１３は、投射された投射材が製品（被処理品）のどの部分に全体の何％が投射されているかを示す図である。図１３は、製品に対する投射パターンを示しているともいえる。横軸は、製品の投射位置を示す。縦軸は、投射割合を示し、全体の何％かを示す。

図１３中、Ｅ３は、比較例の結果を示す。比較例では、上述したような従来のブレード、すなわちほぼフラットな面（平面Ｐ１上の面）を有する投射面を持つブレードと、開口窓を１つ有するコントロールケージを用いた結果である。Ｅ１は、実験例１の結果を示す。実験例１では、図１０及び図１１に示すブレード３と、開口窓を１つ有するコントロールケージ（例えば図１２（ａ））を用いた結果である。Ｅ２は、実験例２の結果を示す。実験例２では、ブレード３と、開口窓を２つ有するコントロールケージ（例えば図１２（ｂ））を用いた結果である。尚、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３は、実験結果を示す。

また、図１３中、Ｗ１は、製品（被処理品）の範囲、すなわち、製品の投射範囲を示す。Ｒａ３は、比較例の被処理品の範囲内で最低の投射割合を示す。Ｒａ１は、実験例１の被処理品の範囲内で最低の投射割合を示す。Ｒａ２は、実験例２の被処理品の範囲内で最低の投射割合を示す。

図１３によれば、実験例１の投射パターンは、比較例の投射パターンに比較して、投射割合の最大値が高い半面、その他の部分の割合が低くなっており、投射が集中していることが確認できる。

投射量が等しい場合、被処理品の処理時間は、もっとも低い投射割合に反比例して長くなる。製品の範囲がＷ１の場合には、Ｒａ３＞Ｒａ１であるので、処理時間は実験例１より比較例の方が短くなる。実験例２のように投射パターンを合成した場合には、Ｗ１内でピークが２つになり全体として平坦な投射パターンに調整することができる。実験例２の場合は、Ｒａ２＞Ｒａ３となり、処理時間は、比較例より実験例２の方が大幅に短くなる。尚、比較例は、分布が広いため例えば、開口窓を２つにしても全体的に低くなり、すなわち、被処理品に当たらないショットが増えて処理時間は更に増加する。また、例えば、Ｗ２で示すような被処理品の場合には、実験例１が最も投射効率が高くなり、処理時間が短くなることを意味している。

Ｗ１の製品の場合には、上述したように、実験例２が一番優れている。このように、投射材が必要な量だけ必要な部分に投射されることが、処理時間を低減して、投射量を減らすことができることを意味している。これにより、投射に使用する電力を低減でき、さらに、投射材の循環量を減らすことでショット循環に使用する電力を低減でき、また、投射材の消耗も減少できる。さらに、製品に当たらない投射材が投射室（遠心投射機１を用いた表面処理装置の投射室）内のライナなどに当たることによる、投射材やライナの摩耗も減少できる。

以上のように、複数の開口窓を有するコントロールケージと、上述した投射パターンの集中を可能とするブレード３，７は非常に相性がよい。そして、このような投射パターンの合成を可能とするコントロールケージと、ブレード３，７を有する場合には、投射材の投射パターンを集中させるとともに被処理品に適した投射パターンになるよう調整することを実現し、投射効率を高めることを実現する。すなわち、処理ムラや被処理品に当たらない投射材を低減し、投射材の総投射量を低減することができる。

図１３から、設定された処理条件で製品ごとに必要な投射量が決定される。理想的には処理面に均一にショットが投射されれば処理面の品質も均等で無駄な投射も発生しないといえる。しかし、現実は、投射パターンが均一ではないため、製品の場所により投射密度が異なり処理ムラが発生していた。また、製品にあたらないショットも多数存在し、製品や装置によって、投射したショットの２０％以下しか製品処理の品質に寄与していないこともあった。これに対して、上述したブレード３，７及びコントロールケージ４１を備える遠心投射機１及びこれを用いた遠心投射方法によれば、投射効率を高めることができる。

次に、図１２を参照して、本発明の実施形態による遠心投射機１に用いられるコントロールケージの変形例や、コントロールケージを変えることによる作用効果について説明する。すなわち、上述したブレード３，７と同時に用いて相乗効果の得られるコントロールケージは、上述した図１２（ａ）、（ｂ）以外にも、例えば、図１２（ｃ）〜（ｆ）に記載されたコントロールケージ４２，４３，４４，４５でもよい。以下、このコントロールケージ４２〜４５について説明するが、開口窓の構成を除き、上述したコントロールケージ２１と同様の構成を備えるので、詳細な説明は省略する。

図１２（ｃ）に示すコントロールケージ４２は、２つの長方形の開口窓の一部が部分的に重なることで一体化された１つの開口窓４２ｘを有する。開口窓４２ｘは、窓を構成する長方形部分４２ａ，４２ｂを有する。例えばこの長方形部分４２ａ，４２ｂの大きさは、開口窓４１ａ，４１ｂと同じ大きさであるものとする。図１２（ｄ）に示すコントロールケージ４３は、平行四辺形の開口窓４３ａを有する。

また、図１２（ｅ）に示すコントロールケージ４４は、長方形及び平行四辺形の開口窓で且つ３つの開口窓を有するとともにこれらの開口窓の一部が部分的に重なることで一体化された１つの開口窓４４ｘを有する。開口窓４４ｘは、窓を構成する長方形部分４４ａと、平行四辺形部分４４ｂと、長方形部分４４ｃとを有し、この順に位置するよう一体化されている。図１２（ｆ）に示すコントロールケージ４５は、五つ長方形の開口窓を有するとともにこれらの開口窓の一部が部分的に重なることで一体化された開口窓４５ｘを有する。開口窓４５ｘは、窓を構成する長方形部分４５ａと、長方形部分４５ｅと、これらの間に位置する幅細の長方形部分４５ｂ，４５ｃ，４５ｄとを有する。長方形部分４５ａ，４５ｅの大きさは、例えば長方形部分４４ａ，４４ｃとほぼ同じ大きさである。長方形部分４５ｂ，４５ｃ，４５ｄを合わせた領域の位置・大きさは、例えば平行四辺形部分４４ｂの位置・大きさとほぼ同じである。

次に、図１２を参照して、本発明の実施形態による遠心投射機１に用いられるコントロールケージの変形例や、コントロールケージを変えることによる作用効果について図１２を用いて説明する。尚、図１２（ａ）〜図１２（ｆ）は、筒形状を有するコントロールケージの側面図（側面に設けられた開口窓を示す図）であり、図１２（ｇ）〜図１２（ｎ）は、図１２（ａ）〜図１２（ｆ）に示すコントロールケージの左側（導入筒側）から見たときのブレード等の回転方向が図１２中の矢印で示す場合、すなわち、各コントロールケージの窓を通過するブレードが図１２の紙面において下から上に向けて回転する場合の状態を示すものとする。

まず、図１２（ａ）のコントロールケージ２１を用いた場合の投射材が通る領域は、図１２（ｇ）のＢ０で示され、投射材の被処理面上に当たる領域は、図１２（ｈ）のＢＡ０で示され、投射パターン（分布）は、図１２（ｇ）のＢＬ０で示される。尚、ここで「投射材の被処理面上に当たる領域」とは、投射材の投射方向にほぼ直交する平面上に被処理面があったと仮定したときに「投射材が当たる領域」を意味するものとする。図１２（ａ）で示される開口窓２１ａは、一般的に用いられるものである。

図１２（ｄ）のコントロールケージ４３を用いた場合の投射材が通る領域は、図１２（ｋ）のＢ３で示され、投射材の被処理面上に当たる領域は、図１２（ｌ）のＢＡ３で示され、投射パターン（分布）は、図１２（ｋ）のＢＬ３で示される。図１２（ｄ）で示される開口窓４３ａは、平行四辺形であり、コントロールケージ４３からブレードへ投射材が供給されるタイミングがブレード幅方向でずらされることになるため、投射パターンが緩やかになる。被処理品の処理時間は、もっとも低い投射割合に反比例して長くなるので、製品の形状によっては、図１２（ａ）の場合より有利になる。

換言すると、コントロールケージ４３は、平行四辺形の開口窓４３ａを有し、この開口窓４３ａの平行四辺形は、円周方向に形成された互いに対向する辺が、円周方向の位置及び回転軸に平行な方向の位置がずれることで、コントロールケージ４３の側面に見える位置関係（図１２（ｄ）の位置関係）において斜めに並ぶ関係を有する平行四辺形であることにより、適切な投射パターンが得られる。この構成は、ブレード３、７の集中化性能と一緒に用いることで、製品に対する投射効率を高める効果を有する。尚、この平行四辺形を設ける場合の思想と同様に、三角の開口窓を設けてもよく、三角の開口窓を四角の開口窓と組み合わせて、若しくはその一部を一体化した開口窓をコントロールケージに設けるようにしてもよい。

図１２（ｂ）及び（ｃ）のコントロールケージ４１，４２を用いた場合の投射材が通る領域は、図１２（ｉ）のＢ１ａ，Ｂ１ｘ，Ｂ１ｂで示され、投射材の被処理面上に当たる領域は、図１２（ｊ）のＢＡ１ａ，ＢＡ１ｘ，ＢＡ１ｂで示され、投射パターン（分布）は、図１２（ｉ）のＢＬ１ｘで示される。領域Ｂ１ａ、投射パターンＢＬ１ａ、領域ＢＡ１ａは、開口窓４１ａ（長方形部分４２ａ）に対応する。領域Ｂ１ｂ、投射パターンＢＬ１ｂ、領域ＢＡ１ｂは、開口窓４１ｂ（長方形部分４２ｂ）に対応する。領域Ｂ１ａ、Ｂ１ｂの重複部分が領域Ｂ１ｘである。領域ＢＡ１ａ、ＢＡ１ｂの重複部分が領域ＢＡ１ｘである。投射パターンＢＬ１ａ，ＢＬ１ｂを合成したもの（足し合わせたもの）が投射パターンＢＬ１ｘであり、このコントロールケージ４１，４２を用いた場合の投射パターンといえる。

コントロールケージ４１，４２は、２つ以上の開口窓を有している若しくは、２つ以上の開口窓が一体化された１つの開口窓を有しているので、投射パターンの合成により、投射パターンを所望の状態に調整できる。被処理品の処理時間は、もっとも低い投射割合に反比例して長くなるので、製品の形状によっては、図１２（ａ）、図１２（ｄ）の場合より有利になる。

換言すると、コントロールケージ４１，４２は、２つの長方形の開口窓４１ａ，４１ｂを有するか、若しくは、２つの長方形の開口窓（長方形部分４２ａ，４２ｂ）を有するとともにこれらが部分的に重なることで一体化された１つの開口窓４２ｘを有する。そして、２つの長方形（開口窓４１ａ，４１ｂ）（長方形部分４２ａ，４２ｂ）は、円周方向の位置及び回転軸に平行な方向の位置がずれることで、コントロールケージ４１，４２の側面に見える位置関係（図１２（ｂ）、図１２（ｃ）の位置関係）において斜めに並んでいることにより、適切な投射パターン（所望の投射パターン）が得られる。この構成は、ブレード３、７の集中化性能と一緒に用いることで、製品に対する投射効率を高める効果を有する。

図１２（ｅ）及び（ｆ）のコントロールケージ４４，４５を用いた場合の投射材が通る領域は、図１２（ｍ）のＢ４ａ，Ｂ４ｘ，Ｂ４ｃで示され、投射材の被処理面上に当たる領域は、図１２（ｎ）のＢＡ４ａ，ＢＡ４ｘ，ＢＡ４ｃで示され、投射パターン（分布）は、図１２（ｍ）のＢＬ４ｘで示される。領域Ｂ４ａ、投射パターンＢＬ４ａ、領域ＢＡ４ａは、開口窓４４ａ（長方形部分４５ａ）に対応する。領域Ｂ４ｃ、投射パターンＢＬ４ｃ、領域ＢＡ４ｃは、開口窓４４ｃ（長方形部分４５ｅ）に対応する。領域Ｂ４ａ、Ｂ４ｃの重複部分が領域Ｂ４ｘである。領域ＢＡ４ａ、ＢＡ４ｃの重複部分が領域ＢＡ４ｘである。投射パターンＢＬ４ａ，ＢＬ４ｃを合成したもの（足し合わせたもの）が投射パターンＢＬ４ｘであり、このコントロールケージ４４，４５を用いた場合の投射パターンといえる。

コントロールケージ４４，４５は、３つ以上の開口窓が一体化された１つの開口窓を有しているので、投射パターンの合成により、投射パターンを所望の状態に調整できる。具体的に、図１２（ｉ）を用いて説明した投射パターンＢＬ１ｘでは、Ｍ字状になっており、すなわち２つのピークの間の部分が少し投射割合が少ない状態になっている。図１２（ｂ）及び（ｃ）の開口窓４１ａ、４１ｂ（長方形部分４２ａ，４２ｂ）に対応する長方形部分４４ａ，４４ｃ（長方形部分４５ａ，４５ｅ）の間に、図１２（ｅ）の場合は平行四辺形部分４４ｂを設け、図１２（ｆ）の場合は、複数の長方形部分４５ｂ、４５ｃ、４５ｄを設けることにより、２つのピークの間の部分の投射割合を上昇させるよう調整することができる。被処理品の処理時間は、もっとも低い投射割合に反比例して長くなるので、製品の形状によっては、図１２（ａ）乃至図１２（ｄ）の場合より有利になる。また、処理ムラを極力低減できる投射パターンを得ることができる。

換言すると、コントロールケージ４４は、三つの四角（部分４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）が部分的に重なることで一体化された１つの開口窓４４ｘを有する。この開口窓４４ｘは、円周方向の位置及び回転軸に平行な方向の位置がずれることで、コントロールケージ４４の側面に見える位置関係（図１２（ｅ）の位置関係）において斜めに並ぶ関係を有する第１長方形部分（４４ａ）及び第２長方形部分（４４ｃ）と、第１長方形部分（４４ａ）と第２長方形部分（４４ｃ）との間に設けられ、これらの対向する辺に一致する辺を有する平行四辺形部分４４ｂとを有する。この構成により、適切な投射パターン（所望の投射パターン）が得られる。この構成は、ブレード３、７の集中化性能と一緒に用いることで、製品に対する投射効率を高める効果を有する。

また、コントロールケージ４５は、５つの四角（部分４５ａ〜４５ｅ有するものとして説明するが、４つ以上であれば同様の効果を発揮する。）が部分的に重なることで一体化された１つの開口窓４５ｘを有する。この開口窓４５ｘは、円周方向の位置及び回転軸に平行な方向の位置がずれることで、コントロールケージ４５の側面に見える位置関係（図１２（ｆ）の位置関係）において斜めに並ぶ関係を有する第１長方形部分（４５ａ）及び第２長方形部分（４５ｅ）と、第１長方形部分（４５ａ）と第２長方形部分（４５ｅ）との間に設けられ、第１及び第２長方形部分（４５ａ，４５ｅ）に対して及び互いに、円周方向の位置及び回転軸に平行な方向の位置がずれるので、コントロールケージ４５の側面に見える位置関係において斜めに並ぶ関係を有する複数の長方形部分４５ｂ，４５ｃ，４５ｄからなる長方形部分群とを有する。この長方形部分群を構成する長方形部分４５ｂ，４５ｃ，４５ｄは、回転軸に平行な方向の長さが、第１長方形部分及び第２長方形部分（４５ａ，４５ｅ）よりも小さく形成されている。この構成により、適切な投射パターン（所望の投射パターン）が得られる。この構成は、ブレード３、７の集中化性能と一緒に用いることで、製品に対する投射効率を高める効果を有する。

以上のように、２つ以上の開口窓を有するか、若しくは２つ以上の開口窓を有するとともにこれらの開口窓のうちの全部若しくは一部がそれぞれ部分的に重なることで一体化された１つの開口窓を有するコントロールケージは、投射パターンを調整することができる。すなわち、かかるコントロールケージは、投射パターンの集中化させるブレード３，７と相乗効果を生み、すなわち、被処理品の全範囲における投射量を上昇させることができる。そして、製品の処理ムラや製品にあたらない投射材の割合を減少して投射材の投射効率を高める。

Claims (8)

1. 複数のブレードを回転させて投射材を被処理品に向けて投射する遠心投射機に用いられ且つ前記複数のブレードを取り付けるための側板ユニットであって、
   一対の側板と、
   これらの一対の側板を結合する結合部材と、を有し、
   前記一対の側板の互いに対向する面にガイド溝部が形成され、
   この側板のガイド溝部は、その半径方向外側がその半径方向内側に比べて回転方向の後側に位置するように傾斜して形成されている、側板ユニット。
2. 前記側板のガイド溝部は、少なくともその外側部分が、ストレート形状に形成されている請求項１記載の側板ユニット。
3. 前記ブレードは、投射材を投射する投射面が形成されたブレード投射部と、このブレード投射部の両端縁部に形成された取付部と、を有し、前記ブレードの取付部は、少なくともその外側部分の、前記ブレードの回転軸方向に直交する平面が、ストレート形状に形成され、前記取付部は、その半径方向内側部分の前記ブレードの回転軸方向に直交する平面が前記ストレート形状から突出するように形成される係合部を有し、
   前記側板のガイド溝部は、その内側部分が、ストレート形状よりも幅広く形成され、前記ブレードの取付部の係合部と係合して、前記ブレードの位置を規制する請求項２記載の側板ユニット。
4. 前記ブレードは、投射材を投射する投射面が形成されたブレード投射部を有し、このブレード投射部は、前記投射面の反対側の投射背面に形成された隆起部と、この隆起部及び前記半径方向内側の端部の間に形成された湾曲面とを有し、
   各結合部材は、各ブレード間に配置されるとともに、隣り合うブレードの投射面と、隣り合うブレードの投射背面との中間位置より投射背面側に近い位置に配置される請求項１記載の側板ユニット。
5. 前記側板ユニット及び複数のブレードは回転軸により回転され、
   この回転軸方向に直交する平面内における断面において、前記ブレード投射部の半径方向内側の端部の先端から、前記ブレード投射部の投射背面に形成された隆起部に接するように結ぶ仮想線に対して、前記結合部材の断面のうち、前記ブレードの投射背面側にある部分の断面の面積が半分以上となる関係になるように、前記結合部材が前記ブレードの投射背面側に近い位置に配置されている請求項４記載の側板ユニット。
6. 前記側板ユニット及び複数のブレードは回転軸により回転され、
   前記側板ユニットは前記回転軸にボルトにより取り付けられ、
   前記側板のガイド溝部には、前記ボルトを取り付けるための凹部が設けられている請求項１記載の遠心投射機。
7. 前記一対の側板は、前記結合部材に直交する仮想平面に対して、面対称となるように形成されている請求項６記載の側板ユニット。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の側板ユニットを備えた遠心投射機であって、
   前記側板ユニットに取り付けられた複数のブレードと、
   前記側板ユニットの半径方向内側に設けられ、その開口窓から投射材を前記ブレード間に放出するコントロールケージと、
   このコントロールケージの半径方向内側に設けられ、投射材を掻き混ぜて前記コントロールゲージに供給するディストリビュータと、
   前記側板ユニット、複数のブレード、及び、ディストリビュータを回転させる回転軸と、を有し、
   前記ブレードは、その半径方向外側がその半径方向内側に比べて回転方向の後側に位置するように傾斜して形成されている遠心投射機。

Images