JP2009513371A - プリント回路のためのボードの高速穿孔のための装置等 - Google Patents

Abstract

プリント回路のためのボードの高速穿孔のための装置等であって：サポート（２）と；対応するマンドレル（１２）を備えたドリル・ヘッド（１１）と；マンドレルの中でドリル・ビット（１３）をロッキングして駆動するためのデバイスと；を有し、前記マンドレルは、圧縮空気タービン（３３）により駆動され、且つタービンの回転速度を符号化するための手段であってこの回転速度を表す信号を生成するように構成された手段（４０）を有しており、この信号は、コントロール回路の中に配置され圧縮空気をタービンに供給する比例バルブ（６２）を駆動するために、前記エンコーダ手段（４０）により符号化された回転速度の関数として、コントロール回路（６１）に供給される。

Description

本発明は、プリント回路のためのボードの高速穿孔のための装置等に係る。
プリント回路のためのボードの機械加工を行うとき、ボードは、トラックの相互接続及び回路コンポーネントの溶接のゾーンの少なくとも一部で穿孔されなければならない。

今日のトレンドは、単位面積当たりの孔の密集度の増大及びそれらの直径の減少の方向へ進行中である。この目的のために、特別なドリル・ビットを、例えば圧縮空気タービンにより、回転駆動するように構成された高速度マンドレルを使用する装置が、一般的に使用されている。

関係する速度に留意すると（本発明の装置は、一秒当たり２０以上の孔が穿孔されることを可能にするように構成される）、明らかに小さな質量の変位であってもクリティカルなファクターになる。

今日まで使用されている穿孔装置は、このクリティカルなファクターに適切な考慮を払っておらず、そのため、今日まで実用的であった最大の穿孔速度に制限することによりそれらの役割を演じてきた。今日では、最も高速の装置を使用して、一秒当たり８個以下の孔が穿孔されることが可能であるが、それは、問題のボードの経済的な機械加工の見地から見て、市場の要求からかけ離れている。

上記の事情に鑑み、本発明の基盤を成す技術的な問題は、プリント回路ボードのための穿孔装置を提供することにあり、この穿孔装置は、上述の先行技術の限界が是正されることを可能にするように、構造的且つ機能的にデザインされたものである。

この問題のコンテクストにおいて、本発明の主要な目的は、様々な穿孔のフェーズの間において、加速される質量を大幅に減少させる穿孔装置を提供することにある。

この問題は、添付された特許請求の範囲に従って具体化された穿孔装置により解決され、この目的及びその他の目的が実現される。

本発明の特徴及び優位性は、好ましい実施形態の以下の詳細な説明において示され、これは、非限定的な例として、添付図面の中に示されている。

これらの図面において、プリント回路のためのボードの高速穿孔のための装置等は、全体として１により示されている。装置１は、サポート２を有しており、このサポートの上に、リニア・アクチュエータ３が取り付けられ、このリニア・アクチュエータのロッド３ａは、第一のキャリッジ４に対して作用する。第一のキャリッジ４は、ガイド５及びシュー６により、サポート２の上でスライドするように取り付けられ；第二のキャリッジ８もまた、第二のアクチュエータ３ｂによりサポート２の上でスライドしても、別のガイド７の上に取り付けられ、同様なシュー（図示せず）を有している。

ドリル・ヘッド１１は、第一のキャリッジ４の上に取り付けられ、ドリル・ビット１３を高速回転で駆動することができるマンドレル１２を有している。アクチュエータ３は、所望の穿孔運動の間、第一のキャリッジ４を、穿孔されるボードＰの方向及びそれから離れる方向に変位させる。

第二のキャリッジは、その上に取り付けられたアーム１５と共に、ワークピース押圧デバイス（全体として１６により示される）の一部であって、このデバイスは、ドリル・ビット１３による穿孔の間、ボードＰを作用表面（図示せず）に対して押圧するように構成されている。

アーム１５は、片持梁状に突出する状態でプレート１７から伸びるリーフ・スプリングとして具体化され、このプレートは底部でアクチュエータ部材１８を閉じている。アーム１５は、プレート１７と一体化され、そのルート部の内の一つで、プレート１７の中に刻み込まれた脆弱化された線１９ａの中で終了する。この線は、優先的に弾性的に変形するゾーンを作り出すように構成され、アーム１５がアクチュエータ１８により駆動されたときに、このゾーンの周りでアーム１５が振動するようになる。

アクチュエータ１８は、圧電式のタイプのアクチュエータであって、上記の脆弱化された線１９ａの周りで、アーム１５の交番的な振動運動を促進するように構成されている。アームには、そのルート部に対して反対側の自由端に、サポート１５ａが形成され、このサポートの上に、加圧部材１９が取り付けられ、ボードＰに押し付けられたときにボードＰと同一平面上に配置されるように、直径に沿った軸２０の周りで自由に振動する。加圧部材１９は、相対的に大きい直径のクラウン２１及び相対的に小さい直径のクラウン２２を備えた環状のブッシングとして形成され、これらのクラウンは、同軸上にあり、且つ両者には、中心孔２３が設けられている。

ドリル・ヘッド１１は、ボディ２６を有しており、このボディの中に、マンドレル１２が、流動床ブッシング２８及びベアリング２９により支持されている。流動床ブッシング２８は、円筒形のマンドレルの外側ジャケットとそれに面するブッシング２８の内側ジャケットとの間に、シート状の圧縮空気が、形成されるタイプのブッシングであって、マンドレルの中心合わせを行うように且つマンドレルを径方向に支持するように構成されている。ベアリング２９は、しかしながら、穿孔動作により生ずる軸方向の負荷及び径方向の負荷の両方に耐えるように実質的に構成されたベアリングである。

流動床ブッシング２８の代替品として、従来の転がり軸受けまたは少なくとも三つのベアリング（互いに対して１２０度の間隔で配置された）が使用されても良く、その場合、インナー・レースが、マンドレル１２の軸に対して平行のそれぞれの固定されたピンの上にキーで固定され、そしてアウター・レースが、マンドレル１２と回転状態で接触する。

マンドレル１２は、次に、最も内側のコア・シャフト３０を有しており、スリーブ３１が、その上にキーで固定され、このコア・シャフトの上に、圧縮空気タービンのローター３３が、キーで固定され、管状部材３４が、コア・シャフトの外側ジャケットとスリーブ３１の内側ジャケットとの間に、両者のより大きい直径の部分で、挿入される。

コア・シャフト３０とスリーブ３１の両者は、それぞれ、タン（tang）３５，３６を有し、これらのタンは、同軸上にあり且つ互いの上にキーで固定されている。タービン３３及びベアリング２９のレースの内の一つは、タン３６の上にキーで固定されている。タン３５は、次に、軸方向の孔３８及び直径に沿った孔３９を有している、後者は、タン３５の自由端に配置されている。

軸方向の孔３８は、圧縮された冷却空気をドリル・ビット１３へ運ぶように構成されている；直径に沿った孔３９は、マンドレルの回転速度の光学的なエンコーダ４０の一部である。エンコーダ４０により生成された信号は、コントロール回路６１に供給され、このコントロール回路は、ダクト６３の上に配置され圧縮空気をタービン３３に供給する比例バルブ６２を駆動し、それによって、タービンの回転速度３３のコントロールを支配し、それ故に、穿孔速度のコントロールを支配するフィードバック信号が存在するようになる。

マンドレルのコア・シャフト３０は、次に、ドリル・ビット１３のタン（tang）４２を受け入れるように構成された相対的に大きい直径のゾーンの中に、軸方向のキャビティ４１を有している；タン４２は、キャビティ４１の中に、自動的に保持され、且つロッキング及び駆動デバイス（全体として４５により示される）により回転がロックされている。このデバイスは、一対のリング４６を有し、各リングは、平面状の表面４７と反対側の表面を有し、この反対側の表面は、平面状の部分４８及び傾斜した平面状の部分４９を有し、この部分４９は、表面４８から表面４７の方向へ収束している；これらのリング４６は、中心孔５０ａを有し、この中心孔の中に、ドリル・ビット１３のタン４２が、非常に小さな遊びを介して係合される。またこれらのリングは、外側のジャケット上に、互いに向かい合う平坦な部分５０ｂを有している。

上記のデバイス４５は、更に、コア・シャフトの自由端で得られる、リング４６のためのシート５１を有し、これらのシートは、二つの並置された環状構造体５２ａ，５２ｂを有し、それらの環状構造体は、互いに向かい合い、それぞれの平坦な部分５３により相互に接続され、互いに対して段状に突出し且つ正反対に（即ち１８０度の間隔で）オフセットされたショルダー５４，５５を、それぞれを有している。それに対応して、向かい合うウインドウ５６が、管状部材３４に設けられ、これらのウインドウの中に、リング４６の外側のジャケット部分の平坦な部分５０ｂを有さない部分が収容される。

ウインドウ５６は、それぞれの平面状の部分３８で互いに支え合うとき、リング４６の軸方向のバルクを収容するような軸方向の広がりを有していて、これらの平面状の部分に対応する側に軸方向の遊びを残し、それによって、リングが、ショルダー５４と対応するウインドウの反対側のベースの間で圧縮されるようになっている。ブッシング５９により保持されコア・シャフト３０の自由端を押圧するスプリング５８が、デバイス４５を完成する。

ブッシングは、管状部材３４の中に圧入され、または、それに対してリジッドに作られる。ピストン６３は、ドリル・ビット１３を取り除きまたは挿入しようとするとき、スプリング５８に対して反対にコア・シャフト３０を押すために、指令に従って、タン３５に対して作用する。ピストン６３は、その自由な回転を可能にするために、スプリング６５により、シャフト３０から離れた位置に弾性的に引き戻される。

ドリル・ビット１３のタン３２が、先ずブッシング５９の中に挿入され、次いで部分５０ａの中のリング４６の中を通過して所望の程度に到達するまで、コア・シャフトの軸方向のキャビティ４１の中に挿入されるとき、リング４６を、それぞれの互いに向かい合う平面状の表面４８で、互いに接触する状態に圧縮するように、ピストン６３がコア・シャフト３０を押圧する。

ピストン６３の動作が解放されたとき、スプリング５８が、コア・シャフト３０により、リング４６の上にストレスを及ぼし、それによって、これらのリングが、それらのそれぞれのシートの中で、表面４９が互いの噛み合う方向へ傾斜されるようになる。これは、一方の側では（孔５０ａ）、このようにしてロックされたタン３２との当接を、もう一方の側では、スリーブ３１の内側ジャケットとの当接を生じさせる。これは、ドリル・ビット１３をマンドレル１２及びそれに対応するタービン３３とリジッドにする。

反対に、ピストン６２を駆動して、コア・シャフト３０をスプリング５８に対して反対に押圧することにより、先に述べたロッキング動作が、ドリル・ビット１３の挿入および／または取り外しのために解放される。

ピストン６３にも、好ましくは、圧縮空気のための経路６４が設けられ、この経路は、ドリル・ビット１３のタン３２を冷却するように、そしてドリル・ビットが取り外されたときには、対応するシートを（空気を吹き付けることにより）清掃するように、構成される。圧縮空気は、この目的のために、ペルチエ素子冷却デバイス（図示せず）により冷却される。

本発明は、かくして、先に述べた問題を解決し、今日まで技術的ソリューションに対して、多くの優位性を提供する。それらの全ては、主として、穿孔速度及び実現可能な時間当たりのアウトプットを増大させることに、焦点が合わせられている。他の優位性の中で、以下が注目される：
− そのタンの全体がガイドされるので、ドリル・ビットの偏心が少ない；
− 加熱される程度が少なく、且つ偏心が少ないので、ドリル・ビットの動作寿命が増大され、破損が減少される；
− ドリル・ビットのより高い回転速度の結果として、プリント回路の材料の侵入の速度が速い；
− ドリル・ビットのロッキング・システムのメインテナンスが無い；
− 切断面の破損および／または磨耗の後に、ドリル・ビットの交換がより速やかに行われる。

図１は、本発明に基づいて具体化されたプリント回路の高速穿孔のための装置の、長手方向の断面の斜視図である。 図２は、図１の装置の前面図である。 図３は、図１の装置のコンポーネントの、長手方向の断面の斜視図である。 図４は、図３の詳細部の、拡大された断面図である。 図５は、図３の装置の詳細部の部分の斜視図である。 図６は、図３の装置の更なる詳細の斜視図である。 図７は、図１の装置及び関係する電子的コントロールの概略的な斜視図である。

Claims (9)

1. プリント回路のためのボードの高速穿孔のための装置等であって：
   − サポート（２）と；
   − 対応するマンドレル（１２）を備えたドリル・ヘッド（１１）と；
   − このマンドレルの中でドリル・ビットをロッキングして駆動するためのデバイスと；を有し、
   前記マンドレルは、圧縮空気タービン（３３）により駆動され、且つタービンの回転速度を符号化するための手段であって、この回転速度を表す信号を生成するように構成された手段（４０）を有しており、
   この信号は、コントロール回路の中に配置され圧縮空気を前記タービン（３３）に供給する比例バルブ（６２）を駆動するために、前記エンコーダ手段（４０）により符号化された回転速度の関数として、コントロール回路（６１）に供給されること、
   を特徴とする装置。
2. プリント回路のためのボードの高速穿孔のための装置等であって：
   − サポート（２）と；
   − 対応するマンドレル（１２）を備えたドリル・ヘッド（１１）と；
   − このマンドレルの中でドリル・ビット（１３）をロッキングして駆動するためのデバイスと；を有し、
   前記ロッキング・デバイスは、一対のリング（４６）を有し、これらのリングは、平面状の表面（４７）と、平面状の部分（４８）及び傾斜した平面状の部分（４９）を有する反対側の表面と、前記ドリル・ビットのタン（４２）を受け入れるように構成された中心孔（５０ａ）と、を有し、
   前記ロッキング・デバイスは、更に、前記マンドレルのコア・シャフトの自由端で得られる前記リング（４６）ためのシート（５１）を有し、且つ、二つの並置された環状構造体（５２ａ，５２ｂ）を有し、これらの構造体は、互いに向かい合い、それぞれの平坦な部分により相互に接続され、且つ互いに対して段状に突出しているが正反対にオフセットされたそれぞれのショルダー（５４，５５）を有し、
   管状部材（３４）には、向かい合うウインドウ（５６）が設けられ、その中に、前記平坦な部分（５０ｂ）を有さない前記リング（４６）の外側のジャケット部分が受け入れられ、
   これらのウインドウ（５６）は、軸方向の広がりを有し、それによって、それぞれの平面状の部分（３８）で互いに支え合うときに、前記リング（４６）の軸方向のバルクを収容するようになっていて、これらの平面状の部分に対応する側に軸方向の遊びを残し、それによって、前記ショルダー（５４）と対応するウインドウの反対側のベースの間で、前記リングが圧縮されるようになっていること、
   を特徴とする装置。
3. 下記特徴を有する請求項２に記載のプリント回路のためのボードの高速穿孔のための装置等：
   前記コア・シャフト（３０）の自由端を押圧するスプリング（５８）を有している。
4. 下記特徴を有する請求項３に記載のプリント回路のためのボードの高速穿孔のための装置等：
   ブッシングが、前記管状部材（３４）の中に圧入され、または、それに一体化されている。
5. 下記特徴を有する請求項４に記載のプリント回路のためのボードの高速穿孔のための装置等：
   前記ドリル・ビットを取り除くまたは挿入しようとするときに、前記スプリング（５８）に対して反対に前記コア・シャフト（３０）を押すために、指令に従って前記タン（３５）に作用するピストン（６３）を有している。
6. 下記特徴を有する請求項５に記載のプリント回路のためのボードの高速穿孔のための装置等：
   前記ピストン（６３）には、圧縮空気のための少なくとも一つの経路（６４）が設けられ、この経路は、前記ドリル・ビットを冷却し、且つドリル・ビットが取り外されたときに、対応するシートに空気を吹き付けるように構成されている。
7. 下記特徴を有する請求項１から６のいずれか１項に記載のプリント回路のためのボードの高速穿孔のための装置等：
   前記マンドレル（２７）は、最も内側のコア・シャフト（３０）を有していて、その上に、スリーブ（３１）がキーで固定され、且つその上に、圧縮空気タービンのローター（３３）がキーで固定され、且つ、管状部材（３４）が、前記コア・シャフトの外側ジャケットと前記スリーブ（３１）の内側ジャケットの間に、両者の相対的に大きな直径の部分で、挿入されている。
8. 下記特徴を有する請求項７に記載のプリント回路のためのボードの高速穿孔のための装置等：
   前記コア・シャフト（３０）と前記スリーブ（３１）の両者は、それぞれの第一及び第二のタン（３５，３６）を有し、これらのタンは、同軸上にあって、互いの上にキーで固定され、
   前記タービン（３３）は、前記スリーブ（３１）の第二のタン（３６）の上にキーで固定され、前記コア・シャフト（３０）の第一のタン（３５）には軸方向の孔（３８）が設けられ、この孔は、圧縮された冷却空気を前記ドリル・ビットに運ぶように構成されている。
9. 下記特徴を有する請求項１から８のいずれか１項に記載のプリント回路のためのボードの高速穿孔のための装置等：
   第一のタンは、直径に沿った孔（３９）を有していて、この孔は、前記マンドレルの回転速度のエンコーダ（４０）に属している。

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