KR20090048415A - 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에서 이용될 수 있는 안전기구 및 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치 - Google Patents

Abstract

가공 장치는, 고압 펌프(1)와 노즐(3)을 접속하는 주배관(2)과, 고압 펌프(1)와 탱크(5)의 상부를 접속하는 가압용 배관(4)과, 탱크(5)의 하부와 주배관(2)을 접속하는 연마재 공급용 배관(7)과, 탱크(5)의 상부에 접속된 감압용 배관(8)과, 감압용 배관(8)에 순차적으로 접속된 감압용 밸브(9), 소경부(17), 및 배출구(10)를 구비한다. 탱크(5)의 상부에는 고압의 청수(13)가 저장되어 있다. 또한, 탱크(5)의 하부에는 연마재가 고농도에 포함되는 고압의 고농도수(12)가 저장되어 있다. 연마재를 포함하는 가공수(16)가 노즐(3)로부터 피가공물(15)을 향하여 고속으로 분사된다. 긴급 사태가 발생한 경우에는, 감압용 밸브(9)가 개방되고 그것에 의해, 탱크(5)의 상부로부터 감압용 배관(8)과 감압용 밸브(9)와 소경부(17)와 배출구(10)를 순차적으로 경유하여 청수(13)가 배출된다. 그 결과, 탱크(5) 내가 감압된다.

어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치, 안전기구

Description

어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에서 이용될 수 있는 안전기구 및 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치{SAFETY MECHANISM EMPLOYABLE IN ABRASIVE SUSPENSION JET MACHINE AND ABRASIVE SUSPENSION JET MACHINE}

본 발명은, 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에서 이용될 수 있는 안전기구에 관한 것이다.

종래, 피가공물에 고압수를 분사함에 의해 그 피가공물을 가공하는 워터 제트 가공 장치가 이용되고 있다. 본 명세서에서는, 가공에는, 깎아냄, 천공, 절단, 및 연마 등이 포함되는 것으로 한다. 이와 같이, 워터 제트 가공 장치에 의한 가공에서는, 고압수가 사용되기 때문에, 긴급 사태가 발생한 경우에는 안전상의 이유로 고압수의 압력을 저감시킬 필요가 있다.

또한, 연마재(지립(砥粒))를 포함하는 고압수를 사용한 가공 장치, 이른바 어브레시브 워터 제트 가공 장치도 채용되고 있다. 이 어브레시브 워터 제트 가공 장치는, 연마재를 포함하지 않은 고압수를 피가공물에 분사하는 가공 장치의 문제점을 해소하기 위해 개발된 것이고, 연마재를 포함하는 고압수를 가공수로서 이용 함에 의해 가공 효율을 향상시키는 것이 가능하다. 이 가공 장치에서는, 연마재로서 가넷, 실리카, 또는 산화 알루미늄 등이 사용된다(예를 들면, 일본 특개평3-066600호 공보의 제 9페이지 및 도 4).

어브레시브 워터 제트 가공 장치에는, 몇가지 타입이 있다. 이하, 그들중 3가지 타입의 가공 장치가 설명된다. 제 1 타입의 가공 장치는, 어브레시브 인젝션 제트라고 불리는 방법을 이용한 가공 장치이다(예를 들면, 무네히로 슈코, 외 8명, 「워터 제트 연마 가공기의 개발」, 일본 히로시마켄리쓰 동부공업기술센터 연구보고 제 15호(2002), 평성 14년 8월 29일, p.31 참조). 이 가공 장치에 의하면, 어브레시브 노즐의 혼합실에 연마재가 공급되고, 그 혼합실 내에서 고압수에 연마재가 혼합된다. 그 연마재가 포함되어 있는 고압수가, 어브레시브 노즐의 선단부터 고속으로 분사된다. 이 가공 장치에서, 긴급한 경우에는 안전상의 이유로 고압수의 압력을 저감시킬 필요가 있다. 또한, 고압수의 압력을 저감시키는 것을 목적으로, 어브레시브 노즐의 바로 상류의 배관에 접속되는 안전장치로서, 밸브와 그 밸브에 접속된 배출 경로가 마련되어 있다(예를 들면, 일본 특개평3-066600호 공보의 제 9페이지에서의 좌하란 내지 우하란 및 도 4에서의 온/오프 밸브(30)와 덤프(폐기) 노즐 조립체(28)를 참조). 이 구성에 의하면, 긴급 사태가 발생한 경우 및 작업이 완료된 때 등에서 밸브가 개방된다. 따라서, 배출 경로를 경유하여 고압수를 배출함에 의해, 고압수의 압력을 저감시킬 수 있다. 또한, 이 가공 장치에서는, 배출 경로를 경유하여 배출되는 고압수에는 연마재는 포함되어 있지 않다.

제 2 타입의 가공 장치는, 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치의 하나로서, 인다이렉트 펌핑(Indirect Pumping)이라고 불리는 방법을 이용하는 가공 장치이다(예를 들면, 무네히로 슈코, 외 8명, 「워터 제트 연마 가공기의 개발」, 히로시마켄리쓰 동부공업기술센터 연구보고 제 15호(2002), 평성 14년 8월 29일, p.31의 제 31페이지 및 도 2 참조). 이 가공 장치에서는, 탱크(Storage Vessel)의 내부에 전진 및 후퇴하는 것이 가능하게 마련된 분리판(Isolator)에 의해, 탱크가 구획되어 있다. 탱크의 하부에는, 연마재를 분산된 상태로 포함하고 있는 가공수(현탁수 : Suspension)가 저장되어 있다. 탱크의 상부로부터 공급된 고압수(High Pressure Water)가 분리판을 가압한다. 이로써, 노즐로부터 가공수가 고속으로 분사된다.

제 3 타입의 가공 장치는, 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치의 하나로서, 바이패스 프린시플(Bypass Principle)이라고 불리는 방법을 이용하는 가공 장치이다(예를 들면, 무네히로 슈코, 외 8명, 「워터 제트 연마 가공기의 개발」, 히로시마켄리쓰 동부공업기술센터 연구보고 제 15호(2002), 평성 14년 8월 29일, p.31의 제 31페이지 및 도 2 참조). 이 가공 장치에서는, 탱크(Storage Vesse1)의 내부에는 분리판이 마련되어 있지 않다. 또한, 탱크의 하부에는, 연마재(Abrasives)가, 침강하여 퇴적한 상태(침전된 상태)로 저장되어 있다. 또한, 바이패스 배관(Bypass)을 경유하여 탱크의 상부로부터 공급된 고압수(High Pressure Water)가, 퇴적한 연마재를 가압한다. 이로써, 탱크의 하방부터 압출된 연마재가 배관 내로 흡입되고, 배관 내에서 연마재가 고압수에 혼합됨에 의해 혼합수가 생성된다. 그 후, 노즐로부터 혼합수가 고속으로 분사되고, 그 고속으로 분사되는 혼합수가 가공수로서 기능한다.

그런데, 상술한 제 2 타입의 가공 장치 및 제 3 타입의 가공 장치에서도, 고압수가 사용되고 있기 때문에, 긴급 사태가 발생한 경우에는 안전상의 이유로 탱크 내의 고압수의 압력을 저감시킬 필요가 있다. 그래서, 제 1 타입의 가공 장치와 마찬가지로, 노즐의 바로 상류의 배관에 접속된 안전장치로서, 밸브와 그 밸브에 접속된 배출 경로가 마련되어 있다.

다음에, 제 3 타입의 가공 장치 및 그 안전장치가, 도 3을 참조하여 구체적으로 설명된다. 도 3은, 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치중 바이패스 프린시플(Bypass-Principle)이라고 불리는 방법을 이용하는 가공 장치의 개략을 도시하는 블록도이다. 또한, 본 명세서에 포함되는 어느 도면도, 설명의 간편을 위해, 적절히 생략 또는 과장하여 모식적으로 그려져 있다.

도 3에 도시되는 바와 같이, 바이패스 프린시플(Bypass-Principle)이라고 불리는 방법을 이용하는 가공 장치는, 고압 펌프(고압수원)(1)와, 고압 펌프(1)에 접속된 주배관(2)과, 주배관(2)의 단(端)에 접속된 노즐(3)을 갖는다. 또한, 주배관(2)으로부터 분기되도록 가압용 배관(4)이 마련되고, 가압용 배관(4)은 탱크(5)의 상부에 접속되어 있다. 가압용 배관(4)의 내부에서는, 가압용의 고압수가 유동한다. 가압용 배관(4)의 도중에는, 가압용 밸브(6)가 마련되어 있다. 탱크(5)의 하부에는, 연마재 공급용 배관(7)의 일단이 접속되어 있다. 연마재 공급용 배관(7)의 타단은, 주배관(2)에 있어서의 가압용 배관(4)과의 분기부보다도 하류측에서, 주배관(2)에 접속되어 있다. 또한, 주배관(2)에서의 연마재 공급용 배관(7)과의 접속부보다도 하류측에서 주배관(2)에 감압용 배관(8)이 접속되고, 감압용 배관(8)은 감 압용 밸브(9)를 경유하여 배출구(10)까지 늘어나 있다. 또한, 감압용 배관(8)과 감압용 밸브(9)와 배출구(10)가, 감압용 배관계(11)를 구성한다.

탱크(5)의 내부에는, 연마재를 포함하고 있는 물이 저장되어 있다. 통상의 상태에서는, 탱크(5)의 하부에서는, 연마재가 퇴적한 상태로 저장되어 있고, 환언하면 연마재가 고농도로 포함되는 고압의 고농도수(高濃度水)(12)가 저장되어 있다. 한편, 탱크(5)의 상부에서는, 연마재를 실질적으로 포함하지 않는 고압의 청수(淸水)(13)가 저장되어 있다. 노즐(3)의 하방에는, XYZ의 3방향의 각각으로 이동 가능한 스테이지(14)가 마련되고, 스테이지(14)의 윗면에는 흡착 또는 점착 등에 의해 피가공물(15)이 고정되어 있다. 이 피가공물(15)은, 예를 들면, 리드 프레임 또는 프린트 기판 등의 위에 장착된 반도체 침이 수지 밀봉된 수지 밀봉체 또는 반도체 웨이퍼 등이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「고압수」라고 하는 용어는, 탱크(5)에 공급되는 가압용의 고압수를 의미하는 외에, 탱크(5) 내에서의 고압의 고농도수(12)와 고압의 청수(13)의 어느 한쪽 또는 쌍방을 의미한다.

다음에, 도 3에 도시된 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치의 동작이 설명된다. 감압용 밸브(9)가 폐쇄된 상태에서 가압용 밸브(6)를 개방함에 의해, 가압용 배관(4)을 경유하여 가압용의 고압수가 탱크(5)에 공급되고, 탱크(5)의 내부에서 청수(13)가 고농도수(12)를 가압한다. 그와 함께, 주배관(2)의 내부를 고압으로 유동하는 유동수(도시 생략)에 의해, 연마재 공급용 배관(7)을 경유하여 주배관(2)의 내부에 고농도수(12)가 흡인된다, 이들에 의해, 주배관(2)의 내부에서 고농도수(12)에 포함되는 연마재가 유동수에 혼합되어, 그 결과, 혼합수가 생성된다. 이 혼합수가 노즐(3)로부터 고속으로 분사되고, 분사되는 혼합수가 가공수(16)로서 기능한다.

특허 문헌 1 : 일본 특개평 3-066600호 공보(제 9페이지, 도 4)

비특허 문헌 1 : 무네히로 슈코, 외 8명, 「워터 제트 연마 가공기의 개발」, 일본 히로시마켄리쓰 동부공업기술센터 연구보고 제 15호(2002), 평성 14년 8월 29일, p.31

그러나, 상술한 제 2 타입의 가공 장치 및 제 3 타입의 가공 장치를 포함하는 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에 의하면, 탱크 내의 고압수의 압력을 저감시키는 경우에 다음과 같은 문제가 생긴다. 제 1의 문제는, 감압용 배관계(11)를 경유하여 배출되는 고압의 유동수에 연마재가 포함되어 있는 것에 기인하는 문제이다. 구체적으로는, 감압용 배관(8)과 감압용 밸브(9)와 배출구(10)에서 연마재에 의한 마모 및 손상 등이 발생한다는 문제이다.

제 2의 문제는, 감압용 배관계(11)가, 고압의 유동수가 유동하는 배관계(주배관(2), 고압 펌프(1) 등)에 접속되어 있는 것에 기인하는 문제이다. 이와 같은 접속은, 고압의 유동수가 감압용 배관계(11)에 직접 유입하여 버리는 작용을 발생시킨다. 구체적인 문제로서는, 우선, 감압용 밸브(9)를 개방한(또는 폐쇄한) 때에 급격한 흐름의 변화가 발생함에 의해, 감압용 밸브(9)와 감압용 배관(8)이 기계적 인 데미지를 받는다는 문제가 있다. 이것에 의해, 감압용 밸브(9)와 감압용 배관(8)에 손상 등이 발생할 우려가 있다. 이 문제는, 제 1의 문제, 즉 유동수에 포함된 연마재에 의해 발생하는 마모 및 손상 등의 정도를, 더욱 크게 한다. 다음에, 감압용 밸브(9)를 개방한(또는 폐쇄한) 때에 발생한 충격파에 의해, 감압용 밸브(9) 및 감압용 배관(8)만이 아니라, 주배관(2)에 접속되어 있는 다른 기기, 예를 들면 고압 펌프(1)도, 기계적인 데미지를 받는다는 문제가 있다. 이것에 의해, 주배관(2) 및 고압 펌프(1) 등에 손상 등이 발생할 우려가 있다. 이 문제는, 연마재가 유동수에 포함되어 있는 것과는 무관계로 발생한다.

본 발명은, 상술한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에서 이용될 수 있는 안전기구로서, 가공 장치에 악영향을 주는 일 없이 탱크 내의 고압수의 압력을 저감시킬 수 있는 안전기구를 제공하는 것이다.

실시의 형태의 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치는, 탱크를 구비하고 있다. 탱크의 하부에는, 연마재가 고농도로 포함되는 고압의 고농도수가 저장되어 있다. 탱크의 상부에는, 연마재가 실질적으로 포함되지 않은 고압의 청수가 저장되어 있다. 또한, 탱크의 상부에는, 탱크에 공급되는 가압용의 고압수가 유동하는 가압용 배관이 접속되어 있다. 가압용 배관에는, 가압용 밸브가 마련되어 있다. 또한, 가공 장치는, 고농도수를 노즐을 향하여 공급하는 연마재 공급용 배관을 구비하고 있다. 또한, 가공 장치는, 안전기구로서, 탱크의 상부에 접속된 감압용 배관과, 감압용 배관에 마련된 감압용 밸브와, 감압용 배관에서 감압용 밸브보다도 하류측에 마련된 감압 기구를 구비한다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부한 도면과 관련하여 이해되는 본 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시의 형태의 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에서의 안전기구가 설명된다. 실시의 형태의 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치는, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 탱크(5)를 구비하고 있다. 탱크(5)의 하부에는, 연마재가 고농도로 포함되는 고압의 고농도수(12)가 저장되어 있다. 탱크(5)의 상부에는, 연마재가 실질적으로 포함되지 않은 고압의 청수(13)가 저장되어 있다. 또한, 탱크(5)의 상부에는, 탱크(5)에 공급되는 가압용의 고압수가 유동하는 가압용 배관(4)이 접속되어 있다. 가압용 배관(4)에는, 가압용 밸브(6)가 마련되어 있다. 또한, 가공 장치는, 고농도수(12)를 노즐(3)을 향하여 공급하는 연마재 공급용 배관(7)을 구비하고 있다. 또한, 가공 장치는, 안전기구로서, 탱크(5)의 상부에 접속된 감압용 배관(8, 19)과, 감압용 배관(8, 19)에 마련된 감압용 밸브(9)와, 감압용 배관(8, 19)에서 감압용 밸브(9)보다도 하류측에 마련된 감압 기구(27)를 구비한다.

또한, 전술한 감압 기구(27)는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 감압용 배관(8) 보다도 작은 내경을 갖는 소경부(17)와, 소경부(17)를 통과한 청수(13)를 배출하는 배출구(10)를 갖고 있어도 좋다.

또한, 전술한 감압 기구(27)는, 도 2에 도시되는 바와 같이, 감압용 배관(19)에 접속된 감압용 실린더(20)와, 그 감압용 실린더(20)의 내부에 마련되고 감압용 배관(19)을 경유하여 유입하는 고압의 청수(13)에 의해 가압되는 피스톤(22)과, 피스톤(22)이 받은 압력을 흡수하는 압력 흡수 기구(24)를 갖고 있어도 좋다.

도 1 및 도 2에 도시되는 실시의 형태의 가공 장치에 의하면, 탱크(5)의 상부에서의 내부에, 연마재가 실질적으로 포함되지 않은 고압의 청수(13)가 저장되어 있다. 또한, 탱크(5)의 상부에는 감압용 배관(8, 19)이 접속되어 있다. 이들에 의해, 연마재가 실질적으로 포함되지 않은 고압의 청수(13)가, 감압용 배관(8, 19)과 감압용 밸브(9)를 경유하여 감압 기구(27)에 유입한다. 따라서, 감압용 배관(8, 19)과 감압용 밸브(9)와 감압 기구(27)에서, 연마재에 의한 마모 및 손상의 발생이 방지된다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시되는 실시의 형태의 가공 장치에 의하면, 가압용의 고압수가 유동하는 배관계로부터, 감압용 배관(8, 19)과 감압용 밸브(9)와 감압 기구(27)가 분리되어 있다. 따라서, 가압용의 고압수에 의해 가공 장치에 악영향을 주는 일이 없고, 탱크(5) 내의 고압수의 압력이 저감된다.

또한, 도 1에 도시된 가공 장치에 의하면, 감압용 배관(8)에서 소경부(17)가 마련되어 있다. 이로써, 소경부(17)에서 고압수가 유동함에 의해, 그 고압수의 압 력이 서서히 저감한다. 따라서, 간단한 구성을 갖는 안전장치가 실현된다,

또한, 도 2에 도시된 가공 장치에 의하면, 감압용 배관(19)에 접속된 감압용 실린더(20)와, 감압용 실린더(20)의 내부에 마련되고 감압용 배관(19)을 경유하여 유입하는 고압의 청수(13)에 의해 가압되는 피스톤(22)과, 피스톤(22)이 받은 압력을 흡수하는 압력 흡수 기구(24)를 갖는다, 이로써, 피스톤(22)을 매개로 하여 받은 압력이 압력 흡수 기구(24)에 의해 흡수된다. 따라서, 고압수의 압력이 서서히 저감한다.

[실시예 1]

본 발명의 실시예 1의 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에서의 안전기구가, 도 1을 참조하여 설명된다. 도 1은, 본 실시예의 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에서의 안전기구의 개략을 도시하는 블록도이다. 이하에 설명되는 가공 장치의 구성 요소가 도 3에 도시된 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 경우에는, 그 구성 요소에는 도 3에 도시된 구성 요소와 같은 참조 부호가 붙여져 있고, 그 설명은 반복하지 않는다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 실시예에서는, 감압용 배관(8)이 탱크(5)의 상부(상단면)에 접속되어 있다. 환언하면, 가압용 배관(4)과 감압용 배관(8)이, 탱크(5)의 상단면에 접속되어 있다. 또한, 감압용 배관(8)에서의 감압용 밸브(9)와 배출구(10) 사이에, 감압용 배관(8)보다도 작은 내경을 갖는 소경부(17)가 마련되어 있다. 또한, 감압용 배관(8)과 감압용 밸브(9)와 소경부(17)와 배출구(10)가 감압용 배관계(18)를 구성한다.

다음에, 도 1에 도시되어 있는 안전기구의 동작이 설명된다. 긴급 사태가 발생하고, 그 때문에, 탱크(5)의 내부를 감압하는 것이 필요한 경우에는, 가압용 밸브(6)가 폐쇄됨과 함께 감압용 밸브(9)가 개방된다. 이로써, 탱크(5)에 대한 가압용의 고압수의 공급이 정지됨과 함께, 감압용 배관(8)과 감압용 밸브(9)를 경유하여 고압의 청수(13)가 소경부(17)에 유입한다. 또한, 고압의 청수(13)는, 소경부(17)를 통과함에 의해 감압되고, 감압된 청수(13)가 배출구(10)로부터 배출된다.

본 실시예의 안전기구에 의하면, 다음 효과를 얻을 수 있다. 첫째, 감압용 배관(8)이 탱크(5)의 상단면에 접속되어 있고, 또한, 탱크(5)의 상부에서의 내부에는 고압의 청수(13)가 저장되어 있기 때문에, 감압용 배관계(18)에 연마재가 유입하는 것이 억제된다. 따라서, 감압용 배관(8)과 감압용 밸브(9)와 소경부(17)와 배출구(10)에서의 연마재에 의한 마모 및 손상 등의 발생이 방지된다(제 1의 효과).

둘째, 고압의 유동수가 유동하는 배관계(주배관(2), 고압 펌프(1) 등)에 감압용 배관계(18)가 접속되어 있지 않기 때문에, 고압의 유동수가 감압용 배관계(18)에 직접 유입하는 일이 없다. 이로써, 우선, 감압용 밸브(9)를 개방한(또는 폐쇄한) 때에 있어서, 급격한 흐름의 변화의 발생이 억제된다. 따라서, 감압용 배관계(18)가 기계적인 데미지를 받기 어렵기 때문에, 감압용 배관계(18)에서의 손상 등의 발생이 방지된다. 또한, 감압용 밸브(9)가 개방한(또는 폐쇄한) 때에 있어서, 충격파의 발생이 억제된다. 이것에 의해, 주배관(2)에 접속되어 있는 다른 기기, 예를 들면 고압 펌프(1)가 충격파에 의한 기계적인 데미지를 받는 일이 없다. 따라서, 주배관(2), 고압 펌프(1) 등에서의 손상 등의 발생이 방지된다. 이상을 정리하 면, 고압의 유동수가 감압용 배관계(18)에 직접 유입하지 않음에 의해, 감압용 배관계(18), 주배관(2) 및 고압 펌프(1) 등에서 손상 등의 발생이 방지된다(제 2의 효과). 이 효과를 얻을 수 있는 과정에 있어서, 탱크(5)는 완충 기구로서 기능한다.

셋째, 고압수가 저장된 탱크(5)의 상부로부터 감압용 배관(8)과 감압용 밸브(9)를 경유하여 고압수가 유출되고, 그 고압수가 소경부(17)를 통과할 때에 감압되고, 그 후 배출구(10)로부터 배출된다. 이것에 의해, 고압수는 급격하게 감압되는 일 없이 서서히 감압된다. 환언하면, 본 실시예에서는 소경부(17)와 배출구(10)가 감압 기구로서 기능한다. 따라서, 가공 장치에 악영향을 주는 일 없이 고압수의 압력이 저감된다(제 3의 효과).

또한, 본 실시예에서의 소경부(17)의 내경과 길이는, 감압용 배관계(18)를 유동하는 유동수의 압력 등의 조건 및 어느 정도의 시간 내에 얼마만큼 감압시키는가 라는 감압곡선에 관한 요구사양 등에 응하여 결정되면 좋다. 또한, 소경부(17)로부터 배출구(10)까지의 사이에서, 감압용 배관(8)을 직선형상으로 마련함에 의해 직선부를 구성함과 함께, 직선부의 길이를 가능한 한 길게 하는 것이 바람직하다. 또한, 도시되어 있지 않지만, 가공 장치는, 직선부의 하방에 U자관 및 물탱크 등을 구비하고 있고, 감압용 밸브(9)의 바로 하류로부터 U자관 및 물탱크 등에 이르기까지의 내부에 물이 충전된 상태로 되어 있다. 이들에 의해, 소경부(17)로부터 유출된 고압수의 세력이, 직선부에서 더욱 약해진다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 다음의 2개의 경우에는 감압용 배관(8)에 연마재가 유입할 우려가 있다. 제 1의 경우는, 탱크(5)에 연마재를 보충한 직후로서, 탱크(5) 내에서 연마재가 완전히 퇴적(침전)하지 않은 경우이다. 제 2의 경우는, 탱크(5) 내에서 연마재의 양이 꽉 찬 것에 가깝게 되어 있어서, 감압용 배관(8)에 연마재가 흡인되기 쉬운 상태로 되어 있는 경우이다. 이들의 경우에서는, 감압용 배관(8)에 연마재가 잔류할 우려가 있다. 그 때문에, 잔류한 연마재가 감압용 밸브(9) 내로 유입함에 의해, 감압용 밸브(9)를 구성하는 부재에 홈 형상이 흠집이 생길 우려가 있다. 이 이상을 방지하기 위해서는, 탱크(5)의 내부가 감압된 후에, 탱크(5)의 내부가 안정된 상태에서, 가압용 밸브(6)를 개방하는 것이 바람직하다. 이로서, 가압용의 고압수에 의해 탱크(5)의 내부가 가압되기 때문에, 탱크(5)의 상부에서의 내부에 고여 있는 청수가 감압용 배관(8)과 감압용 밸브(9)에 순차로 유입한다. 따라서, 감압용 배관(8)과 감압용 밸브(9)에 잔류하고 있는 연마재가 씻겨지기 때문에, 감압용 밸브(9)의 파손이 방지된다.

[실시예 2]

본 발명의 실시예 2의 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에서의 안전기구가, 도 2를 참조하여 설명된다. 도 2는, 본 실시예의 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에서의 안전기구의 개략을 도시하는 블록도이다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 실시예 1에서의 감압용 배관(8)(도 1을 참조)과 마찬가지로, 본 실시예에서도 감압용 배관(19)이 탱크(5)의 상부(상단면)에 접속되어 있다. 그러나, 본 실시예에서는, 감압용 배관(19)은 감압용 실린더(20)에 접속되어 있다. 감압용 실린더(20)는, 폐공간(21)과 피스톤(22)과 로드(23)를 갖고 있다. 로드(23)는, 에어 실린더(24)가 갖는 로드(25)에 접속되어 있다. 에어 실린더(24)에는, 에어용 배관(26)이 접속되어 있다. 또한, 에어용 배관(26)을 경유하여, 에어 실린더(24)에 소정 압력의 에어(고압 공기)가 소정의 타이밍에 공급된다. 본 실시예에서는, 감압용 배관(19)과 감압용 밸브(9)가 감압용 배관계(18)를 구성하고, 감압용 실린더(20)와 에어 실린더(24)와 에어용 배관(26)이 감압 기구(27)를 구성한다.

다음에, 도 2에 도시되어 있는 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에서의 안전기구의 동작이 설명된다. 긴급 사태가 발생하고, 탱크(5)의 내부를 감압하는 것이 필요한 경우에는, 가압용 밸브(6)가 폐쇄함과 함께 감압용 밸브(9)가 개방된다. 이로써, 탱크(5)에 대한 가압용의 고압수의 공급이 정지된다. 그와 함께, 감압용 배관(19)과 감압용 밸브(9)를 경유하여, 감압용 실린더(20)의 폐공간(21)중 피스톤(22)에 의해 구획된 부분(도면의 상측의 부분)에, 고압의 청수(13)가 유입한다. 폐공간(21)에 유입한 고압의 청수(13)는, 피스톤(22)을 가압한다. 소정의 타이밍에 소정 압력의 에어(고압 공기)가, 에어용 배관(26)을 경유하여 에어 실린더(24)에 공급된다. 이로써, 감압용 실린더(20)의 피스톤(22)이 소정의 속도로 소정의 타이밍에 도 2에서의 하방으로 이동하기 때문에, 피스톤(22)이 받은 압력은 로드(23, 25)를 매개로 하여 흡수된다.

본 실시예의 안전기구에 의하면, 실시예 1에서의 제 1의 효과 및 제 2의 효과와 같은 효과를 얻을 수 있다. 더하여, 실시예 1에서의 제 3의 효과에 대신하여, 본 실시예에 특유한 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 그것은, 고압수가 저장된 탱크(5)의 상부로부터 감압용 배관(19)과 감압용 밸브(9)를 경유하여 고압수가 유출되고, 그 고압수가 감압 기구(27)에 의해 서서히 감압된다는 효과이다. 구체적으로는, 우선, 감압용 실린더(20)의 폐공간에 유입한 고압수가 피스톤(22)을 가압한다. 또한, 피스톤(22)을 가압하는 압력은, 에어 실린더(24)에 소정의 타이밍에 공급되는 소정 압력의 에어에 의해 흡수된다. 이로써, 고압수는 급격하게 감압되는 일 없이 서서히 감압된다. 따라서, 가공 장치에 악영향을 주는 일 없이 고압수의 압력이 저감된다(실시예 2에서의 제 3의 효과),

또한, 본 실시예의 안전기구에 의하면, 에어 실린더(24)에 공급되는 에어(고압 공기)의 압력 및 에어를 공급하는 타이밍 등을, 적절히 변경할 수 있다. 이로써, 고압수의 압력이 저감하는 정도를 적절하게 제어하는 것이 가능해진다. 따라서, 탱크(5)에 저장된 고압수의 압력 및 고압수를 감압할 때에 요구되는 감압곡선 등에 응하여, 최적의 감압 특성을 갖는 안전기구를 얻을 수 있다(실시예 2에서의 제 4의 효과).

또한, 본 실시예의 설명에서는, 감압 기구(27)의 구성 요소로서 에어(고압 공기)와 에어 실린더(24)가 사용되고 있지만, 작동 유체로서 에어에 대신하는 다른 유체가 사용되어도 좋다. 예를 들면, 감압 기구(27)의 구성 요소로서, 에어 실린더(24)에 대신하여 유압 실린더가 사용되어도 좋다. 또한, 감압 기구(27)의 구성 요소로서 다른 액추에이터가 사용되어도 좋다.

또한, 감압용 실린더(20)의 로드(23)에 접속된 볼 나사와, 그 볼 나사를 구동하는 전동 모터와의 조합이 사용되어도 좋다. 이 경우에는, 감압용 실린더(20)의 폐공간(21)에 유입한 고압수의 압력을 검출하고, 검출된 압력에 응하여 전동 모터를 회전시키는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 감압용 실린더(20)의 피스톤(22)을 소정의 속도로 이동시킴에 의해, 감압용 실린더(20)의 폐공간에 유입한 고압수가 서서히 감압된다.

또한, 전술한 실시예 1의 안전기구와 실시예 2의 안전기구를, 다음과 같은 기준에 의거하여, 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다. 우선, 실시예 1의 안전기구에 의하면, 감압용 배관계(18)에 소경부(17)가 마련되어 있기 때문에, 소형이면서 저가격의 안전기구를 얻을 수 있다. 단, 실시예 1의 안전기구의 감압 성능은 소경부(17)의 내경과 길이에 의존한다. 따라서, 요구되는 감압 성능이 어느 정도 일정하게 유지되어 있고, 더욱 소형이며 저가격의 안전기구를 실현하는 것이 요구되어 있는 경우에는, 실시예 1을 채용하는 것이 바람직하다. 또한, 실시예 2의 안전기구에 의하면, 에어 실린더(24)에 공급된 에어의 압력 및 에어를 공급한 타이밍 등을 변경함에 의해, 감압 특성을 변화시킬 수 있다. 단, 감압용 실린더(20)의 폐공간이, 탱크(5)의 용적에 필적하는 만큼의 용적(바람직하게는 대충 동등한 용적)을 갖고 있는 것이 바람직하다. 따라서, 소형이면서 저가격인 것보다도 최적의 감압 특성을 얻는 쪽이 중시되는 것이라면, 실시예 2의 안전기구를 채용하는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 각 실시예에서는, 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치중 바이패스 프린시플(Bypass-Principle)이라고 불리는 방법을 통한 가공 장치가 설명되었다. 그러나, 본 발명의 안전기구는, 이것으로 한하지 않고, 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치중, 탱크의 내부에 전진 및 후퇴하는 것이 가능하게 마련된 분리판을 갖는 인다이렉트 펌핑(Indirect Pumping)이라고 불리는 방법을 이용하는 가공 장치에 대해서도, 적용될 수 있다. 이 경우에도, 탱크의 내부에서, 연마재를 실질적으로 포함하지 않는 고압의 청수가 분리판의 상측, 즉 상부에 저장되고, 연력재가 고농도로 포함되는 고압의 고농도수가 분리판의 하측, 즉 하부에 저장된다. 또한, 이 경우에도, 상술한 각 실시예에서 설명된 효과와 같은 효과를 얻을 수 있다.

또한, 감압용 배관(8)이 탱크(5)의 상단면에 접속되어 있는 것으로 하였다. 그러나, 본 발명의 안전기구는, 이것으로 한하지 않고, 감압용 배관(8)이 탱크(5)의 상부에 접속되어 있는 것이면 좋다. 예를 들면, 감압용 배관(8)이 탱크(5)의 상부에서의 측면에 접속되어 있어도 좋다. 이 구성에 의해서도, 도 1과 도 2에 도시된 감압용 배관계(18)에 연마재가 유입하는 것이 억제된다.

본 발명을 상세히 설명하고 나타내 왔지만, 이것은 예시를 위한 것일 뿐, 한정으로 취하면 않되고, 발명의 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해서만 한정되는 것이 분명히 이해될 것이다.

도 1은 실시예 1의 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에서의 안전기구의 개략을 도시하는 블록도.

도 2는 실시예 2의 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에서의 안전기구의 개략을 도시하는 블록도.

도 3은 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치중 바이패스 프린시플(Bypass-Principle) 방법을 이용하는 가공 장치의 개략을 도시하는 블록도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 고압 펌프

2 : 주배관

3 : 노즐

4 : 가압용 배관

5 : 탱크

6 : 가압용 밸브

7 : 연마재 공급용 배관

8, 19 : 감압용 배관

9 : 감압용 밸브

10 : 배출구

11, 18 : 감압용 배관계

12 : 고농도수

13 : 청수

14 : 스테이지

15 : 피가공물

16 : 가공수

17 : 소경부

20 : 감압용 실린더

21 : 폐공간

22 : 피스톤

23, 25 : 로드

24 : 에어 실린더(압력 흡수 기구)

26 : 에어용 배관

27 : 감압 기구

Claims (4)

1. 탱크와,

   상기 탱크의 하부에 저장되고 연마재가 고농도로 포함되는 고압의 고농도수와,

   상기 탱크의 상부에 저장되고 상기 연마재가 실질적으로 포함되지 않은 고압의 청수와,

   상기 탱크의 상부에 접속되고 상기 탱크에 공급되는 가압용의 고압수가 유동하는 가압용 배관과,

   상기 가압용 배관에 마련된 가압용 밸브와, 상기 고농도수를 노즐을 향하여 공급하는 연마재 공급용 배관을 구비한 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에서 이용될 수 있는 안전기구에 있어서,

   상기 안전기구는,

   상기 탱크의 상부에 접속된 감압용 배관과,

   상기 감압용 배관에 마련된 감압용 밸브와,

   상기 감압용 배관에서 상기 감압용 밸브보다도 하류측에 마련되고, 상기 탱크, 상기 감압용 배관, 및 상기 감압용 밸브 내에 존재하는 상기 고압의 청수를 서서히 감압하는 감압 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치에서 이용될 수 있는 안전기구.
2. 탱크와,

   상기 탱크의 하부에 저장되고 연마재가 고농도로 포함되는 고압의 고농도수와,

   상기 탱크의 상부에 저장되고 상기 연마재가 실질적으로 포함되지 않은 고압의 청수와,

   상기 탱크의 상부에 접속되고 상기 탱크에 공급되는 가압용의 고압수가 유동하는 가압용 배관과,

   상기 가압용 배관에 마련된 가압용 밸브와, 상기 고농도수를 노즐을 향하여 공급하는 연마재 공급용 배관과,

   상기 탱크의 상부에 접속된 감압용 배관과,

   상기 감압용 배관에 마련된 감압용 밸브와,

   상기 감압용 배관에서 상기 감압용 밸브보다도 하류측에 마련되고, 상기 탱크, 상기 감압용 배관, 및 상기 감압용 밸브 내에 존재하는 상기 고압의 청수를 서서히 감압하는 감압 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 감압 기구는,

   상기 감압용 배관보다도 작은 내경을 갖는 소경부와,

   상기 소경부를 통과한 상기 청수를 배출하는 배출구를 갖는 것을 특징으로 하는 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 감압 기구는,

   상기 감압용 배관에 접속된 감압용 실린더와,

   상기 감압용 실린더의 내부에 마련되고 상기 감압용 배관을 경유하여 유입하는 고압의 상기 청수에 의해 가압되는 피스톤과,

   상기 피스톤이 받은 압력을 흡수하는 압력 흡수 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 어브레시브 서스펜션 제트 가공 장치.

Images