JP5621023B1 - ドリルビット挟持の自動補償システム - Google Patents

Abstract

【課題】ドリルビット挟持の自動補償システムを提供する。【解決手段】ドリルビット挟持の自動補償装置１は、台座１１と、第１動力源１２と、第１送り台１３と、第２動力源１４と、第２送り台１５と、挟持具１６と、を備える。台座１１に第１レール１１１を設けられ、第１送り台１３をその上に設置して、第１動力源１２に接続する。第１送り台１３に第２レール１３２を設けて、第２送り台１５をその上に設置して、第２動力源１４に接続する。挟持具１６をそれぞれ第１送り台１３と、第２送り台１５の最上部に固定する。異なる寸法のドリルビット及び／または挟持具１６を交換するときには、第１動力源１２によって第１送り台１３を牽引して、挟持具１６とドリルビットとの引き寄せによる変位距離の変位を自動に補償して置き、生産効率を大幅に向上する。【選択図】図１

Description

本発明はドリルビット研磨装置の分野に関し、特に寸法の異なるドリルビットを挟持して研磨するドリルビット挟持の自動補償システムに関する。

電気回路板などの精密鑽（さん）孔加工は体積の小さいドリルビットが広く使われている。この種のドリルビットの外径寸法は２．０ｍｍ乃至０．０７ｍｍである。この種のドリルビットは長さと直径との比が大きいため、使用の時間経過後には切削の切れ味が低下して鑽孔品質に影響を与える。そのため、コスト軽減を図るため、一般的に長さの余裕あるドリルビットを再研磨するなどの対応によって要求される切削効果を得ていた。再研磨作業では、特別に設計した精密研磨装置を用いて、要求された切れ味になるように再研磨して、使用経費の軽減を図っている。

さらに、研磨の安定性確保のため、本発明に係る精密研磨装置は特別に設計された固定バイスまたは挟持具を使用し、ドリルビットを安定に挟持された状態で再研磨を行い、研磨の品質及び効率を向上できる。

通常は、これらの固定バイスまたは挟持具が静止状態のときには、ドリルビットは開放位置に位置している。挟持固定するときは、適切な動力源を用いて固定バイスまたは挟持具を閉合させる。閉合のときはドリルビットの外周部を安定に挟持して置き、安定した挟持力量によって固定されることで、高速研磨加工の振動に対応することができる。

このため、異なる寸法のドリルビットも様々な寸法の固定バイスまたは挟持具を備えている。大きい寸法または小さい寸法のドリルビットを研磨するときには、対応の固定バイスまたは挟持具に交換が必要であるほか、交換した後もドリルビットの中心軸線の偏りに注意が必要である。研磨のたびに固定バイスまたは挟持具がそれぞれ一回ずつ開閉動作をするため、中心軸線に偏りが生じると、閉合の動作に不具合が生じ、ドリルビットの偏りを発生し、研磨の品質が悪化する。

よって、挟持効果を確保するため、固定バイスまたは挟持具を交換した後は、ドリルビットの寸法に従って調整の実施が必要である。これらの調整作業は時間と人力が多く掛かり、少種類多量生産の研磨作業は、もはや経済的ではない。少量少数の研磨作業はなお論外である。このため、前述の欠点について改善する必要がある。

本発明の一目的は、第１動力源を用いてドリルビットを挟持する挟持具を牽引して、水平に双方向に限定移動させ、異なるドリルビット及び／または挟持具を交換するときに、挟持具の水平位置をすばやく変更し、ドリルビットとの変位距離の自動補償を行い、挟持するときの安定性を確保し、調整プロセスを大幅に簡素化させ、調整にかかる時間を短縮し、生産効率及び品質を向上できる、ドリルビット挟持の自動補償システムを提供する。

前述の目的を達成するため、本発明のドリルビット挟持の自動補償システムは研磨装置と搬送装置との間に設けられ、ドリルビットを挟持して研磨する。第１レールを設ける台座と、第１レール一側の台座に設けられた第１動力源と、第１動力源に接続され、第１レールの上を移動できるように設けられ、第１固定部と末端部に第２固定部が設けられた第２レールとが隣接して設けられた第１送り台と、第２固定部に固定される第２動力源と、第２動力源に接続され、第２レール上を移動できるように設けられ、第１固定部に対向して設けられた第３固定部が設けられた第２送り台と、第１固定部に固定され、一表面がドリルビットに対応し、第１挟持面が設けられた第１挟持プレートと、第３固定部に固定され、一表面がドリルビットに対応し、第２挟持面が設けられることによって、第１挟持面と第２挟持面とをそれぞれドリルビット中心軸線の両側に設置され、ドリルビットの挟持に用いる第２挟持プレートを有し、それぞれ第１送り台と第２送り台に設置され、ドリルビットを挟持及び固定する挟持具と、を備える。異なる寸法のドリルビット及び／または挟持具に交換するときには、そのうち一側は挟持具の従来の引き寄せ位置に対して形成される変位距離を、第１動力源によって、第１送り台を水平に限定的な滑り移動により自動補償し、ドリルビットの一側と挟持具との引き寄せを確保する。そのうち、第１レールは第１動力源の対向する他側にじゃま板と、じゃま板と第１送り台との間に設けられた押しバネと、を有し、適切な弾性付勢力を補助的に提供して第１送り台を復原させる。そのうち、第１挟持面は平面を形成し、第２挟持面はドリルビットの外径に対応してＶ字型の凹面または第１挟持面はドリルビットの外径に対応してＶ字型の凹面を形成する。第２挟持面は平面を形成し、３つの面から挟持する方式でドリルビットを固定できる。

一実施形態において、本発明のドリルビット挟持の自動補償システムは、第２動力源に備える第２駆動軸の末端部に設けられ、テーパー面を有する傾斜ブロックと、一端が第２送り台に接続され、他端にローラーが設けられ、テーパー面に引き寄せられた引き棒と、第２送り台と第１送り台との間に接続された戻りバネと、をさらに有し、第２動力源は伸縮自在の第２駆動軸からなり、第２レールに垂直して設けられている。第２駆動軸によって傾斜ブロックを駆動して下方に移動させ、引き棒を介して第２送り台と第１送り台とを開放させ、戻りバネによって第２送り台を第１固定部に牽引する。

他の実施形態において、本発明のドリルビット挟持の自動補償システムは、第２駆動軸の末端部に固定されセンター固定部と、側辺固定部とが設けられ、引き棒の一端は側辺固定部に設け、他端は第２送り台に接続されたカムと、連稈と、第２送り台と第１送り台との間に接続された戻りバネとをさらに有し、第２動力源は循環するように回転する第２駆動軸を有する。第２駆動軸によってカムを駆動回転した後、連稈を介して第２送り台と第１送り台とを開放させ、戻りバネによって第２送り台を第１固定部に牽引する。

以上に述べた各種の駆動方式によると、第２送り台を第１送り台にて往復に水平移動させることができ、挟持具をドリルビット挟持の主な動力源に用いることで、挟持の安定性と、生産効率及び品質が大幅に向上される。

本案の第１実施形態による構造態様図である。 本案の第１実施形態による挟持の動作概略図（その１）である。 本案の第１実施形態による挟持の動作概略図（その２）である。 本案の第２実施形態による正面の構造態様図である。 本案の第２実施形態による背面の構造態様図である。 本案の第２実施形態による挟持の動作概略図（その１）である。 本案の第２実施形態による挟持の動作概略図（その２）である。 本案の第３実施形態の構造態様図である。 本案の第３実施形態による挟持の動作概略図（その１）である。 本案の第３実施形態による挟持の動作概略図（その２）である。 本案前述各実施形態による調整時の動作概略図（その１）である。 本案前述各実施形態による調整時の動作概略図（その２）である。

本発明の内容のさらなる理解を図るため、以下にて図面と合わせて説明する。
（第１実施形態）

図１乃至３に、本発明の第１実施形態における構造の概略図と、挟持時の各種動作態様図を示す。図に示すように、第１実施形態において、本発明のドリルビット挟持の自動補償システム１は研磨装置（図示しない）と搬送装置（図示しない）との間に設けられ、ドリルビット２をその内部に挟持して研磨する。ドリルビット挟持の自動補償システム１は台座１１と、第１動力源１２と、第１送り台１３と、第２動力源１４と、第２送り台１５と、挟持具１６と、を備える。
そのうち、台座１１に第１レール１１１が設けられ、第１レールの延在方向に沿って、台座１１の外側に取り付けジグ１１２が設けられている。さらに、第１レール１１１の第１動力源１４に対向する他側にじゃま板１１３と、押しバネ１１４とが設けられ、押しバネ１１４はじゃま板１１３と第１送り台１３との間に設けられている。

第１動力源１２は一般に用いられるステッピングモーターを使用し、取り付けジグ１１２の内部に設けられる。第１動力源１２の先端部は伸縮自在の第１駆動軸１２１が設置されることによって、第１駆動軸１２１の移動（伸縮）方向を第１レール１１１に平行にさせる。

第１送り台１３は第１レール１１１を移動できるように設けられ、第１送り台１３の一側壁が第１駆動軸１２１に接続され、第１駆動軸１２１の駆動によって、第１送り台１３を第１レール１１１にて水平方向に限定的な滑り移動させることができる。さらに、第１送り台１３の最上面には第１固定部１３１と末端部に第２固定部１３３が設けられた第２レール１３２とが隣接して設けられ、第２レール１３２と第１レール１１１とは互いに平行である。第２レール１３２は、例えば、固定プレート１３４上に設けても良い。固定プレート１３４は第１送り台１３に固定されているため、第２レール１３２及び第２固定部１３３も同じく固定プレート１３４上に位置されている。

第２動力源１４は一般に用いられるステッピングモーターを第２固定部１３３に固定される。第２動力源１４の先端部も同じく、伸縮自在の第２駆動軸１４１が設置されているため、第２駆動軸１４１の移動（伸縮）方向が第１レール１１１と平行になる。

第２送り台１５は第２レール１３２を移動できるように設けられていて、かつ第２駆動軸１４１の末端部に接続されることによって、第２レール１３２にて限定的な滑り移動ができ、第２送り台１５に第３固定部１５１が設けられ、第３固定部１５１は第１固定部１３１と対向して設けられている。

挟持具１６は第１固定部１３１に固定されていて、一つの表面はドリルビット２に対して、第１挟持面１６１１が設けられた第１挟持プレート１６１と、第３固定部１５１に固定され、一表面がドリルビット２に対応して第２挟持面１６２１に設けられることによって、第１挟持面１６１１と第２挟持面１６２１とがそれぞれドリルビット２の中心軸線の両側に均等に設置され、ドリルビット２をその間に挟持する第２挟持プレート１６２を有し、それぞれ第１送り台１３と第２送り台１５上に設置され、ドリルビット２を挟持及び固定する。さらに、本発明において、ドリルビット２の固定は３つの面から挟持する方がとられているため、第１挟持面１６１１が平面を有し、第２挟持面１６２１がドリルビット２の外径に対応してＶ字型の凹面を有してもよい。または、第１挟持面１６１１がドリルビット２の外径に対応してＶ字型の凹面を有し、第２挟持面１６２１が平面を有してもよい。特に、Ｖ字型凹面の寸法が１．４ｍｍのときは、外径寸法１．０５ｍｍ乃至２．０ｍｍのドリルビット２に対応する。また、Ｖ字型凹面の寸法が０．７ｍｍのときは、外径寸法０．５５ｍｍ乃至１．０ｍｍのドリルビット２に対応する。また、Ｖ字型凹面の寸法が０．３５ｍｍのときは、外径寸法０．２５ｍｍ乃至０．５ｍｍのドリルビット２に対応する。また、Ｖ字型凹面の寸法が０．２５ｍｍのときは、外径寸法０．２ｍｍ乃至０．３５ｍｍのドリルビット２に対応する。また、Ｖ字型凹面の寸法が０．１ｍｍのときは、外径寸法０．０７ｍｍ乃至０．１５ｍｍのドリルビット２に対応する。

図２、３に示すように、第２送り台１５が第２動力源１４の駆動によって水平に移動し、挟持具１６を開放するときに、第２駆動軸１４１が内側に引き込むことによって、第２送り台１５は左に牽引されて移動する。これに対して、挟持具１６を閉合するときは、第２駆動軸１４１が外側に延び、第２送り台１５を右に移動させる。そのとき、第２挟持プレート１６２はドリルビット２を第１挟持プレート１６１の方向に移動させて挟持及び固定し、ドリルビット２を第１挟持プレート１６１の第１挟持面１６１１と第２挟持プレート１６２の第２挟持面１６２１との間で挟持される。
（第２実施形態）

図４乃至７に、本発明の第２実施形態における各方面から見た構造の概略図及び挟持時の各種動作態様図を示す。図に示すように、第２実施形態において、ほとんどの構成品は第１実施形態と同じため、追加された構成品に新しい符号を割りつけ、その他は第１実施形態の符号を使用している。本発明のドリルビット挟持の自動補償システム１は第２実施形態において、傾斜ブロック１７と、引き棒１８と、戻りバネ１９とをさらに有し、第２動力源１４は一般に用いられるシリンダーを選択しており、同じく伸縮自在の第２駆動軸１４１を有しており、第２動力源１４の設置方向は第２レール１３２と垂直に設置することによって、第２駆動軸１４１が下向きに設置される。傾斜ブロック１７は第２駆動軸１４１の末端部に設けており、傾斜ブロック１７はテーパー面１７１を有する。引き棒１８の一端は第２送り台１５に接続され、他端はローラー１８１を有し、テーパー面１７１と接しており、戻りバネ１９は第２送り台１５と第１送り台１３との間に接続されている。

図６、７に示すように、第２送り台１５は第２動力源１４の駆動によって水平に移動される。挟持具１６を開放するときに、第２駆動軸１４１は下方に延ばして傾斜ブロック１７を下方に移動させ、ローラー１８１をテーパー面１７１のテーパーに沿って回転させ、連稈１８を連動して第２固定部１３３を移動させ、第２送り台１５を第１固定部１３１から引き離すことによって、挟持具１６の第１挟持プレート１６１と、第２挟持プレート１６２と、を分離し開放状態にしてドリルビット２の取り付けに備える。取り付け完了後、第２動力源１４の第２駆動軸１４１が上方に引込むと共に、戻りバネ１９の付勢力によって、第２送り台１５を第１固定部１３１に牽引して閉合状態にし、ドリルビット２を第１挟持プレート１６１の第１挟持面１６１１と第２挟持プレート１６２の第２挟持面１６２１との間で挟持する。
（第３実施形態）

図８乃至１０に、本発明の第３実施形態による構造の概略図と、挟持時の各種動作態様図を参照する。図に示すように、第３実施形態において、ほとんどの構成品は第１実施形態と同じため、追加された構成品に新しい符号を割りつけ、その他は第１実施形態の符号を使用している。第３実施例によるドリルビット挟持の自動補償システム１はカム１１０と、連稈１２０と、戻りバネ１９とをさらに有し、第２動力源１４は一回に１８０度を回動するステッピングモーターであり、第２駆動軸１４１を有し、カム１１０はセンター固定部１１０１と側辺固定部１１０２とが設けられ、センター固定部１１０１は第２駆動軸１４１の末端部に固設され、連稈１２０の一端は側辺固定部１１０２、１１０２に設けられ、他端は第２送り台１５に接続されている。

図１１、１２、本発明の各実施形態における調整時の構造の概略図を示す。図１１に示すように、第２送り台１５は第２動力源１４の駆動によって水平に移動し、挟持具１６を開放するときに、第２駆動軸１４１は下方に延ばして傾斜ブロック１７を下方に移動させ、ローラー１８１をテーパー面１７１のテーパーに沿って回転させ、連稈１８を連動して第２固定部１３３を移動させ、第２送り台１５を第１固定部１３１から引き離す。よって、挟持具１６の第１挟持プレート１６１と第２挟持プレート１６２とを分離して開放状態にして、ドリルビット２の取り付けに備える。取り付け完了後、第２動力源１４の第２駆動軸１４１が上方に引込むと共に、戻りバネ１９の付勢力によって、第２送り台１５を第１固定部１３１に牽引して閉合状態にし、ドリルビット２を第１挟持プレート１６１の第１挟持面１６１１と第２挟持プレート１６２の第２挟持面１６２１との間で挟持する。

図１１、１２に示すように、第２実施形態を例として、異なる寸法のドリルビット２に交換するときに、ドリルビット２はもともと第１挟持面１６１１に引き寄せられており、交換後の寸法が異なるため、挟持具１６はもともと引き寄せられている部位との間に変位距離が生じる。第１動力源１２によって第１送り台１３を左または右へ水平に所定の距離を移動して、係る変位距離を自動に補償し、ドリルビット２と第１挟持面１６１１との引き寄せを確保する。図１１に示すように、寸法の小さいドリルビット２に交換するときに、第１動力源１２によって、第１送り台１３を左へ水平に所定距離を移動して、ドリルビット２と挟持具１６との間の変位距離を補償する。これに対して、寸法の大きいドリルビット２に交換するときに、第１動力源１２によって、第１送り台１３を右へ水平に所定距離を移動して、ドリルビット２と挟持具１６との間の変位距離を補償する。この他、操業者は手動操作により、第１動力源１２の移動量を調整するなど、それぞれ異なる寸法のドリルビット２に合わせることができる。一例として、手持ちのデーターベースとを組合せすれば、ドリルビット２または挟持具１６を交換するときに、補償量をすばやく調整し、調整のプロセスを大幅に簡素化させ、調整時間を短縮することによって、研磨効率及び品質をさらに向上できる。

１ ドリルビット挟持の自動補償装置
１１ 台座
１１１ 第１レール
１１２ 取り付けジグ
１１３ じゃま板
１１４ 押しバネ
１２ 第１動力源
１２１ 第１駆動軸
１３ 第１送り台
１３１ 第１固定部
１３２ 第２レール
１３３ 第２固定部
１３４ 固定プレート
１４ 第２動力源
１４１ 第２駆動軸
１５ 第２送り台
１５１ 第３固定部
１６ 挟持具
１６１ 第１挟持プレート
１６１１ 第１挟持面
１６２ 第２挟持プレート
１６２１ 第２挟持面
１７ 傾斜ブロック
１７１ テーパー面
１８ 引き棒
１８１ ローラー
１９ 戻りばね
１１０ カム
１１０１ 中心固定部
１１０２ 側面固定部
１２０ 連稈
２ ドリルビット

Claims (6)

1. 研磨装置と搬送装置との間に設けられ、ドリルビットを挟持して研磨するドリルビット挟持の自動補償システムであって、
   第１レールを有する台座と、
   前記第１レールの一側に備える前記台座に設けられた第１動力源と、
   前記第１動力源に接続され、前記第１レールを移動できるように設けられ、第１固定部と末端部に第２固定部が設けられた第２レールとが隣接して設けられた第１送り台と、
   前記第２固定部に固定される第２動力源と、
   前記第２動力源に接続され、前記第２レールを移動できるように設けられ、前記第１固定部に対向して設けられた第３固定部を設ける第２送り台と、
   前記第１固定部に固定され、ドリルビットに対応して第１挟持面が設けられた第１挟持プレートと、前記第３固定部に固定され、前記ドリルビットに対応して第２挟持面が設けられ、前記第１挟持面と前記第２挟持面とがそれぞれ前記ドリルビット中心軸線の両側に設けられ、前記ドリルビットを挟持する第２挟持プレートと、を有し、それぞれ前記第１送り台と前記第２送り台に設置され、前記ドリルビットを挟持する挟持具と、を備え、
   異なる寸法の前記ドリルビット及び／または前記挟持具を交換するときに、前記挟持具の中心軸線との間に形成される変位距離を、前記第１動力源によって前記第１送り台を水平に移動させて自動補償し、前記ドリルビットの中心軸線を前記挟持具の中心軸線に維持することを特徴とするドリルビット挟持の自動補償システム。
2. 前記第２動力源の末端部に設置され、テーパー面を有する傾斜ブロックと、
   一端が前記第２送り台に接続され、他端に前記テーパー面に接するローラーが設けられた引き棒と、
   前記第２送り台と前記第１送り台との間に連結された戻りバネとをさらに有し、前記第２動力源は伸縮自在の第２駆動軸からなり、前記第２レールと垂直に設けられることを特徴とする請求項１に記載のドリルビット挟持の自動補償システム。
3. 前記第２動力源は第２駆動軸を有し、
   前記第２駆動軸の末端部に設けられたセンター固定部と、前記引き棒の一端が設けられた側辺固定部と、が設けられたカムと、
   連稈と、
   前記第２送り台と前記第１送り台との間に連結された前記戻りバネと、をさらに有し、前記第２動力源の前記第２駆動軸は循環して回動する前記第２駆動軸からなることを特徴とする請求項１に記載のドリルビット挟持の自動補償システム。
4. 前記第１レールは前記第１動力源に対応する他側にじゃま板と、前記じゃま板と前記第１送り台との間に設けられた押しバネと、が設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のドリルビット挟持の自動補償システム。
5. 前記第１挟持面は平面を有し、前記第２挟持面は前記ドリルビットの外径に対応してＶ字型の凹面を有し、３つの面から挟持する方式によって前記ドリルビットを固定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のドリルビット挟持の自動補償システム。
6. 前記第１挟持面は前記ドリルビットの外径に対応してＶ字型の凹面を有し、前記第２挟持面は平面を有し、３つの面から挟持する方式によって前記ドリルビットを固定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のドリルビット挟持の自動補償システム。
   

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