(57)【要約】【課題】孔の内壁で欠けやひび割れ等を生じさせずにガラス板の孔開けをスムーズに速く行うと共に、ドリル製作が安価となるガラス板用孔開けドリル及びこのガラス板用孔開けドリルを用いたガラス板の孔開け方法を提供すること。【解決手段】孔開けドリル３は、ドリル本体１１と、ドリル本体１１の先端部１２に固着されていると共にダイヤモンド砥粒を含んだダイヤモンド層１３とを具備しており、ドリル本体１１の軸方向におけるダイヤモンド層１３の厚さは、孔開け深さ距離より薄くしてなる。【選択図】　　　図１
2004122265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリル本体と、このドリル本体の先端部に固着されていると共にダイヤモンド砥粒を含んだダイヤモンド層とを具備しており、ドリル本体の軸方向におけるダイヤモンド層の厚さは、孔開け深さ距離より薄くしたガラス板用孔開けドリル。
【請求項２】
ドリル本体と、このドリル本体の先端部に固着されているダイヤモンド層とを具備しており、ダイヤモンド層は、孔開け刃先のみを構成しているガラス板用孔開けドリル。
【請求項３】
ドリル本体と、このドリル本体の先端部に固着されていると共にダイヤモンド砥粒を含んだダイヤモンド層とを具備しており、ドリル本体の軸方向におけるダイヤモンド層の厚さは、１ｍｍ以下であるガラス板用孔開けドリル。
【請求項４】
ダイヤモンド層は、ドリル本体の先端部の端面にのみ固着されている請求項１から３のいずれか一項に記載のガラス板用孔開けドリル。
【請求項５】
ドリル本体の軸方向におけるダイヤモンド層の厚さは、０．５ｍｍ以下である請求項１から４のいずれか一項に記載のガラス板用孔開けドリル。
【請求項６】
ドリル本体の軸方向におけるダイヤモンド層の厚さは、０．２ｍｍから０．５ｍｍである請求項１から５のいずれか一項に記載のガラス板用孔開けドリル。
【請求項７】
ドリル本体の直径は、ダイヤモンド層の直径よりも小さい請求項１から６のいずれか一項に記載のガラス板用孔開けドリル。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のガラス板用孔開けドリルを用いて、孔が開けられる瞬間にダイヤモンド層が孔の開口部より内方に位置するようにして孔開けを行うガラス板の孔開け方法。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか一項に記載のガラス板用孔開けドリルを用いて、所定深さまで孔を形成した際に、孔の開口部より内方にダイヤモンド層が位置するように孔開けを行うガラス板の孔開け方法。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれか一項に記載のガラス板用孔開けドリルを用いてガラス板に孔開けを行う方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、２ｍｍから３ｍｍ程度の厚さであって低熱膨張性のいわゆるＰＤＰ（プラズマディスプレーパネルの略称）ガラス等のガラス板に孔を形成するガラス板用孔開けドリル及びこのガラス板用孔開けドリルを用いたガラス板の孔開け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ガラス板に孔を形成する場合には、ドリルの刃部にダイヤモンド層が長く（約３ｍｍ以上）形成されたダイヤモンドドリルによりガラス板を研削するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１７２０３５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ダイヤモンド層がドリルの刃部に長くに渡って（通常６ｍｍ以上）設けられているダイヤモンドドリルにより、上記のようなＰＤＰガラスに孔開けをする場合、ダイヤモンドドリルの先端面（刃先）進行で孔開け形成された内壁面にダイヤモンド層の側面が接する結果、当該内壁面に欠けやひび割れ等が生じる虞があり、而して、欠陥した孔開けとなる。
【０００５】
また、上記内壁面に欠けやひび割れ等が生じないように、先端に先鋭形状の結晶ダイヤモンドを取り付けてなるダイヤモンドドリルを用いてＰＤＰガラスを孔開けすることが考えられるが、斯かるダイヤモンドドリルでは、孔開け加工に多くの時間を必要とし、従って、孔開けガラス板の生産能率を向上させるのが困難である。
【０００６】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、孔の内壁で欠けやひび割れ等を生じさせずにガラス板の孔開けをスムーズに速く行うと共に、ドリル製作が安価となるガラス板用孔開けドリル及びこのガラス板用孔開けドリルを用いたガラス板の孔開け方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様のガラス板用孔開けドリルは、ドリル本体と、このドリル本体の先端部に固着されていると共にダイヤモンド砥粒を含んだダイヤモンド層とを具備しており、ドリル本体の軸方向におけるダイヤモンド層の厚さは、孔開け深さ距離より薄くしてなる。
【０００８】
本発明の第二の態様のガラス板用孔開けドリルは、ドリル本体と、このドリル本体の先端部に固着されているダイヤモンド層とを具備しており、ダイヤモンド層は、孔開け刃先のみを構成している。
【０００９】
本発明の第三の態様のガラス板用孔開けドリルは、ドリル本体と、このドリル本体の先端部に固着されていると共にダイヤモンド砥粒を含んだダイヤモンド層とを具備しており、ドリル本体の軸方向におけるダイヤモンド層の厚さは、１ｍｍ以下である。
【００１０】
本発明の第一から第三のいずれかの態様のガラス板用孔開けドリルによれば、ダイヤモンド層の厚さがガラス板の孔開け深さ距離より薄く、また、ドリル本体の刃先にのみダイヤモンド層が形成され、更にまた、ダイアモンド層の厚さが１ｍｍ以下であるため、刃先の進行に伴って、ガラス板、特にＰＤＰガラスの既に形成された孔壁にダイヤモンド層が接触することがなくなる。このため、ガラス板の孔壁に欠けやひび割れ等を生じさせずに良質の孔開けを得られる。また、ドリルは安価に製作できる。
【００１１】
本発明では、ダイヤモンド層は、その第四の態様のガラス板用孔開けドリルのように、ドリル本体の先端部の端面にのみ固着されていてもよい。
【００１２】
本発明の第五の態様のガラス板用孔開けドリルでは、本発明の第一から第四のいずれかの態様のガラス板用孔開けドリルにおいて、ドリル本体の軸方向におけるダイヤモンド層の厚さは、０．５ｍｍ以下である。
【００１３】
本発明の第六の態様のガラス板用孔開けドリルでは、本発明の第一から第五のいずれかの態様のガラス板用孔開けドリルにおいて、ドリル本体の軸方向におけるダイヤモンド層の厚さは、０．２ｍｍから０．５ｍｍである。
【００１４】
本発明の第七の態様のガラス板用孔開けドリルでは、本発明の第一から第六のいずれかの態様のガラス板用孔開けドリルにおいて、ドリル本体の直径は、ダイヤモンド層の直径よりも小さい。
【００１５】
本発明の第七の態様のガラス板用孔開けドリルによれば、ドリル本体の直径が、ダイヤモンド層の直径よりも小さいため、ドリル本体が孔壁に干渉することをなくし得る。
【００１６】
本発明の第一の態様のガラス板の孔開け方法では、本発明の第一から第七のいずれかの態様のガラス板用孔開けドリルを用いて、孔が開けられる瞬間にダイヤモンド層が孔の開口部より内方に位置するようにして孔開けを行う。
【００１７】
本発明の第二の態様のガラス板の孔開け方法では、本発明の第一から第七のいずれかの態様のガラス板用孔開けドリルを用いて、所定深さまで孔を形成した際に、孔の開口部より内方にダイヤモンド層が位置するように孔開けを行う。
【００１８】
本発明の第一又は第二の態様のガラス板の孔開け方法によれば、孔が開けられる瞬間にダイヤモンド層が孔の開口部より内方に位置するようにして孔開けを行い、また、所定深さまで孔を形成した際に、孔の開口部より内方にダイヤモンド層が位置するように孔開けを行うため、刃先の進行に伴って、既に形成された孔壁にダイヤモンド層が接触することがなくなる。このため、ガラス板の孔壁に欠けやひび割れ等を生じさせずに良質の孔開けを得られる。また、ドリルは安価に製作できる。
【００１９】
次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図４及び図５において、本例のガラス板の孔開け装置１は、一対のガラス板用孔開けドリル３及び４と、孔開けドリル３及び４を夫々回転させる回転手段としての電動モータ５及び６と、ガラス板２を支持する支持台７と、孔開けドリル３及び４を支持台７上のガラス板２に対して移動させる移動手段８と、ガラス板２を支持台７上に搬送する搬送手段９とを具備している。
【００２１】
ガラス板２は、本例では、ＰＤＰガラスからなり、その厚さＴは、例えば３ｍｍから１ｍｍの範囲である。
【００２２】
孔開けドリル３及び４は、ガラス板２の上面２５に直交するＺ方向で夫々互いに対向していると共に夫々同様に形成されているので、以下、孔開けドリル３について詳細に説明し、孔開けドリル４については、必要に応じて図に符号ａを付してその詳細な説明を省略する。
【００２３】
孔開けドリル３は、特に図１に示すように、Ｚ方向に伸びた鋼製のドリル本体１１と、ドリル本体１１の先端部１２に電着されたダイヤモンド砥粒を含んだダイヤモンド層１３とを具備している。
【００２４】
ダイヤモンド層１３は、孔開けドリル３の刃先面のみを構成し、ドリル本体１１の軸方向でもあるＺ方向におけるダイヤモンド層１３の厚さｔは、孔開けすべきガラス板２の厚さＴよりも薄く、本例においては、ガラス板２のＺ方向における孔開け深さ距離よりも薄くなるように、１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍから０．５ｍｍであればよい（図２参照）。
【００２５】
ドリル本体１１の直径ｄは、先端部１２のダイヤモンド層１３の直径Ｄよりも、ドリル本体１１が孔壁の壁面９５に接触しないように、小さくなっている。
【００２６】
ダイヤモンド層１３は、本例では、ニッケル、銅鍍金又はこれらの合金鍍金によりダイヤモンド砥粒をドリル本体１１に単層に電着してなる。必要に応じて、ダイヤモンド層１３の外面を覆って電気化学鍍金、無電解鍍金又は気相合成鍍金による平滑鍍金層を設けてもよい。
【００２７】
支持台７は、基台２１に取り付けられた円柱状の軸体２２と軸体２２の一端に一体的に形成された円盤状の載置台２３と、載置台２３の上面に固着された吸着パッド２４と、吸着パッド２４に設けられた吸引口（図示せず）と、吸引口に連通した真空吸引装置（図示せず）とを具備しており、この真空吸引装置により、当該真空吸引装置に連通した吸引口で、吸着パッド２４上に載置されたガラス板２の下面２６を真空吸引して、ガラス板２を吸着して固定するようになっている。
【００２８】
移動手段８は、孔開けドリル３及び４を共通にＺ方向に直交するＸ方向に移動させるＸ方向移動手段３１と、孔開けドリル３及び４を共通にＸ及びＺ方向に直交するＹ方向に移動させるＹ方向移動手段３２と、孔開けドリル３をＺ方向に移動させるＺ方向移動手段３３と、孔開けドリル４をＺ方向に移動させるＺ方向移動手段３４とを具備している。
【００２９】
Ｘ方向移動手段３１は、上フレーム３５に取り付けられた電動モータ３６と、互いに平行にＸ方向に伸びて上フレーム３５の下面に設けられた一対の案内レール３７と、案内レール３７にＸ方向に移動自在に嵌合した可動台４３と、可動台４３の上面に固着したナット３８と、ナット３８に螺合され且つ上フレーム３５に回転自在に支持されて電動モータ３６の出力回転軸にプーリ３９、ベルト４０及びプーリ４１を介して連結されるＸ方向に伸びたねじ軸４２とを具備しており、電動モータ３６の作動によるその出力回転軸の回転が、プーリ３９、ベルト４０及びプーリ４１を介してねじ軸４２に伝達され、ねじ軸４２の回転により、ねじ軸４２に螺合したナット３８がＸ方向に移動すると共に、ナット３８に固着された可動台４３が案内レール３７にＸ方向に案内されながら、Ｘ方向に移動するようになっている。
【００３０】
Ｙ方向移動手段３２は、電動モータ４５と、電動モータ４５の出力回転軸の一端に連結するＹ方向に伸びたねじ軸４６と、ねじ軸４６に螺合し且つ可動台４３の下面に固着したナット４７と、ねじ軸４６を回転自在に支持し且つ電動モータ４５が取り付けられた可動台４８と、互いに平行にＹ方向に伸びて可動台４８の上面に設けられ且つ可動台４３の下面にＹ方向に移動自在に嵌合した一対の案内レール４９とを具備しており、電動モータ４５の作動によるその出力回転軸の回転がねじ軸４６を回転させて、ねじ軸４６に螺合したナット４７及びナット４７に固着した可動台４３に対して相対的にねじ軸４６がＹ方向に移動すると共に、ねじ軸４６を回転自在に支持する可動台４８が案内レール４９にＹ方向に案内されながらＹ方向に移動するようになっている。
【００３１】
Ｚ方向移動手段３３及び３４は、夫々互いに同様に形成されているので、以下、Ｚ方向移動手段３３について詳細に説明し、Ｚ方向移動手段３４については、必要に応じて、図に符号ａを付してその詳細な説明を省略する。
【００３２】
Ｚ方向移動手段３３は、可動台４８に取り付けられた電動モータ５１と、互いに平行にＺ方向に伸びて可動台４８に設けられた一対の案内レール５２と、可動台４８に回転自在に支持されて電動モータ５１の一端に連結されたＺ方向に伸びたねじ軸（図示せず）と、このねじ軸に螺合したナット（図示せず）と、ナットが固着され且つ案内レール５２に嵌合した可動台５３とを具備しており、可動台５３に電動モータ５が取り付けられている。
【００３３】
搬送手段９は、支持台７よりも搬入側に配された載置台６１と、支持台７よりも搬出側に配された載置台６２と、ガラス板２を持ち上げる持上げ装置６３及び６４と、持上げ装置６３及び６４に夫々持ち上げられたガラス板２をＸ方向に移動させるガラス板移動装置６５とを具備している。
【００３４】
載置台６１及び６２は、夫々支持台７と同様に形成されているので、必要に応じて図に符号ａ及びｂを付してこれらの詳細な説明を省略する。
【００３５】
持上げ装置６３及び６４は、夫々同様に形成されているので、以下、持上げ装置６３について詳細に説明し、持上げ装置６４については、必要に応じて図に符号ａを付してその詳細な説明を省略する。
【００３６】
持上げ装置６３は、ガラス板２を保持する吸盤ヘッド７３と、吸盤ヘッド７３を上昇及び下降させるシリンダ装置７４とを具備している。吸盤ヘッド７３は、ガラス板２を真空吸引する真空吸引装置（図示せず）、真空吸引装置に連通した吸引口（図示せず）及び吸引口が設けられた吸着パッド７５を具備しており、真空吸引装置の作動により吸引口でガラス板２の上面２５を真空吸引することによりガラス板２を吸着するようになっている。シリンダ装置７４は、シリンダ７７及びピストンロッド７８から構成されており、ピストンロッド７８の先端には、吸盤ヘッド７３が取り付けられており、シリンダ７７内にかかる空気圧、油圧等の流体圧によってピストンロッド７８が伸縮して吸盤ヘッド７３を上昇及び下降させるようになっている。
【００３７】
ガラス板移動装置６５は、上フレーム３５に並設された上フレーム８１に取り付けられた電動モータ８２と、互いに平行にＸ方向に伸びて上フレーム８１に取り付けられた一対の案内レール８３と、案内レール８３にＸ方向に移動自在に嵌合した可動台８４と、可動台８４に固着したナット８５と、ナット８５に螺合され且つ上フレーム８１に回転自在に支持されて電動モータ８２の出力回転軸にプーリ８６、ベルト８７及びプーリ８８を介して連結するＸ方向に伸びたねじ軸８９と、一端で可動台８４に固着し且つ他端で持上げ装置６３及び６４のシリンダ装置７４及び７４ａのシリンダ７７及び７７ａに夫々固着したブラケット９０及び９１とを具備しており、電動モータ８２の作動によるその出力回転軸の回転が、プーリ８６、ベルト８７及びプーリ８８を介してねじ軸８９に伝達されて、ねじ軸８９が回転することにより、ねじ軸８９に螺合したナット８５、ナット８５に固着した可動台８４、可動台８４に固着したブラケット９０及び９１並びにブラケット９０及び９１に固着した持上げ装置６３及び６４がＸ方向に移動するようになっている。
【００３８】
以上のガラス板の孔開け装置１は、数値制御装置に予め記憶されたプログラムに制御されながら、持上げ装置６３で載置台６１上の孔開けすべきガラス板２を、持上げ装置６４で支持台７上の孔開けされたガラス板２を夫々持ち上げ、持ち上げられたガラス板２をガラス板移動装置６５でＸ方向に移動して支持台７及び載置台６２上に配し、持上げ装置６３により孔開けすべきガラス板２を支持台７上に、持上げ装置６４により孔開けされたガラス板２を載置台６２上に載置し、支持台７の真空吸引装置を作動させて支持台７上のガラス板２を吸引口で真空吸引して吸着固定した後に、Ｘ方向移動手段３１及びＹ方向移動手段３２により孔開けドリル３及び４をＸ及びＹ方向に移動させて予め設定された位置に配し、電動モータ６の作動により孔開けドリル４を回転させると共にＺ方向移動手段３４により孔開けドリル４をガラス板２の下面２６に向かうようにＺ方向に移動させて、図２に示すように、孔開けドリル４によりガラス板２の下面２６にガラス板２の上面２５側にひび割れ等が生じない程度の深さで凹所９２を形成し、次に、Ｚ方向移動手段３４により孔開けドリル４をガラス板２の下面２６から離れるようにＺ方向に移動させ、電動モータ５の作動により孔開けドリル３を回転させると共にＺ方向移動手段３３により孔開けドリル３をガラス板２の上面２５に向かうようにＺ方向に移動させて、図３に示すように、孔開けドリル３によりガラス板２の上面２５に凹所９２に連通する凹所９３を形成し、凹所９３の凹所９２への連通がなされた後に、Ｚ方向移動手段３３により孔開けドリル３をガラス板２の上面２５から離れるようにＺ方向に移動させる。ガラス板の孔開け装置１は、上述の通り動作して、所定深さまで夫々凹所９２及び９３を形成した際に、ダイヤモンド層１３及び１３ａが凹所９２及び９３のＺ方向における内方に位置するように孔開けを行うようになっており、また凹所９３の凹所９２への連通でもって孔が開けられる瞬間にダイヤモンド層１３が孔の開口部９９より内方向に位置するように孔開けを行うようになっている。
【００３９】
ところで、孔開けドリル３及び４によれば、ダイヤモンド層１３及び１３ａは、刃先面のみを構成し、その厚さｔが凹所９２及び９３のＺ方向における孔開け深さ距離よりも薄く、しかも、ドリル本体１１及び１１ａの直径ｄがダイヤモンド層１３及び１３ａの直径Ｄよりも小さいので、例えば、凹所９２（最終的には凹所９３とで孔となる）の形成中において、形成後の凹所９２の開口部９４近傍で当該凹所９２を規定する壁面９５へのダイヤモンド層１３ａの触れて当たるのを回避できるので、回転するダイヤモンド層１３ａにより壁面９５に欠けやひび割れを生じさせることがない。この効果は、凹所９２の形成後のダイヤモンド層１３による凹所９３の形成時、特に凹所９３の凹所９２への連通時において好ましく得ることができる。
【００４０】
尚、ドリル本体１１及び１１ａは、夫々の直径ｄが必ずしもダイヤモンド層１３及び１３ａの直径Ｄよりも小さくなっている必要はなく、直径ｄと直径Ｄとが同じであってもよく、この場合、ドリル本体１１及び１１ａの端面に夫々ダイヤモンド層１３及び１３ａを固着するとよく、また、本例のガラス板の孔開け装置１は、一対の孔開けドリル３及び４に代えて、一つの孔開けドリルを具備していてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、孔の内壁に欠けやひび割れ等を生じさせずにガラス板の孔開けをスムーズに速く行うと共に、ドリル製作が安価となるガラス板用孔開けドリル及びこのガラス板用孔開けドリルを用いたガラス板の孔開け方法を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の例の孔開けドリルの説明図である。
【図２】図１に示す孔開けドリルの動作説明図である。
【図３】図１に示す孔開けドリルの動作説明図である。
【図４】図１に示す孔開けドリルを具備したガラス板の孔開け装置の実施の形態の例の正面説明図である。
【図５】図４に示す例の側断面説明図である。
【符号の説明】
１　ガラス板の孔開け装置
２　ガラス板
３、４　孔開けドリル
５、６　電動モータ
７　支持台
８　移動手段
９　搬送手段
【図１】
2004122265.tif 000003
【図２】
2004122265.tif 000004
【図３】
2004122265.tif 000005
【図４】
2004122265.tif 000006
【図５】
2004122265.tif 000007