(57)【要約】【課題】例えば液晶パネルに用いられるガラス板の割断辺の面取などに好適な、硬質脆性板の面取加工方法に関し、加工点の温度上昇を抑え、切削液の供給を必要とせず、かつ加工面の品質も高くできる上記方法を提供する。【解決手段】硬質脆性板１の面取しようとする辺の稜線部に工具刃先６を接触させて、当該硬質脆性板と工具刃先とを工具の切削方向である前記稜線の方向に相対移動させると共に、工具刃先６に超音波振動を付与する。超音波振動の振動方向としては、面取りする稜線方向の移動を含む円や楕円振動ないし揺動振動とするのが好ましい。工具が回転工具であれば、振動方向を当該工具の軸方向とすることもできる。切削液を全く用いないで加工を行うこともできるが、加工点への切削液の滴下などによる湿潤状態で加工を行うことが、場合によっては良い結果が得られる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質脆性板（１）の面取しようとする辺の稜線部に工具刃先（６，６ａ，６ｂ）を接触させて、当該硬質脆性板と工具刃先とを工具の切削方向である前記稜線方向に沿って相対移動させると共に、工具刃先（６，６ａ，６ｂ）に超音波振動を付与することを特徴とする、硬質脆性板の面取加工方法。
【請求項２】
前記工具刃先（６，６ａ，６ｂ）に与える超音波振動の振動方向が上記切削方向である、請求項１記載の硬質脆性板の面取加工方法。
【請求項３】
上記工具刃先（６，６ａ，６ｂ）の振動時における刃先の軌跡が前記稜線と交差する軸回りの円又は楕円軌跡ないし円弧又は楕円弧軌跡である、請求項１又は２記載の硬質脆性板の面取加工方法。
【請求項４】
工具が回転工具（１０）であり、その工具刃先（６ａ，６ｂ）に与える超音波振動の振動方向が当該回転工具の回転軸方向である、請求項１記載の硬質脆性板の面取加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、硬質脆性板の辺の鋭い稜線を斜めに又は円弧形状に面取りする方法に関するもので、例えば液晶パネルに用いられるガラス板の割断辺に生ずる鋭い稜線の面取に好適な方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子装置の表示デバイスとして用いられる液晶パネルは、所定寸法のガラス基板上に複数のデバイスをマトリックス状に形成して、その後、各デバイス毎の寸法に割断するという工程で製作されている。ガラス板を割断する一般的な方法は、ガラスの脆性を利用するもので、ダイヤモンドの尖針やローラでガラス表面にスクライブ溝（引っ掻き溝）を形成し、このときスクライブ溝に沿って生ずる微小な垂直クラックを熱や衝撃力で助長して分断するというものである。このような方法で割断されたガラス基板の割断辺の稜線部分には、引っ掻きによる荒れた稜線又は割れによる鋭い稜線が形成される。そこで、この稜線部分を面取して、作業者が持ち上げたときに指先を傷つけたり、稜線に欠けやクラックが発生するのを防止する必要がある。
【０００３】
従来この面取は、図６、７に示すように、回転砥石を用いて行われている。即ち、図６に示すように、面取しようとする稜線２ａと略平行な軸１１回りに回転する、通常は複数枚の円板状の砥石１２の外周をワークとなるガラス基板１の稜線２に接触させて、ガラス基板１を当該稜線に沿う図の矢印１３方向に砥石１２に対して相対移動させる。回転軸１１に例えば３枚の砥石を装着したときは、３枚の砥石によって順次切り込まれて、当該稜線部に面取寸法Ｃの面取が行われる。なお、砥石１２の回転方向は、ガラス基板の面から辺に向う図の矢印１４方向である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図６、７に示すような従来の砥石によるガラス基板の面取においては、砥石１２が高速で加工点を摺擦することによる、加工点の温度上昇を抑えるために、加工点に切削液を供給することが不可欠であり、図７に示すように、加工点１５に向けた切削液ノズル１６から大量の切削液を連続的に供給しながら加工を行う必要があった。即ち、研削砥石によるガラス基板の面取では、加工点における熱発生が大きいため、その熱を奪って温度上昇を抑える加工液の量も多くなり、容量の大きな給水タンクや噴射された切削液を回収するための排水構造などを装置に設ける必要があった。特に回転砥石で面取をする場合には、砥石の回転に伴って切削液が四方八方に飛散するので、飛散した水滴やミストを捕集するための大掛かりなカバーが必要であり、切削液の排水構造が大掛かりになる。
【０００５】
また、面取加工の加工能率を向上させるためには、砥石回転の高速化が必要であるが、砥石の回転を高くすると、砥石とガラス基板の摺擦面への切削液の流入が砥石の摺擦速度に追いつかなくなって、ドライ研削に近い状態となり、加工点の温度が急激に上昇してくると共に、加工面の品質が低下するという現象や砥石の寿命低下が起こり、これが限界となってワークの送り速度や砥石の切込深さを大きくするのに限界があるという問題があった。
【０００６】
更に、硬質脆性材料の研削においては、砥石がワークをむしり取るように除去して加工を行うので、チッピングや欠けなどを生じやすいという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、加工点の温度上昇を可及的に抑えることが可能で、従って大量の切削液の供給を必要とせず、かつ加工面の品質も高くできるガラス基板などの硬質脆性板の面取加工方法を得ることを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願の発明に係る硬質脆性板の面取加工方法では、請求項１に記載のように、硬質脆性板１の面取しようとする辺の稜線部に工具刃先６、６ａ、６ｂを接触させて、当該硬質脆性板と工具刃先とを工具の切削方向である前記稜線の方向に相対移動させると共に、工具刃先６、６ａ、６ｂに超音波振動を付与することにより、上記課題を解決している。
【０００９】
上記の面取加工方法において工具刃先６、６ａ、６ｂに与える超音波振動の振動方向としては、請求項２に記載のように、上記切削方向すなわち面取りしようとする稜線方向の移動を含む振動、例えば当該方向を直径方向とする円や楕円振動ないし揺動振動とするのが好ましい。
【００１０】
また上記の本願の面取加工方法において工具刃先６、６ａ、６ｂに与える超音波振動としては、請求項３に記載のように、工具刃先６、６ａ、６ｂの振動時における刃先の軌跡が面取りしようとする稜線と交差する方向の軸回り、典型的には当該稜線と直交する方向の軸回りの円又は楕円軌跡の振動ないし円弧又は楕円弧軌跡の揺動振動とするのが好ましい。
【００１１】
また工具としてフライスカッタなどの回転工具１０を用いるときは、請求項４に記載のように、工具刃先６ａ、６ｂに与える超音波振動の振動方向を当該回転工具の回転軸方向とすることも可能である。
【００１２】
工具の刃先形状は、一般的な金属切削加工用の工具の刃先形状に準じたものとすることができる。切削液を全く用いないで加工を行うこともできるが、加工点への切削液の滴下などによる湿潤状態で加工を行うことが、場合によっては良い結果が得られる。この場合の切削液の量は極めて僅かであり、装置に特別な排水構造を設ける必要はない。
【００１３】
印加する超音波の振動数は、一般的には１０〜５０キロヘルツで、片振幅数十ミクロンであるが、振動数を高くすれば加工速度を高くすることができる。ワーク送り速度は、印加する超音波の振動数や振幅によって異なるが、数ｍ〜数十ｍ／分の速度である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。割断辺２を面取りしようとするガラス板１をテーブル３上に固定し、圧電振動子を内蔵した加振装置４にチップホルダ（ホーン）５を介して装着された工具刃先（スローアウエイチップ）６を臨ませ、圧電振動子に振動発振器７から加振電圧を印加して、工具刃先６を矢印８方向に加振しながら矢印９方向に送る。ここで矢印９で示す送り方向は、割断辺２と平行であり、工具刃先の加振方向８は、送り方向９と同方向である。
【００１５】
工具刃先６の振動軌跡は、図３（ａ）に示すような直線往復運動による直線軌跡でもよいが、同図（ｂ）に示すように、送り方向９と平行な速度成分を有する円弧ないし楕円弧軌跡とするのが好ましく、同図（ｃ）に示すように、円ないし楕円軌跡としてもよい。円ないし楕円軌跡とするときは、工具刃先６がワーク１と接触するときに、工具刃先６が送り方向に移動するように振動させる。
【００１６】
このような振動切削においては、振動によって工具刃先６が退避する方向に移動するときの速度が送り速度より大きいことが必要で、これにより工具刃先６が間欠的にワークの切削点から離れ、放熱が促進される。切削点に加工液を供給するときは、工具刃先６の送り方向前方に切削液の滴下ノズルを配置するか、あるいは面取しようとする割断辺２の稜線部分に、予め切削液を塗布するなどの手段を採用できる。
【００１７】
加振装置４の振動方向は、チップホルダの軸５ａをワークの稜線２ａに対してどのような方向に設けるかにもよるが、図１〜３に示すように、ワークの上面１ａと直交する方向に設けたときは、当該軸５ａを送り方向に撓ませる撓み振動や、軸心回りに捩る捩り振動によって、図３（ａ）、（ｂ）に示すような振動を刃先に付与することができる。
【００１８】
図１、２では三角形の工具刃先を用いてガラス基板１の上方の稜線を斜めに面取りする例を示しているが、工具刃先６の形状により、円弧状に面取することが可能であり、また工具刃先６をガラス基板１の上下に一体に設けて、上下の稜線を同時に面取りすることも可能である。なお、液晶等のガラス基板においては、面取寸法Ｃは０．３〜０．５ｍｍ程度である。
【００１９】
図４及び図５は、エンドミルやリーマなどの回転工具１０を用いた例を示した図で、図４は回転工具１０の端面の刃先６ａで加工する例を、図５は周面の刃先６ｂで加工する例を示している。図中、矢印９は工具１０に対するワーク１の送り方向であり、矢印８ａ、８ｂは振動方向であり、工具刃先６ａ、６ｂを矢印８ａ、８ｂのいずれか又は両方の方向に振動させることを示している。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したこの発明によれば、ガラス基板等の硬質脆性板の面取加工において、切削抵抗が減少し、加工温度の上昇が抑えられるため、微量の切削液又は条件により切削液を使用せずに面取加工が可能となり、従来必要とした切削液の供給、排出及び飛散防止のための大掛かりな構造が不要となり、ランニングコストも低減できる。また、工具刃先の振動により、小刻みに切り屑が発生するため、工具刃先に切り屑が付着し難く、工具寿命及び加工面精度の向上を図ることができる。更に、振動切削による切削性向上から、送り速度の向上が可能で、硬質脆性板の面取加工の生産性を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の面取加工方法を模式的に示す斜視図
【図２】図１の方法における加工部の模式的な拡大正面
【図３】工具刃先の振動軌跡の例を示す側面図
【図４】回転工具の端面の刃先で加工する例を示した斜視図
【図５】回転工具の周面の刃先で加工する例を示した斜視図
【図６】従来の回転砥石による面取加工方法を模式的に示す斜視図
【図７】図６の方法における加工部の拡大正面図
【符号の説明】
１  ガラス板
６，６ａ，６ｂ  工具刃先
１０  回転工具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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