JPH03142168A - 遊離砥粒噴射式加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 に産業上の利用分野） 本発明は遊離砥粒噴射式加工装置に係り、とくに遊離砥
粒とガスの固気２相流を噴射ノズルによって被加工物の
表面に噴射してその表面の加工を行なうようにした加工
装置に関する。

Ｋ発明の概要舅 遊Ｍ砥粒とガスとの固気２相流を噴射ノズルから被加工
物に噴射する装置において、上記噴射ノズルの噴口に臨
むように流体障害壁を設けるようにし、この流体障害壁
によって局部的に速度欠損効果を生ずるようにし、これ
によって被加工物に選択的な噴射油エバターンを形成す
るようにしたものである。あるいはまた固気２相流を噴
射する噴射ノズルの噴口の断面形状を異形とし、この断
面形状に応じた選択的な形状に被加工物の表面を加工す
るようにしたものである。

Ｋ従来の技術Ｉ 粒径が２５〜６０μｍの比較的大きな′ＭｔｈＩＩ凪粒
を空気とともに噴射するようにしたサンドブラストが知
られている。このようなサンドブラストはパリ取りやペ
イント剥がし、装飾用の粗加工等に用いられている。こ
のようなサンドブラスト加工において、装飾等のために
被加工物の表面に選択的な加工を行なう場合には、加工
を行なわない部分にレジストマスクを形成するようにし
ている。

づなわち従来は膜厚が２５０〜５００μｍ程度のレジス
ト膜を形成して遊ｌ１ｉｔ砥粒を噴射することにより、
選択的な加工を行なうようにしている。

Ｋ発明が解決しｊ；うとする問題点刃 このような従来のサンドブラストの欠点は、被加工物の
表面性および表面粗さが良好でないことである。またこ
のようなサンドブラスト法は微細加工に適しないもので
ある。さらに分解能が悪く、しかも選択加工を行なう場
合におけるレジストの膜厚が２５０〜５００ｔｉｍに達
するために、曲線性が悪い欠点がある。また固気２相流
に乱れが多く、圧力分布が一定でない欠点を有しており
、流一 速分布の一様性に欠けるものである。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、レジストマスクを用いることなくしかも高い分解能
で選択的な加工を行ない得るＪ：うにした遊離砥粒噴射
式加工装置を提供づることを目的とするものである。

Ｋ問題点を解決するための手段ｌ 第１の発明は、遊離砥粒とガスとの固気２相流を噴射ノ
ズルによって被加工物に噴射してその表面の加工を行な
うようにした装置において、前記噴射ノズルの噴口に臨
んで局部的に速度欠損効果を生ずる障害壁を設けるよう
にしたものである。

また第２の発明は、遊離砥粒とガスとの固気２相流を噴
射ノズルによって被加工物に噴射してその表面の加工を
行なうようにした装置において、前記噴射ノズルの噴口
の断面形状を異形とし、該異形の断面形状に応じた加工
を行なうようにしたものである。

　− （作用刃 従って第１の発明においては、速度欠損効果を生ずる障
害壁によって固気２相流の噴流が液加］二物の表面に選
択的に噴射されることになり、これによってレジス１へ
を用いることなく選択的な噴射加工を行なうことが可能
になる。

また第２の発明によれば、異形断面の噴口に応じた噴流
が被加工物に噴射されるために、異形断面の形状に対応
した形状に被加工物の表面加工が行なわれることになる
。

Ｋ実施例刃 第１図および第２図は本発明の第１の実施例に係る噴射
加工装置を示すものであって、この装置は噴射ノズル１
１を備えている。噴射ノズル１１はその上端に円筒状の
突部１２を有しており、その外周面に形成されている雄
ねじ１３が支持体１４の下面に形成されている雌ねじ１
５を有する凹部にねじ込まれるようになっており、これ
にょってノズル１１は支持体１４の下部に支持されてい
る。

支持体１４にはその中心部を貫通するように通路１６が
形成されるとともに、この通路１６と連通される通路１
７がノズル１１に、形成されている。

またノズル１１の先端部は噴口１８になっており、この
噴口１８に臨むように複数枚、例えば４枚の障害壁１９
がこの噴口１８を横切るように一定の間隔で配されてい
る。障害壁１９の上端側のエツジの部分は円弧状断面に
構成されており、これらの障害壁１９間を通過する固気
２相流が噴［１１８を通して噴流２１となって被加工物
２２の表面に噴射され、溝２３が形成されるようにして
いる。

以上のような構成において、噴射ノズル１１をその突部
１２の雄ねじ１３によって支持体１４の雌ねじ１５の部
分に結合する。また締結部から固気２相流が漏れないよ
うに、両者の接合部はシールされるようになっている。

そして図示されない加工台上に被加工物２２を載置し、
支持体１４の通路１６を通して固気２相流を供給する。

本実施例においては粒径が約１μｍのＡｊ２２０３、Ｓ
Ｃの砥粒を使用づるとともに、これらの砥粒が混合され
るガスとしてドライ窒素あるいは高圧の空気を使用する
ようにしている。また通路１６を通しで加えられるガス
圧を２〜７　ｋｇ　／　ｃＪどし−Ｃいる。

このような条件で噴射ノズル１１の噴口１８から被加工
物２２の表面に噴流２１を噴射させるようにしている。

般に流体障害壁１９を設けない場合には、噴口１８の断
面形状が矩形ノズルにおいては矩形状になり、円筒ノズ
ルにおいて円形になる。従ってこのような噴口の横断面
形状に応じて被加工物２２が加工されることになる。と
ころが本実施例にようにノズル１１の噴口１８に臨んで
複数の流体障害壁１９を設（づるよう（こし【いるため
に、通路１６．１７を通して供給される固気２相流は噴
口１８の障害壁１９の間の部分を通過することになる。

すなわち流体障害壁１９で固気２相流は速度欠損を生じ
、速度欠損のない障害壁１９間を通過する遊離砥粒の噴
流の速度エネルギが加工エネル　７ ギとなるために、第１図に示すように被加工物２２の表
面に複数の溝２３を同時に加工することを可能にしてい
る。

このようにノズル１１の噴口１８に流体障害壁１９を具
備させることによって、種々の加工条件でパターンの微
細加工を行なうことができるようになる。例えばアルチ
ック材のような難削材を使用しても約５μｍ７ｓｅｃの
加ＩＩを得ることが可能になる。第３図は流体障害壁１
９による圧力損失による被加工物２２の表面の圧力係数
を示している。この図から明らかなように、圧力係数に
比例して固気２相流の加工エネルギが発生し、第１図に
示すような加工溝２３を得ることが可能になる。

つぎに第２の実施例を第４図によって説明する。

なおこの図において、上記第１の実施例と対応する部分
には同一の符号を付すとともに、同一の構成の部分につ
いてはその説明を省略する。

本実施例に係る噴射ノズル１１は接続部２６を介して図
外の支持体に支持されるようになっている。そして接続
部２６には断面が矩形の通路２７が形成されるとともに
、この通路２７と連通する通路１７をノズル１１に設け
るようにしている。

ここで注意しなければならないのは、ノズル１１の通路
１７の断面形状が異形であって、例えば口字状に構成さ
れている。

このように本実施例に係るノズルは平行部から成る接続
部２６と接続されるとともに、この接続部２６の通路２
７に連通するテーパ状の通路１７を備えており、しかも
この通路１７の断面形状を口字型にしている。すなわち
噴劃ノズル１１内に臼型の断面形状を有する通路１７を
形威し、この通路１７を通過した噴流を被加工物２２に
印加するようにしている。従って固気２相流を接続部２
６の通路２７およびノズル１１の通路１７を通して被加
工物２２の表面に噴射すると、この噴口１８の異形の断
面形状に応じた噴流が供給されるために、（１型の溝２
３が被加工物２２−Ｌに研削されて形成されるようにな
る。

このように′ｇＩｌｌ１１砥粒を含んだ固気２相流を噴
射ノズル１１から被加工物２２に噴劃するようにした装
置において、ノズル１１の噴口１８に流体障害壁１９を
設けてこの障害壁１９によって速度欠損効果を発生させ
るか、噴口１８の断面形状を異形とすることによって、
被加工物に選択的な噴射加エバターンを形成するように
したものである。

従って従来の選択的なエツチングを行なう場合に必要と
していたレジストパターンが不要になり、マスクレスで
選択的なエツチングを行なうことが可能になる。また噴
射を行なわない部分にレジストパターンを施すことを妨
げるものではないが、このようなノズルを使用すること
によって、レジストパターンの損傷を防止し、その寿命
を延ばすことが可能になる。またノズル１１内に障害壁
１９を設けるかその断面形状を異形にすることによって
、選択的エツチングの分解力も良好になる。

Ｋ発明の効果ｌ 第１の発明は、噴射ノズルの噴口に臨んで局部的に速度
欠損効果を生ずる障害壁を設けるようにしたものである
。従ってこの障害壁のある部分では速度欠損効果によっ
て噴流のエネルギが減殺され、選択的な加工を被加工物
の表面に施すことが可能になる。

また第２の発明は、噴射ノズルの噴口の断面形状を異形
とし、異形の断面形状に応じた加工を行なうようにした
ものである。従って噴口の異形の断面形状に対応したパ
ターンの加工を被加工物の表面に施すことが可能にな、
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る噴射加工装置のノ
ズルの縦断面図、第２図は第１図における■〜■線断面
図、第３図は障害壁による圧力損失を示すグラフ、第４
図は第２の実施例の噴射ノズルを示す斜視図である。 また図面中の主要な部分の名称はつぎの通りである。 １１・・・噴射ノズル １７・・・通路 １８・・・噴口 １９・・・障害壁 ２１・・・噴流 ２２・・・被加工物 ２３・・・溝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、遊離砥粒とガスとの固気２相流を噴射ノズルによっ
   て被加工物に噴射してその表面の加工を行なうようにし
   た装置において、 前記噴射ノズルの噴口に臨んで局部的に速度欠損効果を
   生ずる障害壁を設けるようにしたことを特徴とする遊離
   砥粒噴射式加工装置。 ２、遊離砥粒とガスとの固気２相流を噴射ノズルによつ
   て被加工物に噴射してその表面の加工を行なうようにし
   た装置において、 前記噴射ノズルの噴口の断面形状を異形とし、該異形の
   断面形状に応じた加工を行なうようにしたことを特徴と
   する遊離砥粒噴射式加工装置。