TWM457608U - 硬質脆性板的側邊加工裝置 - Google Patents

Description

硬質脆性板的側邊加工裝置

本新型涉及對玻璃板及其他硬質脆性板的側邊進行磨削加工的裝置，特別是涉及利用砂輪(旋轉砂輪)對可攜式裝置等中採用的顯示面板用的玻璃基板的割斷邊進行磨削加工的裝置。

可攜式裝置或電視接收機的顯示面板中採用的玻璃基板(以下，僅稱作“基板”)通過利用了玻璃的脆性的割斷(分割並切斷)而被切斷成預定尺寸。基於機械衝擊的割斷例如有基於劃線斷裂(scribe break)的割斷，基於熱衝擊的割斷例如有基於雷射光束的割斷。在被割斷了的基板的割斷面會出現小凹凸，基板表面與割斷面之間的角形成鋒利的稜(邊)，從而也會出現小缺口。因此，為了主要去除該鋒利的稜或缺口，一般進行被稱作倒角加工的側邊加工。

基板通常被割斷為矩形形狀。如圖10所示，矩形的基板的側邊加工以下述方式進行：將基板(硬質脆性板1)固定於工作臺2，將砂輪3、3配置於該工作臺的兩側，使工作臺2和砂輪3、3沿著與基板要進行磨削的側邊11、11平行的方向(Y軸方向)相對移動。

圖12是示意性地示出這種側邊加工裝置的一 個例子的主視圖。基板通過真空吸附等被固定在工作臺2上。工作臺2被圖的紙面垂直方向(Y軸方向)的導軌21引導，並經由Y軸進給螺母23連結於被未圖示的Y軸進給馬達驅動而旋轉的Y軸進給絲桿22。在圖中僅示出了一個的砂輪3安裝在與搭載於工具台4的砂輪馬達31的轉子軸成一體的砂輪軸32的末端。工具台4被在升降臺41設置的沿基板的寬度方向(作為附圖的左右方向的X軸方向)的直線引導件42引導，並經由X軸進給螺母45(參照圖2)連結於X軸進給絲桿44，該X軸進給絲桿44被在升降臺41搭載的X軸進給馬達43驅動。升降臺41以能夠沿上下方向(Z軸方向)移動的方式搭載於未圖示的立柱，並經由未圖示的Z軸進給螺母連結於被升降馬達46驅動的Z軸進給絲桿47。X軸進給馬達43和升降馬達46是伺服馬達，它們分別經由伺服放大器51、52被數位(NC)裝置5控制。

將基板的側邊11沿Y軸方向固定於工作臺2，在數位(NC)控制下使升降臺41和工具台4移動，來設定砂輪3相對於基板的側邊11在Z軸方向和X軸方向上的相對位置，在該狀態下使工作臺2沿Y軸方向行進，由此，利用砂輪3加工基板的側邊11。也可以使支承著工具台4的立柱沿Y軸方向行進，以代替使工作臺2行進。另外，也可以設置使工作臺2升降的升降裝置，以代替在工具台4側設置升降臺41。

作為砂輪3，大多採用圖12所示那樣的在外周設有梯形槽33的成型砂輪、或者圖11所示那樣的在與基板的側邊11平行的上下的砂輪軸32、32上分別安裝有多 個圓板砂輪34的多砂輪。

如果像這樣相對於工作臺2在與作為砂輪3的相對進給方向的Y軸方向正交的Z軸方向和X軸方向上固定砂輪3的位置並進行側邊加工，則能夠將所述側邊加工為以去除因割斷而產生的凹凸和鋒利的邊的方式被倒角而成的準確的直線側邊。

並且，關於側邊的割斷面12的加工，如果是成型砂輪，則以其梯形槽33的底面進行加工，如果是多砂輪，則在將上下的砂輪軸32、32中的任意一方移動至與基板相同的高度的狀態下使圓板砂輪34與基板的割斷面12接觸，由此進行加工。

並且，對於圓角梯形(角丸台形)或側邊發生彎曲的基板，使砂輪以在工作臺的周圍環繞的方式移動來進行加工，或者，與繞工作臺的鉛直軸的回轉同步地控制砂輪的X軸方向(相當於以工作臺的回轉中心為原點的極座標的半徑方向)的位置來進行加工。

另一方面，在特別重視重量輕的手機等中，顯示面板也變得大型化。另外，在以iPad(注冊商標)為代表的顯示面積較大的可攜式裝置或電子書籍、個人電腦的顯示面板等中，帶接觸感測器的觸控面板也成為主流。關於這樣的小型可攜式裝置，由於重視輕量化和設計，因此要求基板的薄壁化，如何避免薄壁化所導致的強度降低成為了重要的課題。另外，在觸控面板中，由於直接接觸面板，因此對基板的強度有要求，如何在不使基板變厚的情況下提高面板的強度成為了重要的課題。

並且，在觸控面板中，廢除了用於設置接觸感測器的罩玻璃，在將接觸感測器設在顯示面板自身的方向上實現了技術進步，由於失去了具有加強功能的罩玻璃，因此，顯示面板的基板所要求的強度變得更大。

專利文獻1：日本特開平10-113855號公報

專利文獻2：日本特開2000-52233號公報

專利文獻3：日本特開2006-305661號公報

可是，在通過材質的改良來實現基板的薄壁化和強度的提高的方面存在限度，從而在顯示面板搬送時、相對于設備組裝時、甚至在用戶使用時，面板上產生裂紋等損傷的危險增大。

本新型是以盡可能抑制因顯示面板的薄型化等所引起的裂紋的增大為課題而完成的，因此其課題在於，獲得用於防止以往所忽視的因顯示面板用的基板的側邊加工所引起的強度降低的技術方案。

本新型的硬質脆性板的側邊加工裝置通過下述方案解決了上述問題，所述硬質脆性板的側邊加工裝置具備：用於固定硬質脆性板1的工作臺2；與該工作臺的上表面位於大致同一高度且配置在工作臺2的側方的砂輪3；在與固定於工作臺2的硬質脆性板1的側邊11正交的X軸方向對該砂輪進行位置設定的位置設定單元；以及使砂輪3相對於工作臺2沿與側邊11平行的方向相對移動的Y軸進給裝置，在所述硬質脆性板的側邊加工裝置中，所述位置設定單元具備：對砂輪3的與數位裝置5的指令值對應的 位置進行限定的位置限定單元；和使砂輪3朝向該限定的位置並以預先確定的作用力對砂輪3朝向固定於工作臺2的硬質脆性板1推壓的施力單元。

所述位置設定單元可以具備：被數位裝置5控制的X軸進給馬達43；夾設於從該X軸進給馬達至砂輪3的力傳遞系統中的遊隙δ；以及在比該遊隙靠砂輪3側的位置對該砂輪朝向固定於工作臺2的硬質脆性板1施力的施力裝置(例如氣缸6)。

另外，所述位置設定單元可以具備：被數位裝置5控制的X軸進給馬達43；和將X軸進給馬達43的使砂輪3從固定於工作臺2的硬質脆性板1離開的方向的最大轉矩限制為比使砂輪3朝向該硬質脆性板前進的方向的最大轉矩小的最大電流設定器。

另外，所述位置設定單元可以具備：利用被數位裝置5控制的X軸進給馬達43進行位置設定的工具台4；和夾裝於從該工具台至砂輪3的力傳遞系統的彈性體35、36。

(本新型作用)

現有的裝置將固定有要加工的硬質脆性板1的工作臺2與用於加工該硬質脆性板的側邊11的砂輪3之間的相對位置關係保持在設定位置來進行側邊加工，在現有的裝置中可以預測：當因割斷而產生的硬質脆性板的側邊的微細的凹凸的凸起部分或缺口的角的部分進入到與砂輪3的接觸部時，會引起急劇的加工阻力的變動，在側邊加工後的磨削面中的加工力發生變動、特別是加工力急劇增加 的部分產生有無法目視確認的微小的裂紋。並且，可以認為，該微小的裂紋由於搬送或組裝時作用於硬質脆性板的彎曲應力和因使用時與硬質脆性板接觸而產生的彎曲應力而成長，從而成為造成硬質脆性板的損傷的大裂紋。

對此，根據本新型，當加工載荷急劇增大那樣的凸起的部分或缺口的角的部分進入到與砂輪3的接觸部時，將砂輪3向從硬質脆性板離開的方向推回，以緩和該加工載荷的增大，因此，防止了因加工載荷的急劇變化而產生微小裂紋，使得硬質脆性板的外觀上的強度增加，從而能夠應對顯示面板的薄壁化或觸控面板化的要求。

根據本新型，以由數位裝置等設定的預定加工載荷以下的載荷加工硬質脆性板的側邊，因此，即使在要加工的硬質脆性板的側邊存在凹凸或缺口等，也不存在對硬質脆性板作用預定加工載荷以上的力的情況，因此成為接近研磨加工的加工，提高了加工面的粗糙度，還防止產生微小裂紋。

與利用現有裝置進行了側邊加工的相同材質且相同厚度的基板相比，由利用本新型的裝置進行了側邊加工的硬質脆性板構成的基板的外觀上的強度增大。因此，能夠提高側邊加工後的基板對抗搬送或組裝時或者使用時因接觸而產生的外力的強度，從而具有能夠實現基於顯示面板薄壁化的可攜式裝置的輕量化和應對顯示面板的觸控面板化的強度的提高的效果。

1‧‧‧硬質脆性板

2‧‧‧工作臺

3‧‧‧砂輪

4‧‧‧工具台

5‧‧‧數位(NC)裝置

6‧‧‧氣缸

11‧‧‧側邊

12‧‧‧割斷面

21‧‧‧導軌

22‧‧‧X軸進給絲桿

23‧‧‧X軸進給螺母

31‧‧‧砂輪馬達

32‧‧‧砂輪軸

33‧‧‧梯形槽

34‧‧‧圓板砂輪

35、36‧‧‧彈性體

41‧‧‧升降臺

42‧‧‧直線引導件

43‧‧‧X軸進給馬達

44‧‧‧X軸進給軸進給絲桿

45‧‧‧X軸進給螺母

46‧‧‧升降馬達

47‧‧‧Z軸進給絲桿

48‧‧‧直線引導件

51、52‧‧‧伺服放大器

53‧‧‧最大電流設定器

55‧‧‧支架

56‧‧‧嵌合孔

57‧‧‧鍵

58‧‧‧凸緣

59‧‧‧止擋部

61‧‧‧活塞桿

a‧‧‧指令值

b‧‧‧反饋值

δ‧‧‧遊隙

圖1是示出實施例1的主要部分的示意性的主視圖。

圖2是示出實施例1的主要部分的示意性的俯視圖。

圖3是設有遊隙的部分的局部剖視圖。

圖4是示出實施例2的主要部分的示意性的主視圖。

圖5是示出實施例2的主要部分的示意性的俯視圖。

圖6是示出實施例3的主要部分的示意性的主視圖。

圖7是示出實施例4的主要部分的立體圖。

圖8是示出實施例5的主要部分的立體圖。

圖9是示出實施例6的主要部分的主視圖。

圖10是示出側邊加工的示例的立體圖。

圖11是示出砂輪的其他示例的主視圖。

圖12是示出側邊加工裝置的主要部分的示意性的主視圖。

以下，參照附圖，對本新型的實施方式具體地進行說明。本新型的側邊加工裝置構成為，在數位裝置5中對砂輪3設定相對於加工的硬質脆性板1的相對位置或相對移動，當超過預先錄入到數位裝置5的預定值的X軸方向的加工載荷施加至該砂輪3時，砂輪3向離開硬質脆性板1的方向移動。

在圖1~5所示的第1方式中，在從X軸進給馬達43至砂輪3的進給傳遞系統的中途設置遊隙δ，並且設有氣缸6，所述氣缸6以預定的力對砂輪3朝向硬質脆性板1施力。

在圖6所示的第2方式中，對X軸進給馬達43採取在砂輪3的前進方向和後退方向上不同的轉矩限制來保持砂輪3的位置。根據施加於X軸進給馬達43的電流值來設定以多大程度的力才能使砂輪3抵抗加工載荷而保持於設定位置。因此，將反饋值b設定成：對於使砂輪3後退的方向，以較弱的電流值進行抵抗，對於使砂輪3前進的方向，以較強的電流值進行抵抗。

在圖7~9所示的第3方式中，在從搭載砂輪的工具台4至砂輪3的力傳遞系統的中途夾設有彈性體35、36，所述彈性體35、36能夠使砂輪3在從硬質脆性板1離開的方向上移動。在這種情況下，能夠採用剛性和耐磨性優異的金屬砂輪作為砂輪3。另外，優選採用防止或降低砂輪3的前進方向的變形的各向異性的彈性體作為彈性體35、36，或者設置用於防止砂輪3的前進方向的變形的止擋件。

(實施例1)

圖1至3是示出本新型的實施例1的圖，是屬於第1方式的實施例。以下，對於在圖12中已經說明的構成部件，標記與圖12相同的標號並省略對其說明。

在該實施例1中，無間隙地螺合於X軸進給絲桿44的X軸進給螺母45以能夠沿軸向移動自如的方式嵌插於在支架55設置的X軸方向的嵌合孔56，並且，設有用於固定X軸進給螺母45與嵌合孔56的相對轉動的鍵57。並且，在X軸進給螺母45側的凸緣58與支架55側的止擋部59之間形成有遊隙δ。即，X軸進給螺母45和固定於 工具台4的支架55連結成：能夠沿X軸進給絲桿44的軸向自由軸向移動遊隙δ的間隙量，且不能相對轉動。將遊隙δ設為比在加工的被加工物的側邊11可能產生的凹凸的大小足夠大的遊隙。

工具台4被氣缸6朝向硬質脆性板1施力。氣缸6以其活塞桿61的進退方向為X軸方向搭載於升降臺41，活塞桿61的末端連結於工具台4，向氣缸的頭部側供給對工具台4從而對砂輪3朝向硬質脆性板1施力的加壓空氣。活塞桿61的行程比工具台4基於X軸進給馬達43實現的移動行程大出富餘量。

在上述那樣構成的實施例1中，在支架55被氣缸6的作用力向硬質脆性板1側推壓而使得支架55的止擋部59與X軸進給螺母45的凸緣58壓接的狀態下，對工具台4從而對砂輪3進行了位置設定。進而，在該狀態下使硬質脆性板1相對於砂輪3相對移動來加工硬質脆性板的側邊11。在該加工中，當從硬質脆性板1對砂輪3作用有由供給至氣缸6的加壓空氣的壓力所決定的預定的力以上的加工載荷時，活塞桿61被推回，使得工具台4、從而使得砂輪3向從硬質脆性板的側邊11離開的方向移動，緩解了作用於硬質脆性板的加工載荷。由此，防止較大的加工載荷作用於硬質脆性板的磨削面，從而防止因加工載荷的急劇增大而產生裂紋。

(實施例2)

圖4、5是示出本新型的實施例2的圖，是屬於第一方式的實施例。該實施例2是在工具台4與砂輪馬達 31之間設有遊隙δ的示例，砂輪馬達31經由直線引導件48安裝於工具台4，該直線引導件48的行程是與設於工具台4的X軸方向的遊隙δ相當的較短行程。砂輪馬達31與搭載於工具台4的較短行程的氣缸6的活塞桿61連結，利用供給至該氣缸的頭部側的加壓空氣以預定的作用力對砂輪馬達31從而對砂輪3朝向硬質脆性板1施力。

在上述那樣構成的實施例2中，在砂輪馬達31被氣缸6的作用力推壓至直線引導件48的靠硬質脆性板1側的行程端的狀態下，對砂輪馬達31、從而對砂輪3進行位置設定，從而對硬質脆性板的側邊11進行加工。在該加工中，當從硬質脆性板1向砂輪3作用有由供給至氣缸6的加壓空氣的壓力所決定的預定的力以上的加工載荷時，活塞桿61被推回，使得砂輪馬達31、從而使得砂輪3向從硬質脆性板的側邊11離開的方向移動，作用於硬質脆性板的加工載荷得到緩解，防止因加工載荷的急劇增大而產生裂紋。

並且，在上述實施例1和2中，採用了氣缸6作為施力裝置，但也能夠採用彈簧等彈性體或磁鐵的吸引力。

(實施例3)

圖6是示出本新型的實施例3的圖，是屬於第2方式的實施例。數位裝置5通過伺服放大器51控制X軸進給馬達43，X軸進給馬達43的旋轉角的反饋值b被發送至伺服放大器51。伺服放大器51控制對X軸進給馬達43施加的電流，以使反饋值b與來自數位裝置5的指令值a 一致，由此保持X軸進給馬達43的旋轉角，從而保持砂輪3的位置。在硬質脆性板1的加工中，當作用有使砂輪3後退的方向的加工載荷時，伺服放大器51對X軸進給馬達43施加使砂輪3前進的方向的轉矩，以使砂輪3保持在指示的位置。

因此，設置用於對施加於X軸進給馬達43的電流進行限制的最大電流設定器53，來限制沿著使砂輪3前進的方向流動的電流的最大值，由此限制X軸進給馬達43的最大轉矩的話，當與該最大轉矩對應的預定值以上的加工載荷作用於被設定在指示的位置的砂輪3時，X軸進給馬達43無法產生抵抗該加工載荷的量的轉矩，因此，由於加工載荷而使得X軸進給馬達43被強制旋轉，從而使砂輪3向從硬質脆性板1離開的方向移動，防止過大的加工載荷作用於硬質脆性板1，從而能夠防止在磨削面產生裂紋。

並且，在圖1~5中，示出了採用旋轉馬達作為X軸進給馬達43的例子，但也能夠採用直線馬達來設定砂輪3的X軸方向的位置，在這種情況下，通過採用與上述相同的裝置，也能夠獲得與上述同樣的作用效果。

(實施例4)

圖7是示出本新型的實施例4的圖，是屬於第3方式的實施例。在該實施例4中，砂輪馬達31經由板狀的彈性體35安裝於工具台4。其他結構與圖12所示的現有裝置相同。當從硬質脆性板1對被X軸進給馬達43將位置設定在預定位置的砂輪3作用有過大的加工載荷時，彈性體35變形，砂輪3隨著該變形向從硬質脆性板1離開的方 向移動。通過該移動，防止過大的加工載荷作用於硬質脆性板1，從而防止在硬質脆性板的磨削麵產生裂紋。如果彈性體35是各向同性的彈性體，則砂輪3沿著加工載荷作用的方向移動，從而加工載荷減小。

(實施例5)

圖8是示出本新型的實施例5的圖，是屬於第3方式的實施例。在該實施例5和圖9所示的實施例6中，將彈性體36夾裝於砂輪軸32。在圖8所示的實施例5中，將砂輪3以懸臂狀態安裝至與砂輪馬達31的轉子軸為一體的砂輪軸32，將彈性體36夾裝於砂輪軸32。

(實施例6)

另一方面，在圖9的實施例6中，利用設在砂輪3兩側的軸承對砂輪3進行軸支承，將彈性體36夾裝在該軸承與砂輪3之間。即，以在砂輪軸32的兩側隔著彈性體36的狀態軸支承砂輪3的兩端。

無論在實施例5、6中的哪一種情況下，當對砂輪3施加過大的加工載荷時，彈性體36都會發生變形，使得砂輪3向從硬質脆性板1離開的方向移動，以防止在硬質脆性板的側邊11作用局部過大的加工載荷，從而防止在磨削面產生裂紋。

1‧‧‧硬質脆性板

3‧‧‧砂輪

4‧‧‧工具台

6‧‧‧氣缸

31‧‧‧砂輪馬達

32‧‧‧砂輪軸

41‧‧‧升降臺

43‧‧‧X軸進給馬達

61‧‧‧活塞桿

Claims (4)

1. 一種硬質脆性板的側邊加工裝置，所述硬質脆性板的側邊加工裝置具備：用於固定硬質脆性板的工作臺；與該工作臺的上表面位於大致同一高度且配置在該工作臺的側方的砂輪；在與固定於所述工作臺的硬質脆性板的側邊正交的X軸方向對該砂輪進行位置設定的位置設定單元；以及使所述砂輪相對於所述工作臺沿與所述側邊平行的方向相對移動的Y軸進給裝置，所述硬質脆性板的側邊加工裝置的特徵在於，所述位置設定單元具備：對砂輪的與數位裝置的指令值對應的位置進行限定的位置限定單元；和使砂輪朝向該限定的位置並以預先確定的作用力對砂輪朝向固定於所述工作臺的硬質脆性板推壓的施力單元。
2. 如請求項1所述的硬質脆性板的側邊加工裝置，其特徵在於，所述位置設定單元具備：由所述數位裝置控制的X軸進給馬達；夾設於從該X軸進給馬達至所述砂輪的力的傳遞系統中的遊隙；以及在比該遊隙靠砂輪側的位置對該砂輪朝向固定於工作臺的硬質脆性板施力的施力裝置。
3. 如請求項1所述的硬質脆性板的側邊加工裝置，其 特徵在於，所述位置設定單元具備：由所述數位裝置控制的X軸進給馬達；和將X軸進給馬達的使砂輪從固定於工作臺的硬質脆性板離開的方向的最大轉矩限制為比使砂輪朝向該硬質脆性板前進的方向的最大轉矩小的最大電流設定器。
4. 如請求項1所述的硬質脆性板的側邊加工裝置，其特徵在於，所述位置設定單元具備：利用由數位裝置控制的X軸進給馬達進行位置設定的工具台；和夾裝於從該工具台至所述砂輪的力的傳遞系統的彈性體。