WO2013065490A1 - 板状物の加工装置及び板状物の加工方法 - Google Patents

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WO2013065490A1
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chamfering
chamfering grindstone
grindstone
edge
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英雄 本村
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旭硝子株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/06—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B9/08—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass
    • B24B9/10—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass of plate glass
    • B24B9/102—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass of plate glass for travelling sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/02—Equipment for cooling the grinding surfaces, e.g. devices for feeding coolant

Definitions

  • the present invention relates to a plate-shaped material processing apparatus and a plate-shaped material processing method.
  • Glass plates (plates) for FPD (FLAT PANEL DISPLAY) used for liquid crystal displays, plasma displays, etc. are formed by forming molten glass into plates and then cutting them into glass plates of a predetermined rectangular size using a cutting device. Is done. Thereafter, the glass plate is chamfered by grinding the edge thereof with a chamfering grindstone of a chamfering device (processing device). As a chamfering device, it is known as in Patent Document 1.
  • the chamfering device described in Patent Document 2 includes a chamfering grindstone, a cooling liquid (grinding liquid) injection nozzle, and the like.
  • the chamfering grindstone is rotated around an axis parallel to an axis perpendicular to the plane of the glass plate, and the rotation direction is set to a direction opposite to the conveyance direction of the glass plate in the grinding portion of the glass plate. ing.
  • the outer peripheral surface used as the grinding surface of the chamfering grindstone is substantially concave and has an arcuate cross-sectional contour shape, and the edge of the glass plate is ground into an arcuate cross-sectional shape.
  • the coolant injection nozzle is configured to inject coolant toward the contact portion from the upstream side in the rotation direction of the chamfering grindstone with reference to the contact portion between the glass plate and the chamfering grindstone. ing.
  • a pair of coolant (coolant) injection nozzles described in Patent Document 3 are disposed on both sides of the workpiece, and are disposed obliquely above the contact portion between the workpiece and the grindstone, and the contact Coolant is sprayed from an oblique direction toward the portion and the vicinity thereof. That is, the processing apparatus of Patent Document 3 includes two coolant injection nozzles.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-160147 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-172749 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-30051
  • the coolant spray nozzle is not installed at the optimal position, so the coolant sprayed from the coolant spray nozzle is not sprayed to the optimal position, and the glass plate after grinding is not Burning and chipping occurred at the edge, causing cracks in the glass plate and inhibiting productivity.
  • a chamfering grindstone rotating at a high speed of 5000 rpm or more forms a thick air layer along the outer peripheral surface of the rotating chamfering grindstone.
  • the coolant injection pressure and the injection amount for penetrating the air layer are set, but the coolant injection nozzle is not installed at the optimum position. Has the problem that the injection pressure and the injection amount become unnecessarily large, and the load of the coolant injection device becomes large.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a plate-like material processing apparatus and a plate-like material processing method including an injection unit that injects a coolant at an optimum position. To do.
  • the present invention provides a surface plate for holding a plate-like object, and a disk-like or columnar surface for chamfering by grinding an edge of the plate-like object held by the surface plate.
  • Moving means for moving the object along the edge of the plate-like object, and injection means for injecting a cooling liquid to a contact portion between the grinding surface of the chamfering grindstone and the edge of the plate-like object
  • a processing apparatus for a plate-like object, wherein the injection means injects the cooling liquid in an in-plane direction perpendicular to a rotation axis of the chamfering grindstone. provide.
  • the present invention presses the grinding surface of a rotating disk-shaped or columnar chamfering grindstone against the edge of the plate-shaped body, and the plate-shaped body and the chamfering grindstone Is moved relatively along the edge of the plate-like body, and a coolant is sprayed onto the contact portion between the grinding surface of the chamfering grindstone and the edge of the plate-like object.
  • the injecting means for injecting the cooling liquid to the contact portion between the grinding surface of the chamfering grindstone and the edge of the plate-like object has an in-plane direction orthogonal to the rotation axis of the chamfering grindstone.
  • the cooling liquid is sprayed on.
  • the edge portion of the plate-like object can be well chamfered by the chamfering grindstone, and the coolant spray amount can be reduced.
  • the present invention injects the cooling liquid to the optimum position using one injection means, the amount of cooling water used is compared with the apparatus of Patent Document 3 using two cooling liquid injection nozzles. Can be reduced.
  • production of the burning and chipping which arise in the edge part of a glass plate can be reduced.
  • the injection means of the present invention injects the coolant in a tangential direction of the grinding surface of the chamfering grindstone.
  • the coolant can be sprayed to the optimum position without applying a rotational load to the chamfering grindstone due to the coolant spray pressure.
  • the chamfering grindstone of the present invention is a disk or columnar shape in which the shape of the grinding surface of the chamfering grindstone is flat, and when the edge of the plate-like object is contacted, the contact pressure Accordingly, it is preferable that the cross-sectional shape of the chamfering grindstone is elastically deformed into a concave shape along the shape of the edge portion.
  • the chamfering grindstone of the present invention is not a grooved chamfering grindstone in which an annular groove (grinding surface) is formed on the outer peripheral surface thereof, but the outer peripheral surface is flat and the edge of the plate-like object is in contact Then, the chamfering grindstone whose cross-sectional shape in the thickness direction of the chamfering grindstone is elastically deformed into a concave shape along the shape of the edge portion by contact pressure.
  • the position of the injection means may be set so that the cooling liquid is injected to the bottom of the elastically deformed recess.
  • the boundary surface can be ground smoothly.
  • minute chipping (chips) generated on the boundary surface can be reduced.
  • the chamfering grindstone of the present invention preferably includes one or a plurality of annular grooves on the outer peripheral surface.
  • the coolant can be sprayed to an optimum position, so that the edge portion of the plate-like material can be well chamfered by the chamfering grindstone, and the coolant is sprayed.
  • the amount can be reduced.
  • FIG. 1 is a plan view of a chamfering apparatus to which a plate-like material processing apparatus of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement positions of the chamfering grindstone, the glass plate, and the nozzle.
  • FIG. 3A is an explanatory diagram in which a groove of a chamfering grindstone is disposed opposite to an edge portion of a glass plate.
  • FIG. 3B is an explanatory diagram in which the edge portion of the glass plate is ground by the groove of the chamfering grindstone.
  • FIG. 3C is an explanatory diagram of an edge portion of a glass plate that has been ground and chamfered.
  • 4A is an explanatory view of the arrangement position shown in FIG. 2 as viewed from the side.
  • FIG. 4B is an explanatory view of the arrangement position shown in FIG. 2 as viewed from above.
  • FIG. 5 is an overall perspective view illustrating another chamfering grindstone.
  • FIG. 6A is an explanatory diagram in which the grinding surface of the chamfering grindstone of FIG. 5 is disposed opposite to the edge portion of the glass plate.
  • FIG. 6B is an explanatory diagram in which the edge portion of the glass plate is ground by the chamfering grindstone of FIG. 5.
  • FIG. 6C is an explanatory diagram of an edge portion of the glass plate chamfered by the chamfering grindstone in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a side view in which the edge portion of the glass plate is ground by the chamfering grindstone of FIG.
  • FIG. 1 is a plan view of a chamfering apparatus 10 according to an embodiment to which a processing apparatus for a plate-like object of the present invention is applied.
  • This chamfering device 10 is a device that chamfers an edge portion of a glass plate (plate-like object) 12 having a thickness of 0.7 mm or less.
  • the plate-like object applicable to the processing apparatus of the present invention is not limited to the glass plate for a liquid crystal display, but is a glass plate for an FPD such as a glass plate for a plasma display or a glass plate for an LED display, a building material or a mirror.
  • the present invention may be applied to a general glass plate, metal plate, or resin plate.
  • the thickness of the plate-like object is not limited to 0.7 mm or less, and may be a thickness exceeding 0.7 mm.
  • the chamfering device 10 includes a surface plate 14 that holds and holds a rectangular glass plate 12, a moving device (moving means) 16 that reciprocates the surface plate 14 in the direction of arrows AB, and an edge portion of the glass plate 12 is ground.
  • the chamfering apparatus 10 holds the main surface of the glass plate 12 on the mounting surface of the surface plate 14 and moves the surface plate 14 in the direction of arrow A by the moving device 16 while moving the glass plate during the movement.
  • the 12 opposing edge portions 12A and 12B are ground by chamfering grindstones 18 and 20 that are rotating (spinning) in a direction facing the moving direction of the glass plate 12. Thereby, the edge portions 12A and 12B of the glass plate 12 are chamfered. Further, at the time of the grinding process, the coolant is sprayed from the nozzle 26 to the contact portion between the chamfering grindstone 18 and the edge portion 12 ⁇ / b> A of the glass plate 12, and the chamfering grindstone 20 and the edge of the glass plate 12.
  • Cooling liquid is sprayed from the nozzle 28 to the contact portion with the portion 12B.
  • the material for the coolant is not particularly limited, and may be pure water, grinding oil, or a mixture thereof.
  • a chamfering grindstone 18 is disposed to face the edge portion 12 ⁇ / b> A in order to chamfer a pair of opposed edge portions 12 ⁇ / b> A and 12 ⁇ / b> B of the glass plate 12 at the same time.
  • 20 is arranged to face the edge 12B.
  • the chamfering grindstone 18 is rotated counterclockwise by the motor 22, and the chamfering grindstone 20 is rotated clockwise by the motor 24. Further, the rotational speed of the chamfering grindstones 18 and 20 is set to 5000 rpm or more.
  • FIG. 1 shows a chamfering device 10 that grinds the edge portions 12A and 12B with fixed chamfering grindstones 18 and 20 while moving the glass plate 12 in the arrow A direction.
  • the chamfering device that fixes the glass plate 12 and moves the chamfering grindstones 18 and 20 along the edge portions 12A and 12B of the glass plate 12 may be used.
  • a chamfering device that moves both the grindstones 18 and 20 along the edge portions 12A and 12B of the glass plate 12 toward each other may be used.
  • the other opposing edge portions 12C and 12D of the glass plate 12 may be ground by a pair of chamfering grindstones (not shown) arranged at the rear stage of the chamfering grindstones 18 and 20 in FIG. .
  • the glass plate 12 is moved in the B direction by the surface plate 14 to return to the original position, and then the glass plate 12 is moved by the surface plate 14 to 90 degrees with the perpendicular in the main surface direction of the glass plate 12 as an axis.
  • the edge portions 12C and 12D may be ground by the chamfering grindstones 18 and 20 whose intervals are changed while the glass plate 12 is moved in the A direction by the surface plate 14.
  • the chamfering grindstones 18 and 20 are arranged to face the end face 12E of the glass plate 12 as shown in FIG.
  • the end surface 12E is a surface in a direction orthogonal to the main surface 12F of the glass plate 12, and is a surface before chamfering.
  • the boundary portion between the end surface 12E and the main surface 12F and the portion including the end surface 12E are referred to as end edge portions 12A to 12D, and the end edge portions 12A to 12D are ground by the chamfering grindstones 18 and 20.
  • the rotation axes of the chamfering grindstones 18 and 20 may be inclined at a predetermined angle with respect to a normal line in the main surface direction of the glass plate 12.
  • the chamfering grindstones 18 and 20 are simultaneously driven to rotate, and the opposing edge portions 12A and 12B of the glass plate 12 are simultaneously ground by the chamfering grindstones 18 and 20 by the movement of the glass plate 12 by the moving device 16 of FIG. Processed.
  • 3A and 3B are enlarged cross-sectional views of main parts of the outer peripheral surfaces 30 and 32 of the chamfering grindstones 18 and 20, respectively. Since the chamfering grindstones 18 and 20 have the same configuration, the chamfering grindstone 18 will be described here, and the description of the chamfering grindstone 20 will be omitted.
  • a plurality of annular grooves 34 that are grinding surfaces are formed in the horizontal direction, and a plurality of annular grooves 34 are provided in parallel in the vertical direction as shown in the side view of FIG. 4A.
  • the cross-sectional shape in the thickness direction of the chamfering grindstone 18 of the annular groove 34 is not limited to the U shape shown in FIGS. 3A and 3B, and may be a V shape or a concave shape.
  • the number of the annular grooves 34 may be one, it is preferable to provide a plurality of the annular grooves 34 as shown in FIG. 4A in order to eliminate the replacement work of the chamfering grindstone 18.
  • the shape of the annular groove 34 may be a shape having a single radius of curvature, and includes a portion where the end surface 12E is ground and a boundary surface 12G between the end surface 12E ′ and the main surface 12F which has been ground as shown in FIG. 3C.
  • the part to be ground may have a shape having different radii of curvature.
  • the edge 12A of the glass plate 12 is opposed to the annular groove 34, and as shown in FIG. 3B, the chamfering grindstone 18 is fed toward the edge 12A by the grinding allowance.
  • the annular groove 34 of the chamfering grindstone 18 is pressed and brought into contact with the end edge portion 12A.
  • the end edge portion 12 ⁇ / b> A is ground by the annular groove 34.
  • the chamfering grindstone 18 is fed toward the end edge 12A so that the center portion of the end surface 12E in the thickness direction of the glass plate 12 is in contact with the deepest portion of the annular groove 34. It is done.
  • a metal bond grindstone in which abrasive grains are held with a metal binder such as iron, copper, cobalt, or brass, or abrasive grains are held with a thermosetting resin binder.
  • a resin bond grindstone a vitrified bond grindstone in which abrasive grains are held with a porcelain binder such as glass, and an electrodeposited grindstone in which a plating layer is formed on a pedestal surface of the grindstone, and the abrasive grains are fixed to the plating layer.
  • abrasive grains arranged in the binder examples include diamond, silicon carbide (SiC), and alumina (Al 2 O 3 ).
  • FIG. 5 is an overall perspective view showing another chamfering grindstone 40
  • FIGS. 6A to 6C are explanatory views of the grinding of the glass plate 12 by the chamfering grindstone 40 of FIG.
  • a chamfering grindstone 40 shown in FIG. 5 is a chamfering grindstone having a disk shape or a columnar shape and a substantially flat grinding surface 42 on the outer peripheral surface. Further, the grinding surface 42 of the chamfering grindstone 40 is disposed opposite to the edge portion 12A of the glass plate 12 as shown in FIG. 6A, and the edge portion 12A of the glass plate 12 is ground surface 42 as shown in FIG. 6B.
  • the elastic body made of rubber or the like whose cross-sectional shape in the thickness direction of the chamfering grindstone 40 is elastically deformed into a concave shape along the shape of the end edge portion 12A due to the contact pressure.
  • the grinding surface 42 has the contour shape of the edge portions 12A to 12D. It is recessed into a substantially matching concave shape. At this time, pressure due to contact concentrates on the boundary surfaces 12G and 12G between the end surface 12E and the main surface 12F of the glass plate 12, so that the boundary surfaces 12G and 12G are ground to a greater extent than the other portions.
  • the edge portion 12A is ground as shown in FIG. 6C.
  • FIG. 7 is a side view in which the edge portion 12A of the glass plate 12 is ground by the chamfering grindstone 40 of FIG.
  • the upper and lower edge portions 46, 46 of the concave portion 44 of the grinding surface 42 of the chamfering grindstone 40 swelled by being pushed by the edge 12 A of the glass plate 12 are the upper and lower boundary surfaces 12 G, Since the contact surfaces 12G and 12G are contacted at a low pressure, the boundary surfaces 12G and 12G are smoothly ground by the edge portions 46 and 46, and the occurrence of chipping at the boundary surfaces 12G and 12G is reduced.
  • the chamfering grindstone 40 is configured by dispersing abrasive grains in an elastic body.
  • the elastic body include butyl rubber, silicone, polyurethane, and natural rubber.
  • the abrasive grains include diamond, alumina (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), pumice, and garnet.
  • the nozzles 26 and 28 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 2, 4A, and 4B. Since the nozzles 26 and 28 are the same member and the concept of the arrangement position is the same, the nozzle 26 will be described here, and the description of the nozzle 28 will be omitted.
  • the nozzle 26 is recessed on the grinding surface of the chamfering grindstone 18 (the same applies to the chamfering grindstone 40) (in the case of the chamfering grindstone 18, the annular groove 34, and in the case of the chamfering grindstone 40).
  • the chamfering grindstone 18 (40) as shown in FIG. 2 is a position P2 upstream of the chamfering grindstone 18 in the rotational direction with respect to the contact position P1 between the concave portion 44) and the edge 12A of the glass plate 12. It is installed in the position which injects a cooling liquid toward the position P2 (FIG. 4B) from the position of the upstream of the rotation direction.
  • the position P2 is such that the diameter d of the annular groove 34 of the chamfering grindstone 18 and the ratio x / d of the distance x between the contact position P1 and the position P2 are 0.04 (4%) to 0.05 (5%). ) (0.04 (4%) ⁇ x / d ⁇ 0.05 (5%)).
  • the nozzle 26 is installed at a position for injecting the coolant in the in-plane direction orthogonal to the rotating shaft 19 of the chamfering grindstone 18. That is, the nozzle 26 according to the embodiment sprays the cooling liquid toward the position P2 in a direction parallel to the in-plane direction of the main surface 12F of the glass plate 12 as indicated by an arrow C in FIG. 4B.
  • the cooling liquid can penetrate the air layer formed along the outer peripheral surface of the rotating chamfering grindstone 18 at the optimum position of the chamfering grindstone 18 (40). Since it is injected to the position, the edge 12A of the glass plate 12 can be chamfered satisfactorily by the chamfering grindstone 18 (40), and the injection amount of the coolant can be reduced. In addition, being able to chamfer well means that it is possible to reduce the occurrence of burning and chipping at the edge portion 12A of the glass plate 12 and to reduce chipping generated at the boundary surface 12G.
  • the distance from the chamfering grindstone 18 (40) to the injection port of the nozzle 26 (28) is not particularly limited, and may be a distance close to each other so as not to contact each other. Since the coolant sprayed from the nozzle 26 (28) installed at the distance is instantaneously supplied to the position P2 along with the rotation of the chamfering grindstone 18 (40), the glass plate 12 is favorably ground. Will not cause any problems.
  • the nozzle 26 is preferably installed at a position for injecting the coolant in the tangential direction of the grinding surface (annular groove 34, recess 44) of the chamfering grindstone 18 (40).
  • the coolant is sprayed to the optimum position of the chamfering grindstone 18 (40) without applying a rotational load to the chamfering grindstone 18 (40) by the spraying pressure of the coolant sprayed from the nozzle 26.
  • the coolant is sprayed to the optimum position using the single nozzle 26 (28), compared with the apparatus of Patent Document 3 using two coolant spray nozzles, The amount of cooling water used can be reduced.
  • a preferable condition for allowing the coolant injected from the nozzle 26 to penetrate the air layer formed on the outer peripheral surface of the chamfering grindstone 18 (40) during high-speed rotation is that the diameter of the injection port of the nozzle 26 is 2. 3 to 3 mm, the distance from the position P2 to the nozzle 26 nozzle is 10 to 20 mm, the flow rate of the coolant is 10 to 20 m / sec, and the chamfering speed by the chamfering grindstone 18 (40) (the chamfering of the glass plate 12).
  • the relative speed with respect to the grinding wheels 18 and 20 for use is preferably 12 m / min.
  • the object to be processed by the plate processing apparatus of the present invention is not limited to a glass plate for FPD such as a liquid crystal display that requires high chamfering accuracy, and may be a general glass plate for building materials or mirrors. Moreover, it is not limited to a glass plate, A metal-made or resin-made plate-shaped object may be sufficient.
  • SYMBOLS 10 ... Chamfering device, 12 ... Glass plate, 12A-12D ... End edge part, 12E ... End surface, 12E '... End surface, 12F ... Main surface, 12G ... Boundary surface, 14 ... Surface plate, 16 ... Moving device, 18, DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Chamfering wheel, 19 ... Rotating shaft, 22, 24 ... Motor, 26, 28 ... Nozzle, 30, 32 ... Outer peripheral surface, 40 ... Chamfering grindstone, 42 ... Grinding surface, 44 ... Recess, 46 ... Edge Part

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  • Ceramic Engineering (AREA)
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

　本発明は、板状物を保持する定盤と、前記定盤に保持された前記板状物の端縁部を研削して面取りする円盤状又は円柱状の面取用砥石と、前記面取用砥石を回転させる回転手段と、前記面取用砥石の周縁部を前記板状物の外周面の研削面に接触させて前記面取用砥石、又は前記板状物を、前記板状物の端縁部に沿って移動させる移動手段と、前記面取用砥石の前記研削面と前記板状物の端縁部との接触箇所に冷却液を噴射する噴射手段と、を備えた板状物の加工装置であって、前記噴射手段は、前記面取用砥石の回転軸に対して直交する面内方向に前記冷却液を噴射する板状物の加工装置に関する。

Description

板状物の加工装置及び板状物の加工方法
　本発明は、板状物の加工装置及び板状物の加工方法に関する。
　液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等に使用されるＦＰＤ（ＦＬＡＴ　ＰＡＮＥＬ　ＤＩＳＰＬＡＹ）用のガラス板（板状物）は、溶融ガラスを板状に成形し、その後、切断装置によって所定の矩形サイズのガラス板に切断される。その後、ガラス板は、面取装置（加工装置）の面取用砥石によって、その端縁部が研削加工されることにより面取りされる。面取装置としては、特許文献１の如く公知である。
　また、特許文献２に記載された面取装置は、面取用砥石、及び冷却液（研削液）噴射ノズル等を備えている。前記面取用砥石は、ガラス板の平面に直交する軸と平行な軸を中心に回転されるとともに、その回転方向は、ガラス板の研削部においてガラス板の搬送方向と相対する方向に設定されている。また、面取用砥石の研削面となる外周面は、略凹状で円弧状の断面輪郭形状をなし、ガラス板の端縁部を断面円弧状に研削加工する。
　一方、前記冷却液噴射ノズルは、ガラス板と面取用砥石との接触部を基準として、面取用砥石の回転方向上流側から、前記接触部に向けて冷却液を噴射するように構成されている。
　また、特許文献３に記載された冷却液（クーラント）噴射ノズルは、ワークを挟んで両側に一対配置されるとともに、ワークと砥石との接触部に対して斜め上方に設置されており、前記接触部及びその近傍に向けて冷却液を斜め方向から噴射している。すなわち、特許文献３の加工装置では２本の冷却液噴射ノズルを備えている。
日本国特開２００２－１６０１４７号公報 日本国特開２００９－１７２７４９号公報 日本国特開２００７－３００５１号公報
　しかしながら、従来の面取装置では、冷却液噴射ノズルが最適な位置に設置されていないため、冷却液噴射ノズルから噴射された冷却液が最適な位置に噴射されず、研削加工後のガラス板の端縁部に焼け、欠けが発生し、ガラス板の割れの要因になるとともに、生産性を阻害する要因になっていた。
　特に、５０００ｒｐｍ以上の高速回転の面取用砥石は、回転中の面取用砥石の外周面に沿って層の厚い空気層が形成される。冷却液噴射ノズルを含む冷却液噴射装置では、前記空気層を貫通させるための冷却液の噴射圧力、噴射量が設定されているが、冷却液噴射ノズルが最適な位置に設置されていない場合には、前記噴射圧力、噴射量が無用に大きくなり、冷却液噴射装置の負荷が大きくなるという問題があった。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、最適な位置に冷却液を噴射する噴射手段を備えた板状物の加工装置及び板状物の加工方法を提供することを目的とする。
　本発明は、前記目的を達成するために、板状物を保持する定盤と、前記定盤に保持された前記板状物の端縁部を研削して面取りする円盤状又は円柱状の面取用砥石と、前記面取用砥石を回転させる回転手段と、前記面取用砥石の周縁部を前記板状物の外周面の研削面に接触させて前記面取用砥石、又は前記板状物を、前記板状物の端縁部に沿って移動させる移動手段と、前記面取用砥石の前記研削面と前記板状物の端縁部との接触箇所に冷却液を噴射する噴射手段と、を備えた板状物の加工装置であって、前記噴射手段は、前記面取用砥石の回転軸に対して直交する面内方向に前記冷却液を噴射する板状物の加工装置を提供する。
　本発明は、前記目的を達成するために、板状体の端縁部に、回転する円盤状又は円柱状の面取用砥石の研削面を押し付けるとともに、前記板状体及び前記面取用砥石を、前記板状体の前記端縁部に沿って相対的に移動させながら、前記面取用砥石の前記研削面と前記板状物の前記端縁部との接触箇所に冷却液を噴射させることにより、前記板状体の端縁部を面取り加工する板状体の加工方法において、前記面取用砥石の回転軸に対して直交する面内方向に前記冷却液を噴射する板状物の加工方法を提供する。
　本発明によれば、面取用砥石の研削面と板状物の端縁部との接触箇所に冷却液を噴射する噴射手段が、面取用砥石の回転軸に対して直交する面内方向に前記冷却液を噴射する。これにより、冷却液が最適な位置に噴射されるので、面取用砥石によって板状物の端縁部を良好に面取りできるとともに、冷却液噴射量を低減できる。また、本発明は、１つの噴射手段を用いて冷却液を最適な位置に噴射しているので、２本の冷却液噴射ノズルを用いる特許文献３の装置と比較して、冷却水の使用量を削減できる。なお、板状物がガラス板の場合には、ガラス板の端縁部に生じる焼け、欠けの発生を低減できる。
　本発明の前記噴射手段は、前記面取用砥石の前記研削面の接線方向に前記冷却液を噴射することが好ましい。
　本発明によれば、冷却液の噴射圧力によって面取用砥石に回転負荷をかけることなく、冷却液を最適な位置に噴射することができる。
　本発明の前記面取用砥石は、該面取用砥石の前記研削面の形状が扁平である円盤状又は円柱状であって、前記板状物の端縁部が接触されると、接触圧によって該端縁部の形状に沿って、前記面取用砥石の厚さ方向の断面形状が凹状に弾性変形することが好ましい。
　本発明の前記面取用砥石は、その外周面に環状溝（研削面）が形成された溝付きの面取用砥石ではなく、外周面が扁平であり、板状物の端縁部が接触されると、接触圧によって端縁部の形状に沿って、前記面取用砥石の厚さ方向の断面形状が凹状に弾性変形する面取用砥石である。この場合、弾性変形した凹部の底部に冷却液を噴射するように、噴射手段の位置を設定すればよい。
　本発明によれば、板状物の端縁部のうち、板状物の端面と主面との境界面に面取用砥石が接触するので、前記境界面を円滑に研削加工できる。板状物がガラス板の場合には、前記境界面に生じる微小なチッピング（欠け）を低減できる。
　本発明の前記面取用砥石は、前記外周面に１本又は複数本の環状溝を備えていることが好ましい。
　本発明に係る板状物の加工装置によれば、最適な位置に冷却液を噴射することができるので、面取用砥石によって板状物の端縁部を良好に面取りできるとともに、冷却液噴射量を低減できる。
図１は、本発明の板状物の加工装置が適用された面取装置の平面図である。 図２は、面取用砥石とガラス板とノズルの配置位置を示した斜視図である。 図３Ａは、ガラス板の端縁部に面取用砥石の溝が対向配置された説明図である。 図３Ｂは、面取用砥石の溝によってガラス板の端縁部が研削されている説明図である。 図３Ｃは、研削加工されて面取りされたガラス板の端縁部の説明図である。 図４Ａは、図２に示した配置位置を側面から見た説明図である。 図４Ｂは、図２に示した配置位置を上面から見た説明図である。 図５は、他の面取用砥石を示した全体斜視図である。 図６Ａは、ガラス板の端縁部に図５の面取用砥石の研削面が対向配置された説明図である。 図６Ｂは、ガラス板の端縁部が図５の面取用砥石によって研削されている説明図である。 図６Ｃは、図５の面取用砥石によって面取りされたガラス板の端縁部の説明図である。 図７は、ガラス板の端縁部が図５の面取用砥石によって研削されている側面図である。
　以下、添付図面に従って本発明に係る板状物の加工装置及び板状物の加工方法の好ましい実施の形態を詳説する。
　図１は、本発明の板状物の加工装置が適用された、実施の形態の面取装置１０の平面図である。この面取装置１０は、厚さが０．７ｍｍ以下の液晶ディスプレイ用ガラス板（板状物）１２の端縁部を面取りする装置である。なお、本発明の加工装置に適用できる板状物は、液晶ディスプレイ用ガラス板に限定されず、プラズマディスプレイ用ガラス板、ＬＥＤディスプレイ用ガラス板等のＦＰＤ用ガラス板、建材用やミラー用等の一般的なガラス板、金属製、又は樹脂製の板状物に適用してもよい。また板状物の厚さも０．７ｍｍ以下に限定されず、０．７ｍｍを超える厚さであってもよい。
　面取装置１０は、矩形状のガラス板１２を吸着保持する定盤１４、定盤１４を矢印Ａ－Ｂ方向に往復移動させる移動装置（移動手段）１６、ガラス板１２の端縁部を研削加工して面取りする円盤状又は円柱状の一対の面取用砥石１８、２０、面取用砥石１８、２０を高速回転させるモータ（回転手段）２２、２４、及び冷却液を噴射するノズル（噴射手段）２６、２８等から構成される。
　実施の形態の面取装置１０は、定盤１４の搭載面にガラス板１２の主面を吸着保持させ、定盤１４を移動装置１６によって矢印Ａ方向に移動させながら、その移動中にガラス板１２の対向する端縁部１２Ａ、１２Ｂを、ガラス板１２の移動方向に対して対向する方向に回転（自転）している面取用砥石１８、２０によって研削加工する。これによって、ガラス板１２の端縁部１２Ａ、１２Ｂが面取りされる。また、前記研削加工時には、面取用砥石１８とガラス板１２の端縁部１２Ａとの接触箇所に、ノズル２６から冷却液が噴射されるとともに、面取用砥石２０とガラス板１２の端縁部１２Ｂとの接触箇所に、ノズル２８から冷却液が噴射される。これにより、前記接触箇所が前記冷却液によって冷却されるので、ガラス板１２の端縁部１２Ａに生じる焼け、欠け等の発生が低減され、また、ガラス板１２の前記主面と研削された端面との境界部に生じるチッピングが低減される。前記ノズル２６、２８については後述する。
　冷却液の材料は特に限定されず、純水、研削油、及びこれらの混合物でよい。
　面取装置１０では、ガラス板１２の対向する一対の端縁部１２Ａ、１２Ｂを同時に面取りするために、面取用砥石１８が端縁部１２Ａに対向して配置されるとともに、面取用砥石２０が端縁部１２Ｂに対向して配置されている。
　図１において面取用砥石１８は、モータ２２によって反時計方向に回転され、面取用砥石２０は、モータ２４によって時計方向に回転される。また、面取用砥石１８、２０の回転数は、５０００ｒｐｍ以上に設定されている。
　なお、図１では、ガラス板１２を矢印Ａ方向に移動させながら、固定された面取用砥石１８、２０によって端縁部１２Ａ、１２Ｂを研削加工する面取装置１０を示しているが、これに限定されるものではなく、ガラス板１２を固定し、面取用砥石１８、２０をガラス板１２の端縁部１２Ａ、１２Ｂに沿って移動させる面取装置でもよく、ガラス板１２及び面取用砥石１８、２０の双方をガラス板１２の端縁部１２Ａ、１２Ｂに沿って互いに近づく方向に移動させる面取装置でもよい。また、ガラス板１２の他の対向する端縁部１２Ｃ、１２Ｄは、図１の面取用砥石１８、２０の後段に配置された不図示の一対の面取用砥石によって研削加工してもよい。又は、ガラス板１２を定盤１４によってＢ方向に移動させて元の位置に復帰させ、次に、ガラス板１２を定盤１４によって、ガラス板１２の主面方向の垂線を軸にして９０度回転させた後、定盤１４によってガラス板１２をＡ方向に移動させながら、間隔が変更された面取用砥石１８、２０によって端縁部１２Ｃ、１２Ｄを研削加工してもよい。
　面取用砥石１８、２０は、図２の如くガラス板１２の端面１２Ｅに対向して配置されている。ここで端面１２Ｅとは、ガラス板１２の主面１２Ｆに対して直交する方向の面であり、面取り前の面である。この端面１２Ｅと主面１２Ｆとの境界部、及び端面１２Ｅを含む部分を端縁部１２Ａ～１２Ｄと称し、端縁部１２Ａ～１２Ｄを面取用砥石１８、２０によって研削加工する。なお、特許文献１に記載の如く、面取用砥石１８、２０の回転軸を、ガラス板１２の主面方向の垂線に対して所定角度傾斜させてもよい。
　面取用砥石１８、２０は同時に回転駆動され、図１の移動装置１６によるガラス板１２の移動によって、ガラス板１２の対向する端縁部１２Ａ、１２Ｂが面取用砥石１８、２０によって同時に研削加工される。
　図３Ａ、図３Ｂは、面取用砥石１８、２０の外周面３０、３２の要部拡大断面図である。なお、面取用砥石１８、２０は同一構成なので、ここでは面取用砥石１８について説明し、面取用砥石２０の説明は省略する。
　面取用砥石１８の外周面３０には、研削面である複数本の環状溝３４が水平方向に形成され、この環状溝３４が図４Ａの側面図の如く上下方向に複数本平行に備えられている。なお、環状溝３４の面取用砥石１８の厚さ方向の断面形状は、図３Ａ、図３Ｂに記載のＵ字状に限定されず、Ｖ字状、凹状であってもよい。また、環状溝３４の本数は１本でもよいが、面取用砥石１８の交換作業を省くため、図４Ａの如く複数本備えることが好ましい。環状溝３４が面取用砥石１８に複数本備えられているため、使用中の環状溝３４が寿命になったとき、図示しない制御装置で面取用砥石１８を環状溝３４のピッチ単位で上下方向（面取用砥石１８の厚さ方向）に昇降させれば、面取用砥石１８の交換作業をせずに新しい環状溝３４で面取りできる。また、環状溝３４の形状は、単一の曲率半径を有する形状でもよく、端面１２Ｅを研削する部分、及び図３Ｃに示すように研削終了した端面１２Ｅ′と主面１２Ｆとの境界面１２Ｇを研削する部分が異なる曲率半径を有する形状のものでもよい。
　図３Ａに示すように、ガラス板１２の端縁部１２Ａは、環状溝３４に対向され、図３Ｂの如く、面取用砥石１８が研削代分だけ端縁部１２Ａに向けて送られることにより、端縁部１２Ａに面取用砥石１８の環状溝３４が押圧当接される。これにより、図３Ｃの如く、端縁部１２Ａが環状溝３４によって研削加工される。なお、図３Ａの破線で示すように、端面１２Ｅのガラス板１２の厚さ方向の中心部が環状溝３４の最深部に当接するように面取用砥石１８が端縁部１２Ａに向けて送られる。
　面取用砥石１８、２０としては、鉄系、銅系、コバルト系、真鍮系等の金属の結合剤で砥粒を保持したメタルボンド砥石、熱硬化性樹脂の結合剤で砥粒を保持したレジンボンド砥石、ガラス等の磁器質の結合剤で砥粒を保持したビトリファイドボンド砥石、砥石の台座表面にメッキ層をつくり、前記メッキ層に砥粒を固着した電着砥石が挙げられる。
　結合剤に配される研磨砥粒としては、ダイヤモンド、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等を挙げることができる。
　図５は、他の面取用砥石４０を示した全体斜視図であり、図６Ａ～図６Ｃは、図５の面取用砥石４０によるガラス板１２の研削の説明図である。
　図５に示す面取用砥石４０は、円盤状又は円柱状に構成されるとともに、外周面の研削面４２が実質的に扁平な面取用砥石である。また、面取用砥石４０の研削面４２は、図６Ａの如く、ガラス板１２の端縁部１２Ａに対向配置され、図６Ｂに示すように、ガラス板１２の端縁部１２Ａが研削面４２に接触されると、その接触圧により、端縁部１２Ａの形状に沿って、面取用砥石４０の厚さ方向の断面形状が凹状に弾性変形するゴム製等の弾性体である。
　この面取用砥石４０によれば、ガラス板１２の端縁部１２Ａ～１２Ｄが面取用砥石４０の扁平な研削面４２に接触すると、研削面４２は端縁部１２Ａ～１２Ｄの輪郭形状に略一致する凹状に凹まされる。この時、ガラス板１２の端面１２Ｅと主面１２Ｆとの境界面１２Ｇ、１２Ｇに接触による圧力が集中するので、境界面１２Ｇ、１２Ｇが他の部分よりも多めに研削されていき、ガラス板１２の端縁部１２Ａが図６Ｃの如く研削される。
　図７は、ガラス板１２の端縁部１２Ａが図５の面取用砥石４０によって研削されている側面図である。図７の如く、ガラス板１２の端縁部１２Ａに押されて膨らむ面取用砥石４０の研削面４２の凹部４４の上下のエッジ部分４６、４６が、ガラス板１２の上下の境界面１２Ｇ、１２Ｇに低圧で接触するため、境界面１２Ｇ、１２Ｇがエッジ部分４６、４６によって円滑に研削され、境界面１２Ｇ、１２Ｇに生じるチッピングの発生が低減される。
　面取用砥石４０は、弾性体内に研磨砥粒を分散することにより構成される。弾性体としては、ブチルゴム、シリコーン、ポリウレタン、天然ゴムを挙げることができる。前記研磨砥粒としては、ダイヤモンド、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、軽石、ガーネット等を挙げることができる。
　次に、実施の形態のノズル２６、２８について図２、及び図４Ａ、図４Ｂを参照して説明する。なお、ノズル２６、２８は同一部材であり、配置位置の概念も同一なので、ここではノズル２６について説明し、ノズル２８の説明は省略する。
　前述の如く、ノズル２６は、面取用砥石１８（面取用砥石４０も同様）の研削面（面取用砥石１８の場合には環状溝３４、面取用砥石４０の場合には凹んだ凹部４４）とガラス板１２の端縁部１２Ａとの接触位置Ｐ１に対して面取用砥石１８の回転方向上流側の位置Ｐ２であって、図２の如く、面取用砥石１８（４０）の回転方向の上流側の位置から位置Ｐ２（図４Ｂ）に向けて冷却液を噴射する位置に設置されている。また、位置Ｐ２は、面取用砥石１８の環状溝３４の直径ｄ及び接触位置Ｐ１と位置Ｐ２との距離ｘの比ｘ／ｄが、０．０４（４％）～０．０５（５％）の範囲内（０．０４（４％）≦ｘ／ｄ≦０．０５（５％））となるように設定される。
　また、ノズル２６は、図４Ａの如く、面取用砥石１８の回転軸１９に対して直交する面内方向に冷却液を噴射する位置に設置されている。すなわち、実施の形態のノズル２６は、図４Ｂの矢印Ｃの如く、位置Ｐ２に向けて冷却液を、ガラス板１２の主面１２Ｆの面内方向と平行方向に噴射する。
　実施の形態のノズル２６によれば、冷却液が面取用砥石１８（４０）の最適な位置、すなわち回転中の面取用砥石１８の外周面に沿って形成された、空気層を貫通できる位置に噴射されるので、面取用砥石１８（４０）によってガラス板１２の端縁部１２Ａを良好に面取りできるとともに、冷却液の噴射量を低減できる。なお、良好に面取りできるとは、ガラス板１２の端縁部１２Ａに生じる焼け、欠けの発生を低減でき、境界面１２Ｇに発生するチッピングを軽減できるという意味である。また、面取用砥石１８（４０）からノズル２６（２８）の噴射口までの距離は特に限定されず、それぞれが接しない程度に近接する距離であってもよい。当該距離に設置されたノズル２６（２８）から噴射された冷却液は、面取用砥石１８（４０）の回転に伴って位置Ｐ２に瞬時に供給されるので、ガラス板１２の良好な研削加工に支障は生じない。
　また、ノズル２６は、図４Ｂの如く、面取用砥石１８（４０）の前記研削面（環状溝３４、凹部４４）の接線方向に冷却液を噴射する位置に設置されることが好ましい。これにより、ノズル２６から噴射された冷却液の噴射圧力によって面取用砥石１８（４０）に回転負荷をかけることなく、冷却液を面取用砥石１８（４０）の最適な位置に噴射することができる。また、実施の形態では、１本のノズル２６（２８）を用いて冷却液を最適な位置に噴射しているので、２本の冷却液噴射ノズルを用いる特許文献３の装置と比較して、冷却水の使用量を削減できる。
　なお、高速回転中の面取用砥石１８（４０）の外周面に形成される空気層に、ノズル２６から噴射される冷却液を貫通させる好適な条件は、ノズル２６の噴射口の径が２～３ｍｍ、位置Ｐ２からノズル２６の噴射口までの距離が１０～２０ｍｍ、冷却液の流速が１０～２０ｍ／ｓｅｃ、及び面取用砥石１８（４０）による面取り加工速度（ガラス板１２の面取用砥石１８、２０に対する相対速度）が１２ｍ／ｍｉｎであることが好ましい。このような条件下で面取り加工を行うことにより、冷却液を前記空気層に貫通させることができるとともに、冷却液の供給量を３～５Ｌ／ｍｉｎに低減できる。
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に制限されない。本発明の範囲を逸脱することなく、上記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
　本出願は、２０１１年１０月３１日出願の日本特許出願２０１１－２３９１０７に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明の板状物の加工装置による加工対象物は、高い面取り精度が要求される液晶ディスプレイ等のＦＰＤ用ガラス板に限定されず、建材用やミラー用等の一般的なガラス板でもよい。また、ガラス板に限定されず、金属製、又は樹脂製の板状物であってもよい。
　１０…面取装置、１２…ガラス板、１２Ａ～１２Ｄ…端縁部、１２Ｅ…端面、１２Ｅ′…端面、１２Ｆ…主面、１２Ｇ…境界面、１４…定盤、１６…移動装置、１８、２０…面取用砥石、１９…回転軸、２２、２４…モータ、２６、２８…ノズル、３０、３２…外周面、４０…面取用砥石、４２…研削面、４４…凹部、４６…エッジ部

Claims (5)

  1. 　板状物を保持する定盤と、
    　前記定盤に保持された前記板状物の端縁部を研削して面取りする円盤状又は円柱状の面取用砥石と、
    　前記面取用砥石を回転させる回転手段と、
    　前記面取用砥石の周縁部を前記板状物の外周面の研削面に接触させて前記面取用砥石、又は前記板状物を、前記板状物の端縁部に沿って移動させる移動手段と、
    　前記面取用砥石の前記研削面と前記板状物の端縁部との接触箇所に冷却液を噴射する噴射手段と、
    　を備えた板状物の加工装置であって、
    　前記噴射手段は、前記面取用砥石の回転軸に対して直交する面内方向に前記冷却液を噴射する板状物の加工装置。
  2. 　前記噴射手段は、前記面取用砥石の前記研削面の接線方向に前記冷却液を噴射する請求項１に記載の板状物の加工装置。
  3. 　前記面取用砥石は、該面取用砥石の前記周縁部の形状が扁平である円盤状又は円柱状であって、前記板状物の前記研削面が接触されると、接触圧によって該端縁部の形状に沿って、前記面取用砥石の厚さ方向の断面形状が凹状に弾性変形する弾性体である請求項１、又は２に記載の板状物の加工装置
  4. 　前記面取用砥石は、前記外周面に１本又は複数本の環状溝を備えている請求項１、又は２に記載の板状物の加工装置。
  5. 　板状体の端縁部に、回転する円盤状又は円柱状の面取用砥石の研削面を押し付けるとともに、前記板状体及び前記面取用砥石を、前記板状体の前記端縁部に沿って相対的に移動させながら、前記面取用砥石の前記研削面と前記板状物の前記端縁部との接触箇所に冷却液を噴射させることにより、前記板状体の端縁部を面取り加工する板状体の加工方法において、
    　前記面取用砥石の回転軸に対して直交する面内方向に前記冷却液を噴射する板状物の加工方法。
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