(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を回転自在に保持するスピンドルを前記工具の軸線方向に移動させてプリント基板に穴明け加工をするプリント基板加工機において、
永久磁石とステータとからなるリニアモータと、
前記スピンドルの前記軸線方向の外周に予め定める隙間を隔てて嵌合する穴を備えるホルダと、を設け、
前記スピンドルの外周に前記永久磁石を配置すると共に前記穴の内面に前記ステータを配置して、前記スピンドルを移動させ、
前記スピンドルの外周または前記穴の内面の一方または両方に圧縮空気の噴出口を設け、前記スピンドルを空気軸受により支持するとともに、
前記スピンドルの外周または前記穴の内面の一方または両方に、前記ホルダの前記ステータ側への密着を防止するための前記隙間よりも高さが低い突起を設けたこと
を特徴とする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、工具を回転自在に保持するスピンドルを前記工具の軸線方向に移動させ、プリント基板に穴明けあるいはプリント基板の外形を加工をするプリント基板加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のプリント基板穴明加工機の全体図、図６は、スピンドル移動部の拡大図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は側面断面図である。
【０００３】
図５において、プリント基板１は、テーブル２に固定されている。テーブル２は、ベッド３に固定された一対の直線案内装置４に支持され、モータ５及び図示を省略するボールねじにより、前後（Ｘ）方向に移動自在である。
【０００４】
門形のクロスレール７は、テーブル２を跨ぐようにしてベッド１に固定されている。クロススライド１１は、クロスレール７に固定された一対の直線案内装置８に支持され、モータ１０およびボールねじ９により左右（Ｙ）方向に移動自在である。
【０００５】
図６において、ドリル２０は、スピンドル２１に回転自在に支持されている。スピンドル２１は、ハウジング２２に固定されている。ハウジング２２は、クロススライド１１に固定された一対の直線案内装置２３に支持されている。ハウジング２２の背面に固定されたナット２４は、ボールねじ２５に螺合している。ボールねじ２５は、クロススライド１１に固定された軸受２６に回転自在に支持され、カップリング２７を介してモータ２８の出力軸に接続されている。モータ２８はクロススライド１１に固定された取付け座２９に固定されている。
【０００６】
以上の構成において、ＮＣ装置１８は、予め入力される加工プログラムに従ってテーブル２、クロススライド１１を移動させ、ドリル２０の軸線をプリント基板１の所定の位置に位置決めした後、モータ２８を回転させてハウジング２２すなわちスピンドル２１を下降させ、プリント基板１に穴を加工する。
【０００７】
図７は、従来の他のスピンドル移動部（以下、第２の従来技術といい、上記の従来技術を第１の従来技術という。）の側面断面図であり、図６と同じものまたは同一機能のものは同一符号を付して説明を省略する。
【０００８】
第２の従来技術では、スピンドル２１をリニアモータ３０の出力軸に接続し、スピンドル２１の外周をハウジング２２の穴１９の内面に設けた図示を省略するエアベアリングにより支持するように構成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記第１の従来技術は、モータ２８が駆動する部材の重量が大きいため、容量の大きいモータ２８を必要とするだけでなく、スピンドルの移動速度を速くすることが困難であるため、加工能率が低かった。
【００１０】
また、上記第２の従来技術は、上記第１の従来技術に比べてスピンドルの移動速度を速くできるため、加工能率を向上させることはできたが、プリント基板穴明加工機の高さが高いため、容積が大きかった。
【００１１】
本発明の目的は、加工能率に優れ、かつ容積が小さいプリント基板加工機を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、工具を回転自在に保持するスピンドルを前記工具の軸線方向に移動させてプリント基板に穴明け加工をするプリント基板加工機において、永久磁石とステータとからなるリニアモータと、前記スピンドルの前記軸線方向の外周に予め定める隙間を隔てて嵌合する穴を備えるホルダと、を設け、前記スピンドルの外周に前記永久磁石を配置すると共に前記穴の内面に前記ステータを配置して、前記スピンドルを移動させ、前記スピンドルの外周または前記穴の内面の一方または両方に圧縮空気の噴出口を設け、前記スピンドルを空気軸受により支持するとともに、前記スピンドルの外周または前記穴の内面の一方または両方に、前記ホルダの前記ステータ側への密着を防止するための前記隙間よりも高さが低い突起を設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るスピンドル移動部の側面断面図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図、図３は、図２のＢ部拡大図であり、図６、７と同じもの又は同一機能のものは、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１６】
スピンドル２１の外周には、ホルダ５０がスピンドル２１と一体に固定されている。ホルダ５０の外周には、リニアモータ５１を構成する永久磁石５２がドリル２０の軸線（すなわちスピンドル２１の軸線）と直角の円周方向に等間隔（図示の場合、９０度間隔）、スピンドル２１の軸線方向に複数段（図示の場合、５段）配置されている。図１に示すように、スピンドル２１の軸線方向に配置される永久磁石５２は、Ｎ極とＳ極が交互に配置されている。
【００１７】
ハウジング２２に設けられた穴には、スリーブ５３がハウジング２２と一体に固定されている。スリーブ５３の内径は、幅ｗの間隙５４を隔ててホルダ５０の外周に対向するように形成されている。幅ｗは２５〜５０μｍの大きさである。ハウジング２２の内周には、永久磁石５２と対向するようにして、リニアモータ５１を構成する固定子５５が円周方向およびスピンドル２１の軸線方向に配置されている。固定子５５は、永久磁石５２よりも多数段（図示の場合９段）配置されている。
【００１８】
ハウジング２２に設けられた複数のエア通路５６の一方の端部は、図示を省略するエア供給源に接続され、他方の端部は、スリーブ５３に設けられた噴出口５７を介して間隙５４に接続されている。噴出口５７は、スピンドル２１の軸線方向および円周方向に多数設けられている。
【００１９】
ハウジング２２に設けられたピンストッパ５８は、一端が間隙５４に突き出すようにしてハウジング２２に固定されている。ピンストッパ５８のスリーブ５３からの突き出し高さは、ｗ／２程度である。
【００２０】
ハウジング２２の下端部には、複数のシリンダ６０が円周方向に等間隔に配置されている。シリンダ６０はピストンロッドの移動方向がスピンドル２１の軸線に向かうように配置されており、図示における、ピストンロッドは引き込まれた状態である。
【００２１】
制御装置６１は、任意のシリンダ６０を動作させることができる。なお、シリンダ６０は、固定子５５に電流が供給されていない場合、図示を省略するエア供給源の圧力が低下した場合、および停電時にはピストンロッドを突き出し、ピストンロッドの先端でホルダ５０を固定するように構成されている。
【００２２】
ホルダ５０の上端側には、スケール６２とヘッド６３とからなるリニアスケール６４のスケール６２が固定され、ハウジング２２のスケール６２と対向する位置にはヘッド６３が固定されている。
【００２３】
なお、スピンドル２１は図示を省略する手段により、ハウジング２２に対して回転しないように構成されている。
【００２４】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
【００２５】
図示を省略するエア供給源を動作させ、噴出口５７から高圧エアを噴出させて間隙５４に空気軸受（エアベアリング）を形成し、スピンドル２１を径方向に保持させる。そして、固定子５５に電流を供給し、スピンドル２１を軸線方向の現在位置に保持させる。その後、制御装置６１によりシリンダ６０を動作させ、ピストンロッドをホルダ５０から離間させる。
【００２６】
以下、リニアモータ５１を動作させ、リニアスケール６４により位置を確認しながら、スピンドル２１を上下方向に移動させる。
【００２７】
この実施の形態では、複数個のシリンダ６０を設け、スピンドル２１を固定可能に構成したので、固定子５５に電流が供給されていない場合や図示を省略するエア供給源の圧力が低下した場合にも、スピンドル２１の落下を防止することができる。
【００２８】
また、ピンストッパ５８を設けたので、固定子５５に電流が供給されていない場合や図示を省略するエア供給源の圧力が低下した場合にも、磁力によりホルダ５０がハウジング２２に密着することを予防できる。
【００２９】
また、永久磁石５２の磁力により、ホルダ５０がハウジング２２に吸引されてスピンドル２１の軸線がスリーブ５３の軸線からずれた場合、あるいはホルダ５０がハウジング２２に密着した場合も、密着した側のシリンダ６０あるいは総てのシリンダ６０を動作させることにより、ホルダ５０をハウジング２２から引き離し、スピンドル２１の軸線をスリーブ５３の軸線に一致させることができる。
【００３０】
なお、エア通路５６をハウジング２２に設けたが、ホルダ５０に設けてもよいし、ハウジング２２とホルダ５０の両方に設けても良い。
【００３１】
また、ピンストッパ５８をハウジング２２側に配置したが、ホルダ５０側に配置してもよいし、ハウジング２２側とホルダ５０側の両方に配置してもよい。
【００３２】
また、シリンダ６０を、ハウジング２２の上端部および中間部にも配置するようにすると、磁力により、ホルダ５０がハウジング２２に密着した場合も、ホルダ５０をハウジング２２から引き離すことが容易になる。
【００３３】
また、ホルダ５０を設けず、永久磁石５２をスピンドル２１の外周に直接配置してもよい。
【００３４】
また、上記ではホルダ５０に永久磁石５２を、ハウジング２２に固定子５５を配置させたが、図４に示すように、ホルダ５０に固定子５５を、ハウジング２２に永久磁石５２を配置させてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ステータに電流が流れていない場合や、圧縮空気の空気圧が低下した場合であっても、磁力によりホルダがステータ側に密着することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスピンドル移動部の側面断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＢ部拡大図である。
【図４】本発明に係るスピンドル移動部の変形例を示す側面断面図である。
【図５】従来のプリント基板穴明加工機の全体図である。
【図６】従来のスピンドル移動部の拡大図である。
【図７】従来のスピンドル移動部の拡大図である。
【符号の説明】
２１  スピンドル
２２  ハウジング
５１  リニアモータ
５２  永久磁石
５４  間隙
５５  回転子
５６  エア通路
【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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【図６】
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【図７】
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