(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に工具が取り付けられた主軸と、前記主軸の軸線方向に沿って移動自在なプレッシャフットとを備え、テーブル上に載置されたワークを、前記プレッシャフットによって前記テーブルに押さえ付けながら前記工具によって加工するプリント基板加工機において、
前記プレッシャフットは、
前記軸線方向移動自在に配置されて複数のシリンダ部を有するホルダと、
基端側がそれぞれの前記シリンダ部によって前記軸線方向移動可能に保持されるとともに先端側にワークに対して接離可能な押圧部を有する複数のピストン部材と、
それぞれの前記シリンダ部とそれぞれの前記ピストン部材の背面側との間に構成される複数の背圧室と、
前記複数の背圧室を連通させる連通流路と、
前記複数の背圧室と前記連通流路とに密封状態で充填された流体と、を備える、
ことを特徴とするプリント基板加工機。
【請求項２】
前記複数のシリンダ部は、前記工具の周囲において前記ホルダを周方向に等分する位置に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テーブル上に載置されたワークを、プレッシャフットによって押さえ付けながら加工するプリント基板加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のプリント基板加工機における主軸部の正面図である。
【０００３】
主軸１は、高さ方向（Ｚ軸方向）に移動自在のハウジング３に固定されており、先端部にドリル（工具）１３を回転自在に保持している。プレッシャフット２は、主軸１の先端部に嵌合され、下端には樹脂又は金属で形成され環状のブッシュ４が固定されている。プレッシャフット２の両側には、１対のガイドロッド５が固定されている。ガイドロッド５の他端は、それぞれ、フレキシブルジョイント７を介してハウジング３に固定されたエアシリンダ６のピストンロッドに結合されている。
【０００４】
プレッシャフット２は、エアシリンダ６に供給された圧縮空気により、図４中の下方に付勢されており、同図に示す待機状態の場合、ブッシュ４の下端がドリル１３の先端から１〜２ｍｍ下方に位置決めされるようになっている。
【０００５】
配管８は、一端がプレッシャフット２の内部に連通し、他端は集塵装置（不図示）に接続されている。
【０００６】
ワークとしてのプリント基板Ｗが載置されるテーブル９の表面には、プリント基板Ｗを水平方向に位置決めするための位置決め部材１４，１５等が配置されている。
【０００７】
上述構成のプリント基板加工機は、ドリル１３を水平方向に位置決めしてハウジング３を下降させると、まずブッシュ４の下端がプリント基板Ｗの表面に当接してプリント基板Ｗをテーブル９に押さえ付ける。この状態で、ハウジング３を例えばＮＣの指令値に基づく切り込み量だけさらに下降させ、ドリル１３によってプリント基板Ｗに所定の深さの穴明け加工を行う。この加工によって発生した切り屑は、配管８を介して外部に排出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来例によると、位置決め部材１４，１５は、それぞれの表面がテーブル９の表面に対して同一面になるようにして配置されるが、段差が発生する場合がある。
【０００９】
図５は、段差が発生した状態で、従来のプレッシャフット２によって、プリント基板Ｗを押さえ付けたときのようすを示す正面断面図である。
【００１０】
図示のように、例えば位置決め部材１４の表面１４ａが位置決め部材１５の表面１５ａよりも高くて両表面１４ａ，１５ａ間に段差が形成された状態で、プリント基板Ｗを固定すると、プリント基板Ｗはブッシュ４と表面１４ａとの間で固定され、いわゆる片当たりの状態になって、プリント基板Ｗと表面１５ａとの間には隙間が形成される。
【００１１】
このような状態でドリル１３による穴明け加工を行うと、プリント基板Ｗのうちのプレッシャフット２によって押さえられていない部分が上下に不用に動いてしまって、穴明け位置がずれて加工精度が低下する。また、プリント基板Ｗが上下に動くことにより、ドリル１３が折損するおそれがあり、加工能率が低下する。さらに、片当たりによりプリント基板Ｗの表面に傷が発生することもある。
【００１２】
なお、位置決め部材１４，１５の表面１４ａ，１５ａがテーブル９の表面と同一面に配置されている場合であっても、プリント基板Ｗ自体に製造工程に起因する板厚のばらつきがある場合にもこのような片当たりが発生し、上記の場合と同様に、加工精度や加工能率が低下したり、プリント基板Ｗに傷をつけたりする。
【００１３】
そこで、本発明は、上述の課題を解決し、加工精度や加工能率を向上させ、またワーク表面の傷を防止するようにしたプリント基板加工機を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、先端部に工具が取り付けられた主軸と、前記主軸の軸線方向に沿って移動自在なプレッシャフットとを備え、テーブル上に載置されたワークを、前記プレッシャフットによって前記テーブルに押さえ付けながら前記工具によって加工するプリント基板加工機において、前記プレッシャフットは、前記軸線方向移動自在に配置されて複数のシリンダ部を有するホルダと、基端側がそれぞれの前記シリンダ部によって前記軸線方向移動可能に保持されるとともに先端側にワークに対して接離可能な押圧部を有する複数のピストン部材と、それぞれの前記シリンダ部とそれぞれの前記ピストン部材の背面側との間に構成される複数の背圧室と、前記複数の背圧室を連通させる連通流路と、前記複数の背圧室と前記連通流路とに密封状態で充填された流体と、を備える、ことを特徴としている。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のプリント基板加工機において、前記複数のシリンダ部は、前記工具の周囲において前記ホルダを周方向に等分する位置に配置される、ことを特徴とする。
【００１６】
〔作用〕
複数のピストン部材は、それぞれの背圧室に流体を供給しまた排出することにより軸線方向に個別に移動することができる。したがって、それぞれのピストン部材の押圧部は、ワークに対して接離方向（軸線方向）に個別に移動することができる。さらに、複数の背圧室は、連通流路によって連通されているので、それぞれの押圧部は、ワークの表面に高低差があった場合でも、ワーク表面との間に間隙が発生することなくその高低差に対応した適宜な高さ位置でワーク表面に確実に接触し、しかも同じ加圧力でワークを押さえ付けることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において、同一の符号を付したものは、同様の構成又は作用を有するものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。
【００１８】
＜実施の形態１＞
図１，図２，図３に、本発明に係るプリント基板加工機の特徴的な部分の一例を示す。このうち図１は、プリント基板加工機の主軸の先端部近傍の正面縦断面を示し、また図２は、プレッシャフットの押圧部を下方から見た図であり、さらに図３は（ａ），（ｂ）は、プレッシャフットの動作を説明する展開図である。
【００１９】
本発明に係るプリント基板加工機は、図１に示すように、主軸１とプレッシャフット２とを備えている。
【００２０】
主軸１は、図１中の上下方向を向いた軸線Ｃを有しており、この軸線Ｃを中心として回転可能に、かつこの軸線Ｃに沿って図１中の上下方向に移動可能となるように、加工機本体（不図示）によって支持されている。主軸１の先端部には、本実施の形態では、工具としてのドリル１３が取り付けられている。なお、工具としては、この他に、例えば、リーマやエンドミルなども使用されるが、本実施の形態においては、ドリル１３によって、テーブル９（図４参照）上の位置決め部材１４，１５上に載置されたワークとしてのプリント基板Ｗに穴明け加工を行う場合を例に説明するものとする。
【００２１】
プレッシャフット２は、主軸１の先端部に下方から嵌合されたベース部材（ガイド部材）１０と、このベース部材１０に取り付けられたホルダ２０と、このホルダ２０によって軸線Ｃに沿った方向（以下、適宜「軸線方向」という）に移動可能に保持された複数のピストン部材３０と、を備えている。
【００２２】
このうちベース部材１０は、カップ状に形成されていて、前述の図４に示す従来例と同様にして、支持されている。
【００２３】
すなわち、図４に示すように、プレッシャフット２の両側には、１対のガイドロッド５が固定されている。ガイドロッド５の他端は、それぞれ、フレキシブルジョイント７を介してハウジング３に固定されたエアシリンダ６のピストンロッドに結合されている。プレッシャフット２は、エアシリンダ６に供給された圧縮空気により、図４中の下方に付勢されている。
【００２４】
図１に戻る。上述のような構成のベース部材１０は、主軸１とは個別に軸線方向（図１中の上下方向）に移動できるようになっている。このベース部材１０の底部の中央には、次に説明するホルダ２０を取り付けるための透孔１１が穿設されている。
【００２５】
ホルダ２０は、全体としては環状に形成されていて、周方向を等分する位置にはそれぞれシリンダ部２１が形成されている。本実施の形態においては、周方向を４等分する位置ごとに１個、合計４個のシリンダ部２１が形成されている。各シリンダ部２１は、その軸心が上述の主軸１の軸心Ｃと平行になるように円筒状に形成されており、先端側となる下部には、小径の透孔２２が穿孔されている。一方、各シリンダ部２１は、基端側となる上部において密閉されるとともに上端に形成された水平断面形状が環状の連通流路２３によって隣接するもの相互が連通されている。すなわち、４個のシリンダ部２１は、この連通流路によってすべて連通されている。ホルダ２０の中央部分には、上述のドリル１３が通過可能（貫通可能）な透孔２４が上下方向に穿設されている。
【００２６】
複数のピストン部材３０は、それぞれ上述のホルダ２０のシリンダ部２１によって軸線方向移動可能に保持されている。各ピストン部材３０は、上方から順に、ピストン部３１、軸部３２、押圧部３３を有している。
【００２７】
このうちピストン部３１は、円柱状に形成されていて、シリンダ部２０の内側に嵌合されている。ピストン部３１の上下方向中間部には、Ｏリング（シール部材）３４が装着されている。このＯリング３４により、各シリンダ部２１の内面と、各ピストン部材３０のピストン部３１の背面側との間には、油密性を有する背圧室３５が構成される。こうして構成された４個の背圧室３５は、上述の連通流路によって相互に連通されている。
【００２８】
各ピストン部材３０の軸部３２は、上述のシリンダ部２０の小径の透孔２２に上下動可能に嵌合されるとともに基端側となる上端には上述のピストン部３１が固定され、一方、先端側となる下端には次に説明する押圧部３３が固定されている。
【００２９】
各押圧部３３は、その下面視である図２に示すように、扇形に形成されている。各押圧部３３は、中心角が９０度の扇形に形成されていて、中心側には、円弧状の切欠部３３ａが形成されている。４個の押圧部３３は、図２に示すように、全体として環状を形成しており、それぞれの切欠部３３ａが合わさって円形の透孔３６を構成している。相互に隣接する押圧部３３は、相互に接触する面がガイド面３３ｂ，３３ｂとなっていて、一方の押圧部３３のガイド面３３ｂは、これに隣接する他方の押圧部３３の軸線方向の移動（上下動）をガイドするようになっている。さらに、各押圧部３３の厚さは、各ピストン部材３０が軸線方向に移動して任意の位置に配置された場合であっても、相互のガイド面３３ｂ，３３ｂが離れないような厚さに設定されている。すなわち、ピストン部材３０は、図１の左半部に示す最上位の位置（以下「上昇限」という。）に配置された場合も、図１の右半部に示す最下位の位置（以下「下降限」という。）に配置された場合でも、常に隣接するピストン部材３０のガイド面３３ｂ，３３ｂが接触して他方をガイドできるようになっている。言い換えると、ピストン部材３０の上昇限と下降限との差であるストロークよりも、押圧部３３の厚さｔが厚くなるように構成されている。
【００３０】
上述のように、ホルダ２０の４個のシリンダ部２１の上部に形成されている４個の背圧室３５は、連通流路２３によって連通されている。つまり、４個の背圧室３５は、これらを連通させる連通流路２３とともに全体として一体に構成されている。そして、これら４個の背圧室３５と連通流路２３とには、本実施の形態においては、流体としての油４０が密封状態で充填されている。なお、このとき充填する油４０の油量は、例えば、４個のピストン部材３０のすべてが上述の上昇限と下降限との中間に位置したときの４個の背圧室３５及び連通流路２３に充填される量とすればよい。このようにすることにより、４個のピストン部材３０のストローク量を大きく確保することができる。
【００３１】
なお、本実施の形態においては、主軸１の先端部に取り付けられたドリル１３の先端位置は、ピストン部材３０が上昇限に位置したときの押圧部３３の底面３３ｃの位置よりも、１〜３ｍｍ程度上方に位置するように設定されているものとする。
【００３２】
次に、図３（ａ），（ｂ）を参照して、上述構成のプリント基板加工機の動作について、プレッシャフット２の動作を中心に説明する。なお、図３（ａ），（ｂ）は、前述のホルダ２０を周方向に展開した模式図である。すなわち、実際には、ホルダ２０の周方向に４等分する位置に配置された４個のシリンダ部２１を直線状に並べ替えた模式図である。また、説明の便宜上、４個のピストン部材３０を左側から順に、ピストン部材３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄとし、またそれぞれの押圧部３３を、この順に押圧部３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄとした。
【００３３】
以下の説明は、例えば、図１に示すように、位置決め部材１４の表面１４ａが位置決め部材１５の表面１５ａよりも高いために、図３（ａ），（ｂ）に示すように、プリント基板Ｍの表面が、表面Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３のように段差になっている場合を例に説明する。
【００３４】
ハウジング３（図４参照）が下降してピストン部材３０Ａの押圧部３３Ａがプリント基板Ｗの表面Ｗ１に当接した際、他のピストン部材３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの押圧部３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄがプリント基板Ｗに当接していなかったとする。この場合、押圧部３３Ａは、プリント基板Ｗの表面Ｗ１によって上方に押されてホルダ２０に対して相対的に上昇する。この結果、ピストン部材３０Ａを保持しているシリンダ２１の背圧室３５内の油４０が連通流路２３を介して他の背圧室３５に移動し、図３（ｂ）に示すように、ピストン部材３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄをホルダ２０に対して相対的に下降させる。
【００３５】
さらにハウジング３が下降し、ピストン部材３０Ａの押圧部３３Ａに加えて、ピストン部材３０Ｂの押圧部３３Ｂがプリント基板Ｗの表面Ｗ２に当接した際、押圧部３３Ｃ，３３Ｄがプリント基板Ｗに当接していなかったとする。この場合、ピストン部材３０Ａ，３０Ｂが上昇し、これによりこれらの背圧室３５，３５の油圧４０が連通流路２３を介して、ピストン部材３０Ｃ，３０Ｄの背圧室３５，３５に移動する。この結果、ピストン部材３０Ｃ，３０Ｄが下降して、押圧部３３Ｃ，３０Ｄが表面Ｗ３に当接する。こうして、最終的には、ピストン部材３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの押圧部３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄは、それぞれプリント基板Ｗの表面Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を押さえ付ける。
【００３６】
押圧部３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄが、ドリル１３によるプリント基板Ｗ上の加工部位の周囲を環状に押さえ付ける結果、ドリル１３の先端がプリント基板Ｗの加工部位に接触して穴明け加工を開始しても、プリント基板Ｗが不用に上下に動くことはない。したがって、加工位置がずれて加工精度が低下したり、ドリル１３が折損してその交換のために加工能率が低下したりすることはない。
【００３７】
しかも、ホルダ２０に形成されている４個のシリンダ部２１が連通流路２３によって連通されているので、押圧部３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄがプリント基板Ｗの表面を押圧する際の加圧力が同じ大きさとなり、プリント基板Ｗの表面が特に加圧力が大きい押圧部によって傷つけられるといった従来の不具合を解消することができる。
【００３８】
また、本実施の形態では、各シリンダ部２１に嵌合されているピストン部材３０のピストン部３１が、シリンダ部２１の小径の透孔２２よりも大径に形成されているので、各ピストン部材３０がシリンダ部２１から脱落することがない。
【００３９】
なお、上述の実施の形態においては、背圧室３５及び連通流路２３に充填する流体として油４０を使用したが、これに代えて、水や空気等を使用してもよい。
【００４０】
また、ピストン部材３０のピストン部３１と軸部３２とを同径に形し、かつシリンダ部２１と透孔２２とを同径に形成するようにしてもよい。
【００４１】
また、プレッシャフット２のベース部材１０に直接、シリンダ部を形成し、このシリンダ部によってピストン部材を直接的に保持するようにしてもよい。
【００４２】
また、押圧部３３の形状は、扇形に限らず、例えば、円板状に形成してもよい。そして、シリンダ部２１及びピストン部材３０の数は、４個に限定されるものではなく、複数であれば他の数であってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、複数のピストン部材は、それぞれの背圧室に流体を供給しまた排出することにより軸線方向に個別に移動することができるので、それぞれのピストン部材の押圧部は、ワークに対して接離方向（軸線方向）に個別に移動することができる。さらに、複数の背圧室は、連通流路によって連通されているので、それぞれの押圧部は、ワークの表面に高低差があった場合でも、ワーク表面との間に間隙が発生することなくその高低差に対応した適宜な高さ位置でワーク表面に確実に接触し、しかも同じ加圧力でワークを押さえ付けて片当たりの発生を防止することができるので、加工精度及び加工能率を向上させ、またワークに傷をつけることを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプリント基板加工機における主軸先端部近傍の正面断面図である。
【図２】本発明に係るプリント基板加工機のプレッシャフットの押圧部を下方から見た図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、本発明に係るプリント基板加工機の動作説明図である。
【図４】従来のプリント基板加工機における主軸部近傍の一部破断正面図である。
【図５】従来のプリント基板加工機の動作説明図である。
【符号の説明】
１          主軸
２          プレッシャフット
９          テーブル
１０        ガイド部材（ベース部材）
１３        工具（ドリル）
２０        ホルダ
２１        シリンダ部
２３        連通流路
２４        工具が貫通可能な透孔
３０        ピストン部材
３３        押圧部
３３ａ      切欠部
３５        背圧室
４０        流体（油）
Ｃ          主軸の軸線方向
Ｗ          ワーク（プリント基板）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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