JP2014039991A - 直圧式ブラスト加工装置における噴射粒体供給方法及び直圧式ブラスト加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直圧式のブラスト加工装置において，微粉粒体を凝集させることなく噴射ノズルに供給する。
【解決手段】加圧タンク１１と，前記加圧タンク１１内の粒体が導入される粒体加速路１２と，前記粒体加速路１２と噴射ノズル４０とを連通する粒体供給管１３と，前記加圧タンク１１及び前記粒体加速路１２に圧縮気体２を導入する圧縮気体供給源（図示せず）を備えた直圧式のブラスト加工装置１において，前記加圧タンク１１及び粒体加速路１２に導入する圧縮気体の圧力を，所定の圧力差以上で繰り返し変動させる。この圧力変動により，粒体間の隙間に存在する気体が圧縮，膨張を繰り返して，粒体の凝集が防止されて流動性が確保される。
【選択図】図２

Description

本発明は，直圧式ブラスト加工装置に設けられた噴射ノズルに対して噴射粒体を供給する方法，及び前記方法を実現するための直圧式ブラスト加工装置に関し，より詳細には，直圧式のブラスト加工装置において微粉の噴射粒体の供給に使用するに適した粒体供給方法，及び直圧式ブラスト加工装置に関する。

なお，本発明において，「ブラスト加工」には，サンドブラスト，ショットブラスト，及びショットピーニングの他，粒体自体又は粒体の成分を被加工物の表面に付着乃至は拡散浸透させることを目的として行う粒体の噴射等，圧縮気体と共に粒体を噴射して行う加工乃至は処理方法全般を含む。

従来の一般的な直圧式のブラスト加工装置では，図９に示すように加圧タンク２１１の底部における粒体の堆積位置を，粒体導入孔２１２ａを備えた管路を貫通させて，該管路によって粒体加速路２１２を形成し，前記加圧タンク２１１と前記粒体加速路２１２の一端２１２’にそれぞれ図示せざる圧縮気体供給源からの圧縮気体を供給することで，加圧タンク２１１内の粒体を粒体加速路２１２内に導入すると共に，粒体加速路２１２内を流れる圧縮気体流によってこの粒体を加圧すると共に加速して噴射ノズルに供給する粒体供給装置２１０を備えている。

このような粒体供給装置２１０を備えた直圧式ブラスト加工装置２００として，図８に示す例では，前述した粒体加速路２１２の他端２１２ｂを，粒体供給管２１３を介して噴射ノズル２４０に連通すると共に，噴射ノズル２４０を収容した加工室２３０のホッパ２３３下端を，粒体回収管２３７を介して加圧タンク２１１の上方に配置したサイクロン２２２に連通すると共に，サイクロン２２２内を吸引する集塵機２３８を設けた構成としている。

そして，上記構成の直圧式ブラスト加工装置２００において，集塵機２３８でサイクロン２２２内を吸引しつつ噴射ノズル２４０より粒体を噴射すると，噴射ノズル２４０より噴射された粒体は被加工物を切削した際に生じた切削粉等と共に粒体回収管２３７を介して加圧タンク２１１の上方に配置されたサイクロン２２２内に導入され，風力による選別によって再使用可能な粒体がサイクロン２２２の底部に設けた粒体タンク２２９内に回収される一方，切削粉などの粉塵は集塵機２３８に吸引されて除去できるようになっている。

そして，噴射によって加圧タンク２１１内の粒体が無くなると，加圧タンク２１１及び粒体加速路２１２に対する圧縮気体の導入を停止した後，粒体タンク２２９と加圧タンク２１１間に設けられたダンプバルブ２２７を開き，サイクロン２２２によって粒体タンク２２９内に回収された粒体を加圧タンク２１１内に導入した後，再度前記ダンプバルブ２２７を閉じて加圧タンク２１１と粒体加速路２１２内に圧縮気体を導入することで，加圧タンク２１１内の粒体を噴射ノズル２４０に圧送して噴射することができるようになっている。

以上のように構成された直圧式のブラスト加工装置２００では，加圧タンク２１１内に導入された粒体は，加圧タンク２１１内の圧力によって圧縮されることとなるために粒子同士が結合して安定した状態となり流動性を失う結果，粒体加速路２１２に設けた粒体導入孔２１２ａ上の粒体が搬出されてしまうと，堆積した粒体にはすり鉢状の穴ができて粒体加速路２１２に対する更なる粒体の導入が起こらなくなり，加圧タンク２１１内に未だ粒体が残っているにも拘わらず，粒体を噴射ノズル２４０から噴射することができなくなる。

そのため，直圧式のブラスト加工装置２００にあっては，粒体同士が結合すると共に凝集して流動性を失うことがないように，加圧タンク２１１に設けたノッカーやバイブレータによって振動を与えることで，粒体の流動性を確保することが一般に行われている。

しかし，このようなノッカーやバイブレータによる振動の付与は，平均粒子径が１０μmを越える粒体に対しては有効であるが，平均粒子径１０μm以下の粒体では，個々の粒体の質量が小さいため粒体間がファンデルワールス力によって結合すると分離することが難くなり，振動を与えても凝集した粒体は固まったまま安定した状態を維持し，粒体の供給不良が発生するという問題が生じる。

また，仮に粒体の供給を行うことができたとしても，粒体は凝集した塊の状態で噴射ノズル２４０より噴射されることとなるために，加工状態にばらつきが生じるという問題があった。

その一方で，近年における各種製品の小型軽量化に伴い，ブラスト加工に対しても微細，且つ精密な加工が要求されるようになっており，加工の際に使用する粒体の粒径の小径化が進むと共に，加工精度の向上が求められており，従来の供給方法で粒体の供給を行う場合にはこれらの要求に対応することができないことから，微粉粒体であっても，円滑且つ確実に噴射ノズルに定量の粒体を供給することができる直圧式ブラスト加工装置における噴射粒体の供給方法が要望されている。

このような微粉粒体の使用に伴う問題を解消するために，加圧タンクの底部に圧縮空気の噴射口を上向きに設け，この噴射口より圧縮空気を加圧タンク内に導入することで，タンク内の粒体を吹き上げると共に，吹き上がった粒体を，噴射口の上方に配置した粒体供給口を介して加圧タンク内の圧縮気体と共に搬出して噴射ノズルに供給することも提案されている（特許文献１参照）。

なお，微粉粒体の供給に関するものではないが，直圧式のブラスト加工装置に使用する粒体の定量供給装置として，加圧タンクの粒体層中にその一部が埋没された捕集回転盤を設け，該捕集回転盤の円周面に形成された計量用の凹部に入り込んで捕集された粒体を，捕集回転盤の円周面に近接して設けた粒体供給管の圧送口から加圧タンク外に圧送することで，定量の粒体を噴射ノズルに供給できるようにした定量供給装置が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００３− ２５２２８号公報 特開２０００−３２６２３０号公報

特許文献１として紹介した従来の粒体供給方法では，加圧タンクに対する圧縮空気の導入を，加圧タンクの低部に設けた噴射口を介して行うために，噴射口上に堆積した粒体を空気流によって舞い上げて拡散させると共に，この状態で加圧タンク内の圧力と共に前記噴射口の上方に配置された供給口を介して粒体を搬出するものであるため，噴射ノズルに対して円滑に噴射粒体を供給することができる。

しかし，この方法では加圧タンク内に残存する粒体の量が減少するに従い圧縮気体中に含まれる粒体量（粒体濃度）も減少するため，経時と共に噴射ノズルに対する粒体の供給量が変化してしまう。

また，この方法では，前述したように加圧タンク内で舞い上がり圧縮空気中に分散した状態にある粒体を加圧タンク外に搬出しようというものであり，特許文献２として紹介したように，堆積した状態にある粒体を定量ずつ計量して搬送する定量供給装置と組合せて使用することができず，粒体を常に一定した量で正確に供給することが困難である。

そこで本発明は，上記従来技術の欠点を解消するためになされたものであり，比較的簡単な方法により微粉粒体を使用する場合であっても粒体が凝集することを防止して，粒体の流動性を確保することのできる噴射粒体の供給方法，及び噴射粒体供給装置を提供することを目的とする。

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，本願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。

上記目的を達成するための，本発明の直圧式ブラスト加工装置１における粒体の供給方法は，加圧タンク１１と，前記加圧タンク１１内の粒体が導入される粒体加速路１２と，前記粒体加速路１２と噴射ノズル４０とを連通する粒体供給管１３と，前記加圧タンク１１及び前記粒体加速路１２に圧縮気体２を導入する圧縮気体供給源（図示せず）を備えた直圧式のブラスト加工装置１において，
前記加圧タンク１１及び粒体加速路１２に導入する圧縮気体の圧力を，所定の圧力差以上で繰り返し変動させることを特徴とする（請求項１）。

前記所定の圧力差は，これを０．０３MPa以上とすることが好ましい（請求項２）。

また，前述の圧力変動は，１秒以下の間隔で行うことが好ましい（請求項３）。

上記いずれの粒体供給方法においても，外周面上に粒体捕集用の溝乃至は孔が所定のパターンで形成されたローラ１４２の前記外周面の一部を，前記加圧タンク１１内の粒体層又は前記加圧タンク１１より押し出された粒体層と接触するように配置すると共に，前記ローラ１４２の外周面の回転軌跡上に，該ローラ１４２の外周面に対する接線方向を長さ方向とするスリット状の前記粒体加速路１２を形成し，前記ローラ１４２の回転によって前記粒体加速路１２内に前記ローラ１４２の外周面に捕集された粒体を定量ずつ導入するように構成することができる（請求項４）。

また，前記加圧タンク１１上に連通されたバッファー室２１と，前記バッファー室２１上に連通された粒体補充源（図示の例においてサイクロン）２２を設ける共に，前記加圧タンク１１と前記バッファー室２１間を開閉する下側バルブ２３と，前記バッファー室１１と粒体補充源間を開閉する上側バルブ２４と，前記バッファー室２１内の加圧及び排気を行うバッファー室給排気手段２５を設け，
前記加圧タンク１１及び粒体加速路１２に対する圧縮気体の導入中，
前記下側バルブ２３を閉じ，上側バルブ２４が開いた前記粒体補充源（サイクロン）２２からの粒体が前記バッファー室２１内に導入されている状態（図７のＴ１参照）から，
前記上側バルブ２４を閉じ，前記バッファー室給排気手段２５により前記バッファー室２１内に圧縮気体を導入して加圧した後（図７のＴ２），
前記下側バルブ２３を開いて前記バッファー室２１内の粒体を前記加圧タンク１１内に落下させ（図７のＴ３），
その後，前記下側バルブ２３を再び閉じ，前記バッファー室給排気手段２５により前記バッファー室２１内の圧縮気体を放気した後（図７のＴ４），
前記上側バルブ２４を開放して前記バッファー室２１内に前記粒体補充源２２内の粒体を導入する（図７のＴ１），前記一連の動作を繰り返すことにより，加圧タンク１１に対して粒体を連続して導入することができる（請求項５）。

また，上記粒体の供給方法を実現する本発明の直圧式ブラスト加工装置１は，加圧タンク１１と，前記加圧タンク１１内の粒体が導入される粒体加速路１２と，前記粒体加速路１２と噴射ノズル４０とを連通する粒体供給管１３と，前記加圧タンク１１及び前記粒体加速路１２に圧縮気体を導入する圧縮気体供給源２を備えたブラスト加工装置１において，
前記加圧タンク１１及び粒体加速路１２に導入する圧縮気体の圧力を，所定の圧力差以上で繰り返し変動させる圧力変動手段（図示せず）を設けたことを特徴とする（請求項６）。

上記構成の直圧式ブラスト加工装置１において，前記加圧タンク１１の出口１１ａに連通する導入路１４ａと，前記導入路１４ａと連通する円形のローラ室１４ｂと，前記ローラ室１４ｂの外周に対する接線方向に伸びる前記ローラ室１４ｂと連通したスリット状の前記粒体加速路１２が内部に形成されたケーシング１４１と，外周面上に粒体捕集用の溝乃至は孔が所定のパターンで形成され，前記ローラ室１４ｂ内で回転するローラ１４２を備えた定量供給装置１４を前記加圧タンク１１と前記粒体供給管１３の間に設けることができる（請求項７）。

更に，前記加圧タンク１１上に連通されたバッファー室２１と，前記バッファー室２１上に連通された粒体補充源（サイクロン）２２を設けると共に，前記加圧タンク１１と前記バッファー室２１間を開閉する下側バルブ２３と，前記バッファー室１１と粒体補充源間を開閉する上側バルブ２４と，前記バッファー室２１内の加圧及び排気を行うバッファー室給排気手段２５を設け，
前記加圧タンク１１及び粒体加速路１２に対する圧縮気体の導入中，前記上側及び下側バルブ２３，２４及びバッファー室給排気手段２５の動作を制御して，
前記下側バルブ２３を閉じ，上側バルブ２４が開いた状態から，
前記上側バルブ２４を閉じ，前記バッファー室給排気手段２５により前記バッファー室２１内に圧縮気体を導入して加圧させた後，
前記下側バルブ２３を開いて前記バッファー室２１内の粒体を前記加圧タンク１１内に落下させ，
その後，前記下側バルブ２３を再び閉じ，前記バッファー室給排気手段２５により前記バッファー室２１内の圧縮気体を放気させた後，
前記上側バルブ２４を開放して前記バッファー室２１内に前記粒体補充源２２内の粒体を導入する，前記一連の動作を繰り返させる，マイクロコントローラ等の電子制御装置から成る制御手段２６を設けた構成としても良い（請求項８）。

以上説明した本発明の構成により，本発明の直圧式ブラスト加工装置における粒体供給方法，及び前記方法を実施する直圧式ブラスト加工装置１によれば，以下の顕著な効果を得ることができた。

加圧タンク１１及び粒体加速路１２に導入する圧縮気体を，所定の圧力差以上で繰り返し変動させることで，粒体Ｐ間の隙間Ｓに存在する気体は，加圧時に圧縮されるが，減圧時には膨張して，結合しようとする粒体Ｐ間の隙間Ｓをファンデルワールス力に抗して拡張するように作用することから，加圧タンク１１，及び粒体加速路１２内に導入する圧縮気体の圧力を繰り返し変動させることで，微粉の粒体を使用する場合であっても，粒体間の気体の膨張，圧縮が繰り返されることにより凝集が生じず，粒体の流動性を確保できた。

特に，前述した圧力差を，０．０３MPa以上とする場合，凝集防止の効果をより確実に発揮させることができた。

また，前述した圧力変動を１秒以下の間隔で行うことで，圧力変動と圧力変動との合間に一時的な凝集が生じることをも確実に防止することができた。

なお，本発明のブラスト加工装置では，加圧タンク１１の底部に溜まった状態の粒体を噴射ノズル４０に対して供給するものであることから，加圧タンク１１と粒体供給管１３との間に，外周面に粒体捕集用の溝や孔を有するローラ１４２を備えた前述の定量供給装置１４を設けて正確に計量した粒体を噴射ノズル４０に供給することが可能であった。

更に，前記加圧タンク１１上に連通されたバッファー室２１と，前記バッファー室２１上に連通された粒体補充源（サイクロン）２２を設けると共に，前記加圧タンク１１と前記バッファー室２１間を開閉する下側バルブ２３と，前記バッファー室２１と粒体補充源２２間を開閉する上側バルブ２４と，前記バッファー室２１内の加圧及び排気を行うバッファー室給排気手段２５，及びこれらの動作を制御する制御手段２６を設けた構成にあっては，加圧タンク１１内を加圧状態に維持しながら，粒体補充源２２からの粒体を加圧タンク内に供給することが可能であり，噴射ノズル４０による粒体の噴射を中断することなく粒体を連続して加圧タンク１１に導入することが可能であった。

本発明の粒体供給方法を適用した直圧式ブラスト加工装置の概略説明図。 粒体供給装置の説明図。 粒体の模式図であり，（Ａ）は多数集合状態，（Ｂ）は，圧力変動により（Ａ）のうち破線で囲った部分の粒体Ｐ及び隙間Ｓに対する作用の説明図。 スリットノズルの参考斜視図。 粒体補充手段を備えた粒体供給装置の説明図。 粒体補充手段を備えた粒体供給装置の模式図。 粒体補充手段の各部の動作を示すタイムチャート。 従来の直圧式ブラスト加工装置の説明図。 従来の直圧式ブラスト加工装置の粒体供給装置部分の拡大説明図。

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。

図１中，符号１は，本発明の粒体供給方法を適用した直圧式のブラスト加工装置であり，この直圧式ブラスト加工装置１は，加圧タンク１１と粒体加速路１２から成る粒体供給装置１０と，前記粒体供給装置１０より搬送された粒体を噴射ノズル４０に導入する粒体供給管１３，前記加圧タンク１１と粒体加速路１２に対して粒体加圧用の圧縮気体２を導入する図示せざる圧縮気体供給源，前記加圧タンク１１内に粒体を補充する粒体補充手段２０，及び前述の噴射ノズル４０を備えている。

このうちの粒体供給装置１０は，前述の粒体供給管１３を介して噴射ノズル４０に圧縮気体と共に粒体を供給するもので，粒体供給装置１０を構成する加圧タンク１１と粒体加速路１２の双方に対し粒体加圧用の圧縮気体２を導入して加圧タンク１１内の粒体を粒体加速路１２に導入すると，粒体加速路１２中を流れる圧縮気体によってこの粒体が加圧されると共に加速されて噴射ノズル４０に対して供給することができるようになっている。

このような粒体供給装置１０の構成としては，図９を参照して説明した従来の粒体供給装置２１０と同様，粒体導入孔２１２ａを設けた管路を，加圧タンク２１１の底部における粒体の堆積位置を貫通して設け，該管路を前述した粒体加速路として設けても良いが，本実施形態にあっては，加圧タンク１１の出口１１ａに粒体の定量供給装置１４を設け，この定量供給装置１４に，加圧タンク１１より導入された粒体を加速する粒体加速路１２を設けている。

このような定量供給装置１４の構成として，本実施形態にあっては，図２に示すように加圧タンク１１の底部を下向に向かって断面形状を細めるホッパ状に形成すると共に，加圧タンク１１の最下端部に形成した出口１１ａに，前述の粒体加速路１２が形成された定量供給装置１４のケーシング１４１を取り付けている。

このケーシング１４１内には，前述の加圧タンク１１の出口１１ａと連通する導入路１４ａと，後述するローラ１４２を収容するための円形の空間であるローラ室１４ｂ，及び前記ローラ室１４ｂと連通する，前記ローラ室１４ｂの外周に対する接線方向に伸びる，スリット状の粒体加速路１２が設けられており，前記ローラ室１４ｂにローラ１４２を収容することによって，導入路１４ａと粒体加速路１２とが分離されるようになっている。

前述のローラ室１４ｂ内に収容されるローラ１４２の外周面には，粒体を捕集して計量するための溝や孔が所定の深さ及びパターンで形成されており，ローラ室内でローラ１４２が回転することで，加圧タンク１１より導入路１４ａ内に導入された粒体が回転するローラ１４２の表面に形成された溝や孔に捕集されると共に，このようにして捕集された粒体は，ローラ１４２が更に回転するとスリット状の粒体加速路１２に導入されるようになっている。

従って，図１，２に示すように，加圧タンク１１と定量供給装置１４に設けた粒体加速路１２のそれぞれに，図示せざる圧縮気体供給源からの粒体加圧用の圧縮気体２を導入することにより，ローラ１４２の表面に捕集された状態でスリット状の粒体加速路１２内に導入された粒体は，粒体加速路１２内を流れる圧縮気体によってローラ１４２の外周に形成された溝や孔より取り出されると共にこの圧縮気体流に乗って加圧，加速されて搬出され，粒体供給管１３に導入されて噴射ノズル４０より噴射される。

図示の実施形態にあっては，前述した粒体供給管１３の一端１３ａ側に図示せざる圧縮気体供給源より導入された粒体搬送用圧縮気体３を導入して，粒体供給管１３の一端１３ａ側から噴射ノズル４０に向かう圧縮気体流を生じさせると共に，粒体加速路１２からの粒体を，この粒体供給管１３の中間位置に導入するように構成することで，粒体加速路１２で加速された粒体を，粒体供給管１３内の流れに合流させて噴射ノズル４０に供給できるようにしている。

前述の加圧タンク１１及び粒体加速路１２内に導入される粒体加圧用の圧縮気体２の圧力は，所定の圧力差で繰り返し変動するようになっており，このような圧力変動を生じさせるために，図示せざる圧縮気体供給源，又は，圧縮気体供給源から加圧タンク１１及び粒体加速路１２に至る管路中に，図示せざる圧力変動手段を設ける。

このような圧力変動手段としては，圧縮気体供給源として例えばレシプロ型やベローズ型のコンプレッサを使用する場合のように，圧縮気体供給源自体が脈動する圧縮気体流を発生するものである場合には，圧縮気体供給源からの圧縮気体を整流せずに，又は，完全に整流することなく脈動を残したままで加圧タンク１１や粒体加速路１２に導入して前述した圧力変動を得るものとしても良く，また，圧縮気体供給源から加圧タンク１１及び粒体加速路１２に至る回路中に放気弁を設け，この放気弁を間欠的に開閉することによって前述の圧力変動を得るものとしても良く，更には，圧縮気体供給源から加圧タンク１１及び粒体加速路１２に至る回路中に，流路面積の異なる二つの管路を並列に接続し，いずれか一方の流路の開閉を繰り返すことにより，又は，いずれか一方の流路のみを交互に開くことにより，前述した圧力変動を得るものとしても良く，又電空レギュレータを使用してシーケンサからの指令により電空レギュレータの圧力を一定間隔で変動させても良く、加圧タンク１１及び粒体加速路１２に導入される粒体加圧用の圧縮気体２に所定の圧力変動が得られるものであれば，如何なる構成を対用するものとしても良い。

例えば，シーケンサからの信号により圧力を設定可能な電空レギュレータ（SMC製ITV3030）を使用してシーケンサからの指令で圧力を一定間隔で上下させることができる。

このように，加圧タンク１１及び粒体加速路１２に導入する圧縮気体の圧力に変動を繰り返させることで，加圧タンク１１から，噴射ノズル４０に至る粒体の搬送路内における圧力が一定せずに変動が繰り返されることとなる。

その結果，一例として堆積状態にある粒体Ｐは，各粒体Ｐの隙間Ｓに図３（Ａ）に示すように気体を閉じ込めた状態となっているが，この気体Ｓが加圧用の圧縮気体２の圧力変動に伴い，圧力が高い状態では圧縮され，圧力が低くなると膨張して粒体Ｐ間の隙間Ｓを拡張するように作用するために〔図３（Ｂ）参照〕，このような圧縮と膨張を繰り返すことで，微粉粒体を使用した場合であっても，粒体同士が凝集して塊となることがない。

このように，加圧タンク１１及び粒体加速路１２内に導入する圧縮気体の圧力変動は，高圧時と低圧時の圧力差が少ないと，粒体Ｐの隙間Ｓの気体の膨張と収縮も僅かとなるために凝集を防止する効果が弱まることから，好ましくは０．０３MPa以上の圧力差が生じるようにする。

また，圧力変動の間隔を長く取る場合，変化と変化の合間において粒体の凝集が生じ得ると共に，この期間，粒体の噴射を行うことができなくなる場合があることから，高圧状態と低圧状態間の切り換えは，１秒以下の間隔で行うことが好ましい。

以上のようにして，噴射ノズル４０に搬送された粒体は，圧縮気体と共に凝集が生じていない，個々の粒体が分離した状態で加工室内で噴射され，被加工物の加工が行われる。

前記加圧タンク１１に対する粒体の補充は，前述した粒体補充手段２０によって行われ，この粒体補充手段２０は，粒体補充源２２と，前記粒体補充源２２と加圧タンク１１間を開閉して加圧タンク１１に対する粒体の導入を制御するダンプバルブ２７等の開閉手段を少なくとも含む。

図１に示す実施形態にあっては，噴射ノズル４０を収容した加工室３０に設けたホッパ３３の下端を粒体回収管３７を介してサイクロン２２に連通すると共に，このサイクロン２２に集塵機３８を連通してサイクロン２２内を吸引することができるように構成することで，加工室３０内で噴射された粒体は，切削粉等と共にサイクロン２２に導入され，再使用可能な粒体はサイクロンの底部に設けた粒体タンク２９内に回収される一方，切削粉等の粉塵は集塵機３８によって除去回収できるようにすることで，このサイクロン２２で回収した粒体を，加圧タンク１１に補充するようにした。

従って，図示の実施形態では，いずれもこのサイクロン２２が加圧タンク１１に対する粒体補充源となる。

噴射ノズル４０に対する粒体の供給は，加圧タンク１１内に投入した所定量の粒体の供給が完了する迄を１回として，１回分の粒体の供給が終了する度に作業を停止して加圧タンク１１に対して粒体を投入する，バッチ式の作業としても良い。

この場合には，図１に示すように加圧タンク１１と前述のサイクロン２２とを粒体タンク２９を介して連通すると共に，加圧タンク１１と粒体タンク２９間を開閉するダンプバルブ２７を設けておき，１回分の粒体の噴射が終了する毎にダンプバルブ２７を開いて加圧タンク１１に１回分の粒体を落下させるようにしても良い。

この場合には，前述したサイクロン２２，粒体タンク２９，及びダンプバルブ２７が，加圧タンク１１に対して粒体を補充する前述の粒体補充手段２０となる（図１，２参照）。

また，この粒体補充手段２０は，前述したバッチ式の構成に代え，粒体の噴射を停止することなく，加圧タンク１１に対して連続的に粒体の補充を行うことができるようにすることもできる。

このような粒体補充手段２０として，図５及び図６に示す構成例では，前述の加圧タンク１１とサイクロン２２との間にバッファー室２１を設け，加圧タンク１１とバッファー室２１間を開閉する下側バルブ２３を設けると共に，バッファー室２１とサイクロン２２間に，両者間を開閉する上側バルブ２４を設けている。

そして，バッファー室２１内の加圧と放気を行う給排気手段２５を設けると共に，前記上側及び下側バルブ２３，２４と給排気手段２５の動作を制御する，シーケンサやマイクロコントローラ等の電子制御装置で構成された制御手段２６を設け，これらによって前述の粒体補充手段２０を構成することで，加圧タンク１１内を加圧された状態に維持しつつ，加圧タンク１１内に粒体の補充をできるようにして，噴射ノズル４０より粒体を連続して噴射できるようにした。

ここでは，シーケンサを使用して電子制御にてタイミングを制御している。

このような連続噴射を可能とするための，前述の制御手段２６による各部の制御の状態を図７にタイムチャートで示す。

図７に示すように，粒体補充手段２０は，ブラスト加工装置１の停止状態において，粒体加圧用の圧縮気体２及び粒体搬送用の圧縮気体３のいずれも供給されていない状態にあると共に，上側，下側いずれのバルブ２３，２４共に開状態で，バッファー室２１内は無加圧状態にある（図７のＴ０）。

また，上側及び下側の両バルブ２２，２３が開放していることにより，サイクロン２２及びバッファー室２１内に存在していた粒体は，全て加圧タンク１１内に落下した状態にある。

この状態で，ブラスト加工装置１を始動すると，制御手段２６は下側バルブ２３を閉じると共に，粒体供給管１３の一端１３ａより粒体搬送用の圧縮気体３の導入開始と，加圧タンク１１及び粒体加速路１２に対する粒体加圧用の圧縮気体２の導入を開始して，加圧タンク１１から噴射ノズル４０に至る粒体搬送路内の圧力が上昇して，噴射ノズル４０より粒体の噴射が開始される（図７のＴ１）。

粒体の噴射を開始した後，所定の時間が経過すると，制御手段２６は開いていた上側バルブ２４を閉じると共に，バッファー室２１に対して圧縮気体を導入して，バッファー室２１内の圧力を加圧タンク１１内の圧力と同圧力となる迄上昇させる（図７のＴ２）。

このようにして，バッファー室２１内の圧力が加圧タンク１１内の圧力と同圧となる迄上昇すると，制御手段２６は下側バルブ２３を開き，バッファー室２１内の粒体を加圧タンク１１内に落下させて，加圧タンク１１内に噴射によって減少した分の粒体を補充する（図７のＴ３）。

加圧タンク１１に対する粒体の補充が終了すると，制御手段２６は開いていた下側バルブ２３を閉じると共に，バッファー室２１内を放気する（図７のＴ４）。

バッファー室２１内の放気が終了すると，制御手段２６は上側バルブ２４を開き，バッファー室２１内にサイクロン２２で回収された粒体を落下させ（図７のＴ１），以後，前述した動作を繰り返すことで，加圧タンク１１内を加圧状態に維持したまま，加圧タンク１１に対して粒体の補充を行うことで，噴射ノズル４０からの研磨材の噴射を連続して行うことができるようにしている。

なお，ブラスト加工装置１の停止時にあっては，粒体供給管１３に対する粒体圧送用の圧縮気体３の導入と，加圧タンク１１及び粒体加速路１２に対する粒体加圧用の圧縮気体２の導入をいずれも停止すると共に，バッファー室２１内を放気し，その後，上側，下側バルブ２３，２４がいずれも開いて，初期状態（図７のＴ０）に復帰する。

次に，本発明の直圧式ブラスト加工装置１を使用して加工を行った加工実施例につき，以下に説明する。

なお，加工条件はそれぞれ以下の通りである。
〔加工例１〕
使用粒体：アルミナ＃５０００（平均粒径：３μｍ）
使用圧縮気体：高圧エアー
圧力１：０．２３MPaと０．２８MPaの圧力を１秒サイクルで変動させた
圧力２：０．２MPa
粉体供給量：３０g/min
加工基板：シリコンウェハー
使用ドライフィルム：NCM155（ニチゴー・モートン株式会社製）
ノズル移動速度：８m/min
ノズル移動幅２００mm
ノズル距離：１００mm
ノズル口径：φ８mm
コンベア移動速度：２０mm/min
コンベアパス数：8パス
切削加工深さ３０μｍ

〔加工例２〕
使用粒体：平均粒径１．８μmの銅粉末（エプソンアトミックス製超微細Cu粉PF-1F）
使用圧縮気体：窒素ガス
ガス圧１：０．２３MPaと０．２６MPaの圧力を０．７秒サイクルで変動させる
ガス圧２：０．２MPa
粒体供給量：１２０g/min
加工基板：アルミナ
使用ドライフィルム：NCM155（ニチゴー・モートン株式会社製）
ノズル移動速度：８m/min
ノズル移動幅２００mm
ノズル距離：１０mm
ノズル口径：１mmスリット３０mm幅のスリットノズル
コンベア移動速度：５mm/min
コンベアパス数：１パス
銅厚み：約６μｍ

〔加工例３〕
使用粒体：平均粒径２．５μmガラスフリット（旭硝子製ASF-6001）
使用圧縮気体：高圧エアー
圧力１：０．２３MPaと０．２８MPaの圧力を０．５秒サイクルで変動させる
圧力２：０．２MPa
粒体供給量：１２０g/min
加工基板：ステンレス
使用ドライフィルム：NCM155（ニチゴー・モートン株式会社製）
ノズル移動速度：８m/min
ノズル移動幅２００mm
ノズル距離：１０mm
ノズル口径：１mmスリット３０mm幅のスリットノズル
ノズル往復：３０往復
ガラス厚み：約１０μｍ

なお，上記条件において，
「圧力１」は，加圧タンク１１及び粒体加速路１２に導入した粒体加圧用の圧縮気体（図１，２中の符号「２」）の圧力であり，「圧力２」は，粒体供給管１３の一端に導入した粒体搬送用の圧縮気体（図１，２中の符号「３」）の圧力である。

また，「ノズル口径」における「スリットノズル」は，図４に示すように，スリット状の噴射口を備えたノズルに対する説明である。

以上の条件で加工した結果，いずれの加工例においても凝集による粒体の供給不良の発生は確認できず，且つ，凝集した粒体の噴射も確認されなかった。

また，被加工物に対する加工状態も良好で，加工むら等の加工不良の発生も確認できず，本発明の方法が微粉粒体の搬送に好適であることが確認された。

１（直圧式）ブラスト加工装置
２ 圧縮気体 (粒体加圧用)
３ 圧縮気体（粒体搬送用）
１０ 粒体供給装置
１１ 加圧タンク
１１ａ 出口
１２ 粒体加速路（スリット）
１３ 粒体供給管
１３ａ 一端（粒体供給管の）
１３ｂ 他端（粒体供給管の）
１４ 定量供給装置
１４ａ 導入路
１４ｂ ローラ室
１４１ ケーシング
１４２ ローラ
２０ 粒体補充手段
２１ バッファー室
２２ サイクロン（粒体補充源）
２３ 下側バルブ
２４ 上側バルブ
２５ バッファー室給排気手段
２６ 制御手段
２７ ダンプバルブ
２８ バイブレータ
２９ 粒体タンク
３０ 加工室
３３ ホッパ
３７ 粒体回収管
３８ 集塵機
３９ コンベア
４０ 噴射ノズル
Ｐ 粒体
Ｓ 隙間
２００ （直圧式）ブラスト加工装置
２１０ 粒体供給装置
２１１ 加圧タンク
２１２ 粒体加速路
２１２ａ 粒体導入孔
２１２’ 一端（粒体加速路の）
２１２ｂ 他端（粒体加速路の）
２１３ 粒体供給管
２２２ サイクロン
２２７ ダンプバルブ
２３０ 加工室
２３３ ホッパ
２３７ 粒体回収管
２３８ 集塵機
２４０ 噴射ノズル

Claims (8)

1. 加圧タンクと，前記加圧タンク内の粒体が導入される粒体加速路と，前記粒体加速路と噴射ノズルとを連通する粒体供給管と，前記加圧タンク及び前記粒体加速路に圧縮気体を導入する圧縮気体供給源を備えた直圧式のブラスト加工装置において，
   前記加圧タンク及び粒体加速路に導入する圧縮気体の圧力を，所定の圧力差以上で繰り返し変動させることを特徴とする直圧式ブラスト加工装置における粒体の供給方法。
2. 前記所定の圧力差を，０．０３MPa以上とすることを特徴とする請求項１記載の直圧式ブラスト加工装置における粒体供給方法。
3. 前記圧力変動を，１秒以下の間隔で行うことを特徴とする請求項１又は２記載の直圧式ブラスト加工装置における粒体供給方法。
4. 外周面上に粒体捕集用の溝乃至は孔が所定のパターンで形成されたローラの前記外周面の一部を，前記加圧タンク内の粒体層又は前記加圧タンクより押し出された粒体層と接触するように配置すると共に，前記ローラの外周面の回転軌跡上に，該ローラの外周面に対する接線方向を長さ方向とするスリット状の前記粒体加速路を形成し，前記ローラの回転によって前記粒体加速路内に前記ローラの外周面に捕集された粒体を定量ずつ導入することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の直圧式ブラスト加工装置１における粒体供給方法。
5. 前記加圧タンク上に連通されたバッファー室と，前記バッファー室上に連通された粒体補充源を設ける共に，前記加圧タンクと前記バッファー室間を開閉する下側バルブと，前記バッファー室と粒体補充源間を開閉する上側バルブと，前記バッファー室内の加圧及び排気を行うバッファー室給排気手段を設け，
   前記加圧タンク及び粒体加速路に対する圧縮気体の導入中，
   前記下側バルブを閉じ，上側バルブが開いた前記粒体補充源からの粒体が前記バッファー室内に導入されている状態から，
   前記上側バルブを閉じ，前記バッファー室給排気手段により前記バッファー室内に圧縮気体を導入して加圧した後，
   前記下側バルブを開いて前記バッファー室内の粒体を前記加圧タンク内に落下させ，
   その後，前記下側バルブを再び閉じ，前記バッファー室給排気手段により前記バッファー室内の圧縮気体を放気した後，
   前記上側バルブを開放して前記バッファー室内に前記粒体補充源内の粒体を導入する，前記一連の動作を繰り返すことにより，加圧タンクに対して粒体を連続して導入することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の直圧式ブラスト加工装置における粒体供給方法。
6. 加圧タンクと，前記加圧タンク内の粒体が導入される粒体加速路と，前記粒体加速路と噴射ノズルとを連通すると粒体供給管と，前記加圧タンク及び前記粒体加速路に圧縮気体を導入する圧縮気体供給源を備えたブラスト加工装置において，
   前記加圧タンク及び粒体加速路に導入する圧縮気体の圧力を，所定の圧力差以上で繰り返し変動させる圧力変動手段を設けたことを特徴とする直圧式ブラスト加工装置。
7. 前記加圧タンクの出口に連通する導入路と，前記導入路と連通する円形のローラ室と，前記ローラ室の外周に対する接線方向に伸びる前記ローラ室と連通したスリット状の前記粒体加速路が内部に形成されたケーシングと，外周面上に粒体捕集用の溝乃至は孔が所定のパターンで形成され，前記ローラ室内で回転するローラを備えた定量供給装置を前記加圧タンクと前記粒体供給管の間に設けたことを特徴とする請求項６記載の直圧式ブラスト加工装置。
8. 前記加圧タンク上に連通されたバッファー室と，前記バッファー室上に連通された粒体補充源を設けると共に，前記加圧タンクと前記バッファー室間を開閉する下側バルブと，前記バッファー室と粒体補充源間を開閉する上側バルブと，前記バッファー室内の加圧及び排気を行うバッファー室給排気手段を設け，
   前記加圧タンク及び粒体加速路に対する圧縮気体の導入中，前記上側及び下側バルブ及びバッファー室給排気手段の作を制御して，
   前記下側バルブを閉じ，上側バルブが開いた状態から，
   前記上側バルブを閉じ，前記バッファー室給排気手段により前記バッファー室内に圧縮気体を導入して加圧させた後，
   前記下側バルブを開いて前記バッファー室内の粒体を前記加圧タンク内に落下させ，
   その後，前記下側バルブを再び閉じ，前記バッファー室給排気手段により前記バッファー室内の圧縮気体を放気させた後，
   前記上側バルブを開放して前記バッファー室内に前記粒体補充源内の粒体を導入する，前記一連の動作を繰り返させる制御手段を設けたことを特徴とする請求項６又は７記載の直圧式ブラスト加工装置。

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