JP6406696B2 - 孔開け装置 - Google Patents

Description

本発明は、孔開け装置に関するものである。

ドリル加工によりプリント基板等に孔を開ける孔開け装置が知られている。この孔開け装置による加工時には、切削屑が多量に発生するため、切削屑によるプリント基板の損傷や、切削屑の詰まりによる孔開け装置の故障が発生するおそれがある。

例えば、特許文献１に記載の孔開け装置は、被加工物に穿孔するドリルと、孔開け時に被加工物に当接する当て板と、当て板が一面に突設され、該一面に吸気口を備える支持体と、ドリルによる孔開け時に生ずる切削屑を支持体内に吸引する吸引手段と、を備える。
特許文献１に記載の孔開け装置によれば、切削屑を効率的に集塵することができるとされている。

特開２００８−１６８４０４号公報

ところで、従来技術の孔開け装置は、ドリルの周囲を囲う集塵部の切り粉排出口にダクトホースの先端を接続することで、孔開け時の切削屑を集塵していると考えられる。しかしながら、従来技術の孔開け装置は、ダクトホースの先端がドリル近傍に取り付けられているため、孔開け加工時にドリルとダクトホースの先端とが相対移動することでダクトホースにテンションが発生する。これによりドリルがダクトホースに引っ張られることになり、加工時のドリルの位置精度が低下するおそれがある。したがって、従来技術の孔開け装置にあっては、加工精度を向上させるという点で改善の余地がある。

そこで本発明は、切削屑を効率的に集塵しつつ、優れた精度で加工が可能な孔開け装置を提供するものである。

本発明の孔開け装置は、ドリルが取り付けられるスピンドル部を前記ドリルの軸方向に沿って移動させることで、ワークに孔を開ける孔開け装置であって、孔開け時の切削屑を集塵する吸入口を先端部に有するホースと、前記スピンドル部を前記ドリルの軸方向に沿って移動可能に支持する本体部と、を備え、前記ホースは、前記吸入口よりも基端側において、前記スピンドル部と共に移動する第１固定部に固定され、かつ前記第１固定部による固定箇所よりも前記基端側において、前記本体部に固定された第２固定部に固定されているとともに、前記ホースは、前記第１固定部と前記第２固定部との間で湾曲している、ことを特徴とする。
本発明によれば、ホースは吸入口よりも基端側においてスピンドル部と共に移動する第１固定部に固定されるため、ドリルとホースの先端部との相対移動が抑制される。これにより、スピンドル部の移動時におけるホースのテンションの変化を第１固定部にて吸収できるので、ホースのテンションの変化が吸入口に対して作用することを防止できる。したがって、切削屑を効率的に集塵しつつ、優れた精度で加工が可能な孔開け装置が得られる。

さらに、ホースは、第１固定部による固定箇所よりも基端側において、湾曲した状態で第２固定部により本体部に対して固定されているため、スピンドル部が本体部に対して移動する際に生じるホースのテンションの変化を湾曲部分において吸収することができる。したがって、ホースのテンションの変化が第１固定部を介してスピンドル部に対して作用することを防止できる。

上記の孔開け装置において、前記吸入口は、接続部を介して前記スピンドル部に接続され、前記接続部と前記スピンドル部との間には、緩衝部材が配置されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、ホースの吸入口は、スピンドル部に対して緩衝部材を挟んで接続されているため、吸引圧の変動等によりホースの先端近傍においてテンションが発生しても、そのテンションの変化を緩衝部材において吸収することができる。したがって、ホースのテンションの変化がスピンドル部に対して作用することを防止できる。

本発明の孔開け装置によれば、ホースは吸入口よりも基端側においてスピンドル部と共に移動する第１固定部に固定されるため、ドリルとホースの先端部との相対移動が抑制される。これにより、スピンドル部の移動時におけるホースのテンションの変化を第１固定部にて吸収できるので、ホースのテンションの変化が吸入口に対して作用することを防止できる。したがって、切削屑を効率的に集塵しつつ、優れた精度で加工が可能な孔開け装置が得られる。

孔開け装置の斜視図である。 加工部の正面図である。 集塵部の断面図である。 接続部の正面図である。 左側の加工部の側面図である。 孔開け加工時におけるスピンドル部の下部の拡大正面図である。 孔開け加工時におけるスピンドル部の下部の拡大正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る孔開け装置の斜視図である。なお、孔開け装置は、設置面に載置された状態で使用され、図中において矢印ＵＰを上方と定義し、矢印ＦＲを前方と定義し、矢印ＬＨを左方と定義する。

図１に示すように、孔開け装置１は、ドリルＤ（図２参照）が上下方向に沿って取り付けられるスピンドル部２３を、ドリルＤの軸方向（上下方向）に沿って移動させることで、プリント基板等のワークＷに孔を開ける。孔開け装置１は、筐体２と、筐体２の上面を覆うカバー３と、を有する。
筐体２は、直方体状に形成されている。筐体２の上面には、ワークＷが水平方向に沿って載置されるワークテーブル５が配設されている。ワークテーブル５は、例えばリニアアクチュエータ等により構成されたワークテーブル移動機構（不図示）により、筐体２の上面において、所定の範囲内で前後方向に沿って移動可能に構成されている。

また、筐体２の上面には、一対の加工部１０が、左右方向に沿って配置されている。一対の加工部１０は、例えばリニアアクチュエータ等により構成された架台移動機構（不図示）により、所定の範囲内で左右方向に沿って各別に移動可能に構成されている。なお、一対の加工部１０は、左右方向に直交する面に対して面対称に形成されている。したがって、以下の説明では主に左側の加工部１０について説明し、右側の加工部１０における左側の加工部１０と対応する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

図２は、加工部の正面図である。
図２に示すように、加工部１０は、架台１１（請求項における「本体部」に相当。）と、スピンドル部２３と、スピンドル部２３を保持するスピンドル保持部２０と、スピンドル保持部２０を上下方向に移動させるスピンドル移動機構１４と、孔開け時の切削屑を集塵する吸入口４１を先端部４０ａに有するホース４０と、を備えている。

架台１１は、スピンドル部２３を上下方向に沿って移動可能に支持している。架台１１は、スピンドル保持部２０およびスピンドル移動機構１４が取り付けられる取付部１１ａと、取付部１１ａと架台移動機構とを接続する支持部１１ｂと、を有する。
取付部１１ａは、後面にリブを有する正面視矩形板状に形成されている。取付部１１ａの前面には、スピンドル保持部２０と、スピンドル移動機構１４と、スピンドル保持部２０を上下方向に沿って摺動可能に支持する３本のスピンドル用ガイド１２と、が配置されている。

スピンドル移動機構１４は、例えばリニアアクチュエータ等であり、上下方向に沿って移動するテーブル１４ａを備えている。スピンドル移動機構１４は、取付部１１ａの前面における左端に配置されている。
３本のスピンドル用ガイド１２は、それぞれ上下方向に沿って延設されたレール状の部材である。３本のスピンドル用ガイド１２は、取付部１１ａの前面におけるスピンドル移動機構１４の右側の領域に配置され、左右方向に沿って等間隔に取り付けられている。

スピンドル保持部２０は、下方が開口したＵ字状に形成され、左右両側が上下方向に沿うように形成されている。スピンドル保持部２０は、３本のスピンドル用ガイド１２に対して摺動自在に取り付けられている。より具体的には、スピンドル保持部２０は、その右側の部分において、右側および中央のスピンドル用ガイド１２に取り付けられるとともに、前面でスピンドル部２３を保持している。このとき、スピンドル部２３は、正面視において右側および中央のスピンドル用ガイド１２の略中間位置に配置されている。また、スピンドル保持部２０は、右側の部分の上端から左方に向かって延出して、左側の部分の上端に接続している。スピンドル保持部２０の左側の部分は、左側のスピンドル用ガイド１２に取り付けられるとともに、スピンドル移動機構１４のテーブル１４ａに接続されている。これにより、スピンドル保持部２０は、上下方向に沿って駆動される。

支持部１１ｂは、架台移動機構から上方に向かって延び、さらに筐体２の上方において右方に向かって延びて、取付部１１ａの左下の角部に接続している。取付部１１ａは、支持部１１ｂにより支持されることで、ワークテーブル５上に載置されたワークＷの上方において、ワークＷに対して前後左右方向に相対移動可能とされている。

スピンドル部２３は、モータ部２４と、モータ部２４の下端に配置された集塵部３０と、を備えている。モータ部２４は、上下方向に沿って延びる円柱状であり、下端に取り付けられるドリルＤを上下方向に沿う軸周りに回転させる。ドリルＤは、直径が例えば３ｍｍ程度であり、モータ部２４の下端から下方に突出するように取り付けられている。

図３は、集塵部の断面図である。
図３に示すように、集塵部３０は、正面視矩形状の箱状に形成され、ドリルＤを覆うように配置されている。集塵部３０は、上面に形成された開口部３０ａと、右側面に形成された排出口３０ｂと、下面に突設された円筒部３１と、を有する。開口部３０ａは、モータ部２４の下端部が嵌め込まれるように形成され、モータ部２４と開口部３０ａとの間には、パッキン３２が装着されている。集塵部３０は、開口部３０ａの内周面がモータ部２４の外周面に摺動することで、パッキン３２により隙間を塞いだ状態で、モータ部２４に対して上下方向に移動可能とされている。排出口３０ｂには、後述する接続部４３を介してホース４０の吸入口４１が接続される（図２参照）。円筒部３１は、円柱状のモータ部２４と同軸に形成されている。円筒部３１の下面には、スピンドル部２３に取り付けられるドリルＤと同軸のドリル孔３１ａが形成されている。ドリル孔３１ａの内径は、ドリルＤの外径よりやや大きくなっている。

図２に戻り、集塵部３０は、スピンドル保持部２０に固定された一対の付勢部材２６により、モータ部２４に対して下方に付勢された状態で支持されている。ドリルＤは、正面視において集塵部３０の内部に収容されるとともに、集塵部３０がモータ部２４に対して上方に持ち上げられることで、ドリル孔３１ａを挿通して円筒部３１から下方に向かって突き出る。

図４は、接続部の正面図である。
ホース４０は、例えばゴム等の弾性を有する材料により形成されている。ホース４０の先端部４０ａは、接続部４３を介して集塵部３０に接続されている。図４に示すように、接続部４３は、例えば金属材料等により形成されている。接続部４３は、上端と左端とが開口したＬ字状の筒状部材であり、上端がホース４０の吸入口４１に内嵌されるとともに、左端が集塵部３０の排出口３０ｂ（図３参照）に内嵌されている。ここで、接続部４３と排出口３０ｂとの間には、Ｏリング４５（請求項における「緩衝部材」に相当。）が配置されている。

図５は、左側の加工部の側面図である。
図２および図５に示すように、ホース４０は、先端部４０ａから上方に向かって上下方向に沿って配置されている。ホース４０は、吸入口４１よりも基端側の第１固定箇所４０ｂにおいて、スピンドル保持部２０における右上の部分に形成された第１固定部２１に固定されている。さらに、図５に示すように、ホース４０は、第１固定箇所４０ｂよりも基端側の第２固定箇所４０ｃにおいて、取付部１１ａの右上の部分から後方に突設された第２固定部１６に固定されている。ホース４０は、第１固定箇所４０ｂと第２固定箇所４０ｃとの間が側面視において上側に凸となるように滑らかに湾曲している。これにより、スピンドル保持部２０（図２参照）が上下方向に沿って移動した際に生じるホース４０のテンションの変化が吸収される。

ホース４０は、基端部が不図示の送風機に接続されて吸気される。これにより、ホース４０に接続する集塵部３０の内部は負圧となるため、孔開け時に発生する切削屑は、ドリルＤと集塵部３０のドリル孔３１ａとの隙間を通して吸引される（図３参照）。

以下、本実施形態の孔開け装置１の孔開け動作について説明する。なお、以下の説明における各構成部品の符号については、図２および図５を参照されたい。また、以下の説明では、ワークＷとしてプリント基板を例に挙げて説明する。
孔開け装置１がワークＷの孔開け加工を行う際には、まずワークテーブル移動機構および架台移動機構により、ドリルＤをワークＷに対する所定位置の上方に移動させる。この際、不図示のＸ線カメラ等を用いてワークＷの回路の形成パターンを撮像し、孔開け加工を行う位置を精密に測定する。

図６および図７は、孔開け加工時におけるスピンドル部の下部の拡大正面図である。
次に、図６に示すように、スピンドル保持部２０をワークＷに向かって移動させ、集塵部３０の円筒部３１の下面をワークＷの表面に当接させる。この際、スピンドル保持部２０が架台１１に対して下方に向かって移動するため、ホース４０は、第１固定箇所４０ｂと第２固定箇所４０ｃとの間において変形が生じる。ここで、ホース４０は、第１固定箇所４０ｂと第２固定箇所４０ｃとの間が湾曲するように固定されている。このため、ホース４０は、変形によるテンションの変化が第１固定箇所４０ｂと第２固定箇所４０ｃとの間で吸収される。さらに、ホース４０は、先端部４０ａが湾曲部分とは第１固定部２１を挟んだ反対側に位置しているため、湾曲部分において生じるテンションの変化が先端部４０ａに影響することを防止できる。したがって、スピンドル部２３は、ホース４０のテンションの変化による影響を受けることなく、ワークＷに向かって移動することができ、孔開け位置にずれが生じることを防止できる。

次に、図７に示すように、スピンドル保持部２０をワークＷに向かってさらに移動させる。このとき、集塵部３０の円筒部３１の下面はワークＷに当接しているため、集塵部３０がモータ部２４に対して上方へ相対移動しながら、モータ部２４がさらに下降を続ける。これにより、モータ部２４の下端に取り付けられたドリルＤが、集塵部３０のドリル孔３１ａ（図３参照）から下方に突出し、ワークＷに孔を開ける。この際、ホース４０の基端部に接続された不図示の送風機は作動しており、集塵部３０はドリル孔３１ａからエアを吸引している状態にある。このため、孔開け加工により生じる切削屑は、ドリル孔３１ａから吸引され、排出口３０ｂ（図３参照）を通ってホース４０に送られる。

図７に示す状態におけるホース４０は、図２および図６に示す状態と比較して、先端部４０ａと第１固定箇所４０ｂとの間において、上下方向に沿う圧縮方向へのテンションが発生している。ここで、集塵部３０は、上述のようにモータ部２４に対して上下方向のみに移動可能とされている。このため、ホース４０の上下方向のテンションの変化は、集塵部３０を介してドリルＤに作用せず、ドリルＤの前後左右方向における孔開け位置にずれを生じることが抑制される。
また、吸引圧の変動等によりホース４０にテンションが発生し、仮にホース４０の先端部４０ａが前後左右方向に微小変位しても、集塵部３０と接続部４３との間に配置されたＯリング４５（図４参照）が先端部４０ａの微小変位を吸収する。これにより、ホース４０の先端部４０ａに生じるテンションの変化が、ドリルＤに作用することを抑制できる。

このように、本実施形態の孔開け装置１は、孔開け時の切削屑を集塵する吸入口４１を先端部４０ａに有するホース４０を備えている。ホース４０は、吸入口４１よりも基端側において、スピンドル部２３と共に移動する第１固定部２１に固定されている。
この構成によれば、ホース４０は吸入口４１よりも基端側においてスピンドル部２３と共に移動する第１固定部２１に固定されるため、ドリルＤとホース４０の先端部４０ａとの相対移動が抑制される。これにより、スピンドル部２３の移動時におけるホース４０のテンションの変化を第１固定部２１にて吸収できるので、ホース４０のテンションの変化が吸入口４１に対して作用することを防止できる。したがって、切削屑を効率的に集塵しつつ、優れた精度で加工が可能な孔開け装置が得られる。

また、ホース４０は、第１固定箇所４０ｂよりも基端側において、架台１１に固定された第２固定部１６に固定されているとともに、第１固定箇所４０ｂと第２固定箇所４０ｃとの間で湾曲している。
この構成によれば、ホース４０は、第１固定箇所４０ｂよりも基端側において、湾曲した状態で第２固定部１６により架台１１に対して固定されているため、スピンドル部２３が架台１１に対して移動する際に生じるホース４０のテンションの変化を湾曲部分において吸収することができる。したがって、ホース４０のテンションの変化が第１固定部２１を介してスピンドル部２３に対して作用することを防止できる。

また、吸入口４１は、接続部４３を介してスピンドル部２３（集塵部３０）に接続され、接続部４３とスピンドル部２３との間には、Ｏリング４５が配置されている。
この構成によれば、ホース４０の吸入口４１は、スピンドル部２３に対してＯリング４５を挟んで接続されているため、吸引圧の変動等によりホース４０の先端近傍においてテンションが発生しても、そのテンションの変化をＯリング４５において吸収することができる。したがって、ホース４０のテンションの変化がスピンドル部２３に対して作用することを防止できる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、接続部４３と集塵部３０との間には緩衝部材としてＯリング４５が配置されているが、これに限定されない。例えば、緩衝部材はベローズ形の配管であってもよいし、接続部４３自体がベローズ形の配管であってもよい。この場合、ベローズ形の配管は、ホース４０よりも高い伸縮性を有することが望ましい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１…孔開け装置 １１…架台（本体部） １６…第２固定部 ２０…スピンドル保持部 ２１…第１固定部 ２３…スピンドル部 ４０…ホース ４０ａ…先端部 ４１…吸入口 ４３…接続部 ４５…Ｏリング（緩衝部材） Ｄ…ドリル Ｗ…ワーク

Claims (2)

1. ドリルが取り付けられるスピンドル部を前記ドリルの軸方向に沿って移動させることで、ワークに孔を開ける孔開け装置であって、
   孔開け時の切削屑を集塵する吸入口を先端部に有するホースと、
   前記スピンドル部を前記ドリルの軸方向に沿って移動可能に支持する本体部と、
   を備え、
   前記ホースは、前記吸入口よりも基端側において、前記スピンドル部と共に移動する第１固定部に固定され、かつ前記第１固定部による固定箇所よりも前記基端側において、前記本体部に固定された第２固定部に固定されているとともに、
   前記ホースは、前記第１固定部と前記第２固定部との間で湾曲している、
   ことを特徴とする孔開け装置。
2. 前記吸入口は、接続部を介して前記スピンドル部に接続され、
   前記接続部と前記スピンドル部との間には、緩衝部材が配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の孔開け装置。

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