JPH10337697A - プリント基板穴明機 - Google Patents

プリント基板穴明機

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JPH10337697A
JPH10337697A JP14565397A JP14565397A JPH10337697A JP H10337697 A JPH10337697 A JP H10337697A JP 14565397 A JP14565397 A JP 14565397A JP 14565397 A JP14565397 A JP 14565397A JP H10337697 A JPH10337697 A JP H10337697A
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JP
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projection
pressing
drill
hole
pressure
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JP14565397A
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Koji Yamaura
浩二 山浦
Akira Irie
明 入江
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Hitachi Seiko Ltd
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0044Mechanical working of the substrate, e.g. drilling or punching

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  • Drilling And Boring (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドリルの折損を防止して、高精度・高能率の
加工ができるプリント基板穴明機を提供する。 【解決手段】 予め減圧弁23,33により圧縮空気の
圧力を2通り設定しておく。そして、ドリル16の直径
に応じて選択された突起Tの先端面積に応じて電磁弁3
0を切り換え、突起Tに応じた圧力の圧縮空気をシリン
ダ13に供給する。この結果、突起T先端の実面積が小
さい場合であっても、上板12aには突起Tによる圧痕
が発生しない。したがって、加工した穴の近辺に他の穴
を加工しても、すでに加工した穴の影響を受けず、ドリ
ル16の折損は発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工時に加工する
穴の周囲を押える基板押え装置を備えたプリント基板穴
明機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プリント基板穴明機はプリント基板に電
子部品を固定するための穴あるいは基板の表裏各面に配
置された導体部を接続するためのスルーホールを加工す
る装置である。このようなプリント基板穴明機を図3〜
5により説明する。図3は従来のプリント基板穴明機の
全体構成図、図4はプリント基板押え装置の断面図、図
5はプリント基板押え装置の平面図である。
【0003】図3において、ベッド1には、テーブル2
が図示しないガイドを介して矢印X方向に移動可能に支
持され、図示しないねじ送り手段によって駆動される。
コラム3は、テーブル2の移動経路を跨ぐように、ベッ
ド1に固定されている。ガイド4は、コラム3の正面に
所定の間隔で固定されている。クロススライド5は、ガ
イド4に矢印Y方向に移動可能に支持され、モータ6を
駆動源とするねじ送り手段によって駆動される。ガイド
7は、クロススライド5の正面に所定の間隔で固定され
ている。プレート8は、ガイド7に矢印Z方向に移動可
能に支持され、モータ9を駆動源とするねじ送り手段に
よって駆動される。サドル10は、プレート8に所定の
間隔で固定されている。スピンドルユニット11は、サ
ドル10に支持されている。このスピンドルユニット1
1には、一端にコレットチャックを備えたスピンドルが
回転自在に支持されている。基板12は、テーブル2上
に載置、固定されている。
【0004】図4、5において、1対のシリンダ13
は、サドル10の下端部に固定されている。プレッシャ
フット14は、スピンドルユニット11の下端部に摺動
可能に嵌合し、シリンダ13に支持されている。このプ
レッシャフット14には、前記スピンドルと同軸でかつ
前記スピンドルが嵌入可能な貫通穴14Aと、この貫通
穴14Aの開口部を含む傾斜面14Cと、この傾斜面1
4Cに垂直(前記スピンドルに対する傾斜角度θ)な軸
14Bが形成されている。
【0005】押えピース15は、ベアリング17を介し
て前記軸14Bに回転可能に支持されている。この押え
ピース15の下面は、円錐面状に形成され、かつ、前記
スピンドルの下に位置したとき、スピンドルの軸心に対
し直角な平面を形成する外径が12mm程度の突起Tが
所定の間隔で形成されている。突起Tには突起Tを貫通
する穴Hi(iは1〜4)が明けられている。なお、穴
H1は前記スピンドルに対するドリル16の交換を可能
にするための穴であり、穴H2〜H4はドリル16の先
端を貫通させるための穴である。なお、穴Hiの直径は
H1>H2>H3>H4である。押えピース15の外周
部には、歯車15Eが形成されている。回転検出器18
Aを備えたモータ18は、ブラケット19を介してプレ
ッシャフット14の側面に固定されており、NC装置2
0により回転を制御される。歯車21は、前記押えピー
ス15の歯車15Eと噛み合うようにモータ18の回転
軸に固定されている。
【0006】電磁弁22は、NC装置20によりオン・
オフされ、減圧弁23により圧力を調整されたエアコン
プレッサ24の圧縮空気をシリンダ13に供給する。
【0007】なお、基板12は最上段に配置される板厚
が0.1mm程度のアルミニウム製の上板12aと複数
枚のプリント基板12bと板厚が数mmの合成樹脂製の
下板12cが図示しないピン等により一体にまとめられ
ている。
【0008】次に、従来のプリント基板穴明機の動作を
説明する。先ず、モータ18を作動させることにより押
えピース15を回転させ、穴H1を貫通穴14Aと同軸
に位置決めする。次に電磁弁22をオンしてプレッシャ
フット14を上昇させる。この状態でドリル16を交換
し、ドリル16の交換が終了したら、電磁弁22をオフ
する。そして、モータ18を作動させ、穴Hiの中で直
径がドリル16の直径dよりも大きくかつ直径dに最も
近い穴Hiを、貫通穴14Aと同軸に位置決めする。
【0009】そして、ドリル16を回転させるととも
に、テーブル2をX方向に、クロススライド5をY方向
に移動させ、基板12とドリル16の位置決めを行なっ
た後、モータ9を作動させ、プレート8を下降させる。
すると、サドル10が下降し、先ず押えピース15が基
板12に接触する。
【0010】さらに、サドル10が下降すると、押えピ
ース15が基板12により移動を阻止され、プレッシャ
フット14も移動を阻止されるため、相対的にシリンダ
13のピストンが押し上げられる。この結果、押えピー
ス15は、シリンダ13に供給されている圧縮空気によ
る押え力で基板12を押える。この状態で、プレート8
を所定距離移動させて、基板12に穴明けを行なう。
【0011】なお、基板12の表面には凸凹があり、平
坦ではない。このため、図6に示すように、突起Tの外
径が凹部25よりも大きい場合、突起Tの先端と基板1
2との間に隙間があく。このような状態で加工をする
と、ドリル16近傍の基板12を押えることができずド
リルが折れたり、いわゆる返り(プリント基板12bの
表面の穴の周囲に発生するバリ状の突起で、ドリル16
がプリント基板12bから抜け出すときに発生する。)
が発生する。そこで、直径が0.5mmよりも細いドリ
ル用の穴Hiが設けられている突起Tは外径を3〜4m
m程度に形成されることもある。
【0012】そして、0.1mmから6.3mmの多種
のドリル16の直径dに適する大きさの穴Hiを選択す
ることにより、穴明け加工時の基板12の浮き上がりに
よる加工精度の低下あるいは返りを防止でき、高精度か
つ高能率の加工を行なうことができた。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかし、穴明け加工時
の基板12の浮き上がりを防止することにより加工精度
の低下あるいは返りを防止できたにもかかわらず、0.
5mm以下のドリル16の折損頻度を低減することがで
きなかった。
【0014】そこで、ドリル16が折れた状況を分析し
た結果、その原因が以下によるものであることを突き止
めた。すなわち、加工時、突起Tが加圧することにより
基板12は変形する。シリンダ13の加圧力は一定であ
るから、突起T先端の面積が小さいと基板12に付加さ
れる単位面積当たりの加圧力が大きくなり、変形量は突
起T先端の面積が大きい場合に比べて大きくなる。すな
わち、例えば外径×内径が3×0.3mmの突起Tの単
位面積当たりの加圧力は12×8mmの突起Tの約9倍
になる。このため、上板12aの材質がアルミニウムの
ように硬度が低く変形しやすいものでは塑性変形が発生
してしまい、表面に圧痕が生じる。この圧痕の表面から
の深さは僅かなものである。しかし、直径が0.5mm
以下のドリル16により圧痕の外縁付近を中心とする穴
を加工する場合、ドリル16の先端が圧痕の外縁に触れ
て滑り、曲げが発生して折れたり、あるいは径方向の切
削抵抗が不均一であることにより折れる頻度が高くなる
ことが分かった。
【0015】本発明の目的は、上記した課題を解決し、
ドリル16の折損を防止でき、高精度・高能率の加工が
できるプリント基板穴明機を提供するにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、本発明は、内径の異なる複数の突起(T)を設け
た押え部(15)とこの押え部を加圧する加圧手段(1
3)とからなる基板押え装置がスピンドルの先端部に配
置され、使用するドリル径に合わせて前記突起を選択す
るプリント基板穴明機において、前記突起の先端面積
(S)に応じて加圧手段(13)の加圧力を変更する手
段(30,23,33)を設けたことを特徴とする。
【0017】[作用]以上構成に基づき、使用するドリ
ル径に合せて突起(T)が選択されると、該突起(T)
の先端面積(S)が所定値(例えば20mm2 )以下か
否か判断される。該選択された突起(T)の先端面積が
所定値よりも大きい場合、前記加圧手段(13)に比較
的高い加圧力を作用し、該大きな面積に対応した比較的
大きな押え力で、突起(T)が基板(12)に押し付け
る。
【0018】一方、上記選択された突起(T)の先端面
積が所定値よりも小さい場合、変更する手段(30,3
3)により加圧手段(13)に作用する加圧力が低くな
るように変更する。この状態では、加圧手段(13)
は、比較的小さな面積に対応した低い加圧力を突起
(T)に作用し、該突起(T)は、上板(12a)に圧
痕が生じないような小さな押え力にて基板(12)を押
し付ける。
【0019】なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照
するためのものであるが、本発明の構成を何等限定する
ものではない。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を説
明する。図1は本発明によるプリント基板穴明機の配管
系統図、図2は動作を示すフローチャートであり、図3
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
ある。
【0021】図で、30は電磁弁で、接続口Aはエアコ
ンプレッサ24に、接続口Rは一方の減圧弁23の入口
側に、接続口Pは他方の減圧弁33の入口側に接続され
ている。両減圧弁23、33の出口側は電磁弁22の入
口側に接続されている。なお、他方の減圧弁33の出口
側圧力は、一方の減圧弁23の出口側圧力の1/2〜1
/3に調整されている。
【0022】また、NC装置20には予め突起Tに設け
られた穴Hiの径と突起T先端の実面積S、すなわち中
心に設けられた穴Hiの面積を除いた面積が20mm2
以下の場合には電磁弁30をオンするようにプログラム
されている。
【0023】以下、本実施の形態の動作を説明する。
【0024】先ず、モータ18を作動させることにより
押えピース15を回転させ、穴H1を貫通穴14Aと同
軸に位置決めする(手順S100)。次に電磁弁22を
オンしてプレッシャフット14を上昇させる(手順S1
10)。この状態でドリル16を交換し(手順S12
0)、ドリル16の交換が終了したら、電磁弁22をオ
フする(手順S130)。そして、モータ18を作動さ
せ、穴Hiの中で直径がドリル16の直径dよりも大き
くかつ直径dに最も近い穴Hiを、貫通穴14Aと同軸
に位置決めする(手順S140)。この際、モータ18
に備えられた回転検出器18により、押えピース15の
回転位置、即ちどの穴Hiが選択されたかが検出され
る。そして、選択された各穴Hiにより予め突起T先端
の実面積Sが設定されており、該実面積Sが20mm2
以下か否かが確認される(手順S150)。実面積Sが
20mm2 を超えている場合には、電磁弁30をオフ状
態のままに保持して、エアコンプレッサ24からの圧縮
空気を接続口Rから一方の減圧弁23に供給し、比較的
高い空気圧をシリンダ13に送出し、従来のものと同様
な比較的強い加圧力を押えピース15に作用し、比較的
大きな面積からなる突起Tにより基板12を押え付け
る。
【0025】一方、選択された突起T先端の実面積Sが
20mm2 以下の場合、前記回転検出器18aからの信
号に基づくNC装置20の判断により電磁弁30をオン
する(手順S160)。この状態では、エアコンプレッ
サ24からの圧縮空気が接続口Rを介して他の減圧弁3
3に送られ、該減圧弁33にて比較的低い圧力に調圧さ
れる。該低圧が電磁弁22を介してシリンダ13に供給
され、これにより、押えピース15は、基板12を押え
る突起Tの小さな実面積に合せて比較的低い加圧力が作
用し、該突起Tの押圧により上板12aに圧痕が生じな
いように基板12を押える。
【0026】以下、上記従来と同様に、ドリル16を回
転させるとともに、テーブル2をX方向に、クロススラ
イド5をY方向に移動させ、基板12に穴明け加工を行
う。
【0027】上記したように、突起T先端の実面積Sが
20mm2 以下の場合、シリンダ13には減圧弁33に
より減圧された圧縮空気が供給されるから、上板12a
に圧痕が発生しない。
【0028】なお、配管系統は2系統に限ることなく、
突起Tの数に合わせて適宜増加しても良い。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内径の異なる複数の突起を設けた押え部とこの押え部を
加圧する加圧手段とからなる基板押え装置がスピンドル
の先端部に配置され、使用するドリル径に合わせて前記
突起を選択するプリント基板穴明機において、前記突起
の先端面積に応じて加圧手段の加圧力を変更するように
したから、ドリル折損を防止でき、高精度・高能率の加
工ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるプリント基板穴明機の配管系統
図。
【図2】動作を示すフローチャート。
【図3】従来のプリント基板穴明機の外観図。
【図4】プリント基板押え装置の断面図。
【図5】図4の平面図。
【図6】押え状態を説明するための図。
【符号の説明】
12 基板 12a 上板 13 加圧手段(シリンダ) 16 ドリル 23,33 減圧弁 30 変更する手段(電磁弁) T 突起

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内径の異なる複数の突起を設けた押え部
    とこの押え部を加圧する加圧手段とからなる基板押え装
    置がスピンドルの先端部に配置され、使用するドリル径
    に合わせて前記突起を選択するプリント基板穴明機にお
    いて、 前記突起の先端面積に応じて加圧手段の加圧力を変更す
    る手段を設けたことを特徴とするプリント基板穴明機。
  2. 【請求項2】 前記加圧力を変更する手段は、エアコン
    プレッサからの圧縮空気を複数の接続口に切換える電磁
    弁と、前記複数の接続口にそれぞれ接続しかつ互に異な
    る圧力に調圧する複数の減圧弁と、を備え、 前記加圧手段が、前記複数の減圧弁の出力側に接続する
    シリンダである、 請求項1記載のプリント基板穴明機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008290193A (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Hitachi Via Mechanics Ltd プリント基板加工機
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