(57)【要約】【課題】複数種類の板状体の外周の研削に適した研削装置などを提供すること。【解決手段】板状体２を真空吸着する吸着ヘッド２０と、該吸着ヘッド２０に真空吸着された板状体２の外周に接触して、板状体２の外周を研削する砥石３０とを備える研削装置１０において、吸着ヘッド２０との間に板状体２を挟み込むように、吸着ヘッド２０と磁気結合する結合体６０を備える板状体の研削装置１０を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状体を真空吸着する吸着ヘッドと、該吸着ヘッドに真空吸着された板状体の外周に接触して、板状体の外周を研削する砥石とを備える板状体の研削装置において、
前記吸着ヘッドとの間に前記板状体を挟み込むように、前記吸着ヘッドと磁気結合する結合体を備えることを特徴とする板状体の研削装置。
【請求項２】
前記板状体の外周と前記砥石とが接触するように、前記板状体の周縁部の少なくとも一部を支持する支持装置を備える請求項１に記載の板状体の研削装置。
【請求項３】
前記吸着ヘッドおよび前記結合体の一方は電磁石を有し、他方は磁性体を有しており、
前記電磁石に通電することで、前記電磁石と前記磁性体が磁気結合し、前記結合体と前記吸着ヘッドが磁気結合する請求項１または２に記載の板状体の研削装置。
【請求項４】
前記電磁石は、軟質磁性材からなるＵ字状のコアにコイルを巻装してなり、
前記結合体と前記吸着ヘッドとが磁気結合する際、前記Ｕ字状のコアは該コアの両端部を前記磁性体に向けて配置される請求項３に記載の板状体の研削装置。
【請求項５】
前記吸着ヘッドは、１つのみ設けられ、前記板状体の重心部を真空吸着する請求項１〜４のいずれか１項に記載の板状体の研削装置。
【請求項６】
板状体を吸着ヘッドに真空吸着し、前記板状体の外周に砥石を接触させて、前記板状体の外周を研削する研削方法において、
前記吸着ヘッドと、前記吸着ヘッドと磁気結合する結合体とによって、前記板状体を挟持しながら該板状体の外周を研削することを特徴とする板状体の研削方法。
【請求項７】
前記板状体の外周と前記砥石とが接触するように、前記板状体の周縁部の少なくとも一部を支持する請求項６に記載の板状体の研削方法。
【請求項８】
前記吸着ヘッドおよび前記結合体の一方は電磁石を有し、他方は磁性体を有しており、
前記電磁石に通電することで、前記電磁石と前記磁性体を磁気結合し、前記結合体と前記吸着ヘッドを磁気結合する請求項６または７に記載の板状体の研削方法。
【請求項９】
前記電磁石は、軟質磁性材からなるＵ字状のコアにコイルを巻装してなり、
前記結合体と前記吸着ヘッドとが磁気結合する際、前記Ｕ字状のコアは該コアの両端部を前記磁性体に向けて配置される請求項８に記載の板状体の研削方法。
【請求項１０】
前記吸着ヘッドは、１つのみ設けられ、前記板状体の重心部を真空吸着する請求項６〜９のいずれか１項に記載の板状体の研削方法。
【請求項１１】
前記板状体は、ガラス板である請求項６〜１０のいずれか１項に記載の板状体の研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状体の外周を研削する研削装置および研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ガラス板などの板状体の外周を研削する研削装置として、板状体を真空吸着する吸着ヘッド、吸着ヘッドに真空吸着された板状体の外周を研削する砥石を備える装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置において、吸着ヘッドは、複数設けられ、それぞれ、テーブルに設けられる複数の取付孔のいずれか１つに取り付けられている。吸着ヘッドの取付位置や数は、板状体の形状やサイズに応じて決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３００６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の研削装置では、板状体の種類を変更する場合、板状体の形状やサイズに合わせて、吸着ヘッドの取付位置や数を変える必要があった。また、これに伴って、テーブルに設けられる取付孔と真空ポンプとを接続する接続路を開閉する必要があった。これらのため、作業が繁雑であったり、装置の構成が複雑であったりするという問題があった。また、これらの問題を解決するため、板状体の形状やサイズに左右されないように板状体を真空吸着する領域を限定して汎用的にすると、板状体の形状やサイズによっては、板状体の研削時に板状体を十分に固定することが困難である。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、複数種類の板状体の外周の研削に適した研削装置および研削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、
板状体を真空吸着する吸着ヘッドと、該吸着ヘッドに真空吸着された板状体の外周に接触して、板状体の外周を研削する砥石とを備える板状体の研削装置において、
前記吸着ヘッドとの間に前記板状体を挟み込むように、前記吸着ヘッドと磁気結合する結合体を備えることを特徴とする板状体の研削装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は、
板状体を吸着ヘッドに真空吸着し、前記板状体の外周に砥石を接触させて、前記板状体の外周を研削する板状体の研削方法において、
前記吸着ヘッドと、前記吸着ヘッドと磁気結合する結合体とによって、前記板状体を挟持しながら該板状体の外周を研削することを特徴とする板状体の研削方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数種類の板状体の外周の研削に適した板状体の研削装置および研削方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態による研削装置の斜視図である。
【図２】砥石およびその周辺の一部断面側面図である。
【図３】吸着ヘッドおよび結合体の概略側面図である。
【図４】本発明の一実施形態による研削方法の説明図（１）である。
【図５】本発明の一実施形態による研削方法の説明図（２）である。
【図６】本発明の一実施形態による研削方法の説明図（３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
（研削装置）
図１は、本発明の一実施形態による研削装置の斜視図である。図２は、砥石およびその周辺の一部断面側面図である。
【００１２】
研削装置１０は、図１などに示すように、吸着ヘッド２０、砥石３０、移動装置４０、回転装置５０、結合体６０、および支持装置７０を備える。この研削装置１０は、板状体２の外周を研削して、面取りを行う。
【００１３】
研削装置１０は、板状体２を吸着ヘッド２０に真空吸着し、吸着ヘッド２０と砥石３０とを近づけて、砥石３０を板状体２の外周に接触させる。この状態で、板状体２の外周に沿って砥石３０を相対移動させながら、砥石３０を回転させて、板状体２の外周を研削する。以下、研削装置１０の各構成について詳説する。
【００１４】
（吸着ヘッド）
吸着ヘッド２０は、図１などに示すように、板状体２を真空吸着して支持する。吸着ヘッド２０の上面が、板状体２を支持する支持面となる。吸着ヘッド２０の上面には、吸着孔が少なくとも１つ設けられている。吸着孔は、真空ポンプに接続されている。
【００１５】
真空ポンプが作動すると、吸着孔内が減圧され、吸着ヘッド２０に板状体２が吸着される。この状態で、真空ポンプが作動停止し、吸着孔内が大気に開放されると、吸着が解除される。
【００１６】
吸着ヘッド２０は、テーブル１１に取り付けられている。吸着ヘッド２０は、修理や交換のため、テーブル１１に脱離可能に取り付けられて良い。
【００１７】
テーブル１１は、砥石３０に対し移動可能に構成されている。例えば、テーブル１１は、θ方向に回転可能に基台１２に支持されており、また、Ｘ方向に移動可能に基台１２に支持されている。
【００１８】
なお、テーブル１１の代わりに（または加えて）、砥石３０がＸ方向に移動可能に基台１２に支持されていても良い。
【００１９】
吸着ヘッド２０の寸法形状、設置位置および設置数は、研削対象となる複数種類の板状体２のサイズや形状に基づいて適宜設定されるが、吸着ヘッド２０の設置数は１つであって良い。これによって、装置を簡略化できる。
【００２０】
吸着ヘッド２０は、１つのみ設けられる場合、板状体２の重心部を真空吸着して良い。これによって、板状体２を安定的に真空吸着できる。
【００２１】
また、吸着ヘッド２０は、１つのみ設けられる場合、吸着ヘッド２０の支持面は、研削対象となる複数種類の板状体２のいずれよりも小さいサイズを有している。
【００２２】
（砥石）
砥石３０は、図２に示すように、吸着ヘッド２０に真空吸着された板状体２の外周に接触して、板状体２の外周を研削する。
【００２３】
砥石３０は、回転軸３４を介して、駆動源である回転装置５０に接続されており、回転装置５０は基台１２に対して固定されている。砥石３０は、修理や交換のため、回転装置５０に着脱可能であって良い。
【００２４】
砥石３０は、筐体１３内に収容されている。筐体１３内は、吸引ポンプと接続されている。吸引ポンプは、筐体１３内を外部に排気することで、砥石３０の研削屑や研削液などを外部に排出する。
【００２５】
砥石３０は、円板状であって、筐体１３内に略水平に配置されており、砥石３０の外周が研削面３２となる。研削面３２は、板状体２の外周面に押し当てられ、板状体２の外周面を丸く面取りする。
【００２６】
筐体１３は、基台１２に対して固定されており、板状体２の周縁部が挿入される開口部１４を有している。開口部１４の近傍には、ブラシ１５が取り付けられている。ブラシ１５は、開口部１４を略閉塞して、開口部１４から板状体２への研削屑や研削液の飛散を抑える。ブラシ１５は、開口部１４の上縁および下縁にそれぞれ１つずつ取り付けられており、開口部１４から挿入される板状体２の上面または下面に摺接する。
【００２７】
筐体１３内には、板状体２の研削を円滑に行うため、砥石３０と板状体２との接触位置に向けて研削液を吹き付けるノズル１６が設けられている。
【００２８】
（移動装置）
移動装置４０は、吸着ヘッド２０と砥石３０とを相対移動させる装置である。移動装置４０は、吸着ヘッド２０と砥石３０とを近づけて、砥石３０を板状体２の外周に接触させる。また、移動装置４０は、吸着ヘッド２０と砥石３０とを相対移動させて、板状体２の外周に沿って砥石３０を相対移動させる。
【００２９】
移動装置４０は、例えば回動モータや直動モータなどで構成される。回動モータは、テーブル１１を基台１２に対してθ方向に回動させる駆動源であって、例えばテーブル１１の近傍に設けられるケース４４内に収容されている。直動モータは、テーブル１１を基台１２に対してＸ方向に移動させる駆動源であって、例えばケース４４の下方に設けられるケース４２内に収容されている。
【００３０】
移動装置４０は、コンピュータなどで構成される制御装置に接続されており、制御装置による制御下で、テーブル１１を基台１２に対してθ方向に回動させ、または／および、Ｘ方向に移動させて、吸着ヘッド２０と砥石３０とを相対移動させる。
【００３１】
吸着ヘッド２０と砥石３０との相対的な移動経路に関する情報（以下、「移動経路情報」という）は、ハードディスクなどの記録媒体に予め記録されている。移動経路情報は、複数種類の板状体２に対応して複数記録されている。制御装置は、キーボードなどの外部入力装置からの操作信号に基づいて、記録媒体から１つの移動経路情報を読み出し、読み出した移動経路情報に従って、移動装置４０を制御する。
【００３２】
なお、本実施形態の移動装置４０は、テーブル１１を基台１２に対してθ方向に回動させ、または／および、Ｘ方向に移動させて、吸着ヘッド２０と砥石３０とを相対移動させるとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、砥石３０を基台１２に対してＸ方向に移動させることで、吸着ヘッド２０と砥石３０とを相対移動させても良い。
【００３３】
（回転装置）
回転装置５０は、砥石３０を回転軸３４の周りに回転させる駆動源であって、例えばスピンドルモータなどで構成される。回転装置５０は、移動装置４０が板状体２の外周に沿って砥石３０を相対移動させる際に、制御装置による制御下で、砥石３０を回転軸３４の周りに回転させる。回転装置５０は、支持体１７を介して、基台１２に取り付けられている。
【００３４】
（結合体）
結合体６０は、吸着ヘッド２０との間に板状体２を挟み込むように、吸着ヘッド２０と磁気結合する。そうすると、結合体６０が板状体２を吸着ヘッド２０に押しつけるので、板状体２と吸着ヘッド２０との間に作用する静止摩擦力が高くなり、板状体２の位置ズレを抑制できる。よって、板状体２の種類を変更する場合に、従来のように、板状体２の形状やサイズに合わせて、吸着ヘッド２０の取り付け位置や数を変える必要がない。
【００３５】
図３は、吸着ヘッドおよび結合体の概略側面図である。図３に示すように、吸着ヘッド２０および結合体６０の一方（本実施形態では結合体６０）は電磁石６２を有し、他方（本実施形態では吸着ヘッド２０）は磁性体２２を有している。電磁石６２に通電することで、電磁石６２と磁性体２２が磁気結合し、吸着ヘッド２０と結合体６０が磁気結合する。
【００３６】
磁性体２２は、保持力が大きい硬質磁性材で構成されても良いし、保持力が小さい軟質磁性材で構成されても良い。
【００３７】
硬質磁性材は、一般的には、永久磁石などに用いられるものである。硬質磁性材としては、例えば、フェライト磁石などがある。
【００３８】
軟質磁性材は、硬質磁性材に比べて、外部磁場によって磁極が消えたり反転したりしやすい。軟質磁性材としては、例えば、鉄、ケイ素鋼、パーマロイ、ソフトフェライトなどがある。軟質磁性材は、外部磁場がなくなると、ほとんど磁化しなくなるので、鉄粉などの粉塵が磁性体２２（ひいては、吸着ヘッド２０）などに付着するのを抑制することができる。
【００３９】
電磁石６２は、例えば、軟質磁性材からなるコア６４にコイル６６を巻装して構成されている。電磁石６２は、コイル６６への通電を開始することで、磁性体２２と磁気結合する。磁気結合力は、コイル６６の巻き数や電流量などに比例する。電磁石６２は、コイル６６への通電を解除すると、軟質磁性材で構成される磁性体２２との磁気結合を解除する。
【００４０】
コア６４は、コイル６６に通電して励磁したときに、磁力線を透過するので、透磁率の高い磁性材で構成される。
【００４１】
コア６４は、例えば図３に示すように、Ｕ字状に形成されており、吸着パッド２０と結合体６０が磁気結合する際に、Ｕ字状のコア６４の両端部を磁性体２２に向けて（例えば下向きに）配置される。これによって、コイル６６に通電して励磁したときに、磁力線１００が、Ｕ字状のコア６４の一端から磁性材３２を通ってコア６４の他端に延びるので、磁気結合力を向上できる。
【００４２】
なお、本実施形態のコア６４は、Ｕ字状に形成されるとしたが、その形状に制限はなく、例えば、棒状であっても良い。
【００４３】
なお、本実施形態では、吸着ヘッド２０および結合体６０の一方は電磁石を有し、他方は磁性体を有しているとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、電磁石の代わりに、永久磁石を用いても良い。永久磁石を用いる場合、電流を流す必要がない。
【００４４】
（支持装置）
吸着ヘッド２０の寸法形状、設置位置および設置数により板状体が支持される領域が限定されると板状体が自重変形する場合がある。この場合、板状体の外周が垂れ下がるので、板状体と砥石とを接触させることが困難となる。支持装置７０は、例えば図２に示すように、板状体２の外周と砥石３０とが接触するように、板状体２の周縁部の少なくとも一部を支持する装置である。支持装置７０は、砥石３０の近傍に設けられ、板状体２の外周と砥石３０とが接触する前に、板状体２の撓みが小さくなるように、板状体の周縁部の少なくとも一部を支持する。
【００４５】
支持装置７０は、例えば、板状体２の下面に接触する位置と、板状体２の下面から離間する位置との間で、上下方向に移動可能な可動体７２を有している。可動体７２は、板状体２の下面に引っ掻き傷が生じるのを抑えるため、板状体２の下面に接触可能なボール７４と、ボール７４を回転自在に支持するホルダ７６とで構成される。
【００４６】
可動体７２は、流体圧シリンダ７８などの駆動源によって、上下方向に移動される。可動体７２は、流体圧シリンダ７８の上端（ロッド）に固定されており、流体圧シリンダ７８の下端（シリンダ本体）は、基台１２に固定されている。流体圧シリンダとしては、例えば油圧シリンダ又は空気圧シリンダが用いられる。
【００４７】
可動体７２は、図４および図５に示すように、下限位置にあるとき、支持装置７０の上方にある板状体２の下面から離間して、板状体２を支持しない。この状態では、板状体２は、自重変形によって、上に向けて凸の湾曲状に撓んでいる。なお、下限位置は、例えば板状体２の種類、吸着ヘッド２０の寸法形状や数などに応じて適宜設定される。
【００４８】
一方、可動体７２は、図６に示すように、上限位置にあるとき、支持装置７０の上方にある板状体２の下面に接触して、板状体２の撓みが小さくなるよう板状体２の周縁部の少なくとも一部を支持する。
【００４９】
可動体７２が上方に移動されるタイミングは、可動体７２の上方を板状体２の外周が通過した後に設定される。また、このタイミングは、砥石３０が筐体１３に収容されている場合、筐体１３の開口部１４に板状体２を挿入する前に、設定される。
【００５０】
可動体７２が上方に移動する間、移動装置４０による板状体２と砥石３０との接近を一時停止しても良いし、一時停止しなくても良い。
【００５１】
このように、本実施形態では、板状体２の外周と砥石３０とが接触するように、板状体２の周縁部の少なくとも一部を支持するので、板状体２の外周が垂れ下がるのを防止することができ、板状体２の種類を変更する場合に、従来のように、板状体２の形状やサイズに合わせて、吸着ヘッド２０の取り付け位置や数を変えなくても、板状体２と砥石３０とを接触できる。
【００５２】
支持装置７０は、板状体２と砥石３０とが接触した後は、砥石３０が板状体２の外周を支持するので、板状体２の支持を解除しても良い。この場合、板状体２の下面に引っ掻き傷が生じるのを低減できる。なお、支持装置７０による板状体２の支持を続行する場合、板状体２の外周が砥石３０から外れるのを防止できる。
【００５３】
なお、支持装置７０は、研削対象となる複数種類の板状体２のうち、少なくとも１つの種類の板状体２の撓みを調節すれば良く、全ての種類の板状体２の撓みを調節しなくて良い。サイズが比較的小さい板状体２では、板状体２と砥石３０とが接触する前において、自重変形が小さいので、撓みの調節が不要な場合がある。
【００５４】
（研削方法）
次に、上記構成とした研削装置１０による研削方法について、図４〜図６を参照して説明する。以下の各工程で行われる動作は、制御装置による制御下（または手動）で実施される。
【００５５】
先ず、図４に示すように、吸着ヘッド２０上に板状体２を載せる。吸着ヘッド２０が１つのみ設けられる場合、吸着ヘッド２０上に板状体２の重心部を載せて良い。この作業は、ロボットアームなどによって行われる。
【００５６】
次いで、真空ポンプの作動を開始して、吸着ヘッド２０に板状体２を真空吸着する。この状態では、板状体２は、自重変形によって、上に向けて凸の湾曲状に撓んでいる。
【００５７】
次いで、板状体２上に結合体６０を載せる。このとき、結合体６０と吸着ヘッド２０とが互いに対向するように位置合わせを行う。この作業は、ロボットアームなどによって行われる。
【００５８】
次いで、電磁石６２への通電を開始して、電磁石６２と磁性体２２を磁気結合し、結合体６０と吸着ヘッド２０とを磁気結合する。そうすると、結合体６０が板状体２を吸着ヘッド２０に押しつけるので、板状体２と吸着ヘッド２０との間に作用する静止摩擦力が高くなり、板状体２の位置ズレを抑制できる。よって、板状体２の種類を変更する場合に、従来のように、板状体２の形状やサイズに合わせて、吸着ヘッド２０の取り付け位置や数を変える必要がない。
【００５９】
次いで、図５に示すように、吸着ヘッド２０と砥石３０とを近づけ、砥石３０を板状体２に近づける。そして、砥石３０が板状体２の外周に接触する前に、図６に示すように、板状体２の周縁部の少なくとも一部を持ち上げて、板状体２の撓みを小さくするように、板状体２を支持する。
【００６０】
これによって、板状体２の外周が垂れ下がるのを防止することができ、板状体２の種類を変更する場合に、従来のように、板状体２の形状やサイズに合わせて、吸着ヘッド２０の取り付け位置や数を変えなくても、板状体２の外周を砥石３０に接触できる。
【００６１】
次いで、吸着ヘッド２０と砥石３０とを相対移動させて、板状体２の外周に沿って砥石３０を相対移動させると共に、砥石３０を回転軸３４の周りに回転させることで、板状体２の外周を全周に亘って研削する。この際、支持装置７０による板状体２の支持を続行しても良いし、解除しても良い。
【００６２】
次いで、吸着ヘッド２０と砥石３０とを遠ざけて、砥石３０と板状体２とを離間させ、砥石３０を収容する筐体１３内から板状体２を引き抜く。
【００６３】
最後に、電磁石６２への通電を解除して、結合体６０と吸着ヘッド２０との磁気結合を解除したうえで、結合体６０を板状体２から取り外す。また、真空ポンプを作動停止し、吸着ヘッド２０の吸着孔内を大気に開放して、真空吸着を解除した後、吸着ヘッド２０から板状体２を取り外す。このようにして、板状体２の外周を研削する。
【００６４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上記実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
【００６５】
例えば、上記実施形態の砥石３０は、板状体２の外周を全周に亘って研削するが、板状体２の外周を部分的に研削しても良い。
【００６６】
また、上記実施形態の砥石３０は、板状体２の外周を丸く面取りするとしたが、面取りの種類に制限はなく、例えばＲ面取りであっても良いし、Ｃ面取りであっても良い。
【００６７】
また、上記実施形態は、板状体２が、脆性材料である場合に好適であり、ガラス板に特に好適である。また、適用される車両によって形状が異なるような車両用窓ガラスを研削する際に有効な装置および方法である。
【符号の説明】
【００６８】
２    板状体
１０  研削装置
１１  テーブル
１２  基台
１３  筐体
１４  開口部
２０  吸着ヘッド
２２  磁性体
３０  砥石
４０  移動装置
５０  回転装置
６０  結合体
６２  電磁石
６４  コア
６６  コイル
７０  支持装置
【図１】
2013215823.tif 000003
【図２】
2013215823.tif 000004
【図３】
2013215823.tif 000005
【図４】
2013215823.tif 000006
【図５】
2013215823.tif 000007
【図６】
2013215823.tif 000008