JPH0822498B2 - 湾曲したガラス体表面の研磨装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、湾曲したガラス体表面、特にブラウン管用
パネル表面を研磨する研磨装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、ブラウン管用のパネルは溶融ガラス塊を金型
に落し、プレスして成形されるが、表面に小孔やシワ等
の欠点が残りやすく、これらの欠点を除去して滑らかな
表面を得るための面研磨が必要とされている。

従来、ブラウン管用パネルの外表面の断面形状は、単
一球面の一部に近く、研磨具とパネル表面の研磨中の接
触圧力を略均一にしながら研磨することが容易なため、
比較的高効率に研磨代分布が均一で表面性状の良好な面
研磨がなされていた。しかしながら、近年ブラウン管の
大型化に伴いパネル外面形状のフラット化が要請され、
面形状が単一球面から大きくずれた非球面形状のパネル
の生産が増えつつある。このような非球面形状のパネル
表面を従来の研磨装置で研磨しようとすると、研磨具
と、パネル表面の研磨圧力の分布を一定に保つことが困
難なため、パネル表面全面にわたって良好な性状の研磨
面を得るためには、複数台の研磨装置でそれぞれ研磨条
件を変えて比較的低い押付け力で長時間研磨する必要が
あり低効率となる。従来の代表的な２つの研磨装置の概
略を第４図及び第５図に示す。

第４図はテーブル16とともに回転するブラウン管用パ
ネル15の表面に、可撓性のあるラップ13とラップを支持
する背面板14との間にゴムまたはスポンジ製のクッショ
ン材11をはさんで形成された研磨具を、研磨具の回転軸
12と前記テーブル16の回転軸17との位置をずらして押し
当て、研磨具の回転軸12の中心から研磨材を供給しつつ
前記回転軸12,17を互いに逆方向に回転させてパネル表
面を研磨する研磨装置である。この装置で単一球面に近
い面形状をもつパネル表面を研磨する場合には、前記背
面板14の曲率をパネル表面の曲率と概略一致させればパ
ネル面に一様な圧力を加えることができるので、パネル
表面全面にわたって均一で効率のよい研磨がなされる。
しかしながら、この装置で面形状が単一球面から大きく
はずれた非球面度の大きい形状のパネル表面を研磨する
と、ラップ13の背面にクッション材11を挿入し背面板14
の曲率を種々調整しても研磨具とパネル表面の研磨面の
間に加えられる圧力が一様とはならず、単一球面パネル
研磨と同等の押付力では研削が著しく弱いか全く研磨さ
れない領域が残り、この部分で成形時の欠点を除去しき
れない。また、研削の弱い領域の研削を高めようとして
研磨圧力を高めると、局所的に面圧の強い部分が生じこ
の部分にゆがみや傷等の研磨時の欠点が発生する。した
がって、研磨時間も長くなり歩留りも悪く、この装置に
よる非球面度の大きい表面形状をもつパネルの面研磨は
低効率となる。

第５図はテーブル21とともに回転するブラウン管用パ
ネル22の表面に、傾斜溝24を設けたゴム製の円筒状のド
ラム23を押し付け、外部からスラリー状の研磨材を供給
しつつ回転軸25を回転させ、ブラウン管用パネル22表面
を研磨する研磨装置である。この装置は円筒状のドラム
23に内圧として空気圧を与えているため、前記第４図に
示す装置に比べ研磨面の面圧の不均一度は小さいが、単
位時間当りの研削量が少なく、非球面度の大きい表面形
状をもつパネルを効率よく研磨するには不向きである。

［発明の解決しようとする課題］ このように、従来の研磨装置による非球面度の大きい
表面形状をもつパネルの如きガラス体表面の研磨は、上
述のような解決すべき欠点を有するものである。

本発明の目的は、パネル中心から等距離の位置での外
表面のパネル回転軸方向の高低差が8mm程度あるような
ブラウン管用パネルの如き非球面度の大きい表面形状を
もつガラス体の表面を研磨する研磨装置において、研磨
中のガラス体研磨面全体の面圧がほぼ均一であり、研削
代分布の良好な研磨面を得られると同時に、従来と同等
かそれ以上の研磨圧を印加しても、ゆがみや傷等の研磨
欠点のない安定した研磨面を短時間で効率良く得られる
ガラス体表面の研磨装置を提供することにある。

［課題を解決するために手段］ 本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、湾曲したガラス体表面に接触させる可撓性を有する
ラップと、ラップを保持し回転軸を中心に回転可能に設
けられた背面板とを有し、該背面板を回転させると同時
に該ラップを湾曲したガラス体表面に押付けて研磨する
研磨装置において、ラップと背面板との間に湾曲したガ
ラス体表面にほぼ垂直な方向に弾性を有する複数個の弾
性部材を並列に配置し、複数個の貫通孔を設けた板状の
サポートがラップと背面板との間に設置され、複数個の
弾性部材が該サポートの貫通孔に挿入され支持されてな
り、該弾性部材によってあらかじめラップに予圧及び初
期張力を付与したことを特徴とする湾曲したガラス体表
面の研磨装置を提供するものである。

［実施例］ 本発明で提供しようとする研磨装置の１実施例を第１
図〜第３図に示す。第１図及び第２図では、少くとも研
磨具の回転軸２の軸線の方向に弾力性をもつ弾性部材１
が可撓性のあるラップ３とラップ３を支持する背面板４
との間に複数個並列に配されている。前記弾性部材１
は、ラップ３が背面板４に支持されることによって圧縮
力を受けている。この反作用として、ラップ３は背面か
ら弾性部材１により予圧を受け面内方向に張力が与えら
れる。配される複数個の弾性部材１の剛性、形状、配置
は研磨されるガラス体表面の形状や押し付け力等の研磨
条件に応じて設計される。かかる構成の研磨具を非球面
形状をもつガラス体の表面に押し付け研磨するときの状
況を第３図に示す。研磨具と研磨されるガラス体はそれ
ぞれ回転軸2,7を中心に互いに逆方向に回転し研磨がな
される。ラップ３には予圧を受けた弾性部材１から研磨
中の押し付け力が伝達されるため、弾性部材１の剛性を
最適に選べば、ラップ３をガラス体表面形状に沿って屈
曲させることができ、ガラス体表面全体にわたって安定
して約一定の面圧を加えることができる。また、弾性部
材１の個数を複数にすることにより設計の自由度が増
し、異なる剛性をもつ弾性部材を適正に配置することで
ガラス体表面への付与圧力が面形状にあわせて設定され
るので、好適な研削代分布が容易に得られる。

ラップに背面からの予圧を与えず、単に第７図の如く
弾力性のあるクッション材をラップと背面板の間に挿入
してなる研磨装置の場合には、押し付け力の印加ととも
にラップと背面板の支持部からの力の伝達の割合がクッ
ション材からの力の伝達の割合に比して強まり、部分的
に面圧の強まる領域が発生する。例えば、ラップが外周
部で背面板に支持されているかかる研磨装置では、支持
部の剛性が高いためにこの部分から押し付け力が伝達さ
れ、クラックやスカッフ等の研磨傷が発生しやすい。前
記第１図〜第３図に提示した研磨装置では弾性部材より
加えられる予圧のため、実質的に押し付け力は弾性部材
のみから伝達され、部分的に面圧の強まる領域は発生し
にくい。

あるいは、可撓性を増しガラス体表面への当りを均等
にする目的でやわらかいラップを使用すると、ラップに
面内方向の張力が作用しにくくなるためガラス体表面の
コーナー部よりやや内側に入った部分で、ラップに研磨
面から離れようとする力が働き部分的に研削の弱い領域
が発生する。第１図〜第３図に示す研磨装置は、ラップ
背面から弾性部材に予圧を与え、ラップに面内方向の張
力を与えることで上記問題点を解決し、面性状が良好で
好適な研削代の研磨面を得ようとするものである。

本発明における研磨装置のさらに好ましい態様は、ラ
ップとガラス体表面の間に加えられる面圧が0.3kg/cm²
〜1.6kg/cm²の範囲内にあり、設定される研磨条件に応
じて弾性部材が常時変位に比例した復元力を維持するよ
う選定されていることである。例えば、弾性部材として
コイルばねを用いる場合、個々のばねの負荷能力が低い
場合にはコイルが密着して部分的に面圧の高い領域が発
生することがあるため、面圧を均一化するためには個々
の弾性部材には充分な復元力が必要である。本研磨装置
の場合、ラップとガラス体表面の面圧が0.3kg/cm²以下
では従来の装置に比して研磨効率、歩留増りに改善がみ
られず1.6kg/cm²以上では研磨傷の発生割合が増し歩留
りが低下する。

本発明において、複数個の貫通孔を設けた板状のサポ
ートがラップと背面板との間に設置され、複数個の弾性
部材がサポートの貫通孔に挿入されて支持されている。
弾性部材１は円板状のサポート８の貫通孔に挿入されて
支持されており、このため、弾性部材１に遠心力等の外
力が働いても位置がずれず弾性部材を適正位置に保持す
ることができる。

本発明のさらに好ましい態様は、前記弾性部材１をガ
ラス体表面にほぼ垂直な方向への変位可能な距離が15mm
以上のコイル状ばねとすることである。コイル状ばねは
製作が容易で中心軸方向の変位を大きく取れるメリット
がある。コイル状ばねの変位可能な距離が15mm以下の場
合には、中心から等距離の位置でのガラス体の研磨中の
回転軸方向の高低差が8mm程度ある非球面を研磨しても
予圧が低すぎ、さらにガラス体の高低差に追従できなく
なり良好な研削代分布となる研磨はなされえない。

本発明のもう１つの実施例を第３図に示す。第３図で
は、本発明による研磨装置をブラウン管用パネル外表面
の荒ずり研磨に適用した状況を示す。研磨具を構成する
主要部品は、弾性部材１、回転軸２、ラップ３、背面板
４、サポート８であり、ラップ３には弾性部材１により
予圧が与えられている。弾性部材１は金属製の圧縮コイ
ル状ばねよりなり、同心円状に３列総計46個のコイルば
ねが配されている。コイル状ばねは研磨面の形状に応じ
て剛性が適正に設定され、本実施例では最外周のばねの
剛性を内側２列のばねの剛性に比して弱めてある。ラッ
プ３は可撓性のあるゴム製の円板に多数の鉄ピース９が
埋め込まれたものであり、ゴム製円板の外周と内周がそ
れぞれ背面板４と回転軸２で支持されている。鉄ピース
９の先端は、研磨中にパネル外表面に押し当てられる。
サポート８はゴム製の円板にコイル状ばねが保持される
46個の貫通孔をあけたもので、研磨中に遠心力等が働い
てもばねの位置を適正位置に保持する機能をもつ。

上記構成からなる研磨具が、回転軸の中心から研磨材
スラリーを供給しつつ回転し、パネル外表面に押し当て
られる。ブラウン管用パネル５はテーブル６により支持
されており、回転軸７によって研磨具と逆方向に回転す
る。本実施例に示すパネル外表面の形状はおよそ次の多
項式で与えられる非球面形状である。

但し、Aijは定数 この外表面をもつブラウン管用パネルを、従来の荒ず
り用の研磨装置で研磨すると、短辺部に第６図に示すよ
うに短辺から約40mm入り込む位置まで弓形の未研磨領域
27が発生し、この部分での成形時の欠点が除去できず歩
留りが低かった。しかるに、本発明で提示した研磨装置
によって約0.6kg/cm²の面圧を加えて研磨したところ、
パネル外表面全域が研磨され成形時の欠点を除去するこ
とができた。

本発明の研磨装置において、ラップには用途に応じて
クロロプレン等よりなる合成ゴム、多数の鉄ピースを埋
め込んだ合成ゴム、あるいは連続微細多孔構造を有する
高分子物質からなる人工皮革等が用いられる。背面板は
アルミニウム等の軽金属を用いるのが製作上好ましく、
サポートはゴム、アルミニウム等の金属、またはプラス
チック等の材料よりなる。

本発明において、ラップに加わる平均予圧は0.1kg/cm
²以上は必要で、平均予圧が0.1kg/cm²より小さいと研磨
時にラップが張力不足で面方向にぶれ易くなりガラス体
表面を傷つけ易くなったり、あるいはラップの背面板で
支持される領域近傍で局所的に面圧が高まり一様な研磨
がなされなくなり、研磨効率の悪化及び隅々まで研磨で
きなくなるという問題を生じる。より好ましくは、平均
予圧は0.7kg/cm²以下であり、これ以上の予圧を加えよ
うとすると、弾性部材の剛性が高くなり、そのストロー
クが小さくなるかあるいは剛性が低く、自由高さの高い
弾性部材を用いても、ラップの変形の非線型性のために
研磨具の剛性が高まり、ラップが硝子体の非球面形状に
追従しきれなくなる問題を生じる。さらに、ラップに加
わる初期張力は5kg/cm²以上あれば良く、5kg/cm²より小
さいと面方向にぶれ易くなり上記予圧の場合と同様な問
題を生じる。

従来、ラップと背面板を密閉構造としその間にエアを
充填して予圧を加える方式の装置もあったが、このよう
な装置の場合予圧の大きさがラップ全体で一様となり、
そのためラップ中央部では予圧の大きさが適切でもラッ
プ周辺部では予圧の大きさが大きすぎるという欠点があ
り、以下に示すような問題を生じていた。つまり、第３
図に示すような状態においては、ラップ中央部で圧迫さ
れたエアは主に図中左側へ移動しブラウン管用パネル５
の左側周辺部に強い圧力が加わり、さらに左のへりから
少し内側に入った領域で力学的に面圧の弱い部分が生
じ、その結果ブラウン管用パネル５の左のへりから少し
内側に入った領域でラップが浮き上るという事態が発生
し、この部分の研削が弱くなったり、ブラウン管用パネ
ル５の外周部の周囲へラップが覆いかぶさり外周部が傷
つき易いというような問題を有していた。本発明装置に
おいては弾性部材の弾性及び長さをラップの内周と外周
で変化させて、予圧の大きさの分布に変化を持たせるこ
とにより、上記問題点を解決することが可能となる。

［発明の効果］ このように本発明の研磨装置によれば、パネル中心か
ら等距離の位置での外表面のパネル回転軸方向の高低差
が8mm程度あるようなブラウン管用パネルの如き非球面
度の大きい表面形状をもつガラス体の表面を研磨して
も、研磨中のガラス体研磨面全体の面圧がほぼ均一とな
り、これによって、従来の研磨装置では研削が弱いか全
く研磨がなされなかった領域においても充分な研削力が
得られ、ガラス体表面全域にわたって研削代分布の良好
な研磨面が得られる。また従来と同等かそれ以上の研磨
圧力を印加しても、ゆがみや傷等の研磨欠点のない安定
した研磨面が短時間で効率良く得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例を示し、第１図、第３
図は本発明装置の２つの実施例の断面図であり、第２図
は第１図のＢ−Ｂ′線における断面図であり、第４図〜
第６図は従来例を示し、第４図は従来例の断面図であ
り、第５図は従来のドラムに傾斜溝を設けた研磨装置の
斜視図であり、第６図はブラウン管用パネルの未研磨領
域を示す平面図である。 １……弾性部材、２……回転軸 ３……ラップ、４……背面板 ５……ブラウン管用パネル、７……回転軸 ８……サポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湾曲したガラス体表面に接触させる可撓性
   を有するラップと、ラップを保持し回転軸を中心に回転
   可能に設けられた背面板とを有し、該背面板を回転させ
   ると同時に該ラップを湾曲したガラス体表面に押付けて
   研摩する研摩装置において、ラップと背面板との間に湾
   曲したガラス体表面にほぼ垂直な方向に弾性を有する複
   数個の弾性部材を並列に配置し、複数個の貫通孔を設け
   た板状のサポータがラップと背面板との間に設置され、
   複数個の弾性部材が該サポートの貫通孔に挿入され支持
   されてなり、該弾性部材によってあらかじめラップに予
   圧及び初期張力を付与したことを特徴とする湾曲したガ
   ラス体表面の研摩装置。