JP4058292B2

JP4058292B2 - プリント基板加工機

Info

Publication number: JP4058292B2
Application number: JP2002126778A
Authority: JP
Inventors: 勇二本田; 靖伊藤; 民雄大谷
Original assignee: Hitachi Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: TW200417450A; TWI251528B; JP2003311581A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工具を回転自在に保持するスピンドルをキャレッジにより水平方向に位置決めし、スピンドルを工具の軸線方向に移動させて加工をするプリント基板加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来のプリント基板加工機における第１のスピンドル装置を示す要部断面図である。
同図において、スピンドル１７はキャレッジ１５に固定されている。スピンドル１７の内部には、図示を省略する電動機が設けられており、先端に保持したドリル１６を回転駆動する。キャレッジ１５は、ガイドベアリング５１を介してガイドバー５２により上下方向に案内される。ガイドバー５１の両端は、支持プレート５３を介してクロススライド１１に固定されている。クロススライド１１は、紙面に垂直な方向に移動自在である。キャレッジ１５に固定されたナット５４はボールねじ１３に螺合している。ボールねじ１３は、クロススライド１１に固定されたモータ１４により回転駆動される。
そして、モータ１４を動作させ、ボールねじ１３を回転駆動することにより、キャレッジ１５すなわちドリル１６を上下させる。
【０００３】
図７は、従来のプリント基板加工機における第２のスピンドル装置を示す要部断面図であり、図６と同じものまたは同一機能のものは同一の符号を付して説明を省略する。
スピンドル１７は、キャレッジ１５に設けられたエアベアリング６１により水平方向に位置決めされると共に、上下方向に移動自在である。
【０００４】
前者の場合、ガイドバー５１の剛性を大きくできるため、加工した穴の軸線が垂直になり、品質に優れる穴を加工することができる。しかし、キャレッジ１５を上下させることによりスピンドル１７を上下させるため、可動部の重量が増加し、モータ１４の容量を大きくする必要があった。また、加工速度を速くすることができなかった。
【０００５】
また、後者の場合、スピンドル１７だけを上下させるから、モータ１４の容量を小さくできるだけでなく、加工速度を速くすることができる。しかし、剛性が小さいため、加工した穴の軸線が傾き、穴の品質が低下した。また、エアを使用するため、ランニングコストが高くなった。
【０００６】
そこで、特開２００２−９６２９８号では、工具を回転自在に保持するスピンドルを、回転体とこの回転体を保持するリテーナとからなる直線案内装置を介してキャレッジに支持させ、作業能率および加工精度を向上させると共に、ランニングコストを低減させている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開２００２−９６２９８号に開示された技術の場合、直線案内装置を防塵することについては考慮されていない。
通常、プリント基板加工機は室温がほぼ一定、かつ塵埃が少ない環境で使用される。また、加工により発生する加工屑等は吸塵装置により加工部から外部に排出される。しかし、発生した加工屑等を完全に除去することはできない。このため、加工により発生した加工屑等が直線案内装置に付着してしまい、加工速度が低下する場合があった。
また、付着した加工屑等により直線案内装置が損傷し、加工精度が低下してしまう場合があった。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、加工速度を低下させることがなく、かつ保守点検が容易なプリント基板加工機を提供するにある。
【０００９】
【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、工具を回転自在に保持するスピンドルと一体のハウジングを回転体とこの回転体を保持するリテーナとからなる直線案内装置を介してキャレッジに支持させ、このキャレッジを水平方向に位置決めすると共に、前記ハウジングを前記工具の軸線方向に移動させて加工をするプリント基板加工機において、前記キャレッジの前記軸線方向の側面に、軸線方向が前記キャレッジの前記軸線方向と直交する方向であり、前記ハウジングの下端が最上段の前記回転体に当接された時の前記直線案内装置の下端を軸線方向の上端側で位置決めする位置決めバーが挿入される位置決め穴を形成し、この位置決め穴に防塵のためのフィルタユニット配置すると共に、前記キャレッジの前記軸線方向の両端に防塵手段を配置したことを特徴とする。
【００１０】
【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加工機の斜視図であり、図６と同じものまたは同一機能のものは同一符号を付して説明を省略する。同図において、プリント基板１はテーブル２に固定されている。テーブル２はベッド３に固定された一対の直線案内装置４上を、前後（Ｘ）方向に移動自在である。モータ５は、テーブル２をＸ方向に位置決めする。
【００１１】
門形のクロスレール７がテーブル２を跨ぎ、ベッド３に固定されている。クロススライド１１は、クロスレール７に固定された一対の直線案内装置８上を、左右（Ｙ）方向に移動自在である。モータ１０及びボールネジ９は、クロススライド１１をＹ方向に位置決めする。
クロススライド１１には、モータ１４とキャレッジ１５が固定されている。キャレッジ１５には、スピンドル１７が上下（Ｚ）方向に移動自在に支持されている。スピンドル１７に保持された図示を省略するナットがボールねじ１３に螺合している。制御装置１８は各部の動作を制御する。
【００１２】
図２は、キャレッジ１５をドリル１６の回転の軸線Ｏに沿って断面した図である。また、図３は、図２におけるＡ部拡大図、図４はプレート７１の平面図である。
スピンドル１７の外周には、断面を八角形に形成したハウジング２０が固定されている。キャレッジ１５には、ハウジング２０と相似形の穴１５ａが形成されている。ハウジング２０の外面２０ａと穴１５ａの内面１５ｎとの間には、直線案内装置１９が配置されている。直線案内装置１９は円筒ころ１９ａと円筒ころ１９ａを回転自在に支持する保持板（リテーナ）１９ｂとから構成されている。円筒ころ１９ａは、予圧を付加された状態で、外面２０ａと内面１５ｎに接している。リテーナ１９ｂの上下方向の中央にはピン２５が固定されている。ピン２５に対向する内面１５ｎには、溝１５ｂが設けられている。溝１５ｂは、軸線が軸線Ｏと平行の穴１５ｃに連通している。
【００１３】
ピン２５とシールユニット７０および下カバー８５との間には、コイルばね２１、２２がそれぞれ配置されている。コイルばね２１、２２の仕様は同一であり、ばね定数はｋ、自由長はピン２５とシールユニット７０および下カバー８５との距離Ｍよりもｍだけ長いＭ＋ｍである。すなわち、スピンドル１７（すなわちハウジング２０）が基準位置にある時、ばね２１、２２は、ｍだけ圧縮された状態であり、それぞれｋｍの力でピン２５を付勢している。
【００１４】
キャレッジ１５の上端にはシールユニット７０が配置されている。シールユニット７０は、図３に示すように、プレート７１と、受け板７２と、ソフトワイパ７３と、ダストワイパ７４と、上カバー７５とから構成されている。
図４に示すように、プレート７１には、内径がハウジング２０の内接円、外径がハウジング２０の外接円に略等しい円形のグリース溝８０が形成されている。グリース供給穴８１は軸線Ｏを中心として点対称の位置に２個配置され、プレート７１の外周側とグリース溝８０とを連通している。グリース溝８０の内側の側面には切欠き８２ａ、８２ｂが形成されている。切欠き８２ａ、８２ｂは直線案内装置１９の中心に合わせて形成されており、その面積はグリース供給穴８１から遠ざかるに従って大きく形成されている（すなわち、切欠き８２ｂの面積は切欠き８２ａの面積よりも大きい）。プレート７１は図示を省略するボルトによりキャレッジ１５の上端に固定されている。また、グリース供給穴８１には図示を省略するグリスニップルが螺合される。
【００１５】
受け板７２は、グリース溝８０を塞ぐと共に、ソフトワイパ７３の変形を防止する。受け板７２の内面７２ａとハウジング２０との間には０．１ｍｍ程度の隙間が設けられている。
【００１６】
ソフトワイパ７３はフェルト系の材料で形成されており、予め内部にグリースを含ませてある。ソフトワイパ７３の内面７３ａはハウジング２０に隙間無く接するように形成されている。
【００１７】
ダストワイパ７４は例えばフッ素樹脂系の材料で形成されており、内面７４ａとハウジング２０との間には０．１ｍｍの隙間が設けられている。ダストワイパ７４はソフトワイパ７３の変形を防止すると共に、ソフトワイパ７３に先立って０．１ｍｍよりも大きい加工屑等がキャレッジ１５の内部に進入することを防止する。
上カバー７５は、図示を省略するボルトを介して、受け板７２、ソフトワイパ７３、ダストワイパ７４をまとめてプレート７１に固定している。
【００１８】
キャレッジ１５の下端には下カバー８５が配置されている。下カバー８５の内径側には円周方向の溝が上下方向に２段形成されており、上段（ハウジング２０に近い側）にはソフトワイパ７３が、また下段側にはダストワイパ７４が装着されている。下カバー８５は図示を省略するボルトによりキャレッジ１５の下端に固定されている。下カバー８５の上面には油溜り８５ａが形成されている。
キャレッジ１５の側面には、位置決め穴９０が形成されている。位置決め穴９０の外側には、ねじ穴９１が形成されている。
ねじ穴９１には、内部にフィルタ９２を保持するフィルタユニット９３が螺合されている。
【００１９】
次に、直線案内装置１９とハウジング２０をキャレッジ１５に組み込む手順について説明する。なお、予めキャレッジ１５に下カバー８５を固定しておく。
図５に示すように、位置決め穴９０に位置決めバー１００を挿入し、この状態で、直線案内装置１９を下端１９ａが位置決めバー１００に当接するまで穴１５ａに挿入する。
次に、ハウジング２０の下端を最上段の円筒ころ１９ａに当接させ、この状態で、位置決めバー１００を位置決め穴９０から引き抜く。すると、ハウジング２０は直線案内装置１９に案内されながら、直線案内装置１９と共にキャレッジ１５に対して適切な位置に位置決めされる。直線案内装置１９の上端をハウジング２０の上端よりも下げた状態で、シールユニット７０をキャレッジ１５に固定する。また、フィルタユニット９３をねじ穴９１に螺合させる。
【００２０】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
モータ１４によりボールねじ１３を回転させると、ハウジング２０はキャレッジ１５に対して上下方向に移動する。ハウジング２０が下降する際、ハウジング２０の外周に付着していた加工屑等のうち、大きいものはダストワイパ７４により除去される。また、ダストワイパ７４により除去されなかった加工屑等は、ソフトワイパ７３により確実に除去され、キャレッジ１５の内部には進入しない。
また、ハウジング２０と下カバー８５との間に挾まれる空間内の空気は、溝１５ｂを通り、位置決め穴９０およびフィルタユニット９３を通りキャレッジ１５の外部に排出されるので、ハウジング２０の移動速度が低下することはない。
【００２１】
また、ハウジング２０が上昇すると、ハウジング２０の外周に付着していた加工屑等のうち、大きいものは下カバー８５に配置されたダストワイパ７４により除去される。また、ダストワイパ７４により除去されなかった加工屑等は、ソフトワイパ７３により確実に除去され、キャレッジ１５の内部には進入しない。
また、ハウジング２０とシールユニット７０との間に挾まれた空間内は負圧になるが、位置決め穴９０およびフィルタユニット９３を通り外部の空気がキャレッジ１５の内部に供給されるので、ハウジング２０の移動速度が低下することはない。そして、キャレッジ１５の内部に供給される空気は、フィルタユニット９３を介してキャレッジ１５の内部に供給されるので、加工屑等がキャレッジ１５の内部に進入することはない。
【００２２】
ところで、ハウジング２０（すなわちスピンドル１７）を基準位置からＬだけ下方に移動させると、直線案内装置１９はＬ／２だけ下方に移動する。
よく知られているように、円筒ころ１９ａとリテーナ１９ｂとからなる直線案内装置１９の場合、移動を繰り返すと、ハウジング２０あるいはキャレッジ１５に対する直線案内装置１９の位置がずれることがある。
すなわち、スピンドル１７をＬだけ移動させたとき、円筒ころ１９ａと外面１７ａあるいは内面１５ｎとの間に滑りがなければ、リテーナはＬ／２だけ移動するが、実際には微小な滑りが発生するため、通常、移動を繰り返すうちにずれが顕著になる。
【００２３】
しかし、この実施形態では、以下のように動作するため、直線案内装置１９の位置がずれることはない。
すなわち、いま、円筒ころ１９ａと外面１７ａあるいは内面１５ｎとの間にΔｚの滑りが発生し、直線案内装置１９がハウジング２０に対してΔｚだけ図の下方にずれたとする。この場合、ばね２２はｋ（ｍ＋Δｚ）の力でピン２５を上方に付勢する。一方、ばね２１は伸びるから、ｋ（ｍ−Δｚ）の力でピン２５を下方に付勢する。この結果、ピン２５は２ｋΔｚの力で上方に付勢され、直線案内装置１９が基準位置に戻ると、ピン２５は当初の位置に戻る。
【００２４】
以上説明したように、直線案内装置１９は基準位置に戻る毎に位置が補正され、ハウジング２０およびキャレッジ１５に対してずれが発生することはない。
この実施形態では、直線案内装置１９を位置決めするための位置決め穴９０とエア抜きの穴とを兼用するようにしたので、加工する穴の数を減らすことができる。
【００２５】
また、位置決め穴９０を設けたので、例えばユーザが直線案内装置１９を交換する場合も、作業を確実かつ容易に行うことができる。
【００２６】
さらに、プレート７１にグリース溝８０を設け、切欠き８２ａ、８２ｂを介して直線案内装置１９にグリースを供給するようにしたので、グリースの供給個所を直線案内装置１９の数に対して遥かに少なく、保守作業が容易である。
なお、エア抜きのための穴を位置決め穴９０と共用せず、他の位置に設けるようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、工具を回転自在に保持するスピンドルを回転体とこの回転体を保持するリテーナとからなる直線案内装置を介してキャレッジに支持させ、このキャレッジを水平方向に位置決めすると共に、前記スピンドルを前記工具の軸線方向に移動させて加工をするプリント基板加工機において、前記キャレッジに防塵手段を配置し、前記直線案内装置を外部から遮断するので、加工速度を低下させることがない。また、保守点検が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプリント基板加工機の斜視図である。
【図２】キャレッジ１５をドリル１６の回転の軸線Ｏに沿って断面した図である。
【図３】図２におけるＡ部拡大図である。
【図４】プレート７１の平面図である。
【図５】直線案内装置１９とハウジング２０をキャレッジ１５に組み込む手順の説明図である。
【図６】従来技術の説明図である。
【図７】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１５キャレッジ
１７スピンドル
２０ハウジング
１９直線案内装置
１９ａ円筒ころ
１９ｂ保持板
７３ソフトワイパ
７４ダストワイパ
７０シールユニット
８５下カバー

Claims

工具を回転自在に保持するスピンドルと一体のハウジングを回転体とこの回転体を保持するリテーナとからなる直線案内装置を介してキャレッジに支持させ、このキャレッジを水平方向に位置決めすると共に、前記ハウジングを前記工具の軸線方向に移動させて加工をするプリント基板加工機において、
前記キャレッジの前記軸線方向の側面に、軸線方向が前記キャレッジの前記軸線方向と直交する方向であり、前記ハウジングの下端が最上段の前記回転体に当接された時の前記直線案内装置の下端を軸線方向の上端側で位置決めする位置決めバーが挿入される位置決め穴を形成し、
この位置決め穴に防塵のためのフィルタユニット配置すると共に、前記キャレッジの前記軸線方向の両端に防塵手段を配置したことを特徴とするプリント基板加工機。