JP2004034170A

JP2004034170A - シート材加工機

Info

Publication number: JP2004034170A
Application number: JP2002190938A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ohashi; 大橋　弘幸; Kenichi Honda; 本田　賢一
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】傾斜面をもったシート材の量産化に適したシート材加工機を提供する。
【解決手段】このシート材加工機１においては、所定の速度で回転するエンドミル１０の刃部１０ａと、所定の搬送速度で樹脂製シート材２を送り続ける案内ローラ７の周面７ａとで、シート材２を挟み込む。これによって、シート材２の表面が切削加工される。このとき、エンドミル１０は、案内ローラ７の回転軸線Ｌ方向に沿って延在すると共に、回転軸線Ｌに対して所定角度をもって傾斜配置されているので、エンドミル１０の傾き角度αに応じた傾斜面２ａをシート材２の表面に形成することができる。このように、シート材２の傾斜面加工にエンドミル１０と案内ローラ７とを利用することで、傾斜面２ａをもったシート材２の量産化が簡単に達成され、しかも、エンドミル１０の刃部１０ａの選択によって、傾斜面２ａの表面加工精度の向上を簡単に図ることができる。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製シート材の表面に傾斜面を形成するためのシート材加工機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、樹脂製シート材の表面に傾斜面を成形する場合、エッチング液の中にシート材の端を上方から浸す。そして、シート材の引き上げ速度を調整しながら、シート材の表面に必要な傾斜面を作り出していた。このような成形方法は、シート材の引き上げ速度の調整によって、傾斜面の傾斜角を角度調整が簡単にできるので、シート材の表面に傾斜面を成形する簡便なものとして一般的に利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した成形方法は、シート材の連続的な表面加工処理には不向きであり、傾斜面をもったシート材を量産化し難いといった問題点がある。なお、ドリルを利用してプリント配線板など外形を切削加工する技術として、特開平９−１１７８１５号公報がある。この公報に記載された外形加工装置には、ドリルに向けてエアーを噴射するエアーノズルが設けられており、切粉は、排気除塵パイプを介して外部に放出される。また、特開平６−２６２４１９号公報には、エンドミルを利用した自動縫製装置が開示されている。しかし、前述したいずれの技術も、樹脂製シート材の表面に傾斜面を成形する技術を開示したものではない。また、こうした切削工程に際し発生する切削屑に対応するため、例えば特開平７−４０１８１号公報にみられるような回収装置が提案されている。さらに、集塵を効率よく行うために特開平７−８８７６５号公報や特開平１０−６１３１号公報にみられるようにイオンを発生させる技術が提案されている。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、傾斜面をもったシート材の量産化に適したシート材加工機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るシート材加工機は、樹脂製シート材の表面に傾斜面を成形するためのシート材加工機であって、樹脂製のシート材を当接させる周面をもった案内ローラと、案内ローラの回転軸線に対して所定角度をもって傾けるようにして配置されると共に、案内ローラの周面との協働によってシート材を挟み込む刃部をもったエンドミルと、案内ローラの周面とエンドミルの刃部とで挟まれたシート材を、回転軸線に対して直交する方向に送りながら、エンドミルの刃部によってシート材の表面に傾斜面を成形することを特徴とする。
【０００６】
このシート材加工機においては、所定の速度で回転するエンドミルの刃部と、所定の搬送速度で樹脂製シート材を送り続ける案内ローラの周面とで、シート材を挟み込む。これによって、シート材の表面が切削加工される。このとき、エンドミルは、案内ローラの回転軸線方向に沿って延在すると共に、回転軸線に対して所定角度をもって傾斜配置されているので、エンドミルの傾き角度に応じた傾斜面をシート材の表面に形成することができる。このように、シート材の傾斜面加工にエンドミルと案内ローラとを利用することで、傾斜面をもったシート材の量産化が簡単に達成され、しかも、エンドミルの刃部の選択によって、傾斜面の表面加工精度の向上を簡単に図ることができる。
【０００７】
また、エンドミルの刃部に向けてエアーを噴射するエアーノズルを備え、エアーノズルは、エンドミルの刃部のねじれ角に略合致するようなエアー噴射角度を有すると好適である。切削中に刃部とシート材との間に切粉が挟まると、切粉の巻き込み現象が発生し、このことが、加工面にキズや縞模様を発生させる原因となり、加工精度を悪化させる。そこで、刃部のねじれ角に略合致するようなエアーを噴射させることで、エンドミルの刃溝に沿ってエアーが流動し易くなり、刃部の周囲に発生する乱流を最小限に押さえることができ、スポット的なエアー噴射を可能にして、切粉を効率的に除去することができる。このことは、傾斜面の加工精度を向上させるものである。
【０００８】
また、エンドミルの刃部を覆う集塵カバーを備え、集塵カバーは、空気を導入するエアー導入口と、空気を吸引するエアー吸引口と、エアー導入口からエアー吸引口にかけて延在する集塵カバーの壁部に設けられた開口部とを有し、エアー導入口には、壁部の内面に沿うように空気を流動させるフラップ板が配置されると好適である。シート材から発生する切粉は、遠心力によって集塵カバー内で拡散する。しかしながら、集塵カバー内では、エアー導入口からエアー吸引口に向かって空気が流れ続けているので、大半の切粉は、エアー吸引口から外部に排出される。それでも、集塵カバーの内壁面には切粉が付着してしまう。そこで、フラップ板によって、集塵カバーの内壁面に向かう空気の流れを積極的に作り出している。更に、負圧が維持されている集塵カバーの内壁面に乱流が発生しないように、壁部に開口部を形成し、この開口部を通って外部から集塵カバー内に空気を引き込む。これにより、切粉が内壁面に溜まることなく、空気が集塵カバー内でスムーズに流れることになる。
【０００９】
また、エアー導入口から集塵カバー内に除電エアーを供給すると好適である。樹脂製シート材を切削加工するので、切粉に静電気が発生しやすく、これが、集塵カバーの内壁面に切粉を付着させる原因になる。そこで、静電気を中和する目的で除電エアーを集塵カバー内に供給する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るシート材加工機の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１に示すように、シート材加工機１は、厚み０．２ｍｍ程度の樹脂（例えばポリエチレン）製シート材２の表面の片端に約４０ｍｍ程度の傾斜面２ａを成形するための装置である。このシート材加工機１は、シート材２が巻かれた送り出しローラ３と、加工後にシート材２を巻き取る巻き取りローラ４と、駆動モータＭによってシート材２に搬送力を与える駆動ローラ５と、駆動ローラ５に押し付けられてシート材２の確実な送りを行うための圧着ローラ６と、駆動ローラ５と送り出しローラ３との間に配置した案内ローラ７とを有している。これらローラ３〜７の協働によって、長尺状シート材２の連続供給を達成させる。
【００１２】
この案内ローラ７はフリーローラであり、シート材２の送りに追従して回転する。図２に示すように、この案内ローラ７の上方には、スピンドルモータ８によって所定の速度（９０００ｒ．ｐ．ｍ以上）で高速回転するエンドミル１０が配置されている。このエンドミル１０は、二枚刃からなる刃部１０ａの先端側が斜め上方を向くように、案内ローラ７の回転軸線Ｌに対して所定の傾き角度α（例えば約０．３度）をもって配置され、エンドミル１０の刃部１０ａと案内ローラ７の周面７ａとの協働によってシート材２を挟み込む。この傾き角度αは、シート材２の一端面に成形が予定されている傾斜面２ａの傾斜角度と一致する。
【００１３】
そこで、駆動ローラ５の回転により、シート材２の片端をガイド板９（図５参照）に沿わせながら、回転軸線Ｌに対して直交する方向に所定の速度で送り続け、案内ローラ７の周面７ａ上に配置したシート材２の表面を、エンドミル１０の刃部１０ａによって切削加工しながら、シート材１０の表面に連続した傾斜面２ａを成形する。そして、成形完了後、シート材２を短冊状に切断し、カセットテープやビデオテープなどのリードテープ１１（図７参照）として利用する。
【００１４】
ここで、樹脂製シート材２の切削加工時には、多量の切粉が発生し、刃部１０ａと案内ローラ７の周面７ａ上のシート材２との間に切粉が挟まると、切粉の巻き込み現象が発生し、このことが、加工面にキズや縞模様を発生させる原因となり、加工精度を悪化させる。そこで、図３及び図４に示すように、シート材加工機１は、エンドミル１０の刃部１０ａに向けて空気を噴射するエアーノズル１２を有している。
【００１５】
このエアーノズル１２は、内径２ｍｍの銅パイプが使用され、スポット的な噴射エアーを作り出している。また、エアーノズル１２は、エンドミル１０の刃部１０ａのねじれ角βに略合致するようなエアー噴射角度γを有し、空気は、刃部１０ａの先端側から噴射される。さらに、エアーノズル１２は、水平面に対し所定の角度（０度〜３０度）をもって斜め上方から刃部１０ａに向けて空気を噴射する。このように、刃部１０ａのねじれ角βに略合致するような圧縮空気を、エアーノズル１２から噴射させると、エンドミル１０の刃溝１０ｂに沿って空気が流動し易くなるので、刃部１０ａの周囲に発生する乱流を最小限に押さえることができ、スポット的なエアー噴射を可能にして、切粉を効率的に除去する。その結果、傾斜面２ａの加工精度を向上させることができる。
【００１６】
さらに、シート材２から発生する切粉は、遠心力によって拡散する。そこで、図５及び図６に示すように、シート材加工機１には、切粉を外部の所定場所に排出させるための切粉除去装置２０が設けられている。この切粉除去装置２０は、案内ローラ７の上方でエンドミル１０の刃部１０ａを覆う集塵カバー２１と、集塵カバー２１内の空気を真空引きする真空ポンプ２２と、集塵カバー２１内にイオンを供給する除電ブロー２３とを備えている。そして、真空ポンプ２２は、排気ダクト２４を介して集塵カバー２１のエアー吸引口２１ａに接続され、除電ブロー２３は、送気ダクト２５を介して集塵カバー２１のエアー導入口２１ｂに接続されている。
【００１７】
よって、真空ポンプ２２の駆動により、集塵カバー２１の内部では−０．６ｋＰａ以上の負圧状態となり、外部から集塵カバー２１の内部に向かう空気の流れを作り出すことで、集塵カバー２１の隙間から切粉の飛び出しを防止する。そして、集塵カバー２１内の空気は、エアー導入口２１ｂからエアー吸引口２１ａに向かって流れ続けるので、大半の切粉は、排気ダクト２４を通って集塵機（図示せず）内に送り込まれる。また、樹脂製シート材２はエンドミル１０により切削加工されるので、切粉に静電気が発生しやすく、これが、集塵カバー２１の内壁面に切粉を付着させる原因になる。しかし、除電ブロー２３によって集塵カバー２１内にイオンを供給し続けるので、切粉の静電気を中和し、切粉の排出効率が高められる。
【００１８】
さらに、集塵カバー２１の内壁面に切粉を付着させ難くするため、エアー導入口２１ｂにフラップ板２６を配置させ、集塵カバー２１の壁部２７の内壁面に沿うような空気の流れを積極的に作り出す。また、集塵カバー２１内は、負圧に維持されているので、壁部２８の内面に乱流が発生しないように、壁部２８に開口部２９を形成し、この開口部２９を通って外部から集塵カバー２１内に空気を引き込むようにする。この開口部２９は、壁部２８の前壁２８ａと天井壁２９ｂとの連結部分において、回転軸線Ｌ方向に延在するスリットとして形成されている。これにより、切粉が壁部２８の内面に溜まることなく、空気が集塵カバー２１内でスムーズに流れることになる。
【００１９】
特に、開口部２９は、乱流が発生しやすいコーナ部分や接合部分に設けると好適である。なお、天井壁２９ｂには、切削状況を確認するための覗き窓３０が形成され、この覗き窓３０にはガラス板３０ａが嵌め込まれている。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によるシート材加工機は、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、樹脂製シート材の表面に傾斜面を成形するためのシート材加工機であって、樹脂製のシート材を当接させる周面をもった案内ローラと、案内ローラの回転軸線に対して所定角度をもって傾けるようにして配置されると共に、案内ローラの周面との協働によってシート材を挟み込む刃部をもったエンドミルと、案内ローラの周面とエンドミルの刃部とで挟まれたシート材を、回転軸線に対して直交する方向に送りながら、エンドミルの刃部によってシート材の表面に傾斜面を成形することにより、傾斜面をもったシート材の量産化を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシート材加工機の一実施形態を示す側面図である。
【図２】エンドミルの刃部と案内ローラとの関係を示す要部拡大図である。
【図３】エンドミルの刃溝に沿って空気を噴射する状態を示す斜視図である。
【図４】エンドミルとエアーノズルとの位置関係を示す平面図である。
【図５】本発明に係るシート材加工機に適用する切粉除去装置を示す平面図である。
【図６】切粉除去装置の要部を示す断面図である。
【図７】シート材の切断後の状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…シート材加工機、２…シート材、２ａ…傾斜面、７…案内ローラ、７ａ…案内ローラの周面、１０…エンドミル、１０ａ…エンドミルの刃部、１２…エアーノズル、２１…集塵カバー、２１ａ…エアー吸引口、２１ｂ…エアー導入口、２６…フラップ板、２８…集塵カバーの壁部、２９…開口部、Ｌ…回転軸線、α…傾き角度、β…ねじれ角、γ…エアー噴射角度。

Claims

樹脂製シート材の表面に傾斜面を成形するためのシート材加工機であって、
前記樹脂製のシート材を当接させる周面をもった案内ローラと、
前記案内ローラの回転軸線に対して所定角度をもって傾けるようにして配置されると共に、前記案内ローラの前記周面との協働によって前記シート材を挟み込む刃部をもったエンドミルと、
前記案内ローラの前記周面と前記エンドミルの前記刃部とで挟まれた前記シート材を、前記回転軸線に対して直交する方向に送りながら、前記エンドミルの前記刃部によって前記シート材の前記表面に前記傾斜面を成形することを特徴とするシート材加工機。
前記エンドミルの前記刃部に向けて空気を噴射するエアーノズルを備え、前記エアーノズルは、前記エンドミルの前記刃部のねじれ角に略合致するようなエアー噴射角度を有することを特徴とする請求項１記載のシート材加工機。
前記エンドミルの前記刃部を覆う集塵カバーを備え、前記集塵カバーは、空気を導入するエアー導入口と、空気を吸引するエアー吸引口と、前記エアー導入口から前記エアー吸引口にかけて延在する前記集塵カバーの壁部に設けられた開口部とを有し、前記エアー導入口には、前記壁部の内面に沿うように空気を流動させるフラップ板が配置されることを特徴とする請求項１又は２記載のシート材加工機。
前記エアー導入口から前記集塵カバー内に除電エアーを供給することを特徴とする請求項３記載のシート材加工機。