JP5400518B2 - 硬脆材料の研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス等の硬脆材料に孔開け加工を施すための硬脆材料の研削方法に関する。

従来、硬脆材料に孔を開ける工具としては、鋼製のシャンクの先端に取り付けたダイヤモンド砥石部（研削用砥石部）を回転させながら硬脆材料に接触させることで孔を開けるダイヤモンドドリル（研削用ドリル）がある。また、このようなドリルを用いて研削作業をする際に、ダイヤモンド砥石部をシャンクの軸心を中心として軸回転させながら硬脆材料に接触させるとともに、ダイヤモンド砥石部と硬脆材料との間に偏心運動を与えることで穿孔を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１９９６１９号公報（５頁及び７頁、図１及び図１８）

しかしながら、特許文献１に記載のドリルにあっては、ダイヤモンド砥石部（研削用砥石部）をシャンクの軸心を中心として軸回転させた際に、ダイヤモンド砥石部における外周部は速い周速度となっているが、ダイヤモンド砥石部における軸心部は軸回転による周速度は殆ど無くなっており、このダイヤモンド砥石部の軸心部により研削される部位は、ダイヤモンド砥石部の外周部により研削される部位と比較して研削速度が低下され、硬脆材料に孔開け加工に要する加工時間が長くなる問題がある。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、研削用ドリルを用いて硬脆材料に孔部を形成する際に、硬脆材料の研削時間を短縮させることができる硬脆材料の研削方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の硬脆材料の研削方法は、
回転軸として作用するシャンクに研削用砥石部を備える研削用ドリルを用いて、略平板状をなす硬脆材料が有する平面部に孔部を形成する硬脆材料の研削方法であって、
前記研削用砥石部の少なくとも軸周りの外周面に研削面が設けられ、前記研削用ドリルのシャンクの軸心を、前記硬脆材料の平面部の垂線に対して傾けた状態とし、前記研削用砥石部の外周面を前記硬脆材料の平面部に当てるとともに、前記研削用ドリルを前記垂線の方向に移動させて前記硬脆材料の研削を行う研削工程と、
前記研削工程にて、前記研削用ドリルを前記硬脆材料に貫通させて貫通孔部を形成した後、研削用ドリルのシャンクの軸心を、前記硬脆材料の平面部の垂線に対して略平行状態とし、該研削用ドリルの研削用砥石部を前記貫通孔部に挿通するとともに、該研削用砥石部の外周面を前記貫通孔部の内周面に当てて研削を行う成形工程とを含むことを特徴としている。
この特徴によれば、研削用ドリルのシャンクの軸心を、硬脆材料の平面部の垂線に対して傾けることで、軸回転による周速度が速い研削用砥石部の外周面の研削面が硬脆材料の平面部に当たるようになり、この研削用砥石部の軸周りの外周面により硬脆材料が研削され、研削用砥石部と硬脆材料との間の研削速度を向上させて、硬脆材料の平面部に孔部を形成する研削時間を短縮させることができる。また、研削工程にて貫通された貫通孔部を成形する際に、軸回転による周速度が速い研削用砥石部の外周面の研削面により貫通孔部の内周面が研削されるようになり、研削用砥石部と硬脆材料との間の研削速度を向上させて、貫通孔部の成形時間を短縮させることができ、かつ研削工程と成形工程との両工程にて一貫して砥石部の外周面の研削面を利用して研削を行うことができ、貫通孔部が形成された硬脆材料の製造を短時間で行うことができる。

本発明の硬脆材料の研削方法は、
前記研削用ドリルを、その軸心の左右方向に移動させることにより、前記研削用砥石部の周方向に延びる孔部を形成することを特徴としている。
この特徴によれば、研削用ドリルが左右方向に移動される際に、軸回転による周速度が速い研削用砥石部の外周面の研削面により硬脆材料が研削され、研削用砥石部と硬脆材料との間の研削速度を向上させて、左右方向に延びる形状の孔部を硬脆材料に短時間で容易に形成できる。

本発明の硬脆材料の研削方法は、
前記研削用砥石部の少なくとも正面に研削面が設けられ、前記研削用ドリルを、その軸心の前方向に移動させることにより、前記研削用砥石部の前方向に延びる孔部を形成することを特徴としている。
この特徴によれば、研削用砥石部の外周面の研削面及び研削用砥石部の正面の研削面により硬脆材料が研削されるため、研削用砥石部と硬脆材料との間の研削速度を向上させて、前方向に延びる形状の孔部を硬脆材料に短時間で容易に形成できる。

本発明の硬脆材料の研削方法は、
前記研削工程にて、前記研削用ドリルのシャンクの軸心が該シャンクの先端から基端にゆくに従って前記硬脆材料から離れるように傾けられた状態で、前記孔部が形成されることを特徴としている。
この特徴によれば、研削用ドリルを硬脆材料の平面部の垂線の方向に移動させながら前記硬脆材料の研削を行う際に、研削用ドリルのシャンクの基端側から加えられる力がシャンクに沿って先端側に伝達され易くなり、研削用砥石部を硬脆材料に押し付ける押圧力が向上され、硬脆材料の研削時間を短縮させることができる。

本発明の硬脆材料の研削方法は、
前記研削用砥石部は、略円盤状をなしていることを特徴としている。
この特徴によれば、円盤状の研削用砥石部の外周面の研削面が硬脆材料に接触され、この研削用砥石部の周方向、すなわち左右方向に延びるスリット状の孔部を硬脆材料に容易に形成でき、スリット状の孔部を形成する際の研削用ドリルの左右方向の移動量が少なくても済むようになる。

実施例１における研削装置を示す正面図である。 研削装置を示す側面図である。 ガラス板を示す平面図である。 研削工程における孔形成用ドリルの動きを示す平面図である。 研削工程における研削前の孔形成用ドリルの動きを示す縦断側面図である。 研削工程における研削中の孔形成用ドリルの動きを示す縦断側面図である。 研削工程における研削中の孔形成用ドリルの動きを示す縦断正面図である。 成形工程における研削前の成形用ドリルの動きを示す縦断側面図である。 成形工程における研削中の成形用ドリルの動きを示す縦断側面図である。 成形工程における研削中の成形用ドリルの動きを示す縦断正面図である。 実施例２における研削工程における研削前の円柱形ドリルの動きを示す縦断側面図である。 研削工程における研削中の円柱形ドリルの動きを示す縦断側面図である。 成形工程における研削中の円柱形ドリルの動きを示す縦断側面図である。 実施例３における研削工程における研削前のボール形ドリルの動きを示す縦断側面図である。 研削工程における研削中のボール形ドリルの動きを示す縦断側面図である。 成形工程における研削中のボール形ドリルの動きを示す縦断側面図である。

本発明に係る硬脆材料の研削方法を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例１に係る硬脆材料の研削方法につき、図１から図１０を参照して説明する。以下、図２、図５、図６、図８、図９の紙面左側を研削装置の正面側（前方側）とし、図３の紙面下側を研削装置の正面側（前方側）として説明する。

図１の符号1は、本発明の適用された研削装置であり、この研削装置１は、本発明における硬脆材料としてのガラス板２に、本発明における孔部としての貫通孔部３を形成する目的で使用される工作機械である。加工対象となるガラス板２は、タッチパネル式の携帯電話の液晶部に用いられるようになっている（図３参照）。

図１及び図２に示すように、研削装置１の下部には、基台部４が設置されており、この基台部４に、ガラス板２が配置される作業台５が設けられている。基台部４の後部側には、上方に立設される支柱６が設けられている。支柱６の上部には、後述する孔形成用ドリル７及び成形用ドリル８を移動動作させる機材が収容された機材部９が設けられている。

機材部９の下方に２本のドリル支持部１０が取り付けられ、このドリル支持部１０が下方に延設されている。ドリル支持部１０は、機材部９に収容された機材によって前後方向及び左右方向に移動動作されるようになっている。

２本のドリル支持部１０には、このドリル支持部１０に対して昇降されるドリル昇降部１１がそれぞれ取り付けられている。右側のドリル支持部１０に取り付けられたドリル昇降部１１には、ブラケット１２を介して孔形成用ドリル装置１３が支持されている。左側のドリル支持部１０に取り付けられたドリル昇降部１１には、ブラケット１２を介して成形用ドリル装置１４が支持されている。

孔形成用ドリル装置１３は、チャック１５によって本発明における研削用ドリルとしての孔形成用ドリル７を保持し、更に、孔形成用ドリル装置１３は、孔形成用ドリル７をその軸周りに回転駆動させるモーター部１６を有している。また、成形用ドリル装置１４は、チャック１５によって本発明における研削用ドリルとしての成形用ドリル８を保持し、更に、成形用ドリル装置１４は、成形用ドリル８をその軸周りに回転駆動させるモーター部１６を有している。

成形用ドリル装置１４は、成形用ドリル８の軸心Ｓが垂直になるようにブラケット１２に取り付けられている（図８参照）。孔形成用ドリル装置１３は、孔形成用ドリル７の軸心Ｓが傾けられて、孔形成用ドリル７の先端が研削装置１の正面側に向くようにブラケット１２に取り付けられている（図５参照）。

この研削装置１には、操作パネル（図示略）が設けられており、使用者は、操作パネルを操作することで制御装置（図示略）に指示を与えるようになっており、この制御装置は、モーター部１６とドリル昇降部１１と機材部９とを駆動させることで、ガラス板２の加工作業が自動で行われる。すなわち、本実施例の研削装置１は、使用者がドリル装置１３，１４を手動で操作しなくてもガラス板２の加工作業を自動で行うことができるＮＣ工作機械となっている。

図３に示すように、ガラス板２は、略平板状をなしており、ガラス板２の前部には、携帯電話のマイク部が配置されるスリット状の貫通孔部３が形成され、ガラス板２の後部には、スピーカー部が配置されるスリット状の貫通孔部３が形成されるようになっている。尚、ガラス板２における貫通孔部３が形成される部位は、平坦な本発明における平面部１７となっている。

図１及び２に示すように、ガラス板２の前部側が、研削装置１の正面側になるように配置され、ガラス板２の平面部１７が水平をなすように、作業台５に設けられた固定部材１８によってガラス板２が固定されている。作業台５には、ガラス板２の貫通孔部３が形成される位置に凹部１９が形成されている。

先ず、図４から図７を参照して、孔形成用ドリル７を用いて貫通孔部３’を開ける研削工程について説明する。尚、図５及び図６に示されたガラス板２は、図３におけるＡ−Ａ断面図に対応している。また、図７に示されたガラス板２は、図３におけるＢ−Ｂ断面図に対応している。

図４及び図５に示すように、孔形成用ドリル７には、回転軸として作用するシャンク２０が設けられており、シャンク２０の先端には、ガラス板２を研削する本発明における研削用砥石部としての砥石部２１が設けられている。この砥石部２１は、シャンク２０の直径よりも大きな直径を有する略円盤状をなしている。略円盤状の砥石部２１の中心が、シャンク２０の先端に接続部材２２によって接続されている。

更に尚、本実施例では、砥石部２１の先端側を向く面が、砥石部２１の正面側となっており、砥石部２１の基端側を向く面が、砥石部２１の背面側となっている。砥石部２１の外周面（軸周りの外周面）と、砥石部２１の正面側の周縁部と、砥石部２１の背面側の周縁部には、ダイヤモンド砥粒が着装されて本発明における研削面としてのダイヤモンド着装部２３が形成されている。

シャンク２０の基端はチャック１５に固定されており、チャック１５は、孔形成用ドリル７を保持したままモーター部１６によって回転駆動される。図５に示すように、孔形成用ドリル７は、その先端面（正面）が研削装置１の正面側に向くようにシャンク２０の軸心Ｓが傾けられた状態となっており、孔形成用ドリル７のシャンク２０の軸心Ｓは、シャンク２０の先端から基端にゆくに従ってガラス板２から離れるように傾けた状態となっている。

すなわち、ガラス板２の平面部１７の垂線Ｐに対して、孔形成用ドリル７のシャンク２０の軸心Ｓが、所定角度θで傾けられた状態となっている。本実施例におけるガラス板２の平面部１７の垂線Ｐとシャンク２０の軸心Ｓとがなす角度θは略４５度となっている。

使用者が作業台５にガラス板２を配置し、使用者が操作パネル（図示略）を操作して、研削作業を開始すると、孔形成用ドリル７が、ガラス板２の後部の平面部１７の上方位置に移動される。

そして、図５に示すように、砥石部２１はシャンク２０の軸心Ｓを中心に、モーター部１６によって回転駆動される。更に、シャンク２０の軸心Ｓの傾きを維持した状態で、孔形成用ドリル７はガラス板２の平面部１７に向かって垂直方向に降下される。

孔形成用ドリル７が降下されると、円盤状をなす砥石部２１の下端部がガラス板２に当接して、砥石部２１の外周面及び正面側の周縁部のダイヤモンド着装部２３によってガラス板２の後部の平面部１７が研削される。

このとき、孔形成用ドリル７の軸回転の軸心Ｓが傾けられていることで、軸回転による周速度が速い砥石部２１の外周面によりガラス板２の平面部１７が研削されるようになっている。尚、貫通前の状態の貫通孔部３’内では、孔形成用ドリル７の研削による切粉が発生するようになっているが、この切粉は孔形成用ドリル７の回転の方向に沿って一方向に移動されるようになり、切粉は貫通孔部３’の外部に排出されるようになっている。そのため、貫通前の状態の貫通孔部３’内に切粉が溜まることがなくなり、この切粉によって孔形成用ドリル７の研削が阻害されるようなことがなくなる。

図４に示すように、孔形成用ドリル７は、前後方向と左右方向に移動して平面視で略四角形状の軌跡を描く動作をしつつ、ガラス板２を研削しながら降下し、略四角形状の貫通孔部３’が形成される。尚、孔形成用ドリル７の動作は、孔形成用ドリル７が最初にガラス板２に当接した位置よりも後方側に移動しないようになっている。

そして、図６に示すように、略四角形状の貫通孔部３’の後方側の内周面２４は、砥石部２１の降下とともに垂直方向に研削されるため、垂直をなす垂直面となる。また、貫通孔部３’の前方側の内周面２５は、砥石部２１の正面側の周縁部によって研削されるため、孔形成用ドリル７の傾きと同じ角度に傾けられた傾斜面となる。

図７に示すように、略四角形状の貫通孔部３’の左右の内周面２６は、円盤状をなす砥石部２１の外周面によって研削されるため、砥石部２１の外周面の曲率に合わせて円弧形状をなす円弧面に形成される。

本実施例の孔形成用ドリル７は、略円盤状をなしているとともに、孔形成用ドリル７がその軸心Ｓの左右方向に移動されることにより、砥石部２１の左右方向に延びる貫通孔部３’が形成される。また、孔形成用ドリル７は、その軸心の前方向に移動されることにより、砥石部２１の前方向に延びる貫通孔部３’が形成される。

尚、孔形成用ドリル７により形成された貫通孔部３’の形状は、平面視で略長方形状となり、貫通孔部３’の上方側の開口は、貫通孔部３’の下方側の開口よりも大きくなっている（図４、図６、図７参照）。研削工程にて形成される貫通孔部３’は、加工目的とする貫通孔部３の形状よりも小さく形成される。加工目的とする貫通孔部３の形状は、平面視において左右方向に延びるスリット状となっており、この貫通孔部３の左右は円弧形状をなしている。

孔形成用ドリル７によるガラス板２の後部の貫通孔部３’の研削工程が終了すると、孔形成用ドリル７がガラス板２の前部の平面部１７の上方位置に移動される。そして、ガラス板２の前部の平面部１７が研削されて、ガラス板２の前部の貫通孔部３’の研削工程が開始される（図２参照）。このガラス板２の前部の貫通孔部３’の研削工程は、前述したガラス板２の後部の貫通孔部３’の研削工程と同一工程となっている。

孔形成用ドリル７のシャンク２０の軸心Ｓは、シャンク２０の先端から基端にゆくに従ってガラス板２から離れるように傾けた状態となっていることで、孔形成用ドリル７のシャンク２０と、シャンク２０を保持するチャック１５との間の距離を短くして砥石部２１を強固に支持しつつ、チャック１５をガラス板２から離間させて配置することができ、かつガラス板２の他の部位に孔部を形成するために孔形成用ドリル７を移動させる際に、孔形成用ドリル７を保持するチャック１５がガラス板２に接触する虞がなくなる。

砥石部２１は、シャンク２０の先端に設けられてシャンク２０の直径よりも大きな直径を有する略円盤状をなすように形成されていることで、シャンク２０をガラス板２から離間させた状態で、砥石部２１をガラス板２に接触させることができ、シャンク２０が研削作業の邪魔にならなくなる。

次に、図８から図１０を参照して、成形用ドリル８を用いて貫通孔部３’を成形する成形工程について説明する。尚、図８及び図９に示されたガラス板２は、図３におけるＡ−Ａ断面図に対応している。また、図１０に示されたガラス板２は、図３におけるＢ−Ｂ断面図に対応している。

孔形成用ドリル７による研削工程が終了すると、孔形成用ドリル７と成形用ドリル８は連動して正面視で右側に移動され、成形用ドリル８が、ガラス板２の後部の平面部１７の上方位置に移動され（図１参照）、成形用ドリル８による成形工程が開始される。

図８に示すように、成形用ドリル８には、回転軸として作用するシャンク２７が設けられており、シャンク２７の先端には、ガラス板２を成形する本発明における研削用砥石部としての砥石部２８が設けられている。この砥石部２８には、ダイヤモンド砥粒の粒度が粗い第１成形部２９と、第１成形部２９よりもダイヤモンド砥粒の粒度が細かい第２成形部３０が設けられており、第１成形部２９は、第２成形部３０よりも先端側に設けられている。

第１成形部２９は、円柱形状をなす円柱部３１を有し、円柱部３１の上下には、テーパ面を有するテーパ部３２が設けられている。このテーパ部３２は、円柱部３１から離れるほど直径が大きくなるように形成されている。同様に、第２成形部は、円柱形状をなす円柱部３３を有し、円柱部３３の上下には、テーパ面を有するテーパ部３４が設けられている。このテーパ部３４は、円柱部３３から離れるほど直径が大きくなるように形成されている。

成形用ドリル８のシャンク２７の軸心Ｓは、ガラス板２の垂線Ｐに対して平行になるように位置している。砥石部２８はシャンク２７の軸心Ｓを中心に、モーター部１６によって回転駆動される。成形用ドリル８が降下されると、砥石部２８がガラス板２の後部の貫通孔部３’に挿通され、内周面２４〜２６が第１成形部２９によって研削される。

成形用ドリル８は、後方側の内周面２４と前方側の内周面２５を研削する際には、平面視において直線状に移動し、左右の内周面２６を研削する際には、平面視において円弧形状の軌跡を描くように移動して、加工目的とする貫通孔部３が形成される。

図９に示すように、成形用ドリル８の第１成形部２９が、貫通孔部３’の傾斜面となっている前方側の内周面２５に当接し、前方側の内周面２５が研削される。また、図１０に示すように、成形用ドリル８の第１成形部２９が、貫通孔部３’の左右の内周面２６に当接し、左右の内周面２６が研削される。

尚、貫通孔部３’において、成形前の左右の内周面２６は、円弧形状をなしているが（図１０の左側の内周面２６を参照）、成形後の左右の内周面２６は、第１成形部２９の外周面と対応した形状をなしている（図１０の右側の内周面２６を参照）。

成形用ドリル８によって貫通孔部３’の内周面２４〜２６が研削されて、その大きさが広げられ、加工目的とする貫通孔部３の形状に成形される。第１成形部２９の上下のテーパ部３２と、貫通孔部３’の上下の開口の周縁とが当接し、貫通孔部３’の周縁の面取りが行われる。断面視において、貫通孔部３’の内周面２４〜２６は、第１成形部２９の外周面と対応した形状に成形される。

次に、成形用ドリル８を降下させ、第２成形部３０による内周面２４〜２６の研削が開始される。第１成形部２９よりもダイヤモンド砥粒の粒度が細かい第２成形部３０を用いて研削することにより、内周面２４〜２６の表面をより滑らかに仕上げることができる。

成形用ドリル８によるガラス板２の後部の貫通孔部３’の成形工程が終了すると、成形用ドリル８がガラス板２の前部の貫通孔部３’の上方位置に移動される。そして、ガラス板２の前部の貫通孔部３’の内周面２４〜２６が研削されて、ガラス板２の前部の貫通孔部３’の成形工程が開始される。このガラス板２の前部の貫通孔部３’の成形工程は、前述したガラス板２の後部の貫通孔部３’の成形工程と同一工程となっている。

以上、本実施例における硬脆材料の研削方法では、砥石部２１の軸周りの外周面にダイヤモンド着装部２３が設けられ、孔形成用ドリル７のシャンク２０の軸心を、ガラス板２の平面部１７の垂線Ｐに対して傾けた状態とし、砥石部２１の外周面をガラス板２の平面部１７に当てるとともに、孔形成用ドリル７を垂線Ｐの方向に移動させてガラス板２の研削を行う研削工程を含むことにより、孔形成用ドリル７のシャンク２０の軸心Ｓを、ガラス板２の平面部１７の垂線Ｐに対して傾けることで、軸回転による周速度が速い砥石部の外周面のダイヤモンド着装部２３がガラス板２の平面部１７に当たるようになり、この砥石部２１の軸周りの外周面によりガラス板２が研削され、砥石部２１とガラス板２との間の研削速度を向上させて、ガラス板２の平面部１７に貫通孔部３’を形成する研削時間を短縮させることができる。

また、孔形成用ドリル７を、その軸心Ｓの左右方向に移動させることにより、砥石部２１の周方向に延びる貫通孔部３’を形成することで、孔形成用ドリル７が左右方向に移動される際に、軸回転による周速度が速い砥石部２１の外周面のダイヤモンド着装部２３によりガラス板２が研削され、砥石部２１とガラス板２との間の研削速度を向上させて、左右方向に延びる形状の貫通孔部３’をガラス板２に短時間で容易に形成できる。

また、砥石部２１の正面にダイヤモンド着装部２３が設けられ、孔形成用ドリル７を、その軸心Ｓの前方向に移動させることにより、砥石部２１の前方向に延びる貫通孔部３’を形成することで、砥石部２１の外周面のダイヤモンド着装部２３及び砥石部２１の正面のダイヤモンド着装部２３によりガラス板２が研削されるため、砥石部２１とガラス板２との間の研削速度を向上させて、前方向に延びる形状の貫通孔部３’をガラス板２に短時間で容易に形成できる。

研削工程にて、孔形成用ドリル７をガラス板２に貫通させて貫通孔部３’を形成した後、成形用ドリル８のシャンク２７の軸心Ｓを、ガラス板２の平面部１７の垂線Ｐに対して略平行状態とし、成形用ドリル８の砥石部２８を貫通孔部３’に挿通するとともに、砥石部２８の外周面を貫通孔部３’の内周面２４〜２６に当てて研削を行う成形工程を含むことで、研削工程にて貫通された貫通孔部３’を成形する際に、軸回転による周速度が速い砥石部２８の外周面の研削面により貫通孔部３’の内周面２４〜２６が研削されるようになり、砥石部２８とガラス板２との間の研削速度を向上させて、貫通孔部３’の成形時間を短縮させることができ、かつ研削工程と成形工程との両工程にて一貫して砥石部２１の外周面を利用して研削を行うことができ、貫通孔部３が形成されたガラス板２の製造を短時間で行うことができる。

また、研削工程にて、孔形成用ドリル７のシャンク２０の軸心Ｓがシャンク２０の先端から基端にゆくに従ってガラス板２から離れるように傾けられた状態で、貫通孔部３’が形成されることで、孔形成用ドリル７をガラス板２の平面部１７の垂線Ｐの方向に移動させながらガラス板２の研削を行う際に、孔形成用ドリル７のシャンク２０の基端側から加えられる力がシャンク２０に沿って先端側に伝達され易くなり、砥石部２１をガラス板２に押し付ける押圧力が向上され、ガラス板２の研削時間を短縮させることができる。

また、砥石部２１は、略円盤状をなしていることで、円盤状の砥石部２１の外周面のダイヤモンド着装部２３がガラス板２に接触され、この砥石部２１の周方向、すなわち左右方向に延びるスリット状の貫通孔部３’をガラス板２に容易に形成でき、スリット状の貫通孔部３を形成する際の孔形成用ドリル７の左右方向の移動量が少なくても済むようになる。

次に、実施例２に係る硬脆材料の研削方法につき、図１１から図１３を参照して説明する。尚、前記実施例１に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。以下、図１１から図１３の紙面左側を研削装置の正面側（前方側）として説明する。

前述した実施例１における研削装置１には、孔形成用ドリル装置１３と成形用ドリル装置１４との２つのドリル装置１３，１４が設けられているが、実施例２における研削装置には、円柱形ドリル３５を有する１つの円柱形ドリル装置３６が設けられている。

更に、実施例２における研削装置は、実施例１の研削装置１と異なり、円柱形ドリル装置３６が前後方向に揺動駆動されるようになっており、この円柱形ドリル装置３６の揺動駆動により、円柱形ドリル３５の軸心Ｓが所定角度θで傾けられた状態と（図１１参照）、円柱形ドリル３５の軸心Ｓが垂直な状態と（図１３参照）、との間で、円柱形ドリル３５の支持状態を切り換えられるようになっている。すなわち実施例２における研削装置は、研削工程と成形工程を同一のドリル装置で行うことができるようになっている。

図１１に示すように、本発明における研削用ドリルとしての円柱形ドリル３５は、シャンク３７の先端に円柱形状をなす本発明における研削用砥石部としての砥石部３８が設けられている。尚、実施例２では、砥石部３８の先端側を向く面が、砥石部３８の正面側となっており、円柱形ドリル３５の砥石部３８の正面部及び外周部には、ダイヤモンド砥粒が着装されており、本発明における研削面となっている。

円柱形ドリル３５は、その先端面（正面）が研削装置の正面側に向くようにシャンク３７の軸心Ｓが傾けられた状態となっており、円柱形ドリル３５のシャンク３７の軸心Ｓは、ガラス板２の平面部１７の垂線Ｐに対して所定角度θで傾けられた状態となっている。尚、実施例２におけるガラス板２の平面部１７の垂線Ｐとシャンク３７の軸心Ｓとがなす角度θは略４５度となっている。

先ず、図１１及び図１２を参照して、円柱形ドリル３５を用いて貫通孔部３’を開ける研削工程について説明する。尚、図１１及び図１２に示されたガラス板２は、図３におけるＡ−Ａ断面図に対応している。

研削作業が開始されると、円柱形ドリル３５が、ガラス板２の後部の平面部１７の上方位置に移動して、図１１に示すように、砥石部３８はシャンク３７の軸心Ｓを中心に、モーター部１６によって回転駆動される。更に、シャンク３７の軸心Ｓの傾きを維持した状態で、円柱形ドリル３５はガラス板２の平面部１７に向かって垂直方向に降下される。

円柱形ドリル３５が降下されると、円柱形状をなす砥石部３８の下端部がガラス板２に当接して、砥石部３８の正面部及び外周部によってガラス板２の後部の平面部１７が研削される。尚、砥石部３８は円柱形状をなしているため、砥石部３８の正面部は、シャンク３７の軸心Ｓに対して垂直をなしている。

図１２に示すように、円柱形ドリル３５は、前後方向に移動するとともに左右方向にも移動して、平面視で略四角形状の軌跡を描く動作をしつつ、ガラス板２を研削しながら降下される。

そして、図１２に示すように、貫通孔部３’の後方側の内周面２４は、砥石部３８の外周部によって研削されるため、円柱形ドリル３５の軸心Ｓと同じ角度に傾けられた傾斜面となる。また、貫通孔部３’の前方側の内周面２５は、砥石部３８の正面部によって研削されるため、円柱形ドリル３５の傾きと同じ角度に傾けられた傾斜面となる。

また、左右の内周面（図示略）は、円柱形状をなす砥石部３８の外周部によって研削されるため、砥石部３８の外周部の曲率に合わせて円弧形状をなす円弧面に形成される。

実施例２の円柱形ドリル３５は、円柱形状をなしているとともに、円柱形ドリル３５がその軸心Ｓの左右方向に移動されることにより、砥石部３８の左右方向に延びる貫通孔部３’が形成される。また、円柱形ドリル３５は、その軸心の前方向に移動されることにより、砥石部３８の前方向に延びる貫通孔部３’が形成される。

尚、円柱形ドリル３５により形成された貫通孔部３’の上方側の開口は、貫通孔部３’の下方側の開口よりも大きくなっている（図１２参照）。研削工程にて形成される貫通孔部３’は、加工目的とする貫通孔部３の形状よりも小さく形成される。

円柱形ドリル３５によるガラス板２の後部の貫通孔部３’の研削工程が終了すると、円柱形ドリル３５がガラス板２の前部の平面部１７の上方位置に移動される。そして、ガラス板２の前部の平面部１７が研削されて、ガラス板２の前部の貫通孔部３’の研削工程が開始される。このガラス板２の前部の貫通孔部３’の研削工程は、前述したガラス板２の後部の貫通孔部３’の研削工程と同一工程となっている。

次に、図１３を参照して、円柱形ドリル３５を用いて貫通孔部３’を成形する成形工程について説明する。尚、図１３に示されたガラス板２は、図３におけるＡ−Ａ断面図に対応している。

ガラス板２の前部の平面部１７の研削工程が終了すると、円柱形ドリル３５は、一旦上昇し、シャンク３７の軸心Ｓがガラス板２の平面部１７の垂線Ｐに対して垂直になるように傾きが変えられ、ガラス板２の前部の貫通孔部３’の成形工程が開始される。円柱形ドリル３５が降下されると、砥石部３８がガラス板２の前部の貫通孔部３’に挿通され、前後の内周面２４，２５及び左右の内周面が砥石部３８の外周部によって研削される。

円柱形ドリル３５は、後方側の内周面２４と前方側の内周面２５を研削する際には、平面視において直線状に移動し、左右の内周面を研削する際には、平面視において円弧形状の軌跡を描くように移動して、加工目的とする貫通孔部３が形成される。

図１３に示すように、円柱形ドリル３５の外周部が、貫通孔部３’の傾斜面となっている前後の内周面２４，２５に当接し、これら内周面２４，２５が研削される。また、円柱形ドリル３５の外周部が、貫通孔部３’の左右の内周面（図示略）に当接し、左右の内周面が研削される。

円柱形ドリル３５によって貫通孔部３’の前後の内周面２４，２５及び左右の内周面が研削されて、その大きさが広げられ、加工目的とする貫通孔部３の形状に成形される。断面視において、貫通孔部３’の前後の内周面２４，２５及び左右の内周面は、砥石部３８の外周部と対応した形状に成形される。

円柱形ドリル３５によるガラス板２の前部の貫通孔部３’の成形工程が終了すると、円柱形ドリル３５がガラス板２の後部の貫通孔部３’の上方位置に移動される。そして、ガラス板２の後部の貫通孔部３’の内周面２４が研削されて、ガラス板２の後部の貫通孔部３’の成形工程が開始される。このガラス板２の後部の貫通孔部３’の成形工程は、前述したガラス板２の前部の貫通孔部３’の成形工程と同一工程となっている。

次に、実施例３に係る硬脆材料の研削方法につき、図１４から図１６を参照して説明する。尚、前記実施例１に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。以下、図１４から図１６の紙面左側を研削装置の正面側（前方側）として説明する。

前述した実施例１における研削装置１には、孔形成用ドリル装置１３と成形用ドリル装置１４との２つのドリル装置１３，１４が設けられているが、実施例３における研削装置には、ボール形ドリル３９を有する１つのボール形ドリル装置４０が設けられている。

更に、実施例３における研削装置は、実施例１の研削装置１と異なり、ボール形ドリル装置４０が前後方向に揺動駆動されるようになっており、このボール形ドリル装置４０の揺動駆動により、ボール形ドリル３９の軸心Ｓが所定角度θで傾けられた状態と（図１４参照）、ボール形ドリル３９の軸心Ｓが垂直な状態と（図１６参照）、との間で、ボール形ドリル３９の支持状態を切り換えられるようになっている。すなわち実施例３における研削装置は、研削工程と成形工程を同一のドリル装置で行うことができるようになっている。

図１４に示すように、本発明における研削用ドリルとしてのボール形ドリル３９は、シャンク４１の先端にボール形状をなす本発明における研削用砥石部としての砥石部４２が設けられている。砥石部４２には、ダイヤモンド砥粒が着装されており、本発明における研削面となっている。

ボール形ドリル３９は、その先端部（正面部）が研削装置の正面側に向くようにシャンク４１の軸心Ｓが傾けられた状態となっており、ボール形ドリル３９のシャンク４１の軸心Ｓは、ガラス板２の平面部１７の垂線Ｐに対して所定角度θで傾けられた状態となっている。尚、実施例３におけるガラス板２の平面部１７の垂線Ｐと砥石部４２の軸心Ｓとがなす角度θは略４５度となっている。

先ず、図１４及び図１５を参照して、ボール形ドリル３９を用いて貫通孔部３’を開ける研削工程について説明する。尚、図１４及び図１５に示されたガラス板２は、図３におけるＡ−Ａ断面図に対応している。

研削作業が開始されると、ボール形ドリル３９が、ガラス板２の後部の平面部１７の上方位置に移動して、図１４に示すように、砥石部４２はシャンク４１の軸心Ｓを中心に、モーター部１６によって回転駆動される。更に、シャンク４１の軸心Ｓの傾きを維持した状態で、ボール形ドリル３９はガラス板２の平面部１７に向かって垂直方向に降下される。

ボール形ドリル３９が降下されると、ボール形状をなす砥石部４２の下端部がガラス板２に当接して、砥石部４２によってガラス板２の後部の平面部１７が研削される。

図１５に示すように、ボール形ドリル３９は、実施例２における円柱形ドリル３５と同様に、前後方向に移動するとともに左右方向にも移動して、平面視で略四角形状の軌跡を描く動作をしつつ、ガラス板２を研削しながら降下される。

そして、図１５に示すように、貫通孔部３’の前後の内周面２４，２５と左右の内周面（図示略）は、ボール形状をなす砥石部４２によって研削されるため、砥石部４２の外周部の曲率に合わせて円弧形状をなす円弧面に形成される。

実施例３のボール形ドリル３９は、ボール形状をなしているとともに、ボール形ドリル３９がその軸心の左右方向に移動されることにより、砥石部４２の左右方向に延びる貫通孔部３’が形成される。また、ボール形ドリル３９は、その軸心の前方向に移動されることにより、砥石部４２の前方向に延びる貫通孔部３’が形成される。

尚、ボール形ドリル３９により形成された貫通孔部３’の上方側の開口は、貫通孔部３’の下方側の開口よりも大きくなっている（図１２参照）。研削工程にて形成される貫通孔部３’は、加工目的とする貫通孔部３の形状よりも小さく形成される。

ボール形ドリル３９によるガラス板２の後部の貫通孔部３’の研削工程が終了すると、ボール形ドリル３９がガラス板２の前部の平面部１７の上方位置に移動される。そして、ガラス板２の前部の平面部１７が研削されて、ガラス板２の前部の貫通孔部３’の研削工程が開始される。このガラス板２の前部の貫通孔部３’の研削工程は、前述したガラス板２の後部の貫通孔部３’の研削工程と同一工程となっている。

次に、図１６を参照して、ボール形ドリル３９を用いて貫通孔部３’を成形する成形工程について説明する。尚、図１６に示されたガラス板２は、図３におけるＡ−Ａ断面図に対応している。

ガラス板２の前部の平面部１７の研削工程が終了すると、ボール形ドリル３９は、一旦上昇し、シャンク４１の軸心Ｓがガラス板２の平面部１７の垂線Ｐに対して垂直になるように傾きが変えられ、ガラス板２の前部の貫通孔部３’の成形工程が開始される。ボール形ドリル３９が降下されると、砥石部４２がガラス板２の前部の貫通孔部３’に挿通され、前後の内周面２４，２５及び左右の内周面が砥石部４２の外周部によって研削される。

ボール形ドリル３９は、前後の内周面２４，２５を研削する際には、平面視において直線状に移動し、左右の内周面を研削する際には、平面視において円弧形状の軌跡を描くように移動して、加工目的とする貫通孔部３が形成される。

図１６に示すように、ボール形ドリル３９の外周部が、貫通孔部３’の円弧面となっている前後の内周面２４，２５と左右の内周面に当接し、内周面２４，２５と左右の内周面が研削される。

ボール形ドリル３９によって貫通孔部３’の前後の内周面２４，２５と左右の内周面が研削されて、その大きさが広げられるとともに、砥石部４２は、前後の内周面２４，２５と左右の内周面と当接して上下方向にも移動しながら研削され、加工目的とする貫通孔部３の形状に成形される。断面視において、貫通孔部３’の前後の内周面２４，２５と左右の内周面は、垂直をなす垂直面に成形される。

ボール形ドリル３９によるガラス板２の前部の貫通孔部３’の成形工程が終了すると、ボール形ドリル３９がガラス板２の後部の貫通孔部３’の上方位置に移動される。そして、ガラス板２の後部の貫通孔部３’の前後の内周面２４，２５と左右の内周面が研削されて、ガラス板２の後部の貫通孔部３’の成形工程が開始される。このガラス板２の後部の貫通孔部３’の成形工程は、前述したガラス板２の前部の貫通孔部３’の成形工程と同一工程となっている。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例１〜３では、研削工程におけるドリル７，３５，３９が傾く所定角度θを、略４５度としているが、この所定角度θは略４５度に限ることなく、略９０度の所定角度θでドリル７，３５，３９を傾けてもよいし、それ以上の所定角度θでドリル７，３５，３９を傾けるようにしてもよし、略４５度よりも小さい所定角度θでドリル７，３５，３９を傾けるようにしてもよい。

また、例えば、前記実施例２及び３のドリル３５，３９の砥石部３８，４２の基端側の部位に、実施例１の成形用ドリル８の第１及び第２成形部２９，３０と同様の成形部を形成し、この成形部を用いて成形工程において、貫通孔部３の成形及び仕上げを行うようにしてもよい。

１ 研削装置
２ ガラス板（硬脆材料）
３，３’ 貫通孔部（孔部）
７ 孔形成用ドリル（研削用ドリル）
８ 成形用ドリル（研削用ドリル）
１７ 平面部
２０ シャンク
２１ 砥石部
２３ ダイヤモンド着装部（研削面）
２４，２５，２６ 内周面
２７ シャンク
２８ 砥石部
２９ 第１成形部（研削面）
３０ 第２成形部（研削面）
３５ 円柱形ドリル（研削用ドリル）
３６ 円柱形ドリル装置
３７ シャンク
３８ 砥石部（研削面）
３９ ボール形ドリル（研削用ドリル）
４０ ボール形ドリル装置
４１ シャンク
４２ 砥石部（研削面）

Claims (5)

1. 回転軸として作用するシャンクに研削用砥石部を備える研削用ドリルを用いて、略平板状をなす硬脆材料が有する平面部に孔部を形成する硬脆材料の研削方法であって、
   前記研削用砥石部の少なくとも軸周りの外周面に研削面が設けられ、前記研削用ドリルのシャンクの軸心を、前記硬脆材料の平面部の垂線に対して傾けた状態とし、前記研削用砥石部の外周面を前記硬脆材料の平面部に当てるとともに、前記研削用ドリルを前記垂線の方向に移動させて前記硬脆材料の研削を行う研削工程と、
   前記研削工程にて、前記研削用ドリルを前記硬脆材料に貫通させて貫通孔部を形成した後、研削用ドリルのシャンクの軸心を、前記硬脆材料の平面部の垂線に対して略平行状態とし、該研削用ドリルの研削用砥石部を前記貫通孔部に挿通するとともに、該研削用砥石部の外周面を前記貫通孔部の内周面に当てて研削を行う成形工程とを含むことを特徴とする硬脆材料の研削方法。
2. 前記研削用ドリルを、その軸心の左右方向に移動させることにより、前記研削用砥石部の周方向に延びる孔部を形成することを特徴とする請求項１に記載の硬脆材料の研削方法。
3. 前記研削用砥石部の少なくとも正面に研削面が設けられ、前記研削用ドリルを、その軸心の前方向に移動させることにより、前記研削用砥石部の前方向に延びる孔部を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の硬脆材料の研削方法。
4. 前記研削工程にて、前記研削用ドリルのシャンクの軸心が該シャンクの先端から基端にゆくに従って前記硬脆材料から離れるように傾けられた状態で、前記孔部が形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の硬脆材料の研削方法。
5. 前記研削用砥石部は、略円盤状をなしていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の硬脆材料の研削方法。

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