硬質脆性板のくり貫き加工方法及び装置
【課題】ガラス板などの硬質脆性板に板厚方向に貫通する丸孔、長孔、溝孔などのくり貫き加工において、加工時に生ずる大きな欠けや割れを可及的に防止すると共に、寸法や形状の異なる丸孔や溝孔を加工することが可能な方法及び装置を提供する。
【解決手段】くり貫き砥石は、先端に硬質脆性板を板厚方向に研削してゆく先端面を備えた円筒形の砥石で、加工しようとする丸孔ないし溝幅より小径の砥石である。制御器は、ワーク軸の回転角をθ又はΔθ、砥石台の移動量をｘとして、少なくとも以下の関係を保持して制御する溝孔加工手段を備えている。ｘ＝（Ａ＋Ｒ−ｒ）／cosθ、ｘ＝ＣcosΔθ＋（Ｒ−ｒ）cosφ、但し、sinφ＝ＣsinΔθ／（Ｒ−ｒ）、及び、ｘ＝（Ａ−Ｒ＋ｒ）／cosθ。上式中、Ｒは、溝孔の溝幅の１／２、ｒは、くり貫き砥石の半径（ｒ＜Ｒ）である。
【解決手段】くり貫き砥石は、先端に硬質脆性板を板厚方向に研削してゆく先端面を備えた円筒形の砥石で、加工しようとする丸孔ないし溝幅より小径の砥石である。制御器は、ワーク軸の回転角をθ又はΔθ、砥石台の移動量をｘとして、少なくとも以下の関係を保持して制御する溝孔加工手段を備えている。ｘ＝（Ａ＋Ｒ−ｒ）／cosθ、ｘ＝ＣcosΔθ＋（Ｒ−ｒ）cosφ、但し、sinφ＝ＣsinΔθ／（Ｒ−ｒ）、及び、ｘ＝（Ａ−Ｒ＋ｒ）／cosθ。上式中、Ｒは、溝孔の溝幅の１／２、ｒは、くり貫き砥石の半径（ｒ＜Ｒ）である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガラス板その他の硬質脆性板に回転砥石で板厚方向に貫通する丸孔、長孔、溝孔（溝のような細長い孔）などのくり貫き孔を加工する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話をはじめとして、表示パネルを備えた携帯型の各種の小型の電子装置が提供されている。この種の電子装置の表示パネルは、ガラス基板に画素（表示要素）を配置したものが多く用いられている。更に、表示パネルの周囲に、マイク、スピーカー、カメラなどを配置することも行われている。この種の電子装置は、機能と共に、小型軽量であることと、製品デザインとが、商品価値を大きく左右する。従来は矩形形状の表示パネルが一般的であったが、電子装置の軽量化とデザイン上の要請から、種々の形状の表示パネルや、溝孔をくり貫き加工（板を厚さ方向に貫通する加工）した表示パネルが要求され、そのような表示パネルを能率よく加工でき、かつデザインの変更に伴う形状変更にも容易に対応できる加工機械が要求されるようになってきている。
【０００３】
図８は、携帯電話の表示パネル４の一例を示した平面図で、角丸四辺形の外周の辺の一箇所に凹所４６が設けられ、板を貫通する丸孔４５と溝孔４３とが設けられている。このような表示パネルの加工において、従来は、丸孔４５及び溝孔４３を加工するのにそれぞれ専用の工具が用いられていた。すなわち、丸孔４５は孔の直径に応じた直径と公転半径とを備えた砥石で加工し、溝孔４３は溝幅に等しい直径を備えた砥石で加工するというように、その直径や溝幅に応じて専用の工具が用いられていた。
【０００４】
なお、丸孔４５の加工においては、加工する孔の直径より小径の回転砥石を用い、当該砥石の回転中心を公転軸から砥石半径より短い距離だけ偏心させ、砥石を自転及び公転させながら、加工することが、例えば特許文献１、２に提案されている。すなわち、半径ｒの回転砥石をその砥石中心軸回りに自転させながら、この砥石中心軸からｅだけ偏心した位置に設定した公転軸回りに公転させて加工することにより、半径がｒ＋ｅの丸孔を加工するというものである。更に特許文献２には、上記のような自転と公転を伴う砥石での丸孔の加工において、砥石の先端の回転中心の位置に凹部を設け、かつその先端の一箇所に、当該凹部に連通する放射方向の溝を設けた形状とすることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９９６１９号公報
【特許文献２】特開２００８−１５５３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、表示パネルのガラス板などの硬質脆性板に丸孔や溝孔を加工する装置は、工具として孔径や溝幅に応じた径の専用の砥石を用いて、その砥石を直線運動や円運動（公転）させて加工を行っていた。そのため、図８のような形状の表示パネルを加工するとき、外周と丸孔４５と溝孔４３とをそれぞれ別の装置で加工するか、それぞれの加工ごとに砥石を交換して加工しなければならなかった。また、丸孔４５の径や溝孔４３の溝幅が変更されたとき、新たな形状に合わせた径の砥石に交換しなければならず、工具交換のための段取りに時間がかかるなどの問題があった。
【０００７】
硬質脆性板の加工では、加工の際に欠けや割れなどが発生しやすい。小さな欠けや割れは、面取加工で除去できるけれども、大きな欠けや割れは、面取加工では除去することができず、加工不良品となる問題があった。特に貫通孔や貫通溝の加工では、砥石先端が材料を貫通するときに、砥石の出口側の縁に大きな欠けや割れが発生しやすい。このような欠けや割れは、面取加工で除去することができず、加工不良品が多く発生するという問題があった。
【０００８】
この発明は、硬質脆性板のくり貫き加工において、砥石の先端が硬質脆性板を貫通するときに、その後の加工で除去することができない大きな欠けや割れが生ずるのを防止した、硬質脆性板のくり貫き加工方法を得ることを課題としている。更にこの発明は、１個のくり貫き加工用の砥石（以下、「くり貫き砥石」と言う。）で、寸法や形状の異なる丸孔や溝孔を加工することができる装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のくり貫き加工装置は、硬質脆性板４を保持するホルダ１２と、このホルダを前記硬質脆性板の面直角方向の軸心Ｏ回りに回転駆動する回転角制御可能なワーク駆動モータ１１と、前記軸心Ｏと直交する方向に移動可能な砥石台２２と、この砥石台を当該移動方向に往復移動させる回転角を制御可能な送りモータ２７と、この砥石台に前記軸心Ｏと平行に軸支されて、その基準位置を前記軸心Ｏの位置に設定可能な砥石軸２５ｂと、当該砥石軸の先端に装着されたくり貫き砥石３ｂと、前記砥石軸２５ｂを回転させる砥石モータ２６ｂと、砥石軸２５ｂ及びホルダ１２の少なくともいずれか一方を前記軸心方向に進退させる軸送り装置１８と、ワーク駆動モータ１１の回転角と送りモータ２７の回転角とを関連付けて制御する制御器５とを備えている。
【００１０】
くり貫き砥石３ｂは、先端（下端）に硬質脆性板を板厚方向に研削してゆく先端面３１を備えた円筒形を基本形状とする砥石であり、かつ、当該円筒の直径が加工しようとする総ての丸孔４５の直径及び溝孔４３の溝幅より小径の砥石である。
【００１１】
制御器５は、ホルダ１２の回転角をθ又はΔθ、砥石台２２の移動量をｘとして、少なくとも以下の第１式〜第３式の関係を保持して制御する溝孔加工手段を備えている。
第１式：ｘ＝（Ａ＋Ｒ−ｒ）／cosθ
第２式：ｘ＝（Ａ−Ｒ＋ｒ）／cosθ
第３式：ｘ＝ＣcosΔθ＋（Ｒ−ｒ）cosφ
但し、sinφ＝ＣsinΔθ／（Ｒ−ｒ）
【００１２】
なお、上式中、Ａは、ホルダの軸心Ｏから加工しようとする溝孔４３の中心線までの、当該溝孔の中心線に直交する方向の距離、Ｃは、ホルダの軸心Ｏから加工しようとする溝孔端部の円弧の中心Ｑまでの距離、Ｒは、溝孔４３の溝幅の１／２（溝幅が２Ｒ）、ｒは、くり貫き砥石３ｂの半径（ｒ＜Ｒ）、θは、溝孔の中心線と直交する方向を基準位相としたときの当該基準位相からのホルダの回転角、Δθは、線分ＯＱの方向を基準位相としたときのホルダ１２の回転角、ｘは、前記軸心Ｏから砥石中心軸までの距離である。
【００１３】
好ましい構造のこの発明のくり貫き加工装置は、前記砥石台２２に前記軸心方向の互いに平行で、かつそれぞれの砥石中心軸の基準位置を前記軸心Ｏの位置に設定可能な２本の砥石軸２５ａ、２５ｂを備え、当該砥石軸の一方に前記くり貫き砥石３ｂが装着され、他方に外周面で硬質脆性板の外周を加工する外周加工砥石３ａが装着されているものである。
【００１４】
くり貫き砥石３ｂは、軸直角方向の研削面である先端面３１を備えた円筒形を基本形状とする砥石で、その先端部外周は、先端側が小径となる円錐面３３とされ、かつ胴部に鼓形部３５を備えている。先端面３１は、中心に直径方向の溝状の凹部（逃げ溝）３２を備えている。
【００１５】
この発明の硬質脆性板のくり貫き加工方法は、丸孔４５や溝孔４３などのくり貫こうとする領域の内側、すなわちくり貫き砥石３ｂが硬質脆性板４を貫通したときに、当該くり貫き砥石の外周が前記領域の縁に接しない位置に、くり貫き砥石３ｂを装着した砥石軸３ｂの位置を設定し、当該位置でくり貫き砥石３ｂをホルダ１２で固定した硬質脆性板４に向けて進出させる。この進出動作は、ホルダ１２の上昇動作又は砥石軸２５ｂの下降動作のいずれか又は双方によって行われる。
【００１６】
くり貫き砥石３ｂの先端面３１が硬質脆性板４を予め設定された貫通しない深さに削り取った時点で、くり貫こうとする領域の形状に応じてホルダの回転角θないしΔθと、砥石台２２の移動量ｘとを、くり貫き砥石３ｂの円筒面３４がくり貫き孔４３、４５の周縁４４に接して移動するように、制御する。
【００１７】
例えばくり貫き孔が丸孔であれば、
ｘ＝ＣcosΔθ＋（Ｒ−ｒ）cosφ
但し、sinφ＝ＣsinΔθ／（Ｒ−ｒ）
の関係を満足するように、ホルダ１２の軸心Ｏ回りの回転角θないしΔθと砥石台２２の移動距離ｘを制御する。
また、くり貫き孔が溝孔でその直線縁部分を加工するのであれば、
ｘ＝（Ａ＋Ｒ−ｒ）／cosθ
又は、
ｘ＝（Ａ−Ｒ＋ｒ）／cosθ
の関係を満足するようにホルダ１２の軸心Ｏ回りの回転角θないしΔθと砥石台２２の移動距離ｘを制御する。上記の式における移動距離ｘは、くり貫き砥石の砥石軸２５ｂが軸心Ｏの軸心と一致する位置を基準とする移動量である。
【００１８】
ホルダ１２又は砥石軸２５ｂの軸方向の切り込み送りは、この移動を開始したあとも継続される。くり貫き砥石３ｂは、この動作の継続中に硬質脆性板４を貫通する。くり貫き砥石３ｂは、硬質脆性板４を貫通した後、先端側円錐面３３及び円筒面３４の周面で、貫通した孔を周方向に広げるように加工を継続する。そして、制御器５の前記制御により、くり貫き砥石の円筒面３４でくり貫き孔の全周が加工された時点で、くり貫き加工を終了する。
【００１９】
次いで、くり貫き砥石の鼓形部３５を硬質脆性板４の高さ位置に軸方向移動し、鼓形部３５の両側の円錐面３６、３７で前記関係式におけるｒの値を変更して、前記関係式に従って、ホルダの回転角θないしΔθと砥石台の移動量ｘとを制御することにより、図４（ａ）、（ｂ）に示すようにして、くり貫いた孔の周縁角部の面取を行う。くり貫き加工時に硬質脆性板の周縁角部に生じた小さな切欠やクラックは、この面取加工によって除去される。
【発明の効果】
【００２０】
上記したこの発明によれば、加工しようとする硬質脆性板の種々の形状及び寸法のくり貫き孔を１台の装置で、かつ１個のくり貫き砥石で加工することが可能であり、加工箇所ごとに加工装置を交換したり、砥石を交換する必要がない。また、砥石軸を２本設けた装置によれば、同一の装置で上記くり貫き加工の前後に連続して硬質脆性板の外周加工を行うことができる。
【００２１】
また、この発明により、硬質脆性板に設けられる貫通孔を、その形状の如何に関わらず、加工時に生ずるクラックや欠けを可及的に防止して加工することができる。また、加工形状がホルダ１２の回転角と砥石台２２の移動とにより創成されるので、砥石台２２の移動量が少なく、装置を小型にでき、加工精度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明による溝孔の加工を示す説明図
【図２】外周の加工を示す説明図
【図３】図１の溝孔の加工の断面及び平面を経時的に示す説明図
【図４】面取加工を示す説明図
【図５】この発明のくり貫き加工装置の一例を示す側面図
【図６】加工に使用する工具の一例を示す側面図
【図７】図５の工具の正面図
【図８】加工する硬質脆性板の一例を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図５は、この発明のくり貫き加工装置の実施例を示した図である。図の装置は、硬質脆性板４のくり貫き加工と共に外周加工もできる装置であり、くり貫き砥石３ｂを装着した砥石軸２５ｂと、外周加工砥石３ａを装着した砥石軸２５ａとの２本の砥石軸を備えている。
【００２４】
図において、１は鉛直方向のワーク軸、１２はワーク軸１の上端に固定されたホルダ、１３はワーク軸１を軸支している昇降台である。２１はフレーム２に固定されたガイド、２２はガイド２１に沿って移動する砥石台である。砥石台２２には、２本の砥石軸２５ａ、２５ｂが互いに平行に軸支されている。砥石軸２５ａ、２５ｂは、ワーク軸１と平行である。ガイド２１は、この２本の砥石軸２５ａ、２５ｂと直交する方向に設けられている。
【００２５】
砥石軸２５ａ、２５ｂの下端（ホルダ１２側の軸端）には、工具ホルダ２９ａ、２９ｂが設けられ、その一方２９ａに外周加工砥石３ａが装着され、他方２９ｂにくり貫き砥石３ｂが装着されている。くり貫き砥石３ｂの径は、加工しようとする丸孔４５の直径及び溝孔４３の溝幅より小さい。各砥石軸２５ａ、２５ｂには、砥石軸駆動用のモータ２６ａ、２６ｂが連結されている。
【００２６】
昇降台１３と一体に設けたブラケット１４が昇降用サーボモータ１７で駆動される鉛直方向の送りねじ１８に螺合している。昇降台１３には、ワーク軸１を回転駆動するサーボモータ１１が搭載されている。砥石台２２は、フレーム２に搭載した送り用サーボモータ２７で回転駆動される送りねじ２８に螺合している。５はこれらのサーボモータ１７、２７、１１を制御するＮＣ装置、５１、５２及び５３は、サーボアンプである。
【００２７】
図６、７は、くり貫き砥石３ｂの一例を示した図である。くり貫き砥石３ｂは、基本形状が細い円筒形で、その先端面３１は、ワーク４を軸方向に切り進む研削面となっている。先端面３１には、直径方向の溝状の凹部３２が設けられている。くり貫き砥石３ｂの先端部外周は、先端側が小径となる円錐面３３となっており、それに続く円筒面３４と、鼓形部３５とを備えている。鼓形部３５の両側の円錐面３６、３７は、くり貫いた孔４５や溝４３の周縁４４の上下の稜線を斜めに削り落とす、いわゆる面取を行う研削面となっている。
【００２８】
溝状の凹部３２は、砥石軸２５ｂが回転しても回転速度が生じないために研削作用が発生しない砥石の先端面中心部がワークに接しないように設けたものである。また、ワークに接しないように設けた中心部の凹部を直径方向に延在させた溝形状とすることにより、加工位置への切削液の流入及び流出が効果的に行われるようにしている。
【００２９】
砥石の先端部の円錐面３３は、砥石が硬質脆性板を貫通した後、砥石３ｂを軸方向に送ることにより、加工された貫通孔４５の径ないし貫通溝４３の溝幅を徐々に大きくして、貫通時に生じた欠けや割れを削り落とす作用をする。胴部の鼓形部３５は、加工された貫通孔４５や貫通溝４３の周縁４４の稜線の面取加工を同一の砥石で行うために設けたものである。鼓形３５とすることによって、上下の稜線の面取を同一の砥石で連続して行うことができる。
【００３０】
図３は、この発明の方法による図８に示した表示パネル４のくり貫き加工を経時的に示した側面図及び平面図である。以下、図３を参照して、この発明のくり貫き加工方法を説明する。
【００３１】
加工しようとするワーク（表示パネル）４は、ワーク４の上面を吸着するハンドを備えた図示しないローダにより、加工原点Ｏをワーク軸１の回転中心に一致させてホルダ１２上に置かれ、ホルダ１２が当該ワーク４を吸着した後、ハンド側の吸着を解除して当該ハンドが退避する。
【００３２】
次に、外周加工砥石３ａにより、ワーク４の外周加工を行う。ワーク４の外周加工は、コンタリング加工、すなわち、ワーク軸の軸心Ｏを中心とするワーク４の回転角θないしΔθと、基準位置からの砥石台２２の軸心Ｏと直交する方向の移動量ｘとを関連付けて制御しながら加工を行う。
【００３３】
例えば、図８に示したワーク外周の直線辺４１の加工であれば、図２（ａ）に示すように、直線辺４１の加工原点Ｏからの距離をＷ、砥石３ａの半径をｒとして、
ｘ＝（Ｗ＋ｒ）／cosθ
の関係を保持して、ワーク軸の回転角θと砥石台の移動量ｘとを制御することにより直線辺４１の加工を行う。
【００３４】
また、図８に示したワーク外周の円弧辺４２の加工であれば、図２（ｂ）に示すように、円弧辺の中心Ｐのｘ−ｙ直交座標系における座標（Ａ、Ｂ）、円弧辺４２の半径Ｒ、Ｃ2＝Ａ2＋Ｂ2、tanθ0＝Ｂ／Ａ、Δθ＝θ−θ0として、
ｘ＝ＣcosΔθ＋（Ｒ＋ｒ）cosφ
但し、sinφ＝ＣsinΔθ／（Ｒ＋ｒ）
の関係を満足するように、基準位相からのワーク軸の回転角θ＝θ0＋Δθと砥石台２２の基準位置からの移動量ｘの関係を制御して加工を行う。
【００３５】
次に、くり貫き砥石３ｂの軸心がワーク軸１の軸心と一致する位置を基準位置に設定し、くり貫き砥石３ｂで溝孔４３及び丸孔４５の加工を行う。
【００３６】
溝孔４３を加工するときは、溝孔４３の中央にくり貫き砥石３ｂを位置設定し、ワーク軸１を回転しないで上昇させることにより、当該位置でくり貫き砥石３ｂをワーク４に向けて進出させる。くり貫き砥石３ｂの先端面３１がワーク４を予め設定した貫通しない深さに削り取った時点で（図３（ｂ）参照）、ワーク軸の回転角θと、砥石台の移動量ｘとが
ｘ＝（Ａ＋Ｒ−ｒ）／cosθ、
の関係となるように制御を変換する（図１（ａ）参照）。この制御の変換の過程でくり貫き砥石３ｂは溝孔４３の外側の直線縁４４ａ側に接近移動し、その後当該直線縁に沿って移動する。
くり貫き砥石３ｂが溝孔の端部の円弧部分４４ｂに達したら、
Ｃ2＝Ａ2＋Ｂ02、tanθ0＝Ｂ／Ａ、Δθ＝θ−θ0として、
ｘ＝ＣcosΔθ＋（Ｒ−ｒ）cosφ
但し、sinφ＝ＣsinΔθ／（Ｒ−ｒ）
の関係を満足するようにワーク軸の回転角θ＝θ0＋Δθと砥石台の移動量ｘを制御する（図１（ｂ）参照）。そして、溝孔の端部における半周の移動が終了したら、次に、
ｘ＝（Ａ−Ｒ＋ｒ）／cosθ
の関係を満足するようにワーク軸の回転角θと砥石台の移動量ｘを制御して、溝孔４３の内側縁４４ｃに沿ってくり貫き砥石３ｂを移動し、更に、反対側の円弧部も上記円弧部と同様な制御により、くり貫き砥石３ｂを移動する。
【００３７】
上記動作の途中において、くり貫き砥石の先端面３１がワーク４を貫通する（図３（ｃ）参照）。ワーク軸１の上昇を継続することにより、くり貫き砥石３ｂは、ワーク４を貫通した後、円錐面３３及び円筒面３４で貫通孔を周方向に広げるように加工を継続する。そして、円筒面３４で溝孔の周縁が加工される状態に達した後（図３（ｄ）参照）、くり貫き砥石３ｂを溝孔４３の全周に沿って移動させて、溝孔４３のくり貫き加工を終了する。
【００３８】
次いで、くり貫き砥石の鼓形部３５をワーク４の高さ位置となるようにワーク軸１を軸方向移動し、鼓形部３５の両側の円錐面３６、３７で前記関係式におけるｒの値を変更して、前記関係式に従って、ワーク軸の回転角θないしΔθと砥石台の移動量ｘとを制御することにより、図４（ａ）、（ｂ）に示すようにして、くり貫いた溝孔４３の周縁角部の面取加工を行う。くり貫き加工時に硬質脆性板の周縁角部に生じた小さな切欠やクラックは、この面取加工によって除去される。
【００３９】
丸孔４５を加工するときは、まず、丸孔４５の中心座標（Ａ、Ｂ）にくり貫き砥石３ｂを位置設定し、当該位置でワーク軸１の上昇により、ワーク４をワーク軸方向に研削する。くり貫き砥石３ｂの先端面３１がワーク４を予め設定した貫通しない深さに削り取った時点で、ワーク軸１の回転角Δθと、砥石台の移動量ｘとを前述した溝孔の円弧部分を加工するときと同様な式、
ｘ＝ＣcosΔθ＋（Ｒ−ｒ）cosφ
但し、sinφ＝ＣsinΔθ／（Ｒ−ｒ）、Δθ＝θ−θ0
の関係が成立するようにワーク軸１の基準位相からの回転角θ及び砥石台２２の基準位置からの移動量ｘを制御する。ワーク軸１の上昇による軸方向の切り込み送りは、この間も継続される。
【００４０】
上記動作の途中において、くり貫き砥石３ｂは、ワーク４を貫通する。くり貫き砥石３ｂは、ワーク４を貫通した後、先端側円錐面３３及び円筒面３４で貫通孔を周方向に広げるように加工を継続する。そして、制御器５の前記制御により、くり貫き砥石の円筒面３４で丸孔４５の全周の加工が終了した時点でくり貫き加工を終了する。
【００４１】
次いで、溝孔４３の場合と同様に、鼓形部３５の両側の円錐面３６、３７で前記関係式におけるｒの値を変更して、前記関係式に従って、ワーク軸の回転角θと砥石台の移動量ｘとを制御することにより、丸孔４５の周縁角部の面取を行う。
【符号の説明】
【００４２】
１ ワーク軸
３ａ 外周加工砥石
３ｂ くり貫き砥石
４ 硬質脆性板
５ 制御器
１１ ワーク駆動モータ
１２ ホルダ
１８ 軸送り装置
２２ 砥石台
２５ａ、２５ｂ 砥石軸
２６ａ、２６ｂ 砥石モータ
２７ 送りモータ
３１ 先端面
３２ 溝状の凹部
３３ 円錐面
３４ 円筒面
３５ 鼓形部
４３ 溝孔
Ｏ ワーク軸の軸心
ｘ 砥石台の移動量
θ、Δθ ワーク軸の回転角
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガラス板その他の硬質脆性板に回転砥石で板厚方向に貫通する丸孔、長孔、溝孔（溝のような細長い孔）などのくり貫き孔を加工する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話をはじめとして、表示パネルを備えた携帯型の各種の小型の電子装置が提供されている。この種の電子装置の表示パネルは、ガラス基板に画素（表示要素）を配置したものが多く用いられている。更に、表示パネルの周囲に、マイク、スピーカー、カメラなどを配置することも行われている。この種の電子装置は、機能と共に、小型軽量であることと、製品デザインとが、商品価値を大きく左右する。従来は矩形形状の表示パネルが一般的であったが、電子装置の軽量化とデザイン上の要請から、種々の形状の表示パネルや、溝孔をくり貫き加工（板を厚さ方向に貫通する加工）した表示パネルが要求され、そのような表示パネルを能率よく加工でき、かつデザインの変更に伴う形状変更にも容易に対応できる加工機械が要求されるようになってきている。
【０００３】
図８は、携帯電話の表示パネル４の一例を示した平面図で、角丸四辺形の外周の辺の一箇所に凹所４６が設けられ、板を貫通する丸孔４５と溝孔４３とが設けられている。このような表示パネルの加工において、従来は、丸孔４５及び溝孔４３を加工するのにそれぞれ専用の工具が用いられていた。すなわち、丸孔４５は孔の直径に応じた直径と公転半径とを備えた砥石で加工し、溝孔４３は溝幅に等しい直径を備えた砥石で加工するというように、その直径や溝幅に応じて専用の工具が用いられていた。
【０００４】
なお、丸孔４５の加工においては、加工する孔の直径より小径の回転砥石を用い、当該砥石の回転中心を公転軸から砥石半径より短い距離だけ偏心させ、砥石を自転及び公転させながら、加工することが、例えば特許文献１、２に提案されている。すなわち、半径ｒの回転砥石をその砥石中心軸回りに自転させながら、この砥石中心軸からｅだけ偏心した位置に設定した公転軸回りに公転させて加工することにより、半径がｒ＋ｅの丸孔を加工するというものである。更に特許文献２には、上記のような自転と公転を伴う砥石での丸孔の加工において、砥石の先端の回転中心の位置に凹部を設け、かつその先端の一箇所に、当該凹部に連通する放射方向の溝を設けた形状とすることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９９６１９号公報
【特許文献２】特開２００８−１５５３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、表示パネルのガラス板などの硬質脆性板に丸孔や溝孔を加工する装置は、工具として孔径や溝幅に応じた径の専用の砥石を用いて、その砥石を直線運動や円運動（公転）させて加工を行っていた。そのため、図８のような形状の表示パネルを加工するとき、外周と丸孔４５と溝孔４３とをそれぞれ別の装置で加工するか、それぞれの加工ごとに砥石を交換して加工しなければならなかった。また、丸孔４５の径や溝孔４３の溝幅が変更されたとき、新たな形状に合わせた径の砥石に交換しなければならず、工具交換のための段取りに時間がかかるなどの問題があった。
【０００７】
硬質脆性板の加工では、加工の際に欠けや割れなどが発生しやすい。小さな欠けや割れは、面取加工で除去できるけれども、大きな欠けや割れは、面取加工では除去することができず、加工不良品となる問題があった。特に貫通孔や貫通溝の加工では、砥石先端が材料を貫通するときに、砥石の出口側の縁に大きな欠けや割れが発生しやすい。このような欠けや割れは、面取加工で除去することができず、加工不良品が多く発生するという問題があった。
【０００８】
この発明は、硬質脆性板のくり貫き加工において、砥石の先端が硬質脆性板を貫通するときに、その後の加工で除去することができない大きな欠けや割れが生ずるのを防止した、硬質脆性板のくり貫き加工方法を得ることを課題としている。更にこの発明は、１個のくり貫き加工用の砥石（以下、「くり貫き砥石」と言う。）で、寸法や形状の異なる丸孔や溝孔を加工することができる装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のくり貫き加工装置は、硬質脆性板４を保持するホルダ１２と、このホルダを前記硬質脆性板の面直角方向の軸心Ｏ回りに回転駆動する回転角制御可能なワーク駆動モータ１１と、前記軸心Ｏと直交する方向に移動可能な砥石台２２と、この砥石台を当該移動方向に往復移動させる回転角を制御可能な送りモータ２７と、この砥石台に前記軸心Ｏと平行に軸支されて、その基準位置を前記軸心Ｏの位置に設定可能な砥石軸２５ｂと、当該砥石軸の先端に装着されたくり貫き砥石３ｂと、前記砥石軸２５ｂを回転させる砥石モータ２６ｂと、砥石軸２５ｂ及びホルダ１２の少なくともいずれか一方を前記軸心方向に進退させる軸送り装置１８と、ワーク駆動モータ１１の回転角と送りモータ２７の回転角とを関連付けて制御する制御器５とを備えている。
【００１０】
くり貫き砥石３ｂは、先端（下端）に硬質脆性板を板厚方向に研削してゆく先端面３１を備えた円筒形を基本形状とする砥石であり、かつ、当該円筒の直径が加工しようとする総ての丸孔４５の直径及び溝孔４３の溝幅より小径の砥石である。
【００１１】
制御器５は、ホルダ１２の回転角をθ又はΔθ、砥石台２２の移動量をｘとして、少なくとも以下の第１式〜第３式の関係を保持して制御する溝孔加工手段を備えている。
第１式：ｘ＝（Ａ＋Ｒ−ｒ）／cosθ
第２式：ｘ＝（Ａ−Ｒ＋ｒ）／cosθ
第３式：ｘ＝ＣcosΔθ＋（Ｒ−ｒ）cosφ
但し、sinφ＝ＣsinΔθ／（Ｒ−ｒ）
【００１２】
なお、上式中、Ａは、ホルダの軸心Ｏから加工しようとする溝孔４３の中心線までの、当該溝孔の中心線に直交する方向の距離、Ｃは、ホルダの軸心Ｏから加工しようとする溝孔端部の円弧の中心Ｑまでの距離、Ｒは、溝孔４３の溝幅の１／２（溝幅が２Ｒ）、ｒは、くり貫き砥石３ｂの半径（ｒ＜Ｒ）、θは、溝孔の中心線と直交する方向を基準位相としたときの当該基準位相からのホルダの回転角、Δθは、線分ＯＱの方向を基準位相としたときのホルダ１２の回転角、ｘは、前記軸心Ｏから砥石中心軸までの距離である。
【００１３】
好ましい構造のこの発明のくり貫き加工装置は、前記砥石台２２に前記軸心方向の互いに平行で、かつそれぞれの砥石中心軸の基準位置を前記軸心Ｏの位置に設定可能な２本の砥石軸２５ａ、２５ｂを備え、当該砥石軸の一方に前記くり貫き砥石３ｂが装着され、他方に外周面で硬質脆性板の外周を加工する外周加工砥石３ａが装着されているものである。
【００１４】
くり貫き砥石３ｂは、軸直角方向の研削面である先端面３１を備えた円筒形を基本形状とする砥石で、その先端部外周は、先端側が小径となる円錐面３３とされ、かつ胴部に鼓形部３５を備えている。先端面３１は、中心に直径方向の溝状の凹部（逃げ溝）３２を備えている。
【００１５】
この発明の硬質脆性板のくり貫き加工方法は、丸孔４５や溝孔４３などのくり貫こうとする領域の内側、すなわちくり貫き砥石３ｂが硬質脆性板４を貫通したときに、当該くり貫き砥石の外周が前記領域の縁に接しない位置に、くり貫き砥石３ｂを装着した砥石軸３ｂの位置を設定し、当該位置でくり貫き砥石３ｂをホルダ１２で固定した硬質脆性板４に向けて進出させる。この進出動作は、ホルダ１２の上昇動作又は砥石軸２５ｂの下降動作のいずれか又は双方によって行われる。
【００１６】
くり貫き砥石３ｂの先端面３１が硬質脆性板４を予め設定された貫通しない深さに削り取った時点で、くり貫こうとする領域の形状に応じてホルダの回転角θないしΔθと、砥石台２２の移動量ｘとを、くり貫き砥石３ｂの円筒面３４がくり貫き孔４３、４５の周縁４４に接して移動するように、制御する。
【００１７】
例えばくり貫き孔が丸孔であれば、
ｘ＝ＣcosΔθ＋（Ｒ−ｒ）cosφ
但し、sinφ＝ＣsinΔθ／（Ｒ−ｒ）
の関係を満足するように、ホルダ１２の軸心Ｏ回りの回転角θないしΔθと砥石台２２の移動距離ｘを制御する。
また、くり貫き孔が溝孔でその直線縁部分を加工するのであれば、
ｘ＝（Ａ＋Ｒ−ｒ）／cosθ
又は、
ｘ＝（Ａ−Ｒ＋ｒ）／cosθ
の関係を満足するようにホルダ１２の軸心Ｏ回りの回転角θないしΔθと砥石台２２の移動距離ｘを制御する。上記の式における移動距離ｘは、くり貫き砥石の砥石軸２５ｂが軸心Ｏの軸心と一致する位置を基準とする移動量である。
【００１８】
ホルダ１２又は砥石軸２５ｂの軸方向の切り込み送りは、この移動を開始したあとも継続される。くり貫き砥石３ｂは、この動作の継続中に硬質脆性板４を貫通する。くり貫き砥石３ｂは、硬質脆性板４を貫通した後、先端側円錐面３３及び円筒面３４の周面で、貫通した孔を周方向に広げるように加工を継続する。そして、制御器５の前記制御により、くり貫き砥石の円筒面３４でくり貫き孔の全周が加工された時点で、くり貫き加工を終了する。
【００１９】
次いで、くり貫き砥石の鼓形部３５を硬質脆性板４の高さ位置に軸方向移動し、鼓形部３５の両側の円錐面３６、３７で前記関係式におけるｒの値を変更して、前記関係式に従って、ホルダの回転角θないしΔθと砥石台の移動量ｘとを制御することにより、図４（ａ）、（ｂ）に示すようにして、くり貫いた孔の周縁角部の面取を行う。くり貫き加工時に硬質脆性板の周縁角部に生じた小さな切欠やクラックは、この面取加工によって除去される。
【発明の効果】
【００２０】
上記したこの発明によれば、加工しようとする硬質脆性板の種々の形状及び寸法のくり貫き孔を１台の装置で、かつ１個のくり貫き砥石で加工することが可能であり、加工箇所ごとに加工装置を交換したり、砥石を交換する必要がない。また、砥石軸を２本設けた装置によれば、同一の装置で上記くり貫き加工の前後に連続して硬質脆性板の外周加工を行うことができる。
【００２１】
また、この発明により、硬質脆性板に設けられる貫通孔を、その形状の如何に関わらず、加工時に生ずるクラックや欠けを可及的に防止して加工することができる。また、加工形状がホルダ１２の回転角と砥石台２２の移動とにより創成されるので、砥石台２２の移動量が少なく、装置を小型にでき、加工精度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明による溝孔の加工を示す説明図
【図２】外周の加工を示す説明図
【図３】図１の溝孔の加工の断面及び平面を経時的に示す説明図
【図４】面取加工を示す説明図
【図５】この発明のくり貫き加工装置の一例を示す側面図
【図６】加工に使用する工具の一例を示す側面図
【図７】図５の工具の正面図
【図８】加工する硬質脆性板の一例を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図５は、この発明のくり貫き加工装置の実施例を示した図である。図の装置は、硬質脆性板４のくり貫き加工と共に外周加工もできる装置であり、くり貫き砥石３ｂを装着した砥石軸２５ｂと、外周加工砥石３ａを装着した砥石軸２５ａとの２本の砥石軸を備えている。
【００２４】
図において、１は鉛直方向のワーク軸、１２はワーク軸１の上端に固定されたホルダ、１３はワーク軸１を軸支している昇降台である。２１はフレーム２に固定されたガイド、２２はガイド２１に沿って移動する砥石台である。砥石台２２には、２本の砥石軸２５ａ、２５ｂが互いに平行に軸支されている。砥石軸２５ａ、２５ｂは、ワーク軸１と平行である。ガイド２１は、この２本の砥石軸２５ａ、２５ｂと直交する方向に設けられている。
【００２５】
砥石軸２５ａ、２５ｂの下端（ホルダ１２側の軸端）には、工具ホルダ２９ａ、２９ｂが設けられ、その一方２９ａに外周加工砥石３ａが装着され、他方２９ｂにくり貫き砥石３ｂが装着されている。くり貫き砥石３ｂの径は、加工しようとする丸孔４５の直径及び溝孔４３の溝幅より小さい。各砥石軸２５ａ、２５ｂには、砥石軸駆動用のモータ２６ａ、２６ｂが連結されている。
【００２６】
昇降台１３と一体に設けたブラケット１４が昇降用サーボモータ１７で駆動される鉛直方向の送りねじ１８に螺合している。昇降台１３には、ワーク軸１を回転駆動するサーボモータ１１が搭載されている。砥石台２２は、フレーム２に搭載した送り用サーボモータ２７で回転駆動される送りねじ２８に螺合している。５はこれらのサーボモータ１７、２７、１１を制御するＮＣ装置、５１、５２及び５３は、サーボアンプである。
【００２７】
図６、７は、くり貫き砥石３ｂの一例を示した図である。くり貫き砥石３ｂは、基本形状が細い円筒形で、その先端面３１は、ワーク４を軸方向に切り進む研削面となっている。先端面３１には、直径方向の溝状の凹部３２が設けられている。くり貫き砥石３ｂの先端部外周は、先端側が小径となる円錐面３３となっており、それに続く円筒面３４と、鼓形部３５とを備えている。鼓形部３５の両側の円錐面３６、３７は、くり貫いた孔４５や溝４３の周縁４４の上下の稜線を斜めに削り落とす、いわゆる面取を行う研削面となっている。
【００２８】
溝状の凹部３２は、砥石軸２５ｂが回転しても回転速度が生じないために研削作用が発生しない砥石の先端面中心部がワークに接しないように設けたものである。また、ワークに接しないように設けた中心部の凹部を直径方向に延在させた溝形状とすることにより、加工位置への切削液の流入及び流出が効果的に行われるようにしている。
【００２９】
砥石の先端部の円錐面３３は、砥石が硬質脆性板を貫通した後、砥石３ｂを軸方向に送ることにより、加工された貫通孔４５の径ないし貫通溝４３の溝幅を徐々に大きくして、貫通時に生じた欠けや割れを削り落とす作用をする。胴部の鼓形部３５は、加工された貫通孔４５や貫通溝４３の周縁４４の稜線の面取加工を同一の砥石で行うために設けたものである。鼓形３５とすることによって、上下の稜線の面取を同一の砥石で連続して行うことができる。
【００３０】
図３は、この発明の方法による図８に示した表示パネル４のくり貫き加工を経時的に示した側面図及び平面図である。以下、図３を参照して、この発明のくり貫き加工方法を説明する。
【００３１】
加工しようとするワーク（表示パネル）４は、ワーク４の上面を吸着するハンドを備えた図示しないローダにより、加工原点Ｏをワーク軸１の回転中心に一致させてホルダ１２上に置かれ、ホルダ１２が当該ワーク４を吸着した後、ハンド側の吸着を解除して当該ハンドが退避する。
【００３２】
次に、外周加工砥石３ａにより、ワーク４の外周加工を行う。ワーク４の外周加工は、コンタリング加工、すなわち、ワーク軸の軸心Ｏを中心とするワーク４の回転角θないしΔθと、基準位置からの砥石台２２の軸心Ｏと直交する方向の移動量ｘとを関連付けて制御しながら加工を行う。
【００３３】
例えば、図８に示したワーク外周の直線辺４１の加工であれば、図２（ａ）に示すように、直線辺４１の加工原点Ｏからの距離をＷ、砥石３ａの半径をｒとして、
ｘ＝（Ｗ＋ｒ）／cosθ
の関係を保持して、ワーク軸の回転角θと砥石台の移動量ｘとを制御することにより直線辺４１の加工を行う。
【００３４】
また、図８に示したワーク外周の円弧辺４２の加工であれば、図２（ｂ）に示すように、円弧辺の中心Ｐのｘ−ｙ直交座標系における座標（Ａ、Ｂ）、円弧辺４２の半径Ｒ、Ｃ2＝Ａ2＋Ｂ2、tanθ0＝Ｂ／Ａ、Δθ＝θ−θ0として、
ｘ＝ＣcosΔθ＋（Ｒ＋ｒ）cosφ
但し、sinφ＝ＣsinΔθ／（Ｒ＋ｒ）
の関係を満足するように、基準位相からのワーク軸の回転角θ＝θ0＋Δθと砥石台２２の基準位置からの移動量ｘの関係を制御して加工を行う。
【００３５】
次に、くり貫き砥石３ｂの軸心がワーク軸１の軸心と一致する位置を基準位置に設定し、くり貫き砥石３ｂで溝孔４３及び丸孔４５の加工を行う。
【００３６】
溝孔４３を加工するときは、溝孔４３の中央にくり貫き砥石３ｂを位置設定し、ワーク軸１を回転しないで上昇させることにより、当該位置でくり貫き砥石３ｂをワーク４に向けて進出させる。くり貫き砥石３ｂの先端面３１がワーク４を予め設定した貫通しない深さに削り取った時点で（図３（ｂ）参照）、ワーク軸の回転角θと、砥石台の移動量ｘとが
ｘ＝（Ａ＋Ｒ−ｒ）／cosθ、
の関係となるように制御を変換する（図１（ａ）参照）。この制御の変換の過程でくり貫き砥石３ｂは溝孔４３の外側の直線縁４４ａ側に接近移動し、その後当該直線縁に沿って移動する。
くり貫き砥石３ｂが溝孔の端部の円弧部分４４ｂに達したら、
Ｃ2＝Ａ2＋Ｂ02、tanθ0＝Ｂ／Ａ、Δθ＝θ−θ0として、
ｘ＝ＣcosΔθ＋（Ｒ−ｒ）cosφ
但し、sinφ＝ＣsinΔθ／（Ｒ−ｒ）
の関係を満足するようにワーク軸の回転角θ＝θ0＋Δθと砥石台の移動量ｘを制御する（図１（ｂ）参照）。そして、溝孔の端部における半周の移動が終了したら、次に、
ｘ＝（Ａ−Ｒ＋ｒ）／cosθ
の関係を満足するようにワーク軸の回転角θと砥石台の移動量ｘを制御して、溝孔４３の内側縁４４ｃに沿ってくり貫き砥石３ｂを移動し、更に、反対側の円弧部も上記円弧部と同様な制御により、くり貫き砥石３ｂを移動する。
【００３７】
上記動作の途中において、くり貫き砥石の先端面３１がワーク４を貫通する（図３（ｃ）参照）。ワーク軸１の上昇を継続することにより、くり貫き砥石３ｂは、ワーク４を貫通した後、円錐面３３及び円筒面３４で貫通孔を周方向に広げるように加工を継続する。そして、円筒面３４で溝孔の周縁が加工される状態に達した後（図３（ｄ）参照）、くり貫き砥石３ｂを溝孔４３の全周に沿って移動させて、溝孔４３のくり貫き加工を終了する。
【００３８】
次いで、くり貫き砥石の鼓形部３５をワーク４の高さ位置となるようにワーク軸１を軸方向移動し、鼓形部３５の両側の円錐面３６、３７で前記関係式におけるｒの値を変更して、前記関係式に従って、ワーク軸の回転角θないしΔθと砥石台の移動量ｘとを制御することにより、図４（ａ）、（ｂ）に示すようにして、くり貫いた溝孔４３の周縁角部の面取加工を行う。くり貫き加工時に硬質脆性板の周縁角部に生じた小さな切欠やクラックは、この面取加工によって除去される。
【００３９】
丸孔４５を加工するときは、まず、丸孔４５の中心座標（Ａ、Ｂ）にくり貫き砥石３ｂを位置設定し、当該位置でワーク軸１の上昇により、ワーク４をワーク軸方向に研削する。くり貫き砥石３ｂの先端面３１がワーク４を予め設定した貫通しない深さに削り取った時点で、ワーク軸１の回転角Δθと、砥石台の移動量ｘとを前述した溝孔の円弧部分を加工するときと同様な式、
ｘ＝ＣcosΔθ＋（Ｒ−ｒ）cosφ
但し、sinφ＝ＣsinΔθ／（Ｒ−ｒ）、Δθ＝θ−θ0
の関係が成立するようにワーク軸１の基準位相からの回転角θ及び砥石台２２の基準位置からの移動量ｘを制御する。ワーク軸１の上昇による軸方向の切り込み送りは、この間も継続される。
【００４０】
上記動作の途中において、くり貫き砥石３ｂは、ワーク４を貫通する。くり貫き砥石３ｂは、ワーク４を貫通した後、先端側円錐面３３及び円筒面３４で貫通孔を周方向に広げるように加工を継続する。そして、制御器５の前記制御により、くり貫き砥石の円筒面３４で丸孔４５の全周の加工が終了した時点でくり貫き加工を終了する。
【００４１】
次いで、溝孔４３の場合と同様に、鼓形部３５の両側の円錐面３６、３７で前記関係式におけるｒの値を変更して、前記関係式に従って、ワーク軸の回転角θと砥石台の移動量ｘとを制御することにより、丸孔４５の周縁角部の面取を行う。
【符号の説明】
【００４２】
１ ワーク軸
３ａ 外周加工砥石
３ｂ くり貫き砥石
４ 硬質脆性板
５ 制御器
１１ ワーク駆動モータ
１２ ホルダ
１８ 軸送り装置
２２ 砥石台
２５ａ、２５ｂ 砥石軸
２６ａ、２６ｂ 砥石モータ
２７ 送りモータ
３１ 先端面
３２ 溝状の凹部
３３ 円錐面
３４ 円筒面
３５ 鼓形部
４３ 溝孔
Ｏ ワーク軸の軸心
ｘ 砥石台の移動量
θ、Δθ ワーク軸の回転角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部外周の先端側が小径となる円錐面(33)と、この円錐面に続く円筒面(34)とを備えたくり貫き砥石(3b)を用い、軸心回りに回転駆動されるホルダ(12)に面を当該軸心と直交する方向にして硬質脆性板を固定し、当該ホルダに対向する前記軸心と平行な回転砥石軸(25b)の先端に前記くり貫き砥石(3b)を装着し、前記くり貫き砥石の円筒面がくり貫こうとする領域の内側に位置するように前記回転砥石軸の位置を設定し、当該位置でくり貫き砥石(3b)を前記硬質脆性板(4)に向けて進出させ、くり貫き砥石(3b)の先端が硬質脆性板(4)を貫通しない深さまで進出させた後、前記領域の周縁の形状に応じて前記ホルダの回転角と前記砥石台の移動量とを関連づけて制御することにより、前記くり貫き砥石の円筒面が前記周縁に接して移動する方向の砥石軸の横移動を開始し、その後前記くり貫き砥石の円筒面(34)で前記周縁の全周を加工する、硬質脆性板のくり貫き加工方法。
【請求項２】
硬質脆性板にその板厚方向に貫通する貫通孔を加工するための砥石であって、軸直角方向の先端面(31)と、先端部外周の先端側が小径となる円錐面(33)と、この円錐面に続く円筒面(34)と、この円周面の反先端側に位置する鼓形部(35)を備え、前記先端面(31)は、中心に直径方向の溝状の凹部(32)を備えている、くり貫き砥石。
【請求項３】
硬質脆性板を保持するホルダ(12)と、このホルダを前記硬質脆性板の面直角方向の軸心(O)回りに回転駆動する回転角制御可能なワーク駆動モータ(11)と、前記軸心(O)と直交する方向に移動可能な砥石台(22)と、この砥石台を当該移動方向に往復移動させる回転角を制御可能な送りモータ(27)と、この砥石台に前記軸心と平行に軸支されて、その基準位置を前記軸心(O)の位置に設定可能な砥石軸(25b)と、当該砥石軸の先端に装着されたくり貫き砥石(3b)と、前記砥石軸(25b)を回転させる砥石モータ(26b)と、前記砥石軸(25b)及びホルダ(12)の少なくともいずれか一方を前記軸心方向に進退させる軸送り装置(18)と、ワーク駆動モータ(11)の回転角と送りモータ(27)の回転角とを関連付けて制御する制御器(5)とを備え、
上記制御器(5)は、前記ホルダ(12)の回転角をθ又はΔθ、砥石台(22)の移動量をxとして、
ｘ＝（Ａ＋Ｒ−ｒ）／cosθ、
ｘ＝（Ａ−Ｒ＋ｒ）／cosθ
及び
ｘ＝ＣcosΔθ＋（Ｒ−ｒ）cosφ
但し、sinφ＝ＣsinΔθ／（Ｒ−ｒ）
の関係を保持して制御する溝孔加工手段を備えている、硬質脆性板のくり貫き加工装置。
但し、上式中、Ａは、前記軸心(O)から加工しようとする溝孔(43)の中心線までの、当該溝孔の中心線と直交する方向の距離、Ｃは、前記軸心(O)から加工しようとする溝孔端部の円弧の中心(Q)までの距離、Ｒは、溝孔(43)の溝幅寸法の１／２、ｒは、くり貫き砥石(3b)の半径でｒ＜Ｒ、θは、溝孔の中心線と直交する方向の第１の基準位相からのホルダ(12)の回転角、Δθは、線分ＯＱの方向の第２の基準位相からのホルダ(12)の回転角、xは、前記軸心から砥石中心軸までの距離である。
【請求項４】
前記砥石台(22)に前記軸心方向の互いに平行で、かつそれぞれの砥石中心軸の基準位置を前記軸心の位置に設定可能な２本の砥石軸(25a,25b)を備え、当該砥石軸の一方に前記くり貫き砥石(3b)が装着され、他方に外周面で前記硬質脆性板の外周を加工する外周加工砥石(3a)が装着される、請求項１記載のくり貫き加工装置。
【請求項１】
先端部外周の先端側が小径となる円錐面(33)と、この円錐面に続く円筒面(34)とを備えたくり貫き砥石(3b)を用い、軸心回りに回転駆動されるホルダ(12)に面を当該軸心と直交する方向にして硬質脆性板を固定し、当該ホルダに対向する前記軸心と平行な回転砥石軸(25b)の先端に前記くり貫き砥石(3b)を装着し、前記くり貫き砥石の円筒面がくり貫こうとする領域の内側に位置するように前記回転砥石軸の位置を設定し、当該位置でくり貫き砥石(3b)を前記硬質脆性板(4)に向けて進出させ、くり貫き砥石(3b)の先端が硬質脆性板(4)を貫通しない深さまで進出させた後、前記領域の周縁の形状に応じて前記ホルダの回転角と前記砥石台の移動量とを関連づけて制御することにより、前記くり貫き砥石の円筒面が前記周縁に接して移動する方向の砥石軸の横移動を開始し、その後前記くり貫き砥石の円筒面(34)で前記周縁の全周を加工する、硬質脆性板のくり貫き加工方法。
【請求項２】
硬質脆性板にその板厚方向に貫通する貫通孔を加工するための砥石であって、軸直角方向の先端面(31)と、先端部外周の先端側が小径となる円錐面(33)と、この円錐面に続く円筒面(34)と、この円周面の反先端側に位置する鼓形部(35)を備え、前記先端面(31)は、中心に直径方向の溝状の凹部(32)を備えている、くり貫き砥石。
【請求項３】
硬質脆性板を保持するホルダ(12)と、このホルダを前記硬質脆性板の面直角方向の軸心(O)回りに回転駆動する回転角制御可能なワーク駆動モータ(11)と、前記軸心(O)と直交する方向に移動可能な砥石台(22)と、この砥石台を当該移動方向に往復移動させる回転角を制御可能な送りモータ(27)と、この砥石台に前記軸心と平行に軸支されて、その基準位置を前記軸心(O)の位置に設定可能な砥石軸(25b)と、当該砥石軸の先端に装着されたくり貫き砥石(3b)と、前記砥石軸(25b)を回転させる砥石モータ(26b)と、前記砥石軸(25b)及びホルダ(12)の少なくともいずれか一方を前記軸心方向に進退させる軸送り装置(18)と、ワーク駆動モータ(11)の回転角と送りモータ(27)の回転角とを関連付けて制御する制御器(5)とを備え、
上記制御器(5)は、前記ホルダ(12)の回転角をθ又はΔθ、砥石台(22)の移動量をxとして、
ｘ＝（Ａ＋Ｒ−ｒ）／cosθ、
ｘ＝（Ａ−Ｒ＋ｒ）／cosθ
及び
ｘ＝ＣcosΔθ＋（Ｒ−ｒ）cosφ
但し、sinφ＝ＣsinΔθ／（Ｒ−ｒ）
の関係を保持して制御する溝孔加工手段を備えている、硬質脆性板のくり貫き加工装置。
但し、上式中、Ａは、前記軸心(O)から加工しようとする溝孔(43)の中心線までの、当該溝孔の中心線と直交する方向の距離、Ｃは、前記軸心(O)から加工しようとする溝孔端部の円弧の中心(Q)までの距離、Ｒは、溝孔(43)の溝幅寸法の１／２、ｒは、くり貫き砥石(3b)の半径でｒ＜Ｒ、θは、溝孔の中心線と直交する方向の第１の基準位相からのホルダ(12)の回転角、Δθは、線分ＯＱの方向の第２の基準位相からのホルダ(12)の回転角、xは、前記軸心から砥石中心軸までの距離である。
【請求項４】
前記砥石台(22)に前記軸心方向の互いに平行で、かつそれぞれの砥石中心軸の基準位置を前記軸心の位置に設定可能な２本の砥石軸(25a,25b)を備え、当該砥石軸の一方に前記くり貫き砥石(3b)が装着され、他方に外周面で前記硬質脆性板の外周を加工する外周加工砥石(3a)が装着される、請求項１記載のくり貫き加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１１６１１８（Ｐ２０１１−１１６１１８Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３１２６８（Ｐ２０１０−２３１２６８）
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（０００２１２５６６）中村留精密工業株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（０００２１２５６６）中村留精密工業株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
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