JPS6080547A - 硝子研削装置 - 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】 本発明は硝子表面にＶ溝等を曲線で刻む硝子研削装置に
関する。

ガラスドア、壁面ミラー等の表面に断面Ｖ形、Ｕ形又は
これらに類する溝（以下、単に■溝と称す）を刻んで模
様を形成すれば光の屈折にて外観性が飛躍的に向上する
ことは知られている。第１０図にはドアガラス１０１　
・に複数の■溝カット１０２・・・を施こし、このドア
ガラス１０１　・を組付けたドア１００を例示する。

ところで、従来このような■溝カットは第１１図Ａ乃至
Ｂに例示するような直線のＶ溝１１０・・・の組合せに
限られており、曲線模様の■溝カットは施されていない
のが実情である○ この理由について説明すると、例えば木工技術の分野に
於ては第１２図に示す如き周面及び先端面に切刃を設け
だ円柱状の回転ルータ１２０があるが、このルータ１２
０は単にこれをＸＹ軸方向へ移状溝１２２を容易に形成
することができ、仮に■溝を形成する場合にも当該ルー
タ１２０の刃先を円錐形状とすれば幾何学的には容易に
形成できる。しかし、■溝を形成する対象が硝子であシ
、シがも■溝を刻むルータがダイヤモンドあるいは砥石
である場合には斯かるルータは現実的にほとんど利用価
値がない。つまシ、硝子の研削工程における切刃の速度
は毎分数百から千数百メートルを要するが細い円柱状ル
ータでその速度を確保することば甚だ困難であシ、さら
にルータ先端が円錐形であるときは速度に関係々く先端
頂部の速度は理論上塔で１加工速度は著しく小さいとと
もにルータが小型のため減耗が大きく実用性が全くない
。

このため、通常硝子のＶ溝加工に際しては、第１３図に
示す如き周縁１３０ａを断面Ｖ形に形成した円盤状のツ
ール１３０を用い、これを回転させつつ周縁１３０ａを
被加工硝子１３１の表面に圧接し、且つツール１３０を
対回転軸垂直方向へ移動して■溝１３２を形成する。

したがって、ツール１３０を直線方向へのみ移動させる
自動制御加工はきわめて容易であシ、冒頭に述べた直線
のＶ溝カットの自動研削装置は既に実用化されている。

ところが、第１４図に示す如く被加工硝子１３１に曲線
状のＶ溝１３３を形成する場合にはツール１３０の回転
方向をＶ溝１３３の方向へ常に一致、っまシツール１３
０の回転軸線をソール移動軌跡の接線に対し垂直になる
ようにする必要がある。しかし、このようにツール１３
０の方向を■溝１３３の曲線模様に合わせて正確に制御
することは容易でなく現在連続的に曲線状の■溝を刻む
ための研削装置は実用化されるに至っておらず、ここに
自動制御にょシ簡単、且つ正確に曲線状のＶ溝を刻む硝
子研削装置が要請される。

なお、第１５図に示す如く比較的／」＼形の硝子製品１
５０の加工は手作業にて行われる場合もあるが手作業で
あるという本質的欠点を有し、例えば量産性−加工精度
、作業性等の点で著しく劣る。

本発明は斯かる要請に応えるもので、硝子表面に曲線模
様の■溝加工を自動制御により正確且つ容易に行うこと
ができるとともに、任意の模様をきわめて容易に施すこ
とができる硝子研削装置の提供を目的とする。

本発明は以上の目的を達成するため硝子表面に溝を刻む
硝子研削装置に適用し、その主要溝成とするところは第
１図に示す如く円盤状のツール１を回転させつつツール
１の周縁１ａを被加工硝子２の表面に圧接して■溝３を
刻む研削器４と、例えば磁気シート５に磁気的に描いて
なる曲線を含む倣い模様部６と、倣い模様部６の少カく
とも線分の方向を読取る例えば磁気センサを利用した読
取手段７と、読取シ結果に応じて前記研削器４をＸ軸ｘ
、、ｙ＠ｙ、ｚ軸Ｚへ移動させる移動制御手段８と、前
記ツール１０回転軸線Ｈ１をツール１の最下研削点にお
ける移動軌跡の接線Ｈ２に刻し垂直に々るようツール１
の角度を制御する角度制御手段９を備え、前記倣い模様
部６を型部とした倣い方式により被加工硝子２に曲線模
様の■溝３を自動的に刻むことができるようにしたごと
を特徴とする。

以下には本発明をさらに具体化した好適な実施例を挙げ
図面を参照して詳述する。図面に於て、第２図は本発明
に係る硝子研削装置の正面図、第３図は同平面図、第４
図は同側面図である。

先ず、図中符号２０で示す硝子研削装置の機械的構成に
ついて説明する。矩形の本体テーブル２１の上面（では
被加工硝子を載置する硝子置台２２を設ける０また、本
体テーブル２１の左右両側には前後方向に延びだＸ軸ガ
イドレール２３，２４を固設する。このＸ軸ガイドレー
ル２３．２４の下方には夫々一端をマイタギヤボックス
２５．２６の出力軸に結合したねじ棒２７，２Ｂを回動
自在に併設するとともに、各ねじ棒２７．２８にはナツ
ト部２９゜３０を夫々螺合せしめてボールねじ構造とす
る。

また各ガイドレール２３．２４上には各レール間に跨が
った格好でＸ軸支持体３１をＹ軸方向（前後方向）へ摺
動自在に載せ、且つこのＸ軸支持体３１の両端は上記各
ナツト部２９．３０に固定する。一方、本体テーブル２
１の後部には減速機付のＹ軸モータ（プリントモータ等
）３２を固設し、このＹ軸モータ３２の回転は減速され
てマイタギヤボックス２５．２６の入力軸に回転入力と
して伝達される。以って、Ｙ軸モータ３２の正逆回転に
よりＸ軸支持体３１をＹ軸方向へ移動させることができ
る。

他方、Ｘ軸支持体３１の前面には上下に離間し１左右方
向へ延びた一対のＸ軸ガイドレール３３゜３４を固設す
る。各ガイドレール３３．３４上にはＸ軸支持体３５を
摺動自在に取付け、特に支持体３５側はレールから外れ
ないようにレールを押持する形状と表す。また、各ガイ
ドレール３３と３４の間にはこれらと平行にねじ棒３６
を回動自在に配設し、この一端はＸ軸支持体３１の側部
に配設した減速機付のＸ軸モータ３７に結合する。そし
て、ねじ棒３６には上記Ｚ軸支持体３５に固設したナツ
ト部（図に現れず。）を螺合せしめボールねじ構造とす
る。以って、Ｘ軸モータ３７の正逆回転はＸ軸支持体３
５をＸ軸方向へ移動させるべく作用する。

脣た、Ｘ軸支持体３５の前面には研削器３８を設ける。

この研削器３８自体は２軸支持体３５の上部に配設した
ベローフラムシリンダ３９の作動にて上下方向へ移動す
る。研削器３８はエアモータからなる回転駆動部４０と
この回転軸に取付けたツール４１から々る。ツール４１
は前述の如く円盤状で、周縁４１ａはＩｉ面Ｖ形、Ｕ形
、或いはこれらに類する形状にて形成する。なお、ツー
ル４１の回転軸は水平と々る。一方、回転駆動部４゜の
上部はロークリ型のポテンシオメータ４２を介してギヤ
ボックス４３の出力軸に結合し、このギヤボックス４３
の入力軸は減速機料のθ軸モータ４４に結合する。ポテ
ンシオメータ４２の回転軸、即ちθ軸はツール４１の回
転軸線及びツール４１の盤厚中心を通るべく配設する。

以って、モータ４４の正逆回転はツール４１の研削方向
である角度を制御すべく作用する。なお、ツール４１は
回転駆動部４０に対して又は研削器３８自体がポテンシ
オメータ４２にて着脱自在になし、例えば−次加工用の
１４０〜２００メツシユのダイヤモンドホイール、二次
加工用の２００〜５００メツシユのダイヤモンドホイー
ル、研磨加工用の砥石等各種異なるソール４１を交換で
きる。

一方、本体テーブル２１の隣には前記硝子置台２２と平
行面の磁気シート載置面４５ａ　を有する型置テーブル
４５を併置する０この載置面４５ａは硝子置台２２の直
面と略同じ大きさである。また、Ｘ軸支持体３５の側部
にはセンサアーム４６を固設し、このセンサアーム４６
先端は型置テーブル４５上１で水平に延出する。センサ
アーム４６の先端下部には磁気センサ（読取手段）４７
を配設し、この磁気センサ４７の検知面は一定のギャッ
プを介して載置面４５ａ上に載置した磁気シート面と対
向する。

次に、斯かる硝子研削装置２０の電気的制御系統につい
て第５図乃至第７図を参照して説明する。

第５図は制御系統を示すブロック図、第６図は磁気シー
トの倣い模様部を示す平面図、第７図は磁気センサの原
理図である。

先ず、型置テーブル４５の載置面４５ａに載置する磁気
シート４８　（第６図）は例えばバリュームフエライト
を混合したプラスチック磁気シートで強磁性体の鋼板に
接着して用いる。所要の倣い模様部４９は画線磁気シー
ト４８に強力な磁石からなる磁気ベノで描き、曲線を含
む任意の模様を混成する。これにより磁気シート４８上
には着磁したＮ極線部４９ａとＳ極線部４９ｂが対で描
かれ両者の境界線が倣い模様部４９となる。

一方、磁気センサ４７は第７図の如く、センサケース５
０内にパーマロイの可飽和コアに巻線を施した検出ヘッ
ドを複数配設してなシ各対称的に配した一対の水平方向
Ｘ成分検出ヘッド５１，５２、水平方向Ｙ成分検出ヘッ
ド５３，５４、垂直方向Ｘ成分検出ヘッド５５．５６、
垂直方向Ｙ成分検出ヘッド５７，５Ｂから々る。各成分
を検出する一対の検出ヘッドは夫々逆相となるよう結線
し磁気シート４８からの検出すべき磁界によって生ずる
差電圧が磁束密度に比例した検出電圧として取シ出され
る。

そして、第５図に示す如く、水平方向Ｘ成分の垂直方向
Ｘ成分の検出電圧ｖｖｘ　ｚ垂直方向Ｘ成分の検出電圧
ＶＶＹ　は検波整流回路５９．６０．６Ｌ６２にて各々
アナログ信号化され（検出ヘッドの励磁電流がパルス波
のため）、演算増幅回路６３及び６４に供給される。演
算増幅回路６３では磁気センサ４７が第６図の如くＳ極
側に偏した０点にあればＸＹ成分ベクトルはＩ又は■象
限に存在するため検出電圧ＶＨＹ　は正となシ検出電圧
■Ｈｘと■ｖＸ　の差を演算し、他方Ｎ極側に偏した位
置にあればＸＹ成分ベクトルは■又は■象限に存在する
ため検出電圧Ｖ　ＨＹは負となシ検出電圧ＶＨＸと■ｖ
Ｘの和を演算する。検出電圧ｖｎｙの正負判別は比較回
路６５にて行われ、この出力によりセレクトスイッチ６
６が切換わる。そして、演算増幅回路６３の制御出力Ｓ
□はモータ駆動回路６７に供給されＸ軸モータ３７を駆
動制御する。なお、このモータ回路はサーボ系を構成す
る。以上Ｘ軸方向制御系について述べたが、Ｙ軸方向制
御系も全く同様に構成され６９は比較回路、７０はセレ
クトスイッチ、７１はモータ駆動回路、３２はＹ軸モー
タ、Ｓ２　はＹ軸モータ３２を制御する制御出力である
。

次に、ツール４１の角度制御系について説明する。前記
ポテンシオメータ４２からは有効電気角３６０度を有す
るｓｉｎ及びｃｏｓ　の２相の出力を得る０今、被加工
硝子上におけるツール４１の移動軌跡に於て、ツール４
１の最下研削点が仮に第６図に示す点Ｐの位置にあると
する。この場合、もしツール４１の回転軸線に対する垂
直線が矢印工（８で、Ｘ軸との角度がβ、一方、点Ｐに
おける移動軌跡の接線が矢印Ｈ４で、Ｘ軸との角度がα
であれば、ツール４１の角度を制御してα−βにする必
要がある。第５図に於て前記制御出力Ｓ。

及びＳ２は夫々倣い模様部４９における接線ベクトルの
Ｘ方向成分及びＹ方向成分であるから接線ベクトルのス
カラー値をＡとすればＡｃｏｓα及びＡｓ１ｎα　とし
て夫々表される。他方、ポテンシオメータ４２から得る
２相の出力はＢｃｏｓβ、Ｂｓ１ｎαとして表される。

他方、発振回路７３からはキャリヤであるｃｏｓｗｔ　
を、又９０度位相遅延回路７４を経てキャリヤであるｓ
ｉｎｗｔを夫々得、先ず磁気センサ側からの制御出力と
ともに乗算回路７５７６、及び減算回路７７にて次の演
算処理を行う。

Ａｓｉｎｗｔ　ｃｏｓ　ａ−Ａｃｏｓｗｔ　ｓｉｎ　α
＝Ａｓｉｎ　（ｗｔ−α）・・・（１） 同様にポテンシオメータ４２からの出力とともに乗算回
路７８．７９、及び減算回路８０にて次の演算処理を行
う。

Ｂ　ｓ　ｉｎ　ｗｔ　ｃｏｓβ−Ｂ　ｃｏｓ　ｗｔ　ｓ
ｉｎ　／３　＝Ｂ　ｃｏｓ　（ｗｔ−β）・・（２） このようにして得られた位相変調波は夫々リミッタ増幅
回路８１及び８２にて増幅され、且つ矩形波となる。こ
の結果回路８１及び８２の出力は位相情報だけのデジタ
ル信号となり各信号の位相を位相比較回路８３にて比較
する。以って位相比較回路８３からはβ／αのデユーテ
ィ比を有する周波数ｆ（ｆ＝ｗ／２π）のディジタル信
号を得、これを平滑回路８４にて整流するとαとβの角
度差にＪ二す例した直流アナログ電圧となる。なお、位
相比較回路８３にて位相比較を行う際に同時に前記（１
）と（２）式のどちらに位相進みがあるかが判別できる
ため制御角度の正負判別信号ｓ８を得る。これにより平
滑回路８４からの出力はインバータ８５にて正負の極性
が付与されこのＵ：１カは制御出方ｓ４としてモータ駆
動回路８６に供給されθ軸モータ４４を駆動制御し常に
α−β　となるよう動作する。

彦お、θ軸モータ４４のモーフ回路はサーボ系を構成す
る。

次に、斯かる硝子研削装置２ｏの全体的動作について説
明する。

先ず、型置テーブル４５には所要の倣い模様部４９を描
いた磁気シートをセットするとともに、本体テーブル２
１の硝子置台２２には被加工硝子をセットする。そして
、磁気センサ４７の検出面、を着磁した磁気シート上任
意位置にセットすれば磁気センサ４７は着磁した磁界を
検出する。この状態でＸ軸モータ３７及びＹ軸モータ３
２を設定された所定の速度で駆動すれば磁気センサ４７
は倣い模様部４９に沿って移動し曲線上を周回運動する
とともに、ツール４１も被加工硝子上を倣い模様部４９
と同一の軌跡を描いて移動する。しかも、移動中ツール
４１はその回転軸線がツール４１の最下研削点における
移動軌跡の接線に対し垂直となるよう常に制御される。

したがって、ツール４１を回転駆動し、シリンダ３９に
てソール４１を下降せしめれば被加工硝子面にはツール
４１の周縁断面形状と同じ■溝を形成することができる
。

なお、第８図には本硝子研削装置２０にてω［削した■
溝断面の例を、第９図には同装置２０により研削した■
溝カット模様の種々の例を挙げた。

なお、これらの例に於て、ツールの移動軌跡の最小曲率
半径に追従して略一定の溝幅となるようツールの断面積
、先端角度及びツール直径を選択するか、又はこれらツ
ールの形状に合わせて移動軌跡の最小曲率半径を選択す
る。

以上、実施例に於ては例えばノール４１の位置を固定し
θ軸を少なくとも３６０度以上回転させるととにより凹
球面加工を行うこともできる。また、前述した如くツー
ル４１は機体側から着脱自在である為、ツール交換によ
シ研削をはじめ研磨、更には傾斜辺で切断する等各種加
工を行うことができる。また、倣い模様部４９は磁気シ
ート上に描いたが例えば記憶装置等に電気的に記憶させ
、これをマイクロコンピュータ等で読出すことにょ逆制
御を行ってもよい。その側木要旨を逸脱しない任意変更
実施は本発明範囲に許容される。

このように、本発明に係る硝子研削装置は従来実用化が
困難であった硝子面への曲線Ｖ溝カットを自動制御によ
り確実、正確、しかも容易に行うことができる。

また、一種の倣い方式であるため任意の模様をきわめて
容易ＩＣ施すことができ、特に磁気シート上に倣い模様
を磁気的に描けば容易に消去でき、更に任意自在の曲線
模様を描くのみで足り全く型板等は不要である等の諸効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

１第１図は本発明の構成を明示する硝子研削装置の斜視
図、第２図は本発明の実施例に係る硝子研削装置の正面
図、第３図は同平面図、第４図は同側面図、第５図は制
御系統を示すブロック図、第６図は磁気シートの倣い模
様部を示す平面図、第７図は磁気センサの原理図、第８
図は本発明の実施例に係る硝子研削装置により研削した
■溝の断面図、第９図は同装置により研削したＶ　１１
カツトの模様図、第１０図は従来例説明用のドアの正面
図、第１１図は従来例説明用のＶ溝カットの正面図、第
１２図は従来例の説明図、第１３図は■溝加工用ツール
の斜視図、第１４図は同ツールによる加工説明図、第１
５図は従来例の説明図である○尚図面中、１，４１はツ
ール、１ａ、４１ａはツールの周縁、２は被加工硝子、
３はＶ溝、４．３８は研削器、６，４９は倣い模様部、
７．４７Ｎ：磁気センサ（読取手段）、８は移動制ｉ卸
手段、９は角度制御手段である。 第８図 （Ａ） 第１０図 （Ｂ） 第１１図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）硝子表面に溝を刻む硝子研削装置において、円盤
   状のツールを回転させつつツールの周縁を被加工硝子の
   表面に圧接して溝を刻む研削器と、曲線を含む倣い模様
   部と、倣い模様部を読取る読取手段と、読取り結果に応
   じて前記研削器を移動させる移動制御手段と、前記ツー
   ルの回転軸線をツールの最下研削点における移動軌跡の
   接線に対し垂直になるよう制御する角度制御手段を具備
   することを特徴とする硝子研削装置。
2. （２）前記移動制御手段は硝子表面に対するＸ軸方向、
   Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の各移動制御部の組合せで構成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の硝子研削
   装置。
3. （３）前記角度制御手段はＺ軸を回転軸として研削器の
   角度制御を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の硝子研削装置○
4. （４）前記倣い模様部は磁気的手段により描いたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の硝子研削装置。
5. （５）前記読取手段は倣い模様部を形成する線分の少な
   くともその方向を読取れる磁気センサによシ構成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の硝子研削装
   置。
6. （６）前記磁気センサはＸ軸方向又はＹ軸方向の移動制
   御部に一体に連結したことを特徴とする特許請求の範囲
   第５項記載の硝子研削装置。
7. （７）前記ツールは円周直角断面形状をＶ形、Ｕ形又は
   これらに類する形状に形成し、且つ移動軌跡の最小曲率
   半径に追従して略一定の溝幅となるようツールの断面幅
   、先端角度及びソール直径を選定してなることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の硝子研削装置。
8. （８）前記ツールは交換可能に取付けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項又は第７項記載の硝子
   研削装置０
9. （９）前記ツールは被加工硝子を傾斜辺で切断するソー
   ルを含むことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の
   硝子研削装置。