JP6442332B2 - 板材研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定寸法に分断された板材の端縁を研削する板材研削装置に関する。

従来、種々の電子機器に薄い板材が用いられている。このような板材には、ガラス板や半導体基板などがある。以下、これらの板材を総称して、単に「板材」という。例えば、ガラス板の場合、厚みが１ｍｍ以下〜３ｍｍ程度の板材が種々の製造方法によって製造されている。このガラス板は、例えば、メカニカルカッターやレーザを使用して所定寸法に分断された後、所定方向に送られながら端縁が砥石などで研削（この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「研削」は「研磨」含む）され、板材の周囲が滑らかに仕上げられて強度向上などが図られる。

この種の先行技術として、例えば、ガラス板を送りながら、その両端縁を砥石で研削する面取装置がある（例えば、特許文献１参照）。この面取装置では、重りでアームを水平方向に付勢し、その力でアームの端部に設けられた砥石をガラス板の端縁に圧接して研削している。

また、他の先行技術として、ガラス板を研削する砥石を幅広とし、その砥石を軸方向に移動可能とすることで、砥石のガラス板研削部が摩耗すると砥石を軸方向に移動させて研削部を位置換えできるものがある（例えば、特許文献２参照）。これにより、砥石の交換期間を長くしている。

特開平２−２３７７５２号公報 特許第３６９９３５１号公報

しかし、上記特許文献１では、砥石の交換期間が短く稼働率が悪い。さらに、砥石を交換するためには、砥石を支持し駆動している研磨装置を制御機構で水平方向に移動させる必要があり、装置が複雑で大型になる。

また、上記特許文献２では、砥石の研削位置を換えることによって砥石の交換期間を長くすることはできるが、砥石の研削部をガラス板の端縁に圧接させる機構とは別に、砥石の研削位置換えをする機構と交換のための複雑な移動機構を必要とし、この装置も複雑で大型になる。

そこで、本発明は、研削ホイール（砥石）の交換期間が長く、且つコンパクトに構成することができる板材研削装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、板材の端縁を研削する板材研削装置であって、前記板材の端縁に圧接して該端縁を研削する研削ホイールと、前記研削ホイールの軸心から離間した位置に配設され該研削ホイールの軸心と平行な揺動軸と、前記揺動軸に支持され該揺動軸を中心に前記研削ホイールを前記板材の端縁に向けて揺動可能に支持する揺動部材と、を有する研削機と、前記揺動部材を前記揺動軸を中心にワイヤを介して揺動させて前記研削ホイールを前記板材の端縁に向けて圧接する重錘と、を備え、前記研削機は、前記揺動軸を回動可能に支持するとともに軸方向に移動可能に支持する支持部材と、前記揺動軸を軸方向に所定量移動させて前記研削ホイールの板材研削部の位置を換える位置換え機と、を備えている。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「板材研削部」は、研削ホイールにおける、板材の端縁に当接させて研削する軸方向の部分をいう。

この構成により、研削ホイールを軸方向に所定量移動させることで板材研削部の位置を軸方向に換えることができ、１つの研削ホイールにおける複数箇所の板材研削部に位置換えして、交換期間を長くすることができる。しかも、研削ホイールを揺動させて板材に圧接する軸と、研削ホイールを軸方向に所定量移動させる軸と、を揺動軸に兼ねさせたので、研削ホイールを移動させるための構成を小さくして装置全体をコンパクトに構成することができる。

また、前記支持部材は、前記揺動軸の回動と軸方向移動を許容する円筒軸受で構成されていてもよい。

このように構成すれば、揺動軸に兼ねさせた、研削ホイールを板材に圧接する揺動と、研削ホイールを軸方向に所定量移動させる軸方向移動とを、円筒軸受による支持でスムーズに行うことができる。

また、前記研削ホイールを回転させるホイール軸と、該ホイール軸を回転駆動するホイール駆動機とを有し、前記揺動部材は、前記ホイール軸の前記研削ホイール側と前記ホイール駆動機側とを前記揺動軸に支持する一対の支持アーム部と、前記支持アーム部の間を連結する連結部材と、前記揺動軸との連結と、によって枠状の構造を有する構造体に形成されていてもよい。

このように構成すれば、揺動部材の支持アーム部と、それらの連結部材、及び支持アーム部を連結した揺動軸とによって枠状の構造を有する剛性の高い構造体を形成し、研削ホイールの板材への圧接と、軸方向へ所定量移動させる板材研削部の位置換えとを長期間適切に行えるようにできる。

また、前記ワイヤを一方に移動させることで、前記研削ホイールを前記板材の端縁を研削する研削位置に揺動させ、前記ワイヤを他方に移動させることで、前記研削ホイールを前記板材から離間する交換位置に揺動させる、位置変更機を備えていてもよい。

このように構成すれば、位置変更機によってワイヤを移動させる方向によって、研削ホイールを板材に当接させる研削位置又は離間させる交換位置に変更させることが容易にできる。

また、前記揺動軸から所定距離の位置に配置された検出部材と、前記板材の端縁と直交する方向における前記検出部材の変位量を検出する研削位置センサと、を備え、前記研削位置センサの検出量から前記研削ホイールの磨耗量を検出する制御装置を備えていてもよい。

このように構成すれば、揺動軸から所定距離で配置された検出部材の、板材の端縁と直交する方向における変位量から研削ホイールの磨耗量を検出して、研削ホイールの板材研削部を適切な時期に位置換えすることができる。

また、前記研削位置センサは、軸方向の移動量を検出するリニアセンサで構成され、前記検出部材は、前記揺動軸の軸心と平行な軸心を有し、前記リニアセンサの当接部材と点接触又は線接触する円形に形成され、前記制御装置は、前記揺動軸の軸心から前記研削ホイールの軸心までの距離と前記揺動軸の軸心から前記検出部材の軸心までの距離との比率と、前記リニアセンサの当接部材の軸方向変位量と、に基づいて、前記研削ホイールの摩耗量を検出するように構成されていてもよい。

このように構成すれば、揺動軸の揺動によって検出部材が当接部材を軸方向に移動させる変位量をリニアセンサで検出し、その軸方向変位量と揺動軸の軸心から研削ホイールの軸心までの距離と検出部材の軸心までの距離との比率とから、研削ホイールの変位量を直接的に検出することができる。これにより、研削ホイールの正確な磨耗量などを容易に検出できる。

本発明によれば、研削ホイールを軸方向に移動させて板材研削部の位置を換えることで研削ホイールの交換期間を長くでき、また、研削ホイールを揺動させる揺動軸の軸方向に研削ホイールを移動させるようにして、板材研削装置をコンパクトに構成することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る板材研削装置を示す正面図である。 図１に示す板材研削装置の平面図である。 図１に示すIII−III矢視の断面図である。 図１に示すIV−IV矢視の断面図である。 図１に示すV−V矢視の断面図である。 図１に示すVI−VI矢視の拡大断面図である。 図１に示す位置変更機の要部を示し、ワイヤを研削位置にしたときの拡大正面図である。 図７Ａに示す研削位置の状態からガラス板を研削する状態としたときの拡大正面図である。 図７Ａに示す研削位置の状態からワイヤを移動させて研削ホイールを交換位置にしたときの拡大正面図である。 図１に示すVIII−VIII矢視の拡大断面図である。 図８に示す研削位置センサの配置関係を示す平面図である。 図９Ａに示す状態の研削位置センサと研削ホイールの配置関係と、研削位置センサによる摩耗量検出の原理を説明する説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、板材としてガラス板７０を例にし、このガラス板７０を横向きにして送り、そのガラス板７０の端縁７１を研削する例を説明する。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における前後左右方向の概念は、図１に示す板材研削装置１に向かった状態における前後左右方向の概念と一致するものとする。また、図１に示す研削ホイール３１の軸方向である上下方向をＹ軸方向（図では、単に「Ｙ」で示す）とし、このＹ軸方向と直交する左右方向をＸ軸方向（図では、単に「Ｘ」で示す）、紙面の手前側から奥側にガラス板７０を送る前後方向をＺ軸方向（図では、単に「Ｚ」で示す）とする。

［板材研削装置の全体構成］
図１，２に示すように、この実施形態の板材研削装置１は、床面などに固定される枠組みされたフレーム１０に、側方（左方）に突出するアーム部分１１が設けられ、このアーム部分１１に、ガラス板７０の端縁を研削する研削ホイール３１を備えた研削機３０が設けられている。研削機３０は、フレーム１０のアーム部分１１にボルトなどで固定された保持アーム４５に保持されている。

保持アーム４５には、上下に並設された保持部４６が設けられており、この保持部４６によって揺動軸４０が軸方向に２箇所で保持されている。この保持部４６には、支持部材たる円筒軸受４１がそれぞれ設けられている。円筒軸受４１は、揺動軸４０を回動可能に支持するとともに、揺動軸４０のＹ軸方向の移動を許容する構成となっている。円筒軸受４１としては、例えば、スライドロータリーブッシュを用いることができる。

上記揺動軸４０の上部には、連結部材６２を介して揺動軸４０をＹ軸方向に移動させて、研削ホイール３１の板材研削部３４を位置換えする位置換え機６０が設けられている。位置換え機６０は、上記保持アーム４５に設けられた取付ブラケット４７に固定されている。この位置換え機６０の駆動軸６１は、上記取付ブラケット４７から下方に延び、上記連結部材６２と連結されている。連結部材６２は、位置換え機６０による駆動軸６１のＹ軸方向移動を揺動軸４０に伝えて揺動軸４０をＹ軸方向に移動させることができ、揺動軸４０の回動は駆動軸６１に伝えない構造となっている。この連結部材６２は、例えば、回転ジョイントなどを用いることができる。位置換え機６０としては、例えば、サーボモータによって回転させるボールねじによって駆動軸６１を直線移動させるアクチュエータなどを用いることができる。

また、上記揺動軸４０の上部には、揺動軸４０の回動位置を検出する研削位置センサ８０が設けられている。研削位置センサ８０は、連結部材６２の回動しない駆動軸６１側に設けられている。この研削位置センサ８０の詳細は、後述する。

一方、上記揺動軸４０の下端には、この揺動軸４０を回動させる揺動滑車４２が設けられている。この揺動滑車４２には、水平方向に延びるワイヤ２０が掛けられている。このワイヤ２０は、揺動滑車４２の所定位置（図の左端）に固定部材４３で固定されており、ワイヤ２０と揺動滑車４２との間に滑りが生じないようになっている。図示する二点鎖線のワイヤ２０は、揺動滑車４２をＹ軸方向に移動させて研削ホイール３１の板材研削部３４を位置換えしたときを示している。

揺動滑車４２から図の手前側でフレーム１０に向けて延びるワイヤ２０（図２）は、フレーム１０に設けられた複数の中間滑車１２，１３，１４を介した後、フレーム１０の右端から下方に延びて、端部に第１重錘２１が設けられている。第１重錘２１は、ワイヤ２０の端部に設けられた棒材２２が中心部に挿通されており、この棒材２２の所定高さに保持されている。棒材２２の下部は、フレーム１０に設けられたガイド板２３によって揺れ止めが図られている。揺動滑車４２から図の奥側でフレーム１０に向けて延びるワイヤ２０（図２）は、フレーム１０に設けられた複数の中間滑車１５，１６を介した後、フレーム１０の中間部分から下方に延びて、端部に第２重錘２４が設けられている。第２重錘２４も、ワイヤ２０の端部に設けられた棒材２５が中心部に挿通され、この棒材２５の所定高さに保持されている。棒材２５の下部は、フレーム１０に設けられたガイド板２６によって揺れ止めが図られている。なお、棒材２２，２５の揺れ止めを図るガイド板２３，２６としては、板材に形成した溝や穴で棒材２２，２５の水平方向の揺れを制限するものを用いることができる。

上記第１重錘２１は、揺動滑車４２をＪ方向（図２）に回動させる方向に荷重を作用させ、第２重錘２４は、揺動滑車４２をＫ方向（図２）に回動させる方向に荷重を作用させている。第１重錘２１は、第２重錘２４に比べて重く設定されているため、第１重錘２１及び第２重錘２４の両方の荷重を揺動滑車４２に作用させた状態では、揺動滑車４２は第１重錘２１と第２重錘２４との荷重の差分の荷重でＪ方向に回動させられる。この揺動滑車４２をＪ方向に回動させる力が、後述するように研削ホイール３１をガラス板７０の端縁７１に圧接する力となる。

また、上記第２重錘２４と上記中間滑車１６との間には、上記ワイヤ２０を介して上記研削ホイール３１を、ガラス板７０の端縁７１に圧接して研削する研削位置ａ（図２）と、ガラス板７０から離間させた交換位置ｂ（図２）とに変更する位置変更機５０が備えられている。なお、交換位置ｂは、研削ホイール３１の研削逃げ位置でもあり、研削ホイール３１の板材研削部３４を位置換えするときの位置でもあるが、必ずしも同じ位置である必要はない（例えば、位置ｂ’（図２））。この位置変更機５０による、研削ホイール３１の研削位置ａと交換位置ｂ等への変更は、後述する。

このような板材研削装置１によって研削されるガラス板７０は、図２の手前側から奥側のＺ方向に向けて、搬送ラインＬ（図１）に沿って送られ、端縁７１が研削ホイール３１によって研削される。なお、ガラス板７０を搬送する構成は、図示を省略しているが、エアー浮上によって支持する搬送や、ローラによって支持する搬送などを用いることができる。

［研削機］
図３は、図１に示す研削機３０の研削ホイール３１を揺動可能に支持する揺動部材３６を含む断面図であり、図４は、図１に示すIV−IV断面図である。図３に示すように、上記研削ホイール３１は、軸方向に移動させることで複数の板材研削部３４を軸方向に確保できる所定幅ｗを有している。研削ホイール３１に所定幅ｗを持たせることで、後述するように、搬送ラインＬに沿って搬送されるガラス板７０に対し、研削ホイール３１を軸方向に所定間隔で所定量移動させれば（二点鎖線）、複数の板材研削部３４でガラス板７０の端縁７１を研削することができる。これにより、研削ホイール３１の交換期間を長くすることができる。この研削ホイール３１を回転させるホイール軸３２は、揺動軸４０と平行に設けられており、上記揺動部材３６に設けられた２つの軸受ユニット３３で支持され、その端部がホイール駆動機（サーボモータ等）３５に連結されている。揺動部材３６の上記軸受ユニット３３に近い位置には、上記揺動軸４０に向けて延びる一対の支持アーム部３７，３８が設けられている。

これらの支持アーム部３７，３８は、図４にも示すように、揺動軸４０と一体となるようにボルト４４で所定位置に固定されている。揺動部材３６を揺動軸４０に固定することで、揺動軸４０を研削ホイール３１の軸方向に移動させると、この揺動軸４０と一体的に揺動部材３６及び研削ホイール３１が、Ｙ軸方向に移動させられる（図３の二点鎖線）。

また、揺動軸４０とホイール軸３２との間で、上記支持アーム部３７と支持アーム部３８とが連結部材３９によって連結されている。これにより、研削ホイール３１をガラス板７０に向けて揺動させる揺動部材３６が、上記揺動軸４０と、上記支持アーム部３７，３８と、それらの連結部材３９と、によって剛性の高い枠状の構造を有する構造体となっている。揺動部材３６を、枠状構造を有する構造体として一体的に形成することで、研削ホイール３１のガラス板７０への圧接と、Ｙ軸方向へ所定量移動させてガラス板７０の端縁７１を研削する板材研削部３４の位置換えとを長期間適切に行えるようにしている。なお、支持アーム部３７，３８は、いずれか１方のみでもよいが、一対あればよりバランスよく支持することができ、３つ以上でもよい。

さらに、図３に示すように、上記揺動部材３６の支持アーム部３７，３８は、２つの円筒軸受４１の間と、円筒軸受４１から研削ホイール３１方向（下方）に突出した部分で揺動軸４０に連結されている。上記ホイール駆動機３５側に設けられた支持アーム部３８を２つの円筒軸受４１の間で支持することで、剛性の高い枠状とした揺動部材３６の安定した支持が図られている。円筒軸受４１は、１つでもよいが、２つあればバランス良く支持することができる。

また、上記揺動軸４０と連結部材６２との間には、揺動軸４０とともにＹ軸方向に移動するガイド部材４８が設けられている。このガイド部材４８の側方一端には、上記研削位置センサ８０が設けられている。そして、ガイド部材４８の側方他端には、上記保持アーム４５の保持部４６を貫通するようにガイド棒４９が設けられている。ガイド棒４９は、揺動軸４０と平行に設けられており、揺動軸４０とともにガイド部材４８がＹ軸方向に移動するときに、保持部４６によってガイドしている。

このように、研削ホイール３１を、この研削ホイール３１を揺動させる揺動軸４０に沿って軸方向であるＹ軸方向に移動可能とすることで、研削ホイール３１をガラス板７０に圧接する揺動動作と、研削ホイール３１をガラス板７０の研削位置ａから交換位置ｂに離すための機構を、揺動軸４０を中心とする円筒座標系に集約して合理的な配置とし、板材研削装置１をコンパクトな構成にしている。

［位置変更機］
図５，６に示すように、上記位置変更機５０には、フレーム１０に設けられたベース板１７にホイール移動機（サーボモータ等）５２が設けられ、このホイール移動機５２に設けられたアーム材５４の先端部に位置変更ローラ５５が設けられている（図７）。位置変更ローラ５５は、上記位置変更板５１の中央部分に設けられた開口穴５６に配置されている。位置変更ローラ５５のアーム材５４と反対側には、開口穴５６の幅寸法よりも大径の円板５７が設けられている。この円板５７とアーム材５４は、上記位置変更板５１と少し隙間を空けて設けられており、位置変更板５１に接しないように設けられている。

この位置変更機５０により、上記第２重錘２４の上方に設けられた位置変更板５１の位置を変更することで、上記研削ホイール３１を研削位置ａと交換位置ｂとに変更できるようにしている。

なお、図示は省略しているが、研削ホイール３１を研削位置ａと交換位置ｂとに揺動させる揺動部材３６の最大揺動角度の位置には、揺動部材３６の揺動を機械的に制限するメカニカルストッパ（図示略）が設けられており、研削ホイール３１が研削位置ａ又は交換位置ｂを越えて大きく揺動しないようにしている。このメカニカルストッパとしては、構造物を当接させて揺動を制限するものが利用できる。

また、研削ホイール３１は、揺動軸４０の軸心４０ｃから距離Ｅ１の位置に軸心３１ｃが位置するように設けられ、ホイール半径Ｆ１となっている。

［位置変更機の動作］
図７Ａ〜図７Ｃは、上記図５，６に示す位置変更機５０によって研削ホイール３１を研削位置ａと交換位置ｂとに変更するときの位置変更ローラ５５と位置変更板５１との関係を示す拡大正面図である。これらの図では、位置変更板５１と位置変更ローラ５５と、この位置変更ローラ５５を変位させるアーム材５４などを図示して説明する。また、ホイール移動機５２の駆動軸５３を破線で示して説明する。

まず、上記したように、ワイヤ２０には、一端に第１重錘２１の荷重が作用し、他端に第２重錘２４の荷重が作用しており、常に、第１重錘２１の荷重と第２重錘２４の荷重の差分の荷重で第１重錘２１の方向に引っ張られている。そして、その第１重錘２１に向けて作用する荷重は、位置変更機５０の位置変更ローラ５５を位置変更板５１の開口穴５６の下端に当接させて、ホイール移動機５２で支持している。

次に、この状態から、位置変更機５０によって研削ホイール３１をガラス板７０に接触させて研削位置ａとする揺動動作と、研削ホイール３１をガラス板７０から大きく離して交換位置ｂとする揺動動作を説明する。

図７Ａは、位置変更機５０によって研削ホイール３１をガラス板７０の研削位置ａに揺動させた状態を示している。ガラス板７０の研削時は、ガラス板７０が研削ホイール３１による研削位置に配置された後、位置変更ローラ５５を上向きに移動させることで位置変更板５１を上向きに移動させて、研削ホイール３１をガラス板７０に向けて揺動させる。そして、研削ホイール３１をガラス板７０の端縁７１に接触させる。この状態が、研削ホイール３１をガラス板７０の端縁７１に接触させた研削位置ａ（図２）の状態である。

また、このように研削ホイール３１をガラス板７０の端縁７１に接触させた時を「原点」として制御装置５に記憶することで、研削ホイール３１の直径が異なる場合でも、適切に「原点」を設定することができる。

その後、図７Ｂに示すように、位置変更ローラ５５をさらに上向きに移動させることで、位置変更ローラ５５を位置変更板５１の開口穴５６の端部から離す。この状態にすることで、Ｚ方向に送られるガラス板７０の端縁７１に、研削ホイール３１が第１重錘２１の荷重と第２重錘２４の荷重の差分の荷重によって圧接されて研削することができる。また、位置変更ローラ５５を開口穴５６の端部から離しておくことで、研削ホイール３１によるガラス板７０の研削時に位置変更板５１が変位しても位置変更ローラ５５に当接しないようにしている。従って、研削ホイール３１によるガラス板７０の研削時には、第１重錘２１と第２重錘２４との差分の荷重で研削ホイール３１をガラス板７０に圧接させて、ガラス板７０の端縁７１を適切に研削することができる。

一方、図７Ｃは、位置変更機５０によって研削ホイール３１を交換する交換位置ｂとした状態を示している。研削ホイール３１を交換する場合、位置変更機５０の位置変更ローラ５５を位置変更板５１の開口穴５６の下端に当接させ、その位置変更ローラ５５によって第１重錘２１と第２重錘２４との荷重の差分の荷重を支持した状態で、さらに下方に揺動させて位置変更板５１を下方に移動させる。これにより、位置変更板５１と接続されたワイヤ２０を第２重錘２４の方向に移動させる。

この状態では、ホイール移動機５２の駆動軸５３の中心に対して位置変更ローラ５５の中心は図７Ａの状態から寸法Ｄで下降させられるため、ワイヤ２０も寸法Ｄで下方に移動させられる。これにより、研削位置ａにあった研削ホイール３１は、ガラス板７０から離れる方向に揺動させられる。この状態が、研削ホイール３１を交換する交換位置ｂ（図２）の状態であり、研削ホイール３１はガラス板７０の端縁を研削する位置から側方に大きく移動させられた状態となる。

また、研削ホイール３１をガラス板７０から離し、上記位置換え機６０で揺動軸４０とともに揺動部材３６、研削ホイール３１を一体的に軸方向に所定量移動させることで（図３に示す二点鎖線）、所定幅ｗを有している研削ホイール３１の軸方向に、板材研削部３４を変更することができる。これにより、研削ホイール３１は、搬送ラインＬに沿って搬送されるガラス板７０に対し、所定幅ｗの範囲で異なる板材研削部３４によってガラス板７０の端縁７１を研削することができる。

さらに、研削ホイール３１をガラス板７０に当接するまでの任意位置で停止させることはホイール移動機５２（サーボモータ）の制御によって決めることができ、研削ホイール３１の位置は、交換位置ｂだけでなく、ガラス板７０からの逃げ位置、研削ホイール３１の板材研削部３４の換え位置（例えば、位置ｂ’（図５））などに対して、それぞれ任意の位置を設定することが可能である。

このように、この実施形態では中間滑車１６と第２重錘２４との間に設けた位置変更機５０によって、研削ホイール３１を研削位置ａと交換位置ｂ等に変更させるように構成されている。

［研削位置センサ］
図８は、上記研削位置センサ８０の部分の断面を平面視した図面である。図示するように、この実施形態の研削位置センサ８０は、ロッド８１の軸心８１ｃ（この実施形態では研削位置センサ８０の軸心でもある）が、ガラス板７０の端縁７１と直交するように配置されたリニアセンサで構成されている。検出部材８５は、揺動軸４０から所定距離に設けられた円形部材である。この検出部材８５は、Ｙ軸方向（図１）の軸心８５ｃ（図９Ａ）で回転自在に構成されている。検出部材８５としては、例えば、玉軸受を用いることができる。研削位置センサ８０は、ロッド８１の先端に当接部材８２が設けられ、この当接部材８２の平面に形成された前面が、円形部材である検出部材８５の外面と線接触している。従って、検出部材８５が揺動軸４０を中心に揺動しても、この検出部材８５の外面に線接触している当接部材８２と検出部材８５の軸心８５ｃとの距離は変化することがない。従って、この研削位置センサ８０により、上記揺動軸４０と一体的に回動する検出部材８５の、ガラス板７０の端縁７１と直交する方向の変位量を検出することができる。

［研削位置センサによる変位量検出の原理］
図９Ａ，図９Ｂは、図８に示す研削位置センサ８０によって研削ホイール３１の磨耗などによる変位量を検出する原理の説明図であり、図９Ａは研削位置センサ８０の配置関係を示す平面図である。図示するように、研削位置センサ８０の配置は、揺動軸４０の軸心４０ｃから検出部材８５の軸心８５ｃまでが距離Ｅ２となっており、検出部材８５の軸心８５ｃから研削位置センサ８０の当接部材８２までが距離Ｆ２となっている。この距離Ｆ２は、検出部材８５の半径であり、変化することはない。

図９Ｂは、図９Ａに示す研削位置センサ８０の配置関係と、上記研削ホイール３１の配置関係とを示す説明図である。なお、この図は原理を示す図であり、各構成の大きさや距離、研削ホイール３１の１ｍｍ以下から数ｍｍ程度の摩耗量などは誇張して示す。

図示するように、上記実施形態では、ガラス板７０の送り方向Ｚに、揺動軸４０の軸心４０ｃを挟んで研削ホイール３１の軸心３１ｃと検出部材８５の軸心８５ｃとが配置されている。揺動軸４０の軸心４０ｃから研削ホイール３１の軸心３１ｃまでの距離Ｅ１に対し、揺動軸４０の軸心４０ｃから検出部材８５の軸心８５ｃまでの距離Ｅ２は短くなっている。これら距離Ｅ１と距離Ｅ２は、所定の比率（例えば、３：１、４：１など）に設定される。

一方、研削ホイール３１の半径Ｆ１は、ガラス板７０の端縁７１を研削することで小さくなる。この図では、摩耗量Ｇ１とし、半径Ｆ３となった例を示している。これに対し、半径Ｆ２の検出部材８５は、研削ホイール３１の半径Ｆ１が磨耗で変化しても、半径Ｆ２は変化することがなく、軸心８５ｃから当接部材８２の接触部までの距離は常に一定である。

そして、上記したように、研削位置センサ８０のロッド８１は、軸心８１ｃがガラス板７０の端縁７１と直交するように配置されている。このような関係とすることで、以下のように、揺動軸４０の軸心４０ｃを中心に揺動する研削ホイール３１の摩耗量Ｇ１を、研削位置センサ８０によって直接的に検出することができる。

すなわち、実線で示す研削ホイール３１が磨耗して二点鎖線で示す研削ホイール３１となった場合、研削ホイール３１の軸心３１ｃは円弧を描いて変化する。この例の場合、研削ホイール３１は半径Ｆ１から半径Ｆ３となり、その差が摩耗量Ｇ１となる。一方、揺動軸４０の軸心４０ｃを挟んで配置された検出部材８５の軸心８５ｃは、研削ホイール３１の軸心３１ｃとは反対方向に円弧を描いて変化する。しかし、検出部材８５の半径Ｆ２は変化しないため、この検出部材８５と線接触している当接部材８２は、ガラス板７０の端縁７１に対して直交する方向に変位量Ｇ２でロッド８１が変位させられる。

従って、制御装置５によって、このロッド８１の変位量Ｇ２と、揺動軸４０の軸心４０ｃから検出部材８５の軸心８５ｃまでの距離Ｅ２と研削ホイール３１の軸心３１ｃまでの距離Ｅ１との比率（例えば、３：１）とによって、研削ホイール３１の摩耗量Ｇ１を直接的に検出することができる。

なお、上記した各配置関係は一例であり、上記研削位置センサ８０のロッド８１の軸心８１ｃがガラス板７０の端縁７１と直交するように配置されていればよく、検出部材８５及び研削位置センサ８０は、上記揺動軸４０の軸心４０ｃに対して研削ホイール３１と同一方向に配置されてもよい。また、検出部材８５の大きさも上記実施形態に限定されるものではなく、揺動しても軸心８５ｃから当接部材８２までの距離が変化しない構成であればよい。

［総括］
以上のように、上記板材研削装置１によれば、研削ホイール３１をガラス板７０に向けて圧接する揺動部材３６の揺動軸４０に、研削ホイール３１を軸方向（Ｙ軸方向）に移動させて板材研削部３４の位置換えをする移動軸を兼ねさせたので、研削ホイール３１の移動を一方向に限定して、研削ホイール３１を移動させるための構成を小さくして板材研削装置１をコンパクトに構成することが可能となる。

また、研削ホイール３１の研削部位置換え動作及び交換動作を、研削ホイール３１を同一方向へ移動させることで可能としたので、メンテナンスの作業性が良くなり、作業効率を良くすることが可能となる。

さらに、研削ホイール３１の磨耗状態を研削位置センサ８０によって直接的に検出するため、例えば、１ｍｍ以下の摩耗量でも適切に検出することができ、研削ホイール３１の板材研削部３４を位置換えするタイミングを適切に管理することが可能となる。

なお、上記した実施形態では、ガラス板（板材）７０を横向きで送る例を説明したが、ガラス板７０を縦向きで送り、研削ホイール３１をガラス板７０の下方から端縁に圧接する構成でも適用可能であり、ガラス板（板材）７０の送り方向は上記実施形態に限定されるものではない。

また、上記した実施形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。

１ 板材研削装置
５ 制御装置
１０ フレーム
２０ ワイヤ
２１ 第１重錘
２４ 第２重錘
３０ 研削機
３１ 研削ホイール
３１ｃ 軸心
３４ 板材研削部
３６ 揺動部材
３７，３８ 支持アーム部
３９ 連結部材
４０ 揺動軸
４０ｃ 軸心
４１ 円筒軸受（支持部材）
４２ 揺動滑車
４５ 保持アーム
４６ 保持部
５０ 位置変更機
５１ 位置変更板
５５ 位置変更ローラ
６０ 位置換え機
６１ 駆動軸
６２ 連結部材
７０ ガラス板（板材）
７１ 端縁
８０ 研削位置センサ
８１ ロッド
８１ｃ 軸心
８２ 当接部材
８５ 検出部材
８５ｃ 軸心
Ｌ 搬送ライン
ａ 研削位置
ｂ 交換位置
Ｇ１ 摩耗量
Ｇ２ 変位量
Ｗ 所定幅

Claims (6)

1. 板材の端縁を研削する板材研削装置であって、
   前記板材の端縁に圧接して該端縁を研削する研削ホイールと、前記研削ホイールの軸心から離間した位置に配設され該研削ホイールの軸心と平行な揺動軸と、前記揺動軸に支持され該揺動軸を中心に前記研削ホイールを前記板材の端縁に向けて揺動可能に支持する揺動部材と、を有する研削機と、
   前記揺動部材を前記揺動軸を中心にワイヤを介して揺動させて前記研削ホイールを前記板材の端縁に向けて圧接する重錘と、を備え、
   前記研削機は、前記揺動軸を回動可能に支持するとともに軸方向に移動可能に支持する支持部材と、前記揺動軸を軸方向に所定量移動させて前記研削ホイールの板材研削部の位置を換える位置換え機と、を備えている、ことを特徴とする板材研削装置。
2. 前記支持部材は、前記揺動軸の回動と軸方向移動を許容する円筒軸受で構成されている、請求項１に記載の板材研削装置。
3. 前記研削ホイールを回転させるホイール軸と、該ホイール軸を回転駆動するホイール駆動機とを有し、
   前記揺動部材は、前記ホイール軸の前記研削ホイール側と前記ホイール駆動機側とを前記揺動軸に支持する一対の支持アーム部と、前記支持アーム部の間を連結する連結部材と、前記揺動軸との連結と、によって枠状の構造を有する構造体に形成されている、請求項２に記載の板材研削装置。
4. 前記ワイヤを一方に移動させることで、前記研削ホイールを前記板材の端縁を研削する研削位置に揺動させ、
   前記ワイヤを他方に移動させることで、前記研削ホイールを前記板材から離間する交換位置に揺動させる、位置変更機を備えている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の板材研削装置。
5. 前記揺動軸から所定距離の位置に配置された検出部材と、前記板材の端縁と直交する方向における前記検出部材の変位量を検出する研削位置センサと、を備え、
   前記研削位置センサの検出量から前記研削ホイールの磨耗量を検出する制御装置を備えている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の板材研削装置。
6. 前記研削位置センサは、軸方向の移動量を検出するリニアセンサで構成され、
   前記検出部材は、前記揺動軸の軸心と平行な軸心を有し、前記リニアセンサの当接部材と点接触又は線接触する円形に形成され、
   前記制御装置は、前記揺動軸の軸心から前記研削ホイールの軸心までの距離と前記揺動軸の軸心から前記検出部材の軸心までの距離との比率と、前記リニアセンサの当接部材の軸方向変位量と、に基づいて、前記研削ホイールの摩耗量を検出するように構成されている、請求項５に記載の板材研削装置。

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