JPH0248159A - 湾曲したガラス体表面の研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、湾曲したガラス体表面、特にブラウン管用パ
ネル表面を研磨する研磨装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、ブラウン管用のパネルは溶融硝子塊を金型に落
し、プレスして成形されるが、表面に小孔やシワ等の欠
点が残りやすく、これらの欠点を除去して滑らかな表面
を得るための面研磨が必要とされている。

従来、ブラウン管用パネルの外表面の断面形状は、単一
球面の一部に近く、研磨具とパネル表面の研磨中の接触
圧力を略均−にしながら研磨することが容易なため、比
較的高効率に研磨式分布が均一で表面性状の良好な面研
磨がなされていた。しかしながら、近年ブラウン管の大
型化に伴いパネル外面形状のフラット化が要請され、面
形状が単一球面から大きくずれた非球面形状のパネルの
生産が増えつつある。このような非球面形状のパネル表
面を従来の研磨装置で研磨しようとすると、研磨具と、
パネル表面の研磨圧力の分布を一定に保つことが困難な
ため、パネル表面全面にわたって良好な性状の研磨面を
得るためには、複数台の研磨装置でそれぞれ研磨条件を
変えて比較的低い押付は力で長時間研磨する必要があり
低効率となる。従来の代表的な２つの研磨装置の概略を
第７図及び第８図に示す。

第７図はテーブル１６とともに回転するブラウン管用パ
ネル１５の表面に、可撓性のあるラップ１３とラップを
支持する背面板１４との間にゴムまたはスポンジ製のク
ツション材１１をはさんで形成された研磨具を、研磨具
の回転軸１２と前記テーブル１６の回転軸１７どの位置
をずらして押し当て、研磨具の回転軸１２の中心から研
磨材を供給しつつ前記回転軸１２．１７を互いに逆方向
に回転させてパネル表面を研磨する研磨装置である。こ
の゛装置で単一球面に近い面形状をもつパネル表面を研
磨する場合には、前記背面板１４の曲率をパネル表面の
曲率と概略一致させればパネル面に一様な圧力を加える
ことができるので、パネル表面全面にわたって均一で効
率のよい研磨がなされる。しかしながら、この装置で面
形状が単一球面から太き（はずれた非球面度の大きい形
状のパネル表面を研磨すると、ラップ１３の背面にクツ
ション材１１を挿入し背面板１４の曲率を種々調整して
も研磨具とパネル表面の研磨面の間に加えられる圧力が
一様とはならず、単一球面パネル研磨と同等の押付力で
は研削が著しく弱いか全（研磨されない領域が残り、こ
の部分で成形時の欠点を除去しきれない。また、研削の
弱い領域の研削を高めようとして研磨圧力を高めると、
局所的に面圧の強い部分が生じこの部分にゆがみや傷等
の研磨時の欠点が発生する。したがって、研磨時間も長
くなり歩留りも悪く、この装置による非球面度の大きい
表面形状をもつパネルの面研磨は低効率となる。

第８図はテーブル２１とともに回転するブラウン管用パ
ネル２２の表面に、傾斜溝２４を設けたゴム製の円筒状
のドラム２３を押し付け、外部からスラリー状の研磨材
を供給しつつ回転軸２５を回転させ、ブラウン管用パネ
ル２２表面を研磨する研磨装置である。この装置は円筒
状のドラム２３に内圧として空気圧を与えているため、
前記第７図に示す装置に比べ研磨面の面圧の不均一度は
小さいが、単位時間当りの研削量が少なく、非球面度の
大きい表面形状をもつパネルを効率よく研磨するには不
向きである。

［発明の解決しようとする課題］ このように、従来の研磨装置による非球面度の大きい表
面形状をもつパネルの如きガラス体表面の研磨は、上述
のような解決すべき欠点を有するものである。

本発明の目的は、パネル中心から等距離の位置での外表
面のパネル回転軸方向の高低差が８ｍｍ程度あるような
ブラウン管用パネルの如き非球面度の大きい表面形状を
もつガラス体の表面を研磨する研磨装置において、研磨
中のガラス体研磨面全体の面圧がほぼ均一であり、研削
代分布の良好な研磨面を得られると同時に、従来と同等
かそれ以上の研磨圧を印加しても、ゆがみや傷等の研磨
欠点のない安定した研磨面を短時間で効率良（得られる
ガラス体表面の研磨装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであり
、湾曲したガラス体表面に接触させる可撓性を有するラ
ップと、ラップを保持し回転軸を中心に回転可能に設け
られた背面板とを有し、該背面板を回転させると同時に
該ラップを湾曲したガラス体表面に押付けて研磨する研
磨装置において、ラップと背面板との間に少なくとも湾
曲したガラス体表面にほぼ垂直な方向に弾性を有する複
数個の弾性部材を並列に配置し、該弾性部材によってあ
らかじめラップに予圧及び初期張力を付与したことを特
徴とする特曲したガラス体表面の研磨装置を提供するも
のである。

［実施例］ 本発明で提供しようとする研磨装置の１実施例を第１図
〜第３図に示す。第１図及び第２図では、少くとも研磨
具の回転軸２の軸線の方向に弾力性をもつ弾性部材１が
可撓性のあるラップ３とラップ３を支持する背面板４と
の間に複数個並列に配されている。前記弾性部材１は、
ラップ３が背面板４に支持されることによって圧縮力を
受けている。この反作用として、ラップ３は背面から弾
性部材１により予圧を受は面内方向に張力が与えられる
。配される複数個の弾性部材１の剛性、形状、配置は研
磨されるガラス体表面の形状や押し付は力等の研磨条件
に応じて設計される。かかる構成の研磨具を非球面形状
をもつガラス体の表面に押し付は研磨するときの状況を
第３図に示す。研磨具と研磨されるガラス体はそれぞれ
回転軸２，７を中心に互いに逆方向に回転し研磨がなさ
れる。ラップ３には予圧を受けた弾性部材１から研磨中
の押し付は力が伝達されるため、弾性部材１の剛性を最
適に選べば、ラップ３をガラス体表面形状に沿って屈曲
させることができ、ガラス体表面全体にわたって安定し
て約一定の面圧を加えることができる。また、弾性部材
１の個数を複数にすることにより設計の自由度が増し、
異なる剛性をもつ弾性部材を適正に配置することでガラ
ス体表面への付与圧力が面形状にあわせて設定されるの
で、好適な研削代分布が容易に得られる。

ラップに背面からの予圧を与えず、単に第７図の如く弾
力性のあるクツション材をラップと背面板の間に挿入し
てなる研磨装置の場合には、押し付は力の印加とともに
ラップと背面板の支持部からの力の伝達の割合がクツシ
ョン材からの力の伝達の割合に比して強まり、部分的に
面圧の強まる領域が発生する。例えば、ラップが外周部
で背面板に支持されているかかる研磨装置では、支持部
の剛性が高いためにこの部分から押し付は力が伝達され
、クラックやスカッフ等の研磨傷が発生しやすい。前記
第１図〜第３図に提示した研磨装置では弾性部材より加
えられる予圧のため、実質的に押し付は力は弾性部材の
みから伝達され、部分的に面圧の強まる領域は発生しに
（い。

あるいは、可撓性を増しガラス体表面への当りを均等に
する目的でやわらかいラップを使用すると、ラップに面
内方向の張力が作用しにく（なるためガラス体表面のコ
ーナ一部よりやや内側に入った部分で、ラップに研磨面
から離れようとする力が働き部分的に研削の弱い領域が
発生する。第１図〜第３図に示す研磨装置は、ラップ背
面から弾性部材に予圧を与え、ラップに面内方向の張力
を与えることで上記問題点を解決し、面性状が良好で好
適な研削代の研磨面を得ようとするものである。

本発明における研磨装置のさらに好ましい態様は、ラッ
プとガラス体表面の間に加えられる面圧が０．３ｋｇ／
ｃ＋ｎ”　〜１．６ｋｇ／ｃｍ２の範囲内にあり、設定
される研磨条件に応じて弾性部材が常時変位に比例した
復元力を維持するよう選定されていることである。例え
ば、弾性部材としてコイルばねを用いる場合、個々のば
ねの負荷能力が低い場合にはコイルが密着して部分的に
面圧の高い領域が発生することがあるため、面圧を均一
化するためには個々の弾性部材には充分な復元力が必要
である。本研磨装置の場合、ラップとガラス体表面の面
圧が０．３ｋｇ／ｃｍ２以下では従来の装置に比して研
磨効率、歩留りに改善がみられず１．６ｋｇ／ｃｍ２以
上では研磨傷の発生割合が増し歩留りが低下する。

本発明のさらに好ましい態様は、複数個の貫通孔を設け
た板状のサポートがラップと背面板との間に設置され、
複数個の弾性部材がサポートの貫通孔に挿入されて支持
されているものである。実施例を第４図及び第５図に示
す。弾性部材１は円板状のサポート８の貫通孔に挿入さ
れて支持されており、このため、弾性部材１に遠心力等
の外力が働いても位置がずれず弾性部材を適正位置に保
持することができる。

本発明のさらに好ましい態様は、前記弾性部材１をガラ
ス体表面にほぼ垂直な方向への変位可能な距離が１５ｍ
ｍ以上のコイル状ばねとすることである。コイル状ばね
は製作が容易で中心軸方向の変位を大きく取れるメリッ
トがある。コイル状ばねの変位可能な距離が１５ｍｍ以
下の場合には、中心から等距離の位置でのガラス体の研
磨中の回転軸方向の高低差が８ｍｍ程度ある非球面を研
磨しても予圧が低すぎ、さらにガラス体の高低差に追従
できなくなり良好な研削代分布となる研磨はなされえな
い。

本発明のもう１つの実施例を第６図に示す。

第６図では、本発明による研磨装置をブラウン管用パネ
ル外表面の荒ずつ研磨に適用した状況を示す。研磨具を
構成する主要部品は、弾性部材１、回転軸２、ラップ３
、背面板４、サポート８であり、ラップ３には弾性部材
１により予圧が与えられている。弾性部材ｌは金属製の
圧縮コイル状ばねよりなり、同心円状に３列総計４６個
のコイルばねが配されている。コイル状ばねは研磨面の
形状に応じて剛性が適正に設定され、本実施例では最外
周のばねの剛性を内側２列のばねの剛性に比して弱めで
ある。ラップ３は可撓性のあるゴム製の円板に多数の鉄
ピース９が埋め込まれたものであり、ゴム製円板の外周
と内周がそれぞれ背面板４と回転軸２で支持されている
。鉄ピース９の先端は、研磨中にパネル外表面に押し当
てられる。サポート８はゴム製の円板にコイル状ばねが
保持される４６個の貫通孔をあけたもので、研磨中に遠
心力等が働いてもばねの位置を適正位置に保持する機能
をもつ。

上記構成からなる研磨具が、回転軸の中心から研磨材ス
ラリーを供給しつつ回転し、パネル外表面に押し当てら
れる。ブラウン管用パネル５はテーブル６により支持さ
れており、回転軸７によって研磨具と逆方向に回転する
。本実施例に示すパネル外表面の形状はおよそ次の多項
式で与えられる非球面形状である。

但し、Ａｉｊは定数 この外表面をもつブラウン管用パネルを、従来の荒ずり
用の研磨装置で研磨すると、短辺部に第９図に示すよう
に短辺から約４０ｍｍ入り込む位置まで弓形の未研磨領
域２７が発生し、この部分での成形時の欠点が除去でき
ず歩留りが低かった。しかるに、本発明で提示した研磨
装置によって約０．６ｋｇ／ｃｍ２の面圧を加えて研磨
したところ、パネル外表面全域が研磨され成形時の欠点
を除去することができた。

本発明の研磨装置において、ラップには用途に応じてク
ロロブレン等よりなる合成ゴム、多数の鉄ピースを埋め
込んだ合成ゴム、あるいは連続微細多孔構造を有する高
分子物質からなる人工皮革等が用いられる。背面板はア
ルミニウム等の軽金属を用いるのが製作上好ましく、サ
ポートはゴム、アルミニウム等の金属、またはプラスチ
ック等の材料よりなる。

本発明において、ラップに加わる平均予圧は０．１　ｋ
ｇ／ｃｍ２以上は必要で、平均予圧が０．１ｋｇ／ｃｍ
２より小さいと研磨時にラップが張力不足で面方向にぶ
れ易くなりガラス体表面を傷つけ易くなったり、あるい
はラップの背面板で支持される領域近傍で局所的に面圧
が高まり一様な研磨がなされなくなり、研磨効率の悪化
及び隅々まで研磨できなくなるという問題を生じる。よ
り好ましくは、平均予圧は０．７ｋｇ／ｃｍ２以下であ
り、これ以上の予圧を加えようとすると、弾性部材の剛
性が高くなり、そのストロークが小さくなるかあるいは
剛性が低（、自由高さの高い弾性部材を用いても、ラッ
プの変形の非線型性のため番こ研磨具の剛性が高まり、
ラップが硝子体の非球面形状に追従しきれな（なる問題
を生じる。さらに、ラップに加わる初期張力は５　ｋｇ
／ｃｍ２以上あれば良（，５ｋｇ／ｃｍ２より小さいと
面方向番こぶれ易くなり上記予圧の場合と同様な問題を
生じる。

従来、ラップと背面板を密閉構造としその間にエアを充
填して予圧を加える方式の装置もあったが、このような
装置の場合予圧の大きさがラップ全体で一様となり、そ
のためラップ中央部では予圧の大きさが適切でもラップ
周辺部では予圧の大きさが大きすぎるという欠点があり
、以下に示すような問題を生じていた。つまり、第３図
に示すような状態においては、ラップ中央部で圧迫され
たエアは主に図中左側へ移動しブラウン管用パネル５の
左側周辺部に強い圧力が加わり、さらに左のへりから少
し内側に入った領域で力学的に面圧の弱い部分が生じ、
その結果ブラウン管用パネル５の左のへりから少し内側
に入った領域でラップが浮き上るという事態が発生し、
この部分の研削が弱くなったり、ブラウン管用パネル５
の外周部の周囲へラップが覆いかぶさり外周部が傷つき
易いというような問題を有していた。本発明装置におい
ては弾性部材の弾性及び長さをラップの内周と外周で変
化させて、予圧の大きさの分布に変化を持たせることに
より、上記問題点を解決することが可能となる。

［発明の効果コ このように本発明の研磨装置によれば、パネル中心から
等距離の位置での外表面のパネル回転軸方向の高低差が
８ｍｍ程度あるようなブラウン管用パネルの如き非球面
度の大きい表面形状をもつガラス体の表面を研磨しても
、研磨中のガラス体研磨面全体の面圧がほぼ均一となり
、これによって、従来の研磨装置では研削が弱いか全く
研磨がなされなかった領域においても充分な研削力が得
られ、ガラス体表面全域にわたって研削代分布の良好な
研磨面が得られる。

また従来と同等かそれ以上の研磨圧力を印加しても、ゆ
がみや傷等の研磨欠点のない安定した研磨面が短時間で
効率良く得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の実施例を示し、第１図、第４
図、第６図は本発明装置の３つの実施例の断面図であり
、第２図は第１図のＡ−Ａ′線における断面図であり、
第３図は第１図ｉ１−と１・５ に示した装置のブラウン管用パネルの研磨時の状態を示
す断面図であり、第５図は第４図のＢ−Ｂ’線における
断面図であり、第７図〜第９図は従来例を示し、第７図
は従来例の断面図であり、第８図は従来のドラムに傾斜
溝を設けた研磨装置の斜視図であり、第９図はブラウン
管用パネルの未研磨領域を示す平面図である。 １・・・弾性部材　　　　　　２・・・回転軸３・・・
ラップ　　　　　　　４・・・背面板５・・・ブラウン
管用パネル　７・・・回転軸８・・・サポート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）湾曲したガラス体表面に接触させる可撓性を有す
   るラップと、ラップを保持し回転軸を中心に回転可能に
   設けられた背面板とを有し、該背面板を回転させると同
   時に該ラップを湾曲したガラス体表面に押付けて研磨す
   る研磨装置において、ラップと背面板との間に少なくと
   も湾曲したガラス体表面にほぼ垂直な方向に弾性を有す
   る複数個の弾性部材を並列に配置し、該弾性部材によっ
   てあらかじめラップに予圧及び初期張力を付与したこと
   を特徴とする湾曲したガラス体表面の研磨装置。
2. （２）複数の貫通孔を設けた板状のサポートがラップと
   背面板との間に設置され、複数個の弾性部材が前記サポ
   ートの貫通孔に挿入され支持されている請求項１記載の
   湾曲したガラス体表面の研磨装置。