(57)【要約】【課題】スリット状の噴射口を備えるブラスト用ノズルにおいて、噴射口の長手方向へ研磨材をより確実に拡散できるブラスト用ノズルを提供する。【解決手段】研磨材Ｓを流すノズル経路は研磨材Ｓの供給口９を備えたバッファ室６とスリット状の噴射口４を備えた整流室７とからなり、バッファ室６は側面に開口した供給口９から下方に向けて扇状に拡開するバッファ空間１１を形成し、前記供給口９の対面であるバッファ空間奥面１０に供給されてきた研磨材Ｓが衝突するようにこの研磨材Ｓの供給方向Ｓ１を定め、整流室７は前記バッファ空間１１の拡開に直交する方向かつ下方へ向けて絞る整流空間１２を形成し、この整流空間１２下端の開口をスリット状の噴射口４として、バッファ空間１１から下方に向けて噴射口４に至るように研磨材Ｓの噴射方向Ｓ２を定めてなり、研磨材Ｓの供給方向Ｓ１と噴射方向Ｓ２とが略直交関係にあるブラスト用ノズル１である。【選択図】　　　　図７
2004122327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨材を加圧流体と共に高速に噴射し、被加工物表面を研削加工するブラスト加工装置に用いるブラスト用ノズルにおいて、研磨材を流すノズル経路は研磨材の供給口を備えたバッファ室とスリット状の噴射口を備えた整流室とからなり、バッファ室は側面に開口した供給口から下方に向けて扇状に拡開するバッファ空間を形成し、前記供給口の対面であるバッファ空間奥面に供給されてきた研磨材が衝突するように該研磨材の供給方向を定め、整流室は前記バッファ空間の拡開に直交する方向かつ下方へ向けて絞る整流空間を形成し、該整流空間下端の開口をスリット状の噴射口として、バッファ空間から下方に向けて噴射口に至るように研磨材の噴射方向を定めてなり、前記研磨材の供給方向と該研磨材の噴射方向とが略直交関係にあることを特徴とするブラスト用ノズル。
【請求項２】
バッファ室は、供給口から下方に向けて開度１００〜１４０度で左右対称に扇状で拡開するバッファ空間を形成した請求項１記載のブラスト用ノズル。
【請求項３】
バッファ室は、噴射口を垂直な半割面で分割した一対のバッファ室部材からなる請求項１記載のブラスト用ノズル。
【請求項４】
バッファ室部材のいずれか一方が、半割面に平行な平面板である請求項３記載のブラスト用ノズル。
【請求項５】
整流室は、噴射口を含む垂直な半割面で分割した一対の整流室部材からなる請求項１記載のブラスト用ノズル。
【請求項６】
整流室部材のいずれか一方が、半割面に平行な平面板である請求項３記載のブラスト用ノズル。
【請求項７】
整流室は、バッファ空間の拡開に直交する方向かつ下方へ向けて絞る下り勾配の連続斜面に挟まれた整流空間を形成する請求項１記載のブラスト用ノズル。
【請求項８】
整流室は、バッファ空間の拡開に直交する方向かつ下方へ向けて絞る下り勾配の多段斜面に挟まれた整流空間を形成する請求項１記載のブラスト用ノズル。
【請求項９】
整流室は、噴射口に略相似なスリット溝を有する噴射案内部を該噴射口に付設してなり、該噴射案内部は長尺な一対の案内ブロックを短尺方向で接近離反させて個別に整流室へ固着することにより前記スリット溝を形成する請求項１記載のブラスト用ノズル。
【請求項１０】
噴射案内部は、案内ブロックそれぞれに各案内ブロックの短尺方向に延在する長孔を設けてなり、整流室に対して前記長孔の任意の位置でネジ止めすることにより、案内ブロックを短尺方向で接近離反させて所定幅のスリット溝を形成する請求項９記載のブラスト用ノズル。
【請求項１１】
噴射案内部は、短尺方向で接近離反する案内ブロックの対面位置に、噴射口の長手長さ以上のモース硬度９又は１０の耐摩耗部材を装着する請求項９記載のブラスト用ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨材を加圧流体（圧縮空気等）と共に高速に噴射し、被加工物表面を研削加工するブラスト加工装置に用いるブラスト用ノズルに関する。
【０００２】
本発明にいう「研磨材」は、従来公知の各種研磨材、いわゆる砥粒（サンド）のほか、アルミナや炭化珪素の粉末、ガラスビーズ、微小鋼球等を含む。
【０００３】
【従来の技術】
研磨材を加圧流体と共に高速に噴射し、被加工物表面を研削加工するブラスト処理は、後工程である印刷処理やドラムフィルム処理における前記印刷又はフィルムと被加工物表面との密着性を改善するために実施される。ブラスト加工装置は、被加工物（プリント回路基板やシリコンウェハ等）上方でブラスト用ノズルを往復移動させる。このとき、前記ブラスト用ノズルの噴射口（ブラスト用ノズルの噴射口から噴射された研磨材が被加工物表面上に描く形状）が描く面積が被加工物表面を越えれば、被加工物表面全部をブラスト処理できる。しかし、被加工物は年々複雑化又は拡大化してきていることから、ブラスト処理に係る時間の短縮を目的として、ブラスト用ノズルの改良が種々提案されている。
【０００４】
通常のブラスト用ノズルは、供給口から研磨材を流すノズル経路が先絞りの円錐状になっており、噴射口が丸形状で狭い。これから、ブラスト処理に掛かる時間の短縮には、まず噴射口を大きくする改良が考えられる。ここで、噴射口を広げるため、複数のブラスト用ノズルを用いる手段も考えられるが、各噴射口から噴射される研磨材の密度の統一が難しく、加工ムラを招きやすいほか、ブラスト用ノズル全体の大きさ及び重さが増え、支持及び制御が難しくなる。このため、従来から、単一のブラスト用ノズルの噴射口を拡大する、すなわちスリット（断面長方形）状の噴射口にするブラスト用ノズルが提案されている。
【０００５】
しかし、ブラスト用ノズルの噴射口をスリット状にすれば噴射口を拡大できるが、噴射口の長手方向における研磨材の粗密が生じ、加工ムラを引き起こしやすい。これに対し、特許文献１は、研磨材噴射口を含む研磨材整流部に、長手方向両端において前記短辺又は短径がさらに短辺又は短径となる鋭角を含む端縁を形成している。この特許文献１は、噴射口の断面形状を改良（中心に比べ長手方向両端偶角部が細い形状に）することにより、加工ムラを抑制できるとしている。研磨材の拡散は、研磨材拡散部及び研磨材整流部を結ぶ傾斜面に衝突させることによる散乱を利用している。
【０００６】
特許文献２は、研磨材とエアー（加圧流体）の混合気体を導入する筒状の導入部と、導入された混合気体の流れを制御する箱状の流れ制御部と、混合気体を噴射するスリット（スリット状の噴射口）とからなり、スリットは流れ制御部の先端側で中心からずれた位置に設けられ、流れ制御部の内部にはスリットに向かってスリットに垂直な方向に狭くなる２つの傾斜面が設けたブラスト用ノズルを提案している。この特許文献２は、スリットに向かってスリットに垂直な方向に狭くなる２つの傾斜面を設けることで、スリットの流れ方向における砥粒の粗密をなくすとしている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２２５５６８号公報（第５〜７頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−１０５３２４号公報（第２〜３頁、図３及び４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記各特許文献のブラスト用ノズルは、いずれも研磨材の供給方向と噴射方向とを一致させながら、ノズル経路の途中に障害物（傾斜面）を形成している。研磨材は、前記障害物に衝突して散乱し、噴射口の長手方向へ拡散するわけである。しかし、上記研磨材の拡散は一様ではない。この点、特許文献１中［００２５］には「内圧が低い時は研磨材が拡散ノズル５１の研磨材拡散部５２ａに入る時のスピードが遅いため研磨材拡散室５２内で研磨材が拡散しやすくなるため図８に示すような研磨材噴射口５４の長手方向両端に過剰となる研磨材の分布になり、内圧が高い時は研磨材が拡散ノズル５１に入る時のスピードが速いため研磨材拡散室５２内で研磨材が拡散しにくいため図７に示すように中心部の研磨材量が過剰となる傾向にある」と述べ、障害物に衝突させて研磨材をスリット状の噴射口の長手方向へ拡散することが難しい旨を説明している。
【０００９】
研磨材の供給方向と噴射方向とを一致させながら、障害物に衝突することによって研磨材をスリット状の噴射口の長手方向へ均一に拡散することが困難な原因はいくつか考えられる。例えば、研磨材の供給方向と噴射方向が一致しているため、供給口から噴射口へと直進する研磨材が、障害物に衝突して散乱する研磨材の拡散を阻害すると考えられる。すなわち、研磨材の運動方向が大きく２分されるため、噴射口の長手方向へ研磨材を略均一に拡散させることが困難になると考えられる。そこで、スリット状の噴射口を備えるブラスト用ノズルにおいて、噴射口の長手方向へ研磨材を均一に拡散できるブラスト用ノズルを提供するため、検討した。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
検討の結果開発したものが、研磨材を加圧流体と共に高速に噴射し、被加工物表面を研削加工するブラスト加工装置に用いるブラスト用ノズルにおいて、研磨材を流すノズル経路は研磨材の供給口を備えたバッファ室とスリット状の噴射口を備えた整流室とからなり、バッファ室は側面に開口した供給口から下方に向けて扇状に拡開するバッファ空間を形成し、前記供給口の対面であるバッファ空間奥面に供給されてきた研磨材が衝突するようにこの研磨材の供給方向を定め、整流室は前記バッファ空間の拡開に直交する方向かつ下方へ向けて絞る整流空間を形成し、この整流空間下端の開口をスリット状の噴射口として、バッファ空間から下方に向けて噴射口に至るように研磨材の噴射方向を定めてなり、研磨材の供給方向と噴射方向とが略直交関係にあるブラスト用ノズルである。
【００１１】
本発明のブラスト用ノズルは、従来見られるスリット状の噴射口を備えたブラスト用ノズルと異なり、（１）研磨材の供給方向と噴射方向とが略直交関係で、（２）供給口からバッファ室へ供給された研磨材すべてを一度バッファ空間奥面に衝突させ、バッファ空間で散乱させることができ、（３）こうして散乱した研磨材をバッファ空間に続く整流室の整流空間へ導き、スリット状の噴射口から噴射する。供給口から加圧流体と共に供給される研磨材は、バッファ空間奥面に衝突した後も運動エネルギーをほとんど損なわず、あくまで衝突後の散乱により運動方向を変化させるだけで、噴射口からは高速に噴射できる。また、一方的に供給口から加圧流体と共に研磨材が供給されてくるので、バッファ空間の内圧が高められる結果、圧力抜きとしての噴射口から加圧流体と共に研磨材を高速に噴射できる。
【００１２】
バッファ室のバッファ空間は、研磨材の拡散を妨げない大きさを有すれば特に形状を問わない。しかし、バッファ空間奥面に衝突した研磨材は、供給口に向けた方向のほか、上下左右を含む全方位に向けて散乱するので、特に上方に向けて散乱する研磨材を、スリット状の噴射口の長手方向へ導く観点から、噴射口の長手方向に下り勾配の抑制斜面からなる扇状に拡開するバッファ空間が好ましい。上方に向けて拡散した研磨材は、前記バッファ空間の抑制斜面に衝突して下方に運動方向を変える（反射する）ことができ、この抑制斜面による研磨材の反射が、無秩序に散乱した研磨材をスリット状の噴射口の長手方向に拡散させる。
【００１３】
ここで、抑制斜面に対する衝突角度によって、各研磨材が反転して下方に向かう位置が異なるため、抑制斜面の勾配角度を適切に定めることで、よりよく研磨材を噴射口の長手方向に拡散できる。抑制斜面の好ましい勾配角度は１０〜４０度、より好ましくは２５〜３０度である。扇状に拡開するバッファ空間は、頂点に供給口を含む扇状であれば、供給口を中心に左右対称でなくてもよい。しかし、前記抑制斜面の特定から、バッファ室は供給口から下方に向けて開度１００〜１４０度、好ましくは１２０度前後で左右対称に扇状で拡開するバッファ空間を形成するとよい。
【００１４】
ノズル経路を構成する「バッファ室」及び「整流室」の呼称は機能的な区別であり、両室は一体に構成してもよいし、別体に構成して別途上下に組み付けてもよい。また、研磨材が衝突するバッファ空間奥面が摩耗しやすいことから、供給口の有無に従う分割、すなわちバッファ室は、噴射口を垂直な半割面で分割した一対のバッファ室部材から構成するとよい。これにより、特に研磨材が最初に衝突するバッファ空間奥面を有するバッファ室部材のみの交換が可能となる。また、各バッファ室部材は、半割面を境に対称形を基本とするが、バッファ空間の容量が十分であれば、例えばバッファ室部材のいずれか一方を、半割面に平行な平面板としてもよい。
【００１５】
ここで、バッファ室と一体に整流室を構成していれば、整流室も噴射口を含む垂直な半割面で分割した一対の整流室部材からなる構成にする。整流室がバッファ室と別部材であれば、バッファ室とは無関係に、整流室の各整流室部材を個別に交換できる。また、上記同様、整流室部材のいずれか一方で絞り込みができていれば、残る他方が、半割面に平行な平面板であってもよい。
【００１６】
整流室は、拡散した研磨材を収束してスリット状の噴射口から研磨材を吹き出す部位である。これから、整流室は、バッファ室と異なり、研磨材の運動を妨げず、円滑に研磨材を収束させていく働きが重要となる。そこで、本発明のブラスト用ノズルにおける整流室は、バッファ空間の拡開に直交する方向かつ下方へ向けて絞る下り勾配の連続斜面に挟まれた整流空間を形成する。研磨材を収束させる方向を研磨材が拡散する方向、すなわちバッファ空間の拡開に直交する方向とすることで、噴射口の長手方向における研磨材の拡散を妨げずに噴射口に向けて研磨材を収束できる。
【００１７】
このように、整流室は、本来的に研磨材を噴射口に向けて収束させていく働きが主であるが、研磨材の種類によってはバッファ室における拡散だけでは不十分になる場合がある。こうした不十分な研磨材の拡散を補うために、整流室は、バッファ空間の拡開に直交する方向かつ下方へ向けて絞る下り勾配の多段斜面に挟まれた整流空間を形成するとよい。収束する研磨材は、多段斜面の各段に衝突して微視的に散乱し、噴射口の長手方向における研磨材の偏りを防止する。
【００１８】
本発明のブラスト用ノズルは、整流室が形成する整流空間下端を開口して噴射口とするが、高速に噴き出す研磨材により、たとえ整流室を金属材料で構成していても、経時的に摩耗して噴射口の幅が変化してしまう。そこで、整流室は、噴射口に略相似なスリット溝を有する噴射案内部をこの噴射口に付設し、この噴射案内部が長尺な一対の案内ブロックを短尺方向で接近離反させて個別に整流室へ固着することにより前記スリット溝を形成するとよい。この噴射案内部を整流室に付設する場合、噴射案内部が形成するスリット溝を実際上の噴射口とし、整流室に設ける噴射口は前記スリット溝より広くしておくとよい。これにより、研磨材の噴射に伴う摩耗は、主として噴射案内部のスリット溝に対して生じ、摩耗等に伴う部品交換は、噴射案内部だけでよいことになる。
【００１９】
スリット状の噴射口を形成するため、スリット溝を形成する噴射案内部を整流室に付設する利点は、摩耗に対する部品交換だけではない。まず、ブラスト用ノズル本体（バッファ室及び整流室）はそのままに、噴射口としてのスリット溝の幅を調節自在にできる利点がある。すなわち、噴射案内部は、案内ブロックそれぞれに各案内ブロックの短尺方向に延在する長孔を設けてなり、整流室に対して前記長孔の任意の位置でネジ止めすることにより、案内ブロックを短尺方向で接近離反させて所定幅のスリット溝を形成する。ここで、確実な所定幅のスリット溝を形成するには、案内ブロックの間に所定幅に相当する厚みのスペーサを介装するとよい。
【００２０】
また、ブラスト用ノズル本体と別に、噴射案内部のみを比較的高価な耐摩耗部材で構成することもできる。この場合、各案内ブロック全体をそれぞれ耐摩耗部材で構成することもできるが、製造コストをより低廉に抑えるには、噴射案内部は、短尺方向で接近離反する案内ブロックの対面位置に、噴射口の長手長さ以上のモース硬度９又は１０の耐摩耗部材を装着する構成にする。ここで、モース硬度９又は１０は、サファイア、ルビー又はダイヤモンドが代表的な例である。前記サファイア、ルビー又はダイヤモンドは、もちろん天然でもよいが、実際には長尺なスリット状の噴射口に添わせて使用することから、長尺な外形を備えた耐摩耗部材を容易に入手できる人造サファイア、ルビー又はダイヤモンドを用いる。これにより、噴射案内部を交換する部位は耐摩耗部材のみとなり、本発明のブラスト用ノズルの運用コストを低廉にできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は本発明のブラスト用ノズル１の一例を表す斜視図、図２は同ブラスト用ノズル１の正面図、図３は同ブラスト用ノズル１の側面図、図４はブラスト用ノズル１の分解斜視図、図５はバッファ室部材２，２及び整流室部材３，３を別体としたブラスト用ノズル１の分解斜視図、図６は噴射口４を長手方向に延長する別例のブラスト用ノズル１の図１相当斜視図、図７はブラスト用ノズル１による研磨材Ｓの噴射過程を説明する噴射口縦断断面図（ネジ等図示略）、図８はブラスト用ノズル１による研磨材Ｓの噴射過程を説明する背面側部材５のみを表した正面図（ネジ等図示略）であり、図９は本発明のブラスト用ノズル１の使用状態を表す斜視図である。本例のブラスト用ノズル１は、スリット状の噴射口４の長手方向長さＬが約１２ｃｍ程度の例（図６の別例を除く）である。
【００２２】
本例のブラスト用ノズル１は、図１〜図４に見られるように、上段のバッファ室６と下段の整流室７とが一体となった構成で、噴射口４を含む垂直な半割面で分割された前面側部材８（供給口９のある側）及び背面側部材５（供給口９のない側）からなる。各部材８，５は、それぞれバッファ室部材２及び整流室部材３を一体にした構成である。これにより、供給口９から供給される研磨材が衝突するバッファ空間奥面１０を有する背面側部材５のみの交換ができる。更に、図５に見られるように、前面側及び背面側でそれぞれバッファ室部材２，２及び整流室部材３，３に分け、研磨材の衝突により最も摩耗しやすい背面側のバッファ室部材２のみを交換できるようにしてもよい。
【００２３】
前面側部材８及び背面側部材５は、正面視略五角形状（ホームベース状）の金属製一体成型品であり、バッファ空間１１及び整流空間１２を避けて貫通するボルト１３により結合する。本例では、各部材８，５上端（各バッファ室部材２，２上端に相当）にブラスト加工装置への取付部１４を設け、各部材８，５下端（各整流室部材３，３下端に相当）に別体の噴射案内部１５を付設して使用する。研磨材は、前面側部材８のバッファ室部材２に相当する部位に設けた供給口９へ、研磨材供給パイプ１６（図９参照）等を接続してバッファ空間１１へと供給し、バッファ空間奥面１０に衝突させる。
【００２４】
バッファ空間１１は、円形の供給口９と同心の円弧状上縁面１７から左右対称に抑制斜面１８，１８を降ろした正面視扇状（図２参照）、側面視略方形状（図３参照）である。このバッファ空間１１は、バッファ空間奥面１０に衝突して散乱する研磨材の拡散を許容する空間で、運動エネルギーを損なわず前記拡散を促す目的から、バッファ空間１１の角部は丸く形成している。また、円弧状上縁面１７から連続して左右対称に降ろした抑制斜面１８，１８が、スリット状の噴射口４の長手方向における研磨材の反射位置（降下位置）を決定する。このため、噴射口４の長手方向における研磨材の分布が均一になるように、抑制斜面１８の勾配角度αを約３０度ずつ、すなわちバッファ空間１１を開度β＝約１２０度で正面視扇状に拡開している。
【００２５】
上記抑制斜面１８は、ブラスト用ノズル１全体の大きさに関係なく、バッファ空間奥面１０に衝突して拡散する研磨材を略均一に噴射口４の長手方向に分散するのに適した勾配角度αにしている。このため、噴射口４を長くしたければ、前記勾配角度αを一定に保ち、供給口９から噴射口４までの垂直距離を長くしなければならない。しかし、前記垂直距離を長くするとブラスト用ノズル１全体が大きくなる。そこで、噴射口４を長くする場合、図６に見られるように、上記例示（図１参照）と同じ大きさのバッファ空間１１及び整流空間１２を有するノズル単位１９，１９を噴射口４の延在方向で連結したブラスト用ノズル１の構成にする。供給口９は、ノズル単位１９毎に設けるが、各バッファ空間１１，１１及び整流空間１２，１２は互いに連通しているので、噴射案内部１５は両ノズル単位１９共通に１体だけ付設すればよい。
【００２６】
整流空間１２は、バッファ空間１１の拡開と直交する方向に下り勾配γの連続斜面２０，２０で絞った側面視三角形状で、各部材８，５下端を開口してスリット状の噴射口４を構成している。この整流空間１２も、研磨材の移動を阻害しないように、角部は丸く形成している。本例の噴射口４は、実際に研磨材を噴射する噴射案内部１５のスリット溝２１の幅より広くしている。噴射案内部１５は、図４、図７及び図８に見られるように、長尺な一対の案内ブロック２２，２２を短尺方向で接近離反させて個別に整流室７下端に相当する各部材８，５下端に固着する。本例では、スリット溝２１の間隔調整ができるように、前記各案内ブロック２２，２２は長尺方向端に短尺方向へ延在する長孔２３を設けてあり、前記長孔２３の任意の位置で固着ネジ２４により各部材８，５下端に固着する。スリット溝２１の幅は、両案内ブロック２２，２２が介装するスペーサ２５により設定、保持できる。
【００２７】
また、各案内ブロック２２，２２内面の研磨を抑制する目的から、本例の噴射案内部１５は、短尺方向で接近離反する案内ブロック２２の対面位置に設けた装着溝２６それぞれへ、噴射口４の長手長さ以上の棒体である人造サファイア（モース硬度９）からなる耐摩耗部材２７を装着している。本例では、高価な人造サファイアの使用量を抑えるため、最も研磨材による研磨が顕著なスリット溝２１内面に対応して部分的に人造サファイアからなる耐摩耗部材２７を用いている。これにより、本発明のブラスト用ノズル１をより安価に製造できるほか、摩耗程度に応じて耐摩耗部材２７だけを交換すればよいので、メンテナンスも容易かつ安価になる。
【００２８】
本発明のブラスト用ノズル１は、研磨材Ｓの供給方向Ｓ１と噴射方向Ｓ２とを略直交させているため、従来と研磨材Ｓの移動及び拡散態様が異なる。研磨材Ｓは、図７及び図８に見られるように、前面側部材８のバッファ室６相当部位に設けた供給口９から略水平に加圧流体（空気）と共に高速で供給されてくる。そして、研磨材Ｓは供給口９から直進し、この供給口９の対面にあるバッファ空間奥面１０に衝突する。このバッファ空間奥面１０に対する研磨材Ｓの衝突は完全弾性衝突ではなく、また微視的には衝突による研磨材Ｓを構成する各粒子の反射程度及び方向が異なるため、巨視的には研磨材Ｓの無秩序な散乱となる。
【００２９】
研磨材Ｓの反射方向は、微視的な重力の影響を除けば、供給口９へ向けての反射のほか、上下左右方向もある。供給方向Ｓ１に反射した研磨材Ｓは、順次供給されてくる研磨材Ｓと衝突し、バッファ空間１１全域へ研磨材Ｓを散乱させ、スリット状の噴射口４の長手方向における拡散をもたらす。上方に向けて反射した研磨材Ｓは、バッファ空間上面２８（円弧状上縁面１７及び抑制斜面１８に相当）に衝突し、跳ね返りと共に下方に向けて動いていく。このとき、バッファ空間１１の角部を丸くしておくと、略直上に向けて反射した研磨材Ｓ（バッファ空間１１内面に沿って進む研磨材Ｓ）の運動エネルギーをあまり大きく損ねることなく、円滑に研磨材Ｓの運動方向を下方へ転換していくことができる。この上方へ反射した研磨材Ｓは、こうした跳ね返りに際して他の方向へ反射した研磨材Ｓに比べて運動エネルギーが低くなり、この相対的な運動エネルギーの差が更に研磨材Ｓの拡散をもたらすことになる。
【００３０】
また、下方に向けて反射した研磨材Ｓは、供給口９下方のバッファ空間手前面２９や整流室７の連続斜面２０，２０に衝突し、更に拡散しながら下方へ進んでいく。他方向に反射した研磨材Ｓに比べ、相対的に最も運動エネルギーが高く、他から跳ね返ってくる研磨材Ｓに衝突して更に散乱させる働きを有する。そして、左又は右方向に向けて反射した研磨材Ｓは、抑制斜面１８，１８に衝突して跳ね返り、それぞれ前記跳ね返り位置下方の噴射口４を目指して進んでいく。この左又は右方向に反射した研磨材Ｓに供給方向の運動エネルギーがあれば、前記下方へ反射した研磨材Ｓ同様、供給口下方のバッファ空間手前面２９や整流室７の連続斜面２０，２０に衝突し、更に噴射口４の長手方向に拡散し、短手方向に収束しながら下方へ進んでいく。
【００３１】
実際には、上述の各反射が無数かつ同時に生じ、相互作用により研磨材Ｓを広く散乱させ、スリット状の噴射口４の長手方向における拡散を実現する。すなわち、本発明のブラスト用ノズル１が噴射する研磨材Ｓは、噴射口４の長手方向において略均一の密度になる。既述したように、供給方向Ｓ１と噴射方向Ｓ２とを一致させた従来に対し、反射や拡散を伴う本発明における研磨材Ｓの運動エネルギーは若干損なわれることになるが、前記損失は微視的なもので、またバッファ空間１１へと供給される研磨材Ｓ及び加圧流体（空気）による圧力の上昇が前記運動エネルギーの損失を補い、研磨材Ｓは従来同様に高速で噴射口４から噴射される。
【００３２】
こうしてスリット状の噴射口４（本例では噴射案内部１５のスリット溝２１）から長手方向で略均一に研磨材Ｓを噴射できるブラスト用ノズル１を用いる最大の利点は、複雑化又は大型化するプリント基板３０やシリコンウェハを短時間でブラスト処理できるようになる点にある。本発明のブラスト用ノズル１は、図９に見られるように、ブラスト加工装置（図示略）内のローラコンベア３１（メッシュコンベアの場合もある）に向けて、リニアレール３２に従って水平面内左右（図９中左下を左方向、右上を右方向とする）へ移動自在に吊設している。本例では、ローラコンベア３１の搬送方向（前後方向）と直交する向きに噴射口４の長手方向を向け、同噴射口４の短手方向、すなわち左右方向にブラスト用ノズル１を往復動させる。
【００３３】
本例のブラスト加工装置は、ブラスト用ノズル１の往復動に併せてローラコンベア３１がプリント基板３０を少しずつ送り、（ブラスト用ノズル１の噴射口４の長さ×往路（又は復路）の距離）をブラスト用ノズル１による往路（又は復路）における研磨材の噴射範囲Ｍとする。これから、（（ローラコンベア３１の搬送方向におけるプリント基板３０の長さ／ブラスト用ノズル１の噴射口４の長さ）／２）回の往復回数（図９中矢印では２往復半）で、プリント基板３０全体のブラスト処理を終えることができる。実際には、ブラスト用ノズル１の往路及び復路で各噴射範囲Ｍ相互の隙間が生じないように、往路及び復路での各噴射範囲Ｍが若干重なるように制御するが、それでも複雑化又は大型化したプリント基板３０のブラスト処理を短時間で終えることができる。
【００３４】
このように、本発明のブラスト用ノズルは、（１）研磨材の供給方向と噴射方向とを略直交関係にしていることを特徴とし、この結果、（２）供給口からバッファ室へ供給された研磨材すべてを一度バッファ空間奥面に衝突させて、バッファ空間内に研磨材を散乱させ、噴射口の長手方向へ略均一に拡散させることができ、（３）こうして拡散された研磨材をバッファ空間に続くバッファ室下方の整流室によりスリット状の噴射口に向けて収束して噴射することができる。これから、前記（１）の構造的特徴を満たし、その結果得られる（２）及び（３）の作用及び効果が得られるものであれば本発明に含まれる。
【００３５】
図１０〜図１３はそれぞれ別例の図７相当の噴射口４縦断断面図（ネジ等図示略）であり、図１０は背面側部材５を平面板で構成した例、図１１は前面側部材８を平面板で構成した例、図１２は多段斜面３３，３３に挟まれた整流空間１２を構成した例、図１３は多段斜面３３を有する整流空間１２を構成し、更に背面側部材５を平面板で構成した例であり、図１４は多段斜面３３を有する整流空間１２を構成し、更に前面側部材８を平面板で構成した例である。各例示は、いずれも上述した（１）〜（３）を満たす構成である。
【００３６】
研磨材Ｓの拡散に必要十分なバッファ空間１１と、拡散した研磨材Ｓの円滑な収束とを図る意味から、前面側部材８及び背面側部材５、すなわち各バッファ室部材２，２及び各整流室部材３，３は、対称断面であることが望ましい。しかし、バッファ空間１１及び整流空間１２の形成は加工コストがかかるため、交換を考えた場合、運用コストを高めることにもなりかねない。そこで、図１０及び図１１に見られるように、背面側部材５を平面板、すなわち供給口９のないバッファ室部材２及び整流室部材３が連続する構成としたり（図１０）、逆に前面側部材８を平面板、すなわち供給口９のあるバッファ室部材２及び整流室部材３が連続する構成とする（図１１）ことができる。
【００３７】
また、本発明のブラスト用ノズル１は、基本的にバッファ空間１１において研磨材Ｓをスリット状の噴射口４の長手方向へ拡散させ、整流空間１２では専ら噴射のために研磨材Ｓを噴射口４の短手方向へ収束させるように、各空間１１，１２それぞれが担う主たる作用又は効果を分けている（整流空間１２でも微視的に研磨材Ｓの分散はある）。このバッファ空間１１における研磨材Ｓの拡散は、噴射口４の長手方向において研磨材Ｓを均一にするように働くが、質量が比較的大きな研磨材Ｓでは、バッファ空間１１における拡散の作用が十分でない場合がある。こうした質量が比較的大きな研磨材Ｓについては、図１２に見られるように、噴射口４の短手方向を絞る多段斜面３３，３３に挟まれた整流空間１２を構成し、収束する研磨材Ｓを前記多段斜面３３，３３に衝突させて、更に噴射口４の長手方向における研磨材Ｓの拡散を図るとよい。
【００３８】
この場合、研磨材Ｓの噴射速度は、連続斜面２０，２０に挟まれた整流空間１２を構成する例（図７参照）よりも若干低下することになるが、バッファ空間１１での反射による拡散が不十分な研磨材Ｓの十分な拡散を図ることができる。また、研磨材Ｓの噴射速度の低下は、噴射口４、噴射案内部１５のスリット溝２１又は耐摩耗部材２７が摩耗する割合を抑制する利点がある。この多段斜面３３，３３に挟まれた整流空間１２を構成するブラスト用ノズル１についても、図１３及び図１４に見られるように、各部材８，５の一方を平面板にすることで、より安価なブラスト用ノズル１の提供が可能になる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は、スリット状の噴射口を備えるブラスト用ノズルにおいて、噴射口の長手方向へ研磨材を略均一に拡散できるようになり、複雑化又は大型化するプリント基板やシリコンウェハを、短時間に品質よくブラスト処理できる効果をもたらす。従来にも、スリット状の噴射口を備えたブラスト用ノズルや、最終的な研磨材の噴射方向に対して交差する障害物（面）を形成したブラスト用ノズルは見られたが、研磨材の拡散が噴射口の長手方向で均一にしにくかった。本発明は、（１）研磨材の供給方向と噴射方向とを略直交関係にすることで、噴射口の長手方向における研磨材の拡散の均一化を実現したわけである。
【００４０】
本発明による研磨材の拡散は、（２）供給口からバッファ室へ供給された研磨材すべてが一度バッファ空間奥面に衝突して反射し、この反射した研磨材が供給口に向けて反射した研磨材が順次供給されてくる研磨材と衝突することで実現している。本発明では、バッファ空間奥面に衝突して研磨材が散乱するままに任せるのではなく、更にバッファ空間の上面を形成する抑制斜面を適度な開度で降ろすことにより、研磨材がより均一に拡散する効果を得る。
【００４１】
また、基本的には前後（研磨材の供給方向）及び左右（前記供給方向に直交する方向）に対称にバッファ室及び整流室を構成することが望ましいが、バッファ室部材又は整流室部材のいずれか一方を平面板とすれば、本発明のブラスト用ノズルの製造コスト及び運用コスト（交換コスト）を低廉にできる効果を得る。
【００４２】
バッファ空間において拡散した研磨材は、（３）バッファ空間に続くバッファ室下方の整流室へ導き、（ａ）連続斜面に挟まれた整流空間又は（ｂ）多段斜面に挟まれた整流空間により収束し、スリット状の噴射口の長手方向における粗密の均一性を保ったまま噴射できる。前者（ａ）の整流空間はできるだけ研磨材の流れを阻害せずに収束する効果を、後者（ｂ）の整流空間はバッファ空間だけでは不十分な研磨材の拡散を補う効果を、それぞれ有する。本発明はこれらの整流空間を使い分けることができ、例えば分割した整流室部材から整流室を構成する場合、各整流室部材毎に連続斜面及び多段斜面を形成し、非対称な斜面に挟まれた整流空間を構成することもできる。
【００４３】
噴射案内部は、整流室下端の噴射口に代えて、噴射する研磨材により摩耗する部位を案内ブロック又は耐摩耗部材として、低廉及び簡略な部品交換を実現する。これにより、ブラスト用ノズルの運用に際するコストを低減することができ、スリット状の噴射口を有するブラスト用ノズルとしてブラスト処理の時間短縮と相まって、本発明は高い費用対効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブラスト用ノズルの一例を表す斜視図である。
【図２】同ブラスト用ノズルの正面図である。
【図３】同ブラスト用ノズルの側面図である。
【図４】ブラスト用ノズルの分解斜視図である。
【図５】バッファ室部材及び整流室部材を別体としたブラスト用ノズルの分解斜視図である。
【図６】噴射口を長手方向に延長する別例のブラスト用ノズルを表す図１相当斜視図である。
【図７】ブラスト用ノズルにより、研磨材の噴射過程を説明する噴射口縦断断面図である。
【図８】ブラスト用ノズルによる研磨材の噴射過程を説明する背面側部材のみを表した正面図である。
【図９】本発明のブラスト用ノズルの使用状態を表す斜視図である。
【図１０】背面側部材を平面板で構成した別例の図７相当の噴射口縦断断面図である。
【図１１】前面側部材を平面板で構成した別例の図７相当の噴射口縦断断面図である。
【図１２】多段斜面に挟まれた整流空間を構成した別例の図７相当の噴射口縦断断面図である。
【図１３】多段斜面を有する整流空間を構成し、更に背面側部材を平面板で構成した別例の図７相当の噴射口縦断断面図である。
【図１４】多段斜面を有する整流空間を構成し、更に前面側部材を平面板で構成した別例の図７相当の噴射口縦断断面図である。
【符号の説明】
１　ブラスト用ノズル
２　バッファ室部材
３　整流室部材
４　噴射口
５　背面側部材
６　バッファ室
７　整流室
８　前面側部材
９　供給口
１０　バッファ空間奥面
１１　バッファ空間
１２　整流空間
１５　噴射案内部
１８　抑制斜面
２０　連続斜面
２１　スリット溝
２２　案内ブロック
２５　スペーサ
２７　耐摩耗部材
３３　多段斜面
Ｓ　研磨材
Ｌ　噴射口の長さ
Ｓ１　研磨材の供給方向
Ｓ２　研磨材の噴射方向
Ｍ　研磨材の噴射範囲
α　抑制斜面の勾配角度
β　バッファ空間の開度
γ　連続斜面の下り勾配
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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