JP4688064B2 - ブラスト媒体のほぐし装置 - Google Patents

Description

本発明はブラスト媒体のほぐし装置に係り、特に研削材が多孔質弾性体内に固着されたスポンジ片状のブラスト媒体のほぐし装置に関する。

塗装壁面を再塗装する際にその事前工事として、壁面の塗膜を研削し、塗装面を粗面化して素地調整するブラスト作業が行われる。

このようなブラスト作業は、特許文献１等に記載されているようなサンドブラスト工法により行われている。サンドブラスト工法とは、ノズルから高速エアーで噴射したサンド（砂：ブラスト材）を塗装面に衝突させ、その衝撃力で塗装面の塗膜を研削し粗面化する工法である。

しかしながら、サンドブラスト工法では、ブラスト材が強力な力で跳ね返るため、粉塵が飛散するという問題があった。また、ノズルを操作する作業者は、強力な力で跳ね返るブラスト材から身を守るために重装備を強いられ、作業性が悪いという欠点があった。更に、作業者は、飛散した粉塵によって視野が劣悪となるため、作業を均一な品質で行うことが困難であった。

そこで、このような問題を解消するために、研削材が多孔質弾性体内に固着されたスポンジ片状のブラスト媒体を使用した工法、いわゆるスポンジブラスト工法が従来から知られている。

このスポンジブラスト工法によれば、ノズルから高速エアーで噴射したスポンジブラスト媒体が塗装面に衝突するとブラスト媒体が偏平になり、混入した研削材が塗装面に直接高速で衝突する。これにより、サンドブラスト工法と同様に、塗膜を研削し除去することができる。また、通常では空中に漂うことになる粉塵がスポンジ片中に取り込まれてそのまま落下するので、粉塵飛散を低減できるという利点がある。更に、反発力もスポンジ片によって吸収されるため跳ね返りが激減し、よって、ノズルを操作する作業者の装備も軽くて済むという利点もある。

一方、特許文献２には、多孔板と上下２重の回転羽根とによって粒状固体粒子を攪拌して分散させる被覆肥料の処理装置が開示されている。
特開平９−１０９０２９号公報 特開２００２−２８４６６号公報

ところで、スポンジブラスト媒体は、スポンジが湿気を吸収し易い性質なので、その湿気により多数のスポンジブラスト媒体が固結して塊状となる特性を有している。このため、貯めておいた再利用可能なスポンジブラスト媒体や、袋から取り出した新品のスポンジブラスト媒体は固結して塊状となっている場合が多いので、そのままの状態でスポンジブラスト装置に投入することはできない。

しかしながら、従来では、その塊状となったスポンジブラスト媒体をバラバラにほぐす装置がないため、人手によってほぐしてスポンジブラスト装置に投入していた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、固結して塊状となったブラスト媒体をバラバラにほぐすことができるブラスト媒体のほぐし装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、ブラスト媒体が投入される上部入口を備えたホッパ状容器と、前記容器の中心に沿って配設された回転軸に取り付けられ、回転されることにより前記ブラスト媒体に剪断力を与えるブレードと、前記容器の内面に取り付けられ、回転する前記ブレードとの間で前記ブラスト媒体に剪断力を与える第１の剪断用プレートと、前記容器の下部出口の周囲に固定された環状の水平板と、前記回転軸に装着されるとともに前記水平板に対して対向配置され、水平板との間に一定距離を隔てて配置された回転板と、前記回転板に取り付けられた第２の剪断用プレートと、前記回転軸を介して前記ブレード及び前記回転板を回転駆動する回転駆動部と、有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ホッパ状容器に投入された塊状のブラスト媒体をブレード、第１の剪断用プレート、及び第２の剪断用プレートによって剪断力を与えることによりバラバラにほぐす。このほぐし装置によれば、回転駆動部によってブレードを回転させると、容器に投入された塊状のブラスト媒体が、回転するブレードと固定された第１の剪断用プレートとの間に生じる剪断力によって大まかに砕かれる。そして、大まかに砕かれたブラスト媒体の塊は、容器の下部出口から、回転中の回転板に落下し、回転板の遠心力によって回転板の外周に向けて送り出される。ここで塊状のブラスト媒体は、回転中の第２の剪断用プレートから与えられる剪断力によって、細かく分離されるとともに、容器の下部出口に設けられた水平板と回転板との間の小さな隙間に押し込まれ、ここでもみほぐされることにより、ブラスト媒体毎にバラバラに分離される。そして、分離されたブラスト媒体３４は前記隙間から落下し、ブラスト装置に供給される。これにより、本発明は、固結して塊状となったブラスト媒体をバラバラにほぐしてブラスト装置に供給することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記水平板と前記回転板との隙間を調整する隙間調整部と、前記回転駆動部による前記回転軸のトルク変動に基づいて前記隙間調整部を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、回転駆動部による回転軸のトルク変動を制御部は検出しており、そのトルクが、ブラスト媒体をバラバラに分離するトルク範囲内に入るように隙間調整部を制御して水平板と回転板との間の隙間を調整する。すなわち、検出したトルクが前記トルク範囲以下であれば、隙間を小さくしてもみほぐし作用を高める。また、制御部は、検出したトルクが前記トルク範囲を超えると、隙間を大きくしてトルクを前記範囲に戻すが、検出したトルクが前記範囲を大きく超えた場合には、詰まりが発生したと認識し、回転駆動部の運転を停止する。

請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記制御部は、前記回転駆動部のモータ電流値に基づいて前記回転軸のトルク変動を検出し、前記モータ電流値が所定の範囲内に納まるように前記隙間調整部を制御して前記隙間を調整することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、回転駆動部のモータ電流値に基づいて制御部は回転軸のトルクを検出するので、微小なトルク変動を検出することができ、電流値過大によるモータの故障を未然に防止できる。また、制御部は、モータの電流値に基づいて一定以上の範囲内では（ほぐしに力を要している場合）、トルク大にコントロールし、更に、一定値以上では逆転し、通常電流値範囲内で運転制御する。

請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３において、前記ブレードは、前記回転軸に複数段設けられるとともに隣接するブレード間の間隔が調整可能に構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、塊状となったブラスト媒体の大きさや質量に応じてブレードの段数、枚数、及びブレード間隔を調整することができるので、如何なる形態のブラスト媒体でもバラバラに分離することができる。

本発明に係るブラスト媒体のほぐし装置によれば、固結して塊状となったブラスト媒体をバラバラにほぐすことができる。

以下添付図面に従って、本発明に係るブラスト媒体のほぐし装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、実施の形態のブラスト媒体のほぐし装置が適用されたスポンジブラスト装置１０の全体構成を示した説明図である。

このスポンジブラスト装置１０は、スポンジ片状のブラスト媒体を噴射するノズル１２、ノズル１２から噴射されたブラスト媒体を吸引回収する自走回収装置１４、自走回収装置１４によって吸引回収されたブラスト媒体を再利用可能なブラスト媒体と再利用不可能なブラスト媒体とに選別する固気分離槽１６、自走回収装置１４に固気分離槽１６を介して吸引力を与えるブロア１８、ブロア１８の吸引力によって固気分離槽１６から排気された排気空気中の塵埃を除去するバグフィルタ２０、固気分離槽１６によって選別された再利用可能なブラスト媒体が投入される少なくとも二槽の貯留タンク２２、２４を備え、二槽のタンク２２、２４を交互に切り替えてそのタンク２２、２４に貯留されたブラスト媒体をノズル１２に連続供給する連続供給装置２６、及び固気分離槽１６によって選別された再利用可能なブラスト媒体を連続供給装置にエア搬送するブロア２８等から構成される。

まず、スポンジブラスト装置１０を用いたスポンジブラスト工法について説明する。

この工法で使用するブラスト媒体は、用途に応じて異なる材質（スチールグリット、アルミナ、スターライト、ユリア樹脂等）の研削材をスポンジ片に固着させたものであり、このブラスト媒体３４を高圧エアによって加工対象物３６の塗膜に噴射し、塗膜を研削するとともに塗装面を粗面化して素地調整を行う。

このスポンジブラスト工法によれば、ブラスト媒体３４が塗膜に衝突すると、ブラスト媒体３４が偏平になり、固着させた研削材が塗膜に直接高速で衝突する。これにより、サンドブラスト工法と同様に、塗膜を研削することができる。また、通常では空中に漂うことになる粉塵がスポンジ片の中に取り込まれてそのまま落下するので、粉塵飛散も防止することができる。また、反発力もスポンジ片によって吸収されるため、ブラスト媒体３４の跳ね返りは極めて少ない。

固気分離槽１６は、自走回収装置１４の吸引ホース６０に連結された吸引部８０、吸引部８０と槽本体８２とを接続するとともに鉛直方向に設けられた鉛直上昇管８４、鉛直上昇管８４の上部出口に対向配置されたウレタン製プレート８６、ウレタン製プレート８６に衝突して速度が低下したブラスト媒体３４が落下し、再利用可能なブラスト媒体と再利用不可能なブラスト媒体とを振動して選別する篩８８、篩８８によって選別された再利用可能なブラスト媒体３４の取出装置９０、及び再利用不可能なブラスト媒体３４の取出装置９２等から構成される。

吸引ホース６０を介して吸引された使用後のブラスト媒体３４は、固気分離槽１６の入口である吸引部８０に導入され、ブラスト媒体３４と供に吸引された比較的大型の塵が、吸引部８０に内蔵された不図示のメッシュによって分離される。そして、前記メッシュを通過したブラスト媒体３４は、ブロア１８の吸引力（例えば、−４７ｋＰａ、３０ｍ³ ／分、３０ｋＷ）によって鉛直上昇管８４を上昇することで速度が落とされ、鉛直上昇管８４の出口から上方に噴射される。これにより、ブラスト媒体３４は、ウレタン製プレート８６に衝突し速度が更に低下して、槽本体８２の体積の大きい固気分離室９４に供給される。ここでブラスト媒体３４は終速度以下となり自由落下し、固気分離室９４に設置された篩８８に落下する。

篩８８は、ブラスト媒体３４の種類、ブロア１８の吸引力等の諸条件に応じてその傾斜角度が最適な角度に設定される。また、篩８８の下面の略中央部には、加圧エア式のバイブレータ９６が取り付けられ、バイブレータ９６によって篩８８全体が加振されている。したがって、篩８８に落下したブラスト媒体３４のうち再利用不可能なブラスト媒体３４は、振動する篩８８によって篩８８を通過し、篩８８の下方に形成されたホッパ状貯留部９８に落下して貯められる。そして、ホッパ状貯留部９８に連結されたロータリーフィーダ１００が駆動されることにより、廃棄容器１０２に排出される。

一方、篩８８に落下したブラスト媒体３４のうち再利用可能なブラスト媒体３４は、篩８８を通過することなく、振動する篩８８に沿って降下し、槽本体８２の後段に設けたホッパ状貯留部１０４に滑落して貯められる。

ホッパ状貯留部１０４に貯められたブラスト媒体３４は、自己の湿気により塊状となるため、このままの状態では連続供給装置２６に供給することができない。そこで、実施の形態では、取出装置９０を構成する、ほぐし装置１０６に落下させ、ここで細かくほぐすようにしている。ほぐし装置１０６によって、バラバラにほぐされたブラスト媒体３４は、ダブルダンパ１０８を介して正圧供給管１１０に供給され、この正圧供給管１１０に連結されたブロア２８の圧縮空気によって、連続供給装置２６に向けてエア搬送される。

図２は、実施の形態のほぐし装置１０６の縦断面図である。このほぐし装置１０６は、ホッパ状貯留部１０４に貯められて塊状となったブラスト媒体３４を、図３に示す上下２段のブレード１１２、１１３、剪断用プレート（第１の剪断用プレート）１１５、剪断用プレート（第２の剪断用プレート）１１４によって剪断力を与えることによりブラスト媒体３４毎にバラバラにほぐす装置である。

このほぐし装置１０６は、固気分離装置１６のホッパ状貯留部１０４に連結され、塊状となったブラスト媒体３４が上部入口から落下する上部ホッパ（容器）１１６、上部ホッパ１１６の下部に連結され、ブレード回転モータ（回転駆動部）１１８及び空気ばね式アクチュエータ（隙間調整部）１１９が設置された筒状の本体部１２０、及び本体部１２０の下部に連結され、その下部がダブルダンパ１０８に連結された下部ホッパ１２２から構成される。上部ホッパ１１６の内周面は安息角以上の角度に形成され、この内周面に、複数枚の剪断用プレート１１５、１１５が固定されている。なお、隙間調整部は空気ばね式アクチュエータ１１９に限定されるものではなく、鉛直方向に設置したガイドに沿って、シリンダやモータ等の駆動手段によりブレード回転モータ１１８を昇降させるものであれば適用できる。

ブレード回転モータ１１８は、本体部１２０に固定された空気ばね式アクチュエータ１１９の可動部１１９Ａに固定される。また、ブレード回転モータ１１８のスピンドル（回転軸）１２４の上端には４枚のブレード１１２、１１２…が固定され、また、スピンドル１２４の中段には４枚のブレード１１３、１１３…が固定されるとともに、スピンドル１２４の下端には円盤（回転板）１２６が固定され、この円盤１２６上に４枚のＬ字状剪断用プレート１１４、１１４…が固定されている。

したがって、このように構成されたほぐし装置１０６によれば、ブレード回転モータ１１８によってブレード１１２、１１３、及び剪断用プレート１１４を約５０ｒｐｍで回転させると、上部ホッパ１１６に落下した、例えば一辺が１００〜２００ｍｍの塊状のブラスト媒体３４がブレード１１２、１１３の回転と剪断用プレート１１５との間に生じる剪断力によって、φ３０〜５０ｍｍの塊に大まかに砕かれる。

そして、大まかに砕かれたブラスト媒体３４の塊は、上部ホッパ１１６の下部出口から、回転中の円盤１２６上に落下し、円盤１２６の遠心力によって円盤１２６の外周に向けて送り出される。

ここで塊状のブラスト媒体３４は、回転中の剪断用プレート１１４から与えられる剪断力によって細かく分離されるとともに、上部ホッパ１１６の下部出口に設けられた環状のフランジ（水平板）１２８と円盤１２６との間の小さな隙間１２９に押し込まれ、ここでもみほぐされることにより、ブラスト媒体３４毎に細かくバラバラに分離される。この作用によって塊状のブラスト媒体３４が本来のサイズのブラスト媒体３４に戻る。

そして、分離されたブラスト媒体３４は前記隙間から落下し、下部ホッパ１２２を介してダブルダンパ１０８に供給される。これにより、連続供給装置２６には、塊状のブラスト媒体３４が供給されることはなく、ブラスト媒体３４毎にバラバラに分離されたブラスト媒体３４が供給されるので、正圧供給管１１０や連続供給装置２６、並びにノズル１２において、ブラスト媒体３４が詰まるという不具合を防止できる。

また、ブレード回転モータ１１８の電流値は制御部１２５によって検出され、制御部１２３は、その電流値の変動をスピンドル１２４のトルク変動に演算する演算部を有している。また、制御部は、ブラスト媒体をバラバラに分離するトルクに対応する、スピンドルのトルク（一定の範囲を有するトルク）が記憶されており、演算（検出）したトルクがそのトルク範囲内に入るように空気ばね式アクチュエータ１１９を制御してフランジ１２８に対する円盤１２６の高さ位置を調整し、隙間１２９を例えば８ｍｍ程度に調整している。すなわち、演算したトルクが前記トルク範囲以下であれば、隙間１２９を小さくしてもみほぐし作用を高める。また、制御部１２５は、演算したトルクが前記トルク範囲を超えた場合、隙間１２９を大きくしてトルクを前記トルク範囲に戻す。そしてまた、検出したトルクが前記トルク範囲を大きく超えた場合には、隙間１２９に詰まりが発生したと認識し、ブレード回転モータ１１８の運転を停止する。更にまた、制御部１２５は、ブレード回転モータ１１８の電流値に基づいて一定以上の範囲内では（ほぐしに力を要している場合）、トルク大にコントロールし、更に、一定値以上では逆転し、通常電流値範囲内で運転制御する。

なお、ブレード１１２、１１３の段数や枚数は２段、４枚に限定されるものではなく、３段以上、５枚以上としてもよい。また、ブレード１１２、１１３の間の間隔はブラスト媒体３４の種類等に応じて適宜設定すればよい。これにより、如何なる形態のブラスト媒体でもバラバラに分離することができる。

更に、図２では再利用可能なブラスト媒体３４のほぐし装置１０６について説明したが、これに限定されるものではなく、袋（１８ｋｇ入りビニル袋）から取り出された新品の（固結して塊状となっている）ブラスト媒体３４のほぐし装置としても適用できる。

ダブルダンパ１０８は、負圧に設定されている固気分離槽１６と正圧の正圧供給管１１０とを遮断するダンパであり、上部ダンパ１３０と下部ダンパ１３２とを備えている。

これらのダンパ１３０、１３２は閉状態に保持されているが、ほぐし装置１０６が駆動され、バラバラに分離されたブラスト媒体３４がダンパ１３０に所定量貯まると、ダンパ１３０が開放される。これにより、ブラスト媒体３４がダンパ１３２上に落下して貯められる。この後、ダンパ１３０が閉鎖されるとともにダンパ１３２が開放されると、ブラスト媒体３４が正圧供給管１１０に落下し、落下したブラスト媒体３４は、ブロア２８からの圧縮空気により、連続供給装置２６に向けてエア搬送される。また、ダンパ１３２上のブラスト媒体３４が全て正圧供給管１１０に落下したタイミングで、ダンパ１３２は閉鎖される。この動作を繰り返すことにより、再利用可能でバラバラに分離されたブラスト媒体３４連続供給装置２６に向けて供給することができる。

ところで、ほぐし装置１０６から落下したブラスト媒体３４のうち、一部のブラスト媒体３４は、バルブ１３３が開放されることにより、粒度測定機１３５に送り込まれ、ここで粒度が測定される。

一方、図１に示すように、ブロア１８の吸引力によって固気分離槽１６から排気された排気空気は、ダクト１３４を介してバグフィルタ２０に導入される。ここで廃棄空気は、バグフィルタ２０のフィルタ１３６、１３６を通過することにより、排気空気中に含まれるブラスト媒体の粉塵、その他の塵埃等が除去されて大気に放出される。

ところで、正圧供給管１１０にエア搬送されたブラスト媒体３４は、連続供給装置２６の上流側に設置されたサイクロン１４２に投入され、ここでエアと分離される。

エアと分離されたブラスト媒体３４は、サイクロン１４２の下部ホッパ１４４に設けられたダブルダンパ１４６、１４８を介して続供給装置２６に供給される。

連続供給装置２６は、二槽の貯留タンク２２、２４、二槽のタンク２２、２４のうち一つのタンク２２（２４）にブラスト媒体３４が投入されるようにサイクロン１４２からのブラスト媒体３４を案内する切替弁１５０、二槽のタンク２２、２４を交互に切り替えてそのタンク２２（２４）に貯留されたブラスト媒体３４をノズル１２に連続供給するブロア１５２等から構成されている。

スポンジブラスト装置の全体構成図 図１のスポンジブラスト装置に適用されたほぐし装置の縦断面図 図２に示したほぐし装置のブレード構成を示す斜視図

符号の説明

１０…スポンジブラスト装置、１２…ノズル、１４…自走回収装置、１６…固気分離槽、１８…ブロア、２０…バグフィルタ、２２、２４…貯留タンク、２６…連続供給装置、２８…ブロア、３４…ブラスト媒体、８０…吸引部、８２…槽本体、８４…鉛直上昇管、８６…ウレタン製プレート、８８…篩、９０、９２…取出装置、９４…固気分離室、９６…バイブレータ、９８…ホッパ状貯留部、１００…ロータリーフィーダ、１０６…ほぐし装置、１０８…ダブルダンパ、１１０…正圧供給管、１１２、１１３…ブレード、１１４、１１５…剪断用プレート、１１６…上部ホッパ、１１８…ブレード回転モータ、１１９…昇降用シリンダ、１２６…円盤、１２８…フランジ

Claims (4)

1. ブラスト媒体が投入される上部入口を備えたホッパ状容器と、
   前記容器の中心に沿って配設された回転軸に取り付けられ、回転されることにより前記ブラスト媒体に剪断力を与えるブレードと、
   前記容器の内面に取り付けられ、回転する前記ブレードとの間で前記ブラスト媒体に剪断力を与える第１の剪断用プレートと、
   前記容器の下部出口の周囲に固定された環状の水平板と、
   前記回転軸に装着されるとともに前記水平板に対して対向配置され、水平板との間に一定距離を隔てて配置された回転板と、
   前記回転板に取り付けられた第２の剪断用プレートと、
   前記回転軸を介して前記ブレード及び前記回転板を回転駆動する回転駆動部と、
   を有することを特徴とするブラスト媒体のほぐし装置。
2. 前記水平板と前記回転板との隙間を調整する隙間調整部と、
   前記回転駆動部による前記回転軸のトルク変動に基づいて前記隙間調整部を制御する制御部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のブラスト媒体のほぐし装置。
3. 前記制御部は、前記回転駆動部のモータ電流値に基づいて前記回転軸のトルク変動を検出し、前記モータ電流値が所定の範囲内に納まるように前記隙間調整部を制御して前記隙間を調整することを特徴とする請求項２に記載のブラスト媒体のほぐし装置。
4. 前記ブレードは、前記回転軸に複数段設けられるとともに隣接するブレード間の間隔が調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１、２又は３のうちいずれか一つに記載のブラスト媒体のほぐし装置。

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