(57)【要約】【課題】総型研削工具の長寿命化を図ることができる総型研削工具の設計方法を提供する。【解決手段】板ガラスの端面研削を行うための研削凹部１１を有する総型研削工具１０の設計方法は、板ガラスの端面研削後の基準形状を決定し、これに対応する基準凹形状の研削凹部１２を設定する基準凹形状設定工程と、基準凹形状設定工程で設定された研削凹部１２から摩耗限界である研削凹部１３に至るまでの摩耗量分布を取得する摩耗量分布取得工程と、基準凹形状設定工程で設定された研削凹部１２に対して摩耗量分布取得工程にて取得した摩耗量分布を反映し、研削凹部１２の凹形状の補正を行う凹形状補正工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板ガラスの端面研削を行うための研削凹部を有する総型研削工具の設計方法であって、
前記板ガラスの端面研削後の基準形状を決定し、これに対応する基準凹形状の前記研削凹部を設定する基準凹形状設定工程と、
前記基準凹形状設定工程で設定された前記基準凹形状から摩耗限界に至るまでの摩耗量分布を取得する摩耗量分布取得工程と、
前記基準凹形状設定工程で設定された前記基準凹形状に対して前記摩耗量分布取得工程にて取得した前記摩耗量分布を反映し、前記研削凹部の凹形状の補正を行う凹形状補正工程と
を備えたことを特徴とする総型研削工具の設計方法。
【請求項２】
前記凹形状補正工程において、前記基準凹形状に対して前記摩耗量分布を上乗せする補正を含むことを特徴とする請求項１に記載の総型研削工具の設計方法。
【請求項３】
前記凹形状補正工程において、前記基準凹形状に対して前記摩耗量分布を反映した後、反映された凹形状が滑らかになるよう修正する曲線近似処理、及び該凹形状を前記板ガラスの厚さ方向に対称形状となるよう修正する線対称処理の少なくともいずれかを含む仕上げ処理工程を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の総型研削工具の設計方法。
【請求項４】
前記凹形状補正工程は、前記板ガラスの端面の仕上がり形状の許容範囲内で行われることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の総型研削工具の設計方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の総型研削工具の設計方法を用いて設定された研削凹部を有することを特徴とする総型研削工具。
【請求項６】
請求項５に記載の総型研削工具を用いて板ガラスの端面研削を行うことを特徴とする板ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総型研削工具の設計方法、総型研削工具、及び板ガラスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、板ガラス等においては、その端面からの割れの原因を取り除く目的等でＣ面取り形状やＲ面取り形状に研削されるのが一般的である。板ガラスの端面加工方法としては、端面の仕上がり形状を反映した凹形状の研削凹部を有する総型研削工具（総型砥石）が用いられ、回転する総型研削工具の研削凹部に研削前の板ガラスの端部を挿入して摺接させることで、その端面の研削が行われる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２６７９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した板ガラス等の端面研削加工においては、板ガラス側のみならず総型研削工具側も徐々に摩耗していく。そのため、総型研削工具の研削凹部の摩耗状態が摩耗限界を超えると、総型研削工具を新しいものに交換する必要が出てくる。その間、板ガラスの生産は停止状態となるため、頻繁な総型研削工具の交換は頻繁な生産停止につながり、生産効率を下げる要因となる。そこで、本発明者は、総型研削工具（研削凹部）の摩耗過程を研究し、それを研削工具の長寿命化につなげることの検討を行っていた。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、総型研削工具の長寿命化を図ることができる総型研削工具の設計方法、総型研削工具、及び板ガラスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する総型研削工具の設計方法は、板ガラスの端面研削を行うための研削凹部を有する総型研削工具の設計方法であって、前記板ガラスの端面研削後の基準形状を決定し、これに対応する基準凹形状の前記研削凹部を設定する基準凹形状設定工程と、前記基準凹形状設定工程で設定された前記基準凹形状から摩耗限界に至るまでの摩耗量分布を取得する摩耗量分布取得工程と、前記基準凹形状設定工程で設定された前記基準凹形状に対して前記摩耗量分布取得工程にて取得した前記摩耗量分布を反映し、前記研削凹部の凹形状の補正を行う凹形状補正工程とを備える。
【０００７】
この方法によれば、総型研削工具の研削凹部を設計する過程で、先ず基準凹形状が決定され、次いで基準凹形状から摩耗限界に至るまでの摩耗量分布が取得される。そして、取得した摩耗量分布が基準凹形状に反映されて凹形状の補正がなされる。つまり、補正後の凹形状を研削凹部の初期形状に設定することで、研削工具の使用途中（研削凹部の摩耗過程の途中）で基準凹形状が現れ、更なる使用の継続で摩耗限界に至ることになる。従って、研削凹部の初期形状を基準凹形状に設定する場合（一般的な手法）に比べて使用開始から摩耗限界までの期間を延長でき、総型研削工具の長寿命化が図られる。
【０００８】
上記総型研削工具の設計方法では、前記凹形状補正工程において、前記基準凹形状に対して前記摩耗量分布を上乗せする補正を含むことが好ましい。
この方法によれば、補正した研削凹部の凹形状は、基準凹形状に対して摩耗量分布が上乗せされた形状であるから、基準凹形状よりも厚みを有する形状となる。このことによっても、総型研削工具の長寿命化に繋がる。また、基準凹形状に対する摩耗量分布の反映の際に上乗せする簡便な手法を用いるため、補正工程を容易に行うことが可能である。
【０００９】
上記総型研削工具の設計方法では、前記凹形状補正工程において、前記基準凹形状に対して前記摩耗量分布を反映した後、反映された凹形状が滑らかになるよう修正する曲線近似処理、及び該凹形状を前記板ガラスの厚さ方向に対称形状となるよう修正する線対称処理の少なくともいずれかを含む仕上げ処理工程を備えることが好ましい。
【００１０】
この方法によれば、曲線近似処理を行った場合、凹形状は、滑らかに連続する曲線になる。この形状により、研削凹部の内側面に局所的な凹凸形状が生じるのを抑制できるため、無用な欠けを防止できる等の効果が期待できる。また、線対称処理を行った場合、凹形状は、線対称な形状になるため、総型研削工具（研削凹部）の作製が容易になる。さらに、曲線近似処理及び線対称処理を行った場合、凹形状は、滑らかに連続する曲線で線対称な形状になり、各処理の効果が期待できる。
【００１１】
上記総型研削工具の設計方法では、前記凹形状補正工程は、前記板ガラスの端面の仕上がり形状の許容範囲内で行われることが好ましい。
この方法によれば、研削凹部の初期から摩耗限界まで、研削後の板ガラスの端面の仕上がり形状を確実に許容範囲内に収めることが可能となる。
【００１２】
上記課題を解決する総型研削工具は、上記総型研削工具の設計方法を用いて設定された研削凹部を有する。
この構成によれば、上記総型研削工具の設計方法を用いて研削凹部が形成されるため、使用開始から摩耗限界までの期間が延長でき、研削工具の長寿命化が図られる。
【００１３】
上記課題を解決する板ガラスの製造方法では、上記総型研削工具を用いて板ガラスの端面研削を行う。
この方法によれば、上記長寿命化が図られた総型研削工具を用いて板ガラスの端面研削を行うため、板ガラスの生産効率の向上が期待できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の総型研削工具の設計方法によれば、総型研削工具の長寿命化を図ることができる。また、本発明の総型研削工具によれば、長寿命化を図ることができる。また、本発明の板ガラスの製造方法によれば、板ガラスの生産効率の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は、実施形態における総型研削工具（総型砥石）を示す部分断面図、（ｂ）は、（ａ）の研削工具の研削凹部の一部を示す拡大断面図である。
【図２】実施形態における板ガラスの研削過程を説明する部分断面図で、（ａ）は研削工具の使用初期の状態、（ｂ）は使用中期の状態、（ｃ）は使用終期の状態を示す部分断面図である。
【図３】比較例における板ガラスの研削過程を説明する部分断面図で、（ａ）は研削工具の使用初期の状態、（ｂ）は使用終期の状態を示す部分断面図である。
【図４】比較例における使用初期と使用終期の研削凹部の形状比較と板ガラスの板厚方向の摩耗量分布とを説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、総型研削工具、その設計方法、板ガラスの製造方法を含む一実施形態について図面を参照して説明する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本実施形態の総型研削工具（総型砥石）１０を示し、図２（ａ）〜図２（ｃ）は、その研削工具１０を用いた板ガラスＧの端部ＧＥの研削加工態様を示している。なお、図１及び図２においては、研削凹部１１が設けられる研削工具１０の径方向外側部分の一部を示し、また研削工具１０及び板ガラスＧの断面ハッチ線を省略している。また、同図において、研削工具１０（研削凹部１１）及び板ガラスＧの配置（向き）は、実使用状態と異なっている。実使用状態では、板ガラスＧはその主面が水平方向となる配置であり、研削工具１０はその研削凹部１１が側方（水平方向）に向く配置である。つまり、板ガラスＧが水平方向に搬送される過程で、板ガラスＧの端部ＧＥが研削工具１０の研削凹部１１内にその水平方向において挿入状態となり、研削工具１０の回転により研削される。
【００１７】
ここで、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示した本実施形態の研削工具１０（研削凹部１１）の初期形状の設定態様を説明する前に、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示した比較例の研削工具２０（研削凹部２１）の初期形状の設定態様について先に説明する。比較例は、従来一般的に行われている設定手法である。
【００１８】
図３に示す比較例において、図３（ａ）の研削工具２０は使用初期を示している。研削工具２０の研削凹部２１は、中央研削部２１ａと、中央研削部２１ａの両側に位置する縁部研削部２１ｂとを有し、各部位が滑らかに接続される曲線形状にて形成されている。研削凹部２１には板ガラスＧの端部ＧＥが挿入され、端面３０における端面中央部３０ａが中央研削部２１ａにて研削され、端面縁部３０ｂが縁部研削部２１ｂにて研削される。この比較例における使用初期の研削凹部２１は、板ガラスＧの端部ＧＥの仕上がり形状が基準形状（例えば最適形状）となるような基準凹形状に設定されている。
【００１９】
そして、研削凹部２１による板ガラスＧの端面３０の研削が行われると、研削後の板ガラスＧの端面４０は、端面中央部４０ａと端面縁部４０ｂとがその研削凹部２１に倣った曲線形状になる。つまり、比較例においては、初期状態の研削凹部２１にて研削された板ガラスＧの端面４０は、基準凹形状である研削凹部２１の凹形状に倣った基準形状の仕上がりとなっている。
【００２０】
これに対し、図３（ｂ）の研削工具２０は使用終期を示している。研削工具２０の使用終期の研削凹部２２は、使用初期の研削凹部２１と比べて、中央研削部２２ａの曲率が小さく（曲率半径が大きく）、縁部研削部２２ｂの曲率が大きく（曲率半径が小さく）なっている。
【００２１】
そのため、研削凹部２２による板ガラスＧの端面３０の研削が行われると、研削後の板ガラスＧの端面４１は、端面中央部４１ａが平坦形状に近づき、端面縁部４１ｂ（板ガラスＧの主面との境界部分）の角が強調されてくる。つまり、研削凹部２２の摩耗限界形状は、研削後の板ガラスＧの端面４１の端面中央部４１ａ及び端面縁部４１ｂの曲率によって具体的に決定されており、その限界値を超えると板ガラスＧの端面４１の形状不良、研削凹部２２の形状不良となって研削工具２０の交換となる。逆に言えば、その摩耗限界形状までは許容範囲内である。
【００２２】
また、ここで重要なのは、使用初期の研削凹部２１から研削を繰り返して摩耗する過程で、使用終期の研削凹部２２の形状に現れているように偏摩耗が生じているということである。すなわち、初期の研削凹部２１の中央研削部２１ａが終期の中央研削部２２ａに変化する過程で曲率が小さくなっていく一方で、初期の縁部研削部２１ｂが終期の縁部研削部２２ｂに変化する過程で曲率が大きくなっていき、初期の研削凹部２１から終期の研削凹部２２の研削面が一様に摩耗していない。
【００２３】
図４は、使用初期の研削凹部２１と使用終期の研削凹部２２との形状比較と板ガラスＧの板厚Ｗ方向の摩耗量分布とを示している。同図に示すように、研削工具２０は使用初期の研削凹部２１から使用終期の研削凹部２２に摩耗する過程で、初期及び終期の中央研削部２１ａ，２２ａの形状比較からこの部分の摩耗進行度合いは小さい。これに対し、初期及び終期の縁部研削部２１ｂ，２２ｂの形状比較からこの部分の摩耗進行度合いは大きい。また、中央部から縁部に行くほど摩耗量は次第に大きくなっていき、板ガラスＧの板厚Ｗ方向の中央から両側で略対称となっている。なお、摩耗量は、板ガラスＧの端部ＧＥの角部（主面との境界）より若干内側の位置でそれぞれ極大値をとる。また、そこから外側では摩耗量が小さくなるものの、板ガラスＧの端部ＧＥの角部より外側位置まで分布する特徴がある。
【００２４】
このような比較例の研削工具２０の摩耗過程を踏まえた本実施形態の研削工具１０（研削凹部１１）の初期形状の設定態様を説明する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す本実施形態の研削工具１０は、上記比較例の偏摩耗を考慮した研削凹部１１を有する。研削凹部１１は、中央研削部１１ａと、中央研削部１１ａの両側に位置する縁部研削部１１ｂとを有している。
【００２５】
ちなみに、図１において、実線の研削凹部１１は使用初期（未使用）の形状を示している。一点鎖線の研削凹部１２は使用中期の形状を示し、比較例の初期の研削凹部２１と同じ基準凹形状である。二点鎖線の研削凹部１３は使用終期（摩耗限界）の形状を示し、比較例の終期の研削凹部２２と同じである。破線の研削凹部１４については、研削凹部１１の形状設定する際の途中段階の形状を示している。
【００２６】
本実施形態の研削凹部１１の形状設定に際し、先ず基準凹形状である研削凹部１２（比較例の初期の研削凹部２１と同じ）に対し、終期の研削凹部１３（比較例の終期の研削凹部２２と同じ）との関係で得られる摩耗量分布が上乗せ（肉盛り）され、研削凹部１４を得る。そして、研削凹部１４は摩耗量分布がそのまま反映されており滑らかに連続する曲線形状でなく若干いびつな形状でもあるため（図１中は図面が煩雑になるため若干滑らかに調整して描いてある）、その凹形状の曲線近似と板厚Ｗ方向の中央線による線対称処理とを含む仕上げ処理がなされ、本実施形態における研削凹部１１の形状が決定される。ただし、研削凹部１１の形状設定は、板ガラスＧの端部ＧＥの仕上がり形状の許容範囲内で行われる。こうして本実施形態では、研削工具１０（研削凹部１１）の耐摩耗性の向上が図られている。
【００２７】
次に、本実施形態の研削工具１０による研削過程について、図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照して説明する。
図２（ａ）に示す使用初期の研削凹部１１による板ガラスＧの端面３０の研削において、中央研削部１１ａの研削にて端面３１の端面中央部３１ａが形成され、縁部研削部１１ｂにて端面縁部３１ｂが形成される。すなわち、研削前の端面３０が研削凹部１１に倣った曲線形状の端面３１となり、端面中央部３０ａが端面中央部３１ａに変化し、端面縁部３０ｂが端面縁部３１ｂに変化する。なお、板ガラスＧの端面３１の端面中央部３１ａ及び端面縁部３１ｂの研削形状（仕上がり形状）は許容範囲内、この場合各曲率は許容範囲内である。
【００２８】
ここで、初期の研削凹部１１が摩耗する過程で偏摩耗が生じるが、本実施形態ではその偏摩耗分を予め考慮した研削凹部１１の形状に設定していることから、摩耗が進行するに連れて次第に基準凹形状の研削凹部１２に近づいていく。
【００２９】
すなわち、図２（ｂ）に示す使用中期の研削凹部１２は偏摩耗分が摩耗した状態であり、中央研削部１２ａの研削により形成される端面中央部３２ａと縁部研削部１２ｂの研削により形成される端面縁部３２ｂとを有する端面３２は基準形状となる。つまり、本実施形態では使用中期において、比較例の初期と同等な端面３２が得られる。そして、更に研削凹部１２の摩耗が進行すると、偏摩耗により研削凹部１２が摩耗限界の研削凹部１３に近づいていく。
【００３０】
図２（ｃ）に示す使用終期の研削凹部１３は比較例の摩耗過程と同様に偏摩耗が進行した摩耗限界であり、中央研削部１３ａの研削により形成される端面中央部３３ａと縁部研削部１３ｂの研削により形成される端面縁部３３ｂとを有する端面３３となる。この後、さらに研削凹部１３の偏摩耗が進行すると、板ガラスＧの端面３３の端面中央部３３ａ及び端面縁部３３ｂの曲率は限界値を超え、板ガラスＧの端面３３は形状不良となる。つまり、研削凹部１３は摩耗限界を超える。従って、これ以降は研削工具１０が新しいものに交換される。
【００３１】
つまり、本実施形態の研削工具１０では、図２（ｂ）に示す使用中期の研削凹部１２から図２（ｃ）に示す使用終期の研削凹部１３までの摩耗過程が従来の一般的な研削工具２０の初期から終期までの摩耗過程に相当し、図２（ａ）に示す使用初期の研削凹部１１から図２（ｂ）に示す使用中期の研削凹部１２までの期間分、寿命が延長される。このことは、研削工具１０の交換機会の低減に繋がり、板ガラスＧの生産効率の向上に寄与する。
【００３２】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）総型研削工具１０の研削凹部１１（初期形状）を設計する過程で、先ず基準凹形状である研削凹部１２が決定され、次いで研削凹部１２から摩耗限界の研削凹部１３に至るまでの摩耗量分布が取得される。そして、取得した摩耗量分布が基準凹形状の研削凹部１２に反映されて凹形状の補正がなされ、初期の研削凹部１１の凹形状の設定がなされる。つまり、補正後の凹形状を初期形状の研削凹部１１に設定することで、研削工具１０の使用途中（研削凹部１１の摩耗過程の途中）で基準凹形状の研削凹部１２が現れ、更なる使用の継続で摩耗限界の研削凹部１３に至ることになる。従って、基準凹形状を初期形状に設定する一般的な手法（比較例）に比べて使用開始から摩耗限界までの期間を延長でき、総型研削工具１０の長寿命化を図ることができる。このことは、板ガラスＧの生産効率の向上につながる。
【００３３】
（２）基準凹形状の研削凹部１２に対して摩耗量分布を反映する際に、研削凹部１２に対して摩耗量分布を上乗せする補正が行われる。つまり、初期形状である研削凹部１１は、基準凹形状の研削凹部１２に対して摩耗量分布が上乗せされた形状であるから、研削凹部１２よりも厚みを有する形状となる。このことによっても、総型研削工具１０の長寿命化に繋がる。また、研削凹部１２に対する摩耗量分布の反映の際に上乗せする簡便な手法を用いるため、凹形状の補正を容易に行うことができる。
【００３４】
（３）基準凹形状の研削凹部１２に対する補正を行う際に、研削凹部１２に摩耗量分布をそのまま上乗せした研削凹部１４に対して更に曲線近似及び線対称処理を含む仕上げ処理が行われる。つまり、使用初期の研削凹部１１の凹形状は、滑らかに連続する曲線で線対称な形状になるため、総型研削工具１０（研削凹部１１）の作製が容易になる。また、研削凹部１１の内側面に局所的な凹凸形状が生じるのを抑制できるため、無用な欠けを防止できる等の効果が期待できる。
【００３５】
（４）基準凹形状の研削凹部１２に対する補正は、板ガラスＧの端部ＧＥの仕上がり形状の許容範囲内で行われるため、使用初期の研削凹部１１から摩耗限界の研削凹部１３に至るまで、研削後の板ガラスＧの端部ＧＥの仕上がり形状を確実に許容範囲内に収めることができる。
【００３６】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、総型研削工具１０において１つの研削凹部１１のみを示したが、１つの研削凹部１１を有する総型研削工具１０への適用のみならず、多段の研削凹部１１を有する総型研削工具１０に適用してもよい。
【００３７】
・上記実施形態では、基準凹形状の研削凹部１２に対して摩耗量分布を反映する際に、摩耗量分布の上乗せをしたが、上乗せ（肉盛り）以外で例えば、摩耗量分布に応じて肉厚を減じたり、肉厚を部分的に上乗せしたり減じたりするようにしてもよい。
【００３８】
・上記実施形態では、基準凹形状の研削凹部１２に対する補正を行う際に、研削凹部１４の曲線近似と線対称処理とを含む仕上げ処理をしたが、いずれか一方を省略、もしくはその両者を省略してもよい。また、例えば多直線近似等、曲線近似や線対称処理以外の仕上げ処理を用いてもよい。
【００３９】
・上記実施形態では、研削凹部１１〜１３の摩耗状態が摩耗限界を超えているかどうかの判定は、研削後の板ガラスＧの端面３１〜３３の端面中央部３１ａ〜３３ａ及び端面縁部３１ｂ〜３３ｂの曲率（曲率半径）を用いて行っていたが、判定部位や判定数等を適宜変更してもよい。また、曲率以外の条件によって摩耗限界の判定を行ってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
Ｇ…板ガラス、１０…総型研削工具、１１〜１３…研削凹部、３０…端面、３１〜３３…端面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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