JP7832049B2 - ELID processing apparatus, ELID processing method, and method for manufacturing electronic components - Google Patents
ELID processing apparatus, ELID processing method, and method for manufacturing electronic componentsInfo
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Description
本発明は、ELID加工装置、ELID加工方法およびこれらを用いる電子部品の製造方法に関する。 This invention relates to an ELID processing apparatus, an ELID processing method, and a method for manufacturing electronic components using these.
セラミック、ガラスおよび金属などの硬質の材料を研削・加工する技術として、ELID(電解インプロセスドレッシング)が知られている。ELIDでは、砥石(ブレード)と電極部との間に電解液を供給することにより、砥石のドレッシングが、加工プロセスと並行して行われる。 ELID (Electrolytic In-Process Dressing) is a well-known technology for grinding and processing hard materials such as ceramics, glass, and metals. In ELID, the dressing of the grinding wheel (blade) is performed in parallel with the processing process by supplying an electrolyte solution between the grinding wheel and the electrode.
ELIDは、種々の研削、研磨および切断などの加工プロセスに用いることが可能である。たとえば、ELIDは、平面研削盤やレンズの鏡面研磨の分野において、工業的な応用が進められている。一方、ELIDをこれら以外の分野に適用することも考えられ、たとえば、小型電子部品の材料となるセラミック基板の切断に用いる湿式切断機(ダイサー)などへの応用もあり得る。 ELID can be used in various processing steps such as grinding, polishing, and cutting. For example, ELID is seeing increasing industrial applications in surface grinding machines and lens mirror polishing. On the other hand, applications of ELID in other fields are also conceivable; for instance, it could be used in wet cutting machines (dicers) for cutting ceramic substrates used as materials for small electronic components.
しかしながら、ELIDを湿式切断のような分野に工業的に適用する場合、縦回転するブレードへの電解液供給に課題が生ずることが、発明者らによって明らかになった。特に、ブレードの回転速度が上昇すると、従来の装置では、ブレードの頂部と電極部との間を狙って電解液を吐出しても、ELIDによってドレッシングされるべきブレードの頂部位置近傍に対して電解液を正確に供給することが難しくなり、ブレードのドレッシングが適切に行えないなどの問題が生じることが判明した。これは、ブレードが高速回転することによってブレード自体の回転に吐出された電解液が引きずられるために吐出位置からのずれが生じることが要因として考えられる。また、回転によってブレードの回転順方向に生じる気流が大きくなり、その気流によって吐出される電解液が目標位置から逸れてしまうことも要因として考えられる。 However, the inventors have revealed that when ELID is industrially applied to fields such as wet cutting, challenges arise in supplying electrolyte to a vertically rotating blade. In particular, as the blade rotation speed increases, conventional devices find it difficult to accurately supply electrolyte to the area near the blade's top, even when aiming to dispense it between the blade's top and the electrode. This results in problems such as improper blade dressing. This is thought to be due to the high-speed rotation of the blade causing the dispensed electrolyte to be dragged along by the blade's rotation, resulting in a deviation from the intended discharge position. Furthermore, the increased airflow generated in the direction of the blade's rotation also contributes to the problem, as this airflow can cause the dispensed electrolyte to deviate from the target position.
本開示では、ブレードの回転速度が速い場合にでも、電解液によるブレードのドレッシングを適切に行うことができる、縦回転型のELID加工装置等を提供する。 This disclosure provides a vertical rotation type ELID processing apparatus, etc., that can properly dress the blade with an electrolyte solution even when the blade rotation speed is high.
本開示の一実施形態に係るELID加工装置は、
縦回転するブレードと、
前記ブレードの頂部位置近傍に向かって電解液を吐出するノズル部と、
前記頂部位置近傍から前記ブレードの回転順方向側に設けられる電極部と、
前記電極部と前記ブレードとの間に電界を形成する給電部と、
前記ブレードを回転駆動する駆動部と、を有し、
前記ノズル部が前記電解液を吐出するノズル開口の開口下端から、前記ブレードの回転中心を通る水平面である回転中心水平面までの高さtは、前記ブレードの半径をrとしたとき、
0.036≦(r-t)/r≦0.092
である。
An ELID processing apparatus according to one embodiment of the present disclosure,
A vertically rotating blade,
A nozzle section that discharges electrolyte toward the vicinity of the top position of the blade,
An electrode portion provided on the side of the blade in the rotational direction from near the top position,
A power supply unit that forms an electric field between the electrode portion and the blade,
The system includes a drive unit that rotates the blade,
The height t from the lower end of the nozzle opening through which the nozzle portion discharges the electrolyte to the horizontal plane of the rotation center, which is the horizontal plane passing through the rotation center of the blade, is such that, when the radius of the blade is r,
0.036≦(rt)/r≦0.092
That is the case.
このようなELID加工装置は、ブレードの頂部位置近傍に電解液を供給することにより、高速回転するブレードと電極部の間に適切に電解液を供給するうえで有利である。また、電解液を吐出するノズル開口の開口下端から、回転中心水平面までの高さtとブレードの半径rとの関係が所定の範囲内にあることにより、ブレードの頂部位置近傍と電極部との間に適切に電解液が供給され、電界および電解液によるブレードのドレッシングを適切に行うことができる。ノズル開口の高さが所定範囲より高すぎると、ブレードの頂部位置近傍から上方に電界液が逸れ、ノズル開口の高さが所定範囲より低すぎると、電界が形成される領域まで電解液がブレードの頂部位置近傍に保持されず、いずれもブレードのドレッシングを適切に行うことが難しい。 Such an ELID processing apparatus is advantageous in that it supplies electrolyte to the vicinity of the blade's apex, thereby ensuring proper electrolyte supply between the high-speed rotating blade and the electrode. Furthermore, by ensuring that the relationship between the height t from the lower end of the nozzle opening that discharges the electrolyte to the horizontal plane of the rotation center and the blade's radius r is within a predetermined range, the electrolyte is properly supplied between the vicinity of the blade's apex and the electrode, allowing for proper blade dressing by the electric field and electrolyte. If the nozzle opening height is too high, the electrolyte will veer upward from the vicinity of the blade's apex; if the nozzle opening height is too low, the electrolyte will not be retained near the blade's apex until the electric field is formed, making proper blade dressing difficult in either case.
また、たとえば、前記高さtは、
0.036≦(r-t)/r≦0.073であってもよい。
Also, for example, the height t is,
0.036 ≤ (r - t) / r ≤ 0.073 is also acceptable.
このように、ノズル開口の開口下端から回転中心水平面までの高さtは、ブレードの半径rに近い所定の範囲内であることが好ましく、ブレードの半径rより僅かに低い、所定の範囲内であることが、より好ましい。 Thus, the height t from the lower end of the nozzle opening to the horizontal plane of the rotation center is preferably within a predetermined range close to the blade radius r, and more preferably within a predetermined range slightly lower than the blade radius r.
また、たとえば、前記ノズル部において前記電解液が流れる流路の延在する方向である流路方向は、前記ノズル開口に向かって前記回転中心水平面に近づく方向に傾斜していてもよい。 Furthermore, for example, the flow path direction in the nozzle portion, which is the direction in which the electrolyte flows, may be inclined toward the nozzle opening in a direction that approaches the horizontal plane of the rotation center.
このように、ノズルの流路方向を下方に傾斜させることにより、吐出される電解液がブレードの回転によって生じる回転順方向の気流の影響によって吐出目標位置から逸れてしまうことを修正することができ、ブレードと電極部の間に適切に電解液を供給するうえで有利である。 By tilting the nozzle's flow path downwards in this manner, it is possible to correct the deviation of the discharged electrolyte from the target discharge position due to the influence of the airflow in the rotational direction generated by the blade's rotation. This is advantageous for properly supplying the electrolyte between the blade and the electrode.
また、たとえば、前記ノズル部において前記電解液が流れる流路の延在する方向である流路方向は、前記回転中心水平面に略平行であってもよい。 Furthermore, for example, the flow path direction, which is the direction in which the electrolyte flows through the nozzle, may be substantially parallel to the horizontal plane of the rotation center.
このように、ノズルの流路方向を回転水平面に略平行に配置することにより、ブレードの頂部位置近傍に対して、ブレードの接線方向から電解液を供給できる。そのため、ブレードの頂部位置近傍、ブレードの回転順方向に電解液を供給するうえで有利である。 By arranging the nozzle's flow path approximately parallel to the horizontal rotation plane in this manner, the electrolyte can be supplied to the vicinity of the blade's apex from the tangential direction of the blade. Therefore, this is advantageous for supplying the electrolyte to the vicinity of the blade's apex and in the direction of the blade's rotation.
また、たとえば、前記ノズル開口の開口下端と、前記ブレードの回転中心とを結ぶ第1の線が、前記回転中心を通り前記回転中心水平面に垂直である第2の線に対してなす第1の挟角の大きさは、18.5~27.0度であってもよい。 Furthermore, for example, the magnitude of the first angle formed by the first line connecting the lower end of the nozzle opening and the rotation center of the blade with a second line passing through the rotation center and perpendicular to the horizontal plane of the rotation center may be between 18.5 and 27.0 degrees.
第1の挟角を27.0度以下とすることにより、ノズル開口がブレードに干渉することを回避することができる。また、第1の挟角を18.5度以上とすることにより、ノズル開口とブレードの頂部位置とを近づけることができるため、電解液を効率的にブレードの頂部位置近傍に供給することができる。 By setting the first angle to 27.0 degrees or less, interference between the nozzle opening and the blade can be avoided. Furthermore, by setting the first angle to 18.5 degrees or more, the nozzle opening and the top of the blade can be brought closer together, allowing for efficient supply of the electrolyte to the vicinity of the blade's top.
また、たとえば、前記ノズル開口の開口下端と、前記ブレードの回転中心とを結ぶ第1の線が、前記ノズル開口の開口上端と、前記ブレードの回転中心とを結ぶ第3の線に対してなす第2の挟角の大きさは、25.5~34.0度であってもよい。 Furthermore, for example, the magnitude of the second angle formed by the first line connecting the lower end of the nozzle opening and the rotation center of the blade with the third line connecting the upper end of the nozzle opening and the rotation center of the blade may be between 25.5 and 34.0 degrees.
第2の挟角をこのような範囲とすることにより、ノズル部とブレードとの干渉を避けつつ、ノズル開口の開口中心を、ブレードの頂部位置に近づけることができ、またノズル部を電極部に近くすることができる。 By setting the second angle to this range, interference between the nozzle and the blade can be avoided, the center of the nozzle opening can be brought closer to the top of the blade, and the nozzle can be brought closer to the electrode.
また、たとえば、前記ノズル開口の開口面の少なくとも一部は、弧状に湾曲していてもよい。 Furthermore, for example, at least a portion of the opening surface of the nozzle opening may be curved in an arc shape.
ブレードの外縁が円弧状であるため、このような弧状の開口面を有するノズル開口は、開口中心を、ブレードの頂部位置に、より近づけて配置することができる。 Because the outer edge of the blade is arc-shaped, a nozzle opening with such an arc-shaped opening surface can have its opening center positioned closer to the top of the blade.
また、たとえば、前記ノズル開口の開口下端を前記流路方向に対して平行に前記電極部側に延長した第1の延長線は前記ブレードに交差してもよく、
前記ノズル開口の開口上端を前記流路方向に対して平行に前記電極部側に延長した第2の延長線は、前記ブレードに交差しなくてもよい。
Furthermore, for example, the first extension line extending from the lower end of the nozzle opening parallel to the flow path direction toward the electrode portion may intersect the blade.
The second extension line, which extends from the upper end of the nozzle opening parallel to the flow direction toward the electrode portion, does not have to intersect the blade.
ノズル開口を、ブレードに対してこのように配置することにより、ブレードの頂部位置近傍に、電解液を効率よく供給することができる。 By positioning the nozzle opening in this manner relative to the blade, the electrolyte can be efficiently supplied to the vicinity of the blade's top.
また、たとえば、前記ノズル部は、前記ノズル開口の少なくとも一部が形成されており前記ブレードの外縁に対向して弧状に湾曲する対向面と、前記流路の前記ノズル開口とは反対側の開口である導入開口が形成される外側面と、を有してもよい。 Furthermore, for example, the nozzle portion may have an opposing surface that curves in an arc toward the outer edge of the blade and on which at least a portion of the nozzle opening is formed, and an outer surface on which an inlet opening, which is the opening of the flow path opposite to the nozzle opening, is formed.
このようなノズル部は、ノズル開口をブレードの頂部位置近傍に近づけて配置しつつ、内部に流路を形成して、他部材から接続しやすい位置に導入開口を配置することができる。 Such a nozzle section allows for the nozzle opening to be positioned close to the top of the blade, while also forming a flow path inside, and positioning the inlet opening in a location that facilitates connection from other components.
また、たとえば、前記ノズル部は、前記ノズル開口の少なくとも一部が形成されており前記ブレードの外縁に対向して弧状に湾曲する対向面と、前記対向面における前記ブレードの回転軸方向の一方側と他方側の端部から前記回転中心側へ突出し、前記ブレードの外縁を前記回転軸方向の両側から挟むカバー部と、を有してもよい。 Furthermore, for example, the nozzle portion may have an opposing surface on which at least a portion of the nozzle opening is formed and which curves in an arc facing the outer edge of the blade, and a cover portion that protrudes toward the rotation center from one end and the other end of the blade in the direction of rotation axis on the opposing surface, and sandwiches the outer edge of the blade from both sides in the direction of rotation axis.
このようなノズル部は、カバー部を有することにより、回転するブレードによって生じる気流により、電解液が目標位置から逸れる問題を抑制することができる。 By having a cover portion, this type of nozzle can suppress the problem of the electrolyte deviating from the target position due to the airflow generated by the rotating blade.
また、本開示の一実施形態に係るELID加工方法は、駆動部によりブレードを縦回転させる工程と、
ブレードの頂部位置近傍に向かってノズル部から電解液を吐出する工程と、
前記ブレードの前記頂部位置近傍から前記ブレードの回転順方向側に設けられる電極部と前記ブレードとの間に電界を生じさせる工程と、
被加工物に前記ブレードを接触させる工程と、を有し、
前記ノズル部が前記電解液を吐出するノズル開口の開口下端からの、前記ブレードの回転中心を通る水平面である回転中心水平面までの高さtは、前記ブレードの半径をrとしたとき、
0.036≦(r-t)/r≦0.092
である。
Furthermore, an ELID processing method according to one embodiment of this disclosure includes a step of rotating a blade vertically with a drive unit,
A process of discharging electrolyte from the nozzle towards the vicinity of the top of the blade,
A step of generating an electric field between the blade and an electrode portion provided on the side of the blade in the rotational direction from near the top position of the blade,
The process includes the step of bringing the blade into contact with the workpiece,
The height t from the lower end of the nozzle opening through which the nozzle portion discharges the electrolyte to the horizontal plane of the rotation center, which is the horizontal plane passing through the rotation center of the blade, is such that, when the radius of the blade is r,
0.036≦(rt)/r≦0.092
That is the case.
このようなELID加工方法によれば、ブレードの回転速度・回転数をさらに高めた場合であっても、ブレードの頂部位置近傍と電極部との間に適切に電解液が供給され、電界および電解液によるブレードのドレッシングを適切に行うことができる。 According to this ELID processing method, even when the blade rotation speed and rotational frequency are further increased, the electrolyte is appropriately supplied between the vicinity of the blade's apex and the electrode, allowing for proper dressing of the blade by the electric field and electrolyte.
また、本開示の一実施形態に係る電子部品の製造方法は、上述のELID加工方法により、セラミック材料を加工する工程を有する。 Furthermore, a method for manufacturing an electronic component according to one embodiment of this disclosure includes a step of processing a ceramic material using the ELID processing method described above.
このような電子部品の製造方法によれば、ELID加工方法により効率的にセラミック材料を加工できるため、電子部品の生産効率を上昇させることができる。 This method of manufacturing electronic components allows for efficient processing of ceramic materials using the ELID (Electron-Liquid Ion) processing method, thereby increasing the production efficiency of electronic components.
第1実施形態
以下、本開示を、図面に示す実施形態に基づき説明する。図1は、本開示の一実施形態に係るELID加工装置10の概略図である。図1に示すように、ELID加工装置10は、縦回転するブレード20と、電界液を吐出するノズル部30と、電極部50とを有する。
In the following first embodiments , the present disclosure will be described based on embodiments shown in the drawings. Figure 1 is a schematic diagram of an ELID processing apparatus 10 according to one embodiment of the present disclosure. As shown in Figure 1, the ELID processing apparatus 10 has a vertically rotating blade 20, a nozzle section 30 for discharging an electrolytic solution, and an electrode section 50.
ELID加工装置10のブレード20は、回転中心24を中心として、図1において矢印で示す回転順方向23に縦回転する。ブレード20としては、たとえば、導電性の結合材(ボンド)と、結合材中に埋め込まれたダイヤモンド砥粒とを含むものを用いることができるが、ELIDによるドレッシングが可能なものであれば、特に限定されない。 The blade 20 of the ELID processing apparatus 10 rotates vertically around the rotation center 24 in the rotational direction 23 indicated by the arrow in Figure 1. The blade 20 can, for example, include a conductive binder (bond) and diamond abrasive particles embedded in the binder, but is not particularly limited as long as it is capable of being dressed by ELID.
ブレード20の頂部位置22は、ブレード20において最も高い位置にある位置であり、回転中心24を通り回転中心水平面25に垂直である第2の線26が、回転中心24より上方でブレード20の外縁21に交差する位置でもある。電極部50は、ブレード20の頂部位置22近傍からブレード20の回転順方向23側に設けられる。 The top position 22 of the blade 20 is the highest point on the blade 20, and is also the position where a second line 26, which passes through the rotation center 24 and is perpendicular to the rotation center horizontal plane 25, intersects the outer edge 21 of the blade 20 above the rotation center 24. The electrode portion 50 is provided near the top position 22 of the blade 20, on the side of the blade 20 in the rotational direction 23.
なお、ELID加工装置10の説明では、水平面に垂直な高さ方向をZ軸方向、Z軸方向に垂直であってブレード20の回転面に平行な方向をX軸方向、Z軸方向に垂直であってブレード20の回転軸に平行な方向をY軸方向として説明をおこなう。 In the description of the ELID processing apparatus 10, the height direction perpendicular to the horizontal plane is referred to as the Z-axis direction, the direction perpendicular to the Z-axis direction and parallel to the rotation plane of the blade 20 is referred to as the X-axis direction, and the direction perpendicular to the Z-axis direction and parallel to the rotation axis of the blade 20 is referred to as the Y-axis direction.
図2は、図1に示すELID加工装置10のZ軸に平行なII-II断面による断面図である。図2に示すように、電極部50は、ブレード支持部66によって回転可能に支持されるブレード20の外縁21に対向する。電極部50は、ブレード20の外縁21に外径方向から対向する電極本体部51と、電極本体部51を支える電極支持部53と、電極支持部53との間で電極本体部51を挟む電極カバー部材52とを有する。 Figure 2 is a cross-sectional view of the ELID processing apparatus 10 shown in Figure 1, taken along the II-II line parallel to the Z-axis. As shown in Figure 2, the electrode portion 50 faces the outer edge 21 of the blade 20, which is rotatably supported by the blade support portion 66. The electrode portion 50 includes an electrode body portion 51 facing the outer edge 21 of the blade 20 from the outer diameter direction, an electrode support portion 53 that supports the electrode body portion 51, and an electrode cover member 52 that sandwiches the electrode body portion 51 between the electrode support portion 53 and the electrode cover member 52.
図2に示すように、電極支持部53と電極カバー部材52とは、電極本体部51を挟んで、ブレード20の回転軸方向27の両側に配置される。電極本体部51、電極支持部53および電極カバー部材52は、ブレード20の外縁21を通過させる凹溝を形成しており、凹溝における回転順方向23とは反対方向の端部が、後述するノズル部30によって電解液を供給される電解液導入部54である。 As shown in Figure 2, the electrode support portion 53 and the electrode cover member 52 are positioned on both sides of the electrode body portion 51 in the rotation axis direction 27 of the blade 20. The electrode body portion 51, the electrode support portion 53, and the electrode cover member 52 form grooves through which the outer edge 21 of the blade 20 passes. The end of the groove opposite to the rotational direction 23 is the electrolyte introduction portion 54, which is supplied with electrolyte by the nozzle portion 30, described later.
電解液導入部54は、頂部位置22近傍に配置され、たとえば、頂部位置22から回転順方向23側に45度以内の領域に設けられることが好ましく、30度以内の領域に設けられることがより好ましい。なお、実施形態では、電解液導入部54は、ブレード20に対して、頂部位置22から回転順方向23側に15度以内の領域に配置されている。 The electrolyte introduction section 54 is positioned near the top position 22, preferably within a region of 45 degrees from the top position 22 toward the rotational direction 23, and more preferably within a region of 30 degrees. In this embodiment, the electrolyte introduction section 54 is positioned within a region of 15 degrees from the top position 22 toward the rotational direction 23 relative to the blade 20.
図1に示すように、ノズル部30は、電極部50に対して、回転順方向23とは反対方向である回転逆方向側に設けられる。ノズル部30は、電解液が流れる流路40を有しており、ブレード20の頂部位置22近傍に向かって電解液を吐出する。先に述べたように、頂部位置22近傍には、電極部50の電解液導入部54が配置されており、ノズル部30から吐出された電解液は、ブレード20の頂部位置22近傍と電極本体部51との間の微細な隙間(図2参照)に供給される。なお、ノズル部30の形状および配置について、後ほど図5および図7を用いて詳細に説明する。 As shown in Figure 1, the nozzle portion 30 is positioned on the reverse rotation side of the electrode portion 50, opposite to the forward rotation direction 23. The nozzle portion 30 has a flow path 40 through which the electrolyte flows, and discharges the electrolyte toward the vicinity of the top position 22 of the blade 20. As previously mentioned, the electrolyte introduction portion 54 of the electrode portion 50 is located near the top position 22, and the electrolyte discharged from the nozzle portion 30 is supplied to the minute gap (see Figure 2) between the vicinity of the top position 22 of the blade 20 and the electrode body portion 51. The shape and arrangement of the nozzle portion 30 will be described in detail later using Figures 5 and 7.
図3は、図1に示すELID加工装置10の全体構成を示す概念図である。ELID加工装置10は、ブレード20、ノズル部30、電極部50の他に、駆動部65、電解液供給部70、給電部60および移動制御部75等を有する。 Figure 3 is a conceptual diagram showing the overall configuration of the ELID processing apparatus 10 shown in Figure 1. In addition to the blade 20, nozzle section 30, and electrode section 50, the ELID processing apparatus 10 includes a drive unit 65, electrolyte supply unit 70, power supply unit 60, and movement control unit 75, etc.
駆動部65は、ブレード20を所定の回転数で回転駆動する。駆動部65が実現するブレード20の回転数としては、特に限定されないが、たとえば10000~60000rpmとすることが好ましく、40000~50000rpmとすることがさらに好ましい。ブレード20をこのような回転数とすることにより、セラミック基板の切断に用いる湿式切断機(ダイサー)としてELID加工装置10を適用した場合にも、好適な量産性を確保できる。 The drive unit 65 rotates the blade 20 at a predetermined rotational speed. While the rotational speed of the blade 20 achieved by the drive unit 65 is not particularly limited, it is preferably 10,000 to 60,000 rpm, and more preferably 40,000 to 50,000 rpm. By setting the blade 20 to such a rotational speed, suitable mass productivity can be ensured even when the ELID processing apparatus 10 is applied as a wet cutting machine (dicer) for cutting ceramic substrates.
給電部60は、動電極としてのブレード20と、静電極としての電極部50の電極本体部51(図2参照)との間に電位差を生じさせ、電極部50とブレード20との間に電界を形成する。図1および図2に示すように、電極部50とブレード20の外縁21との間に、ノズル部30からの電解液が供給されると、ブレード20に含まれるボンドが電解されて砥粒が突出し、ブレード20のドレッシングが行われる。また、電解溶出されるボンドの一部は、ブレード20の外縁21において不導体被膜を形成し、不導体被膜により電解電流が変化するため、ボンドの溶出が自動的に調整される(ELIDサイクル)。 The power supply unit 60 generates a potential difference between the blade 20, which acts as the dynamic electrode, and the electrode body 51 (see Figure 2) of the electrode unit 50, which acts as the static electrode, thereby forming an electric field between the electrode unit 50 and the blade 20. As shown in Figures 1 and 2, when electrolyte is supplied from the nozzle unit 30 between the electrode unit 50 and the outer edge 21 of the blade 20, the bond contained in the blade 20 is electrolyzed, causing abrasive particles to protrude and dressing the blade 20. Furthermore, a portion of the electrolytically dissolved bond forms a non-conductive film on the outer edge 21 of the blade 20. Because the electrolytic current changes due to this non-conductive film, the dissolution of the bond is automatically adjusted (ELID cycle).
電解液供給部70は、ノズル部30に形成される流路40に、電解液を供給する。ELID加工装置10で用いる電解液としては、たとえば、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液のようなアルカリ性の電解液が挙げられるが、ELIDサイクルを形成する他の電解液を用いても構わない。 The electrolyte supply unit 70 supplies the electrolyte to the flow path 40 formed in the nozzle unit 30. Examples of electrolytes used in the ELID processing apparatus 10 include alkaline electrolytes such as sodium hydroxide aqueous solution or potassium hydroxide aqueous solution, but other electrolytes that form the ELID cycle may also be used.
移動制御部75は、ELID加工装置10による加工対象である被加工物80と、ブレード20との相対位置を変更し、ブレード20による被加工物80の加工を実現する。移動制御部75は、たとえば、被加工物80が載置されるステージなどの位置などを制御し、ブレード20と被加工物80を接触させることにより、ELID加工装置10による被加工物80の切断や研削を、進行させることができる。 The movement control unit 75 changes the relative position between the workpiece 80, which is the target of processing by the ELID processing device 10, and the blade 20, thereby enabling processing of the workpiece 80 by the blade 20. For example, the movement control unit 75 controls the position of the stage on which the workpiece 80 is placed, and by bringing the blade 20 into contact with the workpiece 80, it can advance the cutting and grinding of the workpiece 80 by the ELID processing device 10.
図4は、図1に示すELID加工装置10におけるノズル部30の配置を示す概念図である。ノズル部30は、図5に示すノズル本体部31と、図6に示すノズルカバー部材43の2つの部材を組み合わせて構成される。ノズル部30は、ブレード20の外縁21に対向するように、かつ、電極部50に隣接して配置される。 Figure 4 is a conceptual diagram showing the arrangement of the nozzle section 30 in the ELID processing apparatus 10 shown in Figure 1. The nozzle section 30 is composed of two components: the nozzle body section 31 shown in Figure 5 and the nozzle cover member 43 shown in Figure 6. The nozzle section 30 is positioned opposite the outer edge 21 of the blade 20 and adjacent to the electrode section 50.
図5は、ノズル本体部31をY軸負方向(図5(a))、X軸正方向(図5(b))、Y軸正方向(図5(c))およびX軸負方向(図5(d))の4方向から見た平面図である。図4および図5に示すように、ノズル部30に形成される流路40は、ノズル部30を略水平方向に貫通する貫通孔で構成される。 Figure 5 is a plan view of the nozzle body 31 from four directions: the negative Y-axis direction (Figure 5(a)), the positive X-axis direction (Figure 5(b)), the positive Y-axis direction (Figure 5(c)), and the negative X-axis direction (Figure 5(d)). As shown in Figures 4 and 5, the flow path 40 formed in the nozzle portion 30 is composed of a through-hole that penetrates the nozzle portion 30 in a substantially horizontal direction.
すなわち、図4に示すように、ノズル部30において電解液が流れる流路40の延在する方向である流路方向41は、ブレード20の回転中心24を通る水平面である回転中心水平面25に対して平行である。ノズル部30が電解液を吐出するノズル開口33は、図5(b)に示すように、ノズル部30における電極部50側(X軸正方向側)の側面に開口している。 In other words, as shown in Figure 4, the flow direction 41, which is the direction in which the flow path 40 through which the electrolyte flows in the nozzle portion 30 extends, is parallel to the horizontal plane of the rotation center 25, which is the horizontal plane passing through the rotation center 24 of the blade 20. The nozzle opening 33 through which the electrolyte is discharged from the nozzle portion 30 opens on the side of the nozzle portion 30 on the electrode portion 50 side (positive X-axis direction side), as shown in Figure 5(b).
図4および図5(c)に示すように、ノズル部30は、ブレード20の外縁21に対向して弧状に湾曲する対向面32を有する。図5(b)に示すように、対向面32には、ノズル開口33の少なくとも一部が形成されている。より具体的には、湾曲する対向面32には、ノズル開口33の開口中心34(図7参照)および開口下端35を含むノズル開口33の下方部分が形成されている。したがって、ノズル開口33の開口面37(図7参照)の少なくとも一部は、対向面32と同様に弧状に湾曲している。 As shown in Figures 4 and 5(c), the nozzle portion 30 has an opposing surface 32 that curves in an arc shape opposite the outer edge 21 of the blade 20. As shown in Figure 5(b), at least a portion of the nozzle opening 33 is formed on the opposing surface 32. More specifically, the lower portion of the nozzle opening 33, including the opening center 34 (see Figure 7) and the lower end 35 of the nozzle opening 33, is formed on the curved opposing surface 32. Therefore, at least a portion of the opening surface 37 (see Figure 7) of the nozzle opening 33 is curved in an arc shape, similar to the opposing surface 32.
また、図5(a)および図5(b)に示すように、ノズル開口33の開口上端36は、流路方向41に直交しており電極部50側(X軸正方向側)を向く内側面46に形成されている。すなわち、ノズル部30のノズル開口33は、流路方向41に直交する内側面46と、ブレード20の外縁21に対向して湾曲する対向面32とに跨って形成されている。 Furthermore, as shown in Figures 5(a) and 5(b), the upper end 36 of the nozzle opening 33 is formed on the inner surface 46, which is perpendicular to the flow path direction 41 and faces the electrode portion 50 side (positive X-axis direction). That is, the nozzle opening 33 of the nozzle portion 30 is formed spanning the inner surface 46 perpendicular to the flow path direction 41 and the opposing surface 32 that curves opposite to the outer edge 21 of the blade 20.
図5(c)および図5(d)に示すように、流路40のノズル開口33とは反対側の開口である導入開口39は、ノズル部30の外側面38に形成されている。外側面38は、流路方向41に直交しており電極部50とは反対側(X軸負方向側)を向く面である。導入開口39には、図3に示す電解液供給部70から、電解液が供給される。なお、ノズル部30の内側面46および外側面38は、図4に示す回転中心水平面25に垂直な面でもある。 As shown in Figures 5(c) and 5(d), the inlet opening 39, which is the opening of the flow path 40 opposite to the nozzle opening 33, is formed on the outer surface 38 of the nozzle section 30. The outer surface 38 is perpendicular to the flow path direction 41 and faces the opposite side (negative X-axis direction) from the electrode section 50. Electrolyte is supplied to the inlet opening 39 from the electrolyte supply section 70 shown in Figure 3. Note that the inner surface 46 and outer surface 38 of the nozzle section 30 are also surfaces perpendicular to the rotation center horizontal plane 25 shown in Figure 4.
図4に示すように、ノズル開口33の開口下端35から、回転中心水平面25までの高さtは、ブレード20の半径をrとしたとき、下記の数式1を満足する。 As shown in Figure 4, the height t from the lower end 35 of the nozzle opening 33 to the horizontal plane 25 of the rotation center satisfies the following equation 1, where r is the radius of the blade 20.
0.036≦(r-t)/r≦0.092 (数式1) 0.036 ≤ (r - t) / r ≤ 0.092 (Equation 1)
開口下端35の高さtが数式1を満足することにより、開口下端35の高さ方向の位置が、ブレード20の頂部位置22に一致するか、極めて近くなる。これにより、ブレード20の回転数が高い場合にでも、図2に示すブレード20の外縁21と電極本体部51との隙間に、電解液を適切に供給することが可能となる。 By satisfying Equation 1, the height t of the lower end 35 of the opening coincides with, or is very close to, the top position 22 of the blade 20. This makes it possible to properly supply the electrolyte to the gap between the outer edge 21 of the blade 20 and the electrode body 51, as shown in Figure 2, even at high rotational speeds of the blade 20.
さらに、開口中心34の、回転中心水平面25からの高さtは、下記の数式2を満足することがさらに好ましい。 Furthermore, it is even more preferable that the height t of the opening center 34 from the rotation center horizontal plane 25 satisfies the following equation 2.
0.036≦(r-t)/r≦0.073 (数式2) 0.036 ≤ (r - t) / r ≤ 0.073 (Equation 2)
開口下端35の高さtが数式2を満足することにより、開口下端35の高さ方向の位置が、ブレード20の頂部位置22より僅かに低くなる。これによって、ブレード20の外縁21と電極本体部51との隙間に、より効率的に電解液を供給することが可能となり、ブレードの回転速度・回転数をさらに高めた場合であっても、ブレードの頂部位置近傍と電極部との間に適切に電解液が供給され、電界および電解液によるブレードのドレッシングを適切に行うことができる。 By satisfying equation 2, the height t of the lower end 35 of the opening becomes slightly lower than the top position 22 of the blade 20. This allows for more efficient supply of electrolyte to the gap between the outer edge 21 of the blade 20 and the electrode body 51. Even when the blade's rotation speed and rotation rate are further increased, the electrolyte is properly supplied between the vicinity of the blade's top position and the electrode, enabling proper dressing of the blade by the electric field and electrolyte.
図7は、図4に示すELID加工装置10のノズル開口33周辺を拡大した部分拡大図である。図7に示すように、ノズル開口33の開口下端35とブレード20の回転中心24とを結ぶ第1の線35aが、回転中心24を通り回転中心水平面25に垂直である第2の線26に対してなす第1の挟角θ1の大きさは、18.5~27.0度であることが好ましい。これにより、ノズル部30とブレード20との干渉を避けつつ、ノズル開口33をブレード20の頂部位置22に近づけて配置することができ、電解液のノズル開口33から電極部50(電解液導入部54)までの移動距離を短くすることができる。 Figure 7 is a magnified partial view of the area around the nozzle opening 33 of the ELID processing apparatus 10 shown in Figure 4. As shown in Figure 7, the first angle θ1 formed by the first line 35a, which connects the lower end 35 of the nozzle opening 33 and the rotation center 24 of the blade 20, with respect to a second line 26 that passes through the rotation center 24 and is perpendicular to the rotation center horizontal plane 25, is preferably 18.5 to 27.0 degrees. This allows the nozzle opening 33 to be positioned closer to the top position 22 of the blade 20 while avoiding interference between the nozzle section 30 and the blade 20, thereby shortening the travel distance of the electrolyte from the nozzle opening 33 to the electrode section 50 (electrolyte introduction section 54).
また、図7に示すように、ノズル開口33の開口下端35とブレード20の回転中心24とを結ぶ第1の線35aが、ノズル開口33の開口上端36とブレード20の回転中心24とを結ぶ第3の線36aに対してなす第2の挟角θ2の大きさは、25.5~34.0度であることが好ましい。これにより、電解液の移動距離が過度に長くなることを防ぎつつ、ノズル開口33とブレード20の外縁21との対向長さを長くすることができるため、ブレード20の外縁21と電極本体部51との隙間に、より効率的に電解液を供給することができる。 Furthermore, as shown in Figure 7, the second angle θ2 formed by the first line 35a, which connects the lower end 35 of the nozzle opening 33 and the rotation center 24 of the blade 20, with respect to the third line 36a, which connects the upper end 36 of the nozzle opening 33 and the rotation center 24 of the blade 20, is preferably 25.5 to 34.0 degrees. This prevents the electrolyte from traveling an excessively long distance while increasing the opposing length between the nozzle opening 33 and the outer edge 21 of the blade 20, thereby allowing for more efficient supply of the electrolyte to the gap between the outer edge 21 of the blade 20 and the electrode body 51.
図7に示すように、ノズル部30では、ノズル開口33の開口下端35を、流路方向41に対して平行に電極部50側に延長した第1の延長線35bはブレード20に交差する。一方、ノズル開口33の開口上端36を、流路方向41に対して平行に電極部50側に延長した第2の延長線36bは、ブレード20に交差しない。このようなノズル部30は、開口中心34の高さtが数式2を満足することと組み合わせられることにより、頂部位置22近傍の電解液導入部54へ、電解液を効率的に供給することが可能である。 As shown in Figure 7, in the nozzle section 30, the first extension line 35b, which extends from the lower end 35 of the nozzle opening 33 toward the electrode section 50 parallel to the flow path direction 41, intersects the blade 20. On the other hand, the second extension line 36b, which extends from the upper end 36 of the nozzle opening 33 toward the electrode section 50 parallel to the flow path direction 41, does not intersect the blade 20. This type of nozzle section 30, combined with the fact that the height t of the opening center 34 satisfies equation 2, enables efficient supply of electrolyte to the electrolyte introduction section 54 near the top position 22.
また、図7に示すように、ノズル部30では、第2の挟角θ2が第1の挟角θ1より大きい。そのため、ノズル開口33の開口上端36は、ブレード20の頂部位置22に対して回転順方向23側に配置されているのに対して、ノズル開口33の開口下端35は、ブレード20の頂部位置22に対して回転逆方向側に配置されている。このようなノズル部30の配置も、頂部位置22近傍に配置される電解液導入部54に対する効率的な電解液の供給に資する。 Furthermore, as shown in Figure 7, in the nozzle section 30, the second angle θ2 is greater than the first angle θ1. Therefore, the upper end 36 of the nozzle opening 33 is positioned in the rotational direction 23 relative to the top position 22 of the blade 20, while the lower end 35 of the nozzle opening 33 is positioned in the rotational direction opposite to the top position 22 of the blade 20. This arrangement of the nozzle section 30 also contributes to the efficient supply of electrolyte to the electrolyte introduction section 54, which is located near the top position 22.
図6に示すノズルカバー部材43は、図5(c)に示すノズル本体部31の取付面45に取付けられる。ノズルカバー部材43は、円弧状の外形状を有しており、ノズルカバー部材43の内周縁である第2突出縁44は、図4に示すように、回転軸方向27(Y軸方向)から見てブレード20に重なる。また、図5(c)に示すノズル本体部31の内周縁である第1突出縁42も、図4に示すように、回転軸方向27(Y軸方向)から見てブレード20に重なる。 The nozzle cover member 43 shown in Figure 6 is attached to the mounting surface 45 of the nozzle body 31 shown in Figure 5(c). The nozzle cover member 43 has an arc-shaped outer form, and the second protruding edge 44, which is the inner periphery of the nozzle cover member 43, overlaps the blade 20 when viewed from the rotation axis direction 27 (Y-axis direction), as shown in Figure 4. Similarly, the first protruding edge 42, which is the inner periphery of the nozzle body 31 shown in Figure 5(c), also overlaps the blade 20 when viewed from the rotation axis direction 27 (Y-axis direction), as shown in Figure 4.
すなわち、図4に示すように、ノズル本体部の第1突出縁42と、ノズルカバー部材43の第2突出縁44とは、対向面32における回転軸方向27の一方側と他方側の端部から回転中心24側へ突出し、ブレード20の外縁21を回転軸方向27の両側から挟むカバー部48を構成する。カバー部48は、ノズル開口33とブレード20の外縁21とが対向する部分の周辺をカバーし、ノズル開口33を出た電解液が、ブレード20の回転が引き起こす風などにより散逸する問題を防止することができる。 Specifically, as shown in Figure 4, the first protruding edge 42 of the nozzle body and the second protruding edge 44 of the nozzle cover member 43 protrude toward the rotation center 24 from one and the other ends in the rotation axis direction 27 on the opposing surface 32, forming a cover portion 48 that sandwiches the outer edge 21 of the blade 20 from both sides in the rotation axis direction 27. The cover portion 48 covers the area around the portion where the nozzle opening 33 and the outer edge 21 of the blade 20 face each other, preventing the electrolyte exiting the nozzle opening 33 from being dispersed by wind caused by the rotation of the blade 20.
図3に示すように、ELID加工装置10によるELID加工方法は、たとえば、駆動部65によりブレード20を縦回転させる工程と、ブレード20の頂部位置22近傍に向かってノズル部30から電解液を吐出する工程と、電極部50とブレード20との間に電界を生じさせる工程と、被加工物80にブレード20を接触させる工程により実施することができる。 As shown in Figure 3, the ELID processing method using the ELID processing apparatus 10 can be carried out by, for example, the steps of: rotating the blade 20 vertically with the drive unit 65; discharging the electrolyte from the nozzle unit 30 toward the vicinity of the top position 22 of the blade 20; generating an electric field between the electrode unit 50 and the blade 20; and bringing the blade 20 into contact with the workpiece 80.
ELID加工方法における被加工物80としては、特に限定されないが、電子部品の製造に用いるセラミック材料等が挙げられる。ELID加工方法によれば、ブレード20の頂部の目立てを、被加工物80の切断・研削と並行して行うことができるため、効率的に加工を行うことが可能である。 The workpiece 80 in the ELID processing method is not particularly limited, but examples include ceramic materials used in the manufacture of electronic components. According to the ELID processing method, the sharpening of the blade 20's tip can be performed in parallel with the cutting and grinding of the workpiece 80, thus enabling efficient processing.
また、ELID加工装置10は、ノズル部30におけるノズル開口33の位置および高さtが数式1等で規定される条件を満たしていることにより、ブレード20を高速回転させた場合にでも、ブレード20と電極部50の間に適切に電解液を供給することができる。 Furthermore, the ELID processing apparatus 10 can appropriately supply electrolyte between the blade 20 and the electrode section 50, even when the blade 20 is rotating at high speed, because the position and height t of the nozzle opening 33 in the nozzle section 30 satisfy the conditions defined by formula 1, etc.
以下、実施例を挙げ、ELID加工装置10についてさらに詳細に説明を行うが、ELID加工装置10は、これらの実施例のみには限定されるものではない。 The following describes the ELID processing apparatus 10 in more detail, citing examples; however, the ELID processing apparatus 10 is not limited to these examples.
実施例1、実施例2、実施例3、比較例1および比較例2では、実施形態に示すELID加工装置10を一部変更したELID加工装置を用いて、電極部50による電界の形成および電解液の吐出を行い、ブレード20の外縁21に不導体被膜29が形成されているか否かを検証した。図8は、ブレード20の外縁21に形成される不導体被膜29を模式的に示す概念図である。実際にはブレード20に不導体被膜29が形成される場合、不導体被膜29は外縁21における頂部位置22とブレード外縁側面部28にまたがるように形成される。そして、その不導体被膜29の出来栄えとしては、ブレード20の頂部位置22からブレード20の中心に向かって形成される不導体被膜29の長さで評価することができる。(以下、このブレード20の頂部位置22からブレード20の中心に向かって形成される不導体被膜29の長さを“不導体被膜の幅W“とよぶ。)この不導体被膜29の幅Wが大きいと良い。不導体被膜29の幅Wはブレード20に対して電界が作用した度合いをそのまま示すこととなるため、不導体被膜29の幅Wが大きいと効果的・効率的に電界が作用したことを判断できる。つまり、不導体被膜29の幅Wを測定することによって、ブレード20に作用した電界強度を推察することができ、効果的・効率的にELIDがなされるか否かの判断につながる。 In Examples 1, 2, 3, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, an ELID processing apparatus, which was a modified version of the ELID processing apparatus 10 shown in the embodiment, was used to form an electric field by the electrode section 50 and discharge the electrolyte, and to verify whether or not a non-conductive coating 29 was formed on the outer edge 21 of the blade 20. Figure 8 is a schematic conceptual diagram showing the non-conductive coating 29 formed on the outer edge 21 of the blade 20. In reality, when a non-conductive coating 29 is formed on the blade 20, the non-conductive coating 29 is formed so as to span the top position 22 on the outer edge 21 and the side surface portion 28 of the blade's outer edge. The quality of the non-conductive coating 29 can be evaluated by the length of the non-conductive coating 29 formed from the top position 22 of the blade 20 toward the center of the blade 20. (Hereinafter, this length of the non-conductive coating 29 formed from the top position 22 of the blade 20 toward the center of the blade 20 will be called the "width W of the non-conductive coating.") A larger width W of this non-conductive coating 29 is desirable. The width W of the non-conductive coating 29 directly indicates the degree to which the electric field acts on the blade 20. Therefore, a larger width W of the non-conductive coating 29 indicates that the electric field acted effectively and efficiently. In other words, by measuring the width W of the non-conductive coating 29, it is possible to estimate the electric field strength acting on the blade 20, which helps in determining whether ELID (Electromagnetic Insulation) is performed effectively and efficiently.
実施例1、実施例2、実施例3、比較例1および比較例2で用いたELID加工装置は、ノズル部におけるノズル開口が、単純な円形であり、かつ、ブレード20の頂部位置22からX軸負方向に21.5mm離間した位置にあり、ノズルカバー部材43を有しないことを除き、実施形態に示すELID加工装置10と同様である。 The ELID processing apparatus used in Examples 1, 2, 3, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 is the same as the ELID processing apparatus 10 shown in the embodiment, except that the nozzle opening in the nozzle section is a simple circle, located 21.5 mm away from the top position 22 of the blade 20 in the negative X-axis direction, and does not have a nozzle cover member 43.
実施例1、実施例2、実施例3、比較例1および比較例2では、ノズル開口33における開口下端35の回転中心水平面25からの高さtを、それぞれ25.8mm、24.8mm、24.3mm、26.2mm、23.8mmとして行った。いずれの実施例、比較例においても、ノズル開口の直径は2.0mm、ブレード20の半径rは26.75mm、ブレード20の回転数は15500rpmとした。各実施例および比較例の条件および評価結果を表1に示す。 In Examples 1, 2, 3, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, the height t of the lower end 35 of the nozzle opening 33 from the horizontal plane 25 of the rotation center was set to 25.8 mm, 24.8 mm, 24.3 mm, 26.2 mm, and 23.8 mm, respectively. In all examples and comparative examples, the diameter of the nozzle opening was 2.0 mm, the radius r of the blade 20 was 26.75 mm, and the rotation speed of the blade 20 was 15,500 rpm. The conditions and evaluation results for each example and comparative example are shown in Table 1.
表1に示すように、ノズル高さ比率(r―t)/rが、数式1を満たす実施例1、実施例2および実施例3では、ブレード20に含まれるボンドが電解して形成される不導体被膜が確認でき、ブレード20と電極の間に適切に電解液が供給されることを確認できた。また、実施例1、実施例2、実施例3の比較では、ノズル高さtとブレード20の半径rとの値がより近い実施例1において形成された不導体被膜の幅Wが最も大きかった。 As shown in Table 1, in Examples 1, 2, and 3, where the nozzle height ratio (r-t)/r satisfies Equation 1, a non-conductive coating formed by the electrolysis of the bond contained in the blade 20 was observed, confirming that the electrolyte was properly supplied between the blade 20 and the electrode. Furthermore, in a comparison of Examples 1, 2, and 3, the width W of the non-conductive coating formed in Example 1, where the values of the nozzle height t and the radius r of the blade 20 were closest, was the largest.
一方、ノズル高さ比率(r―t)/rが、数式1を満たさない比較例1および比較例2では、不導体被膜の形成が確認できず、ブレード20と電極の間に適切に電解液が供給されていなかったと考えられる。 On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, where the nozzle height ratio (r-t)/r did not satisfy Equation 1, the formation of a non-conductive coating could not be confirmed, suggesting that the electrolyte was not properly supplied between the blade 20 and the electrode.
<ノズルカバー部材の適用>
比較例1、2、実施例1~3に対して、さらにノズルカバー部材43を適用し、ブレード20の回転数を45000rpmに変更した以外は同等の条件として、評価を行った。実施例1~3に対応する位置の場合、回転数が高くなっても、回転数が低くノズルカバー部材43を適用しなかった場合と同様に、100~200μmの幅Wで不導体被膜29が形成されていることが確認できた。これに対して、比較例1、2に対応する位置の場合は、回転数が高くなっても、回転数が低くノズルカバー部材43を適用しなかった場合と同様に、不導体被膜29の形成は確認されなかった。
<Application of nozzle cover components>
The evaluation was performed under the same conditions as Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 3, except that the nozzle cover member 43 was further applied and the rotation speed of the blade 20 was changed to 45,000 rpm. In the cases corresponding to Examples 1 to 3, it was confirmed that even at high rotation speeds, a non-conductive coating 29 with a width W of 100 to 200 μm was formed, similar to the case where the rotation speed was low and the nozzle cover member 43 was not applied. In contrast, in the cases corresponding to Comparative Examples 1 and 2, even at high rotation speeds, the formation of a non-conductive coating 29 was not confirmed, similar to the case where the rotation speed was low and the nozzle cover member 43 was not applied.
以上、実施形態および実施例を挙げてELID加工装置10について説明をおこなってきたが、本開示に係るELID加工装置10は、上述した実施形態や実施例の他に、他の実施形態や変形例を含むことは言うまでもない。たとえば、図1に示すように、ノズル部30における流路40の流路方向41は、回転中心水平面25に略平行であってもよいが、流路方向41が、ノズル開口33に向かって回転中心水平面25に近づく方向に傾斜していてもよい。このようなELID加工装置は、ブレード20との干渉を避けつつ、電解液導入部54にノズル開口33を近づける観点で利点を有する。 The ELID processing apparatus 10 has been described above with reference to embodiments and examples. However, it goes without saying that the ELID processing apparatus 10 according to this disclosure includes other embodiments and modifications in addition to the embodiments and examples described above. For example, as shown in Figure 1, the flow direction 41 of the flow path 40 in the nozzle section 30 may be substantially parallel to the rotation center horizontal plane 25, but the flow direction 41 may be inclined toward the rotation center horizontal plane 25 toward the nozzle opening 33. Such an ELID processing apparatus has advantages in that it avoids interference with the blade 20 while bringing the nozzle opening 33 closer to the electrolyte introduction section 54.
10…ELID加工装置
20…ブレード
21…外縁
r…半径
22…頂部位置
23…回転順方向
24…回転中心
25…回転中心水平面
26…第2の線
27…回転軸方向
28…ブレード外縁側面部
29…不導体被膜
W…幅
30…ノズル部
31…ノズル本体部
32…対向面
33…ノズル開口
t…高さ
34…開口中心
35…開口下端
35a…第1の線
θ1…第1の挟角
35b…第1の延長線
36…開口上端
36a…第3の線
θ2…第2の挟角
36b…第2の延長線
37…開口面
38…外側面
39…導入開口
40…流路
41…流路方向
42…第1突出縁
43…ノズルカバー部材
44…第2突出縁
45…取付面
46…内側面
48…カバー部
50…電極部
51…電極部本体部
52…電極カバー部材
53…電極支持部
54…電解液導入部
60…給電部
65…駆動部
66…ブレード支持部
70…電解液供給部
75…移動制御部
80…被加工物
10...ELID processing device 20...Blade 21...Outer edge r...Radius 22...Top position 23...Rotation direction 24...Rotation center 25...Rotation center horizontal plane 26...Second line 27...Rotation axis direction 28...Blade outer edge side surface 29...Insulated coating W...Width 30...Nozzle part 31...Nozzle body part 32...Opposite surface 33...Nozzle opening t...Height 34...Opening center 35...Opening lower end 35a...First line θ1...First narrow angle 35b...First extension line 36...Opening upper end 36a...Third Line θ2...Second narrowing angle 36b...Second extension line 37...Opening surface 38...Outer surface 39...Introducing opening 40...Flow path 41...Flow path direction 42...First protruding edge 43...Nozzle cover member 44...Second protruding edge 45...Mounting surface 46...Inner surface 48...Cover part 50...Electrode part 51...Electrode part main body 52...Electrode cover member 53...Electrode support part 54...Electrolyte introduction part 60...Power supply part 65...Drive part 66...Blade support part 70...Electrolyte supply part 75...Movement control unit 80...Workpiece
Claims (12)
前記ブレードの頂部位置近傍に向かって電解液を吐出するノズル部と、
前記頂部位置近傍から前記ブレードの回転順方向側に設けられる電極部と、
前記電極部と前記ブレードとの間に電界を形成する給電部と、
前記ブレードを回転駆動する駆動部と、を有し、
前記ノズル部が前記電解液を吐出するノズル開口の開口下端の、前記ブレードの回転中心を通る水平面である回転中心水平面からの高さtは、前記ブレードの半径をrとしたとき、
0.036≦(r-t)/r≦0.092
であり、
前記ノズル部において前記電解液が流れる流路の延在する方向である流路方向は、前記回転中心水平面に略平行であるELID加工装置。 A vertically rotating blade,
A nozzle section that discharges electrolyte toward the vicinity of the top position of the blade,
An electrode portion provided on the side of the blade in the rotational direction from near the top position,
A power supply unit that forms an electric field between the electrode portion and the blade,
The system includes a drive unit that rotates the blade,
The height t of the lower end of the nozzle opening from which the nozzle portion discharges the electrolyte, from the horizontal plane of the rotation center which passes through the rotation center of the blade, is such that, when the radius of the blade is r,
0.036≦(rt)/r≦0.092
And,
An ELID processing apparatus in which the flow path direction, which is the direction in which the electrolyte flows through the nozzle portion, is substantially parallel to the horizontal plane of the rotation center .
前記ブレードの頂部位置近傍に向かって電解液を吐出するノズル部と、
前記頂部位置近傍から前記ブレードの回転順方向側に設けられる電極部と、
前記電極部と前記ブレードとの間に電界を形成する給電部と、
前記ブレードを回転駆動する駆動部と、を有し、
前記ノズル部が前記電解液を吐出するノズル開口の開口下端の、前記ブレードの回転中心を通る水平面である回転中心水平面からの高さtは、前記ブレードの半径をrとしたとき、
0.036≦(r-t)/r≦0.092
であり、
前記ノズル部において前記電解液が流れる流路の延在する方向である流路方向は、前記ノズル開口に向かって前記回転中心水平面に近づく方向に傾斜しており、かつ、前記電極部における電解液導入部に向かう方向であり、
前記ノズル開口の開口下端と、前記ブレードの回転中心とを結ぶ第1の線が、前記回転中心を通り前記回転中心水平面に垂直である第2の線に対してなす第1の挟角の大きさは、18.5~27.0度であるELID加工装置。 A vertically rotating blade,
A nozzle section that discharges electrolyte toward the vicinity of the top position of the blade,
An electrode portion provided on the side of the blade in the rotational direction from near the top position,
A power supply unit that forms an electric field between the electrode portion and the blade,
The system includes a drive unit that rotates the blade,
The height t of the lower end of the nozzle opening from which the nozzle portion discharges the electrolyte, from the horizontal plane of the rotation center which passes through the rotation center of the blade, is such that, when the radius of the blade is r,
0.036≦(rt)/r≦0.092
And,
In the nozzle portion, the direction of the flow path through which the electrolyte flows is inclined toward the nozzle opening toward the horizontal plane of the rotation center, and toward the electrolyte introduction portion in the electrode portion.
An ELID processing apparatus in which the first line connecting the lower end of the nozzle opening and the rotation center of the blade makes a first narrow angle with respect to a second line passing through the rotation center and perpendicular to the horizontal plane of the rotation center, the magnitude of which is 18.5 to 27.0 degrees .
0.036≦(r-t)/r≦0.073
である請求項1または請求項2に記載のELID加工装置。 The aforementioned height t is,
0.036≦(rt)/r≦0.073
The ELID processing apparatus according to claim 1 or claim 2 .
前記ノズル開口の開口上端を前記流路方向に対して平行に前記電極部側に延長した第2の延長線は、前記ブレードに交差しない請求項1に記載のELID加工装置。 A first extension line extending from the lower end of the nozzle opening parallel to the flow path direction toward the electrode portion intersects the blade.
The ELID processing apparatus according to claim 1, wherein the second extension line, which extends from the upper end of the nozzle opening parallel to the flow direction toward the electrode portion, does not intersect the blade.
ブレードの頂部位置近傍に向かってノズル部から電解液を吐出する工程と、
前記ブレードの前記頂部位置近傍から前記ブレードの回転順方向側に設けられる電極部と前記ブレードとの間に電界を生じさせる工程と、
被加工物に前記ブレードを接触させる工程と、を有し、
前記ノズル部が前記電解液を吐出するノズル開口の開口下端の、前記ブレードの回転中心を通る水平面である回転中心水平面からの高さtは、前記ブレードの半径をrとしたとき、
0.036≦(r-t)/r≦0.092
であり、
前記ノズル部において前記電解液が流れる流路の延在する方向である流路方向は、前記回転中心水平面に略平行であるELID加工方法。 The process involves rotating the blade vertically using a drive unit,
A process of discharging electrolyte from the nozzle towards the vicinity of the top of the blade,
A step of generating an electric field between the blade and an electrode portion provided on the side of the blade in the rotational direction from near the top position of the blade,
The process includes the step of bringing the blade into contact with the workpiece,
The height t of the lower end of the nozzle opening from which the nozzle portion discharges the electrolyte, from the horizontal plane of the rotation center which passes through the rotation center of the blade, is such that, when the radius of the blade is r,
0.036≦(rt)/r≦0.092
And,
An ELID processing method in which the flow path direction, which is the direction in which the electrolyte flows through the nozzle portion, is substantially parallel to the horizontal plane of the rotation center .
ブレードの頂部位置近傍に向かってノズル部から電解液を吐出する工程と、
前記ブレードの前記頂部位置近傍から前記ブレードの回転順方向側に設けられる電極部と前記ブレードとの間に電界を生じさせる工程と、
被加工物に前記ブレードを接触させる工程と、を有し、
前記ノズル部が前記電解液を吐出するノズル開口の開口下端の、前記ブレードの回転中心を通る水平面である回転中心水平面からの高さtは、前記ブレードの半径をrとしたとき、
0.036≦(r-t)/r≦0.092
であり、
前記ノズル部において前記電解液が流れる流路の延在する方向である流路方向は、前記ノズル開口に向かって前記回転中心水平面に近づく方向に傾斜しており、かつ、前記電極部における電解液導入部に向かう方向であり、前記ノズル開口の開口下端と、前記ブレードの回転中心とを結ぶ第1の線が、前記回転中心を通り前記回転中心水平面に垂直である第2の線に対してなす第1の挟角の大きさは、18.5~27.0度であるELID加工方法。 The process involves rotating the blade vertically using a drive unit,
A process of discharging electrolyte from the nozzle towards the vicinity of the top of the blade,
A step of generating an electric field between the blade and an electrode portion provided on the side of the blade in the rotational direction from near the top position of the blade,
The process includes the step of bringing the blade into contact with the workpiece,
The height t of the lower end of the nozzle opening from which the nozzle portion discharges the electrolyte, from the horizontal plane of the rotation center which passes through the rotation center of the blade, is such that, when the radius of the blade is r,
0.036≦(rt)/r≦0.092
And,
An ELID processing method in which the flow path direction in the nozzle portion, which is the direction in which the flow path through which the electrolyte flows extends, is inclined toward the nozzle opening toward the horizontal plane of the rotation center and toward the electrolyte introduction portion in the electrode portion, and the size of the first narrow angle made between the first line connecting the lower end of the nozzle opening and the rotation center of the blade and the second line passing through the rotation center and perpendicular to the horizontal plane of the rotation center is 18.5 to 27.0 degrees .
A method for manufacturing an electronic component, comprising the step of processing a ceramic material by the ELID processing method described in claim 10 or claim 11.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022081540A JP7832049B2 (en) | 2022-05-18 | 2022-05-18 | ELID processing apparatus, ELID processing method, and method for manufacturing electronic components |
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Publications (2)
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| JP2023170074A JP2023170074A (en) | 2023-12-01 |
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Citations (1)
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| CN104526471A (en) | 2014-12-02 | 2015-04-22 | 河南理工大学 | Ultrasonic 3D vibration and ELID (Electrolytic In-process Dressing) combined precision grinding system and method |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH07102499B2 (en) * | 1993-04-07 | 1995-11-08 | 日本電気株式会社 | Method and device for processing spherical surface of end face of cylindrical workpiece |
-
2022
- 2022-05-18 JP JP2022081540A patent/JP7832049B2/en active Active
Patent Citations (1)
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