JP4285975B2 - サンドブラスト加工における研磨材供給方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，サンドブラスト加工において任意噴射量の研磨材を研磨材噴射ノズルから噴射させることにより効率よく安定したサンドブラスト加工を行えるようにするためのサンドブラスト装置及び任意設定量の研磨材を研磨材噴射ノズルに供給するための研磨材供給方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来サンドブラスト加工に使用されているサンドブラスト装置は例えば図１８や図１９に示すような装置が見られる。図１８の従来技術においては研磨材供給装置上部の研磨材タンク２１に研磨材５を供給し，研磨材供給ホース等の研磨材供給管２８で連通された研磨材噴射ノズルの高圧気体噴射ノズル２５より高圧気体を研磨材噴射ノズルチップ２３に向け噴射することにより発生する負圧により研磨材調整パイプ４２により隙間を調整した研磨材量調整用隙間４４から落下した研磨材を，研磨材供給管２８を介して研磨材噴射ノズル２０に吸い込み，高圧気体噴射ノズル２５から噴射した高圧気体と研磨材供給装置より供給された研磨材が混合され研磨材噴射ノズルチップ２３より噴射することによりサンドブラスト加工を行っていた（特許文献１を参照）。
【０００３】
また例えば図１９は，分級機３２の下に設置された研磨材タンク２１の下部に研磨材圧力タンク２２を設置し，研磨材圧力タンクの下側に研磨材導入孔４３を有する研磨材調整部４５を設置し，研磨材調整部４５は研磨材供給管２８を経て研磨材噴射ノズル２０と連通している（特許文献２及び３を参照）。
【０００４】
研磨材はサンドブラスト装置本体３１より供給され，供給された研磨材は集塵機３５の負圧によりサンドブラスト装置本体３１から本体導管３４を経てサイクロン３２に入り，サイクロン３２下部の研磨材タンク２１から，研磨材圧力タンク２２に研磨材が供給される（図１６参考）。
【０００５】
研磨材圧力タンク２２に研磨材が供給された後に，研磨材供給バルブ２４を閉じて研磨材圧力タンク２２内を加圧すると，研磨材圧力タンク２２内の研磨材調整パイプ４２中の研磨材導入孔４３より研磨材が供給され，研磨材供給管２８を経て研磨材噴射ノズル２０より研磨材が高圧気体と共に噴射される。
【０００６】
研磨材噴射量の調整は研磨材導入孔４３の穴径と研磨材調整機能を有する加圧用高圧気体２の風量により調整を行い，前記風量が多くなると研磨材調整パイプ４２中に研磨材が入りにくくなり研磨材噴射量が減少するよう構成されている（特許文献２を参照）。
【０００７】
この発明の先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】
特開平８−２６７３６０号公報（第６頁，図５）サクション全体
【特許文献２】
特開平２−２７３２０７号公報（第３頁，図３）直圧全体
【特許文献３】
実開昭６３−７６０号公報（図２）調整パイプ
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，これら従来のサンドブラスト装置に於いては，研磨材タンク下部の隙間より研磨材を落下させるのみで，研磨材の供給量を自由に変更し，効率の良いサンドブラスト加工を行うことが出来ないという問題と，研磨材供給部上部のタンク内の研磨材量が加工中変化することにより研磨材量の供給量も変化してしまい安定したサンドブラスト加工が行えない問題があった。
【０００９】
例えば図１８では研磨材量の調整は研磨材量調整パイプ４２による研磨材が落下する研磨材量調整用隙間４４を調整するのみで，精度の高い研磨材量の調整は不可能であった。
【００１０】
また研磨材量調整用隙間４４を狭くしていくと安定して研磨材が落下しなくなり，研磨材を一定量常時連続して研磨材噴射ノズルから噴射させることは不可能となった。
【００１１】
また図１９では研磨材噴射量の調整は研磨材導入孔４３の穴径と研磨材調整気体２の気体量のみであり，研磨材圧力タンク２２内の研磨材量により噴射量が変化し精度の良い研磨材噴射量の調整は不可能であった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明の研磨材供給装置においては，研磨材タンク２１，又は該研磨材タンク２１に連通する研磨材圧力タンク２２内に収容された研磨材を，研磨材噴射ノズル２０から高圧気体（１，２）と研磨材の混合流体として噴射するサンドブラスト加工において，
前記研磨材タンク２１又は研磨材圧力タンク内２２に形成された研磨材層１２の下方に，円周上に研磨材を充填可能な凹部１１を備えた研磨材供給ローラ１６の円周表面が前記研磨材層１２を通過するように回転させて，前記研磨材層１２の通過時に前記研磨材層の下方から前記研磨材供給ローラ１６の凹部１１内に上方より研磨材を充填し，
前記研磨材層下方位置以外の前記研磨材供給ローラの円周上の一部を研磨材取出部１７とし，該研磨材取出部１７に向けて，高圧気体源から供給される高圧気体より成る研磨材取出気体１８，又は同じく，前記研磨材取出部１７に発生する吸引負圧により導入された大気からの気流である研磨材取出気体１８を，前記研磨材供給ローラ１６の円周上における前記凹部１１の形成位置に対応して配置され，且つ，前記凹部１１の形成幅Ｂと略同等の幅Ａからなるスリットを介して，噴射方向が前記研磨材取出部１７において前記研磨材供給ローラ１６の円周に接する接線を成すよう噴射することにより，前記研磨材取出部１７を高圧又は負圧下として，前記研磨材取出部１７において前記凹部１１に充填された研磨材を取り出すと共に，
前記研磨材取出気体１８の噴射方向前方で前記研磨材取出部１７を臨む研磨材供給管２８内に前記研磨材取出気体１８と前記研磨材との混合流体を導入することにより前記研磨材供給管２８を経てあるいは前記研磨材取出部１７から直接前記研磨材取出気体１８の噴射方向前方に設けた前記研磨材噴射ノズル２０内に前記研磨材取出気体１８と前記研磨材との混合流体を導入して研磨材を供給することを特徴とする（請求項１，図１）。
【００１３】
又，本発明方法として，前記研磨材噴射ノズル２０へ該研磨材噴射ノズルの上流から高圧気体噴射ノズル２５を介して高圧気体を供給することにより前記研磨材取出部１７に前記吸引負圧を発生させ，前記研磨材取出部１７から研磨材噴射ノズルに至る流体流路を負圧にし，且つ，この吸引負圧による前記研磨材取出気体１８により，前記研磨材供給ローラ１６上の凹部１１に充填された研磨材を取り出すと共に，前記研磨材噴射ノズル２０の吸引負圧気流により，前記取り出した研磨材を前記研磨材供給管あるいは前記研磨材取出部１７から前記研磨材噴射ノズル２０へ供給することができる（請求項２，図２）。
【００１４】
又，上記吸引負圧の発生手段として，前記高圧気体噴射ノズル２５の高圧気体供給方向下流に配置したエゼクターノズル５２により前記エゼクターノズル下流に発生する吸引負圧により，前記エゼクターノズル５２に連通する前記研磨材取出部１７に吸引負圧を発生させ，前記吸引負圧により吸引された大気から成る前記研磨材取出気体により研磨材供給ローラ１６上の凹部１１に充填された研磨材を取り出し，前記研磨材噴射ノズルより研磨材を噴射することが好適である（請求項３）。
【００１５】
さらに，前記高圧気体噴射ノズル２５の下流に設けたエゼクターノズル５２と研磨材噴射ノズル２０の間に前記高圧気体噴射ノズル２５を介して前記エゼクターノズル５２に供給される圧力より低い研磨材圧送用の２次高圧気体５０を分岐配管５５を介して供給することにより，研磨材噴射ノズルから噴射する研磨材の速度を加速させることができる（請求項４）。
【００１６】
研磨材層１２が形成される研磨材タンク２１又は該研磨材タンク２１に連通する研磨材圧力タンク２２内を加圧用高圧気体導管２６を介して加圧用高圧気体２で加圧すると共に，前記研磨材タンク２１又は研磨材圧力タンク２２と前記加圧用高圧気体導管２６を介して連通する前記研磨材取出部１７に前記研磨材取出気体１８として前記加圧用高圧気体２を供給して前記研磨材取出部１７の凹部に充填された研磨材を取り出し，且つ，前記加圧用高圧気体たる研磨材取出気体１８と前記研磨材の混合流体を前記研磨材噴射ノズルから噴射することにより加圧用高圧気体を効率良く使用できる（請求項５ 図８，９）。
【００１７】
又，前記研磨材取出部１７における研磨材供給方向下流側と，前記研磨材噴射ノズル２０との間で，前記研磨材噴射ノズル２０の上流側に前記研磨材取出気体１８より低圧の補助高圧気体３を供給し，前記研磨材取出部１７における前記加圧用高圧気体２の流速を調整可能とすることができる（請求項６ 図８−１０）。
【００１８】
本発明研磨材供給装置は，研磨材タンク２１，又は該研磨材タンク２１に連通する研磨材圧力タンク２２内に収容された研磨材を，研磨材噴射ノズル２０から高圧気体と前記研磨材の混合流体として噴射するサンドブラスト装置において，
前記研磨材タンク２１又は研磨材圧力タンク２２内に形成された研磨材層１２の下方に，前記研磨材層の通過時に円周上に研磨材を充填可能に形成された凹部１１内に上方より前記研磨材を充填する回転自在な研磨材供給ローラ１６と，前記研磨材供給ローラ１６の表面が前記研磨材層を通過して回転するように前記研磨材供給ローラ１６を回転駆動する回転駆動手段を設けると共に，
前記研磨材層下方位置以外の前記研磨材供給ローラの円周上の一部を研磨材取出部１７とし，前記研磨材取出部に臨み，前記研磨材供給ローラ１６の円周上における前記凹部の形成位置に対応して配置され，且つ，前記凹部の形成幅と略同等の幅からなるスリットを有するノズル形状の研磨材取出気体射出・吸引部１９を設け，前記研磨材取出気体射出・吸引部１９を介して該研磨材取出部１７に形成された前記凹部１１方向に高圧気体源から供給される研磨材取出気体１８を，噴射方向が前記研磨材取出部１７において前記研磨材供給ローラ１６の円周に接する接線を成すよう噴射し，又は，前記研磨材噴射ノズル２０に対する高圧気体の供給によって前記研磨材噴射ノズルと連通する前記研磨材取出部１７に発生した吸引負圧により導入された大気からの気流である研磨材取出気体１８を，噴射方向が前記研磨材取出部１７において前記研磨材供給ローラ１６の円周に接する接線を成すよう噴射し，前記研磨材取出部を高圧又は負圧下として，研磨材供給ローラ１６の円周上の凹部１１に充填された研磨材を取り出すと共に，前記研磨材取出気体１８の噴射方向前方で前記研磨材取出部を臨む研磨材供給管２８内に前記研磨材取出気体１８と前記研磨材との混合流体を導入することにより前記研磨材供給管２８を介してあるいは前記研磨材取出部１７から直接連通する，前記研磨材取出気体１８の噴射方向前方に設けた前記研磨材噴射ノズル２０内に前記研磨材取出気体１８と前記研磨材との混合流体を導入して研磨材を供給し前記高圧気体と研磨材の混合流体を噴射することを特徴とする（請求項７）。
【００１９】
又，上記装置は，前記研磨材噴射ノズルに高圧気体を供給して，前記研磨材噴射ノズルと連通する前記研磨材取出部に発生した吸引負圧により，大気を吸引して研磨材取出気体として前記研磨材取出部方向に吹き付ける構成とすることができる（請求項８）。
【００２１】
さらに，前記研磨材タンク又は該研磨材タンクに連通する研磨材圧力タンクに振動手段を取り付ければ微粉研磨材において研磨材の凝固を効果的に阻止できる（請求項９）。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨材供給方法及び供給装置の実施の形態について，以下に図を参照して説明する。
【００２３】
本発明に使用される研磨材供給装置を設置するサンドブラスト装置は，例えば，図１５〜図１７に示す装置であり，サンドブラスト装置本体３１及びサイクロン等の分級装置３２及び集塵機３５よりなり，サンドブラスト装置本体内には研磨材噴射ノズル２０が備えられている。
【００２４】
サンドブラスト装置本体３１は分級装置３２と本体導管３４にて連通し，分級装置３２は集塵機３５と集塵用導管３９にて連通しており，サンドブラスト装置本体３１は集塵機３５からの負圧により常に外気に対して負圧状態になっており，研磨材噴射ノズル２０から噴射された研磨材がサンドブラスト装置本体３１から飛散しないようになっている。
【００２５】
研磨材噴射ノズル２０から高圧気体にて噴射された研磨材は，加工物にあたりサンドブラスト加工され，研磨材は集塵機３５により発生する負圧による空気の流れによりサンドブラスト装置本体３１から分級装置３２に流れ，サイクロン等の分級装置３２により使用できる研磨材と破砕された研磨材及び被加工物を削った粉塵に分離して，使用できる研磨材は研磨材タンク２１に入り，研磨材供給装置１０の前記研磨材タンク２１内に供給され，研磨材層１２（図３）を形成し，破砕された研磨材と被加工物を削った粉は集塵機３５に捕集される。
【００２６】
図１６及び図１７のサンドブラスト装置では研磨材を研磨材圧力タンク２２にて高圧気体で加圧して研磨材噴射ノズル２０より研磨材を噴射するため，研磨材タンク２１と研磨材供給装置１０との間に研磨材圧力タンク２２を設置し，研磨材を研磨材供給装置１０より研磨材噴射ノズル２０へ圧送させるようにする。
【００２７】
図２，図３及び図１５においてサンドブラスト装置３１は研磨材噴射ノズルチップ２３に高圧気体噴射ノズル２５より高圧気体を噴射することにより研磨材噴射ノズル２０内で発生するエゼクター現象による吸引負圧により研磨材を研磨材供給装置１０より研磨材供給管２８を介して研磨材噴射ノズル２０へ供給する一般的にサクション式サンドブラストと呼ばれているものである。
【００２８】
研磨材供給装置１０中にはローラの円周上に溝及び穴等の凹部を形成した研磨材供給ローラ１６を配置し，研磨材供給ローラ１６はモータ等の駆動装置により回転している。
【００２９】
研磨材供給ローラ１６円周上に形成された凹部１１の形状は，縦溝形状及び横溝形状及び丸穴形状及びネジ状等どんな形状でもよくローラ外周面に凹設していれば良い。
【００３０】
研磨材供給ローラ１６円周上に研磨材供給ローラに，その上方に位置する前記研磨材タンク又は後述研磨材圧力タンク内に形成された研磨材層から研磨材を供給するように，研磨材供給ローラ１６の円周上の一部である研磨材取出部１７に向け研磨材取出気体１８を噴射する研磨材取出気体射出・吸引部１９を研磨材供給ローラ１６の近くに設ける。
【００３１】
研磨材取出気体射出・吸引部１９は大気と連通しており，研磨材噴射ノズル２０で発生した吸引負圧により研磨材噴射ノズル２０と連通する研磨材供給管２８及び研磨材供給装置１０の研磨材取出部１７付近が負圧となり，大気から研磨材取出気体射出・吸引部１９より研磨材取出部の負圧部分を流れる気流である研磨材取出気体１８により研磨材供給ローラ１６の凹部１１に充填された研磨材に吹きつけ，これを取り出し，研磨材噴射ノズル２０で発生した吸引負圧による研磨材取出部１７より研磨材供給管２８を介して研磨材噴射ノズル２０への気流により研磨材を研磨材噴射ノズル２０へ供給し，研磨材噴射ノズル２０の高圧気体供給ノズル２５より噴射される高圧気体や窒素ガス等の高圧気体と研磨材との混合流体を研磨材噴射ノズルチップ２３より加工基板７に噴射しサンドブラスト加工を行う。
【００３２】
図４〜図５に示すように研磨材取出気体射出・吸引部より噴射される研磨材取出気体は研磨材供給ローラ１６の円周面で図中，上方，下方方向どちらから吹き付けても良く，研磨材供給ローラ凹部１１に充填された研磨材５を取り出せれば良い。
【００３３】
図６はスリット状の研磨材噴射ノズル２０と研磨材供給装置１０との間に前述実施態様と同様，高圧気体により吸引負圧を発生させ，負圧により研磨材５を研磨材供給装置から研磨材５を引き込むエゼクターノズル５２を設け，研磨材を研磨材噴射ノズル２０へ供給するものである。
【００３４】
この場合の研磨材供給装置１０もサクション式サンドブラスト（図６）と同じものを使用できる。
【００３５】
この噴射方式の場合はエゼクターノズル５２と研磨材噴射ノズル２０との間に補助的に2次高圧気体５０を分岐配管５５から導入し，エゼクターノズルから出た研磨材をさらに2次高圧気体５０により加速させることが好ましい。
【００３６】
図７〜図１０及び図１９において研磨材供給装置１０は研磨材タンク下部に設けた研磨材圧力タンク２２及び前記研磨材供給装置１０内を高圧気体にて加圧し，研磨材供給管２８を経て研磨材噴射ノズル２０より高圧気体と共に研磨材を噴射する方式で，一般的に直圧式サンドブラストと呼ばれているものである。
【００３７】
分級装置（サイクロン）３２にて捕集された研磨材が研磨材タンク２１に入り，研磨材供給弁２４が開くと研磨材５が研磨材圧力タンク２２に供給され，研磨材圧力タンク２２下部に設置された研磨材供給装置１０に研磨材が供給される。
【００３８】
図９及び図１０において研磨材供給装置１０と研磨材圧力タンク２２は加圧用高圧気体導管２６により連通しており，研磨材供給装置１０内と研磨材圧力タンク２２は，ほぼ同圧になるよう設定される。
【００３９】
研磨材供給弁２４を閉じ，加圧用高圧気体２を研磨材供給装置１０及び研磨材圧力タンク２２に供給し，研磨材供給装置１０と研磨材噴射ノズル２０の間に設けた補助高圧気体供給口９より加圧用高圧気体２より圧力が低く設定された補助高圧気体３を供給する（図１１）。
【００４０】
研磨材供給ローラ１６が回転することにより研磨材が研磨材供給ローラ凹部１１に充填され，研磨材取出気体射出・吸引部１９より加圧用高圧気体２より供給された研磨材取出気体１８を研磨材が供給された研磨材供給ローラ凹部１１に向け噴射することにより研磨材供給ローラ凹部１１に充填された研磨材を取り出し，研磨材供給管２８を経て研磨材と高圧気体が研磨材噴射ノズル２０より噴射されサンドブラスト加工が行われる。
【００４１】
図１１において，研磨材取出気体射出・吸引部１９より噴射される研磨材取出気体１８の風速は加圧用高圧気体２と研磨材供給装置１０より研磨材噴射ノズル２０側に設置された補助高圧気体供給口９より噴射される補助高圧気体３との差圧により決まり，差圧が低いと研磨材供給ローラ凹部１１に充填された研磨材を完全に取り出すことができなくなり，差圧が高いとエゼクター現象により研磨材供給ローラ１６と研磨材供給装置１０のハウジングの隙間から研磨材が研磨材供給ローラ１６の回転と無関係に吸い込まれ，安定して研磨材を研磨材噴射ノズル２０に供給できなくなる。
【００４２】
加圧用高圧気体２と補助高圧気体３との差圧は０．０１ＭＰａから０．１ＭＰａの間に設定することが望ましい。
【００４３】
研磨材供給装置１０内に研磨材を充填しやすくするために，研磨材タンク２１又は研磨材圧力タンク２２又は研磨材供給装置１０にバイブレータ３６を取り付けて振動させることが好ましい。
【００４４】
図１１〜図１４及び図１７に示す実施形態においては研磨材供給管を用いず研磨材噴射ノズル２０と研磨材供給装置１０を連通させ，研磨材供給ローラ１６の凹部１１の全幅と研磨材噴射ノズル２０の幅をほぼ同等とし，研磨材噴射ノズル２０から噴射される研磨材の噴射量を研磨材噴射ノズルの各部分で均一に噴射できるようにしたものであり，研磨材取出気体射出・吸引部１９から噴射される研磨材取出気体１８を研磨材供給ローラ１６の表面に研磨材取出部１７において吹き付け，研磨材供給ローラ凹部１１に充填された研磨材を取り出し，研磨材噴射ノズル２０から取り出した研磨材を高圧気体と共に噴射するようにしたものである。
【００４５】
図１１〜図１３に示すようにスリット状の補助高圧気体供給口９を設け，研磨材噴射ノズル２０と研磨材供給ローラ１６の間に加圧用高圧気体２より圧力の低い補助高圧気体３を供給し，加圧用高圧気体２の圧力が変化しても加圧用高圧気体２と補助高圧気体３との差圧を一定にすることにより，加圧用高圧気体２より供給される研磨材吹き出し気体１８から流れる気体の速度を一定にして，安定して研磨材供給ローラ凹部１１に充填された研磨材を取り出すようにすることが好ましい。
【００４６】
図１１に於いて研磨材取出気体射出・吸引部１９の幅をAとし，研磨材供給ローラ凹部１１の幅をBとし，補助高圧気体供給口９の幅をCとし，研磨材噴射ノズル２５の吹き出し口の幅をDとしたとき，Bの幅に対しAとCとDの幅はほぼ同等であり，Bの幅とA及びB及びCの幅との差はAの±１０％以内とすることが望ましい。
【００４７】
【実施例】
以下に前述した本発明の研磨材供給方法及び装置の実施例について具体的に図面を参照して説明する。
【００４８】
［実施例１］
サクション式サンドブラストに於ける本発明の研磨材供給装置の実施例を図３及び図１５を使用して説明する。
【００４９】
図１５において，ブラスト装置本体３１内部に研磨材噴射ノズル２０を設け，研磨材噴射ノズル２０は高圧気体噴射ノズル２５にて高圧気体を供給し，研磨材供給ホース２８にて研磨材供給装置１０と連通する。
【００５０】
研磨材噴射ノズル２０は図３のノズルを使用し，高圧気体噴射ノズル２５の高圧気体噴出口の径はφ4mmで研磨材噴射ノズル先端部のノズルチップの内径はφ8mmのものを使用する。
【００５１】
ブラスト装置本体背部に研磨材の分級用にサイクロン３２を設置し，ブラスト装置本体下部のホッパー３３とサイクロン３２は本体導管３４にて連通しサイクロンの背部に集塵機３５を設置して集塵用導管３９にて連通する。
【００５２】
サイクロン３２下部には研磨材タンク２１を設置し，研磨材タンク２１下部に研磨材供給装置１０を取り付ける。
【００５３】
研磨材タンク２１にはバイブレータ３６を取り付け研磨材タンク２１と研磨材供給装置１０を振動させるようにし，振動がサイクロン３２及びブラスト装置本体３１に伝わらないようにサイクロン３２と研磨材タンク２１はゴム管３８にて連通する。
【００５４】
図３に示すように研磨材タンク２１下部の研磨材供給装置１０内部にローラの外周にネジ形状の縦溝を形成した研磨材供給ローラ１６を備え，インバータにて回転を可変できるようにしたモータにて研磨材供給ローラ１６を軸承，回転自在に設ける。
【００５５】
研磨材供給ローラ１６の片側に研磨材タンク２１と連通して研磨材供給ローラ１６上部から研磨材を供給するようにした研磨材層１２が形成され，研磨材層１２の下方に研磨材供給ローラ１６の表面に対し垂直に大気から研磨材取出部１７（負圧）に流れる気流である研磨材取出気体４，１８が研磨材供給ローラの凹部に向かって吹き出すように，大気と導通している隙間1mmに設定した研磨材取出気体射出・吸引部を設けた。
【００５６】
研磨材供給装置１０下部に研磨材供給ホース（２８）を連通させるようにして研磨材供給装置と研磨材噴射ノズル２０を連通する。
【００５７】
図１５において，集塵機３５のファンモータを回転させ，ブラスト装置本体３１より研磨材として平均粒径８μｍのアルミナの粉末１ｋｇを投入し，投入した研磨材５は集塵機３５の吸引負圧によりブラスト装置本体３１のホッパー３３から本体導管３４を通過し，サイクロン３２に入り研磨材タンク２１に供給され，研磨材供給装置１０の前記研磨材タンク２１内に形成される研磨材層１２に充填される。
【００５８】
研磨材タンク２１に取り付けたバイブレータ３６を作動させ，研磨材タンク２１と研磨材供給装置１０に振動を与える。
【００５９】
エアーホースから研磨材噴射ノズル２０の高圧気体噴射ノズル２５に０．３ＭＰａの高圧気体を供給し，研磨材供給装置の研磨材供給ローラ駆動用モータを回転させ研磨材噴射ノズル１０から研磨材を噴射させ，ガラス基板の切削加工を行う。
【００６０】
研磨材噴射ノズル１０から噴射された研磨材はブラスト装置本体３１のホッパー３３から本体導管３４を通り，サイクロン３２に入り，再び研磨材タンク２１に供給され研磨材供給装置１０から研磨材噴射ノズル２０に研磨材が供給され研磨材が噴射され，研磨材が研磨材層１２にあり，高圧気体噴射ノズル２５に高圧気体が供給され研磨材供給装置１０のモータが回転している限り，研磨材噴射ノズル２０からの研磨材の噴射が連続して行われる。
【００６１】
［実施例２］
直圧式サンドブラスト装置に於ける本発明の研磨剤供給装置の実施例を図８及び図１６を使用して説明する。
【００６２】
図１６に於いて，サンドブラスト装置本体３１内部に研磨材噴射ノズル２０を設置し，研磨材供給ホース２８にて研磨材供給装置１０と連通する。
【００６３】
サンドブラスト装置本体３０背部に研磨材の分級用にサイクロン３２を設置し，サンドブラスト装置本体下部のホッパー３３とサイクロン３２は本体導管３４にて連通しサイクロンの背部に集塵機３５を設置して集塵用導管３９に連通する。
【００６４】
サイクロン３２下部には研磨材タンク２１を設置し，研磨材タンク２１下部には研磨材圧力タンク２２を設け，研磨材タンク２１と研磨材圧力タンク２２の間には研磨材供給弁２４を設け研磨材圧力タンク内の圧力を保持できるようにし，研磨材圧力タンク２２下部に研磨材供給装置１０を取り付けた。
【００６５】
研磨材圧力タンク２２にはバイブレータ３６を取り付け研磨材タンク２１及び研磨材圧力タンク２２及び研磨材供給装置１０を振動させるようにし，振動がサイクロン３２及びサンドブラスト装置本体３１に伝わらないようにサイクロン３２と研磨材タンク２１はゴム管３８にて連通する。
【００６６】
研磨材供給ローラ１６の片側に，研磨材圧力タンク２２内に形成される研磨材層１２と連通して研磨材供給ローラ１６上部から研磨材を供給され，研磨材層１２と反対側に研磨材供給ローラに研磨材取出気体を吹き付けるための隙間０．５mmの研磨材取出気体射出・吸引部を設け，研磨材取出気体は加圧用高圧気体から供給され，研磨材供給装置と研磨材圧力タンクは高圧気体導管で連通し，加圧用高圧気体が研磨材圧力タンク内にも供給されるようにして，研磨材供給装置下部に加圧用高圧気体より圧力の低い補助高圧気体を供給するようにし，加圧用高圧気体の圧力を０．３３ＭＰａに設定し，補助高圧気体の圧力を０．３ＭＰａに設定した。
【００６７】
集塵機３５のファンモータを回転させ，サンドブラスト装置本体３１より研磨材として平均粒径１５μｍのアルミナの粉末１０ｋｇを投入し，投入した研磨材５は集塵機３５の吸引負圧によりサンドブラスト装置本体３１のホッパー３３から本体導管３４をとおり，サイクロン３２に入り研磨材タンク２１に供給され，研磨材供給弁２４が開かれ研磨材圧力タンク２２に研磨材が供給されさらに，研磨材供給装置１０の前記研磨材圧力タンク２２内に形成される研磨材層１２に充填される。
【００６８】
研磨材タンク２１に取り付けたバイブレータ３６を動作させて，研磨材タンク２１と研磨材圧力タンク２２及び研磨材供給装置１０に振動を与える。
【００６９】
研磨材供給弁２４を閉じ，補助高圧気体供給口９より圧力０．３ＭＰａの補助高圧気体３を供給し，３秒後に圧力０．３３ＭＰａの加圧用高圧気体２を研磨材供給装置１０及び研磨材圧力タンク２２に供給し，研磨材供給装置１０の研磨材供給ローラ１６駆動用モータを回転させインバータを調整し，１分間に約８０ｇの研磨材を研磨材噴射ノズル２０に送るように調整し，研磨材噴射ノズル２０から研磨材を噴射させ，ガラス基板の切削加工を行った。
【００７０】
図１６において，研磨材噴射ノズル２０から噴射された研磨材はサンドブラスト装置本体３１のホッパー３３から本体導管３４を通り，サイクロン３２に入り，再び研磨材タンク２１に供給され，研磨材噴射ノズル２０からの研磨材噴射終了後，研磨材供給弁２４を開き研磨材圧力タンク２２に研磨材を供給し，研磨材供給装置１０に研磨材を供給後再び研磨材供給弁２４を閉じ，研磨材供給ローラ１６を回転させ補助高圧気体３及び加圧用高圧気体２を供給し，研磨材噴射ノズル２０に研磨材が供給され再び研磨材噴射ノズルから研磨材が噴射された。
【００７１】
［実施例３］
研磨材供給管２８を用いず断面矩形の研磨材噴射ノズル２０と研磨材供給装置１０を連通させ，研磨材供給ローラ１６の凹部の全幅と研磨材噴射ノズル２０の幅をほぼ同等とし，研磨材噴射ノズル２０から噴射される研磨材の噴射量を研磨材噴射ノズル２０の各部分で均一に噴射できる装置の実施例を図１１〜図１４を使用して説明する。
【００７２】
バイブレータ３６により研磨材圧力タンク２２と研磨材供給装置１０に振動を与え，研磨材供給ローラ外周に形成された凹部１１に研磨材が入りやすくする。
【００７３】
図１３において，加圧用高圧気体２から供給される研磨材取出気体１８を研磨材供給ローラ１６の外周に向け吹き付けるようにスリット幅０．５mmの加圧用高圧気体の供給口８を設け，加圧用高圧気体２を研磨材圧力タンク２２と研磨材供給装置に供給し，前記研磨材供給装置と研磨材供給圧力タンクをほぼ同圧となるよう高圧気体導管２６で連通する。
【００７４】
図１１及び図１２において，研磨材供給装置１０と研磨材噴射ノズル２０の間に，補助高圧気体供給口９を設け加圧用高圧気体２より低い圧力の補助高圧気体３を供給するようにし，加圧用高圧気体２の圧力２を０．２３ＭＰａで補助高圧気体３の圧力を０．２ＭＰａに設定し，０．０３ＭＰａの差圧にて研磨材取出気体射出・吸引部１９より研磨材取出気体１８を噴射し，研磨材供給ローラ凹部１１に充填された研磨材を取り出すようにした。
【００７５】
研磨材供給ローラ１６を，モータを使用して回転させると研磨材供給ローラ上の凹部１１に研磨材層１２から研磨材が充填され，研磨材取出部１９を流れる高圧気体の流れにより研磨材噴射ローラ凹部１１に充填された研磨材５が取り出され，高圧気体の流れに乗り研磨材噴射ノズル２０から1分間あたり約２５０ｇの研磨材が加工室内にある加工基板７に噴射されようにした。
【００７６】
研磨材供給ローラ１６の幅は２６０mmで研磨材供給ローラ内の凹部１１は研磨材供給ローラ１６内に深さ1mmの縦溝をピッチ1．5mmで２４０mmの幅で連続に形成したものを使用し，研磨材噴射ノズル２０の噴射口断面は長手方向が２５０mmでノズルの隙間は０．５mmのノズルを使用し，補助高圧気体噴射口０の幅は２４０mmで隙間は０．５mmとした。
【００７７】
研磨材は平均粒径２０μｍの炭化珪素粒子を使用し，マスキングに日本合成化学工業製のサンドブラスト用感光性ドライフィルムを使用して，研磨材噴射装置を固定し，大きさ２００mm角で０．４５mm厚のガラス基板を左右に動かしてガラス基板にφ０．５mmの貫通穴を１０mmピッチで形成した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の要部を示す概略図。
【図２】装置の概要を示す斜視図。
【図３】図２の装置の概要を示す断面図。
【図４】本発明のさらに別の実施形態における装置の概要を示す斜視図。
【図５】本発明のさらに別の実施形態における装置の概要を示す斜視図。
【図６】本発明のさらに別の実施形態における装置の概要を示す断面図。
【図７】本発明のさらに別の実施形態における装置の概要を示す斜視図
【図８】本発明のさらに別の実施形態における装置の概要を示す断面図。
【図９】本発明のさらに別の実施形態における装置の概要を示す斜視図
【図１０】図９の実施形態における装置の概要を示す断面図。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態における装置の概要を示す斜視図
【図１２】図１１の実施形態における装置の概要を示す断面図。
【図１３】本発明のさらに別の実施形態における装置の概要を示す断面図。
【図１４】図１３の実施形態における装置の概要を示す斜視図。
【図１５】本発明研磨材供給装置を適用したサンドブラスト装置の全体図
【図１６】本発明研磨材供給装置を適用した他のサンドブラスト装置の全体図
【図１７】図１３に対応する本発明研磨材供給装置を適用したさらに他のサンドブラスト装置の全体図
【図１８】従来の直圧式サンドブラスト装置における研磨材の量調整手段の概略を示す要部断面図
【図１９】従来の直圧式サンドブラスト装置の概略を示す要部断面図
【符号の説明】
１ 高圧気体
２ 加圧用高圧気体
３ 補助高圧気体
４ 大気から負圧部に流れる気流
５ 研磨材
６ 研磨材＋高圧気体
７ 加工基板
８ 加圧用高圧気体供給口
９ 補助高圧気体供給口
１０ 研磨材供給装置
１１ 凹部（研磨材供給ローラの）
１２ 研磨材層
１４ 高圧層
１５ 低圧層
１６ 研磨材供給ローラ
１７ 研磨材取出部
１８ 研磨材取出気体
１９ 研磨材取出気体射出・吸引部
２０ 研磨材噴射ノズル
２１ 研磨材タンク
２２ 研磨材圧力タンク
２３ 研磨材噴射ノズルチップ
２４ 研磨材供給弁
２５ 高圧気体噴射ノズル
２６ 加圧用高圧気体導管
２８ 研磨材供給管（研磨材供給ホース）
３０ 加工室
３１ サンドブラスト装置本体
３２ 分級装置（サイクロン）
３３ ホッパー
３４ 本体導管
３５ 集塵機
３６ バイブレータ
３７ スプリング
３８ ゴム管
３９ 集塵用導管
４０ ガラス窓
４２ 研磨材量調整パイプ
４３ 研磨材導入孔
４４ 研磨材量調整用隙間
４５ 研磨材調整部
４８ 研磨材層表面
５０ ２次高圧気体
５１ 導入管
５２ エゼクターノズル
５４ 研磨材導入口
５５ 分岐配管

Claims (9)

1. 研磨材タンク又は該研磨材タンクに連通する研磨材圧力タンク内に収容された研磨材を，研磨材噴射ノズルから高圧気体と前記研磨材の混合流体として噴射するサンドブラスト加工において，
   前記研磨材タンク又は研磨材圧力タンク内に形成された研磨材層の下方に，円周上に研磨材を充填可能な凹部を備えた研磨材供給ローラの前記円周表面が前記研磨材層を通過するように回転させて，前記研磨材層の通過時に前記研磨材供給ローラの凹部内に上方より研磨材を充填し，
   前記研磨材層下方位置以外の前記研磨材供給ローラの円周上の一部を研磨材取出部とし，該研磨材取出部に向けて，高圧気体源から供給される高圧気体より成る研磨材取出気体又は前記研磨材取出部に発生する吸引負圧により導入された大気からの気流である研磨材取出気体を，前記研磨材供給ローラの円周上における前記凹部の形成位置に対応して配置され，且つ，前記凹部の形成幅と略同等の幅からなるスリットを介して，噴射方向が前記研磨材取出部において前記研磨材供給ローラの円周に接する接線を成すよう噴射することにより，前記研磨材取出部を高圧又は負圧下として，前記研磨材取出部において前記凹部に充填された研磨材を取り出すと共に，
   前記研磨材取出気体の噴射方向前方で前記研磨材取出部を臨む研磨材供給管内に前記研磨材取出気体と前記研磨材との混合流体を導入することにより前記研磨材供給管を経てあるいは前記研磨材取出部から直接前記研磨材取出気体の噴射方向前方に設けた前記研磨材噴射ノズル内に前記研磨材取出気体と前記研磨材との混合流体を導入して研磨材を供給することを特徴とするサンドブラスト加工における研磨材供給方法。
2. 前記研磨材噴射ノズルへ該研磨材噴射ノズルの上流から高圧気体噴射ノズルを介して高圧気体を供給することにより前記研磨材取出部に前記吸引負圧を発生させ，前記研磨材取出部から研磨材噴射ノズルに至る流体流路を負圧にし，且つ，前記研磨材取出部に発生する吸引負圧による前記研磨材取出気体により，前記研磨材供給ローラ上の凹部に充填された研磨材を取り出すと共に，前記研磨材噴射ノズルの吸引負圧気流により，前記取り出した研磨材を前記研磨材供給管あるいは前記研磨材取出部から前記研磨材噴射ノズルへ供給することを特徴とする請求項１記載のサンドブラスト加工における研磨材供給方法。
3. 前記高圧気体噴射ノズルの高圧気体供給方向下流に配置したエゼクターノズルにより前記エゼクターノズル下流に発生する吸引負圧により，前記エゼクターノズルに連通する前記研磨材取出部に吸引負圧を発生させ，前記吸引負圧により吸引された大気から成る前記研磨材取出気体により研磨材供給ローラ上の凹部に充填された研磨材を取り出し，前記研磨材噴射ノズルより研磨材を噴射することを特徴とする請求項１記載のサンドブラスト加工における研磨材供給方法。
4. 前記高圧気体噴射ノズルの下流に設けたエゼクターノズルと研磨材噴射ノズルの間に前記高圧気体噴射ノズルを介して前記エゼクターノズルに供給される圧力より低い研磨材圧送用の２次高圧気体を分岐配管を介して供給することを特徴とする請求項３記載のサンドブラスト加工における研磨材供給方法。
5. 研磨材層が形成される研磨材タンク又は該研磨材タンクに連通する研磨材圧力タンク内を加圧用高圧気体導管を介して加圧用高圧気体で加圧すると共に，前記研磨材タンク又は研磨材圧力タンクと前記加圧用高圧気体導管を介して連通する前記研磨材取出部に前記研磨材取出気体として前記加圧用高圧気体を供給して前記研磨材取出部の凹部に充填された研磨材を取り出し，且つ，前記加圧用高圧気体たる研磨材取出気体と前記研磨材の混合流体を前記研磨材噴射ノズルから噴射することを特徴とする請求項１記載のサンドブラスト加工における研磨材供給方法。
6. 前記研磨材取出部における研磨材供給方向下流側と，前記研磨材噴射ノズルとの間で，前記研磨材噴射ノズルの上流側に前記研磨材取出気体より低圧の補助高圧気体を供給することを特徴とする請求項５記載のサンドブラスト加工における研磨材供給方法。
7. 研磨材タンク，又は該研磨材タンクに連通する研磨材圧力タンク内に収容された研磨材を，研磨材噴射ノズルから高圧気体と前記研磨材の混合流体として噴射するサンドブラスト装置において，
   前記研磨材タンク又は研磨材圧力タンク内に形成された研磨材層の下方に，前記研磨材層の通過時に円周上に研磨材を充填可能に形成された凹部内に上方より前記研磨材を充填する回転自在な研磨材供給ローラと，前記研磨材供給ローラの表面が前記研磨材層を通過して回転するように前記研磨材供給ローラを回転駆動する回転駆動手段を設けると共に，
   前記研磨材層下方位置以外の前記研磨材供給ローラの円周上の一部を研磨材取出部とし，前記研磨材取出部に臨み，前記研磨材供給ローラの円周上における前記凹部の形成位置に対応して配置され，且つ，前記凹部の形成幅と略同等の幅からなるスリットを有するノズル形状の研磨材取出気体射出・吸引部を設け，前記研磨材取出気体射出・吸引部を介して該研磨材取出部方向に高圧気体源から供給される研磨材取出気体を，噴射方向が前記研磨材取出部において前記研磨材供給ローラの円周に接する接線を成すよう噴射し，又は，前記研磨材噴射ノズルに対する高圧気体の供給によって前記研磨材噴射ノズルと連通する前記研磨材取出部に発生した吸引負圧により導入された大気からの気流である研磨材取出気体を，噴射方向が前記研磨材取出部において前記研磨材供給ローラの円周に接する接線を成すよう噴射し，前記研磨材取出部を高圧又は負圧下として，研磨材供給ローラの円周上の凹部に充填された研磨材を取り出すと共に，
   前記研磨材取出気体の噴射方向前方で前記研磨材取出部を臨む研磨材供給管内に前記研磨材取出気体と前記研磨材との混合流体を導入することにより前記研磨材供給管を介してあるいは前記研磨材取出部から直接連通する，前記研磨材取出気体の噴射方向前方に設けた前記研磨材噴射ノズル内に前記研磨材取出気体と前記研磨材との混合流体を導入して研磨材を供給し前記高圧気体と研磨材の混合流体を噴射することを特徴とするサンドブラスト装置における研磨材供給装置。
8. 前記研磨材噴射ノズルに高圧気体を供給して，前記研磨材噴射ノズルと連通する前記研磨材取出部に発生した吸引負圧により，大気を吸引して前記研磨材取出気体として前記研磨材取出部方向に吹き付けることを特徴とする請求項７記載のサンドブラスト装置における研磨材供給装置。
9. 前記研磨材タンク又は該研磨材タンクに連通する研磨材圧力タンクに振動手段を取り付けたことを特徴とする請求項７又は８記載のサンドブラスト装置における研磨材供給装置。

Images