JP2010036263A

JP2010036263A - 集塵機構および基板切断装置

Info

Publication number: JP2010036263A
Application number: JP2008198157A
Authority: JP
Inventors: Gen Minemura; 弦嶺村; Koji Yamagami; 晃司山上; Tadashi Inoue; 正井上
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2028-07-31
Also published as: JP5515250B2; US20100024618A1

Abstract

【課題】基板の切断加工時等において発生する粉塵（切削片）を吸引して集塵する集塵機構であって、基板に作用する吸引力を瞬時に解除することが可能な集塵機構を提供する。
【解決手段】本発明に係る集塵機構は、機械加工装置で発生する粉塵を吸引して集塵する集塵機構であって、被加工物に吸引力を作用させて前記粉塵を吸引する吸引部と、前記吸引部に作用する吸引力を発生させる吸引力発生機構と、前記吸引部から前記吸引力発生機構に連通する吸引管路と、を備え、前記吸引管路は、該吸引管路の内部と外部とを貫通する開口部と、該開口部の開閉を行うシャッタ機構とを備え、前記吸引力発生機構を動作させて、前記吸引管路内部に吸引力を発生させている状態で、前記シャッタ機構により前記開口部の開閉を行うことにより、該吸引管路内部の圧力を大気開放状態と吸引力発生状態との間で変化可能な構成を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、集塵機構および基板切断装置に関し、さらに詳細には、機械加工により発生する粉塵を吸引して集塵する集塵機構および該集塵機構を備える基板切断装置に関する。

複合プリント基板に所定の電子部品を実装した後等において、当該複合プリント基板を複数のプリント基板にそれぞれ分割するプリント基板の切断装置が知られている。

通常、プリント基板の切断装置においては、複合プリント基板を固定した後、カッタ等により所定の切断箇所を切断して、個々のプリント基板への分割加工が行われるが、その際に生じた切削片は、吸引装置による吸引等の方法によって、プリント基板付近から除去される。

一例として、プリント基板を切断加工する際に生じる切削片を集塵する従来技術として、特許文献１に記載の集塵機構が提案されている。

特開２００３−３００１９６号公報

本発明は、基板の切断加工時等において発生する粉塵（切削片）を吸引して集塵する集塵機構であって、基板に作用する吸引力を瞬時に解除することが可能な集塵機構を提供することを目的とする。

本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。

この集塵機構は、機械加工装置で発生する粉塵を吸引して集塵する集塵機構であって、被加工物に吸引力を作用させて前記粉塵を吸引する吸引部と、前記吸引部に作用する吸引力を発生させる吸引力発生機構と、前記吸引部から前記吸引力発生機構に連通する吸引管路と、を備え、前記吸引管路は、該吸引管路の内部と外部とを貫通する開口部と、該開口部の開閉を行うシャッタ機構とを備え、前記吸引力発生機構を動作させて、前記吸引管路内部に吸引力を発生させている状態で、前記シャッタ機構により前記開口部の開閉を行うことにより、該吸引管路内部の圧力を大気開放状態と吸引力発生状態との間で変化可能とすることを要件とする。

本発明によれば、基板の切断加工時等において発生する粉塵（切削片）を集塵するために基板に作用させている吸引力を瞬時に解除することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳しく説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る基板切断装置１の例を示す概略図である。図２は、その基板切断装置１の集塵機構４のシャッタ機構１２の構成を示す斜視図（概略図）である。図３は、そのシャッタ機構１２を、スライドプレート１３のスライド移動方向に平行且つスライドプレート１３のプレート面に直交する平面で切断した断面図（概略図）である。図４は、シャッタ機構１２の連結部１９近傍の構成を示す拡大図（概略図）である。図５（ａ）〜（ｃ）は、シャッタ機構１２の動作を説明するための説明図である。

先ず、本願発明者らが従来より実施をしていた基板切断装置５０を図６に示す。
この基板切断装置５０は、被加工物である平板形状のプリント基板（以下「基板」という）２と略平行な面内を移動自在に設けられ回転軸の先端部に刃が形成されたカッタ（ここではルータビット）３を用いて、固定部９によって着脱自在に固定された基板２を所定の切断線に沿って切断する切断装置であり、基板２の切断位置から発生する粉塵（切削片）を吸引により収集する集塵機構４を備える。通常、基板２はパレット（不図示）に載置されて、パレットごと固定部９に着脱される。

当該集塵機構４は、吸引力発生機構として吸引ファン（不図示）が組み込まれた本体５と、この本体５に一端が取り付けられ、他端に吸引部（ここでは漏斗状に開口する集塵ノズル）６が設けられた管状の吸引管路７と、集めた粉塵を収容する集塵トレイ１０とを備える。また、吸引部６は固定部９の下面（基板２を固定する面と反対の面）に取り付けられる。
その作用として、基板２の切断時には、吸引ファンを作動させることによって、切断により発生する粉塵８が、固定部９に設けられた粉塵排出孔９ａを通して、吸引部６により吸引され、吸引管路７内を通過して本体５内へと移動し、フィルタ等（不図示）でトラップされた後、ふるい落とされて、集塵トレイ１０に集められて収容される。

しかし、上記構成を備える従来の基板切断装置５０では、切断加工が終了した基板２（ここでは基板２が載置されたパレット）を固定部９から取り外す際には、吸引部６から粉塵排出孔９ａを通して基板２に作用している吸引力を解除しなければ、取り外しを行うことができない。これは２［ｋＰａ］程度の吸引力が作用しているためである。
これに対して、吸引力を解除するため、当該吸引力を発生させている吸引力発生機構（ここでは吸引ファン）をその都度、停止させる方法が考えられるが、そうした場合には、吸引ファンは停止操作が行われた後も、慣性力によって暫くの間（例えば数十秒〜数分）回転し続けるため、その間、吸引力が持続してしまい、結局、吸引ファンが停止状態に近づき、吸引力がほぼ解除されるまでは、基板２（パレット）を取り外すことができず、製造工程上の大きな時間のロスとなる課題が生じていた。

続いて、本実施の形態に係る基板切断装置１を、図１に示す。
基本的な構成は、従来の基板切断装置５０と同様であるが、本実施の形態に係る基板切断装置１に特徴的な構成として、吸引管路７の内部と外部とを貫通する開口部１１が設けられると共に、開口部１１の開閉を行うシャッタ機構１２が設けられる。
一例として、同図に示すように、開口部１１を吸引管路７から分岐する管路として形成すると共に、その先端部にシャッタ機構１２を設ける構成としている。もちろん、開口部１１を吸引管路７の周壁部に直接形成して、そこにシャッタ機構１２を取り付ける構成としても構わない。

ここで、シャッタ機構１２の構成について、図２の斜視図および図３の断面図を用いて説明する。
本実施の形態に係るシャッタ機構１２は、スライド移動によって開口部１１の開閉が可能な板状のスライドプレート１３と、当該スライドプレート１３のスライド移動を行う移動機構１４とが設けられる。
より具体的には、開口部１１すなわち吸引管路７からの分岐管路の先端部が、シャッタ機構１２の本体１５に接続され、本体１５にはスライドプレート１３が通過可能なプレート通過溝１６が形成される構成を備えて、スライドプレート１３がプレート通過溝１６内でスライド移動（図２、図３中の矢印方向）することによって、開口部１１が開閉される作用を生じる。このとき、移動機構１４には、一例として高速で動作可能なエアシリンダが用いられる。これにより、スライドプレート１３の高速移動が可能となる。

本実施の形態では、図１、図５に示すように、移動機構（エアシリンダ）１４は、ホース２３を介して空圧発生機構２２に接続されて、制御部２１によって当該移動機構（エアシリンダ）１４を動作させるための空圧制御が行われる。
例えば、基板着脱時において吸引力を解除する際の制御として、図５（ａ）に示すように、移動機構（エアシリンダ）１４のピストン１４ａを突き出すことによって、連結部１９およびこれに連結されているスライドプレート１３が同図中の上方向に移動し、開口部１１が開き状態となる。このとき、吸引管路７内部の圧力が大気開放状態となる。
次いで、基板切断時（集塵時）において吸引力を発生させる際の制御として、図５（ｃ）に示すように、移動機構（エアシリンダ）１４のピストン１４ａを引き込むことによって、連結部１９およびこれに連結されているスライドプレート１３が同図中の下方向に移動し、開口部１１が閉じ状態となる。このとき、吸引管路７内部の圧力が吸引力発生状態となる。
ここで、図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態と、図５（ｃ）の状態との間の、過渡的状態を示している。
なお、各図中の符号２４は、連結部１９が直線移動するようにガイドを行うためのガイド部である。

上記の構成を備えることにより、吸引力発生機構を動作させて、吸引管路７の内部に吸引力を発生させている状態において、シャッタ機構１２によって開口部１１の開閉を瞬時に行うことができ、その結果、吸引管路７内部の圧力を大気開放状態と吸引力発生状態との間で瞬時に切り替えるができる。すなわち、吸引力発生機構を停止させることなく、基板２に作用している吸引力を瞬時に解除することが可能となるため、基板２の着脱に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。

なお、制御部２１は、シャッタ機構１２の制御に加えて、基板切断装置１におけるカッタ（ルータビット）３の制御、および基板２（パレット）の搬入・搬出制御、さらには吸引力発生機構の制御等を総合的に行う構成とすることも考えられる。これにより、基板切断工程の自動化が可能となる。
一方、制御部２１に手動操作スイッチ（不図示）を設ける構成とすることも考えられる。これにより、人手によるシャッタ機構２１の制御が可能となる。

ここで、スライドプレート１３は、耐磨耗性、耐腐食性の観点からステンレス鋼材を用いて形成される。また、プレート通過溝１６は、本体１５の下面まで貫通させる形状として、粉塵８の堆積による動作不良の防止を図っている。

なお、シャッタ機構１２は、上記のスライドプレート方式以外にも、バタフライバルブ方式等、開口部１１の開閉を可能とする種々の構成を採用し得る。

ところで、前述の通り、吸引管路７内つまり開口部１１には、２［ｋＰａ］程度の吸引力が作用しているため、シャッタ機構１２のスライドプレート１３がスライド移動する際に、本体１５（プレート通過溝１６）の接触箇所と強く摺動し、摩耗してしまう課題が生じ得る。

この課題を解決するために、本実施の形態に特徴的な構成として、吸引管路７における、開口部１１の開閉に応じて内部圧力が変化する位置に、吸引管路７の内部と外部とを貫通する補助開口部１７が設けられると共に、補助開口部１７の開閉を行う補助蓋部１８が設けられる。
より具体的には、図２、図３に示すように、補助開口部１７は、開口部１１を構成している吸引管路７からの分岐管路において、プレート通過溝１６よりも吸引力発生源に近い側に設けられる。なお、本実施の形態では、スライドプレート１３のスライド移動方向と平行方向に開口する孔状であって、プレート通過溝１６に対して仕切り無く併設される構造とし、構造の簡素化、製造の簡易化を図っている。一方、補助蓋部１８は、スライドプレート１３においてプレート面に直交方向に立設されて、スライドプレート１３が開口部１１を全閉する状態までスライド移動したときに、補助開口部１７を全閉するように配設される。なお、補助蓋部１８は、移動機構１４に固定されてもよい。
これにより、開口部１１が全閉状態から開く方向に向かうようにスライドプレート１３のスライド移動が開始されたときに、補助開口部１７が開き状態に移行する。つまり、スライドプレート１３が全閉状態から開く方向に微小量スライド移動したときには、補助開口部１７は開き状態となる。

上記の構成を備えることにより、スライドプレート１３のスライド移動によって、開き状態の開口部１１が全閉状態になる寸前まで、もしくは全閉状態の開口部１１が開き始めた直後から、吸引管路７内の吸引力が補助開口部１７の開口によって減少されるため、前述の摺動による摩耗を防止することが可能となる。なお、開口部１１の全閉時にはスライド補助蓋部１８が補助開口部１７を全閉状態となるため、密閉性が確保され、吸引管路７内の吸引力を基板２に対して作用させることが可能となる。
ここで、補助開口部１７の開口面積は特に限定されないが、開口部１１の開口面積よりも大きくしてしまうと、開口部１１を設けずとも補助開口部１７のみで足りてしまうこととなり、併せて、上記作用を生じさせる構成要素であることを勘案すれば、開口部１１よりも開口面積を小さく形成する構成が好適であると考えられる。これにより、移動機構１４の出力を必要以上に大きくしなくても済むため、装置の小型化、部品コストの低減効果が奏される。

さらに、本実施の形態に特徴的な構成として、図４に示すように、スライドプレート１３は、プレート面に直交する方向（図４中の矢印Ｘ方向）に若干量（数ｍｍ程度）移動可能なように移動機構１４の連結部１９に固定される構成を備える。
より詳しくは、同図に示すように、取付ネジ２０のネジ山外径よりも、スライドプレート１３のネジ貫通穴内径を若干、大径に形成すると共に、取付ネジ２０のネジ頭が連結部１９から数ｍｍ程度離れるように固定することによって、当該Ｘ方向へのスライドプレート１３の移動を可能としている。併せて、プレート通過溝１６を、その溝幅（スライドプレート面と直交方向の幅）が、スライドプレート１３のプレート厚さ（スライドプレート面と直交方向の厚さ）よりも幅広となるように形成され、当該移動が可能な形状としている。
この構成によって、スライドプレート１３がスライド移動して開口部１１の開閉を行う動作をスムーズに行わせることが可能となり、また開口部１１の密閉性すなわちプレート通過溝１６が形成されている位置における開口端面との密着性を高めることが可能となる。
なお、本実施の形態では、スライド移動方向（図４中の矢印Ｙ方向）にもスライドプレート１３が若干量（数ｍｍ程度）移動可能な構成とし、上記効果をより一層高めている。

以上説明した通り、本実施の形態に係る集塵機構およびこれを備える基板切断装置によれば、基板の切断加工時等において発生する粉塵（切削片）を集塵するために基板に作用する吸引力、すなわち吸引管路内部の圧力を大気開放状態と吸引力発生状態との間で瞬時に切り替えることができる。その結果、吸引力発生機構を停止させることなく、基板に作用している吸引力を瞬時に解除して、基板の着脱を行うことが可能となるため、着脱に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。
また、吸引力発生機構を停止させずに上記作用を得るために、シャッタ機構に生じ得る摩耗の課題についても同時に解決を図ることを可能としている。

なお、本発明について、複合プリント基板を複数のプリント基板にそれぞれ分割する基板切断装置を例にとり説明を行ったが、これに限定されるものではなく、樹脂あるいは金属材料の切断加工等を行う機械加工装置において発生する粉塵（切削片）を集めて収容する集塵機構に適用できることはいうまでもない。

本発明の実施の形態に係る基板切断装置の例を示す概略図である。図１の基板切断装置の集塵機構のシャッタ機構の構成を示す斜視図である。図１の基板切断装置の集塵機構のシャッタ機構の構成を示す断面図である。図２のシャッタ機構の連結部近傍の構成を示す拡大図である。図１の基板切断装置の集塵機構のシャッタ機構の動作を説明するための説明図である。従来の実施の形態に係る基板切断装置の例を示す概略図である。

符号の説明

１基板切断装置
２基板
３カッタ
４集塵機構
６吸引部
７吸引管路
８粉塵
９固定部
１１開口部
１２シャッタ機構
１３スライドプレート
１４移動機構
１７補助開口部
１８補助蓋部

Claims

機械加工装置で発生する粉塵を吸引して集塵する集塵機構であって、
被加工物に吸引力を作用させて前記粉塵を吸引する吸引部と、
前記吸引部に作用する吸引力を発生させる吸引力発生機構と、
前記吸引部から前記吸引力発生機構に連通する吸引管路と、を備え、
前記吸引管路は、該吸引管路の内部と外部とを貫通する開口部と、該開口部の開閉を行うシャッタ機構とを備え、
前記吸引力発生機構を動作させて、前記吸引管路内部に吸引力を発生させている状態で、前記シャッタ機構により前記開口部の開閉を行うことにより、該吸引管路内部の圧力を大気開放状態と吸引力発生状態との間で変化可能とすること
を特徴とする集塵機構。
前記シャッタ機構は、スライド移動によって前記開口部の開閉が可能な板状のスライドプレートと、
前記スライドプレートのスライド移動を行う移動機構と、を備えること
を特徴とする請求項１記載の集塵機構。
前記吸引管路における、前記開口部の開閉によって内部圧力が変化する部位に、該吸引管路の内部と外部とを貫通する、該開口部よりも開口面積が小さい補助開口部が設けられると共に、
前記スライドプレートもしくは前記移動機構に固定されて、該スライドプレートが前記開口部を全閉状態としたときに、前記補助開口部を全閉状態とする補助蓋部が設けられ、
前記開口部の全閉状態から開き状態に向かって前記スライドプレートのスライド移動が開始されたときに、前記補助開口部が開き状態に移行すること
を特徴とする請求項２記載の集塵機構。
前記スライドプレートは、少なくともプレート面に直交する方向に移動可能で、且つ該プレート面によって前記開口部を密閉可能なように、前記移動機構の連結部に固定されること
を特徴とする請求項２または請求項３記載の集塵機構。
前記機械加工装置は、被加工物である基板を切断加工する基板切断装置であって、
請求項１〜４のいずれか一項記載の集塵機構と、
前記基板を固定する固定部と、
前記基板を切断するカッタと、を備えること
を特徴とする基板切断装置。
前記吸引管路内部に吸引力を発生させている状態で、且つ前記シャッタ機構により前記開口部が開き状態とされたときに、前記吸引部による前記基板への吸引力が解除もしくは減少されること
を特徴とする請求項５記載の基板切断装置。