JP3967991B2 - プリント基板穴明機における基板押え装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板穴明機における基板押え装置に係り、特に、作業効率を向上させ得るプリント基板穴明機における基板押え装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のプリント基板穴明機における基板押え装置の正面断面図である（特許文献１参照）。同図において、サドル１は図の上下方向に移動可能に支持されている。スピンドルユニット２は、サドル１に固定され、かつスピンドル３を回転自在に支持している。ドリル４はスピンドル３に保持されている。一対のシリンダ５は、スピンドルユニット２の左右に配置され、サドル１に支持されている。
【０００３】
基板押え６は、スピンドルユニット２に摺動可能に嵌合し、シリンダ５に支持されている。基板押え６の下面中央には、ドリル４が通過する穴７が形成され、穴７の周囲には、ワークを押えるための環状の押え部６ａが形成されている。押え部６ａの下端面には、穴明け加工時に空気を吸い込むための溝６ｂが形成されている。基板押え６の側面に配置されたパイプ８は、基板押え６とスピンドルユニット２とによって囲まれる空間９を、図示を省略する集塵装置に接続（連通）している。
【０００４】
ガイド１０は、基板押え６の下端面に形成された穴１１の軸線方向に移動可能に支持されると共に、ばね１２により穴１１から突出する方向に付勢されている。ストッパ１３は、基板押え６の下端面に固定されて、ガイド１０の飛び出しを規制している。上板押え１４は、その下端面が、押え部６ａの下端面より、図の下方へ寸法「ｌ（エル）」だけ突出するようにしてガイド１０に支持されている。プリント基板１５はテーブル１６に載置されている。
【０００５】
以上の構成であるから、待機位置からサドル１を下降させると、上板押え１４がプリント基板１５に接触する。さらに、サドル１を下降させると、プリント基板１５により移動を阻止された上板押え１４は、ばね１２の抗圧力でプリント基板１５を押える。さらに、サドル１を下降させると、基板押え６もプリント基板１５により移動を阻止され、シリンダ５のピストンを相対的にシリンダ５内へ押し戻すことになり、シリンダ５に供給されている圧縮空気の圧力で、プリント基板１５を押える。この状態でさらにサドル１を下降させ、ドリル４によりプリント基板１５に穴を加工する。加工部から発生する切粉は、溝６ｂから吸い込まれる空気の流れによって集塵装置へ排出される。
【０００６】
加工が終了した後、サドル１を上昇させると、スピンドルユニット２が上昇する。一方、基板押え６は、ピストンがシリンダ５により引き上げられるまで、シリンダ５に供給されている圧縮空気の圧力でプリント基板１５を押える。そして、シリンダ５によりピストンが引き上げられると、基板押え６も上昇を始めるが、上板押え１４は、ガイド１０がストッパ１３により引き上げられるまで、ばね１２の抗圧力でプリント基板１５を押える。集塵装置による吸引力（プリント基板穴明機では毎分数百穴の速度で加工を行うため、集塵装置は常時作動されている。）を受けているプリント基板１５が上板押え１４により押えられるため、押え部６ａはプリント基板１５から離脱して、押え部６ａとプリント基板１５との間に、寸法「ｌ（エル）」の間隙が形成される。この結果、押え部６ａの全周から空気が吸い込まれ、空間９から集塵装置へ流れる空気の量が増加して、切粉の排出やドリル４の冷却効率を向上させることができる。
【０００７】
さらに、基板押え６が上昇すると、上板押え１４も上昇する。この時、集塵装置の吸引力が強く、プリント基板１５が集塵装置の吸引力によって引き上げられても、プリント基板１５は上板押え１４に押えられ、プリント基板１５が押え部６ａに接することはない。
【０００８】
そして、加工終了時に空気の流通路を確保できるので、空間９を通りパイプ８に流入する空気の量が多く、切粉の排出とドリルの冷却効率を高めることができると共に、明けた穴の品質を向上させることができた。また、上板押え１４によりサドル１の移動量を小さくできるので、いわゆるエアカット量を小さくでき、作業効率を向上させることができた。
【０００９】
【特許文献１】
特開平３−１７８７０７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ドリル４の直径が大径（例えば１ｍｍ）の場合、穴７の直径が大径であっても加工品質に与える影響は小さい。しかし、ドリル４の直径が小径（例えば０．２ｍｍ）の場合、穴７の直径をドリル４の直径に近い０．５ｍｍ程度にしないと、加工した穴の表面入り口に返りが発生して、加工品質が低下する。
【００１１】
しかし、上記従来技術の場合、穴７の直径をドリル径に近づけると、穴７を通過する空気の流速が速くなり、基板押え６の吸引力が大きくなる。このため、サドル１を次の加工部に水平移動させる際、上板押え１４とプリント基板１５とが接触してプリント基板１５を傷つけることがあった。また、上板押え１４の設置面積を小さくすることが困難であるため、例えば、プリント基板１５の表面に位置決めピンやプリント基板固定用のピンが突出している場合、実際に加工できる加工領域が狭くなっていた。
【００１２】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、穴（貫通穴）の直径をドリル径に近づけながらも、穴明け加工後にサドルを次の加工部に移動させる際にプリント基板に傷をつけず、かつエアカット量を小さくすることができ、また加工可能な領域を拡大し得るようにしたプリント基板穴明機における基板押え装置を提供するにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、ドリルを回転自在に支持するスピンドルユニットに摺動可能に支持され、穴明け加工時に、最先端部をテーブルに載置されたプリント基板に当接されて前記プリント基板を前記ドリルの軸線方向に押し付けるプリント基板穴明機における基板押え装置において、
本体部と、中心部に前記ドリルを挿通する貫通穴を有しかつ移動方向が前記軸線方向と一致するようにして前記本体部に移動自在に支持される当接部と、該当接部を前記本体部から離れる方向に付勢するばね部材と、を備え、
前記当接部は、一方が前記本体部に近接する位置に開口しかつ他方が前記スピンドルユニットと前記基板押え装置によって囲まれる空間に開口する通気穴と、前記プリント基板に当接した状態で前記空間に前記貫通穴を介して外気を連通させる溝を有して前記プリント基板側に突出する接触部と、を備え、
前記当接部を前記プリント基板に押しつけて行う穴明け加工時には、前記通気穴の一方を閉塞しつつ前記溝を経由して前記貫通穴の開口端から外気を吸引し、穴明け加工終了後に前記当接部を前記プリント基板から離反させる際には、前記通気穴の一方を開放して前記通気穴及び前記貫通穴の開口端の両方から外気を吸引するように構成したことを特徴とする。
【００１４】
この場合、前記ばね部材による付勢力を、前記本体部に発生する、前記当接部を該本体部側に吸引する吸引力よりも大きく設定することが好ましい。
【００１５】
〔作用〕
穴明け加工時以外は、スピンドルユニットと基板押え装置とで囲まれる空間に、貫通穴の開口端及び通気穴の両方を介して大量の外気が供給（吸引）される。このため、貫通穴の直径（内径）をドリルの直径（外径）に近づけた場合であっても、穴明け加工後にプリント基板から本体部を離す際には、貫通穴に発生する吸引力が無視できる程度の大きさになるので、集塵のための外気吸引作用によるプリント基板の浮き上がりを防止しつつ、本体部をプリント基板から速やかに離反させ得る。
【００１６】
【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。図１は、本発明に係るプリント基板穴明機における基板押え装置の正面断面図、図２は図１におけるＫ矢視図であり、先に説明した図５と同様の構成部または同一機能を有する構成部には同一符号を付してその説明を省略する。
【００１７】
本実施形態の基板押え装置は、後述する本体部６Ａと、ブッシュ２０と、ばね（ばね部材）２４と、を備えている。基板押え６の下端には、図の上下方向に沿って穴２１が貫通穿設されており、穴２１には、外周にフランジ２０ｆを有するブッシュ（当接部）２０が、穴７の軸線をドリル４の軸線と一致させるようにして摺動自在に嵌合している。ブッシュ２０の下面には、溝６ｂが十字方向に形成されている。
【００１８】
また、ブッシュ２０には、その外周側から内周側に連通する複数の通気穴２２が形成されており、各通気穴２２は、入口２２ｉが本体部６Ａに近接する位置に開口し、かつ出口２２ｏがスピンドルユニット２と基板押え装置（６Ａ，２０，２４）によって囲まれる空間９に開口している。即ち、入口２２ｉが、フランジ部２０ｆ上面における基板押え６下面と対向する位置に開口し、かつ出口２２ｏが、空間９に連通する穴７内に形成されたテーパ穴７ｂに開口している。なお、出口２２ｏが開口するテーパ穴７ｂの断面積は、穴７の断面積よりも十分に大きい。以下、基板押え６のブッシュ２０を保持する部分を本体部６Ａという。
【００１９】
止め輪２３は、ブッシュ２０が本体部６Ａから離脱することを防止している。ブッシュ２０と本体部６Ａとの間に配置されたばね２４は、ブッシュ２０を本体部６Ａから離れる方向に付勢している。ばね部材２４による付勢力は、本体部６Ａに発生する、ブッシュ２０を本体部６Ａ側に吸引する吸引力よりも大きく設定されている。
【００２０】
次に、本実施形態におけるプリント基板穴明機における基板押え装置の動作を説明する。図３は、本実施形態における動作を示す正面断面図であり、（ａ）は穴明け加工前の状態を、（ｂ）は穴明け加工時の状態をそれぞれ示している。
【００２１】
待機状態においては、図３（ａ）中に矢印で示すように、外気は主として本体部６Ａとフランジ２０ｆとの間を通り入口２２ｉから取り込まれて通気穴２２を介してテーパ穴７ｂに流入し、ごく一部が穴７を介してテーパ穴７ｂに流入する。
【００２２】
そして、待機位置からサドル１（図１参照）を下降させると、まず、ブッシュ２０の下面（接触部）２０ｂがプリント基板１５に接触する。さらに、サドル１を下降させると、ブッシュ２０はプリント基板１５によって移動を阻止されるため、ばね２４の抗圧力でプリント基板１５を押える。引き続き、サドル１を下降させると、同図（ｂ）に示すように、本体部６Ａの下面６ｄがフランジ２０ｆの上面に当接して移動を阻止され、入口２２ｉを遮断状態にすると共に、シリンダ５のピストンを相対的にシリンダ５内へ押し戻す。この結果、ブッシュ２０は、シリンダ５に供給されている圧縮空気の圧力でプリント基板１５を押える。この状態でさらにサドル１を下降させ、ドリル４によりプリント基板１５に穴を加工する。この際、加工部から発生する切粉は、同図（ｂ）中に矢印で示すように、溝６ｂから吸い込まれる空気によって集塵装置へ排出される。
【００２３】
加工が終了した後、サドル１を上昇させると、スピンドルユニット２がサドル１と共に上昇する。一方、ブッシュ２０は、本体部６Ａが引き上げられるまで、シリンダ５に供給されている圧縮空気の圧力とばね２４の抗圧力との差でプリント基板１５を押える。さらに、本体部６Ａが上昇を始めると、止め輪２３が本体部６Ａの内面に当接するまでばね２４の抗圧力でプリント基板１５を押える。そして、本体部６Ａの下面６ｄとフランジ２０ｆの上面との間に隙間が形成されると、解放された入口２２ｉから外気が穴７ｂに急激に供給される。この結果、集塵装置の吸引力が強い場合であっても、穴７を流れる空気の流速が直ちに遅くなり、ブッシュ２０がプリント基板１５を速やかに解放する。
【００２４】
すなわち本実施形態では、基板押え装置が、本体部６Ａと、中心部にドリル４を挿通する貫通穴７を有しかつ移動方向がドリル４の軸線方向と一致するようにして本体部６Ａに移動自在に支持されるブッシュ２０と、ブッシュ２０を本体部６Ａから離れる方向に付勢するばね２４と、を備え、ブッシュ２０が、一方が本体部６Ａに近接する位置に開口しかつ他方がスピンドルユニット２と基板押え装置（６Ａ，２０，２４）によって囲まれる空間９に開口する通気穴２２と、プリント基板１５に当接した状態で空間９に貫通穴７を介して外気を連通させる溝６ｂを有してプリント基板１５側に突出する下面（接触部）２０ｂと、を備えている。そして、ブッシュ２０をプリント基板１５に押しつけて行う穴明け加工時には、通気穴２２の一方を閉塞しつつ溝６ｂを経由して貫通穴７の開口端から外気を吸引し、穴明け加工終了後にブッシュ２０をプリント基板１５から離反させる際には、通気穴２２の一方を開放して通気穴２２及び貫通穴７の開口端の両方から外気を吸引するように構成している。
【００２５】
このため、穴明け加工時以外は、スピンドルユニット２と基板押え装置とで囲まれる空間９に、貫通穴７の開口端及び通気穴２２の両方を介して大量の外気を吸引することができる。これにより、貫通穴７の直径をドリル４の直径に近づけた場合であっても、貫通穴７に発生する吸引力が無視できる程度の大きさになるので、集塵のための外気吸引作用によるプリント基板１５の浮き上がりを防止しつつ、ブッシュ２０をプリント基板１５から速やかに離反させることができる。したがって、ドリル４を次の加工箇所に移動させる際、ブッシュ２０の下面２０ｂとプリント基板１５との距離を最小限の距離で離反させ、すなわちエアカット量を小さくして、加工精度と共に作業効率を向上させることができる。また、ブッシュ２０の下面（接触部）２０ｂの存在によりプリント基板１５に対する設置面積を縮小し、加工可能な領域を拡大して作業効率を向上させることができる。
【００２６】
図４は、本発明に係る基板押え装置の変形例を示す正面断面図であり、（ａ）は穴明け加工前の状態を、（ｂ）は穴明け加工時の状態をそれぞれ示している。なお、先に説明した図３と同様の構成部または同一機能を有する構成部には同一符号を付してその説明を省略する。また、この変形例の動作は、図３の場合と実質的に同じであるので、重複する説明を省略する。
【００２７】
この変形例では、フランジ２０ｆの外周を気密状に嵌合させるスリーブ２５が本体部６Ａ中央部に配置されていると共に、ブッシュ２０には、その外周側から内周側に連通する複数の通気穴２２が形成されている。各通気穴２２は、入口２２ｉが本体部６Ａに近接する位置に開口し、かつ出口２２ｏがスピンドルユニット２と基板押え装置によって囲まれる空間９に開口している。即ち、入口２２ｉが、フランジ部２０ｆ外周面におけるスリーブ２５内周面と対向可能な位置に開口し、かつ出口２２ｏが、空間９に連通する穴７内に形成されたテーパ穴７ｂに開口している。
【００２８】
以上の構成を有する本変形例の基板押え装置によると、穴明け加工以外ではブッシュ２０が入口２２ｉをスリーブ２５外方に露出させて開口し、穴明け加工時にはブッシュ２０が入口２２ｉをスリーブ２５内方に進入させて閉塞することにより、図１ないし図３で説明した前記実施形態と同様の効果が得られると共に、通気穴２２の加工を簡単化して、消耗品であるブッシュ２０をより安価に製作することが可能になる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、貫通穴の直径をドリル径に近づけながらも、穴明け加工後にサドルを次の加工部に移動させる際にプリント基板に傷をつけず、かつエアカット量を小さくすることができ、また加工可能な領域を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態のプリント基板穴明機における基板押え装置の正面断面図である。
【図２】図１におけるＫ矢視図である。
【図３】本実施形態における動作を示す正面断面図であり、（ａ）は穴明け加工前の状態を、（ｂ）は穴明け加工時の状態をそれぞれ示す。
【図４】本実施形態の変形例における動作を示す正面断面図であり、（ａ）は穴明け加工前の状態を、（ｂ）は穴明け加工時の状態をそれぞれ示す。
【図５】従来技術を説明するための正面断面図である。
【符号の説明】
２ スピンドルユニット
４ ドリル
６ 基板押え
６Ａ 本体部（基板押え装置）
６ｂ 溝
７ 穴
７ｂ テーパ穴
９ 空間
２０ ブッシュ（当接部，基板押え装置）
２２ 通気穴
２２ｉ 入口
２２ｏ 出口
２４ ばね（ばね部材，基板押え装置）

Claims (2)

1. ドリルを回転自在に支持するスピンドルユニットに摺動可能に支持され、穴明け加工時に、最先端部をテーブルに載置されたプリント基板に当接されて前記プリント基板を前記ドリルの軸線方向に押し付けるプリント基板穴明機における基板押え装置において、
   本体部と、中心部に前記ドリルを挿通する貫通穴を有しかつ移動方向が前記軸線方向と一致するようにして前記本体部に移動自在に支持される当接部と、該当接部を前記本体部から離れる方向に付勢するばね部材と、を備え、
   前記当接部は、一方が前記本体部に近接する位置に開口しかつ他方が前記スピンドルユニットと前記基板押え装置によって囲まれる空間に開口する通気穴と、前記プリント基板に当接した状態で前記空間に前記貫通穴を介して外気を連通させる溝を有して前記プリント基板側に突出する接触部と、を備え、
   前記当接部を前記プリント基板に押しつけて行う穴明け加工時には、前記通気穴の一方を閉塞しつつ前記溝を経由して前記貫通穴の開口端から外気を吸引し、穴明け加工終了後に前記当接部を前記プリント基板から離反させる際には、前記通気穴の一方を開放して前記通気穴及び前記貫通穴の開口端の両方から外気を吸引するように構成したことを特徴とするプリント基板穴明機における基板押え装置。
2. 前記ばね部材による付勢力は、前記本体部に発生する、前記当接部を該本体部側に吸引する吸引力よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板穴明機における基板押え装置。

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