KR102108604B1

KR102108604B1 - 연마 장치 및 연마 방법

Info

Publication number: KR102108604B1
Application number: KR1020167005830A
Authority: KR
Inventors: 가즈요시 마에다; 노리히토 시부야
Original assignee: 신토고교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2020-05-07
Also published as: JPWO2015019661A1; US20160176008A1; WO2015019661A1; KR20160040678A; JP5737486B1; TW201505770A; PH12016500264B1; TWI605910B; CN105451939A; SG11201600812PA; EP3017912B1; PH12016500264A1; EP3017912A4; US9925636B2; EP3017912A1; CN105451939B

Abstract

연마 장치(1)는, 피가공물을 장입하는 가공 용기(10)와, 가공 용기 내에서 피가공물을 유동시키는 유동화 유닛과, 연마재를 피가공물을 향해서 투입시키는 연마재 투입 유닛(30)과, 연마재가 가공 용기(10)를 통과하는 방향을 향하는 기류를 발생시킴과 아울러, 연마재를 흡인하여 회수하는 흡인 유닛(40)을 구비한다. 연마재 투입 유닛(30)으로부터 투입된 연마재는, 흡인 유닛(40)으로부터 발생하는 기류에 의해서, 가공 용기(10) 내에 장입된 피가공물의 사이를, 피가공물에 접촉하면서 통과한다. 이것에 의해, 피가공물이 연마된다.

Description

연마 장치 및 연마 방법{POLISHING DEVICE AND POLISHING METHOD}

본 발명은, 피가공물의 연마 가공을 행하는 연마 장치, 및 연마 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 소형의 피가공물에 이용하는 것이 가능한 것에 관한 것이다.

피가공물의 연마는, 에어 블라스트(blast) 장치에 의한 가공이 널리 이용되고 있다. 에어 블라스트 장치는, 연마재를 노즐로부터 압축 공기와 함께 분사하여, 피가공물에 충돌시킴으로써, 피가공물의 표면의 버(burr) 제거, 면조도(面粗度)의 조정, 라운딩(rounding)(R 가공), 표면층의 제거 등의 연마 가공을 행하는 장치이다.

블라스트 가공 장치에 의한 연마에서는, 피가공물의 크기에 특별히 제한은 없지만, 최근 소형의 피가공물을 연마하는 요망이 많아지고 있다. 예를 들면, 피가공물이 전자 부품인 경우, 스마트 폰 또는 태블릿 단말의 보급에 의해, 소형의 피가공물의 연마의 요구가 더 많아지고 있다.

에어 블라스트 장치에 의한 가공은, 한 번에 대량의 피가공물을 연마할 수 있으므로, 가공성이 양호하다. 그러나, 연마재를 압축 공기와 함께 고기(固氣, 고체와 기체) 2상류(相流)로서 피가공물에 내뿜기 때문에, 피가공물의 사이즈나 중량에 따라서는, 피가공물이 비산한다. 소형의 피가공물을 연마하는 장치 및 연마 방법이 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 특허 문헌 1에서는, 도 11에서 나타내는 바와 같이, 연마 가공시, 범용적으로 시판되고 있는 텀블러형 블라스트 가공 장치의 텀블러에 피가공물이 장입된 보조 텀블러를 장입하여 블라스트 가공을 함으로써, 효율 좋게 연마 가공을 행하는 것이 가능해진다. 그러나, 보조 텀블러를 사용하므로, 텀블러의 용적에 대해서 처리할 수 있는 피가공물의 양이 적다. 그 때문에, 생산성이 높은 연마 장치가 더 요구되고 있다.

또, 피가공물이 매우 작은 경우나 편평(扁平) 형상의 경우나 홈이 있는 경우 등, 피가공물의 형상에 따라서는 종래 알려져 있는 연마 방법에서는 양호하게 연마할 수 없는 경우가 있다. 예를 들면, 가는 홈을 가지는 피가공물을 배럴(barrel) 연마에 의해 연마하는 경우, 해당 홈에 연마 미디어(media)가 들어가기 어렵기 때문에, 양호하게 연마할 수 없다.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2002-301664호 공보

즉, 본 기술 분야에서는, 에어 블라스트 장치를 이용한 가공을 대체하는 새로운 프로세스를 이용한 연마 장치 및 연마 방법이 요구되고 있다.

본 발명의 일 측면의 연마 장치는, 피가공물의 표면을 연마하는 연마 장치로서, 연마재가 통과 가능한 저면부를 가짐과 아울러, 피가공물을 상기 저면부 상에 체류시키는 가공 용기와, 상기 가공 용기 내에서 상기 피가공물을 유동시키는 유동화 유닛과, 연마재를 상기 가공 용기 내의 상기 피가공물을 향해서 투입하는 연마재 투입 유닛과, 연마재가 상기 가공 용기를 통과하는 방향을 향하는 기류를 발생시킴과 아울러 연마재를 흡인하여 회수하는 흡인 유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.

흡인 유닛에 의한 흡인력에 의해서, 가공 용기 근방 및 가공 용기의 내부에는, 흡인 유닛을 향하는 기류가 발생하고 있다. 가공 용기 내에는 복수의 피가공물이 장입되어 있고, 연마재 투입 유닛으로부터 가공 용기 내에 장입된 피가공물을 향해 투입된 연마재는, 이 기류에 의해서, 흡인 유닛을 향한다. 이 연마재의 흐름에 의해서 피가공물의 표면이 연마된다. 이 때, 가공 용기 내에 장입되어 있는 피가공물은, 유동화 유닛에 의해서 가공 용기 내에서 유동함으로써 교반된다. 이 때문에, 가공 용기 내에 장입되어 있는 피가공물의 면은 임의의 방향을 향하므로, 모든 피가공물의 표면 전체를, 균일하게 연마할 수 있다. 가공 용기 근방 및 가공 용기의 내부에서 이러한 기류를 효율 좋게 발생시키기 위해서, 흡인 유닛은, 가공 용기와의 사이에 간극을 마련하여 배치되는 흡인 부재를 구비해도 괜찮다.

또, 여기서 말하는「연마재의 투입」이란, 에어 블라스트 장치와 같이 연마재를 가공 용기 내에 있는 피가공물에 내뿜는 것이 아니라, 단순히 연마재를 피가공물에 투입하는 의미이다. 예를 들면, 연마재 투입 유닛이 가공 용기의 상부에 배치되어 있는 경우는, 가공 용기를 향해서 연마재를 자연 낙하시키는 것만으로도 좋다. 또, 연마재를 흡인 유닛에서 흡인하는 것에 의해, 가공 용기 내에 공급해도 괜찮다. 게다가, 연마재가 주위로 비산하지 않을 정도의 약한 풍력으로, 연마재를 가공 용기를 향해서 공급해도 괜찮다.

일 형태에서는, 상기 유동화 유닛은, 상기 가공 용기를 진동시키는 진동 유닛 또는 상기 가공 용기를 그 저면부의 중심(中心)을 축심으로 하여 회전시키는 회전 유닛으로 해도 좋다. 본 형태에 의하면, 간편한 구조로 피가공물을 효율 좋게 유동화할 수 있다.

일 형태에서는, 상기 유동화 유닛은, 유동 상태를 변화시키는 유동 제어 유닛을 더 구비해도 괜찮다. 본 형태에 의하면, 피가공물의 형상이나 질량 등에 맞추어 피가공물의 유동 상태를 변경할 수 있다. 이 때문에, 모든 피가공물을 연마할 수 있다.

일 형태에서는, 상기 유동화 유닛은 상기 회전 유닛이며, 상기 가공 용기는, 수평면에 대해서 경사지도록 상기 회전 유닛에 지지되어 있어도 괜찮다. 본 형태에 의하면, 피가공물의 성상(性狀, 성질과 상태)에 맞추어 가공 용기의 회전수 및 경사 각도를 적절히 선택함으로써, 피가공물을 양호하게 유동화할 수 있다. 또, 가공 용기의 경사 각도는 수평면에 대해서 30°이상 70°이하의 범위로부터 선택하면, 피가공물을 보다 균일하게 유동화할 수 있다.

일 형태에서는, 상기 가공 용기의 저면부에는, 개구부가 마련되어 있어도 괜찮다. 본 형태에서는, 개구부가, 흡인 유닛의 흡인력에 의해서, 연마재만을 가공 용기의 저면부를 통과시킨다. 즉, 가공 용기 내의 연마재만을 선택적으로 흡인 유닛에서 흡인할 수 있다.

일 형태에서는, 상기 개구부는 그물망 모양으로 구성되어 있고, 해당 개구부의 망눈 크기를 70㎛ 이상 1100μm 이하의 범위 내로 해도 좋다. 본 형태에서는, 그물망 모양의 개구부는 개구율이 높으므로, 가공 용기 근방 및 가공 용기 내에서 흡인 유닛을 향하는 기류를 효율 좋게 발생할 수 있다. 또, 이 개구부의 망눈 크기를 전술의 범위로 함으로써, 피가공물이 통과하지 않고, 연마재를 통과시킬 수 있다.

일 형태에서는, 상기 흡인 유닛에 의한 흡인시에, 상기 가공 용기의 저면부의 일부에는, 연마재가 해당 가공 용기를 통과하여 상기 흡인 유닛에 흡인되는 연마재 흡인부를 형성해도 좋다. 가공 용기의 전면(全面)에 연마재 흡인부를 형성하면, 피가공물의 유동이 저해되는 경우가 있다. 연마재 흡인부를 가공 용기의 일부에 형성함으로써, 흡인에 의한 피가공물의 유동이 저해되는 것을 막을 수 있다. 일 형태에서는, 피가공물의 균일한 유동화를 촉진하기 위해서, 이 연마재 흡인부의 면적은 저면부의 면적의 1/8 이상 1/4 이하로 할 수 있다. 또, 일 형태에서는, 연마재 흡인부를 통과하는 흡인 속도는, 5m/sec 이상 100m/sec 미만으로 해도 괜찮다. 게다가, 일 형태에서는, 상기 연마재 흡인부의 중심은, 상기 가공 용기의 저면부 중심으로부터 둘레 가장자리부 하단의 방향에 대해서 해당 가공 용기의 회전 방향측으로 소정의 각도 떨어져 위치하도록 해도 괜찮다.

또, 일 형태에서는, 상기 가공 용기의 저면부 중심에, 연마재가 해당 가공 용기를 통과하기 위한 기류의 흐름을 제어하는 기류 제어 부재를 배치해도 괜찮다. 가공 용기의 저면부 중심의 근방을 흡인하면 피가공물의 유동이 저해되는 경우가 있다. 본 형태에서는, 기류 제어 부재를 가공 용기의 저면부 중심에 배치함으로써, 흡인에 의한 피가공물의 유동이 저해되는 것을 막을 수 있다.

일 형태에서는, 상기 연마재 투입 유닛은, 연마재를 저류하는 저류 탱크와, 연마재를 상기 피가공물로 향하여 투입하는 연마재 투입구와, 상기 저류 탱크로부터 공급된 연마재를 상기 연마재 배출구로 향하여 반송하는 반송 유닛을 구비해도 괜찮다. 이 구성에 의해, 연마재를 연속하여 피가공물에 투입할 수 있다.

상기 반송 유닛은, 회전축에 나선 모양의 날개가 마련된 반송 스크루(screw)와, 상기 반송 스크루를 내포하며, 선단의 하부(전방)에 상기 연마재 투입구가 개구되고, 후(後)부위의 상면(후방)에는 상기 저류 탱크와 연결되는 연마재 공급구가 개구된 트로프(trough)를 구비하며, 상기 트로프 내의 공간은, 상기 반송 스크루 및 상기 트로프에 의해 형성되는 공간과, 상기 반송 스크루의 전방에 위치하며, 상기 연마재 투입구를 포함하는 공간으로 분할되어 있고, 상기 반송 스크루의 선단(전방 단부)과 상기 연마재 투입구와의 사이에는, 연마재가 통과할 수 있는 해쇄부(解碎部)를 마련한(개구하고 있는) 규제판을 배치해도 괜찮다. 연마재 투입부는 연마재 반송부로부터 보내어진 연마재를 눌러 굳혀 탈기(脫氣)할 수 있다. 이 때, 연마재끼리는 응고한다. 응고한 연마재는, 전진을 더 계속하여, 규제판을 통과한다. 규제판에 마련된 해쇄부를 통과할 때에 풀리고, 공급구로 정량(定量)으로 반송된다. 이 때문에, 반송 유닛 내에서 기체가 혼입하는 것에 의한, 연마재의 부피 비중의 변동이 발생하지 않게 된다. 또, 반송 유닛의 이송 불균일에 의한 연마재의 공급 정밀도의 저하가 발생하지 않게 된다. 따라서, 피가공물에 정량으로 공급할 수 있다.

또, 일 형태에서는, 피가공물은 경취(硬脆) 재료에 의해 형성되어 있어도 괜찮다. 상술의 연마 장치는, 피가공물로서 주조품이나 단조품, 절삭 가공품을 바롯한 금속 제품, 고무나 플라스틱을 비롯한 비금속 제품에 이용되어도 괜찮다. 그 중에서도 특히, 세라믹스나 실리콘이나 페라이트나 결정 재료 등, 단단하고 무른 성질을 가지는 경취 재료에 의해 형성된 피가공물로의 연마 가공에 이용되어도 괜찮다. 또, 경취 재료로 형성된 피가공물의 경우, 예를 들면 적층 세라믹스 콘덴서(condenser)나 인덕터(inductor)의 부품과 같은 소형의 전자 부품으로서 이용되는 부품의 연마에 이용되어도 괜찮다.

다른 일 측면의 연마 방법은, 피가공물이 장입되는 가공 용기와, 해당 피가공물을 유동화시키기 위한 유동화 유닛과, 연마재를 상기 가공 용기 내의 해당 피가공물에 투입하는 연마재 투입 유닛과, 해당 연마재를 흡인하여 회수하는 흡인 유닛을 구비하는 연마 장치를 이용한 연마 방법이 제공된다. 상기 피가공물을 상기 가공 용기에 장입하는 피가공물 장입 공정과, 상기 흡인 유닛에 의해 연마재가 상기 가공 용기를 통과하는 방향을 향하는 기류를 발생하는 기류 발생 공정과, 상기 유동화 유닛에 의해 상기 가공 용기 내에 장입한 상기 피가공물을 유동화하는 유동화 공정과, 연마재를 상기 연마재 투입 유닛으로부터 상기 가공 용기 내의 상기 피가공물로 향하여 투입하는 연마재 투입 공정과, 연마재를 상기 가공 용기 내에 장입한 상기 피가공물들 사이를 통과시켜 연마하는 연마 공정과, 상기 흡인 유닛에 의해 연마재를 회수하는 연마재 회수 공정을 가져도 괜찮다. 상기 방법에서는, 에어 블라스트 가공 장치에 의한 가공과 같이, 연마재를 피가공물에 내뿜는 것이 아니므로, 연마재나 피가공물이 주위로 비산하는 것이 방지된다. 또, 상기의 연마 방법에서는, 각 공정을 순서대로 실시해도 괜찮고, 2개 이상의 공정을 동시에 실시해도 괜찮다.

다른 일 측면의 연마 방법은, 연마재를 통과시키고, 피가공물을 그 위에 체류시키는 저면부, 및 피가공물을 외부로 배출하는 배출부를 가지는 가공 용기와, 피가공물을 유동화시키기 위한 유동화 유닛과, 연마재를 가공 용기 내의 해당 피가공물에 투입하는 연마재 투입 유닛과, 연마재를 흡인하여 회수하는 흡인 유닛을 구비하는 연마 장치를 이용하는 연마 방법으로서, 피가공물을 가공 용기에 연속적으로 또는 단속적으로 장입하는 피가공물 장입 공정과, 흡인 유닛에 의해 연마재가 가공 용기를 통과하는 방향을 향하는 기류를 발생시키는 기류 발생 공정과, 유동화 유닛에 의해 가공 용기 내의 피가공물을 유동화시킴과 아울러, 피가공물 투입 공정에서 장입된 피가공물을 배출부를 향해서 전진시키는 유동화 전진 공정과, 연마재를, 연마재 투입 유닛으로부터 가공 용기 내의 피가공물로 향하여 투입하는 연마재 투입 공정과, 연마재를, 가공 용기 내의 피가공물들 사이를 통과시켜 피가공물을 연마하는 연마 공정과, 흡인 유닛에 의해 연마재를 회수하는 연마재 회수 공정과, 배출부로부터 배출된 피가공물을 회수하는 피가공물 회수 공정을 가진다. 또, 상기의 연마 방법에서는, 각 공정을 순서대로 실시해도 괜찮고, 2개 이상의 공정을 동시에 실시해도 괜찮다.

일 형태에서는, 연마재가 상기 가공 용기 내에 장입한 상기 피가공물들 사이를 통과하는 통과 속도는, 5m/sec 이상 100m/sec 미만으로 할 수 있다.

일 형태에서는, 상기 유동화 유닛은, 상기 가공 용기를 그 저면부의 중심을 축심으로 회전시키는 회전 유닛이며, 상기 유동화 공정에서는, 상기 회전 유닛에 의해서 상기 가공 용기를 임계 회전수의 5% 이상 50% 이하로 회전시켜도 괜찮다. 본 형태에서는, 연마시에, 피가공물을 효율 좋게 유동화할 수 있으므로, 피가공물 마다의 완성 정밀도에 불균일이 없어, 균일한 연마를 실현할 수 있다.

본 발명의 여러 가지의 측면 및 여러 가지의 형태에 의하면, 에어 블라스트 장치를 이용한 연마를 대체하는 새로운 프로세스를 이용한, 소형 부품의 연마 장치 및 연마 방법 및 이 연마 장치에서 가공한 피가공물을 제공할 수 있다. 이들 측면 및 형태에서는, 연마재를 압축 공기와 함께 고기 2상류로서 피가공물을 향해서 분사하지 않으므로, 피가공물이 고기 2상류에 의해 가공 용기의 밖으로 비산하지는 않는다. 따라서, 피가공물의 비산에 의한 제품 수율의 저하가 없다. 또, 연마재가 주위로 비산하는 것이 아니므로, 연마재의 비산에 의한 작업 환경의 악화가 없다.

도 1은 제1 실시 형태의 연마 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 제1 실시 형태에서의 가공 용기의 형태를 나타내는 설명도이다. 도 2의 (A)는 측면으로부터의 단면을 나타내는 모식도, 도 2의 (B)는 도 2의 (A)에서의 A-A방향으로부터의 화살표에서 본 것을 나타내는 모식도이다.
도 3은 제1 실시 형태에서의 가공 용기의 변경예를 나타내는 모식도이다. 도 3의 (A)는 측벽이 구(球) 형상의 일부에 의해 형성된 경우를 나타내는 측면도이다. 도 3의 (B)는 저면부가 다각형인 경우를 나타내는 저면도이다. 도 3의 (C)는, 상단부에 차양부를 마련한 경우를 나타내는 단면도이다.
도 4는 제1 실시 형태에서의 가공 용기 내의 피가공물의 흐름을 나타내는 모식도이다.
도 5는 제1 실시 형태에서의 연마재 투입 유닛의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 6은 제1 실시 형태에서의 연마재 흡인부의 위치를 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 제2 실시 형태에서의 연마 장치의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 7의 (A)는 연마 장치의 전체를 나타내는 모식도, 도 7의 (B)는 제1 추(錘) 및 제2 추의 위치 관계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은 제2 실시 형태에서의 가공 용기 내의 피가공물의 흐름을 나타내는 모식도이다. 도 8의 (A)는 평면으로부터의 모식도, 도 8의 (B)는 종단면에서의 모식도이다.
도 9은 제3 실시 형태에서의 연마 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 10은 도 9의 X-X선을 따른 단면도이다.
도 11은 종래의 연마 장치를 설명하기 위한 모식도이다.

연마 장치의 실시 형태의 일례를, 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에서 상하 좌우 방향은 특별히 예고가 없는 한 도면 중에서의 방향을 나타낸다. 또, 본 발명은 본 실시 형태의 구성에 한정되지 않고, 필요에 따라서 적절히 변경할 수 있다.

(제1 실시 형태)

본 실시 형태의 연마 장치(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이 가공 용기(10)와, 유동화 유닛과, 연마재 투입 유닛(30)과, 흡인 유닛(40)을 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 유동화 유닛으로서 회전 유닛(20)을 구비하고 있다.

가공 용기(10)는, 도 2의 (A)에 나타내는 바와 같이, 벽부(11) 및 저면부(12)를 구비하고 있다. 벽부(11)는, 예를 들면 원통 형상을 가지고 있으며, 저면부(12)의 가장자리로부터 저면부(12)에 대해서 교차하는 방향으로 연장하고 있다. 즉, 벽부(11)는, 저면부(12) 상의 공간을 측부로부터 형성하고 있다. 저면부(12)에는 개구부(13)가 마련되어 있다. 개구부(13)는 펀칭 메탈과 같이 부분적으로 개구된 구성으로 해도 좋고, 그물망 모양과 같이 전체가 개구된 구성으로 해도 좋다. 본 실시 형태에서는, 도 2의 (B)에 나타내는 바와 같이, 저면부(12)를 그물망 모양의 부재를 이용하여 개구부(13)를 마련한 구성으로 했다.

개구부(13)는, 연마재가 통과 가능하지만 피가공물은 통과할 수 없는 크기로 할 필요가 있다. 개구부(13)의 지름 또는 개구부(13)를 그물망 모양으로 한 경우의 망눈 크기는, 70㎛ 이상 1100㎛ 이하의 범위 내로 해도 좋고, 70㎛ 이상 500㎛ 이하의 범위 내로 해도 좋다. 이와 같이, 피가공물 보다도 작고, 연마재의 입경(粒徑) 보다도 큰 지름을 가지는 개구부(13)를 저면부(12)에 마련하는 것에 의해, 연마재를 통과시킴과 아울러, 저면부(12) 상에 피가공물을 체류시킬 수 있다.

가공 용기(10)의 형상은, 도 2와 같이 종단면이 사각형이 아니라도 좋다. 예를 들면, 도 3의 (A)에 나타내는 바와 같이 구(球) 형상의 일부에 의해 구성되어도 괜찮다. 여기서 말하는 구 형상이란, 단순한 구 형상 뿐만 아니라, 타원체도 포함한다. 또, 도 3의 (B)에 나타내는 바와 같이 저면부(12)가 다각형인 평면 형상을 가지는 상자 형상으로 해도 좋다.

또, 피가공물(W)이 가공 용기(10)의 밖으로 흘러 떨어지지 않도록, 도 3의 (C)에 나타내는 바와 같이 상단부에 차양부(14)를 마련해도 좋다. 차양부(14)는, 벽부(11)의 연장 방향보다도 가공 용기(10)의 내측으로 경사지도록 벽부(11)의 상단부로부터 연장하고 있다. 벽부(11)와 차양부(14)와의 이루는 각도는 90도 이상 150도 이하의 범위로 할 수 있고, 보다 상세하게는 90도 이상 120도 이하의 범위로 할 수 있다. 벽부(11)와 차양부(14)와의 이루는 각도가 너무 작으면, 벽부(11)와 차양부(14)에 의해 형성되는 공간에 피가공물(W)이 끼일 우려가 있고, 각도가 너무 크면, 차양부(14)를 마련한 효과를 얻을 수 없다.

회전 유닛(20)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 홀더(21), 모터(22), 및 회전 전달 부재(23)를 구비하고 있다. 홀더(21)는, 예를 들면 원통 형상을 가지고 있고, 가공 용기(10)의 벽부(11)를 외측으로부터 동심(同心)으로 둘러싸도록 가공 용기(10)를 고정한다. 모터(22)는, 해당 모터(22)의 구동에 의해서 회전하는 회전축을 구비하고 있다. 회전 전달 부재(23)는, 예를 들면 원통 또는 원기둥 형상을 이루고 있으며, 그 중심축 방향과 모터(22)의 회전축 방향이 일치하도록, 모터(22)의 회전축의 선단에 고정되어 있다. 회전 전달 부재(23)로서는, 고무 등의 마찰 계수가 큰 원통 형상의 부재를 이용할 수 있다. 회전 전달 부재(23)의 외주면은 홀더(21)에 접촉하고 있고, 모터(22)의 회전력을 홀더(21)에 전달한다. 또, 홀더(21)는, 원형 단면의 중심에 직교하는 회전축선(T)을 중심으로 회전 가능하게 도시하지 않은 가대(架台)에 지지되어 있다. 가공 용기(10)를 홀더(21)에 고정한 후, 모터(22)를 작동시키면, 모터(22)의 회전이 회전 전달 부재(23)를 매개로 하여 홀더(21)에 전달된다. 홀더(21)는 가대에 회전 가능하게 지지되어 있으므로, 홀더(21) 및 홀더(21)에 고정된 가공 용기(10)가, 회전축선(T), 즉 저면부(12)의 중심을 축심으로 회전한다. 또, 가공 용기(10)를 회전시키는 방법은, 상기 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 그 외의 구성으로서, 홀더(21)의 외주면에 산모양 티스(teeth)를 마련하고, 이 산모양 티스에 치합할 수 있는 기어를 모터(22)의 회전축에 고정해도 괜찮고, 홀더(21)의 외주면 및 모터(22)의 회전축에 풀리를 고정하고, 해당 풀리들 사이를 벨트에 의해 연결해도 괜찮으며, 그 외 공지의 구성을 적절히 이용할 수 있다.

일 실시 형태에서는, 홀더(21), 즉 가공 용기(10)는 수평면에 대해서 소정의 각도(θ)로 경사지도록 회전 유닛(20)에 지지될 수 있다. 이것에 의해, 가공 용기(10)의 회전 및 중력의 작용에 의해서 피가공물(W)의 유동화를 촉진할 수 있다. 구체적으로는 도 4에 나타내는 바와 같이, 가공 용기(10)에 장입된 피가공물(W)은 원심력에 의해서 가공 용기(10)의 벽부(11)를 따라서 이동하지만, 소정의 위치에 도달하면 원심력보다 중력의 영향이 크게 되므로, 피가공물(W)은 하부로 낙하한다. 일 실시 형태에서는, 이와 같은 유동 상태로 하는데, 가공 용기(10)의 수평면에 대한 경사 각도(θ)를 30°이상 70°이하로 할 수 있고, 보다 상세하게는, 40°이상 60°이하로 할 수 있다. 경사 각도(θ)가 너무 작으면 중력에 의한 유동화의 촉진의 효과가 적고, 너무 크면 원심력에 대해서 중력이 너무 크게 되므로 가공 용기(10)의 회전 속도를 보다 빠르게 하지 않으면 안된다.

또, 일 실시 형태에서는, 가공 용기(10)의 회전 속도는 임계 회전수의 5% 이상 50% 이하로 해도 좋고, 보다 상세하게는 10% 이상 30% 이하로 해도 좋다. 임계 회전수는, 가공 용기(10)의 회전 속도를 상승시켜 가는데 있어서, 가공 용기(10)에 장입된 피가공물(W)에 걸리는 원심력이 중력을 상회하고, 피가공물(W)이 가공 용기(10)의 벽부(11)로부터 낙하하지 않게 될 때의 회전 속도를 나타낸다. 회전 속도가 너무 늦은 경우는, 원심력에 대해서 중력의 영향이 너무 크므로, 피가공물(W)이 가공 용기(10)의 벽부(11)를 따라서 충분히 이동하지 않고, 그 결과 낙하에 의한 유동이 충분히 행해지지 않는다. 회전 속도가 너무 빠른 경우는, 원심력에 대해서 중력이 너무 작으므로, 가공 용기(10)의 벽부(11)에 밀어 붙여진 채로 낙하하지 않은 피가공물(W)이 존재하게 되어, 유동이 충분히 행해지지 않는다.

피가공물(W)은 낙하할 때에 저면부(12)의 중앙 부근을 통과한다. 낙하에 의해 피가공물(W)의 유동, 즉 교반이 행해지고 있으므로 이 낙하의 흐름이 흐트러지는 것은 바람직하지 않다. 이 지점(地点)에서 후술의 흡인력이 발생하고 있는 것에 의해, 이 낙하의 흐름이 흐트러져 교반이 저해되는 경우는, 기류 제어 부재(50)를 마련해도 좋다. 본 실시 형태에서는, 기류 제어 부재(50)로서 원반(圓盤) 모양의 부재를 저면부(12)의 이면에 붙임으로써, 가공 용기(10)의 저면부(12)의 중앙 부근에서 흡인력이 발생하지 않는 구성으로 했다. 이 기류 제어 부재(50)의 지름은, 저면부(12)의 지름에 대해서 10% 이상 40% 이하의 범위로 할 수 있다.

연마재 투입 유닛(30)은, 도 5에 나타내는 바와 같이 저류(貯留) 탱크(31) 및 반송 유닛(32)을 구비하고 있다. 반송 유닛(32)은, 양단면이 폐지(閉止)된 원통 형상의 트로프(trough)(32a)와, 트로프(32a)에 내포된 반송 스크루(32f)와, 반송 스크루(32f)에 연결된 반송 모터(32i)를 구비하고 있다. 반송 스크루(32f)는, 반송축(32g) 및 반송 날개(32h)로 구성된다. 반송 날개(32h)는, 인접하는 날개끼리가 소정 간격으로 나란하도록 나선 모양으로 반송축(32g)의 외주면에 고정되어 있다.

트로프(32a)는 후(後)부위(도 5의 좌측)의 상면에 연마재 공급구(32b)가, 선단(도 5의 우측)의 하부에 연마재 배출구(32e)가, 각각 개구되어 있다. 게다가 트로프(32a)의 내부의 공간은, 트로프(32a) 및 반송 스크루(32f)에 의해 형성되는 연마재 반송부(32c)와, 반송 스크루(32f)의 전방에 위치하고, 연마재 배출구(32e)를 포함하는 연마재 배출부(32d)로 분할되어 있다.

저류 탱크(31)는, 연마재를 일시적으로 저류하기 위한 용기로서, 하부를 향해 동일 횡단면 형상을 가지는 곧은 몸통부와, 상기 곧은 몸통부의 하단에 연결되며, 하부를 향해 횡단면의 면적이 축소되는 축소부를 구비한다. 곧은 몸통부의 횡단면의 형상은 원형이라도 다각형이라도 좋다. 본 실시 형태에서는 사각형으로 했다. 상기 축소부의 하단은 반송 유닛(32)의 베이스부가 노출된 상기 연마재 공급구(32b)와 연결되어 있다.

반송축(32g)의 후방 단부는 트로프(32a)의 후방 단부를 관통하고 있고, 임의의 속도로 회전 가능한 반송 모터(32i)에 연결되어 있다. 반송 모터(32i)를 임의의 속도로 작동시킴으로써, 반송 스크루(32f)가 회전된다. 연마재 공급구(32b)로부터 트로프(32a)의 내부로 장입된 연마재는, 반송 스크루(32f)의 회전에 의해서, 도 5에서의 우측 방향으로 일정 속도로 전진한다. 즉, 목표로 하는 양의 연마재를 일정 속도로 전진시킬 수 있다.

연마재 반송부(32c)를 통과한 연마재는, 연마재 배출부(32d)에 진입하여 전진을 더 계속한다. 반송 스크루(32f)의 선단에는 규제판(32j)이 배치되어 있다. 이 규제판(32j)은, 반송축(32g)의 선단에 고정해도 괜찮고, 규제판(32j)의 둘레 가장자리부를 트로프(32a)의 내벽에 고정해도 괜찮다. 또, 규제판(32j)에는, 연마재가 통과하는 해쇄부(解碎部)(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 이 규제판(32j)에 의해서, 연마재는 압축되므로, 연마재들 사이의 공기가 탈기(脫氣)되어, 부피 비중을 높일 수 있다. 또, 규제판(32j)에는 해쇄부가 개구되어 있으므로, 규제판(32j)의 앞에서 소정 밀도에 이르러, 큰 괴(塊)가 된 연마재는, 해쇄부를 통과할 때에 해쇄되어, 전진을 계속한다. 그리고, 연마재 배출구(32e)로부터 연마재 투입 유닛(30)의 외부로 배출된다. 이상과 같이, 규제판(32j)의 작용에 의해, 저류 탱크(31) 내의 연마재 사이의 기체의 혼입에 의한 부피 비중의 변동에 영향을 받지 않고, 또 반송 스크루(32f)의 이송 속도의 불균일에 영향을 받지 않아, 연마재를 일정량씩 연마재 배출구(32e)로 보낼 수 있다.「해쇄부」는, 큰 괴가 된 연마재가 해쇄되어 통과할 수 있으면 좋고, 예를 들면 규제판(32j)의 표면에 임의의 형상의 구멍을 마련해도 좋으며, 규제판(32j)의 둘레 가장자리부에 홈을 마련해도 괜찮다.

또, 해쇄부는, 반송축(32g) 선단에 고정된 규제판(32j)과, 트로프(32a)의 내벽에 의해 형성된 간극으로 해도 좋다. 규제판(32j)의 앞에서 소정 밀도에 이르어, 큰 괴가 된 연마재는, 해쇄부인 상기 간극을 통과할 때에 해쇄되어, 전진을 계속한다. 그리고, 연마재 배출구(32e)로부터 연마재 투입 유닛(30)의 외부로 배출된다. 또, 해쇄부는, 전술한 규제판(32j)에 마련된 표면의 구멍이나 둘레 가장자리부의 홈, 및 규제판(32j)과 트로프(32a)의 내벽과의 간극을 조합시켜 형성해도 좋다.

연마재 배출구(32e)로부터 배출된 연마재는, 가공 용기(10)에 장입된 피가공물(W)을 향해서 낙하한다. 이 때, 연마재가 비산하지 않고 피가공물(W)을 향해서 낙하하도록 유도하기 위해서, 양단이 개구된 중공 구조의 연마재 투입 부재(33)를 연마재 배출구(32e)에 접속해도 괜찮다.

또, 본 실시 형태에서는 반송 스크루(32f)의 회전에 의해서 연마재를 전진시키는 구성이지만, 이것을 대신하여, 예를 들면 전후에 걸쳐 놓여진 벨트의 회전에 의해 연마재를 전진시키는 구성이라도 좋고, 진동에 의해서 연마재를 전진시키는 구성이라도 좋다.

흡인 유닛(40)은, 일단면이 가공 용기(10)의 저면부(12)와 간극을 마련하도록 하여 배치되는 흡인 부재(41)와, 흡인력을 발생시키는 집진(集塵) 장치(42)와, 흡인 부재(41)와 집진 장치(42)를 연결하는 호스(43)로 구성된다. 흡인 부재(41)는 양단이 개구되고, 연속하여 동일 횡단면을 가지는 원통 형상의 정류부(整流部)(41a)와, 상기 정류부(41a)의 일단면에 연결되며, 정류부(41a)로부터 멀어짐에 따라서 횡단면의 면적이 축소되는 원추(圓錐) 형상의 흡인부(41b)를 구비한다. 흡인부(41b)의 축경(縮徑) 단부에는 호스(43)가 접속되어 있고, 호스(43)의 타단은 연마재를 흡인하여 회수할 수 있는 집진 장치(42)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 흡인 부재(41)와 집진 장치(42)는 연결된 구성으로 되어 있다.

흡인 유닛(40)은, 연마재가 가공 용기(10)의 저면부(12)를 통과하는 방향, 즉, 연마재 투입 부재(33)로부터 흡인 부재(41)를 향하는 기류를 발생시킨다. 흡인 부재(41)의 정류부(41a)는, 흡인할 때에 발생하는 기류가 외부를 향해 역류하지 않고, 집진 장치(42)를 향해 흐르도록 기류를 정류하는 기능을 담당한다. 또, 흡인부(41b)는 정류부(41a)를 통과한 기류가 효율 좋게 집진 장치(42)에 흐르도록, 기류를 가속시키는 역할을 담당한다. 또, 흡인부(41b)만에 의해 연마재를 흡인 부재(41)의 외부로 비산시키지 않고 흡인할 수 있으면, 정류부(41a)를 마련하지 않아도 좋다.

흡인 부재(41)는, 개구 단부(상기 축경 단부의 타단측)의 크기를 가공 용기(10)의 저면부(12)보다 약간의 크게 하여 저면부(12)의 전면(全面)으로부터 흡인할 수 있는 구성으로 해도 좋고, 저면부(12)보다 작게 하여, 저면부(12)의 일부로부터 흡인할 수 있는 구성으로 해도 좋다. 또, 흡인 부재(41)의 개구 단부를 가공 용기(10)의 저면부(12)와의 사이에 간극을 마련하도록 배치해도 괜찮다. 본 실시 형태에서는, 흡인 부재(41)의 개구 단부의 크기를 가공 용기의 저면부(12)보다 작게 하고, 저면부(12)의 일부로부터 흡인할 수 있는 구성으로 하며, 개구 단부의 대향하는 위치에 연마재를 투입할 수 있도록 연마재 투입 유닛(30)을 배치하고 있다. 또, 호스(43)만에 의해 연마재를 외부로 비산시키지 않고 흡인할 수 있으면, 흡인 부재(41)를 마련하지 않아도 좋다.

집진 장치(42)를 작동시키면, 저면부(12)에서의 흡인 부재(41)의 개구 단부에 대면(對面)하는 위치에는, 도 6에 나타내는 바와 같이 연마재가 저면부(12)를 통과하여 흡인 부재(41)에 흡인되는 연마재 흡인부(B)가 형성된다. 즉, 연마재 흡인부(B)는, 저면부(12)에서 연마재가 통과하는 영역이다. 연마재 흡인부(B)의 면적은 가공 용기(10)의 저면부(12)의 면적의 10% 이상 40% 이하로 해도 좋다. 또, 일 실시 형태에서는, 연마재 흡인부(B)의 면적은, 저면부(12)의 면적의 1/8 이상 1/4 이하로 해도 좋다. 연마재 흡인부(B)의 면적이 너무 크면 필요 이상의 피가공물(W)이 저면부(12)에 고정되므로 피가공물(W)의 교반이 불충분하게 되고, 너무 작으면 연마재의 흡인을 충분히 행할 수 없다. 또, 도 6에 나타내는 예에서는, 연마재 흡인부(B)의 형상이 원형이지만, 연마재 흡인부(B)의 형상은 원형에 한정되지 않는다. 예를 들면, 연마재 흡인부(B)의 형상을 다각형 모양이나 저면부(12)의 가장자리부를 따른 띠 모양이나 외주의 일부가 저면부(12)의 가장자리부를 따른 부채꼴 모양으로 해도 좋다. 연마재 흡인부(B)의 형상은, 흡인 부재(41)의 개구 단부의 평면 형상을 변경하는 것에 의해서, 소망의 형상으로 변경할 수 있다.

일 실시 형태에서는, 연마재 흡인부(B)를 통과하는 흡인 속도는 5m/sec 이상 100m/sec 미만으로 해도 좋고, 5m/sec 이상 50m/sec 미만으로 해도 좋으며, 5m/sec 이상 30m/sec 미만으로 해도 괜찮다. 흡인 속도가 너무 늦으면, 연마재 투입 유닛(30)으로부터 투입된 연마재를 흡인 유닛(40)에 흡인하는 힘이 약하기 때문에, 연마재를 충분히 흡인할 수 없다. 흡인 속도가 너무 빠르면, 가공 용기(10) 내에 장입된 피가공물(W)이 집진 장치(42)에 의한 흡인력에 의해서 저면부(12)에 고정되므로, 피가공물(W)의 유동이 저해된다.

게다가, 연마재가 가공 용기(10) 내에 장입한 피가공물(W)들 사이를 통과하는 통과 속도를 5m/sec 이상 100m/sec 미만으로 조정할 필요가 있다. 이 통과 속도는, 5m/sec 이상 50m/sec 미만으로 해도 좋고, 보다 상세하게는 5m/sec 이상 30m/sec 미만으로 해도 좋다. 통과 속도가 너무 늦으면, 연마재가 피가공물(W)에 충돌ㆍ접촉하는 힘이 약하기 때문에, 피가공물(W)의 연마를 행할 수 없다. 통과 속도가 너무 빠르면, 연마재가 피가공물(W)에 충돌ㆍ접촉하는 힘이 강하기 때문에, 연마시에서 피가공물(W)에 크랙이나 치핑(chipping)이 생기기 쉽게 된다. 통과 속도를 조정하는 방법은, 연마재 투입 유닛(30)과 가공 용기(10)와의 거리를 조절함으로써 조정해도 괜찮고, 집진 장치(42)의 흡인력을 조절함으로써 조정해도 괜찮다.

그리고, 연마재 흡인부(B)의 위치는, 도 6에서의「×」표시로 나타내는 바와 같이, 가공 용기(10)의 저면부(12)에서의 둘레 가장자리부 하단 방향(도 6에서의 하단 방향으로의 가상선, 즉 저면부(12)의 중심(中心)으로부터 저면부(12)의 경사지는 방향을 따라서 연장하는 가상선(L))에 대해서 해당 가공 용기(10)의 회전 방향측으로 소정의 각도 α만큼 떨어진 장소에 연마재 흡인부(B)의 중심이 위치하도록 설정해도 괜찮다. 가공 용기(10)가 회전하면, 피가공물(W)은 도 6의 점선으로 나타내는 바와 같이 이 회전에 종동(從動)하여 회전 방향으로 이동하기 때문이다. 각도 α는 0°초과 45°이하로부터 선택해도 괜찮다. 각도 α가 너무 크면 효율 좋게 피가공물(W)의 교반을 행할 수 없다.

연마재 흡인부(B)를 가공 용기(10)의 저면부(12)의 일부에만 형성하는 다른 형태로서, 저면부(12)의 이면측에 슬릿 등의 개구부를 마련한 판재를 저면부(12)와 간극을 마련하여 배치한 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 흡인 부재(41)의 개구 단부의 크기를 가공 용기(10)의 저면부(12)보다 약간 크게 한 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 의해서, 가공 용기(10)의 전면으로부터 흡인할 수 있으므로, 연마재의 비산을 보다 막을 수 있다. 그 결과, 작업 환경의 악화를 보다 감소시킬 수 있다.

집진 장치(42)를 작동시키면, 호스(43)를 통해서 흡인 부재(41)의 내부가 흡인되므로, 가공 용기(10)를 통과한 연마재가 흡인 부재(41)를 향해 흡인된다. 그 때, 흡인 부재(41)의 개구 단부 근방에서는, 외측으로부터 내측을 향하는 기류가 발생하고 있으므로, 가공 용기(10)를 통과한 연마재가 흡인 부재(41)의 외측으로 비산하지는 않는다. 그러나, 가공 용기(10)와 흡인 부재(41)의 개구 단부와의 사이의 간극이 너무 작으면, 외기를 충분히 흡인할 수 없으므로 흡인 부재(41)의 밖으로부터 내측을 향하는 기류가 발생하지 않는다. 또, 상기 간극이 너무 크면, 압력 손실에 의해 흡인 부재(41)의 밖으로부터 내측을 향하는 기류가 발생하지 않는다. 따라서, 상기 간극이 너무 커도 너무 작아도 가공 용기(10)를 통과한 연마재가 흡인 부재(41)의 외측으로 비산할 우려가 있다. 가공 용기(10)가 흡인 부재(41)에 가장 접근했을 때의 가공 용기(10)와 흡인 부재(41)와의 간극은 1mm 이상 25mm 이하의 범위로 해도 좋고, 보다 상세하게는 5mm 이상 15mm 이하로 해도 좋다.

집진 장치(42)에 의해 회수된 연마재에는, 재차 이용이 가능한 연마재 외에, 피가공물(W)과의 접촉에 의해 균열이나 깨짐이 발생하여 작게 된 연마재나 피가공물(W)의 연마 찌꺼기라고 하는 미립자도 포함된다. 연마재와 미립자로부터 재차 이용 가능한 연마재를 회수하기 위해서, 분급 유닛을 더 마련해도 좋다. 분급 유닛에 의해 재차 이용이 가능한 연마재와 미립자로 분별되어, 재차 이용이 가능한 연마재는 저류 탱크(31)로 되돌릴 수 있다. 분급 유닛은, 흡인 부재(41)로부터 집진 장치(42)를 향하는 경로의 도중(途中)에 마련해도 좋고, 별도의 경로에 마련해도 좋다. 분급 유닛은, 기류 분급 장치나, 체 등 공지의 장치를 포함할 수 있다.

가공 용기(10) 내의 피가공물(W)의 유동 상태를 제어하기(변화시키기)위한 유동 제어 유닛(도시하지 않음)을 더 이용해도 괜찮다. 유동 제어 유닛으로서 예를 들면, 가공 용기(10)의 경사 각도(θ)를 임의로 변경하기 위한 유닛이나, 모터(22)의 회전 속도를 임의로 변경하는 유닛을 들 수 있다. 연마의 진행과 함께, 해당 각도나 해당 속도를 변경함으로써 피가공물(W)의 유동 상태를 변경할 수 있다. 이것에 의해, 모든 피가공물(W)의 성상(性狀, 성질과 상태) 등에 맞은 조건으로, 유동시킬 수 있다. 게다가, 피가공물(W)이 치핑이나 크랙이 발생하기 쉬운 것인 경우, 유동 개시에서의 피가공물(W)의 치핑이나 크랙을 막을 수 있다.

다음으로, 본 실시 형태의 연마 장치에 의한 연마 방법의 일례를, 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 여기에서는, 피가공물(W)로서 SiC와 Al₂O₃와의 혼합물로 구성되는 세라믹스(치수；0.5mm×0.5mm×1.0mm)의 각부(角部)의 라운딩을 실시할 때의 연마 방법에 대해 설명한다.

(공정 1：준비 공정)

미리, 도 1에서 나타내는 저류 탱크(31)에 연마재를 장입해 둔다. 이 때 장입하는 연마재의 크기는, 가공 용기(10)의 개구부(13)의 지름, 혹은 개구부(13)가 그물망 모양인 경우, 망눈 크기 보다도 작다. 연마시에, 가공 용기(10)에 구비되어 있는 개구부(13)로부터 연마재가 통과 가능하게 하기 위함이다. 또, 연마 장치(1)의 임의의 위치에 구비되어 있으며, 모터(22)와, 반송 모터(32i)와, 집진 장치(42)를 제어하는 제어부(도시하지 않음)에 연마 조건을 입력해 둔다. 또, 여기서 말하는「연마 조건」이란, 연마 시간, 모터(22)의 운전 조건, 연마재의 투입 속도(단위시간 당 투입량), 운전 패턴 등을 말한다.

연마재는, 금속 또는 비금속의 쇼트(shot)나 그리드(grid)나 컷 와이어(cut wire), 세라믹스계 입자, 식물계 입자, 수지(樹脂)계 입자 등의 각종 입자로부터, 피가공물의 재질이나 형상, 및 가공 목적에 맞추어 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 피가공물에 큰 라운딩을 행하거나 강고한 버(burr)를 제거하거나 하는 경우는 고경도의 입자인 알루미나계 입자, 탄화규소계 입자, 산화 지르코늄계 입자 등을 선택할 수 있다. 또, 연마에 유래하는 이물을 피가공물에 부착시키고 싶지 않은 경우는, 피가공물과 동등의 재질의 입자를 연마재로 해도 괜찮다. 이 경우, 예를 들면 자성 재료로 형성되는 전자 부품의 연마를 행하는 경우, 연마재로서 피가공물과 동등의 재질의 자성 재료를 이용함으로써, 연마 후의 피가공물의 표면에 이물이 부착하지는 않는다. 이것에 의해, 이물에 의한 전자 부품의 성능의 저하를 막을 수 있다.

연마재의 형상은 구형(球形), 원기둥 형상, 직방체, 이방(異方) 형상 등 특별히 한정되지 않고, 피가공물의 재질이나 형상, 및 연마 목적에 맞추어 적절히 선택할 수 있다.

연마재의 입자 지름도 마찬가지로, 피가공물의 재질이나 형상, 및 연마 목적에 맞추어 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 세라믹스계 입자를 연마재로 한 경우, JIS(Japanese　Industrial　Standards)　B6001로 규정되는 입도(粒度)가 F220 또는＃240 이상 ＃1000 이하의 범위로부터 적절히 선택할 수 있다.

본 실시 형태의 연마재는, 입도가 ＃800인, 이방 형상의 알루미나계의 입자를 이용했다.

(공정 2：피가공물 장입 공정)

다음으로, 피가공물(W)을 가공 용기(10) 내에 장입한다. 그 후, 가공 용기(10)를, 볼트 등에 의해 홀더(21)에 고정한다.

(공정 3：기류 발생 공정)

다음으로, 제어부에 구비되어 있는 작동 스위치(도시하지 않음)를 작동시키면, 집진 장치(42)가 작동하여, 연마재 흡인부(B) 근방에서 흡인 부재(41)를 향해 흡인하는 기류가 발생한다. 여기서, 집진 장치(42)는 연마재가 가공 용기(10) 내에 장입한 피가공물(W)들 사이를 통과하는 통과 속도를 전술 범위 내가 되도록, 집진 장치(42)에 의한 흡인력을 조정할 수 있다. 아울러, 가공 용기(10)와 연마재 투입 유닛(30)과의 거리를 조정할 수 있다.

(공정 4: 유동화 공정)

또, 모터(22)가 작동하여 홀더(21), 즉 가공 용기(10)가 회전함으로써, 가공 용기(10) 내의 피가공물(W)이 도 4에 나타내는 바와 같이 유동하여, 교반된다. 여기서, 가공 용기(10)의 회전 속도는 전술한 바와 같이, 임계 회전수의 5% 이상 50% 이하로 할 수 있고, 보다 상세하게는 10% 이상 30% 이하로 할 수 있다.

(공정 5：연마재 투입 공정)

다음으로, 연마재 투입 유닛(30)의 반송 모터(32i)가 작동하여, 연마재가 일정 속도로, 연마재 배출구(32e)로부터 가공 용기(10) 내로 장입한 피가공물(W)을 향해서 투입(낙하)한다.

(공정 6：연마 공정)

가공 용기(10) 내에서는, 유동하고 있는 피가공물(W)들 사이의 간극에도 흡인 부재(41)를 향해 흡인하는 기류가 발생하고 있다. 가공 용기(10)를 향해 투입된 연마재는, 이 기류에 의해 피가공물(W)들 사이의 간극을 통과하여, 흡인 부재(41)를 향한다. 이 때, 연마재와 피가공물(W)이 서로 스치기 때문에, 피가공물(W)이 연마된다. 또, 피가공물(W)은 가공 용기(10) 내를 도 4와 같이 유동하고 있기 때문에, 모든 피가공물(W)마다의 완성 정밀도에 불균일이 없어, 모든 피가공물(W)을 균일하게 연마할 수 있다. 본 실시 형태의 연마 장치는, 에어 블라스트 장치와 같이, 연마재를 압축 공기와 함께 고기 2상류로서 피가공물(W)에 내뿜지 않기 때문에, 피가공물(W)이 소형 경량이라도, 가공 용기로부터 비산하지 않고 연마할 수 있다.

(공정 7：연마재 회수 공정)

가공 용기(10)를 통과한 연마재는, 집진 장치(42)를 향해 흡인하는 기류에 의해, 흡인 부재(41)를 향한다. 가공 용기(10)와 흡인 부재(41)와의 사이에는 작은 간극이 형성되어 있으므로, 외기를 흡인하여 흡인 부재(41)의 밖으로부터 내측을 향하는 기류가 발생한다. 그 때문에, 가공 용기(10)를 통과한 연마재는 외부로 비산하지 않고, 모두 흡인 부재(41)를 향한다.

흡인 부재(41) 내의 연마재는, 호스(43)를 통과하여, 집진 장치(42)에 회수된다.

이상의 공정에서, 피가공물(W)을 연마할 수 있다.

제어부에 입력한 연마 시간이 완료하면, 자동으로 연마재 투입 유닛(30)이 정지하여, 연마재의 투입이 정지한다. 이 때, 모터(22) 및 집진 장치(42)는 작동을 계속하고 있으므로, 가공 용기(10) 내에 잔류하고 있는 연마재가 집진 장치(42)에 회수된다. 소정 시간이 경과한 후, 모터(22)가 정지하고, 다음으로, 집진 장치(42)가 정지한다.

가공 용기(10)를, 홀더(21)로부터 분리하고, 피가공물(W)을 회수하여 연마가 완료된다.

이상의 연마 방법을 이용함으로써, 피가공물(W)의 라운딩(R 가공)을 실시할 수 있었다.

다음으로, 제1 실시 형태의 연마 장치를 이용하여, 피가공물을 연마한 결과에 대해 설명한다. 여기에서는, 피가공물의 각부(角部)의 라운딩을 목적으로 연마를 행하고, 유동화(유동 상태)의 평가와, 연마 후의 피가공물의 평가와, 연마 후의 환경의 평가를 행했다.

(유동화의 평가)

먼저, 유동화의 평가에 대해 기재한다. 피가공물(W)은, SiC와 Al₂O₃와의 혼합물로 구성되는 세라믹스의 생재(生材)(소결전의 물건)로 했다. 이 피가공물(W)의 치수는, 0.5mm×0.5mm×1.0mm로 했다. 이 피가공물(W)의 반수(半數)를, 유성(油性) 도료에 의해 흑색으로 도장했다.

다음으로, 가공 용기(10)의 용적의 1/5 정도가 되도록, 피가공물(W)을 가공 용기(10)에 장입한다. 피가공물(W)은 미도장품(未塗奬品)과 도장품이 1：1이 되도록 장입했다.

다음으로, 집진 장치(42)를 작동시킨 후, 가공 용기(10)를 30분 회전시켜 피가공물(W)을 유동화시킨다. 또, 이 유동화(교반)의 조건은, 표 1과 같이 했다. 표 1에서의 각 평가 조건은, 하기의 내용을 나타낸다.

경사 각도(deg.) ; 가공 용기(10)의 수평면에 대한 경사 각도(θ)

회전수(%) ; 가공 용기(10)의 회전수/임계 회전수×100

면적 ; 연마재 흡인부(B)의 면적/가공 용기(10)의 저면부(12)의 면적

흡인 속도(mm/s) ; 연마재 흡인부(B)에서의 흡인의 풍속

위치(deg.) ; 저면부(12) 중심으로부터 저면부(12)의 둘레 가장자리부 하단을 향한 가상선을 기준으로 하고, 해당 가상선으로부터 가공 용기(10)의 회전 방향으로의 위상 각도(α)

기류 제어 부재(50)의 유무 ; 가공 용기(10)의 저면부(12) 이면에, 해당 저면부의 지름의 1/3의 기류 제어 부재(50)를 배치했는지 아닌지

30분 경과후, 가공 용기(10) 및 집진 장치(42)의 작동을 정지한다. 작동이 정지한 후, 전술의 위상 각도가 0°, -10°, 10°의 위치에서 피가공물(W)을 각각 100개씩 채취하고, 미도장품 개수를 세었다. 이 작업을 3회 행하고, 이 3개소×3회의 평균값을 산출함으로써, 피가공물(W)의 유동 상태를 평가했다. 평가 기준은 이하와 같다.

◎…미도장품의 개수가 45~55개

○…미도장품의 개수가 40~44개 또는 56~60개

△…미도장품의 개수가 30~39개 또는 61~70개

×…미도장품의 개수가 29개 이하 또는 71개 이상

유동화의 평가를 표 1에 정리했다. 실시예 1-1~실시예 1-20에서는, 기류 제어 부재(50)를 배치하지 않고 피가공물(W)의 교반을 행했다. 그 결과, 어느 조건에서도 평가는「△」또는「○」이었다.「△」의 평가는, 실제로 연마를 행할 때에는, 불균일이 생기는 것이 실제품으로서 문제가 생기지 않는 레벨이며, 실용상 문제가 없는 평가인 것을, 실험으로 확인하고 있다. 또 그 외의 조건을 최적화함으로써「○」평가가 되는 레벨이다. 따라서, 표 1의 조건에서 피가공물(W)을 양호하게 교반할 수 있는 것이 확인되었다. 또, 실시예 1-4는 정성 평가에서는「○」평가이었지만, 정량 평가에서는 실시예 1-3에 비해 약간 떨어지고 있었다. 마찬가지로, 실시예 1-9는 실시예 1-10에 비해 정량 평가에서는 약간 떨어지고 있었다.

또, 가공 용기(10)의 저면부(12) 이면에 기류 제어 부재(50)를 배치한 경우(실시예 1-20), 평가는「◎」으로 되어 있고, 보다 균등하게 교반될 수 있는 것이 확인되었다.

(연마 후의 피가공물의 평가, 연마 후의 환경의 평가)

다음으로, 연마 후의 피가공물의 평가 및 연마 후의 환경의 평가에 대해 기재한다. 알루미나질(質)의 연마 입자(WA＃800；신토고교 주식회사제)를, 연마재 투입 유닛(30)으로부터 20g/분(分)의 투입 속도로 투입하여 피가공물을 연마 시간 30분으로 연마한 결과에 대해 설명한다. 본 실시 평가에서는, 6종류의 피가공물로 평가를 행했다. 이하에 피가공물의 상세를 나타낸다.

피가공물 A；SiC와 Al₂O₃와의 혼합물로 구성되는 세라믹스의 생재(치수；0.5mm×0.5mm×1.0mm)

피가공물 B；SiC와 Al₂O₃와의 혼합물로 구성되는 세라믹스의 생재(치수；0.15mm×0.15mm×0.20mm)

피가공물 C；SiC와 Al_2O3와의 혼합물로 구성되는 세라믹스의 생재(치수；1.0mm×1.0mm×1.5mm)

피가공물 D；페라이트(치수；0.5mm×0.5mm×1.0mm)

피가공물 E；유리(치수；0.5mm×0.5mm×1.0mm)

피가공물 F；동(치수；0.5mm×0.5mm×1.0mm)

가공 용기(10)의 용적의 1/5 정도가 되도록, 피가공물을 가공 용기(10)에 장입한다. 그리고, 집진 장치(42)를 작동시킨 후, 가공 용기(10)를 30분 회전시켜 피가공물을 유동화시킨다. 또, 이 유동화(교반)의 조건은, 표 2와 같이 했다. 표 2에서의 각 평가 조건에 대해서, 경사 각도·회전수·면적·위치·유체 제어 부재의 유무는, 유동화의 평가에 의해 기재한 평가 조건의 내용과 동일하다. 유동화의 평가와 다른 평가 조건인, 통과 속도에 대해 이하에 기재한다.

통과 속도(mm/s)；연마재가 가공 용기(10) 내에 장입한 피가공물들 사이를 통과하는 속도.

통과 속도는, 유속 계측 시스템(주식회사 플로우 테크·리서치; PIV 시스템)에 의해 연마재의 유체 속도를 측정함으로써 평가했다. 구체적으로는, 연마재 투입 유닛(30)으로부터 투입된 연마재가, 피가공물(W)에 접촉하기 직전의 부분의 속도를 측정하고, 이 값을 통과 속도로 했다.

다음으로, 알루미나질의 연마 입자(WA＃800；신토고교 주식회사제)를 저류 탱크(31)에 장입하고, 해당 연마재의 투입 속도를 20g/min로 장입하도록 반송 모터(32i)를 작동했다. 가공 용기(10) 및 집진 장치(42)를 작동시켜, 30분간 연마를 행했다.

연마 후의 피가공물에 대해 평가를 행했다. 구체적으로는,「가공 정밀도」「표면 상태」「연마재의 잔류」의 평가를 행했다. 각각의 평가 방법 및 평가 기준은 이하와 같다.

＜가공 정밀도＞

각각의 조건으로 연마를 행한 피가공물을 10개씩 채취하고, 마이크로스코프(microscope)(키엔스(keyence)제 VHX-2000)에 의해 관찰을 행하고, 각부의 라운딩 가공을 평가했다. 가공 정밀도의 평가 기준은 이하와 같다.

○…모든 피가공물에서, 라운딩 가공이 행해져 있다.

△…라운딩 가공이 행해져 있지 않은 피가공물이 1개~3개 있다.

×…라운딩 가공이 행해져 있지 않은 피가공물이 4개 이상 있다.

＜표면 상태＞

각각의 조건으로 연마를 행한 피가공물(W)을, 각각 10개씩 채취하고, 마이크로스코프(키엔스제 VHX-2000)에 의해 관찰을 행하고, 피가공물의 표면 상태(크랙·치핑·흠의 유무)를 평가했다. 표면 상태의 평가 기준은 이하와 같다.

○…모든 피가공물에서, 크랙 또는 치핑이 관찰되지 않는다.

△…크랙 또는 치핑이 존재하는 피가공물이 1개~3개 있다.

×…크랙 또는 치핑이 존재하는 피가공물이 4개 이상 있다.

＜연마재의 잔류＞

각각의 조건으로 연마를 행한 연마 후의 피가공물에 대해서, 초음파 진동체를 이용하여, 연마 후의 피가공물과 피가공물에 부착하고 있던 부착물을 체 분류로 분별한다. 체 분류에 이용하는 체의 망눈 크기(메쉬(mesh) 지름)는 연마 후의 피가공물을 통과시키지 않고 부착물만을 통과시키도록 설정하고 있다. 그 후, 부착물 제거 후의 피가공물과 부착물의 중량을 각각 측정한다. 그리고, 연마재의 잔류율을「(부착물의 중량)/(부착물 제거 후의 피가공물의 중량)×100(%)」로 산출하여, 연마재의 잔류를 평가했다.「연마재의 잔류」의 평가 기준은 이하와 같다.

○…연마재의 잔류율이 1% 미만이다.

△…연마재의 잔류율이 1% 이상 3% 미만이다.

×…연마재의 잔류율이 3% 이상이다.

아울러, 연마 후의 환경에 대해서 평가를 행했다. 구체적으로는,「연마재의 비산」의 평가를 행했다. 평가 방법 및 평가 기준은 이하와 같다.

＜연마재의 비산＞

각각의 조건으로 연마를 행한 후, 연마가 종료한 연마 장치(1) 주변에 대해서, 연마 공정시에 비산한 연마재의 정도(程度)를 조사하기 위해서「연마재의 비산」의 평가를 행했다.「연마재의 비산」의 평가 기준은 이하와 같다.

○…연마를 행한 후, 육안으로 가공 용기(10)의 밖에 연마재가 관찰되지 않는다.

×…연마를 행한 후, 육안으로 가공 용기(10)의 밖에 연마재가 관찰된다.

연마 후의 피가공물의 평가 및 연마 후의 환경의 평가에 대해 표 2에 정리했다. 실시예 2-1~실시예 2-21에서는, 피가공물 A의 연마를 행했다. 그 결과, 어느 조건에서도 평가는「△」또는「○」이었다. 「△」라고 평가한 피가공물의 품질은, 제품으로서 문제가 없을 정도의 품질이다. 또, 그 외의 조건을 최적화함으로써「○」평가가 되는 정도의 품질이다. 실시예마다, 가공 정밀도·표면 상태·연마재의 잔류에 대한 결과에 차이가 생기고 있는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 결과에 차이가 생기고 있지만, 피가공물의 품질은 실시예 2-1~실시예 2-21 중 어느 조건에서도 문제가 없다. 따라서, 피가공물 A는 표 2의 실시예에서, 모두 양호하게 연마할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

게다가, 실시예 2-22와 실시예 2-23에서는, 피가공물의 치수를 바꾸어, 실시예 2-21와 동일한 평가 조건으로 피가공물의 평가를 행했다. 이 평가의 결과, 피가공물의 치수의 대소에 관계없이, 양호하게 연마할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 그리고, 실시예 2-24~실시예 2-26에서는, 피가공물의 재질을 바꾸어, 실시예 2-21과 동일한 평가 조건으로 피가공물의 평가를 행했다. 이 평가의 결과, 페라이트·유리·금속(동) 중 어느 재질에 대해서도, 양호하게 연마할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

또, 실시예 2-1~실시예 2-26에서, 연마재의 비산에 대한 평가를, 피가공물의 평가와 함께 행했다. 눈에 띈 연마재의 비산은 확인할 수 없었기 때문에, 연마재 투입 유닛(30)으로부터 투입된 연마재는 어느 실시예에 대해서도, 가공 용기(10) 내의 피가공물의 연마를 행한 후, 가공 용기(10)의 밖으로 비산하지 않고, 집진 장치(42)에 회수되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

(제2 실시 형태)

다음으로 다른 형태의 연마 장치의 일례로서, 유동화 유닛으로서 진동 유닛을 구비하는 연마 장치를 제2 실시 형태로서 설명한다. 또, 이하의 설명에서는 제1 실시 형태와의 변경점만 설명한다.

본 실시 형태의 연마 장치(101)는 도 7의 (A)에 나타내는 바와 같이 가공 용기(110)와, 유동화 유닛인 진동 유닛(120)과, 연마재 투입 유닛(130)과, 흡인 유닛(140)을 구비하고 있다.

가공 용기(110)는, 제1 실시 형태에서 설명한 가공 용기(10)와 동일한 구성의 것을 이용하고 있다.

진동 유닛(120)은, 가공 용기(110)가 유지되는 홀더(121)와, 진동력 발생 유닛(122)과, 가대(架台)(123)로 구성된다. 홀더(121)는 저면이 폐지되고, 또한 저부에 차양부가 마련된 원통 형상이다. 저부에는 후술의 흡인 부재(141)를 장입할 수 있는 개구부가 마련되어 있다.

진동력 발생 유닛(122)은, 홀더(121)의 저부 중앙에 회전 가능하게 유지된 회전축(122a)과, 회전축(122a)에 유지된 제1 추(錘)(122b) 및 제2 추(122c)와, 가대(123)에 고정된 모터(122d)와, 모터(122d)의 회전을 회전축(122a)에 전달하는 회전 전달 부재(122e)와, 홀더(121)를 가대(123)에 진동 가능하게 연결하는 연결 부재(122f)로 구성된다.

제1 추(122b) 및 제2 추(122c)는, 직사각형 또는 부채꼴의 부재이며, 일단 측 근방에 회전축(122a)을 감합(嵌合)할 수 있는 개구가 형성되어 있고, 해당 개구에 회전축(122a)이 삽입된 상태에서 볼트 등에 의해 고정되어 있다. 제1 추(122b) 및 제2 추(122c)에 의해 회전축(122a)이 편심하므로, 회전축(122a)이 회전할 때, 홀더(121) 즉 가공 용기(110)에 진동이 부여된다. 이 때, 도 7의 (B)에 나타내는 제1 추(122b)에 대한 제2 추(122c)의 위상차(β)를 조정함으로써 피가공물(W)의 유동 상태를 조정할 수 있다. 진동 유닛(120)에 의해 피가공물(W)을 유동화하면, 도 8에 나타내는 바와 같이 원주 방향을 향하는 흐름 Y와, 원주를 따라서 이동하는 흐름 X와, 수직 방향으로 이동하는 흐름 Z가 조합시켜진 흐름이 된다. 위상차(β)가 작으면, 원주 방향을 향하는 흐름 Y는 직선적으로 원주 방향을 향한다. 위상차(β)가 너무 크면, 원주 방향을 향하는 흐름 Y는 저부 중앙을 향하는 흐름이 된다. 피가공물을 보다 균일하게 교반하기 위해서, 예를 들면 위상차(β)를 30°이상 75°이하, 바람직하게는 45°이상 60°이하로 할 수 있다.

회전 전달 부재(122e)는, 회전축(122a) 및 모터(122d)의 회전축에 각각 고정된 풀리와, 해당 풀리 사이에 걸쳐 놓여진 벨트로 구성된다. 이 구성에 의해, 모터(122d)의 회전을 회전축(122a)에 전달할 수 있다.

진동력 발생 유닛(122)이 연결된 홀더(121)는, 연결 부재(122f)를 매개로 하여 가대(123)의 상부에 연결된다. 연결 부재(122f)는 홀더(121)를 진동 가능하게 연결할 수 있으면 좋고, 예를 들면 스프링이나 고무 등을 이용할 수 있다. 본 실시 형태에서는 스프링을 이용하고 있다. 홀더(121)의 차양부 및 가대(123)의 각각 대향하는 위치에 스프링의 일단을 고정할 수 있는 돌기를 등간격으로 복수개(본 실시 형태에서는 8개) 마련하고, 해당 스프링에 의해 홀더(121)가 가대(123)에 진동 가능하게 연결되어 있다.

또, 도 8에서의 수직 방향으로 이동하는 흐름 Z방향의 흐름을 촉진하기 위해서, 교반 촉진 부재(도시하지 않음)를 가공 용기(110)의 저면부(112)와 홀더(121)와의 사이에 장입해도 괜찮다. 예를 들면, 교반 촉진 부재로서 고무로 구성된 구체를 복수개 장입함으로써, 홀더(121)가 진동할 때에, 가공 용기(110)의 저면부(112)의 이면을 교반 촉진 부재가 세차게 내리침으로써, 수직 방향으로 이동하는 흐름 Z방향의 흐름이 촉진된다.

연마재 투입 유닛(130)은, 제1 실시 형태에서 설명한 연마재 투입 유닛(30)과 동일한 구성의 것을 이용하고 있다.

흡인 유닛(140)은, 일단면이 가공 용기(110)의 저면부(112)와 간극을 마련하도록 하여 배치되는 흡인 부재(141)와, 흡인력을 발생시키는 집진 장치(142)와, 흡인 부재(141)와 집진 장치(142)를 연결하는 호스(143)로 구성된다. 흡인 부재(141)는 양단이 개구되고, 연속하여 동일 횡단면을 가지는 원통 형상의 정류부(141a)와, 상기 정류부(141a)의 일단면에 연결되며, 정류부(141a)로부터 멀어짐에 따라서 횡단면의 면적이 축소되는 원추 형상의 흡인부(141b)를 구비한다. 흡인부(141b)의 축경 단부에는 호스(143)가 접속되어 있고, 호스(143)의 타단은 연마재를 흡인하여 회수할 수 있는 집진 장치(142)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 흡인 부재(141)와 집진 장치(142)는 연결된 구성으로 되어 있다.

흡인 부재(141)의 정류부(141a)는, 흡인할 때에 발생하는 기류를 정류부(141a)의 개구 단부를 향해 역류하지 않고, 집진 장치(142)를 향해 흐르도록 기류를 정류하는 기능을 담당한다. 또, 흡인부(141b)는 정류부(141a)를 통과한 기류가 효율 좋게 집진 장치(142)에 흐르도록, 기류를 가속시키는 역할을 담당한다. 또, 흡인부(141b)만에 의해 연마재를 흡인 부재(141)의 외부로 비산시키지 않고 흡인할 수 있으면, 정류부(141a)를 마련하지 않아도 좋다.

흡인 부재(141)는, 개구 단부(상기 축경 단부의 타단측)의 크기를 가공 용기(110)의 저면부(112)보다 약간의 크게 하여 저면부(112)의 전면으로부터 흡인할 수 있는 구성으로 해도 좋고, 저면부(112)보다 작게 하여, 저면부(112)의 일부로부터 흡인할 수 있는 구성으로 해도 좋다. 또, 흡인 부재(141)의 개구 단부를 가공 용기(110)의 저면부(112)와의 사이에 간극을 마련하도록 배치할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 개구 단부의 크기를 가공 용기의 저면부(112)보다 작게 하여, 저부(112)의 일부로부터 흡인할 수 있는 구성으로 하고, 개구 단부의 대향하는 위치에 연마재를 투입할 수 있도록 연마재 투입 유닛(130)을 배치하고 있다. 또, 호스(143)만에 의해 연마재를 외부로 비산시키지 않고 흡인할 수 있으면, 흡인 부재(141)를 마련하지 않아도 좋다.

집진 장치(142)를 작동시키면, 저면부(112)의 흡인 부재(141)의 개구 단부에 대향하는 위치에서는, 연마재가 통과하여 흡인되는 연마재 흡인부(B)가 형성된다. 연마재 흡인부(B)의 크기는 가공 용기(110)의 저면부(112)의 면적의 10% 이상 40% 이하로 할 수 있다. 연마재 흡인부(B)의 면적이, 너무 크면 필요 이상의 피가공물(W)이 저면부(12)에 고정되므로 피가공물(W)의 교반이 불충분하게 되고, 너무 작으면 연마재의 흡인을 충분히 행할 수 없다.

집진 장치(142)를 작동시키면, 흡인 부재(141)로부터 집진 장치(142)를 향하는 기류가 발생하므로, 가공 용기(110)를 통과한 연마재가 흡인 부재(141)를 향해 흡인된다. 그 때, 흡인 부재(141)의 개구 단부 근방에서는, 외측으로부터 내측을 향하는 기류가 발생하고 있으므로, 가공 용기(110)를 통과한 연마재가 흡인 부재(141)의 외측으로 비산하는 것이 방지된다. 그러나, 가공 용기(110)와 흡인 부재(141)의 개구 단부와의 사이의 간극이 너무 작으면, 외기를 충분히 흡인할 수 없으므로 흡인 부재(141)의 밖으로부터 내측을 향하는 기류가 발생하지 않는다. 또, 상기 간극이 너무 크면, 압력 손실에 의해 흡인 부재(141)의 밖으로부터 내측을 향하는 기류가 발생하지 않는다. 따라서, 상기 간극이 너무 커도 너무 작아도 가공 용기(110)를 통과한 연마재가 흡인 부재(141)의 외측으로 비산할 우려가 있다. 가공 용기(110)가 흡인 부재(141)에 가장 접근했을 때의 가공 용기(110)와 흡인 부재(141)와의 간극은 1mm 이상 25mm 이하의 범위로 할 수 있고, 보다 상세하게는 5mm 이상 15mm 이하로 할 수 있다.

집진 장치(142)에 의해 회수된 연마재에는, 재차 이용이 가능한 연마재 외에, 피가공물(W)과의 접촉에 의해 균열이나 깨짐이 발생하여 작게 된 연마재나 피가공물(W)의 연마 찌꺼기라고 하는 미립자도 포함된다. 연마재와 미립자로부터 재차 이용 가능한 연마재를 회수하기 위해서, 분급 유닛을 더 마련해도 좋다. 분급 유닛에 의해 재차 이용이 가능한 연마재와 미립자로 분별되어, 재차 이용이 가능한 연마재는 저류 탱크(131)로 되돌릴 수 있다. 분급 유닛은, 흡인 부재(141)로부터 집진 장치(142)를 향하는 경로의 도중에 마련해도 좋고, 별도의 경로에 마련해도 좋다. 분급 유닛은, 기류 분급 장치나, 체 등 공지의 장치를 포함할 수 있다.

가공 용기(110) 내의 피가공물(W)의 유동 상태를 제어하기 위한 유동 제어 유닛(도시하지 않음)을 더 이용해도 괜찮다. 유동 제어 유닛으로서 예를 들면, 모터(122d)의 회전 속도를 임의로 변경하는 유닛을 들 수 있다. 연마의 진행과 함께, 해당 각도나 해당 속도를 변경함으로써 피가공물(W)의 유동 상태를 변경할 수 있다. 이것에 의해, 모든 피가공물(W)의 성상 등에 맞는 조건으로, 유동할 수 있다. 게다가, 피가공물(W)이 치핑이나 크랙이 발생하기 쉬운 것인 경우, 유동 개시시에서의 피가공물(W)의 치핑이나 크랙을 막을 수 있다.

(제3 실시 형태)

다음으로, 제3 실시 형태에 관한 연마 장치 및 연마 방법에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 관한 연마 장치 및 연마 방법은, 피가공물을 연속하여 연마한다. 또, 이하의 설명에서는 주로 제1 실시 형태의 연마 장치 및 연마 방법에 대한 변경점에 대해 설명한다.

제3 실시 형태에 관한 연마 장치(201)를 도 9 및 도 10에 나타낸다. 도 9는 연마 장치(201)의 평면도이며, 도 10은 도 9에 나타내는 연마 장치(201)의 X-X선을 따른 단면도이다. 또, 이하의 설명에서는, 가공 용기(210)의 폭방향을 x방향, 가공 용기(210)의 길이 방향을 y방향, x방향 및 y방향에 직교하는 방향을 z방향으로 기술하고 있다. 연마 장치(201)는, 가공 용기(210), 진동 전진 유닛(220), 연결 부재(222), 및 가대(223)를 구비하고 있다.

가공 용기(210)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 평면 형상이 x방향 보다도 y방향에서 장척(長尺)인 대략 장방형을 이루는, 대략 상자 형상을 가지고 있다. 가공 용기(210)는, 저면부(212) 및 벽부(211)를 가지고 있다. 도 9에 나타내는 예에서는, 저면부(212)는, 그물망 모양으로 배치된 와이어를 포함하고 있으며, 와이어에 의해 둘러싸인 영역이 개구부(213)를 구성하고 있다. 이 개구부(213)의 폭은, 연마재의 입경 보다도 크고, 피가공물(W)의 폭 보다도 작게 구성되어 있다. 이것에 의해, 저면부(212)는, 연마재를 통과시키고, 피가공물을 그 위에 체류시킬 수 있다. 벽부(211)는, 저면부(212)의 가장자리부를 따라서 세워 마련되어 있으며, 저면부(212) 상의 공간을 측부로부터 형성하고 있다. 가공 용기(210)의 y방향측의 일단측(도 9의 우측 가장자리부)에는, 벽부(211)가 마련되어 있지 않은 배출부(214)가 형성되어 있다. 배출부(214)는, 가공 용기(210) 내의 피가공물(W)을 외부로 배출하기 위해서 이용된다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 가공 용기(210)는, 연결 부재(222)를 매개로 하여 가대(223)에 진동 가능하게 지지되어 있다. 연결 부재(222)는, 예를 들면 스프링, 고무 등에 의해서 구성될 수 있다.

진동 전진 유닛(220)은, 저면부(212)의 이면, 즉 하부에 마련되어 있다. 진동 전진 유닛(220)은, 가공 용기(210)에 진동을 부여하는 것에 의해서, 가공 용기(210) 내의 피가공물(W)을 유동화시킴과 아울러, 가공 용기(210) 내에 장입된 피가공물(W)을 배출부(214)를 향해서 전진시킨다. 진동 전진 유닛(220)으로서는, 예를 들면 편심 모터를 이용할 수 있다.

가공 용기(210)의 y방향측의 타단측(도 9의 좌측)의 상부에는, 피가공물 장입 유닛(260)이 마련되어 있다. 피가공물 장입 유닛(260)은, 피가공물(W)을 가공 용기(210) 내에 연속적 또는 단속적으로 장입한다. 여기서 피가공물(W)을 연속적으로 장입한다는 것은, 소정량의 피가공물(W)을 가공 용기(210) 내에 계속하여 장입하는 것을 의미하고 있다. 한편, 단속적으로 장입한다는 것은, 소정량의 피가공물(W)을 가공 용기(210) 내에 간격을 두고 장입하는 것을 의미하고 있다. 피가공물 장입 유닛(260)으로서는, 예를 들면 진동 피더(feeder), 벨트 컨베이어, 버킷(bucket) 컨베이어 등의 공지의 기구를 이용할 수 있다.

연마 장치(201)는, 연마재 투입 유닛 및 흡인 유닛을 더 구비하고 있다. 도 9 및 10에서는, 설명의 편의상, 연마재 투입 유닛 및 흡인 유닛의 도시를 생략하고 있다. 연마재 투입 유닛 및 흡인 유닛으로서는, 도 1에 나타내는 연마재 투입 유닛(30) 및 흡인 유닛(40)과 동일한 구성의 것을 이용할 수 있다. 이 흡인 유닛의 흡인 부재는, 저면부(212)의 이면측, 즉 하부에 배치된다. 또, 연마재 투입 유닛은, 저면부(212)의 표면측, 즉 상부에 배치된다.

다음으로, 제3 실시 형태에 관한 연마 방법에 대해 설명한다. 이 연마 방법에서는, 먼저 진동 전진 유닛(220), 흡인 유닛, 및 연마재 투입 유닛을 작동시킨다. 다음으로, 피가공물 장입 유닛(260)에 의해서 피가공물(W)이 가공 용기(210) 내에 연속적으로 또는 단속적으로 장입된다(피가공물 장입 공정). 가공 용기(210)에 장입된 피가공물(W)은 가공 용기(210)의 진동에 의해서 가공 용기(210) 내에서 유동한다. 이것과 함께, 가공 용기(210) 내의 피가공물(W)은, 가공 용기(210)의 y방향측의 타단측으로부터 배출부(214)를 향해서 이동, 즉 전진한다(유동화 전진 공정).

또, 본 실시 형태의 연마 방법에서는, 연마재 투입 유닛으로부터 가공 용기(210) 내의 피가공물(W)로 향하여 연마재가 투입된다(연마재 투입 공정). 또, 흡인 유닛에 의해서 가공 용기(210)를 통과하는 방향, 즉 저면부(212)의 표면측으로부터 이면측을 향하는 기류가 발생된다(기류 발생 공정). 이것에 의해, 저면부(212)의 표면에는 도 6에 나타내는 바와 같은 연마재 흡인부(B)가 형성된다. 가공 용기(210) 내의 피가공물(W)은, 배출부(214)를 향해서 전진하는 과정에서 연마재 흡인부(B) 상을 통과한다. 이 때에, 연마재 투입 유닛으로부터 투입된 연마재가 해당 기류를 타고 피가공물(W)들 사이를 통과하여, 피가공물(W)과 서로 스치는 것에 의해, 피가공물(W)이 연마된다(연마 공정). 피가공물(W)의 연마량은, 진동 전진 유닛(220)이 부여하는 진동의 크기를 조정하고, 피가공물(W)이 연마재 흡인부(B)를 통과하는 속도를 변경함으로써 조정할 수 있다. 연마재 흡인부(B)를 통과한 연마가 끝난 피가공물(W)은, 더욱 전진을 계속하여, 배출부(214)로부터 가공 용기(210)의 외부로 배출되어 회수된다(피가공물 회수 공정). 한편, 저면부(212)를 통과한 연마재는, 흡인 유닛에 의해 회수된다(연마재 회수 공정). 이러한 제3 실시 형태에 관한 연마 방법에 의하면, 피가공물(W)을 연속하여 연마할 수 있다.

[산업상의 이용 가능성]

실시 형태에서는, 직방체의 세라믹스의 각부의 라운딩 가공을 행한 경우를 예로 설명했지만, 피가공물의 종류 및 피가공물의 가공 목적은 이것으로 한정되지 않는다. 피가공물은, 세라믹스나 실리콘이나 페라이트나 결정 재료 등, 단단하고 무른 성질을 가지는 경취 재료 뿐만 아니라, 수지 등의 각종 복합재료도 양호하게 연마할 수 있다. 또, 가공 목적은, 피가공물의 면조도의 조정, 버 제거, 표면층의 제거 등을 행할 수 있다. 예를 들면, 상기 연마 방법을 세라믹스의 표면층을 제거 가공에 적용한 경우에는, 표면층을 제거하는 것에 의해서 후공정에서의 도금 등의 피막을 형성했을 때에, 피막과의 밀착력을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 측면에 관한 연마 장치는, 소형 부품의 연마에 특히 바람직하게 이용할 수 있다. 예를 들면, 피가공물이 적층 세라믹스 콘덴서나 인덕터 등의 부품인 경우, 한 변이 800㎛ 이상 1600㎛ 이하 정도의 것 뿐만 아니라, 한 변이 100㎛ 이상 200㎛ 이하 정도의 매우 작은 사이즈의 경우에도 양호하게 연마할 수 있다.

또, 가공 용기 내에서 피가공물을 유동할 수 있기만 하면, 소형의 피가공물 뿐만 아니라, 그것 이상의 크기의 피가공물도 연마할 수 있다. 예를 들면 한 변이 10mm 이상 30mm 이하 정도의 크기의 피가공물도 양호하게 연마할 수 있다.

1, 101 - 연마 장치 10, 110, 210 - 가공 용기
11 - 벽부 12, 112, 212 - 저면부
13, 213 - 개구부 14 - 차양부
20 - 회전 유닛 21, 121 - 홀더
22 - 모터 23 - 회전 전달 부재
30, 130 - 연마재 투입 유닛 31, 131 - 저류 탱크
32 - 반송 유닛 32a - 트로프
32b - 연마재 공급구 32c - 연마재 반송부
32d - 연마재 배출부 32e - 연마재 배출구
32f - 반송 스크루 32g - 반송축
32h - 반송 날개 32i - 반송 모터
32j - 규제판 33 - 연마재 투입 부재
40, 140 - 흡인 유닛 41, 141 - 흡인 부재
41a, 141a - 정류부 41b, 141b - 흡인부
42, 142 - 집진 장치 43, 143 - 호스
50 - 기류 제어 부재 120 - 진동 유닛
122 - 진동력 발생 유닛 122a - 회전축
122b - 제1 추 122c - 제2 추
122d - 모터 122e - 회전 전달 부재
122f, 222 - 연결 부재 123, 223 - 가대
214 - 배출부 220 - 진동 전진 유닛
260 - 피가공물 장입 유닛 B - 연마재 흡인부
L - 가상선 T - 회전축선
W - 피가공물

Claims

피가공물의 표면을 연마하는 연마 장치로서,
연마재가 통과 가능하고, 또한, 표면측 및 이면측을 가지는 저면부를 가짐과 아울러, 복수의 상기 피가공물을 상기 저면부의 상기 표면측에 체류시키는 가공 용기와,
상기 가공 용기 내에서 복수의 상기 피가공물을 유동시키는 유동화 유닛과,
상기 연마재를 상기 저면부의 상기 표면측을 향해서 투입하는 연마재 투입 유닛과,
상기 저면부의 상기 표면측으로부터 상기 이면측을 향하는 기류를 발생시킴과 아울러, 상기 저면부의 상기 이면측에서 상기 연마재를 흡인하여 회수하는 흡인 유닛을 구비하는 연마 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유동화 유닛은, 상기 가공 용기를 진동시키는 진동 유닛 또는 상기 가공 용기를 그 저면부의 중심을 축심(軸心)으로 하여 회전시키는 회전 유닛인 연마 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 유동화 유닛은, 유동 상태를 변화시키는 유동 제어 유닛을 더 구비하고 있는 연마 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 유동화 유닛은 상기 회전 유닛이며,
상기 가공 용기는, 수평면에 대해서 경사지도록 상기 회전 유닛에 지지되어 있는 연마 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 가공 용기의 경사 각도는 수평면에 대해서 30°이상 70°이하인 연마 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가공 용기의 저면부에는, 개구부가 마련되어 있는 연마 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 개구부는 그물망 모양으로 구성되어 있고, 해당 개구부의 망눈 크기가 70㎛ 이상 1100㎛ 이하인 연마 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 흡인 유닛에 의한 흡인시에, 상기 가공 용기의 저면부의 일부에는, 상기 연마재가 해당 가공 용기를 통과하여 상기 흡인 유닛에 흡인되는 연마재 흡인부가 형성되는 연마 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 연마재 흡인부의 면적은, 상기 가공 용기의 저면부의 면적의 1/8 이상 1/4 이하인 연마 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 연마재 흡인부를 통과하는 흡인 속도는, 5m/sec 이상 100m/sec 미만인 연마 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 연마재 흡인부의 중심(中心)이, 상기 가공 용기의 저면부 중심으로부터 둘레 가장자리부 하단의 방향에 대해서 해당 가공 용기의 회전 방향측으로 소정의 각도 떨어져 위치하는 연마 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 가공 용기의 저면부 중심에는, 상기 연마재가 해당 가공 용기를 통과하기 위한 기류의 흐름을 제어하는 기류 제어 부재가 배치되어 있는 연마 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 연마재 투입 유닛은,
상기 연마재를 저류(貯留)하는 저류 탱크와,
상기 연마재를 복수의 상기 피가공물로 향하여 투입하는 연마재 배출구와,
상기 저류 탱크로부터 공급된 상기 연마재를 상기 연마재 배출구로 향하여 반송하는 반송 유닛을 구비하며,
상기 반송 유닛은, 회전축에 나선 모양의 날개가 마련된 반송 스크루(screw)와, 상기 반송 스크루를 내포하며, 선단의 하부에 상기 연마재 배출구가 개구되고, 후(後)부위의 상면에는 상기 저류 탱크와 연결되는 연마재 공급구가 개구된 트로프(trough)를 구비하며,
상기 트로프 내의 공간은, 상기 반송 스크루 및 상기 트로프에 의해 형성되는 공간과, 상기 반송 스크루의 전방에 위치하며, 상기 연마재 배출구를 포함하는 공간으로 분할되어 있고,
상기 반송 스크루의 선단과 상기 연마재 배출구와의 사이에는, 상기 연마재가 통과할 수 있는 해쇄부(解碎部)를 마련한 규제판이 배치되어 있는 연마 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 피가공물은 경취(硬脆) 재료로 형성되는 연마 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 피가공물은, 적층 세라믹스 콘덴서(condenser) 또는 인덕터(inductor)의 부품인 연마 장치.
연마재를 통과 가능하고, 또한, 표면측 및 이면측을 가지는 저면부를 가지며, 복수의 피가공물을 해당 저면부의 상기 표면측에 체류시키는 가공 용기와, 복수의 상기 피가공물을 유동화시키기 위한 유동화 유닛과, 상기 연마재를 상기 가공 용기 내의 복수의 상기 피가공물에 투입하는 연마재 투입 유닛과, 상기 연마재를 흡인하여 회수하는 흡인 유닛을 구비하는 연마 장치를 이용하는 연마 방법으로서,
복수의 상기 피가공물을 상기 가공 용기에 장입(裝入)하는 피가공물 장입 공정과,
상기 흡인 유닛에 의해 저면부의 상기 표면측으로부터 상기 이면측을 향하는 기류를 발생시키는 기류 발생 공정과,
상기 유동화 유닛에 의해 상기 가공 용기 내에 장입한 복수의 상기 피가공물을 유동화하는 유동화 공정과,
상기 연마재를 상기 연마재 투입 유닛으로부터 상기 저면부의 상기 표면측으로 향하여 투입하는 연마재 투입 공정과,
상기 연마재를 상기 기류에 의해 상기 가공 용기 내에 장입한 상기 피가공물들 사이를 통과시켜 복수의 상기 피가공물을 연마하는 연마 공정과,
상기 흡인 유닛에 의해 상기 저면부의 상기 이면측에서 상기 연마재를 회수하는 연마재 회수 공정을 가지는 연마 방법.
연마재를 통과 가능하고, 또한, 표면측 및 이면측을 가지는 저면부, 및 피가공물을 외부로 배출하는 배출부를 가지며, 복수의 상기 피가공물을 해당 저면부의 상기 표면측에 체류시키는 가공 용기와, 복수의 상기 피가공물을 유동화시키기 위한 유동화 유닛과, 상기 연마재를 상기 가공 용기 내의 복수의 상기 피가공물에 투입하는 연마재 투입 유닛과, 상기 연마재를 흡인하여 회수하는 흡인 유닛을 구비하는 연마 장치를 이용하는 연마 방법으로서,
복수의 상기 피가공물을 상기 가공 용기에 연속적으로 또는 단속적으로 장입하는 피가공물 장입 공정과,
상기 흡인 유닛에 의해 저면부의 상기 표면측으로부터 상기 이면측을 향하는 기류를 발생시키는 기류 발생 공정과,
상기 유동화 유닛에 의해 상기 가공 용기 내의 복수의 상기 피가공물을 유동화시킴과 아울러, 상기 피가공물 장입 공정에서 장입된 복수의 상기 피가공물을 상기 배출부를 향해서 전진시키는 유동화 전진 공정과,
상기 연마재를, 상기 연마재 투입 유닛으로부터 상기 저면부의 상기 표면측으로 향하여 투입하는 연마재 투입 공정과,　
상기 연마재를, 상기 기류에 의해 상기 가공 용기 내의 상기 피가공물들 사이를 통과시켜 복수의 상기 피가공물을 연마하는 연마 공정과,
상기 흡인 유닛에 의해 상기 저면부의 상기 이면측에서 상기 연마재를 회수하는 연마재 회수 공정과,
상기 배출부로부터 배출된 복수의 상기 피가공물을 회수하는 피가공물 회수 공정을 가지는 연마 방법.
청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
상기 연마재가 상기 가공 용기 내에 장입한 상기 피가공물들 사이를 통과하는 통과 속도가, 5m/sec 이상 100m/sec 미만인 연마 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 유동화 유닛은, 상기 가공 용기를 그 저면부의 중심을 축심으로 회전시키는 회전 유닛이며,
상기 유동화 공정에서는, 상기 회전 유닛에 의해서 상기 가공 용기를 임계 회전수의 5% 이상 50% 이하로 회전시키는 연마 방법.