(57)【要約】【課題】ガラス板に孔あけ加工を施す際に、ドリル先端部への切削液の供給を円滑且つ十分に行うことで、ドリル先端部の冷却不足による微小クラックの発生を効果的に抑制でき、且つ高精度な孔あけ加工を可能とするガラス用ドリルを提供する。【解決手段】ガラス用ドリルの外表面に、ドリルの先端方向に向かって回転方向後方に傾斜した給液溝１１を形成し、ドリル先端部への切削液Ｌの供給を円滑且つ十分に行えるようにしたことで、ドリル先端部の冷却不足に起因する微小クラックの発生を効果的に抑制しつつ、高精度な孔あけ加工を可能とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板に所定の孔あけ加工を施すガラス用ドリルにおいて、
前記ガラス用ドリルの外表面には、該ガラス用ドリルの先端部に切削液を供給する給液溝が形成され、
前記給液溝は、前記ガラス用ドリルの先端方向に向かって回転方向後方に傾斜していることを特徴とするガラス用ドリル。
【請求項２】
前記ガラス用ドリルの外表面には、該ガラス用ドリルの先端部から切粉を排出する排出溝が形成され、
前記排出溝は、前記ガラス用ドリルの先端方向に向かって回転方向前方に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のガラス用ドリル。
【請求項３】
前記ガラス用ドリルの外表面は、円筒面部と、その先端側に連なる凸曲面部とで形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス用ドリル。
【請求項４】
前記給液溝は、正面から視た場合に、湾曲していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラス用ドリル。
【請求項５】
前記給液溝は、先端方向に移行するに従い曲率半径が大きくなることを特徴とする請求項４に記載のガラス用ドリル。
【請求項６】
前記排出溝は、正面から視た場合に、湾曲していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のガラス用ドリル。
【請求項７】
前記排出溝は、先端方向に移行するに従い曲率半径が小さくなることを特徴とする請求項６に記載のガラス用ドリル。
【請求項８】
前記給液溝は、前記円筒面部から前記凸曲面部の中心軸線に向かう延長線上に形成されていることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のガラス用ドリル。
【請求項９】
前記凸曲面部に形成された給液溝の深さが、前記円筒面部に形成された給液溝の深さと比べて深いことを特徴とする請求項３〜８に記載のガラス用ドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板に所定の孔あけ加工を施すガラス用ドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに使用されるガラス基板には、パネル内の排気や、ガスの封入を目的とした貫通孔（排気孔）がガラス基板の角部や周縁部等に設けられる。
【０００３】
ガラス材料は、その材料特性として硬くて脆い性質を持つため、ガラス基板に孔あけ加工を行うような場合、切削液によるドリル先端部の冷却が不足することによって、孔あけ加工後に必要となる熱処理工程の際に、微小クラックが発生することがある。
【０００４】
特に、薄いガラス基板に小径の貫通孔を加工するような場合、加工に用いるドリルの径が小さいことに由来して、ドリル先端部への切削液の供給不足が顕著となるため、貫通孔の内周面或いはその周辺に発生する微小クラックが原因となって、ガラス基板が損傷或いは破損するという問題があった。
【０００５】
このような問題に対処するため、特許文献１には、孔あけ加工を行う切削工具の切削部外周面に、互いにその大きさが異なる複数の切欠部を設け、上記切削工具が被切削物を切削する際に、各切欠部に発生する接触抵抗の大きさの相違を利用して切削工具に強制的な振れを与え、振れによって生じる切削工具と被切削物との隙間から、切削液の供給を行う技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、孔あけ加工を行う切削工具の切削部外周面に切粉を排出するための溝を形成すると共に、孔あけ加工時に、その溝を用いて切粉の排出と入れ替わりに加工孔の孔底に切削液を供給するようにして、当該溝が、切粉の排出溝と切削液の供給溝とを兼ねるようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２９１１８５
【特許文献２】特開２００２−１３７１１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、孔あけ加工時に切削工具に対して強制的な振れが与えられており、工具の振動によって孔加工面の加工精度が低下するという問題がある。
【０００９】
しかも、同文献に開示のように切削工具に振れが生じるのみでは、当該工具の切削部先端側に切削液を積極的に供給させ得るような力が発生しないため、切削部先端に十分に切削液を行き渡らせることが困難になるという問題もある。
【００１０】
また、特許文献２に開示された技術によるにしても、切削液の供給に使用される溝と切粉の排出に使用される溝が同一であって、排出と供給という本来的に逆の作用を単一の溝によって行わせなければならない。
【００１１】
そして、同文献に開示された単一の溝は、切粉の排出を主たる目的とするものであるため、ドリル先端側に切削液を積極的に供給させ得るような力が発生しないばかりでなく、逆に切削液を引き出そうとする力が発生し得ることになり、ドリル先端部に対して十分な切削液の供給を行うことが困難或いは不可能になるという問題があった。
【００１２】
本発明の課題は、ドリル先端部へ円滑且つ十分に切削液を供給することで、ドリル先端部の冷却不足による微小クラックの発生を効果的に抑制でき、且つ高精度な孔あけ加工を可能とするガラス用ドリルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために創案された本発明は、ガラス板に所定の孔あけ加工を施すガラス用ドリルにおいて、前記ガラス用ドリルの外表面には、該ガラス用ドリルの先端部に切削液を供給する給液溝が形成され、前記給液溝は、前記ガラス用ドリルの先端方向に向かって回転方向後方に傾斜していることに特徴づけられる。
【００１４】
このような構成によれば、給液溝が、ドリルの先端方向に向かって回転方向後方に傾斜していることにより、ドリルの回転時には、給液溝を流れる切削液に、ドリル先端側に押し込む方向の力が作用する。これにより、ドリル先端部への円滑且つ十分な切削液の供給が可能となるため、ドリル先端部の冷却不足による微小クラックの発生を効果的に抑制でき、且つ高精度な孔あけ加工が可能となる。
【００１５】
上記の構成において、前記ガラス用ドリルの外表面には、該ガラス用ドリルの先端部から切粉を排出する排出溝が形成され、前記排出溝は、前記ガラス用ドリルの先端方向に向かって回転方向前方に傾斜していることが好ましい。
【００１６】
このようにすれば、給液溝と排出溝とがそれぞれ給液専用と排出専用の溝として形成されることになるため、ドリル先端部への切削液の供給と、ドリル先端部からの切粉の排出とを区別した上で両作用を同時に行うことができる。しかも、排出溝は、ドリルの先端方向に向かって回転方向前方に傾斜しているため、ドリルの回転時には、排出溝内を切削液と共に流れる切粉に、ドリル先端部から遠ざかる方向の力が作用する。これにより、積極的に切粉の排出を行うことが可能となるため、ドリル先端部とガラス板の孔加工面との間に切粉の滞留が生じ難くなり、その結果、ガラス板の孔加工面に肌荒れが生じるという不具合を可及的に抑制することができる。
【００１７】
上記の構成において、前記ガラス用ドリルの外表面は、円筒面部と、その先端側に連なる凸曲面部とで形成されることが好ましい。
【００１８】
このようにすれば、切削抵抗の増大を抑制しつつ、ガラス板に迅速に貫通孔を穿孔することが可能となる。
【００１９】
上記の構成において、前記給液溝は、正面から視た場合に、湾曲しているように形成してもよい。
【００２０】
このようにしても、既に述べた事項と同様の作用効果を享受することが可能である。
【００２１】
上記の構成において、前記給液溝は、先端方向に移行するに従い曲率半径が大きくなることが好ましい。
【００２２】
このようにすれば、給液溝の上流端では下流端に比べて、給液溝を流れる切削液をドリル先端部へと押し込む力の作用が大きくなるため、ドリル先端部へと、より円滑に切削液を供給することが可能となる。
【００２３】
上記の構成において、前記排出溝は、正面から視た場合に、湾曲しているように形成してもよい。
【００２４】
このようにしても、既に述べた事項と同様の作用効果を享受することが可能である。
【００２５】
上記の構成において、前記排出溝は、先端方向に移行するに従い曲率半径が小さくなることが好ましい。
【００２６】
このようにすれば、排出溝の上流端では下流端に比べて、排出溝を切削液と共に流れる切粉をドリル先端部から遠ざける力の作用が大きくなるため、ドリル先端部から、より円滑に切粉を排出することが可能となる。
【００２７】
上記の構成において、前記給液溝は、前記円筒面部から凸曲面部の中心軸線に向かう延長線上に形成されていることが好ましい。
【００２８】
このようにすれば、給液溝を通じて供給される切削液が、偏りなくドリル先端部に行き渡り得ることになり、切削効率を効果的に高めることが可能となる。
【００２９】
上記の構成において、前記凸曲面部に形成された給液溝の深さが、前記円筒面部に形成された給液溝の深さと比べて深いことが好ましい。
【００３０】
このようにすれば、給液溝を通じて供給される切削液が、不足なくドリル先端部に供給されるようになり、ドリル先端部の冷却効果が高まるため、熱の影響による微小クラックの発生をより抑制することができる。しかも、ガラス板への押し付けにより凸曲面部の摩耗が進行した場合においても、給液溝が使用に耐え得ない程度に浅くなるまで長期間を要することになるため、耐久性の向上が図られる。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように、本発明に係るガラス用ドリルによれば、ドリル先端部への切削液の供給を円滑且つ十分に行えることで、ドリル先端部の冷却不足による微小クラックの発生を効果的に抑制でき、且つ高精度な孔あけ加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガラス用ドリルの使用状態を示す正面図である。
【図２】図１に示したガラス用ドリルを円筒面部において展開した模式図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るガラス用ドリルを示す正面図、図３（ｂ）は、その底面図、図３（ｃ）は、その背面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第３実施形態に係るガラス用ドリルの正面図、図４（ｂ）は、その底面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の第４実施形態に係るガラス用ドリルの正面図、図５（ｂ）は、その底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係るガラス用ドリルの実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、ガラス板は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ用のガラス基板である。
【００３４】
まず、図１に基づいて本発明の第１実施形態に係るガラス用ドリル１（以下、ドリル１という）の構成について説明する。ドリル１の外表面は、基端側の円筒面部１ａと、その先端側に滑らかに連なる凸曲面部１ｂとによって形成され、本実施形態では、凸曲面部１ｂが半球状に形成されている。なお、円筒面部１ａ及び凸曲面部１ｂの各々には、例えばダイヤモンド砥粒がメタルボンド等の結合材を用いて被着されている。
【００３５】
上記ドリル１の外表面には、円筒面部１ａから凸曲面部１ｂに亘って、切削液Ｌを先端側に供給する給液溝１１と、切粉Ｋを基端側に排出する排出溝１２とが形成されている。給液溝１１は、ドリル１の先端方向に向かって回転方向後方に傾斜しているのに対して、排出溝１２は、ドリル１の先端方向に向かって回転方向前方に傾斜している。そして、給液溝１１の形状は、その給液溝１１を正面から視た場合に直線状となるように形成されると共に、排出溝１２の形状も、その排出溝１２を正面から視た場合に直線状となるように形成されている。
【００３６】
また、給液溝１１を流れる切削液Ｌの排出溝１２へのスルーパス（給液溝１１を流れる切削液Ｌがドリル先端部へ到達する前に排出溝１２へと漏れ出すこと）を防止するため、給液溝１１と排出溝１２とはドリル１の円筒面部１ａにおいて互いに近接することなく適切に離隔した位置に形成されていることが好ましい。
【００３７】
給液溝１１及び排出溝１２の断面形状（切削液Ｌ、切粉Ｋの流路に垂直な断面の形状）は円形あるいは矩形であればよく、その溝深さは、ドリル径の５〜３０％の範囲であることが好ましい。
【００３８】
図２は、図１に示したドリル１を展開した模式図（詳細には、ドリル１の外表面における円筒面部１ａにおける展開図）である。図２に示した展開図において、給液溝１１及び排出溝１２の中心線（軸に平行な直線）に対する傾斜角度は１°〜４５°の範囲であることが好ましい。
【００３９】
次に、図１に基づいて、ドリル１を用いたガラス板２への孔あけ加工及び作用効果について説明する。
【００４０】
ドリル１が図１に示すＡの方向（時計回り）に回転しつつ、ガラス板２に当接すると、ノズル等の図示しない切削液供給源より供給された切削液Ｌは、給液溝１１がドリル１の先端方向に向かって回転方向後方に傾斜していることにより、給液溝１１内で図１のａの方向（ドリル先端部へと押し込む方向）に力の作用を受け、ドリル先端部へと供給される。また、加工で生じた切粉Ｋは排出溝１２がドリル１の先端方向に向かって回転方向前方に傾斜していることにより、排出溝１２内で図１のｂの方向（ドリル先端部から遠ざかる方向）に力の作用を受け、切削液Ｌと共にドリル先端部から排出される。ここで切削液Ｌとしては、切削油や水等が使用可能である。
【００４１】
また、ドリル１の先端部をドリル先端方向に向かって凸状に湾曲する曲面に形成したことで、切削抵抗の増大を抑制しつつ、迅速に貫通孔を穿孔することができる。
【００４２】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係るガラス用ドリル１を示すものである。第１実施形態で説明したように、ドリル１の外表面に形成される給液溝１１及び排出溝１２は、切削ドリル１の先端方向に向かって各々回転方向後方、回転方向前方に傾斜していれば、切削液Ｌの供給機能、及び切粉Ｋの排出機能を発揮できる。本実施形態では、図１及び図２に示すような直線状の形状ではなく、給液溝１１を正面から視た場合に湾曲しているように形成されると共に、排出溝１２の形状も、排出溝１２を正面から視た場合に湾曲しているように形成されている。また、給液溝１１は、先端方向に移行するに従い曲率半径が大きく、排出溝１２は、先端方向に移行するに従い曲率半径が小さくなっている。その他構成については、第１実施形態に準じるため、重複する説明を省略する。
【００４３】
本実施形態では、給液溝１１の下流端は凸曲面部１ｂの中心軸上に位置するように形成されている。このようにすれば、上述した第１実施形態と同様の作用効果に加えて、ドリル先端部に供給される切削液Ｌが、加工孔の最深部に確実に供給され得ることになる。
【００４４】
図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係るガラス用ドリル１を示すものである。本実施形態は切削液Ｌをドリル先端部へと供給する給液溝１１の凸曲面部１ｂにおける溝深さを、ドリル１の円筒面部１ａにおける溝深さに比べて深くしたものであって、詳述すれば、凸曲面部１ｂの全域または先端の一領域に形成された給液溝１１がスリットＳとされている。
【００４５】
なお、図４（ｂ）に示すようにスリットＳ（凸曲面部１ｂにおける給液溝１１）はその経路としてドリル１の凸曲面部１ｂの中心軸上を通過しており、また、図４（ａ）に示すようにスリットＳの下流端（切削液Ｌの供給方向の下流端）と排出溝１２の上流端（切粉Ｋの排出方向の上流端）が円筒面部１ａと凸曲面部１ｂとの境界部にて同じ高さに設けられている。その他の構成については、上述の第１及び第２実施形態に準じるため、重複する説明を省略する。
【００４６】
このようなスリットＳを給液溝１１に設けることで、給液溝１１を通じて供給される切削液Ｌが、不足なくドリル１の先端部（主として凸曲面部１ｂの先端部）に供給されるようになり、ドリル１の先端部の冷却効果が高まるため、熱の影響による微小クラックの発生をより抑制することができる。しかも、ガラス板２への押し付けにより凸曲面部１ｂの摩耗が進行した場合においても、給液溝１１が使用に耐え得ない程度に浅くなるまで長期間を要することになるため、耐久性の向上が図られる。
【００４７】
図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係るガラス用ドリル１を示すものである。この第４実施形態に係るドリル１も、第３実施形態と同様にスリットＳが設けられているが、第３実施形態とは異なり、給液溝１１の下流端と排出溝１２の上流端とが凸曲面部１ｂの軸方向途中にて同じ高さに設けられている。その他の構成については、上述の第１、第２及び第３実施形態に準じるため、重複する説明を省略する。
【００４８】
なお、本発明に係る第１〜第４実施形態では、ドリル１の凸曲面部１ｂの形状は半球面に形成されているが、この限りではなく、凸状に湾曲する他の曲面形状、例えば先細り状の断面輪郭線が楕円形状または断面輪郭線が放物線形状に形成してもよい。
【００４９】
また、本発明は、上述の各実施形態のように給液溝１１と排出溝１２とが完全に独立している場合のみならず、給液溝１１の下流端と排出溝１２の上流端とが連通している場合をも含む。
【００５０】
上述した本発明の実施形態について説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する構成要素については、同一符号を付し、重複した説明を省略している。
【００５１】
以上のように、本発明に係るガラス用ドリルによれば、ドリル先端部への切削液の供給を円滑且つ十分に行えることで、ドリル先端部の冷却不足による微小クラックの発生を効果的に抑制でき、且つ高精度な孔あけ加工が可能となる。
【符号の説明】
【００５２】
１      ガラス用ドリル
２      ガラス板
１１    給液溝
１２    排出溝
Ａ      ガラス用ドリルの回転方向
１ａ    ガラス用ドリル円筒面部
１ｂ    ガラス用ドリル凸曲面部
Ｌ      切削液
Ｋ      切粉
ａ      給液方向（切削液Ｌの供給方向）
ｂ      排出方向（切粉Ｋの排出方向）
Ｓ      スリット
【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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