JPH07204913A

JPH07204913A - 穴加工装置

Info

Publication number: JPH07204913A
Application number: JP255094A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Fujiwara; 茂喜藤原; Hideki Yamashita; 秀樹山下; Shinji Tsutsui; 慎治筒井; Teruo Nakagawa; 照雄中川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-01-14
Filing date: 1994-01-14
Publication date: 1995-08-08

Abstract

(57)【要約】【目的】ドリルに不均等な力をかけることなく、十分
な流量を得て切粉の排出やドリルの冷却が十分行われ、
穴品質の向上が図れるようにする。【構成】スピンドル２をプレッシャフット３に対して
上下動且つ回転させてスピンドル２の先端のドリル５で
加工物６に対して穴加工する。これにおいて、プレッシ
ャフット３の内部の空間部に空気のような流体を供給す
る供給口７と、この空間部から外方へ流体を放出する複
数の吸引口４とを設置する。複数の吸引口４を周方向に
略均等間隔に配置する。これにより穴明け加工時ドリル
５に気流による外力が外周方向に均等に働くようにし、
なお且つこのとき気流が渦流になるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板等の加工
物に穴明け加工をする穴加工装置に関し、詳しくは穴明
け加工時の切粉の除去、ドリルの冷却、加工した穴品質
の向上を図る装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来例の穴加工装置の一例を示す
ものである。軸受１にスピンドル２を軸支してあり、軸
受１の下方にプレッシャフット３を軸方向に摺動可能に
配置してある。このプレッシャフット３の側面には穴明
け加工時にプレッシャフット３の切粉及び空気を排出す
るために吸引口４を設けてあり、プレッシャフット３の
下部にはプレッシャフット３内に空気を供給するための
溝ａを設けてある。しかしてプレッシャフット３をプリ
ント基板のような加工物６に当接し、スピンドル２を回
転駆動してスピンドル２と一緒にドリル５を下降させる
と、ドリル５にて加工物６に穴が穿孔される。このとき
吸引口４から真空吸引され、溝ａから空気が吸入されて
吸引口４から空気と一緒に切粉が排出され、またドリル
５が空気にて冷却される。

【０００３】また他の従来例として特開昭６３−３００
８０７号公報に開示される穴加工装置がある。これも上
記従来例と基本的に同じであるが、上記従来のものを次
のように改善したものである。図７に示すようにパイプ
ｂで環状の溝ｃと空気の供給源とを結び、複数の吹き出
し口ｄからプレッシャフット３内に圧縮空気を供給する
ようにし、さらに図８に示すように噴き出し口ｄをドリ
ル５の接線方向に向くように形成することで、空気の流
量を増やし、さらに渦流を発生させて切粉の排出及びド
リル５の冷却効果を向上させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
の前者にあっては、プレッシャフット３の溝ａが小さい
ために穴明け時に十分な気流が得られず、切粉の除去及
びドリル５の冷却を十分に行うことができないという問
題があった。また上記従来例の後者にあっては、プレッ
シャフット３の空間部への空気の流入部付近では渦が発
生しても、空間内全域での渦の発生は困難である。この
ため切粉の除去やドリル５の冷却が十分でないという問
題がある。また上記従来例のように吸引口４が一箇所で
あれば、ドリル５を保持するスピンドル２を磁気浮上制
御させた穴加工装置においては、プレッシャフット３の
内部の気流が片方へ流れ、ドリル５を保持しているスピ
ンドル３を含む磁気浮上制御部に一方向に外力が働く。
このことにより、穴明け加工中にドリルが内壁に押し付
けられることとなり、この結果穴形状が楕円になること
がある。或いは、小径ドリル５または磁気浮上を利用し
た穴加工装置などにおいて、加工直前にドリル５先端が
前記の力により偏差して、穴位置精度が悪くなってしま
うという問題が起こる。この問題を解決するために簡単
な方法としては、プレッシャフット３内部の流量を減ら
し、前記力の絶対値を小さくすることが考えられるが、
この方法では流量を減少させたことにより、切粉の排
出、ドリル５の冷却などが十分に行われなくなり、穴品
質が悪くなるという問題がある。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、本発明の目的とするところはドリルに不均等
な力をかけることなく、十分な流量を得て切粉の排出や
ドリルの冷却が十分行われ、穴品質の向上が図れる穴加
工装置を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明穴加工装置は、スピンドル２をプレッシャフット
３に対して上下動且つ回転させてスピンドル２の先端の
ドリル５で加工物６に対して穴明け加工する穴加工装置
において、プレッシャフット３の内部の空間部に空気の
ような流体を供給する供給口７と、この空間部から外方
へ流体を放出する複数の吸引口４とを設置し、複数の吸
引口４を周方向に略均等間隔に配置して成ることを特徴
とする。

【０００７】またスピンドル２を磁気制御手段によって
プレッシャフット３に対して制御可能にしたことを特徴
とすることも好ましく、また吸引口４をドリル５の外周
の接線方向に配置したことを特徴とすることも好まし
く、さらに集塵の際に空気のような流体の気流がドリル
５外周方向に向き易くするための誘導フィン８をプレッ
シャフット３に設けて成ることを特徴とすることも好ま
しい。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、複数の吸引口４を周方向に
略均等間隔に配置したことにより、穴明け加工時にドリ
ル５に気流による外力が外周方向に均等に働き、気流に
よりドリル５に働く力のバランスを保つことができ、ま
たプレッシャフット３内の空間の全域で気流が渦流にな
り、切粉の排出やドリル５の冷却を向上でき、穴品質の
向上を図ることができる。

【０００９】

【実施例】先ず本発明の第１実施例を図１により説明す
る。１は軸受であり、内部にスピンドル２を回転可能に
軸受支持している。このスピンドル２の下端にはチャッ
ク８が取り付けられており、チャック８にドリル５を着
脱自在に保持している。プレッシャフット３は内部に空
間部を有するものであって、軸受１に対して上下に摺動
自在に装着されている。このプレッシャフット３の側面
にはプレッシャフット３内の空間部の空気と切粉を排出
するための吸引口４がドリル５に対して対称になるよう
に２つ形成され、各吸引口４が集塵装置（図示せず）に
ホース９にて接続されている。またプレッシャフット３
の下部の先端には空気を供給するために溝よりなる供給
口７が周方向に等間隔に形成されている。しかしてプリ
ント基板のような加工物６にプレッシャフット３の下端
を当接し、スピンドル２を回転駆動すると共にスピンド
ル２を上下してドリル５にて加工物６に穴が穿孔され
る。このとき２つの吸引口４から流量が均等になるよう
に吸引することで、供給口７から空気がプレッシャフッ
ト３内に吸入され、プレッシャフット３で渦流を発生
し、吸引口４から空気や切粉が排出されて図１の矢印の
ような気流が発生する。このとき発生する気流は略対称
になるため気流によってドリル５に働く力の不均等を軽
減することができる。またドリル５を中心にプレッシャ
フット３内の全域に渦流が発生しやすくなるために切粉
の排出やドリル５の冷却を向上できる。上記実施例では
２個の吸引口４を対称に設けたが、２個以上の吸引口４
を周方向に均等間隔に設けてもよい。

【００１０】次に本発明の第２実施例を図２、図３によ
り説明する。これは磁気浮上制御方式の穴加工装置であ
る。図２において、１０はハウジングであり、内部に電
磁石１１を有し、この電磁石１１にてスピンドルモータ
１４が浮上している。図３に示すようにハウジング１０
の中にはドリル５を回転させる回転装置としてのスピン
ドルモータ１４などが収納されている。スピンドルモー
タ１４にはスピンドル２を内装してあり、スピンドルモ
ータ１４の下端から突出するスピンドル２の下端にチャ
ック８を介してドリル５を取り付けてある。ここにおい
て、ハウジング１０が移動する方向（スピンドル２の軸
方向に一致する）をＺ軸方向とし、このＺ軸方向に直交
する一つの面をＸＹ平面として直交座標系を定める。ス
ピンドルモータ１４の外周面にはスピンドル２の軸方向
に直交する円板状の支持板１２がモータホルダー１３を
介して固着されている。支持板１２の厚み方向の両側に
は、Ｚ軸方向の一直線上に配列されて対になっている電
磁石１１Ａ，１１Ｄ、電磁石１１Ｂ，１１Ｅ、電磁石１
１Ｃ，１１Ｆの組がスピンドルモータ１４の周方向に離
間して３組設けられている。各電磁石１１Ａ，１１Ｄ、
電磁石１１Ｂ，１１Ｅ、電磁石１１Ｃ，１１Ｆは、支持
板１２に対してＺ軸方向の吸引力を作用させるものであ
り、対になる電磁石１１Ａ，１１Ｄ、電磁石１１Ｂ，１
１Ｅ、電磁石１１Ｃ，１１Ｆの間の拮抗作用によって、
支持板１２を所定の位置に保持するようになっている。
すなわち、電磁石１１Ａ，１１Ｄ、電磁石１１Ｂ，１１
Ｅ、電磁石１１Ｃ，１１Ｆの吸引力を調整すれば、支持
板１２のＺ軸方向の位置及びＺ軸に対する傾き（すなわ
ちＸ軸及びＹ軸回りでの回転量）を調節することができ
るのである。またスピンドルモータ１４は摩擦力を殆ど
受けることなく移動できるようになっている。またリニ
ア直流アクチュエータ１５Ａ，１５Ｂ・・・は可動コイ
ル１６、取り付け片１７及びヨーク１８にて形成されて
おり、支持板１２の厚み方向の一面の周方向に離間した
３箇所にはリニア直流アクチュエータ１５Ａ，１５Ｂ・
・・の可動コイル１６が取り付け片１７を介して結合さ
れている。各リニア直流アクチュエータ１５Ａ，１５Ｂ
・・・は、いわゆるボイスコイルモータと称するもので
あって、可動コイル１６に通電すれば通電電流に比例し
たローレンツ力が生じて可動コイル１６は電流の向きに
応じた方向に移動するようになっている。このとき可動
コイル１６はスピンドルモータ１４のスピンドル２の径
方向についてもヨーク１８に対して移動できるようにな
っており、従って、各リニア直流アクチュエータ１５
Ａ，１５Ｂ・・・の可動コイル１６への通電電流を制御
することによって、スピンドルモータ１４の位置をスピ
ンドル２と直交する面内で調整できることになる。すな
わち、リニア直流アクチュエータ１５Ａ，１５Ｂ・・・
によってスピンドルモータ１４のＸ方向及びＹ方向への
平行移動とＺ軸回りの回転移動を行うことができるよう
になっている。またスピンドルモータ１４のＸＹ平面に
平行な面内での変位量は、支持板１２に各リニア直流ア
クチュエータ１５Ａ，１５Ｂ・・・と対応する位置で固
着した検出片１９Ａ，１９Ｂ・・・との相対距離を検出
する変位センサー２０Ａ，２０Ｂ・・・によって検出さ
れるようになっいる。すなわち、変位センサー２０Ａ，
２０Ｂ・・・は検出片１９Ａ，１９Ｂ・・・に対して変
位センサー２０Ａ，２０Ｂ・・・から高周波電界を作用
させることにより渦電流損の大きさに基づいて距離を検
出するものなどを用いることができる。一方スピンドル
モータ１４のＺ軸方向の変位量は、支持板１２の周方向
の３箇所との相対距離をそれぞれ検出する変位センサー
２０Ｄ，２０Ｅ・・・によって検出されるようになって
いる。上記電磁石１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１
１Ｅ，１１Ｆ、リニア直流アクチュエータ１５Ａ，１５
Ｂ・・・のヨーク１８、変位センサー２０Ａ，２０Ｂ・
・・，２０Ｄ，２０Ｅ・・・はハウジング１０に対して
固定されている。上記ように磁気浮上を用いた穴加工装
置は形成され、第１実施例と同様の構造のプレッシャー
フット３がハウジング１０の下に取り付けられている。
この装置で穴明け加工を行ったとき、加工物６とプレッ
シャーフット３の先端との距離が変化して、プレッシャ
ーフット３内の気圧が変化してもドリル５付近では集塵
による吸引のバランスが保たれるために磁気浮上で外力
の影響を受けやすいドリルの偏差を最小限に抑えること
ができる。

【００１１】次に図４に示す第３実施例について説明す
る。本実施例の場合、プレッシャーフット３の側面にド
リル５の外周の接線方向に空気を排気する吸引口４が対
称な位置に２つ形成されている。このような構成で吸引
口４から吸引して排気を行うと、矢印のようなドリル５
を中心とする渦状の気流が発生し、切粉の排出をスムー
ズに行うことができると共にドリル５の円滑な冷却がで
きる。このときドリル５を中心にして気流が対称となる
ためにドリル５に気流により働く力が均等になる。本実
施例の場合も、２個以上の複数の吸引口４をドリル５の
接線方向に設けてもよい。

【００１２】次に図５に示す第４実施例について説明す
る。本実施例の場合、プレッシャーフット３内に複数枚
の誘導フィン８を等間隔且つドリル５を中心に放射状に
形成してある。このような構成を採用することにより、
プレッシャーフット３内の気流をより均等にできると共
により渦流に近づけることができる。この結果、切粉の
排出性やドリルの冷却性を向上できて穴品質をより向上
させることができる。

【００１３】

【発明の効果】本発明は叙述のように複数の吸引口を周
方向に略均等間隔に配置しているので、穴明け加工時に
ドリルに気流による外力が外周方向に均等に働き、気流
によりドリルに働く力のバランスを保つことができるも
のであり、またプレッシャフット内の空間の全域で気流
が渦流になり、切粉の排出やドリルの冷却を向上できる
ものであって、穴品質の向上を図ることができるもので
ある。

【００１４】また本発明の請求項２記載の発明にあって
は、スピンドルを磁気制御手段によってプレッシャフッ
トに対して制御可能にしたので、穴明け位置の精度よい
制御ができるものであり、このときドリルに働く力のバ
ランスをとることができるので弊害を生じないものであ
る。また本発明の請求項３記載の発明にあっては、吸引
口をドリルの外周の接線方向に配置したので、プレッシ
ャーフット内で確実に渦流を発生できて、切粉の排出性
能やドリルの冷却性能をより向上できるものである。

【００１５】また本発明の請求項４記載の発明にあって
は、集塵の際に空気のような流体の気流がドリル外周方
向に向き易くするための誘導フィンをプレッシャフット
に設けているので、誘導フィンにてプレッシャーフット
内で確実に渦流を発生できて、切粉の排出性能や冷却性
能をより一層向上できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す正面断面図である。

【図２】同上の第２実施例を示す正面断面図である。

【図３】同上の第２実施例の要部を示す一部切欠斜視図
である。

【図４】同上の第３実施例を示す平面断面図である。

【図５】同上の第４実施例を示し、（ａ）は一部切欠斜
視図、（ｂ）は平面断面図である。

【図６】一従来例を示す正面断面図である。

【図７】他の従来例を示す正面断面図である。

【図８】他の従来例の要部の平面断面図である。

【符号の説明】

２スピンドル３プレッシャーフット４吸引口５ドリル６加工物７供給口８誘導フィン

【手続補正書】

【提出日】平成６年６月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】穴加工装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００４】

【０００６】

【０００８】

【０００９】

【００１０】次に本発明の第２実施例を図２、図３によ
り説明する。これは磁気浮上制御方式の穴加工装置であ
る。図２において、１０はハウジングであり、内部に電
磁石１１を有し、この電磁石１１にてスピンドルモータ
１４が浮上している。図３に示すようにハウジング１０
の中にはドリル５を回転させる回転装置としてのスピン
ドルモータ１４などが収納されている。スピンドルモー
タ１４にはスピンドル２を内装してあり、スピンドルモ
ータ１４の下端から突出するスピンドル２の下端にチャ
ック８を介してドリル５を取り付けてある。ここにおい
て、ハウジング１０が移動する方向（スピンドル２の軸
方向に一致する）をＺ軸方向とし、このＺ軸方向に直交
する一つの面をＸＹ平面として直交座標系を定める。

【００１１】スピンドルモータ１４の外周面にはスピン
ドル２の軸方向に直交する円板状の支持板１２がモータ
ホルダー１３を介して固着されている。支持板１２の厚
み方向の両側には、Ｚ軸方向の一直線上に配列されて対
になっている電磁石１１Ａ，１１Ｄ、電磁石１１Ｂ，１
１Ｅ、電磁石１１Ｃ，１１Ｆの組がスピンドルモータ１
４の周方向に離間して３組設けられている。各電磁石１
１Ａ，１１Ｄ、電磁石１１Ｂ，１１Ｅ、電磁石１１Ｃ，
１１Ｆは、支持板１２に対してＺ軸方向の吸引力を作用
させるものであり、対になる電磁石１１Ａ，１１Ｄ、電
磁石１１Ｂ，１１Ｅ、電磁石１１Ｃ，１１Ｆの間の拮抗
作用によって、支持板１２を所定の位置に保持するよう
になっている。すなわち、電磁石１１Ａ，１１Ｄ、電磁
石１１Ｂ，１１Ｅ、電磁石１１Ｃ，１１Ｆの吸引力を調
整すれば、支持板１２のＺ軸方向の位置及びＺ軸に対す
る傾き（すなわちＸ軸及びＹ軸回りでの回転量）を調節
することができるのである。またスピンドルモータ１４
は摩擦力を殆ど受けることなく移動できるようになって
いる。

【００１２】またリニア直流アクチュエータ１５Ａ，１
５Ｂ，１５Ｃは可動コイル１６、取り付け片１７及びヨ
ーク１８にて形成されており、支持板１２の厚み方向の
一面の周方向に離間した３箇所にはリニア直流アクチュ
エータ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの可動コイル１６が取り
付け片１７を介して結合されている。各リニア直流アク
チュエータ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、いわゆるボイス
コイルモータと称するものであって、可動コイル１６に
通電すれば通電電流に比例したローレンツ力が生じて可
動コイル１６は電流の向きに応じた方向に移動するよう
になっている。このとき可動コイル１６はスピンドルモ
ータ１４のスピンドル２の径方向についてもヨーク１８
に対して移動できるようになっており、従って、各リニ
ア直流アクチュエータ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの可動コ
イル１６への通電電流を制御することによって、スピン
ドルモータ１４の位置をスピンドル２と直交する面内で
調整できることになる。すなわち、リニア直流アクチュ
エータ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃによってスピンドルモー
タ１４のＸ方向及びＹ方向への平行移動とＺ軸回りの回
転移動を行うことができるようになっている。

【００１３】またスピンドルモータ１４のＸＹ平面に平
行な面内での変位量は、支持板１２に各リニア直流アク
チュエータ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃと対応する位置で固
着した検出片１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃとの相対距離を検
出する変位センサー２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃによって検
出されるようになっいる。すなわち、変位センサー２０
Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは検出片１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃに
対して変位センサー２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃから高周波
電界を作用させることにより渦電流損の大きさに基づい
て距離を検出するものなどを用いることができる。一方
スピンドルモータ１４のＺ軸方向の変位量は、支持板１
２の周方向の３箇所との相対距離をそれぞれ検出する変
位センサー２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆによって検出される
ようになっている。上記電磁石１１Ａ，１１Ｂ，１１
Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ、リニア直流アクチュエー
タ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃのヨーク１８、変位センサー
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆはハ
ウジング１０に対して固定されている。

【００１４】上記ように磁気浮上を用いた穴加工装置は
形成され、第１実施例と同様の構造のプレッシャーフッ
ト３がハウジング１０の下に取り付けられている。この
装置で穴明け加工を行ったとき、加工物６とプレッシャ
ーフット３の先端との距離が変化して、プレッシャーフ
ット３内の気圧が変化してもドリル５付近では集塵によ
る吸引のバランスが保たれるために磁気浮上で外力の影
響を受けやすいドリルの偏差を最小限に抑えることがで
きる。

【００１５】次に図４に示す第３実施例について説明す
る。本実施例の場合、プレッシャーフット３の側面にド
リル５の外周の接線方向に空気を排気する吸引口４が対
称な位置に２つ形成されている。このような構成で吸引
口４から吸引して排気を行うと、矢印のようなドリル５
を中心とする渦状の気流が発生し、切粉の排出をスムー
ズに行うことができると共にドリル５の円滑な冷却がで
きる。このときドリル５を中心にして気流が対称となる
ためにドリル５に気流により働く力が均等になる。本実
施例の場合も、２個以上の複数の吸引口４をドリル５の
接線方向に設けてもよい。

【００１６】次に図５に示す第４実施例について説明す
る。本実施例の場合、プレッシャーフット３内に複数枚
の誘導フィン８を等間隔且つドリル５を中心に放射状に
形成してある。このような構成を採用することにより、
プレッシャーフット３内の気流をより均等にできると共
により渦流に近づけることができる。この結果、切粉の
排出性やドリルの冷却性を向上できて穴品質をより向上
させることができる。

【００１７】

【００１８】また本発明の請求項２記載の発明にあって
は、スピンドルを磁気制御手段によってプレッシャフッ
トに対して制御可能にしたので、穴明け位置の精度よい
制御ができるものであり、このときドリルに働く力のバ
ランスをとることができるので弊害を生じないものであ
る。また本発明の請求項３記載の発明にあっては、吸引
口をドリルの外周の接線方向に配置したので、プレッシ
ャーフット内で確実に渦流を発生できて、切粉の排出性
能やドリルの冷却性能をより向上できるものである。

【００１９】また本発明の請求項４記載の発明にあって
は、集塵の際に空気のような流体の気流がドリル外周方
向に向き易くするための誘導フィンをプレッシャフット
に設けているので、誘導フィンにてプレッシャーフット
内で確実に渦流を発生できて、切粉の排出性能や冷却性
能をより一層向上できるものである。