JPH1170471A - ガラス面取り方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ガラスの定圧面取りでのチッピングを低減させ
る方法と装置の提供。 【解決手段】定圧方式の面取りにおいて、砥石２のガラ
ス板１に対する相対的な送り速度または切り込み量に応
じて砥石の回転数を制御する。また、ガラス保持具３に
固定したガラス１の周縁に所定の押し付け力で接触し面
取りする砥石２、砥石２をガラスの周縁に沿って相対的
に移動させる走査機構７、および砥石２を回転駆動させ
るためのモータ５とを有し、モータは砥石２とガラス１
との相対的な送り速度または砥石の切り込み量に応じて
砥石の回転数を変更するための回転数調整機構９を具備
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用窓ガラ
ス、ＣＲＴ用パネル・ファンネル等の複雑形状ガラス周
縁部の面取り加工に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス周縁部の面取りは、カップ形砥石
または総形砥石を高速回転させて行う研削加工が一般的
である。この研削加工は、あらかじめ設定された寸法に
砥石を切り込んでガラスを加工する定寸方式と、一定の
押し付け荷重で砥石を切り込むことにより行う定圧方式
に分類される。

【０００３】定寸方式は、通常、剛性の高い装置が使用
され、精度の高い加工ができる反面、加工前のガラスの
寸法精度およびガラスを保持する位置精度の高さが求め
られる。一方、定圧方式は、剛性の低い比較的安価な装
置が使用でき、ガラスの形状に沿って加工がなされるた
めに、加工前のガラスの寸法精度や保持位置精度が多少
悪くても面取り部の寸法形状が確保できる利点がある。

【０００４】しかし、定圧方式は、砥石切れ味の低下と
ともに切り込まれる量が低下する欠点がある。この欠点
を補う方法として、砥石切れ味の劣化が砥石駆動用モー
タ電流値の増加を伴うことから、その電流値に応じて砥
石の押し付け力を増減させる方法や、砥石が切り込んだ
量を１枚前のガラスについて実測し、所定切り込み量と
の偏差に応じて砥石の押し付け力を増減させる方法が採
用されている。

【０００５】さらに、切り込み量をできるだけ均一にし
ながら効率的に面取りするために、ガラスの形状により
砥石の押し付け力を調節したり、または砥石の相対的な
送り速度を例えば直線部は速くコーナー部は遅くするよ
うに加減する方法も知られている。ただ、従来の押し付
け力制御の面取り装置では、コーナー部で面取り代を抑
えるため、砥石の送り速度を遅くするとともに押し付け
力を小さくする。しかし、砥石の押し付け力を小さくす
るとコーナー部では遠心力が働くので、どうしても砥石
がガラスから離れやすくなり、結果としてガラス位置の
微妙なずれですぐに砥石がガラスに充分に接触しなくな
り、面取り不良が発生しやすかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、定圧方式の面
取りでは一般に装置剛性が低く砥石が振動しやすいため
に、単純に砥石の送り速度を早くしたり押し付け力を大
きくすると、面取り端部のガラスにチッピング（欠け）
が生じやすい欠点があり、砥石の送り速度を低く抑えな
ければならなかった。

【０００７】また、経験によると砥石の送り速度をあら
かじめガラスの形状に合わせて設定しておき、これに基
づいて送り速度を加減して切り込み量を均一にしようと
しても、砥石の切れ味の変動などが加わるため、均一な
面取りを効率的な状態で継続することは難しい。

【０００８】本発明は、従来技術の前述の欠点を解消
し、装置の振動によるチッピングの発生が少ないガラス
面取り方法および装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、押し付け力の
大きさに応じて切り込み量が変わるガラス面取りにおい
て、砥石のガラスに対する相対的な送り速度または切り
込み量に応じて、砥石の回転数を制御することを特徴と
するガラス面取り方法を提供する。また、本発明は、ガ
ラス保持具に固定したガラスの周縁に所定の押し付け力
で接触し面取りする砥石、該砥石をガラスの周縁に沿っ
て相対的に移動させる走査機構、および砥石を回転駆動
させるためのモータとを有し、該モータは前記砥石とガ
ラスとの相対的な送り速度または砥石の切り込み量に応
じて砥石の回転数を変更するための回転数調整機構を具
備していることを特徴とするガラス面取り装置を提供す
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の面取り装置は、いわゆる
定圧方式によるものであり、あらかじめ設定された荷重
で砥石を押し付ける機構を有し、その荷重が油圧シリン
ダ、空気圧シリンダ、トルクモータなどにより増減でき
ることが好ましい。特に、押し付け力を砥石の切れ味変
動に応じて調整しながら面取りする、押し付け力制御研
削（面取り）に好適である。この定圧方式の面取り装置
としては、面取り加工するガラス形状に合わせた型をあ
らかじめ作っておき、砥石の押し付け力をこの型で受け
ながら、過度に切り込むことがないように面取りする倣
い加工装置のように、装置の剛性がきわめて低い面取り
装置も含む。

【００１１】本発明における砥石は、ダイヤモンド砥粒
を金属、高分子樹脂などで円盤上に固定した砥石、アル
ミナやカーボランダムなどを焼成した砥石などが使用で
きる。これら砥石の砥粒および種類は、面取りするガラ
ス品種や要求される面取り面の表面粗さなどを考慮して
適宜選択する。また、砥石の大きさは主としてガラスの
サイズおよび形状などに合わせて選択すればよい。

【００１２】本発明は、砥石の回転数（ｒｐｍ）を適宜
変えられるようにし、回転数を砥石のガラスに対する相
対的な送り速度または砥石の切り込み量に対応して制御
することを特徴とする。ここで、砥石の回転数を送り速
度または切り込み量に応じて制御するとは、少なくとも
これらの一つによって回転数を加減することを意味する
もので、これらの両方によって制御するものも当然含ま
れる。

【００１３】本発明の好ましい実施態様では、あらかじ
め設定した送り速度に対応して砥石の回転数を制御す
る。この場合、送り速度は面取りするガラスの形状が決
まれば、この形状に合わせて経験的または理論的に定め
うる。この送り速度を砥石の走査機構またはガラス走査
機構の制御装置に設定しておき、砥石をこの設定値に従
って相対的にガラスの周縁部に沿って走行させるように
なっている。そこで、砥石の駆動用モータをこの送り速
度情報で自動制御することにより、その回転数を加減す
る。

【００１４】ガラスの面取りにおいて、砥石がガラス端
面に最初に当たる面取りスタート時には、特にチッピン
グが発生しやすい。そこで、従来の面取り方式では、砥
石の押し付け力を微妙に調節してこのチッピングの発生
を抑制していたが、満足な結果が得られないことがしば
しばある。本発明によれば、この押し付け力の調整に加
えて面取りスタート時の砥石の回転数を落とすことによ
り、チッピングの発生を効果的に抑えることができる。
したがって、砥石の回転数としてはガラス接触時に最も
低くし、その後砥石の送り速度に対応させて回転数を制
御するのがよい。さらにこの場合、スタート時の砥石の
送り速度をできるだけ小さくすると、一層効果的であ
る。

【００１５】砥石の切り込み量は、少なくとも前記送り
速度と密接な関係を有するので、押し付け力が一定の下
で均一な面取りを行うには、この送り速度に応じて砥石
の回転数を加減することが有効な手段となる。本発明
は、砥石に振動が発生しない条件で送り速度に対応して
回転数を制御することにより、送り速度に対し回転数の
最適化を図り、砥石に振動が発生しない条件で面取りを
行うようにする。送り速度と回転数との最適化は、１枚
のガラスの面取り時間の短縮をも可能にする。

【００１６】また、１枚のガラスの切り込み量が面取り
箇所により異なる場合、すなわち切り込み量を面取り位
置により積極的に変えたい場合には、この切り込み量に
対応して回転数を加減する。実際には、あらかじめ設定
されている送り速度で砥石を相対移動させる際に、切り
込み量を大きくしたい箇所で回転数を増加させればよい
が、当然この場合にも砥石に振動が発生しない回転数の
最適化を図る。そして、必要なときは送り速度も含めて
両者の最適化が図られる。

【００１７】本発明における砥石の回転数の最大値は、
ガラス１枚を面取りする間において、砥石回転数の最小
値の１．２倍以上であることが好ましい。この理由は次
の通りである。剛性の低い装置系では砥石は面取り中に
振動しやすく、取り付けられた砥石の偏芯量が大きいほ
ど、また切れ味が悪いほど振幅は増す。砥石の回転数が
一定の場合は、砥石の振動に対応した凹凸が砥石表面に
次第に形成され、これが加工枚数を重ねる毎に強調され
て砥石の真円度が著しく低下する。

【００１８】定圧方式の面取り装置でチッピングが発生
しやすかった主因は、この真円度の劣化にある。この砥
石の真円度劣化を抑制するには、砥石の回転数を常に変
動させて、ある特定の振動数で振動することがないよう
にしたり、または振動数が砥石の回転数の整数倍になら
ないようにすればよい。ところが、面取り中に発生する
振動数は、装置系の共振周波数であって砥石に加わる荷
重などによって変わり一義的に決まらない。そして、砥
石１回転当たりの振動数は、砥石回転数を多少変えた程
度では変わらない。しかし、ガラス１枚を面取りする間
の砥石回転数の最大値を最小値の１．２倍以上にすれ
ば、砥石１回転当たりの振動数を変化させることがで
き、砥石の真円度劣化が大幅に抑制できる。

【００１９】砥石の回転数が一定の場合、送り速度を下
げると切り込み量は増加するので、ガラスのコーナー部
付近で送り速度を下げるときは、切り込み量が過剰にな
らないように回転数を落とす。コーナー部の面取りに砥
石の回転数制御を取り入れると、砥石の押し付け力はそ
のままで回転数を落とすことにより切り込み量を調整で
きる。これによりコーナー部で砥石に遠心力が作用して
も、砥石には充分に押し付け力が働いているため、砥石
を常時ガラス端面に押し付けておくことができ、従来し
ばしばみられたコーナー部における面取り不良を解消で
きる。

【００２０】同時に、コーナー部での砥石の送り速度を
従来の押し付け力だけで調節する方法より上げることが
できるので、作業時間の短縮が可能となる。なお、角形
に割断したコーナー部分を丸く面取りするには、他の箇
所より深く切り込む必要があるので、このような箇所に
ついては回転数を増して対処する。

【００２１】なお、砥石の押し付け力は、面取り中の砥
石回転モータへの供給電力、電流または電圧の値を基準
にして加減するが、その砥石が面取りしたガラス所定部
位の切り込み量実測値で、押し付け力を補正できる。こ
の切り込み量測定は、接触式または非接触式のセンサに
より、面取り前後のガラスのサイズを実測して実切り込
み量を求める。

【００２２】以下、図面に従って本発明の面取り装置お
よび面取り方法を説明する。図１および図２は、本発明
の面取り装置の平面図および正面図である。ガラス１は
保持具３で固定され、砥石２で面取り加工される。砥石
２は、走査機構７によってガラス１の周縁部に沿って移
動し、ガラスを一周する。砥石２を走査せずに、ガラス
１に回転運動と直線運動をさせて面取りさせる方法も採
用でき、砥石とガラスとは、相対的に移動すればよい。

【００２３】砥石２は、モータ５により高速に回転し、
砥石支持具４を介して、押し付け力調整機構６により荷
重が加えられる。モータ５は可変速モータで、その回転
数は回転数調整機構９により制御される。なお、モータ
５はその変速機能を無段階変速機に代替させてもよい。

【００２４】また、砥石の切れ味はモータ５の負荷電流
計１０の電流値により定寸化される。砥石の切れ味は、
面取りしようとするガラスの１枚前または何枚か前のガ
ラスについて、予定切り込み量に対する実際の切り込み
量の比を求めることにより補正することもできる。この
切り込み量の実測は、例えば研削量制御装置１２によ
り、ガラスのある特定箇所の端部位置を求める方法が有
効である。砥石の押し付け力は、この負荷電流値から求
めた値に、実測切り込み量による補正を掛けて算出され
る。図２の点線は、この砥石の切れ味変動に応じて、砥
石の押し付け力を調整するための系統を示す。

【００２５】砥石２のガラス１に対する相対的な送り
は、生産性を確保するためにガラスの直線部で高速に
し、コーナー部手前で速度を下げて追従性を確保すると
ともに、通常多めに設定されるコーナー部分の切り込み
量に対応させ、コーナー通過後に再び速度を上げる。

【００２６】砥石２の押し付け力は１枚のガラスについ
て同一とし、送り速度などの変動に伴う切り込み量の調
整は回転数を増減することにより行う。すなわち、高速
送りの直線部では、回転数を高く設定し、送り速度の低
いコーナー付近では、回転数を下げ、切り込み量を多く
取る必要のあるコーナー部では、再び回転数を上げる。
砥石２を冷却するクーラントはノズル１１から供給され
る。

【００２７】本発明において砥石の回転数は、前記した
ように主として面取り速度に対応して制御され、その制
御パターンは砥石の送り速度に対して様々なパターンが
設定できる。図３は、砥石の送り速度と回転数との関係
を示す好ましい一例である。図示するように回転数は、
送り速度が所定値Ｓに達するまでは、送り速度に対応し
て増加していくパターンが望ましい。ここで、この送り
速度Ｓは装置の剛性、砥石の重さ、面取りするガラスの
形状およびサイズ等により設定でき、経験によれば特に
装置の剛性の影響が大きく、剛性が大きいほどこのＳを
大きくすることができる。つまり、Ｓは面取り装置およ
び面取り条件により装置固有の値として決められる。

【００２８】例えば、剛性がそれほど大きくない装置の
場合には、Ｓは約１８ｍ／分であり、このときの砥石の
回転数は約３０００ｒｐｍである。装置の剛性を大きく
すれば、Ｓを１８ｍ／分以上にすることが可能となり、
当然そのときの回転数も３０００ｒｐｍ以上に上げるこ
とができ、高速回転での面取りが得られる。

【００２９】砥石の送り速度が上記Ｓ以上の場合には、
回転数を変化させると面取り品質が悪化する傾向があ
る。具体的にはＳ以上の送り速度で、回転数を送り速度
に対応して上げると、小さな欠けの発生率が上昇し面取
り不良となる。したがって、生産に耐えうる理想的な回
転数パターンとしては、砥石の送り速度０〜Ｓの間で設
定を行い、それ以上の送り速度では回転数を変化させな
いのが望ましい。そして、この送り速度０〜Ｓにおける
送り速度と回転数の関係は、砥石の押し付け力が実質的
に一定の下で、前記したように回転数を送り速度Ｓで許
容される回転数に向かって送り速度に対応して増加させ
る。

【００３０】このときの砥石の回転数の上げ方は、図３
の（Ａ）のように送り速度に対し比例的でもよいが、通
常は（Ｂ）のように送り速度が小さいところでは、回転
数を送り速度に対し大きい割合で上げ、送り速度の上昇
に伴って回転数の変化が少なくなっていくようなパター
ンが望ましい。なお、回転数をある回転数、例えば６イ
ンチの砥石の場合で３００ｒｐｍ以下にすると、砥石の
送り速度に関係なく面取り品質が悪化する傾向があるの
で、回転数はこの最低回転数以上で管理するのが望まし
い。

【００３１】

【実施例】水平面内のＸＹθ方向に移動可能なガラス保
持テーブル上に、７００×４５０×３．５ｍｍの板ガラ
スを水平に真空吸着保持し、クーラントを当てながら、
押し付け力調整機構と回転数調整機構とを備えた回転砥
石に、ガラス周縁部を食い込ませて一周させることによ
り、面取り加工を行った。砥石は、直径１５０ｍｍの総
形メタルボンドダイヤモンド砥石である。ガラスの送り
速度の設定値は１枚のガラスについて、最大２１ｍ／
分、最小９ｍ／分、砥石の回転数は最高４２００ｒｐ
ｍ、最小３０００ｒｐｍと設定した。

【００３２】砥石の押し付け力は、１枚目のガラスで１
８ｋｇ重であり、面取り枚数とともに徐々に増加し、１
０００枚目で２５ｋｇ重となった。面取りしたガラスの
切り込み量は、コーナー部を除き、面取り頂点で０．１
〜０．２ｍｍとなり、どのガラスについても０．３ｍｍ
より大きいチッピングは認められなかった。砥石の真円
度の劣化も認められなかった。

【００３３】

【比較例】水平面内のＸＹθ方向に移動可能なガラス保
持テーブル上に、７００×４５０×３．５ｍｍの板ガラ
スを水平に真空吸着保持し、クーラントを当てながら、
押し付け力調整機構を備えた回転砥石に、ガラス周縁部
を食い込ませて一周させることにより、面取り加工を行
った。砥石は、実施例と同じ直径１５０ｍｍの総形メタ
ルボンドダイヤモンド砥石である。ガラスの送り速度の
設定値は１枚のガラスについて、最大２１ｍ／分、最小
９ｍ／分、砥石の回転数は４２００ｒｐｍ一定とし、砥
石の押し付け力は、送り速度最大時の押し付け力が送り
速度最小時の１．４倍となるように設定した。

【００３４】送り速度最大時の砥石の押し付け力は、１
枚目のガラスで１８ｋｇ重であった。面取りしたガラス
の切り込み量は、コーナー部を除き、面取り頂点で０．
１〜０．２ｍｍであった。３１４枚目から幅０．５ｍｍ
以上のチッピングが発生し、３２０枚目で砥石ドレス処
理を行い、一旦チッピングが減少したが、５６３枚目か
ら再び幅０．５ｍｍ以上のチッピング発生したため作業
を中止した。このときの砥石の押し付け力は２７ｋｇ重
であった。また、砥石の真円度は、使用前で３０μｍで
あったのに対し、７５μｍに劣化し、一周に４つの山谷
のある形状に変わっていた。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
面取り加工中の砥石の振動によるチッピングの発生が少
ないため、面取り品質が安定し、歩留まりが向上し、面
取り速度を向上させうる。また、砥石の真円度劣化が少
ないため、砥石の形状修正を短時間で行える効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の平面図。

【図２】本発明の実施例の正面図。

【図３】本発明における好ましい砥石の送り速度と回転
数の関係を概略的に示すグラフ。

【符号の説明】

１：ガラス板 ２：砥石 ３：保持具 ４：砥石支持具 ５：モータ ６：押し付け力調整機構 ７：走査機構 ９：回転数調整機構 １０：負荷電流計 １１：ノズル １２：研削量制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 彰則 愛知県知多郡武豊町字旭１番地 旭硝子株 式会社内 (72)発明者 齊藤 護 神奈川県愛甲郡愛川町角田字小沢上原426 番１ 旭硝子株式会社内 (72)発明者 斎藤 勲 神奈川県愛甲郡愛川町角田字小沢上原426 番１ 旭硝子株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押し付け力の大きさに応じて切り込み量が
   変わるガラス面取りにおいて、砥石のガラスに対する相
   対的な送り速度または砥石の切り込み量に応じて、砥石
   の回転数を制御することを特徴とするガラス面取り方
   法。
2. 【請求項２】ガラス１枚を面取り加工する間の砥石の回
   転数の最大値が最小値の１．２倍以上である請求項１記
   載のガラス面取り方法。
3. 【請求項３】ガラスの切れ味変動に応じて砥石の押し付
   け力を加減する請求項１または２記載のガラス面取り方
   法。
4. 【請求項４】砥石の回転数を、砥石の送り速度が一定以
   下の範囲においてのみ、送り速度の増加に伴って上げる
   ように制御することを特徴とする請求項１、２または３
   記載のガラス面取り方法。
5. 【請求項５】ガラス保持具に固定したガラスの周縁に所
   定の押し付け力で接触し面取りする砥石、該砥石をガラ
   スの周縁に沿って相対的に移動させる走査機構、および
   砥石を回転駆動させるためのモータとを有し、該モータ
   は前記砥石とガラスとの相対的な送り速度または砥石の
   切り込み量に応じて砥石の回転数を変更するための回転
   数調整機構を具備していることを特徴とするガラス面取
   り装置。