JP2006110687A - High-pressure liquid jet type cutter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,研磨材を含む高圧液の噴射によって被加工物を切断する高圧液噴射式切断装置に関し,特に,研磨材を再利用可能な高圧液噴射式切断装置に関する。 The present invention relates to a high-pressure liquid jet cutting device that cuts a workpiece by jetting a high-pressure liquid containing an abrasive, and more particularly to a high-pressure liquid jet cutting device that can reuse an abrasive.
ウォータージェットは,超高圧ポンプ等によって水にエネルギーを与えて形成された高圧水の噴流であり,例えば音速の2〜3倍という流速を有する。近年では,このウォータージェットを使用して各種の被加工物(ワーク)を切断する方法および装置が開発されている。特に,切断効率を向上させるため,高圧水に固体の研磨材(abrasive)を混入したアブレシブジェットに注目が集まっている。この研磨材は,ガーネット,酸化アルミナ,炭化ケイ素などの高硬度の材質からなり,粒径が例えば数十〜数百μm程度の粒状物であるが,これらの研磨材は,高圧水とともに被加工物に高速で衝突し,被加工物の一部を破壊して切削する。 The water jet is a jet of high-pressure water formed by applying energy to water by an ultra-high pressure pump or the like, and has a flow velocity of 2 to 3 times the speed of sound, for example. In recent years, methods and apparatuses for cutting various workpieces (workpieces) using this water jet have been developed. In particular, in order to improve cutting efficiency, attention has been focused on abrasive jets in which high-pressure water is mixed with a solid abrasive. This abrasive material is made of a material with high hardness such as garnet, alumina oxide, silicon carbide, etc., and is a granular material having a particle size of, for example, several tens to several hundreds μm. These abrasive materials are processed together with high-pressure water. Collides with an object at high speed, destroys a part of the workpiece and cuts it.
このようなウォータージェットによる切断は,被加工物に熱影響を与えずに切断でき,研磨材によって切断面におけるバリの発生を低減できるという利点がある。さらに,切断ラインが曲線であっても問題なく切断できることに加え,複合材や難加工材の切断にも適しているという利点もある。このため,近年では,半導体基板,特にパッケージ化された基板などをダイシングするために,従来のような切削ブレードに代えてウォータージェットによる切断加工が検討されている。 Such water jet cutting has the advantage that it can be cut without affecting the workpiece, and the occurrence of burrs on the cut surface can be reduced by the abrasive. Furthermore, in addition to being able to cut without problems even if the cutting line is a curve, there is an advantage that it is suitable for cutting composite materials and difficult-to-work materials. For this reason, in recent years, in order to dice a semiconductor substrate, particularly a packaged substrate, a cutting process using a water jet instead of a conventional cutting blade has been studied.
ところで,アブレシブジェットを用いたウォータージェット切断装置では,(1)噴射ノズルまでは高圧水のみを供給し,噴射ノズルにおいて高圧水に研磨材と混合するタイプと,(2)予め研磨材が混合された高圧水(研磨材混合水)を噴射ノズルに供給するタイプとがある。 By the way, in a water jet cutting apparatus using an abrasive jet, (1) a type in which only high-pressure water is supplied to the injection nozzle and the high-pressure water is mixed with the abrasive in the injection nozzle, and (2) the abrasive is mixed in advance. There is a type that supplies high pressure water (abrasive mixed water) to the injection nozzle.
上記(1)のタイプでは,噴射ノズルに至る配管内において研磨材が存在しないため,配管内部が研磨材によって削られて消耗してしまうという問題がないという利点がある。一方,上記(2)のタイプでは,噴射ノズルから噴射される水の速度と研磨材の速度とがほぼ一致するので,切断加工品質が優れているという利点がある。 The type (1) has an advantage that there is no problem that the inside of the pipe is worn away by the abrasive because there is no abrasive in the pipe leading to the injection nozzle. On the other hand, the type (2) has an advantage that the cutting quality is excellent because the speed of the water sprayed from the spray nozzle and the speed of the abrasive material substantially coincide.
研磨材を再利用するウォータージェット切断装置においては,上記(1)のタイプは,研磨材と水とを完全に分離させなければならないので研磨材の再利用には不向きであり,上記(2)のタイプの方が適していると考えられる。このような理由から,上記(2)のタイプのウォータージェット切断装置を,研磨材を再利用する装置として実現化が検討されている。このタイプのウォータージェット切断装置としては,例えば,特許文献1に,シリンダ内をピストンによって2室に分けて,上側の室には高圧ポンプからの高圧水が供給され,その圧力によって,ピストンが下側に押されて,下側の室に貯水された研磨材混合液が噴射ノズルから噴出されるウォータージェット切断装置が記載されている。
In the water jet cutting apparatus that reuses abrasives, the type (1) is not suitable for reuse of abrasives because the abrasive and water must be completely separated. This type is considered more suitable. For this reason, the realization of the water jet cutting device of the type (2) as a device for reusing the abrasive is being studied. As this type of water jet cutting device, for example, in
しかし,上記特許文献1に記載のウォータージェット切断装置では,シリンダとピストンとの間に研磨材が詰まってしまい,シリンダがすぐに壊れてしまうという問題があった。
However, the water jet cutting device described in
かかる理由から,本願発明者は,特許文献2に記載のように,研磨材混合水を貯留する1つの研磨材混合液貯留タンク(高圧タンク)の底部付近に,高圧ポンプから配管を介して送られてきた高圧水を供給し,同じく当該研磨材混合液貯留タンクの底部付近に流入口が設けられた配管から,タンク内に貯留されている研磨材混合水を噴射ノズルまで送出し,噴射ノズルから当該研磨材混合液水を噴射して被加工物を切断加工するといった構成のウォータージェット切断装置を検討した。
For this reason, as described in
上記特許文献2に記載のウォータージェット切断装置において,研磨材を回収して再利用するためには,噴射ノズルから噴射された研磨材混合水を受け止めるキャッチタンクに連通された研磨材回収手段を設けて,この研磨材回収手段で回収された研磨材を研磨材混合液貯留タンクに戻して,研磨材を再利用することが考えられる。
In the water jet cutting apparatus described in the above-mentioned
しかし,このように回収された研磨材を1つの研磨材混合液貯留タンクに補充する場合,高圧ポンプからの高圧水の供給により当該研磨材混合液貯留タンク内が高圧状態となっていると,回収した研磨材を補充することはできない。このため,1つの研磨材混合液貯留タンクに研磨材を補充するためには,通常では,高圧ポンプの動作を一度停止せざるを得ない。しかし,高圧ポンプを一度停止させてしまうと,再起動させるまでに時間がかかり,その間は切断加工を中断せざるを得ない。このため,生産性を考慮すると,高圧ポンプを停止させることなく,研磨材を研磨材混合液貯留タンクに補充できるように構成することが好ましい。 However, when replenishing the abrasive collected in this way to one abrasive mixture storage tank, if the inside of the abrasive mixture storage tank is in a high pressure state due to the supply of high pressure water from a high pressure pump, The recovered abrasive cannot be replenished. For this reason, in order to replenish the abrasive in one abrasive mixed liquid storage tank, the operation of the high-pressure pump usually has to be stopped once. However, once the high-pressure pump is stopped, it takes time to restart it, and the cutting process must be interrupted during that time. For this reason, in consideration of productivity, it is preferable that the abrasive can be replenished to the abrasive mixture storage tank without stopping the high-pressure pump.
そこで,図5に示すように,2つの研磨材混合液貯留タンク122aおよび122b(以下,「研磨材混合液貯留タンク122」と総称する)を設置し,このうち,高圧ポンプ115から配管112を介して高圧水が供給されていない方の研磨材混合液貯留タンク(即ち,配管113を介して噴射ノズル130に研磨材混合液を送出していない方の研磨材混合液貯留タンク)122に対して,研磨材回収手段160から研磨材を補充することによって,高圧ポンプ115を停止させないようにすることが検討された。
Therefore, as shown in FIG. 5, two abrasive mixed
しかしなから,2つの研磨材混合液貯留タンク122のうち,高圧ポンプ115から高圧水が供給されていない方の研磨材混合液貯留タンク122に,研磨材を補充しようとしても,一旦,切断加工に使用された研磨材混合液貯留タンク122は,内部が高圧状態となっているために,何らかの手段で減圧しないと,研磨材を補充できないという問題があった。
However, even if an attempt is made to replenish the abrasive mixed liquid storage tank 122 to which the high pressure water is not supplied from the
ところが,図5に示すような装置構成では,研磨材混合液貯留タンク122内を減圧することができない。つまり,複数の研磨材混合液貯留タンク122を設置したとしても,切断加工を行うために一方の研磨材混合液貯留タンク122から噴射ノズル130に研磨材混合水を送出する経路が使用されているので,他方の研磨材混合液貯留タンク122を減圧することができなかった。この結果,一方の研磨材混合液貯留タンク122を用いてアブレシブジェットによる切断加工を連続的に実行しながら,他方の研磨材混合液貯留タンク122に研磨材を補充することはできなかった。
However, with the apparatus configuration as shown in FIG. 5, the inside of the abrasive mixture storage tank 122 cannot be depressurized. That is, even when a plurality of abrasive mixture liquid storage tanks 122 are installed, a path for sending the abrasive mixture water from one abrasive mixture liquid storage tank 122 to the
そこで,本発明は,上記問題点に鑑みてなされたものであり,研磨材を回収して再利用する高圧液噴射式切断装置において,高圧ポンプ等の高圧液供給手段を停止することなく,切断加工を連続的に実行しながら,回収した研磨材を研磨材混合液貯留タンクに補充することが可能な,新規かつ改良された高圧液噴射式切断装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and in a high-pressure liquid injection type cutting apparatus that collects and reuses abrasives, cutting without stopping high-pressure liquid supply means such as a high-pressure pump. It is an object of the present invention to provide a new and improved high-pressure liquid injection type cutting apparatus capable of replenishing a recovered abrasive material in an abrasive liquid mixture storage tank while continuously performing processing.
上記課題を解決するために,本発明の第1の観点によれば,研磨材と液体とが混合された研磨材混合液を貯留する複数の研磨材混合液貯留タンクと;少なくとも1の研磨材混合液貯留タンクに高圧液供給用配管を介して高圧液を供給することによって,研磨材混合液貯留タンクに貯留されている研磨材混合液を研磨材混合液送出用配管を介して高圧で送出する高圧液供給手段と;研磨材混合液貯留タンクから送出された高圧の研磨材混合液を,被加工物に対して噴射する噴射ノズルと;噴射ノズルから噴射された研磨材混合液の噴流を受け止めるキャッチタンクと;キャッチタンクから移送された研磨材混合液から,再利用可能な所定範囲の粒径の研磨材を回収し,回収された研磨材を含む研磨材混合液を,複数の研磨材混合液貯留タンクのうち高圧液供給手段から高圧液が供給されていない少なくとも1の研磨材混合液貯留タンクに移送する研磨材回収手段と;を備えた高圧液噴射式切断装置が提供される。この高圧液噴射式切断装置は,研磨材混合液貯留タンクを切り替えるために,高圧液供給用配管および研磨材混合液送出用配管とは別途に,研磨材混合液貯留タンクに対し液体を供給/排出することによって研磨材混合液貯留タンク内を加圧/減圧する圧力調整手段を,研磨材混合液貯留タンクごとに備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, a plurality of abrasive mixture storage tanks for storing an abrasive mixture in which an abrasive and a liquid are mixed; and at least one abrasive By supplying high pressure liquid to the mixed liquid storage tank via the high pressure liquid supply pipe, the abrasive liquid mixture stored in the abrasive liquid storage tank is sent at high pressure via the abrasive liquid supply pipe. A high-pressure liquid supply means for injecting a high-pressure abrasive mixture liquid sent from the abrasive liquid mixture storage tank to the workpiece; and a jet of the abrasive liquid mixture injected from the injection nozzle A catch tank to be received; recovering abrasive particles having a predetermined range of particle diameter from the abrasive mixture transferred from the catch tank, and collecting the abrasive mixture containing the recovered abrasives into a plurality of abrasives Mixed liquid storage tank High-pressure liquid from the high pressure fluid supply means and abrasive recovery means for transferring at least one abrasive mixture liquid storage tank not supplied Chi; high-pressure liquid jet cutting device having a are provided. In order to switch the abrasive mixture storage tank, this high-pressure liquid injection type cutting device supplies liquid to the abrasive mixture storage tank separately from the high pressure liquid supply pipe and the abrasive mixture delivery pipe. A pressure adjusting means for pressurizing / depressurizing the inside of the abrasive mixed liquid storage tank by discharging is provided for each abrasive mixed liquid storage tank.
かかる構成により,研磨材を循環させて自動的に再利用する高圧液噴射式切断装置において,研磨材混合液貯留タンク内の圧力を加圧および減圧できる圧力調整手段を設けたので,高圧液供給手段の動作を停止することなく,研磨材混合液貯留タンクを減圧して研磨材を補充できる。このため,複数の研磨材混合液貯留タンクを切り替えて使用することで,ある研磨材混合液貯留タンクを用いて切断加工を継続しながら,他の研磨材混合液貯留タンクに研磨材を補充することができる。 With such a configuration, in the high-pressure liquid injection type cutting device that automatically circulates the abrasive and reuses it, pressure adjusting means that can pressurize and depressurize the pressure in the abrasive-mixture storage tank is provided. Without stopping the operation of the means, the abrasive mixture storage tank can be depressurized to replenish the abrasive. For this reason, by switching and using a plurality of abrasive mixed liquid storage tanks, while continuing cutting using one abrasive mixed liquid storage tank, the other abrasive mixed liquid storage tanks are replenished with the abrasive. be able to.
また,上記圧力調整手段は,高圧液供給手段からの高圧液を研磨材混合液貯留タンクに供給するための加圧用配管と;加圧用配管の中途に設けられた加圧用バルブと;研磨材混合液貯留タンク内の液体を外部に排出するための減圧用配管と;減圧用配管の中途に設けられた減圧用バルブと;加圧用配管の一端と,減圧用配管の一端とを連結する連結部と;連結部と,研磨材混合液貯留タンクとを連通する共通配管と;共通配管の中途に設けられ,加圧用バルブの開放時に,加圧用配管および共通配管を介して研磨材混合液貯留タンクに供給される高圧液の流量を制限し,減圧用バルブの開放時に,研磨材混合液貯留タンクから共通配管および減圧用配管を介して排出される液体の流量を制限する流量調整手段と;を備えるようにしてもよい。 The pressure adjusting means includes a pressurization pipe for supplying the high pressure liquid from the high pressure liquid supply means to the abrasive mixture storage tank; a pressurization valve provided in the middle of the pressurization pipe; A decompression pipe for discharging the liquid in the liquid storage tank to the outside; a decompression valve provided in the middle of the decompression pipe; and a connecting portion for connecting one end of the pressurization pipe and one end of the decompression pipe And a common pipe communicating with the connecting portion and the abrasive mixture storage tank; provided in the middle of the common pipe and when the pressurization valve is opened, the abrasive mixture storage tank via the pressurization pipe and the common pipe A flow rate adjusting means for restricting the flow rate of the high-pressure liquid supplied to the tank and limiting the flow rate of the liquid discharged from the abrasive mixture storage tank through the common pipe and the pressure-reducing pipe when the pressure-reducing valve is opened; You may make it prepare.
かかる構成により,流量調整手段によって,研磨材混合液貯留タンクに供給される高圧液の流量,および研磨材混合液貯留タンクから排出される液体の流量を制御して,研磨材混合液貯留タンクを加圧または減圧する速度を調整できる。従って,加圧バルブや減圧バルブに対する高圧液の負荷を減少させることができるので,加圧バルブや減圧バルブの損傷を防止できる。 With this configuration, the flow rate adjusting means controls the flow rate of the high-pressure liquid supplied to the abrasive mixture storage tank and the flow rate of the liquid discharged from the abrasive mixture storage tank, so that the abrasive mixture storage tank is The rate of pressurization or depressurization can be adjusted. Accordingly, the load of the high pressure liquid on the pressurizing valve and the pressure reducing valve can be reduced, so that damage to the pressurizing valve and the pressure reducing valve can be prevented.
以上説明したように本発明によれば,圧力調整手段によって各研磨材混合液貯留タンク内の圧力を加圧/減圧できるので,高圧液供給手段を停止することなく,切断加工を連続的に実行しながら,研磨材混合液貯留タンクに研磨材を補充することができる。 As described above, according to the present invention, the pressure adjusting means can pressurize / depressurize the pressure in each abrasive liquid storage tank, so that the cutting process is continuously performed without stopping the high pressure liquid supply means. Meanwhile, the abrasive can be replenished to the abrasive mixture storage tank.
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1の実施の形態)
以下に,本発明の第1の実施形態にかかる高圧液噴射式切断装置について説明する。なお,本実施形態にかかる高圧液噴射式切断装置は,例えば,以下に説明するように,研磨材が混入された高圧水の噴流(アブレシブジェット)によって被加工物を切断するウォータージェット切断装置として構成されているが,本発明はかかる例に限定されるものではない。
(First embodiment)
The high pressure liquid injection cutting device according to the first embodiment of the present invention will be described below. The high-pressure liquid jet cutting device according to the present embodiment is, for example, a water jet cutting device that cuts a workpiece with a jet of high-pressure water (abrasive jet) mixed with an abrasive as described below. Although configured, the present invention is not limited to such an example.
まず,図1に基づいて,本実施形態にかかるウォータージェット切断装置100の全体構成について概略的に説明する。なお,図1は,本実施形態にかかるウォータージェット切断装置100の全体構成を示す概略図である。 First, based on FIG. 1, the whole structure of the water jet cutting device 100 concerning this embodiment is demonstrated roughly. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the water jet cutting apparatus 100 according to the present embodiment.
図1に示すように,本実施形態にかかるウォータージェット切断装置100は,被加工物35に対して,研磨材を含む高圧水を噴射することにより,被加工物35を比較的自由な切断ラインで高精度に切断加工(即ち,ウォータージェット加工)することが可能な切断装置である。このウォータージェット切断装置100による切断対象である被加工物35は,例えば,シリコンウェハ,パッケージ化された半導体基板(例えばCSP基板)等の各種の半導体基板などであるが,かかる例に限定されない。
As shown in FIG. 1, the water jet cutting device 100 according to the present embodiment jets high-pressure water containing an abrasive to the
かかるウォータージェット切断装置100は,例えば,高圧液供給手段10と,研磨材混合手段20と,噴射ノズル30と,保持テーブル40と,テーブル移動手段42と,キャッチタンク50と,研磨材回収手段60とを主に備える。
The water jet cutting device 100 includes, for example, a high-pressure
高圧液供給手段10は,例えば,後述する高圧ポンプおよびモータなどで構成されており,外部から供給された水を加圧して,例えば600〜700バール(1バール=約1.02kgf/cm2)の高圧水を発生させて供給することができる。外部から供給される水は,例えば水道水であるが,かかる例に限定されず,純水等であってもよい。高圧液供給手段10によって発生された高圧水は,高圧流体を運搬するための配管である高圧管11を介して研磨材混合手段20に供給される。
The high-pressure liquid supply means 10 is composed of, for example, a high-pressure pump and a motor, which will be described later, and pressurizes water supplied from the outside, for example, 600 to 700 bar (1 bar = about 1.02 kgf / cm 2 ). The high pressure water can be generated and supplied. The water supplied from the outside is, for example, tap water, but is not limited to this example, and may be pure water or the like. The high-pressure water generated by the high-pressure liquid supply means 10 is supplied to the abrasive material mixing means 20 via the high-
研磨材混合手段20は,後述する複数の研磨材混合液貯留タンクおよび圧力調整手段などで構成され,研磨材(砥粒)と水とが混合された研磨材混合水を貯留している。この研磨材混合手段20は,高圧液供給手段10から供給された高圧水に,所定の割合で研磨材を混合し,この研磨材が混合された高圧水を噴射ノズル30に送出する。この研磨材は,例えば,ガーネット,酸化アルミナ,炭化ケイ素,ダイヤモンド等の高硬度の材質からなり,粒径が例えば数十〜数百μm程度の粒状物であり,高圧水の切断効率を高める機能を有する。本実施形態では,この研磨材として,例えば,粒径が40〜100μmの酸化アルミナが使用される。かかる研磨材が混合された高圧水(以下,「高圧の研磨材混合水」ともいう。)は,研磨材混合手段20から高圧管21を介して噴射ノズル30に供給される。
The abrasive material mixing means 20 is composed of a plurality of abrasive material mixture storage tanks and pressure adjusting means, which will be described later, and stores abrasive material mixed water in which abrasive material (abrasive grains) and water are mixed. The abrasive mixing means 20 mixes the abrasive at a predetermined ratio with the high-pressure water supplied from the high-pressure liquid supply means 10, and sends the high-pressure water mixed with the abrasive to the
噴射ノズル30は,高圧液を噴射する高圧液噴射手段の一例として構成されており,例えば,ノズル管31と,オリフィス32とからなる。この噴射ノズル30には,上記研磨材混合手段20から高圧管21を介して,高圧の研磨材混合水が供給される。噴射ノズル30は,例えば,この高圧の研磨材混合水を,保持テーブル40に保持されている被加工物35に対して上方から高速で噴射する。
The
この噴射ノズル30は,例えば,ノズル固定部材(図示せず。)によって,ウォータージェット切断装置100本体に対して安定的に固定される。また,噴射ノズル30は,例えば,昇降機構(図示せず。)によって,Z軸方向(垂直方向)に上下動可能に構成されている。これにより,被加工物35の種類,厚さ,表面の凹凸等に応じて,噴射ノズル30の先端と被加工物35との距離を調整できる。
The
また,図1内の部分拡大図に示すように,噴射ノズル30のノズル管31の先端には,高圧水の噴出径を縮小化するためのオリフィス32が装着されている。このオリフィス32は,例えば,先端に所定の微細径の噴出口321が形成されたオリフィス本体322と,このオリフィス本体322を覆うように設けられ,ノズル管31の先端部にネジ止めされるオリフィスカバー323とを備える。このオリフィスカバー323をネジ止めすることにより,オリフィス本体322が噴射ノズル30の先端に固定される。
Further, as shown in a partially enlarged view in FIG. 1, an
かかる噴射ノズル30から噴射される高圧水噴流(即ち,ウォータージェット)Jの流速は,例えば音速の約2〜3倍である。また,この噴射ノズル30の先端と被加工物35表面との距離は,例えば50μm〜1mmであり,双方が極力近くなるように調整される。このように噴射ノズル30と被加工物35を接近させることで,噴射された高圧水噴流Jの拡散を極力抑え,被加工物35の切断幅が広くなってしまうことを防止できる。また,噴射ノズル30の口径(噴出口321の径)は例えば約250μmであり,この場合,被加工物35の切断幅は,例えば300μm程度となる。
The flow rate of the high-pressure water jet (i.e., water jet) J jetted from the
このようにして,噴射ノズル30によって,研磨材混合水の噴流であるウォータージェットJを,被加工物35に対して噴射することにより,高圧水のエネルギーによって被加工物35を切断することができる。このとき,研磨材は,高圧水とともに被加工物35に衝突して被加工物35の一部を破壊して切削するので,切断能率を向上させることができる。このように,本実施形態にかかるウォータージェットJは,アブレシブジェットとして構成されている。
In this way, the
保持テーブル40は,被加工物を保持する被加工物保持手段の一例として構成されている。この保持テーブル40は,例えば,ステンレス等の硬質な金属で形成された板状部材であり,被加工物である被加工物35を保持・固定する。この保持テーブル40には,被加工物35が固定される部分に,ウォータージェットJを通過させるための開口部であるテーブル窓401が形成されている。このテーブル窓401は,例えば,被加工物35に対応した形状(例えば略矩形状)を有しており,その大きさは被加工物35の外形よりも若干小さい。かかるテーブル窓401の上部に被加工物35を配置し,被加工物35の外周部をカバーまたは係止爪等(図示せず。)で固定することにより,保持テーブル40に対して被加工物35が固定される。また,上記噴射ノズル30が噴射したウォータージェットJは,このテーブル窓401の部分を通過するため,ウォータージェットJによって保持テーブル40自体が切断されてしまうことはない。
The holding table 40 is configured as an example of a workpiece holding unit that holds a workpiece. The holding table 40 is a plate-like member formed of, for example, a hard metal such as stainless steel, and holds and fixes the
なお,例えば,保持テーブル40のテーブル窓401の部分に,被加工物35を下方から支持する平板状の支持部材(治具)を取り付けてもよい。この支持部材を設けることにより,切断時の高圧水の圧力による被加工物35の変形を防止して,加工精度を向上させることができる。
For example, a plate-like support member (jig) that supports the workpiece 35 from below may be attached to the
また,本実施形態では,上記テーブル窓401を有する保持テーブル40によって被加工物35を保持・固定しているが,かかる例に限定されず,例えば,各種の載置台,治具,保持器具などで構成された被加工物保持手段によって,被加工物35を保持・固定してもよい。
In the present embodiment, the
テーブル移動手段42は,例えば,電動モータ,ギヤ等の駆動機構などで構成されており,上記保持テーブル40を水平方向(X軸およびY軸方向)に移動させる。このようなテーブル移動手段42によって保持テーブル40をX軸およびY軸方向に移動させることにより,保持テーブル40によって保持されている被加工物35を噴射ノズル30に対してX軸およびY軸方向に相対移動させることができる。これにより,被加工物35に対するウォータージェットJの噴射位置(切断箇所)を変更して,被加工物35を連続的なラインで切断することができる。この切断時の被加工物35の送り速度は,切断される被加工物35の厚さや材質によって異なるが,例えば20mm/秒である。なお,テーブル移動手段42の構成は,上記例に限定されるものではなく,被加工物35を水平方向に移動可能な構成であれば,多様に設計変更可能である。
The table moving means 42 is composed of, for example, a drive mechanism such as an electric motor or gear, and moves the holding table 40 in the horizontal direction (X-axis and Y-axis directions). By moving the holding table 40 in the X-axis and Y-axis directions by such table moving means 42, the
キャッチタンク50は,例えば,上面が開放された縦長の貯水槽である。このキャッチタンク50は,例えば,上記保持テーブル40の下側であって,噴射ノズル30の直下に設けられる。このキャッチタンク50は,その内部に所定の高さまで研磨材を含む水を貯留しており,この水面の高さを一定に保つために,キャッチタンク50に対する水の供給及び排出が制御されている。
The
かかるキャッチタンク50は,ウォータージェットJの受け水槽として機能する。即ち,キャッチタンク50は,貯留している水を緩衝材として,上記のようにして被加工物35を切断して貫通したウォータージェットJを,威力を弱めて受け止めることができる。このキャッチタンク50の底部には,上記のように受け止めた研磨材混合水に含まれる研磨材が,沈降して堆積する。また,キャッチタンク50の例えば側面底部側には,配管51が接続されており,この配管51を介して,キャッチタンク50内の研磨材および水が排出され,研磨材回収手段60に移送される。
The
研磨材回収手段60は,上記キャッチタンク50から配管51を介して移送された研磨材混合水から,再利用可能な所定範囲の粒径(例えば,30〜100μm)の研磨材を回収して,研磨材混合手段20に移送する。この研磨材回収手段60は,上記再利用可能な粒径の研磨材を通過させる研磨材回収フィルタ(図示せず。詳細は後述する。)を備えており,この研磨材回収フィルタを通過する研磨材を回収して貯留しておき,この回収された研磨材を含む研磨材混合水を,配管61を介して研磨材混合手段20に移送する。また,上記研磨材回収フィルタを介して回収されなかった研磨材を含む研磨材混合水は,例えば,排水管62を介して外部に排出される。
The abrasive recovery means 60 recovers an abrasive having a reusable predetermined particle size (for example, 30 to 100 μm) from the abrasive mixed water transferred from the
以上のような構成のウォータージェット切断装置100は,噴射ノズル30からウォータージェットJを噴射しながら,当該噴射ノズル30に対して保持テーブル40をX軸およびY軸方向に相対移動させることにより,被加工物35の切断予定ラインに沿って,研磨材入りのウォータージェットJを作用させて,被加工物35を切断加工することができる。
The water jet cutting device 100 configured as described above is configured to move the holding table 40 relative to the
このように,本実施形態にかかるウォータージェット切断装置では,切断加工時に,噴射ノズル30を固定して,保持テーブル40により被加工物35を移動させる切断方式を採用している。かかる切断方式を採用することにより,噴射ノズル30の位置が固定されているため,キャッチタンク50を小型化して,設置面積を小さくできるとともに,移動機構の構成を簡略化できるという利点がある。しかし,かかる例に限定されず,保持テーブル40を固定して,噴射ノズル30を移動させて切断を行ってもよい。
As described above, the water jet cutting apparatus according to the present embodiment employs a cutting method in which the
また,上記ウォータージェット切断装置100は,研磨材混合手段20,キャッチタンク50,研磨材回収手段60などを用いて,切断加工に適切な粒径の研磨材を装置内で循環させて自動的に再利用することができる。これにより,人手をかけずに研磨材を再利用して利用効率を高めるとともに,高圧液供給手段10を停止させることなく連続した切断加工が可能となるため,生産性を向上できる。
Further, the water jet cutting apparatus 100 automatically circulates an abrasive having a particle size suitable for the cutting process in the apparatus using the abrasive mixing means 20, the
次に,図2に基づいて,本実施形態にかかるウォータージェット切断装置100において,研磨材を自動的に再利用するための循環構造について詳細に説明する。なお,図2は,本実施形態にかかるウォータージェット切断装置100において,研磨材を自動的に再利用するための循環構造を示す説明図である。 Next, the circulation structure for automatically reusing the abrasive in the water jet cutting apparatus 100 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a circulation structure for automatically reusing the abrasive in the water jet cutting apparatus 100 according to the present embodiment.
図2に示すように,本実施形態にかかるウォータージェット切断装置100では,研磨材は,基本的には,(1)研磨材混合液貯留タンク22a,22b→(2)噴射ノズル30→(3)キャッチタンク50→(4)研磨材回収手段60→(5)研磨材混合液貯留タンク22a,22bという経路で循環して再利用される。以下に,かかる研磨材再利用のための循環経路を構成する各部について詳述する。
As shown in FIG. 2, in the water jet cutting apparatus 100 according to the present embodiment, the abrasive is basically (1) abrasive mixed
まず,高圧ポンプ15について説明する。高圧ポンプ15は,上述した高圧液供給手段10の一構成例であり,外部給水から高圧水を発生させ,この高圧水を,高圧管11,高圧マニフォールド配管1および高圧液供給用配管12a,12bを介して,研磨材混合液貯留タンク22a,22b(以下,「研磨材混合液貯留タンク22」と総称する場合もある。)に供給する。
First, the
次に,研磨材混合手段20について説明する。研磨材混合手段20は,例えば,2つの研磨材混合液貯留タンク22a,22bと,合流部23と,各研磨材混合液貯留タンク22a,22bに対応して設けられた各種配管(高圧マニフォールド配管1,高圧液供給用配管12a,12b,研磨材混合液送出管13a,13b,高圧管14a,14b等),これらの配管を開閉するバルブ3a,4a,5a,7a,8a,3b,4b,5b,7b,8bおよびオリフィス17a,18a,17b,18bと,各研磨材混合液貯留タンク22a,22bにそれぞれ対応する第1および第2の圧力調整手段70a,70b(以下,「圧力調整手段70」と総称する場合もある。)と,を備える。
Next, the abrasive mixing means 20 will be described. The abrasive mixing means 20 includes, for example, two abrasive mixed
研磨材混合液貯留タンク22a,22bは,外部から密閉された耐高圧容器で構成されており,研磨材が混合された水(研磨材混合水)を貯留する。この研磨材混合液貯留タンク22a,22bは,上記高圧ポンプ15から,高圧液供給用配管12a,12b等を介して高圧水が供給され,また,上記研磨材回収手段60から,配管61a,61bを介して,回収された研磨材を含む研磨材混合水が供給される。この研磨材混合液貯留タンク22の底部には,水より比重の大きい研磨材が沈降して堆積する。
The abrasive mixed
合流部23は,研磨材混合液送出管13a,13bを介して2つの研磨材混合液貯留タンク22a,22bとそれぞれ接続され,高圧管21を介して噴射ノズル30と接続されている。この合流部23は,2つの研磨材混合液貯留タンク22a,22bから送出された研磨材混合水を,高圧管21を介して噴射ノズル30に供給する。
The
高圧マニフォールド配管1は,高圧ポンプ15から高圧管11を介して供給された高圧水を分岐させて,高圧液供給用配管12a,12b,高圧管14a,14b,および圧力調整手段70a,70bの加圧用配管71a,71bに供給する。
The high-
高圧液供給用配管12a,12bは,高圧ポンプ15と,研磨材混合液貯留タンク22a,22bとを連通し,高圧水を研磨材混合液貯留タンク22a,22bに供給するための高圧管である。具体的には,高圧液供給用配管12a,12bは,その流入口側の端部が上記高圧マニフォールド配管1に接続され,その流出口側の端部が研磨材混合液貯留タンク22a,22bの底部に配置されている。この高圧液供給用配管12a,12bの中途には,高圧液供給用配管12a,12bを開閉するバルブ3a,3bと,高圧液供給用配管12a,12b内を流れる高圧水の流量を規制するオリフィス18a,18bとが設けられている。このバルブ3a,3bの開放時には,高圧ポンプ15からの高圧水が,高圧液供給用配管12a,12bを介して研磨材混合液貯留タンク22a,22b内の底部に供給される。この結果,研磨材混合液貯留タンク22a,22bの底部の研磨材混合水が攪拌され,堆積していた研磨材が水中に浮遊した状態となる。
The high-pressure
研磨材混合液送出管13a,13bは,研磨材混合液貯留タンク22a,22bと,噴射ノズル30とを連通し,研磨材混合液貯留タンク22a,22bに貯留されている研磨材混合水を噴射ノズル30に供給するための高圧管である。具体的には,研磨材混合液送出管13a,13bは,その流入口側の端部が研磨材混合液貯留タンク22a,22bの底部において上記高圧液供給用配管12a,12bの流出口と隣接して配置され,その流出口側の端部が上記合流部23に接続されている。この研磨材混合液送出管13a,13bの中途には,研磨材混合液送出管13a,13bを開閉するバルブ5a,5bが設けられている。このバルブ5a,5bの開放時には,上記高圧液供給用配管12a,12bを介して研磨材混合液貯留タンク22a,22b内に供給された高圧水の圧力によって,研磨材混合液貯留タンク22a,22b内の研磨材混合水が,研磨材混合液送出管13a,13bに流入して,噴射ノズル30に送出される。このとき,高圧液供給用配管12a,12bの流出口および研磨材混合液送出管13a,13bの流入口が研磨材混合液貯留タンク22a,22bの底部に隣接して配置されているため,研磨材が均等な混合密度で混合された状態の研磨剤混合液が継続的に送出される。
The abrasive mixed
高圧管14a,14bは,その流入口側の端部が上記高圧マニフォールド配管1に接続され,その流出口側の端部が上記研磨材混合液送出管13a,13bの中途に連結されている。この高圧管14a,14bの中途には,高圧管14a,14bを開閉するバルブ4a,4bと,高圧管14a,14b内を流れる高圧水の流量を規制するオリフィス17a,17bとが設けられている。かかる高圧管14a,14bおよびバルブ4a,4b等を設けることによって,必要に応じて,研磨材混合液送出管13a,13b内に高圧水を流して,加工後に研磨材混合液送出管13a,13b内で乾燥して固着している研磨材を洗浄して除去できる。
The high pressure pipes 14a and 14b are connected to the high pressure
配管61とこの配管61から分岐した配管61a,61bは,各研磨材混合液貯留タンク22a,22bと研磨材回収手段60とを連通する配管である。配管61の中途には,正圧ポンプ69が設けられており,また,配管61a,61bの中途にはバルブ7a,7bがそれぞれ設けられている。また,配管612とこの配管612から分岐した配管612a,612bは,各研磨材混合液貯留タンク22a,22bと研磨材回収手段60とを連通する配管である。配管612a,612bの中途にはバルブ8a,8bがそれぞれ設けられている。
The
これにより,バルブ7a,8aまたはバルブ7b,8bの開放時には,上記正圧ポンプ69の動力によって,研磨材回収手段60から,回収された研磨材を含む研磨材混合液を,配管61,61a,61bを介して,高圧ポンプ15からの高圧水が供給されていない研磨材混合液貯留タンク22aまたは22bに移送して,研磨材を補充できる。さらに,当該研磨材混合液貯留タンク22aまたは22b内の水を,配管612a,612b,612を介して研磨材回収手段60に戻すことができる。
Thus, when the
以上のような構成の研磨材混合手段20により,高圧ポンプ15から供給された高圧水の圧力によって,いずれか一方の研磨材混合液貯留タンク22に貯留されている研磨材混合水を高圧で押し出して,研磨材混合液送出管13a,13bおよび高圧管21を介して噴射ノズル30に送出して,切断加工に利用することができる。このとき,他方の研磨材混合液貯留タンク22では,研磨材回収手段60によって回収された研磨材が補充され,当該研磨材を貯留しておくことができる。
With the abrasive mixing means 20 having the above-described configuration, the abrasive mixed water stored in one of the abrasive mixed liquid storage tanks 22 is extruded at a high pressure by the pressure of the high-pressure water supplied from the high-
そして,切断加工に使用されている一方の研磨材混合液貯留タンク22内の研磨材貯留量が所定レベル以下に減少した場合には,切断加工のために研磨材混合水を送出する研磨材混合液貯留タンク22と,研磨材が補充される研磨材混合液貯留タンク22とを切り替えて,上記と同様にして,噴射ノズル30に対する研磨材混合水の供給と,研磨材回収手段60からの研磨材の補充とを同時並行で行う。これにより,高圧の研磨材混合水を,噴射ノズル30に安定して連続供給することができる。なお,3つ以上の研磨材混合液貯留タンク22を設けて,これらを切り替えて使用してもよい。
Then, when the amount of abrasive material stored in one abrasive material mixture storage tank 22 used for the cutting process decreases below a predetermined level, the abrasive material mixture water is sent out for the cutting process. By switching between the liquid storage tank 22 and the abrasive mixed liquid storage tank 22 replenished with the abrasive, the supply of the abrasive mixed water to the
このような研磨材混合液貯留タンク22の切替を好適に行うために,各研磨材混合液貯留タンク22a,22b内の水圧を加圧/減圧する第1及び第2の圧力調整手段70a,70bが,各研磨材混合液貯留タンク22a,22bに対応してそれぞれ設けられている。この第1および第2の圧力調整手段70a,70bは,本実施形態にかかる特徴的構成要素であり,詳細については後述する。
In order to suitably switch the abrasive mixture liquid storage tank 22 as described above, first and second pressure adjusting means 70a and 70b for increasing / decreasing the water pressure in the respective abrasive mixture
次に,キャッチタンク50について説明する。キャッチタンク50は,上述したように,噴射ノズル30から噴射され,被加工物35を切断して貫通した高圧の研磨材混合水の噴流(ウォータージェットJ)を,貯留水を緩衝材として受け止める。このキャッチタンク50の底部に堆積した研磨材は,第1の移送手段によって,研磨材回収手段60に移送される。この第1の移送手段は,キャッチタンク50の底部と研磨材回収手段60とを連通する配管51と,この配管51の中途に設けられ,上記研磨材混合水の移送動力源となる第1の正圧ポンプ59とで構成される。
Next, the
次に,研磨材回収手段60について説明する。研磨材回収手段60は,キャッチタンク50から移送された研磨材混合水から,研磨材を回収して再利用するための装置である。この研磨材回収手段60は,図2に示すように,概略的には,研磨材回収容器64と,研磨材貯留容器66と,研磨材回収容器64の底部と研磨材貯留容器66の上部とを連結する連結部65とから構成される。
Next, the abrasive recovery means 60 will be described. The abrasive recovery means 60 is an apparatus for recovering and reusing the abrasive from the abrasive mixed water transferred from the
研磨材回収容器64は,再利用可能な研磨材を回収するための密閉型の容器であり,その内部には,研磨材回収フィルタ67が略水平に設けられている。この研磨材回収フィルタ67は,例えば,複数の微細孔が形成されたステンレス製の金網などで構成され,所定の粒径(例えば100μm)以下の研磨材を通過させることが可能な目開き寸法を有する。また,研磨材回収容器64の上部には,研磨材回収容器64を振動させて研磨材回収フィルタ67の目詰まりを改善するための振動発生手段として,例えば振動モータ63が設置されている。
The
この研磨材回収容器64の上部空間(研磨材回収フィルタ67より上側の空間)は,研磨材を回収するための流路を構成しており,一側端には,上記キャッチタンク50と連通する配管51が接続され,他側端には,外部に不要な研磨材混合水を排水するための排水管62が接続されている。このため,キャッチタンク50から移送された研磨材混合液は,配管51から研磨材回収容器64の上部空間内に流入し,所定の流速(例えば8リットル/分)で研磨材回収フィルタ67上を流れて,排水管62から排出される。
The upper space of this abrasive material recovery container 64 (the space above the abrasive material recovery filter 67) constitutes a flow path for recovering the abrasive material, and communicates with the
かかる構成により,キャッチタンク50から移送された研磨材混合水に含まれる再利用可能な所定範囲(例えば30〜100μm)の粒径を有する研磨材のみが,研磨材回収フィルタ67を通過して,下方に落下して回収される。具体的には,研磨材回収容器64の上部を流れる研磨材混合水の流速によって,過度に小さい研磨材(粒径が例えば30μm未満)は,研磨材回収フィルタ67を通過することなく水流に乗って,排水管62から排出される。また,過度に大きい研磨材(粒径が例えば100μmより大)は,研磨材回収フィルタ67を通過できないため,排水管62から排出される。このため,粒径が切断加工に適切な所定範囲(例えば30〜100μm)にある大きさの研磨材のみが,研磨材回収フィルタ67を通過して回収される。一方,上記所定範囲外の粒径の研磨材を含む研磨材混合水は,排水管62を介して排出される。これは,過度に小さい研磨材は再利用しても研磨に寄与できず,過度に大きい研磨材は噴射ノズル30が詰まる原因となるので,再利用すべきではないからである。
With this configuration, only the abrasive having a particle size within a predetermined reusable range (for example, 30 to 100 μm) contained in the abrasive mixed water transferred from the
また,研磨材回収容器64の下部空間(研磨材回収フィルタ67より下側の空間)は,例えば,上記研磨材回収フィルタ67を通過して回収された研磨材を集めるような漏斗形状を有している。回収された研磨材は,この下部空間から管状の連結部65を通過して研磨材貯留容器66に落下する。
The lower space of the abrasive material collection container 64 (the space below the abrasive material collection filter 67) has, for example, a funnel shape that collects the abrasive material collected through the abrasive
研磨材貯留容器66は,上記のようにして研磨材回収フィルタ67から回収された研磨材を含む研磨材混合水を貯留する密閉型の容器である。この研磨材貯留容器66の底部に堆積した研磨材を含む研磨材混合水は,第2の移送手段によって,2つの研磨材混合液貯留タンク22のうち,高圧ポンプから高圧水が供給されていない方(切断加工に使用されていない方)の研磨材混合液貯留タンク22に移送される。この第2の移送手段は,研磨材貯留容器66の底部と研磨材混合液貯留タンク22とを連通する配管61,61a,61bと,この配管61の中途に設けられ,上記研磨材混合水の移送動力源となる第2の正圧ポンプ69と,研磨材混合液貯留タンク22から研磨材貯留容器66に水を戻すための配管612,612a,612bと,バルブ7a,7b,8a,8bとで構成される。
The abrasive
また,研磨材貯留容器66の上部には,研磨材貯留容器66内の研磨材の堆積量(貯留量)を計測するための測定センサ,例えば超音波センサ68が取り付けられている。この超音波センサ68による計測結果によって,研磨材貯留容器66内に研磨材が十分に堆積したと判断された場合に,研磨材貯留容器66から研磨材混合液貯留タンク22に研磨材混合水が移送される。これにより,研磨材貯留容器66内で過度に多くの研磨材が堆積してしまうことや,逆に,研磨材が十分に堆積していないにもかかわらず,移送動作を行ってしまうことを防止できる。
In addition, a measurement sensor, for example, an
このように,研磨材回収手段60は,キャッチタンク50から移送された研磨材混合水から,切断加工に適切な所定範囲の粒径(例えば30〜100μmの範囲)を有する研磨材のみを回収して研磨材貯留容器66に貯留し,その後,研磨材混合液貯留タンク22に,回収した研磨材を移送して補充する。
As described above, the abrasive material recovery means 60 recovers only the abrasive material having a predetermined range of particle size (for example, a range of 30 to 100 μm) suitable for cutting from the abrasive material mixed water transferred from the
以上のように,本実施形態にかかるウォータージェット切断装置10は,一度使用した研磨材を回収し,回収した研磨材を再び研磨材混合液貯留タンク22に補充するようにして,研磨材を循環させて再利用することができる。これによって,研磨材を有効利用して,生産効率の向上および生産コストの低減を図ることができる。
As described above, the water
ところで,切断加工に使用された後の高圧状態の研磨材混合液貯留タンク22に,研磨材を補充するためには,当該研磨材混合液貯留タンク22内の圧力を減圧する必要がある。また,研磨材が補充された後の低圧状態(例えば大気圧状態)の研磨材混合液貯留タンク22に,高圧水を供給開始するためには,急激な高圧水の負荷によってバルブ3a,3b,5a,5b等が破損しないように,当該研磨材混合液貯留タンク22内の圧力を徐々に加圧する必要がある。 By the way, in order to replenish the abrasive in the high-pressure abrasive mixture storage tank 22 after being used for cutting, it is necessary to reduce the pressure in the abrasive mixture storage tank 22. In order to start supplying high-pressure water to the low-pressure (for example, atmospheric pressure) abrasive mixture storage tank 22 after the abrasive is replenished, the valves 3a, 3b, It is necessary to gradually increase the pressure in the abrasive mixture storage tank 22 so that 5a, 5b, etc. are not damaged.
このため,本実施形態にかかるウォータージェット切断装置100では,切断加工を継続したままの状態で,高圧ポンプ15を停止させることなく,研磨材混合液貯留タンク22a,22bの使用を切り替えるため,研磨材混合液貯留タンク22内を徐々に減圧および加圧可能な圧力調整手段70が設けられている。この圧力調整手段70は,切断加工時における高圧水の供給および研磨材混合水の送出に伴って研磨材混合液貯留タンク22内を加圧/減圧する作用を奏する高圧液供給用配管12a,12bおよび研磨材混合液送出管13a,13bとは別途に,研磨材混合液貯留タンク22内を徐々に加圧/減圧するために追加設置されるものである。
For this reason, in the water jet cutting device 100 according to the present embodiment, the use of the abrasive mixed
以下に,この圧力調整手段70について詳述する。なお,以下では,研磨材混合液貯留タンク22aに対応して設けられている第1の圧力調整手段70aについて詳述し,研磨材混合液貯留タンク22bに対応して設けられている第2の圧力調整手段70bについては,第1の圧力調整手段70aと略同一の機能および構成を有するので,詳細説明は省略する。
The pressure adjusting means 70 will be described in detail below. In the following, the first pressure adjusting means 70a provided corresponding to the abrasive mixed
図2に示すように,第1の圧力調整手段70a(以下,「圧力調整手段70a」という。)は,高圧ポンプ15からの高圧水を,流量を調整して研磨材混合液貯留タンク22aに供給することによって,研磨材混合液貯留タンク22a内を徐々に加圧する機能と,研磨材混合液貯留タンク22a内の高圧の研磨材混合水を,流量を調整して研磨材混合液貯留タンク22aから排出することによって,研磨材混合液貯留タンク22a内を徐々に減圧する機能とを有する。
As shown in FIG. 2, the first pressure adjusting means 70a (hereinafter referred to as “pressure adjusting means 70a”) adjusts the flow rate of high-pressure water from the high-
この圧力調整手段70aは,加圧用配管71aと,加圧用バルブ2aと,減圧用配管72aと,減圧用バルブ6aと,連結部77aと,共通配管73a,74aと,流量調整手段80aと,圧力センサ75aと,研磨材流出防止用フィルタ76aとから構成される。
The pressure adjusting means 70a includes a pressurizing pipe 71a, a pressurizing
加圧用配管71aは,上述した高圧液供給用配管12aとは別途に,高圧ポンプ15と研磨材混合液貯留タンク22aとを連通させ,高圧ポンプ15からの高圧水を研磨材混合液貯留タンク22aに供給するための給水管である。具体的には,加圧用配管71aは,その流入口側の端部が上記高圧マニフォールド配管1に接続され,その流出口側の端部が後述する連結部77aに接続されている。この加圧用配管71aの中途には,加圧用配管71aを開閉するバルブ2aが設けられている。このバルブ2aの開放時には,高圧ポンプ15からの高圧水が,加圧用配管71a等を介して研磨材混合液貯留タンク22aに供給される。
In addition to the high-pressure
減圧用配管72aは,上述した研磨材混合液送出用配管13aとは別途に,研磨材混合液貯留タンク22aと外部とを連通させ,研磨材混合液貯留タンク22a内の比較的高圧な水を外部に排出するための排水管である。具体的には,減圧用配管72aは,その流入口側の端部が後述する連結部77aに接続され,その流出口側の端部が外部の例えば排水処理装置(図示せず。)等に接続されている。この減圧用配管72aの中途には,減圧用配管72aを開閉するバルブ6aが設けられている。このバルブ6aの開放時には,研磨材混合液貯留タンク22a内の水が,減圧用配管72a等を介して外部に排出される。
The
連結部77aは,上記加圧用配管71aの研磨材混合液貯留タンク22a側の一端と,上記減圧用配管72aの研磨材混合液貯留タンク22a側の一端と,共通配管73aの研磨材混合液貯留タンク22aとは反対側の一端とを連結するT型の連結部材である。加圧用バルブ2aが開放され減圧用バルブ6aが閉鎖されているとき,高圧ポンプ15から供給され加圧用配管71a内を流れてきた高圧水は,この連結部77aを通って共通配管73aに流入する。一方,加圧用バルブ2aが閉鎖され減圧用バルブ6aが開放されているとき,研磨材混合液貯留タンク22aから排出され共通配管73a内を流れてきた水は,この連結部77aを通って減圧用配管72aに流入する。
The connecting
共通配管73a,74aは,上記連結部77aと,研磨材混合液貯留タンク22aとを連通させる配管である。この共通配管73a,74aは,研磨材混合液貯留タンク22aに高圧水を供給する給水管,および研磨材混合液貯留タンク22aから水を排出する排水管の双方として機能する。この共通配管73a,74aの中途(図2の例では共通配管73aと74aとの間)には,流量調整手段80aが設けられている。
The
この流量調整手段80aは,加圧用バルブ2aが開放され減圧用バルブ6aが閉鎖されている時に,高圧ポンプ15から加圧用配管71aおよび共通配管73a,74aを介して研磨材混合液貯留タンク22aに供給される高圧水の流量を制限する。さらに,流量調整手段80aは,加圧用バルブ2aが閉鎖され減圧用バルブ6aが開放されている時に,研磨材混合液貯留タンク22aから共通配管73a,74aおよび減圧用配管72aを介して外部に排出される水の流量を制限する。
When the pressurizing
もし仮に,上記圧力調整手段70aに流量調整手段80aを設けることなく,単に加圧バルブ2aおよび減圧バルブ6aの開閉のみで,研磨材混合液貯留タンク22a内の圧力を調整しようとした場合には,バルブ2a,6aに高圧力が急激に加わるため,バルブ2a,6aが破損してしまう危険性がある。しかし,本実施形態のように,流量調整手段80aを設けることで,研磨材混合液貯留タンク22a内の圧力を,時間をかけて徐々に加圧/減圧できるため,バルブ2a,6aの破損を防止できる。
If the pressure adjusting means 70a is not provided with the flow rate adjusting means 80a, and the pressure in the abrasive mixed
ここで図3に基づいて,流量調整手段80aの構成についてより詳細に説明する。図3は,本実施形態にかかる流量調整手段80aの構成を示す断面図である。 Here, the configuration of the flow rate adjusting means 80a will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the flow rate adjusting means 80a according to the present embodiment.
図3に示すように,流量調整手段80aは,流量調整用オリフィス85aと,上記共通管74aの端部が連結された第1のダンパ81aと,上記共通管73aの端部が連結された第2のダンパ82aとから構成される。
As shown in FIG. 3, the flow rate adjusting means 80a includes a flow
流量調整用オリフィス85aは,第1のダンパ81aと第2のダンパ82aの内部を連結する管86aの中央部を縮径するようにして設けられている。この流量調整用オリフィス85aは,管86a内を流れる水の流量を規制する。
The flow
また,第1のダンパ81aは,研磨材混合液貯留タンク22aの加圧時に,共通配管73aから第2のダンパ82a内に流入して流量調整用オリフィス85aを通過した高速の水流を受け止め,共通配管74aから排出させる。一方,第2のダンパ82aは,研磨材混合液貯留タンク22aの減圧時に,共通配管74aから第1のダンパ81a内に流入して流量調整用オリフィス85aを通過した高速の水流を受け止め,共通配管73aから排出させる。
The
かかる構成の流量調整手段80aは,研磨材混合液貯留タンク22aに供給される高圧水の流量,および研磨材混合液貯留タンク22aから排出される水の流量を,過大にならないように適正な流量に調整できる。従って,この流量調整手段80aを備えた圧力調整手段70aは,研磨材混合液貯留タンク22a内の水圧を徐々に加圧/減圧できる。
The flow rate adjusting means 80a having such a configuration is an appropriate flow rate so that the flow rate of the high-pressure water supplied to the abrasive
この圧力調整手段70aによる研磨材混合液貯留タンク22a内の水圧上昇速度および水圧低下速度は,上記流量調整用オリフィス85のオリフィス径で調節できる。この流量調整用オリフィス85のオリフィス径は,例えばφ0.1〜0.15mm程度であることが好ましい。
The water pressure increasing speed and the water pressure decreasing speed in the abrasive mixed
ただし,高圧水の圧力と研磨材混合液貯留タンク22a内の水圧との圧力差が,例えば70MPa程度と大きい場合(研磨材混合液貯留タンク22a内は例えば70MPaまで加圧され得る)には,流量調整用オリフィス85を通過する高圧水の流速が500m/sにも達する。このため,流量調整用オリフィス85は,サファイアなどの耐摩耗性に優れた材質で形成される。さらに,流量調整用オリフィス85を通過した高速度の水流は切削能力を有するため,当該水流を直ちに減速するための開角度θ(例えば8°)の円錐穴を有するダンパ81a,82aによって高圧水を受け止める。なお,流量調整用オリフィス85は,消耗した場合には,交換可能に構成されている。
However, when the pressure difference between the pressure of the high-pressure water and the water pressure in the abrasive
以上,研磨材混合液貯留タンク22aに対応する第1の圧力調整手段70aに設けられた流量調整手段80aについて説明した。なお,研磨材混合液貯留タンク22bに対応する第2の圧力調整手段70bに設けられた流量調整手段80bも,上記流量調整手段80aと略同一の機能構成を有する。
The flow rate adjusting means 80a provided in the first pressure adjusting means 70a corresponding to the abrasive mixed
また,図2に示すように,共通配管74aの中途には,研磨材混合液貯留タンク22a内の圧力を測定する圧力センサ75aが設けられている。
Further, as shown in FIG. 2, a pressure sensor 75a for measuring the pressure in the abrasive
さらに,共通配管74aと研磨材混合液貯留タンク22aとの接続箇所(研磨材混合液貯留タンク22aの排出口)には,研磨材流出防止用フィルタ76aが設けられている。この研磨材流出防止用フィルタ76aは,例えば,上記流量調整手段80aの流量調整用オリフィス85のオリフィス径の例えば1/3程度の目開き寸法を有するステンレス製フィルタである。かかる研磨材流出防止用フィルタ76aを設置することにより,研磨材混合液貯留タンク22aの減圧時に,研磨材混合液貯留タンク22a,22bから,水とともに大粒径の研磨材が流出することを防止して,当該研磨材によって上記流量調整用オリフィス85が詰まってしまうことを防止できる。
Further, an abrasive
以上,本実施形態にかかる圧力調整手段70について詳細に説明した。このような圧力調整手段70を設けることによって,高圧ポンプ15を停止しなくても,切断加工に使用された後の高圧状態の研磨材混合液貯留タンク22を徐々に減圧することができる。さらに,研磨材補充後の低圧状態の研磨材混合液貯留タンク22を徐々に加圧できるので,高圧ポンプ15の高圧水の負荷が急激に作用することによるバルブ2,6等の破損を防止できる。
The pressure adjusting means 70 according to this embodiment has been described in detail above. By providing such a pressure adjusting means 70, it is possible to gradually depressurize the abrasive mixed liquid storage tank 22 in a high pressure state after being used for cutting without stopping the
次に,図4に基づいて,本実施形態にかかるウォータージェット切断装置100において,研磨材混合液貯留タンク22a,22bを切り替えながら,継続的に切断加工を実行する動作について説明する。なお,図4は,本実施形態にかかるウォータージェット切断装置100による切断加工時において,2つの研磨材混合液貯留タンク22a,22b内の水圧および研磨材貯留量の経時変化を示すタイミングチャートである。
Next, based on FIG. 4, the operation of continuously performing the cutting process while switching the abrasive mixed
図4に示すように,まず,期間(1)では,研磨材混合液貯留タンク22aが切断加工に使用されている。即ち,研磨材混合液貯留タンク22aには,高圧ポンプ15から高圧水が供給され,この高圧水の水圧によって研磨材混合液が噴射ノズル30に送出される。このとき,研磨材混合液貯留タンク22a内の水圧は所定の高圧に維持されており,研磨材混合液貯留タンク22a内の研磨材貯留量は時間の経過とともに減少する。
As shown in FIG. 4, first, in the period (1), the abrasive
一方,この期間(1)では,研磨材混合液貯留タンク22bには,研磨材回収手段60から研磨材が補充される。このため,研磨材混合液貯留タンク22b内の水圧は,所定の低圧(例えば大気圧)に維持されており,研磨材混合液貯留タンク22b内の研磨材貯留量は時間の経過とともに増加している。
On the other hand, during this period (1), the abrasive material
次いで,研磨材混合液貯留タンク22aの研磨材貯留量が減少した場合には,切断加工に使用される研磨材混合液貯留タンクを22aから22bに切り替えて(期間(2)〜(3)),研磨材混合液貯留タンク22bから噴射ノズル30に研磨材混合水を送出し,研磨材混合液貯留タンク22aには研磨材回収手段60から研磨材が補充されるようにする。
Next, when the amount of abrasive material stored in the abrasive
このように研磨材混合液貯留タンク22a,22bを切り替えるときには,まず,研磨材混合液貯留タンク22bを圧力調整手段70bにより加圧して(期間(2)),次いで,研磨材混合液貯留タンク22aのみならず研磨材混合液貯留タンク22bからも研磨材混合液を噴射ノズル30に送出した状態にした後に,バルブ3aを閉めて,研磨材混合液貯留タンク22aから噴射ノズル30への研磨材混合水の供給を停止する。これは,バルブ3aの閉鎖時に,バルブ3aに急激な負荷をかけないようにして,バルブ3aの破損を防止するためである。
When switching between the abrasive mixed
この研磨材混合液貯留タンク22bから噴射ノズル30に研磨材混合水を供給する動作,および研磨材混合液貯留タンク22aからの研磨材混合水の供給を停止して研磨材を補充する動作は,より具体的には,次のような手順で行なわれる。
The operation of supplying the abrasive mixture water from the abrasive
まず,バルブ2b〜8bが閉じている状態から,圧力調整手段70bの加圧用バルブ2bを開ける。これにより,高圧ポンプ15からの高圧水が圧力調整手段70bにより研磨材混合液貯留タンク22bに供給されて,研磨材混合液貯留タンク22b内の水圧が徐々に上昇する(期間(2))。
First, when the valves 2b to 8b are closed, the pressurizing valve 2b of the pressure adjusting means 70b is opened. Thereby, the high pressure water from the
次いで,圧力センサ75bが所定の水圧を示した時点で,加圧用バルブ2bを閉じて圧力調整手段70bによる加圧を中止する。なお,加圧用バルブ2bを開放したままにしておいても,研磨材混合液貯留タンク22bを用いて切断加工を実行することは可能である。次いで,バルブ4bを開け,さらに,バルブ5bを開ける。これにより,高圧ポンプ15→バルブ4b→バルブ5bの経路で噴射ノズル30に向かって水が流れる。なお,バルブ4b,5bは同時に開けても良い。
Next, when the pressure sensor 75b indicates a predetermined water pressure, the pressurizing valve 2b is closed and pressurization by the pressure adjusting means 70b is stopped. Even if the pressurizing valve 2b is left open, it is possible to perform cutting using the abrasive
このように加圧するのは,いきなりバルブ3bおよび5bを開放すると,急激に高圧な負荷がかかるために,バルブ3b,5bが破損してしまうからである。また,最初に水を流すのは,前回の切断加工時にバルブ5b付近に残留して乾燥・堆積した研磨材を,水によって押し流してしまうためである。 The reason why the pressure is applied in this manner is that when the valves 3b and 5b are suddenly opened, a high pressure load is suddenly applied, and the valves 3b and 5b are damaged. The reason why water is first flowed is that the abrasive material that has dried and accumulated in the vicinity of the valve 5b during the previous cutting process is washed away by water.
その後,バルブ3bを開けると,高圧液供給用配管12bから研磨材混合液貯留タンク22b内に高圧水が供給され,この圧力によって,研磨材混合液送出用配管13bを介して噴射ノズル30に研磨材混合液が送出される。
After that, when the valve 3b is opened, high-pressure water is supplied from the high-pressure
一方,研磨材が補充される研磨材混合液貯留タンク22a側では,上記のように研磨材混合液貯留タンク22bから研磨材混合水が噴射ノズル30に送出される状態になってから,バルブ3aを閉じる。
On the other hand, on the side of the abrasive
しかし,バルブ4aが開いているので,高圧ポンプ15→バルブ4a→バルブ5aの経路で噴射ノズル30に向かって水が流れており,この経路で所定時間(例えば数秒間)水を流してから,バルブ4aを閉じる。これはバルブ5a付近に堆積した研磨材を,水によって押し流すためである。
However, since the valve 4a is open, water flows toward the
その後,バルブ5aを閉じてから,減圧用バルブ6aを開ける。これにより,圧力調整手段70aにより研磨材混合液貯留タンク22a内の水が外部に排出されて,研磨材混合液貯留タンク22a内の水圧が徐々に減少する(期間(3))。
Thereafter, the valve 5a is closed, and then the
さらに,このように減圧される研磨材混合液貯留タンク22aでは,圧力センサ75aが所定の低圧(例えば大気圧)の水圧を示した時点で,バルブ6aを閉めて,圧力調整手段70aによる減圧を中止する。
Further, in the abrasive
その後,研磨材混合液貯留タンク22aには,研磨材回収手段60から研磨材が補充される(期間(4))。具体的には,バルブ7aを開けて,研磨材回収手段60から研磨材混合液貯留タンク22aに研磨材混合水を移送するとともに,バルブ8aを開けて,研磨材混合液貯留タンク22a内の水を研磨材回収手段60に移送する。これによって,研磨材回収手段60の研磨材貯留容器66に負圧がかからないようにして,研磨材混合液貯留タンク22aに研磨材を補充できる。よって,研磨材貯留容器66に負圧がかかることにより,研磨材回収フィルタ67が研磨材で目詰まりしてしまうことを防止できる。
Thereafter, the abrasive material
このようにして,期間(4)では,研磨材混合液貯留タンク22aに研磨材を補充することで,研磨材混合液貯留タンク22a内の研磨材貯留量は時間の経過とともに増加し,十分な貯留量が得られた時点で,バルブ7a,8aを閉めて補充動作は終了される。
In this way, in the period (4), by replenishing the abrasive mixed
一方,この期間(4)では,研磨材混合液貯留タンク22bから,噴射ノズル30に研磨材混合水が送出されて,切断加工が継続される。かかる研磨材混合水の送出によって,研磨材混合液貯留タンク22b内の研磨材貯留量は時間の経過とともに減少する。
On the other hand, in this period (4), the abrasive mixture water is sent from the abrasive
その後,研磨材混合液貯留タンク22bの研磨材貯留量が所定レベル以下に減少した場合には,切断加工に使用される研磨材混合液貯留タンクを22bから22aに再び切り替えて(期間(5)および(6)),研磨材混合液貯留タンク22aから研磨材混合水を送出し,研磨材混合液貯留タンク22bには研磨材が補充されるようにする。この期間(5)および(6)における動作は,研磨材混合液貯留タンク22aと22bが逆になる点を除いては,上述した期間(2)および(3)における動作と同様であるので,詳細説明は省略する。
Thereafter, when the amount of abrasive material stored in the abrasive material
以上のような,期間(1)〜(6)における動作を繰り返すことで,2つの研磨材混合液貯留タンク22a,22bを切り替えながら,噴射ノズル30に研磨材混合水を連続供給して,切断加工を継続的に実行できる。
By repeating the operations in the periods (1) to (6) as described above, the abrasive mixture water is continuously supplied to the
なお,高圧ポンプ15の起動を伴う場合には,いずれかの研磨材混合液貯留タンク22aまたは22bのバルブ2a,4a,5aまたは2b,4b,5bを開けてから高圧ポンプ15を起動させるようにする。
When the high-
また,高圧ポンプ15の停止を伴う場合には,双方の研磨材混合液貯留タンク22aおよび22bのバルブ3aおよび3bを閉じた後に,高圧ポンプ15を停止し,双方の研磨材混合液貯留タンク22aおよび22bを,圧力調整手段70a,70bを用いて上記と同じ手順で減圧する。なお,この際,一方の研磨材混合液貯留タンク22aが既に減圧されている状態であれば,他方の研磨材混合液貯留タンク22bを減圧するだけでよい。
When the high-
以上,本実施形態にかかるウォータージェット切断装置100の構成および動作について詳細に説明した。本実施形態にかかるウォータージェット切断装置100では,噴射ノズル30に研磨材混合液を供給するための高圧液供給用配管12および研磨材混合液送出用配管13とは別途に,各研磨材混合液貯留タンク22内の水圧を加圧および減圧できる圧力調整手段70が設けられている。このため,噴研磨材混合液貯留タンク22の使用(切断加工のための使用,或いは研磨材の補充のための使用)を切り替える際に,高圧ポンプ15を停止しなくても,研磨材を補充しようとする研磨材混合液貯留タンク22内を徐々に減圧でき,切断加工に使用しようとする研磨材混合液貯留タンク22内を徐々に加圧できる。従って,一方の研磨材混合液貯留タンク22を用いた切断加工を連続的に実行しながら,他方の研磨材混合液貯留タンク22に研磨材を補充することが可能となる。
The configuration and operation of the water jet cutting device 100 according to the present embodiment have been described in detail above. In the water jet cutting apparatus 100 according to the present embodiment, each abrasive mixture liquid is provided separately from the high pressure liquid supply pipe 12 and the abrasive mixture feed pipe 13 for supplying the abrasive mixture to the
また,上記圧力調整手段70に,流量調整手段80を設けることによって,研磨材混合液貯留タンク22に供給/排出される水の流量を制御して,加圧/減圧するための高圧水の流速を調整できる。このため,圧力調整手段80の加圧用バルブ2や減圧用バルブ6に作用する高圧水の負荷を低減させ,加圧用バルブ2や減圧用バルブ6の破損を防止できる。
Further, by providing the pressure adjusting means 70 with the flow rate adjusting means 80, the flow rate of the high pressure water for controlling the flow rate of water supplied / discharged to the abrasive mixed liquid storage tank 22 to pressurize / depressurize it. Can be adjusted. For this reason, it is possible to reduce the load of high-pressure water acting on the pressurizing
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態および実施例について説明したが,本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments and examples of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
例えば,被加工物35は,各種の半導体ウェハ,CSP基板,GPS基板,BGA基板等のパッケージ基板等の半導体基板などであってよい。また,被加工物は,サファイア基板,ガラス材,セラミックス材,金属材,プラスチック等の合成樹脂材,或いは,磁気ヘッド,レーザダイオードヘッド等を形成するための電子材料基板,などであってもよい。また,被加工物35の形状は,略矩形板形状,略円盤形状など任意の形状であってよい。
For example, the
また,上記実施形態では,高圧液噴射式切断装置として,ウォータージェット切断装置100を採用した例について説明したが,本発明は,かかる例に限定されない。高圧液噴射式切断装置は,高圧液を噴射する高圧液噴射手段を備え,高圧液の噴射によって被加工物を切断加工できる装置であれば,多様に設計変更可能である。例えば,噴射および貯留する液体は,上記水の例に限定されず,アルコール,油などの任意の液体であっても良いし,或いは,各種の化学物質等を各種溶媒に溶解させた液体などであってもよい。また,研磨材混合液も,上記研磨材混合水の例に限定されない。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which employ | adopted the water jet cutting device 100 as a high pressure liquid injection type cutting device, this invention is not limited to this example. The high-pressure liquid injection type cutting device can be variously modified as long as it has high-pressure liquid injection means for injecting high-pressure liquid and can cut and process a workpiece by high-pressure liquid injection. For example, the liquid to be jetted and stored is not limited to the above water example, and may be any liquid such as alcohol or oil, or a liquid in which various chemical substances are dissolved in various solvents. There may be. Also, the abrasive mixture liquid is not limited to the above example of the abrasive mixture water.
また,1台の高圧液噴射式切断装置に,高圧液噴射手段(噴射ノズル30等)とキャッチタンク50とを複数組設けることによって,1つの被加工物35のうちの複数箇所,或いは,複数の被加工物35を同時に切断加工できるように構成してもよい。この構成は,例えば,1つの金属フレーム上に複数のパッケージ部分が形成されているパッケージ基板などを切断する際に適用できる。
Further, by providing a plurality of sets of high-pressure liquid injection means (
また,上記実施形態にかかる圧力調整手段70は,切断加工に使用される高圧ポンプ15からの高圧水を研磨材混合液貯留タンク22に供給することにより加圧したが,本発明はかかる例に限定されない。例えば,圧力調整手段70は,切断加工に使用される高圧ポンプ15とは別途に設けられた高圧液供給手段(例えば他の高圧ポンプ)からの高圧液を研磨材混合液貯留タンク22に供給して加圧してもよい。
Moreover, although the pressure adjustment means 70 concerning the said embodiment pressurized by supplying the high pressure water from the
また,上記実施形態にかかる流量調整手段80は,オリフィス85と,ダンパ81,82とから構成されたが,本発明はかかる例に限定されない。流量調整手段80は,研磨材混合液貯留タンク22に供給/排出される液体の流量を制御可能であれば,多様に設計変更可能である。 Further, the flow rate adjusting means 80 according to the above embodiment is configured by the orifice 85 and the dampers 81 and 82, but the present invention is not limited to such an example. The flow rate adjusting means 80 can be variously modified as long as the flow rate of the liquid supplied / discharged to / from the abrasive mixed liquid storage tank 22 can be controlled.
また,高圧ポンプ15,研磨材混合液貯留タンク22,噴射ノズル30および研磨材回収手段60を接続する各種の配管およびバルブの構成は,上記図2の例に限定されない。
Further, the configurations of various pipes and valves that connect the high-
本発明は,研磨材が混合された高圧液の噴射によって被加工物を切断加工する高圧液噴射式切断装置に適用可能であり,特に,研磨材を再利用可能な高圧液噴射式切断装置に適用可能である。 The present invention can be applied to a high-pressure liquid jet cutting device that cuts a workpiece by jetting a high-pressure liquid mixed with an abrasive, and in particular, to a high-pressure liquid jet cutting device that can reuse an abrasive. Applicable.
2 : 加圧用バルブ
6 : 減圧用バルブ
10 : 高圧液供給手段
12 : 高圧液供給用配管
13 : 研磨材混合液送出用配管
15 : 高圧ポンプ
20 : 研磨材混合手段
22 : 研磨材混合液貯留タンク
30 : 噴射ノズル
35 : 被加工物
50 : キャッチタンク
60 : 研磨材回収手段
70 : 圧力調整手段
71 : 加圧用配管
72 : 減圧用配管
73,74 : 共通配管
75 : 圧力センサ
76 : 研磨材流出防止用フィルタ
77 : 連結部
80 : 流量調整手段
81a : 第1のダンパ
82a : 第2のダンパ
85a : 流量調整用オリフィス
100 : ウォータージェット切断装置
J : ウォータージェット
2: Valve for pressurization 6: Valve for pressure reduction 10: High-pressure liquid supply means 12: Pipe for high-pressure liquid supply 13: Pipe for sending abrasive mixture 15: High-pressure pump 20: Abrasive mix means 22: Abrasive-mixture storage tank 30: Injection nozzle 35: Work piece 50: Catch tank 60: Abrasive recovery means 70: Pressure adjusting means 71: Pressure pipe 72: Pressure reduction pipe 73, 74: Common pipe 75: Pressure sensor 76: Abrasion material outflow prevention Filter 77: connecting portion 80: flow rate adjusting means 81a:
Claims (2)
少なくとも1の前記研磨材混合液貯留タンクに高圧液供給用配管を介して高圧液を供給することによって,前記研磨材混合液貯留タンクに貯留されている研磨材混合液を研磨材混合液送出用配管を介して高圧で送出する高圧液供給手段と;
前記研磨材混合液貯留タンクから送出された高圧の研磨材混合液を,被加工物に対して噴射する噴射ノズルと;
前記噴射ノズルから噴射された研磨材混合液の噴流を受け止めるキャッチタンクと;
前記キャッチタンクから移送された研磨材混合液から,再利用可能な所定範囲の粒径の研磨材を回収し,前記回収された研磨材を含む研磨材混合液を,前記複数の研磨材混合液貯留タンクのうち前記高圧液供給手段から高圧液が供給されていない少なくとも1の前記研磨材混合液貯留タンクに移送する研磨材回収手段と;
を備えた高圧液噴射式切断装置において:
前記研磨材混合液貯留タンクを切り替えるために,前記高圧液供給用配管および前記研磨材混合液送出用配管とは別途に,前記研磨材混合液貯留タンクに対し液体を供給/排出することによって前記研磨材混合液貯留タンク内を加圧/減圧する圧力調整手段を,前記研磨材混合液貯留タンクごとに備えることを特徴とする,高圧液噴射式切断装置。 A plurality of abrasive mixture storage tanks for storing an abrasive mixture in which an abrasive and a liquid are mixed;
By supplying high-pressure liquid to at least one of the abrasive-mixed liquid storage tanks via a high-pressure liquid supply pipe, the abrasive-mixed liquid stored in the abrasive-mixed liquid storage tank is used for sending the abrasive-mixed liquid High-pressure liquid supply means for sending out at high pressure through the pipe;
An injection nozzle that injects a high-pressure abrasive mixture sent from the abrasive mixture storage tank to the workpiece;
A catch tank for receiving a jet of abrasive liquid mixture sprayed from the spray nozzle;
From the abrasive liquid mixture transferred from the catch tank, an abrasive having a particle size within a predetermined range that can be reused is recovered, and the abrasive liquid mixture containing the recovered abrasive is used as the plurality of abrasive liquid mixtures. Abrasive recovery means for transferring to at least one abrasive mixture storage tank to which no high-pressure liquid is supplied from the high-pressure liquid supply means in the storage tank;
In the high-pressure liquid-jet cutting device with:
In order to switch the abrasive mixed liquid storage tank, the high pressure liquid supply pipe and the abrasive mixed liquid delivery pipe are separately supplied to and discharged from the abrasive mixed liquid storage tank. A high-pressure liquid-jet cutting device comprising pressure adjusting means for pressurizing / depressurizing the inside of the abrasive mixed liquid storage tank for each of the abrasive mixed liquid storage tanks.
前記高圧液供給手段からの高圧液を前記研磨材混合液貯留タンクに供給するための加圧用配管と;
前記加圧用配管の中途に設けられた加圧用バルブと;
前記研磨材混合液貯留タンク内の液体を外部に排出するための減圧用配管と;
前記減圧用配管の中途に設けられた減圧用バルブと;
前記加圧用配管の一端と,前記減圧用配管の一端とを連結する連結部と;
前記連結部と,前記研磨材混合液貯留タンクとを連通する共通配管と;
前記共通配管の中途に設けられ,前記加圧用バルブの開放時に,前記加圧用配管および前記共通配管を介して前記研磨材混合液貯留タンクに供給される高圧液の流量を制限し,前記減圧用バルブの開放時に,前記研磨材混合液貯留タンクから前記共通配管および前記減圧用配管を介して排出される液体の流量を制限する流量調整手段と;
を備えることを特徴とする,請求項1に記載の高圧液噴射式切断装置。
The pressure adjusting means includes
A pressurizing pipe for supplying the high-pressure liquid from the high-pressure liquid supply means to the abrasive mixture storage tank;
A pressurizing valve provided in the middle of the pressurizing pipe;
A decompression pipe for discharging the liquid in the abrasive liquid mixture storage tank to the outside;
A pressure reducing valve provided in the middle of the pressure reducing piping;
A connecting portion for connecting one end of the pressurizing pipe and one end of the depressurizing pipe;
A common pipe that communicates the connecting part and the abrasive mixed liquid storage tank;
Provided in the middle of the common pipe, and when the pressurization valve is opened, restricts the flow rate of the high-pressure liquid supplied to the abrasive mixture storage tank via the pressurization pipe and the common pipe, Flow rate adjusting means for restricting the flow rate of the liquid discharged from the abrasive mixed liquid storage tank through the common pipe and the pressure reducing pipe when the valve is opened;
The high-pressure liquid-jet cutting device according to claim 1, comprising:
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