硬脆材料板
【課題】把持して移動する等の取扱いによっても破損し難い貫通孔を備えた硬脆材料板を提供すること。
【解決手段】表裏面５ａ、５ｂに貫通して形成された貫通孔１７を備えた硬脆材料板５であって、貫通孔１７の内周面の少なくとも一部が、貫通方向に沿って接線の傾きが連続する曲面部であることにより、貫通方向に沿う直線状の内周面に比べて貫通孔１７の内周面積が大きく、硬脆材料板５に掛る曲げ荷重が集中しやすい貫通孔１７において、貫通孔１７の内周面に作用する応力を小さく抑えることができるばかりか、曲面部においては角部が存在せずに、曲げ荷重による応力が局部的に加わらず分散されることで、硬脆材料板５が曲げ荷重に対し割れ難い。
【解決手段】表裏面５ａ、５ｂに貫通して形成された貫通孔１７を備えた硬脆材料板５であって、貫通孔１７の内周面の少なくとも一部が、貫通方向に沿って接線の傾きが連続する曲面部であることにより、貫通方向に沿う直線状の内周面に比べて貫通孔１７の内周面積が大きく、硬脆材料板５に掛る曲げ荷重が集中しやすい貫通孔１７において、貫通孔１７の内周面に作用する応力を小さく抑えることができるばかりか、曲面部においては角部が存在せずに、曲げ荷重による応力が局部的に加わらず分散されることで、硬脆材料板５が曲げ荷重に対し割れ難い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表裏面に貫通して形成された貫通孔を備えた硬脆材料板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の貫通孔を備えた硬脆材料板は、鋼製のシャンクの先端にダイヤモンド等からなる砥石を取り付けた砥石部を回転させることで、貫通孔が形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９９６１９号公報（第６頁、第１２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１にあっては、硬脆材料板に形成された貫通孔の内周面が、貫通孔の貫通方向に直線状に形成されているため、貫通孔が形成された硬脆材料板の移動等の取扱い時に、貫通孔の内周面におけるこの段差部分に曲げ荷重などの負荷が集中して、硬脆材料板が破損してしまい易く、硬脆材料板の取扱いが困難であった。
【０００５】
例えば、貫通孔を有する硬脆材料板を、移動機能を備えた把持手段により、板面を床面に対し略平行に配置して把持した場合に、硬脆材料板全体に、その自重による曲げ荷重が生じることになる。この曲げ荷重による応力は、平面方向に拡がる硬脆材料板の所定箇所にて板面の表裏面を貫通する貫通孔において作用しやすく、例えば、前記把持手段により硬脆材料板を把持した状態で移動しようとした場合に、わずかな衝撃によっても、貫通孔の内周面において亀裂が生じ硬脆材料板が破損する虞があった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、把持して移動する等の取扱いによっても破損し難い貫通孔を備えた硬脆材料板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の硬脆材料板は、
表裏面に貫通して形成された貫通孔を備えた硬脆材料板であって、
該貫通孔の内周面の少なくとも一部が、貫通方向に沿って接線の傾きが連続する曲面部であることを特徴としている。
この特徴によれば、貫通孔の内周面の少なくとも一部が、貫通方向に沿って接線の傾きが連続する曲面部であるため、貫通方向に沿う直線状の内周面に比べて貫通孔の内周面積が大きく、硬脆材料板に掛る曲げ荷重が集中しやすい貫通孔において、貫通孔の内周面に作用する応力を小さく抑えることができるばかりか、曲面部においては角部が存在せずに、曲げ荷重による応力が局部的に加わらず分散されることで、硬脆材料板が曲げ荷重に対し割れ難い。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の硬脆材料板は、請求項１に記載の硬脆材料板であって、
前記曲面部は、硬脆材料板の表裏面の少なくとも何れか一面に形成された貫通孔の開口部よりも大径に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、貫通孔の曲面部は、硬脆材料板の表裏面の少なくとも何れか一面に形成された貫通孔の開口部よりも大径に形成されているため、硬脆材料板に掛る曲げ荷重が最も大きく作用する硬脆材料板の表面若しくは裏面において、曲げ荷重に対し割れ難さを向上させることができる。また、硬脆材料板に掛る曲げ荷重による応力が、貫通孔から径方向に離間する方向に分散されるため、貫通孔に集中する曲げ荷重を、硬脆材料板における貫通孔の径方向周辺部分で受け持たせることができる。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の硬脆材料板は、請求項２に記載の硬脆材料板であって、
前記曲面部は、硬脆材料板の表裏面の中間に位置する中心面を中心として、貫通方向に略対称に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、硬脆材料板に作用する引張り力と圧縮力の何れもが略０に成る仮想の中心の面を、硬脆材料板の表裏面の中間に位置させることができるため、曲げ荷重に対する硬脆材料板の割れ難さを向上させることができる。
【００１０】
本発明の請求項４に記載の硬脆材料板は、請求項１に記載の硬脆材料板であって、
前記曲面部は、硬脆材料板の表裏面の両面に形成された貫通孔の開口部よりも小径に形成されるとともに、硬脆材料板の表裏面の中間に位置する中心面を中心として、貫通方向に略対称に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、貫通孔の曲面部が、硬脆材料板の表裏面の両面に形成された貫通孔の開口部よりも小径に形成されるとともに、硬脆材料板の表裏面の中間に位置する中心面を中心として、貫通方向に略対称に形成されているため、この曲面部を、硬脆材料板の表面若しくは裏面に連続した面取り面として利用できるばかりか、硬脆材料板に作用する引張り力と圧縮力の何れもが略０に成る仮想の中心の面を、硬脆材料板の表裏面の中間に位置させることができるため、曲げ荷重に対する硬脆材料板の割れ難さを向上させることができる。
【００１１】
本発明の請求項５に記載の硬脆材料板は、請求項３または４に記載の硬脆材料板であって、
前記曲面部は、貫通方向に沿って均一の曲率のみを有していることを特徴としている。
この特徴によれば、貫通孔の内周面に、貫通方向に沿って均一の曲率のみを有する曲面部が形成されており、貫通孔の内周面において接線の傾きが均一に連続しているため、曲げ荷重による応力を均等に分散させることができる。
【００１２】
本発明の請求項６に記載の硬脆材料板は、請求項１ないし５のいずれかに記載の硬脆材料板であって、
前記貫通孔の開口部に、前記曲面部と硬脆材料板の表裏面の少なくとも何れか一面とを連続する面取り部が形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、貫通孔の開口部に、曲面部と硬脆材料板の表裏面の少なくとも何れか一面とを連続する面取り部が形成されているため、硬脆材料板の取扱い時に欠損が生じ難い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の実施例１を図１〜図９及び図１３に基づいて説明する。先ず図１は、本発明に係る硬脆材料板の適用例を示す概略斜視図である。図２は、本発明の実施例１における孔形成用ドリルを示す斜視図である。図３は、図２と同じく正面図である。図４は、図２と同じく側面図である。図５は、図２と同じく断側面図である。図６は、図２と同じく板ガラスを穿孔する状況を示す断面図である。図７は、図６のＡ−Ａ断面図である。図８（ａ）は、図２と同じく板ガラスを貫通した状況を示す断面図であり、（ｂ）は、中間砥石部で研削する状況を示す断面図である。図９（ａ）は、図２と同じく研削後の板ガラスの研削孔を示す断面図であり、（ｂ）は、板ガラスに曲げ荷重が掛った状況を示す断面図である。図１３（ａ）は、実施例１において研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を例示した図であり、（ｂ）は、研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。
【００１５】
まず、図１に示されるように、表裏面に貫通した貫通孔を備えた硬脆材料板の適用例を説明する。プラズマディスプレイパネル１は、互いに組み合わされてケースを構成するフロントケース部２及びバックケース部８と、該ケース内に収容される内部ユニット１０と、を備えている。
【００１６】
内部ユニット１０は、放熱用保持板としてのシャーシ部材７と、該シャーシ部材７の前面に支持される表示パネル９と、シャーシ部材７と表示パネル９との間に介在させた接着部材としての熱伝導シート６と、帯電防止、色調・輝度補正、電磁波遮蔽等の機能を有し、表示パネル９の前面に配置される光学機能フィルタ３と、からなる。
【００１７】
表示パネル９は、前面側に設けた板ガラス４と、背面側に設けた硬脆材料板としての板ガラス５とから構成されており、板ガラス４は板ガラス５に比べて長辺方向が長く、短辺方向が短く形成されている。これにより板ガラス４と板ガラス５とは互いに重合しない領域が存在し、その非重合領域には表示パネル９内に設けられた電極（図示略）に接続された端子（図示略）が形成されている。この端子には、先端にコネクタ（図示略）を有する複数のフィルム状配線（図示略）が圧着され、前記コネクタがシャーシ部材７の背面に配置される回路基板（図示略）に設けられたコネクタ（図示略）と連結されることにより、該回路基板と表示パネル９とが電気的に接続されている。
【００１８】
前面側の板ガラス４と背面側の板ガラス５との周縁部は、ガス放電用空間を形成するために低融点ガラスからなるシール材（図示略）により接着されてシールされ、密封されたガス放電用空間内には所定圧の希ガス（ネオン及びキセノンの混合ガス等）が封入されている。
【００１９】
そして、板ガラス５の角部近傍の所定箇所に、前記したガス放電用空間の内部に封入する希ガスを流通させるための貫通孔が、板ガラス５の表裏面を貫通して形成されている。以下に、孔形成用ドリルによる貫通孔の形成工程について説明する。
【００２０】
図２の符号１１は、本実施例における孔形成用ドリルとしてのダイヤモンドドリルであり、このダイヤモンドドリル１１は、先端面と外周面にダイヤモンドを着装した砥石部としてのダイヤモンド砥石部１２と、回転軸として作用する鋼製のシャンク１３とで構成されている。尚、ダイヤモンド砥石部１２は、ダイヤモンド砥粒を用いてメタルボンド砥石あるいは電着砥石として製作される。
【００２１】
また、図２ないし図４に示されるように、ダイヤモンド砥石部１２は、先端側に形成された小径をなす貫通砥石部としての先端砥石部１４と、中間部に形成されて先端砥石部１４よりも大径をなす曲面研削部としての後方砥石部１５と、で構成されている。
【００２２】
先端砥石部１４には、粒径が大きな粗いダイヤモンド砥粒が付着されるとともに、後方砥石部１５には、先端砥石部１４に付着されたダイヤモンド砥粒よりも粒径が小さい細かいダイヤモンド砥粒が付着されている。
【００２３】
また、先端砥石部１４は、軸方向に沿って略同径に形成された略円筒形状をなし、先端砥石部１４の側周には、円筒面１４ａが形成されるとともに、先端砥石部１４の先端側には、先端に向かって直径が小さくなるように形成された円錐面１４ｂが形成されている。尚、図２の部分拡大斜視図に示すように、先端砥石部１４の先端部には、円錐面１４ｂによって形成される円錐体の先端が切り欠かれて平坦面に形成された先端面１４ｃが設けられ、すなわち先端砥石部１４の先端部の形状が切頭円錐形状となっている。
【００２４】
また、後方砥石部１５は、先端砥石部１４よりもダイヤモンドドリル１１の軸方向後方側において設けられているとともに、回転軸の径方向に膨出した曲面を備えている。より具体的には、後方砥石部１５は、回転軸の軸方向に沿って接線の傾きが連続する曲面であって、硬脆材料板の表面における開口部を研削する開口部研削面１５ａと、同様に硬脆材料板の裏面における開口部を研削する開口部研削面１５ｃと、この開口部研削面１５ａ、１５ｃよりも漸次拡径して形成され硬脆材料板の軸方向に内方側を研削する内方部研削面１５ｂと、から成る曲面を有している。また、後方砥石部１５は、回転軸の軸方向において内方部研削面１５ｂの中間に位置する中心部を中心として、軸方向に略対称の連続した曲面を備えている。
【００２５】
先端砥石部１４の先端面１４ｃの中央部には、略半球形状に刳り貫かれて形成された微小な凹部１４ｄが形成されている。また、図３に示すように、先端砥石部１４の先端面１４ｃは、ダイヤモンドドリル１１の正面視において略円形状をなすとともに、先端面１４ｃに形成された凹部１４ｄは、先端面１４ｃの同心円として形成されている。
【００２６】
次に、ダイヤモンドドリル１１を用いて硬脆材料板としての板ガラス５が研削される工程について図５から図８を用いて詳述する。図５に示すように、ダイヤモンドドリル１１を用いて硬脆材料板である板ガラス５を研削する際には、先ずダイヤモンドドリル１１をシャンク１３の軸心αを中心に軸回転させつつ、先端砥石部１４の先端面１４ｃを板ガラス５の表面に当接させる。このとき先端砥石部１４の先端が切頭円錐形状をなしていることで、押圧力が先端面１４ｃに集中するようになり、板ガラス５が研削され易くなっている。
【００２７】
また、図６に示すように、ダイヤモンドドリル１１のダイヤモンド砥石部１２が、シャンク１３の軸心αを中心に軸回転しつつ、ダイヤモンド砥石部１２と板ガラス５との間に相対的な偏心運動が与えられるようになっている。
【００２８】
ダイヤモンドドリル１１の偏心運動について詳述すると、図７に示すように、ダイヤモンドドリル１１の先端砥石部１４の円筒面１４ａを、板ガラス５に形成された被研削面である略円形状の研削孔１７の内周面に当接させ、ダイヤモンドドリル１１を軸心α周りにａ方向に軸回転させながら、先端砥石部１４の円筒面１４ａが研削孔１７の内周面の全周に渡って当接するように、ダイヤモンドドリル１１の軸回転の軸心αを偏心軸βの周りにｂ方向に回転させ、すなわちダイヤモンドドリル１１を偏心軸βを中心として遊星回転運動させる。尚、偏心軸βが円形状をなす研削孔１７の中心軸となっている。
【００２９】
ダイヤモンドドリル１１と板ガラス５との間に相対的な偏心運動を与える手段としては、板ガラス５を静止させた状態で固定し、ダイヤモンドドリル１１を軸心α周りに軸回転させる第１モータ（図示略）を設けるとともに、ダイヤモンドドリル１１及び前記第１モータを研削孔１７の中心軸である偏心軸β周りに回転させるための第２モータ（図示略）を設け、これら第１モータ及び第２モータの両方を駆動させることで、ダイヤモンドドリル１１と板ガラス５との間に相対的な偏心運動を与える方法がある。
【００３０】
また、ダイヤモンドドリル１１に偏心運動を与えることによって、板ガラス５に形成される研削孔１７の直径は、先端砥石部１４の外径よりも大きく、更に後述するように、後方砥石部１５の外径よりも大きくなるように形成される。尚、研削孔１７の直径は、ダイヤモンドドリル１１の回転軸の軸心αと偏心運動の偏心軸βとの離間距離ｅによって変化するようになっており、軸心αと偏心軸βとの離間距離ｅが大きければ研削孔１７の直径が大きく形成される。
【００３１】
更に、本実施例におけるダイヤモンドドリル１１では、ダイヤモンド砥石部１２をシャンク１３の軸心αを中心として軸回転させるとともに、少なくとも研削孔１７の中心点（偏心軸β）を先端面１４ｃが通過するように、ダイヤモンド砥石部１２と板ガラス５との間に偏心運動を与えて板ガラス５の研削を行うようになっている。そのためダイヤモンド砥石部１２が軸回転されたときに、凹部１４ｄに対応した位置や研削孔１７の中心点（偏心軸β）に生じる板ガラス５の残存部位を、偏心運動されるダイヤモンド砥石部１２の先端面１４ｃによって研削して無くすことができる。
【００３２】
また、凹部１４ｄが、板ガラス５が研削されることで発生する切粉を一時的に収容できるようになっている。そのため切粉がダイヤモンド砥石部１２の先端面１４ｃと板ガラス５との間に介在することで生じるダイヤモンドドリル１１の研削効率の低下を防止できる。尚、ダイヤモンドドリル１１を用いた研削の際に、研削孔１７と先端砥石部１４との間隙に洗浄水を流し込むこともでき、研削によって生じた切粉等をこの洗浄水で洗い流しながら研削できるようになっている。
【００３３】
また、凹部１４ｄは、その奥部に行く従って狭くなる形状となっており、このようにすることで、板ガラス５の研削の際に発生する切粉等が凹部１４ｄ内から排除され易くなり、切粉等が凹部１４ｄ内に詰まり難くなるため、使用後のダイヤモンドドリル１１の手入れが容易になる。
【００３４】
先端砥石部１４が板ガラス５を貫通した後、ダイヤモンドドリル１１の軸回転の軸心αと偏心運動の偏心軸βとの離間距離ｅを徐々に大きくすることで、先端砥石部１４の円筒面１４ａにより研削孔１７の内周面を研削して研削孔１７の直径が大きくなるように研削孔１７を拡大させる。
【００３５】
そして、図８（ａ）に示されるように、先端砥石部１４による上述した偏心運動で、研削孔１７の直径Ｌ２を後方砥石部１５の内方部研削面１５ｂの外径Ｌ１よりも大きく形成した後に、ダイヤモンド砥石部１２を軸方向に研削孔１７に更に挿入させ、後方砥石部１５を研削孔１７の内周面に当接させる。そして、図８（ｂ）に示されるように、ダイヤモンドドリル１１を軸心α周りに軸回転させつつ、後方砥石部１５の周面が研削孔１７の内周面の全周に及ぶように、ダイヤモンドドリル１１を偏心運動させる。
【００３６】
また、このように、先端砥石部１４により板ガラス５を貫通した研削孔１７を形成した後に、ダイヤモンドドリル１１の軸方向にダイヤモンド砥石部１２と板ガラス５との相対位置を移動させ、先端砥石部１４よりも後方側において形成された回転軸の径方向に膨出した曲面である後方砥石部１５と、板ガラス５との間に偏心運動を与えることにより、板ガラス５に、この後方砥石部１５に沿った形状の曲面部を有する研削孔１７を形成できる。すなわち、図９（ａ）に示されるように、貫通孔としての研削孔１７の内周面は、後方砥石部１５の径方向外方に膨出した曲面に沿って、貫通方向に沿って接線の傾きが連続して径方向外方に拡径した曲面部である。この曲面部は、具体的には板ガラス５の表面５ａ開口部と裏面５ｂ開口部においては直径Ｌ２に形成されるとともに、中間面５ｃに向けて漸次拡径し、中間面５ｃにおいては直径Ｌ２よりも大径の直径Ｌ３に形成される。また、この曲面部は、板ガラス５の表面５ａ及び裏面５ｂの中間に位置する中心面５ｃを中心として、貫通方向に略対称に形成されている。尚、後方砥石部１５は、先端砥石部１４よりも大径に形成されているため、本実施例のダイヤモンドドリル１１は、比較的大径の研削孔１７を形成する用途に適している。
【００３７】
また、後方砥石部１５には、先端砥石部１４に付着されたダイヤモンド砥粒よりも細かいダイヤモンド砥粒が付着されているため、後方砥石部１５によって研削孔１７の内周面の面取りができるようになっている。尚、ダイヤモンド砥石部１２に別段に円錐面を設け、該円錐面を用いて研削孔１７周縁の面取りを行うこともできる。
【００３８】
このように、始めに粗いダイヤモンド砥粒が付着された先端砥石部１４を用いて板ガラス５を貫通させて研削孔１７を形成した後、細かいダイヤモンド砥粒が付着された後方砥石部１５により研削孔１７の面取りを行うことで、板ガラス５に研削孔１７を形成する研削時間を短縮できるばかりか、貫通用のドリルとその他の面取り用の器具との交換作業が必要なくなり、研削孔１７形成のための作業時間を短縮できるようになっている。
【００３９】
次に、図１３（ａ）に示されるように、本実施例の板ガラス５に形成された研削孔１７における曲面部の接線の傾きについて説明すると、板ガラス５の表面５ａに平行の仮想の基準面Ｋに対する接線の傾き角度θは、図１３（ａ）で例示されるθ１ないしθ６のように連続して変化している。図１３（ｂ）に示されるように、板ガラス５に形成された研削孔１７の貫通方向の位置ｔ（横軸）における接線の傾き角度θ（縦軸）は、板ガラス５の表面５ａ（ｔ＝０）から裏面５ｂ（ｔ＝Ｔ）に向かって連続して増加している。具体的には、板ガラス５の表面５ａと裏面５ｂとの仮想の中間面５ｃ（ｔ＝Ｔ／２）において、傾き角度θ４はπ／２を示し、この中間面５ｃを中心として板ガラス５の表裏面に向かって、傾き角度θは略対称に変化している。
【００４０】
次に、図９（ｂ）に示されるように、上述したようにダイヤモンドドリル１１により形成された研削孔１７を有する板ガラス５に作用する曲げ荷重について説明すると、例えば板ガラス５の表面５ａを上面として図示しない把持手段により把持すると、図示白抜き矢印方向に曲げ荷重が掛る。具体的には板ガラス５の中間面５ｃを中心として、表面５ａ側に引張り力が発生し、この引張り力は、表面５ａにおいて最も大きい力として作用する。同様に、中間面５ｃの裏面５ｂ側に圧縮力が発生し、この圧縮力は、裏面５ｂにおいて最も大きい力として作用する。
【００４１】
次に、板ガラス５の表裏面に貫通した研削孔１７の内周面において作用する曲げ荷重について説明すると、曲げ荷重による応力は、研削孔１７の内周面の貫通方向における接線方向に向けて作用する。上述したように、ダイヤモンドドリル１１のダイヤモンド砥石部１２に形成された後方砥石部１５により、研削孔１７の内周面に、貫通方向に沿って接線の傾きが連続した曲面部が形成されているため、貫通方向に沿う直線状の内周面に比べて研削孔１７の内周面積が大きく、板ガラス５に掛る曲げ荷重が集中しやすい研削孔１７において、研削孔１７の内周面に作用する応力を小さく抑えることができるばかりか、曲面部においては角部が存在せずに、曲げ荷重による応力が局部的に加わらず分散されることで、板ガラス５が曲げ荷重に対し割れ難い。
【００４２】
特に、本実施例のように、ダイヤモンドドリル１１の後方砥石部１５が、板ガラス５の表面５ａ及び裏面５ｂにおける開口部を研削する開口部研削面１５ａ、１５ｃから、板ガラス５の開口部よりも内方側を研削する内方部研削面１５ｂに向かって漸次拡径する曲面を有していることで、図９（ａ）に示されるように、開口部研削面１５ａ、１５ｃにより研削される開口部の孔径Ｌ２を、内方部研削面１５ｂにより研削される孔径Ｌ３と比べて小径に形成できるため、すなわち、研削孔１７の内周面に、開口部から貫通方向内方部に向かって、孔径が漸次拡径する曲面部が形成されているため、板ガラス５に掛る曲げ荷重が最も大きく作用する板ガラス５の表面５ａ若しくは裏面５ｂにおいて、曲げ荷重に対し割れ難さを向上させることができる。また、板ガラス５に掛る曲げ荷重による応力が、研削孔１７から径方向に離間する方向に分散されるため、研削孔１７に集中する曲げ荷重を、板ガラス５における研削孔１７の径方向周辺部分で受け持たせることができる。
【００４３】
また、内方部研削面１５ｂの中心部を中心として軸方向に略対称の連続した曲面を有した後方砥石部１５により、板ガラス５に、この後方砥石部１５に沿った曲面を形成できるため、板ガラス５に作用する引張り力と圧縮力の何れもが略０に成る仮想の中心の面を、板ガラス５の表裏面の中間に位置させることができるため、曲げ荷重に対する板ガラス５の割れ難さを向上させることができる。また、板ガラス５の表面５ａを上方に向けて把持した場合に生じる、板ガラス５の表面５ａに引張り力が掛り裏面５ｂに圧縮力が掛る方向の曲げ荷重と、この方向と反対に、板ガラス５の裏面５ｂを上方に向けて把持した場合等に生じる、板ガラス５の裏面５ｂに引張り力が掛り表面５ａに引張り力が掛る曲げ荷重とに対し、同様の割れ難さを生じさせることができる。
【００４４】
更に、研削孔１７の内周面に、貫通方向に沿って均一の曲率のみを有する曲面部が形成されており、研削孔１７の内周面において接線の傾きが均一に連続しているため、曲げ荷重による応力を均等に分散させることができる。
【実施例２】
【００４５】
次に、実施例２に係る貫通孔を備えた硬脆材料板につき、図１０に基づいて説明する。図１０は、本発明の実施例２における板ガラスの研削孔を示す断面図である。なお、上記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。
【００４６】
図１０に示されるように、板ガラス５に形成された貫通孔としての研削孔２７の内周面は、板ガラス５の表裏面に形成された研削孔２７の開口部よりも大径に形成されている曲面部２７ｃに加えて、この曲面部２７ｃと板ガラス５の表面５ａとを連続する面取り部２７ａ、及び曲面部２７ｃと板ガラス５の裏面５ｂとを連続する面取り部２７ｂを有することとなるため、曲げ荷重による応力を面取り部２７ａ、２７ｂの接線方向に逃がすことができるばかりか、面取りがされているため、板ガラス５の取扱い時に欠損が生じ難い。また、この研削孔２７は、板ガラス５の表面５ａ及び裏面５ｂの中間に位置する中心面５ｃを中心として、貫通方向に略対称に形成されている。尚、面取部は、必ずしも板ガラス５の表面５ａ及び裏面５ｂ両方に形成される必要はなく、板ガラス５の表面５ａ若しくは裏面５ｂ何れか一方のみに形成されていてもよい。
【実施例３】
【００４７】
次に、実施例３に係る貫通孔を備えた硬脆材料板につき、図１１及び図１４に基づいて説明する。図１１は、本発明の実施例３における板ガラスの研削孔を示す断面図である。図１４は、実施例３において研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。なお、上記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。
【００４８】
図１１に示されるように、板ガラス５に形成された貫通孔としての研削孔５７の内周面は、板ガラス５の表面５ａ側から内方に向かって表面５ａと裏面５ｂとの略中間まで貫通方向に直線状に延びる内周面５７ａと、この内周面５７ａに連続して貫通方向先方に向かって漸次縮径した曲面部５７ｂと、この曲面部５７ｂの最も縮径した縮径箇所５７ｂ’に連続して板ガラス５の裏面５ｂまで貫通方向に直線状に延びる内周面５７ｃと、から形成されている。
【００４９】
図１４に示されるように、本実施例の板ガラス５に形成された研削孔５７の接線の傾きについて説明すると、接線の傾き角度θは、内周面５７ａで形成される板ガラス５の表面５ａ（ｔ＝０）から中間面５ｃ（ｔ＝Ｔ／２）に向かって、一定のπ／２であり、傾き角度θは、内周面５７ｂが形成される板ガラス５の裏面５ｂ（ｔ＝Ｔ）側に向かって連続して増加する。更に、接線の傾き角度θは、縮径箇所５７ｂ’（ｔ＝Ｔ１）において不連続に変化し、この被研削部（ｔ＝Ｔ１）から裏面５ｂ（ｔ＝Ｔ）まで一定のπ／２である。
【実施例４】
【００５０】
次に、実施例４に係る貫通孔を備えた硬脆材料板につき、図１２及び図１５に基づいて説明する。図１２は、本発明の実施例４における板ガラスの研削孔を示す断面図である。図１５（ａ）は、実施例４において研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を例示した図であり、（ｂ）は、研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。なお、上記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。
【００５１】
図１２に示されるように、板ガラス５に形成された貫通孔としての研削孔６７の内周面に形成された曲面部は、板ガラス５の表面５ａ及び裏面５ｂの両面に形成された研削孔６７の開口部よりも小径に形成され、すなわち、開口部から貫通方向内方部に向かって、孔径が漸次縮径して形成されており、また、板ガラス５の表面５ａ及び裏面５ｂの両面の中間に位置する中心面５ｃを中心として、貫通方向に略対称に形成されている。このようにすることで、この曲面部を、板ガラス５の表面５ａ若しくは裏面５ｂに連続した面取り面として利用できるばかりか、板ガラス５に作用する引張り力と圧縮力の何れもが略０に成る仮想の中心の面を、板ガラス５の表裏面の中間に位置させることができるため、曲げ荷重に対する板ガラス５の割れ難さを向上させることができる。また、板ガラス５の表面５ａに引張り力が掛る方向の曲げ荷重と、この方向と反対に、板ガラス５の裏面５ｂに引張り力が掛る曲げ荷重とに対し、同様の割れ難さを生じさせることができる。
【００５２】
次に、図１５（ａ）に示されるように、本実施例の板ガラス５に形成された貫通孔としての研削孔６７における曲面部の接線の傾きについて説明すると、板ガラス５の表面５ａに平行の仮想の基準面Ｋに対する接線の傾き角度θは、図１５（ａ）で例示されるθ１ないしθ６のように連続して変化している。図１５（ｂ）に示されるように、板ガラス５に形成された研削孔６７の貫通方向の位置ｔ（横軸）における接線の傾き角度θ（縦軸）は、板ガラス５の表面５ａ（ｔ＝０）から裏面５ｂ（ｔ＝Ｔ）に向かって連続して減少している。具体的には、板ガラス５の表面５ａと裏面５ｂとの仮想の中間面５ｃ（ｔ＝Ｔ／２）において、傾き角度θ４はπ／２を示し、この中間面５ｃを中心として板ガラス５の表裏面に向かって、傾き角度θは略対称に変化している。
【００５３】
更に、研削孔６７の内周面に、貫通方向に沿って均一の曲率のみを有する曲面部が形成されており、研削孔６７の内周面において接線の傾きが均一に連続しているため、曲げ荷重による応力を均等に分散させることができる。
【００５４】
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。
【００５５】
例えば、上記実施例では、内周面に、貫通方向に沿って接線の傾きが連続する曲面部が形成されている貫通孔が示されているが、接線の傾きが連続するとは、実施例１における図１３（ａ）、（ｂ）若しくは実施例４における図１５（ａ）、（ｂ）に示されるように、硬脆材料板の貫通方向に亘って連続して変化するものであってもよいし、実施例３における図１１、図１４に示されるように、硬脆材料板の貫通方向に沿った一部のみに、連続して変化する部分を有するものであってもよい。また、貫通孔の内周面の断面視形状については、必ずしも本実施例に限られず、例えば断面視略正弦曲線であってもよいし、また例えば曲面部の形状が断面視略二次曲線であって、図１６に示されるように、接線の傾きが直線状に増減する、すなわち接線の傾きが一次式で表せるものであってもよい。すなわち、接線の傾きが連続する曲面部とは、接線の傾きが一定である面を除外した面のことである。ここで接線の傾きが一定である面とは、例えば、図１７（ａ）に示されるように、板ガラス５の貫通孔としての研削孔８７の内周面が、板ガラス５の表裏面に直交する方向に形成された内周面８７ｂと、この内周面８７ｂの板ガラス表面５ａ側に形成された面取り部８７ａと、内周面８７ｂの板ガラス裏面５ｂ側に形成された面取り部８７ｃと、から成る断面視連続した直線状に形成されており、図１７（ｂ）に示されるように、接線の傾き角度θ（縦軸）が、研削孔８７の貫通方向の位置ｔ（横軸）に対し、平行に示される。
【００５６】
また、上記実施例では、貫通孔を備えた硬脆材料板の適用例としてプラズマディスプレイパネル１における板ガラス５が示され、前記貫通孔として内部に封入する希ガスを流通させるための研削孔が示されているが、例えば、硬脆材料板の材料は樹脂材等であってもよいし、また例えば、硬脆材料板に備えた貫通孔の用途はネジ部材挿通用の挿通孔等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る硬脆材料板の適用例を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施例１における孔形成用ドリルを示す斜視図である。
【図３】図２と同じく正面図である。
【図４】図２と同じく側面図である。
【図５】図２と同じく断側面図である。
【図６】図２と同じく板ガラスを穿孔する状況を示す断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】（ａ）は、図２と同じく板ガラスを貫通した状況を示す断面図であり、（ｂ）は、中間砥石部で研削する状況を示す断面図である。
【図９】（ａ）は、図２と同じく研削後の板ガラスの研削孔を示す断面図であり、（ｂ）は、板ガラスに曲げ荷重が掛った状況を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施例２における板ガラスの研削孔を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施例３における板ガラスの研削孔を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施例４における板ガラスの研削孔を示す断面図である。
【図１３】（ａ）は、実施例１において研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を例示した図であり、（ｂ）は、研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。
【図１４】実施例３において研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。
【図１５】（ａ）は、実施例４において研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を例示した図であり、（ｂ）は、研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。
【図１６】断面視略二次曲線に形成される研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。
【図１７】（ａ）は、板ガラスの断面視連続した直線状に形成された研削孔を示す断面図である。（ｂ）は、研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１ プラズマディスプレイパネル
５ 板ガラス（硬脆材料板）
５ａ 表面
５ｂ 裏面
５ｃ 中間面
１１ ダイヤモンドドリル
１２ ダイヤモンド砥石部
１３ シャンク
１４ 先端砥石部
１５ 後方砥石部
１７ 研削孔（貫通孔）
２７ 研削孔（貫通孔）
２７ａ 面取り部
２７ｂ 面取り部
２７ｃ 曲面部
５７ 研削孔（貫通孔）
５７ａ 内周面
５７ｂ 曲面部
５７ｂ’ 縮径箇所
５７ｃ 内周面
６７ 研削孔（貫通孔）
８７ 研削孔
８７ａ 面取り部
８７ｂ 内周面
８７ｃ 面取り部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表裏面に貫通して形成された貫通孔を備えた硬脆材料板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の貫通孔を備えた硬脆材料板は、鋼製のシャンクの先端にダイヤモンド等からなる砥石を取り付けた砥石部を回転させることで、貫通孔が形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９９６１９号公報（第６頁、第１２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１にあっては、硬脆材料板に形成された貫通孔の内周面が、貫通孔の貫通方向に直線状に形成されているため、貫通孔が形成された硬脆材料板の移動等の取扱い時に、貫通孔の内周面におけるこの段差部分に曲げ荷重などの負荷が集中して、硬脆材料板が破損してしまい易く、硬脆材料板の取扱いが困難であった。
【０００５】
例えば、貫通孔を有する硬脆材料板を、移動機能を備えた把持手段により、板面を床面に対し略平行に配置して把持した場合に、硬脆材料板全体に、その自重による曲げ荷重が生じることになる。この曲げ荷重による応力は、平面方向に拡がる硬脆材料板の所定箇所にて板面の表裏面を貫通する貫通孔において作用しやすく、例えば、前記把持手段により硬脆材料板を把持した状態で移動しようとした場合に、わずかな衝撃によっても、貫通孔の内周面において亀裂が生じ硬脆材料板が破損する虞があった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、把持して移動する等の取扱いによっても破損し難い貫通孔を備えた硬脆材料板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の硬脆材料板は、
表裏面に貫通して形成された貫通孔を備えた硬脆材料板であって、
該貫通孔の内周面の少なくとも一部が、貫通方向に沿って接線の傾きが連続する曲面部であることを特徴としている。
この特徴によれば、貫通孔の内周面の少なくとも一部が、貫通方向に沿って接線の傾きが連続する曲面部であるため、貫通方向に沿う直線状の内周面に比べて貫通孔の内周面積が大きく、硬脆材料板に掛る曲げ荷重が集中しやすい貫通孔において、貫通孔の内周面に作用する応力を小さく抑えることができるばかりか、曲面部においては角部が存在せずに、曲げ荷重による応力が局部的に加わらず分散されることで、硬脆材料板が曲げ荷重に対し割れ難い。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の硬脆材料板は、請求項１に記載の硬脆材料板であって、
前記曲面部は、硬脆材料板の表裏面の少なくとも何れか一面に形成された貫通孔の開口部よりも大径に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、貫通孔の曲面部は、硬脆材料板の表裏面の少なくとも何れか一面に形成された貫通孔の開口部よりも大径に形成されているため、硬脆材料板に掛る曲げ荷重が最も大きく作用する硬脆材料板の表面若しくは裏面において、曲げ荷重に対し割れ難さを向上させることができる。また、硬脆材料板に掛る曲げ荷重による応力が、貫通孔から径方向に離間する方向に分散されるため、貫通孔に集中する曲げ荷重を、硬脆材料板における貫通孔の径方向周辺部分で受け持たせることができる。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の硬脆材料板は、請求項２に記載の硬脆材料板であって、
前記曲面部は、硬脆材料板の表裏面の中間に位置する中心面を中心として、貫通方向に略対称に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、硬脆材料板に作用する引張り力と圧縮力の何れもが略０に成る仮想の中心の面を、硬脆材料板の表裏面の中間に位置させることができるため、曲げ荷重に対する硬脆材料板の割れ難さを向上させることができる。
【００１０】
本発明の請求項４に記載の硬脆材料板は、請求項１に記載の硬脆材料板であって、
前記曲面部は、硬脆材料板の表裏面の両面に形成された貫通孔の開口部よりも小径に形成されるとともに、硬脆材料板の表裏面の中間に位置する中心面を中心として、貫通方向に略対称に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、貫通孔の曲面部が、硬脆材料板の表裏面の両面に形成された貫通孔の開口部よりも小径に形成されるとともに、硬脆材料板の表裏面の中間に位置する中心面を中心として、貫通方向に略対称に形成されているため、この曲面部を、硬脆材料板の表面若しくは裏面に連続した面取り面として利用できるばかりか、硬脆材料板に作用する引張り力と圧縮力の何れもが略０に成る仮想の中心の面を、硬脆材料板の表裏面の中間に位置させることができるため、曲げ荷重に対する硬脆材料板の割れ難さを向上させることができる。
【００１１】
本発明の請求項５に記載の硬脆材料板は、請求項３または４に記載の硬脆材料板であって、
前記曲面部は、貫通方向に沿って均一の曲率のみを有していることを特徴としている。
この特徴によれば、貫通孔の内周面に、貫通方向に沿って均一の曲率のみを有する曲面部が形成されており、貫通孔の内周面において接線の傾きが均一に連続しているため、曲げ荷重による応力を均等に分散させることができる。
【００１２】
本発明の請求項６に記載の硬脆材料板は、請求項１ないし５のいずれかに記載の硬脆材料板であって、
前記貫通孔の開口部に、前記曲面部と硬脆材料板の表裏面の少なくとも何れか一面とを連続する面取り部が形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、貫通孔の開口部に、曲面部と硬脆材料板の表裏面の少なくとも何れか一面とを連続する面取り部が形成されているため、硬脆材料板の取扱い時に欠損が生じ難い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の実施例１を図１〜図９及び図１３に基づいて説明する。先ず図１は、本発明に係る硬脆材料板の適用例を示す概略斜視図である。図２は、本発明の実施例１における孔形成用ドリルを示す斜視図である。図３は、図２と同じく正面図である。図４は、図２と同じく側面図である。図５は、図２と同じく断側面図である。図６は、図２と同じく板ガラスを穿孔する状況を示す断面図である。図７は、図６のＡ−Ａ断面図である。図８（ａ）は、図２と同じく板ガラスを貫通した状況を示す断面図であり、（ｂ）は、中間砥石部で研削する状況を示す断面図である。図９（ａ）は、図２と同じく研削後の板ガラスの研削孔を示す断面図であり、（ｂ）は、板ガラスに曲げ荷重が掛った状況を示す断面図である。図１３（ａ）は、実施例１において研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を例示した図であり、（ｂ）は、研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。
【００１５】
まず、図１に示されるように、表裏面に貫通した貫通孔を備えた硬脆材料板の適用例を説明する。プラズマディスプレイパネル１は、互いに組み合わされてケースを構成するフロントケース部２及びバックケース部８と、該ケース内に収容される内部ユニット１０と、を備えている。
【００１６】
内部ユニット１０は、放熱用保持板としてのシャーシ部材７と、該シャーシ部材７の前面に支持される表示パネル９と、シャーシ部材７と表示パネル９との間に介在させた接着部材としての熱伝導シート６と、帯電防止、色調・輝度補正、電磁波遮蔽等の機能を有し、表示パネル９の前面に配置される光学機能フィルタ３と、からなる。
【００１７】
表示パネル９は、前面側に設けた板ガラス４と、背面側に設けた硬脆材料板としての板ガラス５とから構成されており、板ガラス４は板ガラス５に比べて長辺方向が長く、短辺方向が短く形成されている。これにより板ガラス４と板ガラス５とは互いに重合しない領域が存在し、その非重合領域には表示パネル９内に設けられた電極（図示略）に接続された端子（図示略）が形成されている。この端子には、先端にコネクタ（図示略）を有する複数のフィルム状配線（図示略）が圧着され、前記コネクタがシャーシ部材７の背面に配置される回路基板（図示略）に設けられたコネクタ（図示略）と連結されることにより、該回路基板と表示パネル９とが電気的に接続されている。
【００１８】
前面側の板ガラス４と背面側の板ガラス５との周縁部は、ガス放電用空間を形成するために低融点ガラスからなるシール材（図示略）により接着されてシールされ、密封されたガス放電用空間内には所定圧の希ガス（ネオン及びキセノンの混合ガス等）が封入されている。
【００１９】
そして、板ガラス５の角部近傍の所定箇所に、前記したガス放電用空間の内部に封入する希ガスを流通させるための貫通孔が、板ガラス５の表裏面を貫通して形成されている。以下に、孔形成用ドリルによる貫通孔の形成工程について説明する。
【００２０】
図２の符号１１は、本実施例における孔形成用ドリルとしてのダイヤモンドドリルであり、このダイヤモンドドリル１１は、先端面と外周面にダイヤモンドを着装した砥石部としてのダイヤモンド砥石部１２と、回転軸として作用する鋼製のシャンク１３とで構成されている。尚、ダイヤモンド砥石部１２は、ダイヤモンド砥粒を用いてメタルボンド砥石あるいは電着砥石として製作される。
【００２１】
また、図２ないし図４に示されるように、ダイヤモンド砥石部１２は、先端側に形成された小径をなす貫通砥石部としての先端砥石部１４と、中間部に形成されて先端砥石部１４よりも大径をなす曲面研削部としての後方砥石部１５と、で構成されている。
【００２２】
先端砥石部１４には、粒径が大きな粗いダイヤモンド砥粒が付着されるとともに、後方砥石部１５には、先端砥石部１４に付着されたダイヤモンド砥粒よりも粒径が小さい細かいダイヤモンド砥粒が付着されている。
【００２３】
また、先端砥石部１４は、軸方向に沿って略同径に形成された略円筒形状をなし、先端砥石部１４の側周には、円筒面１４ａが形成されるとともに、先端砥石部１４の先端側には、先端に向かって直径が小さくなるように形成された円錐面１４ｂが形成されている。尚、図２の部分拡大斜視図に示すように、先端砥石部１４の先端部には、円錐面１４ｂによって形成される円錐体の先端が切り欠かれて平坦面に形成された先端面１４ｃが設けられ、すなわち先端砥石部１４の先端部の形状が切頭円錐形状となっている。
【００２４】
また、後方砥石部１５は、先端砥石部１４よりもダイヤモンドドリル１１の軸方向後方側において設けられているとともに、回転軸の径方向に膨出した曲面を備えている。より具体的には、後方砥石部１５は、回転軸の軸方向に沿って接線の傾きが連続する曲面であって、硬脆材料板の表面における開口部を研削する開口部研削面１５ａと、同様に硬脆材料板の裏面における開口部を研削する開口部研削面１５ｃと、この開口部研削面１５ａ、１５ｃよりも漸次拡径して形成され硬脆材料板の軸方向に内方側を研削する内方部研削面１５ｂと、から成る曲面を有している。また、後方砥石部１５は、回転軸の軸方向において内方部研削面１５ｂの中間に位置する中心部を中心として、軸方向に略対称の連続した曲面を備えている。
【００２５】
先端砥石部１４の先端面１４ｃの中央部には、略半球形状に刳り貫かれて形成された微小な凹部１４ｄが形成されている。また、図３に示すように、先端砥石部１４の先端面１４ｃは、ダイヤモンドドリル１１の正面視において略円形状をなすとともに、先端面１４ｃに形成された凹部１４ｄは、先端面１４ｃの同心円として形成されている。
【００２６】
次に、ダイヤモンドドリル１１を用いて硬脆材料板としての板ガラス５が研削される工程について図５から図８を用いて詳述する。図５に示すように、ダイヤモンドドリル１１を用いて硬脆材料板である板ガラス５を研削する際には、先ずダイヤモンドドリル１１をシャンク１３の軸心αを中心に軸回転させつつ、先端砥石部１４の先端面１４ｃを板ガラス５の表面に当接させる。このとき先端砥石部１４の先端が切頭円錐形状をなしていることで、押圧力が先端面１４ｃに集中するようになり、板ガラス５が研削され易くなっている。
【００２７】
また、図６に示すように、ダイヤモンドドリル１１のダイヤモンド砥石部１２が、シャンク１３の軸心αを中心に軸回転しつつ、ダイヤモンド砥石部１２と板ガラス５との間に相対的な偏心運動が与えられるようになっている。
【００２８】
ダイヤモンドドリル１１の偏心運動について詳述すると、図７に示すように、ダイヤモンドドリル１１の先端砥石部１４の円筒面１４ａを、板ガラス５に形成された被研削面である略円形状の研削孔１７の内周面に当接させ、ダイヤモンドドリル１１を軸心α周りにａ方向に軸回転させながら、先端砥石部１４の円筒面１４ａが研削孔１７の内周面の全周に渡って当接するように、ダイヤモンドドリル１１の軸回転の軸心αを偏心軸βの周りにｂ方向に回転させ、すなわちダイヤモンドドリル１１を偏心軸βを中心として遊星回転運動させる。尚、偏心軸βが円形状をなす研削孔１７の中心軸となっている。
【００２９】
ダイヤモンドドリル１１と板ガラス５との間に相対的な偏心運動を与える手段としては、板ガラス５を静止させた状態で固定し、ダイヤモンドドリル１１を軸心α周りに軸回転させる第１モータ（図示略）を設けるとともに、ダイヤモンドドリル１１及び前記第１モータを研削孔１７の中心軸である偏心軸β周りに回転させるための第２モータ（図示略）を設け、これら第１モータ及び第２モータの両方を駆動させることで、ダイヤモンドドリル１１と板ガラス５との間に相対的な偏心運動を与える方法がある。
【００３０】
また、ダイヤモンドドリル１１に偏心運動を与えることによって、板ガラス５に形成される研削孔１７の直径は、先端砥石部１４の外径よりも大きく、更に後述するように、後方砥石部１５の外径よりも大きくなるように形成される。尚、研削孔１７の直径は、ダイヤモンドドリル１１の回転軸の軸心αと偏心運動の偏心軸βとの離間距離ｅによって変化するようになっており、軸心αと偏心軸βとの離間距離ｅが大きければ研削孔１７の直径が大きく形成される。
【００３１】
更に、本実施例におけるダイヤモンドドリル１１では、ダイヤモンド砥石部１２をシャンク１３の軸心αを中心として軸回転させるとともに、少なくとも研削孔１７の中心点（偏心軸β）を先端面１４ｃが通過するように、ダイヤモンド砥石部１２と板ガラス５との間に偏心運動を与えて板ガラス５の研削を行うようになっている。そのためダイヤモンド砥石部１２が軸回転されたときに、凹部１４ｄに対応した位置や研削孔１７の中心点（偏心軸β）に生じる板ガラス５の残存部位を、偏心運動されるダイヤモンド砥石部１２の先端面１４ｃによって研削して無くすことができる。
【００３２】
また、凹部１４ｄが、板ガラス５が研削されることで発生する切粉を一時的に収容できるようになっている。そのため切粉がダイヤモンド砥石部１２の先端面１４ｃと板ガラス５との間に介在することで生じるダイヤモンドドリル１１の研削効率の低下を防止できる。尚、ダイヤモンドドリル１１を用いた研削の際に、研削孔１７と先端砥石部１４との間隙に洗浄水を流し込むこともでき、研削によって生じた切粉等をこの洗浄水で洗い流しながら研削できるようになっている。
【００３３】
また、凹部１４ｄは、その奥部に行く従って狭くなる形状となっており、このようにすることで、板ガラス５の研削の際に発生する切粉等が凹部１４ｄ内から排除され易くなり、切粉等が凹部１４ｄ内に詰まり難くなるため、使用後のダイヤモンドドリル１１の手入れが容易になる。
【００３４】
先端砥石部１４が板ガラス５を貫通した後、ダイヤモンドドリル１１の軸回転の軸心αと偏心運動の偏心軸βとの離間距離ｅを徐々に大きくすることで、先端砥石部１４の円筒面１４ａにより研削孔１７の内周面を研削して研削孔１７の直径が大きくなるように研削孔１７を拡大させる。
【００３５】
そして、図８（ａ）に示されるように、先端砥石部１４による上述した偏心運動で、研削孔１７の直径Ｌ２を後方砥石部１５の内方部研削面１５ｂの外径Ｌ１よりも大きく形成した後に、ダイヤモンド砥石部１２を軸方向に研削孔１７に更に挿入させ、後方砥石部１５を研削孔１７の内周面に当接させる。そして、図８（ｂ）に示されるように、ダイヤモンドドリル１１を軸心α周りに軸回転させつつ、後方砥石部１５の周面が研削孔１７の内周面の全周に及ぶように、ダイヤモンドドリル１１を偏心運動させる。
【００３６】
また、このように、先端砥石部１４により板ガラス５を貫通した研削孔１７を形成した後に、ダイヤモンドドリル１１の軸方向にダイヤモンド砥石部１２と板ガラス５との相対位置を移動させ、先端砥石部１４よりも後方側において形成された回転軸の径方向に膨出した曲面である後方砥石部１５と、板ガラス５との間に偏心運動を与えることにより、板ガラス５に、この後方砥石部１５に沿った形状の曲面部を有する研削孔１７を形成できる。すなわち、図９（ａ）に示されるように、貫通孔としての研削孔１７の内周面は、後方砥石部１５の径方向外方に膨出した曲面に沿って、貫通方向に沿って接線の傾きが連続して径方向外方に拡径した曲面部である。この曲面部は、具体的には板ガラス５の表面５ａ開口部と裏面５ｂ開口部においては直径Ｌ２に形成されるとともに、中間面５ｃに向けて漸次拡径し、中間面５ｃにおいては直径Ｌ２よりも大径の直径Ｌ３に形成される。また、この曲面部は、板ガラス５の表面５ａ及び裏面５ｂの中間に位置する中心面５ｃを中心として、貫通方向に略対称に形成されている。尚、後方砥石部１５は、先端砥石部１４よりも大径に形成されているため、本実施例のダイヤモンドドリル１１は、比較的大径の研削孔１７を形成する用途に適している。
【００３７】
また、後方砥石部１５には、先端砥石部１４に付着されたダイヤモンド砥粒よりも細かいダイヤモンド砥粒が付着されているため、後方砥石部１５によって研削孔１７の内周面の面取りができるようになっている。尚、ダイヤモンド砥石部１２に別段に円錐面を設け、該円錐面を用いて研削孔１７周縁の面取りを行うこともできる。
【００３８】
このように、始めに粗いダイヤモンド砥粒が付着された先端砥石部１４を用いて板ガラス５を貫通させて研削孔１７を形成した後、細かいダイヤモンド砥粒が付着された後方砥石部１５により研削孔１７の面取りを行うことで、板ガラス５に研削孔１７を形成する研削時間を短縮できるばかりか、貫通用のドリルとその他の面取り用の器具との交換作業が必要なくなり、研削孔１７形成のための作業時間を短縮できるようになっている。
【００３９】
次に、図１３（ａ）に示されるように、本実施例の板ガラス５に形成された研削孔１７における曲面部の接線の傾きについて説明すると、板ガラス５の表面５ａに平行の仮想の基準面Ｋに対する接線の傾き角度θは、図１３（ａ）で例示されるθ１ないしθ６のように連続して変化している。図１３（ｂ）に示されるように、板ガラス５に形成された研削孔１７の貫通方向の位置ｔ（横軸）における接線の傾き角度θ（縦軸）は、板ガラス５の表面５ａ（ｔ＝０）から裏面５ｂ（ｔ＝Ｔ）に向かって連続して増加している。具体的には、板ガラス５の表面５ａと裏面５ｂとの仮想の中間面５ｃ（ｔ＝Ｔ／２）において、傾き角度θ４はπ／２を示し、この中間面５ｃを中心として板ガラス５の表裏面に向かって、傾き角度θは略対称に変化している。
【００４０】
次に、図９（ｂ）に示されるように、上述したようにダイヤモンドドリル１１により形成された研削孔１７を有する板ガラス５に作用する曲げ荷重について説明すると、例えば板ガラス５の表面５ａを上面として図示しない把持手段により把持すると、図示白抜き矢印方向に曲げ荷重が掛る。具体的には板ガラス５の中間面５ｃを中心として、表面５ａ側に引張り力が発生し、この引張り力は、表面５ａにおいて最も大きい力として作用する。同様に、中間面５ｃの裏面５ｂ側に圧縮力が発生し、この圧縮力は、裏面５ｂにおいて最も大きい力として作用する。
【００４１】
次に、板ガラス５の表裏面に貫通した研削孔１７の内周面において作用する曲げ荷重について説明すると、曲げ荷重による応力は、研削孔１７の内周面の貫通方向における接線方向に向けて作用する。上述したように、ダイヤモンドドリル１１のダイヤモンド砥石部１２に形成された後方砥石部１５により、研削孔１７の内周面に、貫通方向に沿って接線の傾きが連続した曲面部が形成されているため、貫通方向に沿う直線状の内周面に比べて研削孔１７の内周面積が大きく、板ガラス５に掛る曲げ荷重が集中しやすい研削孔１７において、研削孔１７の内周面に作用する応力を小さく抑えることができるばかりか、曲面部においては角部が存在せずに、曲げ荷重による応力が局部的に加わらず分散されることで、板ガラス５が曲げ荷重に対し割れ難い。
【００４２】
特に、本実施例のように、ダイヤモンドドリル１１の後方砥石部１５が、板ガラス５の表面５ａ及び裏面５ｂにおける開口部を研削する開口部研削面１５ａ、１５ｃから、板ガラス５の開口部よりも内方側を研削する内方部研削面１５ｂに向かって漸次拡径する曲面を有していることで、図９（ａ）に示されるように、開口部研削面１５ａ、１５ｃにより研削される開口部の孔径Ｌ２を、内方部研削面１５ｂにより研削される孔径Ｌ３と比べて小径に形成できるため、すなわち、研削孔１７の内周面に、開口部から貫通方向内方部に向かって、孔径が漸次拡径する曲面部が形成されているため、板ガラス５に掛る曲げ荷重が最も大きく作用する板ガラス５の表面５ａ若しくは裏面５ｂにおいて、曲げ荷重に対し割れ難さを向上させることができる。また、板ガラス５に掛る曲げ荷重による応力が、研削孔１７から径方向に離間する方向に分散されるため、研削孔１７に集中する曲げ荷重を、板ガラス５における研削孔１７の径方向周辺部分で受け持たせることができる。
【００４３】
また、内方部研削面１５ｂの中心部を中心として軸方向に略対称の連続した曲面を有した後方砥石部１５により、板ガラス５に、この後方砥石部１５に沿った曲面を形成できるため、板ガラス５に作用する引張り力と圧縮力の何れもが略０に成る仮想の中心の面を、板ガラス５の表裏面の中間に位置させることができるため、曲げ荷重に対する板ガラス５の割れ難さを向上させることができる。また、板ガラス５の表面５ａを上方に向けて把持した場合に生じる、板ガラス５の表面５ａに引張り力が掛り裏面５ｂに圧縮力が掛る方向の曲げ荷重と、この方向と反対に、板ガラス５の裏面５ｂを上方に向けて把持した場合等に生じる、板ガラス５の裏面５ｂに引張り力が掛り表面５ａに引張り力が掛る曲げ荷重とに対し、同様の割れ難さを生じさせることができる。
【００４４】
更に、研削孔１７の内周面に、貫通方向に沿って均一の曲率のみを有する曲面部が形成されており、研削孔１７の内周面において接線の傾きが均一に連続しているため、曲げ荷重による応力を均等に分散させることができる。
【実施例２】
【００４５】
次に、実施例２に係る貫通孔を備えた硬脆材料板につき、図１０に基づいて説明する。図１０は、本発明の実施例２における板ガラスの研削孔を示す断面図である。なお、上記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。
【００４６】
図１０に示されるように、板ガラス５に形成された貫通孔としての研削孔２７の内周面は、板ガラス５の表裏面に形成された研削孔２７の開口部よりも大径に形成されている曲面部２７ｃに加えて、この曲面部２７ｃと板ガラス５の表面５ａとを連続する面取り部２７ａ、及び曲面部２７ｃと板ガラス５の裏面５ｂとを連続する面取り部２７ｂを有することとなるため、曲げ荷重による応力を面取り部２７ａ、２７ｂの接線方向に逃がすことができるばかりか、面取りがされているため、板ガラス５の取扱い時に欠損が生じ難い。また、この研削孔２７は、板ガラス５の表面５ａ及び裏面５ｂの中間に位置する中心面５ｃを中心として、貫通方向に略対称に形成されている。尚、面取部は、必ずしも板ガラス５の表面５ａ及び裏面５ｂ両方に形成される必要はなく、板ガラス５の表面５ａ若しくは裏面５ｂ何れか一方のみに形成されていてもよい。
【実施例３】
【００４７】
次に、実施例３に係る貫通孔を備えた硬脆材料板につき、図１１及び図１４に基づいて説明する。図１１は、本発明の実施例３における板ガラスの研削孔を示す断面図である。図１４は、実施例３において研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。なお、上記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。
【００４８】
図１１に示されるように、板ガラス５に形成された貫通孔としての研削孔５７の内周面は、板ガラス５の表面５ａ側から内方に向かって表面５ａと裏面５ｂとの略中間まで貫通方向に直線状に延びる内周面５７ａと、この内周面５７ａに連続して貫通方向先方に向かって漸次縮径した曲面部５７ｂと、この曲面部５７ｂの最も縮径した縮径箇所５７ｂ’に連続して板ガラス５の裏面５ｂまで貫通方向に直線状に延びる内周面５７ｃと、から形成されている。
【００４９】
図１４に示されるように、本実施例の板ガラス５に形成された研削孔５７の接線の傾きについて説明すると、接線の傾き角度θは、内周面５７ａで形成される板ガラス５の表面５ａ（ｔ＝０）から中間面５ｃ（ｔ＝Ｔ／２）に向かって、一定のπ／２であり、傾き角度θは、内周面５７ｂが形成される板ガラス５の裏面５ｂ（ｔ＝Ｔ）側に向かって連続して増加する。更に、接線の傾き角度θは、縮径箇所５７ｂ’（ｔ＝Ｔ１）において不連続に変化し、この被研削部（ｔ＝Ｔ１）から裏面５ｂ（ｔ＝Ｔ）まで一定のπ／２である。
【実施例４】
【００５０】
次に、実施例４に係る貫通孔を備えた硬脆材料板につき、図１２及び図１５に基づいて説明する。図１２は、本発明の実施例４における板ガラスの研削孔を示す断面図である。図１５（ａ）は、実施例４において研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を例示した図であり、（ｂ）は、研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。なお、上記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。
【００５１】
図１２に示されるように、板ガラス５に形成された貫通孔としての研削孔６７の内周面に形成された曲面部は、板ガラス５の表面５ａ及び裏面５ｂの両面に形成された研削孔６７の開口部よりも小径に形成され、すなわち、開口部から貫通方向内方部に向かって、孔径が漸次縮径して形成されており、また、板ガラス５の表面５ａ及び裏面５ｂの両面の中間に位置する中心面５ｃを中心として、貫通方向に略対称に形成されている。このようにすることで、この曲面部を、板ガラス５の表面５ａ若しくは裏面５ｂに連続した面取り面として利用できるばかりか、板ガラス５に作用する引張り力と圧縮力の何れもが略０に成る仮想の中心の面を、板ガラス５の表裏面の中間に位置させることができるため、曲げ荷重に対する板ガラス５の割れ難さを向上させることができる。また、板ガラス５の表面５ａに引張り力が掛る方向の曲げ荷重と、この方向と反対に、板ガラス５の裏面５ｂに引張り力が掛る曲げ荷重とに対し、同様の割れ難さを生じさせることができる。
【００５２】
次に、図１５（ａ）に示されるように、本実施例の板ガラス５に形成された貫通孔としての研削孔６７における曲面部の接線の傾きについて説明すると、板ガラス５の表面５ａに平行の仮想の基準面Ｋに対する接線の傾き角度θは、図１５（ａ）で例示されるθ１ないしθ６のように連続して変化している。図１５（ｂ）に示されるように、板ガラス５に形成された研削孔６７の貫通方向の位置ｔ（横軸）における接線の傾き角度θ（縦軸）は、板ガラス５の表面５ａ（ｔ＝０）から裏面５ｂ（ｔ＝Ｔ）に向かって連続して減少している。具体的には、板ガラス５の表面５ａと裏面５ｂとの仮想の中間面５ｃ（ｔ＝Ｔ／２）において、傾き角度θ４はπ／２を示し、この中間面５ｃを中心として板ガラス５の表裏面に向かって、傾き角度θは略対称に変化している。
【００５３】
更に、研削孔６７の内周面に、貫通方向に沿って均一の曲率のみを有する曲面部が形成されており、研削孔６７の内周面において接線の傾きが均一に連続しているため、曲げ荷重による応力を均等に分散させることができる。
【００５４】
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。
【００５５】
例えば、上記実施例では、内周面に、貫通方向に沿って接線の傾きが連続する曲面部が形成されている貫通孔が示されているが、接線の傾きが連続するとは、実施例１における図１３（ａ）、（ｂ）若しくは実施例４における図１５（ａ）、（ｂ）に示されるように、硬脆材料板の貫通方向に亘って連続して変化するものであってもよいし、実施例３における図１１、図１４に示されるように、硬脆材料板の貫通方向に沿った一部のみに、連続して変化する部分を有するものであってもよい。また、貫通孔の内周面の断面視形状については、必ずしも本実施例に限られず、例えば断面視略正弦曲線であってもよいし、また例えば曲面部の形状が断面視略二次曲線であって、図１６に示されるように、接線の傾きが直線状に増減する、すなわち接線の傾きが一次式で表せるものであってもよい。すなわち、接線の傾きが連続する曲面部とは、接線の傾きが一定である面を除外した面のことである。ここで接線の傾きが一定である面とは、例えば、図１７（ａ）に示されるように、板ガラス５の貫通孔としての研削孔８７の内周面が、板ガラス５の表裏面に直交する方向に形成された内周面８７ｂと、この内周面８７ｂの板ガラス表面５ａ側に形成された面取り部８７ａと、内周面８７ｂの板ガラス裏面５ｂ側に形成された面取り部８７ｃと、から成る断面視連続した直線状に形成されており、図１７（ｂ）に示されるように、接線の傾き角度θ（縦軸）が、研削孔８７の貫通方向の位置ｔ（横軸）に対し、平行に示される。
【００５６】
また、上記実施例では、貫通孔を備えた硬脆材料板の適用例としてプラズマディスプレイパネル１における板ガラス５が示され、前記貫通孔として内部に封入する希ガスを流通させるための研削孔が示されているが、例えば、硬脆材料板の材料は樹脂材等であってもよいし、また例えば、硬脆材料板に備えた貫通孔の用途はネジ部材挿通用の挿通孔等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る硬脆材料板の適用例を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施例１における孔形成用ドリルを示す斜視図である。
【図３】図２と同じく正面図である。
【図４】図２と同じく側面図である。
【図５】図２と同じく断側面図である。
【図６】図２と同じく板ガラスを穿孔する状況を示す断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】（ａ）は、図２と同じく板ガラスを貫通した状況を示す断面図であり、（ｂ）は、中間砥石部で研削する状況を示す断面図である。
【図９】（ａ）は、図２と同じく研削後の板ガラスの研削孔を示す断面図であり、（ｂ）は、板ガラスに曲げ荷重が掛った状況を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施例２における板ガラスの研削孔を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施例３における板ガラスの研削孔を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施例４における板ガラスの研削孔を示す断面図である。
【図１３】（ａ）は、実施例１において研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を例示した図であり、（ｂ）は、研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。
【図１４】実施例３において研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。
【図１５】（ａ）は、実施例４において研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を例示した図であり、（ｂ）は、研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。
【図１６】断面視略二次曲線に形成される研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。
【図１７】（ａ）は、板ガラスの断面視連続した直線状に形成された研削孔を示す断面図である。（ｂ）は、研削孔の貫通方向の位置における接線の傾き角度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１ プラズマディスプレイパネル
５ 板ガラス（硬脆材料板）
５ａ 表面
５ｂ 裏面
５ｃ 中間面
１１ ダイヤモンドドリル
１２ ダイヤモンド砥石部
１３ シャンク
１４ 先端砥石部
１５ 後方砥石部
１７ 研削孔（貫通孔）
２７ 研削孔（貫通孔）
２７ａ 面取り部
２７ｂ 面取り部
２７ｃ 曲面部
５７ 研削孔（貫通孔）
５７ａ 内周面
５７ｂ 曲面部
５７ｂ’ 縮径箇所
５７ｃ 内周面
６７ 研削孔（貫通孔）
８７ 研削孔
８７ａ 面取り部
８７ｂ 内周面
８７ｃ 面取り部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏面に貫通して形成された貫通孔を備えた硬脆材料板であって、
該貫通孔の内周面の少なくとも一部が、貫通方向に沿って接線の傾きが連続する曲面部であることを特徴とする硬脆材料板。
【請求項２】
前記曲面部は、硬脆材料板の表裏面の少なくとも何れか一面に形成された貫通孔の開口部よりも大径に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の硬脆材料板。
【請求項３】
前記曲面部は、硬脆材料板の表裏面の中間に位置する中心面を中心として、貫通方向に略対称に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の硬脆材料板。
【請求項４】
前記曲面部は、硬脆材料板の表裏面の両面に形成された貫通孔の開口部よりも小径に形成されるとともに、硬脆材料板の表裏面の中間に位置する中心面を中心として、貫通方向に略対称に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の硬脆材料板。
【請求項５】
前記曲面部は、貫通方向に沿って均一の曲率のみを有していることを特徴とする請求項３または４に記載の硬脆材料板。
【請求項６】
前記貫通孔の開口部に、前記曲面部と硬脆材料板の表裏面の少なくとも何れか一面とを連続する面取り部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の硬脆材料板。
【請求項１】
表裏面に貫通して形成された貫通孔を備えた硬脆材料板であって、
該貫通孔の内周面の少なくとも一部が、貫通方向に沿って接線の傾きが連続する曲面部であることを特徴とする硬脆材料板。
【請求項２】
前記曲面部は、硬脆材料板の表裏面の少なくとも何れか一面に形成された貫通孔の開口部よりも大径に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の硬脆材料板。
【請求項３】
前記曲面部は、硬脆材料板の表裏面の中間に位置する中心面を中心として、貫通方向に略対称に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の硬脆材料板。
【請求項４】
前記曲面部は、硬脆材料板の表裏面の両面に形成された貫通孔の開口部よりも小径に形成されるとともに、硬脆材料板の表裏面の中間に位置する中心面を中心として、貫通方向に略対称に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の硬脆材料板。
【請求項５】
前記曲面部は、貫通方向に沿って均一の曲率のみを有していることを特徴とする請求項３または４に記載の硬脆材料板。
【請求項６】
前記貫通孔の開口部に、前記曲面部と硬脆材料板の表裏面の少なくとも何れか一面とを連続する面取り部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の硬脆材料板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−２６６０３６（Ｐ２００８−２６６０３６Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０７１４６（Ｐ２００７−１０７１４６）
【出願日】平成１９年４月１６日（２００７．４．１６）
【出願人】（３９０００１５３５）旭栄研磨加工株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１６日（２００７．４．１６）
【出願人】（３９０００１５３５）旭栄研磨加工株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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