JP2001260029A - パウダービーム加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、簡易な構成で効率良くパウダービー
ム加工し得るパウダービーム加工装置を実現しようとす
るものである。 【解決手段】パウダービーム加工装置において、各ノズ
ルに対応して接続された高圧気体の流路とそれぞれ連通
し、微粒子を一時保持する保持室と、当該保持室内で各
流路に対応して設けられ、微粒子を固相状態のままそれ
ぞれ所定量ずつ対応する流路内に送り出す送出し手段
と、各流路における保持室との連通部分の内部圧力をそ
れぞれ調整する圧力調整手段とを設け、各圧力調整手段
は、対応する流路における保持室との連通部分の内部圧
力を互いに保持室の内部圧力と同圧となるように調整す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパウダービーム加工
装置に関し、特に微粒子を含んだ固気二相流をワーク
（加工対象物）の加工面に噴射するようにして当該加工
面をエッチング等のパウダービーム加工するパウダービ
ーム加工装置に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のパウダービーム加工装置
として、図８のように構成されたもの（特開平11-19874
号公報）がある。かかる構成のパウダービーム加工装置
１においては、供給される高圧エアーAir を固気二相流
生成部２のドライユニツト３において乾燥させた後、流
量センサ４及び続く流量制御部５を介して分岐部６に入
力して分岐し、得られた一方の高圧エアー（以下、これ
を第１の分岐高圧エアーと呼ぶ）Air₁を混合部７の分散
室８に送出すると共に、他方の第２の分岐高圧エアーAi
r₂をエジェクタ９に送出する。

【０００３】混合部７においては、図９（Ａ）及び
（Ｂ）に示すように、例えば炭化珪素やアルミナ又はガ
ラス等の微粒子Ｐが溜められた容器部１０と、分岐部６
及びエジェクタ９間を接続する第１の分岐高圧エアーAi
r₁の流路の一部でなる上述の分散室８とを連結部１１を
介して連結することにより構成されており、容器部１０
の内部下側にはスクリュ１２が設けられている。

【０００４】この場合スクリュ１２は、図１０に示すよ
うに、断面円形状の第１の棒材１３の外周面に断面長方
形状の第２の棒材１４を正確に所定ピッチで巻き付ける
ことにより、全体として外周面に螺旋状の溝部１２Ａを
有する円柱状に形成されている。またスクリュ１２は、
容器部１０に固定されたモータ１５から出力される回転
力に基づいて、その中心軸Ｋ１を中心として矢印ａで示
す回転方向に回転し得るようになされている。

【０００５】これによりこのパウダービーム加工装置１
においては、モータ１５を駆動させてスクリュ１２を一
定速度で矢印ａ方向に回転させることにより、スクリュ
１２の溝部１２Ａに入り込んだ微粒子Ｐを固相状態（空
気内に分散していない容器部１０内に溜まったままの相
状態）のまま当該スクリュ１２の回転速度に応じた一定
量ずつ分散室８内に送り出すことができるようになされ
ている。

【０００６】そしてこの分散室８内に送り出された微粒
子Ｐは、分散室８を流れる第１の分岐高圧エアーAir₁内
に分散し、この第１の分岐高圧エアーAir₁がエジェクタ
９において第２の分岐高圧エアーAir₂と混合され加速さ
れて固気二相流Air₃が生成され、これが加工室１６内の
噴射ノズル１７に圧送される。なおこのときエジェクタ
９に与えられる第２の分岐高圧エアーAir₂の流量は、噴
射ノズル１７に圧送される固気二相流Air₃の流量が一定
となるように流量制御部５により制御される。

【０００７】これによりこのパウダービーム加工装置１
においては、混合部７のスクリュ１２の回転速度に応じ
た量の微粒子Ｐを含んだ固気二相流Air₃を噴射ノズル１
７を介して加工室１６内に固定されたワーク１８の加工
面に吹き当てることができ、かくしてこの固気二相流Ai
r₃によってワーク１８の加工面をパウダービーム加工す
ることができるようになされている。

【０００８】またこのとき噴射ノズル１７は、ＸＹステ
ージ２５と連結されたアーム２６の先端部に固定されて
おり、ＸＹステージ２５からアーム２６を介して与えら
れるＸ方向（矢印ｘ）及びＹ方向（矢印ｙ）の推進力に
基づいてＸＹ方向に自在に移動し得るようになされてい
る。これによりパウダービーム加工装置１においては、
ワーク１８の加工面全面に亘ってパウダービーム加工処
理を行い得るようになされている。

【０００９】このパウダービーム加工装置１の場合、混
合部７の容器部１０の内部には当該容器部１０内の微粒
子Ｐを撹拌する撹拌フレーム１９が配設されている。実
際上撹拌フレーム１９においては、図９（Ａ）及び
（Ｂ）からも明らかなように、スクリュ１２と平行にか
つ回転自在に配設された回転軸２０を有し、当該回転軸
２０にそれぞれ支持棒２１Ａ、２１Ｂを介して棒状の第
１及び第２の撹拌部材２２Ａ、２２Ｂが回転軸２０の重
心を中心として点対象な位置関係で取り付けられること
により構成されている。

【００１０】また撹拌フレーム１９は、モータ１５の回
転出力に基づいて回転軸２０の中心軸を中心としてスク
リュ１２と連動して回転し得るようになされており、こ
のとき第１及び第２の撹拌部材２２Ａ、２２Ｂの外周面
がスクリュ１２の外周面と接触し得るように配設位置が
選定されている。

【００１１】これによりこのパウダービーム加工装置１
においては、混合部７の容器部１０内に溜められた微粒
子Ｐのうち、特にスクリュ１２の周囲の微粒子Ｐを撹拌
フレーム１９の第１及び第２の撹拌部材２２Ａ、２２Ｂ
により撹拌するようにしてスクリュ１２の溝部１２Ａ内
に落とし入れることができる一方、第１及び第２の撹拌
部材２２Ａ、２２Ｂによりスクリュ１２の外周面を擦る
ようにしてスクリュ１２の溝部１２Ａ内に常に一定量の
微粒子Ｐを供給することができ、かくしてスクリュ１２
を一定速度で回転させたときに常に一定量の微粒子Ｐを
分散室８内に送り出すことができるようになされてい
る。

【００１２】またこのパウダービーム加工装置１の場
合、図１１に示すように、連結部１１の分散室８側の開
口端（以下、これを分散室側開口端と呼ぶ）には、目開
きが例えば２〔mm〕〜３〔mm〕角程度の金網２３が取り
付けられている。これによりこのパウダービーム加工装
置１においては、スクリュ１２によって混合部７の分散
室８内に送り出される微粒子Ｐのかたまりをこの金網２
３を通すことによって細分化させることができ、かくし
て微粒子Ｐを分散室８においてより確実に第１の分岐高
圧エアーAir₁内に分散させることができるようになされ
ている。

【００１３】さらにこのパウダービーム加工装置１の場
合、特に図９（Ａ）からも明らかなように、混合部７に
は、分散室８の連結部１１との連結位置よりも第１の分
岐高圧エアーAir₁の流れの僅か風上位置と、容器部７の
上部とを連通接続するようにバイパス２４が設けられて
いる。これによりこのパウダービーム加工装置１におい
ては、連結部１１の分散室側開口端における圧力と、容
器部７の内圧とをほぼ一致させることができ、かくして
分散室８内を流れる第１の分岐高圧エアーAir₁が連結部
１１を介して容器部７内に流れ込むのを防止できるよう
になされている。

【００１４】一方、加工室１６は配管２７を介して分離
室２８と連結されおり、噴射ノズル１７から噴射された
固気二相流Air₃はこの配管２７を通じて分離室２８に送
られる。そしてこの分離室２８内に送られた固気二相流
Air₃は、一部が１次フィルタ２９により濾過された後、
配管３０を通じて加工室１６内に送り戻され、残りがさ
らにヘパフィルタでなる２次フィルタ３１により濾過さ
れた後、外部に排出される。

【００１５】また１次フィルタ２９により固気二相流Ai
r₃から分離された微粒子Ｐは、バタフライ弁３２により
開閉自在の連結部３３を介して貯蔵室３４に送られる。

【００１６】このとき貯蔵室３４の下部にはスクリュ３
５が配設されており、当該スクリュ３５はモータ３６か
ら与えられる回転力に基づいて回転することにより貯蔵
室３４内の微粒子Ｐをアイソレータ３７を介して固気二
相流生成部２の混合部７内に送出し得るようになされて
いる。

【００１７】これによりこのパウダービーム加工装置１
においては、パウダービーム加工により使用した微粒子
Ｐを加工室１６、分離室２８及び貯蔵室３４を順次介し
て再び混合部７に戻すことができ、かくして微粒子Ｐを
効率良く使用し得るようになされている。

【００１８】なおこのパウダービーム加工装置１の場
合、混合部７の下部には当該混合部７内の微粒子Ｐの重
さを測定するための電子天秤３８が設けられると共に、
混合部７の上部には駆動機構３９から与えられる推進力
に基づいて昇降することにより混合部７の導入口を開閉
し得るように三角弁４０が配設されている。

【００１９】これによりこのパウダービーム加工装置１
においては、貯蔵室３４と混合部７とを三角弁４０によ
り機械的に分離することができ、かくして混合部７内の
微粒子Ｐの重さを電子天秤３８により正確に測定しなが
ら常に一定量の微粒子Ｐをエジェクタ９に送り出すこと
ができるようになされている。

【００２０】実際上、図１２に示すように、混合部７に
おける容器部１０上部と連結部１１の分散室８側開口端
との間における差圧と、スクリュ１２により分散室８内
に送り出される微粒子Ｐの数との関係を調べてみたとこ
ろ、連結部１１の分散室８側開口端における圧力をａ
〔MPa 〕とし、混合部７の容器部１０の内部上側の圧力
をｂとして、次式

【００２１】

【数１】

【００２２】を満足するように混合部７の容器部１０上
部の圧力ｂを調整することによってスクリュ１２の溝部
１２Ａ内の微粒子Ｐが第１の分岐高圧エアーAir₁₀ の圧
力によって容器部７内に押し戻されるのを防止できるこ
とが実験により確認された。なお図１２において、斜線
の部分はスクリュ１２により分散室８内に送り出される
微粒子Ｐの量が変動する領域を示す。

【００２３】従ってこのパウダービーム加工装置１で
は、このようにバイパス２４を設けることによってスク
リュ１２の回転に伴って常に当該スクリュ１２の回転速
度に応じた一定量の微粒子Ｐを分散室８内に送り出すこ
とができ、かくしてスクリュ１２の回転速度に応じた所
定量の微粒子Ｐを含む固気二相流Air₁₃ を噴射ノズル１
７から噴出させることができるようになされている。

【００２４】かかる構成によれば、第１の分岐高圧エア
ーAir₁の流路内に微粒子Ｐをモータ１５により駆動する
スクリュ１２を用いて固相状態のまま送り出し、分散さ
せるようにして固気二相流Air₃を形成するようにしたこ
とにより、噴射ノズル１７から噴射させる固気二相流Ai
r₃の流量及び当該固気二相流Air₃に含まれる微粒子Ｐの
量を独立して調整することができる。かくするにつき種
々の形態の固気二相流Air₃を噴射ノズル１７から噴出さ
せることができ、かくして種々のパウダービーム加工に
対応し得るパウダービーム加工装置１を実現できる。

【００２５】ところでかかる構成の直圧式のパウダービ
ーム加工装置１においては、粉粒体の供給時に噴射ノズ
ル１７の噴出を停止させる必要があるため、連続してパ
ウダービーム加工させるように加工レートを上げること
は非常に困難であり、この結果、例えばプラズマディス
プレイのような大画面（42〜60インチ程度）用のワーク
を加工する場合には対応が困難となる問題があった。

【００２６】この問題を解決する方法の１つとして、図
１３及び図１４に示すように構成された直圧連続式のパ
ウダービーム加工装置５０が提案されている（特開平11
-170173 号公報）。かかる構成のパウダービーム加工装
置５０は、上端に粉粒体供給口５１Ａが形成されると共
に一対のサイクロン５２Ａ、５２Ｂが接続されたリザー
ブタンク５１を有し、当該各サイクロン５２Ａ、５２Ｂ
によって、粉粒体供給口５１Ａを介して供給された粉粒
体を加工室５３から管路５４を介して供給される空気流
から分離してリザーブタンク５１内に導くようになされ
ている。この加工室５３から引き出された管路５４には
途中に開放弁５５が接続され、当該開放弁５５によって
空気流の流量を調整し得るようになされている。

【００２７】この開放弁５５は、図１５に示すように、
ハウジング５５Ａの中に保持されている弁体５６に、エ
アシリンダ５７のロッド５８の先端部が連結されてい
る。この弁体５６の外周部とハウジング５５Ａとの間に
はシール５９、６０が配されており、ハウジング５５Ａ
にはその下部と側部とにそれぞれポート６１、６２が形
成されている。

【００２８】リザーブタンク５１の内部下側にはスクリ
ュフィーダ６３が設けられており、リザーブタンク５１
に固定されたモータ６４から出力される回転力に基づい
て、その中心軸を中心として矢印ａに示す回転方向に回
転し得るようになされている。

【００２９】これによりモータ６４を駆動させてスクリ
ュフィーダ６３を一定速度で矢印ａ方向に回転させるこ
とにより、スクリュフィーダ６３の溝部に入り込んだ粉
粒体を、当該スクリュフィーダ６３の回転速度に応じて
一定量ずつ接続室６５内に送り出すことができるように
なされている。

【００３０】そしてこの接続室６５は中間タンク６６と
連通接続されており、当該中間タンク６６の上部には駆
動機構（図示せず）から与えられる推進力に基づいて昇
降することにより中間タンク６６の導入口を開閉し得る
ように円錐弁６７が配設されている。また中間タンク６
６の内部には接続室６５から円錐弁６７を介して送り込
まれた粉粒体の量を検出するレベルセンサ６８が設けら
れている。

【００３１】これによりこのパウダービーム加工装置５
０においては、接続室６５と中間タンク６６とを円錐弁
６７により機械的に分離することができ、かくして中間
タンク６６内に送り込まれる粉粒体の流入量をレベルセ
ンサ６８により測定しながら常に一定量の粉粒体を中間
タンク６６に送り出すことができるようになされてい
る。

【００３２】さらに中間タンク６６は管路６９を介して
加工室５３と連通接続されており、当該管路６９の途中
に接続された開放弁７０によって空気流の流量を調整し
得るようになされている。このとき中間タンク６６の内
部圧力は圧力センサ７１によって検出され得るようにな
されている。

【００３３】この中間タンク６６の下側には、撹拌機構
が内蔵された筒状支持体７２が連通して設けられ、当該
筒状支持体７２には加圧源７３から加圧用電磁弁７４を
介して引き出された加圧管路７５が接続されている。こ
れにより加圧用電磁弁７４の調整に応じて筒状支持体７
２及び中間タンク６６の内部圧力を調整し得るようにな
されている。

【００３４】この筒状支持体７２に内蔵された撹拌機構
は、図１６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、当該筒状支
持体７２と同心円状でなるスリーブ７６が上下一対のボ
ールベアリング７７Ａ、７７Ｂを介して回転自在に支持
されている。ボールベアリング７７Ａ、７７Ｂの上側位
置において、筒状支持体７２とスリーブ７６との間には
一対のパウダシール７８が取り付け用リングによって着
脱自在に取り付けられており、ボールベアリングの下側
位置において、筒状支持体７２とスリーブ７６との間に
は、一対のパウダシール７８が取り付け用リング７９に
よって支持されている。

【００３５】スリーブ７６の上端側の部分には、中心部
から３本のアームが半径方向外周側に延出された構造を
有する取り付け用フレーム８０が設けられており、当該
取り付け用フレーム８０を介してスリーブ７６に撹拌羽
根８１が取り付けられている。一方、筒状支持体７２の
下側の部分でなるリング状のエンドプレート８２には、
押さえリング８３を介して撹拌羽根８４が固定された状
態で取り付けられている。この撹拌羽根８４はスリーブ
７６内に配されると共に、その上端側の中心部がピン８
５を介して回転自在に支持されている。

【００３６】筒状支持体７２には、その高さ方向の中間
位置に側方に開放された切欠き７２Ａが形成されると共
に、当該切欠き７２Ａと対応するようにスリーブ７６の
外周側には従動歯車８６が固着されている。また筒状支
持体７２に取り付けられているブラケット８７によって
回転自在に支持されている支軸８８には、従動歯車８６
に歯合する中間遊車８９が固着されている。そしてブラ
ケット８７にはモータ９０が支持され、当該モータ９０
の出力軸に固着されている駆動歯車９１が中間遊車８９
と歯合するようになされている。

【００３７】また図１３において、筒状支持体７２はフ
ィーダタンク９５と連通接続されており、当該フィーダ
タンク９５の上部には駆動機構（図示せず）から与えら
れる推進力に基づいて昇降することによりフィーダタン
ク９５の導入口を開閉し得るように円錐弁９６が配設さ
れている。

【００３８】図１７に示すように、フィーダタンク９５
の内部下側にはスクリュフィーダ９７が設けられてお
り、フィーダタンク９５に固定されたモータ９８から出
力される回転力に基づいて、その中心軸を中心として矢
印ｂに示す回転方向に回転し得るようになされている。

【００３９】また図１３のフィーダタンク９５内におい
て、スクリュフィーダ９７の上部には上下２段に撹拌棒
９９、１００がそれぞれモータ１０１、１０２の駆動に
応じて回転し得るようになされている。さらにフィーダ
タンク９５内には、上限レベルセンサ１０３と下限レベ
ルセンサ１０４とがそれぞれ配されており、これらのレ
ベルセンサ１０３、１０４によって、筒状支持体７２か
ら供給される粉粒体の量の検出を行うようになされてい
る。

【００４０】さらにフィーダタンク９５には、中間タン
ク６６と連通接続するようにバイパス管路１０５が設け
られおり、当該バイパス管路１０５の途中に取り付けら
れたバイパスバルブ１０６の開閉に応じて中間タンク６
６及びフィーダタンク９５の双方の圧力の均衡を保つよ
うになされている。

【００４１】さらにフィーダタンク９５には、加圧源１
０７から加圧用電磁弁１０８を介して引き出された加圧
管路１０９が接続されており、当該加圧用電磁弁１０８
の調整に応じてフィーダタンク９５の内部圧力を調整し
得るようになされている。このときフィーダタンク９５
の内部圧力は圧力センサ１１０によって検出され得るよ
うになされている。

【００４２】さらにこのフィーダタンク９５は管路１１
１を介して加工室５３と連通接続されており、当該管路
１１１には途中に接続された開放弁１１２によって空気
流の流量を調整し得るようになされている。

【００４３】このフィーダタンク９５の下側端には管路
１１３を介して粒体供給部１１４が連通接続されてお
り、スクリュフィーダ９７をモータ９８を駆動させて一
定速度で矢印ｂ方向に回転させることにより、当該スク
リュフィーダ９７の溝部に入り込んだ粉粒体を、当該ス
クリュフィーダ９７の回転速度に応じて一定量ずつ管路
１１３を介して粒体供給部１１４内に送り出すことがで
きるようになされている。

【００４４】粒体供給部１１４は、エアー供給源（図示
せず）と管路１１５を介して接続されており、当該管路
１１５の途中に設けられた噴射制御用開閉弁１１６の開
閉制御に応じてエアー供給源から送出される大気流の流
量を調整し得るようになされている。

【００４５】また粒体供給部１１４に接続された管路１
１５が分岐したバイパス管路１１７が、フィーダタンク
９５と連通接続するように設けられており、当該バイパ
ス管路１１７の途中に取り付けられたバイパスバルブ１
１８の開閉に応じてフィーダタンク９５に送り込む大気
流量を調整し得るようになされている。

【００４６】この粒体供給部１１４は、フィーダタンク
９５から管路１１３を介して粉粒体が送り込まれると、
当該粉粒体をエアー供給源（図示せず）から送出される
大気流に乗せて管路１１５内を搬送させながら、これを
加工室５３内の噴射ノズル１１７に圧送させる。

【００４７】これによりこのパウダービーム加工装置５
０においては、粉体供給部１１４から搬送される固気二
相流を噴射ノズル１１９を介して加工室５３内に固定さ
れたワーク（図示せず）の加工面に吹き当てることがで
き、かくしてこの固気二相流によってワークの加工面を
パウダービーム加工することができるようになされてい
る。

【００４８】かかる構成によれば、リザーブタンク５１
とフィーダタンク９５とに相互に連通する中間タンク６
６（筒状支持部７２を含む）を設けると共に、当該中間
タンク６６及びフィーダタンク９５間にバイパス管路１
０５を接続するようにしたことにより、バイパスバルブ
１０６の開閉に応じて中間タンク６６及びフィーダタン
ク９５の双方の圧力の均衡を図りながら、中間タンク６
６の前後の連通部分をそれぞれ円錐弁６７、９６によっ
て交互に開閉制御させることによって、リザーブタンク
５１から送り出される粉粒体を途切れることなく連続的
にフィーダタンク９５に供給することができ、この結
果、例えばプラズマディスプレイのような大画面用のワ
ークを加工する場合でも十分に対応させ得るパウダービ
ーム加工装置５０を実現できる。

【００４９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる構成
の直圧連続式のパウダービーム加工装置５０において、
より一層製造効率を高めるべく、加工速度を２倍にしよ
うとする場合には、加工対象となるワークの加工面に吹
き当てる粉粒体の量を２倍に増大させる必要がある。か
かる手法として噴出ノズル１１９のサイズを大きくする
方法が考えられるが、形状及び材質上、耐性を考慮する
と大きくできる噴出ノズル１１９のサイズには限界があ
るため、噴出ノズル１１９の数を２個設けることが望ま
しい。

【００５０】しかし上述したパウダービーム加工装置５
０を２台用いるのは、装置全体として大型化すると共に
設置面積も２倍に増えるといった避け得ない問題がある
ことから、上述したパウダービーム加工装置５０を１台
用いて、フィーダタンク９５内に２個のスクリュフィー
ダ９７を設ける方法が考えられている。

【００５１】ところが、かかるフィーダタンク９５内に
互いに同一構成からなる２個のスクリュフィーダ９７を
設けた場合において、対応する粒体供給部１１４に供給
される高圧エアーの流量が異なるときには、たとえ双方
のスクリュフィーダ９７の回転速度を同一に制御した場
合でも、当該各スクリュフィーダ９７の吐出口近傍にお
いてフィーダタンク９５との間で圧力差を生じることに
なる。

【００５２】この結果、高圧下で撹拌された状態にある
粉粒体が充填されているフィーダタンク９５の内圧が２
個のスクリュフィーダ９７の吐出口近傍の圧力の中間値
となるまで、低圧力側のスクリュフィーダ９７において
は粉粒体の吐出量が極端に増大する一方、高圧力側のス
クリュフィーダ９７においてはフィーダタンク９５内へ
高圧エアーが吐出口より流入するようになり、いずれの
スクリュフィーダからも粉粒体の吐出量が不安定となる
問題があった。

【００５３】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、簡易な構成で効率良くパウダービーム加工し得るパ
ウダービーム加工装置を提案しようとするものである。

【００５４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、高圧気体内に微粒子を分散させ、
得られた固気二相流を加工対象物の表面に噴射するよう
にして当該加工対象物の加工面を加工するパウダービー
ム加工装置において、加工対象物の表面にそれぞれ固気
二相流を噴射する複数のノズルと、各ノズルに対応して
接続された高圧気体の流路とそれぞれ連通し、微粒子を
一時保持する保持室と、保持室内で各流路に対応して設
けられ、微粒子を固相状態のままそれぞれ所定量ずつ対
応する流路内に送り出す送出し手段と、各流路における
保持室との連通部分の内部圧力をそれぞれ調整する圧力
調整手段とを設け、各圧力調整手段は、対応する流路に
おける保持室との連通部分の内部圧力を互いに保持室の
内部圧力と同圧となるように調整するようにした。

【００５５】この結果このパウダービーム加工装置で
は、各送出し手段に対応する流路における保持室との連
通部分に圧力差が生じるのを回避することができ、かく
して保持室から各流路へ過剰量の微粒子が送出された
り、保持室内に各流路から高圧気体が流入するのを未然
に回避することができる。

【００５６】また本発明においては、各ノズルに対応し
て保持室に連通する高圧気体の流路は、それぞれ高圧気
体の本流路から分岐した一方の第１の分岐流路でなり、
各送出し手段から対応する第１の分岐流路を介して送出
された微粒子を、高圧気体の各本流路から分岐した他方
の第２の分岐流路を介して供給される高圧気体と混合
し、得られた各固気二相流を対応するノズルにそれぞれ
送出するようにした。

【００５７】この結果このパウダービーム加工装置で
は、各本流路を通過する高圧気体の流量が互いに異なる
場合や、保持室内の各送出し手段から送出される微粒子
の送出量が互いに異なる場合であっても、各送出し手段
に対応する第１の分岐流路における保持室との連通部分
に圧力差が生じるのを回避することができ、かくして保
持室から各第１の分岐流路へ過剰量の微粒子が送出され
たり、保持室内に各第１の分岐流路から高圧気体が流入
するのを未然に回避することができる。

【００５８】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施の形態を詳述する。

【００５９】（１）第１の実施の形態 図１３との対応部分に同一符号を付して示す図１におい
て、１２０は本発明を適用した直圧連続式のパウダービ
ーム加工装置を示し、フィーダタンク１２１内に上述し
たスクリュフィーダ９７と同一構成からなるスクリュフ
ィーダ１２２、１２３が２個設けられる共に、当該各ス
クリュフィーダ１２２、１２３の出力系に対応して加工
室１２４、１２５が２個設けられている点を除いて、従
来のパウダービーム加工装置５０と同様に構成されてい
る。

【００６０】すなわち本発明におけるパウダービーム加
工装置１２０は、上端に粉粒体供給口５１Ａが形成され
ると共に一対のサイクロン５２Ａ、５２Ｂが接続された
リザーブタンク５１を有し、当該各サイクロン５２Ａ、
５２Ｂによって、粉粒体供給口５１Ａを介して供給され
た粉粒体を各加工室１２４、１２５から管路１２６、１
２７を介してそれぞれ供給される空気流から分離してリ
ザーブタンク５１内に導くようになされている。これら
各加工室１２４、１２５から引き出された管路１２６、
１２７にはそれぞれ途中に開放弁１２８、１２９が接続
され、当該各開放弁１２８、１２９によって空気流の流
量を調整し得るようになされている。

【００６１】リザーブタンク５１の内部下側にはスクリ
ュフィーダ６３が設けられており、リザーブタンク５１
に固定されたモータ６４から出力される回転力に基づい
て、その中心軸Ｋ１を中心として矢印ａに示す回転方向
に回転し得るようになされている。

【００６２】これによりモータ６４を駆動させてスクリ
ュフィーダ６３を一定速度で矢印ａ方向に回転させるこ
とにより、スクリュフィーダ６３の溝部に入り込んだ粉
粒体を、当該スクリュフィーダ６３の回転速度に応じて
一定量ずつ接続室６５内に送り出すことができるように
なされている。

【００６３】そしてこの接続室６５は中間タンク６６と
連通接続されており、当該中間タンク６６の上部には駆
動機構（図示せず）から与えられる推進力に基づいて昇
降することにより中間タンク６６の導入口を開閉し得る
ように円錐弁６７が配設されている。また中間タンク６
６の内部には接続室６５から円錐弁６７を介して送り込
まれた粉粒体の量を検出するレベルセンサ６８が設けら
れている。

【００６４】これによりこのパウダービーム加工装置１
２０においては、接続室６５と中間タンク６６とを円錐
弁６７により機械的に分離することができ、かくして中
間タンク６６内に送り込まれる粉粒体の流入量をレベル
センサ６８により測定しながら常に一定量の粉粒体を中
間タンク６６に送り出すことができるようになされてい
る。

【００６５】さらに中間タンク６６は各管路１３０、１
３１を介して対応する加工室１２４、１２５とそれぞれ
連通接続されており、当該各管路１３０、１３１の途中
に接続された開放弁１３２、１３３によって空気流の流
量をそれぞれ調整し得るようになされている。このとき
中間タンク６６の内部圧力は圧力センサ７１によって検
出され得るようになされている。

【００６６】この中間タンク６６の下側には、撹拌機構
が内蔵された筒状支持体７２が連通して設けられ、当該
筒状支持体７２には加圧源７３から加圧用電磁弁７４を
介して引き出された加圧管路７５が接続されている。こ
れにより加圧用電磁弁７４の調整に応じて筒状支持体７
２及び中間タンク６６の内部圧力を調整し得るようにな
されている。

【００６７】また筒状支持体７２はフィーダタンク１２
１と連通接続されており、当該フィーダタンク１２１の
上部には駆動機構（図示せず）から与えられる推進力に
基づいて昇降することによりフィーダタンク１２１の導
入口を開閉し得るように円錐弁９６が配設されている。

【００６８】図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、フィ
ーダタンク１２１の内部下側には一対のスクリュフィー
ダ１２２、１２３が並列に設けられており、フィーダタ
ンク１２１に固定された各モータ１３４、１３５から出
力される回転力に基づいて、それぞれ中心軸Ｋ２を中心
として矢印ｂに示す回転方向に回転し得るようになされ
ている。

【００６９】またフィーダタンク１２１内において、一
対のスクリュフィーダ１２２、１２３の上部には上下２
段に撹拌棒９９、１００がそれぞれモータ１０１、１０
２の駆動に応じて回転し得るようになされている。さら
にフィーダタンク１２１内には、上限レベルセンサ１０
３と下限レベルセンサ１０４とがそれぞれ配されてお
り、これらのレベルセンサ１０３、１０４によって、筒
状支持体７２から供給される粉粒体の量の検出を行うよ
うになされている。

【００７０】さらにフィーダタンク１２１には、中間タ
ンク６６と連通接続するようにバイパス管路１０５が設
けられおり、当該バイパス管路１０５の途中に取り付け
られたバイパスバルブ１０６の開閉に応じて中間タンク
６６及びフィーダタンク１２１の双方の圧力の均衡を保
つようになされている。

【００７１】さらにフィーダタンク１２１には、加圧源
１０７から加圧用電磁弁１０８を介して引き出された加
圧管路１０９が接続されており、当該加圧用電磁弁１０
８の調整に応じてフィーダタンク１２１の内部圧力を調
整し得るようになされている。このときフィーダタンク
１２１の内部圧力は圧力センサ１１０によって検出され
得るようになされている。

【００７２】さらにこのフィーダタンク１２１はそれぞ
れ管路１３６、１３７を介して対応する加工室１２４、
１２５と連通接続されており、当該各管路１３６、１３
７には途中に接続された開放弁１３８、１３９によって
それぞれ空気流の流量を調整し得るようになされてい
る。

【００７３】図１及び図３に示すように、このフィーダ
タンク１２１の下側端にはそれぞれ管路１４０、１４１
を介して一対の粒体供給部１４２、１４３が連通接続さ
れており、一対のスクリュフィーダ１２２、１２３を、
それぞれ対応するモータ１３４、１３５を駆動させて一
定速度で矢印ｂ方向に回転させることにより、双方のス
クリュフィーダ１２２、１２３の溝部に入り込んだ粉粒
体を、当該各スクリュフィーダ１２２、１２３の回転速
度に応じて一定量ずつそれぞれ管路１４０、１４１を介
して対応する粒体供給部１４２、１４３内に送り出すこ
とができるようになされている。

【００７４】各粒体供給部１４２、１４３は、それぞれ
エアー供給源（図示せず）と対応する管路１４４、１４
５を介して接続されており、当該各管路１４４、１４５
の途中には電空レギュレータ１４６、１４７、マスフロ
ーセンサ１４８、１４９、メインコントロールバルブ１
５０、１５１及び圧力センサ１５２、１５３が順次設け
られている。

【００７５】これによりエアー供給源から供給される高
圧エアーは、電圧レギュレータ１４６、１４７によって
所定範囲内に圧力調整された後、マスフローセンサ１４
８、１４９によって流量が検出されながら、後続するメ
インコントロールバルブ１５０、１５１の入出力間の差
圧が所定値の範囲において流量調整される。このとき各
メインコントロールバルブ１５０、１５１の後段の管路
１４４、１４５の内部圧力は圧力センサ１５２、１５３
によって検出され得るようになされている。

【００７６】実際にマスフローセンサ１４８、１４９及
びメインコントロールバルブ１５０、１５１は、それぞ
れ図４に示すような質量流量制御部１５４を含むサーボ
系によって流量調整を行うようになされている。このマ
スフローセンサ１４８（１４９）から得られた流量値Ｋ
₁ は、質量流量制御部１５４内の比較部１５５において
マスフローメータ１４８Ａ（１４９Ａ）で設定された基
準流量値Ｋ₂ と比較した後、調節部１５６において当該
比較結果に応じて調整値Ｋ₃ を算出した後、当該算出結
果に基づいてパルスモータ１５７を駆動することによ
り、メインコントロールバルブ１５０（１５１）の開閉
状態を制御するようになされている。なおマスフローメ
ータ１４８Ａ（１４９Ａ）で設定された基準流量値Ｋ₂
はディジタル指示部１５８に数値表示されるようになさ
れている。

【００７７】また各粒体供給部１４２、１４３に接続さ
れた管路１４４、１４５からはバイパス管路１５９、１
６０が分岐しており、当該各バイパス管路１５９、１６
０がフィーダタンク１２１と連通接続されている。

【００７８】かくして各粒体供給部１４２、１４３で
は、エアー供給源から送出される高圧エアーがマスフロ
ーセンサ１４８、１４９を通過する管路１４４、１４５
内の流量が同一となるようにメインコントロールバルブ
１５０、１５１を開閉制御すると共に、フィーダタンク
１２１内の各スクリュフィーダ１２２、１２３から送り
出される粉粒体の吐出量が同一となるように当該各スク
リュフィーダ１２２、１２３の回転速度を同一に制御す
ることにより、当該各粒体供給部１４２、１４３と接続
する管路１４４、１４５内の付加圧力損失に差が生じる
ことなく双方の圧力を同一に制御することができる。

【００７９】そして各粉粒体供給部１４２、１４３は、
フィーダタンク１２１から対応する管路１４０、１４１
を介して粉粒体が送り込まれると、当該粉粒体をエアー
供給源から送出される空気流に乗せてそれぞれ管路１４
４、１４５内を搬送させながら、これを対応する加工室
１２４、１２５内の噴射ノズル１６３、１６４に圧送さ
せる。

【００８０】これによりこのパウダービーム加工装置１
２０においては、双方の粉体供給部１４２、１４３から
搬送される固気二相流を各噴射ノズル１６３、１６４を
介して加工室１２４、１２５内に固定されたワーク（図
示せず）の加工面に吹き当てることができ、かくしてこ
の固気二相流によってワークの加工面をパウダービーム
加工することができるようになされている。

【００８１】この実施の形態の場合、各噴射ノズル１６
３、１６４としては、例えば酸化アルミニウムから形成
された互いに同一形状でなる前側部分及び後側部分を接
合して構成されたもの（特開平4-261776号公報）が用い
られている（図示せず）。かかる噴射ノズル１６３（１
６４）の通路は、管路１４４（１４５）と連通する入口
部と、当該入口部と連通しかつ噴射口の長さ方向に寸法
が拡大する長さ方向拡大部と、当該長さ方向拡大部と連
通しかつ噴射口の幅方向に寸法が縮小される幅方向縮小
部と、当該幅方向縮小部と連通する略矩形型の噴射口と
から形成されている。

【００８２】これら入口部、長さ方向拡大部、幅方向縮
小部及び噴射口からなる通路は、全て壁面が連続するよ
うに形成されており、また当該噴射口の口幅は最小10
〔μｍ〕の値でなるように設定されている。

【００８３】かくして噴射ノズル１６３（１６４）にお
いては、管路１４４（１４５）から入口部を介してして
送り込まれた固気二相流を、長さ方向拡大部で噴射口の
長さ方向に分散均一化させた後、続く幅方向縮小部で噴
射口の幅方向に分散均一化させると共に一層加速させな
がら噴射口を介して直線流として噴射させることがで
き、この結果、当該噴射口で粉粒体が目詰まりするのを
未然に防止することができるようになされている。

【００８４】実際上このパウダービーム加工装置１２０
では、双方の加工室１２４、１２５内における噴射加工
に用いられた粉粒体がサイクロン５２Ａ、５２Ｂによっ
て空気中から回収されるようになされている。そしてこ
のような粉粒体はリザーブタンク５１内に蓄えられると
共に、リザーブタンク５１に固定されたモータ６４の駆
動に応じてスクリュフィーダ６３が回転することによっ
て、当該スクリュフィーダ６３の溝部に入り込みながら
一定量ずつ接続室６５内に送り出される。

【００８５】このとき中間タンク６６では、フィーダタ
ンク１２１と連通接続するための円錐弁９６を閉状態に
する一方、接続室６５と連通接続するための円錐弁６７
を開状態にしておき、接続室６５から送り込まれる粉粒
体の量をレベルセンサ６８によって検出しながら、中間
タンク６６内に一定量の粉粒体が充填されたとき、接続
室６５と連通接続するための円錐弁６７を閉状態にす
る。

【００８６】この状態において中間タンク６６及びフィ
ーダタンク１２１を連通するバイパス管路１０５の途中
に設けられたバイパスバルブ１０６を開状態にすること
により、中間タンク６６及びフィーダタンク１２１間の
圧力を均衡させる。次いで中間タンク６６は、フィーダ
タンク１２１と連通接続するための円錐弁９６を開状態
にすることにより、中間タンク６６からフィーダタンク
１２１内に一定量の粉粒体を送り込む。

【００８７】このとき中間タンク６６内の粉粒体が全て
フィーダタンク１２１内に送り込まれたことをレベルセ
ンサ６８が検出すると、その時点で円錐弁９６及びバイ
パスバルブ１０６を共に閉状態にする。

【００８８】続いてフィーダタンク１２１内では、加圧
用電磁弁１０８を開閉制御して所定の圧力を維持するよ
うに圧力源１０７からの加圧状態を調整しながら、充填
されている一定量の粉粒体を各モータ１３４、１３５の
駆動に応じて回転する一対のスクリュフィーダ１２２、
１２３によってそれぞれ管路１４０、１４１を介して対
応する粒体供給部１４２、１４３に所定量ずつ送り出
す。このときフィーダタンク１２１内では、上下一対の
撹拌棒９９、１００が対応するモータ１０１、１０２の
駆動に応じてそれぞれ回転することにより、フィーダタ
ンク１２１内部で粉粒体を撹拌する。

【００８９】やがて中間タンク６６からフィーダタンク
１２１に送り込まれる粉粒体の量が所定量以下になった
ことを下限レベルセンサ１０４によって検出されると、
加圧用電磁弁７４を開状態にして圧力源からの加圧状態
を調整しながら中間タンク６６の内部圧力をフィーダタ
ンク１２１の内部圧力と同じに設定させると共に、中間
タンク６６及びフィーダタンク１２１を連通するバイパ
ス管路１０５の途中に設けられたバイパスバルブ１０６
を開状態にする。

【００９０】このように中間タンク６６及びフィーダタ
ンク１２１の内部圧力を均衡させた状態で、中間タンク
６６では、フィーダタンク１２１と連通接続するための
円錐弁９６を開状態にすることにより、当該中間タンク
６６内に充填されている粉粒体をフィーダタンク１２１
に供給する。

【００９１】かくしてフィーダタンク１２１から各粒体
供給部１４２、１４３にそれぞれ粉粒体を送り出してい
る間にリザーブタンク５１から中間タンク６６に粉粒体
を蓄積しておき、当該フィーダタンク１２１が空になっ
たとき、同圧状態にある中間タンク６６から一定量の粉
粒体が送り込まれるようにしたことにより、高圧状態に
あるフィーダタンク１２１内に順次粉粒体を一定量ずつ
連続的に供給することができる。

【００９２】以上の構成において、このパウダービーム
加工装置１２０では、フィーダタンク１２１内に同一構
成からなる２系統のスクリュフィーダ１２２、１２３を
設けると共に、当該各スクリュフィーダ１２２、１２３
に対応する粒体供給部１４２、１４３に接続された管路
１４４、１４５の内部圧力Ｐ₁ 及びＰ₂ を互いに同圧
（すなわちＰ₁ ＝Ｐ₂ ）かつフィーダタンク１２１の内
部圧力Ｐ₀ と経時的に同圧となるように調整しておき、
当該各スクリュフィーダ１２２、１２３を同一の回転速
度で回転させるようにして互いに同一量の粉粒体をそれ
ぞれ対応する粒体供給部１４２、１４３に送り出す。

【００９３】これにより高圧下で撹拌された状態にある
粉粒体が充填されているフィーダタンク１２１内におい
て、各スクリュフィーダ１２２、１２３の粒体供給部１
４２、１４３との接続部分に圧力差が生じるのを回避す
ることができ、この結果、フィーダタンク１２１と各粒
体供給部１４２、１４３との間で過剰量の粉粒体が送出
されたり、フィーダタンク１２１内に高圧エアーが流入
したりするのを未然に回避することができる。

【００９４】従って、フィーダタンク１２１内に充填さ
れている粉粒体を各スクリュフィーダ１２２、１２３か
ら同じ量ずつ対応する粒体供給部１４２、１４３を介し
て噴出ノズル１６３、１６４に送り出すことができ、こ
の結果当該各噴射ノズル１６３、１６４から同一量の粉
粒体を安定した状態で連続的にワークの加工面に吹き当
てることができる。

【００９５】この結果このパウダービーム加工装置１２
０では、高圧下にあるフィーダタンク内に複数のスクリ
ュフィーダ１２２、１２３を設けることができるため、
噴射ノズル１６３、１６４を複数設ける場合であっても
リザーブタンク５１、中間タンク６６及びフィーダタン
ク１２１は単一構成で使用することができる分だけ、従
来のような直圧連続式のパウダービーム加工装置５０
（図１３）を噴射ノズルの数だけ設ける必要がなく、装
置全体としての構成を簡易にすることができる。

【００９６】以上の構成によれば、このパウダービーム
加工装置１２０において、フィーダタンク１２１内に同
一構成からなる２系統のスクリュフィーダ１２２、１２
３を設け、当該各スクリュフィーダ１２２、１２３に対
応する粒体供給部１４２、１４３に接続された管路１４
４、１４５の内部圧力Ｐ₁ 及びＰ₂ を互いに同圧（すな
わちＰ₁ ＝Ｐ₂ ）かつフィーダタンク１２１の内部圧力
Ｐ₀ と経時的に同圧に調整しながら、当該各スクリュフ
ィーダ１２２、１２３を同一の回転速度で回転させて互
いに同一量の粉粒体をそれぞれ対応する粒体供給部１４
２、１４３に送り出すようにしたことにより、当該各粒
体供給部１４２、１４３と連通する噴射ノズル１６３、
１６４からそれぞれ同一量の粉粒体を安定した状態で連
続的にワークの加工面に吹き当てることができ、かくし
て簡易な構成で効率良くパウダービーム加工し得るパウ
ダービーム加工装置１２０を実現できる。

【００９７】（２）第２の実施の形態 図１との対応部分に同一符号を付して示す図５におい
て、パウダービーム加工装置１７０は、各エアー供給源
（図示せず）から対応する粒体供給部１４２、１４３を
介してそれぞれ加工室１２４、１２５に至るまでの経路
が異なる点を除いて、第１の実施の形態によるパウダー
ビーム加工装置１２０と同様に構成されている。

【００９８】図６に示すように、各エアー供給源（図示
せず）から引き出された管路１４４、１４５の途中に
は、電空レギュレータ１４６、１４７、マスフローセン
サ１４８、１４９、メインコトロールバルブ１５０、１
５１及び圧力センサ１５２、１５３がそれぞれ順次設け
られており、当該各メインコントロールバルブ１５０、
１５１の後段で分岐した管路１４４Ａ、１４５Ａがミニ
コントロールバルブ１７１、１７２を介して対応する粒
体供給部１４２、１４３と連通接続されている。

【００９９】各粒体供給部１４２、１４３に連通接続さ
れた管路１４４Ａ、１４５Ａは、メインコントロールバ
ルブ１５０、１５１の後段で分岐した管路１４４Ｂ、１
４５Ｂの他方とそれぞれエジェクタ１７３、１７４にお
いて連通接続され、当該各エジェクタ１７３、１７４に
接続された管路１４４（１４４Ａ、１４４Ｂ）、１４５
（１４５Ａ、１４５Ｂ）がそれぞれ対応する加工室１２
４、１２５内の噴射ノズル１６３、１６４と接続されて
いる。

【０１００】この第２の実施の形態では、上述した第１
の実施の形態の場合と異なり、各スクリュフィーダ１２
２、１２３の粒体供給部１４２、１４３との接続部分に
圧力差が生じなければ、各エアー供給源（図示せず）か
ら送出される高圧エアーの管路１４４、１４５内の流量
が相違しても良く、さらには各粒体供給部１４２、１４
３から送り出される粉粒体の吐出量が相違しても良い。

【０１０１】すなわち各粒体供給部１４２、１４３で
は、各エアー供給源から送出される高圧エアーがマスフ
ローセンサ１４８、１４９を通過する管路１４４、１４
５内の流量がそれぞれ所定の設定流量となるようにメイ
ンコントロールバルブ１５０、１５１を開閉制御しなが
ら、各スクリュフィーダ１２２、１２３に対応する粒体
供給部１４２、１４３に接続された管路１４４Ａ、１４
５Ａの内部圧力が互いにフィーダタンク１２１の内部圧
力と同圧となるように、ミニコントロールバルブ１７
１、１７２のいずれか一方を基準にして他方を開閉制御
する。

【０１０２】続いて各スクリュフィーダ１２２、１２３
の回転速度をそれぞれ設定速度で制御することにより、
フィーダタンク１２１内に充填されている粉粒体をそれ
ぞれ回転速度に応じた量ずつ対応する粒体供給部１４
２、１４３に送り出す。そして各粒体供給部１４２、１
４３は、各スクリュフィーダ１２２、１２３から一定量
ずつ粉粒体が送り込まれると、当該粉粒体をエアー供給
源（図示せず）からミニコントロールバルブ１７１、１
７２を介して供給される高圧エアーに乗せて管路１４４
Ａ、１４５Ａ内を搬送させながらエジェクタ１７３、１
７４に供給する。

【０１０３】このエジェクタ１７３、１７４は、各メイ
ンコトロールバルブ１５０、１５１の後段から分岐した
他方の管路１４４Ｂ、１４５Ｂから送出される高圧エア
ーと、各粒体供給部１４２、１４３から供給される粉粒
体とを混合し、得られた固気二相流をそれぞれ管路１４
４、１４５を介して加工室１２４、１２５内の対応する
噴射ノズル１６３、１６４に圧送する。

【０１０４】これによりこのパウダービーム加工装置１
７０においては、双方の粉体供給部１４２、１４３から
搬送される固気二相流を各噴射ノズル１６３、１６４を
介して加工室１２４、１２５内に固定されたワーク（図
示せず）の加工面に吹き当てることができ、かくしてこ
の固気二相流によってワークの加工面をパウダービーム
加工することができるようになされている。

【０１０５】因みに実験によると、粉粒体として直径が
平均23〔μｍ〕かつ比重1.5 でなるガラスビーズを使用
し、各電空レギュレータの設定圧力を 0.4〔MPa 〕と設
定し、各スクリュフィーダ１２２、１２３に対応する粒
体供給部１４２、１４３に接続された管路１４４Ａ、１
４５Ａの内部圧力Ｐ₁ 、Ｐ₂ を互いにフィーダタンク１
２１の内部圧力Ｐ₀ と同圧の0.35〔MPa 〕と調整し、管
路１４４内を通過する高圧エアーの流量を2000〔l/min.
ANR 〕と設定し、管路１４５内を通過する高圧エアーの
流量を1500〔l/min.ANR 〕と設定し、スクリュフィーダ
１２２の回転速度を粉粒体の吐出量が1200〔g/min 〕と
なるように設定し、スクリュフィーダ１２３の回転速度
を粉粒体の吐出量が1000〔g/min 〕となるように設定し
た。

【０１０６】実際にこのパウダービーム加工装置１７０
においては、装置内に設けられた制御部（図示せず）
が、フィーダタンク１２１内の各スクリュフィーダ１２
２、１２３の回転状態及び各エアー供給源から供給され
る高圧エアーの供給状態を制御することにより、当該各
スクリュフィーダ１２２、１２３に対応する粒体供給部
１４２、１４３とエジェクタ１７３、１７４を介して接
続された加工室１２４、１２５内の噴出ノズル１６３、
１６４の吐出状態を制御し得るようになされている。

【０１０７】まずこのパウダービーム加工装置１７０で
は、制御部は、作業者によって電源がオン状態にされる
と、図７に示すように、ステップＳＰ０からフィーダタ
ンク１２１の出力系の加工条件調整処理手順ＲＴ１に入
り、続くステップＳＰ１において各メインコントロール
バルブ１５０、１５１をそれぞれ開状態に制御した後、
ステップＳＰ２に進む。

【０１０８】このステップＳＰ２において、制御部は、
各管路１４４、１４５内の通過流量がそれぞれ所定の設
定流量であるか否かを判断した後、肯定結果が得られる
まで再度ステップＳＰ１に戻って上述と同様に各メイン
コントロールバルブ１５０、１５１を開閉制御する。

【０１０９】次いで制御部はステップＳＰ３に進んで、
フィーダタンク１２１内の各スクリュフィーダ１２２、
１２３をそれぞれ所定の設定速度で回転させた後、ステ
ップＳＰ４に進んで、当該各スクリュフィーダ１２２、
１２３に対応する粒体供給部１４２、１４３に接続され
た管路１４４Ａの内部圧力Ｐ₁ が管路１４５Ａの内部圧
力Ｐ₂ よりも小さいか否かを判断する。

【０１１０】このステップＳＰ４において肯定結果が得
られると、制御部は、ステップＳＰ５に進んで一方のミ
ニコントロールバルブ１７１を開状態に制御して管路１
４４Ａの内部圧力Ｐ₁ を上昇させながら、ステップＳＰ
６に進んで、管路１４４Ａの内部圧力Ｐ₁ が管路１４５
Ａの内部圧力Ｐ₂ と同圧であるか否かを判断する。

【０１１１】このステップＳＰ６において否定結果が得
られると、制御部は、ステップＳＰ７に進んで、管路１
４４Ａの内部圧力Ｐ₁ が管路１４５Ａの内部圧力Ｐ₂ よ
りも大きいか否かを判断し、肯定結果が得られたときに
はステップＳＰ８に進んで一方のミニコントロールバル
ブ１７２を閉状態に制御した後、ステップＳＰ９に進ん
で管路１４４Ａの内部圧力Ｐ₁ が管路１４５Ａの内部圧
力Ｐ₂ と同圧でなければ再度ステップＳＰ４に戻る一
方、同圧であればステップＳＰ１０に進む。

【０１１２】これに対してステップＳＰ７において否定
結果が得られると、制御部は、再度ステップＳＰ５に戻
って一方のミニコントロールバルブ１７１を所定量開状
態に制御した後、ステップＳＰ６において肯定結果が得
られるまで上述と同様の処理を繰り返し、このステップ
ＳＰ６において肯定結果が得られたときステップＳＰ１
０に進む。

【０１１３】続いて制御部は、ステップＳＰ１０におい
て、一方のミニコントロールバルブ１７１の開閉制御を
オフした後、ステップＳＰ１１において管路１４４Ａ、
１４５Ａの内部圧力Ｐ₁ 、Ｐ₂ が互いに同圧でかつフィ
ーダタンク１２１の内部圧力Ｐ₀ と経時的に同圧になっ
たか否かを判断した後、ステップＳＰ１２に進んでパウ
ダービーム加工を終了するか否かを判断し、終了すると
判断した場合にはそのままステップＳＰ１３に進んで当
該加工条件調整処理手順ＲＴ１を終了する一方、終了し
ないと判断した場合には再度ステップＳＰ４に戻って上
述と同様に処理を繰り返す。

【０１１４】これに対して制御部は、ステップＳＰ１１
において否定結果が得られると、このことは何らかのト
ラブルが発生したと判断して、ステップＳＰ１４に進ん
で装置全体の動作を非常停止させた後、そのままステッ
プＳＰ１３に進んで当該加工条件調整処理手順ＲＴ１を
終了する。

【０１１５】また一方上述したステップＳＰ４において
否定結果が得られると、制御部は、ステップＳＰ１５に
進んで他方のミニコントロールバルブ１７２を開状態に
制御して管路１４５Ａの内部圧力Ｐ₂ を上昇させなが
ら、ステップＳＰ１６に進んで、管路１４４Ａの内部圧
力Ｐ₁ が管路１４５Ａの内部圧力Ｐ₂ と同圧であるか否
かを判断する。

【０１１６】このステップＳＰ１６において否定結果が
得られると、制御部は、ステップＳＰ１７に進んで、管
路１４４Ａの内部圧力Ｐ₁ が管路１４５Ａの内部圧力Ｐ
₂ よりも大きいか否かを判断し、肯定結果が得られたと
きにはステップＳＰ１８に進んで他方のミニコントロー
ルバルブ１７２を閉状態に制御した後、ステップＳＰ１
９に進んで管路１４４Ａの内部圧力Ｐ₁ が管路１４５Ａ
の内部圧力Ｐ₂ と同圧でなければ再度ステップＳＰ４に
戻る一方、同圧であればステップＳＰ２０に進む。

【０１１７】これに対してステップＳＰ１７において否
定結果が得られると、制御部は、再度ステップＳＰ５に
戻って一方のミニコントロールバルブ１７１を所定量開
状態に制御した後、ステップＳＰ６において肯定結果が
得られるまで上述と同様の処理を繰り返し、このステッ
プＳＰ６において肯定結果が得られたときステップＳＰ
１０に進む。

【０１１８】続いて制御部は、ステップＳＰ２０におい
て、他方のミニコントロールバルブ１７２の開閉制御を
オフした後、ステップＳＰ１１において管路１４４Ａ、
１４５Ａの内部圧力Ｐ₁ 、Ｐ₂ が互いに同圧でかつフィ
ーダタンク１２１の内部圧力Ｐ₀ と経時的に同圧になっ
たか否かを判断した後、ステップＳＰ１２に進んでパウ
ダービーム加工を終了するか否かを判断し、終了すると
判断した場合にはそのままステップＳＰ１３に進んで当
該圧力調整処理手順ＲＴ１を終了する一方、終了しない
と判断した場合には再度ステップＳＰ４に戻って上述と
同様に処理を繰り返す。

【０１１９】これに対して制御部は、ステップＳＰ１１
において否定結果が得られると、このことは何らかのト
ラブルが発生したと判断して、ステップＳＰ１４に進ん
で装置全体の動作を非常停止させた後、そのままステッ
プＳＰ１３に進んで当該圧力調整処理手順ＲＴ１を終了
する。

【０１２０】かくしてパウダービーム加工装置１７０で
は、制御部（図示せず）は、各スクリュフィーダ１２
２、１２３に対応する粒体供給部１４２、１４３に接続
された管路１４４Ａ、１４５Ａの内部圧力が互いにフィ
ーダタンク１２１の内部圧力と同圧となるように、自動
的にミニコントロールバルブ１７１、１７２のいずれか
一方を基準にして他方を開閉制御することができる。

【０１２１】以上の構成において、このパウダービーム
加工装置１７０では、フィーダタンク１２１内に同一構
成からなる２系統のスクリュフィーダ１２２、１２３を
設けておき、各エアー供給源（図示せず）と接続するメ
インコントロールバルブ１５０、１５１の後段で分岐し
た管路１４４、１４５の一方１４４Ａ、１４５Ａをそれ
ぞれミニコントロールバルブ１７１、１７２を介してス
クリュフィーダ１２２、１２３に対応する粒体供給部１
４２、１４３に連通接続させると共に、当該各分岐した
他方１４４Ｂ、１４５Ｂをそれぞれエジェクタ１７３、
１７４に連通接続させておく。

【０１２２】この状態において、各スクリュフィーダ１
２２、１２３に対応する粒体供給部１４２、１４３に接
続された管路１４４Ａ、１４５Ａの内部圧力を互いにフ
ィーダタンク１２１の内部圧力と同圧となるように調整
しながら、各スクリュフィーダ１２２、１２３をそれぞ
れ所定の設定速度で回転させるようにして当該各回転速
度に応じた量ずつ粉粒体を対応する粒体供給部１４２、
１４３に送り出す。

【０１２３】これにより高圧下で撹拌された状態にある
粉粒体が充填されているフィーダタンク１２１内におい
て、各スクリュフィーダ１２２、１２３の粒体供給部１
４２、１４３との接続部分に圧力差が生じるのを回避す
ることができ、この結果、フィーダタンク１２１と各粒
体供給部１４２、１４３との間で過剰量の粉粒体が送出
されたり、フィーダタンク１２１内に高圧エアーが流入
したりするのを未然に回避することができる。

【０１２４】従って、フィーダタンク１２１内に充填さ
れている粉粒体を各スクリュフィーダ１２２、１２３か
らそれぞれ回転速度に応じた量ずつ対応する粒体供給部
１４２、１４３を介してエジェクタ１７３、１７４に送
り出すことができ、当該各エジェクタ１７３、１７４に
おいて、各メインコントロールバルブ１５０、１５１の
後段で分岐した他方の管路１４４Ｂ、１４５Ｂからそれ
ぞれ所定の設定流量で送出される高圧エアーと混合させ
ることによって、当該各エジェクタ１７３、１７４から
それぞれ粉粒体含量及び流量が相違する固気二相流を対
応する加工室１２４、１２５内の噴射ノズル１６３、１
６４に圧送することができる。

【０１２５】この結果当該各噴射ノズル１６３、１６４
からそれぞれ別個に設定した量の粉粒体を安定した状態
で連続的にワークの加工面に吹き当てることができ、か
くして例えばプラズマディスプレイのような大画面（42
〜60インチ程度）用のワークを加工するのみならず、当
該ワークを荒加工及び微細加工のような２種類の加工処
理を連続的に行うことができる。

【０１２６】以上の構成によれば、このパウダービーム
加工装置１７０において、フィーダタンク１２１内に同
一構成からなる２系統のスクリュフィーダ１２２、１２
３を設け、各エアー供給源（図示せず）と接続するメイ
ンコントロールバルブ１５０、１５１の後段で分岐した
管路１４４、１４５の一方１４４Ａ、１４５Ａをそれぞ
れスクリュフィーダ１２２、１２３に対応する粒体供給
部１４２、１４３に連通接続させておき、当該各粒体供
給部１４２、１４３に接続された管路１４４Ａ、１４５
Ａの内部圧力をフィーダタンク１２１の内部圧力と同圧
となるように調整しながら、各スクリュフィーダ１２
２、１２３をそれぞれ所定の設定速度で回転させるよう
にして当該各回転速度に応じた量ずつ粉粒体を対応する
粒体供給部１４２、１４３に送り出すと共に、各メイン
コントロールバルブ１５０、１５１の後段で分岐した管
路１４４、１４５の他方１４４Ｂ、１４５Ｂからそれぞ
れ所定の設定流量で送出される高圧エアーとそれぞれエ
ジェクタ１７３、１７４において混合させるようにした
ことにより、当該各エジェクタ１７３、１７４と連通す
る噴射ノズル１６３、１６４からそれぞれ別個に設定し
た量の粉粒体を安定した状態で連続的にワークの加工面
に吹き当てることができ、かくして簡易な構成で効率良
くパウダービーム加工し得るパウダービーム加工装置１
７０を実現できる。

【０１２７】（３）他の実施の形態 なお上述の第１及び第２の実施の形態においては、高圧
エアーに粉粒体（微粒子）を分散させるようにして固気
二相流を生成するようにした場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、この他種々の高圧気体に粉粒体
（微粒子）を分散させて固気二相流を生成するようにし
ても良い。

【０１２８】また上述の第１及び第２の実施の形態にお
いては、各噴射ノズル１６３、１６４に対応して接続さ
れた高圧エアー（高圧気体）の管路（流路）１４４、１
４５とそれぞれ連通し、かつ粉粒体（微粒子）を一時保
持する保持室を、リザーブタンク５１、中間タンク６６
及びフィーダタンク１２１から構成するようにした場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、内部
に複数のスクリュフィーダ（送出し手段）１２２、１２
３を設けることができれば、この他種々の構成からなる
保持室を適用するようにしても良い。

【０１２９】さらに上述の第１及び第２の実施の形態に
おいては、保持室内に設けられた各送出し手段を、図２
に示すようなフィーダタンク１２１内に設けられた各ス
クリュフィーダ１２２、１２３により構成するようにし
た場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要
は、保持室に保持された粉粒体（微粒子）を固相状態の
ままそれぞれ所定量ずつ対応する流路内に送り出すこと
ができれば、送出し手段としてはこの他種々の構成を適
用できる。

【０１３０】さらに上述の第１及び第２の実施の形態に
おいては、複数の加工室１２４、１２５内にそれぞれ噴
射ノズル１６３、１６４を設けるようにした場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、単一の加工室内に
複数の噴射ノズルを設けるようにしても良い。これによ
り各加工室内のパウダービーム加工の処理効率を格段と
向上させることができる。

【０１３１】さらに上述の第１及び第２の実施の形態に
おいては、各噴射ノズル１６３、１６４を上述したよう
な構成のもの（特開平４-261776 号公報）を適用した場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、ワークの
加工面に実用上十分な噴射量で固気二相流を噴射するこ
とができれば、この他種々の構成のものを適用するよう
にしても良い。

【０１３２】さらに上述の第１及び第２の実施の形態に
おいては、フィーダタンク１２１内に２個のスクリュフ
ィーダ１２２、１２３を設けるようにした場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、噴射ノズルの数が３
個以上であればこれと同数のスクリュフィーダを設ける
ようにしても良い。

【０１３３】すなわち第１の実施の形態の場合、フィー
ダタンク１２１の下側端にはスクリュフィーダ（１２
２、１２３）の数に応じた管路（１４０、１４１）及び
当該各管路（１４０、１４１）に対応する粒体供給部
（１４２、１４３）を設けると共に、当該各粒体供給部
（１４２、１４３）と連通する管路（１４４、１４５）
をそれぞれエアー供給源から引き出すようにすれば良
く、上述の管路１４４、１４５と同様に電空レギュレー
タ（１４６、１４７）、マスフローセンサ（１４８、１
４９）及びメインコントロールバルブ（１５０、１５
１）を途中に設けると共に、当該管路（１４４、１４
５）の途中にフィーダタンク１２１と導通するバイパス
管路（１５９、１６０）をバイパスバルブ（１６１、１
６２）と共に設けるようにすれば良い。

【０１３４】また第２の実施の形態の場合、上述の第１
の実施の形態の場合に加えて、メインコントロールバル
ブ（１５０、１５１）の後段で分岐した一方の管路（１
４４Ａ、１４５Ａ）をミニコントロールバルブ（１７
１、１７２）を介して粒体供給部（１４２、１４３）と
連通させると共に、他方の管路（１４４Ｂ、１４５Ｂ）
とエジェクタ（１７３、１７４）において連通接続する
ようにすれば良い。

【０１３５】さらに上述の第１の実施の形態の場合にお
いては、各エアー供給源（図示せず）から引き出された
管路（流路）１４４、１４５におけるフィーダタンク１
２１との連通部分の内部圧力をそれぞれ調整する圧力調
整手段を、当該管路１４４、１４５の途中に設けられた
電空レギュレータ１４６、１４７、マスフローセンサ１
４８、１４９、メインコントロールバルブ１５０、１５
１及び圧力センサ１５２、１５３から構成した場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、要は各スクリュ
フィーダ１２２、１２３に対応する管路（流路）１４
４、１４５におけるフィーダタンク１２１との連通部分
の内部圧力を互いに当該フィーダタンク１２１の内部圧
力と同圧にすることができれば、圧力調整手段としては
この他種々の構成を適用できる。

【０１３６】さらに上述の第２の実施の形態において
は、各エアー供給源（図示せず）から引き出され、かつ
メインコントロールバルブ１５０、１５１の後段で分岐
した一方の管路（第１の分岐流路）１４４Ａ、１４５Ａ
におけるフィーダタンク１２１との連通部分の内部圧力
をそれぞれ調整する圧力調整手段を、当該管路１４４
Ａ、１４５Ａの途中に設けられたミニコントロールバル
ブ１７１、１７２及び圧力センサ１５２、１５３から構
成した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
要は各スクリュフィーダ１２２、１２３に対応する管路
（第１の分岐流路）１４４Ａ、１４５Ａにおけるフィー
ダタンク１２１との連通部分の内部圧力を互いに当該フ
ィーダタンク１２１の内部圧力と同圧にすることができ
れば、圧力調整手段としてはこの他種々の構成を適用で
きる。

【０１３７】この場合、ミニコントロールバルブ１７
１、１７２を、メインコントロールバルブ１５０、１５
１の後段で分岐した一方の管路（第１の分岐流路）１４
４Ａ、１４５Ａの途中にのみ設けるようにしたが、一方
の管路（第１の分岐流路）１４４Ａ、１４５Ａに代えて
他方の管路（第２の分岐流路）１４４Ｂ、１４５Ｂの途
中にのみ設けるようにしても上述と同様の効果を得るこ
とができる。

【０１３８】さらに上述した第２の実施の形態において
は、各スクリュフィーダ（送出し手段）１２２、１２３
から対応する一方の管路（第１の分岐流路）１４４Ａ、
１４５Ａを介して送出された粉粒体（微粒子）を、エア
ー供給源から引き出された各管路（本流路）１４４、１
４５から分岐した他方の管路（第２の分岐流路）を介し
て供給される高圧エアー（高圧気体）とをエジェクタ１
７３、１７４を介して混合し、得られた各固気二相流を
対応する噴射ノズル１６３、１６４にそれぞれ送出する
ようにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、上述と同様に各スクリュフィーダ１２２、１２３に
対応する管路（第１の分岐流路）１４４Ａ、１４５Ａに
おけるフィーダタンク１２１との連通部分の内部圧力を
互いに当該フィーダタンク１２１の内部圧力と同圧にす
ることができれば、各スクリュフィーダ（送出し手段）
１２２、１２３から対応する噴射ノズル１６３、１６４
に至るまでの経路は種々の構成を適用しても良い。

【０１３９】さらに上述の第１及び第２の実施の形態に
おいては、微粒子として直径が平均23〔μｍ〕かつ比重
2.2 〜2.4 でなるガラスビーズを適用した場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、この他炭酸カルシウ
ムや炭化珪素など種々の材質及びサイズからなる微粒子
を実用上十分な範囲において広く適用することができ
る。

【０１４０】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、パウダー
ビーム加工装置において、各ノズルに対応して接続され
た高圧気体の流路とそれぞれ連通し、微粒子を一時保持
する保持室と、当該保持室内で各流路に対応して設けら
れ、微粒子を固相状態のままそれぞれ所定量ずつ対応す
る流路内に送り出す送出し手段と、各流路における保持
室との連通部分の内部圧力をそれぞれ調整する圧力調整
手段とを設け、各圧力調整手段は、対応する流路におけ
る保持室との連通部分の内部圧力を互いに保持室の内部
圧力と同圧となるように調整するようにしたことによ
り、各送出し手段に対応する流路における保持室との連
通部分に圧力差が生じるのを回避することができ、かく
して簡易な構成で効率良くパウダービーム加工し得るパ
ウダービーム加工装置を実現できる。

【０１４１】また本発明によれば、パウダービーム加工
装置において、各送出し手段から対応する第１の分岐流
路を介して送出された微粒子を、高圧気体の各本流路か
ら分岐した他方の第２の分岐流路を介して供給される高
圧気体と混合し、得られた各固気二相流を対応するノズ
ルにそれぞれ送出するようにしたことにより、各本流路
を通過する高圧気体の流量が互いに異なる場合や、保持
室内の各送出し手段から送出される微粒子の送出量が互
いに異なる場合であっても、各送出し手段に対応する第
１の分岐流路における保持室との連通部分に圧力差が生
じるのを回避することができ、かくして簡易な構成でよ
り一層効率良くパウダービーム加工し得るパウダービー
ム加工装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態によるパウダービーム加工装
置の構成を示す略線図である。

【図２】図１に示すフィーダタンク内の各スクリュフィ
ーダの構成を示す略線図である。

【図３】第１の実施の形態によるフィーダタンクの出力
系の説明に供する略線図である。

【図４】メインコントロールバルブのサーボ系を示すブ
ロック図である。

【図５】第２の実施の形態によるパウダービーム加工装
置の構成を示す略線図である。

【図６】第２の実施の形態によるフィーダタンクの出力
系の説明に供する略線図である。

【図７】第２の実施の形態によるフィーダタンクの出力
系の加工条件調整処理手段の説明に供するフローチャー
トである。

【図８】従来のパウダービーム加工装置の構成を示す略
線図である。

【図９】混合部の構成を示す略線図である。

【図１０】スクリューの構成を示す略線図である。

【図１１】連結部の分散室側開口の近傍の様子の説明に
供する略線図である。

【図１２】スクリュから分散室に送り出される微粒子の
量の説明に供するグラフである。

【図１３】従来のパウダービーム加工装置の構成を示す
略線図である。

【図１４】従来のパウダービーム加工装置の構成を示す
略線図である。

【図１５】開放弁の構成を示す略線的な部分的断面図で
ある。

【図１６】筒状支持体内の撹拌機構の説明に供する略線
図及び部分的断面図である。

【図１７】従来のパウダービーム加工装置の部分的構成
を示す略線図である。

【符号の説明】

１、５０、１２０、１７０……パウダービーム加工装
置、５１……リザーブタンク、５３、１２４、１２５…
…加工室、６３、９７、１２２、１２３……スクリュフ
ィーダ、６６……中間タンク、６７、９６……円錐弁、
９５、１２１……フィーダタンク、１１９、１６３、１
６４……噴射ノズル、１４２、１４３……粒体供給部、
１４４、１４５……管路、１４６、１４７……電空レギ
ュレータ、１４８、１４９……マスフローセンサ、１５
０、１５１……メインコントロールバルブ、１５２、１
５３……圧力センサ、１５９、１６０……バイパス管
路、１６１、１６２……バイパスバルブ、１７１、１７
２……ミニコントロールバルブ、１７３、１７４……エ
ジェクタ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧気体内に微粒子を分散させ、得られた
   固気二相流を加工対象物の表面に噴射するようにして当
   該加工対象物の加工面を加工するパウダービーム加工装
   置において、 上記加工対象物の表面にそれぞれ上記固気二相流を噴射
   する複数のノズルと、 各上記ノズルに対応して接続された上記高圧気体の流路
   とそれぞれ連通し、上記微粒子を一時保持する保持室
   と、 上記保持室内で各上記流路に対応して設けられ、上記微
   粒子を固相状態のままそれぞれ所定量ずつ対応する上記
   流路内に送り出す送出し手段と、 各上記流路における上記保持室との連通部分の内部圧力
   をそれぞれ調整する圧力調整手段とを具え、 各上記圧力調整手段は、対応する上記流路における上記
   保持室との連通部分の内部圧力を互いに上記保持室の内
   部圧力と同圧となるように調整することを特徴とするパ
   ウダービーム加工装置。
2. 【請求項２】各上記送出し手段は、上記微粒子を互いに
   同量ずつ対応する上記流路内に送り出すことを特徴とす
   る請求項１に記載のパウダービーム加工装置。
3. 【請求項３】各上記ノズルに対応して上記保持室に連通
   する上記高圧気体の流路は、それぞれ上記高圧気体の本
   流路から分岐した一方の第１の分岐流路でなり、 各上記送出し手段から対応する上記第１の分岐流路を介
   して送出された上記微粒子を、上記高圧気体の各上記本
   流路から分岐した他方の第２の分岐流路を介して供給さ
   れる上記高圧気体と混合し、得られた各上記固気二相流
   を対応する上記ノズルにそれぞれ送出することを特徴と
   する請求項１に記載のパウダービーム加工装置。
4. 【請求項４】上記高圧気体の各上記本流路のうち上記分
   岐部分の上流側に設けられ、当該各本流路を通過する上
   記高圧気体の流量をそれぞれ所定量に調整する流量調整
   手段を具えることを特徴とする請求項３に記載のパウダ
   ービーム加工装置。