特開 2024-113343 穴明け装置

(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】P2024113343

(43)【公開日】2024-08-22

(54)【発明の名称】穴明け装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/382 20140101AFI20240815BHJP

   B23K 26/08 20140101ALI20240815BHJP

   B23K 26/16 20060101ALI20240815BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

B23K26/382

B23K26/10

B23K26/16

B23K26/00 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023018249

(22)【出願日】2023-02-09

(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】伊藤 靖

(72)【発明者】

【氏名】小山内 拓巳

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168AD11

4E168CA00

4E168FC01

4E168HA01

4E168HA08

(57)【要約】

【課題】配管清掃の作業負荷を軽減することが可能な穴明け装置を提供すること。
【解決手段】穴明け装置（１）は、ワーク（Ｗ）を穴明け加工する穴明け部と、ワーク（Ｗ）を設置する設置面に対して穴明け部の反対側に配置され、穴明け部により穴明け加工された際の粉塵が排出される排出室（４３）とを有する設置台（４０）と、排出室（４３）の粉塵を集塵する集塵機（２０）と、集塵機（２０）に接続され、粉塵を吸引する吸引経路（ＳＰ１）を形成する配管（２１Ａ）と、吸引経路（ＳＰ１）に介在するように配管（２１Ａ）に対して着脱自在であり、配管（２１Ａ）よりも粉塵が滞留し易く構成された回収器（５０）と、を備えた。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを穴明け加工する穴明け部と
ワークを設置する設置面と、前記設置面に対して前記穴明け部の反対側に配置され、前記穴明け部により穴明け加工された際の粉塵が排出される排出室と、を有する設置台と、
前記排出室の粉塵を集塵する集塵機と、
前記集塵機に接続され、粉塵を吸引する吸引経路を形成する配管と、
前記吸引経路に介在するように前記配管に対して着脱自在であり、前記配管よりも粉塵が滞留し易く構成された回収器と、を備えた、
ことを特徴とする穴明け装置。

【請求項2】

前記排出室の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサにより検出された前記排出室の圧力が所定圧以下にならない場合に報知を行う制御部と、を備えた、
ことを特徴とする請求項１に記載の穴明け装置。

【請求項3】

前記回収器は、前記吸引経路の一部として、複数の折れ曲り部が形成された折れ曲り通路部を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の穴明け装置。

【請求項4】

前記回収器は、前記折れ曲り通路部を、前記吸引経路の吸引方向に交差する方向に分割することで開放可能に構成された、
ことを特徴とする請求項３に記載の穴明け装置。

【請求項5】

前記穴明け部は、レーザ光を照射してワークを穴明け加工するレーザ照射器である、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の穴明け装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークを穴明け加工する穴明け装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばプリント基板等のワークにレーザやドリル等で穴明けを行う穴明け装置においては、穴明け加工時にワークから粉塵（切粉）が発生する。発生した粉塵が十分に集塵されずに明けた穴に残ると、その後工程として行うメッキ工程で不良が生じる等、加工物の品質低下を招く虞がある。そのため、ワークを設置する設置面の下方に粉塵を排出する空間（排出室）を設け、その空間から配管を通して粉塵を吸引しつつ集塵機に集塵するものが提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１８１８００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記特許文献１のように、配管を通して粉塵を吸引するものにあっては、配管に粉塵が付着して、配管の詰まりが生じる虞がある。このように配管に詰まりが生じると、吸引力が低下し、ワークの穴から十分に粉塵が除去できず、加工物の品質低下を招く虞がある。このような事態を避けるためには、配管の目詰まりを生じないように、清掃を頻繁に行う必要が生じるが、その作業負荷が大きいという問題がある。

【0005】

そこで本発明は、配管清掃の作業負荷を軽減することが可能な穴明け装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、ワークを穴明け加工する穴明け部とワークを設置する設置面と、前記設置面に対して前記穴明け部の反対側に配置され、前記穴明け部により穴明け加工された際の粉塵が排出される排出室と、を有する設置台と、前記排出室の粉塵を集塵する集塵機と、前記集塵機に接続され、粉塵を吸引する吸引経路を形成する配管と、前記吸引経路に介在するように前記配管に対して着脱自在であり、前記配管よりも粉塵が滞留し易く構成された回収器と、を備えた、ことを特徴とする穴明け装置である。

【発明の効果】

【0007】

本発明によると、配管清掃の作業負荷を軽減することできる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施の形態に係る穴明け装置を模式的に示す上方視図である。

【図2】本実施の形態に係る穴明け装置を模式的に示す断面図である。

【図3】本実施の形態に係る穴明け装置の制御系を示すブロック図である。

【図4】従来の穴明け装置を模式的に示す上方視図である。

【図5】従来の穴明け装置を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係る実施の形態を図１乃至図３を用いて説明する。図１は本実施の形態に係る穴明け装置を模式的に示す上方視図、図２は本実施の形態に係る穴明け装置を模式的に示す断面図、図３は本実施の形態に係る穴明け装置の制御系を示すブロック図である。

【0010】

［穴明け装置の概略構成］
まず、穴明け装置１の概略構成を説明する。なお、図１及び図２に示す穴明け装置１は、レーザ光によりプリント基板等のワークに穴明け加工を行うレーザ加工装置であり、主に水平方向（Ｘ－Ｙ方向）に移動可能な移動テーブル１０と、切粉等の粉塵を集塵する機能に関する部分と、を示したものである。即ち、穴明け装置１は、図１及び図２では図示を省略したレーザ光を照射することでワークを穴明け加工する穴明け部或いはレーザ照射器としてのレーザユニット９０（図３参照）と、移動テーブル１０を水平方向に移動駆動するテーブル駆動部８０（図３参照）と、を備えている。また、図示を省略したが、ワークＷを移動テーブル１０上の吸着テーブル４０の上に搬入する搬入装置や、吸着テーブル４０の上から加工後のワークＷを搬出する搬出装置が、穴明け装置１に隣接して配置されている。

【0011】

詳細には、図１及び図２に示すように、穴明け装置１は、移動テーブル１０と、その移動テーブル１０の上方に設置された、設置台としての吸着テーブル４０と、を備えている。また、穴明け装置１は、ワークＷの切粉等の粉塵を集塵する集塵機２０と、ワークＷを吸着テーブル４０の吸着させるブロワ３０（図２参照）と、を備えている。

【0012】

移動テーブル１０は、テーブル駆動部８０（図３参照）により水平方向（Ｘ－Ｙ方向）に移動可能に構成されていると共に、中空状に形成されていることで、内部に吸着室１１を有している。その吸着室１１には、配管３１が接続されており、その配管３１には、減圧機であるブロワ３０が接続されている。

【0013】

吸着テーブル４０は、大まかに、本体部４１と、その本体部４１の上方に固定されたワーク設置部４２と、を有して構成されている。本体部４１は、中空状に形成されていることで、内部において、板状のワーク設置部４２によって上方が閉塞された排出室としての減圧室４３を有している。ワーク設置部４２の上面は、プリント基板等のワークＷを設置する設置面としてのワーク設置面４２ｓとなっている。即ち、減圧室４３は、ワーク設置面４２ｓに対してレーザユニット９０の反対側に配置され、レーザユニット９０により穴明け加工された際の粉塵が排出されるように構成されている。

【0014】

吸着テーブル４０において、減圧室４３の周囲には、ワーク設置部４２、本体部４１、移動テーブル１０の上部を貫通するように形成された複数の吸着貫通孔１２が配置されており、つまり、これら吸着貫通孔１２は、ワーク設置部４２のワーク設置面４２ｓと吸着室１１とを連通して、ワークＷを吸引する吸引経路ＳＰ３を構成するように形成されている。

【0015】

また、吸着テーブル４０において、ワーク設置部４２には、ワークＷに穴明けする位置と一致する位置に、複数の吸引孔４２ａが貫通形成されており、つまり、これら吸引孔４２ａは、ワーク設置面４２ｓと減圧室４３とを連通するように形成されている。そして、本体部４１には、この減圧室４３に連通する貫通孔４４が形成されており、この貫通孔４４に詳しくは後述する回収器として回収ボックス５０の通路部５３の一端が接続されている。この回収ボックス５０の通路部５３の他端には、ダクト部２１の配管２１Ａが接続されている。即ち、回収ボックス５０の内部に折れ曲り通路部として形成された通路部５３は、詳しくは後述する吸引経路ＳＰ１の一部を形成している。

【0016】

また、この回収ボックス５０は、この配管２１Ａと吸着テーブル４０との間に着脱自在となるように配置されている。さらに、吸着テーブル４０には、本体部４１に対して減圧室４３の圧力を検出する圧力センサ６０が取付けられている。即ち、本体部４１には貫通孔４５が形成されており、圧力センサ６０は、貫通孔４５を介して減圧室４３の圧力を検出する。

【0017】

ダクト部２１は、配管２１Ａと配管２１Ｂとを分岐する形で有していると共に、集塵機２０に接続されており、ワークＷから穴明け加工時に生じる切粉等の粉塵を吸引する。詳細には、配管２１Ａは、回収ボックス５０を介して上記減圧室４３に接続されており、ワークＷの切粉等の粉塵をワークＷの下方から吸引孔４２ａを介して吸引する吸引経路ＳＰ１を形成している。また、配管２１Ｂは、吸着テーブル４０の上方（つまりワークＷの上方）に対向配置された開口２１Ｂａまで延びており、ワークＷの切粉等の粉塵をワークＷの上方から開口２１Ｂａを介して吸引する吸引経路ＳＰ２を形成している。

【0018】

［穴明け装置の制御系の構成］
ついで、穴明け装置１の制御系の構成について図３を用いて説明する。図３に示すように、穴明け装置１の制御装置としての制御部１００には、各種の演算を実行するＣＰＵ１０１、ＣＰＵ１０１の演算に用いるデータや演算結果のデータを一時的に保存するＲＡＭ１０２、プログラム等を記録するＲＯＭ１０３等を備えて構成されている。この制御部１００には、上記圧力センサ６０からの信号が入力可能に接続されている。また、この制御部１００には、上記集塵機２０、レーザユニット９０、ブロワ３０、テーブル駆動部８０等が接続されており、つまり制御部１００は、穴明け装置１の各種動作を制御可能に構成されている。そして、この制御部１００には、画像を表示可能なモニタ１１０や音声を出力可能なスピーカ１２０が接続されており、制御部１００によって演算された結果に基づき詳しくは後述するようにユーザに向けて報知等を行うことができる。

【0019】

［穴明け装置の動作］
（ワークの設置動作）
続いて、本実施の形態に係る穴明け装置１の動作について図１乃至図３を用いて説明する。まず、穴明け加工前のワークＷは、不図示の搬入装置によって吸着されつつ把持されて搬入され、ワーク設置部４２のワーク設置面４２ｓに載置される。図１及び図２に示すように、ワークＷがワーク設置面４２ｓに設置されると、制御部１００は（図３参照）、ブロワ３０を駆動して、配管３１を介して吸着室１１を真空状態に近づけていく。それにより、吸着貫通孔１２を介してワークＷがワーク設置面４２ｓに対して吸着されて設置が完了される。なお、後述の穴明け加工の終了後は、ブロワ３０の駆動を停止することでワークＷのワーク設置面４２ｓに対する吸着を解除する。そして、不図示の搬出装置によって穴明けされたワークＷが把持されて搬出される。

【0020】

（穴明け加工動作）
上述のようにワークＷがワーク設置面４２ｓに吸着されて設置された状態となると、制御部１００は（図３参照）、テーブル駆動部８０を駆動して移動テーブル１０を移動して、ワークＷに穴明け加工を施す位置がレーザユニット９０から照射するレーザ光ＬＳの位置となるように位置決めする。また、制御部１００は、集塵機２０を駆動して、配管２１Ｂを介してワークＷの上方にある開口２１Ｂａから空気の吸い込みを開始すると共に、配管２１Ａを介して減圧室４３の空気の吸い込みを開始し、減圧室４３を減圧する。

【0021】

そして、レーザユニット９０を制御してレーザ光をワークＷに向けて照射し、ワークＷに穴Ｗｈを形成する。この際、上述したようにワーク設置部４２には、ワークＷに穴明けする位置と一致する位置に吸引孔４２ａが貫通形成されているため、切粉等の粉塵が減圧室４３に吸引され、さらに、回収ボックス５０に向けて吸引されていくことになる。なお、このようにワークＷに対する１箇所の穴明け加工を終えると、レーザ光ＬＳの照射位置が次の穴明け加工を行う位置となるように移動テーブル１０を移動してレーザ光の照射を行って次の穴明け加工を行う。この動作を繰り返し、全ての穴明け加工が終了すると、上述のようにワークＷが不図示の搬出装置によって搬出されることになる。

【0022】

（従来の課題）
ここで、従来の穴明け装置２０１における課題を図４及び図５を用いて説明する。図４は従来の穴明け装置を模式的に示す上方視図、図５は従来の穴明け装置を模式的に示す断面図である。なお、穴明け装置２０１において、本実施の形態に係る穴明け装置１と同様の部分には同符号を用い、その説明を省略する。

【0023】

図４及び図５に示すように、従来の穴明け装置２０１においては、集塵機２０に接続された配管２１Ａに回収ボックスが配置されておらず、つまり配管２１Ａが減圧室４３から集塵機２０まで直接的に接続されている。しかしながら、配管２１Ａは、現実的に一直線で配置することは困難であり、複数の屈曲部分が形成されている。そのため、配管２１Ａの屈曲部分において、切粉が衝突することで付着して切粉の溜まりＹ１，Ｙ２，Ｙ３が生じ、その切粉の溜まりＹ１，Ｙ２，Ｙ３の蓄積が徐々に増加することで、配管２１Ａに詰まりを生じてしまう。このように配管２１Ａに詰まりが生じると、穴明け加工時にあって、ワークＷの穴Ｗｈから切粉が十分に除去できず、その後工程であるメッキ工程で不良が生じる等、加工物の品質低下を招くという課題があった。本実施の形態においては、このような課題を解決するため、回収ボックス５０を設けたものである。

【0024】

（本実施の形態における集塵）
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る穴明け装置１においては、上述したように回収ボックス５０が配管２１Ａと減圧室４３との間に配置され、つまり吸引経路ＳＰ１に回収ボックス５０が介在されている。回収ボックス５０は、図１に示すように、内部において複数の折れ曲り部５３ａを有する通路部５３が形成されている。これら折れ曲り部５３ａは、概ね９０度に吸引経路ＳＰ１が屈曲するように形成されており、つまり通路部５３は所謂ラビリンス形状に形成されている。このように構成された回収ボックス５０では、配管２１Ａよりも切粉等の粉塵が滞留し易く構成されており、集塵機２０により減圧室４３から切粉等の粉塵を吸引すると、折れ曲り部５３ａで通路部５３の内壁に切粉が衝突して失速することで付着し、溜まり部Ｘ１，Ｘ２のように切粉を溜めて蓄積していく。これにより、回収ボックス５０よりも吸引経路ＳＰ１における吸引方向の下流にある配管２１Ａには切粉が付着し難くなり、配管２１Ａの詰まりが生じ難くなる。従って、配管２１Ａの清掃の作業負荷を大幅に軽減することができる。

【0025】

（回収ボックスの交換・清掃）
例えば回収ボックス５０における溜まり部Ｘ１，Ｘ２のように切粉が蓄積されて通路部５３における空気の通り道が狭くなると、減圧室４３から吸引する空気の量が減り、また、ワークＷにおいて穴Ｗｈから空気が入り込むため、減圧室４３の減圧が維持できなくなる。そこで、制御部１００は（図３参照）、圧力センサ６０により減圧室４３の圧力を検出して監視し、減圧室４３の圧力が所定圧以下にならないことを検出すると、例えばモニタ１１０やスピーカ１２０（図３参照）を用いてユーザに回収ボックス５０の交換を促す報知を行う。これを受けてユーザは、回収ボックス５０を離脱させて取り外し、切粉等の粉塵が蓄積されていない清掃済みの回収ボックス５０を装着し、つまり回収ボックス５０の交換を行う。これにより、穴明け装置１としての清掃作業は、回収ボックス５０の交換作業だけで略完了し、清掃の作業負荷を大幅に軽減することができる。

【0026】

ところで、切粉等の粉塵が蓄積され、穴明け装置１から取外した回収ボックス５０は、例えばそのまま使い捨てにすることも考えられるが、本実施の形態においては、容易に再利用できるように構成されている。即ち、回収ボックス５０は、図２に示すように、通路部５３が溝状に形成されている本体部５２と、その通路部５３を閉塞するように本体部５２に取付けられる蓋部５１とを、分割して分解可能となるように有している。即ち、回収ボックス５０は、通路部５３の略全体を、吸引経路ＳＰ１の吸引方向に交差する方向に分割することで開放可能に構成されている。従って、ユーザは、蓋部５１を本体部５２から分解して取外すことで、一括して通路部５３を開放し、その通路部を容易に清掃することが可能となっている。これにより、回収ボックス５０を清掃の作業負荷も大幅に低減することができる。

【0027】

［他の実施の形態の可能性］
なお、以上説明した本実施の形態においては、レーザ光によりワークに穴明け加工を行う穴明け装置について説明したが、これに限らず、ドリル等の工具で穴明け加工する穴明け装置であっても構わない。

【0028】

また、本実施の形態においては、移動テーブル１０によってワークＷの位置を移動するものを説明したが、これに限らず、レーザユニット（ドリル）をワークＷに対して移動して穴明け加工するものであっても構わない。

【0029】

また、本実施の形態においては、ワークが板状のシートに形成されているものを説明したが、これに限らず、ウェブロール状に形成されたワークであっても構わない。

【0030】

また、本実施の形態においては、回収ボックス５０を配管２１Ａの吸引方向における上流に配置したものを説明したが、これに限らず、配管２１Ａの途中に介在するように配置しても構わない。なお、この場合でも、なるべく回収ボックス５０を吸引方向における上流に配置した方が配管２１Ａの清掃箇所を低減でき、好ましくは配管２１Ａに屈曲された部分があるなら、その上流に配置した方が好ましい。

【0031】

また、本実施の形態においては、回収ボックス５０を清掃するものとして説明したが、これに限らず、回収ボックス５０を交換する際に、常に新品を用い、つまり使い捨てにしても構わない。

【0032】

また、本実施の形態においては、回収ボックス５０を配管２１Ａに取付けたものを説明したが、これに限らず、配管２１Ｂに取付けても構わない。

【符号の説明】

【0033】

１…穴明け装置
２０…集塵機
２１Ａ…配管
４０…吸着テーブル（設置台）
４２ｓ…ワーク設置面（設置面）
４３…減圧室（排出室）
５０…回収ボックス（回収器）
５３…通路部（折れ曲り通路部）
６０…圧力センサ
９０…レーザユニット（穴明け部、レーザ照射器）
１００…制御部
ＳＰ１…吸引経路
Ｗ…ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】