JP2014108478A - 薄板ガラス用端面研磨工具 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄板ガラスにおける端面の研磨加工を行う薄板ガラス用端面研磨工具を提供する。
【解決手段】複数の砥粒が合成樹脂結合剤により相互に結合された砥粒組織20が、長手線状に形成された砥石部12と、その砥石部12を収納すると共に、研磨加工に際して研磨機械に取り付けられる本体部14と、その本体部14に収納された砥石部12を長手方向に繰り出して本体部14の外側へ突出させる繰出機構16とを、備えたものであることから、端面ダレや遊離砥粒の消費といった問題を抑制しつつ、砥石部12が使用により摩耗する毎に徐々にその砥石部12を繰り出して研磨加工に供することが可能となる。このため、カバーガラス22に形成された孔部24における端面を好適に研磨加工でき、そのカバーガラス22の破損を好適に抑制することができる。
【選択図】図1
【解決手段】複数の砥粒が合成樹脂結合剤により相互に結合された砥粒組織20が、長手線状に形成された砥石部12と、その砥石部12を収納すると共に、研磨加工に際して研磨機械に取り付けられる本体部14と、その本体部14に収納された砥石部12を長手方向に繰り出して本体部14の外側へ突出させる繰出機構16とを、備えたものであることから、端面ダレや遊離砥粒の消費といった問題を抑制しつつ、砥石部12が使用により摩耗する毎に徐々にその砥石部12を繰り出して研磨加工に供することが可能となる。このため、カバーガラス22に形成された孔部24における端面を好適に研磨加工でき、そのカバーガラス22の破損を好適に抑制することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、薄板ガラスにおける端面の研磨加工を行う薄板ガラス用端面研磨工具に関する。
映像を表示させると共に接触操作に応じて入力を受け付けるタッチパネルが、所謂スマートフォン等の携帯電話機やタブレット端末等に広く用いられている。このタッチパネルに装着されるカバーガラスは、厚み寸法0.5mm〜1.5mm程度の薄板ガラスであり、例えばスピーカに対応する部分等に、厚み方向に貫通する孔部を備えたものが一般的である。このカバーガラスにおける孔部の加工精度を向上させるための技術が提案されている。例えば、特許文献1に記載された研削装置がそれである。この技術によれば、薄板ガラスの加工を行う際に、カメラの撮影データを利用して研削加工を行うことで、精度よく加工しつつ、薄板ガラスの表面に目印等を設けずに孔空け加工等の研削加工を行うことができるとされている。
ところで、近年の技術発展に伴い、前記タッチパネル等に用いられるカバーガラスは薄肉化の一途をたどっており、その破損が問題となっている。この破損の原因としては、前記孔部の研削後に残る微小欠陥を起点とするものが多く、その孔部の端面の研磨加工に対する需要が高まっている。しかし、前記従来の技術では、前記孔部を形成した後、その孔部における端面の研磨加工を行うことができなかった。すなわち、前記薄板ガラスに形成される孔部は、例えば1mmφ以下といった極小のものも多く、従来の工具ではその端面を好適に研磨することができなかった。斯かる孔部の端面を研磨する方法としては、遊離砥粒及びバフを用いたバフ研磨加工が考えられるが、遊離砥粒の消費が新たな問題となることに加え、加工対象となる孔部の端面にダレが発生するおそれがあった。このような課題は、薄板ガラス加工工具の性能向上を意図して本発明者等が鋭意研究を継続する過程において新たに見出したものである。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、薄板ガラスにおける端面の研磨加工を行う薄板ガラス用端面研磨工具を提供することにある。
前記目的を達成するための第1発明の要旨とするところは、薄板ガラスにおける端面の研磨加工を行う薄板ガラス用端面研磨工具であって、複数の砥粒が合成樹脂結合剤により相互に結合された砥粒組織が、長手線状に形成された砥石部と、その砥石部を収納すると共に、前記研磨加工に際して研磨機械に取り付けられる本体部と、その本体部に収納された前記砥石部を長手方向に繰り出してその本体部の外側へ突出させる繰出機構とを、備えたことを特徴とするものである。
このように、前記第1発明によれば、複数の砥粒が合成樹脂結合剤により相互に結合された砥粒組織が、長手線状に形成された砥石部と、その砥石部を収納すると共に、前記研磨加工に際して研磨機械に取り付けられる本体部と、その本体部に収納された前記砥石部を長手方向に繰り出してその本体部の外側へ突出させる繰出機構とを、備えたものであることから、端面ダレや遊離砥粒の消費といった問題を抑制しつつ、前記砥石部が使用により摩耗する毎に徐々にその砥石部を繰り出して研磨加工に供することが可能となる。このため、前記薄板ガラスに形成された孔部等における端面を好適に研磨加工でき、その薄板ガラスの破損を好適に抑制することができる。すなわち、薄板ガラスにおける端面の研磨加工を行う薄板ガラス用端面研磨工具を提供することができる。
前記第1発明に従属する本第2発明の要旨とするところは、前記砥石部は、長手線状の芯線の周囲に前記砥粒組織が設けられたものである。このようにすれば、前記砥石部による研磨性能を確保しつつ、その砥石部に適切な強度を付与することができる。
前記第2発明に従属する本第3発明の要旨とするところは、前記芯線は、その引張り強さが100N/mm2以上4000N/mm2以下の範囲内である。このようにすれば、前記砥石部による研磨性能を確保しつつ、その砥石部に必要十分な引張り強さを付与することができる。
前記第2発明又は第3発明に従属する本第4発明の要旨とするところは、前記芯線は、ピアノ線、セラミックス線、又は合成樹脂線である。このようにすれば、前記砥石部による研磨性能を確保しつつ、その砥石部に適切な強度を付与することができる。
前記第1発明乃至第4発明の何れかに従属する本第5発明の要旨とするところは、前記砥石部は、その径寸法が0.3mmφ以上2.0mmφ以下の範囲内である。このようにすれば、前記薄板ガラスに形成された比較的小径の孔部等における端面を好適に研磨加工できる。
前記第1発明乃至第5発明の何れかに従属する本第6発明の要旨とするところは、前記砥粒は、CeO2、WA、GC、SiO2、ZrO2、Mn2O3、ダイヤモンド、及びCBNのうち少なくとも1種類を含むものである。このようにすれば、実用的な砥粒組織により前記砥石部に適切な研磨性能を付与することができる。
前記第1発明乃至第6発明の何れかに従属する本第7発明の要旨とするところは、前記砥粒は、その平均粒径が0.1μm以上10μm以下の範囲内である。このようにすれば、実用的な砥粒組織により前記砥石部に適切な研磨性能を付与することができる。
前記第1発明乃至第7発明の何れかに従属する本第8発明の要旨とするところは、前記砥粒組織における前記砥粒の割合は、5体積%以上50体積%以下の範囲内である。このようにすれば、実用的な砥粒組織により前記砥石部に適切な研磨性能を付与することができる。
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。
図1は、本発明の好適な実施例である薄板ガラス用端面研磨工具10(以下、単に工具10という)を軸心Cに垂直な方向から見た正面図である。この図1に示すように、本実施例の工具10は、砥粒組織(砥石組織)を有して長手線状に形成された砥石部12と、その砥石部12を収納すると共に、前記工具10による研磨加工に際して研磨機械の回転軸端に着脱可能に取り付けられるシャンク部に相当する本体部14と、その本体部14に収納された前記砥石部12を長手方向に繰り出してその本体部14の外側(先端側)へ突出させる繰出機構16とを、備えている。
前記本体部14は、好適には、鉄系材料又は超硬合金等から略円柱形状に構成されたものである。好適には、鉄系材料として、炭素鋼、モリブデン鋼、又はステンレス等が用いられる。好適には、その軸心Cを含む中心部が中空14aとされたものであり、その中空14aに前記砥石部12を収納すると共に、前記繰出機構16を備えている。ここで、図1に示す例においては、前記砥石部12が直線状とされた状態すなわち真っ直ぐに延びた状態で前記本体部14内に収納された構成を例示しているが、例えば前記砥石部12が可撓性を有する場合、リール状に巻回された状態で前記本体部14に収納されるものであってもよい。
前記繰出機構16は、好適には、よく知られたシャープペンシル(mechanical pencil)における芯出し機構に準ずる構成とされたものであり、例えば前記本体部14に設けられた図示しないボタンが押される(ノックされる)毎に、所定長ずつの前記砥石部12が前記本体部14の先端部からその本体部14の外側へ突出させられる。この1回の操作に応じた前記砥石部12の突出長さは、好適には、0.5mm以上5.0mm以下の範囲内である。また、前記本体部14に設けられた図示しないつまみが回される毎に、その回し量に応じた長さの前記砥石部12が前記本体部14の先端部からその本体部14の外側へ突出させられる等の態様も考えられる。以上のような前記繰出機構16による前記砥石部12の繰出動作は、前記ボタン乃至つまみ等が手動操作されることにより行われるものであってもよいし、例えば前記研磨機械に備えられた制御装置からの制御指令等に応じて機械的に行われるものであってもよい。
前記繰出機構16は、好適には、前記砥石部12の繰出動作が行われていない間においては、その砥石部12を前記本体部14に対して相対回転不能且つ軸心方向の相対移動不能に把持固定する。すなわち、前記工具10による研磨加工時において、前記繰出機構16は、前記研磨機械の駆動により前記砥石部12及び本体部14が前記軸心Cまわりに一体回転させられるようにそれらを相互に同軸に固定するチャック部として機能する。
図2は、前記砥石部12の構成を詳しく説明するため、前記軸心Cを含む平面でその砥石部12を切断して示す部分断面図である。この図2に示すように、前記砥石部12は、好適には、長手線状の芯線18の周囲に、複数の砥粒が合成樹脂結合剤により相互に結合された砥粒組織(砥石組織)20が設けられたものである。この芯線18は、好適には、軸心Cに垂直な断面が円形状とされたもの、すなわち円柱形状に構成されたものである。従って、好適には、その芯線18の周囲に前記砥粒組織20が形成された前記砥石部12も同様に、軸心Cに垂直な断面が円形状とされたもの、すなわち円柱形状に構成されたものである。換言すれば、前記砥粒組織20は、軸心Cを中心とする円筒形状に構成されたものである。前記芯線18の周囲に前記砥粒組織20を形成する方法としては、よく知られた押し出し成形、射出成形、ワイヤコーティング、電線被覆成形、紫外線硬化等が好適に用いられる。
前記芯線18は、好適には、ピアノ線、セラミックス線(セラミック繊維)、又は合成樹脂線(合成樹脂繊維)である。好適には、前記芯線18の引張り強さは、例えばJIS G0202の規定で100N/mm2以上4000N/mm2以下の範囲内である。好適には、前記芯線18の弾性率は、例えばJIS K7161の規定で1GPa以上600GPa以下の範囲内である。
前記砥粒組織20に含まれる砥粒は、好適には、CeO2(セリア)、WA(白色アルミナ)、GC(緑色炭化ケイ素)、SiO2(シリカ)、ZrO2(ジルコニア)、Mn2O3(アルミナ)、ダイヤモンド、及びCBN(立方晶窒化ホウ素)のうち少なくとも1種類を含むものである。前記砥粒組織20に含まれる砥粒は、好適には、その平均粒径が0.1μm以上10μm以下の範囲内である。この平均粒径は、好適には、よく知られたレーザー回折・散乱式の粒子径・粒度分布測定装置(例えば、日機装株式会社製「MT3000II」等)により、湿式測定すなわち測定粒子を水溶媒中に超音波分散させた状態で測定されるものであり、例えば測定結果のD(50)の値を平均粒径とするものである。前記砥粒組織20における前記砥粒の割合は、好適には、5体積%以上50体積%以下の範囲内である。前記砥粒組織20における合成樹脂結合剤としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、生分解性プラスチック等の熱可塑性樹脂、フェノール、メラミン、ユリア、エポキシ、不飽和ポリエステル、ポリウレタン、シリコン等の熱硬化性樹脂、ゴム等が好適に用いられる。
前記工具10における各部の具体的な寸法としては、図2に示す前記砥石部12の径寸法φ1が、好適には0.3mmφ以上2.0mmφ以下の範囲内、例えば0.7mmφ程度である。前記芯線18の径寸法φ2が、好適には0.2mmφ以上1.5mmφ以下の範囲内、例えば0.5mmφ程度である。前記砥石組織20の厚み寸法tが、好適には0.05mm以上1.0mm以下の範囲内、例えば0.1mm程度である。前記工具10による研磨加工時における、前記砥石部12の前記本体部14からの突出長さは、好適には、0.5mm以上5.0mm以下の範囲内である。
図3は、前記工具10を用いた孔加工の加工対象であるカバーガラス22及びそのカバーガラス22に形成された孔部24を例示する平面図である。以上のように構成された本実施例の工具10は、図3に示すような、タッチパネルに装着される薄板ガラスとしてのカバーガラス22における孔部24の仕上げ研磨加工に用いられる。すなわち、そのカバーガラス10の厚み方向に貫通する孔部24が形成された後、その孔部24における端面(内周面)の研磨加工に用いられる。このカバーガラス22は、例えば、長手寸法L1が100mm程度、幅寸法L2が50mm程度、厚み寸法が0.5〜1.5mm程度の強化ガラスであり、前記孔部24の研磨加工は、強化前のカバーガラス22及び強化後のカバーガラス22の何れに対して行われるものであってもよい。前記孔部24は、例えば、長手寸法L3が11mm程度、幅寸法L4が1.2mm程度の長手状孔(長孔)であり、前記カバーガラス22が装着される携帯電話機のスピーカ等に相当する部分に設けられるものである。以下、本実施例の工具10による前記カバーガラス22における孔部24の加工の具体例を説明する。
前記工具10による前記カバーガラス22における孔部24の仕上げ研磨加工においては、その工具10が前記本体部14において図示しない研磨機械例えばタッチパネル用ガラス加工機に取り付けられ、その研磨機械により軸心Cまわりに回転駆動させられつつ、被削材である前記カバーガラス22に対して3次元的に相対移動させられることで、そのカバーガラス22に形成された孔部24における端面の研磨加工が行われる。
図4は、前記工具10による前記カバーガラス22における前記孔部24の研磨加工に際してのその工具10の移動軌跡を例示する図であり、その軸心Cの移動軌跡を破線で示している。前記工具10による前記カバーガラス22における前記孔部24の研磨加工は、好適には、前記カバーガラス22の平面部に対して前記工具10の軸心Cが垂直に維持された状態で、その工具10が前記カバーガラス22に対して平面方向(軸心Cに垂直を成す方向)に相対移動させられることにより行われる。すなわち、前記工具10における前記砥石部12が前記孔部24の周縁(内周面)に当接させられる位置で、回転する前記工具10の軸心Cが例えば平面方向における位置Sから破線で示すような軸心Cの軌跡で相対移動させられることで、前記砥石部12により前記孔部24の周縁における研磨加工が行われる。図4の破線では、前記工具10の軸心Cが前記孔部24の周方向に1周させられる例を示しているが、実際の研磨加工においては数周程度の研磨加工が行われることが望ましい。前記孔部24の端面が前記カバーガラス22における平面部に対して垂直ではない部分を有する場合、例えばその孔部24に面取り加工が施されている場合には、前記工具10の軸心Cがその端面の傾斜に合わせて前記カバーガラス22に対して所定角度傾斜させられた状態で、前記と同様に前記工具10が回転させられつつ前記孔部24の周縁に沿って相対移動させられることで、前記孔部24の端面に対して前記と同様の研磨加工が行われる。
本実施例の工具10において、前記のような研磨加工により前記砥石部12における前記砥粒組織20が消耗した場合、その砥粒組織20が消耗した部分が例えば切断等により除去され、前記本体部14に収納された前記砥石部12が前記繰出機構16によりその本体部14の外側へ繰り出される。すなわち、未だ研磨加工に使用されていない新たな砥粒組織20を有する前記砥石部12が前記繰出機構16により前記本体部14内からその外側へ繰り出され、以降の研磨加工に用いられる。これにより、常に優れた研磨性能を有する前記砥石部12により前記カバーガラス22における前記孔部24等の研磨加工が行われる。
このように、本実施例によれば、複数の砥粒が合成樹脂結合剤により相互に結合された砥粒組織20が、長手線状に形成された砥石部12と、その砥石部12を収納すると共に、前記研磨加工に際して研磨機械に取り付けられる本体部14と、その本体部14に収納された前記砥石部12を長手方向に繰り出してその本体部14の外側へ突出させる繰出機構16とを、備えたものであることから、端面ダレや遊離砥粒の消費といった問題を抑制しつつ、前記砥石部12が使用により摩耗する毎に徐々にその砥石部12を繰り出して研磨加工に供することが可能となる。このため、前記薄板ガラスである前記カバーガラス22に形成された孔部24における端面を好適に研磨加工でき、そのカバーガラス22の破損を好適に抑制することができる。すなわち、カバーガラス22に形成された厚み方向に貫通する孔部24における端面の研磨加工を行う工具10を提供することができる。
前記砥石部12は、長手線状の芯線18の周囲に前記砥粒組織20が設けられたものであるため、前記砥石部12による研磨性能を確保しつつ、その砥石部12に適切な強度を付与することができる。
前記芯線18は、その引張り強さが100N/mm2以上4000N/mm2以下の範囲内であるため、前記砥石部12による研磨性能を確保しつつ、その砥石部12に必要十分な引張り強さを付与することができる。
前記芯線18は、ピアノ線、セラミックス線、又は合成樹脂線であるため、前記砥石部12による研磨性能を確保しつつ、その砥石部12に適切な強度を付与することができる。
前記砥石部12は、その径寸法φ1が0.3mmφ以上2.0mmφ以下の範囲内であるため、前記カバーガラス22に形成された比較的小径の孔部24における端面を好適に研磨加工できる。
前記砥粒は、CeO2、WA、GC、SiO2、ZrO2、Mn2O3、ダイヤモンド、及びCBNのうち少なくとも1種類を含むものであるため、実用的な砥粒組織20により前記砥石部12に適切な研磨性能を付与することができる。
前記砥粒は、その平均粒径が0.1μm以上10μm以下の範囲内であるため、実用的な砥粒組織20により前記砥石部12に適切な研磨性能を付与することができる。
前記砥粒組織20における前記砥粒の割合は、5体積%以上50体積%以下の範囲内であるため、実用的な砥粒組織20により前記砥石部12に適切な研磨性能を付与することができる。
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
例えば、前述の実施例において、前記工具10における各部の形状及び寸法を例示しているが、これはあくまで好適な実施形態であり、本発明は斯かる実施例に限定されるものではない。例えば、前記砥粒組織20が単体で必要十分な引張り強さ及び弾性率等を有する場合、前記砥石部12は必ずしも前記芯線18の周囲に砥粒組織20が形成されたものでなくともよく、その全体が前記砥粒組織20により構成されたものであってもよい。図2に示す前記砥石部12の径寸法φ1、前記芯線18の径寸法φ2、前記砥粒組織20の厚み寸法t等は、加工対象となる前記孔部24の形状や大きさに応じて適宜変更される。前記工具10は、前記カバーバラス22における孔部24以外の端面の研磨加工にも好適に用いられる。その他、前記芯線18の材質、引張り強さ、前記砥粒の種類、平均粒径、前記砥粒組織20における前記砥粒の割合等も、同様に加工対象となる前記孔部24の形状や大きさに応じて適宜変更される。
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
10:薄板ガラス用端面研磨工具、12:砥石部、14:本体部、16:繰出機構、18:芯線、20:砥粒組織、22:カバーガラス(薄板ガラス)、24:孔部
Claims (8)
- 薄板ガラスにおける端面の研磨加工を行う薄板ガラス用端面研磨工具であって、
複数の砥粒が合成樹脂結合剤により相互に結合された砥粒組織が、長手線状に形成された砥石部と、
該砥石部を収納すると共に、前記研磨加工に際して研磨機械に取り付けられる本体部と、
該本体部に収納された前記砥石部を長手方向に繰り出して該本体部の外側へ突出させる繰出機構と
を、備えたものであることを特徴とする薄板ガラス用端面研磨工具。 - 前記砥石部は、長手線状の芯線の周囲に前記砥粒組織が設けられたものである請求項1に記載の薄板ガラス用端面研磨工具。
- 前記芯線は、その引張り強さが100N/mm2以上4000N/mm2以下の範囲内である請求項2に記載の薄板ガラス用端面研磨工具。
- 前記芯線は、ピアノ線、セラミックス線、又は合成樹脂線である請求項2又は3に記載の薄板ガラス用端面研磨工具。
- 前記砥石部は、その径寸法が0.3mmφ以上2.0mmφ以下の範囲内である請求項1から4の何れか1項に記載の薄板ガラス用端面研磨工具。
- 前記砥粒は、CeO2、WA、GC、SiO2、ZrO2、Mn2O3、ダイヤモンド、及びCBNのうち少なくとも1種類を含むものである請求項1から5の何れか1項に記載の薄板ガラス用端面研磨工具。
- 前記砥粒は、その平均粒径が0.1μm以上10μm以下の範囲内である請求項1から6の何れか1項に記載の薄板ガラス用端面研磨工具。
- 前記砥粒組織における前記砥粒の割合は、5体積%以上50体積%以下の範囲内である請求項1から7の何れか1項に記載の薄板ガラス用端面研磨工具。
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