KR20150037553A - 탄성 연마재의 제조방법, 탄성 연마재의 제조장치, 탄성 연마재의 재생방법을 포함한 탄성 연마재 블라스트 가공방법 및 탄성 연마재의 재생장치를 포함한 탄성 연마재 블라스트 가공장치 - Google Patents

Abstract

탄성 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시킨 탄성 연마재를 사용했을 경우이더라도 장시간, 안정되어 가공을 실시할 수 있는 순환식의 블라스트 가공장치를 얻는다. 연마재 회수부(20)으로부터 도입된 회수 연마재와 연마용 입자 공급기(13)로부터 도입된 연마용 입자를 모두 기체류 중으로 도입해 고기이상류를 생성해, 상기 기체류 중에서 상기 연마용 입자와 상기 핵체를 혼합하는 혼합기(11)와, 상기 혼합기(11)로 생성된 고기이상류를 통과시키는, 적어도 1곳 이상의 곡절공간을 가지는 결합기(12)를 갖춘 탄성 연마재 재생장치(10)를, 순환식의 블라스트 가공장치(1)에 설치해 순환 사용되는 탄성 연마재의 전부, 또는 일부를 재생한다.

Description

탄성 연마재의 제조방법, 탄성 연마재의 제조장치, 탄성 연마재의 재생방법을 포함한 탄성 연마재 블라스트 가공방법 및 탄성 연마재의 재생장치를 포함한 탄성 연마재 블라스트 가공장치 {METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING ELASTIC ABRASIVE, METHOD FOR BLASTING THE ELASTIC ABRASIVE INCLUDING METHOD FOR RECYCLING THE ELASTIC ABRASIVE, AND DEVICE FOR BLASTING THE ELASTIC ABRASIVE INCLUDING DEVICE FOR RECYCLING THE ELASTIC ABRASIVE}

본 발명은 탄성 연마재의 제조방법, 탄성 연마재의 제조장치, 블라스트 가공방법, 및, 블라스트 가공장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 탄성을 가지는 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시킨 구조를 가지는 탄성 연마재의 제조방법과, 상기 방법을 실시하는 제조장치, 및, 상기 탄성 연마재의 제조방법, 또는 제조장치를 탄성 연마재의 재생방법 또는 재생장치로 하여 구성 중에 포함하는, 순환식의 블라스트 가공방법, 또는 블라스트 가공장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명에 있어서 탄성 연마재의 「제조」에는, 미사용의 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시켜 실시하는 것 외, 사용에 의해 표면에서 연마용 입자가 박리(剝離)된 상태의 탄성 연마재의 핵체(표면에 연마용 입자가 잔류하고 있는 것을 포함한다)의 표면에 연마용 입자를 (재)부착시켜 실시하는, 「재생」도 포함한다.

탄성을 가지는 핵체에 연마용 입자를 반죽해, 혹은, 탄성을 가지는 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시키거나 하여, 상기 핵체에 연마용 입자를 담지시킨 탄성 연마재가 각종 제안되고 있으며(일본특허 제2957492호 공보, 특개 2001－207160호 공보, 실개소 55－98565호), 이 탄성 연마재를 사용해 블라스트 가공을 실시하는 것으로, 핵체가 가지는 탄성에 의해 피가공물에 대한 충돌 시의 충격이 흡수되어, 그 결과, 일반적인 블라스트 가공을 실시하는 경우에 피가공물의 표면에 생기는 배 껍질 형상(梨地狀)의 형성을 억제하면서, 피가공물에 대하여 연마나 산화 피막의 제거, 버(burr) 제거 등의 처리를 실시하는 것을 가능하게 하고 있다.

특히, 충돌 시에 있어서의 반도(反跳;resilience)를 방지할 수 있는 반발 탄성률로 억제한 핵체를 사용한 탄성 연마재에서는, 분사된 탄성 연마재를 피가공물의 표면상에서 활주 시킴으로써, 종래의 블라스트 가공에서는 불가능했던 경면연마에 대해서도 실시할 수 있게 되어, 블라스트에 의한 가공의 폭의 확대에 크게 공헌하고 있다(특개 2006－159402호 공보).

이러한 탄성 연마재의 구조로써는, 고무 등의 탄성 재료에 의해 구성된 핵체에 연마용 입자를 반죽하는 것에 의해 핵체에 연마용 입자를 담지시킨 것 외(UM ‘8565 참조), 유지분이나 당분에 점착성을 가지는 식물섬유를 핵체로 하며(Pat＇7492), 또는 수분의 함유에 따라 점착성과 탄성을 발휘하는 젤라틴을 핵체로 하는 등(＇7160), 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시킨 구조의 것이 있다.

이 중, 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시킨 구조의 탄성 연마재의 제조는, 핵체가 상술한 것처럼 유지분이나 당분에 점착성을 가지는 식물섬유나 젤라틴과 같이 자기 점착성을 발휘하는 것인 경우에는 그대로, 자기 점착성을 가지지 않는 폴리우레탄 등의 수지를 핵체로 하는 경우에는 접착제나 점착제로 핵체를 코팅 한 후, 회전하는 드럼 내에, 핵체를 연마용 입자와 함께 투입해 교반하는 것으로, 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시킴과 동시에, 원심력에 의해 연마용 입자가 부착된 핵체를 드럼 내벽이나 다른 핵체에 대해 충돌, 마찰, 압압하는 것으로, 핵체의 표면에 연마용 입자를 압압해 강고(强固)히 동시에 고밀도로 연마용 입자를 부착시키는 것이 실시되고 있으며, 이 방법은, 사용에 의해 표면으로부터 연마용 입자가 탈락된 탄성 연마재의 재생에도 이용되고 있다.

또, 상술한 탄성 연마재 중, 핵체로써 수분의 함유에 따라 점착성이나 탄성을 발휘하는 탄성 연마재를 사용하는 경우, 시간 경과에 따르는 건조에 의해 핵체의 탄성이나 점착성이 변화해 가공 상태가 변화하는 것에 비추어 보면, 한 번 분사한 연마재를 회수해 재분사하는 순환형의 블라스트 가공장치에서, 탄성 연마재의 순환계 내에서 물을 분무하는 액체 공급 수단을 설치하는 것으로, 탄성 연마재의 함유 수분량을 조정할 수 있도록 하는 것도 제안되고 있다(특개 2009－125818호 공보).

일본특허 제2957492호 공보 일본특개 2001－207160호 공보 일본실개 소 55－98565호 일본특개 2006－159402호 공보 일본특개 2009－125818호 공보

종래 기술로써 설명한 탄성 연마재 중, 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시킨 구조의 탄성 연마재를 사용해 블라스트 가공을 실시하는 경우, 충돌 시의 충격이나 마찰에 의해, 탄성 연마재의 핵체 표면에 부착하고 있는 연마용 입자는 탈락하며, 피가공물에 대한 충돌 횟수가 증가함에 따라, 핵체 표면에 부착하는 연마용 입자량은 감소한다.

그 때문에, 순환식의 블라스트 가공장치로 탄성 연마재를 사용한 블라스트 가공을 실시하는 경우, 도 10에 나타나듯이 탄성 연마재의 절삭 능력은 시간의 경과와 함께 서서히 저하하며, 탄성 연마재가 새로운 상태에서 실시된 피가공물에 대한 가공 상태와 반복해 사용된 탄성 연마재를 사용해 실시한 피가공물에 대한 가공 상태에서는, 광택이나 경면도 등의 표면의 상태에 큰 차이가 생긴다.

이와 같이 가공 상태가 변화하는 것을 방지하기 위해서, 일정시간마다 탄성 연마재를 새로운 것으로 교체했다고 해도, 교체 직후에는 일시적으로 절삭량이 증대하지만, 그 후, 시간의 경과와 함께 절삭량이 저하해, 절삭량은, 도 10에 나타나듯이 안정되지 못하고 변화하기 때문에, 여전히 일정 품질로 피가공물의 가공을 실시할 수 없다.

그 때문에, 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시킨 구조를 가지는 탄성 연마재를 사용해 블라스트 가공을 실시하는 경우에는, 탄성 연마재를 1회 사용마다 교환하는 배치(batch)식의 처리로 하거나, 또는, 몇 차례 정도의 순환 사용으로 단기에 새로운 탄성 연마재와 교환하는 것이 필요하게 되어, 그 때마다 블라스트 작업이 중단되기 때문에 생산성이 큰 폭으로 저하하는 문제가 있다.

또한, ＇5818에서 소개한 것처럼, 함유 수분량의 변화에 따라 탄성이나 점착성이 변화하는 핵체를 갖춘 탄성 연마재를 사용해서 실시하는 블라스트 가공에서는, 가공 상태를 일정하게 하기 위해서, 순환식의 블라스트 가공장치에서 연마재의 순환계 내에 물을 분무하는 액체 공급 수단을 설치함으로써, 탄성 연마재를 순환 사용했을 경우에도 탄성 연마재의 건조에 따른 가공 상태의 변화가 생기지 않도록 하는 것도 제안되고 있으며, 핵체의 표면에서 탈락한 연마용 입자에 있어서도, 똑같이 연마재의 순환계 내에서 탄성 연마재를 재생할 수 있으면, 가공을 중단하는 일 없이, 연속해서 블라스트 가공을 실시하는 것이 가능해진다.

그러나, 핵체의 표면으로부터 연마용 입자가 탈락한 탄성 연마재의 재생은, 상술한 것처럼 재생 대상으로 하는 탄성 연마재를, 연마용 입자와 함께 드럼 내에 투입해 교반하는 것에 의해 행해지고 있으며, 탈락에 의해 노출한 핵체의 표면에 새로운 연마용 입자를 단지 부착시킬 뿐만 아니라, 교반 시의 충돌이나 마찰, 원심력의 부여에 의해 연마용 입자를 핵체 표면에 눌러붙여 정착시킴으로써, 블라스트 가공에 의한 사용에 견딜 수 있는, 고밀도이고 동시에 강고한 연마용 입자의 부착이 되어야 하기 때문에, 수분 보급과 같이, 단지, 블라스트 가공장치 내를 순환하는 탄성 연마재에 연마용 입자를 살포하는 정도에서는, 탄성 연마재로써 재생할 수 없다.

한편, 상술한 드럼형의 탄성 연마재의 제조장치는 대형(大型)이기 때문에, 이것을 순환형 블라스트 가공장치와 조합해 사용하는 경우, 장치 구성이 대형화할 뿐만 아니라, 드럼형의 탄성 연마재의 제조장치에 의한 탄성 연마재의 재생은, 배치식에 의해 행해지기 때문에, 이것을 순환식의 블라스트 가공장치와 조합해 사용한다고 해도, 탄성 연마재를 재생할 때에는 결국, 블라스트 가공장치를 정지시키는 것이 필요하게 된다.

그래서 본 발명은, 상기 종래 기술에 있어서의 결점을 해소하기 위해서 된 것으로, 상술한 드럼형의 탄성 연마재의 제조장치와 똑같이, 핵체의 표면에 고밀도 동시에 강고하게 연마용 입자를 부착시킨 탄성 연마재를 제조할 수 있는 것이면서, 장치의 소형화가 가능하고, 또한, 연속해서 탄성 연마재를 제조하는 것을 가능하게 한, 탄성 연마재의 제조방법과 제조장치를 제공하는 것으로써, 상술한 순환식의 블라스트 가공장치를 사용한 블라스트 가공의 공정 중, 또는, 순환식의 블라스트 가공장치의 구성 중에, 탄성 연마재의 재생공정, 혹은 탄성 연마재의 재생장치를 혼합 가능하게 하는 것으로, 탄성 연마재를 사용한 블라스트 가공에서, 피가공물에 대한 가공 상태를 일정하게 유지하면서, 장시간 연속해서 가공을 실시할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

이하에, 과제를 해결하기 위한 수단을, 발명을 실시하기 위한 형태로 사용하는 부호와 함께 기재한다. 이 부호는, 특허 청구의 범위의 기재와 발명을 실시하기 위한 형태의 기재와의 대응을 분명히 하기 위한 것이며, 말할 필요도 없이, 본원 발명의 기술적 범위의 해석에 제한적으로 이용되는 것은 아니다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 탄성 연마재의 제조방법 및 제조장치는,

탄성 재료에 의해 형성되고 있음과 동시에 적어도 표면이 점착성을 가지는 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시킨 구조를 가지는 탄성 연마재의 제조에 있어서,

상기 연마용 입자와 상기 핵체를 모두 기체류 중에 도입해 고기이상류(固氣二相流)를 생성해, 상기 기체류 중에서 상기 연마용 입자와 상기 핵체를 혼합하는 혼합 공정을 실행하는 혼합기(11)와,

상기 혼합기(11)에서 생성된 상기 고기이상류를, 실시 형태에서는, 적어도 1곳 이상의 곡절공간(曲折空間)(121, 122, 또는 123)을 가지는 관로(管路)로부터 이루어지는 곡절공간을 갖춘 결합기(12)에 도입해, 상기 곡절공간(121, 122, 또는 123)을 통과시킴으로써, 상기 고기이상류의 추진력 및 또는 원심력에 의해 상기 핵체의 표면에 상기 연마용 입자를 압압해 결합시키는, 결합 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 결합 공정을 거쳐 회수된 탄성 연마재의, 상기 핵체 표면에 대한 상기 연마용 입자의 부착량을 측정하는 검사공정을 실행하는 검사수단(檢査手段)(14)과, 상기 혼합기(11)에 도입하는 연마용 입자량을 가변으로 하는 연마용 입자 칭량수단(秤量手段)(131)을 설치하고,

상기 검사수단(14)으로 측정되는 상기 연마용 입자의 부착량이, 미리 설정한 목표 부착량에 가까워지도록, 상기 연마용 입자 칭량수단(131)을 제어해 상기 혼합 공정으로 합류시키는 상기 연마용 입자량을 조정하는 제어수단(15)을 설치하는 것이어도 좋다.

이 경우, 상기 검사공정에 있어서 상기 핵체 표면에 대한 상기 연마용 입자의 부착량의 측정은, 얻어진 탄성 연마재를 쌓아 올렸을 때의 안식각(安息角)을 측정하는 것에 의해 실시할 수 있다.

또한, 상기 결합기(12)에 설치하는 곡절공간(123)은, 이것을, 상류측에서 하류측으로 향함에 따라 변화가 급(곡율(曲率)이 큼)하게 이루어지는 만곡형상(彎曲形狀)으로 하는 것이 바람직하다(청구항 4, 8).

또, 본 발명의 블라스트 가공방법 및 블라스트 가공장치는, 상술한 탄성 연마재의 제조방법 또는 제조장치를, 탄성 연마재의 재생공정, 또는 재생장치(10)로 하여, 공정 중, 혹은 장치 구성 중에 포함하는 것으로,

연마재 분사가 실시되는 블라스트 가공실(8)과, 상기 블라스트 가공실(8)의 저부에 연통하는 연마재 회수부(20)와, 상기 연마재 회수부(20) 내의 연마재를 상기 블라스트 가공실(8) 내에서 분사하는 연마재 분사수단(30)을 갖추며, 상기 블라스트 가공실(8)로부터, 연마재 회수부(20)을 개입시켜, 상기 연마재 분사수단(30)에 상기 연마재를 순환시키는 연마재의 순환계가 형성된, 순환식의 블라스트 가공장치를 사용함과 동시에, 상기 연마재로써 적어도 표면이 점착성을 가지는 탄성 재료의 핵체 표면에 연마용 입자를 부착시킨 구조의 탄성 연마재를 사용해 실시하는 블라스트 가공방법, 또는 상기 블라스트 가공방법으로 사용되는 블라스트 가공장치에 있어서,

상기 연마재의 순환계 내를 순환하는 탄성 연마재를 재생하는 재생공정을 실시하는 탄성 연마재 재생장치(10)를 포함하며,

상기 탄성 연마재 재생장치(10)가,

연마용 입자 공급기(13)로부터의 연마용 입자와 상기 연마재 회수부(20)로부터의 회수 연마재를 모두 기체류 중에 도입해 고기이상류를 생성해, 상기 기류 중에서 상기 회수 연마재와 상기 연마용 입자를 혼합하는 혼합 공정을 실행하는 혼합기(11)와,

상기 혼합기(11)로 생성된 상기 고기이상류를, 적어도 1곳 이상의 곡절공간(121, 122, 또는 123)을 가지는 관로를 갖춘 결합기(12)에 도입해, 상기 곡절공간(121, 122, 또는 123)을 통과시킴으로써, 상기 회수 연마재의 노출된 핵체 표면에 상기 연마용 입자를, 상기 고기이상류의 추진력 및 또는 원심력에 의해 압압해 결합시키는 결합 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술의 탄성 연마재 재생장치(10)는, 이것을 상기 연마재의 순환계 외에 설치해, 상기 연마재 회수부(20)에 회수된 탄성 연마재의 일부를 상기 회수 연마재로써 상기 탄성 연마재 재생장치(10)에 도입해 상기 혼합 공정과 상기 결합 공정을 실시한 후, 상기 결합 공정을 거쳐 얻은 재생 탄성 연마재를, 몇 개의 어느 위치에서 상기 연마재의 순환계 내로 되돌리는 것이어도 좋다.

또한, 상기 탄성 연마재 재생장치(10)에는, 상기 결합 공정을 거쳐 회수된 재생 탄성 연마재의 핵체 표면에 대한 상기 연마용 입자의 부착량을 측정하는 검사공정을 실행하는 검사수단(14)과, 상기 혼합기(11)에 도입하는 연마용 입자량을 가변으로 하는 연마용 입자 칭량수단(131)을 설치하며,

상기 검사수단(14)으로 측정되는 상기 연마용 입자의 부착량이, 미리 설정한 목표 부착량에 가까워지도록 상기 연마용 입자 칭량수단(131)을 제어해, 상기 혼합 공정으로 상기 기체류 중에 도입하는 연마용 입자의 양을 조정하는, 제어수단(15)을 설치하는 것이어도 좋다.

이 경우, 상기 검사공정에 있어서 상기 재생 탄성 연마재의 핵체 표면에 대한 상기 연마용 입자의 부착량의 측정을, 얻어진 재생 탄성 연마재를 쌓아 올렸을 때의 안식각을 측정하는 것에 의해 실시하는 것이어도 좋다.

또한, 결합기(12)에 설치한 상기 곡절공간(123)은, 이것을, 상류측에서 하류측으로 향함에 따라 변화가 급(곡율이 큼)하게 이루어지는 만곡형상으로 하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 본 발명의 구성에 의해, 본 발명의 탄성 연마재의 제조방법, 탄성 연마재의 제조장치에 의하면, 연마용 입자와 핵체를 기체류 중에 도입해 고기이상류를 생성하는 혼합기(11)에 의해 연마용 입자와 핵체와의 혼합을 실시하는 것으로, 점착성을 가지는 핵체를 응집시키는 일 없이, 그 표면에 균일하게 연마용 입자를 부착시킬 수가 있음과 동시에, 이와 같이 해서 연마용 입자가 표면에 부착된 핵체를, 1곳 이상의 곡절공간(121, 122, 또는 123)을 가지는 관로로부터 이루어지는 결합기(12)에 도입하는 것으로, 결합기(12)의 곡절공간(121, 122, 또는 123)을 통과할 때에, 표면에 연마용 입자가 부착한 핵체가, 상기 고기이상류의 추진력 및 또는 원심력에 의해 결합기(12)의 내벽이나 다른 핵체와 충돌해, 또는, 결합기(12)의 내벽에 눌리면서 결합기(12) 내벽상으로 전동(轉動)하는 등으로 해, 핵체의 표면에, 고밀도 동시에, 강고하게 연마용 입자를 부착시킬 수 있었다.

그 결과, 종래의 드럼형의 탄성 연마재 제조장치로 제조했을 경우와 같은 탄성 연마재를 얻을 수 있는 것이면서, 종래의 드럼형의 탄성 연마재 제조장치와 비교해 장치 구성을 큰 폭으로 소형화할 수 있음과 동시에, 배치식이 아니고 연속해서 탄성 연마재를 제조할 수 있는 탄성 연마재의 제조방법 및 제조장치를 제공할 수가 있었다.

그 결과, 본 발명의 탄성 연마재의 제조장치는, 이것을 순환식의 블라스트 가공장치 내에, 탄성 연마재 재생장치(10)로써 부가하는 것이 가능해져, 이러한 탄성 연마재 재생장치(10)를 순환식의 블라스트 가공장치에 부가해 블라스트 가공장치 내를 순환하는 탄성 연마재를 재생함으로써, 탄성 연마재의 교체를 실시하는 일 없이, 일정한 가공 정밀도를 유지한 채로, 장시간 연속해서 블라스트 가공을 실시할 수 있는 블라스트 가공장치(1)를 제공할 수가 있었다.

결합기(12)로 얻어진 탄성 연마재(재생 탄성 연마재)의 핵체 표면에 대한 연마용 입자의 부착량을 검사하는 검사수단(14)과 혼합기(11)에 도입하는 연마용 입자의 양을 조정하는 연마용 입자 칭량수단(131)을 설치함과 동시에, 상기 검사수단(14)에서 측정되는 연마용 입자의 부착량이 일정하게 되도록, 상기 연마용 입자 칭량수단(131)을 제어하는 제어수단(15)를 설치한 구성에서는, 얻어진 탄성 연마재의 핵체에 대한 연마용 입자 부착량이 항상 일정하게 되도록 할 수가 있으며, 얻어진 탄성 연마재의 품질을 균질한 것으로 할 수 있음과 동시에, 이러한 탄성 연마재의 제조장치를, 탄성 연마재 재생장치(10)로써 부가한 블라스트 가공장치(1)에서는, 장시간 연속해서 블라스트 가공을 실시했을 경우에도 가공 상태에 불균형이 생기는 것을 방지할 수가 있었다.

또한, 핵체에 대한 연마용 입자의 부착 상태의 변화에 따라, 점착성을 가지는 핵체 표면의 노출 면적이 변화하게 되며, 연마용 입자의 부착량이 적은 경우, 탄성 연마재끼리의 부착이 생기기 쉬워짐과 동시에, 연마용 입자의 부착량이 증가하면, 탄성 연마재끼리의 부착은 생기기 어려워진다.

그 때문에, 이러한 연마용 입자의 부착 상태는, 탄성 연마재(재생 탄성 연마재)를 원추형으로 쌓아 올렸을 때의 원추 측면의 경사각(안식각)을 측정하는 것에 의해, 비교적 용이하고, 또한 정확하게 측정할 수가 있었다.

또, 결합기(12)에 설치한 곡절공간을 통과하는 핵체(회수 연마재)는, 상류측에서 하류측을 향해 이동함에 따라, 추진력 내지 이동 속도가 저하하기 때문에, 도 4(B)에 나타나듯이 일정한 곡율로 만곡한 곡절공간(122)을 설치한 구성에 있어서는, 핵체에 작용하는 원심력이 하류로 향함에 따라 저하해 결합기의 내벽에 핵체를 꽉 누르는 힘이 약해지게 되지만, 상술한 것처럼 상기 결합기(12)에 설치한 곡절공간을, 도 4(C)에 나타나듯이 상류측에서 하류측으로 향함에 따라 변화가 급하게 이루어지는(곡율을 크게 한다) 만곡형상으로 한 구성에서는, 이러한 이동 속도의 저하에 의해서도 핵체에 작용하는 원심력의 저하를 억제할 수 있어, 매우 적합하게 핵체 표면에 대해 연마용 입자의 결합을 실시할 수가 있었다.

본 발명의 목적과 유리한 점들은 하기에 제공되는 도면과 바람직한 실시예의 기재로부터 보다 명백하게 될 것이다:
도 1은 본 발명의 블라스트 가공장치의 (A)는 정면도, (B)는 측면도.
도 2는 탄성 연마재 재생장치의 설명도.
도 3은 혼합기의 개략 단면도.
도 4는 결합기의 설명도이며, (A)는 직선 모양의 곡절공간을 설치한 예, (B) 및(C)는 만곡형상의 곡절공간을 설치한 예.
도 5는 연마용 입자 공급기의 모식도.
도 6은 연마용 입자 칭량수단의 모식도이며, (A)는 정면 단면도, (B)는 (A)의 B－B선 단면도.
도 7은 실시예 1에 있어서의 분사 시간에 대한 절삭량의 변화를 나타낸 그래프.
도 8은 실시예 2에 있어서의 분사 시간에 대한 절삭량의 변화를 나타낸 그래프.
도 9는 비교예(비교예 1, 2)에 있어서의 분사 시간에 대한 절삭량의 변화를 나타낸 그래프.
도 10은 탄성 연마재를 사용한 종래의 블라스트 가공에 있어서의 분사 시간과 절삭량의 관계를 나타낸 설명도.

다음에, 본 발명의 실시 형태에 대해 첨부 도면을 참조하면서 이하 설명한다.

이하에서 설명하는 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 탄성 연마재의 제조장치를, 순환식의 블라스트 가공장치 중에 탄성 연마재 재생장치로써 부가(incorporated)한 구성에 대해서 설명하지만, 본 발명의 탄성 연마재의 제조장치는, 블라스트 가공장치 중에 부가하는 일 없이, 단독으로 탄성 연마재의 제조에 사용할 수도 있다.

〔재생 등의 대상으로 하는 탄성 연마재〕

또한, 본 발명으로 제조 혹은 재생을 대상으로 하는 탄성 연마재는, 탄성 연마재 중, 적어도 표면에 점착성을 가지는 탄성의 핵체와 그 핵체의 표면에 연마용 입자가 부착된 구조의 것이며, 상기 구조의 것이라면, 각종 재질, 치수, 형상 등의 것을 대상으로 할 수가 있으며, 젤라틴이나 엘라스토머(elastomer)와 같이, 자기 점착성을 가지는 재질로 구성된 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시킨 것이어도 좋고, 또는, 폴리우레탄 등의 수지의 표면에, 상술한 자기 점착성을 가지는 재질을 코팅해 표면에 점착성을 부여한 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시킨 탄성 연마재이어도 좋다.

또, 사용하는 연마용 입자도 각종의 연마용 입자가 사용 가능하지만, 일례로서 다이아몬드, cBN, 탄화규소, 알루미나, 지르콘, 고속도강, 철탄소 합금, 유리, 수지, 동과 그 합금, 알루미늄과 그 합금 등이 사용 가능하며, 이것들을 한 종, 또는 복수종을 조합해 사용하는 것이어도 좋고, 연마용 입자의 입경도, 얻어지는 탄성 연마재의 용도에 따라 각종의 입경으로부터 선택 가능하며, 일례로서 메디안(median)지름 D50으로 0.05μm~1mm의 범위로부터 선택 가능하고, 그 형상도, 부정형, 다각형, 구상, 원주상 등, 각종 형상으로부터 선택 가능하다.

〔블라스트 가공장치의 기본 구조〕

탄성 연마재 재생장치(10)를 설치한 본 발명의 블라스트 가공장치의 구성예를 도 1(A), (B)에 나타낸다.

도 1에 나타나는 블라스트 가공장치(1)는, 연마재 분사가 실시되는 캐비닛(7) 내에 형성된 블라스트 가공실(8)과, 상기 블라스트 가공실의 저부와 연통하는, 연마재를 회수하는 회수 호퍼(hopper)인 연마재 회수부(20), 상기 연마재 회수부(20) 내의 연마재를 상기 블라스트 가공실(8) 내에서 분사하는 연마재 분사수단(30)을 갖춘 순환형의 블라스트 가공장치이며, 상기 블라스트 가공실(8)로부터, 연마재 회수부(20), 연마재 공급관(41)을 개입시켜, 상기 연마재 분사수단(30)에 이르는 연마재의 순환계가 형성되며, 연마재 분사수단(30)에서 분사된 연마재는, 이 계를 순환해 재차, 연마재 분사수단(30)에 의해 분사할 수 있도록 구성되어 있다.

상술의 블라스트 가공실(8) 내에서 연마재의 분사를 실시하는 연마재 분사수단(30)으로써 도시의 실시 형태에 있어서는, 도시하지 않은 압축 기체 공급원으로부터의 압축 기체상에 연마재를 분사하는 블라스트 건(gun)을 설치하고 있지만, 연마재의 분사는 이러한 에어식의 것으로 한정되지 않고, 회전하는 날개차에 연마용 입자를 충돌 시켜 쳐 내는 타격식, 원심력에 의해 연마재를 분사하는 원심식 등, 건식(乾式)에서 연마재를 분사 혹은 투사(본 발명에서는, 이것들을 총칭해 「분사」라고 한다.) 할 수가 있는 것이면 압축 기체에 의한 가속 이외로도 기존의 각종 방식의 연마재 분사수단을 채용하는 것이 가능하다.

연마재 분사수단(30)에 의한 연마재의 분사를 하는 블라스트 가공실(8)의 저부는 역피라미드형상으로 형성되어 호퍼형상을 이루며, 블라스트 가공실(8) 내에서 분사된 연마재는, 이 호퍼형상으로 형성된 연마재 회수부(20)에 낙하하도록 구성되어 있다.

블라스트 가공실(8) 내에는, 탄성 연마재와 분진(粉塵)을 분급하기 위한 배플판(baffle plate)이 설치되어 있고, 이 배플판에 의한 분급에 따라, 탄성 연마재를 연마재 회수부(20)로 회수함과 동시에, 분진은 배풍기(排風機)(블로어-(blower-))(25)에 의해 캐비닛(7)의 배면에 설치된 집진기(dust collector)(26) 내에 도입되어 포집된다.

탄성 연마재의 회수를 실시하는 연마재 회수부(20)의 저부에는, 연마재 공급관(41)이 연통되어 있으며, 이 연마재 공급관(41)이, 도시의 예에서는 석션(suction)식의 블라스트 건인 연마재 분사수단(30)에 연통되고 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 탄성 연마재와 분진의 분급을, 상술한 배플판에 의해 실시하는 구성에 대해서 설명했지만, 이 구성을 대신해, 예를 들면 연마재 회수부(20)를 사이클론형의 연마재 탱크에 의해 구성하여, 탄성 연마재와 분진을 분급할 수 있도록 해도 좋다.

이 블라스트 건(30)에는, 도시하지 않은 압축 공기 공급원으로부터의 압축 공기가 도입되고 있으며, 이 압축 공기 공급원으로부터의 압축 공기를 블라스트 건(30) 내에 도입하는 것으로, 블라스트 건(30) 내에서 생긴 부압에 의해 연마재 공급관(41)을 통하여 연마재 회수부(20) 내의 연마재가 빨려 들여가, 압축 공기와 함께 블라스트 가공실(8) 내로 분사할 수 있게 되어 있다.

이와 같이, 도시의 순환식의 블라스트 가공장치(1)에서는, 연마재 분사수단(30)에 의해 분사된 연마재는, 블라스트 가공실(8), 연마재 회수부(20)를 통하여 재차, 연마재 분사수단(30)으로 도입되어 분사되는, 연마재의 순환계가 형성되어 있기 때문에, 연마재를 순환 사용해서 장시간, 연속해서 블라스트 가공을 실시할 수 있도록 구성되고 있다.

〔탄성 연마재 재생장치〕

이상과 같이 구성된 순환식의 블라스트 가공장치(1)에서는, 연마재를 순환해서 사용함으로써, 장시간, 연속해서 블라스트 가공을 실시하는 것이 가능하지만, 연마재로써 탄성 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시킨 구조의 탄성 연마재를 사용하는 경우, 피가공물과의 충돌에 의해 핵체 표면에 부착되어 있는 연마용 입자가 탈락해, 순환 사용을 반복하는 동안에 서서히 절삭 능력이 저하되기 때문에, 분사 압력이나 분사 속도 등의 다른 가공 조건을 일정하게 유지하고 가공을 실시하는 경우에도, 피가공물에 대한 가공 상태가 변화한다.

그래서, 본 발명의 블라스트 가공장치(1)에 있어서는, 상술한 연마재의 순환계내를 순환하는 탄성 연마재를 재생하는 탄성 연마재 재생장치(10)를 설치함으로써, 시간 경과에 의해서도 가공 상태를 변화시키는 일 없이, 장시간, 연속해서 블라스트 가공이 가능하다.

도 2 중에 탄성 연마재 재생장치를 부호 10으로 나타내었다. 이 탄성 연마재 재생장치(10)는, 적어도, 회수 연마재와 연마용 입자를 혼합하는 혼합기(11)와, 상기 혼합기(11)에 의한 혼합으로 연마용 입자가 핵체의 노출 부분에 부착한 회수 연마재의 상기 핵체 표면에 상기 연마용 입자를 압압해 결합시키는 결합기(12)를 포함하며, 도시의 실시 형태에 있어서는, 이 혼합기(11)와 결합기(12)를, 연마재의 순환계와는 다른 유로로서 설치하고 있다.

또한, 도시의 실시 형태에 있어서는, 상술의 혼합기(11)에 대해서 연마용 입자의 도입을 실시하는 연마용 입자 공급기(13)에, 도입하는 연마용 입자의 양을 가변으로 하는 연마용 입자 칭량수단(131)(도 5, 6 참조)을 설치함과 동시에, 상술의 결합기(12)에 의한 결합으로 재생된 재생 탄성 연마재의 핵체 표면에 대한 연마용 입자의 부착량을 측정하는 검사수단(14)를 포함하며, 이 검사수단(14)에 의한 측정 결과의 피드백을 받아, 측정된 연마용 입자의 부착량을 미리 설정된 목표 부착량에 가까워지도록, 상기 연마용 입자 칭량수단(131)을 제어해, 연마용 입자의 도입량을 변화시키는, 제어수단(15)을 설치하고 있다.

〔혼합기〕

상술의 혼합기(11)는, 재생 대상인 회수 연마재와 이 회수 연마재의 핵체 표면에 부착시키는 연마용 입자를, 모두 기체류에 합류시켜 고기이상류를 생성하는 것에 의해, 그 기류 중에서 회수 연마재와 연마용 입자를 혼합해, 회수 연마재의 표면 중, 연마용 입자가 탈락해서 핵체가 노출되어 있는 부분에 대해, 새로운 연마용 입자를 부착시킨다.

이 혼합기는, 도 3에 나타나듯이, 내부에 연마용 입자 흡입실(112)이 형성된 제1 바디(body)(111)와 회수 연마재 흡입실(114)이 형성된 제2 바디(113)를, 중간 하우징(115)을 개입시켜 연결된다. 또한, 도시하지 않은 압축 기체 공급원에 후단(後端)이 연통된 제1 에어제트(116)의 선단(先端)을 제1바디(111)의 연마용 입자 흡입실(112) 내에 삽입하고, 또한 상기 제1 에어제트(116)의 선단에 후단이 위치하고, 또한, 선단을 상기 회수 연마재 흡입실(114) 내에 삽입됨과 동시에 혼합기(11)의 출구(118)를 향하는 제2 에어제트(117)를 갖추고 있다.

그리고, 연마용 입자 흡입실(112)의 흡입구(112a)를, 연마용 입자 공급관(42)을 개입시켜 연마용 입자 공급기(13)에 연통함과 동시에, 상기 회수 연마재 흡입실(114)의 흡입구(114a)를, 회수 연마재 공급관(43)을 개입시켜 연마재 회수부(20)의 저부에 연통하고 있다.

상기 구성의 혼합기(11)에 있어서, 제1 에어제트(116)에 대해 압축 기체 공급원으로부터의 압축 기체를 도입해 제1 에어제트(116)의 선단으로부터 제2 에어제트(117)의 후단을 향해서 분사하면, 이 압축 기체의 분사에 의해 연마용 입자 흡입실(112) 내가 부압이 되어, 연마용 입자 공급기(13)로부터의 연마용 입자가 연마용 입자 흡입실(112) 내로 흡입되어 제1 에어제트(116)의 선단으로부터 분사된 압축 기체와 합류하여, 제2 에어제트(117) 내에 도입된다.

제2 에어제트(117) 내에 도입된 연마용 입자와 기체류와의 혼합류는, 혼합기(11)의 출구(118)를 향해서 회수 연마재 흡입실(114) 내에서 분사되며, 이것에 의해, 회수 연마재 흡입실(114) 내가 부압이 되어 연마재 회수부(20) 내로 회수된 탄성 연마재의 일부가, 재생 대상인 회수 연마재로써 회수 연마재 흡입실(114) 내에 도입됨과 동시에, 연마용 입자를 포함한 기체류와 합류하여, 혼합기(11)로부터 분출된다.

이와 같이 해, 연마용 입자와 회수 연마재를, 모두 기체류에 합류시켜 고기이상류를 생성함으로써, 이 고기이상류 중에서 연마용 입자나 회수 연마재가 응집하는 일 없이 혼합되며, 회수 연마재 중, 연마용 입자의 탈락에 의해 노출하고 있는 핵체의 표면에, 새로운 연마용 입자가 부착된다.

상술의 연마재 회수부(20)에서 혼합기(11)로 회수되는 연마재로써 소정 시간 당 도입되는 탄성 연마재의 양(g/분)은, 바람직하게는 소정 시간 당 블라스트 가공 실내에서 분사되는 연마재의 양(g/분)의 5~50%가 되도록 조정하며, 보다 바람직하게는 10~30%가 되도록 조정한다.

또, 혼합기(11)에 도입되는 연마용 입자량은, 회수 연마재의 도입량에 대해, 3.0% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 1.0% 이하로 한다.

3.0% 보다 많은 연마용 입자를 도입하는 경우, 회수 연마재의 전 표면을 덮는 양보다 많은 연마용 입자를 도입하게 되어, 회수 연마재의 표면에 부착될 수 없는 많은 유리(遊離) 연마용 입자를 발생시키는 것이 되며, 이 유리 연마용 입자가 탄성 연마재와 함께 피가공물에 분사되어, 피가공물의 표면에 배 껍질 형상을 형성하는 등, 가공 상태를 열화시킴과 동시에, 이와 같은 유리 연마용 입자는, 그 후, 연마재 회수부(20)에서 풍력 선별에 의해 집진기(26) 내로 회수되어 폐기되는 것이 되기 때문에 블라스트의 코스트(cost)를 올려, 특히, 다이아몬드, 탄화규소, cBN 등의 고가의 연마용 입자를 사용하는 경우에는, 경제적인 부담은 더욱 커진다.

또한, 도시의 예에서는, 제1 바디(111) 내의 공간을 연마용 입자 흡입실(112), 제2 바디(113)내의 공간을 회수 연마재 흡입실(114)로 하여 구성했지만, 이것과는 반대로, 제1 바디(111) 내의 공간을 연마재 회수부(20)와 연통해 회수 연마재의 흡입실로 함과 동시에, 제2 바디(113) 내의 공간을 연마용 입자 공급기(13)에 연통해 연마용 입자의 흡입실로써 형성하는 것이어도 좋고, 연마용 입자를 포함한 기류와 회수 연마재를 포함한 기류를 합류시켜 혼합해, 회수 연마재의 표면에 연마용 입자를 부착시킬 수 있는 것이라면, 도시의 구성으로 한정되지 않고, 각종 변경이 가능하다.

〔결합기〕

상술한 혼합기(11)를 통과함으로써, 연마용 입자의 탈락에 의해 핵체가 노출되어 있는 회수 연마재의 핵체 노출면에는, 핵체가 가지는 점착력에 의해 새로운 연마용 입자가 부착되지만, 이러한 연마용 입자의 부착은 핵체가 가지는 점착력에 의해 부착되어 있을 뿐으로, 핵체와 연마용 입자와의 결합 상태는, 아직도 약한 상태에 있다.

그 때문에, 이 상태의 회수 연마재는, 그대로는 탄성 연마재로써 재사용할 수 없고, 이것을 재사용하는데 견딜 수 있는 상태로 하기 위해서는, 연마용 입자를 회수 연마재의 핵체에 대해 압압해, 핵체에 강고하게 접착 혹은 단단히 박는 등으로 결합시키는 것이 필요하다.

이러한, 핵체와 연마용 입자와의 결합을 가능하게 하기 위해서, 상술의 혼합기(11)로 생성된 고기이상류는, 그 후, 적어도 1곳 이상의 곡절공간(121, 122, 123)을 가지는 관로에 의해 구성된 결합기(12) 내로 도입되어 이 곡절공간(121, 122, 123)을 통과할 때에, 상기 회수 연마재의 핵체의 표면에, 상기 고기이상류의 추진력 및 또는 원심력에 의해 상기 연마용 입자의 압압을 수행한다.

이러한 곡절공간으로써는, 일례로서 도 4(A)에 나타나듯이, 예를 들면 SUS제의 파이프 등에 의해 형성한 결합기(12)의 일부를 직각으로 굽혀 곡절공간(121)을 형성해, 결합기(12) 내를 직진한 회수 연마재가 이 곡절공간(121)에서 결합기(12)의 내벽과 충돌함으로써, 연마용 입자가 핵체에 압압되도록 해도 좋다.

또한, 이와 같이 결합기(12)를 직선 모양으로 굽히는 것으로 곡절공간을 형성하는 경우, 휨 각도는 도시와 같이 직각으로 한정되지 않고, 그 이상, 또는 그것 이하의 각도로 설치해도 좋고, 또, 도시의 예에서는, 직각의 휨 부(121, 121)를 2곳 설치해 コ자형으로 형성한 예를 나타내고 있지만, 이 예로 한정되지 않고, 곡절공간을 1곳만, 또는 2곳 이상 설치하는 것이어도 좋다.

또, 상술의 곡절공간은, 도 4(B), 혹은 도 4(C)에 나타나듯이 만곡형상의 것으로 하여 설치해도 좋고, 이와 같이 만곡형상의 곡절공간(122, 123)을 설치하는 경우, 곡절공간(122, 123)을 통과하는 회수 연마재가 원심력에 의해 결합기(12)의 외주측의 내벽에 눌리면서 구르는 등으로 해서, 연마용 입자가 핵체의 표면에, 상기 고기이상류의 추진력 및 또는 원심력에 의해 강고하게 압압된다.

또한, 이러한 만곡현상의 곡절공간을 설치하는 경우, 이것을 연속적으로 형성해서 원형, 혹은 나선형으로 형성해도 좋다.

또, 이와 같이 만곡형상의 곡절공간을 설치하는 경우에는, 바람직하게는 도 4(C)에 나타나듯이, 상류측에서 하류측으로 향함에 따라 변화가 급(곡율이 큼)하게 이루어지는 만곡형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

곡절공간을 통과하는 회수 연마재는, 결합기(12)의 내벽과의 충돌이나 접촉에 의해 하류로 향함에 따라 서서히 이동 속도가 저하하기 때문에, 회수 연마재에 작용하는 원심력도 서서히 작아진다.

그러나, 회전 궤도상을 이동하는 물체에 작용하는 원심력은, 회전운동의 중심축으로부터의 거리(반경)와 각속도(角速度)의 제곱과의 적(積)에 비례해 변화하기 때문에, 하류로 향함에 따라 저하하는 회수 연마재의 이동 속도의 저하분, 하류를 향함에 따라 만곡의 변화(곡율)를 크게 해, 예를 들면 소용돌이 형상으로 해 회수 연마재의 각속도를 증대시킴으로써, 회수 연마재에 가해지는 원심력이 저하하는 것을 억제하여, 핵체에 대한 연마용 입자의 압압을 보다 장시간 실시할 수 있다.

어느 구성에 있어서도, 핵체에 대해 연마용 입자를 결합시키기 위해서 필요한 압압력을 얻을 수 있도록, 직선 모양의 곡절공간을 형성하는 경우에는, 그 형성수, 만곡형상의 곡절공간을 형성하는 경우에는, 그 전체 길이(나선 횟수) 등을 조정한다.

이와 같이 해, 결합기(12)의 곡절공간을 통과시켜 회수 연마재의 핵체 표면에 연마용 입자를 압압하는 것으로, 연마용 입자의 탈락이 생기고 있던 회수 연마재의 핵체 표면에는, 고밀도로, 또한, 강고하게 연마용 입자가 부착됨으로써 재생된, 재생 탄성 연마재를 얻을 수 있다.

따라서, 이와 같이 해 얻어진 재생 탄성 연마재를, 몇 개의 위치에서 상술한 탄성 연마재의 순환계 내로 되돌리는 것으로, 순환계 내를 순환하는 탄성 연마재의 10~50%가, 연속적으로, 또는 정기적(간헐적)으로 재생됨으로써, 순환계 내를 순환하는 탄성 연마재를 항상 일정한 상태로 유지해, 장시간, 연속해서 탄성 연마재의 분사를 실시하는 경우에서도, 가공 상태를 일정하게 유지하는 것이 가능해진다.

〔연마용 입자 공급기〕

상술한 혼합기(11)에 대해 연마용 입자를 도입하는 연마용 입자 공급기(13)의 구성으로써는, 연마용 입자를 미리 설정한 도입량으로 혼합기(11)에 대해 정량 공급할 수 있는 것이라면 어떤 구조의 것을 사용해도 좋고, 예를 들면, 연마용 입자를 저장하는 호퍼의 저부에, 소정 치수의 구멍 혹은 슬릿을 설치해, 이 구멍, 또는 슬릿을 통과한 연마용 입자를 혼합기(11)로 보내는 등, 비교적 단순한 구조의 연마용 입자 공급기(13)를 설치하는 것이어도 좋다.

연마용 입자를 원활히 공급하기 위해서는, 바람직하게는 연마용 입자를 저장하는 호퍼에 진동을 주는 것이 바람직하며, 특히, 연마용 입자의 사이즈가 ＃3000(D50:11μm) 보다 작은 연마용 입자를 사용하는 경우, 응집력이 강해 그대로는 반송할 수 없기 때문에, 초음파 진동의 부여가 불가결하게 된다.

본 실시 형태에 있어서는, 이러한 미세한 연마용 입자, 특히 응집력이 강한 ＃6000(D50:2μm) 이하의 연마용 입자이어도 정확하게 칭량해 공급할 수 있도록 하기 위해서, 연마용 입자 공급기(13)에, 도 5 및 도 6에 나타나는 연마용 입자 칭량수단(131)을 설치하고 있다.

이 연마용 입자 칭량수단(131)을 갖춘 연마용 입자 공급기(131)는, 역재두원추형상(逆裁頭円錐形狀)으로 형성된 호퍼(132)의 하부에, 0.1~2mm인 다수의 작은 구멍이 형성된 펀칭 메탈이나 그물 등으로부터 이루어지는 스크린(133)을 배치해, 호퍼(132) 내에 투입된 연마용 입자를, 상기 스크린(133) 상에 낙하시킬 수 있도록 구성함과 동시에, 호퍼(132) 윗쪽에 배치된 교반 모터(134)에 설치된 회전축(134a)에, 호퍼(132) 내에서 회전하는 교반 칼날(135)과, 상기 스크린(133) 상에서 회전하는 스크레이퍼(scraper)(136)를 달아, 교반 모터(134)의 회전에 수반해 회전시킬 수 있도록 구성하고 있다.

이 스크레이퍼(136)에는, 스크레이퍼(136)의 회전에 수반해 스크린(133) 표면에 접접되는 칼날(137)이 설치되어 있어, 이 칼날(137)에 의해, 스크린(133)에 형성된 작은 구멍 내로부터 연마용 입자를 낙하시킬 수 있도록 구성되어 있다.

따라서, 호퍼(132) 내에 연마용 입자를 투입한 상태로 교반 모터(134)를 회전시킴으로써, 호퍼(132) 내의 연마용 입자가 교반 칼날(135)에 의해서 교반되어 스크린(133) 상으로 낙하한다.

이 연마용 입자를 스크레이퍼(136)의 회전에 의해 스크린(133)의 작은 구멍 내에 칼날(137)에 의해서 이송된 연마용 입자가 스크린(133)의 작은 구멍을 통과해, 소량씩 하부로 낙하한다.

그 때문에, 상기 구성의 연마용 입자 칭량수단(131)을 갖춘 연마용 입자 공급기(13)에 있어서는, 교반 모터(134)의 회전 속도를 앞당기는 것으로 연마용 입자의 공급량을 증대시키며, 이것과는 반대로 교반 모터(134)의 회전 속도를 저하 시키는 것으로 연마용 입자의 공급량을 감소시킬 수가 있어, 교반 모터(134)의 회전 속도를 제어하는 것으로, 연마용 입자의 공급량을 가변하게 할 수 있도록 구성되어 있다.

이와 같이 해, 스크린(133)을 통과한 연마용 입자가 낙하하는 연마용 입자 받이부(receiving unit)(130)는, 혼합기(11)에 설치한 연마용 입자 흡인실(112)에 연마용 입자 공급관(42)을 개입시켜 연통되어 있으며, 혼합기(11) 내의 제1 에어제트(116)에 대한 압축 기체의 도입이 행해져 연마용 입자 흡입실(112) 내가 부압되면, 연마용 입자 받이부(130)에 설치된 외기(外氣)흡입구(130a)에서 흡입된 바깥 공기와 함께 연마용 입자가 혼합기(11)에 도입된다.

〔검사수단 및 제어수단〕(피드백 제어)

이와 같이, 연마용 입자 공급기(13)에 연마용 입자의 도입량을 가변하게 이루어진 연마용 입자 칭량수단(131)을 설치한 본 발명의 블라스트 가공장치(1)에 있어서는, 상술한 결합기(12)에 의해 얻어진 재생 탄성 연마재의 핵체에 대한 연마용 입자의 부착량을 측정하는 검사수단(14)을 설치해 이 검사수단(14)에 의한 검사 결과를 피드백하는 것으로, 혼합기(11)에 도입하는 연마용 입자량을 제어하도록 구성해도 좋다.

연마용 입자의 부착량의 측정은, 예를 들면, 얻어진 재생 탄성 연마재 중에서 샘플로써 꺼낸 재생 탄성 연마재의 입자 표면을 촬영한 화상에 근거하여, 연마용 입자가 부착하고 있는 부분의 화소수(畵素數)와 미부착 부분의 화소수의 비(比)로 해서 구할 수도 있지만, 본 실시 형태에 있어서는, 재생 탄성 연마재를 원추형으로 쌓아 올렸을 때의 적재각도인 안식각에 의해서 연마용 입자의 부착량을 측정하는 것으로 하고 있다.

즉, 연마용 입자의 부착량이 변화해서, 점착성을 가지는 핵체 표면의 노출 면적이 커질수록, 얻어진 재생 탄성 연마재끼리가 서로 부착해 응집하기 쉬워지는 한편, 핵체 표면의 노출 면적이 작아질수록, 재생 탄성 연마재는 응집을 일으키기 어려워져, 그 결과, 핵체에 대한 연마용 입자의 부착이 불충분하고, 핵체가 노출하고 있는 경우, 안식각이 커지기 때문에, 재생 탄성 연마재의 안식각을 측정함으로써, 핵체의 표면에 대한 연마용 입자의 부착 상태를 측정할 수 있다.

이러한 안식각을 측정하는 검사수단(14)로써는, 일례로서 각종 센서나 CCD 카메라 등을 사용할 수 있으며, 예를 들면 주위의 영향을 받기 어려운 위치에 설치한 원형판 상으로, 넘쳐 흐를 때까지, 재생 탄성 연마재를 쌓아 올려, 적재된 재생 탄성 연마재의 안식각을 촬영한 영상이나, 적재 높이에 근거해, 안식각을 측정한다.

도시의 실시 형태에 있어서는, 블라스트 가공실(8)과 연통하는 검사실(50)을 설치해, 이 검사실(50) 내에 설치한 검사대(51) 상에 재생 탄성 연마재를 낙하시켜 쌓아 올림과 동시에, 이 검사대(51)에서 흘러 넘친 재생 탄성 연마재를 블라스트 가공실(8) 내로 낙하시킴으로써, 재생 탄성 연마재를, 연마재의 순환계 내로 되돌릴 수 있도록 하는 것에 의해, 상술의 검사수단(14)에 의한 검사의 공정을, 연속하는 일련의 동작 내에서 실시할 수 있도록 하고 있다.

이와 같이 해서 검사수단(14)에 의해 측정된 재생 탄성 연마재의 안식각은, 제어수단(15)으로 송신된다.

제어수단(15)은, 검사수단(14)에서 수신한 안식각에 근거해, 연마용 입자 공급기(13)에 설치된 교반 모터(134)의 회전 속도를 제어한다, 예를 들면 마이크로 컨트롤러이며, 미리 기억되고 있는 안식각과 교반 모터(134)의 회전 속도와의 대응 관계에 근거하여, 측정된 안식각이, 목표 안식각에 가까워지도록, 측정된 안식각이 목표 안식각보다 큰 경우, 교반 모터(134)의 회전 속도를 빠르게 해, 연마용 입자의 공급량을 증가함으로써, 일정 품질의 재생 탄성 연마재를 얻을 수 있도록 하고 있다.

〔변경예 등〕

이상에서 설명한 본 발명의 블라스트 가공장치(1)에 있어서는, 블라스트 가공장치(1)에 설치한 연마재의 순환계 외에 탄성 연마재 재생장치(10)를 설치한 구성으로 함과 동시에, 연마재 회수부(20)으로 회수된 탄성 연마재의 일부를 재생하는 것으로써 설명했지만, 예를 들면, 연마재 회수부(20)로부터 연마재 분사수단(30)에 이르는 유로 중에 상술한 혼합기(11)와 결합기(12)를 설치해 연마재의 순환계 내에서 회수된 탄성 연마재를 전량, 재생공정에 투입하는 것으로써 구성해도 좋다.

또한, 상기의 설명에서는, 탄성 연마재 재생장치(10)를, 블라스트 가공장치(1)의 원가요소의 하나로써 설치하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이상에서 설명한 탄성 연마재 재생장치(10)는, 이것을, 블라스트 가공장치(1)와는 분리하여, 단독으로, 탄성 연마재의 제조장치로써 사용하는 것도 가능하다.

이 경우, 상기 실시 형태로 탄성 연마재 재생장치(10)에서 재생 대상으로써 설명한 회수 연마재를, 미사용의, 혹은 사용이 끝난 핵체로 옮겨놓아 사용하면 좋다.

이하에, 탄성 연마재 재생장치를 갖춘 본 발명의 블라스트 가공장치의 성능 확인 시험을 실시한 결과에 대해 설명한다.

〔시험의 목적〕

탄성 연마재 재생장치를 갖춘 본 발명의 블라스트 가공장치를 사용해 블라스트 가공을 실시하는 것으로, 절삭 성능의 저하가 없고, 장시간, 안정된 절삭 성능을 얻을 수 있는 것을 확인한다.

〔시험 방법〕

탄성 연마재로써 자기 점착성을 가지는 엘라스토머제의 핵체(장경(長徑)의 평균치가 0.3~1.0mm)의 표면에, 다이아몬드 연마용 입자 ＃10000(D50:0.6μm)를, 핵체의 중량에 대해 30%의 양으로 부착시킨 것〔후지제작소제「시리우스 Z」〕을 사용했다. 사용한 탄성 연마재는, 실시예 1에 대해서는, 15시간, 실시예 2에 대해서는, 10시간 각각 사용한 것을 이용했다.

본 발명의 블라스트 가공장치(실시예 1, 2)로써 시판의 에어식 블라스트 가공장치(「SFFSRZ－2」,「LDQSR－4」모두 후지제작소제)를 베이스로 해서 도 1, 2를 참조해 설명한 탄성 연마재 재생장치를 설치한 것(단, 피드백 제어는 실시하지 않고)을 사용하여, 테스트 피스(test-piece)에 대해 블라스트 가공을 실시해, 가공 시간에 대한 절삭량의 변화를 측정했다.

비교예(비교예 1, 2)로써 탄성 연마재 재생장치를 갖추고 있지 않은 시판의 블라스트 가공장치(실시예 1, 2에서 베이스로 한 블라스트 가공장치와 같다)를 사용해 테스트 피스에 대해 블라스트 가공을 실시해, 가공 시간에 대한 절삭량의 변화를 측정했다. 비교예에서는, 모두, 탄성 연마재를 미사용의 상태로부터 사용을 개시했다.

또한, 각 실시예 및 비교예에 있어서의 가공 조건은, 아래와 나타난 바와 같다.

〔시험 결과〕

상기 블라스트 가공 시험의 결과로부터 얻어진, 분사 시간과 절삭량의 변화의 관계를 도 7~9에 나타낸다. 덧붙여 도 7은 실시예 1, 도 8은 실시예 2, 도 9는 비교예(비교예 1, 2)의 시험 결과이다.

도 7~9에서 분명하게 나타나듯이, 탄성 연마재 재생장치를 갖춘 본 발명의 블라스트 가공장치를 사용해 실시한 블라스트 가공에서는, 분사 개시부터 실험 종료에 이르기까지, 장시간(실시예 1에서는 320시간, 실시예 2에서는 200시간)에 걸쳐 안정된 절삭량으로 가공을 실시할 수 있는 것이 확인되었다(도 7, 8 참조).

또, 실험 종료 후의 탄성 연마재의 모습을 확인했더니, 본 발명의 블라스트 가공장치로 사용한 탄성 연마재에 있어서는, 핵체의 표면에 고밀도로 연마용 입자가 부착되어 있어, 사용 개시 때의 탄성 연마재와의 명확한 상위는 확인할 수가 없었다.

이상의 결과로부터, 본 발명의 블라스트 가공장치에서는, 탄성 연마재 재생장치에 의해, 탄성 연마재가 매우 적합하게 재생되고 있는 것을 확인할 수 있었다.

한편, 탄성 연마재 재생장치를 갖추고 있지 않은, 기존의 블라스트 가공장치를 사용해 실시한 비교예 1의 블라스트 가공에서는, 가공 개시부터 수시간에 대폭적인 절삭량의 저하가 생겨, 20시간의 사용으로 절삭량이 초기의 반이하까지 저하하고, 그 후에도 계속 저하해 50시간의 사용으로 약 1/3까지 저하했다(도 9 참조).

비교예 1에서, 테스트 피스인 SUS판에는, 핵체의 점착 물질이 부착하고, 동시에 탄성 연마재의 유동성이 나빠져 가공실의 호퍼부에 탄성 연마재가 퇴적하기 시작했다. 이것에 의해 가공을 종료했다.

50시간 사용 후의 탄성 연마재를 블라스트 가공장치에서 꺼내, 광학 현미경에 의해 상태를 확인한 결과, 핵체의 표면에서는 연마용 입자가 탈락해, 핵체의 일부가 노출하고 있으며, 또한, 핵체가 테스트 피스의 표면에 부착해 마멸(磨滅)하고 있어, 재사용하는 것은 불가능한 상태였다.

비교예 2에서도 비교예 1의 경우와 같이 절삭량의 저하가 시간의 경과와 함께 생겨, 8시간의 사용으로 절삭량이 1/2까지 저하했다. 30시간에서 절삭량은 1/3까지 저하했다.

70시간의 가공에서는 워크 표면에 핵체의 점착 물질이 부착하고 있어 균일한 가공면을 얻을 수 없었다.

70시간 사용 후의 탄성 연마재를 블라스트실(室)에서 꺼내 광학 현미경으로 연마재의 표면을 관찰했더니 비교예 1과 같이 연마용 입자가 핵체의 표면에서 탈락해 핵체의 일부가 노출하고 있는 것을 확인할 수 있어, 재사용하는 것은 불가능한 상태였다.

이하에 기술된 최대한 넓은 특허청구범위는 특정 목적을 위해 구성된 기계장치를 지향하고 있지 않다. 대신에, 본 혁신적 발명의 핵심과 요점의 보호를 지향하고 있다. 본 발명은 분명 새롭고 유용한 것이다. 또한 전체적으로 선행기술에 비추어 볼 때, 본 발명은 발명시점에 이 분야의 통상의 기술을 가진 자에게 자명한 것이 아니다.

또한 본 발명의 혁명적 성격으로 볼 때, 본 발명은 선구적인 것이다. 따라서, 이하의 특허청구범위는 법에 따라서 대단히 넓게 해석되어야만 한다.

상기에 기술된 목적, 상기 명세서에 명백히 기술된 사항은 효율적으로 정리된 결과로 보아야 하고, 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 해석에 있어 변경도 있을 수 있는 것이므로, 상기 명세서에 기술된 모든 사항이나 첨부된 도면에 표현된 내용은 예시로서 해석되어야 하고, 제한적인 의미로 해석되어서는 안된다.

이하의 특허청구범위는 여기 기술된 발명의 포괄적이고 또한 구체적인 특징을 모두 카버하는 것을 의도하고 있으며, 발명의 범위에 관한 모든 기술은 언어상 행간에 속할 수 있다고 이해되어야 한다.

1　블라스트 가공장치
7　캐비넷
8　블라스트 가공실
10　탄성 연마재 재생장치
11　혼합기
111　제1 바디
112　연마용 입자 흡입실
112a　흡입구
113　제2 바디
114　회수 연마재 흡입실
114a　입구
115　중간 하우징
116　제1의 에어제트
117　제2의 에어제트
118　출구
12　결합기
121, 122, 123　곡절공간
13　연마용 입자 공급기
130　연마용 입자 받이부
130a　바깥 공기 흡입구
131　연마용 입자 칭량수단
132　호퍼
133　스크린
134　교반 모터
134a　회전축
135　교반 칼날
136　스크레이퍼
137　칼날
14　검사수단
15　제어수단
16 a, 16 b　관로
20　연마재 회수부
25　배풍기(블로어-)
26　집진기
30　연마재 분사수단(블라스트 건)
41　연마재 공급관
42　연마용 입자 공급관
43　회수 연마재 공급관
50　검사실
51　검사대

Claims (18)

1. 탄성 재료에 의해 형성되고 있음과 동시에 적어도 표면이 점착성을 가지는 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시킨 구조를 가지는 탄성 연마재의 제조방법에 있어서,
   상기 연마용 입자와 상기 핵체를 모두 기체류 중에 도입해 고기이상류를 생성해, 상기 기체류 중에서 상기 연마용 입자와 상기 핵체를 혼합하는 혼합 공정,
   상기 혼합 공정으로 생성된 상기 고기이상류를, 적어도 1곳 이상의 곡절공간에 도입해, 상기 고기이상류의 추진력 및 또는 원심력에 의해 곡절공간을 통과시키는 것으로 상기 핵체의 표면에 상기 연마용 입자를 압압해 결합시키는 결합 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 연마재의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 결합 공정을 거쳐 회수된 탄성 연마재의, 상기 핵체 표면에 대한 상기 연마용 입자의 부착량을 측정하는 검사공정을 포함하며,
   상기 검사공정으로 측정되는 상기 연마용 입자의 부착량이, 미리 설정한 목표 부착량에 가까워지도록, 상기 혼합 공정으로 합류시키는 상기 연마용 입자량을 제어하는 것을 특징으로 하는 탄성 연마재의 제조방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 검사공정에서의 상기 핵체 표면에 대한 상기 연마용 입자의 부착량의 측정을, 상기 회수된 탄성 연마재의 안식각을 측정하는 것에 의해 실시하는 것을 특징으로 하는 탄성 연마재의 제조방법.
4. 청구항 1~3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 곡절공간을, 상류측에서 하류측으로 향함에 따라 변화가 급하게 이루어지는 만곡형상으로 한 것을 특징으로 하는 탄성 연마재의 제조방법.
5. 탄성 재료에 의해 형성되고 있음과 동시에 적어도 표면이 점착성을 가지는 핵체의 표면에 연마용 입자를 부착시킨 구조를 가지는 탄성 연마재의 제조장치에 있어서,
   상기 연마용 입자와 상기 핵체를 모두 기체류 중에 도입해 고기이상류를 생성하는 혼합기와,
   상기 혼합기로 생성된 고기이상류가 도입되는, 적어도 1곳 이상의 곡절공간을 가지는 관로로부터 이루어지는 결합기를 갖춘 것을 특징으로 하는 탄성 연마재의 제조장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 결합기로 얻어진 탄성 연마재의 상기 핵체 표면에 대한 상기 연마용 입자의 부착량을 측정하는 검사수단과,
   상기 혼합기에 대한 상기 연마용 입자의 공급량을 가변하게 이루는 연마용 입자 칭량수단과,
   상기 검사수단으로 측정되는 상기 연마용 입자의 부착량을, 미리 설정된 목표 부착량에 가까워지도록, 상기 연마용 입자 칭량 수단에 의한 상기 연마용 입자의 공급량을 제어하는 제어수단을 설치한 것을 특징으로 하는 탄성 연마재의 제조장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 검사수단이, 상기 핵체 표면에 대한 상기 연마용 입자의 부착량으로써 얻어진 탄성 연마재의 안식각을 측정하는 것을 특징으로 하는 탄성 연마재의 제조장치.
8. 청구항 5~7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 결합기에 설치한 곡절공간을, 상류측으로부터 하류측으로 향함에 따라 변화가 급하게 이루어지는 만곡형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 탄성 연마재의 제조장치.
9. 연마재의 분사를 하는 블라스트 가공실과, 상기 블라스트 가공실의 저부에 연통하는 연마재 회수부와, 상기 연마재 회수부 내의 연마재를 상기 블라스트 가공 실내에서 분사하는 연마재 분사수단을 갖추고, 상기 블라스트 가공실로부터, 연마재 회수부를 개입시켜, 상기 연마재 분사수단에 상기 연마재를 순환시키는 연마재의 순환계가 형성된, 순환식의 블라스트 가공장치를 사용함과 동시에, 상기 연마재로서 적어도 표면이 점착성을 가지는 탄성 재료의 핵체 표면에 연마용 입자를 부착시킨 구조의 탄성 연마재를 사용해 실시하는 블라스트 가공방법에 있어서,
   　상기 연마재의 순환계 내를 순환하는 탄성 연마재를 재생하는 재생공정을 포함하며,
   상기 재생공정이,
   연마용 입자 공급근원으로부터의 연마용 입자와 상기 연마재 회수부로부터의 회수 연마재를 모두 기체류 중에 도입해 고기이상류를 생성해, 상기 기류 중에서 상기 회수 연마재와 상기 연마용 입자를 혼합하는 혼합 공정과,
   상기 혼합 공정으로 생성된 상기 고기이상류를, 적어도 1곳 이상의 곡절공간을 가지는 관로에 도입해, 상기 고기이상류의 추진력 및 또는 원심력에 의해 곡절공간을 통과시키는 것으로 상기 회수 연마재의 노출된 핵체 표면에 상기 연마용 입자를 압압해 결합시키는 결합 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 블라스트 가공방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 연마재의 순환계 외에 재생 경로를 설치해, 상기 연마재 회수부로 회수된 탄성 연마재의 일부를 상기 회수 연마재로써 상기 재생 경로에 도입해서 상기 혼합 공정과 상기 결합 공정을 실시한 후, 상기 결합 공정을 거쳐 얻은 재생 탄성 연마재를, 상기 연마재의 순환계 내로 되돌리는 것을 특징으로 하는 블라스트 가공방법.
11. 청구항 9 또는 10에 있어서,
    상기 결합 공정을 거쳐 회수된 상기 재생 탄성 연마재의 핵체 표면에 대한 상기 연마용 입자의 부착량을 측정하는 검사공정을 포함하며,
    상기 검사공정으로 측정되는 상기 연마용 입자의 부착량이, 미리 설정한 목표 부착량에 가까워지도록, 상기 혼합 공정으로 상기 기체류 중에 도입하는 연마용 입자의 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 블라스트 가공방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 검사공정에서의 상기 재생 탄성 연마재의 핵체 표면에 대한 상기 연마용 입자의 부착량의 측정을, 상기 회수된 재생 탄성 연마재의 안식각을 측정하는 것으로써 실시하는 것을 특징으로 하는 블라스트 가공방법.
13. 청구항 9~12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 곡절공간을, 상류측에서 하류측으로 향함에 따라 변화가 급하게 이루어지는 만곡형상으로 한 것을 특징으로 하는 블라스트 가공방법.
14. 연마재의 분사를 하는 블라스트 가공실과, 상기 블라스트 가공실의 저부에 연통하는 연마재 회수부와, 상기 연마재 회수부 내의 연마재를 상기 블라스트 가공 실 내에서 분사하는 연마재 분사수단을 갖추고, 상기 블라스트 가공실로부터, 연마재 회수부를 개입시켜, 상기 연마재 분사수단에 상기 연마재를 순환시키는 연마재의 순환계가 형성되고 있음과 동시에, 적어도 표면이 점착성을 가지는 탄성 재료의 핵체 표면에 연마용 입자를 부착시킨 구조의 탄성 연마재를 상기 연마재로써 사용하는 블라스트 가공장치에 있어서,
    상기 연마재의 순환계 내를 순환하는 탄성 연마재를 재생하는 탄성 연마재 재생장치를 포함하며,
    상기 탄성 연마재 재생장치가,
    연마용 입자 공급기로부터의 연마용 입자와 상기 연마재 회수부로부터의 회수 연마재를 모두 기체류 중에 도입해 고기이상류를 생성하는 혼합기와,
    상기 혼합기로 생성된 상기 고기이상류가 도입되는, 적어도 1곳 이상의 곡절공간을 가지는 관로로 이루어지는 결합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 블라스트 가공장치.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 탄성 연마재 재생장치를 상기 연마재의 순환계 외에 설치해,
    상기 혼합기를 상기 연마재 회수부에 연통해, 상기 연마재 회수부 내의 탄성 연마재의 일부를 상기 회수 연마재로써 상기 혼합기에 도입함과 동시에,
    상기 결합기의 하류측에서 상기 탄성 연마재 재생장치를 상기 연마재의 순환계로 연통한 것을 특징으로 하는 블라스트 가공장치.
16. 청구항 14 또는 15에 있어서,
    상기 탄성 연마재 재생장치가, 상기 결합기로 얻어진 상기 재생 탄성 연마재의 핵체 표면에 대한 상기 연마용 입자의 부착량을 측정하는 검사수단을 포함하며,
    상기 연마용 입자 공급기에, 상기 혼합기에 대한 상기 연마용 입자의 도입량을 가변하게 이루는 연마용 입자 칭량수단을 설치함과 동시에,
    상기 검사수단으로 측정되는 상기 연마용 입자의 부착량이, 미리 설정한 목표 부착량에 가까워지도록, 상기 연마용 입자 칭량수단에 의한 상기 연마용 입자의 도입량을 제어하는 제어수단을 설치한 것을 특징으로 하는 블라스트 가공장치.
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 검사수단이, 상기 재생 탄성 연마재의 핵체 표면에 대한 상기 연마용 입자의 부착량으로써 얻어진 재생 탄성 연마재의 안식각을 측정하는 것을 특징으로 하는 블라스트 가공장치.
18. 청구항 14~17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합기에 설치한 곡절공간을, 상류측으로부터 하류측으로 향함에 따라 변화가 급하게 이루어지는 만곡형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 블라스트 가공장치.

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