特開 2024-140542 ドリル加工装置

(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】P2024140542

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】ドリル加工装置

(51)【国際特許分類】

   B26F 1/16 20060101AFI20241003BHJP

   B23B 47/28 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

B26F1/16

B23B47/28 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023051722

(22)【出願日】2023-03-28

(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】高光 秀幸

(72)【発明者】

【氏名】張 瑞良

(72)【発明者】

【氏名】山地 拓也

(72)【発明者】

【氏名】永井 達士

【テーマコード（参考）】

3C036

3C060

【Ｆターム（参考）】

3C036CC07

3C036GG00

3C036GG01

3C060AA11

3C060BA05

3C060BD01

3C060BE08

3C060BG01

3C060BG15

3C060BG20

3C060BH01

(57)【要約】

【課題】穴あけ精度の高いドリル加工装置を提供することができる。
【解決手段】ドリル加工装置は、ワークを載置するテーブルと、スピンドルと、プレッシャフットと、プレッシャフットをスピンドルに対して相対移動可能に支持するエアシリンダと、を備えている。エアシリンダは、圧縮空気が供給されるシリンダ６１と、プレッシャフットに連結されると共に前記シリンダ内で摺動するピストン７１と、シリンダ内の圧力を減圧する減圧手段６４，７８，７７と、を有している。減圧手段は、エアシリンダが所定量、ストロークしたことに基づいてシリンダ内の圧力を減圧するように構成されており、所定量は、プレッシャフットがワークに当接した後、ドリルがワークに突入するまでのスピンドルの下降量以上である。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを載置するテーブルと、
ドリルを高速回転可能に保持するスピンドルと、
前記スピンドルの下方側に位置し、前記ワークを前記テーブルに押し付けるプレッシャフットと、
前記プレッシャフットを前記スピンドルに対して相対移動可能に支持するエアシリンダと、を備え、
前記エアシリンダは、圧縮空気が供給されるシリンダと、前記プレッシャフットに連結されると共に前記シリンダ内で摺動するピストンと、前記シリンダ内の圧力を減圧する減圧手段と、を有し、
前記減圧手段は、前記エアシリンダが所定量、ストロークしたことに基づいて前記シリンダ内の圧力を減圧するように構成されており、前記所定量は、前記プレッシャフットが前記ワークに当接した後、前記ドリルが前記ワークに突入するまでの前記スピンドルの下降量以上である、
ことを特徴とするドリル加工装置。

【請求項2】

前記減圧手段は、前記シリンダ及び前記ピストンに形成されたエア抜き穴であり、
前記シリンダが最大押出し位置の際に、前記シリンダのエア抜き穴は前記ピストンによって閉塞されており、前記ピストンが前記最大押出し位置から前記所定量、押し込まれると、前記シリンダのエア抜き穴が前記ピストンのエア抜き穴を介して前記シリンダ内と連通し、前記シリンダ内の圧力が減圧される、
ことを特徴とする請求項１記載のドリル加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドリルによりワークに加工を行うドリル加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、空気軸受けを設けたスピンドルによりドリルを高速回転させ、プレッシャフットで基板を押さえつつ、この高速回転したドリルにて穴あけ加工を行うドリル加工装置が案出されている（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２０１６－０４００５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このように、プレッシャフットにて基板を押さえつつ穴あけ加工を行うと、穴あけ時の基板の浮き上がりや位置ずれなどを抑えることができ、穴あけ加工の品質を向上することができる。しかしながら、従来、プレッシャフットは、ドリルの基板への突入時と同じ圧力で穴あけが終わるまで基板を押さえ続けるため、基板が伸びて加工序盤と加工終盤とで穴位置精度に差が生じてしまうことがあった。

【0005】

そこで本発明は、穴あけ精度の高いドリル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、ワークを載置するテーブルと、ドリルを高速回転可能に保持するスピンドルと、前記スピンドルの下方側に位置し、前記ワークを前記テーブルに押し付けるプレッシャフットと、前記プレッシャフットを前記スピンドルに対して相対移動可能に支持するエアシリンダと、を備え、前記エアシリンダは、圧縮空気が供給されるシリンダと、前記プレッシャフットに連結されると共に前記シリンダ内で摺動するピストンと、前記シリンダ内の圧力を減圧する減圧手段と、を有し、前記減圧手段は、前記エアシリンダが所定量、ストロークしたことに基づいて前記シリンダ内の圧力を減圧するように構成されており、前記所定量は、前記プレッシャフットが前記ワークに当接した後、前記ドリルが前記ワークに突入するまでの前記スピンドルの下降量以上である、ことを特徴とするドリル加工装置である。

【発明の効果】

【0007】

本発明によると、穴あけ精度の高いドリル加工装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】基板突入前のドリル加工装置を示す模式図である。

【図2】基板突入後のドリル加工装置を示す模式図である。

【図3】図１の際のエアシリンダの状態を示す模式図である。

【図4】図２の際のエアシリンダの状態を示す模式図である。

【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ドリル加工装置について図を用いて説明をする。なお、以下の説明において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向とは、加工対象を平面視で視た際の状態を基準として互いに直交する方向であり、Ｚ軸方向とは、これらＸ軸方向及びＹ軸方向と直交する方向である。例えば、図１において、Ｘ軸方向は図面の左右方向であり、Ｙ軸方向は図面の手前奥方向であり、Ｚ軸方向は図面の上下方向である。

【0010】

［ドリル加工装置の概略構成］
まず、ドリル加工装置１の概略構成について図１を用いて説明する。図１に示すように、本実施の形態に係るドリル加工装置１は、不図示の装置基台上にＸ軸に移動可能に設けられたテーブル２と、スピンドルユニット３と、プレッシャフット５と、を備えており、テーブル２上には、穴あけ加工を行う被加工物としてのワーク（本実施の形態ではプリント基板）Ｗが載置されている。

【0011】

スピンドルユニット３は、ドリル４を回転自在に保持するスピンドル３ａと、スピンドル３ａを保持するホルダ３ｂと、を備えており、不図示のクロススライド及びサドルを介してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に支持されている。より詳しくは、スピンドル３ａは、先端にドリル４を取り付けるコレットチャックを有するロータシャフトと、ロータシャフトを回転自在に支持する空気軸受と、ロータシャフトを回転させるモータと、を備えている。空気軸受は、ラジアル空気軸受によりロータシャフトを径方向に支持し、スラスト空気軸受により軸方向に支持している。モータは、ロータシャフトに形成されたロータと、ロータに対向する位置に配置されたステータと、により構成されている。そして、スピンドル３は、これらロータシャフト、空気軸受、モータによってドリル４を高速回転可能に保持している。

【0012】

また、スピンドル３ａの下方側には、穴あけ加工時にワークＷを押さえるためのプレッシャフット５が係合している。プレッシャフット５は、左右一対のエアシリンダ６，６によってスピンドル３ａと相対移動可能に支持されており、このエアシリンダ６，６は、ホルダ３ｂのブラケット部３１ｂに支持されている。このため、スピンドルユニット３がＺ軸方向に下降すると、プレッシャフット５もスピンドルユニット３と共にＺ軸方向に下降し、スピンドルユニット３が所定高さ位置まで下降すると、図１に示すように、スピンドル３ａが支持しているドリル４に先立って、ワークＷの表面に接触する。

【0013】

エアシリンダ６，６には、エア供給手段としてのコンプレッサー７からは常時一定の圧力の圧縮空気が供給されており、プレッシャフット５を下方に押圧している。そして、プレッシャフット５の下面がワークＷの表面に接触して押さえた状態で、更にスピンドルユニット３が下降をすると、エアシリンダ６，６がストロークし、プレッシャフット５の位置は変わらずに、スピンドルユニット３のみが下降する。すると、図２に示すように、スピンドル３ａに支持されたドリル４がワークＷへと突入し、ワークＷに穴あけが行われる。穴あけが終了し、スピンドルユニット３が上昇すると、ある位置からプレッシャフット５もスピンドルユニット３と共に上昇する。

【0014】

［エアシリンダの構成］
ついで、エアシリンダ６，６の構成について、詳しく説明をする。図３は、図１の際のドリル加工装置１のエアシリンダ６の状態を示す図である。図３に示すように、エアシリンダ６は、シリンダ６１と、シリンダ内で摺動するピストン７１とを備えて構成されている。上記エアシリンダ６は、シリンダ６１の内周面６２とピストン７１の外周面７２との間がシールされており、ピストン７１のロッド部７３とは反対側にシリンダ室６３が形成されている。シリンダ室６３には、圧縮空気の供給用及び排気用のポートが形成されており、コンプレッサー７からシリンダ室６３に圧縮空気が供給されることによって、シリンダ室６３の内圧が高まり、ピストン７１に下方への押圧力が生じるようになっている。

【0015】

また、本実施の形態では、ピストン７１は、上述したプレッシャフット５と連結するロッド部７３と、シリンダ６１内にて摺動するピストン部７４と、を備えている。ピストン部７４は中空状の円筒形をしており、ロッド部７３が取り付けられる底部７５と、シリンダ６１の内周面６２と摺動する外周面を形成する周壁部７６と、を備え、底部７５とは軸方向（摺動方向）反対側にてシリンダ室６３に開口して形成されている。また、上記周壁部７６には、ピストン部７４の内部空間７７の内外を連通させる開口部７８が設けられている。

【0016】

更に、上記シリンダ６１の内周面６２を形成するシリンダボディ６５の周壁部の所定高さ位置には、シリンダ６１の内外を連通する開口部６４が形成されており、これらシリンダ６１の開口部６４及びピストン７１の開口部７８は、エアシリンダ６内を減圧してプレッシャフット５の押圧力を低減させる減圧手段を構成している。より詳しくは、上記シリンダ６１の開口部６４とピストン７１の開口部７８とは、周方向において、互いに対応した位置に設けられており、図３のピストン７１の最大押出し位置において、開口部６４はピストン７１の外周面によって閉塞され、開口部７８はシリンダ６１の内周面によって閉塞され、これら開口部６４と開口部７８とが連通しないように構成されている。この状態では、コンプレッサー７から供給された圧縮空気は、開口部７８，６４を介して外部へと逃げることがないため、シリンダ室６３の内圧は開口部７８，６４を介して減圧されず、ピストン７１の最大押出し位置においてエアシリンダ６の押圧力は最大となっている。そして、エアシリンダ６は、プレッシャフット５がワークＷと接触するまで、この最大押出し位置の状態で、スピンドルユニット３と共に下降する。

【0017】

また、この最大押出し位置において、ピストン７１の開口部７８の上端位置とシリンダ６１の開口部６４の下端位置との間に所定の距離ｔが設けられており、この距離ｔのストローク分、上記シリンダ６１の開口部６４とピストン７１の開口部７８とは連通せず、エアシリンダ６の押圧力は最大値に保持される。本実施の形態では、この距離ｔは少なくともプレッシャフット５がワークＷと接触してから、ドリル４の先端がワークＷに突入するまでのスピンドル３ａの下降距離以上に設定されており、このため、少なくともワークＷにドリル４が突入する際は、最大押圧力でプレッシャフット５によってワークＷが押さえられるようになっている。

【0018】

また、ドリル４がワークＷに突入して穴あけが進み、上述した図２のような状態となると、ピストン７１のストローク量が上記距離ｔ以上となり、図４に示すように、シリンダ６１の開口部６４とピストン７１の開口部７８とが連通する。これらシリンダ６１の開口部６４とピストン７１の開口部７８とが連通すると、開口部７８，６４を介してシリンダ室内の圧縮空気ＣＡがシリンダ外へと逃げることによって減圧され、プレッシャフット５によるワークＷの押圧力は小さくなる。

【0019】

このように、本実施の形態では、シリンダ６１の開口部６４と、ピストン７１の開口部７８及び内部空間７７と、が、それぞれエア抜き穴となっており、これらエア抜き穴によって、エアシリンダ６が所定量ｔ、ストロークしたことに基づいてシリンダ内の圧力を減圧する減圧手段が構成されている。上記所定量ｔは、プレッシャフット５がワークＷに当接した後、ドリル４がワークＷに突入するまでのスピンドル３ａの下降量以上となっているため、エアシリンダ６によるプレッシャフット５を介したワークの押圧力は、少なくともドリル４がワークＷに突入するまでは最大押圧力が維持される。これにより、最もワークが暴れやすいドリル４の突入時にプレッシャフット５によって確実にワークＷを押さえることができる。また、ドリル４の突入時から穴あけが進展し、スピンドル３ａの下降量が大きくなると、上述したエア抜き穴が連通してエアシリンダ６が減圧され、プレッシャフット５によるワークＷの押圧力が小さくなる。これにより、穴あけ時、常に最大押圧力でワークＷが押圧され、例えばプリント基板のようなワークが延びてしまうことによって、加工の序盤と終盤とで穴あけ位置精度に差が生じてしまうことを防止することができる。

【0020】

本実施の形態に係るドリル加工装置１では、上述したようにドリル４のワークＷへの突入時は最大押圧力によりプレッシャフット５によりワークＷを押さえ、その後は、ワークＷの押圧力を低減してプリント基板のようなワークが延びてしまうことを防止することによって、精度良くワークに穴あけを行うことが可能となっている。

【符号の説明】

【0021】

１：ドリル加工装置、２：テーブル、３ａ：スピンドル、４：ドリル、５：プレッシャフット、６：エアシリンダ、６１：シリンダ、７１：ピストン、６４，７７，７８：減圧手段、ｔ：所定量、Ｗ：ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】