JP2001129706A - プリント基板加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主軸保持体の加速度の値を大きくしても、プ
リント基板加工機に発生する振動を抑制することができ
るプリント基板加工機を提供すること。 【解決手段】 主軸２８を回転自在に支持するハウジン
グ２５とサドル１５との間に、復帰ばね３０、カウンタ
５０、ばね５１を直列に配置する。そして、第１の部材
５２ａと第２の部材５２ｂが軸方向に相対的に移動する
ように構成された粘性摩擦式の振動減衰装置５２の第１
の部材５２ａをカウンタ５０に、また、第２の部材５２
ｂをサドル１５に、それぞれ接続する。そして、ハウジ
ング２５の質量（スピンドル２７とドリル２９の質量を
含む。）に対し、カウンタ５０の質量、復帰ばね３０お
よびばね５１のばね定数、振動減衰装置５２の減衰抵抗
を適切に選定することにより、ハウジング２５の振動を
カウンタ５０の振動として吸収し、さらにカウンタ５０
の振動を振動減衰装置５２により減衰させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主軸を回転自在に
支持し、サドル上を主軸の軸心方向に移動自在の主軸保
持体を備え、主軸の先端に保持させたドリルによりプリ
ント基板に穴明け加工をするプリント基板加工機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のプリント基板加工機の一部
を断面した斜視図である。図で、ベッド１には、１対の
リニアガイド２（片方は図示省略）およびモータ３が固
定されている。ボールねじ４はベッド１に回転自在に支
持され、一端がモータ３に接続されている。テーブル５
は、リニアガイド２に係合すると共に、不図示のナット
がボールねじ４に螺合して、ベッド１上をＸ方向に移動
自在である。テーブル５には、ワークであるプリント基
板６が固定されている。

【０００３】コラム１１は、ベッド１に一体に固定され
ている。一対のリニアガイド１２とモータ１３が、コラ
ム１１に固定されている。ボールねじ１４はコラム１１
に回転自在に支持され、一端がモータ１３に接続されて
いる。サドル１５は、リニアガイド１２に係合すると共
に、不図示のナットがボールねじ１４に螺合して、コラ
ム１１上をＹ方向に移動自在である。

【０００４】一対のリニアガイド２２（片方は図示省
略）とモータ２３が、サドル１５に固定されている。ボ
ールねじ２４はサドル１５に回転自在に支持され、一端
がモータ２３に接続されている。ハウジング２５は、リ
ニアガイド２２に係合すると共に、背面に固定されたナ
ット２６がボールねじ２４に螺合して、サドル１５上を
Ｚ方向に移動自在である。

【０００５】ハウジング２５にはスピンドル２７が固定
され、スピンドル２７に回転自在に支持された主軸２８
の先端には、図示を省略するコレットを介してドリル２
９が保持されている。サドル１５とハウジング２５との
間には復帰ばね３０が配置され、ハウジング２５を上方
に付勢している。ＮＣ装置３１は、モータ３、１３、２
３等を制御する。

【０００６】次に、上記従来のプリント基板加工機の動
作を説明する。

【０００７】ＮＣ装置３１は、予め入力された加工プロ
グラムに従って、モータ３、１３を動作させ、先ず、ド
リル２９をプリント基板６の所定の位置に対向させる。
その後、モータ２３を動作させ、復帰ばね３０に抗し
て、ドリル２９の先端がプリント基板６の表面から所定
の高さに到達するまでは高速で、ドリル２９の先端がプ
リント基板６の表面から所定の高さに到達した後はドリ
ル２９の径に適した切り込み速度でハウジング２５を所
定の位置まで下降させ、プリント基板６に穴を明ける。
穴明け終了後にドリル２９を上昇させる際、復帰ばね３
０がハウジング２５を付勢するから、ハウジング２５を
速やかに上昇させることができ、モータ２３の駆動力を
小さなものにすることができた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、主軸保持体
であるハウジングを高速で上下させてドリルの移動を高
速に行うことができれば、加工能率を向上させることが
できる。しかし、ハウジングの移動速度を速くするため
に、加速度の値を大きくすると、ハウジングの慣性力の
変化に伴なってハウジングに振動が発生した。そして、
ハウジングの振動が大きくなると、プリント基板加工機
全体が振動し、例えば穴明け加工時にドリル折れが発生
した。また、発生した振動が床を介して周辺に伝わり、
プリント基板加工機の周辺に配置された他の装置を誤動
作させたり他の装置の加工精度を低下させる等の悪影響
が発生した。

【０００９】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、主軸保持体の加速度の値を大きくしても、
プリント基板加工機に発生する振動を抑制することがで
きるプリント基板加工機を提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１の発明は、機体と、加工すべきプリント基
板を設置自在なテーブルと、主軸を回転自在に保持した
主軸保持体と、を備え、前記機体に対してこれらテーブ
ル及び主軸保持体を互いに移動駆動自在とし、前記主軸
の先端に保持させた工具によりプリント基板を加工する
プリント基板加工機において、前記主軸保持体に動吸振
器を設け、前記主軸保持体の慣性力の変化に伴なって発
生する該主軸保持体の振動を前記動吸振器により吸収さ
せる、ことを特徴とする。

【００１１】また請求項２の発明は、前記動吸振器は、
２個のばねとカウンタとを有し、前記主軸保持体と前記
カウンタとの間に前記ばねのうち一方を接続し、前記カ
ウンタと前記機体との間に前記ばねのうち他方を接続し
た、ことを特徴とする。

【００１２】また請求項３の発明は、前記ばねは復帰ば
ねを兼ねており、前記復帰ばねが前記主軸保持体の位置
復帰を行う、ことを特徴とする。

【００１３】また請求項４の発明は、前記動吸振器は、
第１及び第２の部材を有し、これら部材間の伸縮動作エ
ネルギーを粘性摩擦により吸収する振動減衰装置を備え
ており、前記第１及び第２の部材のうち、一方を前記カ
ウンタに、他方を前記機体に、それぞれ接続した、こと
を特徴とする。 ［作用］主軸保持体の慣性力の変化に伴って主軸保持体
に発生する振動は、動吸振器によりカウンタの振動等と
して吸収され、プリント基板加工機に発生する振動を抑
制できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。

【００１５】図１は本発明に係るプリント基板穴明機の
要部側面図であり、図４と同じものまたは同一機能のも
のは同一符号を付して説明を省略する。なお本明細書の
請求項で記載されている「機体」とは、テーブル５や主
軸保持体（ハウジング２５）等以外の主要構成部分を指
すものであり、具体的には、ベッド１、コラム１１、サ
ドル１５からなる。

【００１６】ハウジング２５とサドル１５との間には、
復帰ばね３０、その下にカウンタ５０、更にその下にば
ね５１が直列に配置されている。カウンタ５０の上下に
は、復帰ばね３０とばね５１の内径に隙間を持って係合
するボス５０ａ、５０ａがそれぞれ設けられている。

【００１７】そして、カウンタ５０と、サドル１５のう
ち該カウンタ５０下方に位置する箇所との間には、粘性
摩擦式の振動減衰装置（以下、ダンパという。）５２が
設けられている。ダンパ５２は、Ｚ方向に伸びたロッド
状の第１の部材５２ａと、該第１の部材５２ａが軸方向
（Ｚ方向）に摺動自在に係合したシリンダ状の第２の部
材５２ｂとを有しており、これら部材５１ａ、５２ｂが
軸方向（Ｚ方向）に相対的に移動するように構成されて
いる。なお一方の部材（図では第１の部材５２ａ）がカ
ウンタ５０に、他方の部材（図では第２の部材５２ｂ）
がサドル１５にそれぞれ接続されている。

【００１８】次に、本実施の形態の動作を説明する。

【００１９】図２は、図１の構成をモデル化した図であ
り、Ｍ１はハウジング２５、スピンドル２７およびドリ
ル２９の質量の合計を、Ｍ２はカウンタ５０の質量を、
Ｋ１は復帰ばね３０のばね定数を、Ｋ２はばね５１のば
ね定数を、Ｃはダンパ５２の減衰抵抗を示している。

【００２０】装置の構造で決まる質量Ｍ１に対し、質量
Ｍ２、ばね定数Ｋ１、Ｋ２および減衰抵抗Ｃを適切に選
定しておく。すると、質量Ｍ１の慣性力の変化量に起因
する振動は質量Ｍ２の振動として吸収され、さらに質量
Ｍ２の振動はダンパ５２により減衰される。この結果、
ハウジング２５を移動させるときの加速度の値を大きく
しても、プリント基板加工機全体が振動することを抑制
できる。

【００２１】図３は、本発明の他の実施の形態を示す要
部側面図であり、図１、４と同じものまたは同一機能の
ものは同一符号を付して説明を省略する。図で、６０は
リニアモータであり、サドル１５に固定されている。ハ
ウジング２５はリニアモータ６０を貫通するリニアモー
タシャフト６１の下端に固定されている。リニアモータ
シャフト６１の上端にはフランジ６１ａが形成されてい
る。そして、フランジ６１ａとリニアモータ６０との間
には、復帰ばね３０、その下にカウンタ５０、更にその
下にばね５１が直列に配置されている。そして、ダンパ
５２の一方の部材（図では第１の部材５２ａ）がカウン
タ５０に、他方の部材（図では第２の部材５２ｂ）がサ
ドル１５にそれぞれ接続されている。

【００２２】ここで、リニアモータシャフト６１、ハウ
ジング２５、スピンドル２７およびドリル２９の質量の
合計をＭ１とすると、この実施の形態の場合も、上記図
１の場合と同様に、図２に示すようにモデル化すること
ができる。なお、動作は図１の場合と同じであるため説
明を省略するが、この場合も、ハウジング２５を移動さ
せるときの加速度の値を大きくしても、プリント基板加
工機全体が振動することを抑制できる。

【００２３】なお上述した実施形態では、上記復帰ばね
３０、カウンタ５０、ばね５１、ダンパ５２（ダンパ５
２は必須ではない）からなる動吸振器は、主軸保持体と
機体の一部（上の例ではサドル１５であったが、その他
にもベッド１やコラム１１等が採用可能である。）とを
接続するように設けた。しかし別の例として、復帰ばね
３０の上端を主軸保持体（ハウジング２５）の一部に、
ばねの下端を主軸保持体（ハウジング２５）の別の一部
に、それぞれ接続すること、従って上記動吸振器を主軸
保持体内に設けること、も可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
機体と、加工すべきプリント基板を設置自在なテーブル
と、主軸を回転自在に保持した主軸保持体と、を備え、
前記機体に対してこれらテーブル及び主軸保持体を互い
に移動駆動自在とし、前記主軸の先端に保持させた工具
によりプリント基板を加工するプリント基板加工機にお
いて、前記主軸保持体に動吸振器を設け、前記主軸保持
体の慣性力の変化に伴なって発生する該主軸保持体の振
動を前記動吸振器により吸収させる。これにより、主軸
保持体を高速で移動させても、プリント基板加工機に発
生する振動を抑制することができる。したがって、ドリ
ルを高速で上下方向に移動させることができ、作業能率
を向上させることができる。また、周辺に及ぼす影響も
小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプリント基板穴明機の要部側面図
である。

【図２】図１の構成をモデル化した図である。

【図３】本発明の他の実施の形態を示す要部側面図であ
る。

【図４】従来のプリント基板加工機の一部を断面した斜
視図である。

【符号の説明】

１５ サドル ２５ ハウジング ２７ スピンドル ２８ 主軸 ２９ ドリル ３０ 復帰ばね ５０ カウンタ ５１ ばね ５２ ダンパ ５２ａ ダンパ５２の一方の部材 ５２ｂ ダンパ５２の他方の部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体と、加工すべきプリント基板を設置
   自在なテーブルと、主軸を回転自在に保持した主軸保持
   体と、を備え、前記機体に対してこれらテーブル及び主
   軸保持体を互いに移動駆動自在とし、前記主軸の先端に
   保持させた工具によりプリント基板を加工するプリント
   基板加工機において、 前記主軸保持体に動吸振器を設け、 前記主軸保持体の慣性力の変化に伴なって発生する該主
   軸保持体の振動を前記動吸振器により吸収させる、 ことを特徴とするプリント基板加工機。
2. 【請求項２】 前記動吸振器は、２個のばねとカウンタ
   とを有し、前記主軸保持体と前記カウンタとの間に前記
   ばねのうち一方を接続し、前記カウンタと前記機体との
   間に前記ばねのうち他方を接続した、 ことを特徴とする請求項１記載のプリント基板加工機。
3. 【請求項３】 前記ばねは復帰ばねを兼ねており、 前記復帰ばねが前記主軸保持体の位置復帰を行う、 ことを特徴とする請求項２記載のプリント基板加工機。
4. 【請求項４】 前記動吸振器は、第１及び第２の部材を
   有し、これら部材間の伸縮動作エネルギーを粘性摩擦に
   より吸収する振動減衰装置を備えており、 前記第１及び第２の部材のうち、一方を前記カウンタ
   に、他方を前記機体に、それぞれ接続した、 ことを特徴とする請求項２又は３記載のプリント基板加
   工機。