JPH1058324A - ブラスト加工方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的的簡単な構成によりサクション式のブ
ラスト加工装置において加工パターンを拡大、変形し、
拡大、変形された加工パターン内において安定、連続し
た研磨材の噴射を可能とする。 【解決手段】 サクション式のブラスト装置のブラスト
ガン４０のノズル４２を、所定間隙を介してノズルカバ
ー４９により包囲して、前記ノズル４２の外周とノズル
カバー４９の内周間に研磨材の噴射方向において開放す
る流路４３を圧縮空気供給源に連通する。そして、前記
ブラストガン４０の噴射口４７に、拡散ノズルとしての
研磨材拡散室５２を連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、天然の挂砂（サン
ド）、アルミナや炭化珪素の粉末、ガラスビーズ、微小
鋼球等から成る研磨材を空気等の流体と共に高速で噴射
して被加工物を梨地等の模様に加工し、またはガラス、
シリコンウェハー等の精密彫刻加工、プラズマディスプ
レイのリブの彫刻加工、また塗装の彫刻加工、さらには
塗装の前処理などの表面処理、表面加工を行うブラスト
（吹き付け）加工に使用されるブラスト加工装置に関す
るものであり、より詳細には、研磨材の吹き付けにより
被加工物の表面に形成される加工形状（本明細書におい
て「加工パターン」という）を拡大・変形可能であると
共に、加工パターン内での研磨材の噴射密度が均一なブ
ラスト加工方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、この種のブラスト加工装置のサクシ
ョン式のブラストガンとしては、例えば図８に示すよう
なブラストガン１０を使用していた。

【０００３】このブラストガン１０は、ガン本体１１を
備え、このガン本体１１は、ブラスト加工装置の回収タ
ンクから研磨材ホース３１を介して研磨材導入口２４に
連通して研磨材が吸入される略円筒容器状の研磨材吸入
室１２が形成されており、この研磨材吸入室１２の前端
部には円錐状に絞られた円錐内面１６が形成され、この
円錐内面１６に貫通するノズル１４が設けられている。

【０００４】そして、前記円錐内面１６の内側に、後端
を図示せざる圧縮空気供給源に連通されたジェット１３
の先端が研磨材の吸入室１２の後方から挿入されてお
り、このジェット１３の先端噴射孔から図示せざる圧縮
空気供給源より供給された比較的高圧の圧縮空気が噴射
し得るように構成されている。

【０００５】１５はホルダで、内周面にテーパ部を備え
た円筒形状をなし、ホルダ１５の内周のテーパ部でノズ
ル１４の外周のテーパ部を外嵌し、ホルダ１５の外周に
設けたネジ部でガン本体１１に螺着することによりノズ
ル１４をガン本体１１に固定している。

【０００６】以上のように構成されたブラストガン１０
において、ホース３２を介して圧縮空気供給源に連通さ
れた前記ジェット１３の先端から高圧の空気を噴射する
と、研磨材吸入室１２内が負圧となるので、この負圧に
より図示せざる回収タンク内の研磨材が研磨材ホース３
１を経て研磨材吸入室１２へ吸引される。

【０００７】研磨材吸入室１２内の研磨材は、前記円錐
内面１６とジェット１３の外周の環状の間隙部分に吸入
され、ジェット１３より噴射された空気流に乗って、ノ
ズル１４から外部へ円錐状に拡散しながら噴射され、被
加工物の表面に略円形状の加工パターンが形成される。

【０００８】このような従来のサクション式のブラスト
ガン１０においては、ジェット１３から噴射される空気
流の速度を高めるためにジェット１３の噴射孔の内径が
小さく絞られており、そのためこのジェット１３より噴
射された断面積の狭い空気流に乗って噴射される研磨材
の均一な加工が得られる有効な噴射範囲もノズル１４の
噴射孔内径により、決定され、加工パターンも狭いもの
となる。

【０００９】そのため、被加工物を所望形状の範囲でブ
ラストしようとすれば、前記ブラストガン１０及び／又
は被加工物を移動させる等して前記ブラストガンにより
形成される加工パターンを連続させて所望形状に加工す
る必要がある。

【００１０】しかし、前述の加工方法による場合、比較
的加工パターンの小さい前述のブラストガンを使用する
ならば、ブラストガン又は被加工物の移動範囲が広範と
なり、一回の加工作業に比較的長時間を要するばかりで
なく、被加工物に対して均一な加工を施すためにはブラ
ストガンまたは被加工物の移動を一定の速度、一定の間
隔で正確に行う必要があるなど、その加工は困難であ
る。そのため、加工パターンが大きく、しかも該加工パ
ターン内での研磨材の噴射密度が均一なブラストガンの
開発が要望されている。

【００１１】しかし、サクション式のブラストガンにあ
っては、加工パターンの拡大をブラストガン１０のノズ
ル１４の噴射孔の内径（ノズル径）を拡大するなどの簡
易な方法によっては成し得ず、さらに、ジェット１３の
内径を拡大することにより加工パターンを拡大した場合
にはジェットからの空気流の噴射速度、噴射圧力が低下
し、この噴射速度、噴射圧力を一定に保とうとすれば、
圧縮空気供給源として容量の大きい大型のコンプレッサ
等を採用する必要があり装置が大型化するばかりでなく
高価となる。さらに、ノズルの内径、ジェットの内径等
の拡大により加工パターンを拡大した場合には、加工パ
ターン内における研磨材の噴射密度にムラができ、均一
な研削を行うことができない。

【００１２】このような従来技術の欠点に鑑み、出願人
は、ブラストガンより噴射された研磨材と圧縮空気の混
合流体の噴射流の中心に対して、前記混合流体の噴射流
を挟み込むように略同位置に向けて二の空気流を噴射す
ること等により、加工パターンの幅を拡大する方法およ
び装置について既に出願している（特願平７−７９１６
３号）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記特願平７−７９１
６３号記載の方法及び装置によれば、従来のブラストガ
ンの加工パターンに比較してその加工パターンの幅を大
幅に拡大することができ、しかも加工パターン内におけ
る研磨材の噴射密度も一様のものとすることができる。

【００１４】しかし、前記方法により形成される加工パ
ターンは円形又は楕円形に限定され、被加工物の材質、
加工条件、加工形状等に対応して加工パターンを変更す
ることは難しい。従って、加工パタ−ンの拡大にも自ず
から限界があった。

【００１５】なお、ブラスト加工装置の種類としては、
前述のサクション式のブラスト加工装置の他に直圧式の
ブラスト加工装置があり、この直圧式のブラスト加工装
置は研磨材タンク内に粉体を封入してタンク内に圧縮空
気を送り込み、タンク底部に連結された排出口から排出
した粉体を圧縮空気と共にノズルから噴射するという構
造から、サクション式のブラスト加工装置のジェットに
相当する部材が存在せず、従って、ノズルの内径を拡大
することにより容易に加工パターンを拡大できる。しか
し、直圧式のブラスト加工装置は、タンク内の研磨材が
無くなれば一旦、ブラスト加工装置自体を停止して研磨
材タンク内に研磨材の補給を行う必要があるなど、連続
した研磨材の噴射による連続加工に適しないという欠点
を有し、また、研磨材タンク内に存在する研磨材量の変
化によって噴射される研磨材量にムラが生じ、そのため
所定時間連続して研磨材を噴射する場合には経時的に加
工精度にばらつきが生ずる等の弊害があり、とくに、プ
ラズマディスプレイのリブないし障壁形成や半導体等の
電子機器の部品となるサファイア、硝子、シリコンウェ
ハー、セラミックス等の精密加工、微細加工の分野での
利用に適しないという欠点を有する。

【００１６】そこで、本発明の目的は研磨材の噴射量が
安定しており、かつ連続して作動可能なサクション式の
ブラスト加工装置において、加工パターンの幅を拡大
し、しかも該加工パターンの形状についても適宜の変更
が可能なブラスト加工方法及び装置を提供すると共に、
該拡大された加工パターン内での研磨材の噴射密度が均
一で、高精度のブラスト加工を行うことができるブラス
ト加工方法及び装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のブラスト加工方法は、圧縮空気供給源に連
通するジェット１３の空気噴射方向前方にノズル４２を
配置し、前記ジェット１３より噴射する空気流により、
前記ジェット１３とノズル４２間に配置された研磨材供
給源に連通する研磨材吸入室１２内の研磨材を吸引し
て、前記ノズル４２より研磨材と圧縮空気の混合流体を
被加工物Ｗの表面に噴射するブラスト加工方法におい
て、前記ノズル４２の混合流体噴射方向前方において、
圧縮空気供給源より供給された２次圧縮空気を導入し
て、前記混合流体の噴射流と合流すると共に、前記２次
圧縮空気と合流された２次混合流体の噴射流を、２次混
合流体の噴射方向前方において任意の断面形状に形成さ
れた研磨材拡散空間に噴射し、前記研磨材拡散空間内に
導入された２次混合流体の噴射流を、研磨材拡散空間の
断面形状に整流して被加工物の表面に噴射することを特
徴とする。

【００１８】前記研磨材拡散空間５２の断面形状は、短
辺又は短径に対して１０倍以上の長辺又は長径から形成
され、且つ、前記研磨材拡散空間を前記断面形状の短辺
又は短径に対して１０倍以上の長さとすることができ、
より詳細には、前記研磨材拡散空間の断面形状が短辺又
は短径が０．１〜３mmで、長辺又は長径が２５〜５００
mmの幅狭で細長にすることもできる。

【００１９】なお、前記研磨材拡散空間は、混合流体と
しての研磨材の噴射方向に向けて幅方向断面が徐々に狭
くなる逆三角形状、あるいは、逆台形状に形成された研
磨材拡散部５２ａたる空間と、この研磨材拡散部５２ａ
の前方に形成される断面長方形状の研磨材整流部５２ｂ
たる空間とで構成することもできる。

【００２０】さらに、被加工物Ｗに対する研磨材の吹き
付けに際しては、前記研磨材拡散空間の断面形状の長辺
又は長径をブラストガン又は被加工物の移動方向に対し
て直交する方向に位置せしめ、且つ、前記移動方向が、
被加工物に形成されるべき凹部ないし溝条の長手方向に
平行とすれば、好適である。

【００２１】また、本発明のブラスト加工装置は、圧縮
空気供給源から供給される空気流により研磨材供給源か
ら供給された研磨材を吸引して噴射するブラストガンを
備えたブラスト加工装置において、前記ブラストガン４
０は、圧縮空気供給源に連通するジェット１３の空気噴
射方向にノズル４２を備え、前記ジェット１３とノズル
４２間に研磨材供給源に連通する研磨材吸入室１２を備
えると共に、前記ノズル４２を所定間隙を介して包囲す
るノズルカバー４９を備えて成り、前記ノズル４２の外
面とノズルカバー４９の内面間で圧縮空気供給源に連通
する圧縮空気の流路４３を形成し、この流路４３を前記
ノズル４２の噴射方向において開放して、前記流路４３
を前記ノズル４２の混合流体の噴射方向前方おいて合流
させて成ることを特徴とする。

【００２２】前記ブラスト加工装置のブラストガン４０
には、任意の形状に形成された断面形状の研磨材拡散空
間を備え、前記ブラストガン４０より噴射された２次混
合流体の噴射流を導入し、前記研磨材拡散空間の断面形
状に整流して噴射する研磨材拡散室５２を連結すれば好
適である。

【００２３】また、本発明の別のブラスト加工装置は、
圧縮空気供給源に連通するジェット１３の空気噴射方向
前方にノズル４２を備え、ジェット１３とノズル４２間
に研磨材供給源に連通する研磨材吸入室１２を備えて成
るサクション式のブラストガン４０を備えるブラスト加
工装置において、前記ブラストガン４０のノズル４２
を、前記ノズルの噴射方向前方において圧縮空気供給源
に連通する合流室４８に臨ませ、前記合流室４８を、任
意の形状に形成された断面形状の研磨材拡散空間を備
え、且つ、前記合流室４８より噴射された２次混合流体
の噴射流を導入し、前記研磨材拡散空間の断面形状に整
流して噴射する研磨材拡散室５２に連通したことを特徴
とする。

【００２４】なお、前記ブラスト加工装置における研磨
材拡散室５２は、短辺又は短径に対する長辺又は長径が
１０倍以上の幅狭で細長形状の断面形状で、この断面形
状が前記短辺又は短径に対して１０倍以上の長さまで一
定に成す研磨材拡散室５２を確定し、且つ前方端に研磨
材を噴射する研磨材噴射口５４を備え、より詳細には前
記研磨材拡散室５２の断面形状が短辺又は短径が０．１
〜３mmで、長辺又は長径が２５〜５００mmの幅狭で細長
とする。

【００２５】さらに、前記研磨材拡散室５２は、２次混
合流体としての研磨材噴射方向に向けて断面が徐々に狭
くなる逆三角形状、逆台形状等に形成された研磨材拡散
部５２ａと、この研磨材拡散部５２ａの前方に形成され
る断面長方形状の研磨材整流部５２ｂとで構成すること
もできる。

【００２６】

【発明の実施の形態】

〔ブラスト加工装置の全体構成〕本発明のブラスト加工
装置の全体的な構成の一例を以下に示す。

【００２７】本実施例においては、ブラスト加工装置と
して図６及び図７に示すようなエア式の吸引式ブラスト
加工装置を使用している。以下、ブラスト加工装置の全
体構成について説明すると、図６及び図７において、６
１はキャビネットで、被加工物Ｗを出し入れする投入口
６３を備え、キャビネット６１内に前記投入口６３から
投入した被加工物Ｗに研磨材を噴射する研磨材拡散室５
２の連結されたブラストガン４０を設ける。

【００２８】また、前記キャビネット６１の下部にはホ
ッパ６８が設けられ、ホッパ６８の最下端は導管６５を
介してキャビネット６１の上部に設置された研磨材回収
用の回収タンク７０の上部に連通する。

【００２９】回収タンク７０はいわゆるサイクロンで、
粉塵を研磨材から分離する装置であり、図６に示すよう
に上部に円筒状を成す円筒部と、下部に下方に向けて徐
々に狭くなる円錐状を成す円錐部とから成り、回収タン
ク７０の円筒部の上部の側壁に流入口７３を設け、この
流入口７３に連通管７５を介して前記導管６５の先端を
連結する。

【００３０】前記連通管７５の軸線方向は円筒部の横断
面円形を成す内壁面の接線方向に位置しているので、連
通管７５から回収タンク７０内へ流入した気流は円筒部
の内壁に沿って回りながら降下してゆく。

【００３１】回収タンク７０の円錐部の下端はブラスト
ガン１０を介して研磨材拡散室５２から噴射される研磨
材の噴射量を調整する研磨材調整器７８を備え、この研
磨材調整器７８に研磨材拡散室５２が連結されたブラス
トガン４０を連通している。

【００３２】一方、回収タンク７０の上端壁面の略中央
には連結管７４が設けられ、この連結管７４は排出管６
７を介してダストコレクタ６６に連通している。

【００３３】ダストコレクタ６６は排風機６９を回転し
ダストコレクタ６６内の空気を外気へ放出している。こ
の排風機６９によりブラスト加工装置６０のキャビネッ
ト６１、導管６５、回収タンク７０内の空気を吸引し、
各部がそれぞれ負圧になり、また図示せざる圧縮空気供
給源から供給された空気が研磨材と共にブラストガン４
０を介して研磨材拡散室５２から噴射されるので、キャ
ビネット６１から順に導管６５、回収タンク７０、ダス
トコレクタ６６へ気流が流れる。

【００３４】〔ブラストガン〕本発明のブラスト加工方
法は、研磨材と圧縮空気の混合流体の噴射流に２次圧縮
空気の噴射流を合流させることにより、加圧された２次
混合流体の噴射流を発生させるものである。

【００３５】一例として、ブラストガンとして、図８に
示すブラストガン１０を使用し、このブラストガン及び
図３（Ｂ）に示すジェット１３’の形状が後述のよう
に、既知のものとは異なるブラストガンを用意し、これ
らのブラストガン１０，１０’を図３（Ａ）、図３
（Ｂ）に示すように混合流体としての研磨材噴射方向前
方に配置したブラストガン１０’の研磨材吸入室１２’
またはジェット１３’に、後方のブラストガン１０から
混合流体をノズル１４を介して導入する。一方、前記ブ
ラストガン１０’のジェット１３’（同図（Ａ））また
は研磨材導入口１２’（同図（Ｂ））に２次圧縮空気を
それぞれ導入することにより、それぞれジェット１３’
前方とノズル１４’間（同図（Ａ））、そして、ジェッ
ト１３’前方にノズル本体１１内壁間の間隙４３を介し
てノズル１４’後方（同図（Ｂ））に合流室４８，４８
を形成させるという比較的簡単な方法により、既知のブ
ラストガン１０より噴射された混合流体の噴射流に対し
て２次圧縮空気を合流し、または圧縮空気の噴射流に対
して既知のブラストガンより噴射された混合流体の噴射
流を合流して、加圧された２次混合流体の噴射流を発生
させることもできる。好適には後述のブラストガン４０
を使用することにより装置全体の小型化を図ることがで
きる。尚、図３（Ｂ）において、詳細な図示は、省略す
るが、ブラストガン１０’の前出ジェット状の部材１
３’先端外周とガン本体１１内壁間には間隙を有し、２
次圧縮空気の流路４３を形成している。

【００３６】図１中、ブラストガン４０は、ガン本体１
１を備え、このガン本体１１内には、ブラスト加工装置
の回収タンクから研磨材ホース３１を介して研磨材導入
口２４に連通して研磨材が吸入される略円筒容器状の研
磨材吸入室１２が形成されている。そして、この研磨材
吸入室１２の前端部には円錐状に絞られた円錐内面４６
が形成されている。

【００３７】さらに、前記研磨材吸入室１２内には、研
磨材吸入室１２の後方から挿入されたジェット１３の先
端部が配置され、このジェット１３の噴射孔は、ブラス
トガン４０のガン本体１１先端から挿入されたノズル１
４の中心線の延長上に配置されている。

【００３８】さらに、このジェット１３は、図示せざる
圧縮空気供給源にホース３２を介して連通されており、
このホース３２を介して比較的高圧の圧縮空気が前記ジ
ェット１３に送られる点では、従来のブラストガン１０
と略同様の構成である。

【００３９】しかし、本発明のブラストガン４０にあっ
ては、前記ブラストガン４０のノズル４２を所定間隙を
介して、前出ホルダ１５ないし、ガン本体１１に相当す
る円筒状のノズルカバー４９により包囲し、ノズル４２
の外周とノズルカバー４９の内周面間に２次圧縮空気と
して研磨材圧送用の圧縮空気を通過させる流路４３を形
成している。

【００４０】より具体的には、本実施例のブラストガン
４０のノズル４２は、円錐状のテーパ面を外周に備えガ
ン本体１１に挿入される基部４２ａと、前記基部４２ａ
よりも細い円筒状に形成された先端円筒部４２ｂを備
え、このノズル４２を、先端部においてノズル４２の先
端円筒部４２ｂの外径よりも若干大きめの内径を有し、
後端において前記ノズルの基部４２ａの外形と合致する
挿孔の形成された円筒状のノズルカバー４９に嵌挿し、
このノズルカバー４９の後端をガン本体１１に螺合等さ
せて前記ノズル４２及びノズルカバー４９をガン本体１
１に固定している。

【００４１】そして、前記ノズル１４の先端円筒部４２
ｂの外周と前記ノズルカバー４９の内周面間に形成され
た間隙によりノズルカバー４９の外周に形成された後述
の開孔４４を介して研磨材圧送用の２次圧縮空気が通過
する流路４３が形成される。

【００４２】前記ノズルカバー４９の外周面に形成され
た開孔４４には、連結具４６を介して前述の研磨材圧送
用の２次圧縮空気を導入するためのホース３４が連結さ
れ、このホース３４の他端は図示せざる圧縮空気供給源
に連通している。

【００４３】さらに、前記ノズルカバー４９の先端部分
には、略円筒状の合流ノズル４５が、その一端外周をノ
ズルカバー４９の先端内周に螺着等されて固定されてお
り、この円筒状合流ノズル４５がノズル４２の先端より
も噴射方向に突出して、該合流ノズル４５内に、混合流
体の噴射流が研磨材圧送用の２次圧縮空気と合流する合
流室４８が形成される。

【００４４】以上のように構成されたブラストガン４０
のジェット１３の後端に連結されたホース３２を介して
比較的高圧の圧縮空気を供給すると、ジェット１３の先
端よりガン本体１１内に形成された研磨材吸入室１２内
に圧縮空気が噴射される。すると、このジェット１３の
先端より噴射された圧縮空気により生じた負圧により、
図示せざる研磨材タンクから研磨材吸入室１２内に研磨
材が吸引されて、この吸引された研磨材がジェット１３
より噴射された空気流に乗ってブラストガン１０のノズ
ル４２より噴射される。

【００４５】このノズル４２より噴射された時点では、
研磨材の噴射範囲は前記ノズル４２の先端噴射孔１８の
大きさと比例するものであるが、前記ジェット１３に対
する圧縮空気の供給と同時に、ノズルカバー４９に設け
られた開孔４４を介して、ノズルカバー４９の内周とノ
ズル４２の外周間に形成された流路４３に研磨材圧送用
の２次圧縮空気が供給され、ノズル４２の噴射孔１８方
向において開放された２次圧縮空気は、ノズル４２より
噴射された混合流体の噴射流を包み込むようにしてこれ
と合流する。

【００４６】このようにノズル４２より噴射された混合
流体の噴射流に対して、前記ノズルカバー４９の開孔４
４より導入された研磨材圧送用の２次圧縮空気を噴射し
て、合流した２次混合流体とすることにより２次混合流
体の噴射流が高圧となって拡散する。したがって、前記
ブラストガン４０により噴射された２次混合流体の噴射
流により形成される加工パターンは、合流室４８の先端
の噴射口４７の形状まで拡大され、しかも該加工パター
ン内での研磨材の噴射圧力、噴射密度は一定の高さを維
持し、均一となる。

【００４７】〔研磨材拡散室〕前記ブラストガン４０の
噴射口４７には、ブラストガン４０により噴射された研
磨材と２次圧縮空気の２次混合流体を導入し、所望断面
形状の噴射流として噴射する研磨材拡散室５２を連結す
ることにより、加工パターンを研磨材拡散室５２の断面
形状に整流して噴射することができる。

【００４８】この研磨材拡散室５２は、ブラストガン４
０の先端に直接連結することも可能であるが、本実施例
においては、前記ブラストガン４０のノズルカバー４９
の内周に固定され、研磨材の噴射方向に向かって突出す
る円筒状の合流ノズル４５に連結されたホース３３を介
して連通している。

【００４９】前記研磨材拡散室５２は、前記ブラストガ
ン４０より噴射された研磨材と２次圧縮空気の合流した
２次混合流体の噴射流を内部に導入し、この噴射流を研
磨材拡散室５２の断面形状に整流して噴射し、加工パタ
ーンの幅を拡大するためのものであり、その内部に前記
ブラストガン４０より導入された研磨材と２次圧縮空気
の２次混合流体を拡散、整流するための研磨材拡散空間
を備える。

【００５０】この研磨材拡散空間は、連通孔５５側にお
いて広く、研磨材噴射口５４側において狭く形成されて
おり、より具体的には、本実施例の研磨材拡散室５２に
おいては、連通孔５５部分から研磨材噴射口５４に向か
っての１００mmを断面３０mm×１００mmの矩形状の一定
幅に形成し、その後３０mmを徐々に狭く断面変化させた
研磨材拡散部５２ａと、前記研磨材拡散部５２ａと連続
し、０．７mm×１００mmの研磨材噴射口５４と同形状に
形成された連続する矩形状の断面を有する研磨材整流部
５２ｂを５０mmの長さで設けている。

【００５１】なお、本実施例においては、前述の通り研
磨材噴射口５４及び研磨材整流部５２ｂの断面形状は短
辺において０．７mmに形成しているが、被加工物の材質
や加工条件、加工精度等にあわせてこれを０．０５mm〜
５mmの範囲で変更可能であり、使用する研磨材が♯２４
０〜♯３０００（平均粒径の平均：５〜８０μ；JIS600
1 ）の微粉研磨材である場合には、０．１〜３mmである
ことが望ましい。理由は、０．１mm以下であると、研磨
材整流部５２ｂの内部の壁面抵抗が大きくなるためであ
り、３mmより大きいと研磨材整流部５２ｂから噴射され
た微粉研磨材が被加工物に衝突して反射するときに以下
の問題が生ずるためである。

【００５２】つまり、研磨材整流部５２ｂの奥行き方向
の中央部から噴射された研磨材は被加工物に衝突して反
射するときに略垂直方向に跳ね返るものがあるので、こ
の跳ね返った研磨材は後続して噴射される研磨材に衝突
し、研磨材が加工すべき微細な溝などの底に堆積した
り、後続する研磨材のエネルギーが消耗されたり、研磨
材の反射方向がランダムになるために加工すべき微細な
溝などの側壁面に衝突して前記側壁面を削り取るなど、
種々の悪影響を及ぼすためである。

【００５３】また、研磨材整流部５２ｂの断面における
長辺は、短辺の１０倍以上であることが望ましく、短辺
の寸法が０．１〜３mmである場合には、長辺が２５〜５
００mmであることが望ましい。

【００５４】さらに、研磨材整流部５２ｂの長さは、噴
射後の研磨材に直進性を付与するために前記断面短辺の
１０倍以上であることが好ましい。

【００５５】なお、前記研磨材拡散部５２ａの形状は、
前述の断面台形状に限定されず、逆三角形状等とするこ
とも可能であり、また、研磨材噴射口５４の形状も細長
矩形状に限定されず、楕円等の円弧の一部や波形等他の
曲線、直線等の組合せでなる形状で幅狭で細長の断面形
状を成す断面形状を確定するものであっても良い。

【００５６】なお、研磨材拡散室５２の研磨材噴射口５
４の形状を細長の矩形状とした場合には、加工パターン
の幅を拡大できると共に、例えば平行に配置された複数
本の微細な溝を研削するプラズマディスプレイ（ＰＤ
Ｐ）のリブ成形の場合のような加工を行う場合には、研
磨材噴射口５４の長辺をブラストガン又は被加工物の移
動方向に対して直交する方向に位置せしめ、且つ、前記
移動方向が、被加工物に形成されるべき凹部ないし溝条
の長手方向に平行とすれば、多数の溝を同時に研削する
ことができると共に、同時に研削された溝の研削深さ等
が略一定となり、加工精度を向上させることができる。

【００５７】以上のように構成された研磨材拡散室５２
の連通孔５５に、前記ブラストガン４０の先端に連結さ
れたホース３３、又は圧縮空気供給源と連通された合流
室４８を介してブラストガン４０（１０）を連通して研
磨材拡散室５２内に２次混合流体の噴射流を導入する
と、前記２次圧縮空気との合流により圧力上昇した２次
混合流体の噴射流は、研磨材拡散部５２ａにおいて拡散
すると共に、２次混合流体中の研磨材は研磨材拡散室５
２の研磨材拡散部５２ａの断面長方形の長辺を成す両側
壁５８，５８に衝突して変向し拡散する。

【００５８】ついで、２次混合流体が前記研磨材拡散部
５２ａと連続する研磨材整流部５２ｂに押し出され、２
次混合流体の断面が幅狭で細長の断面形状に変形され、
研磨材拡散部５２ａ内の内圧を更に高めて２次混合流体
の拡散を促すと共に、研磨材整流部５２ｂに導入された
２次混合流体は研磨材整流部５２ｂ内で整流されて直進
性が付与されて研磨材噴射口５４から噴射される。

【００５９】なお、実施例では長辺に相当する研磨材噴
射口５４は、水平方向に直線であるが、一方の短辺に向
かって角度を要するものであっても良く、この場合には
それぞれ異なる噴射距離に対応して、切削（深さ）効果
を変えることができる。

【００６０】なお、研磨材整流部５２ｂの研磨材噴射口
５４から被加工物までの距離は、特に微粉研磨材の場
合、殆ど切削深さに影響のない２００mm程度以下である
ことが望ましい。その理由は、噴射距離が大きくなる
と、研磨材の直進性が失われるためである。

【００６１】このように、前記ブラストガン４０により
噴射された２次混合流体の噴射流は、研磨材整流部５２
ｂの断面形状に容易に拡大することができ、また、研磨
材流の断面中における研磨材の噴射密度も一定であるた
め、該加工パターン内での被加工物の均一な加工を行う
ことができる。

【００６２】〔実施例〕以上のように構成されたブラス
トガン４０及び研磨材拡散室５２を組み込んだブラスト
加工装置により、被加工物を加工した結果を以下に示
す。

【００６３】加工例１

【００６４】

【表１】

【００６５】以上の加工条件でノズルを固定して研磨材
を１分間噴射した。その結果、拡散ノズル５１の研磨材
噴射口５４の形状と略同様の大きさの孔が被加工物上に
切削された。

【００６６】前記切削された孔の深さは３８０μであ
り、底面の平坦な深さにおいて略均一な断面矩形孔を形
成することができた。この結果から、本発明のブラスト
加工装置によれば、加工パターンの幅をブラストガンの
ジェットの噴射孔内径の約３１倍、ノズル噴射孔の内径
の約１４倍に拡大することができただけでなく、加工パ
ターン内での研磨材の噴射密度が均一であることがわか
る。

【００６７】従って、本発明のブラスト加工装置は、精
密加工や微細加工の分野等の高精度の加工を要求される
ブラスト加工においても適用可能である。

【００６８】加工例２２次圧縮空気圧力を１.０kg/cm²
とし、被加工物をシリコンウエハ−とし、他を加工例１
と同一の条件で加工した。

【００６９】以上の加工条件で研磨材を１分間被加工物
に噴射した結果、拡散ノズル５１の噴射口形状と略同様
の大きさの孔が被加工物上に切削された。

【００７０】前記孔の深さは３５０μであり、深さにお
いて略均一な底面の平坦に孔を加工することができ、拡
大された加工パターン内での研磨材の噴射密度が均一で
あることが確認されたた。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のブラスト
加工方法及び装置によれば、サクション式のブラスト加
工装置において容易に加工パターンを拡大又は変形する
ことができ、しかも拡大、変形された加工パターン内で
の研磨材の噴射密度を均一にすることができた。

【００７２】また、研磨材拡散室５２を使用した本発明
のブラスト加工方法及び装置によれば、加工パターンの
より大幅な拡大、変形を行うことができ、かつ、該拡
大、変形された加工パターン内での研磨材の噴射密度が
均一となるだけでなく、加工パターンの変形形状も適宜
の形状に変形可能である。

【００７３】さらに、本発明のブラスト加工装置は、従
来のブラスト加工装置のブラストガンを交換することに
より、又は本発明のブラストガンと共に研磨材拡散室を
取り付けることにより、容易に加工パターンの拡大が可
能であり、既存のブラスト加工装置を有効に利用でき、
安価である。

【００７４】さらに、前述の説明通り、本発明に使用す
るブラストガンは、その先端部分に構造上の特徴を有す
るものであり、他の部分（ボディ、ジェット等）につい
ては従来の既知のブラストガンと共用することができ、
安価かつ容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に使用するブラストガンの縦断面図で
ある。

【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。

【図３】 本発明の実施例を示す正面図である。

【図４】 本発明の研磨材拡散室（拡散ノズル）の実施
例を示す斜視図である。

【図５】 図４のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図６】 本発明のブラスト加工装置の全体概略図であ
る。

【図７】 本発明のブラスト加工装置の全体概略図であ
る。

【図８】 既知のブラストガンを示す断面図である。

【符号の説明】

１０ ブラストガン １１ ガン本体 １２ 研磨材吸入室 １３ ジェット １４ ノズル（ブラストガン１０の） １５ ホルダ １６ 円錐内面 １８ ノズル（４２）先端（噴射孔） ２４ 研磨材導入口 ３１ 研磨材ホース ３２ ホース（圧縮空気用） ３３ ホース ３４ ホース ４０ ブラストガン ４２ ノズル ４３ 流路（研磨材圧送用空気の） ４４ 開孔（ノズルカバー２５の） ４５ 合流ノズル ４６ 連結具（ホース３４の） ４７ 噴射口 ４８ 合流室 ４９ ノズルカバー ４６ 円錐内面 ５１ 拡散ノズル ５２ 研磨材拡散室 ５４ 研磨材噴射口 ５５ 連通孔 ５８ 側壁 ６０ ブラスト加工装置 ６１ キャビネット ６３ 投入口 ６５ 導管 ６６ ダストコレクタ ６７ 排出管 ６８ ホッパ ６９ 排風機 ７０ 回収タンク ７３ 流入口 ７４ 連結管 ７５ 連通管 ７８ 研磨材調整器 Ｗ 被加工物

【手続補正書】

【提出日】平成８年８月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６４】

【表１】

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮空気供給源に連通するジェットの空
   気噴射方向前方にノズルを配置し、前記ジェットより噴
   射する空気流により、前記ジェットとノズル間の研磨材
   供給源に連通する研磨材吸入室から研磨材を吸引して前
   記ノズルより研磨材と圧縮空気の混合流体を被加工物の
   表面に噴射するブラスト加工方法において、 前記ノズルの混合流体噴射方向前方において、圧縮空気
   供給源より供給された２次圧縮空気を前記混合流体に合
   流すると共に、 前記２次圧縮空気と合流した２次混合流体を、任意の断
   面形状に形成された研磨材拡散空間に導入し、前記２次
   混合流体の断面形状を前記研磨材拡散空間の断面形状に
   整流して被加工物の表面に噴射することを特徴とするブ
   ラスト加工方法。
2. 【請求項２】 前記ノズルの混合流体噴射方向前方に配
   置された合流室内に前記混合流体の噴射流を導入すると
   共に、圧縮空気供給源より供給された２次圧縮空気を前
   記合流室内に導入して、前記混合流体の噴射流と２次圧
   縮空気を合流すると共に、 前記混合流体が２次圧縮空気と合流した２次混合流体
   を、該２次混合流体の噴射方向前方において任意の断面
   形状に形成された研磨材拡散空間に導入する請求項１記
   載のブラスト加工方法。
3. 【請求項３】 前記研磨材拡散空間は、２次混合流体噴
   射方向に向けて幅方向断面が徐々に狭くなる研磨材拡散
   空間と、この研磨材拡散部の前方に形成される断面長方
   形状の研磨材整流空間とで成る請求項１又は２記載のブ
   ラスト加工方法。
4. 【請求項４】 前記研磨材整流空間の断面形状は、短辺
   又は短径に対して１０倍以上の長辺又は長径から形成さ
   れ、且つ、短辺又は短径に対して１０倍以上の高さとし
   た請求項３記載のブラスト加工方法。
5. 【請求項５】 前記研磨材整流部の断面形状が短辺又は
   短径が０．１〜３mmで、長辺又は長径が２５〜５００mm
   の幅狭で細長であることを特徴とする請求項３記載のブ
   ラスト加工方法。
6. 【請求項６】 前記研磨材拡散空間の断面形状の長辺又
   は長径をブラストガン又は被加工物の移動方向に対して
   直交する方向に位置せしめ、且つ、前記移動方向が、被
   加工物に形成されるべき凹部ないし溝条の長手方向に平
   行であることを特徴とする請求項１又は２記載のブラス
   ト加工方法。
7. 【請求項７】 圧縮空気供給源から供給される空気流に
   より研磨材供給源から供給された研磨材を吸引し、混合
   流体として噴射するブラストガンを備えたブラスト加工
   装置において、 前記ブラストガンは、圧縮空気供給源に連通するジェッ
   トの空気噴射方向にノズルを備え、前記ジェットとノズ
   ル間に研磨材供給源に連通する研磨材吸入室を備えると
   共に、前記ノズルの混合流体噴射方向前方において、前
   記混合流体の噴射流に合流するよう圧縮空気供給源に連
   通する圧縮空気の流路を有することを特徴とするブラス
   ト加工装置。
8. 【請求項８】 前記ブラストガンは、前記ノズルの混合
   流体噴射方向前方において、前記混合流体の噴射流に合
   流するよう前記ノズルの外面とこのノズルを所定間隙を
   介して包囲するノズルカバー又はガン本体等、前記ノズ
   ル先端外周に位置する部材の内面間で圧縮空気供給源に
   連通する圧縮空気の流路を形成した請求項７記載のブラ
   スト加工装置。
9. 【請求項９】 前記ブラストガンの噴射孔に、任意の断
   面形状に形成された研磨材拡散室を連通し、前記ブラス
   トガンより噴射された２次混合流体の噴射流を前記研磨
   材拡散室の断面形状に整流して噴射する請求項８記載の
   ブラスト加工装置。
10. 【請求項１０】 圧縮空気供給源に連通するジェットの
    空気噴射方向前方にノズルを備え、ジェットとノズル間
    に研磨材供給源に連通する研磨材吸入室を備えて成るサ
    クション式のブラストガンを備えるブラスト加工装置に
    おいて、 前記ブラストガンのノズルを、前記ノズルの混合流体噴
    射方向前方において圧縮空気供給源に連通する合流室に
    臨ませ、前記合流室を、任意の断面形状に形成された研
    磨材拡散室に連通し、前記合流室より噴射された２次混
    合流体の噴射流を前記研磨材拡散室の断面形状に整流し
    て噴射することを特徴とするブラスト加工装置。
11. 【請求項１１】 前記研磨材拡散室は、短辺又は短径に
    対する長辺又は長径が１０倍以上の幅狭で細長形状の断
    面形状で、この断面形状が前記短辺又は短径に対して１
    ０倍以上の長さまで一定に成す研磨材拡散室を画定し、
    且つ前方端に研磨材を噴射する研磨材噴射口を備えたこ
    とを特徴とする請求項９又は１０記載のブラスト加工装
    置。
12. 【請求項１２】 前記研磨材拡散室の断面形状が短辺又
    は短径が０．１〜３mmで、長辺又は長径が２５〜５００
    mmの幅狭で細長であることを特徴とする請求項９又は１
    ０記載のブラスト加工装置。
13. 【請求項１３】 前記研磨材拡散室は、２次混合流体噴
    射方向に向けて幅方向断面が徐々に狭くなる研磨材拡散
    部と、この研磨材拡散部の前方に形成される断面長方形
    状の研磨材整流部とで成る請求項９又は１０記載のブラ
    スト加工装置。