特開 2024-18203 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】P2024018203

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 1/70 20060101AFI20240201BHJP

【ＦＩ】

B23Q1/70

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022121379

(22)【出願日】2022-07-29

(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】石塚 祐基

(72)【発明者】

【氏名】高光 秀幸

【テーマコード（参考）】

3C048

【Ｆターム（参考）】

3C048AA03

3C048BB20

3C048BC03

3C048DD06

(57)【要約】

【課題】第１回転工具と第２回転工具との軸間距離を精度良く調整可能な加工装置を提供する。
【解決手段】加工装置（２）は、第１方向（Ｘ）に移動可能な載置台（３）と、第２方向（Ｙ）に移動可能な移動部材（６）と、第１回転工具（８）を回転可能に支持する第１スピンドル（７）を有する第１加工部（Ｓ１）と、第２回転工具（８）を回転可能に支持する第２スピンドル（７）と、前記第２スピンドル（７）を前記第１方向（Ｘ）及び前記第２方向（Ｙ）に位置調整可能に支持する支持装置（９）と、を有する第２加工部（Ｓ２）と、を備える。前記支持装置（９）は、固定部（９ｃ）と、第３方向（Ｚ）に沿って延びる第１回動軸（１２ｂ）を中心に回動可能に前記固定部（９ｃ）に対して支持され、前記第２スピンドル（７）を支持する支持部（４０）と、前記支持部（４０）を回動させる第１操作部（３１）と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークが載置され、第１方向に移動可能な載置台と、
前記第１方向に直交する第２方向に移動可能な移動部材と、
ワークに穴明け加工可能な第１回転工具を回転可能に支持し、前記移動部材に支持される第１スピンドルを有する第１加工部と、
ワークに穴明け加工可能な第２回転工具を回転可能に支持する第２スピンドルと、前記第２スピンドルを前記第１方向及び前記第２方向に位置調整可能に支持し、前記移動部材に支持される支持装置と、を有する第２加工部と、を備え、
前記支持装置は、前記移動部材に固定される固定部と、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に沿って延びる第１回動軸を中心に回動可能に前記固定部に対して支持され、前記第２スピンドルを支持する支持部と、前記支持部を前記第１回動軸を中心に回動させる第１操作部と、を有する、
ことを特徴とする加工装置。

【請求項2】

前記支持部は、前記固定部に対して前記第１回動軸を中心に回動可能に支持され、前記第１操作部によって操作される第１支持部材と、前記第１支持部材に対して前記第１回動軸とは異なる第２回動軸を中心に回動可能に支持され、前記第２スピンドルを支持する第２支持部材と、前記第２支持部材を前記第２回動軸を中心に回動させる第２操作部と、を有し、
前記第１回動軸及び前記第２回動軸は、互いに平行である、
ことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。

【請求項3】

前記第１操作部は、前記第１方向に進退することで、前記第１支持部材を前記第１回動軸を中心に回動させる第１調整ネジであり、
前記第２操作部は、前記第２方向に進退することで、前記第２支持部材を前記第２回動軸を中心に回動させる第２調整ネジである、
ことを特徴とする請求項２に記載の加工装置。

【請求項4】

前記第１調整ネジは、前記第２方向において、前記第２スピンドルを挟んで前記第１回動軸とは反対側に配置され、
前記第２調整ネジは、前記第１方向において、前記第２スピンドルを挟んで前記第２回動軸とは反対側に配置されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の加工装置。

【請求項5】

前記固定部、前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、前記第２スピンドルが挿入される孔をそれぞれ有し、前記第３方向に互いに並んで配置されている、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の加工装置。

【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、スピンドルユニットを装着可能なサドルを１対備えたプリント基板加工機が提案されている（特許文献１参照）。１対のサドルの一方は、プレートに支持され、他方のサドルは、案内部材に沿ってＹ方向に移動可能なスライダに支持されている。スライダは、モータによって駆動される送りネジによって移動可能に構成される。モータを駆動することで、１対のサドルのＹ方向における相対位置を調整し、１対のスピンドルの軸間距離を調整することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－３４７８６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、穴明け加工の高精度化が求められており、そのためには、スピンドルの軸間距離を高精度に調整する必要がある。しかしながら、上記特許文献１に記載のプリント基板加工機は、大径の送りネジ機構によって１対のスピンドルの軸間距離を調整するものであって、軸間距離を精度良く調整することができなかった。

【0005】

そこで、本発明は、第１回転工具と第２回転工具との軸間距離を精度良く調整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】

本発明の一態様によると、加工装置は、ワークが載置され、第１方向に移動可能な載置台と、前記第１方向に直交する第２方向に移動可能な移動部材と、ワークに穴明け加工可能な第１回転工具を回転可能に支持し、前記移動部材に支持される第１スピンドルを有する第１加工部と、ワークに穴明け加工可能な第２回転工具を回転可能に支持する第２スピンドルと、前記第２スピンドルを前記第１方向及び前記第２方向に位置調整可能に支持し、前記移動部材に支持される支持装置と、を有する第２加工部と、を備え、前記支持装置は、前記移動部材に固定される固定部と、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に沿って延びる第１回動軸を中心に回動可能に前記固定部に対して支持され、前記第２スピンドルを支持する支持部と、前記支持部を前記第１回動軸を中心に回動させる第１操作部と、を有する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によると、第１回転工具と第２回転工具との軸間距離を精度良く調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態に係るドリル加工装置の概略図。

【図2】（ａ）は支持装置を示す側面図、（ｂ）は支持装置を示す平面図。

【図3】支持装置を示す断面図。

【図4】（ａ）は上段スリーブを回動させた様子を示す図、（ｂ）は中段スリーブを回動させた様子を示す図。

【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ドリル加工装置２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、例えば図１に示すＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、互いに直交する方向であって、ドリル加工装置２は、プリント基板４に対してＺ方向に穴明け加工可能である。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、それぞれ第１方向、第２方向及び第３方向を構成している。

【0010】

［ドリル加工装置の全体構成］
図１に示すように、本実施の形態に係る加工装置としてのドリル加工装置２は、装置基台１と、装置基台１に対して図示しない駆動機構によってＸ方向に移動可能な加工テーブル３と、を備えている。載置台としての加工テーブル３上には、ワークとしてのプリント基板４が載置されている。また、ドリル加工装置２は、装置基台１に設置され、加工テーブル３を跨ぐように配置された門型コラム５と、門型コラム５に対して図示しない駆動機構によってＹ方向に移動可能な移動部材としてのクロススライド６と、を有している。更に、ドリル加工装置２は、クロススライド６に設けられる第１加工部Ｓ１及び第２加工部Ｓ２と、第１加工部Ｓ１及び第２加工部Ｓ２を同期してＺ方向に移動させるリニアモータ１３と、ドリル加工装置２を制御する制御部１０と、を有している。

【0011】

制御部１０は、演算装置としてのＣＰＵと、各種のプログラムを格納するＲＯＭと、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭと、を有する。ドリル加工装置２は、加工テーブル３に載置されたプリント基板４に対して、加工テーブル３をＸ方向に移動させると共にクロススライド６をＹ方向に移動させることで、第１加工部Ｓ１及び第２加工部Ｓ２を位置決めする。その後、リニアモータ１３が駆動することで、第１加工部Ｓ１及び第２加工部Ｓ２の各ドリルは同期してＺ方向に下降し、第１加工部Ｓ１及び第２加工部Ｓ２がプリント基板４に対して穴明け加工を行う。このように、１度の穴明け加工処理によって、プリント基板４に対して同時に穴明けでき、プリント基板の加工速度を向上し、生産性を向上することができる。また、１つの加工テーブルに対して１つの加工部しか持たないドリル加工装置を２つ設ける場合に比して、ドリル加工装置２の設置スペースを省スペース化できると共に、コストダウンすることができる。なお、本実施の形態では、１つのプリント基板４に対して第１加工部Ｓ１及び第２加工部Ｓ２によって同時に２つの穴を明けたが、これに限定されない。例えば、２つのプリント基板に対して、第１加工部Ｓ１及び第２加工部Ｓ２によってそれぞれ穴明け加工してもよい。

【0012】

第１加工部Ｓ１は、クロススライド６に固定されるホルダ２７と、ホルダ２７に支持される第１スピンドルとしてのスピンドル７と、スピンドル７に着脱可能かつ回転可能に支持される第１回転工具としてのドリル８と、を有している。ドリル８は、不図示のスピンドルモータによって回転駆動され、リニアモータ１３の駆動によってＺ方向に下降することでプリント基板４に穴明け加工することができる。このように、スピンドル７及びドリル８は、クロススライド６に対して、Ｘ方向及びＹ方向に相対移動不能である。

【0013】

第２加工部Ｓ２は、リニアモータ１３に連結され、クロススライド６に支持される固定機構１５と、固定機構１５に対して連結棒１４を介して着脱されるスピンドル７と、を有している。また、第２加工部Ｓ２は、スピンドル７に着脱可能かつ回転可能に支持される第２回転工具としてのドリル８と、を有している。また、第２加工部Ｓ２は、第２スピンドルとしてのスピンドル７をスリーブ１６を介して支持する支持装置９を有している。支持装置９は、後述するように、スピンドル７をＸ方向及びＹ方向に位置調整可能に支持し、連結棒１４及び固定機構１５を介してクロススライド６に支持されている。

【0014】

連結棒１４は、スピンドル７に連結されており、リニアモータ１３の出力軸に対向するフランジを有している。固定機構１５は、該フランジをリニアモータ１３の出力軸に対して連結（固定）又は開放することができる。すなわち、固定機構１５は、リニアモータ１３の出力軸とフランジとを連結し、スピンドル７をＺ方向に移動可能な連結状態と、リニアモータ１３の出力軸とフランジとを離間させる開放状態と、に遷移可能である。

【0015】

［支持装置］
次に、図２（ａ）乃至図４を用いて、支持装置９について説明する。ユーザは、支持装置９を操作することで、第２加工部Ｓ２のスピンドル７をＸ方向及びＹ方向に移動させ、位置調整することができる。支持装置９を操作する際には、固定機構１５は、開放状態となっている。

【0016】

支持装置９は、図２（ａ）乃至図３に示すように、下段スリーブ９ｃ、第１支持部材としての中段スリーブ９ｂ、第２支持部材としての上段スリーブ９ａ、第１操作部としての第１調整ネジ３１及び第２操作部としての第２調整ネジ３２を有している。固定部としての下段スリーブ９ｃは、クロススライド６に固定されており、断面略矩形状に形成されている。また、下段スリーブ９ｃには、スリーブ１６及びスピンドル７が挿入される略円形の下段孔１１ｃが形成されている。これにより、下段スリーブ９ｃとスリーブ１６との間には、中段スリーブ９ｂ及び上段スリーブ９ａがある程度回動できるだけの隙間が開いている。

【0017】

中段スリーブ９ｂは、下段スリーブ９ｃに対して第１回動軸１２ｂを中心に回動可能に支持されており、略円筒形状に形成されている。中段スリーブ９ｂには、スリーブ１６及びスピンドル７が挿入される略円形の中段孔１１ｂが形成されている。これにより、中段スリーブ９ｂとスリーブ１６との間には、中段スリーブ９ｂ及び上段スリーブ９ａがある程度回動できるだけの隙間が開いている。

【0018】

上段スリーブ９ａは、中段スリーブ９ｂに対して第２回動軸１２ａを中心に回動可能に支持されており、略円筒形状に形成されている。第２回動軸１２ａは、第１回動軸１２ｂとは異なる位置に配置されている。第１回動軸１２ｂ及び第２回動軸１２ａは、それぞれＺ方向に沿って延びており、互いに平行である。上段スリーブ９ａには、スリーブ１６及びスピンドル７が挿入される略円形の上段孔１１ａが形成されている。スリーブ１６は、上段孔１１ａによって支持され、軸受１７を介して、スピンドル７をＺ方向に移動可能に支持している。このように、下段スリーブ９ｃ、中段スリーブ９ｂ及び上段スリーブ９ａには、スピンドル７が挿入される孔としての下段孔１１ｃ、中段孔１１ｂ及び上段孔１１ａをそれぞれ有している。また、中段スリーブ９ｂ、上段スリーブ９ａ、第２回動軸１２ａ及び第２調整ネジ３２は、支持部４０を構成している。支持部４０は、下段スリーブ９ｃに対して第１回動軸１２ｂを中心に回動すると共に、スリーブ１６及びスピンドル７を支持している。

【0019】

中段スリーブ９ｂは、第１調整ネジ３１がユーザによって操作されることで、第１回動軸１２ｂを中心に回動する。より具体的には、第１調整ネジ３１は、ユーザによって操作されることでＸ方向に進退する。これにより、第１調整ネジ３１は、中段スリーブ９ｂをＸ方向に押圧し、中段スリーブ９ｂを第１回動軸１２ｂを中心に回動させる。例えば、図４（ｂ）に示すように、スピンドル７の軸中心、すなわちスピンドル７に装着されるドリル８の軸中心は、点Ｐ３から点Ｐ４へＸ方向に距離βだけ移動させることができる。

【0020】

上段スリーブ９ａは、第２調整ネジ３２がユーザによって操作されることで、第２回動軸１２ａを中心に回動する。より具体的には、第２調整ネジ３２は、ユーザによって操作されることでＹ方向に進退する。これにより、第２調整ネジ３２は、上段スリーブ９ａをＹ方向に押圧し、上段スリーブ９ａを第２回動軸１２ａを中心に回動させる。例えば、図４（ａ）に示すように、スピンドル７の軸中心、すなわちスピンドル７に装着されるドリル８の軸中心は、点Ｐ１から点Ｐ２へＹ方向に距離αだけ移動させることができる。

【0021】

中段スリーブ９ｂと上段スリーブ９ａの位置調整の順番は、特に限定されず、例えば第１調整ネジ３１及び第２調整ネジ３２をそれぞれ少しずつ進退させながらスピンドル７の軸中心の位置を確認してもよい。このように、スピンドル７の軸中心位置を、２つの調整ネジを操作するだけで容易に調整することができ、操作性を向上できる。また、中段スリーブ９ｂ及び上段スリーブ９ａは、第１回動軸１２ｂ及び第２回動軸１２ａを中心に回動するので、スピンドル７の位置調整が直感的で分かりやすく、精度よくスピンドル７の位置調整を行うことができる。これにより、第１加工部Ｓ１のドリル８と第２加工部Ｓ２のドリル８との間の軸間距離を精度よく調整することができる。

【0022】

また、第１調整ネジ３１は、Ｙ方向において、スピンドル７を挟んで第１回動軸１２ｂとは反対側に配置され、第２調整ネジ３２は、Ｘ方向において、スピンドル７を挟んで第２回動軸１２ａとは反対側に配置されている。これにより、第１調整ネジ３１及び第２調整ネジ３２の進退量に対して、スピンドル７の軸中心の移動量（例えば距離α，β）が小さくなる。このため、第２加工部Ｓ２のスピンドル７の軸中心の位置を精度よく調整することができ、２つのドリル８の軸間距離を精度よく調整することができる。

【0023】

また、支持装置９を構成する下段スリーブ９ｃ、中段スリーブ９ｂ及び上段スリーブ９ａは、Ｚ方向に互いに並んで配置されており、かつ中段スリーブ９ｂ及び上段スリーブ９ａは、Ｘ方向及びＹ方向に回動する。このため、支持装置９をコンパクトに構成すると共に簡易に構成することができ、コストダウンできる。

【0024】

＜まとめ＞
本実施の形態に係る加工装置（２）は、
ワーク（４）が載置され、第１方向（Ｘ）に移動可能な載置台（３）と、
前記第１方向（Ｘ）に直交する第２方向（Ｙ）に移動可能な移動部材（６）と、
ワーク（４）に穴明け加工可能な第１回転工具（８）を回転可能に支持し、前記移動部材（６）に支持される第１スピンドル（７）を有する第１加工部（Ｓ１）と、
ワーク（４）に穴明け加工可能な第２回転工具（８）を回転可能に支持する第２スピンドル（７）と、前記第２スピンドル（７）を前記第１方向（Ｘ）及び前記第２方向（Ｙ）に位置調整可能に支持し、前記移動部材（６）に支持される支持装置（９）と、を有する第２加工部（Ｓ２）と、を備え、
前記支持装置（９）は、前記移動部材（６）に固定される固定部（９ｃ）と、前記第１方向（Ｘ）及び前記第２方向（Ｙ）に直交する第３方向（Ｚ）に沿って延びる第１回動軸（１２ｂ）を中心に回動可能に前記固定部（９ｃ）に対して支持され、前記第２スピンドル（７）を支持する支持部（４０）と、前記支持部（４０）を前記第１回動軸（１２ｂ）を中心に回動させる第１操作部（３１）と、を有する、ことを特徴とする。

【0025】

第２加工部Ｓ２のスピンドル７を支持する支持部４０は、第１調整ネジ３１が操作されることによって、第１回動軸１２ｂを中心に回動する。このように、第１調整ネジ３１を操作するだけでスピンドル７の軸中心の位置を調整できるので、操作性がよく、かつ２つのドリル８の軸間距離を精度よく調整することができる。また、支持装置９をコンパクトかつ簡易に構成することができ、コストダウンできる。

【0026】

なお、上述した実施の形態では、スピンドル７にドリル８を装着したが、これに限定されない。例えば、ルーター等の他の回転工具をスピンドル７に装着してもよい。

【0027】

また、上述した実施の形態では、中段スリーブ９ｂ及び上段スリーブ９ａがそれぞれ第１回動軸１２ｂ及び第２回動軸１２ａを中心に回動可能に構成されていたが、これに限定されない。例えば、上段スリーブ９ａは、中段スリーブ９ｂと一体に形成され、第２回動軸１２ａを中心に回動するように構成されなくてもよい。すなわち、支持装置９は、１つの回動軸（例えば第１回動軸１２ｂ）を中心に回動するスリーブによってスピンドル７の位置調整をするように構成してもよい。

【0028】

また、上述した実施の形態では、２つの別々のプリント基板を２つの加工部Ｓ１，Ｓ２によって穴明け加工するように構成されていたが、これに限定されない。例えば、１つのプリント基板を、２つの加工部Ｓ１，Ｓ２によって穴明け加工してもよい。

【0029】

また、上述した実施の形態では、第１調整ネジ３１及び第２調整ネジ３２によって中段スリーブ９ｂ及び上段スリーブ９ａをそれぞれ回動させていたが、これに限定されない。例えば、これら第１調整ネジ３１及び第２調整ネジ３２の少なくともいずれか一方を、ピエゾアクチュエータやソレノイド等に代えてもよい。また、中段スリーブ９ｂ及び上段スリーブ９ａは、不図示のバネ等の付勢部材によって、第１調整ネジ３１及び第２調整ネジ３２に向けて付勢されてもよい。

【0030】

また、上述した実施の形態では、上段スリーブ９ａ、中段スリーブ９ｂ及び下段スリーブ９ｃは、Ｚ方向においてこのような順で上から並んでいたが、これに限定されない。例えば、上段スリーブ９ａの上方に下段スリーブ９ｃを配置してもよい。

【0031】

また、上述した実施の形態では、第１調整ネジ３１は、Ｙ方向において、スピンドル７を挟んで第１回動軸１２ｂとは反対側に配置され、第２調整ネジ３２は、Ｘ方向において、スピンドル７を挟んで第２回動軸１２ａとは反対側に配置されていたが、これに限定されない。例えば、第１調整ネジ３１は、Ｙ方向において、第１回動軸１２ｂとスピンドル７との間に配置されてもよい。例えば、第２調整ネジ３２は、Ｘ方向において、第２回動軸１２ａとスピンドル７との間に配置されてもよい。

【符号の説明】

【0032】

２：加工装置（ドリル加工装置）
３：載置台（加工テーブル）
４：ワーク（プリント基板）
６：移動部材（クロススライド）
７：第１スピンドル、第２スピンドル（スピンドル）
８：第１回転工具、第２回転工具（ドリル）
９：支持装置
９ａ：第２支持部材（上段スリーブ）
９ｂ：第１支持部材（中段スリーブ）
９ｃ：固定部（下段スリーブ）
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ：孔（上段孔、中段孔、下段孔）
１２ａ：第２回動軸
１２ｂ：第１回動軸
３１：第１操作部（第１調整ネジ）
３２：第２操作部（第２調整ネジ）
４０：支持部
Ｓ１：第１加工部
Ｓ２：第２加工部
Ｘ：第１方向
Ｙ：第２方向
Ｚ：第３方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】