特開 2023-143097 加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023143097

(43)【公開日】2023-10-06

(54)【発明の名称】加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20230928BHJP

   B23B 31/00 20060101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/00 N

B23B31/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022050300

(22)【出願日】2022-03-25

(71)【出願人】

【識別番号】000233332

【氏名又は名称】ビアメカニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003133

【氏名又は名称】弁理士法人近島国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鴨志田 啓一

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 浩一

(72)【発明者】

【氏名】北島 寿弥

(72)【発明者】

【氏名】王子 雄貴

【テーマコード（参考）】

3C011

3C032

【Ｆターム（参考）】

3C011BB13

3C032FF07

(57)【要約】

【課題】洗浄液のスピンドル奥部への流入を抑制しつつ、コレットチャック内部を清掃可能な加工装置を提供する。
【解決手段】加工装置は、コレットチャックを清掃する清掃ユニットを備えている。清掃ユニットは、上方に向かって立設されると共に、洗浄液を噴出する吹き出し口１１ｅを備えたノズル１１ｂと、ノズル１１ｂの吹き出し口１１ｅよりも上方に位置し、コレットチャックの清掃時にノズル１１ｂと共にコレットチャック内に下方から挿入される規制部１１ｃ２と、を備えている。規制部１１ｃ２は、吹き出し口１１ｅより噴出された洗浄液と当接し、洗浄液の上方への流れを規制する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転駆動するロータシャフトと、前記ロータシャフトの先端部に設けられ、工具を保持するコレットチャックと、を備えたスピンドルと、
前記コレットチャックを清掃する清掃ユニットと、を備え、
前記清掃ユニットは、
上方に向かって立設されると共に、洗浄液を噴出する吹き出し口を備えたノズルと、
前記ノズルの前記吹き出し口よりも上方に位置し、前記コレットチャックの清掃時に前記ノズルと共に前記コレットチャック内に下方から挿入される規制部と、を備え、
前記規制部は、前記吹き出し口より噴出された洗浄液と当接し、前記洗浄液の上方への流れを規制する、
ことを特徴とする加工装置。

【請求項2】

前記規制部は、前記コレットチャックの内周面と摺接する可撓性部材によって形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の加工装置。

【請求項3】

前記ノズルは、その先端が開口して前記吹き出し口が形成され、
前記可撓性部材は、前記吹き出し口と前記ノズルの軸線方向において対向するブラシ部である、
ことを特徴とする請求項２記載の加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、コレットチャック内部に付着した切粉などを清掃するための清掃ユニットを備えた加工装置が案出されている（特許文献１及び２参照）。これら特許文献１及び２の清掃ユニットは、洗浄液や圧縮空気などを吹き出す吹き出し口を備えたノズルを備えており、このノズルをコレットチャックの内側に挿入し、上記洗浄液や圧縮空気を吹き出すことによって、コレットチャック内部に付着した切粉を清掃するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１―３４７８８１号公報

【特許文献2】特開２０１６－１９６０５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、コレットチャックの内側にて、洗浄液などが勢いよく噴出されると、壁部を伝って洗浄液がスピンドルの主軸の奥部まで流入してしまうことがある。すると、例えば、コレットチャックを閉じるための皿ばねのグリスを上記流入した洗浄液が洗い流してしまったりする不具合を生じる虞がある。

【0005】

そこで、本発明は、洗浄液のスピンドル奥部への流入を抑制しつつ、コレットチャック内部を清掃可能な加工装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、回転駆動するロータシャフトと、前記ロータシャフトの先端部に設けられ、工具を保持するコレットチャックと、を備えたスピンドルと、前記コレットチャックを清掃する清掃ユニットと、を備え、前記清掃ユニットは、上方に向かって立設されると共に、洗浄液を噴出する吹き出し口を備えたノズルと、前記ノズルの前記吹き出し口よりも上方に位置し、前記コレットチャックの清掃時に前記ノズルと共に前記コレットチャック内に下方から挿入される規制部と、を備え、前記規制部は、前記吹き出し口より噴出された洗浄液と当接し、前記洗浄液の上方への流れを規制する、ことを特徴とする加工装置である。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、洗浄液のスピンドル奥部への流入を抑制しつつ、コレットチャック内部を清掃することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態に係る穴明け加工装置の概略図。

【図2】スピンドルの構成を説明するための断面図。

【図3】清掃ユニットを説明するための模式図。

【図4】本実施の形態における洗浄液の流れを示す模式図。

【図5】比較例の清掃ユニットを示す模式図。

【図6】比較例における洗浄液の流れを示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態に係る加工装置としての穴明け加工装置について、図面に基づいて説明をする。なお、以下の説明において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向とは、加工対象を平面視で視た際の状態を基準とする。

【0010】

＜穴明け加工装置の概略構成＞
図１に示すように、本実施の形態に係る加工装置１は、加工対象としてのプリント基板Ｗに穴明け加工を行う穴明け加工装置であり、基台２と、Ｘ軸方向に移動可能に基台２に支持された加工テーブル３と、加工テーブル３上に載置されたプリント基板Ｗに穴明け加工を行うスピンドル５と、を備えている。スピンドル５は、加工テーブル３を跨ぐ形で基台２に据え付けられた門型コラム６に、クロススライド７を介して支持されている。具体的には、クロススライド７は、門型コラム６の垂直面にＹ軸方向に移動可能に取り付けられている。また、スピンドル５は、クロススライド７に対してＺ軸方向に移動可能に取り付けられている。更に、加工テーブル３上には、供給用ツールポスト８、排出用ツールポスト９、新しいドリルと古いドリルとが区別して収納されるドリルカセット１０、清掃ユニット１１などが設けられている。

【0011】

また、加工装置１は、穴明け加工に際して使用される種々の制御プログラムが記憶された記憶部及びＣＰＵなどの演算部を備えた制御部１２を備えている。加工装置１は、プリント基板Ｗに穴明けを行うに際し、上記制御部１２によって、加工テーブル３をＸ軸方向に移動させる駆動装置（不図示）及びクロススライド７をＹ軸方向に移動させる駆動装置（不図示）を制御して、スピンドル５のドリル１３を位置に位置決めし、この状態でスピンドル５をＺ軸方向に移動させる駆動装置（不図示）を制御して、スピンドル５を下降させてプリント基板Ｗに穴明けを行う。

【0012】

また、スピンドル５のドリル１３を交換する場合、同様に加工テーブル３及びスピンドル５の位置を制御して、排出用ツールポスト９でドリル１３を取り外し、スピンドル５に取り付けられたサブチャック１５を用いて供給用ツールポスト８に新しいドリルを供給し、この供給用ツールポスト８に用意された新しいドリルをスピンドル５に取り付ける。

【0013】

＜スピンドルの構成＞
ついで、スピンドル５の構成について、工具の保持するコレットチャック５１周りの構成を中心に説明をする。スピンドル５は、図２に示すように、主軸としてのロータシャフト５２と、ロータシャフト５２を回転駆動させるための不図示のコイルと、を備えており、コイルに駆動電流が供給されることによって、ロータシャフト５２が回転駆動するように構成されている。

【0014】

また、ロータシャフト５２は、中空状に設けられており、その先端部にドリル１３を保持するためのコレットチャック５１が設けられている。具体的には、ロータシャフト５２の先端部であるノーズ５２ａには、コレットチャック（コレット）５１を挿入するための開口部５２ａ１が回転軸線Ｏに沿って形成されており、この開口部５２ａ１は皿ばね収容空間５２ｂと連通している。また、ノーズ５２ａの内周面は、回転軸線Ｏに沿ってロータシャフト５２の先端から遠ざかる方向（以下、第１方向という）、すなわち、皿ばね収容空間５２ｂに向かうにつれて、開口部５２ａ１の内径が小さくなるように傾斜した雌型のテーパ面５２ａ２となっている。

【0015】

上記コレットチャック５１は、中心部に工具を挿入する穴５１ａが形成された筒状の部材に放射状に切り込み（スリット）を入れて形成されており、上記切込みが入れられたチャック部５１ｂと、チャック部５１ｂから第１方向に連続したロッド部５１ｃと、を備えている。チャック部５１ｂは、工具を保持する保持部となっており、その外周面は上記ロータシャフト５２のテーパ面５２ａ２と同一の角度を有する雄形のテーパ面５１ｂ１となっている。また、ロッド部５１ｃは、コレットチャック５１がロータシャフト５２に挿入された状態において、皿ばね収容空間５２ｂに位置しており、その端部にはガイドブッシュ５１ｄが取り付けられている。皿ばね収容空間５２ｄは底付き穴として形成されており、当該皿ばね収容空間５２ｂの底部５２ｂ１と、ガイドブッシュ５１ｄとの間には、皿ばね５３が縮設されている。この皿ばね５３の付勢力によって、コレットチャック５１は第１方向（図２上方）に付勢されて引き上げられ、テーパ面５１ｂ１がロータシャフト５２のテーパ面５２ａ２と係合して締め付けられ、チャック部５１ｂが内径方向に弾性変形してドリル１３のシャンクが保持される。なお、テーパ面５１ｂ１が形成された上記チャック部５１ｂの外周面には、テーパ面５１ｂ１の一部が切り欠かれた切り欠き部５１ｂ２が形成されている。

【0016】

＜清掃ユニットの構成＞
ついで、上記清掃ユニット１１の構成について説明をする。清掃ユニット１１は、図３に示すように、加工テーブル３に支持された台座１１ａと、台座１１ａから上方に向かって立設されたノズル１１ｂと、ノズル１１ｂの先端に取り付けられたブラシ１１ｃと、を備えている。台座１１ａ及びノズル１１ｂ及びの内部には、それぞれエア及び洗浄剤が通る流路１１ｄが形成されており、ノズル１１ｂの先端（上端）には、流路１１ｄと連通するエア及び洗浄剤の吹き出し口１１ｅが形成されている。

【0017】

ブラシ１１ｃは、台座１１ａに支持されていると共に、流路１１ｄ内を通って吹き出し口１１ｅから突出した軸部１１ｃ１と、吹き出し口１１ｅから突出した軸部１１ｃ１に対してスパイラル状に巻きつけられたブラシ部１１ｃ２と、を備えている。このブラシ部１１ｃ２は、可撓性部材によって形成されており、コレットチャック５１に保持されるドリル１３のシャンクと同径もしくは、このドリルのシャンクよりも大径に形成されている。すなわち、ブラシ部１１ｃ２は、コレットチャック５１の工具を挿入する穴５１ａと同径もしくは大径に形成されており、ノズル１１ｂと共にコレットチャック５１の穴５１ａに差し込まれた際に、コレットチャック５１の内周面５１ａ１（図２参照）と摺接するようになっている。なお、円形のノズル１１ｂは、コレットチャック５１の穴５１ａの径よりも小径に形成され、コレットチャック５１の内周面５１ａ１には接触しないようになっている。

【0018】

ついで、上記清掃ユニット１１によるコレットチャック５１の清掃動作について説明をする。例えば、スピンドル５のドリル１３を新しいドリルに持ち換える場合、加工装置１は、古いドリルをコレットチャック５１から取り外し、供給用ツールポスト８の新しいドリルをスピンドル５に取り付ける前に、加工テーブル３及びクロススライド７を移動させて、清掃ユニット１１のブラシ１１ｃ及びノズル１１ｂとコレットチャック５１の穴５１ａとを位置合わせし、この状態でスピンドル５を下降させることによって、上記ブラシ１１ｃ及びノズル１１ｂをコレットチャック５１内に挿入する。

【0019】

図４に示すように、ブラシ１１ｃ及びノズル１１ｂをコレットチャック５１内に挿入すると、制御部１２は、清掃ユニット１１の駆動装置（不図示）を制御して、ノズル１１ｂの先端から洗浄液及びエアを所定時間、ノズル先端に設けられた吹き出し口１１ｅから噴出させる。すると、洗浄液は、図中の矢印Ｘ１にしめすように、吹き出し口１１ｅから上方へ吹き出し、フランジ状に径方向に広がるブラシ１１ｃのブラシ部１１ｃ２に当接する。このブラシ部１１ｃ２は、図４のＢ部拡大図に示すように、コレットチャック５１の内周面５１ａ１と接しており、内周面５１ａ１との間に径方向の隙間がないため、ブラシ部１１ｃ２と当接した洗浄液は、上方への流れが規制され、このブラシ部１１ｃ２の下面部分にて洗浄液溜まりが形成される。

【0020】

そして、この洗浄液溜まりの洗浄液は、ノズル１１ｂとコレットチャック５１の内周面５１ａ１の間の隙間から下方へ流れ、コレットチャック５１の内周面５１ａ１に付着した切粉などの異物を清掃する。また、洗浄液溜まりの洗浄液は、コレットチャック５１のチャック部５１ｂのスリットからコレットチャック５１の外周面５１ｂ１とロータシャフト５２の内周面５２ａ２との間の隙間にも流入し、これらコレットチャック５１とロータシャフト５２との間の異物を清掃する。

【0021】

ところで、図５に示すように、清掃ユニットのノズルにブラシがついていない場合、ノズルの先端では無く、側面に洗浄液及びエアの吹き出し口を設けた場合であったとしても、図６に示すように、吹き出し口から噴出された洗浄液の上方への流れを阻害するものがない。このため、図６、特にＡ部拡大図に示すように、洗浄液は矢印Ｘ２のように流れ、壁面を伝って、その一部が上方へと流れ、ロータシャフト５２の内部、例えば、皿ばね収容空間５２ｂまで流れ込んでしまう虞がある。

【0022】

一方で、本実施の形態の場合、清掃ユニット１１のブラシ１１ｃがノズル１１ｂの吹き出し口１１ｅよりも上方かつ少なくともその下端がコレットチャック５１に挿入された時点で皿ばね収容空間５２ｂよりも下方に位置している。また、径方向に伸びたブラシ部１１ｃ２は上方に向いて開口した吹き出し口１１ｅとノズル１１ｂの軸線方向において対向しており、コレットチャック５１の清掃時に吹き出し口１１ｅより噴出された洗浄液と当接して洗浄液の上方への流れを規制する規制部となっている。このため、ブラシ１１ｃのブラシ部１１ｃ２の下面で洗浄液溜まりが形成され、上方への流れを規制された洗浄液は、重力によって下方へと流れて、ロータシャフト５２の奥部まで流入すること無くコレットチャック５１やロータシャフト５２のノーズ５２ａの内部を清掃することができる。

【0023】

また、皿ばね収容空間５２ｂなどのロータシャフト５２の奥部に洗浄液が流入しづらくなることにより、本実施の形態において、ドリルなどの工具の保持力をコレットチャック５１に付与する付勢部材である皿ばね５３のグリスを洗浄液によって洗い流してしまうことを防止することができる。このため、他の部分への影響を抑えつつ、コレットチャック５１の清掃を行うことができ、コレットチャック５１を適正に動作させることができるようになる。

【0024】

なお、上述した実施の形態では、ノズル１１ｂの先端に吹き出し口１１ｅを設けたが、これに限らず、ノズル１１ｂの側面にも吹き出し口を設けても良い。なお、この場合、吹き出し口がコレットチャック５１の内周面５１ａ１と対向する位置に設けられると望ましい。また、コレットチャック５１は、皿ばね以外の付勢部材によって工具を保持するための締付け力を得ても良く、更に、付勢部材以外にも他の締め付け機構によってチャック部を閉じる構成であっても良い。また、コレットチャック５１は、ドリル以外にも種々の工具を保持することができる。

【符号の説明】

【0025】

１：加工装置
５：スピンドル
１１：清掃ユニット
１１ｂ：ノズル
１１ｃ２：規制部（ブラシ部）
１１ｅ：吹き出し口
５１：コレットチャック
５２：ロータシャフト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】