CN103260826A

CN103260826A - 研磨用具

Info

Publication number: CN103260826A
Application number: CN2011800591148A
Authority: CN
Inventors: 中谷嘉孝; 前田伸一郎; 古田充; 秋山秀; 横田稔
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2013-08-21
Also published as: JPWO2012077427A1; WO2012077427A1; KR20130140057A; TW201233503A

Abstract

本发明涉及一种研磨用具，在研磨平台上铺满多张研磨垫片而构成，对所述研磨垫片的表面与端面的交界边部施加斜面。

Description

研磨用具

技术领域

本发明涉及一种研磨用具。

背景技术

由于在适用于液晶显示器用的玻璃板（板状体）的表面存在的微小的凹凸、波纹成为给图像带来变形、颜色不均的原因，因此通过研磨装置除去该微小的凹凸、波纹。专利文献1公开的研磨装置将由托架保持的玻璃板按压于在研磨平台上安装的研磨垫（研磨用具）上，并使研磨平台及托架相对移动，来除去玻璃板的微小的凹凸、波纹。

另外，专利文献1公开的研磨垫对一边超过2000mm的大尺寸的玻璃板进行研磨，由于其制作上的问题，而未构成作为一体品（一张研磨垫），而通过将小尺寸的多张研磨垫片在研磨平台上铺满来构成。

此外，在专利文献2中，公开了一种良好地修整由多张研磨垫片构成的研磨垫的表面的修整砂轮。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公报第2007/020859号公报

专利文献2：国际公报第2007/043263号公报

发明内容

然而，在将多张研磨垫片铺满在研磨平台上而构成的专利文献1的研磨垫中，在玻璃板的研磨中，玻璃板的端部有时会破损。

本发明鉴于这种情况而作出，其目的在于提供一种在研磨平台上铺满多张研磨垫片而构成的研磨用具中能够防止板状体的破损的研磨用具。

本发明为了实现所述目的，提供一种研磨用具，在研磨平台上铺满多张研磨垫片而构成，其中，对所述研磨垫片的表面与端面的交界边部施加斜面。

本申请发明者在研磨平台上铺满多张研磨垫片而构成的研磨用具中，仔细研究了使用该研磨用具时产生的板状体的破损原因，其结果是得到了如下的见解。

即，板状体由向研磨用具与板状体之间赋予的研磨压力研磨，但此时，与板状体接触的研磨垫片在研磨压力的作用下发生弹性变形而向研磨平台侧沉入。由此，在沉入的研磨垫片和与该研磨垫片相邻且与板状体未接触（未沉入）的研磨垫片之间产生台阶部。并且查明了如下情况：在研磨中移动的板状体的端部与台阶部即未沉入的研磨垫片的侧面部发生碰撞或卡挂，由此板状体的端部发生破损。

因此，为了防止这种不良情况，本申请发明对研磨垫片的表面与端面的交界边部施加了斜面。即，在多张研磨垫片的接缝部，通过倒角加工而对研磨垫片的脊面部施加了所述斜面。

由此，在研磨中移动的板状体的端部从当前接触的研磨垫片，沿着接下来接触的研磨垫片的所述斜面顺畅地触碰到下一研磨垫片。由此，根据本发明，能够消除板状体的端部与台阶部发生碰撞或卡挂这样的以往的问题，因此能够防止板状体的破损。

本发明的研磨垫片优选经由弹性体的密封材料而由所述研磨平台真空吸附保持。

作为使研磨垫片保持于研磨平台的单元，采用真空吸附保持单元时，在研磨平台上开设多个吸引孔，这些吸引孔与吸引泵连接。而且，不是使研磨垫片直接真空吸附保持于研磨平台，而是经由软质且弹性体的密封材料将研磨垫保持于研磨平台。由此，研磨垫片相对于研磨平台的真空吸附性提高。

然而，当使用密封材料时，由于密封材料为软质，因而研磨垫片的所述沉入量可能增大。然而，本发明由于板状体的端部触碰到所述斜面的作用，即便使用密封材料，也能够防止板状体的破损。

根据本发明，所述密封材料的压缩率优选为10～40%，其中，所述压缩率遵照JIS L1021-6的附件1，且设初始载荷为100gf/cm²、设最终载荷为1120gf/cm²。

当压缩率超过40%时，研磨垫片相对于研磨平台的吸附保持性（密封性）良好，但由于密封材料过度柔软，因此密封材料的耐久性降低。另一方面，当密封材料的压缩率小于10%时，密封材料过硬，而密封性降低，因此不优选。

本发明的所述研磨垫片优选经由研磨垫支承构件而安装在所述密封材料上。

根据本发明，由于能够利用研磨垫支承构件对研磨垫片进行加强，因此能够延长研磨垫片的使用寿命。

根据本发明，优选的是，相对于所述研磨用具相对移动的板状体的研磨面被按压在该研磨用具的表面，在所述研磨用具的研磨垫片的接缝中，仅对所述板状体的边部进入一侧的交界边部施加所述斜面。

板状体的研磨面由施加在研磨用具与板状体之间的研磨压力、因自转、公转、及摆动产生的相对移动动作来研磨。

本申请发明者进行了仔细研究的结果是，查明了如下情况：所述相对移动中的板状体的边部要相对于研磨垫片的接缝大致平行地触碰时，板状体的端部的破损频度升高。因此，本发明在研磨垫片的接缝，仅对板状体的边部进入一侧的交界边部施加了斜面。由此，不用对研磨垫片的全部的交界边部施加斜面，而能够防止板状体的破损。

根据本发明，由所述多张研磨垫片构成的研磨垫的厚度方向上的所述斜面的高度优选为0.5～1.5mm。

与板状体接触的研磨垫片在研磨压力的作用下发生弹性变形而向研磨平台侧沉入的量大致为0.3～0.8mm，因此通过将研磨垫的厚度方向上的斜面的高度设为0.5～1.5mm，能够消除板状体的端部与台阶部发生碰撞或卡挂这样以往的问题。而且，当所述斜面的高度超过1.5mm时，研磨垫的面方向上的所述斜面的宽度变大，所述斜面引起的板状体的缺陷容易产生，因此所述斜面的高度优选为1.5mm以下。

发明效果

根据本发明的研磨用具，由于对研磨垫片的表面与端面的交界边部施加了斜面，因此能够防止作为研磨对象的板状体的破损。

附图说明

图1是表示适用了实施方式的研磨用具的研磨装置的整体结构的俯视图。

图2是托架与帆布的组装立体图。

图3是表示研磨台的结构的侧视图。

图4是表示玻璃板的研磨状态的主要部分放大剖视图。

图5是将研磨平台的结构一部分剖切表示的立体图。

图6是表示研磨垫及研磨平台的结构的剖视图。

图7是表示玻璃板相对于研磨垫的研磨动作的俯视图。

图8是研磨垫的立体图。

图9是玻璃板的端部与研磨垫片的台阶部碰撞的说明图。

图10是玻璃板的端部上升至研磨垫片的斜面的说明图。

具体实施方式

以下，根据附图，详细说明本发明的研磨用具的优选的实施方式。

图1是表示适用了实施方式的研磨用具的研磨装置的整体结构的俯视图。该研磨装置10是使用实施方式的研磨用具将例如一边超过2000mm且厚度为0.2mm～0.7mm的大型的玻璃板（板状体）G的研磨面研磨成液晶显示器用玻璃板所需的平坦度的研磨装置。

研磨装置10主要具备对研磨前的玻璃板G进行搬运的输送机12、将玻璃板G粘着于帆布14的玻璃板粘着台16、第一研磨台18、第二研磨台20、将研磨完成后的玻璃板G从帆布14拆卸的玻璃板拆卸台22、玻璃板搬出用输送机24、帆布清洗台26、帆布干燥台28、及帆布回送输送机30。以下，为了简化说明，关于玻璃板粘着台16、第一研磨台18、第二研磨台20、玻璃板拆卸台22、帆布清洗台26、及帆布干燥台28，仅记为台16、18、20、22、26、28。

在研磨装置10上设有从台16向台18搬运帆布14的搬运装置150、从台18向台20搬运帆布14的搬运装置152、及从台20向台22搬运帆布14的搬运装置154。所述搬运装置150、152、154为同一结构且由对研磨装置10进行统一控制的控制部200来控制其动作，在图1上沿着左右方向同步地往复移动。

由输送机12搬运来的研磨前的玻璃板G由设置在机器人32的臂33上的吸附垫34吸附保持。并且，通过臂33的旋转动作而从输送机12向输送机36移载，由输送机36搬运到台16上。

在台16上，研磨前的玻璃板G粘着于帆布14。对该粘着方法进行说明，帆布14在台16上，由未图示的升降装置保持，当玻璃板G位于帆布14的下方时，帆布14借助升降装置进行下降移动，将安装在图2所示的帆布14的背板38上的发泡聚氨脂制的吸附片39按压在玻璃板G的非研磨面上。通过该按压力，将玻璃板G的非研磨面经由吸附片39而拆装自如地粘着于背板38。然后，帆布14由图1的搬运装置150保持，向图3的台18搬运，在此，由研磨头50的托架52保持。

帆布14如图2所示，在将矩形形状的背板38在同样的矩形形状的上框40与下框42之间铺设之后，通过未图示的螺栓将上框40和下框42紧固来构成。背板38、上框40、及下框42由能充分耐受研磨时的研磨压力和玻璃板G的研磨阻力的材质例如铝等金属构成。而且，背板38的厚度优选为2～4mm左右。

接着，说明图3所示的研磨头50。需要说明的是，台18的研磨头50及台20的研磨头50为同一结构，因此标注同一标号进行说明。

研磨头50具备主体壳体51，在主体壳体51内置有未图示的自转/公转驱动机构部。该自转/公转驱动机构部由行星齿轮机构部和马达构成，由该马达驱动的行星齿轮机构部的输出轴与沿着铅垂方向垂下的主轴56连结。而且，在该主轴56上连结有托架52。因此，当驱动所述行星齿轮机构部时，托架52及帆布14以主轴56为中心自转，并以规定的公转中心为中心公转。

此外，主体壳体51经由升降机构156而与滑动件158连结。通过该升降机构156使主体壳体51相对于滑动件158升降，由此使托架52相对于台18的圆形的研磨垫（研磨用具）58及台20的圆形的研磨垫（研磨用具）60进行进退移动，并如图4那样将粘着在背板38的吸附片39上的玻璃板G的研磨面以规定的研磨压力按压于研磨垫58（60）。

研磨垫58的详细情况在后面叙述，但经由轻量且刚性高的金属制（例如铝制）的研磨板（研磨垫支承构件）110、及软质且提高吸附保持性的树脂制（例如聚氨脂制）的密封材料112而如图5那样粘贴在研磨平台62的上表面。

研磨平台62经由轴承65而旋转自如地支承在研磨台64上，其旋转中心设定在与研磨垫58的中心轴为同轴上。而且，在研磨平台62的侧面设置有齿轮部66，利用马达68而旋转的齿轮67与该齿轮部66啮合。此外，齿轮部66构成为以研磨垫58的中心轴为中心的圆弧状。因此，通过驱动马达68，而使研磨垫58以其中心轴为中心转动。

另外，研磨台64滑动移动自如地支承在平行配置的一对导轨69、69上。通过具备使研磨台64沿着导轨69、69往复动作的驱动部（未图示），而研磨垫58在必要时沿着水平方向摆动。研磨垫58的摆动方向既可以是与图1的搬运装置150的搬运方向正交的方向，也可以是沿着该搬运方向的方向。即，只要是使研磨垫58沿着水平方向摆动的方向即可。

在图5的研磨平台62连结有用于向研磨垫58的背侧供给浆液的多个软管（未图示）。为了不使这些软管缠在一起，研磨垫58以距规定的基准位置在规定的角度范围内回旋的方式限制其旋转。从所述软管向研磨垫58的背侧供给的浆液透过研磨垫58而从研磨垫58的表面渗出。

另外，如图6的剖视图所示，在研磨平台62具备用于对研磨垫58、60进行真空吸附保持的吸引孔114、114…，这些吸引孔114、114…经由三通阀116而与吸引泵118连结。因此，通过三通阀116使吸引泵118与吸引孔114、114…连通，由此在研磨平台62上真空吸附保持研磨垫58。而且，通过将三通阀116向大气敞开，而解除研磨平台62对玻璃板G的吸附保持。

研磨垫58的摆动速度、回旋范围、回旋速度等旋转动作和研磨头50的自转速度、公转直径、公转转速等公转动作由图1的控制部200独立控制。

关于研磨垫60的各部结构，由于与上述的研磨垫58的结构相同，因此这里省略其说明。

另一方面，如图3那样在台18的滑动件158上安装有直动引导件70、70。直动引导件70、70与导轨72、72嵌合。该导轨72、72如图1那样朝向对台18的主轴56、托架52进行维护的维护台74配置。

另外，如图3那样在台20的滑动件158上也同样地安装直动引导件70、70，直动引导件70、70与导轨160、160嵌合。该导轨160、160如图1那样朝向对台20的主轴56、托架52进行维护的维护台76配置。

接着，说明图2所示的托架52。

在托架52的4边部设有用于将帆布14保持于托架52的多个保持部80、80…。保持部80如图4那样构成包括：对托架52的4边部的端部52A进行按压的圆盘82；对帆布14的上框40的4边部的端部40A进行按压的圆盘84；及将圆盘82与圆盘84连结的销86。对圆盘82和圆盘84如所述那样按压的按压单元内设于托架52，例如将工作缸的活塞与销86连结，使活塞收缩，从而将圆盘82和圆盘84拉近而将圆盘82按压于端部52A，并将圆盘84按压于端部40A。需要说明的是，所述按压单元并未限定为所述工作缸，而且，保持部80的方式也并未限定为本例。即，只要是能够在托架52上拆装自如地保持帆布14的结构即可，可以为任意结构。

另一方面，在托架52的下表面的周缘的内侧形成有沿着周缘的安装部88，在该安装部88的下表面安装有密封构件90。在托架52上，帆布14由保持部80保持，在将玻璃板G按压于研磨垫58、60时，背板38的上表面与密封构件90压接。由此，在托架52与帆布14之间形成高气密性的空气室54。

在托架52上开设有向空气室54喷出压缩空气的喷射口98、98…。所述喷射口98、98…经由在托架52的上面具备的空气室100，而与图3上的虚线所示的空气供给路径102连通。空气供给路径102经由安装在研磨头50上的未图示的旋转接头而向研磨头50的外部延伸设置，并经由阀104而与空气泵106连接。因此，当阀104打开时，来自空气泵106的压缩空气经由空气供给路径102、图4的空气室100、及喷射口98而向空气室54供给。由此，压缩空气的压力经由背板38而向玻璃板G传递，利用该压力而将玻璃板G的研磨面向图3的研磨垫58、60按压而进行研磨。而且，向空气室54供给的压缩空气中，由于利用密封构件90将空气室54密闭，因此能抑制来自空气室54的泄漏。由此，将压缩空气的压力高效率地向玻璃板G传递。

当在图1所示的台20上玻璃板G的研磨结束时，在此将帆布14从托架52拆卸而由搬运装置154向台22搬运。并且，在台22上，从帆布14将研磨结束后的玻璃板G剥下。剥下的玻璃板G由输送机138搬运，然后，由安装在机器人140的臂142上的吸附头144吸附，通过机器人140的动作向玻璃板搬出用输送机24移载，向研磨装置10的外部搬出。

另外，剥下了玻璃板G的帆布14由输送机146向台26搬运，在此进行水清洗。清洗结束后的帆布14由输送机148向台28搬运，在此被加热而干燥。并且，干燥结束后的帆布14由帆布回送输送机30向台16搬运，在玻璃板G的粘着中再使用。以上是研磨装置10的整体结构。

接着，说明图5及图6所示的研磨垫58（60）。

研磨垫58（60）如图7的俯视图及图8的立体图所示，由八张研磨垫片120、120…构成，如图6那样，铺满研磨平台62而构成。而且，各个研磨垫片120、120经由研磨板110而利用粘结剂或双面胶带安装在密封材料上。各个研磨垫片120、120、研磨板110及密封材料112由研磨平台62真空吸附保持。此外，对各个研磨垫片120、120…的表面120A与端面120B的交界边部施加斜面122。

本申请的发明者在研磨平台62上铺满多张研磨垫片120、120…而构成的研磨垫58（60）中，仔细研究了使用了该研磨垫58（60）时产生的玻璃板G的破损原因，其结果是，得到了如下的见解。

如图9那样，玻璃板G利用赋予在研磨垫58（60）与玻璃板G之间的箭头A所示的研磨压力研磨。此时，与玻璃板G接触的研磨垫片120-1由于研磨压力而发生弹性变形，向研磨平台62侧沉入。需要说明的是，在图9中，示出了密封材料112发生弹性变形而研磨垫片120-1沉入的图，但研磨垫片120-1自身有时也会发生弹性变形而沉入。由于该现象，在沉入的研磨垫片120-1和与该研磨垫片120-1相邻且与玻璃板G未接触（未沉入）的研磨垫片120-2之间产生台阶部。并且查明了在研磨中，向箭头B方向移动的玻璃板G的端部G1与台阶部即未沉入的研磨垫片120-2的侧面部120-2A发生碰撞或卡挂，由此玻璃板G的端部G1发生破损的情况。

因此，为了防止这种不良情况，在实施方式的研磨垫58（60）中，如图6那样对研磨垫片120的表面120A与端面120B的交界边部施加斜面122。即，在八张研磨垫片120、120…的接缝部，通过倒角加工而对研磨垫片120的脊面部施加斜面122。需要说明的是，在实施方式中，虽然例示了由八张研磨垫片120、120…构成的研磨垫58（60），但研磨垫片120的张数并未限定为八张，只要为多张即可。

由此，如图10那样，在研磨中向箭头B方向移动的玻璃板G从当前接触的研磨垫片120-1，沿着接下来接触的研磨垫片120-2的斜面122顺畅地触碰到下一研磨垫片120-2。由此，根据该研磨垫58（60），能够消除玻璃板G的端部G1如图9那样与台阶部发生碰撞或卡挂这样的以往的问题，因此能够防止玻璃板G的破损。

另外，研磨垫58（60）的厚度方向上的斜面122的高度h优选为0.5～1.5mm。与玻璃板G接触的研磨垫片120-1在研磨压力的作用下发生弹性变形而向研磨平台62侧沉入的量大致为0.3～0.8mm，因此当斜面122的高度h小于0.5mm时，玻璃板G的端部G1与台阶部碰撞或卡挂，因此斜面122的高度h优选为0.5mm以上。而且，当斜面122的高度h超过1.5mm时，研磨垫58（60）的面方向上的斜面122的宽度变大，因斜面122引起的玻璃板G的缺陷容易发生，因此斜面122的高度h优选为1.5mm以下。

研磨垫58（60）的厚度方向上的斜面122的相对于垫主面的角度θ优选为30～60°。当角度θ小于30°时，难以进行倒角加工，当角度θ超过60°时，玻璃板G的端部G1容易卡挂于斜面122，因此角度θ优选为30～60°。

另一方面，实施方式的研磨垫58（60）经由软质且弹性体的密封材料112而真空吸附保持于研磨平台。即，不是使研磨垫片120直接真空吸附保持于研磨平台62，而是经由软质的密封材料112吸附保持于研磨平台62。由此，研磨垫片120相对于研磨平台62的真空吸附性提高。

当如此使用软质的密封材料112时，密封材料112在研磨压力的作用下容易发生弹性变形，沉入量可能会增大。然而，根据实施方式的研磨垫58（60），如图10所示，由于玻璃板G的端部G1触碰到斜面122这样的作用，即便使用软质的密封材料112，也能够防止玻璃板G的破损。

密封材料112的压缩率（遵照JIS L1021-6-2007的附件1。其中，设初始载荷为100gf/cm²，设最终载荷为1120gf/cm²。）优选为10～40%。

当压缩率超过40%时，研磨垫片120相对于研磨平台62的吸附保持性（密封性）良好，但由于密封材料112过度柔软，因此密封材料112的耐久性降低。另一方面，若密封材料112的压缩率小于10%，则密封材料112过硬，而密封性降低，因此不优选。

在上述的实施方式的研磨垫58（60）中，说明了对研磨垫片120的整周边部施加斜面122的例子，但施加斜面122的部分并未限定为整周边部。即，在研磨垫片120、120…的图7、图8的实线所示的四个接缝124、126、128、130中，也可以仅对移动的玻璃板G的边部（这种情况下为长边部）G-1、G-2进入一侧的交界边部施加斜面122。即，在图10中，只要仅对研磨垫120-2的交界边部施加斜面122即可。

玻璃板G的研磨面由向研磨垫58（60）与玻璃板G之间施加的研磨压力、因以图7的主轴56为中心的箭头A所示的玻璃板G的自转、箭头B所示的玻璃板G的公转、及箭头C所示的研磨垫58（60）的水平方向的摆动产生的相对移动动作来研磨。

本申请发明者仔细研究的结果是，查明了如下情况：相对移动中的玻璃板G的边部G-1、G-2要相对于研磨垫片120、120…的接缝126、130大致平行地触碰时，玻璃板G的端部的破损频度升高。

因此，实施方式的研磨垫58（60）在接缝126、130中，仅对玻璃板G的边部G-1、G-2进入一侧的交界边部施加了斜面122。由此，不用对研磨垫片120、120的全部的交界边部施加斜面122，而能够防止玻璃板G的破损。

需要说明的是，在实施方式中，作为板状体例示了玻璃板G，但并未限定为玻璃板G，只要是通过研磨用具对其研磨面进行研磨的板状体，就能够适用本发明的研磨用具。

详细地且参照特定的实施方式说明了本发明，但不脱离本发明的范围和主旨而能够施加各种修正、变更的情况对于本领域技术人员来说不言自明。

本申请基于2010年12月7日提出申请的日本专利申请2010-272820，其内容作为参照而援引于此。

标号说明

G…玻璃板，10…研磨装置，12…输送机，14…帆布，16…玻璃板粘着台，18…第一研磨台，20…第二研磨台，22…玻璃板拆卸台，24…玻璃板搬出输送机，26…帆布清洗台，28…帆布干燥台，30…帆布回送输送机，32…机器人，33…臂，34…吸附垫，36…输送机，38…背板，39…吸附片，40…上框，42…下框，50…研磨头，51…主体壳体，52…托架，54…空气室，56…主轴，58、60…研磨垫，62…研磨平台，64…研磨台，65…轴承，66…齿轮部，67…齿轮，68…马达，69…导轨，70…直动引导件，72…导轨，74、76…维护台，80…保持部，82、84…圆盘，86…销，88…安装部，90…密封构件，98…喷射口，100…空气室，102…空气供给路径，104…阀，106…空气泵，110…研磨板，112…密封材料，114…吸引孔，116…三通阀，118…吸引泵，120…研磨垫片，122…斜面，124、126、128、130…接缝，138…输送机，140…机器人，142…臂，144…吸附头，146…输送机，148…输送机，150、152、154…搬运装置，156…升降机构，158…滑动件，160…导轨，200…控制部

Claims

1.一种研磨用具，在研磨平台上铺满多张研磨垫片而构成，其中，

对所述研磨垫片的表面与端面的交界边部施加斜面。

2.根据权利要求1所述的研磨用具，其中，

所述研磨垫片经由弹性体的密封材料而由所述研磨平台真空吸附保持。

3.根据权利要求2所述的研磨用具，其中，

所述密封材料的压缩率为10～40%，其中，所述压缩率遵照JISL1021-6的附件1，且设初始载荷为100gf/cm²、设最终载荷为1120gf/cm²。

4.根据权利要求2或3所述的研磨用具，其中，

所述研磨垫片经由研磨垫支承构件而安装在所述密封材料上。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的研磨用具，其中，

相对于所述研磨用具相对移动的板状体的研磨面被按压在该研磨用具的表面，

在所述研磨用具的研磨垫片的接缝中，仅对所述板状体的边部进入一侧的交界边部施加所述斜面。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的研磨用具，其中，

由所述多张研磨垫片构成的研磨垫的厚度方向上的所述斜面的高度为0.5～1.5mm。