JP2016104509A - 端面仕上げ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脆性材料により形成される製品の端面を仕上げ加工する装置を提供する。【解決手段】端面仕上げ装置１は、表面９と、磁気粘性研磨流体（ＭＰＦ）リボン１１を少なくとも１つの凹部に供給するように構成される流体供給装置と、前記表面９に隣接配置されて磁場を前記表面の近傍に選択的に印加する少なくとも１つの磁石２７と、そして前記表面９と対向配置される少なくとも１つのホルダー２９であって、前記少なくとも１つのホルダー２９が、少なくとも１つの製品を支持して、前記少なくとも１つの製品の端面を、前記少なくとも１つの凹部に供給される前記ＭＰＦリボン１１に選択的に浸漬することができるように構成される、前記少なくとも１つのホルダー２９と、を含む。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１０年７月９日に出願された米国仮特許出願第６１／３６２，９６９号の優先権の利益を米国特許法第１１９条（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９）に基づいて主張し、そして２０１１年６月２７日に出願された米国特許出願第１３／１６９，４９９号の優先権の利益を米国特許法第１２０条（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１２０）に基づいて主張するものであり、これらの出願の内容は、本明細書で参照することにより、これらの出願の内容全体が援用され、そして本明細書に組み込まれる。

種々の実施形態は、製品の端面、特に脆性材料により形成される製品の端面を仕上げ加工する装置に関するものである。更に詳細には、種々の実施形態は、製品の端面を、磁気粘性研磨流体（ｍａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｆｌｕｉｄ：ＭＰＦ）を用いて仕上げ加工する装置に関するものである。

ガラス板は、機械的な分離またはレーザ分離を行なうことにより切断されてきた。機械的な分離によって、切断ガラス板に粗い、そして／または鋭利な端面が残り、これにより、切断ガラス板が、割れに対して脆くなり、そして特定の用途において不所望な状態になる可能性がある。実際、粗さ、または鋭利さは通常、一連の機械的な研削工程及び研磨工程によって除去する必要がある。研削砥石回転工具を用いて、粗さ、及び／又は鋭利さを端面から機械的に除去する。通常、研削砥石回転工具は、ミクロンサイズの砥粒、例えばミクロンサイズのダイヤモンド砥粒を含む金属砥石である。機械的研磨は、金属砥石、ビトリファイド砥石、またはポリマー混入砥石により行なうことができ、そして遊離砥粒を用いることができる、または遊離砥粒を用いる必要はない。研削砥石工具を用いる材料除去機構は通常、割れを伴うと考えられる。従って、研削工具の砥粒のサイズが大きくなると、研削後にガラス板の端面に残る割れ部分が大きくなる。これらの割れ部分は事実上、応力集中部分及び割れ核発生部分となり、これにより、仕上げガラス板が、透明ガラス板よりも低い強度しか持たなくなる。より微小な砥粒を用いた研削工具、及び／又は研磨工具を使用して、割れ部分のサイズを小さくすることができる。端面が粗くなるのを、レーザ分離を行なって防止して、ガラス板を切断することができる。しかしながら、レーザ分離を行なって分離されたガラス板は、依然として鋭利な端面を持つことになる。通常、粗い砥粒を用いた工具、及び微小な砥粒を用いた工具を利用する一連の工程を用いて、鋭利さを端面から除去する。実際、幾つかの研磨工程が通常、鋭利さを除去するために必要とされ、これにより、ガラス板を仕上げ加工するコストを大幅に上昇させてしまう。特許文献１（Ｂｒｏｗｎ（ブラウン）らによる）には、複数の研削砥石及び研磨砥石を使用して、ガラス板の端面の研削及び研磨を同時に行なうシステムが開示されている。

米国特許第６，３２５，７０４号明細書

１つの実施形態は端面仕上げ装置であり、前記端面仕上げ装置は、少なくとも１つの凹部が表面に形成される構成の前記少なくとも１つの凹部を有する前記表面と、磁気粘性研磨流体（ＭＰＦ）リボンを前記少なくとも１つの凹部に供給するように構成される流体供給装置と、前記表面に隣接配置されて磁場を前記表面の近傍に選択的に印加する少なくとも１つの磁石と、そして前記表面と対向配置される少なくとも１つのホルダーであって、前記少なくとも１つのホルダーが、少なくとも１つの製品を支持して、前記少なくとも１つの製品の端面を、前記少なくとも１つの凹部に供給される前記ＭＰＦリボンに選択的に浸漬することができるように構成される、前記少なくとも１つのホルダーと、を備える。

別の実施形態は端面仕上げ装置であり、前記端面仕上げ装置は、表面に第１表面領域及び第２表面領域が画定される構成の前記表面と、前記第１表面領域に支持される研磨手段と、そして前記第１表面領域と対向配置される少なくとも１つの第１ホルダーであって、前記少なくとも１つの第１ホルダーが、少なくとも１つの第１製品を支持して、前記少なくとも１つの第１製品の端面を、前記研磨手段に選択的に接触させることができるように構成される、前記少なくとも１つの第１ホルダーと、を備える。前記端面仕上げ装置は更に、少なくとも１つのＭＰＦリボンを前記第２表面領域に供給するように構成される流体供給装置と、前記第２表面領域に隣接配置されて磁場を前記第２表面領域の近傍に選択的に印加する少なくとも１つの磁石と、そして前記第２表面領域と対向配置される少なくとも１つの第２ホルダーであって、前記少なくとも１つの第２ホルダーが、少なくとも１つの第２製品を支持して、前記少なくとも１つの第２製品の端面を、前記少なくとも１つの磁気粘性流体リボンに選択的に浸漬することができるように構成される、前記少なくとも１つの第２ホルダーと、を含む。

別の実施形態は端面仕上げ装置であり、前記端面仕上げ装置は、少なくとも１つの平坦面と、少なくとも１つのＭＰＦリボンを前記少なくとも１つの平坦面に供給するように構成される流体供給装置と、前記少なくとも１つの平坦面に隣接配置されて磁場を前記少なくとも１つの平坦面の近傍に印加する少なくとも１つの磁石と、そして前記少なくとも１つの平坦面と対向配置される少なくとも１つのホルダーであって、前記少なくとも１つのホルダーが、少なくとも１つの製品を支持して、前記少なくとも１つの製品の端面を、前記少なくとも１つの平坦面に供給される前記少なくとも１つのＭＰＦに選択的に浸漬することができるように構成される、前記少なくとも１つのホルダーと、を備える。「平坦である（ｆｌａｔ）」とは、１つの実施形態では、「略平坦である（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｆｌａｔ）」ことを意味する。或る程度の不規則性、または非平滑領域が、製品の１つ以上の表面に出現する可能性がある。

別の実施形態は端面仕上げ装置であり、前記端面仕上げ装置は、少なくとも２つの表面と、磁気粘性研磨流体（ＭＰＦ）リボンを前記表面群に供給するように構成される流体供給装置と、前記表面に隣接配置されて磁場を前記表面群の近傍に選択的に印加する少なくとも１つの磁石と、そして前記表面群の各表面と対向配置される少なくとも１つのホルダーであって、前記少なくとも１つのホルダーが、少なくとも１つの製品を支持して、前記少なくとも１つの製品の端面を、前記表面群に供給される前記ＭＰＦリボンに選択的に浸漬することができるように構成される、前記少なくとも１つのホルダーと、を備える。

これらの実施形態、及び他の実施形態について以下に詳細に説明する。

以下に提示されるのは、添付の図面に含まれる種々の図に関する説明である。これらの図は、必ずしも寸法通りではなく、そしてこれらの図の特定の特徴、及び特定の表示は、明瞭性及び簡潔性の観点から、寸法を誇張して示している、または模式的に示している可能性がある。

端面仕上げ装置の模式図である。 複数の磁石を備える図１の端面仕上げ装置の模式図である。 切断線３−３に沿った図１の断面である。 切断線４−４に沿った図１の断面であり、ＭＰＦリボンを収容する凹部を示している。 切断線５−５に沿った図１の断面であり、複数のＭＰＦリボンを収容する複数の凹部を示している。 切断線６−６に沿った図１の断面であり、複数の仕上げ加工領域を示している。 対向する表面でＭＰＦリボンを搬送する構成の端面仕上げ装置の模式図である。 端面仕上げ装置の模式図である。 図８の端面仕上げ装置の側面図である。 切断線１０−１０に沿った図８の断面であり、端面仕上げ装置の円筒面に形成される複数の凹部を示している。 切断線１１−１１に沿った図８の断面であり、端面仕上げ装置の円筒面に形成される複数の凹部を示している。 機械的に仕上げ加工した端面、及び例示的な装置を用いて形成されたＭＲＦ仕上げ加工端面の端面強度を比較するグラフである。 端面仕上げ装置の形状部の模式図である。 端面仕上げ装置の形状部の模式図である。 端面仕上げ装置の形状部の断面模式図である。

以下の詳細な説明では、多くの特定の詳細を示して、本発明の種々の実施形態に対する完全な理解が得られるようにしている。しかしながら、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の実施形態をこれらの特定の詳細の幾つか、または全てを用いることなく実施することができる場合があることを理解できるであろう。他の例では、公知の特徴またはプロセスは、本発明を不必要に不明瞭にしてしまうことがないように詳細には説明されていない。更に、同様の、または同じ参照番号を用いて、共通または同様の構成要素群を特定するようにしている。

端面仕上げを施した製品を形成するプロセスは、製品を供給することから始まる。通常、当該製品は脆性材料で構成される。脆性材料の例として、ガラス、ガラスセラミックス、セラミックス、シリコン、半導体材料、及びこれまでに列挙した材料の組合せを挙げることができる。１つの実施形態では、当該製品は、緑色ガラス、熱強化ガラス、イオン交換ガラスなどを含む。当該製品は、２次元製品または３次元製品とすることができる。当該プロセスでは、製品を切断して、例えば所望の形状またはサイズとする、或いは複数の製品とすることができる。切断は、機械的な分離、例えばスコアリング（刻線で折り割りする処理）、レーザ分離、超音波分離のような任意の適切なプロセスを用いて行なうことができる。

供給工程または切断工程の後、製品は粗い、そして／または鋭利な端面を持つ虞がある−粗さ、及び／又は鋭利さは、除去する必要がある。本明細書において、製品の「ｅｄｇｅ（端面）」とは、製品の周縁または辺縁（製品は、任意の形状とすることができ、必ずしも円形ではない）、または孔またはスロットにおけるような内周縁を指している。端面は、直線断面形状、曲線断面形状、または凹凸断面形状を有することができる、または端面は、各端部が直線断面形状、曲線断面形状、または凹凸断面形状を有する構成の端部群を有することができる。製品は縁摺り加工され、この加工では、端面の形状及び／又は肌触りを、材料を端面から除去することにより改善する。多数のプロセスのうちの任意のプロセスを、縁摺り加工、例えば少し例を挙げると、砥粒加工、砥粒噴射加工、化学エッチング、超音波研磨、超音波研削、及び化学的機械研磨に用いることができる。縁摺り加工は、１回の工程で、または一連の工程で完了させることができる。

縁摺り工程の後、当該プロセスは、製品の端面を仕上げ加工する工程を含む。１つ以上の実施形態では、仕上げ工程は、製品の端面を、磁気粘性研磨流体（ＭＰＦ）を用いて研磨する工程を含む。製品の端面を、ＭＰＦを用いて仕上げ加工する方法は、２０１１年５月２０日出願の米国特許出願第１３／１１２，４９８号明細書に記載されており、この米国特許出願の開示内容は、本明細書において参照されることにより本明細書に組み込まれる。ＭＰＦの種々の構成が可能である。一般的に、ＭＰＦは、磁性粒子（例えば、カルボニル鉄、酸化鉄、窒化鉄、炭化鉄、二酸化クロム、低炭素鋼、ケイ素鋼、ニッケル、コバルト、及び／又はこれまでに列挙した材料の組合せ）、非磁性砥粒（例えば、酸化セリウム、炭化珪素、アルミナ、ジルコニア、ダイヤモンド、及び／又はこれまでに列挙した材料の組合せ）、液体溶媒（例えば、水、鉱油、合成油、プロピレングリコール、及び／又はエチレングリコール）、界面活性剤、及び腐食防止剤を含む。磁場をＭＰＦに印加すると、流体中の磁性粒子がチェーンまたは柱状構造を形成し、これにより、ＭＰＦの見掛け粘度が高くなって、ＭＰＦを液相から固相に変化させる。製品の端面は、当該端面を磁気硬化したＭＰＦ（磁気粘性研磨流体）に、製品の端面と磁気硬化した流体との間に相対運動を与えながら浸漬することにより研磨される。磁気硬化したＭＰＦは、割れ、及び加工変質層を研磨しながら除去することにより、製品の端面強度を高める。製品の強度は、他のプロセスにより、例えばイオン交換により、製品の端面を仕上げ加工する前に、または仕上げ加工した後に高めることもできる。

図１〜７は、製品の端面を、または複数の製品の端面を、磁気粘性流体で仕上げ加工する端面仕上げ装置１（及び、当該装置の変形例１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）を示している。端面仕上げ装置１の変形例１ａ，１ｂ，１ｃを図１に、端面仕上げ装置１と一緒に示す。これは、端面仕上げ装置１及び当該装置の変形例１ａ，１ｂ，１ｃが、図１に示す図では同じに見えるからである。更に別の図（図４〜６）を用いて、端面仕上げ装置１と当該装置の変形例１ａ，１ｂ，１ｃとの差異を示すこととする。

１つの実施形態では、図１において、端面仕上げ装置１は、ローラ群７に巻き付く連続ループのフラットベルト５を有するフラットコンベヤベルト３を含む。これらのローラ７は、適切な駆動装置（個別には示していない）によって回転する。連続ループのフラットベルト５は、ＭＰＦリボン１１を搬送する平坦面９を提供する。平坦面９は平坦であるとして記述されているが、凹部のような形状を平坦面９に形成してＭＰＦまたは他の研磨手段を搬送することができることに注目されたい。また、平坦面９は、複雑な凹凸を有することができ、この凹凸によって、製品の端面を仕上げ加工して或る程度の複雑な形状とすることができる。ＭＰＦリボン１１を搬送するために、平坦面９は、ＭＰＦリボン１１に接触するときに濡れない材料で構成する必要がある。平坦面９は、例えば連続ループのフラットベルト５がローラ群７に巻き付いて移動することにより、または平坦面９を別の輸送機器の上に支持することにより、移動する表面または移動可能な表面となることができる。

端面仕上げ装置１は、磁場を平坦面９の近傍に、かつ平坦面９の長さに沿って発生させる少なくとも１つの磁石２７を含む。発生磁場を平坦面９上のＭＰＦリボン１１に印加して、ＭＰＦリボン１１を上に説明したように硬化させて研磨プロセスを行なう。磁石２７は、電磁石または永久磁石とすることができる。発生磁場の歪みを生じないようにするために、平坦面９は非磁性材料で構成することができる。一般的に、電磁石または永久磁石とすることができる１つ以上の磁石を用いて、磁場を発生させることができる（図２は、ＭＰＦリボン１１に印加される磁場を発生させる複数の磁石２８を備える装置１を示している）。

端面仕上げ装置１は流体循環システム１３を含み、この流体循環システム１３はＭＰＦ（磁気粘性研磨流体）を平坦面９の一方の端部に供給し、そしてＭＰＦを平坦面９の別の端部から回収する。平坦面９に流体循環システム１３によって供給されるＭＰＦは、平坦面９に沿ってリボン状の流動体として、従ってＭＰＦリボン１１と表記される流動体として流れる。一般的に、流体循環システム１３は、或る量のＭＰＦを収容する流体タンク１５を含む。流体循環システム１３は、ＭＰＦを流体タンク１５から平坦面９の一方の端部に供給する供給ノズル１７を含む。ポンプ１９によって流体供給を容易にすることができる。流体循環システム１３は、ＭＰＦを平坦面９の別の端部から回収する回収装置２１を含む。ポンプ２３によって流体回収を容易にすることができる。回収流体は、不所望の粒子を、戻りＭＰＦから濾過除去する濾過システムのような流体清浄化装置を備える流体タンク１５に戻される。流体循環システム１３は、ＭＰＦの供給及び回収を制御する制御システム２５を含む。個別に特定することはできないが、流体循環システム１３に当然含まれているものは、流体を供給し、そして回収するために使用される流体配管、及びこれらの流体配管内の流量及び圧力を制御するために使用されるコントローラ、例えばバルブである。

端面仕上げ装置１は、平坦面９と対向して配置されるホルダー群２９を含む。これらのホルダー２９は並進移動装置（または、ロボット）３１に接続される。並進移動装置（または、ロボット）３１は、これらのホルダー２９に、平坦面９に平行な（すなわち、表面９の長さに平行な）第１方向に沿った並進運動、及び平坦面９と直交する第２方向に沿った並進運動を付与する。別の構成として、各ホルダー２９に、当該ホルダー自体の専用並進移動装置（または、ロボット）を配設することができる。各ホルダー２９は、１つ以上の製品３３を保持する。図３は、１つ以上の製品３３を保持するホルダー２９を備える装置１の一部の断面を示している。各ホルダー２９は、１つ以上の製品３３を収容し、そして把持する保持具を収容する１つのスロット、または複数のスロットを有することができる。

図１または図２では、並進移動装置３１を用いて、これらのホルダー２９を垂直方向に（すなわち、表面９に直交する方向に沿って）調整して、これらの製品３３の端面をＭＰＦリボン１１に浸漬することにより、これらの製品３３の端面を、ＭＰＦリボン１１を用いて研磨することができる。１つ以上の実施形態では、これらのホルダー２９は、仕上げ対象の端面（または、端部）がＭＰＦリボン１１の流動方向と平行になるように１つ以上の製品３３を保持する。１つ以上の実施形態では、これらのホルダー２９は、仕上げ対象の端面（または、端部）が、磁気粘性研磨流体リボン１１の流動方向と同一の直線方向と交差するように１つ以上の製品３３を保持する。これらの製品３３の端面の仕上げ加工は、これらの端面をＭＰＦリボン１１に浸漬し、ＭＰＦリボン１１を硬化させ、そしてこれらの製品３３の端面とＭＰＦリボン１１との相対運動に影響を与えることにより行なうことができる。相対運動には、これらのホルダー２９を平坦面９に対して移動させることにより、平坦面９をこれらのホルダー２９に対して移動させることにより、またはこれらのホルダー２９及び平坦面９を互いに対して移動させることにより、影響を与えることができる。磁気硬化したＭＰＦリボン１１は、これらの製品３３の端面の局所形状に、これらの端面を研磨しながら忠実に追従することができる。従って、これらの端面は、前に説明したように、任意の適切な断面形状を有することができる。

図４は、装置１ａの断面を示している。図１を参照するに、装置１ａのこの断面は、切断線４−４に沿った断面である。装置１ａは、以下に説明する特定の変更を加えた構成の上記装置１である。添え字「ａ」を用いて、装置１ａのうち、装置１から変更した部分を特定することとする。装置１ａは、平坦面９ａに形成される凹部３５を含む。平坦面９ａは、平坦面９について上に説明したように、フラットベルトコンベヤ３ａの連続ループのフラットベルト５ａが形成することができる。１つの実施形態では、凹部３５は、連続ループのフラットベルト５ａ内の連続流路として形成される。凹部３５は、図４に示すように、幅広のＵ字形を有することができる、または流体を滞留させることができる他の樋形状を有することができる。

図５は、装置１ｂの断面を示している。図１を参照するに、この断面は、切断線５−５に沿った断面である。装置１ｂは、以下に説明する特定の変更を加えた構成の上記装置１である。添え字「ｂ」を用いて、装置１ｂのうち、装置１から変更した部分を特定することとする。装置１ｂは、平坦面９ａに形成される複数の凹部３７を含む。この例では、これらの凹部３７はＶ字形を有する。磁極部材を取り付けることにより、各凹部自体に磁場が印加されるようになる（すなわち、図３に示すＮ極部材及びＳ極部材を図５に示すこれらの凹部の各凹部に対応して設ける）。これらの凹部３７が形成される平坦面９ｂは、平坦面９について上に説明したように、フラットベルトコンベヤ３ｂの連続ループのフラットベルト５ｂが形成することができる。１つの実施形態では、これらの凹部３７は、連続ループのフラットベルト５ｂ内の連続流路として形成される。これらの凹部３７は、図示のように、三角形状を有することができるか、または流体を滞留させることができる他の樋形状を有することができる。これらの凹部３７の各凹部は、ＭＰＦリボン１１を収容することができるので、複数のＭＰＦリボン１１を平坦面９ｂで同時に搬送することができ、各ＭＰＦリボンが製品（群）の端面（群）の研磨領域を画定する。流体循環システム（図１の参照番号１３）は、複数の流れのＭＰＦを平坦面９ｂに供給して、複数のＭＰＦリボン１１を形成するように構成することができる。例えば、流体循環システム（図１の参照番号１３）は、複数の流れのＭＰＦを平坦面９ｂに、または平坦面９ｂのこれらの凹部に供給する複数の供給ノズル（図１の参照番号１７）を有することができる。

図６は、装置１ｃの断面を示している。図１を参照するに、この断面は、切断線６−６に沿った断面である。装置１ｃは、以下に説明する特定の変更を加えた構成の上記装置１である。添え字「ｃ」を用いて、装置１ｃのうち、装置１から変更した部分を特定することとする。装置１ｃでは、２つの領域（または、表面領域）３９，４１が平坦面９ｃに画定される。ＭＰＦリボン１１を用いた研磨は領域３９で行なわれ、そして従来の研磨手段４０を用いた研磨は領域４１で行なわれる。従来の研磨手段の例として、非磁性砥粒を用いたポリマーパッド、及び研磨ベルトまたは研磨パッドを挙げることができる。ホルダー２９は製品群３３を支持して、これらの製品３３をＭＰＦリボン１１で研磨し、そしてホルダー２６は製品群３０を支持して、これらの製品３０を研磨手段４０で研磨する。並進移動装置を適切に配設して、ホルダー２９，２６を平坦面９ｃに対して移動させることができる。装置１ｃによって、２つの異なる種類の研磨を同時に、同じ装置を使用して行なうことができる。領域３９，４１は、図６に示すように、平行に配置することができる、または別の構成として、平坦面９ｃの長さに沿って連続して配置することができる。平坦面９ｃは、平坦面９について上に説明したように、フラットベルトコンベヤ３ｃの連続ループのフラットベルト５ｃが形成することができる。

図７は、端面仕上げ装置１ｄを示している。装置１ｄは、以下に説明する特定の変更を加えた構成の上記装置１である。添え字「ｄ」を用いて、装置１ｄのうち、装置１から変更した、または装置１に加えた部分を特定することとする。第２平坦面９ｄは、第１平坦面９に対向配置される。第２平坦面９ｄは、平坦面９について上に説明したように、フラットコンベヤ３ｄの連続ループのフラットベルト５ｄが形成することができる。ホルダー群２９は製品群３３を、平坦面９と９ｄとの間で支持する。磁石２７，２７ｄは、磁場を平坦面９，９ｄのそれぞれの近傍に、及び平坦面９，９ｄのそれぞれの長さに沿って発生させる。流体循環システム１３ｄは、ＭＰＦリボン（群）１１を平坦面９に供給し、そしてＭＰＦを平坦面９から回収する前述の流体循環システム１３（部材１７，２１，１９，２５，１５，２３により構成される）を含む。流体循環システム１３ｄは更に、ＭＰＦリボン（群）１１ｄを平坦面９ｄに供給する供給ノズル１７ｄと、そしてＭＰＦを平坦面９ｄから回収する回収装置２１ｄと、を含み、供給ノズル１７ｄ及び回収装置２１ｄは、流体循環システム１３と連通する。凹部群は、平坦面９ａ，９ｂ（図４及び５に示す）について上に説明したように、平坦面９ｄに形成することができるので、１つ以上のＭＰＦリボンを収容することができる。図７に示す構成により、製品群３３の両側端部を、平坦面９のＭＰＦリボン（群）１１によって、かつ平坦面９ｄのＭＰＦリボン（群）１１ｄによって同時に研磨することができる。適切な並進移動装置をホルダー群２９ｄに接続することにより、これらのホルダー２９ｄを平坦面９，９ｄに対して、製品群３３の両側端部を研磨しながら移動させることができる。「平坦である」とは、１つの実施形態では、「略平坦である」ことを意味する。或る程度の不規則性または非平滑領域が、製品の１つ以上の表面に出現する可能性がある。

図８〜１１は、製品の端面に、または複数の製品の端面を、磁気粘性流体で仕上げ加工する端面仕上げ装置５１（及び、当該装置の変形例５１ａ，５１ｂ）を示している。端面仕上げ装置５１の変形例５１ａ，５１ｂを図８に、端面仕上げ装置５１と一緒に示す。これは、端面仕上げ装置５１及び当該装置の変形例５１ａ，５１ｂが、図８に示す模式図では同じに見えるからである。更に別の図（図１０〜１１）を用いて、端面仕上げ装置５１と変形例５１ａ，５１ｂとの差異を示すこととする。

図８では、端面仕上げ装置５１は、回転可能な円筒状車輪５３を含む。例えば、円筒状車輪５３の回転は、円筒状車輪５３を、適切な駆動装置（図９の参照番号５７）に取り付けられるスピンドル５５に取り付けることにより行なうことができる。円筒状車輪５３は、ＭＰＦリボン５６を搬送する円筒面５４を形成する。流体循環システム１３（図１に関連して前に説明した）を用いて、ＭＰＦを円筒面５４に供給し、そしてＭＰＦを円筒面５４から回収する。１つ以上の磁石６１を設けて、磁場を円筒面５４の近傍に、かつ円筒面５４に沿って印加することにより、ＭＰＦリボン５６を硬化させて研磨を行なう。ホルダー６３は、円筒面５４に対向して支持される。ホルダー６３は、ホルダー６３を円筒面５４の接線方向に沿って移動させることができる並進移動装置６５に接続することができる（接線方向は、円筒面５４の上面に接する直線である、すなわち図８の水平方向である）。１つ以上の製品６７はホルダー６３で支持される。円筒面５４に対するホルダー６３の位置は、円筒面５４の直交方向（直交方向は、円筒面５４の上面と直交する直線である、すなわち図８の垂直方向である）に、例えば並進移動装置６５を用いて、これらの製品６７の端面がＭＰＦリボン５６に浸漬するように調整することができる。研磨プロセス中、ホルダー６３を円筒面５４に対して並進移動させることにより、円筒面５４に対向するこれらの製品６７の端面（または、端部）の全長と円筒面５４のＭＰＦリボン５６との完全な接触が保たれる。

図９は、複数のＭＰＦリボン５６を円筒面５４に、供給ノズル群１７を介して供給することができ、各ＭＰＦリボン５６を、複数の板状部材６７のうちの１つの板状部材を研磨するように割り当てることができる様子を示している。

図１０は、装置５１ａの断面を示している。図８を参照するに、この断面は、切断線１０−１０に沿った断面である。装置５１ａは、以下に説明する特定の変更を加えた構成の上記装置５１である。添え字「ａ」を用いて、装置５１ａのうち、装置５１から変更した部分を特定することとする。凹部群（または、流路群）６９を円筒面５４ａに形成して、ＭＰＦリボン群５６（図９に示す）を収容するようにしている。これらの凹部６９は、円筒面５４ａの外周を取り囲むように形成される。

図１１は、装置５１ｂの断面を示している。図８を参照するに、この断面は、切断線１１−１１に沿った断面である。装置５１ｂは、以下に説明する特定の変更を加えた構成の上記装置５１である。添え字「ｂ」を用いて、装置５１ｂのうち、装置５１のこれらの部分とは異なる部分を特定することとする。凹部群（または、流路群）７１を円筒面５４ｂに形成して、ＭＰＦリボン群５６（図９に示す）を収容するようにしている。これらの凹部７１は、円筒面５４ｂの外周を取り囲むように形成される。図１１は図１０とは、これらの凹部６９，７１の形状に関してのみ異なっている。

上に説明した実施形態のうちの何れの実施形態においても、１つ以上の製品を支持するホルダーは更に、当該ホルダーが支持するこれらの製品を回転させて、研磨プロセス中にこれらの製品の端面全体（全ての角隅部を含む）をＭＰＦリボン（群）に接触させることができ、これらの製品をまず取り外し、これらの製品の向きを変化させ、そしてこれらの製品をホルダーに戻して取り付ける必要がないように構成することができる。図８は製品６７を、例えば回転させる様子を示している。ホルダーには、製品（群）を、ＭＰＦリボン（群）を搬送する表面に対して回転させる任意の適切な機構を搭載することができる。例として、これらには限定されないが、片面真空吸着方式のチャック、２つの回転軸をＣ字形フレーム構造に取り付ける構成の把持システム、及び製品を先端部でつかみ、そして製品を回転させることができるロボットマニピュレータを挙げることができる。

上に説明した種々の実施形態の何れの実施形態においても、複数の凹部に供給されるこれらのＭＰＦは、異ならせることができるので、異なる研磨特性が、例えば異なる材料除去量が得られる。

上に説明した種々の実施形態の何れの実施形態においても、発生させる磁場を静止させる必要がなく、かつＭＰＦリボンと一緒に移動させることができる。１つの実施形態では、これは、磁石（群）を、ＭＰＦリボンを搬送する表面に取り付けることにより行なうことができる。別の実施形態では、これは、磁石（群）に、ＭＰＦリボンの運動と同期することができる運動を行なう並進移動装置を搭載することにより行なうことができる。磁場を移動させながら、磁場強度を高めることができる。磁場を変化させて、製品の端面の材料除去性、及び／又はベルト表面の摩耗度に影響を与える、そして／または複雑な凹凸及び形状を変化させることができる。

従来のＭＲＦ（磁気粘性研磨流体）構成では、磁場に勾配がある。これは、車輪表面（ＭＰＦリボンの底面）の近傍の磁場強度が、車輪表面から離れた箇所（ＭＰＦ流体リボンの上面）の磁場強度よりも高いことを指している。干渉データから、製品端面の中心線に沿った粗さが、端面の外周に沿った粗さよりもずっと小さいことが判明しており、これは、端面の外周が磁石からより遠く離れていて、端面の外周では、磁場強度が相対的に低いという事実と符合する。従って、除去量は、この領域ではずっと小さいと予測される。これが、水平４点曲げ試験中に試験される主要領域であるので、当該主要領域が普通、研磨不足領域（中心線に対して不足している）であるという事実から、強度試験の際に見られる大きなバラツキを説明することができる。この現象から、本明細書において記載される装置の実施形態に、例えば凹部群及び／又は溝群を車輪またはベルトに使用する構成、追加の磁石群及び／又は磁石を移動させる構成、製品（群）を傾ける構成、または製品（群）の角度を変える構成、及び／又は１つ以上の車輪を傾ける構成を含めることになった。

性能向上は、仮に製品の端面を、当該部分の端面のこの領域が流れの中心線に位置するような角度で研磨するとした場合に予測することができる。もし本当であれば、図１３Ａ及び１３Ｂにそれぞれ示す形状部１００及び１０１を備えるＭＲＦ端面仕上げ装置の構成を想到することができる。図１３Ａ及び１３Ｂに示すこれらの形状部は、図８に示す装置、及び上に説明した他の実施形態の形状部に対する変更または追加である。当該端面仕上げ装置は、少なくとも２つの表面７８及び８０と、磁気粘性研磨流体（ＭＰＦ）リボンをこれらの表面に供給するように構成される流体供給装置と、当該表面に隣接配置されて磁場をこれらの表面の近傍に選択的に印加する少なくとも１つの磁石と、そしてこれらの表面の各表面と対向配置される少なくとも１つのホルダーと、を備え、当該少なくとも１つのホルダーは、少なくとも１つの製品を支持して、少なくとも１つの製品６７の端面を、これらの表面に供給されるＭＰＦリボンに選択的に浸漬することができるように構成される。１つの実施形態では、車輪または複数の車輪を、製品の面に対して角度を付けて配置して、製品端面の外周に沿った研磨性能を高める。垂直方向を向いて連続して並ぶ更に別の車輪を装置に追加して、中心線を必要に応じて仕上げ加工する。図１３Ａは、製品が、これら車輪を介して搬送される様子を示しているが、これらの車輪は、該当する部分の周りを移動するように構成することもできる。最後に、１つの製品、または複数の製品の両面のうちの一方の面、または全ての面を同時に仕上げ加工する任意の数の車輪を設けることができる。

図１４は、端面仕上げ装置の形状部群１０２の断面模式図である。１つの実施形態では、車輪５３の表面５４は、１つ以上の溝８２を含む。これによって、磁極部材群のような磁石群６１を、ワーク領域により近接するように移動させて、製品６７の端面群が、より高い、かつより均一な磁場強度を受けるようにすることができる、または磁極部材群を、ガラス端面が均一な磁場強度を受けるように設計することにより、端面の全ての部分が確実に均一に研磨されるようにすることができる。図１４に示す更に別の実施形態は、両方の構成の組合せを含むことができる。第３磁極部材を図１４に示すように追加することにより、勾配のある磁場によって得られる利点を、当該利点を、種々の部分の端面を仕上げ加工するために更に良好に適合させながら維持することができる。最後に、種々の構成を車輪の外周に沿った複数の領域に設ける状況を想到することができる。

上記実施形態群のうちの１つの実施形態、または全ての実施形態は、製品（群）を傾ける構成、または製品（群）の角度を変える構成に適用することができる、例えば製品または複数の製品は、車輪表面または複数の車輪表面に対して角度を付けて配置することにより、製品端面の外周に沿った研磨性能を高めることができる。複数の製品は、１つの実施形態では、１つ以上の車輪表面またはベルト表面に対して同じ角度で配置する、または異なる角度で配置することができる。

上記実施形態群のうちの１つの実施形態、または全ての実施形態は、円形製品群（例えば、ウェハ群）に適用することができる。製品の直径よりも大きい直径のＭＲＦ車輪を用いることができる。また、製品の直径よりも小さい直径のＭＲＦ車輪を用いることにより、製品端面の特殊な形状部を仕上げ加工することができる。これは、連続して、または並行に、別々のワークステーションで行なうことができる。

高強度のガラス端面は、図１２に示すデータ７２から分かるように、磁気粘性流体研磨（ＭＰＦ）装置を用いて形成することにより、高強度の端面のプロセス最適化が、本明細書において記載されるＭＲＦ法を用いて行なわれることが判明した。当該データは、メガパスカル（ＭＰａ）で表わされる、例えばＢ１０は５６１ＭＰａに等しい。例示的なＭＲＦ法に従って形成される高強度のガラス端面についての３０データポイントのうちの１０データポイントは、１ギガパスカル（ＧＰａ）よりも大きい。当該プロセスでは、表面処理を行なって、表面傷に起因する破損を最小限に抑え、機械的研削を行なう際に表面に保護コーティングを施し、そしてＭＲＦ吸着接触を柔らげて、ハンドリング傷及び仕上げ傷を最小限に抑えた。図１２のデータ７４から、最高の機械的結果が入力されると、これらの最高の機械的結果が、端面強度に関するこれまでで最高のＭＲＦ出力結果を表わす図１２のデータ７２に結び付けられることが分かる。これまでに説明してきたことから、例示的なＭＲＦ法により、ガラス表面強度に等しい極めて平均的な端面強度が確保される。

本発明を限られた数の実施形態に関連して説明してきたが、本開示の恩恵を享受するこの技術分野の当業者であれば、本明細書に開示される本発明の範囲から逸脱しない他の実施形態を想到することができることを理解できるであろう。従って、本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定されるべきである。

１，５１ 端面仕上げ装置
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 端面仕上げ装置１の変形例
３ フラットベルトコンベヤ
５ フラットベルト
７ ローラ
９ 平坦面、表面、第１平坦面
９ｄ 第２平坦面
１１，５６ ＭＰＦ（磁気粘性研磨流体）リボン
１３ 流体循環システム
１５ 流体タンク
１７ 供給ノズル
１９，２３ ポンプ
２１ 回収装置
２５ 制御システム
２６，２９，６３ ホルダー
２７，２８，６１ 磁石
３０，３３，６７ 製品
３１，６５ 並進移動装置、ロボット
３５，３７，６９，７１ 凹部
３９，４１ 表面領域
４０ 研磨手段
５１ａ，５１ｂ 端面仕上げ装置５１の変形例
５３ 円筒状車輪
５４ 円筒面、車輪の表面
５５ スピンドル
５７ 駆動装置
６７ 板状部材
７２，７４ データ
７８，８０ 表面
８２ 溝
１００，１０１，１０２ 形状部

Claims (2)

1. ローラ群により駆動される連続ループのフラットベルトにおける前記ローラ群の間に提供され、前記フラットベルト内の連続流路として形成される少なくとも１つの平坦面と、
   少なくとも１つの磁気粘性研磨流体（ＭＰＦ）リボンを前記少なくとも１つの平坦面に供給するように構成される流体供給装置であって、ＭＰＦを前記少なくとも１つの平坦面の一方の端部に供給し、該ＭＰＦを前記少なくとも１つの平坦面の他方の端部から回収する流体供給装置と、
   前記少なくとも１つの平坦面に隣接配置されて磁場を前記少なくとも１つの平坦面の近傍に印加する少なくとも１つの磁石と、
   前記少なくとも１つの平坦面と対向配置される少なくとも１つのホルダーであって、前記少なくとも１つのホルダーが、少なくとも１つの製品を支持して、前記少なくとも１つの製品の端面を、前記少なくとも１つの平坦面に供給される前記少なくとも１つのＭＰＦリボンに選択的に浸漬することができるように構成される、前記少なくとも１つのホルダーと、
   を備える、端面研磨装置。
2. 水平軸の周りに回転される円筒面と、
   少なくとも１つの磁気粘性研磨流体（ＭＰＦ）リボンを前記円筒面に供給するように構成される流体供給装置であって、ＭＰＦを前記円筒面の第１の部分に供給し、該ＭＰＦを前記第１の部分の下流に位置する第２の部分から回収する流体供給装置と、
   前記円筒面に隣接配置されて磁場を前記円筒面の近傍に印加する少なくとも１つの磁石と、
   前記円筒面と対向配置される少なくとも１つのホルダーであって、前記少なくとも１つのホルダーが、少なくとも１つの製品を支持して、前記少なくとも１つの製品の端面を、前記円筒面に供給される前記少なくとも１つのＭＰＦリボンに選択的に浸漬することができるように構成される、前記少なくとも１つのホルダーと、
   を備える、端面仕上げ装置。

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