JP2012192467A - ドリル用ドレッサー - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス板に孔加工を施すドリルが細い場合であっても、ドリルに曲げなどの破損を生じさせることなく、ドリルの研削部に対して確実にツルーイングを施すことが可能なドレッサーを提供する。
【解決手段】結合材に砥粒を分散保持してなる研削部７でガラス板に孔加工を施すドリル６に対して、ツルーイングを施すツルーイング部２を有するドリル用ドレッサー１であって、ツルーイング部２が、ドリル６の研削部７の砥粒よりも弱い結合力で、結合材に砥粒を分散保持してなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガラス板に孔加工を施すドリルの研削部に対して、ツルーイングを施すためのドリル用ドレッサーの改良技術に関する。

周知のように、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に使用されるガラス基板の中には、パネル中の排気やガス封入に使用することを目的として、コーナー部等に貫通孔が形成されるものがある。

ここで、ＦＰＤの製造過程では、搬送時や熱処理時などに、ガラス基板に対して機械的応力や熱的応力が作用するが、上述の目的から貫通孔が形成されるガラス基板の場合には、貫通孔に応力集中が生じやすい。これは、貫通孔の開口縁周辺のカケやチッピング、貫通孔の内表面の面荒れなどの欠陥が生じている場合に特に顕著である。

そして、近年では、ＦＰＤの大型化及び軽量化の観点から、ガラス基板の大型化及び薄板化が推進されているが、これに伴って、製造過程でガラス基板に作用する機械的応力や熱的応力も大きくなる傾向にある。そのため、ガラス基板の貫通孔への応力集中が、ガラス基板が大型で薄板になるに連れて大きくなり、ガラス基板の破損原因となるに至った。

そこで、このような問題に対する対策として、例えば、特許文献１などには、貫通孔に欠陥が生じるのを抑えるために、ガラス基板の上面側及び下面側からそれぞれ別のドリルにより孔を形成し、最終的に貫通孔を形成する手法が開示されている。

しかしながら、仮にこのような手法を採用した場合であっても、ガラス基板を研削するドリルの研削部が適正に管理されていなければドリルの切れ味が落ち、ガラス基板に形成される貫通孔に欠陥が形成される。特にこの場合には、貫通孔の内表面に面荒れなどが生じ易くなり、貫通孔の内表面の面粗度が悪化するという問題が生じる。

したがって、ドリルの研削部の切れ味を良好に維持するために、ドレッサーを用いて、所定のタイミングでドリルの研削部をツルーイングする。詳細には、ドリルの研削部は結合材に砥粒を分散保持してなることから、ドレッサーでツルーイングすることによって、結合材から突出した砥粒の形状を整える。なお、このツルーイングは、ドリルの使用開始直後や、ドレッシング後に行われることが多い。

ここで、ツルーイングを行うための一般的なドレッサーは、結合材に砥粒が分散保持されたツルーイング部を有する。具体的には、ドリルに対してツルーイングを行うものではないが、例えば特許文献２には、ドレッサーのツルーイング部が、砥粒が電着により結合されて形成された砥粒層と、砥粒層よりも薄くかつ円柱状台金と一体の金属からなる裏打層とから構成されたものが開示されている。なお、ここでは、電着により形成されるメッキ層が、砥粒を分散保持する結合材となる。

特開２００２−２６７５８５号公報 特開２００８−１５５３４７号公報

ところで、例えばＰＤＰの場合、ガラス基板に形成される貫通孔は、例えば、直径０．５〜５ｍｍ程度の微細なものとなっており、これに伴ってドリルも小径化が図られているのが実情である。

そのため、このような小径ドリルに対して、一般的な研削砥石をツルーイングの対象とするドレッサーを使用すると、ドレッサーのツルーイング部と小径ドリルの研削部との間の当りが強くなりすぎて、小径ドリルに芯ずれの原因となる曲がりが発生したり、場合によっては小径ドリルが折れるという致命的な問題が生じ得る。

なお、ツルーイングを行う代わりに、ドリルでダミーワークの加工を行うことで、ドリルの研削砥石の形状を整えることも考えられるが、ダミーワークの加工によりツルーイングと同程度の効果を得ようとすると、ダミー加工を２０〜２００回程度繰り返す必要がある。そのため、長期間に亘って製品となるガラス基板の孔加工ができずに生産効率が極端に悪くなるという問題がある。また、ダミー加工を行ってもドリルの研削部の研削砥石の状態を完全に良化することは難しく、ガラス基板に孔加工を施す際に依然として孔内面の面荒れが生じるという問題もある。

本発明は、以上の実情に鑑み、ドリルでガラス板に孔加工を施すドリルが小径な場合であっても、ドリルに曲げなどの破損を生じさせることなく、ドリルの研削部に対して確実にツルーイングを施すことが可能なドレッサーを提供することを技術的課題とする。

上記課題を解決するために創案された本発明は、結合材に砥粒を分散保持してなる研削部でガラス板に孔加工を施すドリルに対して、ツルーイングを施すツルーイング部を有するドリル用ドレッサーであって、前記ツルーイング部が、前記ドリルの前記研削部の砥粒よりも弱い結合力で、結合材に砥粒を分散保持してなることに特徴づけられる。

このような構成によれば、ドレッサーのツルーイング部の砥粒の結合力をドリルの研削部の砥粒の結合力よりも弱くしているので、ドレッサーのツルーイング部の砥粒がドリルの研削部の砥粒と接触した際に、ドリルの研削部に過度な衝撃が加わることがない。これは、接触時に、ドレッサーの砥粒が結合材から積極的に剥離して、ドリル側に過度な衝撃が加わるのを防止しているためである。したがって、ツルーイング対象のドリルが、曲がったり、折れるなどの不具合が生じ難くなる。なお、この場合でも、ドレッサーの砥粒と、ドリルの砥粒が接触する際に、ドリル側の砥粒を削ることは可能であるので、ドリルの砥粒の過度な飛び出し部分などを除去してドリルの研削部の形状を整えることができる。

上記の構成において、前記ツルーイング部の砥粒が、前記ドリルの前記研削部の砥粒と同じ材料で構成されていることが好ましい。

このようにすれば、ツルーイング部の砥粒の硬度と、ドリルの砥粒の硬度とが等しくなるので、ドリルの研削部のツルーイングを効率的に行うことができる。

この場合、前記ツルーイング部の砥粒としては、ダイヤモンド又はＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）を用いることができる。

更に、この場合、前記ツルーイング部の砥粒が、前記ドリルの前記研削部の砥粒と実質的に同一の平均粒径を有することが好ましい。

このようにすれば、ドレッサーのツルーイング部の研削性能と、ドリルの研削部の研削性能とが実質的に同程度となることから、ドリルの研削部のツルーイングをより効率的に行うことが可能となる。

上記の構成において、前記ツルーイング部の砥粒の集中度が、５０〜１５０であることが好ましい。ここで、集中度とは、ＪＩＳ Ｂ４１３０に準拠して測定された値とする。

すなわち、ツルーイング部の砥粒の集中度が５０未満であると、ツルーイング部の砥粒が少なくなりすぎて、ドレッサーの研削能力が低下するおそれがある。一方、ツルーイング部の砥粒の集中度が１５０を超えると、ツルーイング部の砥粒が多くなりすぎて、ドレッサーの強度が不当に低下するおそれがある。したがって、ツルーイング部の砥粒の集中度は、上記数値範囲であることが好ましく、このようにすれば、ツルーイング部の各砥粒にかかる力が最適化され、ツルーイング時にドリルに対して過度な力が作用するという事態をより確実に防止することができる。

上記の構成において、前記ツルーイング部の結合材が、熱硬化性を有することが好ましい。

このようにすれば、ツルーイング時の生じる摩擦熱で、ドレッサーのツルーイング部の結合材が溶けるという事態が生じ難い。付言すれば、ツルーイング部の結合材が溶け出して、ドレッサーのツルーイング部に目詰まりが生じるという事態が生じ難い。

上記の構成において、前記ツルーイング部の結合材が、メタルボンド又はビトリファイドボンドからなることが好ましい。

上記課題を解決するために創案された本発明は、結合材に砥粒を分散保持してなる研削部でガラス板に孔加工を施すドリルに対して、ツルーイングを施すツルーイング部を有するドリル用ドレッサーであって、前記ツルーイング部が、結合材に砥粒を分散保持してなるとともに、前記ツルーイング部の砥粒が、ツルーイング時に前記ドリルの前記研削部の砥粒と接触すると、前記研削部の砥粒よりも優先的に結合材から剥離するように構成されていることに特徴づけられる。

このような構成によれば、ドレッサーのツルーイング部の砥粒が、ツルーイング時にドリルの研削部の砥粒と接触すると、ドリルの研削部の砥粒よりも優先的に結合材から剥離する。そのため、ツルーイング時にドリルの研削部の砥粒と接触すると、ドレッサーのツルーイング部の砥粒が結合材から積極的に剥離して、ドリル側に過度な衝撃が加わるのを防止している。したがって、ツルーイング対象のドリルが曲がるなどの不具合が生じ難くなる。なお、この場合でも、ドレッサーの砥粒と、ドリルの砥粒が接触する際に、ドリル側の砥粒を削ることは可能であるので、ドリルの砥粒の過度な飛び出し部分などを除去してドリルの研削部の形状を整えることができる。

以上のように本発明に係るドリル用ドレッサーによれば、ツルーイング時に、ドレッサーのツルーイング部の砥粒が、ドリルの研削部の砥粒と接触すると、結合材から積極的に剥離し、ドリルに不当な衝撃が加わるのを防止することができる。したがって、ガラス基板に孔加工を施すドリルが細い場合であっても、ドリルに曲げなどの破損を生じさせることなく、ドリルの研削部に対して確実にツルーイングを施すことができる。

本発明の実施形態に係るドリル用ドレッサーを示す斜視図である。 本実施形態に係るドリル用ドレッサーのツルーイング部の断面図である。 本実施形態に係るドリル用ドレッサーによるドリルのツルーイング方法を説明するための図である。 図３のＸ領域における状態を示す断面図であって、（ａ）はツルーイング前の状態を、（ｂ）はツルーイング後の状態をそれぞれ示す。 （ａ）〜（ｈ）は、ガラス基板の孔加工の実施状況を順に説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るドリル用ドレッサーを示す斜視図である。このドリル用ドレッサー１は、全体として板状体をなし、その表面にツルーイングを実行するためのツルーイング部２を有する。なお、ドレッサー１は、板状体に限定されるものではなく、回転円盤などであってもよい。

図２に示すように、ドレッサー１のツルーイング部２は、基材３と一体化された結合材４に、砥粒５を分散保持してなる。

詳細には、結合材４は、電着などで形成されたメッキ層であってもよいが、この実施形態では、例えばメタルボンド又はビトリファイドボンドから構成される。また、結合材４は、ツルーイング時の摩擦熱で目詰まりなどの不具合が生じるのを防止するために、熱硬化性を有することが好ましい。なお、図中では、砥粒５が、結合材４の表層部にのみ分散保持された状態であるが、結合材４の内部にも埋設された状態で分散保持されていてもよい。

ツルーイング部２の砥粒５は、ツルーイングを施す対象となるドリルの研削部の砥粒よりも弱い結合力でもって、結合材４に分散保持されている。具体的には、ツルーイング部２の砥粒５の結合力は、ドリルの研削部の砥粒と接触した際に、ドリルの研削部の砥粒よりも優先的に剥離する程度に設定されている。

また、この実施形態では、ツルーイング部２の砥粒５は、ドリルの研削部の砥粒と同じ材料（例えば、ダイヤモンド又はＣＢＮ）で、且つ、ドリルの研削部の砥粒の平均粒径と実質的に同一となる平均粒径を有する。ここで、平均粒径が実質的に同一とは、ツルーイング部２の砥粒５の平均粒径が、ドリルの研削部の砥粒の平均粒径の±１０％の範囲内に含まれることを意味する。

更に、ツルーイング部２の砥粒５の集中度が、５０〜１５０（好ましくは１００〜１２５）である。

次に、以上のように構成されたドレッサーを用いたドリルのツルーイング方法を説明する。

図３に示すように、ツルーイング対象のドリル６を回転させた状態で、ドリル６の先端部に設けられた研削部７に対して、ドレッサー１のツルーイング部２を押し付け、ドリル６の研削部７の全体又は必要な一部のみにツルーイングを行う。なお、この実施形態では、ツルーイング対象のドリル６は、直径が０．５〜５．０ｍｍをなすドリル胴部６ｂの下端に、先端に向かって漸次縮径するドリル先細り部６ａが滑らかに連なっている。

ここで、ツルーイングが必要なドリルは、使用開始直後またはドレッシング時に発生しやすく、概ね次のような砥粒の状態を示す。すなわち、図４（ａ）に示すように、ドリル６の研削部７では、基材（例えば、銅、錫、鉄、コバルトなどの金属）８に一体化された結合材９に分散保持された砥粒１０の突出寸法にばらつきがあり、結合材９から飛び出しすぎている砥粒１０が多く含まれる。これに対し、上述のようにドレッサー１でツルーイングした後のドリル６の研削部７では、図４（ｂ）に示すように、砥粒１０の先端部分（飛び出し部分）が削り取られ、砥粒１０の形状が整えられる。

そして、このようなツルーイングを実行するドレッサー１は、ツルーイング部２の砥粒５の結合力を、ドリル６の研削部７の砥粒１０の結合力よりも弱くしている。そのため、ドレッサー１の砥粒５がドリル６の砥粒１０と接触した際に、ドレッサー１の砥粒５がドリル６の砥粒１０よりも優先的に剥離し、ドリル６の研削部７に過度な衝撃が加わることがない。したがって、ドリル６が小径なものであっても、ドリル６に曲げや折れなどの致命的な破損を生じさせることなく、適正なツルーイングを施すことが可能となる。

なお、ツルーイングが施されたドリル６によるガラス板の孔加工は、例えば次のようにして行われる。すなわち、図５に示すように、ドリル６をガラス板の上下にそれぞれ配置して、ガラス板（この実施形態ではＰＤＰ用ガラス基板）１１のコーナー部に貫通孔（排気孔）１２を形成する。なお、説明の便宜上、以下では、ガラス板１１の上方に位置するドリル６を上部ドリル、下方に位置するドリル６を下部ドリルという。

詳細には、先ず、図５（ａ）に示すように、水平姿勢にあるガラス板１１の上方に、ドリル先細り部６ａが下方を指向するように上部ドリル６を配置し、この上部ドリル６を下降させることにより切削液を供給しながら上部ドリル６のドリル先細り部６ａをガラス板１１に上側から侵入させていく。そして、図５（ｂ）に示すように、上部ドリル６のドリル胴部６ｂがガラス板１１に完全に侵入した時点で、上部ドリル６の下降を停止する。

この後は、図５（ｃ）に示すように、上部ドリル６を上昇させることにより、ガラス板１１から上部ドリル６を抜き取って退避位置まで移動させる。これにより、ガラス板１１には、上方のみが開口する非貫通状態の上部孔１２ａが形成された状態となる。

次に、図５（ｄ）に示すように、ガラス板１１の下方に、ドリル先細り部６ａが上方を指向するように下部ドリル６を配置するが、この場合には、ガラス板１１に既に形成されている上部孔１２ａの軸心と下部ドリル６の軸心とを一致させる。そして、図５（ｅ）に示すように、下部ドリル６を上昇させることにより切削液を供給しながら下部ドリル６のドリル先細り部６ａをガラス板１１に下側から侵入させていく。

そして、下部ドリル６が上昇し続けて更にガラス板１１に侵入していくことにより、図５（ｆ）に示すように、ドリル先細り部６ａの先端が、ガラス板１１の上部孔１２ａの下端に到達する。

このような状態から、下部ドリル６が上昇し続けることにより、図５（ｇ）に示すように、ドリル先細り部６ａがガラス板１１の上部孔１２ａに侵入していくことになるので、下部ドリル６は芯ブレを生じることなくガラス板１１に侵入できる。

そして、下部ドリル６の更なる上昇によって、下部ドリル６のドリル胴部６ｂがガラス板１１の上面側に突き抜けた時点で、貫通孔（排気孔）４の孔加工を終え、この後に下部ドリル６を下降させて図５（ｈ）に示す退避位置まで移動した時点で孔加工工程が完了する。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定さるものではなく、種々の形態で実施することができる。例えば、上記の実施形態では、ドレッサー１でドリル６の研削部７にツルーイングを行う場合を説明したが、必要に応じて、同一のドレッサー１でドリル６の研削部７にドレッシングを行ってもよい。

１ ドリル用ドレッサー
２ ツルーイング部
３ 基材
４ 結合材
５ 砥粒
６ ドリル
７ 研削部
８ 基材
９ 結合材
１０ 砥粒
１１ ガラス板

Claims (8)

1. 結合材に砥粒を分散保持してなる研削部でガラス板に孔加工を施すドリルに対して、ツルーイングを施すツルーイング部を有するドリル用ドレッサーであって、
   前記ツルーイング部が、前記ドリルの前記研削部の砥粒よりも弱い結合力で、結合材に砥粒を分散保持してなることを特徴とするドリル用ドレッサー。
2. 前記ツルーイング部の砥粒が、前記ドリルの前記研削部の砥粒と同じ材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のドリル用ドレッサー。
3. 前記ツルーイング部の砥粒が、ダイヤモンド又はＣＢＮであることを特徴とする請求項２に記載のドリル用ドレッサー。
4. 前記ツルーイング部の砥粒が、前記ドリルの前記研削部の砥粒と実質的に同一の平均粒径を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のドリル用ドレッサー。
5. 前記ツルーイング部の砥粒の集中度が、５０〜１５０であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のドリル用ドレッサー。
6. 前記ツルーイング部の結合材が、熱硬化性を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のドリル用ドレッサー。
7. 前記ツルーイング部の結合材が、メタルボンド又はビトリファイドボンドからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のドリル用ドレッサー。
8. 結合材に砥粒を分散保持してなる研削部でガラス板に孔加工を施すドリルに対して、ツルーイングを施すツルーイング部を有するドリル用ドレッサーであって、
   前記ツルーイング部が、結合材に砥粒を分散保持してなるとともに、前記ツルーイング部の砥粒が、ツルーイング時に前記ドリルの前記研削部の砥粒と接触すると、前記研削部の砥粒よりも優先的に結合材から剥離するように構成されていることを特徴とするドリル用ドレッサー。

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