(57)【要約】【課題】ガラス板の端面を研削する場合、研削の条件が多岐にわたり、これらを個々に変更すると、問題が発生し易いため、従来は送り速度を低めの７．０（ｍ／分）に設定していた。しかし、生産性向上を目的として送り速度などを無理なく増加する必要が出てきた。【解決手段】ｖ＝Ｖｌ・Ｓ／Ｖｒ≦１６×１０−３の条件を満たすように、周速度Ｖｒ、送り速度Ｖｌ又は研削断面積Ｓを決定する。【表２】2004082226.tif 000003【効果】表２に示すとおりに、上記条件を満たす実験１、２、５であれば、研削面は良好であり、１個の回転砥石で１５００〜２６６０枚ものガラス板が処理できる。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板端面を回転砥石で研削するに際し、前記回転砥石の周速度をＶｒ（ｍ／分）、ガラス板の送り速度をＶｌ（ｍ／分）、研削断面積をＳ（ｍｍ２）としたときに、Ｖｌ・Ｓ／Ｖｒ≦１６×１０−３の条件を満たすように、前記周速度Ｖｒ、送り速度Ｖｌ又は研削断面積Ｓを決定することを特徴とするガラス板端面の研削条件決定方法。
【請求項２】
ガラス板端面を回転砥石で研削するに際し、前記回転砥石の周速度をＶｒ（ｍ／分）、回転砥石に対するガラス板の相対送り速度をＶｌ（ｍ／分）、研削断面積をＳ（ｍｍ２）としたときに、１２×１０−３≦（Ｖｌ・Ｓ／Ｖｒ）≦１６×１０−３の条件を満たすように、前記周速度Ｖｒ、送り速度Ｖｌ又は研削断面積Ｓを決定することを特徴とするガラス板端面の研削条件決定方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のガラス板端面の研削条件決定方法によって決定された研削条件にて、ガラス板端面を研削することを特徴とするガラス板端面の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス板の端面を仕上がり精度を維持しつつ、能率良く研削することのできる研削条件の決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開２００１−８７９９８公報「板ガラスの研削方法及び研削装置」の段落番号［００１６］第２行〜第７行に「３，６００ｒｐｍで回転駆動している回転砥石１・・・略・・・７，０００ｍｍ／分の線速度で研削加工すると共に、」と記載されている。
【０００３】
なお、上記公報の段落番号［００１４］第２行に「回転砥石１は、直径が２００ｍｍ」とあるので、０．２（ｍ）×π×３６００（回転／分）＝２２６１（ｍ／分）の換算により、回転砥石１の周速度は、２２６１（ｍ／分）となる。
すなわち、上記公報の実施例では、周速度２２６１（ｍ／分）で回転駆動している回転砥石１を送り速度７．０（ｍ／分）で送ることにより、研削を実施していることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ガラス板の周長が２８００ｍｍであれば、２．８（ｍ）／７．０（ｍ／分）＝０．４（分）＝２４（秒）の計算により、１枚のガラス板を研削処理するのに２４秒を要してしまう。これでは、１時間当たり１００枚程度（ロス時間を含む）しか処理できない。
近年の生産性向上の要求から、生産速度を上げる必要がある。
【０００５】
生産性を上げるには、送り速度を上げることが有効であるが、ただ単に送り速度を上げただけでは、研削面に肌荒れが発生してしまうことがある。
【０００６】
同様に、回転砥石の周速度を上げることが有効であるが、ただ単に周速度を上げるだけでは、焼けを発生してしまうことがある。さらに、モータをより高出力のモータに交換する必要もある。
【０００７】
また、生産性を上げるために、砥石の切込みを浅くして研削断面積を小さくすることが考えられる。このためには、素板から所定形状に切り出す際の寸法精度や、切り出したガラス板の端面を研削する際の位置決め精度が重要になる。これら精度は、現状の設備でも十分満足すべきレベルにあり、換言すると改善の余地がほとんどないことになる。これ以上、切込みを浅くすると当然のことながら、研削されない部分、すなわち研削むらが発生することになる。
【０００８】
この様に、研削の条件を個々に変更すると、問題が発生し易いため、上記公報の様に低めの送り速度７．０（ｍ／分）に設定せざるを得ないのが現状であった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、複数の要素が相互に影響し合っていることを前提として、複数の要素の選定及び相関を調べる研究を実施した。
【００１０】
要素には、砥石の種類・外径・幅・周速度、クーラント液の種類・温度・供給量、ガラス板の形状・長さ・厚さ・送り速度、研削断面積、外気温度など各種のものが考えられる。
【００１１】
砥石の種類はガラス板の端面の研削に限れば、ダイヤモンド砥石などに種類を限定することができる。
砥石の外径は、周速度で管理すれば、その大小は問題にならない。砥石の幅は、ガラス板の厚さを優先すれば、無視することができる。
【００１２】
クーラント液の種類は、ガラス板の端面の研削に限れば、種類を限定することができる。クーラント液の温度は、特に加熱又は冷却などを行わずに、十分な液量を循環させれば、一定の温度範囲にすることができるので、要素から外すことができる。クーラント液の供給量は、研削面が高温にならぬ程度に冷却することと、研削面の切り粉を除去できる量であればよく、それ程、厳密に管理する必要はない。
【００１３】
ガラス板は、研削長さで管理すれば、板形状や長さは問題にならない。ガラスの厚さと切込み代は、重要である。そこで、厚さと切込み代の積に対応する値としての研削断面積を使用することにした。
外気温度は影響が少ないので無視することにした。
【００１４】
以上の考えから、重要要素として、砥石の周速度、送り速度及び研削断面積の３つを選択した。すなわち、送り速度は生産性に直接影響する最重要要素である。研削断面積は、砥石に及ぼす負荷抵抗を決定する要素であり、研削断面積が大きければ、送り速度を下げる必要が出てくる。砥石の周速度は、切削性能に影響するため、周速度が大きいほど送り速度を上げることができる。
【００１５】
さらに、砥石への負荷を考えると、砥石は円板の外周面に接着剤によりダイヤモンド粒子を貼り付けてなるから、使用上の許容最大負荷は自ずと定まる。
このときの負荷は、送り速度並びに研削断面積に比例することは言うまでもない。
【００１６】
そして、砥石の周速度を上げることで送り速度や研削断面積を増加することが可能となった使用上の経験から、本発明者らは、（送り速度×研削断面積）／周速度が砥石に与える負荷を規定するのではないか、と考えるに至った。
【００１７】
（送り速度×研削断面積）／周速度は、砥石の単位長さ当りの研削量と表現することができる。砥石の単位長さ当りの研削量をｖ、送り速度をＶｌ、周速度をＶｒ、研削断面積をＳとすれば、ｖ＝（Ｖｌ・Ｓ）／Ｖｒとなる。このｖを管理することにより、研削条件の適正化を図ることができるのではないか、と考えるに至り、この考えの検証を行うことにした。
【００１８】
まず、砥石の周速度、送り速度及び研削断面積の影響を調べる。なお、研削断面積Ｓは次の図で定義する面積である。
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の研削断面積の説明図である。
（ａ）は研削前のガラス板１１を示す。
（ｂ）は回転砥石１２で研削した後のガラス板１３を示す。ガラス板１３は図面に表裏方向に移動する。
（ｃ）は研削断面積Ｓを示す図であり、（ｂ）で想像線で示したエリアに相当する。
【００１９】
図２（ａ）、（ｂ）は本発明における研削量と砥石の関係を示す模式図である。
（ａ）において、回転砥石１２が周速度Ｖｒで反時計回りに回転し、ガラス板１３が送り速度Ｖｌで図面下方へ移動している状態を示す。今、回転砥石１２の中心を通り、ガラス板１３の移動方向と直交する線がガラス板１３に交わった点をＰ１、この点Ｐ１より、反時計方向に角度θ離れた点をＰ２とする。そして回転砥石１２は時間ｔで角度θだけ、回転するとする。この結果、点Ｐ１〜点Ｐ２間の弧長は、ｔ・Ｖｒとなる。
【００２０】
（ｂ）は、時間ｔが経過した時を示し、（ａ）〜（ｂ）間に、ガラス板１３はｔ・Ｖｌだけ進み、ガラス板１３から想像線で示す小片が研削除去されたと考えると、この小片の体積は、ｔ・Ｖｌ・Ｓとなる。
【００２１】
（ａ）及び（ｂ）から、小片の体積（ｔ・Ｖｌ・Ｓ）の増減を考えると、角度θを増加すれば、小片の体積（ｔ・Ｖｌ・Ｓ）は大きくなる。逆に、角度θが減少すれば、小片の体積（ｔ・Ｖｌ・Ｓ）は小さくなる。
すなわち、小片の体積（ｔ・Ｖｌ・Ｓ）は弧長（ｔ・Ｖｒ）の関数であることが予想される。
そこで、各要素Ｖｌ、Ｖｒ、Ｓを種々変更しつつ、研削実験を続けた。その結果を次の表で説明する。
【００２２】
【表１】
2004082226.tif 000002
【００２３】
表は、第１コラムに項目及びそのシンボル記号としての送り速度：Ｖｌ、砥石周速度：Ｖｒ、研削断面積：Ｓを順に並べ、その次に研削面の良否、砥石単位長さ当りの研削量：ｖ及び砥石の寿命：ガラス板の処理枚数を列記した。
【００２４】
なお、砥石単位長さ当りの研削量：ｖは、表の欄外（下方）の計算式（Ｖｌ・Ｓ／Ｖｒ）で、求める。なお、ｖの単位は、単純にはｍｍ２であるが、砥石１ｍｍ当りの研削量とすべく、ｍｍ３／ｍｍを使用する。
【００２５】
砥石の寿命は、１個の回転砥石で、何枚のガラス板が処理できたかで定めることとした。
表の第２コラムは、単位を示す。第３コラム以降は実験例の番号を示す。
【００２６】
実験１は、送り速度：Ｖｌが２４ｍ／分、砥石周速度：Ｖｒが３３９１ｍ／分、研削断面積：Ｓが１．８５ｍｍ２の条件で実験を行った。
研削面の仕上り性は良好であった。計算によれば、砥石単位長さ当りの研削量：ｖは１３．１×１０−３ｍｍ３／ｍｍとなる。そして、一個の砥石で２５８０枚のガラス板が処理できた。なお、砥石が寿命に達したときとは、研削面の肌あれが許容限度を超えたときとした。
【００２７】
同様に実験２〜実験６は、表に示す条件で実験を行い、表に記載の結果を得た。ただし、実験６だけは研削面の仕上りは不良であった。
研削面の良否の判定から、砥石単位長さ当りの研削量：ｖが実験３の１７．２×１０−３ｍｍ３／ｍｍ以下であれば、肌荒れの問題は発生しないことが判明した。
【００２８】
図３は本発明のｖと砥石寿命の関係を示すグラフであり、横軸は砥石単位長さ当りの研削量ｖ、縦軸はガラス板の処理枚数とした。そして、前記表１のｖと砥石の寿命とから、データをプロットしたのが黒点（・）である。これらの黒点群を結ぶことで右下がりの直線Ｌを引くことができる。この直線Ｌによれば、砥石の寿命は研削量ｖに一次比例することが分かる。
【００２９】
右下がりの直線Ｌは、生産性を上げるべく送り速度や砥石周速度を上げたために、砥石の寿命が短くなったとの考えに合致する。
従来の技術で述べたとおりに、ガラス板の研削作業では、少なくととも１時間当り１００枚程度の処理が見込める。１日の稼働時間を１０時間とすれば、少なくとも１０００枚は、砥石を交換することなく、処理できることが望ましい。
【００３０】
そこで、図３のグラフの縦軸の１０００の目盛りから、破線を横に引き、直線Ｌから下へ折り返せば、ｖ（ｖ＝Ｖｌ・Ｓ／Ｖｒ）は１６．３×１０−３ｍｍ３／ｍｍとなる。この値を丸めた１６．０×１０−３ｍｍ３／ｍｍ以下にｖを保てば、研削面の仕上がり性を良好に保ちつつ、砥石の寿命を確保することができる。
【００３１】
以上から、請求項１は、ガラス板端面を回転砥石で研削するに際し、前記回転砥石の周速度をＶｒ（ｍ／分）、回転砥石に対するガラス板の相対送り速度をＶｌ（ｍ／分）、研削断面積をＳ（ｍｍ２）としたときに、Ｖｌ・Ｓ／Ｖｒ≦１６×１０−３の条件を満たすように、前記周速度Ｖｒ、送り速度Ｖｌ又は研削断面積Ｓを決定することを特徴とする。
【００３２】
Ｖｌ・Ｓ／Ｖｒ≦１６×１０−３の条件を満たすように、周速度Ｖｒ、送り速度Ｖｌ又は研削断面積Ｓを決定することにより、研削面の仕上がり性を良好に保ちつつ、砥石の寿命を確保することができる。
【００３３】
ただし、ｖ（ｖ＝Ｖｌ・Ｓ／Ｖｒ）を小さくすると、生産性が低下する可能性があるので、その検討を次に行う。
【００３４】
図４は本発明のｖと送り速度Ｖｌの関係を示すグラフであり、横軸は砥石単位長さ当りの研削量ｖ、縦軸は送り速度Ｖｌとした。
送り速度の大小が生産量の大小に直接関係する。そこで、ｖ＝Ｖｌ・Ｓ／Ｖｒを、変形してＶｌ＝（Ｖｒ／Ｓ）ｖとする。この式に、前記表１の実験５での値、Ｖｒ＝３３９１ｍ／分及びＳ＝２．１９ｍｍ２を代入し、Ｖｌ＝（３３９１／２．１９）ｖの関数とすれば、図４に示す左下がりの直線を得ることができる。
【００３５】
送り速度が、ほぼ生産量を決定するため、ｖを極度に下げることは好ましくない。ｖ＝１６×１０−３での生産量を１００％とした場合に、生産量は７５％は確保したい。７５％であれば、ｖは１２×１０−３となる。図３によれば、ｖ＝１２×１０−３で、ガラス板の処理枚数は３０００枚を超える。これであれば、３〜４日は回転砥石を交換する必要が無くなる。
【００３６】
従って、研削面の仕上がり性を良好に保ちつつ、砥石の寿命を確保し且つ生産性を高い水準に保つには、ｖ（ｖ＝Ｖｌ・Ｓ／Ｖｒ）は１２×１０−３〜１６×１０−３の範囲から選択することが望ましいと言える。
【００３７】
すなわち、請求項２は、ガラス板端面を回転砥石で研削するに際し、前記回転砥石の周速度をＶｒ（ｍ／分）、回転砥石に対するガラス板の相対送り速度をＶｌ（ｍ／分）、研削断面積をＳ（ｍｍ２）としたときに、１２×１０−３≦（Ｖｌ・Ｓ／Ｖｒ）≦１６×１０−３の条件を満たすように、前記周速度Ｖｒ、送り速度Ｖｌ又は研削断面積Ｓを決定することを特徴とする。
【００３８】
１２×１０−３≦（Ｖｌ・Ｓ／Ｖｒ）≦１６×１０−３の条件を満たすように、周速度Ｖｒ、送り速度Ｖｌ又は研削断面積Ｓを決定すれば、研削面の仕上がり性を良好に保ちつつ、砥石の寿命を確保し且つ生産性を高い水準に保つことができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図５は本発明方法を実施するための研削装置の正面図であり、研削装置２０は、図面左右、表裏方向へ移動する可動ベッド２１と、この可動ベッド２１上に設けたバキュームベース２２・・・（・・・は複数を示す。）と、回転砥石１２を高速で回転させる砥石駆動モータ２４と、このモータ２４を揺動可能に保持する砥石駆動モータ支持手段２５と、前記回転砥石１２へ所定量のクーラント液を噴射するクーラント噴射ノズル２６と、からなり、バキュームベース２２・・・にホールドさせたガラス板１１を研削することのできる装置である。
【００４０】
図６は図５の６−６矢視図であり、回転砥石１２を毎分数千ｍの周速度Ｖｒで高速回転させる。また、ガラス板１１を毎分数十ｍの送り速度Ｖｌで、回転砥石１２に当てながら送る。クーラント噴射ノズル２６からは毎分数十リットルのクーラント液を噴射することで、切削点での温度上昇を抑えると共に、切削の円滑化を図る。
【００４１】
研削点Ａでは、点Ａを基準に、Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸の３軸同時制御することにより、回転砥石１２でガラス板１１の端面を研削することができる。
以上により、ガラス板１１を効率よく研削することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
先ず、本発明ではガラス板の無数にある研削要素から、重要要素として、砥石の周速度、送り速度及び研削断面積の３つを選択し、送り速度をＶｌ、周速度をＶｒ、研削断面積をＳとし、ｖ＝（Ｖｌ・Ｓ）／Ｖｒなる砥石の単位長さ当りの研削量をｖを管理指標とすることで、研削条件を決めることを提案するものであり、ｖ＝（Ｖｌ・Ｓ）／Ｖｒの管理指標を用いることにより、研削面の仕上がり性と砥石の寿命の両方を確保しつつ、研削条件を決めることができ、研削作業者の負担を大幅に軽減できると共に、研削不良の発生を防止することができるようになった。
【００４３】
具体的には、請求項１のガラス板端面の研削条件決定方法によれば、Ｖｌ・Ｓ／Ｖｒ≦１６×１０−３の条件を満たすように、周速度Ｖｒ、送り速度Ｖｌ又は研削断面積Ｓを決定することにより、研削面の仕上がり性を良好に保ちつつ、砥石の寿命を確保することができる。
【００４４】
請求項２のガラス板端面の研削条件決定方法によれば、１２×１０−３≦（Ｖｌ・Ｓ／Ｖｒ）≦１６×１０−３の条件を満たすように、周速度Ｖｒ、送り速度Ｖｌ又は研削断面積Ｓを決定すれば、研削面の仕上がり性を良好に保ちつつ、砥石の寿命を確保し且つ生産性を高い水準に保つことができる。
【００４５】
請求項３のガラス板端面の加工方法によれば、上記の研削条件にてガラス板端面を研削する方法であり、ガラス板の端面を仕上がり精度を維持しつつ、能率良く研削することができる加工方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研削断面積の説明図
【図２】本発明における研削量と砥石の関係を示す模式図
【図３】本発明のｖと砥石寿命の関係を示すグラフ
【図４】本発明のｖと送り速度Ｖｌの関係を示すグラフ
【図５】本発明方法を実施するための研削装置の正面図
【図６】図５の６−６矢視図
【符号の説明】
１１…ガラス板、１２…回転砥石、２０…研削装置、２４…砥石駆動モータ。
【図１】
2004082226.tif 000004
【図２】
2004082226.tif 000005
【図３】
2004082226.tif 000006
【図４】
2004082226.tif 000007
【図５】
2004082226.tif 000008
【図６】
2004082226.tif 000009