KR100793409B1

KR100793409B1 - 자기유변유체를 이용한 연마장치

Info

Publication number: KR100793409B1
Application number: KR1020060093552A
Authority: KR
Inventors: 이응숙; 신영재; 김동우
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-01-11

Abstract

본 발명은 자기유변유체를 이용한 연마장치에 관한 것으로서, 그 구성은, 수직으로 배치되는 원판 형상의 휠부재; 상기 휠부재의 양측면부 전체를 각각 감싸며 서로 마주보도록 배치되어 전원이 공급되면 자기장을 형성하는 한 쌍의 전자석부와, 상기 한 쌍의 전자석부를 서로 연결하는 연결부와, 상기 전자석부에 전원을 공급하는 전원공급부로 구성되는 자기장 공급수단; 상기 휠부재의 중점에 연결되어, 상기 휠부재의 중심을 지나는 축을 회전축으로하여 상기 휠부재를 회전시키는 휠부재 구동수단; 상기 휠부재의 둘레 일측과 인접하게 배치되되, 상기 휠부재의 중심을 지나면서 상기 휠부재의 회전축과 수직한 수직축의 연장선상에 배치되고, 상기 휠부재의 둘레와 인접한 측에 피가공물이 지지되며, 상기 수직축을 회전축으로 하여 회전 가능하고, 상기 수직축과 평행한 방향으로 좌우이동이 가능하고, 상기 수직축의 방향으로 상하이동이 가능한 회전형 지지대; 및 상기 휠부재의 둘레 상에 자기유변유체와 연마 슬러리를 공급하는 유체 공급수단;을 포함하는 것을 특징으로 하며, 피가공물이 지지되는 회전형 지지대는 좌우, 상하이동만 가능하면 되므로 시스템 전체 및 제어가 간소화되고, 연마 슬러리 만을 따로 회수하여 재사용할 수 있으며, 인체와 작업환경에 유해한 자기유변유체를 소량만 사용할 수 있어 작업자의 작업환경을 개선할 수 있다는 효과가 있다.

연마장치, 자기유변유체, 휠, 연마 슬러리, 순환, 형상유지

Description

자기유변유체를 이용한 연마장치{Grinding system by using magneto - rheological fluid}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 연마장치의 주요부분을 도시한 개념도.

도 2는 도 1의 휠부재와 자기장 공급수단을 A방향에서 도시한 사시도.

도 3은 도 1의 휠부재와 회전형 지지대를 A방향에서 도시한 도면.

도 4는 도 3의 휠부재의 회전반경에 따른 자속밀도를 나타낸 그래프.

도 5는 도 1의 형상유지부재를 도시한 사시도.

도 6은 종래의 연마장치를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 휠부재 11 : 연장부

20 : 자기장 공급수단 21 : 전자석부

23 : 연결부 25 : 전원공급부

30 : 휠부재 구동수단 31 : 구동축

33 : 모터 40 : 회전형 지지대

50 : 유체 공급수단 51 : 자기유변유체 공급수단

53 : 연마 슬러리 공급수단 55 : 제어부

70 : 연마 슬러리 순환부재 71 : 수거부

73 : 공급부 90 : 형상유지부재

91 : 홈 A : 피가공물

M : 자기유변유체 S : 연마 슬러리

본 발명은 자기유변유체를 이용한 연마장치에 관한 것이다.

최근 광학, IT　 및 의학 분야에 있어서 급속한 발전과 더불어 산업 전반에 걸쳐 소자나 부품의 미세화, 초정밀화 및 다기능화에 대한 요구가 높아지고 있다. 이렇게, 초정밀 형상 부품의 수요의 증가함에 따라 미세 부품 제작 기술이 요구되고 있지만 이를 해결하는 기술이 미비한 상태이다. 특히, 마이크로 부품들은 3차원 형상이기 때문에 기존의 연마장치에서 사용하는 방법으로는 가공하기가 무척 어려울 뿐만 아니라, 연마 입자를 가공 면에 지속적이면서 안정적으로 공급하는 것이 힘들기 때문에 요구 수준의 표면 조도를 얻기가 매우 어려운 실정이다. 비구면 렌즈는 CDP, 복사기, 프로젝션 TV 등 다양한 상품에 활용되고 있으며, 최고급 카메라, 비디오 캠코더 등 다양한 상품이 가볍고, 영상품질이 뛰어나며, 콤팩트한 디자인을 구현하기 위해서 3 ~ 4개의 비구면 렌즈의 사용이 불가피하다. 특히 반도체 제조 장비인 스테퍼용 비구면 렌즈를 제외한 대부분의 비구면 렌즈는 기존의 구면 렌즈에 비해 훨씬 뛰어난 광학성능은 물론 영상품질을 높일 수 있으며, 이럼에도 불구하고 비구면 렌즈는 가공 난이도의 수준이 높음에 따라 그 사용이 제한되고 있다. 오늘날 대부분의 제조업체는 구면 렌즈용 연삭기라는 고정밀도의 값비싼 가공기를 사용하고 있으며, 폴리싱인 최종 마무리는 수시간 또는 수일에 걸쳐 이루어지고 있다. 따라서, 최근 고정밀도 비구면 렌즈를 효과적으로 가공하기 위한 연구가 미국, 일본 등을 비롯하여 세계 각지에서 활발하게 진행 중이다. 기존의 비구면 렌즈의 초정밀 연마 가공에서 발생되는 최소 가공부 형성, 연마 압력의 조절, 패드의 마멸, SSD(Subsurface damage), 마이크로 크랙(Micro Crack) 등의 난점과, 3차원의 미세 구조물 연마에 있어서 전자기적으로 유체의 농도를 조절함으로써 응력과 전단력을 변화시켜 이를 표면에서의 가공력으로 활용하며 연마 표면의 품위를 높이고자 ER 유체(Electrorheological fluids) 또는 자기유변유체(Magnetorheological fluids)를 이용한 연마가 시도되어 왔다. 특히 자기유변유체를 이용하는 방법의 경우 자기유변유체의 특성을 잘 이용한다면 효율적인 결과를 얻을 수 있으므로 종래 자기유변유체를 이용한 연마장치의 개발이 이루어지고 있다.

이러한 자기유변유체를 이용한 연마장치가 한국공개특허 제1991-0011395호인 "미소연마방법 및 미소연마공구"에 제시되어 있다. 상기의 공보에 따르면, 도 6에 도시한 바와 같이, 중심요우크수단(24)과, 상기 중심요우크수단(24)의 일단에 위치한 연마부(26)와, 상기 연마부(26)의 주위에 자기갭을 만들기 위해 상기 연마부(26) 근처에 위치한 대향요우크수단(35)과, 상기 자기갭을 자계를 형성하는 자기발생수단(20,22)과, 상기 중심요우크수단(24)을 진동시키는 상기 중심요우크수단(24)과 결합되어, 상기 피연마재(W)를 미소연마하기 위하여 상기 자기갭에 유지 된 자성연마유체(M)를 진동시키는 진동발생수단을 구비한 미소연마공구이다.

그러나 전술한 구성의 연마공구는 다음과 같은 문제가 있다.

연마부(26)의 특정부위인 한부위에만 자장을 가함으로써, 구면 또는 비구면의 복잡한 피가공물을 연마하기 위해서는 연마부(26)가 피가공물의 접선에 항상 수직하게 배치되어야 하므로 연마부(26)가 지지되어 있는 지지축(11)은 상하,좌우이동은 물론 틸팅(각도조절)도 가능해야 하므로 시스템 전체가 매우 복잡하다.

또한, 종래의 연마장치는 자성연마유체에 연마 슬러리를 섞어 사용함으로 인해 인체에 유해한 자성연마유체가 다량 사용되어 작업자의 작업환경에 악영향을 끼치고, 작업효율이 떨어진다는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 피가공물이 지지되는 회전형 지지대는 좌우, 상하이동만 가능하면 되므로 시스템 전체 및 제어가 간소화되고, 연마 슬러리 만을 따로 회수하여 재사용할 수 있으며, 인체와 작업환경에 유해한 자기유변유체를 소량만 사용할 수 있어 작업자의 작업환경을 개선할 수 있는 자기유변유체를 이용한 연마장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자기유변유체를 이용한 연마장치는, 수직으로 배치되는 원판 형상의 휠부재; 상기 휠부재의 양측면부 전체를 각각 감싸며 서로 마주보도록 배치되어 전원이 공급되면 자기장을 형성하는 한 쌍의 전자석부와, 상기 한 쌍의 전자석부를 서로 연결하는 연결부와, 상기 전자석부에 전원을 공급하는 전원공급부로 구성되는 자기장 공급수단; 상기 휠부재의 중점에 연결되어, 상기 휠부재의 중심을 지나는 축을 회전축으로하여 상기 휠부재를 회전시키는 휠부재 구동수단; 상기 휠부재의 둘레 일측과 인접하게 배치되되, 상기 휠부재의 중심을 지나면서 상기 휠부재의 회전축과 수직한 수직축의 연장선상에 배치되고, 상기 휠부재의 둘레와 인접한 측에 피가공물이 지지되며, 상기 수직축을 회전축으로 하여 회전 가능하고, 상기 수직축과 평행한 방향으로 좌우이동이 가능하고, 상기 수직축의 방향으로 상하이동이 가능한 회전형 지지대; 및 상기 휠부재의 둘레 상에 자기유변유체와 연마 슬러리를 공급하는 유체 공급수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 휠부재의 둘레를 따라 양측으로 연장되어 형성되는 연장부가 부가되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 유체 공급수단은, 상기 휠부재의 둘레 일측과 인접하게 배치되며, 상기 휠부재의 둘레 상에 자기유변유체를 공급하는 자기유변유체 공급수단과, 상기 회전형 지지대와 인접하게 배치되며, 상기 회전형 지지대와 인접하게 배치된 상기 휠부재의 둘레 상에 연마 슬러리를 공급하는 연마 슬러리 공급수단으로 구성되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 자기유변유체 공급수단에 의해 상기 휠부재 둘레 상에 자기유변유체가 공급된 다음, 상기 연마 슬러리 공급수단에 의해 상기 휠부재 둘레 상에 연마 슬러리가 공급될 수 있도록 상기 자기유변유체 공급수단 및 연마 슬러리 공급수단을 제어하는 제어부가 부가되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 휠부재의 하부에 배치되어 상기 휠부재를 타고 흘러내려 온 연마 슬러리가 수거되는 수거부와, 상기 수거부와 연결되어 상기 수거부에 수거된 연마 슬러리를 다시 상기 연마 슬러리 공급수단으로 공급하는 공급부로 구성된 연마 슬러리 순환부재가 부가되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 휠부재의 둘레 일측에는 상기 휠부재의 둘레에 압착되어 고정되는 형상유지부재가 부가되되, 상기 형상유지부재의 상기 휠부재의 둘레측 압착면에는 홈이 형성된 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 형상유지부재의 재질은 피이이케이(PEEK), 세라믹(Ceramics), 불소수지 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 연마장치의 주요부분을 도시한 개념도이고, 도 2는 도 1의 휠부재와 자기장 공급수단을 A방향에서 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1의 휠부재와 회전형 지지대를 A방향에서 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 휠부재의 회전반경에 따른 자속밀도를 나타낸 그래프이며, 도 5는 도 1의 형상유지부재를 도시한 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 자기유변유체를 이용한 연마장치는 휠부재(10)와 자기장 공급수단(20)과 휠부재 구동수단(30)과 회전형 지지대(40)와 유체 공급수단(50)을 포함한다.

휠부재(10)는 원판형상으로서, 수직으로 배치된다.

이러한 휠부재(10)의 둘레를 따라 양측으로 연장되어 형성되는 연장부(11)가 부가되는 것이 바람직하며, 이렇게 연장부(11)가 부가되면 하기에서 설명할 자기유변유체(M)가 휠부재(10)의 둘레 상에 공급될 때 접촉면적이 넓은 연장부(11)까지 자기유변유체(M)가 공급되어 더 안정적인 구조로 될 수 있다.

자기장 공급수단(20)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 전자석부(21)와 연결부(23)와 전원공급부(25)로 구성된다.

한 쌍의 전자석부(21)는 휠부재(10)의 양측면부 전체를 각각 감싸며 서로 마주보도록 배치되어 있다. 이러한 전자석부(21)는 전원이 공급되면 자기장을 형성하도록 구성되며, 통상 전자석으로 많이 이용되고 있는 철심 코일을 감아서 만든 솔레노이드, 초전도자석 등이 될 수 있으며, 이에 한정하지는 않는다.

연결부(23)는 한 쌍의 전자석부(21)를 서로 연결한다.

전원공급부(25)는 전자석부(21)에 전원을 공급한다.

휠부재 구동수단(30)은 휠부재(10)의 중점에 연결되어, 휠부재(10)의 중심을 지나는 축을 회전축(a)으로하여 휠부재(10)를 회전시킨다. 본 실시예에서는 휠부재 구동수단(30)이 구동축(31)과 모터(33)로 구성되어 있지만, 실시예에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.

회전형 지지대(40)는 휠부재(10)의 둘레 일측과 인접하게 배치되되, 휠부재(10)의 중심을 지나면서 휠부재(10)의 회전축(a)과 수직한 수직축(p)의 연장선상에 배치되며, 휠부재(10)의 둘레와 인접한 측에 피가공물(A)이 지지된다. 피가공 물(A)이 지지되는 구조는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

본 실시예에서 회전형 지지대(40)는 휠부재(10)의 상부에 휠부재(10)와 인접하게 배치되어 있다.

이러한 회전형 지지대(40)는 상기의 수직축(p)을 회전축으로 하여 회전 가능하고, 수직축(p)과 평행한 방향으로 좌우이동이 가능하고, 수직축(p)의 방향으로 상하이동이 가능하다.

이렇게 회전형 지지대(40)를 좌우, 상하이동이 가능하게 구동하는 구동수단(미도시) 등이 연결되는 것이 바람직하며, 회전형 지지대(40)를 구동하는 구동수단은 종래의 CNC장치 등의 연마장치에서 포함된 구조이고, 이러한 구조는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이므로 본 명세서에서는 그 설명을 생략하기로 한다. 다만, 종래의 회전형 지지대는 좌우, 상하이동뿐만 아니라, 틸팅(각도조절)도 가능하여야 했지만, 본 발명의 회전형 지지대(40)는 좌우이동 및 상하이동만으로 충분하다.

유체 공급수단(50)은 휠부재(10)의 둘레 상에 자기유변유체(M)와 연마 슬러리(S)를 공급한다.

자기유변유체(M)(magneto-rheological fluid;MR fluid)는 알려진 바와 같이 자기장을 인가하면 점도가 변화는 특성이 있다. 자기유변유체는 일반적으로 기름이나 물과 같은 비자성 유체에 철(Iron)과 같은 자기장에 민감한 미세크기의 자성물질이 혼합되어 있는 유체이며, 자기유변유체에 포함된 자성물질의 직경은 수 마이 크로미터 정도이고, 30 내지 40 퍼센트의 부피 비율로 포함되어 있다. 이러한 자기유변유체에 자기장이 부가되면 유동특성이 실시간으로 제어되고, 적절한 자기장이 형성되면 뉴톤유체(Newtonian fluid) 상태로부터 강한 반고체 상태로 급속하게 변하게 되어 점성과 항복응력이 수 배 정도 상승하게 된다.

연마 슬러리(S)는 일반적으로 연마장치에 사용되는 액체이며, 연마 슬러리(S)에는 연마 입자가 들어 있다.

상기의 유체 공급수단(50)은 자기유변유체 공급수단(51)과 연마 슬러리 공급수단(53)으로 나뉘어서 구성되는 것이 바람직하다.

자기유변유체 공급수단(51)은 휠부재(10)의 둘레 일측과 인접하게 배치되며, 휠부재(10)의 둘레 상에 자기유변유체(M)를 공급한다. 본 실시예에서 자기유변유체 공급수단(51)은 자기유변유체(M)가 분사되는 분사노즐(51a)과, 이 분사노즐(51a)에 연결되어 자기유변유체(M)가 저장되는 저장조(51b)로 구성되어 있다.

연마 슬러리 공급수단(53)은 회전형 지지대(40)와 인접하게 배치되며, 회전형 지지대(40)와 인접하게 배치된 휠부재(10)의 둘레 상에 연마 슬러리(S)를 공급한다. 본 실시예에서 연마 슬러리 공급수단(53)은 연마 슬러리(S)가 분사되는 분사노즐(53a)과, 이 분사노즐(53a)에 연결되어 연마 슬러리(S)가 저장되는 저장조(53b)로 구성되어 있다.

상기와 같이 자기유변유체(M)와 연마 슬러리(S)가 각각 따로 공급될 경우 연마 슬러리 순환부재(70)가 부가되는 것이 바람직하다.

연마 슬러리 순환부재(70)는 수거부(71)와 공급부(73)로 구성된다.

수거부(71)는 휠부재(10)의 하부에 배치되어 휠부재(10)를 타고 흘러 내려온 연마 슬러리(S)가 수거되며, 공급부(73)는 수거부(71)와 연결되어 수거부(71)에 수거된 연마 슬러리(S)를 다시 상기 연마 슬러리 공급수단(53) 상세하게는, 연마 슬러리 저장조(53b)로 재공급한다. 연마 슬러리 저장조(53b)로 재공급된 연마 슬러리(S)는 재사용된다.

한편, 자기유변유체 공급수단(51) 및 연마 슬러리 공급수단(53)을 제어하는 제어부(55)가 부가되는 것이 바람직하며, 이러한 제어부(55)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 자기유변유체 공급수단(51)에 의해 휠부재(10) 둘레 상에 자기유변유체(M)가 공급된 다음, 연마 슬러리 공급수단(53)에 의해 휠부재(10) 둘레 상에 연마 슬러리(S)가 공급될 수 있도록 자기유변유체 공급수단(51) 및 연마 슬러리 공급수단(53)을 컨트롤한다.

한편, 휠부재(10)의 둘레 일측에는 휠부재(10)의 둘레에 압착되어 고정되는 형상유지부재(90)가 부가되는 것이 바람직하다.

본 명세서의 도 1에서는 형상유지부재(90)가 고정되는 고정부(93)를 도시하였지만, 도 5에서는 편의상 고정부를 도시되지 않았음을 유의하기 바란다.

이러한 형상유지부재(90)의 휠부재(10)의 둘레측 압착면에는, 도 5에 도시한 바와 같이, 홈(91)이 형성되어 있다.

본 명세서의 도면에서는 일 실시예로서 홈(91)의 형상을 반원 형상으로 도시하였지만, 실시예에 따라 홈(91)의 형상은 얼마든지 변경할 수 있고, 형상유지부재(90)의 개수는 실시예에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.

형상유지부재(90)의 재질은 피이이케이(PEEK), 세라믹(Ceramics), 불소수지 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

피이이케이(PEEK;Poly Ether Ether Ketone)는 열가소성의 고기능 프라스틱 재료로서, 슈퍼 엔지니어링 플라스틱의 일종이며, 온도 150℃ 이상에서 연속 사용가능하고, 강도가 500Kgf/cm², 굴곡탄성률이 24,000Kgf/cm²이상이다.

불소수지는 테프론(Teflon)이라고 하는 상품명으로 많이 알려져 있으며, 고분자 화합물로서, 주성분은 불소와 탄소, 수소의 구성된 단위성분의 중합체이다. 불소수지의 종류로는 PTFE (Polytetrafluoroethylene), PFA (Perfluoroalkoxy), FEP (Fluoroethylenepropylene), PVDF (Polyvinylidene fluoride) 등이 있다.

이하, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예의 작용을 설명한다.

먼저, 전원공급부(25)에 의해 전자석부(21)에 전원을 공급하여 전자석부(21)에 자기장을 형성시킨다. 이러한 자기장은 한 쌍의 전자석부(21)가 휠부재(10)의 양측면부 전체를 감싸고 있기 때문에 휠부재(10) 전체 주위로 자속밀도가 일정한 자기장이 형성된다. 따라서, 휠부재(10)의 회전반경에 따른 자속밀도는 도 4에 도시한 바와 같다.

이때, 휠부재는 휠부재 구동수단(30)에 의해 회전되고 있는 상태이다.

이후, 자기유변유체 공급수단(51)을 통하여 회전되고 있는 휠부재(10)의 둘레 상에 자기유변유체(M)를 공급한다.

자기유변유체(M)의 점성은 전자석부(21)의 자기장의 영향을 받는 휠부재(10) 둘레 상에 공급되면서 수 밀리 초 동안에 그 세기가 증가하여 빙햄소성(Bingham plastic) 유체가 되며, 자기장의 영향을 받아 휠의 둘레 상에 부착된 상태로 휠과 함께 회전을 하게 된다. 이러한 자기유변유체(M)는 자기장에 상당히 민감하므로 미세한 자기장의 인가에도 점성의 변화가 생기며, 항복 응력이 0에서 자기장 인가시 자기유변유체(M)의 점성은 약 10KPa까지 증가한다.

이 상태에서, 연마 슬러리 공급수단(53)을 통해 연마 슬러리(S)가 휠부재(10)의 둘레 상에 공급되면, 도 3에 도시한 바와 같이, 연마 슬러리(S)는 휠부재(10)에 부착되어 있는 자기유변유체(M) 상부에 위치하게 된다.

이후, 피가공물(A)이 지지되어 있는 회전형 지지대(40)를 좌우이동 및/또는 상하이동시켜 연마 슬러리(S)와 접촉되도록 하면, 자기유변유체(M)와 연마 슬러리(S)의 연마입자의 전단 응력에 의해 피가공물(A) 표면의 연마가 이루어진다.

이때, 피가공물(A)이 원하는 형상으로 연마되도록 회전형 지지대(40)를 좌우이동 및/또는 상하이동시키며, 연마 슬러리(S)는 연마가 이루어지는 동안 지속적으로 공급이 이루어지고, 제어부(55)에 의해 연마 슬러리(S)가 공급되는 양을 제어하여 피가공물(A)이 연마되는 양을 높이거나 낮출 수 있다.

연마 슬러리(S)는 비자성체이므로 휠부재(10)를 타고 흘러내리며, 흘러내려 온 연마 슬러리(S)는 수거부(71)에 수거되어, 공급부(73)에 의해 연마 슬러리 저장조로 재공급되어 다시 사용된다.

한편, 점성이 강해진 자기유변유체(M)는 피가공물(A)과 접촉한 후 그 압력과 전단에 의해 형상이 변하게 되어 초기의 형상을 유지하지 못한다. 이렇게 형상이 변한 자기유변유체(M)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 휠부재(10)와 함께 회전되어 형상유지부재(90)의 홈(91) 내를 통과하면서 홈(91)과 같은 형상으로 유지가 되어 이 상태로 휠부재(10)와 함께 회전하여 다시 피가공물(A)의 표면과 접촉하게 된다.

본 실시예에서는 홈(91)의 형상이 반원 형상으로 구성되어 있어, 형상유지부재(90)의 홈(91)을 통과한 자기유변유체(M)는 홈(91)과 같은 반원 형상으로 되지만, 자기유변유체(M)가 피가공물(A)과 접촉하여 피가공물(A)이 자기유변유체(M)의 형상대로 연마될 수 있도록 요구되는 자기유변유체(M)의 형상에 따라 홈(91)의 형상을 달리하여 실시할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 자기유변유체를 이용한 연마장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 원형으로 된 휠부재의 양측면부 전체를 각각 감싸며 전자석부가 배치되기 때문에 휠부재의 전체에 세기가 일정한 자기장이 형성됨으로써, 휠부재의 어느 부분에 피가공물이 접촉하여 연마되어도 상관없고, 이에 따라 피가공물이 지지되는 회전형 지지대는 좌우, 상하이동만 가능하면 되므로 시스템 전체 및 제어가 간소화될 수 있다.

둘째, 자기유변유체와 연마 슬러리를 혼합하지 않고 각각 따로 사용함으로써, 연마 슬러리 만을 따로 회수하여 재사용할 수 있고, 연마 슬러리의 공급량을 제어하여 피가공물이 연마되는 양을 높이거나 낮출 수 있어 효율적으로 연마를 할 수 있다.

또한, 휠부재의 둘레에 부착되어 휠부재와 함께 회전하는 자기유변유체는 한번만 공급하면 되므로 인체와 작업환경에 유해한 자기유변유체를 소량만 사용할 수 있어 작업자의 작업환경을 개선할 수 있다.

셋째, 자기유변유체 상부에 연마 슬러리를 공급하여 피가공물의 표면을 연마함으로써, 연마공구와 피가공물의 직접적인 접촉 없이 연마를 수행할 수 있어 연마 표면의 품질을 향상시킬 수 있다.

넷째, 연마후 형상이 변한 자기유변유체는 형상유지부재에 의해 그 형상을 유지할 수 있고, 형상유지부재의 홈의 형상에 따라 자기유변유체의 형상을 변경할 수 있으므로 피가공물이 연마되는 표면의 형상을 용이하게 변경시킬 수 있다.

Claims

수직으로 배치되고, 원판 형상이며, 상기 휠부재의 둘레를 따라 양측으로 연장된 연장부가 마련되어 있는 휠부재;

상기 휠부재의 양측면부 전체를 각각 감싸며 서로 마주보도록 배치되어 전원이 공급되면 자기장을 형성하는 한 쌍의 전자석부와, 상기 한 쌍의 전자석부를 서로 연결하는 연결부와, 상기 전자석부에 전원을 공급하는 전원공급부로 구성되는 자기장 공급수단;

상기 휠부재의 중점에 연결되어, 상기 휠부재의 중심을 지나는 축을 회전축으로하여 상기 휠부재를 회전시키는 휠부재 구동수단;

상기 휠부재의 둘레 일측과 인접하게 배치되되, 상기 휠부재의 중심을 지나면서 상기 휠부재의 회전축과 수직한 수직축의 연장선상에 배치되고, 상기 휠부재의 둘레와 인접한 측에 피가공물이 지지되며, 상기 수직축을 회전축으로 하여 회전 가능하고, 상기 수직축과 평행한 방향으로 좌우이동이 가능하고, 상기 수직축의 방향으로 상하이동이 가능한 회전형 지지대; 및

상기 휠부재의 둘레 상에 자기유변유체와 연마 슬러리를 공급하는 유체 공급수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 연마장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 유체 공급수단은,

상기 휠부재의 둘레 일측과 인접하게 배치되며, 상기 휠부재의 둘레 상에 자기유변유체를 공급하는 자기유변유체 공급수단과,

상기 회전형 지지대와 인접하게 배치되며, 상기 회전형 지지대와 인접하게 배치된 상기 휠부재의 둘레 상에 연마 슬러리를 공급하는 연마 슬러리 공급수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 연마장치.
제 3항에 있어서,

상기 자기유변유체 공급수단에 의해 상기 휠부재 둘레 상에 자기유변유체가 공급된 다음, 상기 연마 슬러리 공급수단에 의해 상기 휠부재 둘레 상에 연마 슬러리가 공급될 수 있도록 상기 자기유변유체 공급수단 및 연마 슬러리 공급수단을 제어하는 제어부가 부가되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 연마장치.
제 3항에 있어서,

상기 휠부재의 하부에 배치되어 상기 휠부재를 타고 흘러내려 온 연마 슬러리가 수거되는 수거부와, 상기 수거부와 연결되어 상기 수거부에 수거된 연마 슬러리를 다시 상기 연마 슬러리 공급수단으로 공급하는 공급부로 구성된 연마 슬러리 순환부재가 부가되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 연마장치.
제 1항에 있어서,

상기 휠부재의 둘레 일측에는 상기 휠부재의 둘레에 압착되어 고정되는 형상유지부재가 부가되되,

상기 형상유지부재의 상기 휠부재의 둘레측 압착면에는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 연마장치.
제 6항에 있어서,

상기 형상유지부재의 재질은 피이이케이(PEEK), 세라믹(Ceramics), 불소수지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 연마장치.