In Bearbeitung

Bitte warten ...

PATENTSCOPE ist einige Stunden aus Wartungsgründen am Samstag 31.10.2020 um 7:00 AM MEZ nicht verfügbar
Einstellungen

Einstellungen

Gehe zu Anmeldung

1. CN101795813 - Surface treating method and device thereof

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ ZH ]
表面处理方法及其装置


技术领域
本发明涉及表面处理方法及其装置,所述表面处理方法及其装置, 通过经由设置在流路途中的节流部吸引流体或者在吸引的同时进行喷 射,引起气蚀,产生气泡(下面称为“气蚀气泡”),使该气蚀气泡破裂 所产生的冲击力(下面称为“破裂冲击力”)作用到前述节流部附近的 被处理面上。
背景技术
过去,已知以下的技术:以对金属材料及塑料、玻璃、半导体等 非金属材料的表面,通过研磨等除去局部的材料进行加工,或者施加 压力以赋予表面压缩应力,进行提高疲劳强度等材料特性的表面改性, 或者除去附着的杂质进行清洗等为目的,向被处理物的表面(下面称 为“被处理面”)剧烈地喷射包含气蚀气泡的高压流体的射流(下面称 之为“喷射气蚀流”),使气蚀气泡的破裂冲击力作用到该被处理面上, 进行前述加工、表面改性、清洗等各种处理(下面称之为“表面处理”)。 利用该表面处理技术,可以充分地应对迄今为止存在的下述问题等中 的任何一项,即:使用氧化性的强腐蚀液的湿法腐蚀技术中存在的环 境污染、装置腐蚀的问题;在和高压空气一起强力喷射微细的研磨材 料等的喷砂加工中存在的严酷的作业环境、应用于低强度材料的困难 性、表面粗化的问题;借助通过小孔的高压水的射流进行切断等的水 流喷射加工中的泵等的大型化、装置的价格昂贵的问题;以及在切削、 磨削、研磨等机械加工中存在的难以应用于复杂的形状的问题等。
进而,本发明人等通过深入研究的结果,公布了一种表面处理技 术,在该技术中,为了产生伴随有前述气蚀气泡的流动,利用泵吸引 加工液,通过利用设置在被加工面上的节流部局部地限制该吸引时的 加工液的流动,在该节流部的下游侧引起气蚀,使包含这时产生的气 蚀气泡的加工液流(下面,称之为“吸引气蚀流”)碰撞被加工面(例 如,参照非专利文献1)。根据该表面处理技术,与向被加工面局部地 剧烈喷射前述喷射气蚀流的到此前为止的情况不同,可以将由加工液 的射流引起的过大的局部压力的影响限制到最低限度,在将被加工面 的表面粗度维持得很小的同时,可以高精度地进行加工。进而,通过 在加工液中分散混入微粒子,除气蚀气泡的破裂冲击力之外,还加上 该破裂冲击力作用的微粒子剧烈地冲击被加工面时的碰撞力,可以大 幅度提高被加工面的加工效率。
非专利文献1:大桥一仁及另外3人的“吸引キヤビテ-シヨン流 を用いたマイクロ加工法”,2005年度精密工学会春季大会学术讲演 会讲演论文集,平成17年3月1日,P1307-1308
但是,在前述利用吸引气蚀流的表面处理技术中,在将板状的被 加工物浸渍在充满加工液的室内的同时,在前述室的左右侧壁之间, 接近前述被加工物的被加工面配置宽度宽的可动构件,在该可动构件 的下部与前述被加工面之间设置窄的间隙作为节流部。进而,在前述 室中,夹着可动构件在前后方向的一侧设置吸入口,在前后方向的另 一侧设置供应口,利用外部管路将该供应口和前述吸入口之间连通, 通过利用吸引泵从吸入口向外部管路内吸引加工液,室内的加工液在 节流部内通过并向吸入口流动,在紧靠节流部的下游,产生吸引气蚀 流。在这种状态下,一边使前述可动构件沿着被加工面大致平行地前 后移动,一边对该被加工面实施利用吸引气蚀流进行的加工。
因此,在前述控制结构中,当加宽左右侧壁的间隔时,加工液的 流动状态在宽度方向的位置处有很大的不同,在节流部产生的吸引气 蚀流不能稳定化,所以,存在着难以应用于大型的被加工物的问题。 进而,在节流部,在左右侧壁附近,由于剪切流引起的液流的紊流变 大,由吸引气蚀流引起的破裂冲击力或微粒子的碰撞力显著增加,所 以,只能在有限的范围内进行同一条件下的加工,存在着难以在整个 被加工面上进行均匀的加工的问题。
另外,在紧靠节流部的下游产生的前述吸引气蚀流,受到室内的 加工液流的影响,沿着被加工面大致平行地流动,气蚀气泡和微粒子 一起相对于被处理面大致平行地高速移动。因此,气蚀气泡甚至不能 接近被处理面的附近,不能使气蚀气泡的破裂冲击力充分作用于该被 处理面。即使对于受到该破裂冲击力的微粒子,也是对前述被加工面 垂直地碰撞,而是倾斜地碰撞,而且,由于不会滞留而是高速离开节 流部,所以,破裂冲击力能够作用的微粒子的数目本身也少。从而, 存在着作用于被处理面的气蚀气泡的破裂冲击力以及由受到该破裂冲 击力的微粒子产生的碰撞力不足,难以获得高的处理效率的问题。
发明内容
在本发明的表面处理方法中,通过经由设置在流路途中的节流部 吸引流体,产生包含气蚀气泡的吸引气蚀流,在该吸引气蚀流内,使 前述气蚀气泡的破裂冲击力作用于前述节流部附近的被处理面,在所 述表面处理法中,以大致同心状包围一端具有前述节流部的流体供应 流路的周围的方式,设置只经由前述节流部与该流体供应流路连通的 流体吸引流路,通过利用吸引机构吸引该流体吸引流路内的流体,使 得在紧靠前述节流部的下游产生前述吸引气蚀流,通过使该吸引气蚀 流大致垂直地碰撞前述被处理面,对前述被处理面进行表面处理。
在本发明的表面处理方法中,通过在前述流体中分散混入微粒子, 并使前述气蚀气泡的破裂冲击力作用到该微粒子上,使前述微粒子大 致垂直地碰撞前述被处理面。
在本发明的表面处理方法中,在利用前述吸引机构吸引前述流体 吸引流路内的流体的同时,利用压送机构压送前述流体供应流路内的 流体。
在本发明的表面处理方法中,在预先关闭前述节流部的状态下, 利用前述吸引机构对前述流体供应流路内的流体进行吸引,在使前述 流体供应流路内的内部压力高于前述流体吸引流路内的内部压力之 后,打开前述节流部。
在本发明的表面处理方法中,将前述流体的温度控制在规定的温 度。
在本发明的表面处理装置中,具有如下结构,即,在流体的流路 途中设置节流部,通过经由该节流部吸引流体,产生包含气蚀气泡的 吸引气蚀流,在该吸引气蚀流内,使前述气蚀气泡的破裂冲击力作用 于前述节流部附近的被处理面,在所述表面处理装置中,包括:在一 端具有前述节流部且能够向该节流部供应流体的流体供应流路、只经 由前述节流部与该流体供应流路内部连通的流体吸引流路、以及吸引 该流体吸引流路内的流体的吸引机构;前述流体吸引流路大致同心地 包围前述流体供应流路的周围,同时,前述节流部与前述被处理面对 向配置。
在本发明的表面处理装置中,在前述流体中分散混入微粒子,通 过使前述气蚀气泡的破裂冲击力作用于该微粒子,使前述微粒子大致 垂直地碰撞前述被处理面。
在本发明的表面处理装置中,设置在内部具有前述流体供应流路、 在一端具有前述节流部的单层管体,使前述被处理面在该单层管体的 外侧的前述流体吸引流路内露出。
在本发明的表面处理装置中,设置由在内部具有前述流体供应流 路且在一端具有前述节流部的内管和在与该内管的外侧面之间具有前 述流体吸引流路的外管构成的一体的双重管体,使前述被处理面在前 述节流部附近的流路内露出。
在本发明的表面处理装置中,前述外管以覆盖从节流部到被处理 面的流路的方式延伸设置。
在本发明的表面处理装置中,具有能够将从前述节流部到被处理 面的距离保持恒定的距离保持机构。
在本发明的表面处理装置中,具有能够检测从前述节流部到被处 理面的距离的距离传感器。
在本发明的表面处理装置中,在前述被处理面的非处理部位覆盖 设置掩蔽材料。
在本发明的表面处理装置中,前述节流部能够在前述被处理面上 自由移动。
在本发明的表面处理装置中,在前述节流部的下游侧开口部附近 配置具有多个孔的多孔构件。
在本发明的表面处理装置中,在前述节流部的下游侧开口部附近 配置将吸引气蚀流向规定的方向引导的引导构件。
在本发明的表面处理装置中,在前述节流部的下游侧开口部附近 配置流体旋转机构。
在本发明的表面处理装置中,在前述节流部配置能够改变该节流 部的孔径的孔径可变机构。
作为本发明的效果,本发明的表面处理方法,通过经由设置在流 路途中的节流部吸引流体,产生包含气蚀气泡的吸引气蚀流,在该吸 引气蚀流内,使前述气蚀气泡的破裂冲击力作用于前述节流部附近的 被处理面,其中,以大致同心状包围一端具有前述节流部的流体供应 流路的周围的方式,设置只经由前述节流部与该流体供应流路连通的 流体吸引流路,通过利用吸引机构吸引该流体吸引流路内的流体,在 紧靠前述节流部的下游产生前述吸引气蚀流,通过使该吸引气蚀流大 致垂直地碰撞前述被处理面,对前述被处理面进行表面处理,因此, 节流部附近的流体的流动状态不会因节流部截面的圆周方向的位置不 同而发生大的变化,可以在紧靠节流部的下游产生稳定的吸引气蚀流, 可以在整个被处理面上进行均匀的表面处理,同时,即使对于大型的 被处理物也能够进行稳定的表面处理,从而,可以提高处理精度,扩 大处理尺寸。另外,由于使吸引气蚀流对被处理面大致垂直地碰撞, 所以,可以使吸引气蚀流中的气蚀气泡至少接近被处理面附近,可以 使气蚀气泡的破裂冲击力充分地作用于该被处理面,可以提高处理效 率。
另外,由于通过在前述流体中分散混入微粒子,并使前述气蚀气 泡的破裂冲击力作用于该微粒子,使得前述微粒子大致垂直地碰撞前 述被处理面,所以,使被处理面从微粒子受到的碰撞力增加,而且, 在流体的流动方向变化大的被处理面附近,产生由从节流部流出的水 流和其反转流引起的涡流,前述微粒子滞留在产生于该涡流处的淤流 中,所以,可以使受到破裂冲击力的微粒子的数目本身增加,充分提 高由微粒子引起的碰撞力,能够进一步提高处理效率。
另外,由于在利用吸引机构吸引前述流体吸引流路内的流体的同 时,通过利用压送机构压送前述流体供应流路内的流体,可以使吸引 气蚀流更强地碰撞被处理面,所以,可以提高表面处理速度及加工速 度。
另外,由于在预先关闭前述节流部的状态下,利用前述吸引机构 对前述流体供应流路内的流体进行吸引,并且在前述流体供应流路内 的内部压力高于前述流体吸引流路内的内部压力之后,通过打开前述 节流部,使高压的吸引气蚀流碰撞被处理面,所以,可以提高表面处 理速度及加工速度。
另外,通过将前述流体的温度控制在规定的温度,控制在容易产 生气蚀气泡的温度状态,增加气蚀气泡,可以提高表面处理效率。
另外,在表面处理装置中,具有如下结构,即,在流体的流路途 中设置节流部,通过经由该节流部吸引流体,使之产生包含气蚀气泡 的吸引气蚀流,在该吸引气蚀流内,使前述气蚀气泡的破裂冲击力作 用于前述节流部附近的被处理面,其中,所述表面处理装置具有:在 一端具有前述节流部且能够向该节流部供应流体的流体供应流路、只 经由前述节流部与该流体供应流路内部连通的流体吸引流路、以及吸 引该流体吸引流路内的流体的吸引机构;前述流体吸引流路大致同心 地包围前述流体供应流路的周围,同时,前述节流部与前述被处理面 对向配置,因此,在节流部附近的流体的流动状态不会因节流部截面 的圆周方向位置的不同而发生大的变化,可以在紧靠节流部的下游产 生稳定的吸引气蚀流,可以在整个被处理面上进行均匀的表面处理, 同时,对于被处理物也可以进行稳定的表面处理,借此,可以提高处 理精度,扩大处理尺寸。另外,由于使吸引气蚀流大致垂直地碰撞被 处理面,所以,可以使吸引气蚀流中的气蚀气泡至少接近被处理面附 近,可以使气蚀气泡的破裂冲击力充分地作用于该被处理面,可以提 高处理效率。而且,只需要设置只是使节流部和被处理面对向配置的 简单结构,就可以达到这些效果。
另外,由于通过将微粒子分散混入到前述流体中,并使前述气蚀 气泡的破裂冲击力作用于该微粒子,使前述微粒子大致垂直地碰撞前 述被处理面,所以,使得被处理面从微粒子受到的碰撞力增加,而且, 在流体的流动方向变化大的被处理面附近,产生由节流部流出的水流 及其反转流引起的涡流,前述微粒子滞留在该涡流中,所以,可以增 加受到破裂冲击力的微粒子的数目本身,充分提高由微粒子产生的碰 撞力,可以进一步提高处理效率。
另外,由于设置了在内部具有前述流体供应流路且在一端具有前 述节流部的单层管体,使前述被处理面在该单层管体的外侧的前述流 体吸引流路内露出,所以,例如,利用只是在使节流部接近浸渍于室 内的被处理物的被处理面的状态下配置单层管体的简单结构,就可以 使紧靠节流部的下游产生的吸引气蚀流碰撞被处理面,可以降低装置 的成本,提高维修性能。
另外,由于前述单层管体由能够自由弯曲的管构成,所以,通过 沿着使被处理面在内部露出的流体吸引流路的流路结构构件的形状弯 曲单层管体,可以使在紧靠节流部的下游产生的吸引气蚀流碰撞被处 理面的规定的部位,即使在前述流路结构构件不是直线状而是弯曲或 呈复杂形状的情况下,也可以迅速并且精度良好地将节流部移动到规 定的部位,进行表面处理,在确保高的处理效率及处理精度的同时, 可以力求扩大处理对象的范围。
另外,由于设置了由在内部具有前述流体供应流路且在一端具有 前述节流部的内管和在与该内管的外侧面之间具有前述流体吸引流路 的外管构成的一体的双重管体,使前述被处理面在前述节流部附近的 流路内露出,所以,即使是在对于单层管体,为了浸渍大型的被处理 物而需要大型的室、围绕流体供应流路的周围的流体吸引流路的截面 面积也显著增加,利用通常的吸引泵不能获得足够的吸引力的情况下, 只要在室内改变并列设置有流体供应流路和流体吸引流路的双重管体 的位置,就可以在被处理面上进行表面处理,在确保高的处理精度及 处理效率的同时,可以扩大处理的尺寸。另外,可以将构成流体供应 流路的内管的外侧面用于流体吸引流路的形成,可以通过减少部件的 数目来降低部件成本,可以提高维修性能。另外,由于双重管体的流 体吸引流路由内管和外管限定,所以,总能将流体吸引流路的截面的 形状、大小保持恒定,可以抑制流体吸引流路内的吸引气蚀流的变动。
另外,由于前述外管以覆盖从节流部到被处理面的流路(下面称 之为“处理流路”)的方式延伸设置,所以,可以将该处理流路中的吸 引气蚀流从外部受到的影响限制在最小限度,而且,通过变更该外管 的延伸长度,可以根据表面处理的种类、程度,流体、微粒子的种类, 被处理物的机械特性等,将前述处理流路的距离设定成恰当的距离, 从而,力求进一步提高表面处理的处理效率及处理精度。
另外,由于配备有能够将从前述节流部到被处理面的距离保持恒 定的距离保持机构,所以,可以使气蚀气泡的破裂冲击力、微粒子的 碰撞力均等地作用到整个被处理面上,进行均匀的表面处理。
另外,由于配备有能够检测从前述节流部到被处理面的距离的距 离传感器,所以,能够根据来自于该距离传感器的距离信号,以更高 的精度将从节流部到被处理面的距离保持为使当的值,进一步提高处 理效率及处理精度。
另外,由于在前述被处理面的非处理部位覆盖设置掩蔽材料,所 以,可以以诸如对太阳能电池板、等离子体显示器等电子部件、光学 部件的表面的复杂形状的微细加工,赋予淬火构件的特定部位压缩应 力等方式进行高加工精度的表面处理,力图进一步扩大处理对象的范 围。
另外,由于前述节流部能够在前述被处理面上自由移动,所以, 通过不移动被处理物侧而移动管体侧,可以使在紧靠节流部的下游产 生的吸引气蚀流碰撞到被处理面的规定部位,例如,即使在由于被处 理物是重的物品或者是容易破损的物品而移动困难的情况下,也能够 迅速并且高精度地使管体的节流部移动到规定的部位,进行表面处理, 在确保高的处理效率及处理精度的同时,可以扩大处理对象的范围。
另外,通过在前述节流部的下游侧开口部附近配置具有多个孔的 多孔构件,增加气蚀气泡的产生部位,提高气蚀气泡的产生效率,可 以提高表面处理效率。
另外,通过在前述节流部的下游侧开口部附近配置在规定方向上 引导吸引气蚀流的引导构件,将吸引气蚀流引导到被处理物的特定部 位,可以提高表面处理效率。
另外,通过在前述节流部的下游侧开口部附近配置流体旋转机构, 可以相对于被处理物一边使吸引气蚀流向规定的方向旋转一边进行碰 撞,所以可以防止表面处理的不均匀,可以进行均匀的表面处理。
另外,通过在前述节流部配置可以改变该节流部的孔径的孔径可 变机构,可以连续地调整由吸引气蚀流5产生的对被加工构件6的被 加工面6a的影响范围,可以控制加工形状。
附图说明
图1是表示关于本发明的表面处理装置的总体结构的结构示意 图。
图2是配备有单层管型的管体的处理部的侧面剖视图。
图3是配备有双重管型的管体的处理部的侧面剖视图。
图4是配备有自由管型的管体的处理部的侧面的一部分的剖视 图。
图5是自由管型的管体的节流部附近的侧面的一部分的剖视图。
图6是配备有具有促动器的自由管型的管体的处理部的侧面的一 部分的剖视图。
图7是作为促动器的支承构件附近的侧面的一部分的剖视图。
图8是表示关于本发明的表面处理装置的总体结构的另外的实施 形式的结构示意图。
图9是配备有开闭阀的节流部的侧面的一部分的剖视图。
图10是表示网状构件的平面图。
图11是表示配备有引导构件的节流部的侧面剖视图。
图12是表示配备有流体旋转机构的节流部的图示,(a)是侧面的 一部分的剖视图,(b)是从下方观察流体旋转机构的状态的平面图。
符号说明
1、50表面处理装置
5吸引气蚀流
6a、35a、44a被处理面
7微粒子
8流体
9、43单层管体
17吸引机构
25、38流体供应流路
26、38流体吸引流路
27、45节流部
30气蚀气泡
31掩蔽材料
33双重管体
36内管
37外管
42从节流部到被处理面的流路
42a、52距离
51距离保持机构
54距离传感器
55压送机构
60多孔构件
61引导构件
63流体旋转构件
具体实施方式
其次,说明发明的实施形式。
图1是表示关于本发明的表面处理装置的总体结构的结构示意 图,图2是配备有单层管型的管体的处理部的侧面剖视图,图3是配 备有双重管型的管体的处理部的侧面剖视图,图4是配备有自由管型 的管体的处理部的侧面的一部分的剖视图,图5是自由管型的管体的 节流部附近的侧面的一部分的剖视图,图6是配备有促动器的自由管 型的管体的处理部的侧面的一部分的剖视图,图7是作为促动器的支 承构件附近的侧面的一部分的剖视图,图8是表示关于本发明的表面 处理装置的总体结构的另外的实施形式的结构示意图,图9是配备有 开闭阀的节流部的侧面的一部分的剖视图,图10是表示网状构件的平 面图,图11是表示配备有引导构件的节流部的侧面剖视图,图12是 表示配备有流体旋转机构的节流部的图示,(a)是侧面一部分的剖视 图,(b)是从下方观察流体旋转机构时看到的状态的平面图。
首先,利用图1、2说明采用根据本发明的表面处理方法的表面处 理装置1的总体结构。另外,在本实施例中,对于将构件表面沿深度 方向进行微细加工的情况进行说明,但是,除了微小微细加工之外, 对于前述表面改性、清洗等表面处理,也可以应用同样的结构。
表面处理装置1由以下部分构成:处理部2,所述处理部2使产 生的吸引气蚀流5碰撞金属材料以及塑料、玻璃、半导体等非金属材 料等被加工构件6,进行加工处理;加工液循环部3,所述加工液循环 部3从所述处理部2吸引加工液8,在过虑除去前述被加工构件6的 粗大的加工屑等异物之后,在调整加工液8中的微粒子7之后,使加 工液返回前述处理部2;管体驱动部4,所述管体驱动部4能够沿横向 方向及上下方向移动前述处理部2中的管体9下端的节流部27。
在其中的加工液循环部3中,在室10上开口的吸入口11经由配 管12与吸引泵17的吸引口连通,该吸引泵17的排出口经由配管13 与贮液槽21内连通,通过利用马达18驱动吸引泵17,室10内的加 工液8从前述吸入口11被强力地吸入到配管12内,依次通过配管12、 吸引泵17、配管13,被设置在该配管13途中部的网式过滤器19除去 粗大的加工屑等异物之后,流入并贮存在前述贮液槽21内。
在该贮液槽21上还设置有用于补充在加工中或循环中损失的微 粒子7的粉末槽20,根据需要,通过将贮存在该粉末槽20内的微粒 子7投入到贮液槽21内等,将微粒子7向加工液8混合的混合比调整 到规定值。作为加工液8,通常使用水,但是,除水之外,也可以是 清洗用的有机溶剂等,只要不会抑制气蚀气泡的产生、或者不会使被 加工材料6、微粒子7、各个流路、各个装置等变质,对其种类没有特 定的限制。对于微粒子7,通常使用氧化铝、氧化锆等氧化物,碳化 硅等炭化物等硬质的微粒子,但是,也可以是比较软质的微粒子,也 可以使用能够通过化学反应来加工被加工构件6的表面的材料,例如, 能够在水中进行伴随有与玻璃的化学反应的加工的氧化铈等,只要是 适用的表面处理的种类或处理目的等的微粒子,对于微粒子的种类、 大小、形状、特性等没有特定的限制。另外,在前述配管12的途中部 夹设有压力计16,利用压力计16控制前述吸引泵17以便得到规定的 吸引力。
进而,前述贮液槽21的下端经由可自由弯曲的配管14,与在前 述管体9内开口的供应口15连通,在贮液槽21内将微粒子7调整到 规定的混合比的加工液8从贮液槽21流下,通过配管14从供应口15 流入管体9内,以供应给处理部2的方式形成加工液循环结构。
在前述管体驱动部4中,将支承臂24的一端连接到管体9的上部, 将该支承臂24的另一端连接到促动器22上,该促动器22安装于连接 到控制装置29上的马达23上,根据存储在控制装置29中的程序,利 用马达23驱动促动器22,移动管体9,可以将设置在该管体9的下端 的节流部27移动控制到被加工构件6的被加工面6a上的规定位置。
其次,利用图1、图2说明前述处理部2。
在处理部2,在前述室10的底板10a上,载置平板状的被加工构 件6,在该被加工构件6的被加工面6a的上方,在离开规定距离的位 置,配置有单层管型的前述管体9,该管体9与构成前述室10的侧面 的筒板10b平行地配置。
在其中的管体9的内部形成流体供应流路25,该流体供应流路25, 如前面所述,被以规定的混合比分散混入有微粒子7的加工液8充满, 同时,在管体9的下端,嵌入设置由在中央穿设有节流孔27b的栓27a 构成的节流部27,流体供应流路25内的加工液8通过细的节流孔27b 向下方流下。并且,以该节流孔27b的孔轴相对于前述被加工面6a 大致垂直的方式与被加工面6a对向地配置前述节流部27。
在前述室10内,在管体9的周围,形成流体吸引流路26,该流 体吸引流路26也被前述加工液8充满,同时,室10的上部,以贯通 的管体9能够沿横向方向及上下方向移动的方式,被由橡胶等弹性材 料构成的盖体10c液密封地闭塞。从而,在利用吸引泵17从前述吸入 口11吸引加工液8时,使得流体吸引流路26内不会混入过量的空气, 以提高由吸引泵17产生的流体吸引流路26内的加工液8的吸引力。
在这种结构中,当驱动吸引泵17时,经由配管12与该吸引泵17 连通的流体吸引流路26的内部压力变成负压,经由前述节流孔27b, 流体供应流路25内的混入微粒子7的加工液8被向着被加工构件6 的被加工面6a大致垂直地吸出。这样,加工液8在通过节流孔27时 流速增大,与此相伴,压力降低,通过将该压力减少到加工液8的饱 和蒸气压,产生气蚀气泡,从而,含有该气蚀气泡30的高速加工液8 的液流作为吸引气蚀流5发生于紧靠前述节流部27的下游。
该吸引气蚀流5在从节流孔27b下降到被加工面6a的期间,流速 降低,压力恢复,所包含的气蚀气泡破裂,产生前述破裂冲击力。该 破裂冲击力大致垂直地直接对被加工面6a进行作用,同时,也作用于 在吸引气蚀流5中携带的向被加工面6a高速移动中的微粒子7,进一 步加速该微粒子7,大致垂直地剧烈冲击被加工面6a。
下降到被加工面6a附近的吸引气蚀流5的加工流,一边向外侧逐 渐地扩散,一边将流动方向变成相反方向,在前述流体吸引流路26 内上升。在该上升流与前述下降流之间产生涡流,在该涡流中,流速 降低,产生淤流,固体的微粒子7滞留在该淤流内,从而,被加工面 6a附近的微粒子7的混合比增加,冲击被加工面6a的微粒子7的数 目也增加。
即,通过经由设于流路途中的节流部27吸引作为流体的加工液8, 产生包含有气蚀气泡30的吸引气蚀流5,在该吸引气蚀流5内,使前 述气蚀气泡30的破裂冲击力作用于作为前述节流部27附近的被处理 面的被加工面6a上,在这样的表面处理方法中,由于以大致同心状包 围一端具有前述节流部27的流体供应流路25的周围的方式,设置只 经由前述节流部27与该流体供应流路25连通的流体吸引流路26,通 过利用作为吸引机构的吸引泵17吸引该流体吸引流路26内的加工液 8,在紧靠前述节流部27的下游产生前述吸引气蚀流5,通过使该吸 引气蚀流5大致垂直地碰撞前述被加工面6a,对前述被加工面6a进 行作为表面处理的加工,所以,节流部27附近的加工液8的流动状态 不会因为节流部27的截面的圆周方向位置的不同而发生大的变化,可 以在紧靠节流部7的下游产生稳定的吸引气蚀流5,在被加工面6a的 整个面上可以进行均匀的表面处理,同时,即使对于作为大型的被处 理物的被加工构件6,也能够进行稳定的表面处理,从而,可以提高 处理精度,扩大处理尺寸。另外,由于使吸引气蚀流5大致垂直地碰 撞被加工面6a,所以,至少可以使吸引气蚀流5中的气蚀气泡30接 近被加工面6a附近,可以将气蚀气泡30的破裂冲击力充分地作用到 该被加工面6a上,可以提高处理效率。
进而,作为用于实施前述表面处理方法用的装置,表面处理装置 1具有以下的结构,即,在作为流体的加工液8的流路途中设置节流 部27,通过经由该节流部27吸引加工液8,产生包含有气蚀气泡30 的吸引气蚀流5,在该吸引气蚀流5内,使前述气蚀气泡30的破裂冲 击力作用于前述节流部27附近的被加工面6a,在该表面处理装置1 中,包括:在一端具有前述节流部27且能够将加工液8供应给该节流 部27的流体供应流路25、只经由前述节流部27与该流体供应流路25 内连通的流体吸引流路26、以及作为吸引该流体吸引流路26内的加 工液8的吸引机构的吸引泵17,前述流体吸引流路26以大致同心状 包围前述流体供应流路25的周围,同时,前述节流部27与前述被加 工面6a对向地配置,所以,获得由前述表面处理方法产生的效果,同 时,只需使节流部27与被加工面6a对向地配置的简单结构,就可以 达到这些效果。
进而,在前述作为流体的加工液8中分散混入微粒子7,通过使 前述气蚀气泡30的破裂冲击力作用于该微粒子7,使该微粒子7相对 于作为前述被处理面的被加工面6a大致垂直地碰撞,所以,能够增加 被加工面6a从微粒子7受到的冲击力,而且,在加工液8的流动方向 发生大的变化的被加工面6a附近,产生由从节流部27流出的水流及 其反转流引起的涡流,前述微粒子7滞留在该涡流中,所以,受到破 裂冲击力的微粒子7的数目本身也可以增加,充分提高由微粒子7产 生的冲击力,可以进一步提高处理效率。
另外,如前面所述,只需在被加工面6a露出的流体吸引流路26 内配置单层管型的管体9,吸引气蚀流5就可以从管体9的节流部27 向被加工面6a流动,进而,通过驱动前述管体驱动部4的促动器22, 载置在室10的底板10a上的被加工构件6保持原状,只将管体9移动 到被加工面6a上的规定加工部,在被加工面6a上以恒定的间距扫描, 进行被加工面的部分加工或全面加工。
即,由于设置作为在内部具有前述流体供应流路25且在一端具有 前述节流部27的单层管体的管体9,使作为前述被处理面的被加工面 6a在该管体9的外侧的前述流体吸引流路26内露出,所以,例如, 借助以节流部27接近浸渍在室10内的作为被处理物的被加工构件6 的被加工面6a上的状态配置管体9的简单的结构,可以使紧靠节流部 27下游产生的吸引气蚀流5碰撞被加工面6a,可以降低装置的成本, 提高维修性能。
进而,由于前述节流部27能够在作为前述被处理面的被加工面 6a上自由移动,所以,通过不移动作为被处理物的被加工构件6侧、 而移动管体9侧,可以使紧靠节流部27的下游产生的吸引气蚀流5 碰撞被加工面6a的规定部位,例如,即使在由于被加工构件6是重的 物品或容易破损的物品而移动困难等情况下,也可以迅速并且精度良 好地使管体9的节流部27移动到规定部位以进行表面处理,在确保高 的处理效率及处理精度的同时,可以扩大处理对象的范围。
不言而喻,在被加工构件6的移动容易等情况下,也可以固定管 体9侧而移动被加工构件6侧,或者同时移动管体9侧和被加工构件 6侧,只要是能够迅速并且精度良好地使管体9的节流部27位于规定 的部位,对于其驱动结构没有特定的限制。
另外,本实施例的被加工面6a,被掩蔽材料31以规定的图案掩 蔽,当利用管体9以一定的间距扫描被掩蔽的被加工面6a的整个面时, 只有前述未被前述掩蔽材料31覆盖的部位被吸引气蚀流局部地研磨 除去,被掩蔽材料覆盖的部位(下面称之为“非处理部位”)不受吸引 气蚀流5的影响,原样保留,之后,通过除去前述掩蔽材料,在被加 工面6a上得到规定的微细形状。
另外,关于掩蔽,可以粘贴聚酯等有机薄膜或蚀刻加工的不锈钢 薄板、镍的电铸制品等的金属膜等作为掩蔽材料,或者,通过实施光 致抗蚀剂或印刷掩模等进行掩蔽,不过,只要是能够耐受气蚀气泡30 的破裂冲击力及微粒子7的碰撞力,而且能够获得规定的加工精度, 对于掩蔽的种类没有特定的限制。
即,由于在前述作为被处理面的被加工面6a的非处理部位覆盖设 置掩蔽材料31,所以,也可以进行在诸如太阳能电池板、等离子体显 示器等电子部件、光学部件的表面上进行复杂形状的微细加工、给予 淬火构件的特定部位以压缩应力等高加工精度的表面处理,可以进一 步扩大处理对象的范围。
其次,利用图3说明前述管体9的另外的形式。
该管体33是由相当于前述管体9的内管36和相当于前述室10 的外管37构成的双重管型,在管体33本身上,除流体供应流路之外 还一并设置流体吸引流路。
该管体33由内管36和以大致同心状包围该内管36的方式用上部 支承固定的外管37成一体地构成,在其中的内管36上,和前述管体 9一样,在内部形成流体供应流路38,该流体供应流路38被分散混入 微粒子7的加工液8充满,同时,在内管36的下端,嵌入设置有前述 节流部27,流体供应流路38内的加工液8通过节流孔27b向下方流 下。并且,以该节流孔27b的孔轴相对于前述被加工面35a大致垂直 的方式使节流部27相对于被加工面35a对向地配置。
另一方面,和前述室10一样,在前述外管37上,在与前述内管 36的外侧面之间形成流体吸引流路39,该流体吸引流路39也被加工 液8充满,同时,外管37的上部也被图中未示出的盖体液密封地闭塞, 在利用吸引泵17从吸入口11吸引加工液8时,使得流体吸引流路39 内不会混入过量的空气,以提高由吸引泵17产生的吸引力。
但是,对于外管37的下端,与前述室10不同,向被加工面35a 开放,并且在与被加工面35a之间设置有规定的间隙40,发生在紧靠 节流部27下游的吸引气蚀流5一边碰撞被加工面35a,一边使管体33 在被加工面35a上移动。进而,与前述室10不同,内管36与外管37 能够相互上下移动地在上部连接,所以,流体吸引流路39截面的形状、 大小不发生变化。
这时,构成外管37的筒板37a比内管36的下端更向下方延伸设 置,借助该延伸设置部37b,从节流部27到被加工面35a的处理流路 42被与外管37外侧的加工液8隔断。而且,通过内管36与外管37 的上下相对位置的调整等,可以改变作为前述延伸设置部37b的长度 的延伸设置长度41,通过调节该延伸设置长度41,可以将处理流路 42的距离42a设定成能够获得适合于被加工面35a的加工的气蚀气泡 30的破裂冲击力和微粒子7的碰撞力的距离。
在这种结构中,当驱动吸引泵17时,内管36和外管37之间的流 体吸引流路39的内部压力变成负压,经由节流孔27b,流体供应流路 38内的微粒子7混入的加工液8被向被加工构件35的被加工面35a 大致垂直地吸出。从而,在紧靠前述节流部27的下游,产生作为吸引 气蚀流的含有气蚀气泡30的高速的加工液8的液流。
并且,所产生的吸引气蚀流5,在由延伸设置部37b与外管外侧 的加工液8隔断、几乎不受来自外部的影响的处理流路42内以高速下 降,和前述管体9一样,可以使气蚀气泡30的破裂冲击力和微粒子7 的碰撞力强力地作用于被加工面35a。该下降的吸引气蚀流5,当碰到 被加工面35a时,其方向变成相反的方向,在形状、大小在截面上一 定的流体吸引流路39内上升。
在这种状态下,当驱动管体驱动部4的促动器22时,使一并设置 有流体供应流路38和流体吸引流路39的双重管型的管体33,在载置 于室34的底板34a上的被加工构件35的被加工面35a上,移动到规 定的加工部,能够以恒定的间距进行扫描,可以进行被加工面35a的 部分加工或整个面的加工。
即,由于设置由在内部具有前述流体供应流路38且一端具有前述 节流部27的内管36和在与该内管36的外侧面之间具有前述流体吸引 流路39的外管37构成的、作为一体的双重管体的管体33,使作为前 述被处理面的被加工面35a在前述节流部27附近的流路内露出,所以, 即使在下述的情况下,即,在单层管体中,为了浸渍作为大型的被处 理物的被加工构件35,需要大型的室,包围流体供应流路的周围的流 体吸引流路的截面面积显著增加,利用通常的吸引泵不能获得足够的 吸引力的情况下,只需在室34内改变一并设置有流体供应流路38和 流体吸引流路39的管体33的位置,就可以在被加工面35a上进行表 面处理,在确保高的处理精度和处理效率的同时,可以扩大处理尺寸。 另外,可以将构成流体供应流路38的内管36的外侧面用于流体吸引 流路39的形成,可以通过减少部件的数目来降低部件成本,提高维修 性能。另外,由于管体33的流体吸引流路39被内管36和外管37限 定,所以,总是能够将流体吸引流路39的截面的形状、大小保持恒定, 可以抑制流体吸引流路39内的吸引气蚀流5的变动。
不言而喻,在前述被加工构件35是大型的、但是由于重量轻而容 易移动等情况下,也可以固定管体33侧、而移动被加工构件35侧, 或者同时移动管体33侧和被加工构件35侧,只要是能够迅速并且精 度良好地使管体的节流部27位于规定的部位,对于其驱动结构没有特 定的限制。
进而,由于前述外管37以覆盖作为从节流部27到作为被处理面 的被加工面35a的流路的处理流路42的方式延伸设置,所以,可以将 该处理流路42中的吸引气蚀流5从外部受到的影响限制在最低限度, 而且,通过改变该外管37的延伸设置长度41,可以根据表面处理的 种类·程度、流体·微粒子的种类、作为被处理物的被加工构件35的机 械特性等,将前述处理流路42的距离42a设定成恰当的距离,借此, 可以进一步提高表面处理的处理效率及处理精度。
其次,利用图4至图7说明与前述管体9相同的单层管型的另外 的形式。
该管体44为由能够弯曲的材料构成的自由管型,不是前述被加工 构件6、35那样的板状,而是插入到象U型管那样弯曲的管状的被构 件构件44中、使管体44一边沿着该被加工构件44的内壁的形状弯曲 一边前进、对该内壁进行表面处理的管体。
如图4、图5所示,该管体43由利用橡胶·乙烯基树脂·塑料等作 为原材料的软管、以及将不锈钢等形成的多个硬质构件连接起来并设 置多个节点的柔性管等能够弯曲的材料构成。并且,在该管体43的内 部,和前述管体9一样,形成流体供应流路46,该流体供应流路46 被分散混入有微粒子7的加工液8充满,同时,管体43的前端被盖板 43a闭塞,在该盖板43a附近形成节流部45。
该节流部45与前述节流部27不同,多个小的节流孔45a,在构 成管体43的筒板43b上、且在相对于前述盖板43a平行的同一个圆周 上,等间隔地在半径方向上开口,供应给流体供应流路46的加工液8 通过前述节流孔45a、45a…向被加工构件44的被加工面44a沿着管体 43的半径方向流出。并且,在这种情况下,以节流孔45a、45a…的孔 轴相对于被加工面44a大致垂直的方式,节流部45相对于周围的被加 工面44a对向配置。
另一方面,在被加工构件44内除管体43以外的空间中,形成流 体吸引流路47,该流体吸引流路47被加工液8充满,同时,在被加 工构件44的途中部且于与前述节流部45分开的部位处,嵌设环状的 屏蔽板48。借此,在流体吸引流路47内的加工液8被图中未示出的 吸引泵从被加工构件44的节流部45侧向箭头49表示的方向(下面, 称为“吸引方向”)吸引时,过量的加工液8不会从比屏蔽板48更靠吸 引上游侧侵入流体吸引流路47内,提高由吸引泵产生的流体吸引流路 47内的加工液8的吸引力。另外,在前述屏蔽板48的中央穿设导向 孔48a,前述管体43被可滑动地支承在该导向孔48a中,可以将管体 43从导向孔48a插入,使之在被加工构件内沿吸引方向前进。
在这种结构中,当驱动图中未示出的吸引泵时,流体吸引流路47 内的加工液8被向前述吸引方向吸引,流体供应流路46内的混入微粒 子的加工液8被经由前述节流孔45a、45a…向被加工构件44的被加工 面44a大致垂直地吸出。从而,含有气蚀气泡30的高速的加工液8 的液流,作为在管体43的半径方向扩展的吸引气蚀流50,在节流部 45的周围呈环状地产生。
该吸引气蚀流50以高速流动,使气蚀气泡30的破裂冲击力和微 粒子7的碰撞力强力地作用于被加工面44a。另外,这时,恰当地控 制吸引泵产生的吸引力,以便向着被加工面44a在侧方流动的吸引气 蚀流50不会受到由加工液8在吸引方向的流动引起的大的妨碍。
即,由于作为前述单层管体的管体43由能够弯曲的自由管构成, 所以,通过沿着作为在内部露出了作为被处理面的被加工面44a的流 体吸引流路47的流路结构部件的被加工构件44的形状弯曲管体43, 可以使紧靠节流部45的下游产生的吸引气蚀流50碰到被加工面44a 的规定部位,即使在被加工构件不是直线状而是弯曲的或呈复杂形状 的情况下,也可以迅速并且精度良好地将节流部45移动到规定的部 位,进行表面处理,在确保高的处理效率及处理精度的同时,可以扩 大应用对象的范围。
另外,如图6所示,在前述管体43中在节流部45附近,安装促 动器51,通过从外部操作该促动器51,调整从节流部45到被加工面 44a的处理流路的距离52,碰撞被加工面44a的吸引气蚀流50不会因 位置的不同而产生大的变动。作为该促动器51,有能够使用磁力等从 被加工构件44的外部移动操作的图中未示出的可动构件,或如图7 所示,由能够在被加工构件44的内壁上转动的辊53a和连接到该辊 53a上且内装有能够伸缩的弹簧等弹性构件的伸缩部53b构成的支承 构件53等,但是,只要不妨碍流体吸引流路47内的加工液8的流动、 能够精度良好地将处理流路的距离52控制成恒定,对于其种类没有特 定的限制。
进而,在管体43的紧靠节流部45的附近,安装涡流电流计等距 离传感器54,利用该距离传感器54掌握处理流路的实际的距离52, 根据该距离信号,能够对前述促动器51进行动作控制。
在这种情况下,一边使管体43在被加工构件44内沿吸引方向前 进,一边根据来自于距离传感器54的距离信号使促动器51驱动,能 够一边将处理流路的距离52控制成恒定的距离,一边进行被加工面的 部分加工或整个面的加工。
即,由于配备有能够将从前述节流部45到作为被处理面的被加工 面44a的距离52保持恒定的距离保持机构、即促动器51,所以,可 以将气蚀气泡30的破裂冲击力和微粒子7的碰撞力均等地作用于整个 被加工面44a,可以进行均匀的表面处理。
进而,由于配备有能够检测从前述节流部45到作为被处理面的被 加工面44a的距离52的距离传感器54,所以,能够根据来自于该距 离传感器54的距离信号,以更高的精度将从节流部45到作为被处理 面的被加工面44a的距离52保持在恰当值,可以进一步提高处理效率 及处理精度。
其次,利用图8说明表面处理装置的另外的实施形式。
表面处理装置50,如图8所示,是将前述表面处理装置1的结构 中的加工液循环部3的一部分变更了的装置。即,在与贮液槽21和在 管体9内开口的供应口15分别连通的配管14的中途部,夹装连接有 马达56的作为压送机构的压送泵55。除连接有该马达56的压送泵55 之外的结构部件,由于与前述表面处理装置1一样,因此省略这些结 构部件的说明。
如前面所述,在加工液循环部3中,在室10中开口的吸入口11 经由配管21与吸引泵17的吸引口连通,该吸引泵17的排出口经由配 管13与从贮液槽21内部连通,通过利用马达18驱动吸引泵17,室 10内的加工液8被从前述吸入口11强力地吸入配管12内,依次通过 配管12、吸引泵17、配管13,利用设置在该配管13途中部的网式过 滤器19,除去粗大的加工屑等异物,之后,流入并贮存到前述贮液槽 21内。
进而,在加工液循环部3中,前述贮液槽21的下端经由可自由弯 曲的配管14(14a)与压送泵55的吸引口连通,该吸引泵55的排出 口经由配管14(14b)与在前述管体9内开口的供应口15连通,通过 借助马达56驱动压送泵55,贮液槽21内的加工液8经由配管14(14a、 14b)及供应口15强力地送入管体9内,经由节流部27向被加工构件 6的被加工面6a大致垂直地强力喷出。
另外,在前述配管14b的途中部夹装有压力计58,利用该压力计 58,控制前述压送泵55,以便变成规定的排出压力。
这样,通过构成表面处理装置50,当同时驱动吸引泵17和压送 泵55时,经由配管12与该吸引泵17连通的流体吸引流路26的内部 压力变成负压,流体供应流路25内的混入微粒子7的加工液8经由前 述节流孔27b被向被加工构件6的被加工面6a大致垂直地吸出,同时, 经由配管14b与配置在流体供应流路25的的上游侧的压送泵55连通 的管体9的内部压力被加压,管体9内的混入微粒子7的加工液8经 由前述节流孔27b向被加工构件6的被加工面6a大致垂直地强力喷 出。这样,加工液8通过节流孔27b时,流速增大,与此相伴,压力 降低,通过该压力降低到加工液8的饱和蒸气压,产生气蚀气泡30, 借此,在紧靠前述节流部27的下游产生含有该气蚀气泡30的高速的 加工液8的液流,以作为吸引气蚀流5。
该吸引气蚀流5在从节流孔27b下降到被加工面6a的期间,流速 降低,压力恢复,所包含的气蚀气泡破裂,产生前述破裂冲击力。该 破裂冲击力对被加工面6a大致垂直地直接作用,同时,也作用于吸引 气蚀流5中携带的向被加工面6a高速移动中的微粒子7,进一步加速 该微粒子7,大致垂直地剧烈冲击被加工面6a。
下降到被加工面6a附近的吸引气蚀流5的加工流一边逐渐地向外 侧扩散一边将流动方向变成反方向,在前述流体吸引流路26内上升。 在该上升流与前述下降流之间产生涡流,在该涡流中,流速降低,产 生淤流,固体微粒子7滞留在该淤流内,从而,在被加工面6a附近的 微粒子7的混合比增加,碰撞被加工面6a的微粒子7的数目也增加。
即,利用作为吸引机构的吸引泵17吸引作为前述流体吸引流路 25内的流体的加工液8,同时,通过利用作为压送机构的压送泵55 压送前述流体供应流路25内的加工液8,吸引气蚀流5对作为被处理 面的被加工面6a更强烈地碰撞,所以,可以进一步提高表面处理速度 或加工速度。
其次,利用图9说明前述节流部27的另外的形式。
节流部57,如图9所示,在由穿设有节流孔27b的栓27a构成的 节流部57中,在前述节流孔27b内,配备有进行该节流孔27b的开 闭的开闭阀59。
通过这样构成节流部57,在预先关闭前述节流部57的开闭阀59 的状态下,利用前述作为压送机构的压送泵55压送作为前述流体供应 流路25内的流体的加工液8,在使前述流体供应流路25内的内部压 力高于前述流体吸引流路内的内部压力之后,通过打开前述节流部57 的开闭阀59,与没有前述开闭阀59的节流部27相比,流体吸引流路 26的内压更加变成负压状态,经由前述节流孔27b,流体供应流路25 内的微粒子7混入的加工液8被大致垂直地强力地向被加工构件6的 被加工面6a吸出。借此,由于能够使高压的吸引气蚀流对被处理面碰 撞,所以可以提高表面处理速度或加工速度。
其次,利用图10至图12说明作为设置在前述节流部的下游侧开 口部附近的构件的多孔构件、引导构件及流体旋转构件。
如图10所示,多孔构件是具有多个孔的网状构件60,该网状构 件60是将截面视图为四边形的线状构件编成交叉状的构件。网状构件 60,例如,可以配置在上述节流部27及节流部57所具有的节流孔27b 的上游侧开口部附近。
通过将这样的网状构件60配置在节流部27、节流部57的下游侧 开口部附近,可以通过网状构件60所具有的多个孔,增加气蚀气泡 30的产生部位,提高气蚀气泡30的产生效率,可以提高表面处理效 率。
另外,在作为前述能够弯曲的管体43开口的节流孔45a处,以 堵塞该节流孔45a的方式配置网状构件,可以获得与上述同样的效果。
另外,也可以采用在构成网状构件60的截面视图为四边形的线状 构件的表面具有微小突起的结构,通过设置这样的突起,进一步增加 气蚀气泡30的产生部位(起点),提高气蚀气泡30的产生效率,可以 提高表面处理效率。
如图11所示,引导构件61是其内部具有锥形的贯通孔61a的圆 筒状构件,该贯通孔61a的上游侧开口部(图11中的上侧开口部)的 直径尽可能与节流部27及节流部57的下游侧开口部(图11中的下侧 开口部)的直径相同。另外,该贯通孔61a的下游侧开口部的直径比 贯通孔61a的上游侧开口部的直径大。在上述节流部27及节流部57 所具有的节流孔27b的下游侧开口部附近,以与节流部27及节流部 57的下表面部接触的方式配置引导构件61的上表面部,通过将节流 部27或节流部57与引导构件61成一体地固定,能够沿着作为引导构 件61的贯通孔61a的内表面的锥形部引导从节流孔27b排出的吸引气 蚀流5。
通过将这样的引导构件61配置在节流部27或者节流部57的下游 侧开口部附近,例如,在将如图11所示的内部具有贯通孔62a的圆筒 状构件62的贯通孔62a的内表面部作为被处理面62b进行加工的情况 下,当使引导构件61的贯通孔61a的内径与作为被加工构件的圆筒状 构件62的贯通孔62a的内径相同,从节流孔27b产生吸引气蚀流5 时,该吸引气蚀流5被引导构件60的锥形部引导,沿图11的箭头所 示的方向流动,能够加工处理作为圆筒状构件62的贯通孔62a的内表 面部的被处理面62b。
这样,通过在前述节流部的下游侧开口部附近配置向规定方向引 导吸引气蚀流5的引导构件60,将吸引气蚀流引导到被处理构件的特 定部位,可以提高表面处理效率。
如图12(a)、(b)所示,流体旋转构件63是由弯曲的多个叶片 部63a构成的具有圆筒状外形的构件,在前述流体旋转构件63的外周 部固定设置有轴承63b。该轴承63b的外周部能够安装到管体9的下 端部。在流体旋转构件63被固定设置到管体9(节流部27或节流部 57)的下端部的状态下,当吸引气蚀流5流动时,流体旋转构件63 根据该吸引气蚀流5的流动而自由旋转。通过这样的结构,从节流部 27(节流部57)排出的吸引气蚀流5一边向规定的方向旋转,一边使 前述微粒子7大致垂直地碰撞作为前述被处理面的被加工面6a,所以, 防止前述吸引气蚀流5的排出不均匀的发生,能够对前述被处理面大 致均匀地进行加工处理。
这样,由于通过在前述节流部27或节流部57的下游侧开口部附 近配置作为流体旋转机构的流体旋转构件63,相对于被加工面6a,可 以一边使吸引气蚀流5向规定的方向旋转一边进行碰撞,所以,可以 防止表面处理的不均匀,可以均匀地进行表面处理。
另外,在上述表面处理装置1或表面处理装置50中,也可以在处 理部2的室10内设置进行作为流体的加工液8的温度控制的温度控制 机构,例如,通过以该温度控制机构将加工液8加热到规定的温度, 可以促进节流孔27a处的气蚀气泡30的产生,增加气蚀气泡30,提 高加工处理速度。
即,通过将作为前述流体的加工液8的温度控制在规定的温度, 可以控制在容易产生气蚀气泡的温度状态,增加气蚀气泡,提高表面 处理效率。
另外,在节流部27,也可以代替在前述节流部57中设置开闭阀, 或者除设置开闭阀59之外,在节流部27(或节流部57)的规定位置, 设置诸如照相机的光圈那样具有节流孔27b的开闭功能和节流孔27b 的孔径可变功能的孔径可变机构(图中未示出)。通过设置这种孔径可 变机构,能够连续地调整由下游气蚀流5引起的对被加工构件6的被 加工面6a的影响范围,能够控制加工形状。
工业上的利用可能性
本发明可以应用于通过经由设置在流路途中的节流部进行流体的 吸引或者同时进行吸引和喷射,产生含有气蚀气泡的吸引气蚀流,在 该吸引气蚀流内使前述气蚀气泡的破裂冲击力作用到前述节流部附近 的被处理面上的全部的表面处理方法,以及用于实施该表面处理方法 的全部的装置。