WO2010122851A1 - ブラスト装置およびブラスト加工方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an apparatus and method for processing the surface of a workpiece, for example, and more specifically, a blasting apparatus and a blasting method for performing processing such as forming a recess on the surface of a workpiece such as a glass substrate by spraying an abrasive.
- a blasting apparatus and a blasting method for performing processing such as forming a recess on the surface of a workpiece such as a glass substrate by spraying an abrasive.
- a glass substrate having a thickness of about 0.7 mm is generally used. This type of glass substrate is desired to have a flat surface and excellent light transmittance.
- Such a glass substrate may have defects such as fine scratches and bubble holes on the surface, or bubbles and foreign matters mixed inside during the manufacturing process. If there is such a defect, there is a problem that light is scattered, so usually, after this portion is scraped off, the concave portion formed by scraping is filled with a transparent resin or the like to be flattened. Yes.
- an abrasive material also referred to as shot or abrasive grains
- a fluid such as air from a spray nozzle to glass.
- FIG. 2 shows a schematic configuration of a conventional blast apparatus.
- the blasting device 21 includes an injection nozzle 22 that injects the abrasive 100 and a nozzle case 23 that surrounds the injection nozzle 22.
- a suction hose 24 is connected to the rear side of the side wall 23a of the nozzle case 23, and the abrasive 100 that has been sprayed from the spray nozzle 22 and used for blasting when forming the recess 200b on the surface 200a of the glass substrate 200 is recovered. This prevents the abrasive 100 from being scattered around.
- the abrasive 100 sprayed from the spray nozzle 22 has a particle size of several ⁇ m.
- the recess 200b formed by scraping a defect of the glass substrate 200 by blasting has a diameter of several millimeters and a depth of several tens ⁇ m to several hundreds ⁇ m.
- the following patent document is mentioned as a prior art document relevant to this invention.
- the particle diameter is several hundred ⁇ m to several hundreds, for example, used in sandblasting for finishing the surface of stone, concrete, metal or the like to a rough surface.
- the abrasive can be sufficiently sucked, but it is used for fine processing such as forming the recess 200b having a diameter of several millimeters on the surface 200a of the glass substrate 200 described above.
- the abrasive 100 has a small particle size of several ⁇ m, the abrasive 100 cannot be sufficiently sucked.
- the blasting device 21 in the direction opposite to the spraying direction of the abrasive 100 as shown in the figure. Since 100 is sucked, the striking force of the abrasive 100 hitting the surface 200a of the glass substrate 200 is weakened, and there is a problem that it cannot be processed sufficiently.
- the processing accuracy in the depth direction when forming the recess 200b for scraping off the above-described defects on the surface 200a of the glass substrate 200 having a thickness of about 0.7 mm is several ⁇ m to several tens ⁇ m. Therefore, if the injection force is increased together with the suction force, such processing accuracy in the depth direction cannot be obtained.
- the problem to be solved by the present invention is to provide a blasting device and a blasting method capable of increasing the suction force for abrasive recovery without affecting the processing of the workpiece surface by the abrasive. Is to provide.
- a blasting apparatus includes an injection nozzle capable of injecting an abrasive toward the surface of a workpiece, a rectifying surface parallel to the surface of the workpiece, and from the injection nozzle.
- a recovery case that covers the outer periphery of the nozzle case, and the abrasive that is injected from the injection nozzle and hits the surface of the workpiece is between the rectifying surface of the cover and the surface of the workpiece.
- the gist of the invention is that it is recovered from the recovery passage through a gap formed at the bottom.
- the present invention is a blasting method for processing a surface of a workpiece with an abrasive sprayed from a spray nozzle, and has a rectifying surface parallel to the surface of the workpiece.
- a cover in which an ejection hole through which abrasives ejected from the ejection nozzle pass is opened is opened; a nozzle case that includes the cover and surrounds the ejection nozzle; and a recovery that collects the abrasive around the nozzle case by suction.
- a recovery case that covers the outer periphery of the nozzle case so as to form a passage, and the abrasive that is sprayed from the spray nozzle and collides with the surface of the workpiece, the rectifying surface of the cover and the workpiece
- the gist of the invention is that it is recovered from the recovery passage through a gap formed between the surface and the surface.
- the abrasive that is sprayed from the spray nozzle and hits the surface of the workpiece through the ejection hole of the cover, that is, the surface of the workpiece is processed. Then, as the abrasive is diffused around the gap formed between the flow straightening surface of the cover and the surface of the workpiece, the scattering force (force that diffuses to the surroundings) is reduced, and the abrasive is When the scattering force is weakened, it is recovered by suction from the recovery passage formed by the recovery case.
- the direction of sucking the abrasive used for processing the surface of the workpiece is orthogonal and radial with respect to the direction in which the abrasive is ejected. Even if the suction force from the recovery passage is increased as much as possible, this suction force is suppressed from affecting the impact force caused by the impact of the abrasive on the surface of the workpiece. Therefore, it is possible to recover the abrasive while preventing the abrasive from being scattered around while maintaining the accuracy of blasting.
- the opening end of the recovery case is arranged so as to be substantially flush with the rectifying surface of the cover, the cover rectifying surface is brought close to the workpiece surface, that is, the cover Even when the gap formed between the current straightening surface and the surface of the workpiece is narrowed, the abrasive can be sufficiently sucked and recovered from the recovery passage formed by the recovery case.
- the side wall of the nozzle case has a conical shape whose diameter is expanded on the injection side
- the side wall of the recovery case has a conical shape whose diameter is increased on the injection side
- the blasting method according to the present invention a configuration in which a recess is formed on the surface of the workpiece by the abrasive material sprayed from the spray nozzle, or the glass substrate used for the display panel such as a liquid crystal display panel.
- the concave portion can be formed with high precision so as to scrape off such defects on the glass substrate in which defects such as fine scratches or bubble holes on the surface or bubbles or foreign matters mixed in the surface have occurred. It becomes easy and can contribute to the improvement of the workability of the defect correction of the glass substrate.
- the abrasive that is used to process the surface of the workpiece and scatters diffuses around the gap between the rectifying surface of the cover and the surface of the workpiece. Since the scattering force (the force that diffuses to the surroundings) is weakened and collected by suction from the collection passage formed by the collection case, the suction force is increased so that even a small-diameter abrasive can be sucked sufficiently. In addition, the influence on the impact force of the abrasive on the surface of the workpiece can be suppressed, and scattering of the abrasive around the object can be prevented while maintaining the accuracy of blasting.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a blasting apparatus 1 according to the present invention.
- the abrasive body 100 is guided to the nozzle body 3 from an unillustrated abrasive supply tank through the abrasive supply hose 4 to the abrasive introduction port 3 a.
- a substantially cylindrical container-shaped abrasive guiding chamber 3b is formed.
- a conical inner surface 3c constricted in a conical shape is formed at the front end of the abrasive material guiding chamber 3b.
- the tip of the air injection tube 6 inserted from behind the abrasive material guiding chamber 3b is disposed inside the conical inner surface 3c.
- the air injection pipe 6 communicates with a compressed air supply source (not shown) via a compressed air supply hose 7 so that relatively high-pressure compressed air is sent and an air flow is injected from the tip of the air injection pipe 6.
- the nozzle 5 is provided at the front end of the nozzle body 3 so as to be positioned in front of the air injection pipe 6 in the air injection direction.
- the nozzle 5 penetrates the conical inner surface 3 c and communicates with the abrasive guide chamber 3 b, and ejects an abrasive jet from the abrasive jet 5 a of the nozzle 5.
- the nozzle holder 8 has a cylindrical shape with a tapered portion provided on the inner peripheral surface, and the outer peripheral tapered portion of the nozzle 5 is fitted by the inner tapered portion of the nozzle holder 8.
- the nozzle 5 is fixed to the nozzle body 3 by being screwed to the tip of the nozzle body 3 with a screw portion provided on the nozzle body 3.
- the abrasive 100 in the abrasive guide chamber 3b is guided to the annular gap portion between the conical inner surface 3c and the outer periphery of the air injection pipe 6, and rides on the air flow injected from the air injection pipe 6 to It is injected while diffusing in a conical shape from the abrasive material injection port 5a at the tip to the outside.
- the outer periphery of the injection nozzle 2 having such a configuration is surrounded by the nozzle case 9.
- the side wall 9a of the nozzle case 9 has a conical shape that gradually increases in diameter toward the injection side.
- a rear wall 9 b formed so as to close the rear of the nozzle case 9 is fixed to the nozzle body 3.
- a cover 10 having a disk shape is fixed to the front (injection side) of the nozzle case 9 so as to close the opening of the nozzle case 9.
- a circular rectifying surface 10a is formed on the ejection side of the cover 10, and an ejection hole 10b through which the abrasive 100 ejected from the nozzle 5 passes is formed in the center.
- the rectifying surface 10a of the cover 10 is formed so as to be parallel to the surface 200a of the glass substrate 200 to be blasted as shown in the figure, and the rectifying of the cover 10 is performed during blasting.
- the surface 10a is disposed so as to be separated from the surface 200a of the glass substrate 200 by a predetermined distance.
- the outer periphery of the nozzle case 9 is surrounded by a collection case 11.
- the side wall 11a of the recovery case 11 has a conical shape that gradually increases in diameter toward the injection side.
- a rear wall 11 b formed so as to close the rear of the collection case 11 is fixed to the nozzle body 3.
- a gap between the inner peripheral surface of the side wall 11a of the recovery case 11 and the outer peripheral surface of the side wall 9a of the nozzle case 9 serves as a recovery passage 11c for recovering the abrasive 100, and a ring is formed at the front end of the recovery passage 11c.
- a recovery port 11d is formed.
- the opening end 11e (recovery port 11d), which is the front end of the recovery case 11, is formed to be substantially flush with the rectifying surface 10a of the cover 10.
- Such a collection passage 11c communicates with the suction hose 12 through a suction port 11f formed to open behind the side wall 11a of the collection case 11.
- the suction hose 12 is connected to a suction machine (not shown) so that the abrasive 100 in the recovery passage 11c can be sucked.
- the abrasive 100 sprayed from the spray nozzle 5 has a particle size of several ⁇ m.
- the concave portion 200b having a circular shape in a plan view formed so as to scrape off defects (such as fine scratches on the surface 200a, air bubble holes, air bubbles or foreign matter mixed in the inside) by blasting, on the glass substrate 200,
- the diameter is several millimeters and the depth is several tens to several hundreds of micrometers.
- the ejection hole 10b opened in the center of the cover 10 is formed to have a size such that the ejected abrasive 100 does not come in contact, and its diameter is about several millimeters.
- the glass substrate 200 is transparent glass having a plate thickness of about 0.7 mm that is generally used for flat display panels such as liquid crystal display panels and plasma display panels.
- a concave portion 200b is formed by hitting the abrasive 100 that is sprayed from the spray nozzle 2 and hits the surface 200a of the glass substrate 100 through the spray hole 10b of the cover 10, that is, the surface 200a of the glass substrate 200.
- the polishing material 100 subjected to the blasting is performed through a gap portion 13 formed between the rectifying surface 10a of the cover 10 and the surface 200a of the glass substrate 200 from a location where it hits the surface 200a of the glass substrate 200.
- the scattering force the force that diffuses around
- the abrasive 100 whose scattering force is weakened by passing through the gap 13 where such an air flow is generated is easily recovered by suction from the recovery port 11d. At this time, although not shown, the glass scraps scraped off by the impact of the abrasive 100 are also collected by suction from the recovery port 11d together with the abrasive 100.
- the blasting apparatus 1 having such a configuration, even when the abrasive 100 having a small particle diameter of several ⁇ m is used, even if the suction force from the recovery passage 11c is increased so that the suction can be sufficiently performed, the glass substrate 100 The impact on the striking force of the abrasive 100 on the surface 200a can be reduced.
- the gap portion 13 is formed such that the direction of sucking the abrasive 100 used for processing the surface 200a of the glass substrate 200 is substantially orthogonal and radial with respect to the ejection direction of the abrasive 100. Therefore, even if the suction force from the collection passage 11c is increased so that even the abrasive 100 having a small particle size can be sufficiently sucked, this suction force is caused by the impact of the abrasive 100 on the surface 200a of the glass substrate 200. The impact on the impact force is suppressed.
- the conventional blasting device 21 described with reference to FIG. 2 has a configuration in which the inside of the nozzle case 23 is sucked from the rear, that is, a configuration in which the abrasive 100 is sucked in a direction opposite to the spraying direction of the abrasive 100.
- the suction force is increased, the striking force due to the impact of the abrasive 100 on the surface 200a of the glass substrate 200 is weakened, and there is a problem that it cannot be sufficiently processed.
- the blasting apparatus 1 according to the present invention Since the inside of the nozzle case 23 is not sucked from behind, but the inside of the collecting case 11 is sucked from behind, such a problem is solved.
- the processing accuracy in the depth direction when forming the concave portion 200b for scraping the above-described defect on the surface 200a of the glass substrate 200 having a thickness of about 0.7 mm is several ⁇ m to several tens ⁇ m.
- the abrasive 100 used for forming 200b then spreads as the gap 13 formed between the rectifying surface 10a of the cover 10 and the surface 200a of the glass substrate 200 diffuses to the surroundings (diffuses to the surroundings). Is collected from the collection port 11d by suction after the force is weakened.
- the opening end 11e of the collection case 11 is disposed so as to be substantially flush with the rectifying surface 10a of the cover 10, the rectifying surface 10a of the cover 10 is brought close to the surface 200a of the glass substrate 200.
- the abrasive 100 is sufficiently removed from the recovery passage 11c formed by the recovery case 11. It is possible to collect by suction.
- the glass substrate 200 is provided.
- the nozzle case 9 and the recovery case 11 are reduced in size while ensuring the area of the rectifying surface 10a of the cover 10 that is wide enough to weaken the scattering force of the abrasive 100 that is used for the processing of the surface 200a. It is possible.
- the present invention is not limited to such an embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented.
- the blasting device 1 described above has a configuration of a so-called suction blasting device
- the present invention can be applied to a pressure blasting device and a centrifugal blasting device, and is not limited to the above-described embodiment. .
- suction case 11f is provided in the recovery case 11
- a configuration in which two or more such suction ports are provided in order to increase the suction force for recovering the abrasive 100 may be used.
- the blasting apparatus according to the present invention can also be used to form grooves or through holes in the glass substrate 200. Can be used, and is not limited to the above-described embodiment.
Abstract
研磨材による加工物表面への加工に影響を及ぼすことなく、研磨材回収のための吸引力を上げることが可能なブラスト装置を提供すること。 加工物２００の表面２００ａに向けて研磨材１００を噴射可能な噴射ノズル２と、加工物２００の表面２００ａに対して平行な整流面１０ａを有すると共に噴射ノズル２から噴射された研磨材１００が通る噴出孔１０ｂが開口されたカバー１０と、カバー１０を含んで噴射ノズル２を包囲するノズルケース９と、ノズルケース９の周囲に研磨材１００を吸引により回収する回収通路１１ｃを形成するようにノズルケース９の外周を覆う回収ケース１１とを備えており、噴射ノズル２から噴射されて加工物２００の表面２００ａに打突された研磨材１００は、カバー１０の整流面１０ａと加工物２００の表面２００ａとの間に形成される間隙部１３を介して回収通路１１ｃより回収されるようにした。
Description
本発明は、例えば加工物の表面を加工する装置および方法に関し、更に詳しくは研磨材を噴射してガラス基板などの加工物の表面に凹部を形成するなどの加工を施すブラスト装置およびブラスト加工方法に関する。
液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネルなどの平面型の表示パネルには、一般的に０．７ｍｍ程度の板厚を有するガラス基板が用いられている。この種のガラス基板は、表面が平坦であり、かつ、光透過性に優れることが望まれている。
このようなガラス基板には、その製造過程において、表面に微細な傷や気泡の孔、または内部に混入した気泡や異物などの欠陥が発生する場合がある。このような欠陥があると、光を散乱させる問題があるため、通常、この部分を削り取ったあと、削り取られて形成された凹部に透明な樹脂等を充填して平坦化することが行われている。
このようなガラス基板の欠陥を削り取る方法としては、アルミナ、炭化ケイ素の粉末、ガラスビーズ、微小鋼球などからなる研磨材（ショットや砥粒ともいわれる）を、空気などの流体と共に噴射ノズルからガラス基板の表面に高速で噴射させて打突させ、その打撃力で微小な破壊を生じさせつつ加工するブラスト装置を用いた方法がある。
図２は、従来用いられてきたブラスト装置の概略構成を示している。図示されるように、ブラスト装置２１は、研磨材１００を噴射する噴射ノズル２２と、この噴射ノズル２２を包囲するノズルケース２３を備えている。
ノズルケース２３の側壁２３ａの後方には吸引ホース２４が接続され、噴射ノズル２２から噴射されてガラス基板２００の表面２００ａに凹部２００ｂを形成する際のブラスト加工に供された研磨材１００を回収することができるようになっており、研磨材１００が周囲に飛散することが防止されている。
研磨材１００が周囲に飛散すると、作業環境の悪化による作業者への健康被害などの悪影響があることから、このような研磨材１００の回収が行われている。
この場合、噴射ノズル２２から噴射される研磨材１００の粒径は数μｍのものが使用されている。また、ガラス基板２００の欠陥をブラスト加工によって削り取ることによって形成される凹部２００ｂの直径は数ミリで、その深さは数十μｍ～数百μｍである。尚、本発明に関連する先行技術文献としては下記特許文献が挙げられる。
しかしながら、上述したブラスト装置２１のようにノズルケース２３内を吸引する構成では、石材、コンクリート、金属などの表面を粗面に仕上げるサンドブラスト加工などで用いられるような例えば粒径が数百μｍ～数ｍｍの研磨材である場合には、その研磨材を十分に吸引することができるが、上述したガラス基板２００の表面２００ａに直径が数ｍｍの凹部２００ｂを形成するなどの微細加工に用いられるような粒径が数μｍの研磨材１００である場合には、その研磨材１００を十分に吸引することができない。
そこで、このような粒径が小さな研磨材１００を吸引回収できるようにその吸引力を増大させると、図示されるようにブラスト装置２１では、研磨材１００の噴射方向とは反対の方向に研磨材１００を吸引する構成になっているので、ガラス基板２００の表面２００ａへの研磨材１００の打突による打撃力が弱まってしまい、十分に加工できないという問題がある。
このような問題の対策としては、増大した吸引力に対抗すべく噴射ノズル２２からの研磨材１００の噴射力を増大させることが考えられるが、今度は加工の精度が悪くなるという問題がある。
特に、０．７ｍｍ程度の板厚を有するガラス基板２００の表面２００ａに、上述したような欠陥を削り取るための凹部２００ｂを形成する際のその深さ方向における加工精度は、数μｍ～数十μｍ程度必要であるため、吸引力と共に噴射力を増大させると、深さ方向におけるこのような加工精度が得られなくなってしまう。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、研磨材による加工物表面への加工に影響を及ぼすことなく、研磨材回収のための吸引力を増大させることが可能なブラスト装置およびブラスト加工方法を提供することである。
上記課題を解決するため本発明に係るブラスト装置は、加工物の表面に向けて研磨材を噴射可能な噴射ノズルと、前記加工物の表面に対して平行な整流面を有すると共に前記噴射ノズルから噴射される研磨材が通る噴出孔が開口されたカバーと、前記カバーを含んで前記噴射ノズルを包囲するノズルケースと、前記ノズルケースの周囲に前記研磨材を吸引により回収する回収通路を形成するように該ノズルケースの外周を覆う回収ケースとを備え、前記噴射ノズルから噴射されて前記加工物の表面に打突された研磨材は、前記カバーの整流面と前記加工物の表面との間に形成される間隙部を介して前記回収通路より回収されるようにしたことを要旨とするものである。
また、上記課題を解決するため本発明は、噴射ノズルから噴射される研磨材により加工物の表面を加工するブラスト加工方法であって、前記加工物の表面に対して平行な整流面を有すると共に前記噴射ノズルから噴射される研磨材が通る噴出孔が開口されたカバーと、前記カバーを含んで前記噴射ノズルを包囲するノズルケースと、前記ノズルケースの周囲に前記研磨材を吸引により回収する回収通路を形成するように該ノズルケースの外周を覆う回収ケースとを備え、前記噴射ノズルから噴射されて前記加工物の表面に打突された研磨材は、前記カバーの整流面と前記加工物の表面との間に形成される間隙部を介して前記回収通路より回収されるようにしたことを要旨とするものである。
このような構成を有するブラスト装置およびブラスト加工方法によれば、噴射ノズルから噴射されてカバーの噴出孔を通って加工物の表面に打突された研磨材、つまり加工物の表面の加工に供された研磨材は、その後、カバーの整流面と加工物の表面との間に形成される間隙部を周囲に拡散するにつれてその飛散力（周囲に拡散する力）が弱められると共に、研磨材はその飛散力が弱まったときに、回収ケースによって形成された回収通路より吸引によって回収されることになる。
つまり、研磨材の噴出方向に対し、加工物の表面の加工に供された研磨材を吸引する方向が、直交すると共に放射状的になっている構成なので、粒径の小さい研磨材でも十分に吸引できるように回収通路からの吸引力を増大させても、この吸引力が加工物表面への研磨材の打突による打撃力に影響を及ぼすこと抑制されている。したがって、ブラスト加工の精度を維持しつつ研磨材の周囲への飛散を防止して回収することが可能になっている。
この場合、前記回収ケースの開口端が、前記カバーの整流面と略同一面状になるように配置されている構成にすれば、加工物表面にカバーの整流面を接近させた場合、つまりカバーの整流面と加工物の表面との間に形成される間隙部を狭くした場合においても、回収ケースにより形成される回収通路から研磨材を十分に吸引して回収することができる。
また、前記ノズルケースの側壁が噴射側に拡径した円錐形状を有していると共に、前記回収ケースの側壁が噴射側に拡径した円錐形状を有している構成にすれば、加工物の表面の加工に供されて飛散する研磨材の飛散力を弱めるのに十分な広さのカバーの整流面の面積を確保しつつ、ノズルケースおよび回収ケースの小型化に貢献することができる。
更に、本発明に係るブラスト加工方法において、前記噴射ノズルから噴射される研磨材により前記加工物の表面に凹部を形成する構成や、前記加工物が液晶ディスプレイパネルなどの表示パネルに用いられるガラス基板である構成にすれば、表面に微細な傷や気泡の孔、または内部に混入した気泡や異物などの欠陥が発生したガラス基板のこのような欠陥を削り取るように凹部を精度良く形成することが容易になり、ガラス基板の欠陥修正の作業性の向上に貢献することができる。
本発明に係るブラスト装置およびブラスト加工方法によれば、加工物の表面の加工に供されて飛散する研磨材は、カバーの整流面と加工物の表面との間の隙間を周囲に拡散するにつれてその飛散力（周囲に拡散する力）が弱められて、回収ケースによって形成された回収通路より吸引によって回収されるので、粒径の小さい研磨材でも十分に吸引できるように吸引力を増大させても、加工物表面への研磨材の打撃力への影響を抑制することができ、ブラスト加工の精度を維持しつつ研磨材の周囲への飛散を防止することができる。
以下に、本発明に係るブラスト装置およびブラスト加工方法の実施の形態ついて、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るブラスト装置１の概略構成を示した断面図である。図示されるようにブラスト装置１が備える噴射ノズル２において、ノズルボディ３には、図示しない研磨材供給タンクから研磨材供給ホース４を介して研磨材導入口３ａに連通して研磨材１００が誘導される略円筒容器状の研磨材誘導室３ｂが形成されている。この研磨材誘導室３ｂの前端部には円錐状に絞られた円錐内面３ｃが形成されている。
また、円錐内面３ｃの内側には、研磨材誘導室３ｂの後方から挿入された空気噴射管６の先端部が配置されている。この空気噴射管６は図示しない圧縮空気供給源に圧縮空気供給ホース７を介して連通しており、比較的高圧の圧縮空気が送られ、空気噴射管６の先端から空気流が噴射される。
ノズル５は、空気噴射管６の空気噴射方向前方に位置してノズルボディ３の先端に設けられている。このノズル５は円錐内面３ｃに貫通して研磨材誘導室３ｂに連通しており、ノズル５の研磨材噴射口５ａから研磨材噴射流を噴射する。
ノズルホルダ８は、内周面にテーパ部が設けられた円筒形状を有しており、ノズルホルダ８の内周のテーパ部でノズル５の外周のテーパ部を外嵌し、ノズルホルダ８の外周に設けたネジ部でノズルボディ３の先端に螺着することにより、ノズル５をノズルボディ３に固定する。
このような噴射ノズル２において、空気噴射管６の先端から圧縮空気をノズル５に向けて噴射すると、研磨材誘導室３ｂ内が負圧になるので、この負圧により図示しない研磨材供給タンクの研磨材１００が研磨材供給ホース４を経て研磨材誘導室３ｂへ吸引される。
そして、研磨材誘導室３ｂ内の研磨材１００は、円錐内面３ｃと空気噴射管６の外周の環状の間隙部分に誘導され、空気噴射管６から噴射される空気流に乗って、ノズル５の先端の研磨材噴射口５ａから外部へ円錐状に拡散しながら噴射される。
このような構成の噴射ノズル２は、ノズルケース９により外周が包囲されている。このノズルケース９の側壁９ａは噴射側に徐々に拡径した円錐形状を有している。また、ノズルケース９の後方を閉塞するように形成された後壁９ｂはノズルボディ３に固定されている。
このようなノズルケース９の前方（噴射側）には、このノズルケース９の開口部を閉塞するように円板形状を有するカバー１０が固定されている。このカバー１０の噴射側には円形状の整流面１０ａが形成されると共に、ノズル５から噴射された研磨材１００が通る噴出孔１０ｂが中央に開口形成されている。
この場合、カバー１０の整流面１０ａは、図示されるようにブラスト加工の対象であるガラス基板２００の表面２００ａと平行になるように形成されており、ブラスト加工の際には、カバー１０の整流面１０ａがガラス基板２００の表面２００ａと所定の距離で離間するように配置される。
ノズルケース９は、回収ケース１１により外周が包囲されている。この回収ケース１１の側壁１１ａは噴射側に徐々に拡径した円錐形状を有している。また、回収ケース１１の後方を閉塞するように形成された後壁１１ｂはノズルボディ３に固定されている。
この回収ケース１１の側壁１１ａの内周面とノズルケース９の側壁９ａの外周面との間の空隙部が研磨材１００を回収する回収通路１１ｃとなっており、その回収通路１１ｃの前端に環状の回収口１１ｄが形成されている。この場合、回収ケース１１の前端である開口端１１ｅ（回収口１１ｄ）は、カバー１０の整流面１０ａと略同一平面状になるように形成されている。
このような回収通路１１ｃは、回収ケース１１の側壁１１ａ後方に開口形成された吸引口１１ｆを介して吸引ホース１２に連通している。吸引ホース１２は、図示しない吸引機に接続されており、回収通路１１ｃ内の研磨材１００を吸引することができようになっている。
噴射ノズル５から噴射される研磨材１００は、その粒径が数μｍのものが使用されている。また、ガラス基板２００の欠陥（表面２００ａの微細な傷や気泡の孔、または内部に混入した気泡や異物など）をブラスト加工によって削り取るように形成される平面視で円形状を有する凹部２００ｂは、直径は数ミリで、その深さは数十μｍ～数百μｍである。
尚、これに対応して、カバー１０の中央に開口された噴出孔１０ｂは、噴射された研磨材１００が接触しない大きさになるように形成されており、その直径は数ミリ程度となっている。また、ガラス基板２００は、液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネルなどの平面型の表示パネルに一般的に用いられている０．７ｍｍ程度の板厚を有する透明なガラスである。
図示されるように、噴射ノズル２から噴射されてカバー１０の噴出孔１０ｂを通ってガラス基板１００の表面２００ａに当たった研磨材１００、つまりガラス基板２００の表面２００ａに打突により凹部２００ｂを形成するブラスト加工に供された研磨材１００は、そのガラス基板２００の表面２００ａに打突した箇所からカバー１０の整流面１０ａとガラス基板２００の表面２００ａとの間に形成される間隙部１３を介して周囲に放射状に拡散するにつれてその飛散力（周囲に拡散する力）が弱められることになっている。
そして、このようなカバー１０の整流面１０ａとガラス基板２００の表面２００ａとの間に形成される間隙部１３には、研磨材１００が打突した箇所を中心にして放射状に広がる空気流が、環状の回収口１１ｄからの吸引によって形成されているため、打突後の研磨材１００はこの空気流に乗って回収口１１ｄに導かれるようになっている。
したがって、このような空気流が発生している間隙部１３を経ることによってその飛散力が弱められた研磨材１００は、回収口１１ｄから吸引によって容易に回収されることになる。このとき、図示しないが研磨材１００の打突により削り取られたガラス屑も研磨材１００と一緒に回収口１１ｄから吸引によって回収されるようになっている。
このような構成のブラスト装置１によれば、数μｍという粒径の小さい研磨材１００を用いた場合でも、十分に吸引できるように回収通路１１ｃからの吸引力を増大させても、ガラス基板１００の表面２００ａへの研磨材１００の打撃力への影響を少なくすることができる。
つまり、研磨材１００の噴出方向に対して、ガラス基板２００の表面２００ａの加工に供された研磨材１００を吸引する方向が、ほぼ直交すると共に放射状的になるように間隙部１３によって形成されている構成なので、粒径の小さい研磨材１００でも十分に吸引できるように回収通路１１ｃからの吸引力を増大させても、この吸引力がガラス基板２００の表面２００ａへの研磨材１００の打突による打撃力に影響を及ぼすこと抑制されている。
図２を用いて説明した従来のブラスト装置２１では、ノズルケース２３内を後方から吸引する構成、つまり研磨材１００の噴射方向とは反対の方向に研磨材１００を吸引する構成になっているので、吸引力を増大させると、ガラス基板２００の表面２００ａへの研磨材１００の打突による打撃力が弱まってしまい、十分に加工できないという問題があったが、本発明に係るブラスト装置１では、ノズルケース２３内を後方から吸引する構成ではなく、回収ケース１１内を後方から吸引する構成になっているので、このような問題が解消されている。
したがって、０．７ｍｍ程度の板厚を有するガラス基板２００の表面２００ａに、上述したような欠陥を削り取るための凹部２００ｂを形成する際のその深さ方向における加工精度は、数μｍ～数十μｍ程度必要であるが、本発明に係るブラスト装置１によれば、このようなブラスト加工の精度を維持しつつ研磨材１００の周囲への飛散を防止して回収することが可能になっている。
尚、上述したブラスト加工装置１によって、ガラス基板２００の欠陥を削り取るようにして形成された凹部２００ｂは、例えば紫外線硬化型の透明な樹脂を、未硬化の状態で凹部２００ｂに充填し、紫外線を照射することで硬化させた後、スクレーパ等で樹脂の盛り上がった部分を掻き取って平坦化することにより、ガラス基板２００が補修される。
以上説明したブラスト装置１によれば、噴射ノズル２から噴射されてカバー１０の噴出孔１０ｂを通ってガラス基板２００の表面２００ａに打突された研磨材１００、つまりガラス基板２００の表面２００ａの凹部２００ｂの形成に供された研磨材１００は、その後、カバー１０の整流面１０ａとガラス基板２００の表面２００ａとの間に形成される間隙部１３を周囲に拡散するにつれてその飛散力（周囲に拡散する力）が弱められてから回収口１１ｄから吸引により回収されることになる。
したがって、粒径の小さい研磨材１００を用いた場合に、その研磨材１００を十分に吸引できるように回収通路１１ｃからの吸引力を増大させても、この吸引力がガラス基板２００の表面２００ａへの研磨材１００の打突による打撃力に影響を及ぼすことが抑制されており、ブラスト加工の精度を維持しつつ研磨材１００の周囲への飛散を防止して回収することが可能になっている。
この場合、回収ケース１１の開口端１１ｅが、カバー１０の整流面１０ａと略同一面状になるように配置されているので、ガラス基板２００の表面２００ａにカバー１０の整流面１０ａを接近させた場合、つまりカバー１０の整流面１０ａとガラス基板２００の表面２００ａとの間に形成される間隙部１３を狭くした場合においても、回収ケース１１により形成される回収通路１１ｃから研磨材１００を十分に吸引して回収することが可能である。
また、ノズルケース９の側壁９ａが噴射側に拡径した円錐形状を有していると共に、回収ケース１１の側壁１１ａが噴射側に拡径した円錐形状を有している構成なので、ガラス基板２００の表面２００ａの加工に供されて飛散する研磨材１００の飛散力を弱めるのに十分な広さのカバー１０の整流面１０ａの面積を確保しつつ、ノズルケース９および回収ケース１１を小型化することが可能である。
以上、本発明に係るブラスト装置およびブラスト加工方法の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。
例えば、上述したブラスト装置１は、いわゆる吸引式ブラスト装置の構成であるが、加圧式ブラスト装置や遠心式ブラスト装置についても、本発明を適用することができ、上述した実施の形態には限定されない。
また、回収ケース１１に一つの吸引口１１ｆを設けた構成について説明したが、研磨材１００回収のための吸引力を増大させるべくこのような吸引口を二つ以上設けた構成でも良い。
更に、ガラス基板２００の表面２００ａに凹部２００ｂをブラスト加工により形成する実施の形態について説明したが、ガラス基板２００に溝を形成したり貫通孔を形成したりすることにも本発明に係るブラスト装置を用いることができ、上述した実施の形態には限定されない。
Claims (8)
- 加工物の表面に向けて研磨材を噴射可能な噴射ノズルと、前記加工物の表面に対して平行な整流面を有すると共に前記噴射ノズルから噴射される研磨材が通る噴出孔が開口されたカバーと、前記カバーを含んで前記噴射ノズルを包囲するノズルケースと、前記ノズルケースの周囲に前記研磨材を吸引により回収する回収通路を形成するように該ノズルケースの外周を覆う回収ケースとを備え、前記噴射ノズルから噴射されて前記加工物の表面に打突された研磨材は、前記カバーの整流面と前記加工物の表面との間に形成される間隙部を介して前記回収通路より回収されるようにしたことを特徴とするブラスト装置。
- 前記回収ケースの開口端が、前記カバーの整流面と略同一面状になるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のブラスト装置。
- 前記ノズルケースの側壁が噴射側に拡径した円錐形状を有していると共に、前記回収ケースの側壁が噴射側に拡径した円錐形状を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のブラスト装置。
- 噴射ノズルから噴射される研磨材により加工物の表面を加工するブラスト加工方法であって、前記加工物の表面に対して平行な整流面を有すると共に前記噴射ノズルから噴射される研磨材が通る噴出孔が開口されたカバーと、前記カバーを含んで前記噴射ノズルを包囲するノズルケースと、前記ノズルケースの周囲に前記研磨材を吸引により回収する回収通路を形成するように該ノズルケースの外周を覆う回収ケースとを備え、前記噴射ノズルから噴射されて前記加工物の表面に打突された研磨材は、前記カバーの整流面と前記加工物の表面との間に形成される間隙部を介して前記回収通路より回収されるようにしたことを特徴とするブラスト加工方法。
- 前記回収ケースの開口端が、前記カバーの整流面と略同一面状になるように配置されていることを特徴とする請求項４に記載のブラスト加工方法。
- 前記ノズルケースの側壁が噴射側に拡径した円錐形状を有していると共に、前記回収ケースの側壁が噴射側に拡径した円錐形状を有していることを特徴とする請求項４または５に記載のブラスト加工方法。
- 前記噴射ノズルから噴射される研磨材により前記加工物の表面に凹部を形成することを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載のブラスト加工方法。
- 前記加工物が液晶ディスプレイパネルなどの表示パネルに用いられるガラス基板であることを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載のブラスト加工方法。
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