(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ドリルを回転させながら板状体の一方の側面に押し当てて所定深さの第１穴を形成した後、先端から所定長さの位置にテーパ状の拡径部が形成された第２ドリルを回転させながら前記板状体の他方の側面に押し当てて第２穴を形成し、該第２穴を前記板状体の一方の側面に形成した第１穴と連通させるとともに前記拡径部で皿座ぐりする板状体の孔明加工方法において、
前記第２穴は、前記第２ドリルの拡径部が皿座ぐりしているときに前記第１穴と連通するように加工されるとともに、前記第１穴と連通されるまで定圧加工により穴明けされることを特徴とする板状体の孔明加工方法。
【請求項２】
第１ドリルを回転させながら板状体の一方の側面に押し当てて所定深さの第１穴を形成した後、先端から所定長さの位置にテーパ状の拡径部が形成された第２ドリルを回転させながら前記板状体の他方の側面に押し当てて第２穴を形成し、該第２穴を前記板状体の一方の側面に形成した第１穴と連通させるとともに前記拡径部で皿座ぐりする板状体の孔明加工方法において、
前記第２穴は、前記第２ドリルの拡径部が皿座ぐりしているときに前記第１穴と連通するように加工されるとともに、前記第１穴と連通される直前まで定速加工により穴明けされ、前記第１穴と連通される直前以降、定圧加工により穴明けされることを特徴とする板状体の孔明加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状体の孔明加工方法に係り、特に板ガラスに孔を加工する板状体の孔明加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビル用ファザードガラスは、製造工程において構造躯体に取り付けるための孔が孔明け加工される。これらの孔はダイヤモンドドリルをガラス板に押し当てて回転と送りとを与えることにより孔明け加工するが、ガラス板の割れを防止するために、一度には加工せずガラス板の両側から二度に分けて加工する方法が採られている。
【０００３】
すなわち、図３（ａ）に示すように、まず、ガラス板１の下面１Ａに回転するダイヤモンドドリル２Ａを押し当てて下穴３Ａを形成し、次いで、同図（ｂ）に示すように、ガラス板１の上面１Ｂに回転するダイヤモンドドリル２Ｂを押し当てて上穴３Ｂを形成する。そして、その上穴３Ｂを下穴３Ａに連通させて孔３を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の加工方法では、図３（ｃ）に示すように、上穴３Ｂと下穴３Ａとを連通させる際に連通部に罅が入りやすいという欠点があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、割れ、罅を生じさせることなく孔明け加工することができる板状体の孔明加工方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、第１ドリルを回転させながら板状体の一方の側面に押し当てて所定深さの第１穴を形成した後、先端から所定長さの位置にテーパ状の拡径部が形成された第２ドリルを回転させながら前記板状体の他方の側面に押し当てて第２穴を形成し、該第２穴を前記板状体の一方の側面に形成した第１穴と連通させるとともに前記拡径部で皿座ぐりする板状体の孔明加工方法において、前記第２穴は、前記第２ドリルの拡径部が皿座ぐりしているときに前記第１穴と連通するように加工されるとともに、前記第１穴と連通されるまで定圧加工により穴明けされることを特徴とする。
また、本発明は前記目的を達成するために、第１ドリルを回転させながら板状体の一方の側面に押し当てて所定深さの第１穴を形成した後、先端から所定長さの位置にテーパ状の拡径部が形成された第２ドリルを回転させながら前記板状体の他方の側面に押し当てて第２穴を形成し、該第２穴を前記板状体の一方の側面に形成した第１穴と連通させるとともに前記拡径部で皿座ぐりする板状体の孔明加工方法において、前記第２穴は、前記第２ドリルの拡径部が皿座ぐりしているときに前記第１穴と連通するように加工されるとともに、前記第１穴と連通される直前まで定速加工により穴明けされ、前記第１穴と連通される直前以降、定圧加工により穴明けされることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、第２ドリルの拡径部が第２穴を皿座ぐりしているときに第１穴と第２穴とが連通される。このように孔明け加工することにより、第２ドリルに付与された押圧力はドリルの先端面と拡径部のテーパ面とで受けられることになり、無理な力をかけずに第１穴と第２穴とを連通させることができる。これにより、罅や割れを生じさせることなく孔明け加工することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る板状体の孔明加工方法の好ましい実施の形態について詳説する。
図１は、本発明が適用されるガラス板の孔明加工装置１０の構成を示す正面図である。同図に示すように、孔明加工装置１０は主としてクランプ装置１４、下穴加工装置１６、上穴加工装置１８から構成されている。
【０００８】
クランプ装置１４はガラス板２０をクランプする装置であり、装置本体１２のステージ２２上に載置されたガラス板２０の上面をクランププレート２４で押圧してクランプする。
クランププレート２４はリング状に形成されており、その内周部を後述する上穴加工装置１８のドリルが挿通して上穴を加工する。このクランププレート２４はクランプアーム２６の先端部に固定されており、該クランプアーム２６はブラケット２８の先端部にピン結合されている。また、このクランプアーム２６の先端部にはコネクティングロッド３０の先端部がピン結合されており、該コネクティングロッド３０の基端部には駆動アーム３２の先端部がピン結合されている。駆動アーム３２はＬ字状に形成されており、その屈曲部がブラケット３４にピン結合されている。また、この駆動アーム３２の基端部にはクランプシリンダ３６のロッド先端部がピン結合されており、該クランプシリンダ３６はブラケット３８の先端部にピン結合されている。
【０００９】
前記のごとく構成されたクランプ装置１４は、クランプシリンダ３６を駆動してロッドを伸長させると、クランププレート２４が上昇してガラス板２０から退避しクランプを解除する。そして、クランプシリンダ３６のロッドを収縮させると、クランププレート２４が下降してガラス板２０を押圧しガラス板２０をクランプする。
【００１０】
下穴加工装置１６は、ガラス板２０の下面に所定深さの下穴４２を加工する装置であり、回転する第１ダイヤモンドドリル４０をガラス板２０の下面に押し当てて所定深さの下穴４２を加工する。
第１ダイヤモンドドリル４０は前記ステージ２２に対して垂直に配置されており、第１モータ４４の出力軸に取り付けられている。この第１モータ４４は第１送りテーブル４６に設けられており、該第１送りテーブル４６は装置本体１２に内蔵された図示しない送り機構に駆動されて垂直に上下動する。
【００１１】
前記のごとく構成された下穴加工装置１６は、第１ダイヤモンドドリル４０をガラス板２０の下面に押し当て回転と送りとを与えることにより下穴４２を加工する。
ここで、第１ダイヤモンドドリル４０は、図２（ａ）に示すように、先端から所定長さＬ1 の位置にテーパ状のフランジ４０Ａが形成されており、このフランジ４０Ａのテーパ面が先行して加工された下穴４２の周縁に押し当てられることにより下穴４２が皿座ぐりされる。
【００１２】
なお、図示されていないがステージ２２には挿通孔が形成されており、この挿通孔を通って下穴加工用ダイヤモンドドリル４０がガラス板２０に当接する。
上穴加工装置１８は、ガラス板２０の上面に上穴４８を加工する装置であり、回転する第２ダイヤモンドドリル５０をガラス板２０の上面に押し当てて上穴４８を加工する。
【００１３】
第２ダイヤモンドドリル５０は前記第１ダイヤモンドドリル４０と対向するように設けられており、第２モータ５２の出力軸に取り付けられている。第２モータ５２は第２送りテーブル５４に設けられており、該第２送りテーブル５４はリニアガイド５６、５６を介してガイドレール５８上を摺動自在に設けられている。このガイドレール５８は装置本体１２上に敷設されており、前記ステージ２２に対して直交して敷設されている。したがって、第２送りテーブル５４はステージ２２に対して垂直に昇降移動する。
【００１４】
前記ガイドレール５８の背面の位置には、ガイドレール６０がガイドレール５８と平行に敷設されている。このガイドレール６０上にはリニアガイド６２を介してナット部材６４が摺動自在に支持されている。ナット部材６４はガイドレール６０と平行に配設されたネジ棒６６に螺合されており、該ネジ棒６６の両端部は装置本体１２上に配設された軸受６８、６８に回動自在に支持されている。
【００１５】
ここで、前記装置本体１２には第３モータ７０がネジ棒６６と平行に設置されており、その出力軸には駆動プーリ７２が固着されている。一方、ネジ棒６６の上端部には従動プーリ７４が固着されており、該従動プーリ７４と駆動プーリ７２には駆動ベルト７６が巻きかけられている。したがって、第３モータ７０を駆動すると、その回転がネジ棒６６に伝達されてネジ棒６６が回転し、この結果、ナット部材６４が垂直に上下動する。
【００１６】
前記ネジ棒６６にはストッパー部材７８が遊嵌されており、該ストッパー部材７８はナット部材６４の上面部に載置されている。このストッパー部材７８は第２送りテーブル５４に連結されており、該第２送りテーブル５４は、このストッパー部材７８がナット部材６４に係止されることにより、下方への移動が規制される。
【００１７】
ところで、第２送りテーブル５４はナット部材６４を下降させることにより、それに伴って下降するが、第２ダイヤモンドドリル５０がガラス板２０に当接した後はナット部材６４を下降させても下降しない。このため加工に必要な押圧力を第２ダイヤモンドドリル５０の先端部に付与できないおそれがある。このため、装置本体１２の天井部には押圧用シリンダ８０が設置されており、該押圧用シリンダ８０で第２送りテーブル５４の上面を押圧することにより、第２ダイヤモンドドリル５０の先端部に必要な押圧力を付与する。
【００１８】
なお、ナット部材６４の上面部には図示しない触覚センサが設置されており、ストッパ部材７８が接触していることを検出できるようにされている。
前記のごとく構成された上穴加工装置１８は、第２ダイヤモンドドリル５０をガラス板２０の上面に押し当て回転と送りとを与えることにより上穴４８を加工するが、この上穴加工装置１８は第２ダイヤモンドドリル５０を一定速度で送って穴明け加工する定速加工と、第２ダイヤモンドドリル５０を一定圧力で送って穴明け加工する定圧加工とを選択的に行なうことができる。
【００１９】
すなわち、定速加工する場合は、押圧用シリンダ８０によって第２送りテーブル５４の上面をある一定以上の力、すなわち加工抵抗を上回る力で押圧することによりストッパ部材７８とナット部材６４とを一体化させる。そして、この状態でナット部材６４を一定速度で下降させる。これにより、第２ダイヤモンドドリル５０は一定速度で下降してゆき、ガラス板２０を一定速度で穴明け加工する。
【００２０】
一方、定圧加工は次のように行なう。まず、第２送りテーブル５４を無加圧の状態で定速下降させる。すなわち、ナット部材６４を一定速度で下降させる。第２ダイヤモンドドリル５０がガラス板２０に当接するまではナット部材６４とストッパ部材７８とが一体となって下降するが、第２ダイヤモンドドリル５０がガラス板２０に当接するとナット部材６４のみが下降し、ナット部材６４とストッパ部材７８との接触状態が解除される。
【００２１】
このナット部材６４とストッパ部材７８の接触状態の解除が触覚センサによって検出されると、図示しない制御装置がナット部材６４を微小量（約０．２mm程度）下降させる。これによりナット部材６４とストッパ部材７８との間に微小隙間が形成される。この状態において第２ダイヤモンドドリル５０の先端部には、第２ダイヤモンドドリル５０と第２モータ５２及び第２送りテーブル５４の自重のみが付与されているので、押圧用シリンダ８０を駆動して第２送りテーブル５４の上面を押圧する。これにより、第２ダイヤモンドドリル５０の先端部には所定の押圧力が付与されて定圧加工される。
【００２２】
加工が進行すると再びストッパ部材７８が停止しているナット部材６４に接触するので、この接触状態を触覚センサが検出すると、再び図示しない制御装置がナット部材６４を微小量（約０．２mm程度）下降させる。そして、押圧用シリンダ８０を駆動して第２送りテーブル５４の上面を押圧する。
以上を繰り返し行なうことにより、第２ダイヤモンドドリル５０の先端部には常に一定の押圧力が付与されてガラス板２０に定圧穴明け加工がされる。
【００２３】
なお、上述したように上穴加工装置１８は定速加工と定圧加工を選択的に実施することができるが、ガラス板２０の割れ等を考慮すると定圧加工により穴明けするのが好ましい。
また、図２（ａ）に示すように、第２ダイヤモンドドリル５０も前記第１ダイヤモンドドリル４０と同様に、先端から所定長さＬ2 の位置にテーパ状のフランジ５０Ａが形成されており、このフランジ５０Ａのテーパ面が先行して加工された上穴４８の周縁に押し当てられることにより上穴４８が皿座ぐりされる。
【００２４】
なお、この第２ダイヤモンドドリル５０に形成するフランジ５０Ａの位置は次のように設定する。すなわち、上記の孔明加工装置１０では、初めに下穴加工装置１６で所定深さの下穴４２を形成したのち、上穴加工装置１８で上穴４８を形成して連通する方法が採られるが、第２ダイヤモンドドリル５０のフランジ５０Ａが上穴４８を皿座ぐりしているときに下穴４２と上穴４８とが連通されるように第２ダイヤモンドドリル５０のフランジ５０Ａの位置を設定する。
【００２５】
たとえば、図２（ｃ）に示すように、第１ダイヤモンドドリル４０で形成した下穴４２の先端面からガラス板２０の上面までの距離をＴとすれば、少なくともＬ2 ＜Ｔとなるようにフランジ５０Ａを形成する。これにより、上穴４８は第２ダイヤモンドドリル５０のフランジ５０Ａで皿座ぐりされているときに下穴４２と連通される。
【００２６】
前記のごとく構成された孔明加工装置１０を用いた本発明に係る孔明加工方法は次の通りである。
まず、ガラス板２０をステージ２２上の所定の位置にセットする。なお、ガラス板２０は図示しない搬送ラインによって搬送され、ステージ２２上にセットされる。
【００２７】
次に、クランプ装置１４によってステージ２２上のガラス板２０をクランプする。すなわち、クランプシリンダ３６を駆動してクランププレート２４でガラス板２０の上面を押圧しクランプする。この状態において第１ダイヤモンドドリル４０と第２ダイヤモンドドリル５０は、図２（ａ）に示すように、それぞれガラス板２０から所定距離離れた位置（原点位置）に待機している。
【００２８】
次に、第１モータ４４を駆動して第１ダイヤモンドドリル４０を回転させるとともに、第１送りテーブル４６を上昇させて第１ダイヤモンドドリル４０の先端部をガラス板２０の下面に押し当てる。次に、第１送りテーブル４６を上昇させて第１ダイヤモンドドリル４０を上方に送る。これにより、図２（ｂ）に示すように、ガラス板２０の下面が第１ダイヤモンドドリル４０に研削されて下穴４２が加工される。
【００２９】
なお、下穴４２の加工が進行すると、第１ダイヤモンドドリル４０のフランジ４０Ａが下穴４２の周縁部に当接するようになり、これにより下穴４２の加工と同時に、その下穴４２の皿座ぐりが行なわれるようになる。
所定深さの下穴４２が加工されると、第１モータ４４の駆動を継続して第１ダイヤモンドドリル４０の回転を継続させたまま図２（ｃ）に示すように、第１送りテーブル４６を下降させて第１ダイヤモンドドリル４０を原点位置に退避させる。
【００３０】
次に、第２モータ５２を駆動して第２ダイヤモンドドリル５０を回転させるとともに、第２送りテーブル５４を下降させて第２ダイヤモンドドリル５０の先端部をガラス板２０の上面に押し当てる。次に、第２送りテーブル５４を下降させて第２ダイヤモンドドリル５０を下方に送る（定圧送り）。これにより、図２（ｄ）に示すように、ガラス板２０の上面が第２ダイヤモンドドリル５０に研削されて上穴４８が加工される。そして、この上穴４８の加工が進行することにより下穴４２と連通されて通し孔８２が加工されるが、この連通は第２ダイヤモンドドリル５０のフランジ５０Ａが上穴４８を皿座ぐりしているときなされる。
【００３１】
すなわち、上述したように第２ダイヤモンドドリル５０のフランジ５０Ａは、少なくともＬ2 ＜Ｔを満足するように設定されている。したがって、第２ダイヤモンドドリル５０の直線部（フランジ５０Ａよりも前の部分）のみで上穴４８を加工している間は連通はなされず、図２（ｄ）に示すように、その連通の前に第２ダイヤモンドドリル５０のフランジ５０Ａが上穴４８の周縁部に当接して皿座ぐりを開始する。そして、図２（ｅ）に示すように、その上穴４８の皿座ぐりが行なわれている最中に上穴４８と下穴４２が連通する。
【００３２】
このように、第２ダイヤモンドドリル５０のフランジ５０Ａが上穴４８を皿座ぐりしている最中に上穴４８と下穴４２とを連通させることにより、連通時に生じるガラス板２０の罅や割れを効果的に防止することができる。すなわち、皿座ぐりしている時は、第２ダイヤモンドドリル５０にかかる押圧力が第２ダイヤモンドドリル５０の先端面とフランジ５０Ａのテーパ面とで受けられるため、無理な力をかけずに連通させることができる。これにより、ガラス板２０に生じる罅、割れを効果的に防止することができる。
【００３３】
上穴４８と下穴４２が連通し、上穴４８に所定の皿座ぐり加工がなされると、第２モータ５２の駆動を継続して第２ダイヤモンドドリル５０の回転を継続させたまま図２（ｆ）に示すように、第２送りテーブル５４を上昇させて第２ダイヤモンドドリル５０を原点位置に退避させる。
以上により孔明け加工が終了し、ガラス板２０には両端部が皿座ぐりされた通し孔８２が形成される。加工終了後、ガラス板２０はクランプ装置１４によるクランプが解除されたのち、図示しない搬送ラインによって搬送されてゆく。
【００３４】
以上説明したように、本発明に係る孔明加工方法によれば、第２ダイヤモンドドリル５０のフランジ５０Ａが上穴４８を皿座ぐりしている最中に上穴４８と下穴４２とを連通させることにより、連通時に生じるガラス板２０の罅や割れを効果的に防止することができる。
次に、本発明に係る孔明加工方法の第２の実施の形態について説明する。
【００３５】
上記の実施の形態では、上穴４８の加工は定圧加工、すなわち第２ダイヤモンドドリル５０を一定圧で送って加工している。
この上穴４８の加工を定速加工、すなわち第２ダイヤモンドドリル５０を一定速度で送って加工した場合、第２ダイヤモンドドリル５０にかかる負荷の変化は図４に示すグラフのようになる。同グラフに示すように、第２ダイヤモンドドリル５０にかかる負荷は、皿座ぐりの開始とともに徐々に増加してゆく。したがって、この定速加工で上穴４８を加工すると連通時に罅や割れを生じるおそれがある。
【００３６】
一方、上述した実施の形態のように上穴４８を定圧加工した場合、第２ダイヤモンドドリル５０の送り速度の変化は図５に示すグラフのようになる。同グラフに示すように、第２ダイヤモンドドリル５０の送り速度は、皿座ぐりの開始とともに徐々に低下してゆく。要するに、第２ダイヤモンドドリル５０にかかる負荷は、第２ダイヤモンドドリル５０とガラス板２０との接触面積（≒単位時間当たりのガラス板２０の除去体積）にほぼ比例する。したがって、この定圧加工の場合、連通時に生じる罅や割れは防止できるが、１つの孔明加工に要する時間が長くなるという問題がある。
【００３７】
そこで、第２の実施の形態の孔明加工方法では、下穴４２と連通する直前までは上穴４８を定速加工で加工し、連通直前に第２ダイヤモンドドリル５０を定圧で送って下穴４２と連通させる。
これにより、連通時に生じる罅や割れを効果的に防止しつつ、加工タクトを大幅に向上させることができる。
【００３８】
なお、上述した一連の実施の形態では孔８２の両側を皿座ぐりする例で説明したが、孔の片側のみを皿座ぐりする場合にも本発明は有効に適用することができる。この場合、初めに皿座ぐりしない穴を形成し、次いで皿座ぐりする穴を形成する。そして、皿座ぐりをしながら互いの穴を連通させる。
また、上述した実施の形態では被加工物としてガラス板２０を孔明加工する場合を例に説明したが、被加工物はガラス板に限らず、罅や割れが生じやすい他の高脆性材料を孔明け加工するときにも本発明は有効に適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば皿座ぐりしているときに第１穴と第２穴とを連通させることにより、無理な力をかけずに第１穴と第２穴とを連通させることができる。これにより罅や割れを生じさせることなく孔明け加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガラス板の孔明加工装置の構成を示す正面図
【図２】本発明に係る孔明加工方法の説明図
【図３】従来の孔明加工方法の説明図
【図４】定速加工時における第２ダイヤモンドドリルに生じる負荷の変化のグラフ
【図５】定圧加工時における第２ダイヤモンドドリルの送り速度の変化のグラフ
【符号の説明】
１０…孔明加工装置
１２…装置本体
１４…クランプ装置
１６…下穴加工装置
１８…上穴加工装置
２０…ガラス板（板状体）
４０…第１ダイヤモンドドリル（第１ドリル）
４０Ａ…フランジ（拡径部）
５０…第２ダイヤモンドドリル（第２ドリル）
５０Ａ…フランジ（拡径部）
４２…下穴（第１穴）
４８…上穴（第２穴）
【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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