KR20130140047A

KR20130140047A - 연삭 방법 및 연삭 장치

Info

Publication number: KR20130140047A
Application number: KR1020137014058A
Authority: KR
Inventors: 준 오카와; 미키오 미야모토; 히데하루 도리이; 유스케 이마자토
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2013-12-23
Also published as: CN203317224U; WO2012073626A1; JPWO2012073626A1; TW201233501A

Abstract

본 발명은 유리 기판의 단부면을 연삭 가공하는 지석과, 상기 유리 기판의 연삭 가공부를 냉각하는 냉각제를 공급하는 노즐을 구비한 연삭 장치를 사용하는 연삭 방법이며, 직경 d의 지석을 회전 구동시켜서 두께가 1.2㎜ 이하인 상기 유리 기판의 단부면을 연삭 가공하고, 상기 연삭 가공중에, 상기 유리 기판을 사이에 두고, 상기 유리 기판의 각 주면에 대하여 θ₁, θ₂의 입사 각도로, 또한 상기 지석에 대한 상기 유리 기판의 진행 방향을 향하여 상기 지석에 의한 연삭 위치로부터 거리 x의 위치에 냉각제를 공급하고, 상기 θ₁, θ₂, x/d의 값이 각각 15 내지 60°, 15 내지 60°, 0.04 내지 0.05의 범위 내인 연삭 방법에 관한 것이다.

Description

연삭 방법 및 연삭 장치{GRINDING METHOD AND GRINDING DEVICE}

본 발명은 유리 기판 단부면의 연삭 방법 및 연삭 장치에 관한 것이다.

판유리나 액정 패널 등의 유리 기판은 연삭 장치에 의해 4변의 단부면이 연삭 및 모따기된다(이하, 연삭 및 모따기를 모두 연삭 가공이라고 함). 이 연삭 가공에서는 회전시킨 지석을 연삭 대상인 유리 기판의 단부면에 닿게 하고, 지석 혹은 유리 기판을 움직여서 유리 기판 주변의 단부면을 연삭 가공하고 있다. 또한, 연삭 가공중에는 냉각을 위해서 노즐로부터 쿨런트(냉각제)가 가공부에 공급된다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 특허 공개 제2007-30051호 공보

최근에는 유리 기판의 두께가 얇아지고 있는 점에서, 유리 기판의 단부면이 흔들리기 쉽고 안정되지 않기 때문에 유리 기판 단부면의 문제(예를 들어, 칩핑(미소 균열), 절결, 연삭 템퍼링이나 균열)가 발생하기 쉬운 상황이 되어 있다. 이 경향은 1.2㎜ 이하 두께의 유리 기판에서 특히 현저하다. 그러나, 종래의 연삭 방법으로는, 이러한 두께가 얇은 유리 기판의 연삭 가공에 적합한 연삭 조건(예를 들어, 쿨런트를 공급하는 위치나 입사 각도)이 규정되어 있지 않고, 상술한 연삭 가공 시에 있어서의 유리 기판 단부면의 문제 발생을 방지하는 것이 곤란하였다.

본 발명은 상기의 사정에 대처해서 이루어진 것이며, 연삭 대상물인 유리 기판이 얇은 경우에도, 유리 기판 단부면의 문제 발생을 억제하고, 유리 기판의 단부면을 안정되게 연마할 수 있는 연삭 방법 및 연삭 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 연삭 방법은, 유리 기판의 단부면을 연삭 가공하는 지석과, 상기 유리 기판의 연삭 가공부를 냉각하는 냉각제를 공급하는 노즐을 구비한 연삭 장치를 사용하는 연삭 방법이며, 직경 d의 지석을 회전 구동시켜서 두께가 1.2㎜ 이하인 상기 유리 기판의 단부면을 연삭 가공하는 공정과, 상기 연삭 가공중에, 상기 유리 기판을 사이에 두고, 상기 유리 기판의 각 주면에 대하여 θ₁, θ₂의 입사 각도로, 또한 상기 지석에 대한 상기 유리 기판의 진행 방향을 향하여 상기 지석에 의한 연삭 위치로부터 거리 x의 위치에 냉각제를 공급하는 공정을 구비하고, 상기 θ₁, θ₂, x/d의 값이 각각 15 내지 60°, 15 내지 60°, 0.04 내지 0.05의 범위 내이다.

본 발명의 연삭 방법에 있어서, 상기 노즐의 공급구의 내경 φ, 상기 노즐의 공급구로부터 각각 공급되는 상기 냉각제의 유량 R, 및 상기 유리 기판의 연삭 가공 속도 V와 상기 지석의 주속도 v의 비 V/v가 각각 2.5 내지 3.2㎜, 10 내지 20L/분, 0.0012 내지 0.01의 범위 내인 것이 바람직하다.

본 발명의 연삭 방법에 있어서, 상기 지석의 마모량에 따라, 상기 x/d의 값이 0.04 내지 0.05의 범위 내가 되도록 상기 냉각제를 공급하는 위치를 조정하는 공정을 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 연삭 방법에 있어서, 상기 지석의 마모량에 따라 상기 V/v가 0.0012 내지 0.01의 범위 내가 되도록 조정하는 공정을 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 연삭 장치는 유리 기판의 단부면을 연삭 가공하는 연삭 장치이며, 두께가 1.2㎜ 이하인 유리 기판의 단부면을, 회전 구동해서 연삭 가공하는 직경 d의 지석과, 상기 유리 기판을 사이에 두고 배치되어, 상기 유리 기판의 각 주면에 대하여 θ₁, θ₂의 입사 각도로, 또한 상기 지석에 대한 상기 유리 기판의 진행 방향을 향하여 상기 지석에 의한 연삭 위치로부터 거리 x의 위치에 냉각제를 공급하는 제1, 제2 노즐을 구비하고, 상기 θ₁, θ₂, x/d의 값이 각각 15 내지 60°, 15 내지 60°, 0.04 내지 0.05의 범위 내이다.

본 발명에 따르면, 연삭 가공중에 유리 기판을 사이에 두고, 유리 기판의 각 주면에 대하여 각각 15 내지 60°의 입사 각도로, 또한 지석에 대한 유리 기판의 진행 방향을 향하여, 지석에 의한 연삭 위치로부터 지석의 직경의 0.04(4％) 내지 0.05(5％)의 범위 내가 되는 위치에 냉각제를 공급하고 있으므로, 연삭 대상물인 유리 기판이 얇은 경우에도 유리 기판 단부면의 문제 발생을 억제하고, 유리 기판의 단부면을 안정되게 연마할 수 있는 연삭 방법 및 연삭 장치를 제공할 수 있다.

도 1의 (a), 도 1의 (b)는 실시 형태에 따른 연삭 장치의 구성도이다.
도 2의 (a), 도 2의 (b)는 연삭 기구의 상세 구성도이다.
도 3은 지석의 확대 측면도이다.
도 4는 하우징의 사시도이다.
도 5는 하우징의 측면도이다.
도 6은 단부면 세정 기구의 측면도이다.

(실시 형태)

이하, 본 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

(연삭 장치 1)

도 1은 실시 형태에 따른 연삭 장치(1)의 구성도이며, 도 1의 (a)는 측면도, 도 1의 (b)는 상면도이다. 도 2는 연삭 기구(100) 및 쿨런트 공급 기구(200)의 상세 구성도이며, 도 2의 (a)는 상면도, 도 2의 (b)는 측면도이다. 도 3은 지석(101)의 확대 측면도이다. 도 4는 연삭 기구(100)가 구비하는 하우징(104)의 사시도이다. 도 5는 하우징(104)의 측면도이다. 도 6은 단부면 세정 기구(500)의 측면도이다.

도 2에서는 하우징(104) 내부의 구성을 용이하게 시인할 수 있도록, 하우징(104)을 쇄선으로 나타냈다. 또한, 도 5에서는 지석(101)을 쇄선으로 나타냈다. 이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 연삭 장치(1)의 각 구성에 대해서 설명한다. 또한, 도 1 내지 도 5에서는 연삭 기구(100) 및 컨트롤러(600)의 지주의 도시를 생략하였다.

도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 연삭 장치(1)는 FPD(Flat Panel Display) 등 전자 기기에 적합한 유리 기판(이하, 워크 W라고 함)의 단부면을 연삭 및 모따기하는 연삭 기구(100), 연삭 기구(100)가 구비하는 지석(101)의 연삭부 부근에 쿨런트(냉각제)를 공급하는 쿨런트 공급 기구(200), 워크 W를 보유 지지하고, 워크 W의 단부면을 연삭 기구(100)를 따라 이동시키는 반송 기구(300), 덕트 L을 통해서 연삭 기구(100)와 접속되고, 연삭 기구(100)에서 사용한 쿨런트를 인입하는 흡인 기구(400), 연삭 기구(100)로 연삭 및 모따기된 워크 W의 단부면을 세정하는 단부면 세정 기구(500) 및 연삭 장치(1) 전체를 제어하는 컨트롤러(600)를 구비한다.

워크 W의 두께가 얇으면(특히 1.2㎜ 이하), 워크 W의 단부면의 문제(예를 들어, 칩핑(미소 균열), 절결, 연삭 템퍼링이나 균열)가 발생하기 쉬워지는 점에서, 본 실시 형태에서는 두께가 1.2㎜ 이하인 워크 W를 다루는 것으로 한다. 또한, 이하의 설명에서는 연삭 및 모따기를 모두 연삭 가공이라고 한다.

(연삭 기구(100))

도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 연삭 기구(100)는 워크 W의 단부면을 연삭 가공하는 지석(101), 이 지석(101)을 회전 구동하는 모터(102), 쿨런트 공급 기구(200)로부터 지석(101)으로 공급된 후의 사용 완료된 쿨런트를 정류하고, 덕트 L에서 사용 완료된 쿨런트를 흡인 유도하는 정류판(103), 지석(101) 및 정류판(103) 등을 수용하는 하우징(104)을 구비한다.

지석(101)은 회전 구동하는 모터(102)에 설치되어 있고, 지석(101)의 중심 P₁을 중심으로 해서 도 2의 (a)의 화살표 α의 방향(반시계 방향)으로 회전 구동된다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 지석(101)의 측면 중앙에는 홈(101a)이 형성되어 있고, 도 2의 (a)의 화살표 β의 방향(우측으로부터 좌측)으로 워크 W의 단부면을 이 홈(101a)을 따라 이동시킴으로써, 워크 W의 단부면의 연삭 가공이 행해진다.

모터(102)는 컨트롤러(600)로부터의 제어에 기초하여, 지석(101)을 도 2의 (a)의 반시계 방향으로 회전 구동한다. 이때, 지석(101)의 회전수는 워크 W의 이송 속도(이하, 가공 속도 V라고 함)에 기초해서 제어된다. 구체적으로는 가공 속도 V 및 지석(101)의 주속도 v의 비 V/v가 0.0012 내지 0.01의 범위 내(0.0012≤V/v≤0.01)가 되도록 지석(101)의 회전수를 제어한다. 또한, 주속도 v는 지석(101)과 워크 W의 판 두께를 1/2로 하는 면이 접촉하는 위치 P₂(이하, 연삭 위치 P₂라고 함)에 있어서의 지석(101)의 주속도이다.

가공 속도 V와 주속도 v의 비 V/v가 0.0012 미만이면 쿨런트가 지석(101)의 회전에 의해 발생한 공기층을 통과해서 워크 W에 도달할 수 없어, 연삭 부분을 냉각할 수 없다. 그 결과, 버닝 등의 문제가 발생하여 연삭 가공할 수 없게 될 우려가 있다. 또한, 가공 속도 V와 주속도 v의 비 V/v가 0.01을 초과하면 워크 W의 연삭 가공의 한계 속도에 가깝기 때문에 워크 W의 단부면의 연삭 가공을 행하는 것 자체가 어렵다.

정류판(103)은 지석(101)의 우측에 지석(101)을 따라 배치되고(도 2의 (a)를 참조), 사용 완료된 쿨런트를 정류해서 덕트 L로 흡인 유도한다. 이 정류판(103)을 구비함으로써, 사용 완료된 쿨런트를 정류해서 효율적으로 덕트 L의 인입구까지 흡인 유도할 수 있다. 이로 인해, 하우징(104) 내에 쿨런트가 비산하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 도 2의 (a)에서는 덕트 L을 하우징(104)의 상측에 설치하고 있지만, 덕트 L을 하우징(104)의 우측에 설치해도 좋다.

덕트 L의 인입 풍량은 40 내지 60m/분의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 인입 풍량이 40m/분 미만이면 쿨런트를 충분히 인입할 수 없을 우려가 있다. 또한, 인입 풍량이 60m/분을 초과하면 하우징(104) 내의 부압(대기압보다 압력이 낮은 상태)이 증대해 하우징(104)의 강도에 영향을 미칠 우려가 있다. 또한, 후술하는 흡인 기구(400)가 구비하는 펌프의 흡인 능력을 올릴 필요가 있기 때문에 설비 비용이 증대한다. 또한, 덕트 L에 인입 풍량 조절용 조정판을 설치해도 좋다.

도 4에 도시한 바와 같이, 하우징(104)에는 워크 W를 도입하는 개구(104a)가 형성되어 있다. 또한, 쿨런트가 하우징(104) 밖으로 비산하는 것을 방지하는 목적으로, 이 개구(104a)의 상하에는 하우징(104)으로부터 외측을 향해서 연신하는 2개의 차양(104b, 104c)이 설치되어 있다. 쿨런트를 덕트 L로부터 인입할 때, 하우징(104) 내의 공기도 인입되기 때문에 하우징(104) 내가 부압이 된다. 이로 인해, 도 5에 도시한 바와 같이, 하우징(104) 밖에서 하우징(104) 내로 화살표 방향으로 공기의 흐름을 생긴다. 하우징(104) 밖으로 비산하려고 하는 쿨런트는, 이 흐름에 되밀리기 때문에, 이 차양(104b, 104c)을 설치함으로써 쿨런트가 하우징(104) 밖으로 비산하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

(쿨런트 공급 기구(200))

쿨런트 공급 기구(200)는 도시하지 않은 펌프에 의해 송출되는 쿨런트를 균 등하게 분기하는 매니폴드(201), 이 매니폴드(201)를 도 2의 (a)의 화살표 γ의 방향(상하 방향)으로 진퇴 구동하는 진퇴 주행 수단(202), 워크 W를 사이에 두고, 워크 W의 각 주면 S₁, S₂에 대하여 θ₁, θ₂의 입사 각도로 배치되고, 매니폴드(201)에서 분기된 쿨런트를 연삭부 부근에 공급하는 노즐(203a, 203b)을 구비한다.

노즐(203a, 203b)은 매니폴드(201)를 통해서 펌프에 의해 송출되는 쿨런트를 공급한다. 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 노즐(203a, 203b)로부터는 지석(101)에 의한 워크 W의 연삭 위치 P₂에 대하여, 도 2의 (a)의 지면을 향해서 좌측, 즉, 연삭 위치 P₂로부터 워크 W의 진행 방향을 향해서 거리 x의 위치 P₃(이하, 공급 위치 P₃라고 함)에 쿨런트가 공급된다.

이 공급 위치 P₃는 지석(101)의 직경 d 및 연삭 위치 P₂와 공급 위치 P₃의 거리 x의 비 x/d가 0.04(4％) 내지 0.05(5％)의 범위 내(0.04(4％)≤x/d≤0.05(5％))가 되도록 조정된다.

지석(101)은 회전하고 있기 때문에 지석(101)의 주위에 지석(101)과 함께 회전하는 공기층이 생긴다. 이 공기층과 워크에 막혀서, 쿨런트를 연삭 위치 P₂에 공급해도 쿨런트를 연삭 위치 P₂에 닿게 할 수 없다. 이로 인해, 가공 속도 V와 주속도 v의 비 V/v가 0.0012 이상이고, 또한 쿨런트를, 연삭 위치 P₂가 아닌 공급 위치 P₃에 공급함으로써 연삭 가공부에 쿨런트를 공급할 수 있다.

이로 인해, 본 실시 형태에서는 지석(101)의 직경 d 및 연삭 위치 P₂와 공급 위치 P₃의 거리 x의 비 x/d가 0.04(4％) 내지 0.05(5％)의 범위 내(0.04(4％)≤x/d≤0.05(5％))가 되는 공급 위치 P₃에 쿨런트를 공급하고 있다. 만약에 x/d의 값이 0.04(4％) 미만이면 실제로 쿨런트가 닿는 위치가 연삭 위치 P₂로부터 워크 진행 방향과 반대 방향으로 어긋나버려 연삭부를 냉각할 수 없다. 또한, x/d의 값이 0.05㎜(5％)를 초과하면, 쿨런트가 닿는 위치가 연삭 위치 P₂로부터 워크 진행 방향으로 어긋나버려 연삭부를 냉각할 수 없다.

또한, 도 2의 (b)에서는 노즐(203a, 203b)에 의한 쿨런트의 공급 위치를 동일 위치로 하고 있지만, 노즐(203a, 203b)의 쿨런트의 공급 위치를 서로 비켜놓도록 해도 좋다. 이렇게 노즐(203a, 203b)의 쿨런트의 공급 위치를 어긋나게 함으로써, 노즐 203a로부터 공급되는 쿨런트와 노즐 203b로부터 공급되는 쿨런트가 서로 간섭해서 쿨런트가 연삭 가공부에 공급되지 않는 것을 억제할 수 있다. 단, 이 경우에도 노즐(203a, 203b)에 의한 쿨런트의 공급 위치가 0.04(4％)≤x/d≤0.05(5％)를 만족하도록 조정하는 점에 유의한다.

또한, 쿨런트를 공급하는 노즐(203a, 203b)의 입사 각도 θ₁, θ₂에도 주의가 필요하다. 쿨런트의 입사 각도에 따라서는 지석(101)에 의한 워크 W의 연삭 위치 P₂에 쿨런트를 공급할 수 없을 우려가 있다. 이 쿨런트의 입사 각도에는 수평 방향(도 2의 (b)를 참조)의 입사 각도 θ₁, θ₂와, 워크 W의 단부면(연삭면)에 대하여 수직 방향(도 2의 (a)를 참조)의 입사 각도 θ₃가 있지만, 지석(101)의 측면에 대하여 수평 방향의 입사 각도 θ₁, θ₂가 특히 중요하다.

구체적으로는, 노즐(203a, 203b)의 입사 각도 θ₁, θ₂(도 2의 (b)를 참조)는 15° 내지 60°의 범위 내(15°≤θ₁, θ₂≤60°)로 하는 것이 바람직하다. 입사 각도 θ₁은 도 2의 (b)에 나타내는 보조선 L₃에 대한 보조선 L₁의 각도이며, 입사 각도 θ₂는 도 2의 (b)에 나타내는 보조선 L₃에 대한 보조선 L₂의 각도이다. 또한, 보조선 L₃을 기준으로 해서 상측, 하측 모두 정(플러스)으로 하였다. 여기서, 보조선 L₃은 연삭 위치 P₂에 있어서의 지석(101)의 접선이고, 보조선 L₂는 노즐 203b의 공급구의 중심을 통과하는 선이며, 보조선 L₁은 노즐 203a의 공급구의 중심을 통과하는 선이다.

노즐(203a, 203b)의 입사 각도 θ₁, θ₂가 15° 미만인 경우, 쿨런트가 워크 W 위를 흐르게 되어 지석(101)과 워크 W가 접촉하는 연삭 위치 P₂에 쿨런트가 잘 공급되지 않아, 버닝 등의 문제가 발생할 우려가 있다. 또한, 노즐(203a, 203b)의 입사 각도 θ₁, θ₂가 60°를 초과하는 경우, 쿨런트가 워크 W를 두드리는 상태가 되고, 워크 W의 단부면이 진동해서 안정되지 않기(격렬해지기) 때문에, 칩핑(미소 균열)이나 절결, 균열 등의 문제가 발생할 우려가 있다.

또한, 노즐(203a, 203b)에 공통의 입사 각도 θ₃은 15° 내지 30°의 범위 내(15°≤θ₃≤30°)로 하는 것이 바람직하다. 입사 각도 θ₃은 도 2의 (a)에 도시하는 보조선 L₄와 보조선 L₅의 각도이다. 여기서, 보조선 L₅는 노즐 203a의 공급구의 중심을 통과하는 선이며, 보조선 L₄는 지석(101)의 연삭 위치 P₂에 있어서의 접선이다.

또한, 노즐(203a, 203b)로부터 공급하는 쿨런트의 유량 R은, 각각 10 내지 20L(리터)/분(10L/분≤R≤20L/분)으로 하는 것이 바람직하다. 지석(101)은 회전하고 있기 때문에 지석(101)의 주위에 지석(101)과 함께 회전하는 공기층이 생긴다. 이로 인해, 쿨런트 유량 R이 10L/분 미만이면 이 공기층을 쿨런트가 깰 수 없어, 쿨런트가 공급 위치 P₃에 잘 닿지 않는다. 그 결과, 연삭부를 냉각할 수 없어, 버닝 등의 문제가 발생한다. 또한, 쿨런트 유량 R이 20L/분을 초과하면, 상기 공기층을 깰 수는 있지만, 쿨런트의 유속이 너무 빨라져, 공급 위치 P₃에 공급된 쿨런트가 연삭 위치 P₂에 도달하지 않을 우려가 있다.

또한, 노즐(203a, 203b)의 공급구의 내경 φ는 각각 2.5㎜ 내지 3.2㎜의 범위 내(2.5㎜≤φ≤3.2㎜)로 하는 것이 바람직하다. 노즐(203a, 203b)의 공급구의 내경이 2.5㎜ 미만이면 공급되는 쿨런트 직경이 가늘어지고, 공급 위치 P₃에 쿨런트 공급을 유지하는 것이 어려워진다. 또한, 노즐(203a, 203b)의 공급구의 내경이 3.2㎜를 초과하면, 공급되는 쿨런트 직경이 굵어지기 때문에, 공급 위치 P₃에 쿨런트를 닿게 한 상태를 유지하는 것은 어렵지 않지만, 유속이 낮아지기 때문에, 지석(101)의 주위에 발생하고 있는 공기층을 깨는 것이 어려워진다.

또한, 노즐(203a, 203b)의 내부는 공급된 쿨런트가 확산되지 않도록 나선 형상으로 가공되어 있다. 또한, 노즐(203a, 203b)의 공급구의 내경 φ는, 예를 들어 워크 W의 두께가 0.7㎜에서는 내경 φ를 3.0㎜, 워크 W의 두께가 0.4㎜에서는 내경 φ를 2.8㎜ 등과 같이 워크 W의 두께에 맞추어 변경하는 것이 보다 바람직하다.

진퇴 주행 수단(202)은 부설한 2조의 병렬 가이드 레일(204a, 204b)과, 매니폴드(201)의 하면에 설치해서 가이드 레일(204a, 204b)에 슬라이드 가능하게 걸어 결합한 4개의 슬라이더(도시하지 않음)와, 가이드 레일(204a, 204b)을 따라 설치되면서, 또한 정위치에서 자유롭게 회전하도록 축받이된 수나사(205)와, 이 수나사(205)를 가역 구동시키는 모터(206)와, 매니폴드(201)의 하면에 설치되고, 수나사(205)와 나사 결합하는 암나사(도시하지 않음)를 구비한다. 모터(206)를 가역 운전함으로써, 수나사(205)가 정회전, 역회전 구동되어, 매니폴드(201) 및 매니폴드(201)에 설치된 노즐(203a, 203b)이 가이드 레일(204a, 204b)을 따라 진퇴 주행한다.

진퇴 주행 수단(202)의 모터(206)는 컨트롤러(600)에 의해 제어되고, 지석(101)의 마모 상태에 기초하여 노즐(203a, 203b)이 설치된 매니폴드(201)를 도 2의 (a)의 상하 방향으로 이동시킨다. 즉, 쿨런트를 연삭 위치 P₂에 공급하기 위해서는 쿨런트를 공급 위치 P₃에 공급할 필요가 있지만, 지석(101)이 사용에 의해 마모되어지면, 지석(101)의 직경 d가 변화하기 때문에, 지석(101)의 마모에 의해 지석(101)의 직경 d가 변화(감소)한 만큼 매니폴드(201)의 위치도 도 2의 (a)의 상측 방향으로 이동시킬 필요가 있다.

따라서, 본 실시 형태에서는 상술한 바와 같이, 진퇴 주행 수단(202)에 의해, 지석(101)의 마모 상태에 기초하여 매니폴드(201)의 위치, 즉 노즐(203a, 203b)의 위치를 변화시키도록 하고 있다. 본 실시 형태에 따르면, 예를 들어 지석(101)의 직경 d가 마모에 의해 0.1㎜ 짧아졌을 경우, 컨트롤러(600)는 모터(206)를 구동해서 매니폴드(201)의 위치를 도 2의 (a)의 상방향으로, x/d의 값이 0.04 내지 0.05의 범위 내가 되도록 이동시킨다.

또한, 지석(101)의 마모 상태는, 예를 들어 노기스 등에 의해 지석(101)의 홈(101a)의 깊이를 측정해서 마모량을 구해도 좋고, 연삭 전과 연삭 후의 워크 W의 폭의 차로부터 구하도록 해도 좋다.

(반송 기구(300))

반송 기구(300)는 진퇴 주행 수단(301) 및 이 진퇴 주행 수단(301)에 설치되어 도 1의 (a)의 좌우 방향으로 이동하는 주행체 S로 구성된다. 진퇴 주행 수단(301)은, 부설한 2조의 병렬 가이드 레일(302a, 302b)과, 주행체 S의 하면에 설치해서 가이드 레일(302a, 302b)에 슬라이드 가능하게 걸어 결합한 4개의 슬라이더(303a 내지 303d)와, 가이드 레일(302a, 302b)을 따라 설치되면서, 또한 정위치에서 자유롭게 회전하도록 축받이된 수나사(304)와, 이 수나사(304)를 가역 구동하는 모터(305)와, 주행체 S의 하면에 설치되고, 수나사(304)와 나사 결합하는 암나사(306)로 구성되어, 모터(305)의 가역 운전에 의해 수나사(304)를 정회전, 역회전 구동함으로써 주행체 S가 진퇴 주행한다.

또한, 주행체 S는 진퇴 주행할 수 있으면 좋고, 예를 들어 주행체 S에 모터 및 이 모터에 의해 가역 구동하는 피니언을 설치하여, 이 피니언을 가이드 레일(302a, 302b)에 따라 배치된 랙에 맞물리게 해서 주행체 S를 진퇴 주행시켜도 좋다.

주행체 S 상에는 워크 W를 보유 지지하기 위한 보유 지지 수단(307)이 설치되고, 이 보유 지지 수단(307)에 의해 워크 W가 착탈 가능하게 보유 지지된다. 보유 지지 수단(307)은, 예를 들어 중공의 흡인 박스이며, 이 흡인 박스의 정상벽에 적재한 워크 W를 정상벽에 설치되어 있는 복수의 작은 구멍(307a)에 의해 워크 W를 흡인 보유 지지한다. 또한, 작은 구멍(307a) 대신 복수의 흡반을 설치하고, 흡인 보유 지지시키는 것도 가능하다.

(흡인 기구(400))

흡인 기구(400)는 덕트 L을 개재해서 사용 완료된 쿨런트를 흡인하는 펌프, 이 펌프의 앞에 배치된 기액 분리기를 구비한다. 덕트 L로부터 인입된 쿨런트는, 기액 분리기에서 공기와 분리되어 재이용 혹은 파기된다.

(단부면 세정 기구(500))

단부면 세정 기구(500)는 연삭 기구(100)로 연삭 가공된 워크 W의 단부면에 세정수를 공급함으로써, 연삭 가공에 의해 발생해서 워크 W의 단부면 및 단부면 근방에 부착된 파유리를 포함하는 쿨런트를 제거하고, 워크 W의 단부면을 세정한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 단부면 세정 기구(500)는 세정수를 공급하는 노즐(501a, 501b), 세정수의 비산을 방지하는 하우징(502)을 구비한다. 노즐(501a, 501b)은 워크 W의 상하에 각각 배치되고, 워크 W의 단부면을 향해서 세정수를 공급한다. 이때, 제거한 파유리가 워크 W의 각 주면 S₁, S₂ 상에 남는 것을 방지하기 위해서, 세정수는 워크 W의 내측으로부터 외측을 향해서 공급된다. 또한, 하우징(502)에는 연삭 기구(100)의 하우징(104)과 마찬가지로, 워크 W를 도입하는 개구(502a)가 설치되어 있다.

(컨트롤러(600))

컨트롤러(600)는 연삭 장치(1) 전체를 제어한다. 구체적으로는 진퇴 주행 수단(301)의 수나사(304)를 가역 구동하는 모터(305), 지석(101)을 회전 구동하는 모터(102), 진퇴 주행 수단(202)의 수나사(205)를 가역 구동하는 모터(206), 보유 지지 수단(307) 등을 제어한다.

(연삭 방법)

이어서, 본 실시 형태에 따른 연삭 장치(1)를 사용한 연삭 방법에 대해서, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 동작은 컨트롤러(600)에 의해 제어된다.

우선, 도시하지 않은 트랜스퍼 머신에 의해 워크 W를 보유 지지 수단(307) 상에 적재한다. 적재 시에는 워크 W의 얼라인먼트가 행해진다. 워크 W가 적재되면, 작은 구멍(307a)에 의해 워크 W가 흡인 보유 지지된다.

워크 W가 흡인 보유 지지되면, 진퇴 주행 수단(301)의 모터(305)에 의해, 주행체 S가 소정의 속도로 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)의 우측으로부터 좌측을 향해서 구동된다. 또한, 이 주행체 S의 속도를 일정하게 하지 않고, 처음에는 속도를 올려서 구동하고, 연삭 기구(100)의 앞에서 속도를 줄이도록 해도 좋다.

주행체 S의 전진과 함께, 워크 W의 단부면이 연삭 가공된다. 이 연삭 가공중에는 가공 속도 V 및 주속도 v의 비 V/v가 0.0012 내지 0.01의 범위 내가 되도록 지석(101)의 회전수가 제어된다. 또한, 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 도시하는 입사 각도 θ₁ 내지 θ₃이 각각 15° 내지 60°의 범위 내, 15° 내지 60°의 범위 내, 15° 내지 30°의 범위 내로 조정된 노즐(203a, 203b)로부터는 쿨런트가 10L/분 내지 20L/분의 범위 내의 유량으로 공급 위치 P₃에 공급된다.

공급 위치 P₃에 공급된 쿨런트는 지석(101)과 워크 W가 접촉하는 연삭 위치P₂를 냉각한 후, 정류판(103)에 정류되어, 덕트 L로부터 인입된다. 이때의 덕트 L에 의한 인입 풍량은 40 내지 60m/분의 범위 내이다.

워크 W의 단부면이 연삭 가공되면, 단부면 세정 기구(500)에 의해 워크 W의 단부면에 세정수가 공급되어, 워크 W의 단부면을 세정한다. 이 세정에 의해, 연삭 가공 시에 발생해서 워크 W의 단부면 및 단부면 근방에 부착된 파유리를 포함하는 쿨런트가 제거된다.

워크 W의 전체 단부면의 연삭 가공 및 세정이 종료되면, 상술한 트랜스퍼 머신에 의해 연삭 가공 후의 워크 W가 보유 지지 수단(307)으로부터 제거되어, 새로운 연삭 가공 이전의 워크 W가 보유 지지 수단(307) 상에 적재된다. 그 후에는 이 새로운 워크 W의 단부면의 연삭 가공이 실시된다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 연삭 장치(1)에 의하면, 쿨런트를 공급하는 위치를 연삭 위치 P₂가 아닌, 연삭 위치 P₂로부터 워크 W의 진행 방향을 향해서 거리 x에 있는 공급 위치 P₃로 하고, 이 공급 위치 P₃를 지석(101)의 직경 d 및 연삭 위치 P₂와 공급 위치 P₃의 거리 x의 비 x/d가 0.04(4％) 내지 0.05(5％)의 범위 내(0.04(4％)≤x/d≤0.05(5％))가 되도록 조정하고 있다.

또한, 노즐(203a, 203b)의 입사 각도 θ₁, θ₂를 15° 내지 60°의 범위 내(15°≤θ₁≤60°)로 하고 있으므로 쿨런트가 연삭 위치 P₂에 효율적으로 공급된다. 이로 인해, 워크 W의 두께가 1.2㎜ 이하라도 워크 W의 단부면의 문제(예를 들어 칩핑(미소 균열), 절결, 연삭 템퍼링이나 균열)의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 안정되게 워크 W를 연삭 가공할 수 있으므로, 연삭 가공의 속도를 올릴 수 있어 단위 시간당 처리 수를 향상할 수 있다.

또한, 연삭 가공중의 가공 속도 V 및 주속도 v의 비 V/v가 0.0012 내지 0.01의 범위 내(0.0012≤V/v≤0.01)가 되도록 지석(101)의 회전수를 제어하면서, 또한 노즐(203a, 203b)로부터 공급하는 쿨런트의 유량 R을, 각각 10 내지 20L(리터)/분(10L/분≤R≤20L/분)으로 하고 있다. 또한, 노즐(203a, 203b)의 공급구의 내경 φ를 각각 2.5㎜ 내지 3.2㎜의 범위 내(2.5㎜≤φ≤3.2㎜)로 하고 있으므로, 워크 W의 단부면의 문제 발생을 더 억제할 수 있다.

또한, 정류판(103)에 의해 사용 완료된 쿨런트를 정류해서 덕트 L의 위치까지 흡인 유도하면서, 또한 하우징(104)에 차양 104b 및 차양 104c를 설치하고 있으므로, 쿨런트가 하우징(104) 밖으로 비산하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

(그 밖의 실시 형태)

또한, 상기 실시 형태(도 1의 (a) 및 도 1의 (b) 참조)에서는 진퇴 주행 수단(301)에 의해 워크 W를 이동해서 워크 W의 단부면을 연삭 가공하도록 구성했지만, 연삭 기구(100)에 진퇴 주행 수단(301)을 구비하고, 연삭 기구(100)를 워크 W의 단부면을 따라서 이동시켜서 워크 W의 단부면을 연삭 가공하도록 구성해도 좋다.

<실시예>

이어서, 실시 형태에 따른 연삭 장치의 구체적인 실시예와 비교예, 및 그 검사 결과에 대해서 기재한다. 이하의 실시예 및 비교예에서는 워크 W로서 두께가 0.7㎜인 무알칼리 유리(아사히가라스사 제조, AN100)를 사용하고, 지석(101)으로서 다이아몬드 분말과 본드 구성 메탈 분말의 혼합 분말을 가압 소결한 메탈 본드 다이아 지석(#450 내지 #600)을 사용하였다. 또한, 메탈 본드 다이아 지석으로 연삭 후, 레진 본드 지석(#200 내지 #1000)으로 연마 처리를 행하였다.

또한, 금회의 실시예 및 비교예에서는 이하의 6개의 파라미터를 변경해서 상기 워크 W의 연삭 가공을 행하였다. 또한, 각 파라미터의 의미는 이하와 같다.

x/d: 지석(101)의 직경 d 및, 연삭 위치 P₂와 공급 위치 P₃의 거리 x의 비.

θ₁: 노즐(203a)의 입사 각도.

θ₂: 노즐(203b)의 입사 각도.

V/v: 가공 속도 V 및 주속도 v의 비.

R: 각 노즐(203a, 203b)로부터 공급하는 쿨런트의 유량.

φ: 각 노즐(203a, 203b)의 공급구의 내경.

(실시예 1)

실시예 1에서는 x/d를 0.05(5％), θ₁을 22.5°, θ₂를 22.5°, V/v를 0.005, R을 15L/분, φ를 2.8㎜로 하여, 상기 메탈 본드 다이아 지석을 사용해서 워크 W의 단부면을 연삭 가공하였다. 그 후, 동일한 조건으로 레진 본드 지석에 의해 마무리 연마 가공을 행하였다.

(실시예 2)

실시예 2에서는 x/d를 0.04(4％), θ₁을 45°, θ₂를 22.5°, V/v를 0.005, R을 25L/분, φ를 2.0㎜으로 하여, 상기 메탈 본드 다이아 지석을 사용해서 워크 W의 단부면을 연삭 가공하였다. 그 후, 동일한 조건으로 레진 본드 지석에 의해 마무리 연마 가공을 행하였다.

(비교예 1)

비교예 1에서는 x/d를 0.04(4％), θ₁을 70°, θ₂를 45°, V/v를 0.005, R을 15L/분, φ를 3.2㎜로 하여, 상기 메탈 본드 다이아 지석을 사용해서 워크 W의 단부면을 연삭 가공하였다. 그 후, 연삭 가공과 동일한 조건으로 레진 본드 지석에 의해 마무리 연마 가공을 행하였다.

(비교예 2)

비교예 2에서는 x/d를 0.02(2％), θ₁을 22.5°, θ₂를 22.5°, V/v를 0.011, R을 9.5L/분, φ를 3.3㎜로 하여, 상기 메탈 본드 다이아 지석을 사용해서 워크 W의 단부면을 연삭 가공하였다. 그 후, 동일한 조건으로 레진 본드 지석에 의해 마무리 연마 가공을 행하였다.

(검사 결과)

표 1은 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 연삭 가공 조건(x/d, θ₁, θ₂, V/v, R, φ) 및 연삭 가공 결과를 표로 만든 것이다. 워크 W의 단부면은 CCD 카메라로 촬상한 화상을 약 20배로 확대한 것을 육안 확인하였다. 검사 결과는 워크 W의 전체 둘레의 단부면에 있어서, 문제(칩핑(미소 균열), 절결, 연삭 템퍼링, 균열)를 확인할 수 없을 경우를 「1(Very Good)」, 0.2㎜ 미만의 칩핑(미소 균열)이 확인된 경우를 「2(Good)」, 0.2㎜ 이상의 칩핑(미소 균열) 또는 그 밖의 문제(절결, 연삭 템퍼링이나 균열)가 확인된 경우를 「3(Bad)」으로 평가하였다.

(실시예 1의 결과)

연삭 가공 조건 x/d, θ₁, θ₂, V/v, R, φ의 값이 각각 0.04(4％) 내지 0.05(5％), 15° 내지 60°, 15° 내지 60°, 2.5 내지 3.2㎜, 10 내지 20L/분, 0.0012 내지 0.01의 범위 내로 되어 있는 실시예 1에 대해서는, 확대 후의 화상을 확인한 결과, 문제(칩핑(미소 균열), 절결, 연삭 템퍼링, 균열)를 확인할 수 없었다(결과 「1」).

(실시예 2의 결과)

연삭 가공 조건 x/d, θ₁, θ₂, V/v, R, φ 중, x/d, θ₁, θ₂의 값이 각각 0.04(4％) 내지 0.05(5％), 15° 내지 60°, 15° 내지 60°의 범위 내이며, V/v, R, φ의 값 중 적어도 하나가 2.5 내지 3.2㎜, 10 내지 20L/분, 0.0012 내지 0.01의 범위 내에 없는 실시예 2에 대해서는, 확대 후의 화상을 확인한 결과, 0.2㎜ 미만의 칩핑(미소 균열)을 확인할 수 있었지만, 0.2㎜ 이상의 칩핑(미소 균열) 및 그 밖의 문제는 확인할 수 없었다(결과 「2」).

(비교예 1의 결과)

연삭 가공 조건 x/d, θ₁, θ₂, V/v, R, φ 중, x/d, θ₁, θ₂의 값 중 적어도 하나가 각각 0.04(4％) 내지 0.05(5％), 15° 내지 60°, 15° 내지 60°의 범위 내에 없고, V/v, R, φ의 값이 2.5 내지 3.2㎜, 10 내지 20L/분, 0.0012 내지 0.01의 범위 내인 비교예 1에 대해서는 확대 후의 화상을 확인한 결과, 0.2㎜ 이상의 칩핑(미소 균열) 또는 그 밖의 문제(절결, 연삭 템퍼링이나 균열)를 확인할 수 있었다(결과 「3」).

(비교예 2의 결과)

연삭 가공 조건 x/d, θ₁, θ₂, V/v, R, φ 중, x/d, θ₁, θ₂의 값 중 적어도 하나가 각각 0.04(4％) 내지 0.05(5％), 15° 내지 60°, 15° 내지 60°의 범위 내에 없고, 또한 V/v, R, φ의 값이 2.5 내지 3.2㎜, 10 내지 20L/분, 0.0012 내지 0.01의 범위 내에 없는 비교예 2에 대해서는, 확대 후의 화상을 확인한 결과, 0.2㎜ 이상의 칩핑(미소 균열) 또는 그 밖의 문제(절결, 연삭 템퍼링이나 균열)를 확인할 수 있었다(결과 「3」).

이상과 같이, 표 1에 나타내는 결과로부터, 연삭 가공 조건 x/d, θ₁, θ₂, V/v, R, φ의 값이 각각 0.04(4％) 내지 0.05(5％), 15° 내지 60°, 15° 내지 60°, 2.5 내지 3.2㎜, 10 내지 20L/분, 0.0012 내지 0.01의 범위 내가 되고 있을 경우, 연삭 후의 워크 W에 문제(칩핑(미소 균열), 절결, 연삭 템퍼링, 균열)를 확인할 수 없고, 워크 W의 두께가 0.7㎜로 얇은 경우에도 워크 W의 단부면에 문제의 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 것을 알았다.

또한, 연삭 가공 조건 V/v, R, φ의 값 중 적어도 1개가 2.5 내지 3.2㎜, 10 내지 20L/분, 0.0012 내지 0.01의 범위 내에 없는 경우에도 연삭 가공 조건 x/d, θ₁, θ₂의 값이 각각 0.04(4％) 내지 0.05(5％), 15° 내지 60°, 15° 내지 60°의 범위 내이면, 연삭 후의 워크 W에 0.2㎜ 미만의 칩핑(미소 균열)이 확인되지만 제품상은 문제가 없는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명을 상세하게, 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 범위와 정신을 일탈하지 않고, 여러 가지 수정이나 변경을 가할 수 있는 것은 당업자에 있어서 명확하다.

본 출원은 2010년 12월 1일 출원한 일본 특허 출원 제2010-268055호에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.

본 발명의 연삭 방법 및 연삭 장치는 유리 기판 단부면의 연삭 가공에 사용할 수 있고, 특히, FPD(Flat Panel Display)용 유리 단부면의 연삭 가공에 적합하다. 본 발명의 연삭 방법 및 연삭 장치에 적합한 유리 기판의 두께는 3㎜ 정도가 바람직하고, 또한 유리 기판의 크기는 650㎜(세로)×750㎜(가로) 이상이 바람직하며, 1500㎜(세로)×1800㎜(가로) 이상이 보다 바람직하고, 2200㎜(세로)×3500㎜(가로) 이상이 특히 바람직하다.

1: 연삭 장치
100: 연삭 기구
101: 지석
101a: 홈
102: 모터
103: 정류판
104: 하우징
104a: 개구
104b, 104c: 차양
200: 쿨런트 공급 기구
201: 매니폴드
202: 진퇴 주행 수단
203a, 203b: 노즐(공급구)
204a, 204b: 가이드 레일
205: 수나사
206: 모터
300: 반송 기구
301: 진퇴 주행 수단
302a, 302b: 가이드 레일
303a 내지 303d: 슬라이더
304: 수나사
305: 모터
306: 암나사
307: 보유 지지 수단
307a: 작은 구멍
400: 흡인 기구
500: 단부면 세정 기구
501a, 501b: 노즐
502: 하우징
502a : 개구
600: 컨트롤러

Claims

유리 기판의 단부면을 연삭 가공하는 지석과, 상기 유리 기판의 연삭 가공부를 냉각하는 냉각제를 공급하는 노즐을 구비한 연삭 장치를 사용하는 연삭 방법이며,
직경 d의 지석을 회전 구동시켜서 두께가 1.2㎜ 이하인 상기 유리 기판의 단부면을 연삭 가공하는 공정과,
상기 연삭 가공중에, 상기 유리 기판을 사이에 두고, 상기 유리 기판의 각 주면에 대하여 θ₁, θ₂의 입사 각도로, 또한 상기 지석에 대한 상기 유리 기판의 진행 방향을 향하여 상기 지석에 의한 연삭 위치로부터 거리 x의 위치에 냉각제를 공급하는 공정을 구비하고,
상기 θ₁, θ₂, x/d의 값이 각각 15 내지 60°, 15 내지 60°, 0.04 내지 0.05의 범위 내인 연삭 방법.
제1항에 있어서, 상기 노즐의 공급구의 내경 φ, 상기 노즐의 공급구로부터 각각 공급되는 상기 냉각제의 유량 R, 및 상기 유리 기판의 연삭 가공 속도 V와 상기 지석의 주속도 v의 비 V/v가 각각 2.5 내지 3.2㎜, 10 내지 20L/분, 0.0012 내지 0.01의 범위 내인 연삭 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지석의 마모량에 따라, 상기 x/d의 값이 0.04 내지 0.05의 범위 내가 되도록 상기 냉각제를 공급하는 위치를 조정하는 공정을 더 구비하는 연삭 방법.
제2항에 있어서, 상기 지석의 마모량에 따라 상기 V/v가 0.0012 내지 0.01의 범위 내가 되도록 조정하는 공정을 더 구비하는 연삭 방법.
유리 기판의 단부면을 연삭 가공하는 연삭 장치이며,
두께가 1.2㎜ 이하인 상기 유리 기판의 단부면을, 회전 구동해서 연삭 가공하는 직경 d의 지석과,
상기 유리 기판을 사이에 두고 배치되어, 상기 유리 기판의 각 주면에 대하여 θ₁, θ₂의 입사 각도로, 또한 상기 지석에 대한 상기 유리 기판의 진행 방향을 향하여 상기 지석에 의한 연삭 위치로부터 거리 x의 위치에 냉각제를 공급하는 제1, 제2 노즐을 구비하고,
상기 θ₁, θ₂, x/d의 값이 각각 15 내지 60°, 15 내지 60°, 0.04 내지 0.05의 범위 내인 연삭 장치.