(57)【要約】  本開示は、交換可能性及び向上した接触圧を有する研磨用回転工具を提供する。例示的な研磨用回転工具は、研磨アセンブリホルダ、研磨アセンブリ、及び弾性層を含む。研磨アセンブリは、基材の表面を研磨するための接触面を有する研磨層と、基材の表面に対する研磨中に、接触面を実質的に平坦に維持するように研磨層を支持する硬質支持層と、を含む。弾性層は、シャンクと研磨層との間に配置され、接触面の基材との接触時間を増加させるように、基材の研磨中に圧縮するように構成される。例示的な研磨用回転工具はまた、研磨アセンブリを研磨アセンブリホルダに取り付けるように構成された結合層を含む。研磨アセンブリは、十分な量摩耗すると、研磨アセンブリホルダから取り外され、別の研磨アセンブリと交換される。
2021525656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨回転工具であって、
前記回転工具の回転軸を画定するシャンクを備える研磨アセンブリホルダと、
研磨アセンブリであって、
約９０を超えるショアＡ硬度を有する剛性支持層、及び
接触面を有する研磨層を備える、研磨アセンブリと、
前記シャンクと前記研磨層との間に配置された弾性層であって、約７０未満のショアＡ硬度を有する弾性層と、を備える研磨用回転工具。
【請求項２】
前記弾性層は、約５０未満のショアＡ硬度を有する、請求項１に記載の研磨用回転工具。
【請求項３】
前記シャンクと前記研磨層との間に配置された結合層を更に備える、請求項１に記載の研磨用回転工具。
【請求項４】
前記結合層は、約７０ｋＰａ〜約１０ＭＰａの剥離圧力を有する、請求項３に記載の研磨用回転工具。
【請求項５】
前記弾性層は、前記シャンクと前記結合層との間に配置されている、請求項３に記載の研磨用回転工具。
【請求項６】
前記弾性層は、前記結合層と前記剛性支持層との間に配置されている、請求項３に記載の研磨用回転工具。
【請求項７】
前記弾性層は、前記剛性支持層と前記研磨層との間に配置されている、請求項３に記載の研磨用回転工具。
【請求項８】
前記結合層は、フックアンドループ結合層、磁気結合層、接着剤結合層、及び機械的結合層のうちの少なくとも１つを含む、請求項３に記載の研磨用回転工具。
【請求項９】
前記磁気結合層は磁石を含み、前記剛性支持層は強磁性材料を含む、請求項８に記載の研磨用回転工具。
【請求項１０】
前記強磁性材料は、強磁性鋼及び強磁性ステンレス鋼のうちの少なくとも１つを含む、請求項９に記載の研磨用回転工具。
【請求項１１】
前記弾性層は、エラストマー、布地、不織布材料、又はばねのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の研磨用回転工具。
【請求項１２】
前記剛性支持層は、金属又はプラスチックのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の研磨用回転工具。
【請求項１３】
前記研磨層の前記接触面は、微細構造化表面（microstructured surface）を含む、請求項１に記載の研磨用回転工具。
【請求項１４】
前記接触面は、複数の精密形状の研磨複合体を含む、請求項１３に記載の研磨用回転工具。
【請求項１５】
前記弾性層は、２５％未満の緩和弾性率を有する、請求項１に記載の研磨用回転工具。
【請求項１６】
前記研磨層の前記接触面は、前記回転工具の前記回転軸に平行である、請求項１に記載の研磨用回転工具。
【請求項１７】
前記研磨層の接触面と前記回転軸との間の夾角は、５度〜９０度である、請求項１に記載の研磨用回転工具。
【請求項１８】
研磨用回転工具であって、
前記回転工具の回転軸を画定するシャンクを備える研磨アセンブリホルダと、
研磨アセンブリであって、
約１ＧＰａを超える圧縮弾性率を有する剛性支持層、及び
接触面を有する研磨層を備える研磨アセンブリと、
前記シャンクと前記研磨層との間に配置された弾性層であって、約０．１ＧＰａ未満の弾性率を有する弾性層と、を備える研磨用回転工具。
【請求項１９】
前記弾性層は、０．０１ＧＰａ未満の弾性率を有する、請求項１８に記載の研磨用回転工具。
【請求項２０】
前記シャンクと前記研磨層との間に配置された結合層を更に備える、請求項１８に記載の研磨用回転工具。
【請求項２１】
前記結合層は、約７０ｋＰａ〜約１０ＭＰａの剥離圧力を有する、請求項２０に記載の研磨用回転工具。
【請求項２２】
前記弾性層は、前記シャンクと前記結合層との間に配置されている、請求項２０に記載の研磨用回転工具。
【請求項２３】
前記弾性層は、前記結合層と前記剛性支持層との間に配置されている、請求項２０に記載の研磨用回転工具。
【請求項２４】
前記弾性層は、前記剛性支持層と前記研磨層との間に配置されている、請求項２０に記載の研磨用回転工具。
【請求項２５】
前記結合層は、フックアンドループ結合層、磁気結合層、接着剤結合層、及び機械的結合層のうちの少なくとも１つを含む、請求項２０に記載の研磨用回転工具。
【請求項２６】
前記磁気結合層は磁石を含み、前記剛性支持層は強磁性材料を含む、請求項２５に記載の研磨用回転工具。
【請求項２７】
前記強磁性材料は、強磁性鋼及び強磁性ステンレス鋼のうちの少なくとも１つを含む、請求項２６に記載の研磨用回転工具。
【請求項２８】
前記弾性層は、エラストマー、布地、又は不織布材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の研磨用回転工具。
【請求項２９】
前記剛性支持層は、金属又はプラスチックのうちの少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の研磨用回転工具。
【請求項３０】
前記研磨層の前記接触面は、微細構造化表面（microstructured surface）を含む、請求項１８に記載の研磨用回転工具。
【請求項３１】
前記接触面は、複数の精密形状の研磨複合体を含む、請求項３０に記載の研磨用回転工具。
【請求項３２】
前記弾性層は、２５％未満の緩和弾性率を有する、請求項１８に記載の研磨用回転工具。
【請求項３３】
前記研磨層の前記接触面は、前記研磨用回転工具の前記回転軸に平行である、請求項１８に記載の研磨用回転工具。
【請求項３４】
前記研磨層の接触面と前記回転軸との間の夾角は、５度〜９０度である、請求項１８に記載の研磨用回転工具。
【請求項３５】
研磨用回転工具であって、
前記回転工具の回転軸を画定するシャンクを備える研磨アセンブリホルダと、
第１の剛性支持層、及び第１の接触面を有する第１の研磨層を備え、かつ前記研磨アセンブリホルダに結合された第１の研磨アセンブリと、
前記シャンクと前記研磨層との間に配置された結合層と、を備える研磨用回転工具と、
第２の剛性支持層、及び第２の接触面を有する第２の研磨層を備える第２の研磨アセンブリと、
前記第１の研磨アセンブリを前記回転工具から取り外し、前記第２の研磨アセンブリを前記研磨アセンブリホルダに取り付けるように構成された回転工具交換装置と、を備えるポリッシングシステム。
【請求項３６】
前記研磨アセンブリホルダは、前記結合層を更に備える、請求項３５に記載のポリッシングシステム。
【請求項３７】
前記結合層は、約７０ｋＰａ〜約１０ＭＰａの剥離圧力を有する、請求項３５に記載のポリッシングシステム。
【請求項３８】
前記研磨用回転工具は、前記シャンクと前記研磨層との間に配置された弾性層を更に備え、前記弾性層は、約７０未満のショアＡ硬度を有し、
前記第１の剛性支持層及び前記第２の剛性支持層は、約９０を超えるショアＡ硬度を有する、請求項３５に記載のポリッシングシステム。
【請求項３９】
前記研磨用回転工具は、前記シャンクと前記研磨層との間に配置された弾性層を更に備え、前記弾性層は、２５％たわみにおいて約１．５ＭＰａ未満の圧縮率を有し、
前記第１の剛性支持層及び前記第２の剛性支持層は、２５％たわみにおいて約２ＭＰａを超える圧縮率を有する、請求項３５に記載のポリッシングシステム。
【請求項４０】
前記回転工具交換装置は、前記第１の研磨アセンブリを固定するように構成された取り外しデバイスを含む、請求項３５に記載のポリッシングシステム。
【請求項４１】
前記回転工具交換装置は、摩擦機構、ねじ機構、及び磁気機構のうちのいずれか１つを使用して、前記第１の研磨アセンブリを前記回転工具から取り外すように構成されている、請求項３５に記載のポリッシングシステム。
【請求項４２】
コンピュータ制御回転工具ホルダ及び基材プラットフォームを備えるコンピュータ制御式機械加工システムと、
前記基材プラットフォームに固定された基材と、
請求項１〜３４のいずれか一項に記載の研磨用回転工具と、を備えるアセンブリ。
【請求項４３】
前記基材は、電子機器用構成要素である、請求項４２に記載のアセンブリ。
【請求項４４】
電子機器用構成要素は、透明なディスプレイ素子である、請求項４３に記載のアセンブリ。
【請求項４５】
前記研磨用回転工具の研磨アセンブリは第１の研磨アセンブリであり、前記アセンブリは、回転工具交換装置を更に含み、前記回転工具交換装置は、
前記第１の研磨アセンブリを前記回転工具の前記研磨アセンブリホルダから取り外し、
第２の研磨アセンブリを前記回転工具の研磨アセンブリホルダに取り付けるように構成されている、請求項４２に記載のアセンブリ。
【請求項４６】
基材をポリッシングするための方法であって、
コンピュータ制御回転工具ホルダ及び基材プラットフォームを含むコンピュータ制御機械加工システムを提供することと、
研磨用回転工具を前記コンピュータ制御機械加工システムの前記回転工具ホルダに固定することと、ここで、前記研磨用回転工具は、
前記回転工具の回転軸を画定するシャンクを備える研磨アセンブリホルダと、
第１の剛性支持層及び第１の接触面を有する第１の研磨層を備え、研磨アセンブリホルダに結合された第１の研磨アセンブリと、
前記シャンクと前記研磨層との間に配置された結合層と、を備えており、
前記コンピュータ制御機械加工システムを作動して、前記研磨用回転工具の前記第１の研磨アセンブリを使用して前記基材の接触面を研磨することと、
前記研磨用回転工具の前記研磨アセンブリホルダから前記第１の研磨アセンブリを取り外すことと、
第２の研磨アセンブリを前記研磨用回転工具の前記研磨アセンブリホルダに取り付けることであって、前記第２の研磨アセンブリは、
第２の剛性支持層と、第２の接触面を有する第２の研磨層とを備える、取り付けることと、を含む方法。
【請求項４７】
前記接触面は面取りされた面であり、前記研磨用回転工具の前記研磨層は、前記面取りされた面を研磨する、請求項４６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨用回転工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチスクリーンスマートフォン及びタブレットなどのハンドヘルド電子機器は、それらのデバイスに耐久性及び光学的透明度をもたらすカバーガラスを含むことが多い。カバーガラスの製造は、各カバーガラス内の特徴部の均質性及び大量生産のためにコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械加工を使用することがある。カバーガラスの周辺部のエッジ仕上げは、強度及び美的外観にとって重要である。典型的には、メタルボンドダイヤモンド工具などのダイヤモンド研磨工具を使用して、カバーガラスを機械加工する。これらの工具は、比較的長時間の耐久性を有し得るものであり、高い切断速度で有効であり得る。しかしながら、これらの工具は、カバーガラスに微小亀裂を残すことがあり、これが応力集中点となり、ガラスの強度を著しく低下させることがある。カバーガラスの強度又は外観を改善するために、エッジをポリッシングすることができる。例えば、酸化セリウムなどのポリッシングスラリーを典型的には使用して、ガラスカバーをポリッシングする。しかしながら、スラリー系ポリッシングは速度が遅く、複数のポリッシング工程を必要とすることがある。更に、スラリーポリッシング装置は、大型で、高価で、ポリッシングされる特定の特徴部に特有のものであり得る。全体的に見れば、スラリーポリッシングシステム自体が、歩留まりが低くなり、研磨される基材の丸みを帯びた角部を作成して、必要労働量が増加する恐れがある。
【発明の概要】
【０００３】
本開示は、概して、基材への接触圧が改善された研磨用回転工具を対象とする。例示的な研磨用回転工具は、研磨アセンブリホルダ、研磨アセンブリ、及び弾性層を含む。研磨アセンブリは、剛性支持層及び研磨層を含む。研磨層は、基材の表面を研磨するように構成された接触面を有する。剛性支持層は、基材の表面に対する研磨中に、接触面が実質的に平坦なままであるように、研磨層を支持するように構成される。弾性層は、研磨アセンブリホルダのシャンクと研磨層との間、例えば、シャフトと剛性支持層との間に配置される。弾性層は、接触面と基材との接触時間が増加し得るように、基材の研磨中に圧縮するように構成される。研磨用回転工具は、研磨層の近位にある剛性支持層及び研磨層の遠位にある弾性層を使用しない研磨用回転工具と比較して、基材に対して方向的により均一な接触力を加えることができ、平面性の向上、除去速度の均一性の向上、及び／又は寿命の向上を伴う。例示的な研磨用回転工具はまた、研磨アセンブリを回転工具の研磨アセンブリホルダに取り付けるように構成された結合層を含む。研磨アセンブリは、十分な量摩耗すると、取り外され、別の研磨アセンブリと交換される。
【０００４】
一実施形態では、研磨用回転工具は、研磨アセンブリホルダ、研磨アセンブリ、及び弾性層を含む。研磨アセンブリホルダは、回転工具の回転軸を画定するシャンクを含む。研磨アセンブリは、剛性支持層及び研磨層を含む。剛性支持層は、約９０を超えるショアＡ硬度を有する。研磨層は、接触面を有する。弾性層は、シャンクと研磨層との間に配置されている。弾性層は、約７０未満のショアＡ硬度を有する。
【０００５】
別の実施形態では、研磨用回転工具は、研磨アセンブリホルダ、研磨アセンブリ、及び弾性層を含む。研磨アセンブリホルダは、回転工具の回転軸を画定するシャンクを含む。研磨アセンブリは、剛性支持層及び研磨層を含む。剛性支持層は、約１ＧＰａを超える圧縮弾性率を有する。研磨層は、接触面を有する。弾性層は、シャンクと研磨層との間に配置されている。弾性層は、約０．１ＧＰａ未満の弾性率を有する。
【０００６】
別の実施形態では、ポリッシングシステムは、研磨アセンブリホルダと、第１の研磨アセンブリと、結合層とを含む研磨用回転工具を含む。研磨アセンブリホルダは、回転工具の回転軸を画定するシャンクを含む。第１の研磨アセンブリは、研磨アセンブリホルダに結合され、第１の剛性支持層と、第１の接触面を有する第１の研磨層とを含む。結合層は、シャンクと研磨層との間に配置されている。ポリッシングシステムは、第２の剛性支持層と、第２の接触面を有する第２の研磨層と、を含む第２の研磨アセンブリを更に含む。ポリッシングシステムは、第１の研磨アセンブリを回転工具から取り外し、第２の研磨アセンブリを研磨アセンブリホルダに取り付けるように構成された回転工具交換装置を更に含む。
【０００７】
別の例では、アセンブリは、コンピュータ制御回転工具ホルダ及び基板プラットフォームを含むコンピュータ制御機械加工システムと、基板プラットフォームに固定された基板と、上述の研磨用回転工具とを含む。
【０００８】
別の実施形態では、基材をポリッシングするための方法は、コンピュータ制御回転工具ホルダと基材プラットフォームとを含むコンピュータ制御機械加工システムを提供することを含む。本方法は、研磨用回転工具をコンピュータ制御機械加工システムの回転工具ホルダに固定することを更に含む。研磨用回転工具は、研磨アセンブリホルダ、第１の研磨アセンブリ、及び結合性層を含む。研磨アセンブリホルダは、回転工具の回転軸を画定するシャンクを含む。第１の研磨アセンブリは、研磨アセンブリホルダに結合され、第１の剛性支持層と、第１の接触面を有する第１の研磨層とを含む。結合層は、シャンクと研磨層との間に配置されている。本方法は、研磨用回転工具の第１の研磨アセンブリを使用して基板の接触面を研磨するように、コンピュータ制御機械加工システムを操作することを更に含む。本方法は、研磨用回転工具の研磨アセンブリホルダから第１の研磨アセンブリを取り外し、第２の研磨アセンブリを研磨用回転工具の研磨アセンブリホルダに取り付けることを更に含む。第２の研磨アセンブリは、第２の剛性支持層と、第２の接触面を有する第２の研磨層とを含む。
【０００９】
本開示の１つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面及び以下の説明で述べる。本発明のその他の特徴、目的、及び利点は、明細書及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図中の同様の符号は、同様の要素を示している。点線は任意選択的な又は機能的な構成要素を示し、破線は表示されていない構成要素を示す。
【００１１】
【図１Ａ】基材を研磨するためのアセンブリを示す。
【００１２】
【図１Ｂ】基材を研磨するための円筒形回転工具の平面図を示す。
【００１３】
【図１Ｃ】基材を研磨するための円錐形回転工具の平面図を示す。
【００１４】
【図１Ｄ】ｘ軸に沿って基材を研磨する円筒形研磨用回転工具の側面断面図を示す。
【００１５】
【図１Ｅ】ｚ軸に沿って基材を研磨する円錐形研磨用回転工具の側面断面図を示す。
【００１６】
【図２Ａ】電子部品のカバーガラスを示す。
【００１７】
【図２Ｂ】２つの面取りされた角部を有する基材の一部分の側面断面図を示す。
【００１８】
【図２Ｃ】１つの面取りされた角部及び３つの９０度角部を有する基材の一部分の側面断面図を示す。
【００１９】
【図３Ａ】基材を研磨するための交換可能な研磨アセンブリを有する研磨用回転工具の側面断面図を示す。
【００２０】
【図３Ｂ】基材を研磨するための交換可能な研磨アセンブリを有する研磨用回転工具の側面断面図を示す。
【００２１】
【図３Ｃ】基材を研磨するための交換可能な研磨アセンブリを有する研磨用回転工具の側面断面図を示す。
【００２２】
【図４Ａ】磁気結合機構を有する研磨用回転工具の平面図を示す。
【００２３】
【図４Ｂ】ねじ結合機構を有する研磨用回転工具の平面図を示す。
【００２４】
【図５Ａ】研磨アセンブリホルダから第１の研磨アセンブリを取り外すポリッシングシステムの側面図を示す。
【００２５】
【図５Ｂ】研磨アセンブリホルダに第２の研磨アセンブリを取り付けるポリッシングシステムの側面図を示す。
【００２６】
【図６】回転工具を使用して基材を研磨し、回転工具の研磨アセンブリを交換するための例示的な技術を示すフローチャートである。
【００２７】
【図７】研磨用回転工具の結合層の剥離力測定値を決定するための実験システムの概略図である。
【００２８】
【図８】フック結合機構を使用して研磨アセンブリホルダに結合された着脱可能な平坦研磨アセンブリを有する研磨用回転工具の図である。
【００２９】
【図９Ａ】磁気結合機構を使用して研磨アセンブリホルダに結合された着脱可能な円筒形研磨アセンブリを有する研磨用回転工具の図である。
【００３０】
【図９Ｂ】着脱可能な研磨アセンブリが研磨アセンブリホルダから取り外された、図９Ａの研磨用回転工具の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本開示は、改善された基材形状をもたらす研磨物品について説明する。
【００３２】
多くの場合、構成要素の特定の表面を研磨するために、研磨用回転工具を使用することができる。剛性研磨用回転工具は、回転工具の研磨層の接触面からの圧力の適用において高い変動を示す可能性があり、これは、構成要素の表面のばらつきによる構成要素の表面の均一性のない研磨を引き起こし得る。接触層と構成要素の表面との接触を改善するために、研磨層は、研磨層の接触面が構成要素の表面になじむことを可能にする圧縮可能バッキングを有してもよい。このようななじみ性は、丸みを帯びたエッジを提供するために望ましいかもしれないが、平坦なエッジを提供するためには望ましくない場合がある。例えば、接触面が、構成要素の表面の角部において、構成要素の表面よりも大きな圧力を加え、構成要素の非平坦な表面をもたらす恐れがある。
【００３３】
本明細書で説明されるように、本開示の研磨用回転工具は、基材の表面のより均一な平面性のために、基材の研磨中の接触が改善され、回転工具の接触面の摩耗がより少ない、平坦な接触面を提供することができる。一実施形態では、研磨用回転工具は、シャンク、研磨アセンブリ、及び弾性層を含む。研磨アセンブリは、研磨層及び剛性支持層を含む。研磨層は、基材に面で接触し、基材の表面から材料を除去するように構成されている。剛性支持層は、基材の表面に対する研磨中に、接触面が実質的に平坦なままであるように、研磨層を支持するように構成される。例えば、剛性支持層は、高硬度及び／又は低弾性を有する材料を含むことができる。弾性層は、接触面が基材とより均一な接触を有し得るように、基材の摩耗中に圧縮するように構成される。例えば、弾性層は、低硬度及び／又は高弾性を有する材料を含むことができる。剛性支持層の高い剛性及び弾性層の高い弾性は、平面性を維持しながら、加えられた力の軸に沿ってヒステリシスが低減された接触面を有する研磨用回転工具をもたらすことができる。
【００３４】
別の実施形態では、上述の研磨用回転工具などの研磨用回転工具は、シャンクと研磨層との間に配置された結合層を含む。結合層は、研磨アセンブリを工具に固定し、別の研磨アセンブリとの交換のために研磨アセンブリの取り外しを可能にするように構成することができる。例えば、設定された使用回数の後、研磨アセンブリは新しい研磨アセンブリと交換してもよい。研磨アセンブリの交換可能性により、操作者は、より均一性のある研磨済み基材をもたらすような方法で回転工具を操作することができる。
【００３５】
図１Ａは、コンピュータ制御機械加工システム１２及び機械加工システムコントローラ１４を含むアセンブリ１０を示す。コントローラ１４は、機械加工システム１２に回転工具１８を用いて基材１６を機械加工、研削、又は研磨させるために制御信号を機械加工システム１２に送るように構成されており、回転工具１８は機械加工システム１２の回転工具ホルダ２０内に取り付けられている。一実施形態では、機械加工システム１２は、経路指定、旋削、ドリル加工、ミリング加工、研削、研磨、及び／又は他の機械加工作業を実行することが可能な、３軸、４軸、又は５軸ＣＮＣマシンなどのＣＮＣマシンを表し得、コントローラ１４は、１つ以上の回転工具１８を用いて基材１６の機械加工、研削、及び／又は研磨を実行するために回転工具ホルダ２０に命令を出すＣＮＣコントローラを含み得る。コントローラ１４は、ソフトウェアを実行する汎用コンピュータを含んでもよく、そのようなコンピュータをＣＮＣコントローラと組み合わせて、コントローラ１４の機能を提供してもよい。
【００３６】
基材１６は、機械加工システム１２による基材１６の精密な機械加工を容易にするように、基材プラットフォーム２２に取り付けられ、固定される。基材保持固定具２４は、基材１６を基材プラットフォーム２２に固定し、基材１６を機械加工システム１２に対して正確に位置決めする。基材保持固定具２４はまた、機械加工システム１２の制御プログラムのための基準位置を提供することができる。本明細書に開示される技術は、任意の材料からなるワークピースに適用することができるが、基材１６は電子機器用構成要素であってもよい。いくつかの実施形態では、基材１６は、電子機器用カバーガラス、より具体的には、スマートフォンタッチスクリーンのカバーガラスなど、電子機器用ディスプレイ素子、例えば、透明ディスプレイ素子であってもよい。例えば、このようなカバーガラスは、高度の平面性及び傾斜度が所望される面取りされたエッジを含み得る。
【００３７】
いくつかの実施形態では、基材１６は、第１の主面２（例えば、基材１６の上部）、第２の主面４（例えば、基材１６の底部）、及び１つ以上のエッジ表面６（例えば、基材１６の側部）を含み得る。基材１６のエッジ表面６の面積は、典型的には、基材１６の第１の主面及び／又は第２の主面の面積よりも小さい。いくつかの実施形態では、基材１６のエッジ表面６の基材１６の第１の主面２の面積に対する比、及び／又は基材１６のエッジ表面６の基材１６の第２の主面４の面積に対する比は、０．００００１を超える、０．０００１を超える、０．０００５を超える、０．００１を超える、０．００５を超える、又は更には０．０１を超える；０．１未満、０．０５未満、又は更に０．０２未満とすることができる。いくつかの実施形態では、第１の主面２及び／又は第２の主面４に対して垂直に測定されるエッジ表面６の厚さは、５ｍｍ以下、４ｍｍ以下、３ｍｍ以下、２ｍｍ以下、又は更には１ｍｍ以下である。エッジ表面６は、第１の主面２と交差して第１の角部３を形成し、第２の主面４と交差して第２の角部５を形成する。いくつかの実施形態では、エッジ表面６は、主面２、４のそれぞれに対して実質的に垂直であってもよく、一方、他の実施例では、エッジ表面６は、２つ以上のエッジ表面を含んでもよく、それらの２つ以上のエッジ表面のうちの少なくとも１つは垂直ではない（例えば、面取りされたエッジ）。基材１６の研磨中、研磨中に材料が除去されるときに第１の角部３及び第２の角部５が鋭く輪郭がはっきりしたままであり得るように、１つ以上のエッジ表面６を研磨してもよい。基材１６の更なる実施形態を以下の図１Ｄ〜図１Ｅ及び図２Ａ〜図２Ｃに説明する。
【００３８】
図１Ａの実施形態では、回転工具１８を利用して、カバーガラス内の穴及びエッジ特徴部などの基材１６の機械加工された特徴部の表面仕上げを改善することができる。いくつかの実施形態では、別々の回転工具１８を連続して使用して、機械加工された特徴部の表面仕上げを反復的に改善することができる。例えば、アセンブリ１０を利用して、第１の回転工具１８又は１組の回転工具１８を使用してより粗い研削工程を提供し、続いて、第２の回転工具１８又は１組の回転工具１８を使用してより細かい研磨工程を提供することができる。いくつかの実施形態では、より少数の回転工具１８を使用して反復研削及び／又は研磨プロセスを容易にするために、１つの回転工具１８が、様々に異なる研磨レベルを含むことができる。これらの実施形態のそれぞれは、基材内の特徴部の機械加工後の表面仕上げを改善するために１つの研削工程のみを使用する他の実施形態と比較して、基材の特徴部の機械加工後の基材の仕上げ及びポリッシングのサイクル時間を短縮することができる。いくつかの実施形態では、基材は、別々の回転工具１８の反復の間ずっと基材保持固定具２４に固定されたままであり得る。
【００３９】
図１Ａの実施形態では、アセンブリ１０は、回転工具交換装置２６を含む。回転工具交換装置２６及び／又は機械加工システム１２は、回転工具１８の使用済み研磨アセンブリを取り外し、回転工具１８の新しい研磨アセンブリを取り付けるように構成してもよい。例えば、研磨アセンブリホルダなどの回転工具１８の一部分は、回転工具ホルダ２０に固定されたままであってもよく、一方、基材１６の表面を研磨するように構成された研磨アセンブリなどの回転工具１８の他の部分を交換することができる。回転工具交換装置２６の更なる動作を以下の図５Ａ〜図５Ｂ及び図６において説明することができる。
【００４０】
いくつかの実施形態では、アセンブリ１０を使用した研削及び／又は研磨に続いて、基材は、例えば、表面仕上げを更に改善するために別個のポリッシングシステムを使用してポリッシングしてもよい。一般に、ポリッシング前の表面仕上げが良好であるほど、ポリッシング後に所望の表面仕上げをもたらすために必要な時間が短くなる。アセンブリ１０を用いて基板１６のエッジを研磨するために、コントローラ１４は、回転工具ホルダ２０が回転工具１８を回転させるときに、基材１６の１つ以上の特徴部に対して回転工具１８の研磨層を精密に適用するように回転工具ホルダ２０に命令を出すことができる。命令は、例えば、１つの研磨用回転工具１８を用いて基材１６の特徴部の輪郭を精密にたどる命令を含んでもよい。装置２６は、回転工具１８の研磨アセンブリ／研磨層を自動的に補充するために、又は回転工具１８の形状を部分的若しくは完全に変化させるために、回転工具１８のための研磨層を有する交換用研磨アセンブリを収容している。
【００４１】
本明細書で説明される実施形態によれば、研磨用回転工具１８は、一定期間にわたって基材１６の表面に対して均一な接触圧を加えるように構成される。研磨用回転工具１８は、研磨アセンブリホルダと、研磨アセンブリホルダに結合された研磨アセンブリとを含む。研磨アセンブリホルダは、回転工具１８の回転軸を画定するシャンクを含む。研磨アセンブリは、剛性支持層と、基材１６から材料を除去するように構成された接触面を有する研磨層とを含む。剛性支持層は、研磨層を支持し、接触面における接触力の伝達中に研磨層の接触面を実質的に平坦な向きに維持するように構成される。回転工具１８は、研磨機から加えられた１つ以上の力を受ける研磨アセンブリホルダのシャンクと、接触面を通して基材に接触圧を加える研磨アセンブリの研磨層と、の間に配置された弾性層を更に含む。弾性層は、接触面における接触力の伝達中に圧縮するように構成される。このようにして、回転工具１８は、平面性を維持しながら、改善された接触を示す接触面を呈することができる。
【００４２】
図１Ｂ及び図１Ｃは、図１Ａの回転工具１８として使用することができるような例示的な回転工具を示す。図１Ｂは、回転工具３０の回転軸４６に対して実質的に垂直な力を加えるための円筒形研磨用回転工具３０を示し、図１Ｃは、回転工具５０の回転軸６６に対して実質的に平行な力を加えるための円錐形研磨用回転工具５０を示す。円筒形及び円錐形の研磨用回転工具が図１Ｂ及び図１Ｃに示されているが、他の形態の研磨用回転工具を使用してもよい。例えば、平坦な接触面から力を加えるためには、図３Ａ〜図３Ｃ、図４Ａ〜図４Ｂ、及び図５Ａ〜図５Ｂに示されるように、回転軸に垂直な接触面を有する円筒形研磨用回転工具を使用することができる。
【００４３】
図１Ｂの実施形態を参照すると、回転工具３０は、研磨アセンブリホルダ３２及び研磨アセンブリ３４を含む。研磨アセンブリホルダ３２は、回転工具３０の回転軸４６を画定するシャンク３６を含む。研磨アセンブリ３４は、例えば、永久的又は非永久的結合機構（図示せず）を通して、研磨アセンブリホルダ３２に結合される。研磨アセンブリ３４は、剛性支持層４０及び研磨層４２を含む。研磨層４２は、回転軸４６に対して実質的に平行（例えば、５度以内）である接触面４４を含む。図１Ｂの実施形態では、回転工具３０は、シャンク３６と研磨層４２との間に配置された弾性層３８を含む。弾性層３８は、研磨アセンブリホルダ３２又は研磨アセンブリ３４の一部であってもよい。
【００４４】
図１Ｃの実施形態を参照すると、回転工具５０は、研磨アセンブリホルダ５２及び研磨アセンブリ５４を含む。研磨アセンブリホルダ５２は、回転工具５０の回転軸６６を画定するシャンク５６を含む。研磨アセンブリ５４は、例えば、永久的又は非永久的結合機構（図示せず）を通して、研磨アセンブリホルダ５２に結合される。研磨アセンブリ５４は、剛性支持層６０及び研磨層６２を含む。研磨層６２は、回転軸６６と夾角を形成する接触面６４を含む。いくつかの実施形態では、接触面６４と回転軸６２との間の夾角は、図１Ｃに示すように、５度〜９０度、５度〜８５度、５度〜８０度、又は更には５度〜７０度とすることができる。図１Ｃの実施形態では、回転工具５０は、シャンク５６と研磨層５２との間に配置された弾性層５８を含む。弾性層５８は、研磨アセンブリホルダ５２又は研磨アセンブリ５４の一部であってもよい。
【００４５】
図１Ｄは、矢印７８によって示されるように、ｘ軸に沿って基材７０を研磨する円筒形研磨用回転工具３０の側面断面図を示す。基材７０は、隣接する表面と交差して第１の角部７４及び第２の角部７６を形成するエッジ表面７２を含む。基材７０は、例えば、カバーガラスの外側エッジであり得る。回転工具３０は回転軸４６の周りを回転し、接触面４４をエッジ表面７２において基材７０に接触させる。図１の回転工具ホルダ２０などの回転工具ホルダ（図示せず）は、回転工具３０が基材７０のエッジ表面７２に接触圧を加えるように、矢印７８によって示されるように、シャフト３６に対して回転軸４６に垂直な力を加えることができる。接触面４４がエッジ表面７２に接触すると、弾性層３８は、加えられた力に実質的に平行な（例えば、１０度以内の）方向（ｘ軸）での接触面４４の移動を可能にする一方で、接触面４４は、エッジ表面７２に対して実質的に平坦な向きを維持するか、又は角度が所望される場合には、弾性層３８の一方の側で圧縮して他方の側で拡張するかのいずれかであり得る。結果として、接触面４４は、角部７４及び７６がそれらの傾斜度を維持するように、エッジ表面７２から材料を均等に除去することができる。
【００４６】
図１Ｅは、ｚ軸に沿って基材８０を研磨する円錐形研磨用回転工具５０の側面断面図を示す。研磨用回転工具５０は、回転工具５０の回転軸６６を画定するシャンク５６を含む研磨アセンブリホルダ５２と、剛性支持層６０及び研磨層６２を含む研磨アセンブリ５４とを含む。基材８０は、隣接する表面と交差して第１の角部８４及び第２の角部８６を形成する面取りされた面８２を含む。基材８０は、例えば、穴など、カバーガラスの内側エッジであってもよい。回転工具５０は回転軸６６の周りを回転し、接触面６４を面取りされた面８２において基材８０に接触させる。図１Ａの回転工具ホルダ２０などの回転工具ホルダ（図示せず）は、回転工具５０が基材８０の面取りされた面８２に接触圧を加えるように、矢印８８によって示されるように、シャフト５６に対して下向きの力を加えることができる。接触面６４が面取りされた面８２と接触すると、弾性層５８は、圧縮されて、加えられた力に実質的に平行な方向（ｚ軸）での接触面６４の移動を可能にする一方で、接触面６４は、面取りされた面８２に対して実質的に平坦な向きを維持する。その結果、接触面６４は、面取りされた面８２から材料を均等に除去することができる。
【００４７】
研磨アセンブリホルダ３２及び５２などの本明細書で説明される研磨アセンブリホルダは、研磨アセンブリ３４及び５４などの研磨アセンブリに結合するように構成することができる。いくつかの実施例では、研磨アセンブリホルダは、非永久的結合層（例えば、図３〜図６で更に説明されるように、磁気結合層）を介して、研磨アセンブリに直接結合する（すなわち、同じ境界面を共有する）ことができる。いくつかの実施形態では、研磨アセンブリホルダは、結合層（例えば、熱硬化性の高強度接着剤）、弾性層、又は他の層を介して、研磨アセンブリに間接的に結合することができる。研磨アセンブリホルダはまた、図１Ａの回転工具ホルダ２０などの回転工具ホルダに結合するように構成してもよい。例えば、研磨アセンブリホルダのシャンクは、回転工具ホルダに取り付けるように構成された形状、表面、又は他の特徴部を有してもよい。
【００４８】
本明細書で説明される研磨アセンブリホルダは、シャンクの回転軸の周りの回転力、及びｘ軸、ｙ軸、又はｚ軸のうちの少なくとも１つに沿った方向性のある力など、回転工具ホルダから加えられた力を受けて、加えられた力の少なくとも一部を研磨アセンブリに伝達するように構成してもよい。図１Ｄの実施形態では、研磨アセンブリホルダ３２のシャンク３６は、回転軸４６の周りの回転力及びｘ軸に沿った力を受け、回転力及びｘ軸力を研磨アセンブリ３４に伝達する。図１Ｅの実施形態では、研磨アセンブリホルダ３２のシャンク５６は、回転軸６６の周りの回転力及びｚ軸に沿った力を受け、回転力及びｚ軸力を研磨アセンブリ５４に伝達する。
【００４９】
研磨アセンブリ３４及び５４などの本明細書で説明される研磨アセンブリは、研磨アセンブリホルダ３２及び５２などの研磨アセンブリホルダに結合するように構成することができる。いくつかの実施形態では、研磨アセンブリは、非永久的結合層を介してなど、研磨アセンブリホルダに直接結合することができるが、他の実施形態では、研磨アセンブリは、研磨アセンブリホルダに間接的に結合することができる。
【００５０】
本明細書で説明される研磨アセンブリホルダは、シャンクの回転軸の周りの回転力、及びｘ軸、ｙ軸、又はｚ軸のうちの少なくとも１つに沿った方向性のある力など、研磨アセンブリホルダから加えられた力を受けて、加えられた力の少なくとも一部を研磨アセンブリの接触面に伝達するように構成してもよい。図１Ｄの実施形態では、研磨アセンブリ３４は、弾性層３８を介して回転軸４６の周りの回転力及びｘ軸に沿った力を受け、回転力及びｘ軸力を接触面４４に伝達する。図１Ｅの実施形態では、研磨アセンブリ５４は、弾性層５８を介して回転軸６６の周りの回転力及びｚ軸に沿った力を受け、回転力及びｚ軸力を接触面６４に伝達する。
【００５１】
剛性支持層４０及び６０などの本明細書で説明される剛性支持層は、研磨アセンブリの基材に対する接触圧に応答して、研磨層４２及び６２などの研磨層を支持するように構成することができる。剛性支持層は、基板の研磨中に通常遭遇する圧力などの研磨層からの接触圧を受け、変形に抵抗して剛性支持層と研磨層との間の境界面における平面性を実質的に維持することによって、研磨層を支持することができる。対照的に、弾性層３８及び５８など、本明細書で説明される弾性層は、基材に対する研磨アセンブリの接触圧に応答して変形するように構成することができる。弾性層は、剛性支持層、結合層、又は弾性層との境界面を形成する他の層などからの接触圧を受け、弾性層の少なくとも一部分において圧縮することによって変形し得る。
【００５２】
いくつかの実施形態では、剛性支持層及び弾性層はそれぞれ、柔らかさに応じて選択された材料から構成してもよい。材料の柔らかさは、材料のなじみ性と相関し得るものであり、一般に、より軟質の材料ほど、所与の接触圧においてより高いなじみ性を有する。柔らかさは、剛性支持層及び弾性層の各材料の様々な特性によって表され、またそれらに基づいて選択してもよい。例えば、より軟質の材料は、より低い硬度を有する材料（ショアＡ若しくはショアＯＯなどの任意の適切な硬度スケールを使用して示される）、より低い弾性率を有する材料、より高い圧縮率を有する材料（典型的には、材料のポアソン比若しくはたわみによって定量化される）、又は発泡体などの複数の気体含有物を含有するなど改質構造を有する材料であり得る。
【００５３】
いくつかの実施形態では、剛性支持層及び弾性層はそれぞれ、硬度に応じて選択された材料から構成してもよい。硬度は、力に反応した剛性支持層及び弾性層のそれぞれの測定値を表してもよい。場合によっては、剛性支持層及び弾性層に別々のスケール（例えば、弾性層にショアＡデュロメータ及び剛性支持層にロックウェルスケール）を使用して、硬度を最も適切に測定することができる。いくつかの実施形態では、剛性支持層は、剛性支持層が通常の動作条件下で基材に対して実質的に変形しないように、十分に高い硬度を有する。いくつかの実施形態では、剛性支持層は、約９０ショアＡを超える、又は約９５ショアＡを超える硬度を有することがある。いくつかの実施形態では、弾性層は、弾性層が通常の動作条件下で基材に対して変形するように、十分に低い硬度を有する。いくつかの実施形態では、弾性層は、約７０ショアＡ未満、又は約５０ショアＡ未満、又は約４０ショアＡ未満、又は約３０ショアＡ未満、又は約２０ショアＡ未満、又は約１０ショアＡ未満の硬度を有することがある。
【００５４】
いくつかの実施形態では、剛性支持層及び弾性層はそれぞれ、圧縮率に応じて選択された材料から構成してもよい。圧縮率は、圧力に反応した剛性支持層及び弾性層のそれぞれの材料の相対的変化の測定値を表すことがあるが、「圧縮可能な」又は「圧縮不可能な」という用語は、圧縮性の材料特性を指すこともある。例えば、用語「実質的に圧縮不可能」は、約０．４５を超えるポアソン比を有する材料を指す。材料の圧縮率は、材料を基準たわみ（例えば、２５％たわみ）に圧縮するために必要な特定の圧力として表現することができる。いくつかの実施形態では、層の圧縮率は、層が発泡体であるとき、ＡＳＴＭ  Ｄ３５７４又はその修正版による圧縮力たわみ試験により、及び、層が例えばスポンジ又は拡張可能なゴムなどの柔軟な海綿状材料であるとき、ＡＳＴＭ  Ｄ１０５６による圧縮たわみ試験により測定することができる。
【００５５】
いくつかの実施形態では、弾性層の圧縮率は、研磨中に遭遇する動作条件について比較的高くなる場合がある。いくつかの実施形態では、弾性層は、２５％たわみでの約１．５ＭＰａ（２２０ｐｓｉ）未満、約１．１ＭＰａ（１６０ｐｓｉ）未満、約０．３１ＭＰａ（４５ｐｓｉ）未満の圧縮率、及び／又は約０．５未満、約０．４未満、０．３未満、又は好ましくは約０．１．未満のポアソン比を有し得る。
【００５６】
いくつかの実施形態では、剛性支持層は、実質的に圧縮不可能であってもよく、例えば、接触圧に反応した材料の相対的体積変化は、５％未満、２％未満、１％未満、０．５％未満、又は０．２％未満である。
【００５７】
いくつかの実施形態では、剛性支持層及び弾性層はそれぞれ、弾性率に応じて選択された材料から構成してもよい。弾性率（又は剛性率）は、圧力（応力）に反応した剛性支持層及び弾性層のそれぞれの材料の相対的変形（ひずみ）の測定値を表すことがあるが、「弾性の」又は「非弾性の」という用語は、弾性の材料特性を指すこともある。例えば、「実質的に非弾性」という用語は、約０．４５を超えるポアソン比を有する材料を指す。材料の弾性率は、引張弾性率、ヤング率、又は弾性率として表すことができる。いくつかの実施形態では、層の弾性率は、ＡＳＴＭ  Ｅ１１１−１７によるヤング率、接線係数、及びコード弾性率の標準試験方法により測定することができる。
【００５８】
いくつかの実施形態では、剛性支持層は、剛性支持層が通常の動作条件下で基材に対して実質的に変形しないように、十分に低い弾性を有する。いくつかの実施形態では、剛性弾性層は、実質的に非弾性であってもよく、例えば、接触圧に反応した材料の相対的体積変化は、５％未満、２％未満、１％未満、０．５％未満、又は０．２％未満である。いくつかの実施形態では、剛性支持層は、所望のなじみ性をもたらすようにパターン化された、３Ｄ印刷された、エンボス加工された、又は彫られた実質的に圧縮不可能な材料で作製される。いくつかの実施形態では、剛性支持層は、アルミニウム６０６１、２０１１、若しくは２０２４、又は鋼４１４０、Ｗ１、若しくは０１などの金属；ナイロン、ポリカーボネート、若しくはアクリルなどのプラスチック；ゴムなどのうちの少なくとも１つを含む。
【００５９】
いくつかの実施形態では、弾性層は、弾性層が通常の動作条件下で基材に対して圧縮するように、十分に高い弾性を有する。いくつかの実施形態では、弾性層は、約１．５ＭＰａ（２２０ｐｓｉ）未満、約１．１ＭＰａ（１６０ｐｓｉ）未満、約０．３１ＭＰａ（４５ｐｓｉ）未満のヤング率、及び／又は約０．５未満、約０．４未満、０．３未満、又は好ましくは約０．１．未満のポアソン比を有し得る。いくつかの実施形態では、弾性層は、エラストマー、布地、不織布材料、又はばねのうちの少なくとも１つを含む。
【００６０】
いくつかの実施形態では、弾性層は、弾性変形に応じて選択された材料から構成してもよい。弾性変形は、変形後に材料がその元の状態に回復する能力を表し得る。材料は、弾性的に変形可能とすることができ、例えば、変形された後に元の状態に回復することが、実質的に１００％（例えば、９０％以上、９５％以上、９９％以上、９９．５％以上、又は９９．９％以上）可能である。
【００６１】
いくつかの実施形態では、弾性層は、緩和弾性率、例えば応力緩和弾性率に応じて選択された材料から構成してもよい。緩和弾性率は、時間依存性粘弾特性の測定値を表すことがある。本開示では、緩和弾性率は百分率で表され、以下の等式を使用して（例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ６０４８を使用して測定されるような）応力緩和試験からもたらされる緩和弾性率対時間曲線から決定される。
【００６２】
緩和弾性率（％）＝（瞬間弾性率−一定の圧縮ひずみ下で２分の緩和後の弾性率）／瞬間弾性率×１００いくつかの実施形態において、剛性支持層及び弾性層のうちの少なくとも１つが、２５％未満の緩和弾性率を有する。
【００６３】
いくつかの実施形態では、弾性層は、様々な厚さに構成してもよい。例えば、弾性層の厚さは、弾性層の反発力又は反発距離と相関し得るため、弾性層は、弾性層によって生成される力又は吸収される力に関して特定の範囲又は移動距離を提供する厚さを有することができる。一例として、比較的高度な平面性を有する基材を対象とする研磨用回転工具の弾性層は、比較的低度な平面性を有する基材を対象とする研磨用回転工具の弾性層よりも薄くてもよく、これは、平面性がより高いと、弾性層の圧縮又は移動が少なくなり得るためである。いくつかの実施形態では、弾性層の厚さは、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、又は１ｍｍ未満であってもよい。いくつかの実施形態では、弾性層は、エラストマー、布地、又は不織布材料のうちの少なくとも１つを含む。好適なエラストマーとしては、熱硬化性エラストマー、例えば、ニトリル、フルオロエラストマー、クロロプレン、エピクロロヒドリン、シリコーン、ウレタン、ポリアクリレート、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）ゴム、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ブチルゴム、ナイロン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタンなどを挙げることができる。いくつかの実施形態では、弾性層の密度は、０．２ｇ／ｃｍ３を超える、０．４ｇ／ｃｍ３を超える、０．６ｇ／ｃｍ３を超える、０．８ｇ／ｃｍ３を超える、０．８５ｇ／ｃｍ３を超える、０．９ｇ／ｃｍ３を超える、０．９５ｇ／ｃｍ３を超える、１．０ｇ／ｃｍ３を超える、１．１ｇ／ｃｍ３を超える、又は更には１．２ｇ／ｃｍ３を超えてもよく、２．０ｇ／ｃｍ３未満、１．８ｇ／ｃｍ３未満、１．６ｇ／ｃｍ３未満、１．４ｇ／ｃｍ３未満、又は更には１．２ｇ／ｃｍ３未満であってもよい。
【００６４】
弾性層はまた、上述の１つ以上の特性を有する様々な材料から形成してもよい。いくつかの実施形態では、弾性層が、発泡体、彫られた、構造化された、３Ｄ印刷された、又はエンボス加工されたエラストマー、布地若しくは不織布層、又は軟質ゴムのうちの１つ以上を含み得る。好適な発泡体としては、例えば、合成発泡体又は天然発泡体、熱成形発泡体、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル、充填又はグラフト化ポリエーテル、粘弾性発泡体、メラミン発泡体、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン、アイオノマー発泡体などを含む、連続気泡体又は独立気泡体であり得る。弾性層としてはまた、例えば、イソプレン、ネオプレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、天然ゴム、ニトリルゴム、ポリ塩化ビニル及びニトリルゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）などのエチレン−プロピレンコポリマー、並びにブチルゴム（例えば、イソブチレン−イソプレンコポリマー）含む、発泡エラストマー、加硫ゴムを挙げることができる。いくつかの実施形態では、弾性層は、様々な圧縮性構造体を含む。例えば、弾性層は、ばね、不織布、布地、エアブラダーなどの任意の好適な圧縮性構造体を含んでもよい。いくつかの実施形態では、弾性層は、所望のポアソン比、圧縮率、及び弾性応答をもたらすように、３Ｄ印刷してもよい。いくつかの実施形態では、弾性層の密度は、０．２ｇ／ｃｍ３を超える、０．２５ｇ／ｃｍ３を超える、０．３ｇ／ｃｍ３を超える、０．３５ｇ／ｃｍ３を超える、０．４ｇ／ｃｍ３を超える、０．４５ｇ／ｃｍ３を超える、又は更には０．５０ｇ／ｃｍ３を超えてもよい；１．２ｇ／ｃｍ３未満、１．０ｇ／ｃｍ３未満、０．９５ｇ／ｃｍ３未満、０．９０ｇ／ｃｍ３未満、０．８５ｇ／ｃｍ３未満、０．８０ｇ／ｃｍ３未満、０．７５ｇ／ｃｍ３未満、又は更には０．７０ｇ／ｃｍ３未満であってもよい。
【００６５】
研磨層４２及び６２などの本明細書で説明される研磨層は、接触面４４及び６４などの接触面を含む。接触面は、基材の１つ以上の表面に接触し、研磨するように構成される。研磨は、研削、ポリッシング、及び基材から材料を除去する任意の他の作用を含み得る。当業者であれば認識するように、接触面は、例えば、成形、押出、エンボス加工、及びこれらの組み合わせを含めた多様な方法に従って形成することができる。
【００６６】
研磨層は、特に限定されず、従来のコーティングされた研磨剤及び構造化研磨剤（例えば、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能な３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ＡＢＲＡＳＩＶＥ）が挙げられ得るが、これらに限定されない。研磨層は、基層（例えば、バッキング層）及び接触層を含み得る。基層は、高分子材料から形成することができる。例えば、基層は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、又はこれらの任意の組み合わせから形成することができる。基層は、任意の数の層を含んでもよい。基層の厚さ（すなわち、第１及び第２の主面に対して垂直方向の基層の寸法）は、１０ｍｍ未満、５ｍｍ未満、１ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、０．２５ｍｍ未満、０．１２５ｍｍ未満又は０．０５ｍｍ未満であってよい。
【００６７】
いくつかの実施形態では、研磨層の接触面は、微細構造化表面（microstructured surface）を含む。微細構造化表面は、基材の１つ以上の表面上への接触面の接触圧を増加させるように構成された微細構造体を含み得る。いくつかの実施形態では、微細構造化表面は、研磨層の最も外側の研磨材の間に間隔を空けて配置された複数のキャビティを含み得る。例えば、キャビティの形状は、立方体、円筒形、プリズム形、半球形、直方体、角錐形、切頭角錐形、円錐形、切頭円錐形、十字形、弓状若しくは平坦な底部表面を持つ柱状、又はこれらの組み合わせ等の多数の幾何学的形状の中から選択することができる。あるいは、キャビティのいくつか又は全てが不規則形状を有してもよい。種々の実施形態では、キャビティを形成する側壁又は内壁の１つ以上が主面上部に対して垂直であってもよいし、あるいは、いずれかの方向に次第に細くなってもよい（すなわち、キャビティの底部又はキャビティの上部に向かって（主面に向かって）テーパが形成される）。テーパを形成する角度は、約１〜７５度、約２〜５０度、約３〜３５度、又は約５〜１５度の範囲であってよい。キャビティの高さ、つまり深さは、少なくとも１ミクロン、少なくとも１０ミクロン、又は少なくとも５００ミクロン、又は少なくとも１０００ミクロン；１０ｍｍ未満、５ｍｍ未満、又は１ｍｍ未満であり得る。キャビティの高さは同じであってもよく、又はキャビティのうちの１つ以上は、任意の数の他のキャビティと異なる高さを有してもよい。いくつかの実施形態では、キャビティが整列された行及び列になる配列でキャビティを設けることができる。場合によっては、キャビティの１つ以上の行は、キャビティの隣り合う行と直線的に整列され（directly Aligned）得る。あるいは、キャビティの１つ以上の行は、キャビティの隣り合う行からずらしてもよい。更なる実施形態では、キャビティは、螺線状、螺旋状、コルク抜き状又は格子状に配列することができる。更なる実施形態では、複合体を、「ランダムな」配列に（すなわち、組織的パターンでなく）配置してもよい。
【００６８】
いくつかの実施形態では、接触面の微細構造化表面は、複数の精密に成形された研磨複合体を含む。「精密形状の研磨複合体」は、研磨複合体が成形型から取り外された後に保持される、金型キャビティの逆である成形形状を有する研磨複合体を指し、好ましくは、この複合体は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）に記載されているように、研磨層が使用される前にその形状の露出表面を越えて突出する研磨粒子を実質的に含まない。複数の精密形状の研磨複合体は、固定研磨材を形成する、研磨粒子と樹脂／バインダとの組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施形態では、接触面７０は、１つ以上の樹脂又は他のバインダ層によってバッキングに保持された研磨粒子からなる層を有する研磨シートなど、二次元研磨材として形成してもよい。あるいは、接触面は、樹脂又は他のバインダ層などの三次元研磨材として形成してもよく、この三次元研磨材は、その中に分散された研磨粒子を含有し、成形又はエンボス加工プロセスにより、（微細構造化表面を形成する）三次元構造体に形成され、例えば、その後、樹脂を硬化、架橋、及び／又は結晶化して、三次元構造体を固化及び維持する。三次元構造体は、複数の精密形状の研磨複合体を含んでいてもよい。いずれの実施形態においても、接触面は研磨複合体を含むことができ、この研磨複合体は、使用中又は仕上げ中に研磨複合体が摩耗することを可能にする適切な高さ及び／又は研磨粒子の新しい層を露出させるのに適した高さを有する。研磨層は、複数の精密形状の研磨複合体を含む、三次元、テクスチャード、軟質の固定研磨構造を含んでいてもよい。精密形状の研磨複合体は、三次元、テクスチャード、軟質の固定研磨構造を形成する配列に配置されていてもよい。研磨層は、パターン化された研磨構造を含んでいてもよい。３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能なＴＲＩＺＡＣＴパターン化研磨材及びＴＲＩＺＡＣＴダイヤモンドタイル研磨材の商品名で入手可能な研磨層は、例示的なパターン化研磨材である。パターン化研磨層は、ダイ、成形型、又は他の手法から精密に配列及び製造される、研磨複合体のモノリシックな列を含む。
【００６９】
精密形状の研磨複合体それぞれの形状は、具体的な用途（例えば、加工物の材質、作業面の形状、接触面の形状、温度、樹脂相の材質）によって選択できる。精密形状の研磨複合体それぞれの形状は、任意の有用な形状、例えば、立方体、円筒形、角柱形、直角平行六面体、角錐形、角錐台、円錐形、半球形、円錐台、十字形、又は遠位端を有する柱様断面であってもよい。複合体角錘は、例えば、３、４面、５面、又は６面を有していてもよい。研磨複合体の底部での断面形状は、遠位端での断面形状と異なっていてもよい。これらの形状間の移行は、滑らかで連続的であってもよいし、不連続な段階を経て生じてもよい。精密形状の研磨複合体はまた、様々な形状の混合であってもよい。精密形状の研磨複合体は、列、渦巻状、螺旋状、又は格子状に構成してもよく、ランダムに配置してもよい。精密形状の研磨複合体は、流体の流れをガイドし、かつ／又は、切屑の除去を容易にするように意図されたデザインで構成できる。
【００７０】
精密形状の研磨複合体は、所定のパターンで、又は研磨層内の所定の位置に配置できる。例えば、研磨層が、バッキングと成形型との間に研磨／樹脂スラリーを提供することにより作られるとき、精密形状の研磨複合体の所定のパターンは、成形型のパターンに対応すると考えられる。したがって、パターンは、研磨層から研磨層へと再現可能である。所定のパターンは、ある配列又は構成をなしていてもよく、これは、複合体がデザインされた配列、例えば整列した横列及び縦列、又は交互にずれた横列及び縦列をなしていることが意図されている。別の一実施形態において、研磨複合体を、「ランダム」な配列又はパターンに配置できる。この意味するところは、複合体が上述のとおりの横列及び縦列の規則的な配列ではないということである。しかしながら、この「ランダム」な配列は、精密形状の研磨複合体の位置があらかじめ定められ、成形型に対応するという点では、所定のパターンであることが理解される。
【００７１】
研磨層の接触面を形成する研磨材は、樹脂等の高分子材料を含んでもよい。いくつかの実施形態において、樹脂相は、硬化した又は硬化性の有機材料を含んでいてもよい。硬化方法は重要でなく、例えば、エネルギー、例えば紫外線又は熱を介する硬化を含んでいてもよい。好適な樹脂相材料の例としては、例えば、アミノ樹脂、アルキル化尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、アルキル化ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド樹脂、アクリレート樹脂（アクリレート及びメタクリレートを含む）、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、及びエポキシ樹脂が挙げられる。
【００７２】
研磨層に好適な研磨粒子の例には、立方晶窒化ホウ素、溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、白色溶融酸化アルミニウム、黒色炭化ケイ素、緑色炭化ケイ素、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、窒化ケイ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、六方晶窒化ホウ素、アルミナジルコニア、酸化鉄、セリア、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、アルミナ系ゾルゲル由来研磨粒子などが含まれる。アルミナ研磨粒子は、金属酸化物改質剤を含有していてもよい。ダイヤモンド及び立方晶窒化ホウ素研磨粒子は、単結晶質であっても多結晶質であってもよい。好適な無機研磨粒子の他の例には、シリカ、酸化鉄、クロミア、セリア、ジルコニア、チタニア、酸化スズ、ガンマアルミナ等が含まれる。研磨粒子は、研磨凝集体粒子であってもよい。研磨凝集体粒子は、典型的には、複数の研磨粒子、バインダ、及び任意の添加剤を含む。バインダは、有機であっても無機であってもよい。研磨凝集体は、ランダム形状であってもよく、又はそれらに関連した所定の形状を有してもよい。
【００７３】
いくつかの実施形態では、樹脂、研磨粒子、及び樹脂中に分散された任意の追加の添加剤を含む研磨層は、剛性支持層上のコーティングであってもよい。いくつかの特定の実施形態では、研磨層は、基層上に堆積された研磨複合体層から形成してもよく、基層は、研磨複合体層と基層との間にプライマー層を含んでもよい。基層自体は、剛性支持層又は弾性層などのバッキング層を覆うように配置してもよく、基層は、接着剤でバッキング層に固定される。
【００７４】
種々の実施形態では、本明細書に記載される研磨用回転工具は、カバーガラスのエッジ又は主面の研削に好適であり得る。例えば、カバーガラスは様々な表面を含み得、それらの表面について、各表面の高度な平面性（すなわち、表面の平坦度）及び表面同士間の高度な傾斜度（すなわち、表面同士間の角度の鋭さ）が所望される。図２Ａは、携帯電話、パーソナル音楽プレーヤ、又は他の電子機器などの電子機器用ためのカバーガラスであるカバーガラス１００を示す。いくつかの実施形態では、カバーガラス１００は、電子機器用タッチスクリーンの構成要素であってもよい。カバーガラス１００は、厚さが１ｍｍ未満のアルミナシリケートガラスであってもよいが、厚さが５ｍｍ未満、４ｍｍ未満、３ｍｍ未満、又は更には２ｍｍ未満などである他の組成物も可能である。
【００７５】
カバーガラス１００は、第２の主面１０４に対向する第１の主面１０２を含む。常にではないが、通常、主面１０２、１０４は平坦面である。エッジ表面１０６は主面１０２、１０４の周辺部をたどり、その周辺部は丸みを帯びた角部１０８を含む。エッジ表面１０６は、第１の角部で第１の主面１０２と交差し、第２の角部で第２の主面１０４と交差し、第１及び第２の角部は、概して、基材の全周の周りに延びている。
【００７６】
亀裂に対する耐性の向上と外観の改善を実現するには、主面１０２、１０４、及びエッジ表面１０６を含むカバーガラス１００の表面を、カバーガラス１００の製造中に現実的な範囲まで平滑化する必要がある。加えて、本明細書に開示されるように、ポリッシュグレード研磨粒子を有する研磨層によってポリッシングする前に、研磨用回転工具（例えば、図１Ａ〜図１Ｅに関して説明される研磨用回転工具など）を使用して、ＣＮＣマシンを用いて、エッジ表面１０６及び主面１０２、１０４の交点に形成されたエッジ表面１０６の角部などのエッジ表面粗さを低減してもよい。この中間研削工程は、カバーガラス８０の所望の表面仕上げ品質をもたらすポリッシング工程の研磨時間を短縮することができるが、カバーガラス１００の製造のより精密な寸法制御もまたもたらすこともできる。ファイングレード研磨粒子の粒径は、ポリッシンググレード研磨粒子の粒径よりも大きくてもよい。
【００７７】
図２Ｂは、図２Ａのカバーガラス１００などのカバーガラスの例示的なエッジ部分１１０を示す。エッジ部分１１０は、第２の主面１１６に対向する第１の主面１１４を含む。エッジ表面１１２は、第１の角面１１８で第１の主面１１４と交差し、第２の角面１２０で第２の主面１１６と交差する。図１の研磨用回転工具３０及び５０など、本明細書で説明される研磨用回転工具は、（円筒形研磨用回転工具３０と同様に）エッジ表面１１２、（円錐研磨用回転工具５０と同様に）第１の角面１１８及び第２の角面１２０のうちの１つ、又は（底部接触面を有する円筒形研磨用回転工具と同様に）第１の主面１１４及び第２の主面１１６のうちの１つ、のうちの少なくとも１つを、高度な平面性及び／又は傾斜度まで研磨するように構成することができる。
【００７８】
図２Ｃは、図２Ａのカバーガラス１００などのカバーガラスの例示的なエッジ部分１３０を示す。エッジ部分１３０は、第２の主面１３６に対向する第１の主面１３４を含む。エッジ表面１３２は、第１の角面１３８で第１の主面１３４と交差し、第２の角部で第２の主面１１６と交差する。図１の研磨用回転工具３０及び５０など、本明細書で説明される研磨用回転工具は、（円筒形研磨用回転工具３０と同様に）エッジ表面１３２、（円錐形研磨用回転工具５０と同様に）角面１２０、又は（底部接触面を有する円筒形研磨用回転工具と同様に）第１の主面１３４及び第２の主面１３６のうちの１つ、のうちの少なくとも１つを、高度な平面性及び／又は傾斜度まで研磨するように構成することができる。
【００７９】
種々の実施形態では、本明細書に開示される研磨アセンブリは、研磨用回転工具ホルダから取り外し可能であってもよい。例えば、研磨用回転工具が１つ以上の基材の表面を研磨すると、研磨層の接触面が摩耗して有効性が低下する恐れがあり、これは、より長い研磨時間及び／又は基材の表面からの均一性のない材料除去をもたらし得る。しかしながら、シャンクなどの研磨用回転工具の他の構成要素は、研磨層の寿命よりも著しく長い寿命を有し得る。交換可能な研磨層は、交換するのに時間がかかることがあり、均一的に回転工具の表面に適用されない、及び／又は回転工具の表面から除去されない場合がある。例えば、研磨層を手動で位置合わせして適用することに加えて、研磨層を取り付けるための取り付け表面が、洗浄を必要とする場合がある。
【００８０】
高速かつ／又は均一な材料除去速度を有する接触面を維持するために、本明細書に開示される研磨用回転工具は、研磨用回転工具の研磨アセンブリホルダから取り外され、研磨アセンブリホルダに取り付けられることができる取り外し可能な研磨アセンブリを含んでもよい。取り外し可能な研磨アセンブリは、交換可能な研磨層を利用する研磨用回転工具と比較して、迅速に交換することができ、より均一に適用された研磨層を有することができる。
【００８１】
本明細書に開示される研磨用回転工具は、研磨用回転工具のシャンクと研磨用回転工具の研磨層との間に配置された結合層を含んでもよい。結合層は、研磨用回転工具のシャンクと研磨層との間の様々な位置に配置することができる。
【００８２】
図３Ａは、接触面２１４によって基材を研磨するための交換可能な平坦研磨アセンブリ２０４を有する研磨用回転工具２００の側面断面図を示す。研磨アセンブリ２０４は、研磨層２１２と、研磨層２１２に結合された剛性支持層２１０とを含む。研磨アセンブリ２０４は、結合層２１６を介して研磨アセンブリホルダ２０２に結合される。図３Ａの実施形態では、研磨アセンブリホルダ２０２は、シャンク２０６及び弾性層２０８を含む。剛性支持層２１０は、研磨アセンブリ２０４が研磨中に実質的に平坦な接触面を有し得るように、研磨層２１２に剛性の支持を提供することができる。更に、研磨アセンブリ２０４はほとんど構成要素を含まないため、研磨アセンブリ２０４は低コストで製造することができる。
【００８３】
図３Ｂは、基材を接触面２３４によって研磨するための交換可能な平坦研磨アセンブリ２２４を有する研磨用回転工具２２０の側面断面図を示す。研磨アセンブリ２２４は、研磨層２３２と、弾性層２２８と、研磨層２３２及び弾性層２２８に結合された剛性支持層２３０とを含む。研磨アセンブリ２２４は、結合層２３６を介して研磨アセンブリホルダ２２２に結合される。図３Ｂの実施形態では、研磨アセンブリホルダ２２２は、シャンク２２６を含む。上記図３Ａと同様に、剛性支持層２３０は、研磨アセンブリ２２４が研磨中に実質的に平坦な接触面２３４を有し得るように、研磨層２３２に剛性の支持を提供することができる。更に、研磨アセンブリ２２４は、弾性層２２８が研磨アセンブリ２２４の交換に伴って交換することができるように、弾性層２２８を含んでもよい。
【００８４】
図３Ｃは、接触面２５４によって基材を研磨するための交換可能な平坦研磨アセンブリ２４４を有する研磨用回転工具２４０の側面断面図を示す。研磨アセンブリ２４４は、剛性支持層２５０に結合された研磨層２５２を含む。研磨アセンブリ２４４は、結合層２５６を介して研磨アセンブリホルダ２４２に結合される。図３Ｃの実施形態では、研磨アセンブリホルダ２４２は、シャンク２４６と、結合層２５６の少なくとも一部分とを含む。研磨アセンブリ２４４の構成要素である弾性層２４８は、研磨アセンブリ２４４が研磨中に実質的になじみ性の接触面２５４を有し得るように、研磨層２５２に圧縮性の支持を提供することができる。更に、研磨アセンブリ２４４が弾性層２４８を含むので、弾性層２４８は、研磨アセンブリ２４４の交換に伴って交換することができる。
【００８５】
結合層は、研磨アセンブリを研磨アセンブリホルダに非永久的に結合するように構成してもよい。非永久的結合機構は、相互連結結合機構（例えば、ねじ切り），又は剥離圧力又は力（例えば磁力）の非相互連結範囲を利用する、任意の結合機構であり得る。いくつかの実施例では、非永久的結合機構は、研磨アセンブリ及び研磨アセンブリホルダのうちの少なくとも１つに損傷を与えることなく、研磨アセンブリホルダから研磨アセンブリを取り外すことを可能にし得る。結合層は、接着機構（例えば、接着剤）、磁気機構（例えば、磁石）、及び機械的機構（例えば、ねじ）など、研磨アセンブリを研磨アセンブリホルダに結合するための様々な結合機構を使用することができる。いくつかの実施形態では、結合層は、磁気結合層、接着剤結合層、及びフックアンドループ結合層などの機械的結合層のうちの少なくとも１つ、又はねじ結合層を含む。結合層は、研磨アセンブリ及び研磨アセンブリホルダのそれぞれが結合層の一部分を含むことができるように、２つ以上の部分を含み得る。例えば、研磨用回転工具は、磁石を含む磁気結合層を含んでもよく、剛性支持層は強磁性材料を含む。この実施形態では、強磁性材料としては、強磁性鋼及び強磁性ステンレス鋼のうちの少なくとも１つが挙げられ得る。
【００８６】
磁気又は接着剤結合機構を利用する回転工具などのいくつかの実施形態では、結合層は、関連付けられた剥離圧力又は力を有し得る。結合層の剥離圧力又は力は、研磨アセンブリを研磨アセンブリホルダから取り外すために回転工具に加えられ得る所定の圧力若しくは力、又は圧力若しくは力の範囲を表し得る。いくつかの実施形態では、定期的に経験した操作力により研磨アセンブリが外れないように、剥離圧力又は力は、研磨中に経験した最大の力を上回るように校正してもよい。いくつかの実施形態では、最大加力を下回る加力により研磨アセンブリが取り外されるように、剥離圧力又は力は、研磨マシンの最大加力能力を下回るように校正してもよい。いくつかの実施形態では、結合層は、約７０ｋＰａ〜約１０ＭＰａの剥離圧力を有する。剥離圧力の更なる考察は、例えば、以下の図７に見ることができる。
【００８７】
機械的結合機構を利用する回転工具などのいくつかの実施形態では、結合層は、関連付けられた結合シーケンスを有し得る。結合シーケンスは、研磨アセンブリを取り外す、及び／又は研磨アセンブリを取り付けるための１つ以上の工程からなる関連付けられたセットを有してもよい。例えば、ねじ結合機構を利用する回転工具は、研磨アセンブリを取り外すための反時計回りの回転力又はトルクと、研磨アセンブリを取り付けるための時計回りの回転力又はトルクとを含む結合シーケンスを有し得る。
【００８８】
図４Ａは、磁気結合機構を有する研磨用回転工具３００の平面図を示す。研磨用回転工具３００は、研磨アセンブリホルダ３０２及び研磨アセンブリ３０４を含む。研磨アセンブリホルダ３０２は、回転工具の回転軸を画定するシャンク３０６と、弾性層３０８とを含む。研磨アセンブリ３０４は、剛性支持層３１０と、接触面３１４を有する研磨層３１２とを含む。弾性層３０８は、シャンク３０６と磁気結合層３１６との間に配置される。
【００８９】
図４Ａの実施形態では、磁気結合層３１６は、剛性支持層３１０に結合するように構成されている。例えば、磁気結合層３１６は磁石であってもよく、剛性支持層３１０は強磁性材料であってもよい。剛性支持層３１０は、下向きに加えられる剥離力を制限することなく、研磨アセンブリ３０４に回転力が加えられる間に研磨アセンブリ３０４が固定されたままであり得るように、磁気結合層３１６の回転停止間隙３１８に嵌合するように構成された回転止め部３２０を含むことができる。いくつかの実施形態では、磁気結合層３１６は永久磁石であってもよく、それにより、磁気層３１６の剥離圧力は、研磨アセンブリ３０４の特定の材料に対して比較的一定であり得る。いくつかの実施形態では、磁気結合層３１６からの電流を除去することによって研磨アセンブリ３０４を研磨アセンブリホルダ３０２から取り外すことができるように、磁気結合層３１６は誘導磁石などの非永久磁石であってもよい。
【００９０】
図４Ｂは、ねじ結合機構を有する研磨用回転工具３２０の平面図を示す。研磨用回転工具３２０は、研磨アセンブリホルダ３２２及び研磨アセンブリ３２４を含む。研磨アセンブリホルダ３２２は、回転工具３２０の回転軸を画定するシャンク３２６と、ねじ結合層３３６と、シャンク３２６とねじ結合層３３６との間に配置された弾性層とを含む。ねじ結合層３３６は、雌ねじ３３８を含む。研磨アセンブリ３２４は、剛性支持層３３０と、接触面３３４を有する研磨層３３２とを含む。剛性支持層３３０は、雄ねじ３４０を含む。
【００９１】
図４Ｂの実施形態では、ねじ結合層３３６は、研磨アセンブリ３２４の剛性支持層３３０に結合するように構成されている。剛性支持層３３０の雄ねじ３４０は、ねじ結合層３３６の雌ねじ３３８と係合することができ、それによって、ねじ結合層３３６を介して研磨アセンブリ３２４を研磨アセンブリホルダ３２２に結合することができる。例えば、雌ねじ３３８及び雄ねじ３４０は、回転工具３２０の意図された回転方向と反対の方向に構成してもよい。
【００９２】
いくつかの実施形態では、回転工具交換装置を使用して、研磨アセンブリホルダから本明細書で説明される研磨アセンブリを取り付ける及び取り外すことができる。回転工具交換装置は、研磨用回転工具の結合機構、例えば、結合シーケンス、又は剥離圧力若しくは圧力範囲応じて構成することができる。したがって、接着機構（例えば、接着剤）、磁気機構（例えば、磁石）、及び機械的機構（例えば、ねじ又は機械的「クイックコネクト」）などの様々な結合機構を回転工具交換装置によって使用して、研磨アセンブリを取り付けたり取り外したりすることができる。例えば、図４Ｂの回転工具３２０のようなねじ結合機構を利用する回転工具の場合、回転工具交換装置は、第１の研磨アセンブリのねじを緩めることによって第１の研磨アセンブリを取り外し、第２の研磨アセンブリをねじ込むことによって第２の研磨アセンブリを取り付けるように構成することができる。別の例として、例えば、図４Ａの回転工具３００のような磁気結合機構を利用する回転工具の場合、回転工具交換装置は、磁気結合層の剥離磁力よりも大きい力を加えることによって研磨アセンブリを取り外すように構成することができる。
【００９３】
図５Ａ及び図５Ｂは、回転工具交換装置４１２を含むポリッシングシステム４１６を示す。回転工具交換装置４１２は、研磨アセンブリホルダ４０２から研磨アセンブリを交換するように構成することができる。図５Ａ及び図５Ｂの実施形態では、回転工具交換装置４１２は、第１の回転工具４００Ａを受け取り、第１の回転工具４００Ａの研磨アセンブリホルダ４０２から第１の研磨アセンブリ４０４Ａを取り外し、第２の研磨アセンブリ４０４Ｂを研磨アセンブリホルダ４０２に取り付けて、第２の研磨用回転工具４００Ｂを形成するように構成してもよい。
【００９４】
図５Ａ及び図５Ｂの実施形態では、回転工具交換装置４１２は、第１の固定デバイス４１４Ａ及び第２の固定デバイス４１４Ｂ（まとめて「固定デバイス４１４」と呼ぶ）を含むが、他の実施形態では、回転工具交換装置は、より多い又は少ない数の固定デバイス４１４を含んでもよい。第１の固定デバイス４１４Ａは、第１の研磨アセンブリ４０４Ａを研磨アセンブリホルダ４０２から取り外すために第１の研磨アセンブリ４０４Ａを固定するように構成してもよく、一方、第２の固定デバイス４１４Ｂは、第２の研磨アセンブリ４０４Ｂを研磨アセンブリホルダ４０２に取り付けるために第２の研磨アセンブリ４０４Ｂを固定するように構成してもよい。
【００９５】
図５Ａは、研磨アセンブリホルダ４０２から第１の研磨アセンブリ４０４Ａを取り外すポリッシングシステム４１６の側面図を示す。第１の研磨アセンブリ４０４Ａは、結合層４１０を介して研磨アセンブリホルダ４０２に結合されて、第１の研磨用回転工具４００Ａを形成する。第１の研磨アセンブリ４０４Ａは、第１の剛性支持層及び第１の接触面を含む。研磨アセンブリホルダ４０２は、シャンク４０６と、結合層４１０と、シャンク４０６と結合層４１０との間に配置された弾性層４０８とを含む。シャンク４０６は、図１Ａの回転工具ホルダ２０などの回転工具ホルダ（図示せず）に取り付けられてもよい。図５Ａの実施形態では、第１の固定デバイス４１４Ａは、研磨アセンブリ４０４Ａが研磨アセンブリホルダ４０２から取り外することができるように、第１の研磨アセンブリ４０４Ａを固定することが示されている。例えば、回転工具ホルダ固定シャンク４０６は、研磨アセンブリホルダ４０２を固定デバイス４１４Ａから引っ張ることができる。
【００９６】
図５Ｂは、第２の研磨アセンブリ４０４Ｂを研磨アセンブリホルダ４０２に取り付けるポリッシングシステム４１６の側面図を示す。第２の研磨アセンブリ４０４Ｂは、結合層４１０を介して研磨アセンブリホルダ４０２に結合されて、第２の回転工具４００Ｂを形成する。第２の研磨アセンブリ４０４Ｂは、第２の剛性支持層及び第２の接触面を含む。図５Ｂの実施形態では、第２の固定デバイス４１４Ｂは、回転工具交換装置４１２から第２の回転工具４００Ｂを取り外すために第２の研磨アセンブリ４０４Ｂを解放することが示されている。回転工具交換装置は、本開示の研磨アセンブリの実施形態のうちのいずれかの交換を容易にするように構成することができる。
【００９７】
図６は、基材を研磨するための例示的な技術を示すフローチャートである。図６の技術は、図１Ａの操作者操作アセンブリ１０を参照して説明されるが、他のアセンブリ及び動作主体を使用してもよい。操作者は、コンピュータ制御回転工具ホルダ２０及び基材プラットフォーム２２（５００）を含むコンピュータ制御機械加工システム１２を準備する。操作者は、コンピュータ制御機械加工システム１２（５１０）の回転工具ホルダ２０に研磨用回転工具を固定する。本明細書に記載されるように、研磨用回転工具は、非永久的結合層を介して研磨アセンブリホルダに結合された第１の研磨アセンブリを含む。
【００９８】
操作者は、図１Ａの基材１６などの基材（５２０）の１つ以上の表面を研磨用回転工具で研磨するように、例えばコントローラ１４を介して、コンピュータ制御機械加工システム１２を操作する。操作者は、研磨用回転工具の研磨アセンブリに関連する閾値に達するまで、コンピュータ制御機械加工システム１２を操作して他の基材を研磨し続けることができる。閾値は、設定された基材の数、研磨アセンブリの設定された動作時間、設定された除去速度、又は研磨アセンブリの接触面の摩耗に関連する任意の他の測定可能なパラメータを含み得る。いくつかの実施形態では、閾値は、基材の研磨のタイプに関連し得る。例えば、特定の基材に対して粗いレベルの研磨が完了すると、より微細なレベルの研磨を開始することができ、そのため、より微細なレベルの研磨に対応する別の研磨アセンブリが取り付けられ得る。
【００９９】
閾値に達したことに応じて、操作者は、第１の研磨アセンブリを研磨用回転工具（５３０）の研磨アセンブリホルダから取り外すことができる。例えば、操作者は、回転工具ホルダ２０及び／又は回転工具交換装置２６などの回転工具交換装置のうちの少なくとも１つを操作して、第１の研磨アセンブリを固定し、取り外し力又は結合解除シーケンスを適用して、第１の研磨アセンブリを研磨アセンブリホルダから取り外すことができる。
【０１００】
第１の研磨アセンブリを取り外すことに反応して、操作者は、第２の研磨アセンブリを研磨アセンブリ（５４０）の研磨アセンブリホルダに取り付けることができる。例えば、操作者は、回転工具ホルダ２０及び／又は回転工具交換装置２６のうちの少なくとも１つを操作して、研磨アセンブリホルダを第２の研磨アセンブリに接触させ、取り付け力又は結合シーケンスを適用して、第２の研磨アセンブリを研磨アセンブリホルダに取り付けることができる。
【０１０１】
別の実施形態では、本開示は、基材を研磨するための２つ以上の研磨工具を含む複数工程プロセスを含む、基材を研磨する方法を提供する。この方法は、１つのコンピュータ制御機械加工システムを利用しており、それらの研磨工具を順次使用することができる。研磨工具は、典型的には、別々の研磨特性を有する。すなわち、各研磨工具の研磨層は異なる研磨特性を有し、より速い除去速度工程の後に、より遅い除去速度工程となり、より遅い除去速度工程は、速い除去速度工程後の基材表面粗さよりも低い基材表面粗さをもたらすことができる。工具の研磨特性は、例えば、より粗い接触面又はより大きな研磨を有する研磨アセンブリをより細かい接触面又はより小さな研磨を有する研磨アセンブリと交換することによって調整することができる。研磨される基材は、加工中、研磨アセンブリ及び／又は対応する研磨パラメータを変更しながら、コンピュータ制御機械加工システム内に維持することができる。基材を工具内に維持することで、基材をマシンから取り外し、再取り付けし、第２の研磨工程を適用する第２のマシンにおいて再位置合わせする必要がないため、効率性が向上する。更に、研磨アセンブリホルダをマシン内に維持することで、摩耗していない研磨用回転工具の構成要素を交換する必要がないため、効率性を向上させ、廃棄物を低減することができる。
【０１０２】
本開示の選択した実施形態としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：
第１の実施形態では、本開示は、研磨用回転工具であって、
研磨用回転工具の回転軸を画定するシャンクを備える研磨アセンブリホルダと、
研磨アセンブリと、を備え、研磨アセンブリが、
約９０を超えるショアＡ硬度を有する剛性支持層と、
接触面を有する研磨層と、
シャンクと研磨層との間に配置された弾性層であって、約７０未満のショアＡ硬度を有する弾性層と、を備える、研磨用回転工具を提供する。
第２の実施形態では、本開示は、弾性層が、約５０未満のショアＡ硬度を有する、第１の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第３の実施形態では、本開示は、シャンクと研磨層との間に配置された結合層を更に備える、第１又は第２の実施形態に記載された研磨用回転工具を提供する。
第４の実施形態では、本開示は、結合層が、約７０ｋＰａ〜約１０ＭＰａの剥離圧力を有する、第３の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第５の実施形態では、本開示は、弾性層がシャンクと結合層との間に配置される、第３又は第４の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第６の実施形態では、本開示は、弾性層が、結合層と剛性支持層との間に配置される、第３又は第４の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第７の実施形態では、本開示は、弾性層が、剛性支持層と研磨層との間に配置される、第３又は第４の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第８の実施形態では、本開示は、結合層が、フックアンドループ結合層、磁気結合層、接着剤結合層、及び機械的結合層のうちの少なくとも１つを含む、第３〜第７の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具を提供する。
第９の実施形態では、本開示は、磁気結合層が磁石を含み、剛性支持層が強磁性材料を含む、第８の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第１０の実施形態では、本開示は、強磁性材料が強磁性鋼及び強磁性ステンレス鋼のうちの少なくとも１つを含む、第９の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第１１の実施形態では、本開示は、弾性層が、エラストマー、布地、不織布材料、又はばねのうちの少なくとも１つを含む、第１〜第１０の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具を提供する。
第１２の実施形態では、本開示は、剛性支持層が、金属又はプラスチックのうちの少なくとも１つを含む、第１〜第１１の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具を提供する。
第１３の実施形態では、本開示は、研磨層の接触面が、微細構造化表面を含む、第１〜第１２の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具を提供する。
第１４の実施形態では、本開示は、接触面が、複数の精密形状の研磨複合体を含む、第１３の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第１５の実施形態では、本開示は、弾性層が、２５％未満の緩和弾性率を有する、第１〜第１４の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具を提供する。
第１６の実施形態では、本開示は、研磨層の接触面が、回転工具の回転軸に平行である、第１〜第１５の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具を提供する。
第１７の実施形態では、本開示は、研磨層の接触面と回転軸との間の夾角が、５度〜９０度である、第１〜第１５の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具を提供する。
第１８の実施形態では、本開示は、研磨用回転工具であって、
研磨用回転工具の回転軸を画定するシャンクを備える研磨アセンブリホルダと、
研磨アセンブリであって、
約１ＧＰａを超える圧縮弾性率を有する剛性支持層と、
接触面を有する研磨層と、を備える研磨アセンブリと、
シャンクと研磨層との間に配置された弾性層であって、約０．１ＧＰａ未満の弾性率を有する弾性層と、を備える、研磨用回転工具を提供する。
第１９の実施形態では、本開示は、弾性層が、０．０１ＧＰａ未満の弾性率を有する、第１８の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第２０の実施形態では、本開示は、シャンクと研磨層との間に配置された結合層を更に備える、第１８又は第１９の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第２１の実施形態では、本開示は、結合層が、約７０ｋＰａ〜約１０ＭＰａの剥離圧力を有する、第２０の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第２２の実施形態では、本開示は、弾性層が、シャンクと結合層との間に配置される、第２０又は第２１の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第２３の実施形態では、本開示は、弾性層が、結合層と剛性支持層との間に配置される、第２０又は第２１の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第２４の実施形態では、本開示は、弾性層が、剛性支持層と研磨層との間に配置される、第２０又は第２１の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第２５の実施形態では、本開示は、結合層が、フックアンドループ結合層、磁気結合層、接着剤結合層、及び機械的結合層のうちの少なくとも１つを含む、第２０〜第２５の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具を提供する。
第２６の実施形態では、本開示は、磁気結合層が磁石を含み、剛性支持層が強磁性材料を含む、第２５の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第２７の実施形態では、本開示は、強磁性材料が、強磁性鋼及び強磁性ステンレス鋼のうちの少なくとも１つを含む、第２６の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第２８の実施形態では、本開示は、弾性層が、エラストマー、布地、不織布材料、又はばねのうちの少なくとも１つを含む、第１８〜第２７の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具を提供する。
第２９の実施形態では、本開示は、剛性支持層が、金属又はプラスチックのうちの少なくとも１つを含む、第１８〜第２８の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具を提供する。
第３０の実施形態では、本開示は、研磨層の接触面が、微細構造化表面を含む、第１８〜第２９の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具を提供する。
第３１の実施形態では、本開示は、接触面が、複数の精密形状の研磨複合体を含む、第３０の実施形態に記載の研磨用回転工具を提供する。
第３２の実施形態では、本開示は、弾性層が、２５％未満の緩和弾性率を有する、第１８〜第３１の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具を提供する。
第３３の実施形態では、本開示は、研磨層の接触面が、研磨用回転工具の回転軸に平行である、第１８〜第３２の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具を提供する。
第３４の実施形態では、本開示は、研磨層の接触面と回転軸との間の夾角が、５度〜９０度である、第１８〜第３２の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具を提供する。
第３５の実施形態では、本開示は、
研磨用回転工具であって、
研磨用回転工具の回転軸を画定するシャンクを備える研磨アセンブリホルダと、
第１の剛性支持層及び第１の接触面を有する第１の研磨層を備える、研磨アセンブリホルダに結合された第１の研磨アセンブリと、
シャンクと研磨層との間に配置された結合層と、を備える、研磨用回転工具と、
第２の研磨アセンブリであって、
第２の剛性支持層及び第２の接触面を有する第２の研磨層を備える、第２の研磨アセンブリと、
回転工具交換装置であって、
第１の研磨アセンブリを研磨用回転工具から取り外し、
第２の研磨アセンブリを研磨アセンブリホルダに取り付けるように構成された、回転工具交換装置と、を備えるポリッシングシステムを提供する。
第３６の実施形態では、本開示は、研磨アセンブリホルダが、結合層を更に備える、第３５の実施形態に記載のポリッシングシステムを提供する。
第３７の実施形態では、本開示は、結合層が、約７０ｋＰａ〜約１０ＭＰａの剥離圧力を有する、第３５又は第３６の実施形態に記載のポリッシングシステムを提供する。
第３８の実施形態において、本開示は、
研磨用回転工具が、シャンクと研磨層との間に配置された弾性層を更に備え、弾性層が、約７０未満のショアＡ硬度を有し、
第１の剛性支持層及び第２の剛性支持層が、約９０を超えるショアＡ硬度を有する、第３５〜第３７の実施形態のいずれか１つに記載のポリッシングシステムを提供する。
第３９の実施形態において、本開示は、
研磨用回転工具が、シャンクと研磨層との間に配置された弾性層を更に備え、弾性層が、２５％たわみで約１．５ＭＰａ未満の圧縮率を有し、
第１の剛性支持層及び第２の剛性支持層が、２５％たわみで約２ＭＰａを超える圧縮率を有する、第３５〜第３８の実施形態のいずれか１つに記載のポリッシングシステムを提供する。
第４０の実施形態では、本開示は、回転工具交換装置が、第１の研磨アセンブリを固定するように構成された取り外しデバイスを含む、第３５〜第３９の実施形態のいずれか１つに記載のポリッシングシステムを提供する。
第４１の実施形態において、本開示は、回転工具交換装置が、摩擦機構、ねじ機構、及び磁気機構のうちのいずれか１つを使用して、第１の研磨アセンブリを回転工具から取り外すように構成されている第３５〜第４０の実施形態のいずれか１つに記載のポリッシングシステムを提供する。
第４２の実施形態において、本開示は、アセンブリであって、
コンピュータ制御回転工具ホルダ及び基材プラットフォームを含むコンピュータ制御機械加工システムと、
基材プラットフォームに固定された基材と、
第１〜第３４の実施形態のいずれか１つに記載の研磨用回転工具と、を備えるアセンブリを提供する。
第４３の実施形態では、本開示は、基材が、電子機器用構成要素である、第４２の実施形態に記載のアセンブリを提供する。
第４４の実施形態では、本開示は、電子機器用構成要素が、透明なディスプレイ素子である、第４２又は第４３の実施形態に記載のアセンブリを提供する。
第４５の実施形態では、本開示は、研磨用回転工具の研磨アセンブリが第１の研磨アセンブリであり、アセンブリが、回転工具交換装置を更に含み、回転工具交換装置が、
第１の研磨アセンブリを研磨用回転工具の研磨アセンブリホルダから取り外し、
第２の研磨アセンブリを研磨用回転工具の研磨アセンブリホルダに取り付けるように構成されている、第４２〜第４４の実施形態のいずれか１つに記載のアセンブリを提供する。
第４６の実施形態では、本開示は、基材をポリッシングするための方法であって、
コンピュータ制御回転工具ホルダ及び基材プラットフォームを含むコンピュータ制御機械加工システムを準備することと、
研磨用回転工具をコンピュータ制御機械加工システムの回転工具ホルダに固定することであって、研磨用回転工具が、
研磨用回転工具の回転軸を画定するシャンクを備える研磨アセンブリホルダと、
第１の剛性支持層及び第１の接触面を有する第１の研磨層を備える、研磨アセンブリホルダに結合された第１の研磨アセンブリと、
シャンクと研磨層との間に配置された結合層と、を備える、固定することと、
コンピュータ制御機械加工システムを動作させて、研磨用回転工具の第１の研磨アセンブリを使用して基材の接触面を研磨することと、
研磨用回転工具の研磨アセンブリホルダから第１の研磨アセンブリを取り外すことと、
第２の研磨アセンブリを研磨用回転工具の研磨アセンブリホルダに取り付けることであって、第２の研磨アセンブリが、
第２の剛性支持層と、
第２の接触面を有する第２の研磨層と、を備える、取り付けることと、を含む、方法を提供する。
第４７の実施形態では、本開示は、接触面が面取りされた面であり、研磨用回転工具の研磨層が面取り表面を研磨する、第４６の実施形態に記載の方法を提供する。
【０１０３】
【実施例】
【０１０４】
本開示の操作を、以下の詳細な実施例に関連して更に説明する。これらの実施例は、様々な具体的な好ましい実施形態及び技術を更に示すために提供される。しかしながら、本開示の範囲内に留まりつつ、多くの変更及び修正を加えることができるということが理解されるべきである。
【０１０５】
図８及び図９Ａ〜図９Ｂは、本明細書で説明される例示的な研磨用回転工具の図である。図８及び図９Ａ〜図９Ｂの研磨用回転工具は、例えば、図１Ａのアセンブリ１０の研磨用回転工具１８として使用することができる。図８は、実施例１を示し、図９Ａ及び図９Ｂは、実施例２を示す。
【０１０６】
剥離圧力の測定
【０１０７】
図７は、本明細書で説明される研磨用回転工具６１４の結合層６２０の剥離力測定値を決定するための実験システム６００の概略図である。システム６００は、ＣＮＣマシン６０２及びＣＮＣマシンコントローラ６０４を含む。コントローラ６０４は、ＣＮＣマシン６０２に制御信号を送信して、ＣＮＣマシン６０２の回転工具ホルダ６０６内に取り付けられた回転工具６１４を用いて基材を機械加工、研削、又は研磨する動作をＣＮＣマシン６０２にシミュレートさせるように構成される。ＣＮＣマシン６０２は、経路指定、旋削、ドリル加工、ミリング加工、研削、研磨、及び／又は他の機械加工作業を実行することが可能であり得、コントローラ６０４は、１つ以上の回転工具６１４を用いて基材の機械加工、研削、及び／又は研磨を実行するために回転工具ホルダ６０６に命令を出すＣＮＣコントローラを含み得る。コントローラ６０４は、ソフトウェアを実行する汎用コンピュータを含んでもよく、そのようなコンピュータをＣＮＣコントローラ６０４と組み合わせて、ＣＮＣコントローラ６０４の機能を提供することができる。回転工具６１４は、本開示の研磨用回転工具のうちのいずれか１つとすることができる。
【０１０８】
回転工具６１４は、研磨アセンブリホルダ６１６、研磨アセンブリ６２２、及び結合層６２０を含む。研磨アセンブリホルダ６１６は、シャンク６１７及び弾性層６１８を含む。研磨アセンブリ６２２は、剛性支持層と、接触面を有する研磨層とを含む。
【０１０９】
力計６１０は、ＣＮＣマシンコントローラ６０４に通信可能に接続されたＣＮＣマシンベース６０８に接続してもよい。力計６１０は、力計６１０から力測定値を受信するように構成されたコンピュータ６１２に通信可能に接続してもよい。回転工具６１４は、例えば、クランプ又は他の保持機構を介して、ＣＮＣマシン６０２による回転工具６１４にかかる剥離力の測定を容易にする方法で、取り付けデバイス（図示せず）によって力計６１０に取り付けられる。力計６１０は、回転工具６１４の結合層６２０が一方向に受ける力を測定するように構成されている。回転工具ホルダ６０６は、制御された変位、ひずみ、又は力などにおいて、ＣＮＣマシンベース６０８から離れるように動かされ、力を生成する。力計６１０は、力を測定し、結合層６２０についての剥離力を表し得るピーク力を記録する。コンピュータ６１２は、結合層６２０の剥離力及び有効表面積を使用して、結合層６２０の剥離圧力（例えば、ｐｓｉ又はＭＰａで表される）を求めることができる。
【０１１０】
硬度の測定
【０１１１】
発泡体のショアＡ硬度を、ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  １５の手順に従って、Ｒｅｘ  Ｇａｕｇｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ（ＢｕｆｆａＡｌｏ  Ｇｒｏｖｅ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から入手可能なショアＡデュロメータゲージ、モデル１５００、タイプＡを使用して測定した。金属のロックウェルＡ硬度は、公的に入手可能な材料特性データから求めた。この実施例では実行されないが、ロックウェルＡ硬度を求めるロックウェル硬度試験は、例えば、ＡＳＴＭ  Ｅ１８−１７ｅ１の一般的な手順に従って実施してもよい。
【０１１２】
弾性率の測定
【０１１３】
弾性層の材料の弾性率は、公的に入手可能な材料特性データを使用して求めた。この実施例では実行されないが、弾性率を求める弾性試験は、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ１６２１−１６の一般的な手順に従って実施してもよい。
【０１１４】
圧縮率の測定
【０１１５】
弾性層の材料に対する２５％たわみでの圧縮率は、ＭｃＭａｓｔｅｒ  Ｃａｒｒ（Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ  ４３５５，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ  ６０６８０−４３５５）から製造者データを使用して決定した。この例では実施されないが、２５％たわみでの圧縮率を求めるための圧縮率試験は、ＡＳＴＭ  Ｄ３５７４（発泡材料の場合）及びＡＳＴＭ  Ｄ５７５（ゴム材料の場合）の一般的な手順に従って、ＭＴＳ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃｏｒｐ．（１４０００  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｄｒｉｖｅ，Ｅｄｅｎ  Ｐｒａｉｒｉｅ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能なＭＴＳ  ＩＮＳＩＧＨＴ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍを使用して実施することができる。
【０１１６】
以下の表は、上記のように、以下の実施例における様々な材料特性の試験値及び推定値を表す。
【表１】
2021525656.tif 000003
【０１１７】
製造例
【０１１８】
例１を図８に示す。図８は、デュアルロック結合機構（部品番号ＳＪ３５５０、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ  ５５１４４）から入手可能）を使用した着脱可能な平坦研磨アセンブリ７４４及び研磨アセンブリホルダ７４２を有する研磨用回転工具７４０の図である。研磨用回転工具７４０は、研磨アセンブリホルダ７４２から取りはずされた図示された研磨アセンブリ７４４を含む。研磨アセンブリホルダ７４２は、６０６１アルミニウムで製造されたシャンク７４６と、弾性層７５４とを含む。弾性層７５４は、耐摩耗性急速回復発泡体（部品番号８６３７５Ｋ１３３、ＭｃＭａｓｔｅｒ  Ｃａｒｒ（Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ  ４３５５，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ  ６０６８０−４３５５）から入手可能）で製造される。接着剤転写テープが、弾性層７５４の両面に適用される（部品番号９４７２ＬＥ、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ  ５５１４４）製）。研磨アセンブリ７４４は、剛性支持層７４８と、剛性支持層７４８に結合されており、かつ接触面７５２を有する研磨層７５２とを含む。剛性支持層７４８は、６０６１アルミニウムで製造される。研磨層７５２は、ＰＳＡを有する部品番号５７８ＸＡ−ＴＰ２（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ，５５１４４）から入手可能）である。研磨用回転工具７４０は、シャンク７４６に結合された第１の結合層７５０Ａと、剛性支持層７４８に結合された第２の結合層７５０Ｂ（まとめて「結合層７５０」と呼ぶ）と、を含む結合層を含む。結合層７５０は、結合層７５０の一部が研磨アセンブリ７４４及び研磨アセンブリホルダ７４２のそれぞれの上にある、フック間結合機構を使用するものである。
【０１１９】
例２を図９Ａ及び図９Ｂに示す。図９Ａは、磁気結合機構を使用して研磨アセンブリホルダ７６２に結合された、着脱可能な円筒形研磨アセンブリ７６４を有する研磨用回転工具７６０の図である。研磨用回転工具７６０は、研磨アセンブリホルダ７６２に結合された研磨アセンブリ７６４を含む。研磨アセンブリホルダ７６２は、６０６１アルミニウムで製造されたシャンク７６６を含む。研磨アセンブリ７６４は、剛性支持層７６８と、接触面７７４を有し構成支持層７６８に結合された研磨層７７２とを含む。剛性支持層７６８は強磁性鋼で製造される。研磨層７５２は、ＰＳＡを有する５７８ＸＡ−ＴＰ２（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ，５５１４４）から入手可能）で製造される。研磨アセンブリホルダ７６２は、シャンク７６６と、結合層７７０に結合された弾性層７７６とを含む。弾性層７５４は、耐摩耗性急速回復発泡体（部品番号８６３７５Ｋ１３３、ＭｃＭａｓｔｅｒ  Ｃａｒｒ（Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ  ４３５５，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ  ６０６８０−４３５５）から入手可能）で製造される。接着剤転写テープ（部品番号９４７２ＬＥ、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ，５５１４４）製）は、弾性層７５４の両面に適用される。結合層７７０は、弾性層７７６と剛性支持層７６８との間に配置される。結合層７７０は、ネオジム磁石（部品番号５８６２Ｋ９８５Ｋ９８５、ＭｃＭａｓｔｅｒ  Ｃａｒｒ（Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ  ４３５５，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ  ６０６８０−４３５５）から入手可能））で製造され、結合層７７０の一部が、研磨アセンブリ７６４及び研磨アセンブリホルダ７６２のそれぞれの上にある。磁石は、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ，５５１４４）製のＣＡ４で定位置に接着される。
実施例３では、結合層が、例えばＰＳＡなどの接着剤であり得る。３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ，５５１４４）製の９１０２２など、当該技術分野において既知のＰＳＡを使用することができる。他の接着剤としては、剥離可能接着剤、転写接着剤、ホットメルト接着剤、発泡テープ接着剤、瞬間接着剤、４６５８Ｆ、３７９８  ＬＭのような非永久的接着剤、及び３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ，５５１４４）製のＣＡ５シアノアクリレートのような永久接着剤が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１２０】
図９Ｂは、着脱可能な研磨アセンブリ７６４が研磨アセンブリホルダ７６２から取り外された、図９Ａの研磨用回転工具７６０の図である。図９Ｂに示すように、研磨アセンブリホルダ７６２は、弾性層７７６に結合された第１の結合層７７０Ａを含み、研磨アセンブリ７６４は、剛性支持層７６８に結合された第２の結合層７７０Ｂを含む。
【０１２１】
剥離圧力例
【０１２２】
図８のデュアルロック機構及び図９Ａ〜図９Ｂの磁気機構のそれぞれについて、上記の図７に記載の機構を使用して剥離圧力を決定した。剥離力は、Ｓｈｉｍｐｏデジタル力計（モデルＦＧＶ−１０、Ｓｈｉｍｐｏ製（３３１０  Ｋｉｔｔｙ  Ｈａｗｋ  Ｒｏａｄ  Ｓｕｉｔｅ  １００，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＮＣ  ２８４０５））を使用して測定した。分離力は、工具シャンクを正のＺ方向に移動させながら測定した。ピーク力を記録し、結合層の接触面積を用いて分離圧力を算出した。デュアルロック機構は、７６ｋＰａの剥離圧力を必要とした。ネオジム機構は、３９５ｋＰａの分離を必要とする。いくつかの実施例では、材料、表面品質などの要素に応じて、面積が大きいほど力の値が高くなる場合がある。
【０１２３】
本発明の様々な実施形態を説明した。これらの実施形態及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内にある。
【図１Ａ】
2021525656.tif 000004
【図１Ｂ】
2021525656.tif 000005
【図１Ｃ】
2021525656.tif 000006
【図１Ｄ】
2021525656.tif 000007
【図１Ｅ】
2021525656.tif 000008
【図２Ａ】
2021525656.tif 000009
【図２Ｂ】
2021525656.tif 000010
【図２Ｃ】
2021525656.tif 000011
【図３Ａ】
2021525656.tif 000012
【図３Ｂ】
2021525656.tif 000013
【図３Ｃ】
2021525656.tif 000014
【図４Ａ】
2021525656.tif 000015
【図４Ｂ】
2021525656.tif 000016
【図５Ａ】
2021525656.tif 000017
【図５Ｂ】
2021525656.tif 000018
【図６】
2021525656.tif 000019
【図７】
2021525656.tif 000020
【図８】
2021525656.tif 000021
【図９Ａ】
2021525656.tif 000022
【図９Ｂ】
2021525656.tif 000023
【国際調査報告】
2021525656.tif 000024
2021525656.tif 000025