JP6994747B2 - Surface treatment equipment - Google Patents

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Description

この発明は、ケース内で生成したプラズマを、圧縮気体とともにプラズマ流としてケースからワークに向かって噴出させるいわゆるプラズマトーチ方式の表面処理装置に関する。 The present invention relates to a so-called plasma torch type surface treatment apparatus in which plasma generated in a case is ejected from a case toward a work as a plasma flow together with a compressed gas.

この種のものとして、特許文献1に記載された表面処理装置が従来から知られている。
この従来の表面処理装置は、一対の電極を設けたケースに圧縮気体である処理ガスを供給する供給源が接続される。そして、上記電極間で生成されたプラズマは、ケースに設けた噴出口から処理ガスとともに噴出され、ワークの処理対象面に吹き付けられる。
さらに、上記噴出口にほぼ隣接する位置に排気流路を設け、プラズマを発生させる過程で生成する窒素酸化物やオゾンを排気できるようにしている。
As this kind, the surface treatment apparatus described in Patent Document 1 has been conventionally known.
In this conventional surface treatment apparatus, a supply source for supplying a treatment gas, which is a compressed gas, is connected to a case provided with a pair of electrodes. Then, the plasma generated between the electrodes is ejected together with the processing gas from the ejection port provided in the case, and is blown onto the surface to be processed of the work.
Further, an exhaust flow path is provided at a position substantially adjacent to the ejection port so that nitrogen oxides and ozone generated in the process of generating plasma can be exhausted.

特開2004-115896号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-115896

上記のようにした従来の表面処理装置では、プラズマ流を噴出する噴出口に隣接する位置に、プラズマを発生させる過程で生成される窒素酸化物やオゾンを排気する排気流路を設けているので、プラズマ流の広がりをほとんど期待できない。そのため、処理面積が大きくて、その端部が上記排気流路からはみ出すようなときには、処理面積の端部まで表面処理ができないという問題があった。 In the conventional surface treatment device as described above, an exhaust flow path for exhausting nitrogen oxides and ozone generated in the process of generating plasma is provided at a position adjacent to the ejection port for ejecting the plasma flow. , The spread of plasma flow can hardly be expected. Therefore, when the treated area is large and the end portion protrudes from the exhaust flow path, there is a problem that the surface treatment cannot be performed up to the end portion of the treated area.

また、処理面積がプラズマ流の噴出口周りに限定されるので、処理対象面の面積が広いときには、上記噴出口側あるいは処理対象面側のいずれか一方を移動させなければ、処理対象面のすべてを改質処理できないという問題もあった。 Further, since the processing area is limited to the circumference of the plasma flow ejection port, when the area of the processing target surface is large, all of the processing target surfaces must be moved unless either the ejection port side or the processing target surface side is moved. There was also a problem that the reforming treatment could not be performed.

一方、図8に示すように、ワークであるパイプWの内面1だけを改質処理する装置も従来から知られている。この従来の装置は、上記パイプWの開口側に、圧縮気体である処理ガスとともにプラズマを噴出させるノズル2を設け、このノズル2から噴出されたプラズマ流をパイプWの内面1に導く。このようにしてパイプW内に導かれたプラズマによって、上記内面1が改質処理される。 On the other hand, as shown in FIG. 8, a device for reforming only the inner surface 1 of the pipe W, which is a work, has been conventionally known. In this conventional device, a nozzle 2 for ejecting plasma together with a processing gas which is a compressed gas is provided on the opening side of the pipe W, and the plasma flow ejected from the nozzle 2 is guided to the inner surface 1 of the pipe W. The inner surface 1 is reformed by the plasma guided into the pipe W in this way.

ただし、この従来の装置では、パイプWの内面1のすべてを改質処理できない場合があったが、その理由は次の通りである。
すなわち、ノズル2から噴出されたプラズマ流の一部が、矢印Aで示すように、パイプWの開口周囲に跳ね返されてしまうので、その分、内面1に導かれるプラズマ量が少なくなる。
However, in this conventional apparatus, there is a case where all the inner surface 1 of the pipe W cannot be reformed, and the reason is as follows.
That is, a part of the plasma flow ejected from the nozzle 2 is bounced around the opening of the pipe W as shown by the arrow A, so that the amount of plasma guided to the inner surface 1 is reduced by that amount.

パイプWの内面1に導かれるプラズマ量が少なくなれば、プラズマ流の下流にいけばいくほどプラズマの活性度が低くなる。
そのために、パイプWが長いときには、図8に示した仮想線Xを境にして改質処理ができない領域ができてしまう。
As the amount of plasma guided to the inner surface 1 of the pipe W decreases, the activity of the plasma decreases as it goes downstream of the plasma flow.
Therefore, when the pipe W is long, there is a region where the reforming process cannot be performed with the virtual line X shown in FIG. 8 as a boundary.

また、パイプWの長さが長いと、プラズマ流がパイプWの先端から終端にいたるまでに時間がかかってしまう。ところが、プラズマの活性度は時間とともに減衰するので、もし、プラズマ流が、パイプWの先端から終端にいたる過程で時間がかかり過ぎれば、プラズマ流の下流側におけるプラズマの活性度が低くなり、その分、上記仮想線Xを境にして改質処理ができない領域ができてしまう。 Further, if the length of the pipe W is long, it takes time for the plasma flow to reach the end of the pipe W from the tip end. However, since the activity of the plasma decays with time, if the plasma flow takes too much time in the process from the tip to the end of the pipe W, the activity of the plasma on the downstream side of the plasma flow becomes low. Therefore, a region that cannot be reformed is created at the boundary of the virtual line X.

そのために、パイプの長さが長いときには、内面1の改質処理に2工程を必要としていた。すなわち、先ず、パイプWの一方の開口をノズル2側に位置させてプラズマ流を内面1に誘導する。次に、パイプWをひっくり返して、その他方の開口をノズル2側に位置させてプラズマ流を内面1に誘導する。したがって、長いパイプWの内面1の改質処理の場合には、2工程を必要とするという問題があった。 Therefore, when the length of the pipe is long, two steps are required for the reforming treatment of the inner surface 1. That is, first, one opening of the pipe W is positioned on the nozzle 2 side to guide the plasma flow to the inner surface 1. Next, the pipe W is turned over and the other opening is positioned on the nozzle 2 side to guide the plasma flow to the inner surface 1. Therefore, in the case of the reforming treatment of the inner surface 1 of the long pipe W, there is a problem that two steps are required.

一方、上記したようにノズル2から噴出されたプラズマ流の一部が、矢印Aで示すように、パイプWの開口周囲に跳ね返されるということは、その開口周囲も表面処理されてしまうことを意味する。もし、パイプWの内面だけを表面処理したいとき、その内面以外の箇所を表面処理してしまうと色々な不都合が発生してしまう。 On the other hand, as described by the arrow A, a part of the plasma flow ejected from the nozzle 2 is bounced around the opening of the pipe W, which means that the circumference of the opening is also surface-treated. do. If only the inner surface of the pipe W is to be surface-treated, various inconveniences will occur if the surface other than the inner surface is surface-treated.

この発明の目的は、プラズマ流の噴出口とワークの処理対象面とを相対移動させなくても、その処理対象面の全面を効率よく改質処理できる表面処理装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a surface treatment apparatus capable of efficiently modifying the entire surface of the treatment target surface without moving the plasma flow outlet and the treatment target surface of the work relative to each other.

の発明は、ケースに設けられた噴出口から噴出されたプラズマ流をワークの処理対象面に沿って吸引するとともに、このプラズマ流を上記処理対象面の端部まで誘導する吸引力が備えられた吸引手段を設けている。 The present invention is provided with a suction force that sucks the plasma flow ejected from the ejection port provided in the case along the surface to be processed of the work and guides the plasma flow to the end of the surface to be processed. A suction means is provided.

したがって、例えばワークがパイプで、その内面を処理対象面にしたときには、パイプの一方の開口を噴出口側に向け、他方の開口を吸引手段側に向ける。そして、吸引手段を作動させれば、その吸引力が大きいので、上記パイプの一方の開口周囲の外気もパイプ内に引き込まれる。このように外気を引き込む流れが、噴出口から噴出するプラズマ流に対して随伴流になるので、プラズマ流がパイプの開口周囲に当たることなく、そのほとんどがパイプ内に誘導される。 Therefore, for example, when the work is a pipe and the inner surface thereof is the surface to be processed, one opening of the pipe is directed to the spout side and the other opening is directed to the suction means side. Then, when the suction means is operated, the suction force is large, so that the outside air around one opening of the pipe is also drawn into the pipe. Since the flow that draws in the outside air becomes an accompanying flow with respect to the plasma flow ejected from the ejection port, most of the plasma flow is guided into the pipe without hitting the periphery of the opening of the pipe.

また、吸引手段には、噴出口から噴出されるプラズマ流を上記処理対象面の端部まで誘導する吸引力が備えられているので、例えば長いパイプでも、プラズマの活性度を維持したまま、全長にわたって改質処理をすることができる。 Further, since the suction means is provided with a suction force that guides the plasma flow ejected from the ejection port to the end of the surface to be processed, for example, even with a long pipe, the entire length is maintained while maintaining the plasma activity. It can be reformed over.

さらに、処理対象面である筒の内面を、処理対象面に沿った上記ガイドとして機能させたので、特別にガイドを設けることなく、噴出口から噴出されたプラズマ流を吸引手段に誘導することができる。 Further , since the inner surface of the cylinder, which is the surface to be processed, is made to function as the guide along the surface to be processed, the plasma flow ejected from the ejection port can be guided to the suction means without providing a special guide. Can be done.

そして、上記ワークに小径部と大径部とが設けられ、その小径部の内面が上記処理対象面であり、上記大径部の内面に接触して当該大径部をふさぐ搬送治具を備え、上記搬送治具には軸方向に貫通する流通孔が形成され、この流通孔の一端が上記小径部に接続され、他端が上記吸引手段に接続されている。
このように小径部と大径部とを備えたワークとして、例えば、注射器のシリンダ等が考えられる。注射器のシリンダは、針を連結する部分が小径部となり、液体を収容する部分が大径部になる。
そして、注射器の小径部の直径はかなり小さいので、小径部の外側からプラズマ流を吹き付けても、プラズマが小径部に入っていかないが、この発明のように、大径部側から吸引すれば、上記小径部の内面にもプラズマ流が流入する。
The work is provided with a small diameter portion and a large diameter portion, and the inner surface of the small diameter portion is the surface to be processed, and a transport jig that contacts the inner surface of the large diameter portion and closes the large diameter portion is provided. The transport jig is formed with a flow hole penetrating in the axial direction, one end of the flow hole is connected to the small diameter portion, and the other end is connected to the suction means.
As a work having such a small diameter portion and a large diameter portion, for example, a cylinder of a syringe can be considered. The cylinder of the syringe has a small diameter portion where the needle is connected and a large diameter portion where the liquid is stored.
And since the diameter of the small diameter part of the syringe is quite small, even if the plasma flow is blown from the outside of the small diameter part, the plasma does not enter the small diameter part, but if it is sucked from the large diameter part as in the present invention, The plasma flow also flows into the inner surface of the small diameter portion.

さらに、上記搬送治具によって、ワークを連続的に搬送させながら、小径部の内面を表面処理することができる。 Further, the transfer jig can be used to surface-treat the inner surface of the small-diameter portion while continuously transporting the work.

この発明によれば、プラズマ流を噴出させる噴出口とワークとを相対移動させなくても、ワークの処理対象面の全面を効率よく改質処理することができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently modify the entire surface of the work to be processed without moving the work and the outlet for ejecting the plasma flow relative to each other.

第1実施形態の概略図である。It is a schematic diagram of 1st Embodiment. 第2実施形態の概略図である。It is a schematic diagram of the 2nd Embodiment. 第3実施形態の概略図である。It is a schematic diagram of the 3rd Embodiment. 第4実施形態の概略図である。It is a schematic diagram of the 4th Embodiment. 第5実施形態の概略図である。It is a schematic diagram of the 5th Embodiment. 第6実施形態の概略図である。It is a schematic diagram of the sixth embodiment. 第7実施形態の概略図である。It is a schematic diagram of the 7th Embodiment. 従来の装置の概略図である。It is a schematic diagram of a conventional device.

以下に、この発明の第6実施形態と、この発明の参考例である第1,第2,第3,第4,第5,第7実施形態を説明する。
図1に示した第1実施形態は、ケースCに図示していない一対の電極を設け、これら電極間でプラズマを生成するようにしている。そして、このケースCには、圧縮気体である処理ガスをケースCに供給する圧縮気体供給源Pを接続している。
さらに、上記ケースCには、ケースCに供給された処理ガスとともにプラズマを噴出する噴出口10を設けている。
Hereinafter, the sixth embodiment of the present invention and the first, second, third, fourth, fifth , and seventh embodiments as reference examples of the present invention will be described.
In the first embodiment shown in FIG. 1, a pair of electrodes (not shown) is provided in the case C so that plasma is generated between these electrodes. A compressed gas supply source P for supplying a processing gas, which is a compressed gas, to the case C is connected to the case C.
Further, the case C is provided with an ejection port 10 for ejecting plasma together with the processing gas supplied to the case C.

なお、上記噴出口10は、ケースCに孔を直接開けてもよいし、ケースCとは別部品であるノズルを取り付けてもよい。要するに、ケースC内のプラズマ及び処理ガスを噴出する機能さえ備えていれば、その構成は問わない。 The ejection port 10 may have a hole directly in the case C, or a nozzle which is a separate component from the case C may be attached. In short, the configuration does not matter as long as it has a function of ejecting the plasma and the processing gas in the case C.

上記のようにした噴出口10には、噴出口10から噴出したプラズマ流の飛散を防止し、そのプラズマ流を目的の方向に導くガイド11を設けている。そして、このガイド11の周囲には、プラズマ流を、後で説明するワークWの処理対象面12に誘導する誘導片11aを設けている。 The ejection port 10 as described above is provided with a guide 11 that prevents the plasma flow ejected from the ejection port 10 from scattering and guides the plasma flow in a target direction. A guide piece 11a for guiding the plasma flow to the processing target surface 12 of the work W, which will be described later, is provided around the guide 11.

一方、噴出口10と対向間隔を保った位置に吸引手段Vを設けているが、この吸引手段Vは図示していないエアポンプあるいは電動ファン等を主要素にしてなる。また、この吸引手段Vには吸引口13を設け、噴出口10から噴出されたプラズマ流や、窒素酸化物、オゾン等を集束して吸引できるようにしている。 On the other hand, the suction means V is provided at a position where the distance from the ejection port 10 is maintained, and the suction means V is mainly composed of an air pump, an electric fan, or the like (not shown). Further, the suction means V is provided with a suction port 13 so that the plasma flow ejected from the ejection port 10, nitrogen oxides, ozone and the like can be focused and sucked.

上記のようにしたガイド11と吸引口13との間に、パイプからなるワークWをセットするための空間を設けているが、この空間を、ワークWが横断できる大きさを有する移動可能領域Eとしている。したがって、図示していないロボット等のワーク保持手段にワークを保持させて、ワークWをセットすることができる。 A space for setting the work W made of a pipe is provided between the guide 11 and the suction port 13 as described above, and the movable area E having a size that allows the work W to cross this space. It is supposed to be. Therefore, the work W can be set by holding the work by a work holding means such as a robot (not shown).

次に、パイプからなるワークWの内面である処理対象面12を改質処理する場合について説明する。
なお、ワークWが上記のようにパイプからなる場合には、少なくともパイプの全長に相当する移動可能領域Eを確保しておく。
Next, a case where the processing target surface 12 which is the inner surface of the work W made of a pipe is reformed will be described.
When the work W is made of a pipe as described above, a movable area E corresponding to at least the entire length of the pipe is secured.

そして、図示していないロボット等のワーク保持手段をこの移動可能領域Eに導入して、ワークWの一方の開口12aを噴出口10側に向け、他方の開口12bを吸引手段V側に向けるとともに、ロボットを静止させる。
このとき、上記吸引口13の中心が上記ワークWの軸線上に位置するようにする。
ワークWを上記の状態に保ったまま、噴出口10から処理ガスとともにプラズマを噴出させると同時に吸引手段Vを駆動して吸引力を発揮させる。
Then, a work holding means such as a robot (not shown) is introduced into the movable region E so that one opening 12a of the work W is directed to the ejection port 10 side and the other opening 12b is directed to the suction means V side. , Make the robot stand still.
At this time, the center of the suction port 13 is positioned on the axis of the work W.
While maintaining the work W in the above state, plasma is ejected from the ejection port 10 together with the processing gas, and at the same time, the suction means V is driven to exert the suction force.

そして、吸引手段Vは、上記処理ガスを含んだプラズマ流を少なくとも一方の開口12aから他方の開口12bまで吸引する吸引力を有するので、噴出口10から噴出されたプラズマ流は、上記開口12a,12b間に行き渡る。なお、上記他方の開口12bがこの発明の処理対象面の端部nになる。
また、噴出口10の噴出力と、吸引手段Vの吸引力とが相まって、一方の開口12a側における処理ガスを含んだプラズマ流Fの流速を大きくできるで、一方の開口12aには外気も吸い込まれる。この外気がプラズマ流に対して随伴流Bとなるので、従来のようにプラズマが開口12aの周囲に当たったりしなくなる。
Since the suction means V has a suction force for sucking the plasma flow containing the processing gas from at least one opening 12a to the other opening 12b, the plasma flow ejected from the ejection port 10 has the suction force of the opening 12a. It spreads between 12b. The other opening 12b is the end portion n of the surface to be processed according to the present invention.
Further, the jet output of the ejection port 10 and the suction force of the suction means V can be combined to increase the flow velocity of the plasma flow F containing the processing gas on the one opening 12a side, so that the outside air is also sucked into the one opening 12a. Is done. Since this outside air becomes an accompanying flow B with respect to the plasma flow, the plasma does not hit the periphery of the opening 12a as in the conventional case.

しかも、ガイド11には、プラズマ流をワークWの処理対象面12に誘導する誘導片11aを設けているので、この誘導片11aも機能してプラズマの飛散を防止できる。
また、吸引手段Vの吸引口13の開口径は、上記内面12の内径に等しいか、それよりもわずかに大きいのが理想的である。なぜなら、上記開口径が大きすぎると、吸引手段Vの吸引力が、外気を吸引するために消費され、プラズマ流に対する吸引力が弱くなるからである。
Moreover, since the guide 11 is provided with the guide piece 11a that guides the plasma flow to the processing target surface 12 of the work W, the guide piece 11a can also function to prevent the plasma from scattering.
Ideally, the opening diameter of the suction port 13 of the suction means V is equal to or slightly larger than the inner diameter of the inner surface 12. This is because if the opening diameter is too large, the suction force of the suction means V is consumed to suck the outside air, and the suction force for the plasma flow becomes weak.

いずれにしても、噴出口10から噴出されたプラズマ流は、上記開口12a,12b間に行き渡るので、パイプの内面である処理対象面12の全面が改質処理される。
また、プラズマ生成過程で生成される窒素酸化物やオゾンも噴出口10から噴出されるが、それらは吸引手段Vで吸引される。ただし、窒素酸化物やオゾンは比重が大きいので、特に、吸引手段Vの吸引力を大きくしなくても、最終的には吸引口13側に沈んで吸引手段Vに吸引される。しかし、この実施形態では吸引手段Vの吸引力で窒素酸化物やオゾンを積極的に吸引するようにしている。
In any case, since the plasma flow ejected from the ejection port 10 spreads between the openings 12a and 12b, the entire surface of the processing target surface 12 which is the inner surface of the pipe is reformed.
Nitrogen oxides and ozone generated in the plasma generation process are also ejected from the ejection port 10, and they are attracted by the suction means V. However, since nitrogen oxides and ozone have a large specific gravity, they eventually sink to the suction port 13 side and are sucked by the suction means V even if the suction force of the suction means V is not increased. However, in this embodiment, nitrogen oxides and ozone are positively sucked by the suction force of the suction means V.

したがって、上記した第1実施形態は、噴出口10から噴出されたプラズマ流を処理対象面12に沿って吸引するとともに、このプラズマ流を一方の開口12aから他方の開口12bまで誘導する吸引力を備えた吸引手段Vを備えることによって、処理対象面12の全面を一度に改質処理すると同時に、窒素酸化物やオゾンを積極的に吸引する点に特徴を有する。
また、処理対象面12以外の不必要な部分まで、表面処理させないようにした点も特徴の1つである。言い換えると、処理対象面12に対するプラズマ流のコントロールが可能になった点が特徴となる。
Therefore, in the above-mentioned first embodiment, the plasma flow ejected from the ejection port 10 is sucked along the surface to be processed 12, and the suction force for guiding the plasma flow from one opening 12a to the other opening 12b is applied. By providing the suction means V provided, the entire surface of the surface to be treated 12 is reformed at once, and at the same time, nitrogen oxides and ozone are positively sucked.
Another feature is that surface treatment is not performed on unnecessary parts other than the surface to be treated 12. In other words, it is characterized in that the plasma flow can be controlled with respect to the surface to be processed 12.

なお、第1実施形態におけるワークWの処理対象面12は、プラズマ流を誘導するガイドとしても機能する。言い換えると、ワークWの処理対象面12をガイドとして機能させた点にも特徴を有する。 The processing target surface 12 of the work W in the first embodiment also functions as a guide for inducing the plasma flow. In other words, it is also characterized in that the processing target surface 12 of the work W functions as a guide.

図2に示した第2実施形態は、一対のプレートをワークW1,W2とするとともに、これらワークW1,W2を上記第1実施形態と同じ移動可能領域Eにおいて間隔を保って対向させ、その対向面を処理対象面14,15にした点が第1実施形態と異なり、それ以外は第1実施形態と同じである。 In the second embodiment shown in FIG. 2, the pair of plates are the works W1 and W2, and the works W1 and W2 are opposed to each other in the same movable region E as the first embodiment at intervals. The surface is different from the first embodiment in that the surfaces are the surfaces 14 and 15 to be processed, and other than that, it is the same as the first embodiment.

すなわち、この第2実施形態においても、一対の電極を備えたケースCに圧縮気体供給源Pを接続するとともに、ケースCに設けた噴出口10の周囲に、誘導片11aを備えたガイド11を設けている。また、上記噴出口10に対向する位置に、吸引口13を開口させた吸引手段Vを設けるとともに、噴出口10と吸引手段Vとの間に移動可能領域Eを設けている。 That is, also in this second embodiment, the compressed gas supply source P is connected to the case C provided with the pair of electrodes, and the guide 11 provided with the guide piece 11a is provided around the ejection port 10 provided in the case C. It is provided. Further, a suction means V having a suction port 13 opened is provided at a position facing the ejection port 10, and a movable region E is provided between the ejection port 10 and the suction means V.

したがって、処理ガスを含むプラズマ流を、ワークW1,W2の対向間隔に供給して処理対象面14,15の全面を一度に改質処理するとともに、窒素酸化物やオゾンを同時に吸引できる。
なお、この第2実施形態においても、一対のワークWの処理対象面14,15をガイドとして機能させるとともに、上記処理対象面14,15の下端を、この発明の処理対象面の端部n1,n2としている。
Therefore, a plasma flow containing the processing gas can be supplied to the facing intervals of the works W1 and W2 to reform the entire surfaces 14 and 15 to be processed at once, and nitrogen oxides and ozone can be sucked at the same time.
Also in this second embodiment, the processing target surfaces 14 and 15 of the pair of work Ws function as guides, and the lower ends of the processing target surfaces 14 and 15 are the end portions n1 of the processing target surfaces of the present invention. It is set to n2.

図3に示した第3実施形態は、処理対象面16の面積が大きなプレートをワークWとするとともに、ワークWの側面も処理対象面16とした場合の実施形態である。したがって、第3実施形態における処理対象面16の端部nは、ワークWの側面であって図3で示す下端に位置することになる。
そして、第3実施形態は、処理対象面16の平面の面積に合わせて、ガイド11と吸引口13の開口面積を対応させるようにしたもので、その他は第1,2実施形態と同じである。
The third embodiment shown in FIG. 3 is an embodiment in which a plate having a large area of the processing target surface 16 is used as the work W and the side surface of the work W is also used as the processing target surface 16. Therefore, the end portion n of the processing target surface 16 in the third embodiment is located on the side surface of the work W and is located at the lower end portion shown in FIG.
The third embodiment is the same as the first and second embodiments in that the opening areas of the guide 11 and the suction port 13 are made to correspond to the area of the plane of the surface to be processed 16. ..

すなわち、この第3実施形態においても、一対の電極を備えたケースCに圧縮気体供給源Pを接続するとともに、ケースCに設けた噴出口10の周囲に、誘導片11aを備えたガイド11を設けている。また、上記噴出口10と対向する側に、吸引口13を開口させた吸引手段Vを設けるとともに、噴出口10と吸引手段Vとの間に移動可能領域Eを設けている。 That is, also in this third embodiment, the compressed gas supply source P is connected to the case C provided with the pair of electrodes, and the guide 11 provided with the guide piece 11a is provided around the ejection port 10 provided in the case C. It is provided. Further, a suction means V having a suction port 13 opened is provided on the side facing the ejection port 10, and a movable region E is provided between the ejection port 10 and the suction means V.

そして、上記ガイド11は、図示のようにワークWの処理対象面16との間に所定の間隔を保つとともに、処理対象面16の平面全部を覆っている。処理対象面16の平面全部を覆うガイド11の周囲には、プラズマ流を吸引口13に向かって誘導する誘導片11aを設けている。この誘導片11aは、ワークWの処理対象面16に対してわずかに外側に位置するとともに、その内径を吸引口13の内径とほとんど同じにしている。 As shown in the figure, the guide 11 keeps a predetermined distance from the processing target surface 16 of the work W and covers the entire plane of the processing target surface 16. A guide piece 11a for guiding the plasma flow toward the suction port 13 is provided around the guide 11 that covers the entire plane of the surface to be processed 16. The guide piece 11a is located slightly outside the surface 16 to be processed of the work W, and its inner diameter is almost the same as the inner diameter of the suction port 13.

したがって、吸引手段Vを駆動して吸引力を発揮させつつ、噴出口10から処理ガスとともにプラズマ流を噴出すると、このプラズマ流は、噴出口10からの噴出力と、吸引手段Vの吸引力の相乗効果によって、ガイド11とワークWの処理対象面16との対向間隔に案内されて処理対象面16上で四方に拡散しながら流れるとともに、その流れが誘導片11aに当たって吸引手段V方向に転換する。 Therefore, when a plasma flow is ejected from the ejection port 10 together with the processing gas while driving the suction means V to exert the suction force, the plasma flow is the suction power of the suction means V and the ejection output from the ejection port 10. Due to the synergistic effect, the guide 11 is guided by the facing distance between the processing target surface 16 of the work W and flows while diffusing in all directions on the processing target surface 16, and the flow hits the guide piece 11a and is converted in the suction means V direction. ..

このように誘導片11aで方向転換されたプラズマ流は、吸引手段Vの吸引力に引っ張られて吸引口13に向かい、プラズマ生成過程で生成された窒素酸化物やオゾンとともに吸引手段Vに吸引される。
上記のことからも明らかなように、この第3実施形態では、ガイド11とワークWとの間を通るプラズマ流でワークWの処理対象面16が表面改質されるとともに、窒素酸化物やオゾンもプラズマ流にともなって吸引手段Vに吸引されることになる。
また、ワークWのうち、プラズマ流が流れない裏面は表面処理されることはない。
The plasma flow whose direction is changed by the induction piece 11a is pulled toward the suction port 13 by the suction force of the suction means V, and is sucked by the suction means V together with the nitrogen oxides and ozone generated in the plasma generation process. To.
As is clear from the above, in this third embodiment, the surface to be treated of the work W is surface-modified by the plasma flow passing between the guide 11 and the work W, and nitrogen oxides and ozone are formed. Will be sucked by the suction means V along with the plasma flow.
Further, of the work W, the back surface where the plasma flow does not flow is not surface-treated.

図4に示した第4実施形態は、ワークWをプレートにするとともに、その処理対象面16をワークWの一方の平面に限定した場合である。そして、ガイド11はワークWの上記処理対象面16と対向して所定の間隔を維持し、ガイド11と処理対象面16との間に形成される上記間隔をプラズマ流の誘導路としている。 The fourth embodiment shown in FIG. 4 is a case where the work W is made into a plate and the processing target surface 16 is limited to one plane of the work W. The guide 11 maintains a predetermined distance facing the processing target surface 16 of the work W, and the distance formed between the guide 11 and the processing target surface 16 is used as a guide path for the plasma flow.

さらに、吸引手段Vの吸引口13は、ワークWの周囲と対向する部分を開口させるとともに、全体的にはドーナツ状にしたもので、上記誘導路からプラズマ流を直接吸引できるようにしている。
また、この第4実施形態では、ガイド11と対向する下方側が、この発明の保持手段の移動可能領域Eとなる。
Further, the suction port 13 of the suction means V has a portion facing the periphery of the work W opened and has a donut shape as a whole so that the plasma flow can be directly sucked from the guide path.
Further, in the fourth embodiment, the lower side facing the guide 11 is the movable region E of the holding means of the present invention.

したがって、吸引口13の下方から図示していないロボット等のワーク保持手段を上昇させて、所定の位置でワークWをセットすることができる。
上記以外の構成は、第3実施形態と同じである。
すなわち、この第4実施形態においても、一対の電極を備えたケースCに圧縮気体供給源Pを接続するとともに、ケースCに設けた噴出口10の周囲に、上記誘導片11aを備えたガイド11を設けている。
Therefore, the work W can be set at a predetermined position by raising the work holding means such as a robot (not shown) from below the suction port 13.
The configuration other than the above is the same as that of the third embodiment.
That is, also in this fourth embodiment, the compressed gas supply source P is connected to the case C provided with the pair of electrodes, and the guide 11 provided with the guide piece 11a around the ejection port 10 provided in the case C. Is provided.

上記のようにした第4実施形態では、吸引手段Vを駆動して吸引力を発揮させつつ、噴出口10から処理ガスとともにプラズマ流を噴出すると、このプラズマ流は、噴出口10からの噴出力と、吸引手段Vの吸引力の相乗効果によって、ガイド11とワークWの処理対象面16との対向間隔に形成される誘導路に案内されて処理対象面16上で四方に拡散しながら流れるとともに、この誘導路から、吸引口13に直接吸引されることになる。 In the fourth embodiment as described above, when the suction means V is driven to exert the suction force and the plasma flow is ejected from the ejection port 10 together with the processing gas, the plasma flow is ejected from the ejection port 10. And, due to the synergistic effect of the suction force of the suction means V, the guide 11 is guided by the guide path formed at the facing interval between the processing target surface 16 of the work W, and flows while spreading in all directions on the processing target surface 16. , It will be sucked directly into the suction port 13 from this guide path.

このように誘導片11aで方向転換されたプラズマ流は、吸引手段Vの吸引力に引っ張られて吸引口13に向かい、プラズマ生成過程で生成された窒素酸化物やオゾンとともに吸引手段Vに吸引される。
そして、ガイド11とワークWとの間の誘導路を通るプラズマ流でワークWの処理対象面16が表面改質されるとともに、窒素酸化物やオゾンもプラズマ流にともなって吸引手段Vに吸引されることになる。なお、この第4実施形態においても、処理対象面16の外周縁が、この発明における処理対象面の端部nになる。
The plasma flow whose direction is changed by the induction piece 11a is pulled toward the suction port 13 by the suction force of the suction means V, and is sucked by the suction means V together with the nitrogen oxides and ozone generated in the plasma generation process. To.
Then, the surface to be processed of the work W is surface-modified by the plasma flow passing through the guide path between the guide 11 and the work W, and nitrogen oxides and ozone are also sucked by the suction means V along with the plasma flow. Will be. Also in this fourth embodiment, the outer peripheral edge of the surface to be processed 16 is the end portion n of the surface to be processed in the present invention.

図5に示した第5実施形態は、第4実施形態と同様に、ワークWをプレートにするとともに、その処理対象面19をワークWの一方の平面に限定した場合である。そして、ガイド11はワークWの上記処理対象面19のほぼ全面と対向して所定の間隔を維持し、ガイド11と処理対象面19との間に形成される上記間隔をプラズマ流の誘導路としている。 The fifth embodiment shown in FIG. 5 is a case where the work W is made into a plate and the processing target surface 19 is limited to one plane of the work W, as in the fourth embodiment. Then, the guide 11 maintains a predetermined distance facing almost the entire surface of the processing target surface 19 of the work W, and the distance formed between the guide 11 and the processing target surface 19 is used as a guide path for the plasma flow. There is.

さらに、吸引手段Vの吸引口13は、全体的には円形にするとともに、ワークWの処理対象面19の端部nと対向させたもので、上記誘導路に誘導されたプラズマ流を直接吸い上げるようにしたものである。
また、この第5実施形態では、ワークWの下方側が、この発明の保持手段の移動可能領域Eとなり、第4実施形態と同様にロボット等のワーク保持手段を用いてワークWを自動的にセットできる。
Further, the suction port 13 of the suction means V has a circular shape as a whole and faces the end portion n of the processing target surface 19 of the work W, and directly sucks the plasma flow guided to the guidance path. It is something like that.
Further, in the fifth embodiment, the lower side of the work W becomes the movable region E of the holding means of the present invention, and the work W is automatically set by using the work holding means such as a robot as in the fourth embodiment. can.

したがって、吸引手段Vを駆動して吸引力を発揮させつつ、噴出口10から処理ガスとともにプラズマ流を噴出すると、このプラズマ流は、噴出口10からの噴出力と、吸引手段Vの吸引力の相乗効果によって、ガイド11とワークWの処理対象面19との対向間隔形成された誘導路に案内されて、処理対象面19上で四方に拡散しながら流れるとともに、その流れが誘導片11aに当たって吸引口13の方向に転換して、プラズマ生成過程で生成された窒素酸化物やオゾンとともに吸引手段Vに吸引される。 Therefore, when a plasma flow is ejected from the ejection port 10 together with the processing gas while driving the suction means V to exert the suction force, the plasma flow is the suction power of the suction means V and the ejection output from the ejection port 10. Due to the synergistic effect, the guide 11 and the work W are guided by a guide path formed at an opposite distance between the treatment target surface 19 and flow while spreading in all directions on the treatment target surface 19, and the flow hits the guide piece 11a and is sucked. It is converted to the direction of the mouth 13 and is sucked by the suction means V together with the nitrogen oxides and ozone generated in the plasma generation process.

図6に示した第6実施形態は、ワークWが注射器のシリンダのように小径部20と大径部21とを備え、その小径部20の内面を処理対象面22としたものである。
そして、上記大径部21内には、棒状の搬送用治具23を挿入し、表面処理工程において、ワークWが搬送用治具23とともに搬送されるようにしている。
In the sixth embodiment shown in FIG. 6, the work W is provided with a small diameter portion 20 and a large diameter portion 21 like a cylinder of a syringe, and the inner surface of the small diameter portion 20 is a surface to be processed 22.
Then, a rod-shaped transport jig 23 is inserted into the large diameter portion 21 so that the work W is transported together with the transport jig 23 in the surface treatment step.

上記のようにした搬送用治具23は、その軸中心に沿って流通孔24を形成し、この流通孔24の一端を小径部20内に接続させ、他端を各実施形態と同様の吸引口13に接続している。 The transfer jig 23 as described above forms a flow hole 24 along the center of its axis, one end of the flow hole 24 is connected to the small diameter portion 20, and the other end is sucked in the same manner as in each embodiment. It is connected to the mouth 13.

したがって、搬送用治具23とともにワークWを移動して、小径部20とケースCに設けた噴出口10とを対応させるとともに搬送用治具23の流通孔24を吸引口13に対応させて吸引手段Vを駆動すれば、噴出口10から噴出されたプラズマ流は、噴出口10からの噴出力と吸引手段Vの吸引力との相乗効果によって小径部20内に導かれ、処理対象面22が表面処理されることになる。 Therefore, the work W is moved together with the transfer jig 23 so that the small diameter portion 20 and the ejection port 10 provided in the case C correspond to each other, and the flow hole 24 of the transfer jig 23 corresponds to the suction port 13 for suction. When the means V is driven, the plasma flow ejected from the ejection port 10 is guided into the small diameter portion 20 by the synergistic effect of the ejection output from the ejection port 10 and the suction force of the suction means V, and the surface to be processed 22 becomes. It will be surface treated.

上記のように小径部20内の処理対象面22の表面処理が終了したら、搬送用治具23とともにワークWを次の工程に移動する。
なお、図6において、符号Pは圧縮気体供給源で、各実施形態と同様に圧縮気体である処理ガスをケースCに供給するためのものである。
When the surface treatment of the surface to be treated 22 in the small diameter portion 20 is completed as described above, the work W is moved to the next step together with the transfer jig 23.
In FIG. 6, reference numeral P is a compressed gas supply source, and is for supplying the processing gas, which is a compressed gas, to the case C as in each embodiment.

図7に示した第7実施形態は、搬送用治具25を、第6実施形態と相違させたものである。すなわち、この第7実施形態の搬送用治具25はキャップ状にしたもので、その凹部25aに大径部21を嵌めて大径部21の開口をふさぐようにしている。そして、この搬送用治具25に形成した流通孔26を吸引口13に連通させている。 In the seventh embodiment shown in FIG. 7, the transfer jig 25 is different from the sixth embodiment. That is, the transfer jig 25 of the seventh embodiment has a cap shape, and the large diameter portion 21 is fitted in the recess 25a to close the opening of the large diameter portion 21. Then, the distribution hole 26 formed in the transfer jig 25 is communicated with the suction port 13.

噴出口を固定しながら処理対象面を表面改質するプラズマトーチ方式の表面処理装置に適している。 It is suitable for a plasma torch type surface treatment device that modifies the surface to be treated while fixing the ejection port.

C…ケース、10…噴出口、P…圧縮気体供給源、11…ガイド、11a…誘導片、W,W1,W2…ワーク、13…吸引口、12,14~19,22…処理対象面、V…吸引手段、E…移動可能領域、F…プラズマ流、n…端部、20…小径部、21…大径部、23,25…搬送用治具、24,26…流通孔
C ... Case, 10 ... Spout, P ... Compressed gas supply source, 11 ... Guide, 11a ... Induction piece, W, W1, W2 ... Work, 13 ... Suction port, 12, 14-19, 22 ... Processing target surface, V ... Suction means, E ... Movable area, F ... Plasma flow, n ... End, 20 ... Small diameter, 21 ... Large diameter, 23, 25 ... Transfer jig, 24, 26 ... Flow hole

Claims (1)

プラズマを生成するためのケースと、
このケースに設けられるとともに、このケース内で生成されたプラズマを噴出する噴出口と、
上記ケースに圧縮気体を供給する圧縮気体供給源とを備え、
上記噴出口からワークの処理対象面側に噴出され、この噴出されたプラズマ流で上記処理対象面を改質する表面処理装置であって、
上記噴出口から噴出されたプラズマ流を上記処理対象面に沿って吸引するとともに、このプラズマ流を上記処理対象面の端部まで誘導する吸引力が備えられた吸引手段が設けられるとともに、
上記処理対象面が、筒の内面であり、
上記吸引手段の吸引口が、上記筒の端部に対応する位置に設けられるとともに、
上記吸引口の中心が上記筒の軸線上に設けられ、
上記処理対象面を、上記噴出口から噴出されたプラズマ流を上記処理対象面に沿う方向に導くガイドとして機能させる表面処理装置であって、
上記ワークには、小径部と大径部とが設けられ、その小径部の内面が上記処理対象面であり、
上記大径部の内面に接触して当該大径部をふさぐ搬送治具を備え、
上記搬送治具には軸方向に貫通する流通孔が形成され、この流通孔の一端が上記小径部に接続されるとともに、他端が上記吸引手段に接続されたことを特徴とする表面処理装置。
A case for generating plasma and
In addition to being provided in this case, the spout that ejects the plasma generated in this case,
The above case is equipped with a compressed gas supply source that supplies compressed gas.
It is a surface treatment device that is ejected from the ejection port to the surface to be processed and the surface to be processed is modified by the ejected plasma flow.
A suction means having a suction force for sucking the plasma flow ejected from the ejection port along the surface to be treated and guiding the plasma flow to the end of the surface to be treated is provided.
The surface to be processed is the inner surface of the cylinder.
The suction port of the suction means is provided at a position corresponding to the end of the cylinder, and the suction port is provided at a position corresponding to the end of the cylinder.
The center of the suction port is provided on the axis of the cylinder,
A surface treatment device that functions as a guide for guiding the plasma flow ejected from the ejection port in a direction along the treatment target surface.
The work is provided with a small diameter portion and a large diameter portion, and the inner surface of the small diameter portion is the surface to be processed.
A transport jig that contacts the inner surface of the large diameter portion and closes the large diameter portion is provided.
A surface treatment apparatus characterized in that a flow hole penetrating in the axial direction is formed in the transfer jig, one end of the flow hole is connected to the small diameter portion, and the other end is connected to the suction means. ..
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