JPH0976228A

JPH0976228A - 脆性材料板の孔あけ加工方法および孔あけ加工装置

Info

Publication number: JPH0976228A
Application number: JP23981495A
Authority: JP
Inventors: Fumitoshi Kobayashi; 史敏小林
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】脆性材料板にコアドリル等を使用して孔あけ
加工をおこなう際に、ドリル抜け側に生じるカケを小さ
くしたり、加工能率を向上させる穿孔方法を提供するこ
とにある。【解決手段】加工液を供給しながらドリルにより脆性
材料板に孔をあける加工方法において、前記脆性材料板
の被加工部分に裏面側から加圧流体の圧力を付与するこ
とを特徴とする脆性材料板の孔あけ加工方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガラス板のような脆
性材料板に孔あけ加工を行う加工方法、およびその装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ガラス板、セラミックス板等の
脆性材料板に孔あけ加工を行う場合、例えば自動車用窓
ガラスにワイパー用やパワーウィンドウ用等の取付孔を
あける場合には、回転するコアドリル等の切削具をガラ
ス板に押しつけ、加工液を加工部に供給しながら孔あけ
加工を行う。

【０００３】このとき、図４に示すように脆性材料板Ｓ
の片側から回転するコアドリル３を図の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）の順に押しつけて前記脆性材料板に穿孔
加工を行った場合、ドリル先端が脆性材料板の裏面に達
する直前にコアドリルの押圧により未加工部分が脆性破
壊し、ドリルが脆性材料板を貫通してコア（抜け殻）４
が抜け落ちる際に脆性材料板の厚み方向の未加工部２０
がコアと共に脱落するために、脆性材料板の穴加工部周
辺に大きなカケ２１が生じてその強度や美観を低下させ
る。

【０００４】そのため、脆性材料板の一面側からコアド
リル等を使用して前記脆性材料板の肉厚途中まで穿孔す
る第一穿孔加工を行い、その後、前記コアドリルと同軸
で前記脆性材料板の他面側より穿孔操作をして脆性材料
板に貫通孔を形成する第二穿孔加工を行って、両面にカ
ケの発生の少ない貫通孔を形成する２ウェイ加工が行わ
れている。

【０００５】また、図５に示すように先端がテーパー状
のコアドリル３を図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に押
しつけて穿孔する、脆性材料板片側よりの１ウェイ加工
も試みられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記の２ウェイ穿孔方
法を行うと、前記第一穿孔工程によって形成された孔と
第二穿孔工程によって形成された孔を確実に同軸に位置
させることが困難であるために、孔加工壁面に第一穿孔
工程と第二穿孔工程の軸ズレによる段差が生じて脆性材
料板の強度や美観を低下させる。

【０００７】また、図５に示すような先端がテーパー状
のコアドリルを使用すると、抜け殻が抜けた後、ドリル
のテーパー部が孔を拡げるように加工するために被加工
板に発生するカケを小さくすることができる。しかし、
コア（抜け殻）が抜け落ちる前には図の矢印に示すよう
に、コアドリルの軸孔から供給された加工液２２は内側
を通ってコアドリル先端からコアドリル外側のテーパー
部にまで行き渡っていたが、抜け殻が抜けた時には、図
５の（Ｃ）に示すように、加工液がその孔より吹き抜け
るため、ドリルテーパー部と被加工物との加工箇所２３
に加工液が行き渡らないために、ドリルテーパー部に焼
けが生じ易いため加工速度を速くできない、頻繁にドレ
ッシングを行わなくてはならない等の問題が発生する。

【０００８】本発明の目的は、脆性材料板にコアドリル
等を使用して孔あけ加工を行う際に、ドリル抜け側に生
じるカケを小さくしたり、加工能率を向上させる穿孔方
法、およびその装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、加工液を供給
しながらドリルにより脆性材料板に孔をあける加工方法
において、前記脆性材料板の被加工部分に裏面側から加
圧流体の圧力を付与することを特徴とする脆性材料板の
孔あけ加工方法である。

【００１０】本発明において、前記脆性材料板の被加工
部分に裏面側から加圧流体の圧力を付与するが、この流
体としては液体または気体を使用することができる。加
圧が容易であり、ドリル貫通時の加圧流体の吹き出しが
少なくて安全性が高いので、液体の方が好ましい。加圧
流体として液体を使う場合、加工液と混合してしまうこ
とが多いので、加工液と同じ材料の液体を加圧流体とし
て使用するのが好ましく、通常は水または水溶性の研削
液が使用される。

【００１１】前記加圧流体の圧力は、液槽をその開口部
が前記脆性材料板の被加工部分の裏面に密着するように
設け、液槽内に加圧液体を供給することにより好ましく
発生させることができる。

【００１２】本発明における加圧流体の圧力は、ドリル
の種類や脆性材料板に下孔加工がなされているか否か等
によって調整される。加圧流体の圧力が小さすぎると、
カケの発生を防止することができず、圧力が大きすぎる
と被加工物である脆性材料板がその圧力に耐えきれずに
破損する虞れがるので、通常は０．２〜５kgf/ｃｍ²の
範囲内に保たれる。より好ましい範囲は０．５〜３kgf/
ｃｍ²である。

【００１３】ドリルとして先端が平坦な円筒形状のコア
ドリルを用いて軸孔給液する場合には、前記加圧流体と
して、ドリルの押圧による力と軸孔給液する加工液の圧
力に対抗することができる圧力を持たせることが好まし
い。しかしドリルが脆性材料板を貫通した時点で、加工
液の圧力よりも高い圧力を有する加圧流体がドリルの軸
孔の方に逆流して軸孔給液用ポンプが損傷するのを防ぐ
ために、加圧流体の加圧を停止させる等の処置が必要で
ある。

【００１４】ドリルの円筒内部に加圧した加工液を供給
（いわゆる軸孔給液）する場合には、加圧流体として前
記記加工液を用い前記軸孔給液系統から供給を受けるよ
うにすると装置が簡単になるので好ましく、このとき
は、加圧流体の圧力は前記加工液の圧力と等しくなる。

【００１５】ドリルの先端外形がテーパー形状を有して
いる軸孔給液方式のコアドリルを用いる場合には、ドリ
ルのテーパー部への加工液を供給し続けることができる
ように、加圧流体として上記のように前記軸孔給液系統
から供給を受けた前記記加工液と同じ液で同一圧力をも
つものを用いることが好ましい。

【００１６】本発明によれば、コアドリルその他のドリ
ルを使用して脆性材料板に穿孔する場合、脆性材料板は
ドリルの押圧による力と、加工液がドリルに軸孔給液さ
れている場合は加工液の圧力とによりドリル送り方向の
力を受けるが、被加工物の裏面、すなわちドリルの反対
側より加工液により圧力をかけることによりその力が相
殺される。

【００１７】また、軸孔給液が可能な先端がテーパー状
のドリルを使用した場合には、脆性材料板の裏面の液槽
に加工液を溜めてドリルの軸孔供給の加工液と同じだけ
の圧力をかけることにより、上記の他に、脆性材料板の
加工が進んで抜け殻が抜けた時でも加工液が吹き抜ける
ことが無くなり、加工液はそれまでと同様にドリルテー
パー面と被加工面の間に供給される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に添付図面に基づいて本発明
の実施例を説明する。図１に示すように、ガラス板Ｓは
支持台７の上に保持されている。ドリル３によって、ガ
ラス板Ｓの孔あけ加工を施される位置の下面に加工液溜
まりとなる円筒形の槽１があり、この槽１の上部に開口
部８が設けられ、開口部の周辺とガラス板Ｓの加工部裏
面９との間はゴム製のＯリング２によりシールされてい
る。槽１の側壁に設けられた導孔１３を通して、槽内に
加圧流体２４である加圧された加工液が導入される。孔
あけ加工時に発生する抜け殻や切り粉の処理等を考慮し
て、槽１をガラス板Ｓの下方のスペースに取り外し可能
な状態で、支持台に蝶番１０および止め金１１で固定し
てあり、抜け殻４等が槽に貯まったときは簡単に槽から
これらを取り出し廃棄できる構造となっている。

【００１９】ガラス板Ｓは、槽１やＯリング２に直接支
持されずにワークテーブルの支持台７により支持されて
おり、槽１とガラス板ＳのクリアランスはＯリング２の
潰れ量が適切になるように設定されている。なお、本実
施例では槽１を独立して設けてあるが、ガラス板を保持
する加工機のワークテーブル自体に槽を設けてその機能
を持たせても良い。また、槽自体やＯリングでガラス板
等の被加工板を直接支持するようにして、槽自体やＯリ
ングを支持台と兼用させても良い。ドリルには加工液を
通過させるための軸孔５があけられていて、ポンプ（図
示せず）および導管（図示せず）により加圧された水そ
の他の加工液が、矢印に示すようにドリル３内部に供給
され、ドリル３の円筒形の刃１２の内側を通って刃１２
と被加工面との間を通過する。

【００２０】まず、先端平坦型のコアドリルを使用する
場合を説明する。図２に示すように、先端が平坦な外径
１０ｍｍ、内径７ｍｍのコアドリル３を使用し、これを
図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に厚み５ｍｍのガラス
板Ｓに押しつけて孔あけ加工する。加工液である水は、
ポンプ（図示せず）で１kgf/ｃｍ² に加圧して導管（図
示せず）を通じてコアドリルの軸孔５に供給する。ガラ
ス板Ｓの裏面と加工液槽１の直径１６ｍｍの開口部の周
辺をＯリング２でシールして、加工液槽１には上記ポン
プからコアドリルの軸孔給水圧力と同じ値である１kgf/
ｃｍ² に加圧した水を導孔１３を通して導入する。加工
液槽１内に満たされた加工液は、ガラス板Ｓの裏面に接
触しており、加工液槽１の開口部の面積約２ｃｍ²に加
工液の圧力１kgf/ｃｍ² を乗じた約２kgfの外力が、ガ
ラス板Ｓに対してその裏面から押しつけてように働いて
いる。

【００２１】ドリルは毎分５０ｍｍの送り速度で回転数
６０００ｒｐｍで、穴あけ加工を行った。その結果、ガ
ラス板の裏面近くの未加工部の厚み、すなわち抜け殻の
厚み（ｔ２）は０．６８ｍｍとなり、圧力をかけない場
合の抜け殻の厚み（ｔ１）０．８０ｍｍの約８５％にな
った。そして本実施例の抜け殻の直径（ｄ２）は１１．
１２ｍｍであり、この値とあけられた孔直径１０．００
ｍｍとの差は１．１２ｍｍであり、比較例として加工液
槽による圧力をかけない場合の抜け殻の直径（ｄ１）１
１．６０ｍｍとあけられた孔直径１０．００ｍｍとの差
１．６０ｍｍの約７０％になった。このように本実施例
では比較例に比して、被加工板孔周辺のカケが小さくな
ることが分かる。

【００２２】この実施例ではガラス板裏面にかけた圧力
は、コアドリルへの軸孔給水圧力値と同じく１kgf/ｃｍ
² であったが、槽１にかける加工液の圧力は高い方が抜
け殻の厚みは薄くなり、径ｄ２が小さくなること、すな
わち孔周辺のカケが小さくなる傾向がある。また、本実
施例のおける槽の開口部の直径は、コアドリルの外径１
０ｍｍに対して１６ｍｍであったが、なるべくコアドリ
ルの外径に近い小径、例えば１２ｍｍにする方が効果的
に被加工板に圧力をかけやすく、被加工板孔周辺のカケ
を小さくすることができる。

【００２３】次に、テーパー型のコアドリルを使用する
場合を説明する。図１、図３に示すように、テーパーの
先端角度６０度、先端部外径８ｍｍ、根元部外径１０ｍ
ｍ、内径７ｍｍのコアドリル３を使用し、厚み５ｍｍの
ガラス板Ｓに孔あけ加工する。その他の加工条件は前記
実施例と同じにした結果、ガラス板の未加工部の厚みは
前記実施例と同じであった。

【００２４】コアドリル３の軸孔給水圧力と同圧力で槽
１に加工液を供給することにより、ガラス板Ｓより抜け
殻４が抜けた後も加工液が加工部に十分に供給されるの
で、コアドリル３のテーパー部の目詰まりやヤケを防ぐ
ことができる。

【００２５】本実施例においては、前記の実施例と同じ
くコアドリルの軸孔給水圧力と槽にかける加工液の圧力
を１kgf/ｃｍ² にした結果、加工可能なドリルの送り速
度を１３０％にすることができた。また、コアドリルの
テーパー部の目詰まりが減少して、従来は、例えば約２
０回の加工毎に必要であったドレッシングが本発明では
約４５回加工毎で済み、ドレッシングの間隔を２倍以上
にすることができた。

【００２６】この場合の槽１への加工液の供給圧力は、
コアドリルの軸孔給水の圧力と同じにするのが最良であ
るが、ガラス板と槽のシールが十分であるならば槽に加
工液を貯めておくだけでもある程度の効果を得ることが
できる。

【００２７】従来の加工方法では図５に示すように、先
端がテーパー状のコアドリル３を使用した場合は抜け殻
４が抜けた後は、その孔より加工液が吹き抜けるためコ
アドリル３のテーパー部に加工液が行き渡らなくなり、
該部分の目詰まりやヤケを引き起こし易い。

【００２８】本実施例においては、下孔等の前加工がさ
れていない脆性材料板の孔加工例を示したが、下孔等の
前加工がされている場合でも十分な効果がある。また上
記の２つの実施例ではドリルとして、軸孔を有するコア
ドリルを軸孔給水して用いたが、軸孔給水せずに外側か
ら給水するコアドリル、および軸孔を有しない中実のド
リルにも適用することができる。

【００２９】

【発明の効果】先端が平らな一般のコアドリルを使用す
る場合、ガラスはコアドリルによる送り方向の力とコア
ドリルが軸孔給液されている場合は、その圧力によりド
リル軸方向に押されるため、孔加工が進んで被加工物の
未加工部の厚みが薄くなり、その力に抗しきれなくなっ
たときにコア、すなわち抜け殻が抜けてカケが発生す
る。この時発生するカケは、コアの未加工部の厚みにほ
ぼ比例することがわかっている。

【００３０】本発明の加工方法では被加工物の裏面、す
なわちコアドリルにより加工される面の反対側より加工
液により圧力をかけるために、コアドリルの送り方向の
力と反対方向に力が作用するために被加工物である脆性
材料板が押される力が相殺される。その結果、コアの抜
ける時期が遅くなるため抜け殻の未加工部分が薄くな
り、孔付近のカケも小さくなる。

【００３１】また、軸孔給液が可能な先端がテーパー状
のドリルを使用した場合には、脆性材料板の裏面の液槽
に加工液を溜めてドリルの軸孔供給の加工液と同じだけ
の圧力をかけることにより、前記の効果の他に以下に示
す効果がある。従来の加工方法では加工途中では図６に
おいて、矢印で示すようにドリル３の軸孔５より供給さ
れて加工箇所を経て被加工物表面に排出されていた加工
液６が、脆性材料板の加工が進んで抜け殻が抜けた時
は、その孔より被加工物裏面に吹き抜けて加工箇所に供
給され無くなっていたが、本加工方法では図１に示され
るように加工液６の吹き抜けが被加工物裏面の加工液槽
１内の加圧液体により遮断され、軸孔給液と同じ圧力が
かかっているために、抜け殻が抜けた時に遅滞なくドリ
ルと被加工物との間の加工箇所に十分に加工液を供給す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図

【図２】本発明の他の実施例を示す断面図

【図３】本発明の更に別の実施例を示す断面図

【図４】従来の加工方法を示す断面図

【図５】従来の他の加工方法を示す断面図

【図６】従来の加工方法を示す拡大断面図

【符号の説明】

Ｓガラス板，１液槽，２Ｏリング，３ドリル，
４抜け殻，５軸孔，６加工液，７支持台，８
開口部，９加工部裏面，１０蝶番，１１止め金，
１２刃，１３導孔，２０未加工部，２１カケ，
２２加工液，２３加工箇所，２４加圧流体，

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工液を供給しながらドリルにより脆性
材料板に孔をあける加工方法において、前記脆性材料板
の被加工部分に裏面側から加圧流体の圧力を付与するこ
とを特徴とする脆性材料板の孔あけ加工方法。
【請求項２】前記加圧流体の圧力は、液槽をその開口
部が前記脆性材料板の被加工部分の裏面に密着するよう
に設け、液槽内に加圧液体を供給することにより発生さ
せる請求項１記載の脆性材料板の孔あけ加工方法。
【請求項３】前記ドリルが円筒形状であり、そのドリ
ルの円筒内部に加工液を供給し、前記加圧流体として前
記加工液と同じ液体を使用する請求項１または２記載の
脆性材料板の孔あけ加工方法。
【請求項４】前記ドリルの円筒内部に供給される加工
液の圧力と同じ圧力で前記加圧流体を供給する請求項３
記載の脆性材料板の孔あけ加工方法。
【請求項５】前記ドリルの先端外形がテーパー形状を
有する請求項３または４記載の脆性材料板の孔あけ加工
方法。
【請求項６】ドリルと、脆性材料板を保持するための
支持台と、加工液を加工部分に供給するための加工液供
給手段と、開口部を有する、加工液を溜めるための液槽
と、前記液槽の開口部が前記支持台上に支持された脆性
材料板の被加工部分の裏面に密着することができるよう
に前記液槽を維持する手段と、前記液槽に加圧した加工
液を供給する手段とを有することを特徴とする脆性材料
板の孔あけ加工装置。