本发明涉及表面处理装置和表面处理方法。
背景技术：
近年来，出于轻量化的观点考虑，在车辆的车身构造中使用了碳纤维强化塑料(cfrp)。在利用cfrp制造车身构造之际，利用粘接剂将构件彼此接合。在该情况下，作为粘接的前处理，利用例如真空喷砂处理对作为构件的被处理材料的表面进行喷砂处理。
在真空喷砂处理中，通过向被处理材料喷射研磨剂而使被处理材料的表面粗糙化，使粘接面积增大，使粘接强度提高。另外，对喷射到被处理材料的研磨剂和由于向被处理材料喷射研磨剂而产生的粉尘等进行抽吸，并对研磨剂和粉尘等进行分类而对研磨剂进行回收，从而再次利用研磨剂。
如以上那样在真空喷砂处理中，由于对研磨剂进行再利用而进行喷砂处理，因此，要求高效地回收研磨剂。
与此相关联地，在例如下述的专利文献1公开有如下方法：在利用处理室覆盖着喷嘴和被处理材料的整体的状态下进行被处理材料的喷砂处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-334466号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
然而，在专利文献1所记载的方法中，需要覆盖被处理材料的处理室，因此，存在装置结构变得烦杂这样的问题。
本发明是为了解决上述的问题而做成的，目的在于提供一种装置结构不变得烦杂、就能够高效地回收研磨剂的表面处理装置和表面处理方法。
用于解决问题的方案
达成上述目的的本发明的表面处理装置具有真空喷砂头、气幕形成部、以及辅助空气喷射部。真空喷砂头具备：喷嘴，其向被处理材料的表面喷射喷砂处理用的研磨剂；以及抽吸孔，其利用抽吸空气抽吸所喷射的所述研磨剂。气幕形成部朝向所述被处理材料的表面喷射空气而形成包围所喷射的所述研磨剂的气幕。辅助空气喷射部在所述气幕与所述抽吸空气之间朝向所述被处理材料喷射压力比形成所述气幕的空气的压力低的辅助空气。
另外，在达成上述目的的本发明的表面处理方法中，向被处理材料的表面喷射喷砂处理用的研磨剂，并且，利用抽吸空气抽吸所喷射的所述研磨剂。朝向所述被处理材料的表面喷射空气而形成包围所喷射的所述研磨剂的气幕。在所述气幕与所述抽吸空气之间，朝向所述被处理材料喷射压力比形成所述气幕的空气的压力低的辅助空气。
发明的效果
根据上述的表面处理装置和表面处理方法，利用气幕包围研磨剂所喷射的空间。因此，能够将进行喷砂处理的喷砂空间设为闭空间。因而，能够防止研磨剂从喷砂空间向外部释放。另外，辅助空气在气幕与抽吸空气之间被朝向被处理材料喷射。因此，对滞留于气幕与抽吸空气之间的研磨剂喷射辅助空气。此时，辅助空气的压力比形成气幕的压力低，因此，能够形成稳定的喷砂空间。其结果，滞留着的研磨剂的滞留状态被解除，滞留着的研磨剂被抽吸空气经由抽吸孔回收。因而，能够高效地回收研磨剂。另外，没有设置覆盖喷嘴和被处理材料的整体的处理室，因此，能够防止装置结构变得烦杂。因而，能够提供装置结构不变得烦杂、就能够高效地回收研磨剂的表面处理装置和表面处理方法。
附图说明
图1是表示本实施方式的表面处理装置的图。
图2是表示表面处理装置的真空喷砂头和空气供给源的图。
图3是从被处理材料侧观察真空喷砂头的图。
图4是表示本实施方式的表面处理方法的流程图。
图5是表示没有辅助空气的情况和有辅助空气的情况下的研磨剂的回收率的图表。
图6是将本实施方式的表面处理装置适用到具备弯曲形状的被处理材料的情况的图。
图7是将本实施方式的表面处理装置适用到具备弯曲形状的被处理材料的情况的图。
图8是将本实施方式的表面处理装置适用到具备弯折形状的被处理材料的情况的图。
图9是表示改变例的表面处理装置的真空喷砂头的图。
具体实施方式
以下，一边参照所附的附图一边说明本发明的实施方式。此外，在附图的说明中，对相同的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。出于方便说明，存在附图的尺寸比例被夸张、与实际的比例不同的情况。
本实施方式的表面处理装置1是真空喷砂装置。若进行概述，则表面处置装置1向被处理材料b喷射研磨剂而对被处理材料b的表面b1进行喷砂处理，从而使被处理材料b的表面b1粗糙化。通过使被处理材料b的表面b1粗糙化，粘接面积增大，借助粘接剂提高粘接强度。另外，表面处理装置1对喷射到被处理材料b的研磨剂和由于向被处理材料b喷射研磨剂而产生的粉尘等进行回收，并对研磨剂和粉尘等进行分类。并且，仅对能够再利用的研磨剂进行回收而进行再利用。
作为被处理材料b，列举出例如cfrp制的汽车零部件，但并没有特别限定。
另外，作为研磨剂，能够使用氧化铝(al2o3)、碳化硅、河砂、硅砂、金刚砂等，出于经济性且喷砂处理较高这样的观点考虑，优选氧化铝。
图1是表示本实施方式的表面处理装置1的图。图2是表示真空喷砂头10和空气供给源20的图。图3是从被处理材料b侧观察真空喷砂头10的图。
如图1和图2所示，表面处理装置1具有喷射研磨剂p而使被处理材料b的表面b1粗糙化的真空喷砂头10。表面处理装置1具有向真空喷砂头10的气幕形成孔14和辅助空气喷射孔15供给空气的空气供给源20。另外，表面处理装置1具有供研磨剂p储藏的研磨剂罐30和向喷嘴11供给压缩空气的压缩机40。另外，表面处理装置1具有：回收罐50，其对喷射到被处理材料b的研磨剂p进行回收；集尘器60，其对由于向被处理材料b喷射研磨剂p而产生的粉尘等进行捕集。另外，表面处理装置1具有将回收罐50和集尘器60内设为负压的排风机70。
如图2和图3所示，真空喷砂头10具有弯曲形状的主体部10a、喷射研磨剂p的喷嘴11、以及对喷射到被处理材料b的研磨剂p进行抽吸的抽吸孔12。另外，真空喷砂头10具有设置于主体部10a的下部的环板13以及设置于喷嘴11的上方的连接部18。
喷嘴11借助连接部18和研磨剂软管31与研磨剂罐30连结。另外，喷嘴11借助连接部18和空气软管41与压缩机40连结。研磨剂软管31和空气软管41是具备挠性的橡胶制的管。
在如此构成的喷嘴11中，从压缩机40经由空气软管41向连接部18供给压缩空气。由此，连接部18内成为负压，研磨剂罐30内的研磨剂p经由研磨剂软管30被向连接部18内抽吸。而且，研磨剂p被从喷嘴11朝向被处理材料b喷射。其结果，被处理材料b的表面b1被喷砂处理，被处理材料b的表面b1被粗糙化。
如图1和图2所示，抽吸孔12经由真空软管51与回收罐50连结。从喷嘴11喷射的研磨剂p被抽吸空气va经由真空软管51向回收罐50抽吸。真空软管51是具备挠性的橡胶制的管。
环板13与主体部10a连结。主体部10a和环板13的连结方法并没有特别限定。如图2所示，环板13具有形成气幕ac的气幕形成孔14和喷射辅助空气ha的辅助空气喷射孔15。
如图3所示，气幕形成孔14沿着周向在环板13的径向外侧形成有多个。气幕形成孔14与空气供给源20一起构成气幕形成部16。
气幕形成部16通过从空气供给源20供给空气，从而朝向被处理材料b的表面b1喷射空气而形成包围所喷射的研磨剂p的气幕ac。形成气幕ac的空气的压力是例如1mpa～3mpa，但并没有特别限定。
如图2所示，由气幕形成部16形成的气幕ac以随着靠近被处理材料b的表面b1而向外方倾斜的方式形成。因此，能够防止气幕ac与辅助空气ha干涉，能够形成稳定的喷砂空间。
如图3所示，辅助空气喷射孔15沿着周向在环板13的径向内侧形成有多个。辅助空气喷射孔15与空气供给源20一起构成辅助空气喷射部17。
辅助空气喷射部17通过从空气供给源20供给空气，在气幕ac与抽吸空气va之间朝向被处理材料b喷射辅助空气ha。如图2所示，辅助空气喷射孔15的直径d2构成为比气幕形成孔14的直径d1小。因此，压力比形成气幕ac的空气的压力低的辅助空气ha被从辅助空气喷射孔15喷射。辅助空气ha的压力是例如0.1mpa，但并没有特别限定。通过如此使辅助空气ha的压力比形成气幕ac的空气的压力低，能够形成稳定的喷砂空间。
如图2所示，由辅助空气喷射部17喷射的辅助空气ha以随着靠近被处理材料b的表面b1而向内方倾斜的方式被喷射。因此，能够使滞留于气幕ac与抽吸空气va之间的研磨剂p向抽吸空气va起作用的喷砂空间的内方移动。因而，能够对移动到内方的研磨剂p恰当地进行抽吸。因而，提高研磨剂p的回收效率。
研磨剂罐30用于储藏研磨剂p。在研磨剂罐30的上方配置有回收罐50，经由放泄阀32连结起来。放泄阀32的开闭由电磁阀(未图示)进行。
回收罐50将喷射到被处理材料b的研磨剂p和由于向被处理材料b喷射研磨剂p而产生的粉尘等经由真空喷砂头10的抽吸孔12回收。回收罐50由对研磨剂p和粉尘等进行分离的旋风分离器构成。如上所述，回收罐50经由放泄阀32与研磨剂罐30连结。在回收罐50中被分离出来的研磨剂p和粉尘等中的、能够再使用的研磨剂p向回收罐50滞留，并在放泄阀32打开了时向研磨剂罐30移动。
集尘器60经由管61对在回收罐50中被分离出来的粉尘等进行捕集。在集尘器60的底部设置有使粉尘等聚集的集尘箱62。为了废弃粉尘等，集尘箱62设为能够取出。
排风机70配置于集尘器60的上部。排风机70利用未图示的马达进行旋转，将集尘器60、回收罐50、真空软管51内设为负压。因此，从喷砂空间内起依次向真空软管51、回收罐50、集尘器60产生气流。因而，在喷砂空间中使朝向抽吸孔12的抽吸空气va产生，能够对喷射到被处理材料b的研磨剂p和粉尘等进行抽吸。
接着，参照图4的流程图对使用了本实施方式的表面处理装置1的表面处理方法进行说明。
首先，将真空喷砂头10配置于被处理材料b的表面b1的上方的预定的位置(s01)。
接着，形成气幕ac，并且喷射辅助空气ha(s02)。具体而言，通过从空气供给源20向气幕形成孔14供给空气，来形成气幕ac。另外，通过从空气供给源20向辅助空气喷射孔15供给空气，来喷射辅助空气。
接着，喷射研磨剂p(s03)。具体而言，从压缩机40经由空气软管41向连接部18内供给压缩空气。由于该压缩空气，连接部18内和研磨剂软管31成为负压。并且，研磨剂罐30内的研磨剂p被抽吸而被从喷嘴11朝向被处理材料b喷射。其结果，被处理材料b的表面b1被喷砂处理，被处理材料b的表面b1被粗糙化。此时，配置于研磨剂罐30的上方的放泄阀32关闭，回收罐50与研磨剂罐30之间的连通被阻断。
如此形成气幕ac，并且，在喷射有辅助空气ha的状态下喷射研磨剂p，从而，如图2所示，利用气幕ac包围研磨剂所喷射的空间。因此，能够将进行喷砂处理的喷砂空间设为闭空间。因而，能够防止研磨剂p从喷砂空间向外部释放。另外，辅助空气ha在气幕ac与抽吸空气va之间被朝向被处理材料b喷射。因此，能够对滞留于气幕ac与抽吸空气va之间的研磨剂p喷射辅助空气ha。其结果，滞留着的研磨剂p的滞留状态被解除，滞留着的研磨剂p被抽吸空气va经由抽吸孔12抽吸。因而，能够高效地回收研磨剂p。
接着，对喷射到被处理材料b的表面b1的研磨剂p和粉尘等进行回收(s04)。具体而言，通过使排风机70旋转而产生抽吸空气va，将集尘器60、管61、回收罐50、以及真空软管51内设为负压。由此，将粉尘和喷射到被处理材料b的研磨剂p等经由真空软管51向回收罐50回收。
接着，在回收罐50中，对研磨剂p和粉尘等进行分离(s05)。在回收罐50中被分离出来的粉尘等经由管61向集尘器60搬运。并且，粉尘等被聚集于集尘箱62，清洁的空气被从排风机70向大气中排出。另一方面，在回收罐50中被分离出来的能够再使用的研磨剂p滞留于回收罐50的下部。
接着，对研磨剂p是否被喷射到被处理材料b的预定的范围进行判断(s06)。在判断为研磨剂p未被喷射到被处理材料b的预定的范围的情况下(s06：否)，使真空喷砂头10移动预定距离(s07)。对于研磨剂p是否被喷射到被处理材料b的预定的范围的判断，利用例如未图示的照相机来进行，但并没有特别限定。此外，也可以不使真空喷砂头10移动而是使被处理材料b移动预定距离。并且，在使真空喷砂头10移动了预定距离之后，返回步骤s03的工序。
另一方面，在判断为研磨剂p被喷射到被处理材料b的预定的范围的情况下(s06：是)，使来自压缩机40的压缩空气的供给停止。另外，通过打开放泄阀32，解除研磨剂罐30内的负压。由此，研磨剂p的喷射停止，表面处理工序结束。此时，滞留于回收罐50的底部的研磨剂p向研磨剂罐30内落下。如此能够再利用研磨剂p。
接着，参照图5对本实施方式的表面处理装置1和表面处理方法的效果进行说明。
图5是表示没有辅助空气ha的情况和有辅助空气ha的情况下的研磨剂p的回收率的图表。在图5中，横轴表示没有辅助空气ha的情况和有辅助空气ha的情况，纵轴表示研磨剂p的回收率。
如图5所示，没有辅助空气ha的情况的研磨剂p的回收率是75％。与此相对，有辅助空气ha的情况的研磨剂p的回收率是95％。如此通过喷射辅助空气ha，提高了研磨剂p的回收率。
如以上说明那样，本实施方式的表面处理装置1具有真空喷砂头10、气幕形成部16、以及辅助空气喷射部17。真空喷砂头10具备：喷嘴11，其向被处理材料b的表面b1喷射喷砂处理用的研磨剂p；以及抽吸孔12，其利用抽吸空气va抽吸所喷射的研磨剂p。气幕形成部16朝向被处理材料b的表面b1喷射空气而形成包围所喷射的研磨剂p的气幕ac。另外，辅助空气喷射部17在气幕ac与抽吸空气va之间朝向被处理材料b喷射压力比形成气幕ac的空气的压力低的辅助空气ha。因此，利用气幕ac包围研磨剂p所喷射的空间。因而，能够将进行喷砂处理的喷砂空间设为闭空间，能够防止研磨剂p从喷砂空间向外部释放。另外，辅助空气ha在气幕ac与抽吸空气va之间被朝向被处理材料b喷射。因此，对滞留于气幕ac与抽吸空气va之间的研磨剂p喷射辅助空气ha。此时，辅助空气ha的压力比形成气幕ac的压力低，因此，能够形成稳定的喷砂空间。其结果，滞留着的研磨剂p的滞留状态被解除，滞留着的研磨剂p被抽吸空气va经由抽吸孔12回收。因而，能够高效地回收研磨剂p。另外，没有设置覆盖喷嘴11和被处理材料b的整体的处理室，因此，能够防止装置结构变得烦杂。因而，能够提供装置结构不变得烦杂、就能够高效地回收研磨剂p的表面处理装置1。
另外，根据上述的本实施方式的表面处置装置1，如图6～图8所示，即使针对弯曲或弯折的被处理材料b1、b2、b3，也能够利用气幕ac和真空喷砂头10覆盖喷砂面s1、s2、s3。因而，即使针对弯曲或弯折的被处理材料b1、b2、b3，也能够恰当地进行喷砂处理。
另外，由辅助空气喷射部17喷射的辅助空气ha以随着靠近被处理材料b的表面b1而向内方倾斜的方式被喷射。因此，使滞留于喷砂空间内的研磨剂p更恰当地向内方移动。因而，更加提高研磨剂p的回收效率。
另外，由气幕形成部16形成的气幕ac以随着靠近被处理材料b的表面b1而向外方倾斜的方式形成。因此，能够防止气幕ac与辅助空气ha干涉，能够形成稳定的喷砂空间。
另外，如以上说明那样，在本实施方式的表面处理方法中，向被处理材料b的表面b1喷射喷砂处理用的研磨剂，并且，利用抽吸空气va抽吸所喷射的研磨剂p。朝向被处理材料b的表面b1喷射空气而形成包围所喷射的研磨剂p的气幕ac。并且，在气幕ac与抽吸空气va之间朝向被处理材料b喷射压力比形成气幕ac的空气的压力低的辅助空气ha。因此，利用气幕ac包围研磨剂p所喷射的空间。因而，能够将进行喷砂处理的喷砂空间设为闭空间，能够防止研磨剂p从喷砂空间向外部释放。另外，辅助空气ha在气幕ac与抽吸空气va之间被朝向被处理材料b喷射。因此，对滞留于气幕ac与抽吸空气va之间的研磨剂p喷射辅助空气ha。此时，辅助空气ha的压力比形成气幕ac的压力低，因此，能够形成稳定的喷砂空间。其结果，滞留着的研磨剂p的滞留状态被解除，滞留着的研磨剂p被抽吸空气va经由抽吸孔12抽吸。因而，能够高效地回收研磨剂p。另外，没有设置覆盖喷嘴11和被处理材料b的整体的处理室，因此，能够防止装置结构变得烦杂。因而，能够提供装置结构不变得烦杂、就能够高效地回收研磨剂p的表面处理方法。
另外，辅助空气ha以随着靠近被处理材料b的表面b1而向内方倾斜的方式被喷射。因此，使滞留于喷砂空间内的研磨剂p更恰当地向内方移动。因而，更加提高研磨剂p的回收效率。
另外，气幕ac以随着靠近被处理材料b的表面b1而向外方倾斜的方式形成。因此，能够防止气幕ac与辅助空气ha干涉，能够形成稳定的喷砂空间。
本发明并不仅限定于上述的实施方式，能够在权利要求书内进行各种改变。
例如，在上述的实施方式中，气幕形成孔14和辅助空气喷射孔15设置于环板13。然而，如图9所示，气幕形成孔14和辅助空气喷射孔15也可以设置于真空喷砂头110的主体部110a。
另外，在上述的实施方式中，抽吸孔12配置于喷嘴11的径向外方。然而，抽吸孔也可以配置于喷嘴的径向内方。
另外，在上述的实施方式中，表面处理装置1用于使被处理材料b的表面b1粗糙化的用途。然而，表面处理装置1也可以用于对被处理材料b的表面b1进行清洁、去毛刺、喷丸处理等用途。
另外，在上述的实施方式中，气幕形成孔14和辅助空气喷射孔15设置于真空喷砂头10。然而，气幕形成孔和辅助空气喷射孔也可以与真空喷砂头独立地设置。
附图标记说明
1、表面处理装置；10、真空喷砂头；11、喷嘴；12、抽吸孔；14、气幕形成孔；15、辅助空气喷射孔；16、气幕形成部；17、辅助空气喷射部；20、空气供给源；ac、气幕；b、被处理材料；b1、被处理材料的表面；ha、辅助空气；p、研磨剂；va、抽吸空气。