JP2009274174A - 板状部材の端面の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 被加工物である脆性材料からなる板状部材に過大な応力を発生させることなく、端面を研磨することができる板状部材の端面の加工方法を実現する。
【解決手段】 研磨ブラシ１０のフィラメント１１は、研磨ブラシ１０の回転方向の逆方向に向かって一様に傾斜して植毛されている。ガラスパネル２０は、搬送機構によりＸ方向に搬送され、端面２０ａと略平行に回転駆動されている研磨ブラシ１０のフィラメント１１により端面２０ａが摺接される。これにより、端面２０ａが研磨され、端面２０ａに導入された亀裂を強度に影響を及ぼさない状態まで除去することができる。フィラメント１１は剛性が低く、斜めに植毛されているため、フィラメント１１のガラスパネル２０に対する当たりを柔らかくすることができ、ガラスパネル２０に過大な応力が負荷されるおそれがない。
【選択図】 図２

Description

本発明は、脆性材料からなる板状部材の端面の加工方法に関する。

従来より、ガラスなどの脆性材料からなる板状部材は、大型の素材をホイールカッターで切断したり、切断溝を導入した後に応力を負荷して分割するなどにより所定の形状に形成されていた。ガラスパネルなどを分割形成する際に、分割により形成された端面には、多数の亀裂が導入される。端面に亀裂が導入されると、搬送、その他の取扱時に亀裂が進展し、破損するおそれがあった。そこで、端面の亀裂を除去する技術として、例えば、ガラスパネルの端面を砥石を用いて研磨加工する技術が、特許文献１などに開示されている。
特開平７−１８６０２２号公報

しかし、被加工物であるガラスパネルが例えば厚さが１ｍｍ以下の薄板である場合には、砥石を用いた研磨では、剛性が高い砥石との接触により端面に発生する過大な応力により新たな亀裂が生じたり、ガラスパネルが破損するおそれがあった。

そこで、本発明では、被加工物である脆性材料からなる板状部材に過大な応力を発生させることなく、端面を研磨することができる板状部材の端面の加工方法を実現することを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、脆性材料からなる板状部材の端面の加工方法であって、前記端面に摺接して、前記端面を研磨するフィラメントと、このフィラメントが植毛され、回転駆動可能なブラシホルダとを備えた研磨ブラシを用意し、前記研磨ブラシを回転駆動して、前記フィラメントを前記板状部材の端面に摺接させて、前記端面の長手方向に沿って相対的に移動させて前記端面を研磨する、という技術的手段を用いる。

請求項１に記載の発明によれば、脆性材料からなる板状部材の端面を、研磨ブラシを回転駆動して、フィラメントを摺接させて、端面の長手方向に沿って相対的に移動させて研磨することができる。これにより、端面に強度に影響を及ぼす大きさの亀裂が存在する場合でも、研磨により除去することができる。また、フィラメントは砥石などに比べて剛性が低いため、板状部材に対する当たりを柔らかくすることができるので、厚さが薄く強度が低い材料などの端面を研磨する場合でも、端面近傍に過大な応力が負荷されて板状部材が破損することを防ぐことができる。また、砥石を用いる場合に比べて、板状部材の仮想研磨面と研磨部材との距離である切り込み量を大きくすることができるので、板状部材の寸法精度及び位置精度の許容値を大きくすることができる。更に、砥石に比べて研磨により形状変化が少ないので、長期連続使用しても研磨性能が変化しない。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の板状部材の端面の加工方法において、前記板状部材は、ガラス材料からなり厚さが１ｍｍ以下の板材部材である、という技術的手段を用いる。

請求項２に記載の発明のように、本発明の加工方法は、強度が低く、端面の加工時に破損しやすいガラス材料からなる厚さが１ｍｍ以下の板材部材に好適に用いることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の板状部材の端面の加工方法において、前記板状部材は、厚さ方向に切断または割断されて形成されたものである、という技術的手段を用いる。

請求項３に記載の発明のように、厚さ方向に切断または割断されて形成された板状部材では、端面に亀裂が生じやすい。このため、本発明の加工方法により、この亀裂を除去することが特に有効であり、好適に用いることができる。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の板状部材の端面の加工方法において、前記板状部材の表面に対して前記板状部材の切断または割断の開始点側に傾斜した方向に前記研磨ブラシを配置し、前記端面を研磨する、という技術的手段を用いる。

請求項４に記載の発明によれば、板状部材の表面に対して板状部材の切断または割断の開始点側に傾斜した方向に研磨ブラシを配置し、端面を研磨するため、亀裂が導入されやすい領域の研磨量を大きくすることができるので、強度に影響を及ぼす大きさの亀裂を効率的に除去することができる。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の板状部材の端面の加工方法において、前記研磨ブラシは、前記フィラメントが前記ブラシホルダにリング状に植毛されたカップブラシである、という技術的手段を用いる。

請求項５に記載の発明によれば、研磨ブラシとしてカップブラシを用いているため、フィラメントが幅広く密に植毛されているので、加工効率を向上させることができる。また、フィラメントが連続して端面に摺接するため、フィラメントが端面近傍で厚さ方向に向かって断続的に衝突することがなく、過大な応力が負荷されるおそれがない。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の板状部材の端面の加工方法において、前記フィラメントは、前記ブラシホルダに、前記研磨ブラシの回転方向の逆方向に向かって傾斜して植毛されている、という技術的手段を用いる。

請求項６に記載の発明によれば、フィラメントは、ブラシホルダに、研磨ブラシの回転方向の逆方向に向かって傾斜して植毛されているため、フィラメントの板状部材に対する当たりを更に柔らかくすることができるので、端面近傍に過大な応力が負荷されて破損することをより確実に防ぐことができる。

請求項７に記載の発明では、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の板状部材の端面の加工方法において、前記フィラメントの番手が異なる複数個の研磨ブラシを用意し、前記フィラメントの番手が小さい研磨ブラシから順に用いて前記端面を研磨する、という技術的手段を用いる。

請求項７に記載の発明によれば、フィラメントの番手が小さい研磨ブラシにより粗研磨を行い、加工効率を向上させるとともに、フィラメントの番手が大きい研磨ブラシにより仕上げ研磨を行い、端面の表面状態を良好に仕上げることができ、端面の亀裂除去を効率的に行うことができる。

請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の板状部材の端面の加工方法において、前記複数個の研磨ブラシを前記フィラメントの番手が小さい順に一列に配置し、前記フィラメントの番手が小さい研磨ブラシから順に前記端面の長手方向に沿って相対的に移動させて前記端面を研磨する、という技術的手段を用いる。

請求項８に記載の発明によれば、複数個の研磨ブラシをフィラメントの番手が小さい順に一列に配置し、フィラメントの番手が小さい研磨ブラシから順に端面の長手方向に沿って相対的に移動させて端面を研磨することができるので、複数個の研磨ブラシを板状部材の端面に対して１回走査するだけで、粗研磨から仕上げ研磨まで行うことができ、加工効率を向上させることができる。

［第１実施形態］
この発明に係る板状部材の端面の加工方法の第１実施形態について、マザーガラスから分割して形成されるガラスパネルを例に、図を参照して説明する。図１は、第１実施形態の板状部材の端面の加工方法において用いる研磨ブラシの説明図である。図１（Ａ）は、研磨ブラシの中心線を通る縦断面を模式的に示した断面図であり、図１（Ｂ）は、研磨ブラシをフィラメント側から見た平面図である。図２は、第１実施形態の板状部材の端面の加工方法を模式的に示した説明図である。図３は、第１実施形態の板状部材の端面の加工方法の変更例を示す説明図である。

ガラスパネルを形成するには、まず、マザーガラスの表面にホイールカッターなどを用いて筋状の切断溝を導入する。次に、ガラス板に曲げ応力を負荷すると、切断溝から厚さ方向に割れが生じ、マザーガラスがガラスパネルに分割される。このとき、ガラスは脆性材料であるため、分割形成された端面には、亀裂が導入されている。端面に導入された亀裂は、切断溝に近い程、寸法が大きく、数が多い傾向がある。なお、ここで、ガラスパネルとは、液晶パネルのように液晶部、電極などが形成されているものを含む。

（研磨ブラシの構成）
本実施形態では、研磨ブラシとしてカップブラシを用いた。図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、研磨ブラシ１０は、被加工物に摺接して、被加工部を研磨するフィラメント１１と、フィラメント１１が植毛され、回転駆動可能な円板状に形成されたブラシホルダ１２とを備え、フィラメント１１はブラシホルダ１２の円周方向に沿ってリング状に植毛されている。フィラメント１１は、ブラシホルダ１２に、研磨ブラシ１０の回転方向Ａの逆方向に向かって一様に傾斜して植毛されている。

図１（Ａ）には、研磨ブラシ１０手前側のフィラメント１１を代表して１本のみフィラメント１１ａとして示す。フィラメント１１ａは、ブラシホルダ１２の表面１２ａの法線方向に対して角度αだけ傾斜して植毛されており、本実施形態では、角度αは４０°である。

フィラメント１１は、研磨砥粒を含有した樹脂材料により形成されており、ダイヤモンド砥粒の粒度により研磨加工の番手の大きさが定まる。つまり、粒度が大きい研磨砥粒を含有するフィラメント１１を用いれば、研磨加工の番手が大きくなる。本実施形態では、フィラメント１１は、ダイヤモンド砥粒を含有したナイロンにより形成されており、剛性が低く可撓性が大きい。

（板状部材の端面の加工方法）
次に、ガラスパネルの端面の加工方法について説明する。図２に示すように、ガラスパネル２０は、図示しない搬送機構によりＸ方向に搬送され、端面２０ａと略平行に回転駆動されている研磨ブラシ１０のフィラメント１１により端面２０ａが摺接される。これにより、端面２０ａが研磨され、端面２０ａに導入された亀裂を強度に影響を及ぼさない状態まで除去することができる。なお、前記加工方法はガラスパネル２０を搬送して研磨する様にしたが、研磨ブラシ１０を移動させて研磨しても良い。

ここで、フィラメント１１は砥石と比べて剛性が低いため、ガラスパネル２０に対する当たりを柔らかくすることができるので、端面２０ａ近傍に過大な応力が負荷されて破損することを防ぐことができる。フィラメント１１が、斜めに植毛されているため、フィラメント１１のガラスパネル２０に対する当たりを更に柔らかくすることができる。また、砥石を用いる場合に比べて、ガラスパネル２０の仮想研磨面と研磨部材との距離である切り込み量を大きくすることができるので、ガラスパネル２０の寸法精度及び位置精度の許容値を大きくすることができる。砥石に比べて研磨により形状変化が少ないので、長期連続使用しても研磨性能が変化しない。

研磨ブラシ１０としてカップブラシを用いているため、フィラメント１１が幅広く密に植毛されているので、加工効率を向上させることができる。また、フィラメント１１が連続して端面２０ａに摺接するため、フィラメント１１が端面２０ａ近傍で厚さ方向に向かって断続的に衝突することがなく、過大な応力が負荷されるおそれがない。

（実施例）
本実施形態では、フィラメント１１の番手の異なる３つの研磨ブラシ１０を用意し、厚さ０．７ｍｍのガラスパネル２０の端面２０ａを研磨した。研磨ブラシ１０の回転速度は毎分１７２０回、切り込み量は１ｍｍに設定した。まず、粒度＃２４０のフィラメント１１の研磨ブラシ１０により端面２０ａを１回走査して粗研磨を行い、続いて粒度＃８００のフィラメント１１の研磨ブラシ１０により端面２０ａを１回走査して研磨を行い、最後に粒度＃２０００のフィラメント１１の研磨ブラシ１０により端面２０ａを１回走査して仕上げ研磨を行ったところ、切断により端面２０ａに導入されていた亀裂を強度に影響を及ぼさない状態まで除去することができた。このように、強度が低い厚さ１ｍｍ以下の薄板のガラスパネル２０においても、粗研磨により加工効率を向上させるとともに、仕上げ研磨により端面２０ａの表面状態を良好に仕上げることができ、端面２０ａの亀裂除去を効率的に行うことが可能である。

なお、上述の実施例では、フィラメント１１の番手の異なる３つの研磨ブラシ１０を用いたが、研磨ブラシ１０の個数は任意である。また、研磨ブラシ１０による端面２０ａの走査回数も任意である。

（変更例）
本加工方法は、ガラス以外の材料、例えば、シリコンやセラミックスからなる板状部材の端面の加工にも適用することができる。この場合、加工条件は材料にあわせて任意に設定することができる。

フィラメント１１の構成は、加工対象、加工条件に合わせて適宜選択することができる。例えば、樹脂材料としてポリエステルを用いたり、研磨砥粒としてアルミナ、炭化けい素などのセラミックス砥粒を用いたりすることもできる。また、
金属材料からなる金属フィラメントを用いることもできる。

研磨ブラシとしてカップブラシを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、セグメントブラシ、ロールブラシ、捻りブラシ、シャンクブラシ、コイルブラシ等の各種ブラシを用いることができる。

フィラメント１１ａのブラシホルダ１２の表面１２ａの法線方向に対する傾斜角度は０°≦α＜９０°の範囲で可変である。つまり、ブラシホルダ１２の表面１２ａに対して垂直方向に植毛することもできる。

図３に示すように、複数の研磨ブラシ、ここでは３つの研磨ブラシ１０ａ〜１０ｃを端面２０ａの長手方向に一直線上に並べて配置することもできる。ここで、フィラメント１１の番手が同じ研磨ブラシ１０ａ〜１０ｃを用いると、研磨回数を少なくすることができる。また、研磨ブラシ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの順にフィラメント１１の番手が大きくなるように配置すれば、１回の走査により、粗研磨から仕上げ研磨まで行うことができる。この構成を用いる場合においても、研磨ブラシ１０の個数は任意である。

［第１実施形態の効果］
（１）本実施形態の板状部材の端面の加工方法によれば、ガラスパネル２０の端面２０ａを、研磨ブラシ１０を回転駆動して、フィラメント１１を摺接させて、端面２０ａの長手方向に沿って研磨することができる。これにより、端面２０ａに強度に影響を及ぼす大きさの亀裂が存在する場合でも、研磨により除去することができる。また、フィラメント１１は砥石などに比べて剛性が低いため、板状部材に対する当たりを柔らかくすることができるので、厚さが薄く強度が低い材料などの端面を研磨する場合でも、端面近傍に過大な応力が負荷されて板状部材が破損することを防ぐことができる。また、砥石を用いる場合に比べて、ガラスパネル２０の仮想研磨面と研磨部材との距離である切り込み量を大きくすることができるので、ガラスパネル２０の寸法精度及び位置精度の許容値を大きくすることができる。更に、砥石に比べて研磨により形状変化が少ないので、長期連続使用しても研磨性能が変化しない。

（２）研磨ブラシ１０としてカップブラシを用いているため、フィラメント１１が幅広く密に植毛されているので、加工効率を向上させることができる。また、フィラメント１１が連続して端面に摺接するため、フィラメント１１が端面２０ａ近傍で厚さ方向に向かって断続的に衝突することがなく、過大な応力が負荷されるおそれがない。

（３）フィラメント１１は、ブラシホルダ１２に、研磨ブラシ１０の回転方向の逆方向に向かって傾斜して植毛されているため、フィラメント１１のガラスパネル２０に対する当たりを更に柔らかくすることができるので、端面２０ａ近傍に過大な応力が負荷されてガラスパネル２０が破損することをより確実に防ぐことができる。

[第２実施形態]
この発明に係る板状部材の端面の加工方法の第２実施形態について、図４を参照して説明する。図４は、第２実施形態の板状部材の端面の加工方法の説明図である。図４（Ａ）は、第２実施形態の板状部材の端面の加工方法を模式的に示した説明図である。図４（Ｂ）は、研磨後の端面近傍の形状を示す断面図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を使用するとともに説明を省略する。

図４（Ａ）に示すように、第２実施形態の板状部材の端面の加工方法では、切断溝が形成される面を表面２０ｂ、表面２０ｂに対向する面を裏面２０ｃとすると、表面２０ｂから見て表面２０ｂ側の稜部２０ｄ側に角度β傾斜した方向に研磨ブラシを配置し、ガラスパネル２０は図中手前方向に搬送して端面２０ａを研磨する。本実施形態では、角度βは３０°としたが、０°＜β＜９０°の範囲で任意に設定することができる。

本実施形態の加工方法により研磨されたガラスパネル２０の端面２０ａ近傍の形状は、図４（Ｂ）に示すように、研磨ブラシ１０が表面２０ｂに対して傾斜して配置されているため、研磨箇所により切り込み量が異なり、稜部２０ｄ近傍の研磨量が大きくなるので、表面２０ｂ側の研磨量が大きいＲ形状となる。切断または分割時に端面２０ａに導入された亀裂は、切断溝に近い程、つまり、稜部２０ｄに近い程、寸法が大きく、数が多い傾向があるが、稜部２０ｄ近傍の研磨量を大きくすることができるので、強度に影響を及ぼす大きさの亀裂を効率的に除去することができる。

また、裏面２０ｃに電極などが形成されている場合にも、フィラメント１１が裏面２０ｃに摺接しないため、電極などを傷つけることなく、端面２０ａに導入された亀裂を研磨により除去することができる。これにより、例えば、液晶パネルの端面の加工方法として好適に用いることができる。

［第２実施形態の効果］
第１実施形態の加工方法の効果を奏することができるとともに、切断または分割時に亀裂が導入されやすい切断溝に近傍、つまり、稜部２０ｄ近傍の研磨量を大きくすることができるので、強度に影響を及ぼす大きさの亀裂を効率的に除去することができる。

第１実施形態の板状部材の端面の加工方法において用いる研磨ブラシの説明図である。図１（Ａ）は、研磨ブラシの中心線を通る縦断面を模式的に示した断面図であり、図１（Ｂ）は、研磨ブラシをフィラメント側から見た平面図である。 第１実施形態の板状部材の端面の加工方法を模式的に示した説明図である。 第１実施形態の板状部材の端面の加工方法の変更例を示す説明図である。 第２実施形態の板状部材の端面の加工方法の説明図である。図４（Ａ）は、第２実施形態の板状部材の端面の加工方法を模式的に示した説明図である。図４（Ｂ）は、研磨後の端面近傍の形状を示す断面図である。

符号の説明

１０ 研磨ブラシ
１１ フィラメント
１２ ブラシホルダ
２０ ガラスパネル（脆性材料からなる板状部材）
２０ａ 端面

Claims (8)

1. 脆性材料からなる板状部材の端面の加工方法であって、
   前記端面に摺接して、前記端面を研磨するフィラメントと、このフィラメントが植毛され、回転駆動可能なブラシホルダとを備えた研磨ブラシを用意し、
   前記研磨ブラシを回転駆動して、前記フィラメントを前記板状部材の端面に摺接させて、前記端面の長手方向に沿って相対的に移動させて前記端面を研磨することを特徴とする板状部材の端面の加工方法。
2. 前記板状部材は、ガラス材料からなり厚さが１ｍｍ以下の板材部材であることを特徴とする請求項１に記載の板状部材の端面の加工方法。
3. 前記板状部材は、厚さ方向に切断または割断されて形成されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の板状部材の端面の加工方法。
4. 前記板状部材の表面に対して前記板状部材の切断または割断の開始点側に傾斜した方向に前記研磨ブラシを配置し、前記端面を研磨することを特徴とする請求項３に記載の板状部材の端面の加工方法。
5. 前記研磨ブラシは、前記フィラメントが前記ブラシホルダにリング状に植毛されたカップブラシであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の板状部材の端面の加工方法。
6. 前記フィラメントは、前記ブラシホルダに、前記研磨ブラシの回転方向の逆方向に向かって傾斜して植毛されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の板状部材の端面の加工方法。
7. 前記フィラメントの番手が異なる複数個の研磨ブラシを用意し、前記フィラメントの番手が小さい研磨ブラシから順に用いて前記端面を研磨することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の板状部材の端面の加工方法。
8. 前記複数個の研磨ブラシを前記フィラメントの番手が小さい順に一列に配置し、前記フィラメントの番手が小さい研磨ブラシから順に前記端面の長手方向に沿って相対的に移動させて前記端面を研磨することを特徴とする請求項７に記載の板状部材の端面の加工方法。

Images