JP2013202707A - 加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】加工部のＺ軸方向の移動に際し発生する駆動反力を低減するものであって、軽量化を達成する。
【解決手段】電動モータ等の駆動部１０が固定部材３にＺ軸方向に移動自在に支持される。駆動部１０の駆動によって加工部６がＺ軸方向に移動すると共に、反転移動部Ｒ１によって、駆動部１０が加工部６と反対方向に移動する。反転移動部Ｒ１は、例えば、加工部６が螺合する第１のネジ軸３０ａより短いリードからなる第２のネジ軸３０ｂと、固定部材３に固定され、第２のネジ軸３０ｂに螺合された第２のナット部材３３からなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ドリル等の回転工具を使用し、プリント基板等のワークを加工する加工機に関する。

一般に、ドリルとワークを相対的に位置決めして、ドリルによってワークを加工するプリント基板加工機が知られている。該プリント基板加工機１は、図１５に示すように、ワークＷを載置してＸ方向に移動自在のテーブル２と、Ｙ方向に移動自在のクロススライド３と、該クロススライド３にＺ方向に移動自在に支持されて、ドリル５を回転するスピンドル６と、を備えている。これらテーブル２，クロススライド３，スピンドル６は、それぞれ駆動部７，９，１０によってＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向に駆動される。

テーブル２及びクロススライド３がそれぞれＸ方向，Ｙ方向に移動して、ワークＷの上方にドリル５が位置決めされた後、スピンドル６がＺ方向に下降して、ドリル５によってワークＷに孔明け加工が行われる。

このようなプリント基板加工機の動作時には、駆動反力により装置振動が発生し、該装置振動は、ワークＷとドリル５の相対位置の誤差による加工精度の低下、床振動、ドリル５の折損等を引き起こす。

そこで、従来、スピンドルの上方にウェイト部材を配置し、これらスピンドルとウェイト部材とをクロススライド（可動支持体）に配設された駆動モータのネジ軸（駆動螺桿）にネジの巻方向を違えて螺合し、前記駆動モータを駆動することでウェイト部材とスピンドルが逆方向に移動し、装置の動作時に発生する駆動反力を相殺させたプリント基板加工機が知られている（特許文献１参照）。

特開２００７−２０３４３５号公報

しかしながら、前記特許文献１記載のものは、スピンドルと逆方向に移動するウェイト部材によって駆動反力を相殺させるものであり、スピンドル及び該スピンドルと共に移動する部分の重量が大きい場合には、その分重いウェイト部材を用意する必要があり、装置重量やコストの増加を招くという問題がある。また、移動部分の質量がウェイト部材の分だけ大きくなり、スピンドルの素早い移動の妨げになると共に動力損失の原因となってしまう。

そこで、本発明は、ウェイト部材等を追加することなく、装置駆動時の駆動反力を駆動部の質量により相殺して、もって上述した課題を解決した加工機を提供することを目的とするものである。

本発明は、固定部材（３）に軸方向移動自在に支持される加工部（６）と、該加工部（６）を送り機構（Ｓ）により軸方向に移動する駆動部（１０）と、を有する加工機（１１）において、
前記駆動部（１０）を、前記固定部材（３）に軸方向移動自在に支持し、
前記駆動部（１０）と前記加工部（６）とを軸方向反対に移動する反転移動部（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）を備えた、
ことを特徴とする。

好ましくは、前記加工部（６）及びそれと一体に軸方向に移動する部材の質量をＭａ、該加工部（６）の前記固定部材（３）に対する軸方向移動量をＬａとし、前記駆動部（１０）及びそれと一体に軸方向に移動する部材の質量をＭｂ、該駆動部（１０）の前記固定部材（３）に対する軸方向移動量をＬｂとすると、
Ｍａ×Ｌａ＝Ｍｂ×Ｌｂ
なる関係を実質的に満たすように設定されてなる。

例えば図２ないし図８を参照して、前記駆動部は、電動モータ（１０）であり、
前記送り機構は、該電動モータ（１０）の回転により回転する第１のネジ軸（３０ａ）と、前記加工部（６）に固定され、前記第１のネジ軸（３０ａ）に螺合された第１のナット部材（３１）と、を有する送りネジ機構（Ｓ）からなり、
前記反転移動部（Ｒ１）は、前記第１のネジ軸（３０ａ）に同軸状に形成され、かつ前記第１のネジ軸（３０ａ）より短いリードからなる第２のネジ軸（３０ｂ）と、前記固定部材（３）に固定され、前記第２のネジ軸（３０ｂ）に螺合された第２のナット部材（３３）と、からなる。

例えば図５ないし図８を参照して、前記電動モータ（１０）の前記加工部（６）に対して軸方向反対側に、前記反転移動部（Ｒ１）が配置されてなる。

例えば図９ないし図１２を参照して、前記反転移動部（Ｒ２）は、前記固定部材（３）に回転自在に支持されるピニオン（４０）と、前記加工部（６）に固定されて前記ピニオン（４０）の一側面で噛合する第１のラック（４１）と、前記駆動部（１０）に固定されて前記ピニオン（４０）の他側面で噛合する第２のラック（４２）と、を有してなる。

例えば図１３又は図１４を参照して、前記ピニオンは、一軸状に一体に固定され、歯数の異なる第１のピニオン（４０ａ）と第２のピニオン（４０ｂ）とからなり、
前記第１のラック（４１）が、前記第１のピニオン（４０ａ）に噛合し、
前記第２のラック（４２）が、前記第２のピニオン（４０ｂ）に噛合してなる。

例えば図９ないし図１４を参照して、前記駆動部は、電動モータ（１０）であり、
前記送り機構は、前記駆動部（１０）の回転により回転する第１のネジ軸（３０ａ）と、前記加工部（６）に固定され、前記第１のネジ軸（３０ａ）に螺合された第１のナット部材（３１）と、を有する送りネジ機構（Ｓ）からなる。

例えば図９ないし図１４を参照して、前記駆動部は、リニアアクチュエータからなり、前記送り機構は、先端を前記加工部に連結した前記リニアアクチュエータの伸縮部材である。

前記加工部は、電動モータで回転するスピンドル（６）からなり、
前記スピンドル（６）にドリル（５）を装着してワークを加工してなる。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲の記載に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、加工部及び駆動部を固定部に移動自在に支持し、反転移動部により前記加工部と前記駆動部とを反対方向に移動するので、加工部の移動時に発生する駆動反力を相殺し、ウェイト部材等を特別に設けることなく装置動作時の振動を抑制でき、軽量化及びコストダウン出来る。また、加工部を駆動する駆動部を、加工部の駆動反力を相殺する部材としたので、加工部の移動を少ないエネルギで素早く行うことが出来、加工速度の向上及び動力損失の減少を期待することが出来る。

請求項２に係る本発明によると、前記加工部の移動開始時及び停止時の運動エネルギを駆動部およびそれと一体に移動する部材の質量及び移動量で平衡して、振動を抑制した状態でかつ加工部の重心位置が変化しない状態で、高い精度でかつ高い信頼性で安定してワークを加工することが出来る。

請求項３に係る本発明によると、反転移動部は、第１のネジ軸に同軸状に形成され、かつ第１のネジ軸より短いリードからなる第２のネジ軸と、該第２のネジ軸に螺合された第２のナット部材と、からなるので、従来の装置と略々同様な簡易かつ安価な構成で足り、コストアップを伴うことなく加工部の振動を抑制することが出来る。

請求項４に係る本発明によると、重量のある電動モータが反転移動部よりも下方に配置されるので、加工機の低重心化を図ることが出来る。

請求項５に係る本発明によると、反転移動部は、固定部材に回転自在に支持されるピニオンと、加工部に固定されてピニオンの一側面で噛合する第１のラックと、駆動部に固定されてピニオンの他側面で噛合する第２のラックと、からなるので、反転移動部を付加するだけで、簡易に構成することができる。

請求項６に係る本発明によると、歯数の異なる第１のピニオンと第２のピニオンに、第１のラックと第２のラックがそれぞれ噛合するので、加工部及びそれと一体に軸方向に移動する部材の質量と、駆動部及びそれと一体に軸方向に移動する部材の質量と、に対応して第１及び第２のピニオンの歯数の比を調整することで、加工部および駆動部に各種のものを採用することが可能となり、設計の自由度を拡げることが出来る。

請求項７に係る本発明によると、ネジ軸とナット部材からなる送り機構によって、電動モータの駆動を加工部に伝達することができるので、安価に構成することができる。

請求項８に係る本発明によると、駆動部がリニアアクチュエータからなるので、高速化を図ることが出来る。

請求項９に係る本発明によると、加工部がスピンドルである孔明け加工機に適用して、駆動反力を相殺した高い精度の高速機が実現可能となる。

本発明を適用し得るプリント基板加工機の全体構成を示す斜視図。 本発明の第１の実施の形態に係るプリント基板加工機の加工装置を示す側面図。 本発明の第１の実施の形態に係る加工装置を示す側面断面図。 本発明の第１の実施の形態に係る加工装置の動作を示す側面図であって、（ａ）は加工部が最も上方に位置する図、（ｂ）は加工部が最も下方に位置する図。 本発明の第２の実施の形態に係る加工装置を示す斜視図。 本発明の第２の実施の形態に係る加工装置を示す側面図。 本発明の第２の実施の形態に係る加工装置を示す側面断面図。 本発明の第２の実施の形態に係る加工装置の動作を示す側面図であって、（ａ）は加工部が最も上方に位置する図、（ｂ）は加工部が最も下方に位置する図。 本発明の第３の実施の形態に係る加工装置を示す斜視図。 本発明の第３の実施の形態に係る加工装置を示す側面図。 本発明の第３の実施の形態に係る加工装置を示す側面断面図。 本発明の第３の実施の形態に係る加工装置の動作を示す側面図であって、（ａ）は加工部が最も上方に位置する図、（ｂ）は加工部が最も下方に位置する図。 本発明の第４の実施の形態に係る加工装置を示す斜視図。 本発明の第４の実施の形態に係る加工装置の反転移動部を示す部分拡大図であって、（ａ）（ｂ）は異なる方向から見た斜視図。 従来のプリント基板加工機の概略構成を示す図。

以下、図面に沿って、本発明の第１の実施の形態について説明するが、図１５と同一部分については、同一符号を付して説明する。プリント基板加工機１１（加工機）は、床に設置されて装置の土台となるベッド１２上に、Ｘ軸案内レール１３を有し、該Ｘ軸案内レール１３に案内されて、Ｘ軸方向に移動自在なテーブル２が支持されている。該テーブル２は、Ｘ軸送りネジ１５を介して、Ｘ軸モータ７によって駆動されると共に、上記ベッド１２上に配置されるリニアスケール１６によってＸ軸方向の位置が測定される。上記テーブル２上には、不図示のワーク（プリント基板）が載置される。

上記ベッド１２には、上記テーブル２を囲うようにして門形のコラム１７が固定されており、該コラム１７の一側には、Ｙ軸案内レール１９が固定されている。該Ｙ軸案内レール１９には、Ｙ軸方向に移動自在にクロススライド３（固定部材）が案内支持されており、該クロススライド３は、Ｙ軸送りネジ２０を介して、Ｙ軸モータ９によって駆動され、不図示のリニアスケールによってＹ軸方向の位置が測定される。上記クロススライド３には、Ｚ軸方向に移動してワークを加工する加工装置２１が６個設置されている。図２において、ＸＹＺ軸はそれぞれ直角方向にあり、Ｚ軸方向（上下方向とする）は、ＸＹ軸がなす平面に垂直な方向である。

上記加工装置２１は、図２及び図３に示すように、ドリル５を装着し、電動モータによって回転するスピンドル６からなる加工部と、該加工部を軸方向に移動するＺ軸モータ１０（電動モータ）からなる駆動部と、を有している。上記クロススライド３は、Ｚ軸案内レール２２を６個備えている。上記Ｚ軸モータ１０には、モータブラケット２７が固定されており、該モータブラケット２７に上記Ｚ軸案内レール２２に案内されるＺ軸案内スライダ２５が一体に取り付けられている。上記スピンドル６には保持部材２６が嵌合して一体に固定されており、該保持部材２６の嵌合部２６ａにＺ軸案内スライダ２３が固定されていると共に、該嵌合部２６ａから上方に延びる延長部２６ｂの先端部分にもＺ軸案内スライダ２４が固定されている。従って、上記Ｚ軸モータ１０（駆動部）は、上記Ｚ軸案内スライダ２５に案内されて移動自在に、かつ上記スピンドル６（加工部）は、上記Ｚ軸案内レール２２に、上記Ｚ軸案内スライダ２３，２４に案内されて移動自在に支持されている。

上記Ｚ軸モータ１０のモータ軸１０ａの下端は、カップリング２９を介して、ネジ軸３０の上端に接続されている。該ネジ軸３０は、軸受２８を介して、上記モータブラケット２７に回転自在に支持されている。上記ネジ軸３０は、該ネジ軸３０の下部に形成される第１のネジ軸３０ａと、該第１のネジ軸３０ａの上部にて同軸状に形成され、かつ上記第１のネジ軸３０ａより短いリードからなる第２のネジ軸３０ｂと、を有している。上記第１のネジ軸３０ａは、上記保持部材２６の上端フランジ部２６ｃに固定される第１のナット部材３１に螺合され、これら第１のネジ軸３０ａ及び第１のナット部材３１は、上記保持部材２６を介して、加工部である上記スピンドル６をＺ軸方向に往復動させる送りネジ機構Ｓ（送り機構）を構成している。

上記第２のネジ軸３０ｂは、上記クロススライド３に固定されるナットブラケット３２に保持された第２のナット部材３３に螺合し、これら第２のネジ軸３０ｂ及び第２のナット部材３３は、上記Ｚ軸モータ１０（駆動部）と上記スピンドル６（加工部）とを反対方向に移動する反転移動部Ｒ１を構成する。上記第１のナット部材３１と上記第２のナット部材３３の間に位置する上記ネジ軸３０の境界部３０ｃを境に、下方の上記第１のネジ軸３０ａのリードｌａは、上方の上記第２のネジ軸３０ｂのリードｌｂよりも大きくなるように形成されている（ｌａ＞ｌｂ）。

なお、プリント基板加工機１１の各駆動部（Ｘ軸モータ７、Ｙ軸モータ９、Ｚ軸モータ１０）は図示しない制御装置により制御される。

本実施の形態は以上のような構成からなるので、プリント基板加工機１１の加工装置２１は、図４（ａ）の状態からＺ軸モータ１０と第１のナット部材３１が離れる方向にＺ軸モータ１０がｎ回転すると、送りネジ機構ＳによってＺ軸モータ１０と第１のナット部材３１の間隔はｎ×ｌａ拡がる。

それと同時に、反転移動部Ｒ１の働きによって、Ｚ軸モータ１０と第２のナット部材３３の間隔もｎ×ｌｂ拡がる。第２のナット部材３３はＺ軸方向に移動しないクロススライド３に固定されているため、Ｚ軸モータ１０は、クロススライド３に対してｎ×ｌｂ上昇する。第１のナット部材３１と一体に移動するスピンドル６は、第１のネジ軸３０ａのリードｌａが第２のネジ軸３０ｂのリードｌｂよりも大きい（ｌａ＞ｌｂ）ため、クロススライド３に対して、ｎ×（ｌａ−ｌｂ）下降し、図４（ｂ）の状態となる。このようなスピンドル６の下降と共に、ドリル５が回転し、ワークに孔明け加工する。

孔明け加工後は、スピンドル６が上昇して図４（ａ）の状態に戻りながらワークからドリル５を引き抜き、テーブル２及びクロススライド３がそれぞれＸ軸方向，Ｙ軸方向に移動することで、次の孔明け位置へワークとドリル５を相対移動する。

スピンドル６（加工部）のＺ軸方向動作時には、該スピンドル６の移動方向と逆方向に駆動反力が発生するが、スピンドル６とＺ軸方向反対に移動するＺ軸モータ１０（駆動部）の移動に伴って発生する駆動反力と相殺し合い、加工機の他の部位に伝播しない。従って、特別なウェイト部材を必要としない軽量な構成で、プリント基板加工機１１の振動を抑制することが出来る。

特に、スピンドル６（加工部）及びそれと一体にＺ軸方向移動する部材（Ｚ軸案内スライダ２３，２４、保持部材２６、第１のナット部材３１）の質量をＭａ、該スピンドル６のクロススライド３に対するＺ軸方向移動量をＬａとし、Ｚ軸モータ１０（駆動部）及びそれと一体にＺ軸方向に移動する部材（Ｚ軸案内スライダ２５、モータブラケット２７、ネジ軸３０）の質量をＭｂ、該Ｚ軸モータ１０のクロススライド３に対するＺ軸方向移動量をＬｂとすると、
Ｍａ×Ｌａ＝Ｍｂ×Ｌｂ
又は、上述したようにＬａ＝ｎ×（ｌａ−ｌｂ）、Ｌｂ＝ｎ×ｌｂとなるため、
Ｍａ×（ｌａ−ｌｂ）＝Ｍｂ×ｌｂ
なる関係を実質的に満たすように設定すると、図４（ａ）と図４（ｂ）の間の動作において駆動反力を完全に相殺して振動の発生を抑制すると共に、重心位置が変化せず、高い精度でかつ高い信頼性で安定してワークを加工することが出来る。

次いで、図５ないし図８に沿って、第２の実施の形態について説明するが、本実施の形態は、第１の実施の形態と、Ｚ軸モータ１０及び反転移動部Ｒ１の位置関係のみが異なるので、上記第１の実施の形態と重複する部分については、図に同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態を適用し得る加工装置２１は、図５ないし図７に示すように、モータブラケット２７が、モータ載置部２７ａと、該モータ載置部２７ａから上方に延びる延長部２７ｂと、該延長部の上端に形成されて、上記モータ載置部２７ａ及び上記延長部２７ｂに固定されるＺ軸モータ１０の上方を覆う上フランジ部２７ｃと、を有している。上記Ｚ軸モータ１０は、上記モータ載置部２７ａ及び上フランジ部２７ｃに固定されるＺ軸案内スライダ２５，２５に案内されて、Ｚ軸案内レール２２に移動自在に支持されている。

上記Ｚ軸モータ１０は、ハウジングを貫通して延びており、下端面から突出する下モータ軸１０ａと、上端面から突出する上モータ軸１０ｂとを有する。上記下モータ軸１０ａの下端は、カップリング２９を介して、第１のネジ軸３０ａに接続されており、該第１のネジ軸３０ａは、第１のナット部材３１に螺合されている。上記上モータ軸１０ｂの上端は、カップリング３５を介して、第２のネジ軸３０ｂに接続されており、該第２のネジ軸３０ｂは、上記クロススライド３に固定されるナットブラケット３２に設置された第２のナット部材３３に螺合されている。すなわち、上記Ｚ軸モータ１０の、スピンドル６（加工部）に対してＺ軸方向反対側に、上記反転移動部Ｒ１が配置されている。これにより、重量のあるＺ軸モータ１０が、上記ナットブラケット３２よりも下方に位置しているため、プリント基板加工機１１の低重心化を図ることが出来る。上記第１のネジ軸３０ａ及び第２のネジ軸３０ｂは、上記モータ載置部２７ａ及び上フランジ部２７ｃに固定される軸受２８，２８を介して、上記モータブラケット２７に回転自在に支持されている。

本実施の形態は以上のような構成からなるので、プリント基板加工機１１の加工装置２１は、図８（ａ）から図８（ｂ）に示す範囲で、Ｚ軸モータ１０の駆動によってＺ軸方向に往復動し、ワークに孔明け加工を行う。

次いで、図９ないし図１２に沿って、第３の実施の形態について説明するが、本実施の形態は、第１の実施の形態と、駆動部と加工部とを軸方向反対に移動する反転移動部の構成が異なり、上記第１の実施の形態と重複する部分については、図に同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態を適用し得る加工装置２１は、図９ないし図１１に示すように、電動モータからなるＺ軸モータ１０のモータ軸１０ａの下端が、カップリング２９を介して、ネジ軸３０ａ（第１のネジ軸）に接続されている。該ネジ軸３０ａは、その軸部を軸受２８を介して、モータブラケット２７に回転自在に支持されると共に、保持部材２６に固定されるナット部材３１（第１のナット部材）に螺合され、上記ネジ軸３０及びナット部材３１は、上記Ｚ軸モータ１０の駆動によりスピンドル６（加工部）をＺ軸方向に移動する送りネジ機構Ｓ（送り機構）を構成する。

上記モータブラケット２７と上記ナット部材３１のＺ軸方向における間には、クロススライド３に固定されて、Ｘ軸方向に突出するピニオンブラケット３６が２対配置され、対となる各ピニオンブラケット３６には、軸受３７を介して、Ｙ軸方向を軸方向とするシャフト３９が回転自在に支持されている。該シャフト３９には、それぞれピニオン４０が固定される。

上記スピンドル６（加工部）が一体に固定される保持部材２６には、上記ピニオン４０の一側面で噛合する第１のラック４１が固定され、上記Ｚ軸モータ１０（駆動部）が一体に固定されるモータブラケット２７には、上記ピニオン４０の他側面で噛合する第２のラック４２が固定されている。これらピニオン４０、第１のラック４１、及び第２のラック４２は、上記Ｚ軸モータ１０（駆動部）と上記スピンドル６（加工部）とを反対方向に移動する反転移動部Ｒ２を構成する。

本実施の形態は以上のような構成からなるので、プリント基板加工機１１の加工装置２１は、図１２（ａ）の状態からＺ軸モータ１０とナット部材３１が離れる方向にＺ軸モータ１０が回転すると、送りネジ機構ＳによってＺ軸モータ１０とナット部材３１の間隔が拡がる。ここで、保持部材２６とモータブラケット２７は、第１のラック４１と第２のラック４２にそれぞれ連結しており、これら第１のラック４１と第２のラック４２がピニオン４０の互いに反対側面において噛合しているため、Ｚ軸方向反対に同距離だけ移動し、図１２（ｂ）の状態になる。上記保持部材２６と一体に移動するスピンドル６の下降と共に、ドリル５が回転し、ワークに孔明け加工する。

上記スピンドル６（加工部）のＺ軸方向動作時には、スピンドル６の移動方向と逆方向に駆動反力が発生するが、上記スピンドル６とＺ軸方向反対に移動するＺ軸モータ１０（駆動部）の移動に伴って発生する駆動反力と相殺し合い、プリント基板加工機１１の振動を抑制することが出来る。

特に、スピンドル６（加工部）及びそれと一体に移動する部材（Ｚ軸案内スライダ２３，２４、保持部材２６、ナット部材３１、第１のラック４１）の質量をＭａ、Ｚ軸モータ１０（駆動部）及びそれと一体にＺ軸方向に移動する部材（Ｚ軸案内スライダ２５、モータブラケット２７、ネジ軸３０ａ、第２のラック４２）の質量をＭｂとすると、スピンドル６とＺ軸モータ１０のクロススライド３に対するＺ軸方向移動量が等しいために、
Ｍａ＝Ｍｂ
なる関係を実質的に満たすように設定すると、図１２（ａ）と図１２（ｂ）の間の動作において、駆動反力を完全に相殺しかつ重心位置が変化せず、高い精度かつ高い信頼性で安定してワークを加工することができる。

次いで、図１３及び図１４に沿って、第４の実施の形態について説明するが、本実施の形態は、第３の実施の形態のピニオンを、２つの歯数の異なるピニオンから構成したものであり、上記第３の実施の形態と重複する部分については、図に同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態を適用し得る加工装置２１は、図１３及び図１４に示すように、シャフト３９に、２つの歯数の異なる第１のピニオン４０ａと、第２のピニオン４０ｂと、が一軸状に一体に固定されている。上記第１のピニオン４０ａ及び第２のピニオン４０ｂには、これらピニオンの互いに反対側面において、第１のラック４１及び第２のラック４２がそれぞれ噛合している。第１のピニオン４０ａ、第２のピニオン４０ｂ、第１のラック４１、第２のラック４２は、スピンドル６（加工部）とＺ軸モータ１０（駆動部）とを反対方向に移動する反転移動部Ｒ３を構成する。

本実施の形態は、以上のような構成からなるので、Ｚ軸モータ１０とナット部材３１が離れる方向にＺ軸モータ１０が回転すると、送りネジ機構ＳによってＺ軸モータ１０とナット部材３１の間隔が拡がる。ここで、保持部材２６とモータブラケット２７は、第１のラック４１と第２のラック４２にそれぞれ連結しており、これら第１のラック４１と第２のラック４２が第１のピニオン４０ａ及び第２のピニオン４０ｂに互いに反対側面において噛合しているため、Ｚ軸方向反対に移動する。第１のピニオン４０ａと第２のピニオン４０ｂの歯数をそれぞれＬｂ：Ｌａとすると、上記保持部材２６とモータブラケット２７のクロススライド３に対するＺ軸方向の移動距離の比は、Ｌａ：Ｌｂとなる。

上記保持部材２６と一体に移動するスピンドル６（加工部）のＺ軸方向動作時には、該スピンドル６の移動方向と逆方向に駆動反力が発生するが、スピンドル６とＺ軸方向反対に移動するＺ軸モータ１０（駆動部）の移動に伴って発生する駆動反力と相殺し合い、プリント基板加工機１１の振動を抑制することが出来る。

特に、スピンドル６（加工部）及びそれと一体にＺ軸方向移動する部材（Ｚ軸案内スライダ２３，２４、保持部材２６、ナット部材３１、第１のラック４１）の質量をＭａ、駆動部であるＺ軸モータ１０及びそれと一体にＺ軸方向に移動する部材（Ｚ軸案内スライダ２５、モータブラケット２７、ネジ軸３０ａ、第２のラック４２）の質量をＭｂとすると、
Ｍａ×Ｌａ＝Ｍｂ×Ｌｂ
なる関係を実質的に満たすように設定すると、重心位置が変化せず、高い精度かつ高い信頼性で安定してワークを加工することが出来る。また、第３の実施の形態と比較して、Ｍａ＝Ｍｂとしなくても、第１のピニオン４０ａ及び第２のピニオン４０ｂの歯数の比を変更することで、スピンドル６（加工部）及びＺ軸モータ１０（駆動部）に各種のものを採用することが可能となり、設計の自由度を拡げることが出来る。

なお、前述したように、Ｍａ×Ｌａ＝Ｍｂ×Ｌｂなる関係式を満たすことが、駆動反力の相殺上好ましいが、必ずしも上記式を満たさなくてもよく、加工部に対して駆動部が反対方向に移動すれば、その分駆動反力を吸収する効果がある。また、第３及び第４の実施の形態においては、駆動部であるＺ軸モータ１０をリニアアクチュエータで代用することが可能であり、その場合、スピンドル６のＺ軸方向の移動を高速化することが出来る。

また、Ｚ軸案内レールは、Ｚ軸案内スライダを１本のレールで嵌合しているが、分割されていても構わない。また、加工部は、スピンドル以外の他の加工部にも同様に適用可能であり、加工装置は、Ｚ軸方向に加工部が移動するものに限らず、他の方向に移動するものにも同様に適用可能である。

また、テーブル２，クロススライド３の駆動は、送りネジ及びモータによる駆動に限らず、リニアアクチュエータによって駆動しても良く、直線的に動く駆動装置であればどんなものでもよい。

３ クロススライド（固定部材）
５ ドリル
６ スピンドル（加工部）
１０ Ｚ軸モータ（駆動部）
１１ プリント基板加工機（加工機）
３０ａ 第１のネジ軸
３０ｂ 第２のネジ軸
３１ 第１のナット部材
３３ 第２のナット部材
４０ ピニオン
４０ａ 第１のピニオン
４０ｂ 第２のピニオン
４１ 第１のラック
４２ 第２のラック
Ｌａ，Ｌｂ 軸方向移動量
Ｍａ，Ｍｂ 質量
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 反転移動部
Ｓ 送りネジ機構（送り機構）

Claims (9)

1. 固定部材に軸方向移動自在に支持される加工部と、該加工部を送り機構により軸方向に移動する駆動部と、を有する加工機において、
   前記駆動部を、前記固定部材に軸方向移動自在に支持し、
   前記駆動部と前記加工部とを軸方向反対に移動する反転移動部を備えた、
   ことを特徴とする加工機。
2. 前記加工部及びそれと一体に軸方向に移動する部材の質量をＭａ、該加工部の前記固定部材に対する軸方向移動量をＬａとし、前記駆動部及びそれと一体に軸方向に移動する部材の質量をＭｂ、該駆動部の前記固定部材に対する軸方向移動量をＬｂとすると、
   Ｍａ×Ｌａ＝Ｍｂ×Ｌｂ
   なる関係を実質的に満たすように設定されてなる、
   請求項１記載の加工機。
3. 前記駆動部は、電動モータであり、
   前記送り機構は、該電動モータの回転により回転する第１のネジ軸と、前記加工部に固定され、前記第１のネジ軸に螺合された第１のナット部材と、を有する送りネジ機構からなり、
   前記反転移動部は、前記第１のネジ軸に同軸状に形成され、かつ前記第１のネジ軸より短いリードからなる第２のネジ軸と、前記固定部材に固定され、前記第２のネジ軸に螺合された第２のナット部材と、からなる、
   請求項１又は２記載の加工機。
4. 前記電動モータの前記加工部に対して軸方向反対側に、前記反転移動部が配置されてなる、
   請求項３記載の加工機。
5. 前記反転移動部は、前記固定部材に回転自在に支持されるピニオンと、前記加工部に固定されて前記ピニオンの一側面で噛合する第１のラックと、前記駆動部に固定されて前記ピニオンの他側面で噛合する第２のラックと、を有してなる、
   請求項１又は２記載の加工機。
6. 前記ピニオンは、一軸状に一体に固定され、歯数の異なる第１のピニオンと第２のピニオンとからなり、
   前記第１のラックが、前記第１のピニオンに噛合し、
   前記第２のラックが、前記第２のピニオンに噛合してなる、
   請求項５記載の加工機。
7. 前記駆動部は、電動モータであり、
   前記送り機構は、前記駆動部の回転により回転する第１のネジ軸と、前記加工部に固定され、前記第１のネジ軸に螺合された第１のナット部材と、を有する送りネジ機構からなる、
   請求項５又は６記載の加工機。
8. 前記駆動部は、リニアアクチュエータからなる、
   請求項５又は６記載の加工機。
9. 前記加工部は、電動モータで回転するスピンドルからなり、
   前記スピンドルにドリルを装着してワークを加工してなる、
   請求項１ないし８のいずれか記載の加工機。

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