JP2023135224A - 工具アセンブリ、加工装置及びガラス板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】加工装置の回転バランスの悪化を防止する。【解決手段】工具アセンブリは、ガラス板の端面を加工するための回転可能な加工具2と、加工具2を保持する回転可能な保持具3と、を備える。工具アセンブリは、保持具3及び/又は加工具2に設けられた、バランス調整用の空間部9cと、空間部9cの液体を排出する排液部17と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、ガラス板を加工するための工具アセンブリ、加工装置及びガラス板を製造する方法に関する。
周知のように、ガラス板の製造工程では、加工装置によってガラス板の端面に対して研削加工や研磨加工を施す場合が多い。例えば特許文献1には、加工装置の例として、回転可能な加工具(砥石)と、加工具を保持する保持具と、加工具を回転させる回転軸としてのスピンドルと、を備えたものが開示されている。
加工装置の保持具は、加工具の軸方向の一端部を支持するフランジ部と、スピンドルが嵌合する孔部とを有する。保持具は、フランジ部によって加工具を支持した状態で、スピンドルに駆動されることで、加工具とともに回転するように構成される。
加工具やフランジ部の一端部には、回転時のバランスを調整するための穴が形成される場合がある。この場合、加工具は、加工具の穴がフランジ部と対向するように、そして、フランジ部の穴が加工具に対向するように、保持具に取り付けられる。これにより、加工具の穴はフランジ部によって閉塞され、フランジ部の穴は加工具によって閉塞されることになる。
上記のように、従来の加工装置では、バランス調整用の穴が加工具や保持具のフランジ部によって塞がれているが、加工時における振動等の影響により、フランジ部と加工具の一端部との間に研削液等の液体が浸入し、穴にこの液体が溜まる場合があった。穴に液体が溜まると、加工装置の回転バランスが崩れ、振動が増加してしまい、ガラス板の加工精度が悪化するおそれがあった。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、加工装置の回転バランスの悪化を防止することを技術的課題とする。
本発明は上記の課題を解決するためのものであり、ガラス板の端面を加工するための回転可能な加工具と、前記加工具を保持する回転可能な保持具と、を備える工具アセンブリにおいて、前記保持具及び/又は前記加工具に設けられた、回転のバランスを調整するための空間部と、前記空間部の液体を排出する排液部と、を備えることを特徴とする。
かかる構成によれば、例えば研削加工や研磨加工の実行中に、研削液や研磨液等の液体が空間部に到達した場合であっても、この液体を排液部によって排出することで、この液体が空間部に溜まることを防止することができる。これにより、加工装置の回転バランスの悪化を確実に防止できる。
本発明に係る工具アセンブリにおいて、前記空間部は、前記工具アセンブリの内部に設けられてもよい。かかる構成によれば、加工装置の回転のバランスを効率的に取ることができる。このような場合であっても、空間部に到達した液体を排液部によって適切に排出することができる。
本発明に係る工具アセンブリにおいて、前記排液部は、前記液体を案内する溝部を有してもよい。かかる構成によれば、溝部によって液体を案内することで、支持部上の液体を確実に排出することができる。
本発明に係る工具アセンブリにおいて、前記排液部の前記溝部は、前記保持具と前記加工具とが重なる部位において放射状に延びる複数の溝部を含んでもよい。かかる構成によれば、放射状に構成される複数の溝部によって、支持部上の液体を確実に排出することができる。
本発明に係る工具アセンブリにおいて、前記排液部は、前記空間部と重なるように形成されてもよい。かかる構成によれば、空間部に到達した液体を排液部によって確実に排出することができる。
本発明に係る加工装置は上記の課題を解決するためのものであり、上記の工具アセンブリと、前記工具アセンブリを回転させる回転軸と、を備えることを特徴とする。かかる構成によれば、工具アセンブリの空間部に到達した液体を排液部によって排出することで、この液体が空間部に溜まることを防止することができる。これにより、加工装置の回転バランスの悪化を確実に防止できる。
本発明に係るガラス板の製造方法は上記の課題を解決するためのものであり、上記の加工装置によってガラス板の端面を加工する工程を備えることを特徴とする。かかる構成によれば、加工装置における回転バランスの悪化を防止して、加工精度の高いガラス板を製造することが可能となる。
本発明によれば、加工装置の回転バランスの悪化を防止することができる。
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図1乃至図5は、本発明に係る工具アセンブリ、加工装置及びガラス板の製造方法の一実施形態を示す。
図1に示すように、加工装置1は、回転可能な加工具2と、加工具2を保持する回転可能な保持具3と、保持具3を介して加工具2を回転させる回転軸としてのスピンドル4と、加工具2を保持具3に固定する第一固定具5と、保持具3をスピンドル4に固定する第二固定具6と、を備える。以下では、加工具2を保持した状態の保持具3を工具アセンブリともいう。
図1及び図2に示すように、加工具2は、ガラス板を加工するための加工部7(砥石部)と、加工部7を支持する本体部8とを備える。
加工部7としては、例えばダイヤモンド砥粒を金属の電着ボンドで固めてなる電着砥石や、砥粒を金属質結合剤で固めてなるメタルボンド砥石が好適に使用される。
本体部8は、例えば金属製の円筒状部材により構成される。本体部8の外周面には、加工部7が一体に形成されている。本体部8は、筒心方向の一端部に形成される第一端面8aと、筒心方向の他端部に形成される第二端面8bと、保持具3の一部が挿通される第一貫通孔8cと、第一固定具5が挿入される複数の第二貫通孔8dと、を有する。
本実施形態において、本体部8は、第一端面8aが下方に面し、第二端面8bが上方に面するように、保持具3に支持されている。
本体部8の第一端面8aは、その中央部に第一凹部9を有する。第一凹部9は、底面9aと、側壁面9bとを有する。底面9aは、平面視において円形状に構成されている。底面9aには、第一貫通孔8cが位置している。
第一凹部9の底面9aは、中心部から半径方向に離れた位置に空間部9cを有する。空間部9cは、保持具3の一部と加工具2の第一端面8aとが重なる部位(範囲)に設けられている。空間部9cは、例えばドリル等の工具によって形成された穴(例えば円形の穴)により構成される。これに限らず、空間部9cは、底面9aに凹部を形成することによって構成されてもよい。本実施形態では、底面9aに形成された一つの空間部9cを例示するが、複数の空間部9cが底面9aに形成されてもよい。
第一凹部9の側壁面9bは、底面9aの周縁部を囲むように、平面視において円形に構成されている。
本体部8の第二端面8bは、その中央部に第二凹部10を有する。第二凹部10は、第一凹部9と同様に、底面10aと側壁面10bとを有する。
第一貫通孔8cは、本体部8の中心部に形成されている。第二貫通孔8dは、本体部8の中心部から半径方向に離れた位置に形成されている。第二貫通孔8dは、その中途部に、第一固定具5の一部を保持する保持部11を有する。
図1、図3及び図4に示すように、保持具3は、筒状部12と、筒状部12の一端部に形成されるフランジ部13とを有する。
筒状部12は、例えば円筒状に構成され、フランジ部13の中央部において一体に形成されている。筒状部12は、第二固定具6を収容することが可能な内部空間を有する。筒状部12の外径は、加工具2の第一貫通孔8cの内径よりも小さい。筒状部12は、加工具2の第一貫通孔8cと同心状となるように、この第一貫通孔8cに挿通されている。この構成により、筒状部12の外面と第一貫通孔8cの内面との間には、隙間Sが形成される(図1参照)。
フランジ部13は、加工具2を支持する支持部として機能する。フランジ部13は、円板状に構成されるが、この形状に限定されない。フランジ部13は、厚さ方向の端部に形成される第一の面13aと、第一の面13aとは反対側に位置する第二の面13bと、第一の面13aと第二の面13bとを繋ぐ端面13cと、を含む。
本実施形態において、第一の面13aは上方に面しており、第二の面13bは下方に面している。第一の面13aは、加工具2における第一凹部9の底面9aに接触している。第一の面13aの中央部には、筒状部12が形成されている。
フランジ部13は、スピンドル4が挿通される軸挿入孔14と、加工具2の第一端面8aに接触する支持面15と、第一固定具5の一部が嵌まる固定穴16と、研削液、研磨液等の液体を排出する排液部17と、を備える。
軸挿入孔14は、スピンドル4の一部を内部に収容する収容部として機能する。軸挿入孔14は、フランジ部13の中心部に形成されている。軸挿入孔14は、筒状部12の内部と連通している。軸挿入孔14は、スピンドル4の一部に接触するテーパ状の内面(接触面)14aを有する。内面14aは、フランジ部13の第二の面13b側から第一の面13a側に向かうにつれて内径が縮小するように構成されている。
軸挿入孔14における小径端部の内径は、筒状部12の内径よりも小さくなっている。この構成により、軸挿入孔14と筒状部12との間には、第二固定具6の一部を保持する保持部24が形成されている。
支持面15は、フランジ部13の第一の面13aに形成されている。支持面15は、加工具2の本体部8における第一凹部9の底面9aに接触することにより、本体部8を支持する。これにより、第一凹部9の底面9aに設けられた空間部9cは支持面15で覆われる。このため、工具アセンブリは、その内部に空間部9cを有する。
固定穴16は、フランジ部13の第一の面13aにおいて、中心部から半径方向に離れた位置に形成されている。固定穴16は、第一の面13aからフランジ部13の厚さ方向の中途部にかけて形成されるねじ穴であり、加工具2の保持部11に対応する位置に形成されている。
排液部17は、フランジ部13の第一の面13aに形成されている。図4に示すように、排液部17は、フランジ部13の第一の面13a上に到達した液体を所定の方向に案内する溝部18~20を有する。
溝部18~20は、第一溝部18と、第二溝部19と、第三溝部20と、を含む。各溝部18~20の幅寸法は、1~15mmであることが好ましい。各溝部18~20の深さ寸法は、0.5~5mmであることが好ましい。
第一溝部18は、フランジ部13の第一の面13aにおいて筒状部12の周りを囲むように形成される。第一溝部18は、円環状に構成されるが、この形状に限定されない。第一溝部18は、筒状部12と同心状に形成されている。第一溝部18における環の直径は、筒状部12の外径よりも大きい。
第二溝部19は、直線状に構成される複数の溝部を含む。複数の第二溝部19は、フランジ部13の中心(回転中心)から半径方向の外方に向かって放射状に形成されている。複数の第二溝部19は、保持具のフランジ部13と加工具2の第一端面8aとが重なる部位に設けられている。フランジ部13の円周方向において隣り合う二つの第二溝部19が為す角度θは、5~90°であることが好ましい。各第二溝部19の一端部は、第一溝部18と繋がっている。各第二溝部19の他端部は、フランジ部13の端面13cまで延びている。
第三溝部20は、第二溝部19と同様に、直線状かつ放射状に構成されている。第三溝部20は、隣り合う二つの第二溝部19の間に形成されている。第三溝部20は、第一溝部18と繋がっていない。第三溝部20の一端部は、固定穴16と繋がっている。第三溝部20の他端部は、フランジ部13の端面13cまで延びている。
上記の構成により、排液部17の各溝部18~20は、フランジ部13の第一の面13aに到達した研削液等の液体を、加工具2とともに回転する保持具3(フランジ部13)に作用する遠心力によってフランジ部13の端面13cまで案内することができる。
図4に示すように、第二溝部19は、加工具2の本体部8に形成される空間部9c(二点鎖線で示す)と重なるように配置されることが好ましい。これにより、空間部9cに液体が溜まることを確実に防止できる。
上記の構成に限らず、空間部9cは、第二溝部19と重なっていなくてもよい。すなわち、図4において符号9c1で示すように、空間部を第二溝部19と重ならせずに、支持面15と重なるように配置してもよい。この場合、支持面15は、空間部9cを閉塞するが、溝部18~20によってフランジ部13上の液体を排出することで、空間部9c1への液体の侵入を防止することができる。
スピンドル4は、テーパ形状に構成される軸部4aを有する。軸部4aは、基端側から先端側に移行するにつれて外径が縮小するテーパ面を有する。軸部4aの端面には、第二固定具6の一部が嵌まる固定穴21が形成されている。固定穴21は、例えばねじ穴により構成される。スピンドル4は、モーター等の駆動装置(図示せず)からの動力伝達に伴い、加工具2及び保持具3と共に回転することができる。
第一固定具5は、ボルト(例えば六角穴付ボルト)により構成される。図1に示すように、第一固定具5の軸部5aは、保持具3の固定穴16に嵌まっている。第一固定具5の頭部5bは、第二貫通孔8dの保持部11に支持されている。
第二固定具6は、ボルト22(例えば六角穴付ボルト)と、押さえ板23とを含む。ボルト22は、その軸部22aが押さえ板23を貫通すると共に、スピンドル4の固定穴21に嵌まっている。ボルト22の頭部22bは、押さえ板23によって支持されている。
押さえ板23は、円板状に構成されるとともに、その中心部に、ボルト22の軸部22aが挿通される孔23aを有する。図1に示すように、押さえ板23は、保持具3の筒状部12と軸挿入孔14との間に形成される保持部24に支持されている。
以下、本実施形態に係る加工装置1を使用してガラス板を製造する方法について、図5を参照しながら説明する。
本方法は、例えば矩形状に形成されたガラス板Gの端面を加工する加工工程を備える。加工工程は、第一加工装置1A及び第一供給装置25によってガラス板Gに研削加工を施す第一加工工程と、第二加工装置1B及び第二供給装置26によってガラス板Gに研磨加工を施す第二加工工程とを含む。第一加工装置1A及び第二加工装置1Bは、上記の加工装置1と同じ構成を有する。第一加工装置1A及び第二加工装置1Bとの違いは、加工部7の構成(材質等)のみである。
本実施形態において、各加工工程は、ガラス板Gと、各加工装置1A,1B及び各供給装置25,26と、を相対的に移動させることにより、ガラス板Gの端面を加工する。本実施形態では、各加工装置1A,1B及び各供給装置25,26を移動させることなく、ガラス板Gを搬送装置(図示せず)によって搬送方向Xに沿って搬送しながら加工する例を示すが、本発明はこの例に限定されない。各加工工程は、ガラス板Gを移動させることなく定盤によって支持した状態で、各加工装置1A,1B及び各供給装置25,26を移動させることによって、ガラス板Gを加工してもよい。
第一加工工程では、第一供給装置25によって研削液L1を加工具2に供給しながら、回転軸心CR1まわりに回転する第一加工装置1Aの加工具2によってガラス板Gの端面を研削する。第一供給装置25は、第一加工装置1Aの近傍位置に配されるノズル25aを有する。ノズル25aから噴出される研削液L1としては、例えば水が使用される。
第二加工装置1Bは、ガラス板Gの搬送方向Xにおいて第一加工装置1Aの下流側に配されている。第二加工工程では、第二供給装置26によって研磨液L2を加工具2に供給しながら、回転軸心CR2まわりに回転する第二加工装置1Bの加工具2によってガラス板Gの端面を研磨する。第二供給装置26は、第二加工装置1Bの近傍位置に配されるノズル26aを有する。ノズル26aから噴出される研磨液L2としては、例えば水が使用される。
上記の各加工工程の実行中において、加工具2の第一貫通孔8cと保持具3の筒状部12との間の隙間Sに研削液、研磨液等の液体が入る場合がある。液体は、この隙間Sを通じて保持具3におけるフランジ部13の第一の面13aに到達する。第一の面13aに到達した液体は、排液部17の各溝部18~20によって案内され、フランジ部13の端面13c側から外部に排出される。したがって、加工具2の空間部9cに液体が溜まり難くなり、加工具2の回転バランスの悪化を防止することが可能となる。
本発明者等は、本発明を完成させるに当たり、以下のような検討を行った。保持具3のフランジ部13に排液部17が設けられていない場合には、フランジ部13は、第一の面13aが加工具2の第一端面8a(第一凹部9の底面9a)に面接触した状態で加工具2を支持することになる。この状態において、フランジ部13の第一の面13aは、加工具2の第一端面8aに形成される空間部9cを閉塞することになる。このような状態では、フランジ部13の第一の面13aと加工具2の第一端面8aとの間に液体が浸入し難くなっているが、それにも関わらず、空間部9cに液体が溜まる場合があった。
このような現象は、加工具2にガラス板Gが接触する際の衝撃による振動等の影響により、引き起こされるものと考えられる。本発明者等は、このような液体の空間部9cへの浸入及び滞留現象を確認した上で、この現象を解消するために、本発明を創作するに至った。
図6は、本発明の第二実施形態を示す。本実施形態に係る加工装置1は、保持具3における排液部17の構成が第一実施形態と異なる。本実施形態において、保持具3のフランジ部13には、第一実施形態における溝部18~20が形成されていない(以下、第三実施形態乃至第五実施形態において同じ)。
本実施形態において、排液部17は、フランジ部13の第一の面13aと端面13cとの間に薄肉部を形成することにより構成される。排液部17は、フランジ部13の円周方向に沿って平面視環状に構成される溝部27を有する。溝部27の一部は、加工具2の空間部9cと重なるように配置される。溝部27は、第一案内面27aと、第二案内面27bとを有する。
第一案内面27aは、保持具3の軸方向に沿うように形成される面である。換言すると、第一案内面27aは、フランジ部13の端面13cとほぼ平行な面である。この構成に限らず、第一案内面27aは、保持具3の軸方向に対して傾斜する面(テーパ面)であってもよい。第一案内面27aの一端部は、フランジ部13の第一の面13aに形成される支持面15と繋がっている。第一案内面27aの他端部は、第二案内面27bと繋がっている。
第一案内面27aは、加工具2の空間部9cよりもフランジ部13の中心側に位置している。第一案内面27aは、本実施形態に限定されず、例えば空間部9cと重なるように位置してもよい。
第二案内面27bは、第一案内面27aと略直角を為す面である。換言すると、第二案内面27bは、フランジ部13に係る第一の面13aの支持面15と略平行な面である。第二案内面27bと第一案内面27aとが為す角度は、90°に限定されない。フランジ部13の半径方向における第二案内面27bの一端部は、第一案内面27aと繋がっている。第二案内面27bの他端部は、フランジ部13の端面13cと繋がっている。第二案内面27bの中途部は、加工具2における第一凹部9の底面9aから離れた位置で、加工具2の空間部9cと重なるように位置している。
本実施形態に係る加工装置1によれば、加工工程の実行中において、フランジ部13の第一の面13aに到達した液体は、排液部17としての溝部27によって、フランジ部13の外部に排出されることになる。これにより、工具アセンブリの内部にある空間部9cにおける液体の滞留を防止することができる。
図7は、本発明の第三実施形態を示す。本実施形態に係る加工装置1の排液部17は、フランジ部13の第一の面13aと端面13cとの間に形成されたテーパ面28を有する。テーパ面28は、加工具2における第一凹部9の底面9aから離れた位置で、加工具2の空間部9cと重なるように形成されている。
本実施形態に係る加工装置1によれば、加工工程の実行中において、フランジ部13の第一の面13aに到達した液体は、空間部9cと重なるテーパ面28に案内され、フランジ部13の外部に排出されることになる。これにより、工具アセンブリの内部にある空間部9cにおける液体の滞留を防止することができる。
図8は、本発明の第四実施形態を示す。本実施形態に係る加工装置1の排液部17は、フランジ部13の直径を第一実施形態におけるフランジ部13の直径よりも小さくすることによって形成される。フランジ部13の直径は、その端面13cが加工具2の空間部9cと重なるような大きさに設定されている。すなわち、排液部17は、加工具2の空間部9cと重なる支持面15の一部15aと、加工具2の第一凹部9における底面9aと接触することなく、加工具2の空間部9cと重なる位置に設けられるフランジ部13の端面13cとにより構成される。
本実施形態に係る加工装置1によれば、加工工程の実行中において、フランジ部13の第一の面13aに到達した液体は、空間部9cに重なる支持面15の一部15aから端面13cを伝ってフランジ部13の外部に排出されることになる。これにより、工具アセンブリの内部にある空間部9cにおける液体の滞留を防止することができる。
図9は、本発明の第五実施形態を示す。本実施形態に係る加工装置1の排液部17は、フランジ部13をその厚さ方向に貫通する孔29を有する。排液部17の孔29は、加工具2の空間部9cと重なるように形成されている。孔29は、フランジ部13の第一の面13aから第二の面13bまで貫通しているが、この構成に限定されない。孔29は、フランジ部13の第一の面13aから端面13cまで貫通するものであってもよい。
本実施形態に係る加工装置1によれば、加工工程の実行中において、フランジ部13の第一の面13aに到達した液体は、排液部17の孔29からフランジ部13の外部(第二の面13b側)に排出されることになる。
図10は、本発明の第六実施形態を示す。本実施形態に係る加工装置1は、保持具3のフランジ部13に空間部13dを有する。空間部13dは、フランジ部13の第一の面13aに形成される穴により構成される。排液部17は、第一実施形態と同様に、フランジ部13の第一の面13aに形成される第一溝部乃至第三溝部を有する。排液部17の第二溝部19は、その中途部において、空間部13dと重なるように形成されている。
なお、本実施形態において、加工具2には、空間部が形成されていないが、これに限らず、加工具2と保持具3の双方に空間部が形成されていてもよい。また、排液部17は、溝部に限らず、第五実施形態と同様に、空間部13dに繋がるように形成される貫通孔により構成されてもよい。
本実施形態に係る加工装置1によれば、加工工程の実行中において、フランジ部13の空間部13dに到達した液体は、工具アセンブリの回転による遠心力の作用により、排液部17を通じてフランジ部13の外部(第二の面13b側)に排出されることになる。
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上記の実施形態において、保持具3のフランジ部13に形成された固定穴16は、フランジ部13をその厚さ方向に貫通する孔として構成してもよい。このように形成された孔は、フランジ部13に到達した液体をフランジ部13の外部に排出する排液部17としても機能することになる。
上記の実施形態では、保持具3のフランジ部13に排液部17を設けた例を示したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、加工具2の第一端面8aに溝部等の排液部を形成してもよい。
1 加工装置
2 加工具
3 保持具
4 スピンドル(回転軸)
9c 空間部
13 フランジ部(支持部)
13d 空間部
17 排液部
18 第一溝部
19 第二溝部
20 第三溝部
G ガラス板
2 加工具
3 保持具
4 スピンドル(回転軸)
9c 空間部
13 フランジ部(支持部)
13d 空間部
17 排液部
18 第一溝部
19 第二溝部
20 第三溝部
G ガラス板
Claims (7)
- ガラス板の端面を加工するための回転可能な加工具と、前記加工具を保持する回転可能な保持具と、を備える工具アセンブリにおいて、
前記保持具及び/又は前記加工具に設けられた、回転のバランスを調整するための空間部と、
前記空間部の液体を排出する排液部と、を備えることを特徴とする工具アセンブリ。 - 前記空間部は、前記工具アセンブリの内部に設けられる請求項1に記載の工具アセンブリ。
- 前記排液部は、前記液体を案内する溝部を有する請求項1又は2に記載の工具アセンブリ。
- 前記排液部の前記溝部は、前記保持具と前記加工具とが重なる部位において放射状に延びる複数の溝部を含む請求項3に記載の工具アセンブリ。
- 前記排液部は、前記空間部と重なるように形成される請求項1から4のいずれか一項に記載の工具アセンブリ。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の工具アセンブリと、前記工具アセンブリを回転させる回転軸と、を備えることを特徴とする加工装置。
- 請求項6に記載の加工装置によってガラス板の端面を加工する工程を備えることを特徴とするガラス板の製造方法。
Priority Applications (3)
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Applications Claiming Priority (1)
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JP2022040323A JP2023135224A (ja) | 2022-03-15 | 2022-03-15 | 工具アセンブリ、加工装置及びガラス板の製造方法 |
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Family Applications (1)
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JPH039971Y2 (ja) * | 1985-07-29 | 1991-03-12 | ||
JP2000084809A (ja) * | 1998-09-14 | 2000-03-28 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 砥石車の取付方法 |
JP2000141191A (ja) * | 1998-11-02 | 2000-05-23 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | ウェーハ面取り装置の砥石取付方法 |
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- 2023-03-01 WO PCT/JP2023/007520 patent/WO2023176448A1/ja unknown
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