KR100491625B1 - 초음파 진동 복합 가공구 - Google Patents

Abstract

(과제) 초음파에 의한 진동을 부여하면서 가공을 행하는 소형의 가공공구를 적어도 1개 배설하고, 대형의 피가공재를 안정된 조작에 의하여 능률적으로 가공하는 것을 가능케 하는 초음파 진동 복합 가공구를 제공하는데 있다.

(해결수단) 가공수단(20)과, 진동수단(30)을 구비하고, 가공시에 진동을 부여하면서 피가공재의 복합가공을 행한다. 가공수단(20)은 미크로 바이트면(26, 26A, 26B, 26C)을 갖는 가공공구(21, 21A, 21B)를 회동가능한 기반(10, 10A, 10B)의 회동축(18)을 중심으로 하는 기반 편면측의 둘레방향으로 적어도 1개 배치하여 구성된다. 진동수단(30)은 가공공구(21, 21A, 21B)를 피가공재 방향으로 진동시킨다.

Description

초음파 진동 복합 가공구{ULTRASONIC VIBRATION COMPOSITE GRINDING TOOL}

본 발명은 유리, 세라믹스 등의 굳고 취약한 재료(이하「경취재료」라 함), 금속 등의 피가공재의 연삭, 연마, 절삭 등의 가공에 사용하는 가공구에 관한 것이고, 특히 연삭, 연마, 절삭 등의 가공시에 초음파에 의한 진동을 부여하면서 피가공재의 가공을 행하는 초음파 진동 복합 가공구에 관한 것이다.

경취재료(Brittle Materials)나 금속의 가공, 예컨대 정치수 이송(infeed)가공을 유지하고, 더구나 가공면의 성상을 일정하게 보유하기 위해서는 가공시에 받는 가공저항을 저감화하여 가공공구의 절단성을 양호하게 보전하고, 가공공구가 예컨대 연삭숫돌인 경우에는 드레싱(Dressing)을 가능한 한 생략할 수 있도록 하는 것이 긴요하다.

일반적으로, 진동자를 사용하여 가공공구에 진동을 부여하는 경우, 가공공구의 지름이 커지면(지름 100mm 이상) 평활한 가공을 행하는 것이 기술적으로 불가능해진다. 때문에 진동자를 사용함으로써 얻어지는 가공저항의 저감 등의 이점을 능숙하게 이용 못하는 상황이었다. 그래서, 액정표시용 유리기판, 플라스마 유리기판, 서멀헤드용의 유리기판, 하이브리드 IC용 셀라믹 기판 등의 기판은 사이즈가 해마다 대구경화하는 경향이지만, 그 표면을 신속히 게다가 균일하게 가공하는 공구는 제안되고 있지 않다.

본 발명자는 비교적 대형의 피가공재를 가공하는 가공공구를 제공하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 미크로바이트면을 갖고 소형의 가공공구를 회전가능한 기반의 회전축선을 중심으로 하는 기반편면측의 동일 원주방향으로 적어도 1개 배설하여 이루어진 가공수단과, 가공공구를 피가공재 방향으로 진동시키는 진동수단 등을 구비하고, 가공시에는 진동을 부여하면서 피가공재의 복합가공을 행하고, 가공시에 행하여지는 가공액의 공급과 배출을 원활하게 행하는 초음파 진동 복합 가공구를 제공함으로써 그 목적을 달성할 수 있음을 발견하고 이 지견에 의거하여 본 발명을 하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은 초음파에 의한 진동을 부여하면서 가공을 행하는 소형의 가공공구를 적어도 1개 배설하고, 대형의 피가공재를 안정된 조작에 의하여 능율적으로 가공하는 것을 가능케 한 초음파 진동 복합 가공구를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 피가공재의 평면 부분의 정치수 이송가공을 가능케 하고, 더구나 가공면에 크랙, 비트 등의 표면결함이 적고 가공면의 표면성상이 양호하고, 대형의 피가공재도 그 표면을 균일하게 끝마무리하여 높은 가공정밀도를 보증하는 초음파 진동 복합 가공구를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 하나의 목적은 가공시의 접선가공저항 및 법선가공저항이 일정함과 동시에, 접선가공저항이 작고, 미크로바이트면의 마모가 적어 드레싱을 생략할 수 있고, 정치수 이송가공의유지가 용이한 초음파 진동 복합 가공구를 제공하는데 있다.

본원의 청구항 1에 기재된 발명은 회전자유롭게 배설된 기반 및 적어도 1개의 가공공구를 갖는 가공수단을 구비하고,

상기 기반은 회전축선을 가짐과 동시에 이 회전축선을 중심으로 회전하도록 배설되어 있고,

상기 가공공구는 미크로바이트면을 가지고,

상기 가공공구는 상기 기반의 한쪽면에 상기 기반의 상기 회전축선을 중심으로 상기 기반의 둘레방향으로 배치되어 있고, 더욱이,

상기 가공공구를 피가공재의 방향으로 진동시키는 진동수단을 구비하고,

가공시에 진동을 부여하면서 피가공재의 복합가공을 행하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동 복합 가공구이다.

본원의 청구항 2에 기재된 발명은, 회전 자유롭게 배설된 기반 및 복수의 가공공구를 갖는 가공수단을 구비하고,

상기 기반은 회전축선을 가짐과 동시에 이 회전축선을 중심으로 회전하도록 배설되어 있고,

상기 가공공구는 각각 미크로바이트면을 가짐과 동시에 같은 형상으로 형성되어 있고,

상기 가공공구는 상기 기반의 한쪽면에 상기 기반의 상기 회전축선을 중심으로 상기 기판의 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 서로 이격하여 배치되어 있고, 더욱이,

상기 가공공구를 피가공재의 방향으로 진동시키는 진동수단을 구비하고,

가공시에 진동을 부여하면서 피가공재의 복합가공을 행하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동 복합 가공구이다.

본원의 청구항 3에 기재된 발명은 상기 기반은 회동축에 장착유지되고,

상기 진동수단은 상기 가공공구와 상기 기반과의 사이에 개재 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 진동 복합 가공구이다.

본원의 청구항 4에 기재된 발명은 상기 기반은 회동축에 장착유지되고,

상기 진동수단은 상기 가공공구와 상기 기반과의 사이에 개재 배치되어 있고,

상기 가공구는 더욱이,

상기 회동축을 회전구동하는 제1의 구동모터와,

상기 가공공구를 회전구동하는 제2의 구동모터와,

상기 기반과 상기 가공공구 사이에 개재 배치된 베어링을 구비하여 이루어진 초음파 진동 복합 가공구이다.

본원의 청구항 5에 기재된 발명은 상기 가공공구는 각각 상기 진동수단에 연결된 기체와, 이 기체의 아랫면에 형성된 상기 미크로바이크면을 포함하는 초음파 진동 복합 가공구이다.

본원의 청구항 6에 기재된 발명은 상기 미크로바이트면은 초경질 지립을 상기 기체의 상기 아랫면에 매입함으로써 형성되고,

상기 초경질 지립은 조립(粗粒) 이하 서브미크론의 입도를 가지고, 상기 초경질 지립은 다이아몬드 지립 및 CBN 지립에서 이루어진 군에서 선택된 것인 초음파 진동 복합 가공구이다.

본원의 청구항 7에 기재된 발명은 상기 진동수단은 상기 가공공구와 상기 기반과의 사이에 개재 배치되어 상기 가공공구를 피가공재의 상기 방향으로 초음파 진동시키는 초음파 진동자와, 이 초음파 진동자의 진동의 진폭을 증폭하는 나팔을 포함하는 초음파 진동 복합 가공구이다.

본원의 청구항 8에 기재된 발명은 상기 회동축과 기반에는 이 회동축과 기판의 쌍방의 중심을 공통으로 관통하는 가공액 안내구멍이 형성되고, 가공액을 이 가공액 안내구멍을 통하여 공급하는 초음파 진동 복합 가공구이다.

본원의 청구항 9에 기재된 발명은 상기 가공공구의 상기 기체의 상기 미크로 바이트면에는 홈부가 등간격으로 이격 배치되어 형성되어 있는 초음파 진동 복합 가공구이다.

본원의 청구항 10에 기재된 발명은 상기 미크로바이트면은 상기 기체의 상기 아랫면의 일부에만 형성되어 있는 초음파 진동 복합 가공구이다.

본원의 청구항 11에 기재된 발명은 상기 가공공구는 각각 상기 기반의 축선을 중심으로 하여 서로 상이한 반지름의 호 사이에 획성되는 만곡된 스트립 형상으로 형성되어 있는 초음파 진동 복합 가공구이다.

(발명의 실시의 형태)

본 발명의 초음파 진동 복합 가공구에서는 피가공재의 가공개소에 가공액을 연속적으로 공급하면서, 기반과 가공공구를 회동시켜서 절단날을 형성하고 또한 가공공구를 진동수단에 의하여 피가공재의 가공개소 방향으로 초음파 진동시키면서 가공조작을 행한다.

(실시예)

다음에 본 발명에 관한 초음파 진동 복합 가공구에 관하여 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

먼저, 도 1 내지 도 10에 도시한 제 1의 실시예에 관하여 기술한다.

여기서는 기반과 가공공구가 각각 독자적으로 회전구동하는 경우에는 가공공구는 자전함과 함께 기반의 축에 대하여 공전하는 예를 표시한다.

도 1은 가공공구를 1개 갖는 가공구의 주요부를 나타내는 정면 개략도, 도 2는 그 저면도, 도 3은 가공공구를 복수개 갖는 가공구의 주요부를 나타내는 정면 개략도, 도 4는 그 저면도, 도 5는 가공구를 구성하는 가공공구(일부를 파단하여 도시한다)와 진동수단을 분리한 상태를 나타내는 정면도, 도 6은 가공공구의 하반부를 나타내는 확대 사시도, 도 7은 가공공구의 저면도, 도 8은 가공공구의 이송(infeed)상태를 나타내는 단면 개략도, 도 9는 노즐에서 가공액을 주입하면서 기판을 가공하고 있는 상태를 나타내는 평면 개략도, 도 10은 도 9의 주요부의 확대 개략도이다.

이들의 도면에 있어서, 가공구(1)는 가공시에 진동을 부여하면서 피가공재의 복합가공을 행하기 위해, 회전 자유롭게 배설된 기반(10)과 적어도 1개의 가공공구를 갖는 가공수단(20), 즉 도 1 및 도 2에 도시한 가공구(1)에 있어서는 1개의 가공공구를, 도 3 및 도 4에 도시한 가공구(1)에 있어서는 복수의 가공공구를 갖는 가공수단(20)과 진동수단(30)을 포함하여 구성되어 있다.

이 가운데, 상기 기반(10)은 회전축선(18)을 보유함과 동시에 이 회전축선(18)을 중심으로 회전하도록 배설되고, 가공저항에 의하여 용이하게 변형하지 않도록 강성을 부여한 강판에 의하여 지름 100∼400mm 정도의 원반으로서 형성되어 있다. 이 기반(10)의 한쪽면(도 1 및 도 3에 있어서의 윗면)(11)측의 중앙에는 회동축(40)을 장치하기 위한 연결통(13)이 입설되어 있다. 이 연결통(13)의 통부 내부면에는 암나사(14)가 각설되고, 이 암나사(14)가 제1의 구동모터(50)에 의하여 회전구동하는 상기 회동축(40)의 기단부의 숫나사에 나사결합하여 조립되고, 상기 기반(10)은 이 회동축(40)에 장착유지되어 있다.

상기 가공수단(20)은 도 1 및 도 2에 도시한 가공구(1)에 있어서는 가공공구(21)를 1개 갖고, 또 도 3 및 도 4에 도시한 가공구(1)에 있어서는 각각이 서로 동일형상으로 형성된 가공공구(21)를 상기 기반(10)의 편면(도 3에 있어서의 아랫면)(12)에 상기 기반(10)의 상기 회전축선(18)을 중심으로 상기 기반(10)의 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 서로 이격하여 배치되어 있고, 가공공구군으로서 구성되어 있다.

상기 가공공구(21)는 내열성 부재에 의하여 형성되고 상기 진동수단(30)에 고정나사(65)(도 5 참조)에 의하여 연결된 기체(25)와, 이 기체(25)의 아랫면에 형성된 미크로바이트면(26)을 포함하여 구성되어 있다. 도 3에 도시되는 가공구(1)의 경우에는 상기 각 가공공구(21)는 상기 기반(10)의 편면(12)측에 있어서 서로 등간격으로 이격하여 배설되어 있다.

상기 미크로바이트면(26)은 조립(粗粒)(수백 ㎛) 이하 서브미크론의 입도를 갖고 있고, 다이아몬드 지립, CBN(Cubic Boron Nitride: 입방정 질화붕소) 지립에서 이루어진 군에서 선택되는 초경질 지립을 상기 기체(25)의 아랫면에 매입함으로써 층두께 T1(도 5 참조)이 1∼3mm 정도의 두께로 형성되어 있다. 이 초경질 지립은 메탈본드, 비트본드(Vitreous Bond), 레딘 본드에 의하여 고착되고, 본드층 표면에서 초경질 지립이 약간 노출하여 상기 미크로바이트면(26)을 형성하고 있다.

본 발명자의 식견으로는, 초경질 지립이 조립(수백 ㎛) 이상의 사이즈인 경우에는 피가공표면의 표면입도, 크랙층의 깊이가 커져 면이 거칠어져 재차 표면을 마무리할 필요가 있다. 한편 서브 미크론 이하의 경우에는 연삭(가공) 능률이 극단적으로 떨어진다. 이 때문에, 초경질 지립의 사이즈는 조립 이하 서브미크론까지로 할 것, 바람직하게는 1㎛∼30㎛의 범위로 하는 것이 긴요하다.

상기 가공공구(21)의 미크로바이트면(26)은 소정폭(W＝1∼3mm 정도)을 가진 휠(Wheel) 형상으로 형성되고, 또 상기 기체(25)의 저부 중앙에는 오목부(27)가 형성되어 있다(도 7 참조). 이렇게 하여 가공저항을 적게 하고 드레싱 회수의 저감화를 도모하고 있다.

상기 진동수단(30)은 상기 가공공구(21)와 상기 기반(10) 사이에 끼워 배치하고, 상기 가공공구(21)를 피가공재 방향으로 초음파 진동시키기 위하여 압전소자를 사용하여 형성한 초음파 진동자(32)와, 이 초음파 진동자(32)의 진동의 진폭을 증폭(확대)하기 위한 티탄제의 나팔(Horn)(33)을 포함하여 구성되어 있다. 이 압전소자(32)와 나팔(33)은 스핀들부(31)에 수용되어 있다. 부호 34는 급전용의 브러시이다.

상기 진동수단(30)은 초음파 혹은 모터조입형 정압공기를 이용하여 회동축(도시하지 않음)에 부착시킨 상기 가공공구(21)를 피가공재 방향(도 6에 있어서의 X-X, Y-Y, Z-Z의 각 방향)으로 초음파 진동시킨다. 그리고, 그 진동수단(30)은 가공액의 끌어들임을 확실하게 행함과 동시에 피가공재(경취재료)를 소량씩 가공하는데 기여한다.

상기 진동수단(30)의 진동은 진동수가 높을수록 상기 진동수단(30)을 소형화할 수 있는 이점이 있지만 100KHz 이상의 경우에는 현상의 기술에서는 실용화의 점에서 문제가 있다. 한편 20KHz 이하의 경우에서는 진동수가 가청역에 들어가므로 소음을 야기하는 문제가 있다. 이 때문에 상기 진동수단(30)의 진동은 20∼100KHz로 하는 것이 적당하다.

상기 회동축(40)은 제1의 구동모터(50)에 의하여 회전구동하고, 상기 가공공구(21)는 제2의 구동모터(60)에 의하여 회전구동한다

또, 상기 기반(10)과 상기 가공공구(21)와의 사이에는 베어링(70)을 끼워 배치하고 있다(도 1 및 도 3 참조).

이렇게 하여, 상기 기반(10)과 상기 가공공구(21)가 각기 독자적으로 회전구동하는 경우에는, 상기 가공공구(21)는 자전함과 동시에 상기 기반(10)의 축에 대하여 공전하는 구성으로 되어 있다.

이 경우, 상기 기반(10)과 가공공구(21)와는 같은 방향의 회전이라도 좋고, 혹은 서로 다른 방향의 회전이라도 좋다.

또한, 상기 기반(10)은 최고 10,000rpm 정도, 상기 가공공구(21)는 50∼5000rpm 정도로 회전하는 것이 적당하다.

기판(80)을 가공구(1)를 사용하여 가공하는 경우, 기판(80)의 중심점 P(도 10 참조)에 소정폭 W을 갖는 미크로바이트면(26)의 중점(W/2의 부분)을 끊임없이 당접시키면서 노즐(90)에서 가공액을 주입하여 가공을 행하면 호적하게 가공이 행해진다.

이리하여, 이송가공시에는 초음파 진동을 부여하면서 피가공재의 복합가공이 행해진다.

여기서, 피가공재를 실리콘 기판으로 하고, 가공공구의 기체의 저면의 지름 D＝42mm(도 5 참조), 미크로바이트부의 폭 W＝1mm(도 7 참조), 미크로바이트면을 형성하는 다이아몬드 지립이 #3000(3∼5㎛)의 것으로서 형성된 가공공구 1개를 사용하고,

(1) 초음파 복합가공(여기서는 초음파 복합연삭)을 행한 경우

‥‥ (도 11, 도 12에서 흑점원「●」으로 표시한 E의 경우)

* 단, 초음파 진동의 진동수는 40KHz, 진동의 진폭은

2∼3㎛로 행하였다.

와,

(2) 초음파 진동을 부여하지 않고 단순히 연삭을 행한 경우

‥‥ (도 11, 도 12에서 원「○」으로 표시한 F의 경우)

의 「이송회수(Number of Infeed)에 대한 접선연삭저항(Tangent Grinding Force)의 변화」와, 「이송회수(Number of Infeed)에 대한 법선연삭저항(Normal Griuding Force)의 변화」를 측정하였다. 그 결과를 도 11, 도 12에 도시한다.

또한 사용조건은 공히 회전수 2000rpm, 이송속도(infeed velocity) 100mm/min; 이송(실리콘 기판에 파고들어간 양; T2‥‥도 8 참조) 1㎛/pass로서 행하였다.

도 11 및 도 12에 의하면, 초음파 복합연삭의 경우(도 11, 도 12의 E)에는 접선방향의 연삭저항 및 법선방향의 연삭저항은 일정하게 보전되고, 또 접선방향의 연삭저항은 극히 작은 값이 되었다. 이에 대하여, 초음파 진동을 부여하지 않고 단순히 연삭을 행한 경우(도 11, 도 12의 F)에는 도 11 및 도 12에 있어서, 접선방향의 연석저항 및 법선방향의 연삭저항도 이송회수가 증가함에 따라 그 값이 증대하였다.

(실시예 2)

도 13에 제2의 실시예를 도시한다. 실시예 1에서는 가공공구(21)를 자전시키면서 기반(10)의 축에 대하여 공전하는 예를 도시하였지만,

① 실시예 2에서는 제2의 구동모터(60), 베어링(70)을 생략하고, 가공공구(21A)가 기반(10A)에 고착되고, 가공공구(21A)가 기반(10A)과 함께 회전구동하도록 한 점;

② 회동축(40A)와 기반(10A)에는 회동축(40A)과 기반(10A)의 쌍방의 중심을 공통으로 관통하는 가공액 안내구멍(41)이 형성되고 이 가공액 안내구멍(41)을 통하여 가공액을 공급하도록 한 점;

이 제 1의 실시예와 다르다.

(실시예 3)

도 14, 도 15에 제 3의 실시예를 도시한다. 실시예 3은

① 제2의 구동모터(60), 베어링(70)을 생략하고, 가공공구(21B)가 기반(10B)에 고착되고, 가공공구(21B)가 기반(10B)과 함께 회전구동하도록 한 점;

은 실시예 2와 동일하지만,

② 도 14의 가공공구에 있어서는, 가공공구(21B)를 기반(10B)의 회전축선(18)을 중심으로 하여 서로 다른 반지름(r1)과 반지름(r2)(＜r1)의 호 사이에 획성되는 만곡한 스트립 형상으로 1개 형성한 점;

③ 도 15의 가공공구에 있어서는, 가공공구(21B)를 기반(10B)의 회전축선(18)을 중심으로 하여 서로 다른 반지름 r1과 반지름 r2(＜r1)의 호 사이에 획성되는 만곡한 스트립 형상으로 복수개(4개) 형성하고 가공공구군을 구성한 점;

이 제2의 실시예와 다르다.

(변형예 1)

다시, 도 16 및 도 17에 미크로바이트면의 다른 변형예를 도시한다.

도 16 및 도 17에 도시하는 변형예에서는 기체(25B)의 미크로바이트면(26B)에 홈부(28)를 등간격으로 이격배치하여 형성한 예를 도시한다.

이 변형예에 의하면, 가공시에 행해지는 가공액의 공급(끌어들임)과 배출이 한층 원활하게 행하여진다.

(변형예 2)

그리고, 도 18 및 도 19에 미크로바이트면의 또 하나의 다른 변형예를 표시한다. 도 18 및 도 19에 표시하는 변형예에서는 기체(25C)의 저부의 일부에만 미크로바이트면(26C)을 형성한 예를 표시한다. 부호 27C는 오목부이다.

이 변형예에 의하면, 접선방향의 가공저항이 더욱 작은 값으로 억제된다.

본 발명은 이상과 같이 구성되고, 본 발명에 의하면 다음의 효과를 이룰 수 있다.

① 진동을 부여하면서 가공을 행하는 소형의 가공공구를 적어도 1개 배설하고, 대형의 피가공재를 안정된 조작에 의하여 능률적으로 가공하는 것이 가능하게 된다.

② 피가공재의 정치수 이송가공을 가능하게 하고, 더구나 가공면에 크랙, 비트 등의 표면 결함이 적고 가공면의 표면성상이 양호하고, 대형의 피가공재도 그 표면을 균일하게 끝마무리할 수 있고 높은 가공 정밀도가 보증되는 초음파 진동 복합 가공구를 얻을 수 있다.

③ 가공시의 접선가공저항, 법선가공저항이 일정함과 동시에 접선가공저항이 작고, 미크로바이트면의 마모가 적어서 드레싱을 생략할 수 있고, 정치수 이송가공의 유지가 용이한 초음파 진동복합 가공구를 얻을 수 있다.

도 1은 가공공구를 1개 갖는 가공구의 주요부를 나타내는 정면도이다.

도 2는 가공공구를 1개 갖는 가공구의 저면도이다.

도 3은 가공공구를 복수개 갖는 가공구의 주요부를 나타내는 정면도이다.

도 4는 가공공구를 복수개 갖는 가공구의 저면도이다.

도 5는 가공구를 구성하는 가공공구와 진동수단을 분리한 상태를 나타내는 정면도이다.

도 6은 가공공구의 휠부의 하반부를 나타내는 확대 사시도이다.

도 7은 가공공구의 저면도이다.

도 8은 가공구의 이송상태를 나타내는 단면 개략도이다.

도 9는 노즐에서 가공액을 주입하면서 실리콘 기판을 가공하고 있는 상태를 나타내는 평면 약도이다.

도 10은 도 9의 주요부의 확대 개략도이다.

도 11은 가공공구 1개를 사용하여 실리콘 기판을 가공했을 때의 이송회수에 대한 접선연삭저항의 변화를 나타낸 그래프이다.

도 12는 가공공구 1개를 사용하여 실리콘 기판을 연삭했을 때의 이송회수에 대한 법선연삭저항의 변화를 나타낸 그래프이다.

도 13은 다른 가공구의 주요부를 나타내는 정면도이다.

도 14는 가공공구를 1개 갖는 다른 가공구의 주요부를 나타내는 정면도이다.

도 15는 가공공구를 복수개 갖는 다른 가공구의 주요부를 나타내는 정면도이다.

도 16은 가공구를 구성하고 있는 가공공구의 미크로 바이트 면의 변형예를 나타내는 주요부의 확대 개략도이다.

도 17은 도 16에 도시한 가공공구의 저면도이다.

도 18은 가공구를 구성하고 있는 가공공구의 미크로 바이트면의 다른 변형예를 나타내는 주요부의 확대 개략도이다.

도 19는 도 18에 표시한 가공공구의 저면도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 가공구 10 : 기반 11 : 기반편면

12 : 기반편면 13 : 연결통 14 : 암나사

18 : 회전축선 20 : 가공수단 21 : 가공공구

25 : 기체 26 : 미크로 바이트면 27 : 오목부

28 : 홈부 30 : 진동수단 31 : 스핀들부

32 : 압전소자 33 : 나팔

34 : 급전용 브러시 40 : 회동축

41 : 가공액 안내구멍 50 : 제1의 구동모터

60 : 제2의 구동모터 70 : 베어링 80 : 기판

Claims (11)

1. 회전 자유롭게 배설된 기반(10, 10A, 10B) 및 적어도 1개의 가공공구(21, 21A, 21B)를 갖는 가공수단(20)을 구비하고,

   상기 기반은 회전축선(18)을 보유함과 동시에 이 회전축선을 중심으로 회전하도록 배설되어 있고,

   상기 가공공구는 미크로바이트면(26, 26A, 26B, 26C)을 갖고,

   상기 가공공구는 상기 기반의 한쪽면에 상기 기반의 상기 회전축선을 중심으로 상기 기반의 둘레방향으로 배치되어 있고, 더욱이,

   상기 가공공구를 피가공재의 방향으로 진동시키는 진동수단(30)을 구비하고,

   가공시에 진동을 부여하면서 피가공재의 복합가공을 행하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동 복합 가공구.
2. 회전 자유롭게 배설된 기반(10, 10A, 10B) 및 복수의 가공공구(21, 21A, 21B)를 갖는 가공수단(20)을 구비하고,

   상기 기반은 회전축선(18)을 가짐과 동시에 이 회전축선을 중심으로 회전하도록 배설되어 있고,

   상기 가공공구는 각각 미크로바이트면(26, 26A, 26B, 26C)을 보유함과 동시에 동일형상으로 구성되어 있고,

   상기 가공공구는 상기 기반의 한쪽면에 상기 기반의 상기 회전축선을 중심으로 상기 기판의 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 서로 이격하여 배치되어 있고, 더욱이,

   상기 가공공구를 피가공재의 방향으로 진동시키는 진동수단(30)을 구비하고,

   가공시에 진동을 부여하면서 피가공재의 복합가공을 행하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동 복합 가공구.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기반은 회동축(40, 40A)에 장착유지되고,

   상기 진동수단은 상기 가공공구와 상기 기반 사이에 개재 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 진동 복합 가공구.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기반(10)은 회동축(40)에 장착유지되고,

   상기 진동수단은 상기 가공공구(21)와 상기 기반 사이에 개재 배치되어 있고,

   상기 가공구는 더욱이,

   상기 회동축을 회전구동하는 제1의 구동모터(50)와,

   상기 가공공구를 회전구동하는 제2의 구동모터(60)와,

   상기 기반과 상기 가공공구 사이에 개재 배치된 베어링(70)을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동 복합 가공구.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가공공구는 각각 상기 진동수단에 연결된 기체(25, 25B, 25C)와, 이 기체의 아랫면에 형성된 상기 미크로바이트면을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동 복합 가공구.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 미크로바이트면은 초경질 지립을 상기 기체의 상기 아랫면에 매입함으로써 형성되고,

   상기 초경질 지립은 조립 이하 서브미크론의 입도를 갖고,

   상기 초경질 지립은 다이아몬드 지립 및 CBN 지립에서 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 초음파 진동 복합 가공구.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 진동수단은 상기 가공공구와 상기 기반과의 사이에 개재 배치되어 상기 가공공구를 피가공재의 상기 방향으로 초음파 진동시키는 초음파 진동자(32)와, 이 초음파 진동자의 진동의 진폭을 증폭하는 나팔(33)을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동 복합 가공구.
8. 제 3 항에 있어서, 상기 회동축(40A)과 기반(10A)에는 이 회동축과 기반의 쌍방의 중심을 공통하여 관통하는 가공액 안내구멍(41)이 형성되고, 가공액을 상기 가공액 안내구멍을 통하여 공급하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동 복합 가공구.
9. 제 5 항에 있어서, 상기 가공공구(21B)의 상기 기체(25B)의 상기 미크로 바이트면(26B)에는 홈부(28)가 등간격으로 이격 배치되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 진동 복합 가공구.
10. 제 5 항에 있어서, 상기 미크로바이트면(26C)은 상기 기체(25C)의 상기 아랫면의 일부에만 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 진동 복합 가공구.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가공공구(21B)는 각각 상기 기반의 축선을 중심으로 하여 서로 상이한 반지름의 호 사이에 획성되는 만곡된 스트립 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 진동 복합 가공구.