JP2011111370A - ガラス板の製造装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス板の穿孔工程において、ガラス板端面の開口部にチッピング等の微細なカケが残る事態を可及的に防止して、貫通孔を精度よく形成する。
【解決手段】ガラス板３の下端面の側から切削を伴い先行ドリル１を厚み方向に侵入させて有底孔３１を形成した後に先行ドリル１を後退させ、然る後、ガラス板３の上端面の側から切削を伴い後行ドリル２を先行ドリル１と同軸に侵入させることでガラス板３に貫通孔３４を形成する。少なくとも一方のドリル１に、軸方向に沿って一定の外径寸法を有する胴部１１と、胴部１１のドリル基端側に位置し胴部１１よりも外径寸法の小さい小径部１２と、胴部１１と小径部１２とをつなぐつなぎ部１３とを備え、一方のドリル１の先端から少なくともつなぎ部１３の胴部１１側までの部分に切削能力を持たせたものを穿孔工程に使用すると共に、一方のドリル１を最も奥深くまで侵入させた状態では、つなぎ部１３がガラス板３の厚み方向内側にまで達するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガラス板の製造装置とその製造方法に関し、詳しくは、ガラス板の上面側および下面側からそれぞれ別個のドリルを切削を伴って同軸に侵入させることで、ガラス板に貫通孔を形成する技術に関する。

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）などのフラットパネルディスプレイに使用されるガラス基板の中には、パネル内の排気やガス封入に使用することを目的として、貫通孔を形成するものがある。

例えばＰＤＰの場合、実効性あるプラズマ放電を生じさせるために、前面板と背面板との間の空間にＸｅやＡｒ等のガスを封入する必要があり、通常、背面板の周縁部もしくは角部に、空気を排出して上記ガスを充填するための直径数ｍｍ程度の貫通孔が１又は複数箇所に形成される。また、ＦＥＤの場合も、前面板と背面板との間の空間を高真空にする必要があることから、ＰＤＰ用のガラス基板と同様、背面板の周縁部もしくは角部に１又は複数の貫通孔が形成される。

ところで、ＰＤＰや一部のＦＥＤの製造工程では、透明電極や蛍光体、リブその他の要素を各ガラス基板上に形成するために焼成等の熱処理工程が設けられている。この熱処理工程において、ガラス基板にカケや微小クラック等の欠陥が存在していると、加熱時もしくは冷却時においてカケや微小クラック等に応力集中を生じる。そして、これら応力集中部位が起点となってガラス基板が破損するという事態を招き得る。この種の破損は背面板の排気孔（貫通孔）を起点として、正確には、貫通孔の内周面やガラス基板の端面に開口した部分（開口部）などに存在するカケや微小クラックなどを起点として発生する傾向にあるため、これらの欠陥部分をできる限り除去して貫通孔およびその周辺の表面性状を良好なものにすることが肝要となる。

上記課題を解決するための手段として、例えば下記特許文献１には、ガラス板の下面から下側ドリルを切削を伴ってガラス板の厚み方向中間位置まで侵入させた後にその下側ドリルを後退させ、然る後、ガラス板の上面から上側ドリルを、切削を伴って下側ドリルと同軸に侵入させることにより貫通孔を形成するように構成されたガラス板の製造装置が開示されている。

特開２００８−１３７３５４号公報

このように、ガラス板に形成された貫通孔の内周面やその開口部には通常カケなどの欠陥が存在するものの、上記特許文献１に記載の製造装置で孔開け加工を行うことで、特に問題となるような大きなカケないし微小クラックの発生を防止することができていた。しかし、最近では、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板の大型化が急速に進んだ結果、加工時のみならず取扱い時にもこれまで以上に大きな機械的負荷や熱的負荷が作用し、これにより多大な応力が生じるようになってきた。この種の応力は既述のようにガラス板の不均質な箇所で高くなる（応力集中を生じる）ため、これまでは問題にならなかったサイズの微細なカケ（チッピングとも呼ばれる）であってもそれが貫通孔の開口部周辺に残っていると、ガラス板の破損につながるおそれがある。

ここで、上記特許文献１に記載の製造装置は、ドリルが最終的に貫通孔を形成した際にガラス板の上下一方の端面（ドリルの貫通方向奥側の端面）側の貫通孔の開口部に生じる比較的大きなカケの発生を防止することを目的とするものであり、上記微細なカケの発生防止までを考慮してなされたものではない。また、上記微細なカケはガラス板の上下何れの端面（貫通方向手前側の端面）側の貫通孔の開口部にも生じる可能性があるため、上記特許文献１に開示の製造装置をそのまま使用したのでは、上記微細なカケが貫通孔の開口部又はその周辺に残る事態を効果的に防止することは難しい。

以上の事情に鑑み、本発明では、ガラス板の穿孔工程において、ガラス板端面の開口部にチッピング等の微細なカケが残る事態を可及的に防止して、貫通孔を精度よく形成することを技術的な課題とする。

前記課題の解決は、本発明に係るガラス板の製造装置により達成される。すなわち、このガラス板の製造装置は、ガラス板の一端面の側から切削を伴い先行ドリルを厚み方向に侵入させて有底孔を形成した後に先行ドリルを後退させ、然る後、ガラス板の他端面の側から切削を伴い後行ドリルを先行ドリルと同軸に侵入させることでガラス板に貫通孔を形成し得るように構成されるガラス板の製造装置において、少なくとも一方のドリルは、軸方向に沿って一定の外径寸法を有する胴部と、胴部のドリル基端側に位置し胴部よりも外径寸法の小さい小径部と、胴部と小径部とをつなぐつなぎ部とを備えると共に、一方のドリルの先端から少なくともつなぎ部の胴部側までの部分に切削能力が付与されており、かつ、一方のドリルを最も奥深くまで侵入させた状態では、つなぎ部の少なくとも一部がガラス板の厚み方向内側にまで達するように構成されている点をもって特徴づけられる。

この構成は、本発明者らのカケ発生に関する新たな知見に基づき創出されたものである。すなわち、本発明者らは、穿孔作業を終えたドリルが後退する際、正確には前進から後退へとその進退方向を転じる際、ガラス板の後方側の端面（穿孔開始側の端面）に形成される孔（有底孔又は貫通孔）の開口部又はその周辺に上記の微細なカケが発生することを見出した。そして、この知見に基づき、ドリルの胴部と小径部とのつなぎ部を設けると共に、このつなぎ部に研削能力を付与するに至った。よって、上記の製造装置によれば、ドリルが前進から後退に転じる際、最も大径となる胴部はガラス板の厚み方向内側にあるため、ガラス板の穿孔開始側の端面に形成された開口部とドリルとを接触させずに済む。これにより、前進から後退に転じる際の不安定なドリルの駆動力を孔の開口部に伝え難くして、微細なカケの発生を抑制することができる。また、胴部だけでなくつなぎ部にも切削能力を持たせるようにしたので、ドリルが後退を続けてつなぎ部とガラス板端面に形成された孔の開口部とが接触する場合にあっても、この接触部分をつなぎ部で切削することで円滑に除去して、穿孔工程の終了後に上記開口部又はその周辺に微細なカケが残る事態を可及的に防止することができる。もちろん、このドリルは、所定の軸方向寸法にわたって最大径部となる胴部に研削能力を付与したものであるから、例えば後行ドリルに上記形状のドリルを使用する場合、ドリルを引抜く（後退させる）ことで、上記開口部に微細なカケを残さないようにしつつも貫通孔をその全長にわたって精度よく形成することができる。

ここで、つなぎ部は胴部からドリル基端側に向かうにつれて漸次縮径する形状を有するものであってもよい。また、この場合、つなぎ部はテーパ状に縮径する形状を有するものであってもよい。

このように、つなぎ部を漸次縮径する形状とすることで、ドリルが後退する際に開口部とつなぎ部とが接触する場合にあっても、ドリル（つなぎ部）から開口部へと伝わる切削力が徐々に増加することになる。これにより、微細なカケ等の欠陥の発生を有効に抑えることができる。また、つなぎ部をテーパ状に縮径する形状とすることで、微細なカケの発生を抑えると共に開口部をより滑らかに仕上げることも可能となる。

また、胴部の軸方向寸法が、一方のドリルの先端からつなぎ部の小径部側の端部までの軸方向寸法の０．２倍以上かつ０．５倍以下に設定されていてもよい。

このように寸法関係を定めたのは以下の理由による。すなわち、胴部の軸方向寸法が０．２倍未満だと、ドリルと加工面（ここでは貫通孔の内周面となる面）との接触面積が過小になり、ドリルの摩耗が早期に進行するおそれがあるからである。また、０．５倍を超えると、ドリルと加工面との接触面積が過大となるために接触面間に生じる摩擦抵抗で加工面にヤケ等の不具合が発生するおそれがあるからである。以上より、胴部の軸方向寸法を上記範囲内に設定することにより、ガラス板の穿孔工程についての切削性、耐久性をドリルに付与でき、かつ内周面とその開口部の加工精度にも優れた貫通孔を形成することが可能になる。

また、以上の形態を成すドリルは、胴部のドリル先端側に位置し、胴部に向かうにつれて漸次拡径する拡径部を一体に備えるものであってもよい。

ドリルの芯出し（特にコアドリルの芯出し）が正確に行われていない状態で穿孔作業を行うと、芯振れしたドリルにより孔の内周面に不均一な力が作用するために、表面性状に優れた貫通孔を形成することが難しくなる。特にこの傾向は、孔の開口端又はその近傍において顕著となる。この点、上記のように拡径部を胴部のドリル先端側に設けることで、芯振れを抑える向きにドリルが案内されるので、孔の開口端又はその近傍に作用する不要な力を低減することができる。また、芯振れが抑制されることで、ドリルの後退開始時、ドリルが孔の開口部と接触するのを避けて微細なカケの発生をより高い確率で防止することができる。上記の案内機能は、拡径部をテーパ形状とすることでより有効に作用する。

また、一方のドリルが先行ドリルである場合、その先端から胴部のつなぎ部側の端部までの軸方向寸法がガラス板の厚み寸法より小さいものであってもよい。

後行ドリルについては、ガラス板を完全に貫通するので、上記のようにドリルが最も奥深くまで侵入した状態では、つなぎ部がガラス板の厚み方向内側にまで達するように最大侵入位置を調整することができるが、先行ドリルについては、ガラス板を貫通することなく厚み方向の中間位置で停止させる必要がある。よって、上記のガラス板との寸法関係を満たすようにドリルの所定部位（胴部、つなぎ部など）の軸方向寸法を設定することで、ドリルの後退開始時につなぎ部を確実にガラス板の厚み方向内側に位置させることができる。

以上の説明に係る一方または双方のドリルには、上記の形状ないし寸法関係を有する限りにおいて種々のドリルが使用できるが、加工速度や生産効率の観点から中空の切刃形状を有するコアドリルを採用することもできる。コアドリルとしては、円筒状の台金（本発明でいえば胴部やつなぎ部）の表面にダイヤモンド砥粒などの切削用砥粒を適当なボンド材で固着させてなるサーフェスタイプや、当該砥粒をメタルボンド内に分散配置して形成したチップを使用したインプリタイプなどがある。ここで、例えば砥粒の突出量が大きく切削性に優れたサーフェスタイプのコアドリルを採用する場合、切削用砥粒を表面に固着してなる胴部の外径とつなぎ部の外径最小値との差が、当該砥粒の平均粒径の２倍以上に設定されていてもよい。

このように、コアドリルを使用する場合、胴部とつなぎ部との最大外径差を切削用砥粒の平均粒径の２倍以上とすることで、例えば若干の芯振れを想定した上で、胴部で切削形成された孔の内部につなぎ部の全領域が侵入した場合であっても、この孔の開口部とつなぎ部の小径部側の端部に固着した上記砥粒とが接触することはない。そのため、上記のようにドリルが最も奥深くに侵入した状態でつなぎ部の全領域が孔の内部にまで達する場合には、ドリルの後退開始時につなぎ部（ないし小径部）と開口部とが干渉する事態を確実に回避することができる。

また、前記課題の解決は、本発明に係るガラス板の製造方法によっても達成される。すなわち、このガラス板の製造方法は、ガラス板の一端面の側から切削を伴い先行ドリルを厚み方向に侵入させて有底孔を形成した後に先行ドリルを後退させ、然る後、ガラス板の他端面の側から切削を伴い後行ドリルを先行ドリルと同軸に侵入させることでガラス板に貫通孔を形成する穿孔工程を含むガラス板の製造方法において、少なくとも一方のドリルに、軸方向に沿って一定の外径寸法を有する胴部と、胴部のドリル基端側に位置し胴部よりも外径寸法の小さい小径部と、胴部と小径部とをつなぐつなぎ部とを備え、一方のドリルの先端から少なくともつなぎ部の胴部側までの部分に切削能力を持たせたものを穿孔工程に使用し、かつ、一方のドリルを最も奥深くまで侵入させた状態では、つなぎ部がガラス板の厚み方向内側にまで達するようにした点をもって特徴づけられる。

上記の製造方法についても、本欄の冒頭で述べた製造装置と同一の技術的特徴を有することから、上記製造装置による作用効果と同一の作用効果を得ることができる。

また、以上の製造装置および製造方法により製造されるガラス板は、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板であることが好ましい。

このようにすれば、フラットパネルディスプレイを製造する際の熱処理工程において、貫通孔（排気孔）、特にその開口部を起点としてガラス基板に破損が生じるという事態を効果的に回避することができる。

以上のように、本発明に係るガラス板の製造装置とその製造方法によれば、ガラス板の穿孔工程において、ガラス板端面の開口部にチッピング等の微細なカケが残る事態を可及的に防止して、貫通孔を精度よく形成することができる。

本発明の一実施形態に係るガラス板の製造装置の主たる構成要素である先行ドリルおよび後行ドリルの要部を示す断面図である。 図１に示すドリルを先端側から見た平面図である。 （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、本発明の一実施形態に係るガラス板の製造方法における穿孔工程のうち先行ドリルによる穿孔作業の概要を時系列順に示す断面図である。 先行ドリルを後退させる際のガラス板に対する作用を説明するための要部拡大断面図である。 （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、本発明の一実施形態に係るガラス板の製造方法における穿孔工程のうち後行ドリルによる穿孔作業の概要を時系列順に示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。なお、この実施形態では、ＰＤＰ用のガラス基板の角部に排気孔としての貫通孔を形成する場合を例にとって説明する。

本発明の一実施形態に係るガラス板の製造装置は、例えば図３（ａ）に示すように、ガラス板３の下側に配置される先行ドリル１と、先行ドリル１と互いに軸心位置を一致させた状態でガラス板３の上側に配置される後行ドリル２とを主たる構成要素として備えている。これら先行ドリル１と後行ドリル２は、互いに独立して上下動および回転駆動できるように構成されている。なお、ここでいう『上下』方向は、単に各図における要素間の位置関係を容易に理解するために規定したに過ぎない。よって、以下に述べるガラス板の製造装置の設置方向や使用態様、あるいは当該製造装置におけるガラス板の設置方向を特定するものではない。

先行ドリル１は、図１に示すように、最大外径部となる胴部１１と、胴部１１のドリル基端側に位置し胴部１１よりも外径寸法の小さい小径部１２と、胴部１１と小径部１２とをつなぐつなぎ部１３とを一体に有するものである。この実施形態では、先行ドリル１はコアドリルであって、図１および図２に示すように総じて筒状を呈する。また、この先行ドリル１は、胴部１１のドリル先端側に位置しかつ胴部１１に近づくにつれてテーパ状に拡径する形状をなす拡径部１４を一体に備えている。つなぎ部１３に関しても、図１に示すように、胴部１１から離れるにつれてテーパ状に縮径する形状をなしており、かつ外径一定の胴部１１とその下端で断面Ｒ部を介して滑らかにつながっている。同様に、外径一定の小径部１２ともその上端で断面Ｒ部を介してつなぎ部１３が滑らかにつながっている。

次に、各要素間の寸法関係について述べる。まず、先行ドリル１の先端から胴部１１のつなぎ部１３側の端部までの軸方向寸法Ｌ₁（図１を参照）が、切削対象となるガラス板３の厚み寸法ｔ（図３（ａ）を参照）よりも小さくなるように設定されている。この実施形態では、後述する図３（ｃ）に示すように、先行ドリル１がガラス板３の下端面の側から切削を伴い最も奥深くに（上端面に近い側に）侵入した状態において、つなぎ部１３の全領域がガラス板３の上下端面間に位置するようにその軸方向寸法Ｌ₁が設定されている。

また、先行ドリル１の先端からつなぎ部１３の小径部１２側の端部までの軸方向寸法をＬ₂とした場合、胴部１１の軸方向寸法ｄ₁が上記軸方向寸法Ｌ₂の０．２倍以上かつ０．５倍以下となるように設定されている。拡径部１４についても同様に、上記軸方向寸法Ｌ₂の０．２倍以上かつ０．４倍以下となるようにその軸方向寸法ｄ₂が設定されている。

後行ドリル２についても、先行ドリル１と同様に、胴部２１と小径部２２とつなぎ部２３、および拡径部２４とを一体に有するものであり、かつその寸法関係も同じである。

上記構成の先行ドリル１および後行ドリル２は、例えば胴部１１，２１と小径部１２，２２とつなぎ部１３，２３、および拡径部１４，２４とを一体化してなる金属製本体の表面の一部又は全領域に、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒などの研削用砥粒（図示は省略）を適当なボンド材で固着することにより形成される。

次に、先行ドリル１と後行ドリル２とを使用して、ガラス板に貫通孔を形成する手順を図３〜図５に基づき説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、水平姿勢にあるガラス板３の下方に配置した先行ドリル１を回転を伴って上昇させることにより、先行ドリル１をガラス板３の下端面の側から切削を伴って厚み方向に侵入させていく。この実施形態では、図３（ｂ）に示すように、先行ドリル１のドリル先端に設けた拡径部１４の先端（小径側）を先行してガラス板３の厚み方向内側に侵入させていく。なお、この際、先行ドリル１の侵入箇所に切削液を供給しながら、先行ドリル１をガラス板３に侵入させるようにしてもよい。水等の冷却液を先行ドリル１に供給しながら侵入させるようにしてもよい。

そして、図３（ｃ）に示すように、ガラス板３の上端面の側に所定の厚み寸法分だけ残した状態で先行ドリル１がガラス板３の軸方向中間位置まで侵入した時点で、先行ドリル１の上昇を停止する。この段階では、図３（ｃ）に示すように、先行ドリル１の拡径部１４と胴部１１だけでなく少なくともつなぎ部１３の一部がガラス板３の厚み方向内側（上端面と下端面との間）に位置している。この実施形態では、つなぎ部１３の全領域が先行ドリル１によりガラス板３に形成された有底孔３１の内部に位置している。そして、この状態から、先行ドリル１の下降動作を開始し、図３（ｄ）に示すように、ガラス板３から先行ドリル１を抜き出して同図に示す退避位置まで移動させる。これにより、ガラス板３には、下方のみが開口する非貫通状態の有底孔３１が形成された状態となる。この実施形態では、先行ドリル１の形状に倣って略円筒状の有底孔３１が形成されると共に、その中央に略円柱状のコア３２が残るようになっている。

また、先行ドリル１が最もガラス板３の上端面に近い側まで侵入した位置から下降動作を開始する際、図３（ｃ）に示すように、先行ドリル１の最大外径部となる胴部１１は全てガラス板３に形成された有底孔３１の内部に位置している。また、有底孔３１の下方に位置する開口部３３は、先行ドリル１の何れの部位（胴部１１、つなぎ部１３、小径部１２）とも接触していない。そのため、上記のように先行ドリル１が上昇動作から下降動作へと移行する際には、先行ドリル１の下降動作に起因する負荷、特に上昇から下降に転じる際の不安定な動作に起因する負荷を開口部３３に与えずに済む。これにより、開口部３３の内周面又はその周辺（端面部分など）に微細なカケが発生する事態を可及的に抑制することができる。

また、図４に示すように、先行ドリル１を下降させていくと、ドリルの若干の芯振れも影響して、開口部３３と先行ドリル１のつなぎ部１３とが接触する場合も考えられるが、この場合も、つなぎ部１３をテーパ形状とし、その外周面にダイヤモンド砥粒等の研削用砥粒を固着させることでつなぎ部１３に研削能力を付与しているので、開口部３３の内周面を円滑に切削することができる。そのため、つなぎ部１３と開口部３３とが干渉するまでの時点で既に開口部３３に微細なカケが発生していた場合であっても、当該微細なカケをつなぎ部１３の研削面となる外周面（又は胴部１１とつなぎ部１３との間の断面Ｒ部）で削り取って、開口部３３の表面性状を改善することができる。

次に、図５（ａ）に示すように、ガラス板３の上方に配置した後行ドリル２を回転を伴って下降させることにより、後行ドリル２をガラス板３の上端面の側から切削を伴って厚み方向に侵入させていく。この場合、後行ドリル２を、先に穿孔を行った先行ドリル１とその軸心を合わせた状態で配置しているので、ガラス板３に既に形成されている有底孔３１の軸心と後行ドリル２の軸心とが一致した状態で後述する穿孔作業が実施される。

そして、後行ドリル２を下降させ続けてさらにガラス板３に侵入させていくことにより、図５（ｂ）に示すように、先行ドリル１で形成した有底孔３１の底部となる部分が全て削り取られる。これにより、コア３２も除去され（ガラス板３本体と分離されて落下し）、内径寸法が一定の貫通孔３４が形成される。そして、後行ドリル２の胴部２１が全て貫通孔３４の内部に侵入する位置まで後行ドリル２を下降させた状態（図５（ｃ）を参照）から、後行ドリル２の上昇動作を開始し、図５（ｄ）に示すように、ガラス板３から後行ドリル２を抜き出して同図に示す退避位置まで移動させる。これにより、ガラス板３には、両端面に開口部３３、３５を有する貫通孔３４が形成される。また、貫通孔３４の内周面がその軸方向全領域にわたって先行ドリル１の胴部１１および後行ドリル２の胴部２１で研削されることになるので、貫通孔３４の内周面が高精度に仕上げられる。

また、後行ドリル２が最も奥深くの位置まで下降（侵入）した後、上昇動作に転じる際、図５（ｃ）に示すように、後行ドリル２の最大外径部となる胴部２１は全てガラス板３の上端面に形成された貫通孔３４の開口部３５よりも下方に位置している。また、この際、開口部３５は、胴部２１を含め後行ドリル２の何れの部位とも非接触の状態にある。そのため、上記のように後行ドリル２が下降動作から上昇動作へと移行する際には、後行ドリル２の下降動作に起因する負荷、特に下降（侵入動作）から上昇（引抜き動作）に転じる際の不安定な動作に起因する負荷を開口部３５に与えずに済む。これにより、開口部３５の内周面又はその周辺（端面部分など）に微細なカケが発生する事態を可及的に抑制して、高精度の貫通孔３４を形成することができる。

以上、本発明に係るガラス板の製造装置とその製造方法の一実施形態を説明したが、これらは、上記例示の形態に限定されることなく、本発明の範囲内において任意の形態を採り得る。

例えば、上記実施形態では、つなぎ部１３，２３の外周面をテーパ形状とした場合を例示したが、もちろんこれ以外の形態を採ることも可能である。例えばつなぎ部１３，２３の断面を凹凸何れかの曲線で構成することで、当該つなぎ部１３，２３を小径部１２に向けて漸次縮径する形状とすることも可能である。

また、拡径部１４は必ずしも一体に有する必要はなく、例えば図示は省略するが、各ドリル１，２の先端面と胴部１１，２１とを断面Ｒ部を介して滑らかにつなぐようにしてもよい。あるいは、各ドリル１，２として、コアドリル以外のドリル、例えば先端面に切削刃を有する種々の中実ドリルを使用してもよい。

また、上記実施形態では、先行ドリル１と後行ドリル２とを同一形状、同一寸法とした場合を例示したが、もちろん上記形状や寸法を相違させることも可能である。例えば、後行ドリル２の外径寸法（胴部２１の外径寸法）は先行ドリル１と同一のままとし、その小径部２２を先行ドリル１の小径部１２に対して異径とし、これに応じて各つなぎ部１３，２３のテーパ角を相違させてもよい。

また、上記実施形態では、図５（ｃ）に示すように、貫通孔３４をその軸方向全長にわたって後行ドリル２を、その胴部２１および拡径部２４が全て貫通孔３４の内部に侵入する位置まで下降させた状態から上昇動作に転じる場合を例示したが、もちろんこれ以外の穿孔工程に本発明に係るガラス板の製造装置を使用することも可能である。例えば図示は省略するが、拡径部２４の先端側の一部が貫通孔３４から下方に突出する位置まで後行ドリル２を侵入（下降）させた状態から、当該後行ドリル２の上昇動作を開始して貫通孔３４から後行ドリル２を引き抜くようにしてもよい。

また、以上の説明では、ＰＤＰ用のガラス基板に排気孔としての貫通孔を形成する場合に本発明を適用したが、これ以外に、ＦＥＤ用或いはＥＬＤ用のガラス基板に貫通孔を形成する場合にも同様にして本発明を適用できるのはもちろん、微細なカケの発生が問題となる貫通孔をガラス板に形成する必要がある場合には、それら全般にわたっても本発明を適用することが可能である。

本発明の効果を確認すべく、以下に示す試験ならびにその検討を行った。本発明に係る先行ドリルおよび後行ドリルを備えたガラス板の製造装置（実施例）、および、従来のドリルを備えたガラス板の製造装置（比較例）について、先に共通する項目を説明する。まず、貫通孔を形成するガラス板には、横寸法が５００ｍｍで縦寸法が６００ｍｍであり且つ厚みが１．８ｍｍのＰＤＰ用のガラス基板を、それぞれ２０枚ずつ用意した。そして、上記ガラス板に排気孔となる貫通孔を形成した。何れも先行ドリルをガラス基板の下側から侵入させると共に、後行ドリルをガラス基板の上側から侵入させて穿孔を行った。

ここで、実施例に係るドリルは先行ドリル、後行ドリルともに図１に示す形状のドリル（コアドリル）を使用した。外径は２．０ｍｍとした。また、その他の部位の寸法については、ｄ₁＝０．５４ｍｍ、Ｌ₁＝１．０４ｍｍ、Ｌ₂＝１．１ｍｍとした（図１を参照）。これに対して、従来例に係るドリルは、先行ドリル、後行ドリルともに、例えば上記引用文献１の図４に示すように、外径寸法が一定のコアドリルを使用した。外径は実施例と同じく２．０ｍｍとした。

そして、上述のようにして貫通孔を形成したガラス板に対して熱曲げを与えることで当該ガラス板を破損させ、破損した破断面の破面解析により求めた熱強度データに対してワイブルプロット処理を施し、各実施例および比較例ごとに破損確率１０％における熱強度を算出した。ここで、熱曲げは、各ガラス板にラバーヒーターを貼り付けて当該ガラス板の一方の端面を加熱するラバーヒーター法により行った。その結果を、下記の表１に示す。

上記の熱曲げによる破損は、通常、加工面（貫通孔）又はその周辺の荒れやカケ（微細なカケを含む）を起点として発生することから、熱強度が高いほど加工面又はその周辺における荒れやカケが少なく、熱強度が低いほど加工面又はその周辺における荒れやカケが多いことを意味する。ここで、上記表１によれば、本発明に係るドリルで貫通孔を形成したガラス板（実施例）のほうが、従来のドリルで貫通孔を形成したガラス板（比較例）よりも熱強度が高いことから、カケの発生抑制には、本発明に係るドリルを備えたガラス板の製造装置が有効であることがわかる。

１ 先行ドリル
２ 後行ドリル
３ ガラス板
１１ 胴部
１２ 小径部
１３ つなぎ部
１４ 拡径部
２１ 胴部
２２ 小径部
２３ つなぎ部
２４ 拡径部
３１ 有底孔
３２ コア
３３ 開口部（先行ドリル侵入側）
３４ 貫通孔
３５ 開口部（後行ドリル侵入側）

Claims (7)

1. ガラス板の一端面の側から切削を伴い先行ドリルを厚み方向に侵入させて有底孔を形成した後に該先行ドリルを後退させ、然る後、前記ガラス板の他端面の側から切削を伴い後行ドリルを前記先行ドリルと同軸に侵入させることで前記ガラス板に貫通孔を形成し得るように構成されるガラス板の製造装置において、
   少なくとも前記一方のドリルは、軸方向に沿って一定の外径寸法を有する胴部と、該胴部のドリル基端側に位置し前記胴部よりも外径寸法の小さい小径部と、前記胴部と前記小径部とをつなぐつなぎ部とを備えると共に、前記一方のドリルの先端から少なくとも前記つなぎ部の前記胴部側までの部分に切削能力が付与されており、かつ、
   前記一方のドリルを最も奥深くまで侵入させた状態では、前記つなぎ部の少なくとも一部が前記ガラス板の厚み方向内側にまで達するように構成されていることを特徴とするガラス板の製造装置。
2. 前記つなぎ部は、前記胴部からドリル基端側に向かうにつれて漸次縮径する形状を有する請求項１に記載のガラス板の製造装置。
3. 前記つなぎ部は、テーパ状に縮径する形状を有する請求項１又は２に記載のガラス板の製造装置。
4. 前記一方のドリルは、前記胴部のドリル先端側に位置し前記胴部に向かうにつれて漸次拡径する拡径部を一体に備える請求項１〜３の何れかに記載のガラス板の製造装置。
5. 前記一方のドリルは前記先行ドリルであって、その先端から前記胴部の前記つなぎ部側の端部までの軸方向寸法が前記ガラス板の厚み寸法より小さい請求項１〜４の何れかに記載のガラス板の製造装置。
6. 前記一方のドリルはコアドリルであって、前記胴部および前記つなぎ部の表面には切削用の砥粒が固着されており、前記胴部の外径と前記つなぎ部の外径最小値との差が前記切削用砥粒の平均粒径の２倍以上に設定されている請求項１〜５の何れかに記載のガラス板の製造装置。
7. ガラス板の一端面の側から切削を伴い先行ドリルを厚み方向に侵入させて有底孔を形成した後に該先行ドリルを後退させ、然る後、前記ガラス板の他端面の側から切削を伴い後行ドリルを前記先行ドリルと同軸に侵入させることで前記ガラス板に貫通孔を形成する穿孔工程を含むガラス板の製造方法において、
   少なくとも前記一方のドリルに、軸方向に沿って一定の外径寸法を有する胴部と、該胴部のドリル基端側に位置し前記胴部よりも外径寸法の小さい小径部と、前記胴部と前記小径部とをつなぐつなぎ部とを備え、前記一方のドリルの先端から少なくとも前記つなぎ部の前記胴部側までの部分に切削能力を持たせたものを前記穿孔工程に使用し、かつ、
   前記一方のドリルを最も奥深くまで侵入させた状態では、前記つなぎ部が前記ガラス板の厚み方向内側にまで達するようにしたことを特徴とするガラス板の製造方法。

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