TW201318776A - 板狀物之加工裝置及板狀物之加工方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種板狀物之加工裝置，其包括：壓盤，其保持板狀物；倒角用磨石，其為圓盤狀或圓柱狀，且對保持於上述壓盤之上述板狀物之端緣部進行研磨而對其進行倒角；旋轉機構，其使上述倒角用磨石旋轉；移動機構，其使上述倒角用磨石之周緣部與上述板狀物之外周面之研磨面接觸而使上述倒角用磨石、或上述板狀物沿著上述板狀物之端緣部移動；及噴射機構，其對上述倒角用磨石之上述研磨面與上述板狀物之端緣部之接觸部位噴射冷卻液；且上述噴射機構係於相對於上述倒角用磨石之旋轉軸正交之面內方向上噴射上述冷卻液。

Description

板狀物之加工裝置及板狀物之加工方法
本發明係關於一種板狀物之加工裝置及板狀物之加工方法。
液晶顯示器、電漿顯示器等所使用之FPD(FLAT PANEL DISPLAY，平板顯示器)用玻璃板(板狀物)係將熔融玻璃成形為板狀，其後藉由切割裝置而切割為特定之矩形尺寸之玻璃板。其後，玻璃板藉由利用倒角裝置(加工裝置)之倒角用磨石對其端緣部進行研磨加工而進行倒角。作為倒角裝置，如專利文獻1般為公知。
又，專利文獻2中所記載之倒角裝置包括倒角用磨石、及冷卻液(研磨液)噴射嘴等。上述倒角用磨石係以與正交於玻璃板之平面之軸平行之軸為中心進行旋轉，並且其旋轉方向設定為與玻璃板之研磨部中玻璃板之搬送方向相對之方向。又，倒角用磨石之成為研磨面之外周面形成大致凹狀且圓弧狀之剖面輪廓形狀，將玻璃板之端緣部研磨加工為剖面圓弧狀。
另一方面，上述冷卻液噴射嘴構成為以玻璃板與倒角用磨石之接觸部為基準，自倒角用磨石之旋轉方向上游側朝向上述接觸部噴射冷卻液。
又，專利文獻3中所記載之冷卻液(冷卻劑)噴射嘴係夾持工件而於兩側配置有一對，並且設置於相對於工件與磨石之接觸部靠斜上方，自斜方朝向上述接觸部及其附近噴 射冷卻液。即，於專利文獻3之加工裝置中包括2個冷卻液噴射嘴。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2002-160147號公報
專利文獻2：日本專利特開2009-172749號公報
專利文獻3：日本專利特開2007-30051號公報
然而，於先前之倒角裝置中，冷卻液噴射嘴未設置於最佳位置，故而自冷卻液噴射嘴噴射之冷卻液未噴射於最佳位置，而於研磨加工後之玻璃板之端緣部產生燒痕、碎屑，而成為玻璃板破裂之主要原因，並且成為阻礙生產性之主要原因。
尤其，5000 rpm以上之高速旋轉之倒角用磨石係沿著旋轉中之倒角用磨石之外周面而形成有厚層之空氣層。於包括冷卻液噴射嘴之冷卻液噴射裝置中，於已設定用以貫通上述空氣層之冷卻液之噴射壓力、噴射量，但冷卻液噴射嘴未設置於最佳位置之情形時，有上述噴射壓力、噴射量不必要地增大，冷卻液噴射裝置之負荷變大之問題。
本發明係鑒於上述情況而完成者，其目的在於提供一種包括對最佳位置噴射冷卻液之噴射機構之板狀物之加工裝置及板狀物之加工方法。
為達成上述目的，本發明提供一種板狀物之加工裝置，其包括：壓盤，其保持板狀物；倒角用磨石，其為圓盤狀或圓柱狀，且對保持於上述壓盤之上述板狀物之端緣部進行研磨而對其進行倒角；旋轉機構，其使上述倒角用磨石旋轉；移動機構，其使上述倒角用磨石之周緣部與上述板狀物之外周面之研磨面接觸而使上述倒角用磨石、或上述板狀物沿著上述板狀物之端緣部移動；及噴射機構，其對上述倒角用磨石之上述研磨面與上述板狀物之端緣部之接觸部位噴射冷卻液；且上述噴射機構係於相對於上述倒角用磨石之旋轉軸正交之面內方向上噴射上述冷卻液。
為達成上述目的，本發明提供一種板狀物之加工方法，其係將旋轉之圓盤狀或圓柱狀之倒角用磨石之研磨面按壓於板狀體之端緣部，並且一面使上述板狀體及上述倒角用磨石沿著上述板狀體之上述端緣部相對地移動，一面對上述倒角用磨石之上述研磨面與上述板狀物之上述端緣部之接觸部位噴射冷卻液，藉此對上述板狀體之端緣部進行倒角加工；且於相對於上述倒角用磨石之旋轉軸正交之面內方向上噴射上述冷卻液。
根據本發明，對倒角用磨石之研磨面與板狀物之端緣部之接觸部位噴射冷卻液之噴射機構係對相對於倒角用磨石之旋轉軸正交之面內方向噴射上述冷卻液。藉此，將冷卻液噴射於最佳位置，故而可藉由倒角用磨石良好地對板狀物之端緣部進行倒角，並且可減少冷卻液噴射量。又，由於本發明係使用1個噴射機構將冷卻液噴射於最佳位置， 故而與使用2個冷卻液噴射嘴之專利文獻3之裝置相比，可削減冷卻水之使用量。再者，於板狀物為玻璃板之情形時，可減少產生於玻璃板之端緣部之燒痕、碎屑之產生。
本發明之上述噴射機構較佳為對上述倒角用磨石之上述研磨面之切線方向噴射上述冷卻液。
根據本發明，不會因冷卻液之噴射壓力而對倒角用磨石施加旋轉負荷，可將冷卻液噴射於最佳位置。
本發明之上述倒角用磨石較佳為該倒角用磨石之上述研磨面之形狀為扁平之圓盤狀或圓柱狀，且若接觸上述板狀物之端緣部，則藉由接觸壓力而順沿該端緣部之形狀使上述倒角用磨石之厚度方向之剖面形狀彈性變形為凹狀。
本發明之上述倒角用磨石並非為於其外周面形成有環狀溝槽(研磨面)之附溝槽之倒角用磨石，而係外周面為扁平，且若接觸板狀物之端緣部，則藉由接觸壓力而順沿端緣部之形狀使上述倒角用磨石之厚度方向之剖面形狀彈性變形為凹狀之倒角用磨石。於此情形時，以對經彈性變形之凹部之底部噴射冷卻液之方式設置噴射機構之位置即可。
根據本發明，由於在板狀物之端緣部中板狀物之端面與主面之邊界面接觸倒角用磨石，故而可順利地對上述邊界面進行研磨加工。於板狀物為玻璃板之情形時，可減少於上述邊界面所產生之微小之碎屑(chipping)。
本發明之上述倒角用磨石較佳為於上述外周面設有1條或複數條環狀溝槽。
根據本發明之板狀物之加工裝置，由於可對最佳位置噴射冷卻液，故而可藉由倒角用磨石良好地對板狀物之端緣部進行倒角，並且可減少冷卻液噴射量。
以下，根據隨附圖式對本發明之板狀物之加工裝置及板狀物之加工方法之較佳實施形態進行詳細說明。
圖1係應用本發明之板狀物之加工裝置之實施形態之倒角裝置10的平面圖。該倒角裝置10係對厚度為0.7 mm以下之液晶顯示器用玻璃板(板狀物)12之端緣部進行倒角之裝置。再者，可適用於本發明之加工裝置之板狀物並不限定於液晶顯示器用玻璃板，亦可適用於電漿顯示器用玻璃板、LED(Light Emitting Diode，發光二極體)顯示器用玻璃板等FPD用玻璃板，建材用或鏡面用等之通常之玻璃板，金屬製、或樹脂製板狀物。又，板狀物之厚度亦並不限定於0.7 mm以下，亦可為超過0.7 mm之厚度。
倒角裝置10包含如下部分等：壓盤14，其吸附保持矩形狀之玻璃板12；移動裝置(移動機構)16，其使壓盤14於箭頭A-B方向上往復移動；一對倒角用磨石18、20，其等為圓盤狀或圓柱狀，且對玻璃板12之端緣部進行研磨加工而對其進行倒角；馬達(旋轉機構)22、24，其等使倒角用磨石18、20高速旋轉；及噴嘴(噴射機構)26、28，其等噴射冷卻液。
實施形態之倒角裝置10係將玻璃板12之主面吸附保持於 壓盤14之搭載面，且一面藉由移動裝置16使壓盤14向箭頭A方向移動，一面於其移動中藉由向相對於玻璃板12之移動方向對向之方向旋轉(自轉)之倒角用磨石18、20對玻璃板12之對向之端緣部12A、12B進行研磨加工。藉此，對玻璃板12之端緣部12A、12B進行倒角。又，於上述研磨加工時，自噴嘴26對倒角用磨石18與玻璃板12之端緣部12A之接觸部位噴射冷卻液，並且自噴嘴28對倒角用磨石20與玻璃板12之端緣部12B之接觸部位噴射冷卻液。藉此，由於上述接觸部位藉由上述冷卻液而冷卻，故而減少產生於玻璃板12之端緣部12A之燒痕、碎屑等之產生，又，減少玻璃板12之上述主面與經研磨之端面之邊界部所產生之碎屑。對上述噴嘴26、28於下文中進行敍述。
冷卻液之材料並無特別限定，可為純水、研磨油、及其等之混合物。
於倒角裝置10中，為了同時對玻璃板12之對向之一對端緣部12A、12B進行倒角，而將倒角用磨石18與端緣部12A對向配置，並且將倒角用磨石20與端緣部12B對向配置。
於圖1中，倒角用磨石18係藉由馬達22而向逆時針方向旋轉，倒角用磨石20藉由馬達24而向順時針方向旋轉。又，倒角用磨石18、20之轉速係設定為5000 rpm以上。
再者，於圖1中表示一面使玻璃板12向箭頭A方向移動，一面藉由所固定之倒角用磨石18、20對端緣部12A、12B進行研磨加工之倒角裝置10，但並不限定於此，亦可為固定玻璃板12，使倒角用磨石18、20沿著玻璃板12之端緣部 12A、12B移動之倒角裝置，亦可為使玻璃板12及倒角用磨石18、20之雙方沿著玻璃板12之端緣部12A、12B向相互接近之方向移動之倒角裝置。又，玻璃板12之另一對向之端緣部12C、12D亦可藉由配置於圖1之倒角用磨石18、20之後段之未圖示之一對倒角用磨石進行研磨加工。或亦可藉由壓盤14使玻璃板12向B方向移動並返回至原來位置，其次藉由壓盤14使玻璃板12以玻璃板12之主面方向之垂線為軸旋轉90度後，一面藉由壓盤14使玻璃板12向A方向移動，一面藉由變更了間隔之倒角用磨石18、20對端緣部12C、12D進行研磨加工。
倒角用磨石18、20係如圖2般對向配置於玻璃板12之端面12E。此處，所謂端面12E係指玻璃板12之相對於主面12F正交之方向之面，係倒角前之面。將包括該端面12E與主面12F之邊界部、及端面12E之部分稱為端緣部12A~12D，藉由倒角用磨石18、20對端緣部12A~12D進行研磨加工。再者，亦可如專利文獻1中所記載般使倒角用磨石18、20之旋轉軸相對於玻璃板12之主面方向之垂線傾斜特定角度。
倒角用磨石18、20同時被旋轉驅動，利用圖1之移動裝置16進行玻璃板12之移動，藉此，玻璃板12之對向之端緣部12A、12B藉由倒角用磨石18、20而同時被進行研磨加工。
圖3A、圖3B係倒角用磨石18、20之外周面30、32之主要部分放大剖面圖。再者，由於倒角用磨石18、20為相同 構成，故而於此處對倒角用磨石18進行說明，倒角用磨石20之說明省略。
於倒角用磨石18之外周面30且於水平方向上形成有作為研磨面之複數條環狀溝槽34，且該環狀溝槽34係如圖4A之側視圖般於上下方向上平行地設有複數條。再者，環狀溝槽34之倒角用磨石18之厚度方向之剖面形狀並不限定於圖3A、圖3B中所記載之U字狀，亦可為V字狀、凹狀。又，環狀溝槽34之條數亦可為1條，但為了省去倒角用磨石18之更換作業，較佳為如圖4A般設有複數條。由於倒角用磨石18中設有複數條環狀溝槽34，故而於使用中之環狀溝槽34已到壽命時，只要利用未圖示之控制裝置使倒角用磨石18以環狀溝槽34之間距單位於上下方向(倒角用磨石18之厚度方向)上升降，則可不進行倒角用磨石18之更換作業而利用新環狀溝槽34進行倒角。又，環狀溝槽34之形狀既可為具有單一曲率半徑之形狀，亦可為具有對端面12E進行研磨之部分、及如圖3C所示般對研磨結束之端面12E'與主面12F之邊界面12G進行研磨之部分不同之曲率半徑之形狀。
如圖3A所示，玻璃板12之端緣部12A與環狀溝槽34對向，如圖3B般，倒角用磨石18係以與研磨裕度相當之量朝向端緣部12A傳送，藉此，將倒角用磨石18之環狀溝槽34擠壓抵接於端緣部12A。藉此，如圖3C般，端緣部12A藉由環狀溝槽34進行研磨加工。再者，如圖3A之虛線所示，以使端面12E之玻璃板12之厚度方向之中心部抵接於環狀 溝槽34之最深部之方式朝向端緣部12A傳送倒角用磨石18。
作為倒角用磨石18、20，可列舉：由鐵系、銅系、鈷系、黃銅系等金屬之黏合劑保持研磨粒之金屬黏合劑磨石，由熱硬化性樹脂之黏合劑保持研磨粒之樹脂黏合劑磨石，由玻璃等陶瓷質之黏合劑保持研磨粒之陶瓷黏合劑(vitrified bond)磨石，於磨石之台座表面製作鍍敷層且於上述鍍敷層固著研磨粒而成之電鍍磨石。
作為配賦於黏合劑之研磨顆粒，可列舉金剛石、碳化矽(SiC)、氧化鋁(Al2O3)等。
圖5係表示其他倒角用磨石40之整體立體圖，圖6A~圖6C係利用圖5之倒角用磨石40進行玻璃板12之研磨之說明圖。
圖5所示之倒角用磨石40構成為圓盤狀或圓柱狀，並且為外周面之研磨面42實質上為扁平之倒角用磨石。又，倒角用磨石40之研磨面42係如圖6A般對向配置於玻璃板12之端緣部12A，且係如圖6B所示，若玻璃板12之端緣部12A與研磨面42接觸，則藉由其接觸壓力而順沿端緣部12A之形狀使倒角用磨石40之厚度方向之剖面形狀彈性變形為凹狀之橡膠製等之彈性體。
根據該倒角用磨石40，若玻璃板12之端緣部12A~12D與倒角用磨石40之扁平之研磨面42接觸，則研磨面42凹陷為與端緣部12A~12D之輪廓形狀大致一致之凹狀。此時，因接觸而產生之壓力集中於玻璃板12之端面12E與主面12F之 邊界面12G、12G，故而與其他部分相比較多地對邊界面12G、12G進行研磨，玻璃板12之端緣部12A如圖6C般被研磨。
圖7係玻璃板12之端緣部12A藉由圖5之倒角用磨石40進行研磨之側視圖。如圖7般，由於推壓至玻璃板12之端緣部12A而鼓起之倒角用磨石40之研磨面42之凹部44的上下邊緣部分46、46係以較低之壓力與玻璃板12之上下邊界面12G、12G接觸，故而邊界面12G、12G藉由邊緣部分46、46而被順利地研磨，從而減少產生於邊界面12G、12G之碎屑之產生。
倒角用磨石40係藉由在彈性體內分散研磨顆粒而構成。作為彈性體，可列舉丁基橡膠、聚矽氧、聚胺基甲酸酯、天然橡膠。作為上述研磨顆粒，可列舉金剛石、氧化鋁(Al2O3)、碳化矽(SiC)、輕石、石榴石等。
其次，參照圖2、及圖4A、圖4B對實施形態之噴嘴26、28進行說明。再者，由於噴嘴26、28為相同構件，且配置位置之概念亦相同，故而於此處對噴嘴26進行說明，噴嘴28之說明省略。
如上所述，噴嘴26設置於相對於倒角用磨石18(倒角用磨石40亦相同)之研磨面(於倒角用磨石18之情形時為環狀溝槽34，於倒角用磨石40之情形時為凹陷之凹部44)與玻璃板12之端緣部12A之接觸位置P1靠倒角用磨石18之旋轉方向上游側之位置P2，且如圖2般自倒角用磨石18(40)之旋轉方向之上游側之位置朝向位置P2(圖4B)噴射冷卻液之 位置。又，位置P2係以倒角用磨石18之環狀溝槽34之直徑d及接觸位置P1與位置P2之距離x之比x/d成為0.04(4%)~0.05(5%)之範圍內(0.04(4%)≦x/d≦0.05(5%))之方式設定。
又，噴嘴26係如圖4A般設置於對相對於倒角用磨石18之旋轉軸19正交之面內方向噴射冷卻液之位置。即，實施形態之噴嘴26係如圖4B之箭頭C般於與玻璃板12之主面12F之面內方向平行方向上朝向位置P2噴射冷卻液。
根據實施形態之噴嘴26，由於將冷卻液噴射於倒角用磨石18(40)之最佳位置、即沿著旋轉中之倒角用磨石18之外周面形成之可貫通空氣層之位置，故而可藉由倒角用磨石18(40)而良好地對玻璃板12之端緣部12A進行倒角，並且可減少冷卻液之噴射量。再者，所謂可良好地進行倒角係指可減少產生於玻璃板12之端緣部12A之燒痕、碎屑之產生，可減少邊界面12G所產生之碎屑。又，自倒角用磨石18(40)至噴嘴26(28)之噴射口為止之距離並無特別限定，亦可為接近至各不接觸之程度之距離。由於自設置為該距離之噴嘴26(28)噴射之冷卻液伴隨著倒角用磨石18(40)之旋轉而被瞬時供給至位置P2，故而不會對玻璃板12之良好之研磨加工產生障礙。
又，噴嘴26較佳為如圖4B般設置於對倒角用磨石18(40)之上述研磨面(環狀溝槽34、凹部44)之切線方向噴射冷卻液之位置。藉此，不會因自噴嘴26噴射之冷卻液之噴射壓力而對倒角用磨石18(40)施加旋轉負荷，可將冷卻液噴射 於倒角用磨石18(40)之最佳位置。又，於實施形態中，由於使用1個噴嘴26(28)將冷卻液噴射於最佳位置，故而與使用2個冷卻液噴射嘴之專利文獻3之裝置相比，可削減冷卻水之使用量。
再者，使自噴嘴26噴射之冷卻液貫通於形成於高速旋轉中之倒角用磨石18(40)之外周面之空氣層之較佳條件較佳為，噴嘴26之噴射口之直徑為2~3 mm、自位置P2至噴嘴26之噴射口為止之距離為10~20 mm、冷卻液之流速為10~20 m/sec、及利用倒角用磨石18(40)進行之倒角加工速度(玻璃板12相對於倒角用磨石18、20之相對速度)為12 m/min。藉由以該種條件進行倒角加工，而可使冷卻液貫通於上述空氣層，並且可將冷卻液之供給量減少至3~5 L/min。
以上，對本發明之一實施形態進行了說明，但本發明並不限制於上述實施形態。可於不脫離本發明之範圍之情況下對上述實施形態施加各種變形及置換。
本申請案係基於2011年10月31日提出申請之日本專利申請案2011-239107者，其內容作為參照而併入本文中。
產業上之可利用性
本發明之板狀物之加工裝置之加工對象物並不限定於要求有高倒角精度之液晶顯示器等FPD用玻璃板，亦可為建材用或鏡面用等之通常之玻璃板。又，並不限定於玻璃板，亦可為金屬製、或樹脂製之板狀物。
10‧‧‧倒角裝置
12‧‧‧玻璃板
12A~12D‧‧‧端緣部
12E‧‧‧端面
12E'‧‧‧端面
12F‧‧‧主面
12G‧‧‧邊界面
14‧‧‧壓盤
16‧‧‧移動裝置
18‧‧‧倒角用磨石
19‧‧‧旋轉軸
20‧‧‧倒角用磨石
22‧‧‧馬達
24‧‧‧馬達
26‧‧‧噴嘴
28‧‧‧噴嘴
30‧‧‧外周面
32‧‧‧外周面
40‧‧‧倒角用磨石
42‧‧‧研磨面
44‧‧‧凹部
46‧‧‧邊緣部
A‧‧‧箭頭
圖1係應用本發明之板狀物之加工裝置之倒角裝置之平面圖。
圖2係表示倒角用磨石、玻璃板、及噴嘴之配置位置之立體圖。
圖3A係於玻璃板之端緣部對向配置有倒角用磨石之溝槽之說明圖。
圖3B係藉由倒角用磨石之溝槽對玻璃板之端緣部進行研磨之說明圖。
圖3C係經研磨加工且經倒角之玻璃板之端緣部之說明圖。
圖4A係自側面觀察圖2所示之配置位置之說明圖。
圖4B係自上面觀察圖2所示之配置位置之說明圖。
圖5係表示其他倒角用磨石之整體立體圖。
圖6A係於玻璃板之端緣部對向配置有圖5之倒角用磨石之研磨面之說明圖。
圖6B係玻璃板之端緣部藉由圖5之倒角用磨石進行研磨之說明圖。
圖6C係藉由圖5之倒角用磨石進行倒角之玻璃板之端緣部之說明圖。
圖7係玻璃板之端緣部藉由圖5之倒角用磨石進行研磨之側視圖。
12‧‧‧玻璃板
12A‧‧‧端緣部
12E‧‧‧端面
12F‧‧‧主面
12G‧‧‧邊界面
18‧‧‧倒角用磨石
19‧‧‧旋轉軸
30‧‧‧外周面
A‧‧‧箭頭

Claims (5)

  1. 一種板狀物之加工裝置，其包括：壓盤，其保持板狀物；倒角用磨石，其為圓盤狀或圓柱狀，且對保持於上述壓盤之上述板狀物之端緣部進行研磨而對其進行倒角；旋轉機構，其使上述倒角用磨石旋轉；移動機構，其使上述倒角用磨石之周緣部與上述板狀物之外周面之研磨面接觸而使上述倒角用磨石、或上述板狀物沿著上述板狀物之端緣部移動；及噴射機構，其對上述倒角用磨石之上述研磨面與上述板狀物之端緣部之接觸部位噴射冷卻液；且上述噴射機構係於相對於上述倒角用磨石之旋轉軸正交之面內方向上噴射上述冷卻液。
  2. 如請求項1之板狀物之加工裝置，其中上述噴射機構係於上述倒角用磨石之上述研磨面之切線方向上噴射上述冷卻液。
  3. 如請求項1或2之板狀物之加工裝置，其中上述倒角用磨石係該倒角用磨石之上述周緣部之形狀為扁平之圓盤狀或圓柱狀，且係接觸上述板狀物之上述研磨面時，藉由接觸壓力而順沿該端緣部之形狀使上述倒角用磨石之厚度方向之剖面形狀彈性變形為凹狀之彈性體。
  4. 如請求項1或2之板狀物之加工裝置，其中上述倒角用磨石於上述外周面設有1條或複數條環狀溝槽。
  5. 一種板狀物之加工方法，其係將旋轉之圓盤狀或圓柱狀 之倒角用磨石之研磨面按壓於板狀體之端緣部，並且一面使上述板狀體及上述倒角用磨石沿著上述板狀體之上述端緣部相對移動，一面對上述倒角用磨石之上述研磨面與上述板狀物之上述端緣部之接觸部位噴射冷卻液，藉此對上述板狀體之端緣部進行倒角加工；且於相對於上述倒角用磨石之旋轉軸正交之面內方向上噴射上述冷卻液。
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