JP2526171Y2 - 微粉体噴射装置における微粉体回収部 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案微粉体噴射装置における微粉体回収部を以下の
項目に従って詳細に説明する。

A.産業上の利用分野 B.考案の概要 C.従来技術［第５図］ D.考案が解決しようとする課題［第５図］ E.課題を解決するための手段 F.実施例［第１図乃至第４図］ a.微粉体噴射装置の概要［第１図］ b.微粉体回収部［第１図乃至第４図］ ｂ−1.回収室、回収ホース［第１図］ ｂ−2.気体渦流発生機［第１図乃至第４図］ ｂ−２−a.構造 ｂ−２−b.渦流及び負圧の発生 ｂ−3.微粉体の回収［第１図］ G.考案の効果 （A.産業上の利用分野） 本考案は新規な微粉体噴射装置における微粉体回収部
に関する。詳しくは、処理室内に置かれたワークに微粉
体を噴射することにより当該ワークに対する表面のエッ
チングや研磨や穿孔等の処理（以下、「ブラスト処理」
と言う。）を行なう微粉体噴射装置における微粉体回収
部、特に、ワークの処理に供された微粉体を搬送手段に
より回収する微粉体回収部に関するものであり、上記搬
送手段に工夫を施すことにより、搬送される微粉体が塊
を形成すること無く、かつ、効率良く回収することがで
きる新規な微粉体噴射装置における微粉体回収部を提供
しようとするものである。

（B.考案の概要） 本考案微粉体噴射装置における微粉体回収部は、処理
室と微粉体回収室との間を接続した回収流路の処理室寄
りの箇所に、高圧空気の気体流路の軸心から外れた方向
への噴射による気体渦流とそれに伴なう負圧を発生する
気体渦流発生機を介挿し、処理室内の微粉体を上記負圧
によって回収流路内に吸引し、かつ、渦流に乗って微粉
体回収室へ搬送するようにし、これにより、処理室内の
微粉体を効率良く、かつ、微粉体同士が塊を形成するこ
と無く回収することができるようにしたものである。

（C.従来技術）［第５図］ 処理対象物（以下、「ワーク」と言う。）に金属や無
機物等から成る微粉体を高圧空気の圧力で噴射すること
により当該ワークに対するブラスト処理を行なう装置と
して微粉体噴射装置があり、例えば、半導体ウェハの表
面パターンの形成や回路基板の微小なブラインドホール
又はスルーホールの形成等に使用されている。

そして、このような微粉体噴射装置は、微粉体が貯留
された微粉体供給部と、当該ワークに対して微粉体を噴
射する噴射ノズルを備えた処理室と、エアコンプレッサ
等の高圧空気発生源と、該高圧空気発生源から供給され
る高圧空気によって微粉体供給部から微粉体を取り出し
て噴射ノズルに搬送する微粉体取出手段と、ワークに噴
射された微粉体を処理室から回収する微粉体回収部等か
ら成り、その微粉体の回収は搬送手段によって行なうも
のが多い。

第５図は従来の微粉体噴射装置における微粉体回収部
の一例ａを示すものである。

同図において、ｂは噴射ノズルｃを備えた処理室、ｄ
は図示しない微粉体供給部と噴射ノズルｃとの間を接続
した微粉体送給パイプ、ｅは処理室ｂの外壁上端部に形
成された回収口である。

ｆは吸気機能を備えた集塵機であり、その吸気口から
延びた吸気ホースｇの先端は上記回収口ｅに接続されて
おり、集塵機ｆの吸気作用によって処理室ｂの回収口ｅ
付近が負圧にされる。従って、噴射ノズルｃからワーク
ｈに噴射されて処理室ｂ内に飛散した微粉体ｉは上記負
圧により、吸気ホースｇを通って集塵機ｆに吸引され
る。このようにして、ワークｈのブラスト処理に供され
た微粉体ｉが集塵機ｆに回収される。

尚、微粉体ｉの回収は、分級しながら、即ち、粒径の
大きさによって分けながら行なうこともある。

（D.考案が解決しようとする課題）［第５図］ 上記した従来の微粉体回収部ａには、次のような問題
がある。

即ち、微粉体ｉは高い凝集性や吸湿性を有しており、
また、集塵機ｆの吸気作用によって吸気ホースｇ内に生
ずる空気流は乱流になるので、この乱流に乗って搬送さ
れて行く微粉体ｉは互いに衝突して塊を形成したり、吸
気ホースｇの内面に衝突してそこに付着堆積されて所謂
粉だまりを形成してしまうことが多く、このため、回収
効率が悪く、しかも、回収されるものの多くは団塊状を
為して見かけ上の粒径が大きくなってしまうという問題
があった。

そして、このような問題の発生をできるだけ抑えるた
めには、回収流路を短くしたり、吸気能力の大きい吸気
手段を使用することを余儀無くされ、それによって、コ
ストが高くなったり、システムのレイアウトに制約を受
けるという問題も生じていた。

（E.課題を解決するための手段） そこで、本考案微粉体噴射装置における微粉体回収部
は、上記課題を解決するために処理室と微粉体回収室と
の間を接続した回収流路の処理室寄りの箇所に、高圧空
気を気体流路の軸心から外れた方向へ噴射して処理室内
を負圧にするとともに回収流路内に渦流を発生させる気
体渦流発生機を配設したものである。

従って、本考案微粉体噴射装置における微粉体回収部
にあっては、処理室内の微粉体は気体渦流発生機により
生じた負圧によって回収流路内に吸引されると共に渦流
に乗って回収室へ搬送されて行くので、搬送される微粉
体が互いに衝突して団塊状を為したり回収流路の内面に
衝突して粉だまりを形成することが少なく、微粉体を効
率良く、しかも、互いに分離された状態のまま回収する
ことができ、その上、渦流による搬送は微粉体の長距離
移送を可能にするので、その分システム設計の自由度を
拡大することができる。

（F.実施例）［第１図乃至第４図］ 以下に、本考案微粉体噴射装置における微粉体回収部
の詳細を図示した実施例に従って説明する。

（a.微粉体噴射装置の概要）［第１図］ １は微粉体噴射装置であり、ワーク２に対するブラス
ト処理を行なう処理室３と、微粉体４を供給する微粉体
供給タンク５と、該微粉体供給タンク５へ微粉体４を随
時補給する微粉体補給部６と、微粉体供給タンク５の通
風部７へ高圧空気を供給するエアコンプレッサ８と、処
理室３から微粉体４を回収する微粉体回収部９等から成
る。

処理室３は略密閉状の空間3aを為し、該空間3aの内部
に噴射ノズル10が配置され、該噴射ノズル10の噴射口と
対向する位置にワーク２が配置されるようになってい
る。

11は処理室３の上面壁に形成された筒状をした回収口
である。

微粉体供給タンク５は、その底部を為す通風部７から
上の部分12が微粉体４が貯留される貯留室になってお
り、該貯留室12の底面の中央部には高圧空気噴出凹部13
が形成され、該高圧空気噴出凹部13の上面に多孔質のフ
ィルター14が配設され、また、貯留室12の略中央部には
その下方に適宜な空間を形成する空間形成部材15が配置
されており、該空間形成部材15の底面には縦断面形状が
横長な台形状をした凹部が形成されている。そして、通
風部７の下端部にはここを水平方向へ貫通した微粉体取
出流路16が形成され、該微粉体取出流路16の略中央部に
は下流側に行くに従い口径が狭まるノズル部16aが配置
されている。

17は吸引ノズルであり、その上部は上記フィルター14
の中心部を貫通して貯留室12の底部内に突出され、その
上端の吸引口17aは空間形成部材15の凹部と近接対向さ
れており、また、該吸引ノズル17の下端は微粉体取出流
路16の上記ノズル部16aの稍上流側の内周面に開口され
ている。

微粉体補給部６は、微粉体４が貯留され下端が貯留室
12の上面に開口されたホッパ18と、該ホッパ18の下端開
口18aを開閉する弁体19等から成り、上記開口18aが開放
されることによってホッパ18内の微粉体４が貯留室12に
落下補給され、それにより、常に、貯留室12にはある程
度の量の微粉体４が貯留される。

20は微粉体取出流路16の下流側の端部と噴射ノズル10
との間を接続した送給パイプ、21はエアコンプレッサ８
の吐出口から延びた送風パイプであり、該送風パイプ21
は途中から２つの分岐パイプ21a、21bに分岐され、一方
の分岐パイプ21aの先端は微粉体取出流路16の上流側の
端部に接続され、他方の分岐パイプ21bの先端は高圧空
気噴出凹部13から延びた流入路13aと接続されている。

22、22、・・・は送風パイプ21の所定の箇所に介挿さ
れた調節バルブであり、これら調節バルブ22、22、・・
・により、エアコンプレッサ８から吐出されて送風パイ
プ21内を流れて行く高圧空気の流量が制御される。

エアコンプレッサ８から吐出された高圧空気は送風パ
イプ21を通って通風部７へ供給され、その一部は流入部
13aを経て高圧空気噴出凹部13内に流入した後フィルタ
ー14を通って貯留室12内に噴出され、それにより、貯留
室12内の微粉体４が攪拌されてその一部が空間形成部材
15の下方に形成された空間内を浮遊するようになってい
る。また、エアコンプレッサ８から吐出した高圧空気の
他の一部は微粉体取出流路16内に流入し、そのノズル部
16aから噴出されることで圧力を高められると共に流速
を速めて送給パイプ20を経て噴射ノズル10へ流れ、該噴
射ノズル10から噴射される。

そして、微粉体取出流路16に高圧空気が流れることに
よって、それと連通している吸引ノズル17の内部が負圧
にされ、この負圧により、吸引ノズル17の上方に形成さ
れた空間に浮遊している微粉体４が吸引ノズル17に吸引
されて微粉体取出流路16内に取り出され、そこから高圧
空気に乗って搬送されて行き、噴射ノズル10からワーク
２へ向けて噴射される。

これにより、当該ワーク２に対する所要のブラスト処
理が為される。

そして、上記処理に供されて処理室３内に飛散された
微粉体４は微粉体回収部９へ回収されて行く。

尚、微粉体４としては、当該ワーク２の硬度より高い
硬度を有するものが望ましく、例えば、ワーク２が回路
基板等である場合はアルミナやガラス、二酸化ケイ素、
炭化ケイ素、炭化ボロン等のセラミックス材料や銅、ニ
ッケル、クロム等の金属材料から成る微粉体を使用すれ
ば良い。

（b.微粉体回収部）［第１図乃至第４図］ 微粉体回収部９は、回収室と、該回収室と処理室３と
を接続した回収ホースと、該回収ホースの処理室３寄り
の箇所に介挿された気体渦流発生機等から成る。

（ｂ−1.回収室、回収ホース）［第１図］ 23は回収室である。

24は回収室23内に水平方向へ延びるように配置された
搬送パイプ、25は該搬送パイプ24の一端が接続された除
塵機である。

26、26、・・・は上下方向に延びる分級パイプであ
り、その略漏斗状をした上端部26a、26a、・・・が搬送
パイプ24の軸方向に互いに離間した位置に分岐状に連接
されており、これら分級パイプ26、26、・・・の下方に
回収槽27、27、・・・が各別に配置されている。

28は回収ホースであり、その両端部が処理室３の前記
回収口11と回収室23内の搬送パイプ24の他端部と各別に
接続されている。

（ｂ−2.気体渦流発生機）［第１図乃至第４図］ 29は気体渦流発生機であり、軸方向で２分された２つ
のノズルハーフと、該２つのノズルハーフを互いに連結
するカップリング等から成る。

（ｂ−２−a.構造） 30及び31はノズルハーフ（以下、一方のノズルハーフ
30を「後側ノズルハーフ」と言い、他方のノズルハーフ
31を「前側ノズルハーフ」と言う。）である。

尚、第２図における右斜め下方へ向う方向を前側と
し、左斜め上方へ向う方向を後側とする。また、同図に
おける上方へ向う方向を上側とし、下方へ向う方向を下
側とする。以下の気体渦流発生機29の説明において向き
を示すときはこの方向によるものとする。

後側ノズルハーフ30は、略円筒状をした管部32と、該
管部32の軸方向における中間の位置より稍前方の位置か
ら前端より稍後端寄りの位置に至る部分に外方に突出さ
れた螺合部33とが一体に形成されている。管部32の外周
面34のうち螺合部33より前端側の部分34a（以下、「円
錐状凸面」と言う。）はその前端が管部32の孔35の内周
面35aに達する円錐状斜面を為すように形成され、ま
た、螺合部33の外周面にはネジ山33aが形成され，更
に、螺合部33の前端面33bは後側ノズルハーフ30の軸心
と直交する平坦な面をしている。

尚、上記円錐状凸面34aの管部32の軸心に対する傾き
角は略30°にされている。

36、36は円錐状凸面34aから螺合部33にかけて形成さ
れた凹溝であり、該凹溝36、36は上下方向から見て管部
32の軸心ｏ−ｏに対して平行に延び、また、その軸心ｏ
−ｏから外れた位置、即ち、軸心ｏ−ｏと該軸心ｏ−ｏ
から水平方向に離間した孔35の内周面35aとの間の位置
を指向するように、その溝底面が円錐状凸面34aに対し
て平行になるように形成されていて、その前端は孔35の
内周面35aに達し、後端は螺合部33の前後方向における
略中間の位置まで達している。従って、凹溝36、36は螺
合部33の外周面とその前端面33b及び円錐状凸面34aに開
口されている。また、２つの凹溝36、36は後方から見て
軸心ｏ−ｏを挟んで互いに点対称を為す位置関係で配列
されている。

前側ノズルハーフ31はその全体が略円筒状を為し、そ
の外径は後端部37において最も大きく、該後端部37と略
中間の位置との間の部分38（以下、「中間部」と言
う。）においては後端部37より稍小さく、中間部38より
も前側の部分39（以下、「連結部」と言う。）において
は中間部38より小さくなっており、連結部39と中間部38
との間には前方を向いた段差面40が形成されている。

また、前側ノズルハーフ31の後端部37の外径は後側ノ
ズルハーフ30の螺合部33の外径より小さくされている。

41は前側ノズルハーフ31の孔であり、該孔41はその後
端部の内周面41a（以下、「円錐状凹面」と言う。）が
後側ノズルハーフ30の円錐状凸面34aと相補関係を有す
る円錐状斜面を為すように形成され、この円錐状凹面41
aの前端から前側ノズルハーフ31の前端側へ寄った位置
までの間の部分41b（以下、「テーパ部」と言う。）は
その前端へ行くに従って径が小さくなるように形成さ
れ、更に、テーパ部41bより前方の部分41cはテーパ部41
bの前端の径と同じ径を有している。

また、前側ノズルハーフ31の内孔41の後端は後側ノズ
ルハーフ30の孔35の前端と同じ内径に形成されている。

42はカップリングである。該カップリング42は前端縁
に内方へ突出した内向きフランジ43が形成された円筒状
を為し、その内向きフランジ43の内周縁43aが円形をし
た挿通孔となっており、また、その内周面44の軸方向に
おける略中央から後端までの部分に螺溝44aが形成され
ている。

45はカップリング42の上記螺溝44aが形成されていな
い周壁にこれを貫通するように形成された螺孔である。

そして、前側ノズルハーフ31はその連結部39がカップ
リング42の上記挿入孔43aにカップリング42の内側から
挿入されることでその中間部38及び後端部37がカップリ
ング42の内部に配置され、後側ノズルハーフ30はその円
錐状凸面34aが円錐状凹面41aと対向する向きでカップリ
ング42内に挿入され、かつ、そのネジ山33aにカップリ
ング42の螺溝44aが螺合される。これにより、カップリ
ング42の内向きフランジ43の後面と前側ノズルハーフ31
の段差面40とが、また、後側ノズルハーフ30の円錐状凸
面34aと前側ノズルハーフ31の円錐状凹面41aとがそれぞ
れ互いに圧接され、かつ、後側ノズルハーフ30の管部32
の孔35と前側ノズルハーフ31の孔41とが互いに連通され
た状態で後側ノズルハーフ30と前側ノズルハーフ31とが
結合される。

しかして、上記孔35及び41によって気体流路46が形成
されると共に、凹溝36、36と円錐状凹面41aとにより上
記気体流路46の軸心ｏ−ｏに対して傾斜した方向に延
び、かつ、上記軸心ｏ−ｏを外れた位置を指向する２つ
の細長い孔47、47（以下、「高圧空気流入路」と言
う。）が形成される。また、前側ノズルハーフ31の中間
部38及び後端部37の各外周面とカップリング42の内周面
44及び内向きフランジ43と後側ノズルハーフ30の螺合部
33の前端面33bとによって環状をした高圧空気供給室48
が形成され、該高圧空気供給室48は上記高圧空気流入路
47、47の螺合部33の前端面33bに開口した部分において
高圧空気流入路47、47と連通される。

49は高圧空気供給パイプであり、その一端部のニップ
ル49aがカップリング42に形成された螺孔45に螺合さ
れ、その他端はエアコンプレッサ50の吐出口と接続され
ている。

（ｂ−２−b.渦流及び負圧の発生） エアコンプレッサ50から吐出された高圧空気51は高圧
空気供給パイプ49を経て高圧空気供給室48に噴入され、
該高圧空気供給室48に噴入された高圧空気51は高圧空気
流入路47、47を通って気体流路46中に噴出されて行く。

そして、そのように気体流路46中に噴出された高圧空
気51は渦流51′となって気体流路46内を流れて行く。即
ち、高圧空気流入路47、47を通される高圧空気51は気体
流路46の軸心ｏ−ｏに対して略30°傾き、かつ、軸心ｏ
−ｏを外れた位置を指向する方向から気体流路46中に噴
出されて行くので、軸心ｏ−ｏに沿う方向へのベクトル
成分と気体流路46に交差する方向へのベクトル成分を有
しており、従って、孔41の内周面に当ったところから第
３図に幅のある矢印で示す旋回性が与えられ、このよう
な旋回性を有して気体流路46中を流れて行くこととな
り、それにより、気体流路46を流れる高圧空気51′は渦
流となる。

しかして、気体流路46のうち高圧空気流入路47、47か
ら下流側は高圧な渦流51′が流れ、この渦流51′は孔41
のテーパ部41bを通されることによって加速され、ま
た、そのような高圧な渦流51′が管部32の下流に向って
流れることにより、気体流路46のうち高圧空気流入路4
7、47から上流側には負圧が発生する。

そして、このような気体渦流発生機29の後側ノズルハ
ーフ30の管部32の後端部には前記回収ホース28のうち短
い方の部分28a、即ち、一端が処理室３の回収口11と接
続された部分28aの他端部が接続され、また、前側ノズ
ルハーフ31の連結部39には回収ホース28の長い方の部分
28b、即ち、一端が搬送パイプ24と接続された部分28bの
他端部が接続される。これにより、回収ホース28の処理
室３寄りの位置に気体渦流発生機29が介挿され、処理室
３は回収ホース28及び気体渦流発生機29の気体流路46を
介して搬送パイプ24と接続される。

（ｂ−3.微粉体の回収）［第１図］ 上記したように、気体渦流発生機29に高圧空気51が供
給されると、気体流路46には螺旋状に流れる渦流51′が
発生し、この渦流51′は回収ホース28の長い方の部分28
b及び搬送パイプ24を経て除塵機25へ向けて流れる。

そして、上記渦流51′の発生に伴なって、回収ホース
28の短い方の部分28a及び処理室３に負圧が発生するの
で、該処理室３に飛散している微粉体４は上記負圧によ
って回収ホース28aを経て気体流路46内へ吸引され、そ
こからは渦流51′に乗って回収ホース28内を搬送されて
回収室23へ移送されて行く。

しかして、処理室３から回収室23への微粉体４の搬送
は、流れ方向や風圧が略均一な空気渦流51′によって為
されるので、その搬送の間、微粉体４同士が衝突して塊
を形成したり、回収ホース28の内面に付着して粉だまり
を形成することも無く、スムーズに搬送されて行き、従
って、微粉体４を互いに分離された状態のまま効率良く
回収することができる。

尚、微粉体４はその粒径が大きくて重いものほど早く
失速するので、搬送パイプ24内を搬送される間に、より
重い微粉体４は一番手前の分級パイプ26を通ってその下
方にある回収槽27に落下し、次に重い微粉体４やそれよ
り軽い微粉体は２番目の分級パイプ26、３番目の分級パ
イプ26を各別に通ってその下方にある回収槽27、27に落
下し、そのようにして順次分級されながら回収され、最
後まで失速しなかった微粉体４は除塵機25のフィルター
25aによって高圧空気と分離される。

（G.考案の効果） 以上に記載したとところから明らかなように、本考案
微粉体噴射装置における微粉体回収部は、処理室内に置
かれたワークに微粉体を噴射することにより当該ワーク
に所定の加工を施す微粉体噴射装置における微粉体回収
部であって、処理室と微粉体回収室との間を接続した回
収流路の処理室寄りの箇所に、気体流路の軸心に対して
傾斜した方向に延びるとともに気体流路の軸心を外れた
位置を指向する回収流路に開口した複数の細長い孔から
気体流路中に高圧空気を噴射して、回収流路内に渦流を
発生させるとともに処理室内を負圧にする気体渦流発生
機を配設したことを特徴とする。

従って、本考案微粉体噴射装置における微粉体回収部
にあっては、処理室内の微粉体は気体渦流発生機により
生じた負圧によって回収流路内に吸引されると共に渦流
に乗って回収室へ搬送されて行くので、搬送される微粉
体が互いに衝突して団塊状を為したり回収流路の内面に
衝突して粉だまりを形成することが少なく、微粉体を効
率良く、しかも、互いに分離された状態のまま回収する
ことができ、その上、渦流による搬送は微粉体の長距離
移送を可能にするので、その分システム設計の自由度を
拡大することができる。

尚、実施例では分級機能を備えた回収室を示したが、
本考案は回収室の構成がどのようなものであっても適用
することができる。

更に、前記実施例において示した具体的な構成は、本
考案微粉体噴射装置における微粉体回収部の実施に当っ
てのほんの一例を示したものにすぎず、これらによって
本考案の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本考案微粉体噴射装置における微粉
体回収部の実施の一例を示すものであり、第１図は微粉
体噴射装置全体の構成を示す概略側面図、第２図は気体
渦流発生機の拡大分解斜視図、第３図は気体渦流発生機
の要部を示す断面図、第４図は第３図のIV-IV線に沿う
断面図、第５図は従来の微粉体噴射装置における微粉体
回収部の一例を示す構成図である。 符号の説明 １……微粉体噴射装置、２……ワーク、３……処理室、
3a……処理室内、４……微粉体、９……微粉体回収部、
23……微粉体回収室、28……回収流路、29……気体渦流
発生機、46……気体流路、ｏ−ｏ……気体流路の軸心、
47……孔、51……高圧空気、51′……渦流

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】処理室内に置かれたワークに微粉体を噴射
   することにより当該ワークに所定の加工を施す微粉体噴
   射装置における微粉体回収部であって、 処理室と微粉体回収室との間を接続した回収流路の処理
   室寄りの箇所に、気体流路の軸心に対して傾斜した方向
   に延びるとともに気体流路の軸心を外れた位置を指向す
   る回収流路に開口した複数の細長い孔から気体流路中に
   高圧空気を噴射して、回収流路内に渦流を発生させると
   ともに処理室内を負圧にする気体渦流発生機を配設した ことを特徴とする微粉体噴射装置における微粉体回収部