TWI605910B - Grinding device and grinding method - Google Patents

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TWI605910B
TWI605910B TW103111847A TW103111847A TWI605910B TW I605910 B TWI605910 B TW I605910B TW 103111847 A TW103111847 A TW 103111847A TW 103111847 A TW103111847 A TW 103111847A TW I605910 B TWI605910 B TW I605910B
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polishing material
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Kazuyoshi Maeda
Norihito Shibuya
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Sintokogio Ltd
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Description

研磨裝置及研磨方法
本發明係關於一種進行被加工物之研磨加工之研磨裝置及研磨方法。本發明係關於一種可用於小型之被加工物者。
被加工物之研磨係廣泛地用於噴氣裝置進行之加工。噴氣裝置係藉由利用噴嘴將研磨材與壓縮空氣一同地噴射，與被加工物進行碰撞，而進行被加工物之表面之去毛刺、面粗糙度之調整、圓化(R角加工)、及表面層之去除等研磨加工之裝置。
噴射加工裝置之研磨雖對被加工物之大小並無特別限制，但近來研磨小型之被加工物之需求不斷地增加。例如，於被加工物為電子零件之情形時，因智慧型手機或平板終端之普及，小型之被加工物之研磨需求進而不斷增加。
噴氣裝置進行之加工一度因可研磨大量之被加工物，而加工性良好。然而，由於將研磨材與壓縮空氣一同地作為氣固兩相流噴附至被加工物，因而，因被加工物之尺寸或重量，而導致被加工物飛散。研磨小型之被加工物之裝置及研磨方法係揭示於專利文獻1。專利文獻1係如圖11所示，在研磨加工時，可藉由將裝入有被加工物之輔助滾筒裝入於通用性之市售之滾筒型噴射加工裝置之滾筒進行噴射加工，而高效率地實施研磨加工。然而，由於使用輔助滾筒，故而，對於滾筒之容積而可進行處理之被加工物之量較少。因此，進而要求生產性高之研磨裝置。
又，存在被加工物極小之情形、扁平形狀之情形、或具有槽之情形等因被加工物之形狀而無法以先前習知之研磨方法良好地進行研磨之情形。例如，於以滾筒研磨對具有較細之槽之被加工物進行研磨之情形時，因研磨介質難以進入該槽中，而無法良好地進行研磨。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2002-301664號公報
即，在本技術領域中，期待替代使用噴氣裝置之加工而採用新穎之製程之研磨裝置及研磨方法。
本發明之一態樣之研磨裝置係一種研磨裝置，其特徵在於：其係研磨被加工物之表面之研磨裝置，且包含：加工容器，其具有可供研磨材通過之底面部，且包括表面側及背面側，並且使複數個被加工物駐留於上述底面部之上述表面側；流動化單元，其係使複數個上述被加工物於上述加工容器內流動；研磨材投入單元，其係將研磨材朝向上述底面部之上述表面側投入；及吸引單元，其產生自上述底面部之上述表面側朝向背面側之氣流，並且於上述底面部之上述背面側將研磨材吸引回收。
藉由吸引單元之吸引力，而於加工容器附近及加工容器之內部，產生朝向吸引單元之氣流。於加工容器內預先裝入有複數個被加工物，且自研磨材投入單元朝向裝入於加工容器內之被加工物投入之研磨材因該氣流而朝向吸引單元。藉由該研磨材之流動而研磨被加工物之表面。此時，裝入於加工容器內之被加工物藉由利用流動化單元在加工容器內流動而被攪拌。因此，裝入於加工容器內之被加工物之面朝向任意之方向，因此，可均一地研磨所有之被加工物之表面整 體。為了可在加工容器附近及加工容器之內部高效率地產生如此之氣流，吸引單元亦可具有於與加工容器之間設置間隙而配置之吸引構件。
再者，此處所謂「研磨材之投入」係僅將研磨材投入至被加工物而並非如噴氣裝置般將研磨材噴附至位於加工容器內之被加工物之含義。例如，於研磨材投入單元配置於加工容器之上方之情形時，可使研磨材朝向加工容器自然落下。又，亦可藉由利用吸引單元吸引研磨材，而對加工容器內供給研磨材。進而，亦可以研磨材不飛散至周圍之程度之較弱風力，將研磨材朝向加工容器供給。
於一形態中，上述流動化單元可成為使上述加工容器振動之振動單元、或使上述加工容器以該加工容器之底面部之中心為軸心而旋轉之旋轉單元。根據本形態，可以簡單之結構使被加工物高效率地流動化。
於一形態中，上述流動化單元可更包含使流動狀態變化之流動控制單元。根據本形態，可結合被加工物之形狀或質量等變更被加工物之流動狀態。因此，可研磨各種被加工物。
於一形態中，上述流動化單元係上述旋轉單元，且上述加工容器可以相對於水平面傾斜之方式，受到上述旋轉單元支持。根據本形態，可藉由結合被加工物之性狀適當地選擇加工容器之轉數及傾斜角度，而使被加工物良好地流動化。又，若加工容器之傾斜角度選自相對水平面為30°以上且70°以下之範圍，則可使被加工物更均一地流動化。
於一形態中，在上述加工容器之底面部，可設置有開口部，於本形態中，開口部係利用吸引單元之吸引力，而僅使研磨材通過加工容器之底面部。即，可利用吸引單元僅選擇性地吸引加工容器內之研磨材。
於一形態中，上述開口部係網目狀地構成，且該開口部之網眼可設為70μm以上1100μm以下之範圍內。於本形態中，網目狀之開口部因開口率較高，故可於加工容器附近及加工容器內高效率地產生朝向吸引單元之氣流。又，可藉由將該開口部之網眼設為上述範圍，而在被加工物不通過之情況下使研磨材通過。
於一形態中，於利用上述吸引單元進行吸引時，可在上述加工容器之底面部之一部分，形成將研磨材通過該加工容器而吸引至上述吸引單元之研磨材吸引部。若於加工容器之整面形成研磨材吸引部，則存在阻礙被加工物之流動之情形。可藉由將研磨材吸引部形成於加工容器之一部分，而防止因吸引阻礙被加工物之流動。於一形態中，為促進被加工物之均一之流動化，而可將該研磨材吸引部之面積設為底面部之面積之1/8以上且1/4以下。又，於一形態中，可將通過研磨材吸引部之吸引速度設為5m/sec以上且未達100m/sec。進而，於一形態中，上述研磨材吸引部之中心可位於自上述加工容器之底面部中心相對於周緣部下端之方向在該加工容器之旋轉方向側以特定之角度隔開之位置。
又，於一形態中，可於上述加工容器之底面部中心，配置有控制用以使研磨材通過該加工容器之氣流之流動之氣流控制構件。若吸引加工容器之底面部中心之附近，則存在被加工物之流動受到阻礙之情形。於本形態中，可藉由將氣流控制構件配置於加工容器之底面部中心，而防止因吸引阻礙被加工物之流動。
於一形態中，上述研磨材投入單元可包含貯存研磨材之貯存槽、將研磨材朝向上述被加工物投入之研磨材投入口、及將自上述貯存槽供給之研磨材朝向上述研磨材排出口搬送之搬送單元。可藉由該構成，而將研磨材連續地投入至被加工物。
上述搬送單元包含：搬送螺桿，其係於旋轉軸設有螺旋狀之葉 片；及凹槽，其係內置上述搬送螺桿，且於前端之下部(前方)開口有上述研磨材投入口，於後部位之上表面(後方)開口有與上述貯存槽連結之研磨材供給口開口；上述凹槽內之空間係分割為由上述搬送螺桿及上述凹槽所形成之空間、及位於上述搬送螺桿之前方且包含上述研磨材投入口之空間，且可於上述搬送螺桿之前端(前方端)與上述研磨材投入口之間，配置設有研磨材可通過之壓碎部之(開口之)限制板。研磨材投入部可將自研磨材搬送部搬送之研磨材壓緊進行除氣。此時，研磨材彼此凝固。凝固之研磨材進而繼續前進，通過限制板。在通過設置於限制板之壓碎部時被壓碎，且朝向供給口被定量地搬送。因此，不再產生因搬送單元內混入氣體導致之研磨材之鬆比重之變動。又，不再產生因搬送單元之搬送不均導致之研磨材之供給精度之低下。因而，可定量地供給至被加工物。
又，於一形態中，被加工物可藉由硬脆材料而形成。上述研磨裝置係就被加工物而言，可用於以鑄造品或鍛造品、切削加工品為主之金屬製品、及以橡膠或塑膠為主之非金屬製品。其中，尤其可用於對由陶瓷、矽、鐵氧體或結晶材料等具有硬且脆之性質之硬脆材料形成之被加工物之研磨加工。又，於由硬脆材料形成之被加工物之情形時，例如亦可用於作為積層陶瓷電容器或電感器之零件之類的小型電子零件使用之零件之研磨。
另一態樣之研磨方法係提供一種使用研磨裝置之研磨方法，該研磨裝置包含可供通過研磨材，且具有表面側及背面側之底面部，使複數個被加工物駐留於該底面部之上述表面側之加工容器、用以使複數個上述被加工物流動化之流動化單元、將研磨材投入至上述加工容器內之複數個上述被加工物之研磨材投入單元、及將該研磨材吸引回收之吸引單元。該研磨方法可包含如下步驟：被加工物裝入步驟，其係將複數個上述被加工物裝入於上述加工容器；氣流產生步驟，其係藉由上述吸引單元而產生自底面部之上述表面側朝向背面側之氣流；流動化步驟，其係藉由上述流動化單元而將裝入於上述加工容器內之 複數個上述被加工物流動化；研磨材投入步驟，其係將研磨材自上述研磨材投入單元朝向上述底面部之上述表面側投入；研磨步驟，其係使研磨材藉由上述氣流而通過裝入於上述加工容器內之上述被加工物彼此之間而加以研磨；及研磨材回收步驟，其係藉由上述吸引單元而於上述底面部之上述背面側回收研磨材。上述方法並非如噴氣加工裝置所進行之加工般，將研磨材噴附至被加工物，因此，可防止研磨材或被加工物飛散至周圍。再者，於上述研磨方法中，既可依序地實施各步驟，亦可同時地實施2個以上之步驟。
另一態樣之研磨方法係使用研磨裝置之研磨方法，該研磨裝置包含：加工容器，其包括可供研磨材通過且具有表面側及背面側之底面部、及將被加工物排出至外部之排出部，使複數個上述被加工物駐留於該底面部之上述表面側；流動化單元，其係用以使複數個被加工物流動化；研磨材投入單元，其係將研磨材投入至加工容器內之複數個上述被加工物；及吸引單元，其將研磨材吸引回收；上述研磨方法包含如下步驟：被加工物裝入步驟，其係將複數個被加工物連續或斷續地裝入於加工容器；氣流產生步驟，其係藉由吸引單元而產生自上述底面部之上述表面側朝向背面側之氣流；流動化前進步驟，其係藉由流動化單元而使加工容器內之複數個被加工物流動化，並且使被加工物投入步驟中被裝入之複數個被加工物朝向排出部前進；研磨材投入步驟，其係將研磨材自研磨材投入單元朝向底面部之上述表面側投入；研磨步驟，其係使研磨材藉由上述氣流而通過加工容器內之被加工物彼此之間，而研磨複數個被加工物；研磨材回收步驟，其係藉由吸引單元而於上述底面部之上述背面側將研磨材回收；及被加工物回收步驟，其係將自排出部排出之複數個被加工物回收。再者，於上述研磨方法中，既可依序地實施各步驟，亦可同時地實施2個以上之步驟。
於一形態中，研磨材通過裝入於上述加工容器內之上述被加工物彼此之間之通過速度可設為5m/sec以上且未達100m/sec。
於一形態中，上述流動化單元係使上述加工容器以該加工容器 之底面部之中心為軸心而旋轉之旋轉單元，且在上述流動化步驟中，可藉由上述旋轉單元而使上述加工容器以臨界轉數之5%以上且50%以下進行旋轉。本形態係於研磨時，可使被加工物高效率地流動化，因此，可於每一被加工物之完工精度中不存在不均地實現均一之研磨。
根據本發明之各種態樣及各種形態，可提供一種替代使用噴氣裝置之研磨而使用新穎之製程的小型零件之研磨裝置、研磨方法及利用該研磨裝置加工之被加工物。於該等態樣及形態中，無需使研磨材與壓縮空氣一同地作為氣固兩相流朝向被加工物進行噴射，故而，不存在被加工物因氣固兩相流而飛散至加工容器之外之情形。由此，不存在因被加工物之飛散導致之製品良率低下。又，由於研磨材不會飛散至周圍，因此，不存在研磨材之飛散所導致之作業環境之惡化。
1、101、201‧‧‧研磨裝置
10、110、210‧‧‧加工容器
11‧‧‧壁部
12、112、212‧‧‧底面部
13、213‧‧‧開口部
14‧‧‧凸緣部
20‧‧‧旋轉單元
21、121‧‧‧保持器
22‧‧‧馬達
23‧‧‧旋轉傳送構件
30、130‧‧‧研磨材投入單元
31、131‧‧‧貯存槽
32‧‧‧搬送單元
32a‧‧‧凹槽
32b‧‧‧研磨材供給口
32c‧‧‧研磨材搬送部
32d‧‧‧研磨材排出部
32e‧‧‧研磨材排出口
32f‧‧‧搬送螺桿
32g‧‧‧搬送軸
32h‧‧‧搬送葉片
32i‧‧‧搬送馬達
32j‧‧‧限制板
33‧‧‧研磨材投入構件
40、140‧‧‧吸引單元
41、141‧‧‧吸引構件
41a、141a‧‧‧整流部
41b、141b‧‧‧吸引部
42、142‧‧‧集塵裝置
43、143‧‧‧軟管
50‧‧‧氣流控制構件
120‧‧‧振動單元
122‧‧‧振動力產生單元
122a‧‧‧旋轉軸
122b‧‧‧第一錘
122c‧‧‧第二錘
122d‧‧‧馬達
122e‧‧‧旋轉傳送構件
122f、222‧‧‧連結構件
123、223‧‧‧座架
211‧‧‧壁部
214‧‧‧排出部
220‧‧‧振動前進單元
260‧‧‧被加工物裝入單元
B‧‧‧研磨材吸引部
L‧‧‧虛擬線
T‧‧‧旋轉軸線
W‧‧‧被加工物
圖1係表示第一實施形態之研磨裝置之構成之模式圖。
圖2係表示第一實施形態中之加工容器之形態之說明圖。圖2(A)係自側面表示剖面之模式圖，圖2(B)係表示來自圖2(A)中之A-A方向之箭線之模式圖。
圖3係表示第一實施形態中之加工容器之變化例之模式圖。圖3(A)係表示側壁由球形狀之一部分形成之情形之側視圖。圖3(B)係表示底面部為多邊形之情形之仰視圖。圖3(C)係表示於上端部設置有凸緣部之情形之剖面圖。
圖4係表示第一實施形態中之加工容器內之被加工物之流動之模式圖。
圖5係表示第一實施形態中之研磨材投入單元之構成之模式圖。
圖6係用以說明第一實施形態中之研磨材吸引部之位置之說明圖。
圖7係表示第二實施形態中之研磨裝置之構成之模式圖。圖7(A)係表示研磨裝置之整體之模式圖，圖7(B)係用以說明第一錘及第二錘之位置關係之模式圖。
圖8係表示第二實施形態中之加工容器內之被加工物之流動之模式圖。圖8(A)係來自平面之模式圖，圖8(B)係縱剖面中之模式圖。
圖9係模式性表示第三實施形態中之研磨裝置之構成之俯視圖。
圖10係沿圖9之X-X線之剖面圖。
圖11係用以說明先前之研磨裝置之模式圖。
參照圖式，說明研磨裝置之實施形態之一例。於以下之說明中，上下左右方向如無特別要求則表示圖中之方向。再者，本發明不僅限於本實施形態之構成，可視需要進行適當地變更。
(第一實施形態)
本實施形態之研磨裝置1係如圖1所示地包含加工容器10、流動化單元、研磨材投入單元30、及吸引單元40。
本實施形態係包含旋轉單元20作為流動化單元。
加工容器10係如圖2(A)所示地包含壁部11及底面部12。壁部11具有例如圓筒形狀，且自底面部12之邊緣在相對底面部12交叉之方向上延伸。即，壁部11係自側方劃分形成底面部12上之空間。於底面部12設置有開口部13。開口部13既可為如沖孔金屬般局部地開口之構成，亦可為如網目狀地整體開口之構成。本實施形態係如圖2(B)所示地將底面部12設為使用網目狀之構件設置開口部13之構成。
開口部13必須設為研磨材可通過但被加工物無法通過之大小。開口部13之直徑或開口部13設為網目狀時之網眼之大小既可設為70μm以上且1100μm以下之範圍內，亦可設為70μm以上且500μm以下之範圍內。可藉由如此地將具有比被加工物小且比研磨材之粒徑大之 直徑之開口部13設置於底面部12，而使研磨材通過，並且使被加工物駐留於底面部12上。
加工容器10之形狀亦可如圖2所示，縱剖面不為四邊形，例如圖3(A)所示，亦可包含球形狀之一部分。此處所謂球形狀不僅為單純之球形狀，亦包含橢圓體。又，如圖3(B)所示，亦可將底面部12設為具有多邊形之平面形狀之箱形狀。
又，亦可以被加工物W不掉落至加工容器10之外之方式，如圖3(C)所示地於上端部設置凸緣部14。凸緣部14係以相較壁部11之延伸方向更向加工容器10之內側傾斜之方式，自壁部11之上端部延伸。壁部11與凸緣部14所成之角度可設為90度以上且150度以下之範圍，更詳細而言可設為90度以上且120度以下之範圍。若壁部11與凸緣部14所成之角度過小，則存在於由壁部11與凸緣部14形成之空間，夾住被加工物W之虞，且若角度過大，則無法獲得設置凸緣部14之效果。
旋轉單元20係如圖1所示地包含保持器21、馬達22、及旋轉傳送構件23。保持器21係具有例如圓筒形狀，且以自外側同心地包圍加工容器10之壁部11之方式，將加工容器10固定。馬達22包括藉由該馬達22之驅動而旋轉之旋轉軸。旋轉傳送構件23係呈現例如圓筒或圓柱形狀，且以其中心軸方向與馬達22之旋轉軸方向一致之方式，固定於馬達22之旋轉軸之前端。作為旋轉傳送構件23，可利用橡膠等摩擦係數較大之圓筒形狀之構件。旋轉傳送構件23之外周面係接觸於保持器21，將馬達22之旋轉力傳送至保持器21。又，保持器21係支持於可以與圓形剖面之中心正交之旋轉軸線T為中心地旋轉之未圖示之座架。於將加工容器10固定於保持器21之後，若馬達22作動，則馬達22之旋轉經由旋轉傳送構件23被傳送至保持器21。保持器21係可旋轉地支持於座架，故而，保持器21及固定於保持器21之加工容器10以旋轉軸線T、即底面部12之中心為軸心進行旋轉。再者，使加工容器10旋轉之 方法並非限定於上述構成。例如，作為其他構成，既可於保持器21之外周面設置人字齒，且將可嚙合於該人字齒之齒輪固定於馬達22之旋轉軸，亦可在保持器21之外周面及馬達22之旋轉軸固定滑輪，且以皮帶將該滑輪彼此連結，亦可適當地使用其他公知之構成。
於一實施形態中，可將保持器21、即加工容器10以相對於水平面以特定之角度θ傾斜之方式支持於旋轉單元20。藉此，便可利用加工容器10之旋轉及重力之作用，促進被加工物W之流動化。具體而言，如圖4所示，裝入於加工容器10之被加工物W因離心力而沿加工容器10之壁部11進行移動，但到達特定之位置後，相較離心力，重力之影響變大，因此，被加工物W向下方落下。一實施形態中，可為了成為如此之流動狀態，而將加工容器10相對於水平面之傾斜角度θ設為30°以上且70°以下，更詳細而言，可設為40°以上且60°以下。若傾斜角度θ過小，則重力對流動化之促進效果變少，而若該傾斜角度θ過大，則相對於離心力而言，重力變得過大，因此，必須使加工容器10之旋轉速度變得更快。
又，於一實施形態中，加工容器10之旋轉速度可設為臨界轉數之5%以上且50%以下，更詳細而言，可設為10%以上且30%以下。所謂臨界轉數係指於使加工容器10之旋轉速度不斷地上升方面，裝入於加工容器10之被加工物W所受到之離心力超過重力，被加工物W不再自加工容器10之壁部11落下時之旋轉速度。於旋轉速度過慢之情形時，相對於離心力而言，重力之影響變得過大，因此，被加工物W未沿加工容器10之壁部11充分地移動，其結果，落下引起之流動未能充分地進行。於旋轉速度過快之情形時，相對於離心力而言重力過小，因此，存在壓抵於加工容器10之壁部11而未落下之被加工物W，從而流動未充分地進行。
被加工物W係於落下時通過底面部12之中央附近。由於利用落下 進行被加工物W之流動、即攪拌，因此，該落下之流動出現擾動較為欠佳。於因在此處產生下述之吸引力，而導致該落下之流動出現擾動，從而阻礙攪拌之情形時，可設置氣流控制構件50。本實施形態係構成為藉由將圓盤狀之構件貼附於底面部12之背面作為氣流控制構件50，而於加工容器10之底面部12之中央附近不產生吸引力。該氣流控制構件50之直徑可設為相對底面部12之直徑為10%以上且40%以下之範圍。
研磨材投入單元30係如圖5所示地具備貯存槽31及搬送單元32。搬送單元32係包含兩端面被閉合之圓筒形狀之凹槽32a、內置於凹槽32a中之搬送螺桿32f、及連結於搬送螺桿32f之搬送馬達32i。搬送螺桿32f係包括搬送軸32g及搬送葉片32h。搬送葉片32h係以鄰接之葉片彼此以特定間隔排列之方式，螺旋狀地固定於搬送軸32g之外周面。
凹槽32a係於後部位(該圖左側)之上表面開口有研磨材供給口32b，且於前端(該圖右側)之下部開口有研磨材排出口32e。進而，凹槽32a之內部之空間被分割為由凹槽32a及搬送螺桿32f形成之研磨材搬送部32c、及位於搬送螺桿32f之前方且包含研磨材排出口32e之研磨材排出部32d。
貯存槽31係用以暫時貯存研磨材之容器，且包含朝向下方具有相同之橫剖面形狀之直體部、及連結於上述直體部之下端且朝向下方橫剖面之面積縮小之縮小部。直體部之橫剖面之形狀既可為圓形亦可為多邊形。本實施形態係設為四邊形。上述縮小部之下端係與搬送單元32之露出基部之上述研磨材供給口32b連結。
搬送軸32g之後方端係貫通凹槽32a之後方端，且連結於可以任意之速度旋轉之搬送馬達32i。搬送螺桿32f係藉由使搬送馬達32i以任意之速度作動而旋轉。自研磨材供給口32b裝入於凹槽32a之內部之研磨材係藉由搬送螺桿32f之旋轉，而於圖5中之右方向以固定速度前進。 即，可使設為目標之量之研磨材以固定速度前進。
已通過研磨材搬送部32c之研磨材係進入研磨材排出部32d，且進而繼續前進。於搬送螺桿32f之前端配置有限制板32j。該限制板32j既可固定於搬送軸32g之前端，亦可將限制板32j之周緣部固定於凹槽32a之內壁。又，於限制板32j，設置有供研磨材通過之壓碎部(未圖示)。由於研磨材藉由該限制板32j而被壓縮，因此，研磨材彼此之間之空氣被除氣，從而鬆比重提高。又，於限制板32j使壓碎部開口，因此，於限制板32j之前達到特定密度而成為較大之塊之研磨材於通過壓碎部時被壓碎，且繼續前進。繼而，自研磨材排出口32e被排出至研磨材投入單元30之外部。以如上方式，藉由限制板32j之作用，而不會受到貯存槽31內之研磨材間之氣體混入所造成之鬆比重之變動影響，又，不會受到搬送螺桿32f之搬送速度不均之影響，從而可將研磨材每次以固定量傳送至研磨材排出口32e。「壓碎部」只要使較大之塊之研磨材壓碎後通過即可，既可於例如限制板32j之表面設置任意形狀之孔，亦可於限制板32j之周緣部設置槽。
又，壓碎部可設為由固定於搬送軸32g前端之限制板32j、及凹槽32a之內壁所形成之間隙。於限制板32j之前達到特定密度且為較大之塊之研磨材於通過作為壓碎部之上述間隙時被壓碎，且繼續前進。繼而，自研磨材排出口32e被排出至研磨材投入單元30之外部。又，壓碎部亦可將設置於上述限制板32j之表面之孔或周緣部之槽、及限制板32j與凹槽32a之內壁之間隙加以組合而形成。
自研磨材排出口32e排出之研磨材係朝向裝入於加工容器10之被加工物W落下。此時，可為了將研磨材以不飛散地朝向被加工物W落下之方式進行引導，而將兩端開口之中空結構之研磨材投入構件33連接於研磨材排出口32e。
再者，本實施形態係構成為藉由搬送螺桿32f之旋轉而使研磨材 前進，但亦可取而代之地構成為例如藉由架設於前後之皮帶之旋轉，而使研磨材前進，亦可構成為藉由振動而使研磨材前進。
吸引單元40係包含以一端面與加工容器10之底面部12設置間隙之方式配置之吸引構件41、產生吸引力之集塵裝置42、及將吸引構件41與集塵裝置42連結之軟管43。吸引構件41包含：圓筒形狀之整流部41a，其係兩端開口，且連續地具有相同之橫剖面；及圓錐形狀之吸引部41b，其係連結於上述整流部41a之一端面，且隨著自整流部41a分離而橫剖面之面積縮小。於吸引部41b之縮徑端，連接有軟管43，且軟管43之另一端連接於可將研磨材吸引回收之集塵裝置42。藉此，成為將吸引構件41與集塵裝置42連結而成之構成。
吸引單元40係產生朝向研磨材通過加工容器10之底面部12之方向、即自研磨材投入構件33朝向吸引構件41之氣流。吸引構件41之整流部41a係發揮如下作用：以吸引時所產生之氣流不朝向外部逆流，而朝向集塵裝置42流動之方式，對氣流進行整流。又，吸引部41b係發揮如下作用：使氣流加速，以使通過整流部41a之氣流高效率地流向集塵裝置42。再者，如能僅利用吸引部41b吸引研磨材，使之不飛散至吸引構件41之外部，則亦可不設置整流部41a。
吸引構件41亦可構成為使開口端(上述縮徑端之另一端側)之大小略微地大於加工容器10之底面部12，且可自底面部12之整面進行吸引，亦可構成為使開口端(上述縮徑端之另一端側)之大小小於底面部12，且可自底面部12之一部分進行吸引。又，可將吸引構件41之開口端以於與加工容器10之底面部12之間設置間隙之方式進行配置。本實施形態係設為使吸引構件41之開口端之大小小於加工容器之底面部12，且可自底面部12之一部分進行吸引之構成，且以可於開口端所對向之位置投入研磨材之方式，配置研磨材投入單元30。再者，如能僅利用軟管43吸引研磨材，使之不飛散至外部，則亦可不設置吸引構件 41。
若使集塵裝置42進行作動，則於底面部12中之與吸引構件41之開口端對面之位置，如圖6所示地形成研磨材通過底面部12被吸引至吸引構件41之研磨材吸引部B。即，研磨材吸引部B係於底面部12中研磨材所通過之區域。研磨材吸引部B之面積可設為加工容器10之底面部12之面積之10%以上且40%以下。又，於一實施形態中，可將研磨材吸引部B之面積設為底面部12之面積之1/8以上且1/4以下。若研磨材吸引部B之面積過大，則超出需要之被加工物W被固定於底面部12，因此，被加工物W之攪拌變得不充分，且若研磨材吸引部B之面積過小，則無法充分地進行研磨材之吸引。再者，圖6所示之例係研磨材吸引部B之形狀為圓形，但研磨材吸引部B之形狀並非限定於圓形。例如，亦可將研磨材吸引部B之形狀設為多邊形狀、沿著底面部12之緣部之帶狀、或外周之一部分沿著底面部12之緣部之扇形狀。研磨材吸引部B之形狀可藉由變更吸引構件41之開口端之平面形狀，而變更為所需之形狀。
於一實施形態中，可將通過研磨材吸引部B之吸引速度設為5m/sec以上且未達100m/sec，且可設為5m/sec以上且未達50m/sec，亦可設為5m/sec以上且未達30m/sec。若吸引速度過慢，則將自研磨材投入單元30所投入之研磨材吸引至吸引單元40之力較弱，因此，無法充分地吸引研磨材。若吸引速度過快，則裝入於加工容器10內之被加工物W因集塵裝置42之吸引力而被固定於底面部12，因此，將阻礙被加工物W之流動。
進而，必須將研磨材通過裝入於加工容器10內之被加工物W彼此之間之通過速度調整為5m/sec以上且未達100m/sec。該通過速度可設為5m/sec以上且未達50m/sec，更詳細而言可設為5m/sec以上且未達30m/sec。若通過速度過慢，則研磨材與被加工物W碰撞、接觸之 力較弱，故而無法進行被加工物W之研磨。若通過速度過快，則研磨材與被加工物W碰撞、接觸之力較強，故而於研磨時，容易在被加工物W產生裂紋或碎片。調整通過速度之方法既可藉由調節研磨材投入單元30與加工容器10之距離而調整，亦可藉由調節集塵裝置42之吸引力而調整。
繼而，研磨材吸引部B之位置可設定為如圖6中以「×」記號所示地，研磨材吸引部B之中心位於相對於加工容器10之底面部12中之周緣部下端方向(該圖中之朝向下端方向之虛擬線、即自底面部12之中心沿著底面部12傾斜之方向延伸之虛擬線L)在該加工容器10之旋轉方向側以特定之角度α隔開之部位。其原因在於：若加工容器10進行旋轉，則被加工物W如該圖之虛線所示，從動於該旋轉地在旋轉方向上移動。角度α亦可選自超過0°且45°以下。若角度α過大，則無法高效率地進行被加工物W之攪拌。
作為將研磨材吸引部B僅形成於加工容器10之底面部12之一部分之其他形態，亦可構成為將設有狹縫等開口部之板材，與底面部12設置間隙地配置於底面部12之背面側。於該情形時，可構成為使吸引構件41之開口端之大小略微大於加工容器10之底面部12。可利用該構成，而自加工容器10之整面進行吸引，因此，可進一步防止研磨材之飛散。其結果，可進一步減少作業環境之惡化。
若使集塵裝置42作動，則可經由軟管43對吸引構件41之內部進行吸引，因此，已通過加工容器10之研磨材被朝向吸引構件41吸引。此時，在吸引構件41之開口端附近，產生自外側朝向內側之氣流，故而，已通過加工容器10之研磨材不會飛散至吸引構件41之外側。然而，若加工容器10與吸引構件41之開口端之間之間隙過小，則無法充分地吸引外部大氣，因此不產生自吸引構件41之外朝向內側之氣流。又，若上述間隙過大，則因壓力損失而不產生自吸引構件41之外朝向 內側之氣流。因此，無論上述間隙過大或過小，均存在已通過加工容器10之研磨材飛散至吸引構件41之外側之虞。加工容器10最接近於吸引構件41時之加工容器10與吸引構件41之間隙可設為1mm以上且25mm以下之範圍，更詳細而言可設為5mm以上且15mm以下。
於由集塵裝置42回收之研磨材，除了可再次利用之研磨材以外，亦包含因與被加工物W之接觸導致產生破裂或缺口而變小之研磨材或被加工物W之研磨屑之類的微粒子。可為了自研磨材與微粒子回收可再次利用之研磨材，而進而設置分級單元。可藉由分級單元而將可再次利用之研磨材與微粒子分類，從而使可再次利用之研磨材返回貯存槽31。分級單元既可設置於自吸引構件41朝向集塵裝置42之路徑之中途，亦可以其他路徑設置。分級單元可包含氣流分級裝置、篩等公知之裝置。
亦可進而使用用以對加工容器10內之被加工物W之流動狀態進行控制(使之變化)之流動控制單元(未圖示)。作為流動控制單元，可列舉例如用以任意地變更加工容器10之傾斜角度θ之單元、或任意地變更馬達22之旋轉速度之單元。可藉由結合研磨之進展，變更該角度或該速度，而變更被加工物W之流動狀態。藉此，可在符合各種被加工物W之性狀等之條件下進行流動。進而，於被加工物W容易產生碎片或裂紋之情形時，可防止流動開始時被加工物W之碎片或裂紋。
繼而，參照隨附圖式，說明本實施形態之研磨裝置之研磨方法之一例。此處，作為被加工物W，對包含SiC與Al2O3之混合物之陶瓷(尺寸：0.5mm×0.5mm×1.0mm)之角部實施圓化時之研磨方法進行說明。
(步驟1：準備步驟)
預先將研磨材裝入於圖1所示之貯存槽31。此時裝入之研磨材之大小係小於加工容器10之開口部13之直徑，或者於開口部13為網目狀 之情形時小於網眼。其原因在於：於研磨時，可使研磨材自加工容器10中所具備之開口部13通過。又，預先對配備在研磨裝置1之任意位置且控制馬達22、搬送馬達32i、及集塵裝置42之控制部(未圖示)輸入研磨條件，再者，此處所謂之「研磨條件」係指研磨時間、馬達22之運轉條件、研磨材之投入速度(每一單位時間之投入量)、及運轉模式等。
研磨材可自金屬或非金屬之鋼丸、磨粒或鋼絲、陶瓷系粒子、植物系粒子、樹脂系粒子等各種粒子，結合被加工物之材質或形狀及加工目的而適當選擇。例如，於對被加工物實施較大之圓化或將鞏固之毛刺去除之情形時，可選擇作為高硬度粒子之氧化鋁系粒子、碳化矽系粒子、氧化鋯系粒子等，又，於不期望使來自研磨之異物附著於被加工物之情形時，可將與被加工物同等材質之粒子作為研磨材。於該情形時，例如實施由磁性材料形成之電子零件之研磨之情形時，藉由將與被加工物同等材質之磁性材料用作研磨材，而不會於研磨後之被加工物之表面附著異物，藉此，可防止異物造成電子零件之性能降低。
研磨材之形狀不特別限於球形、圓柱形狀，長方體，各向異性形狀等，亦可結合被加工物之材質、形狀及研磨目的而適當地選擇。
研磨材之粒子直徑亦可同樣地結合被加工物之材質、形狀、及研磨目的而適當地選擇。例如，於將陶瓷系粒子作為研磨材之情形時，可自以JIS(Japanese Industrial Standards(日本工業標準))B6001規定之粒度為F220或#240以上且#1000以下之範圍適當地選擇。
本實施形態之研磨材係使用粒度為#800之各向異性形狀之氧化鋁系之粒子。
(步驟2：被加工物裝入步驟)
繼而，將被加工物W裝入於加工容器10內。其後，將加工容器10 以螺栓等固定於保持器21。
(步驟3：氣流產生步驟)
繼而，若按下控制部中配備之作動開關(未圖示)，則集塵裝置42作動，於研磨材吸引部B附近產生朝向吸引構件41進行吸引之氣流。此處，集塵裝置42可以研磨材通過裝入於加工容器10內之被加工物W彼此之通過速度達到上述範圍內之方式，調整集塵裝置42之吸引力。一同地，可調整加工容器10與研磨材投入單元30之距離。
(步驟4：流動化步驟)
又，加工容器10內之被加工物W藉由馬達22作動，保持器21即加工容器10旋轉，而如圖4所示地流動從而被攪拌，此處，加工容器10之旋轉速度可如上所述地設為臨界轉數之5%以上且50%以下，更詳細而言可設為10%以上且30%以下。
(步驟5：研磨材投入步驟)
繼之，研磨材投入單元30之搬送馬達32i作動，研磨材以固定速度，自研磨材排出口32e朝向裝入於加工容器10內之被加工物W投入(落下)。
(步驟6：研磨步驟)
於加工容器10內，於正在流動之被加工物W彼此之間隙亦產生朝向吸引構件41進行吸引之氣流。朝向加工容器10投入之研磨材藉由該氣流而通過被加工物W彼此之間隙，從而朝向吸引構件41。此時，因研磨材與被加工物W相互刮擦，故被加工物W被研磨。又，被加工物W因於加工容器10內如圖4所示地流動，因此，可於所有之每一被加工物W之完工精度中不存在不均地亦將任一被加工物W均一地研磨。本實施形態之研磨裝置係並非如噴氣裝置般，將研磨材與壓縮空氣一同地以氣固兩相流噴附於被加工物W，故而，即便被加工物W為小型輕量，亦可不自加工容器飛散地進行研磨。
(步驟7：研磨材回收步驟)
已通過加工容器10之研磨材係藉由朝向集塵裝置42進行吸引之氣流，而朝向吸引構件41。由於在加工容器10與吸引構件41之間形成有較小之間隙，因此，吸引外部大氣而產生自吸引構件41之外朝向內側之氣流。因此，已通過加工容器10之研磨材不會飛散至外部而全部朝向吸引構件41。
吸引構件41內之研磨材係通過軟管43，被回收至集塵裝置42。
可利用以上步驟，研磨被加工物W。
當輸入至控制部之研磨時間結束後，研磨材投入單元30自動地停止，從而研磨材之投入停止。此時，馬達22及集塵裝置42繼續作動，因此，殘留於加工容器10內之研磨材被回收至集塵裝置42。於經過特定時間之後，馬達22停止，繼而，集塵裝置42停止。
將加工容器10自保持器21取下，回收被加工物W，從而研磨結束。
可藉由使用以上之研磨方法，而實施被加工物W之圓化(R角加工)。
繼而，對使用第一實施形態之研磨裝置，研磨被加工物之結果進行說明。此處，以被加工物之角部之圓化為目的實施研磨，且進行流動化(流動狀態)之評價、研磨後之被加工物之評價、及研磨後之環境之評價。
(流動化之評價)
首先，揭示流動化之評價。被加工物W係設為包含SiC與Al2O3之混合物之陶瓷之生材(燒結前之物)。該被加工物W之尺寸係設為0.5mm×0.5mm×1.0mm。將該被加工物w之半數以油性塗料塗裝成黒色。
繼而，以達到加工容器10之容積之1/5左右之方式，將被加工物 W裝入於加工容器10。被加工物W係以未塗裝品與塗裝品達到1：1之方式裝入。
繼之，使集塵裝置42作動之後，使加工容器10旋轉30分鐘，從而使被加工物W流動化。再者，該流動化(攪拌)之條件係如表1所示。表1中之各評價條件係表示下述之內容。
傾斜角度(deg.)；加工容器10相對於水平面之傾斜角度θ
轉數(%)；加工容器10之轉數/臨界轉數×100
面積；研磨材吸引部B之面積/加工容器10之底面部12之面積
吸引速度(mm/s)；研磨材吸引部B中之吸引之風速
位置(deg.)；以自底面部12中心朝向底面部12之周緣部下端之虛擬線為基準，自該虛擬線起加工容器10對於旋轉方向之相位角度α
氣流控制構件50之有無；於加工容器10之底面部12背面，有無配置該底面部之直徑之1/3之氣流控制構件50
經過30分鐘後，停止加工容器10及集塵裝置42之作動。於作動停止後，於上述相位角度為0°、-10°、10°之位置將被加工物W各自採集100個，且計數未塗裝品個數。該作業進行3次，算出該3處×3次之平均值，藉此，評價被加工物W之流動狀態。評價基準係如以下所述。
◎...未塗裝品之個數為45~55個
○...未塗裝品之個數為40~44個或56~60個
△...未塗裝品之個數為30~39個或61~70個
×...未塗裝品之個數為29個以下或71個以上
將流動化之評價彙集於表1。於實施例1-1~實施例1-20中，未配置氣流控制構件50地實施被加工物W之攪拌。其結果，任一條件中，評價均為「△」或「○」。「△」之評價係於實際進行研磨時，雖產生不均但作為實際製品未產生問題之等級，且由實驗確認係於實用方面無問題之評價。又，該「△」係藉由將其他之條件最佳化而成為「○」評價之等級。由此，確認到以表1之條件可良好地攪拌被加工物W。再者，實施例1-4係定性評價為「○」評價，但定量評價略微劣於實施例1-3。同樣地，實施例1-9係以定量評價略微劣於實施例1-10。
又，於加工容器10之底面部12背面配置有氣流控制構件50之情形時(實施例1-20)，評價成為「◎」，從而確認更均等地進行了攪拌。
(研磨後之被加工物之評價、研磨後之環境之評價)
繼而，揭示研磨後之被加工物之評價及研磨後之環境之評價。說明將氧化鋁質之研磨粒(WA#800；新東工業股份有限公司製造)自研磨材投入單元30，以20g/分鐘之投入速度投入，將被加工物以研磨時間30分鐘進行研磨所得之結果。本實施評價係以6種類之被加工物進行評價。以下表示被加工物之詳細情況。
被加工物A；包含SiC與Al2O3之混合物之陶瓷之生材(尺寸；0.5mm×0.5mm×1.0mm)
被加工物B；包含SiC與Al2O3之混合物之陶瓷之生材(尺寸；0.15mm×0.15mm×0.20mm)
被加工物C；包含SiC與Al2O3之混合物之陶瓷之生材(尺寸；1.0mm×1.0mm×1.5mm)
被加工物D；鐵氧體(尺寸；0.5mm×0.6mm×1.0mm)
被加工物E；玻璃(尺寸；0.5mm×0.5mm×1.0mm)
被加工物F；銅(尺寸；0.5mm×0.5mm×1.0mm)
以達到加工容器10之容積之1/5左右之方式，將被加工物裝入於加工容器10。繼而，於使集塵裝置42作動之後，使加工容器10旋轉30分鐘，從而使被加工物流動化。再者，該流動化(攪拌)之條件係如表2所示。關於表2中之各評價條件，傾斜角度、轉數、面積、位置、氣流控制構件之有無係與流動化之評價中揭示之評價條件之內容相同。與流動化之評價不同之評價條件即通過速度於以下揭示。
通過速度(mm/s)；研磨材通過裝入於加工容器10內之被加工物彼此之間之速度。
通過速度係藉由利用流速計測系統(Flowtech Research股份有限 公司；PlV系統)測定研磨材之流體速度而評價。具體而言，測定自研磨材投入單元30投入之研磨材即將接觸於被加工物W之前之部分之速度，且將該值作為通過速度。
繼而，將氧化鋁質之研磨粒(WA#800；新東工業股份有限公司製造)裝入於貯存槽31，且以該研磨材之投入速度為20g/min進行裝入之方式使搬送馬達32i作動。使加工容器10及集塵裝置42作動，進行30分鐘研磨。
對研磨後之被加工物進行評價。具體而言，進行「加工精度」、「表面狀態」、「研磨材之殘留」之評價。各個評價方法及評價基準係如以下所述。
<加工精度>
將以各個條件實施研磨後之被加工物各採集10個，以顯微鏡(基恩士製造VHX-2000)進行觀察，評價角部之圓化加工。加工精度之評價基準係如以下所述。
○...於所有之被加工物中，均已實施圓化加工。
△...未實施圓化加工之被加工物為1個~3個。
×...未實施圓化加工之被加工物為4個以上。
<表面狀態>
將以各個條件已實施研磨之被加工物W分別各採集10個，以顯微鏡(基恩士製造VHX-2000)進行觀察，評價被加工物之表面狀態(裂紋、碎片、劃痕之有無)。表面狀態之評價基準係如以下所述。
○...於所有之被加工物中，均未觀察到裂紋或碎片。
△...存在裂紋或碎片之被加工物為1個~3個。
×...存在裂紋或碎片之被加工物為4個以上。
<研磨材之殘留>
對以各個條件實施研磨之研磨後之被加工物，採用超音波振動 篩，藉由篩分而將研磨後之被加工物與附著於被加工物之附著物進行分類。用於篩分之篩之網眼〔篩網直徑)係設定為不使研磨後之被加工物通過而僅使附著物通過。其後，分別測定附著物去除後之被加工物與附著物之重量。繼而，以「(附著物之重量)/(附著物去除後之被加工物之重量)×100(%)」算出研磨材之殘留率，評價研磨材之殘留。「研磨材之殘留」之評價基準係如以下所述。
○...研磨材之殘留率未達1%。
△...研磨材之殘留率為1%以上且未達3%。
×...研磨材之殘留率為3%以上。
一同地對研磨後之環境進行評價。具體而言，評價「研磨材之飛散」。評價方法及評價基準係如以下所述。
<研磨材之飛散>
於以各個條件實施研磨之後，為了對完成研磨後之研磨裝置1周邊，分析研磨步驟時所飛散之研磨材之程度，而進行「研磨材之飛散」之評價。「研磨材之飛散」之評價基準係如以下所述。
○...於進行研磨之後，以目視未能在加工容器10之外觀察到研磨材。
×...於進行研磨之後，以目視在加工容器10之外觀察到研磨材。
將研磨後之被加工物之評價及研磨後之環境之評價彙集於表2。實施例2-1~實施例2-21中已實施被加工物A之研磨。其結果，無論任何條件下，評價均為「△」或「○」。評價為「△」之被加工物之品質係作為製品不存在問題之程度之品質。又，該品質係藉由將其他之條件最佳化而成為「○」評價之程度之品質。於每一實施例中，可確認到與加工精度、表面狀態、研磨材之殘留相關之結果中產生了差異。然而，即便結果中產生差異，被加工物之品質於實施例2-1~實施例2-21之任一條件下亦不存在問題。由此，可確認被加工物A於表2之實施例中均可良好地進行研磨。
進而，實施例2-22與實施例2-23係更改被加工物之尺寸，且以與實施例2-21相同之評價條件進行被加工物之評價。該評價之結果，可確認到可與被加工物之尺寸之大小無關地進行良好之研磨。繼而，實施例2-24~實施例2-26係更改被加工物之材質，以與實施例2-21同等之評價條件進行被加工物之評價。該評價之結果，可確認到對於鐵氧體、玻璃、金屬(銅)之任一材質，均可良好地進行研磨。
又，於實施例2-1~實施例2-26中，將對於研磨材之飛散之評價，與被加工物之評價並行地進行。未能確認到顯著之研磨材之飛散，因此，自研磨材投入單元30投入之研磨材對於任一實施例，在實施加工容器10內之被加工物之研磨後，均可確認到未飛散至加工容器10之外，而被回收至集塵裝置42之情況。
(第二實施形態)
繼而，作為另一形態之研磨裝置之一例，將具備振動單元作為流動化單元之研磨裝置作為第二實施形態進行說明。再者，以下之說明僅對與第一實施形態不同之變更點進行說明。
本實施形態之研磨裝置101係如圖7(A)所示地包含加工容器110、作為流動化單元之振動單元120、研磨材投入單元130、及吸引單元 140。
加工容器110係使用與第一實施形態中所說明之加工容器10相同之構成者。
振動單元120係包括保持加工容器110之保持器121、振動力產生單元122、及座架123。保持器121係將底面閉合且於底部設有凸緣部之圓筒形狀。於底部設置有可裝入下述吸引構件141之開口部。
振動力產生單元122包括：旋轉自如地保持於保持器121之底部中央之旋轉軸122a、由旋轉軸122a保持之第一錘122b及第二錘122c、固定於座架123之馬達122d、將馬達122d之旋轉傳送至旋轉軸122a之旋轉傳送構件122e、及將保持器121可振動地連結於座架123之連結構件122f。
第一錘122b及第二錘122c係矩形或扇形之構件，且於一端側附近形成有可嵌合旋轉軸122a之開口，且於該開口插入有旋轉軸122a之狀態下藉由螺栓等而固定。旋轉軸122a因第一錘122b及第二錘122c而偏心，故而，於旋轉軸122a旋轉時，將振動賦予保持器121即加工容器110。此時，可藉由調整圖7(B)所示之第二錘122c相對於第一錘122b之相位差β而調整被加工物W之流動狀態。若藉由振動單元120而使被加工物W流動化，則如圖8所示，成為朝向圓周方向之流動Y、沿圓周移動之流動X、及垂直方向上移動之流動Z組合而成之流動。若相位差β較小，則朝向圓周方向之流動Y直線性地朝向圓周方向。若相位差β過大，則朝向圓周方向之流動Y成為朝向底部中央之流動。可為了更均一地攪拌被加工物，而將例如相位差β設為30°以上且75°以下，較理想為45°以上且60°以下。
旋轉傳送構件122e係包含分別固定於旋轉軸122a及馬達122d之旋轉軸之滑輪、及架設於該滑輪彼此上之皮帶。可藉由該構成而將馬達122d之旋轉傳送至旋轉軸122a。
連結有振動力產生單元122之保持器121係經由連結構件122f連結於座架123之上方。連結構件122f只要可振動地連結於保持器121即可，且可使用例如彈簧或橡膠等。本實施形態係使用彈簧。於保持器121之凸緣部及座架123之分別對向之位置，等間隔地設置有複數個(本實施形態為8個)可將彈簧之一端固定之突起，且藉由該彈簧而將保持器121可振動地連結於座架123。
再者，亦可為了促進圖8中之垂直方向上移動之流動Z方向之流動，而將攪拌促進構件(未圖示)裝入於加工容器110之底面部112與保持器121之間。例如，可裝入複數個包含橡膠之球體作為攪拌促進構件，藉此，於保持器121振動時，藉由攪拌促進構件撞擊加工容器110之底面部112之背面，而促進垂直方向上移動之流動Z方向之流動。
研磨材投入單元130係採用與第一實施形態中所說明之研磨材投入單元30相同之構成者。
吸引單元140包含：吸引構件141，其係以一端面與加工容器110之底面部112設置有間隙之方式配置；集塵裝置142，其係產生吸引力；及軟管143，其將吸引構件141與集塵裝置142連結。吸引構件141包含：圓筒形狀之整流部141a，其係兩端開口，且連續地具有相同之橫剖面；及圓錐形狀之吸引部141b，其係連結於上述整流部141a之一端面，且隨著自整流部141a分離，橫剖面之面積縮小。於吸引部141b之縮徑端連接有軟管143，且軟管143之另一端連接有可將研磨材吸引回收之集塵裝置142。藉此，成為將吸引構件141與集塵裝置142連結而成之構成。
吸引構件141之整流部141a係發揮如下作用：以使吸引時產生之氣流不朝向整流部141a之開口端逆流，而朝向集塵裝置142流動之方式，將氣流進行整流。又，吸引部141b係發揮如下作用：以使通過整流部141a後之氣流高效率地流向集塵裝置142之方式，使氣流加速。 再者，若能僅利用吸引部141b吸引研磨材，使之不飛散至吸引構件141之外部，則亦可不設置整流部141a。
吸引構件141亦可構成為使開口端(上述縮徑端之另一端側)之大小略微大於加工容器110之底面部112，且可自底面部112之整面進行吸引，亦可構成為使上述大小小於底面部112，且可自底面部112之一部分進行吸引。又，可將吸引構件141之開口端以與加工容器110之底面部112之間設置間隙之方式進行配置。本實施形態係構成為使開口端之大小小於加工容器之底面部112，且可自底面部112之一部分進行吸引，且於開口端所對向之位置以可投入研磨材之方式配置研磨材投入單元130。再者，若能僅利用軟管143吸引研磨材，使之不飛散至外部，則亦可不設置吸引構件141。
若使集塵裝置142作動，則在底面部112之與吸引構件141之開口端對向之位置，形成研磨材通過後被吸引之研磨材吸引部B。研磨材吸引部B之大小可設為加工容器110之底面部112之面積之10%以上且40%以下。若研磨材吸引部B之面積過大，則超出需要之被加工物W將被固定於底面部12，故而，被加工物W之攪拌變得不充分，若過小，則無法充分地進行研磨材之吸引。
若使集塵裝置142作動，則產生自吸引構件141朝向集塵裝置142之氣流，因此，將已通過加工容器110之研磨材朝向吸引構件141吸引。此時，在吸引構件141之開口端附近，產生自外側朝向內側之氣流，因而，可防止已通過加工容器110之研磨材飛散至吸引構件141之外側。然而，若加工容器110與吸引構件141之開口端之間之間隙過小，則無法充分地吸引外部大氣，故而不產生自吸引構件141之外朝向內側之氣流。又，若上述間隙過大，則因壓力損失，而不產生自吸引構件141之外朝向內側之氣流。因此，無論上述間隙過大抑或是過小，均存在已通過加工容器110之研磨材飛散至吸引構件141之外側之 虞。加工容器110最接近於吸引構件141時之加工容器110與吸引構件141之間隙可設為1mm以上且25mm以下之範圍，更詳細而言可設為5mm以上且15mm以下。
由集塵裝置142回收之研磨材除了可再次利用之研磨材以外，亦包含因與被加工物W之接觸導致產生破裂或缺口從而變小之研磨材或被加工物W之研磨屑之類之微粒子。亦可為了自研磨材與微粒子回收可再次利用之研磨材，而進而設置分級單元。可藉由分級單元而將可再次利用之研磨材與微粒子分類，從而使可再次利用之研磨材返回貯存槽131。分級單元既可設置於自吸引構件141朝向集塵裝置142之路徑之中途，亦可以其他路徑設置。分級單元可包含氣流分級裝置、或篩等公知之裝置。
亦可進而使用用以對加工容器110內之被加工物W之流動狀態進行控制之流動控制單元(未圖示)。作為流動控制單元，可列舉例如任意地變更馬達122d之旋轉速度之單元。可藉由結合研磨之進展，變更該角度或該速度，而變更被加工物W之流動狀態。藉此，可以符合各種被加工物W之性狀等之條件進行流動。進而，於被加工物W容易產生碎片或裂紋之情形時，可防止流動開始時被加工物W之碎片或裂紋。
(第三實施形態)
繼而，對第三實施形態之研磨裝置及研磨方法進行說明。本實施形態之研磨裝置及研磨方法係將被加工物連續地研磨。再者，以下之說明係主要說明相對於第一實施形態之研磨裝置及研磨方法之變更方面。
將第三實施形態之研磨裝置201示於圖9及圖10。圖9係研磨裝置201之俯視圖，圖10係圖9所示之研磨裝置201之沿X-X線之剖面圖。再者，以下之說明係將加工容器210之寬度方向設為x方向，將加工容 器210之長度方向設為y方向，且將與x方向及y方向正交之方向設為z方向進行記述。研磨裝置201係包含加工容器210、振動前進單元220、連結構件222、及座架223。
加工容器210係如圖9所示，具有平面形狀相較x方向於y方向上呈現長條之大致長方形之大致箱形狀。加工容器210具有底面部212及壁部211。於圖9所示之例中，底面部212包含網目狀配置之金屬絲，且由金屬絲包圍之區域構成開口部213。該開口部213之寬度構成為大於研磨材之粒徑，且小於被加工物W之寬度。藉此，底面部212可使研磨材通過，且使被加工物駐留於其上。壁部211係沿著底面部212之緣部樹立設置，且自側方劃分形成底面部212上之空間。於加工容器210之y方向側之一端側(圖9之右側緣部)，形成有未設置壁部211之排出部214。排出部214係用於將加工容器210內之被加工物W排出至外部。
如圖10所示，加工容器210係介隔連結構件222可振動地支持於座架223。連結構件222可包含例如彈簧、橡膠等。
振動前進單元220係設置於底面部212之背面即下方。振動前進單元220係藉由對加工容器210賦予振動，而使加工容器210內之被加工物W流動化，並且使裝入於加工容器210內之被加工物W朝向排出部214前進。作為振動前進單元220，可利用例如偏心馬達。
於加工容器210之y方向側之另一端側(圖9之左側)之上方，設置有被加工物裝入單元260。被加工物裝入單元260係將被加工物W連續或斷續地裝入於加工容器210內。此處所謂將被加工物W連續地裝入係指將特定量之被加工物W連續地裝入於加工容器210內之含義。另一方面，所謂斷續地裝入係指將特定量之被加工物W隔開間隔地裝入於加工容器210內之含義。作為被加工物裝入單元260，可使用例如振動進料器、皮帶輸送機、及箕式輸送機等公知之機構。
研磨裝置201更包含研磨材投入單元及吸引單元。圖9及10係為了便於說明，而將研磨材投入單元及吸引單元之圖示省略。作為研磨材投入單元及吸引單元，可使用與圖1所示之研磨材投入單元30及吸引單元40相同之構成者。該吸引單元之吸引構件係配置於底面部212之背面側即下方。又，研磨材投入單元係配置於底面部212之表面側即上方。
其次，對第三實施形態之研磨方法進行說明。該研磨方法係首先使振動前進單元220、吸引單元、及研磨材投入單元作動。繼之，藉由被加工物裝入單元260，而將被加工物W連續或斷續地裝入於加工容器210內(被加工物裝入步驟)。裝入於加工容器210之被加工物W係藉由加工容器210之振動而在加工容器210內流動。同時，加工容器210內之被加工物W係自加工容器210之y方向側之另一端側朝向排出部214移動、即前進(流動化前進步驟)。
又，本實施形態之研磨方法係自研磨材投入單元朝向加工容器210內之被加工物W投入研磨材(研磨材投入步驟)。又，藉由吸引單元而產生通過加工容器210之方向、即自底面部212之表面側朝向背面側之氣流(氣流產生步驟)。藉此，於底面部212之表面，形成圖6所示之研磨材吸引部B。加工容器210內之被加工物W係於朝向排出部214前進之過程中，通過研磨材吸引部B上。此時，自研磨材投入單元投入之研磨材係夾捲於該氣流中通過被加工物W彼此之間，與被加工物W相互刮擦，藉此，研磨被加工物W(研磨步驟)。被加工物W之研磨量可藉由調整振動前進單元220所賦予之振動之大小，變更被加工物W通過研磨材吸引部B之速度而調整。已通過研磨材吸引部B之研磨過之被加工物W進而繼續前進，自排出部214向加工容器210之外部被排出回收(被加工物回收步驟)。另一方面，已通過底面部212之研磨材被吸引單元回收(研磨材回收步驟)。根據如此之第三實施形態之研磨 方法，可將被加工物W連續地進行研磨。
[產業上之可利用性]
實施形態係以實施長方體之陶瓷之角部之圓化加工之情形為例進行說明，但被加工物之種類及被加工物之加工目的並不限於此。就被加工物而言，不僅陶瓷、矽、鐵氧體或結晶材料等具有硬且脆之性質之硬脆材料可良好地進行研磨，而且樹脂等各種複合材料亦可良好地進行研磨。又，就加工目的而言，可進行被加工物之面粗糙度之調整、去毛刺及表面層之去除等。例如，於將上述研磨方法用於陶瓷之表面層去除加工之情形時，可藉由將表面層去除，而於後步驟中形成鍍金等皮膜時，提昇與皮膜之密接力。
本發明之一態樣之研磨裝置可尤其較佳地應用於小型零件之研磨。例如，於被加工物為積層陶瓷電容器或電感器等零件之情形時，不僅一邊為800μm以上且1600μm以下左右者可良好地進行研磨，而且即便一邊為100μm以上且200μm以下左右之極小尺寸之情形時亦可良好地進行研磨。
又，只要被加工物可於加工容器內流動，則不僅可研磨小型之被加工物，而且亦可研磨大小超過上述小型被加工物之被加工物。例如亦可良好地研磨一邊為10mm以上且30mm以下程度之大小之被加工物。
1‧‧‧研磨裝置
10‧‧‧加工容器
11‧‧‧壁部
12‧‧‧底面部
20‧‧‧旋轉單元
21‧‧‧保持器
22‧‧‧馬達
23‧‧‧旋轉傳送構件
30‧‧‧研磨材投入單元
31‧‧‧貯存槽
32‧‧‧搬送單元
33‧‧‧研磨材投入構件
40‧‧‧吸引單元
41‧‧‧吸引構件
41a‧‧‧整流部
41b‧‧‧吸引部
42‧‧‧集塵裝置
43‧‧‧軟管
50‧‧‧氣流控制構件
B‧‧‧研磨材吸引部
T‧‧‧旋轉軸線
W‧‧‧被加工物

Claims (19)

  1. 一種研磨裝置，其特徵在於：其係研磨被加工物之表面之研磨裝置，且包含：加工容器，其具有可供研磨材通過，且包括表面側及背面側之底面部，並且使複數個上述被加工物駐留於上述底面部之上述表面側；流動化單元，其係使複數個上述被加工物於上述加工容器內流動；研磨材投入單元，其係將上述研磨材朝向上述底面部之上述表面側投入；及吸引單元，其產生自上述底面部之上述表面側朝向上述背面側之氣流，並且於上述底面部之上述背面側將上述研磨材吸引回收。
  2. 如請求項1之研磨裝置，其中上述流動化單元係使上述加工容器振動之振動單元、或使上述加工容器以該加工容器之底面部之中心為軸心而旋轉之旋轉單元。
  3. 如請求項2之研磨裝置，其中上述流動化單元更包含使流動狀態變化之流動控制單元。
  4. 如請求項2之研磨裝置，其中上述流動化單元係上述旋轉單元，且上述加工容器係以相對於水平面傾斜之方式受到上述旋轉單元支持。
  5. 如請求項4之研磨裝置，其中上述加工容器之傾斜角度係相對於水平面為30°以上且70°以下。
  6. 如請求項1之研磨裝置，其中於上述加工容器之底面部設置有開 口部。
  7. 如請求項6之研磨裝置，其中上述開口部係網目狀地構成，且該開口部之網眼為70μm以上且1100μm以下。
  8. 如請求項1之研磨裝置，其中於利用上述吸引單元進行吸引時，在上述加工容器之底面部之一部分，形成將上述研磨材通過該加工容器而吸引至上述吸引單元之研磨材吸引部。
  9. 如請求項8之研磨裝置，其中上述研磨材吸引部之面積係上述加工容器之底面部之面積之1/8以上且1/4以下。
  10. 如請求項8之研磨裝置，其中通過上述研磨材吸引部之吸引速度係5m/sec以上且未達100m/sec。
  11. 如請求項10之研磨裝置，其中上述研磨材吸引部之中心係位於自上述加工容器之底面部中心相對於周緣部下端之方向在該加工容器之旋轉方向側以特定之角度隔開之位置。
  12. 如請求項2之研磨裝置，其中於上述加工容器之底面部中心，配置有控制用於使上述研磨材通過該加工容器之氣流之流動之氣流控制構件。
  13. 如請求項1之研磨裝置，其中上述研磨材投入單元包含：貯存上述研磨材之貯存槽、將上述研磨材朝向複數個上述被加工物投入之研磨材排出口、及將自上述貯存槽供給之上述研磨材朝向上述研磨材排出口搬送之搬送單元，上述搬送單元包含：搬送螺桿，其係於旋轉軸設有螺旋狀之葉片；及凹槽，其內置上述搬送螺桿，且於前端之下部開口有上述研磨材投入口，於後部位之上表面開口有與上述貯存槽連結之研磨材供給口； 上述凹槽內之空間係分割為由上述搬送螺桿及上述凹槽所形成之空間、及位於上述搬送螺桿之前方且包含上述研磨材排出口之空間，於上述搬送螺桿之前端與上述研磨材排出口之間，配置有設有上述研磨材可通過之壓碎部之限制板。
  14. 如請求項1之研磨裝置，其中上述被加工物係由硬脆材料形成。
  15. 如請求項14之研磨裝置，其中上述被加工物係積層陶瓷電容器或電感器之零件。
  16. 一種研磨方法，其係使用研磨裝置者，該研磨裝置包含：可供通過研磨材，且具有表面側及背面側之底面部，使複數個被加工物駐留於該底面部之上述表面側之加工容器；用以使複數個上述被加工物流動化之流動化單元；將上述研磨材投入至上述加工容器內之複數個上述被加工物之研磨材投入單元；及將該研磨材吸引回收之吸引單元，且該研磨方法包含如下步驟：被加工物裝入步驟，其係將複數個上述被加工物裝入於上述加工容器；氣流產生步驟，其係藉由上述吸引單元而產生自底面部之上述表面側朝向上述背面側之氣流；流動化步驟，其係藉由上述流動化單元而將裝入於上述加工容器內之複數個上述被加工物流動化；研磨材投入步驟，其係將上述研磨材自上述研磨材投入單元朝向上述底面部之上述表面側投入；研磨步驟，其係使上述研磨材藉由上述氣流而通過裝入於上述加工容器內之上述被加工物彼此之間，而研磨複數個上述被加工物；及 研磨材回收步驟，其係藉由上述吸引單元而於上述底面部之上述背面側回收上述研磨材。
  17. 一種研磨方法，其係使用研磨裝置者，該研磨裝置包含：加工容器，其包括可供研磨材通過且具有表面側及背面側之底面部、及將被加工物排出至外部之排出部，使複數個上述被加工物駐留於該底面部之上述表面側；流動化單元，其係用以使複數個上述被加工物流動化；研磨材投入單元，其係將上述研磨材投入至上述加工容器內之複數個上述被加工物；及吸引單元，其將上述研磨材吸引回收；且上述研磨方法包含如下步驟：被加工物裝入步驟，其係將複數個上述被加工物連續或斷續地裝入於上述加工容器；氣流產生步驟，其係藉由上述吸引單元而產生自上述底面部之上述表面側朝向上述背面側之氣流；流動化前進步驟，其係藉由上述流動化單元而使上述加工容器內之複數個上述被加工物流動化，並且使於上述被加工物投入步驟中被裝入之複數個上述被加工物朝向上述排出部前進；研磨材投入步驟，其係將上述研磨材自上述研磨材投入單元朝向上述底面部之上述表面側投入；研磨步驟，其係使上述研磨材藉由上述氣流而通過上述加工容器內之上述被加工物彼此之間，而研磨複數個上述被加工物；研磨材回收步驟，其係藉由上述吸引單元而於上述底面部之上述背面側將上述研磨材回收；及被加工物回收步驟，其係將自上述排出部排出之複數個上述被加工物回收。
  18. 如請求項16或17之研磨方法，其中上述研磨材通過裝入於上述加工容器內之上述被加工物彼此之間之通過速度係5m/sec以上且未達100m/sec。
  19. 如請求項16之研磨方法，其中上述流動化單元係使上述加工容器以該加工容器之底面部之中心為軸心而旋轉之旋轉單元，且在上述流動化步驟中，藉由上述旋轉單元而使上述加工容器以臨界轉數之5%以上且50%以下進行旋轉。
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