(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状のワークに穴を明ける穿孔装置と、穿孔装置の一側に配置されたワークテーブルと、穿孔装置の他側に配置された平面サーボモータと、ワークテーブルの上面により摺動可能に支持されており、且つ環状の薄板からなる保持枠と、該保持枠の周辺端部を平面サーボモータの可動部に連結する連結機構とを具備し、
該連結機構は、保持枠を着脱自在に掛止する掛止部材と、掛止部材を駆動するためのアクチュエータとからなり、シート状ワークを保持した保持枠に掛止部材を掛止してアクチュエータによって保持枠を移動させることにより、保持枠を平面サーボモータの可動部に固定するようにしたことを特徴とするパンチングマシン。
【請求項２】
掛止部材の駆動により保持枠を位置決めする位置決め部材を具備し、位置決め部材は、平面サーボモータの可動部に設けられた一対のピンと、保持枠の周辺端部に形成されて一対のピンに係合可能な一対の溝とを含んでおり、
アクチュエータによって保持枠が平面サーボモータ側に移動する際に、各溝が対応するピンに係合することによって、保持枠が平面サーボモータの可動部の所定の位置に位置決めされるようにした請求項１に記載のパンチングマシン。
【請求項３】
パンチングマシンの機体の上部に加工室を形成し、加工室の前面に扉を設け、加工室の内側に穿孔装置を配置し、穿孔装置の前方にワークテーブルを設置し、穿孔装置の後方に平面サーボモータを設置し、平面サーボモータの上方に穿孔装置の配線配管類を配設した請求項１又は２に記載のパンチングマシン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層前のセラミックグリーンシートやフレキシブル基板用フィルム等のシート状ワークを穿孔するパンチングマシンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−１７４４９２号公報には、図５に示すようなパンチングマシンが提案されている。このパンチングマシンは、シート状のワークＷに穴を明ける穿孔装置５１と、穿孔装置５１の下側でワークＷを支持する作業テーブル５２と、作業テーブル５２の前方でワークＷを保持するホルダ５３と、ホルダ５３を前後左右に移動する移動装置５４とから構成されている。ホルダ５３は移動装置５４のＸ移動体５５に取り付けられ、Ｘ移動体５５はＹ移動体５６の上に搭載されている。そして、Ｘ移動体５５をモータ５７によりボールネジ５８を介しレール５９に沿って左右方向に駆動し、Ｙ移動体５６をモータ６０によりボールネジ６１を介しレール６２に沿って前後方向に駆動して、ワークＷの目的箇所を穿孔装置５１のパンチピン６３に位置決めするようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のパンチングマシンによると、ワークＷを位置決めする移動装置５４が穿孔装置５１の前方に設置されているので、ボールネジ５８，６１やレール５９，６２の長尺部材が穿孔位置の前方に大きなスペースを占有し、マシン全体が大型化するばかりでなく、マシン前面から穿孔位置までの距離が長くなり、ワーク交換や保守点検等の作業性が悪くなる問題点があった。また、移動装置５４が移動体５５，５６、モータ５７，６０、ボールネジ５８，６１等の多数の移動物体で構成されているため、移動物体の総質量が増加し、ワークＷの位置決め速度が制限され、加えて、振動により穴のピッチ精度や真円度が低下したり、衝撃によってパンチピン６３が折れやすくなるなどの不具合もあった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、マシン全体を小型化でき、ワークの高速位置決めを可能にし、穿孔精度を向上できるパンチングマシンを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のパンチングマシンは、シート状のワークに穴を明ける穿孔装置と、穿孔装置の一側に配置されたワークテーブルと、穿孔装置の他側に配置された平面サーボモータと、ワークテーブルの上面により摺動可能に支持されており、且つ環状の薄板からなる保持枠と、該保持枠の周辺端部を平面サーボモータの可動部に連結する連結機構とを具備し、該連結機構は、保持枠を着脱自在に掛止する掛止部材と、掛止部材を駆動するためのアクチュエータとからなり、シート状ワークを保持した保持枠に掛止部材を掛止してアクチュエータによって保持枠を移動させることにより、保持枠を平面サーボモータの可動部に固定するようにしたことを特徴とする。
また、本発明のパンチングマシンは、掛止部材の駆動により保持枠を位置決めする位置決め部材を具備し、位置決め部材は、平面サーボモータの可動部に設けられた一対のピンと、保持枠の周辺端部に形成されて一対のピンに係合可能な一対の溝とを含んでおり、アクチュエータによって保持枠が平面サーボモータ側に移動する際に、各溝が対応するピンに係合することによって、保持枠が平面サーボモータの可動部の所定の位置に位置決めされるようにして構成される。
【０００６】
ここで、ワークとして、積層前のセラミックグリーンシートやフレキシブル基板用フィルム等を穿孔加工する場合は、ワークへの塵埃の付着を防止するために、パンチングマシンに加工室を設けるのが好ましい。この観点から発明されたパンチングマシンは、パンチングマシンの機体の上部に加工室を形成し、加工室の前面に扉を設け、加工室の内側に穿孔装置を配置し、穿孔装置の前方にワークテーブルを設置し、穿孔装置の後方に平面サーボモータを設置し、平面サーボモータの上方に穿孔装置の配線配管類を配設して構成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態のパンチングマシンは、積層前（焼成前）の柔軟なセラミックグリーンシートをワークとして穿孔加工する機械であって、精細なスルーホール印刷（導通印刷）を可能にするために、例えば、１５０ｍｍ×１５０ｍｍのワークに０．０５〜０．２ｍｍの穴径のスルーホール穴を±０．０１ｍｍのピッチ精度で数万個穿孔できるように構成されている。
【０００９】
図１及び図２に示すように、パンチングマシンの機体１の上部には加工室２が形成され、加工室２の前面に扉３が設けられている。加工室２の底部にはベース４が水平に固定され、加工室２の内側にワークＷ（図３参照）にスルーホール穴を明ける穿孔装置５が配置されている。穿孔装置５は上側のパンチユニット６と下側のダイユニット７とからなり、パンチユニット６はベース４の上方に図示しない昇降装置によって所定量昇降可能な左右一対のロッド９を用いて架設した左右に長いフレーム８上に設置され、ダイユニット７はベース４の上面に設置されている。
【００１０】
パンチユニット６は、フレーム８に左右複数個（図では３個）のパンチヘッド１２を僅かに昇降可能に設けると共に、フレーム８にパンチヘッド１２の上方を跨ぐように固着した支持枠８Ａに左右３台の下向きのエアシリンダ１０を固着し、各エアシリンダ１０によって僅かに昇降可能なパンチピン駆動装置１１を各パンチヘッド１２に固着し、パンチヘッド１２内にスリーブ１２Ａを介して昇降自在に設けたパンチピン支承軸１３Ａとパンチピン駆動装置１１の駆動部を図示しない連結部材によって連結して構成されている。パンチピン駆動装置１１は周知のエアシリンダを用いたものや新たな圧電アクチュエータを用いたもの等種々のものが利用される。ダイユニット７はダイベース１４の上面に左右３個のダイホルダ１５を固定的に備え、ダイホルダ１５にダイ１６が内蔵されている。そして、パンチピン駆動装置１１によりパンチピン支承軸１３Ａを上下動させることによってパンチピン１３をダイ１６に打ち合わせてワークＷを穿孔し、穿孔チップをダイ１６から吸引ホース１７を介して機外のチップ回収装置（図示略）に排出するようになっている。
【００１１】
ワークＷは四角環状の薄板からなる保持枠Ｈにテープ等によって貼り付けて保持され、作業者により扉３から加工室２の内側に供給される。保持枠Ｈは薄板から成り、軽く作られている。加工室２の内側において、穿孔装置５を挟む前後２位置にはワークテーブル１９と平面サーボモータ２０とが設置されている。ワークテーブル１９は穿孔装置５の前方においてベース４上に取付台２１を介し水平に取り付けられ、その上面は保持枠Ｈを摺動自在に支持する支持面１９ａとなっている。平面サーボモータ２０は穿孔装置５の後方に設置され、平面サーボモータ２０の上方にモータカバー２６が設けられ、このカバー２６の上方に穿孔装置５の配線配管類２２が配設されている。
【００１２】
平面サーボモータ２０は、上面に多数のＮ極永久磁石とＳ極永久磁石とが配列された固定部２３と、下面に複数の電磁石が配設された可動部２４とから構成されている（詳しくは、特公昭５２−４８２７１号公報、特開昭６２−１００１６１号公報、特開平５−６９２４２号公報を参照）。固定部２３はベース４上に固定され、その上面はワークテーブル１９の支持面１９ａと平行に形成されている。可動部２４は固定部２３の上面に前後左右に移動可能に載置され、可動部２４の後端面と固定部２３の側面との間に可撓性の給電ケーブル２５が配線されている。
【００１３】
図３及び図４に示すように、可動部２４の上面にはプレート２７がワークテーブル１９の支持面１９ａと同じ高さに固定され、プレート２７上に保持枠Ｈを着脱自在に連結する連結機構２８が設けられている。連結機構２８は、保持枠Ｈを着脱自在に掛止する頭付きの掛止ピン２９と、掛止ピン２９を前後方向へ駆動するアクチュエータとしてのエアシリンダ３０と、掛止ピン２９の後方移動により保持枠Ｈを平面サーボモータ２０の可動部２４に位置決めする左右２本の位置決めピン３１，３２を備えている。
【００１４】
掛止ピン２９はスライダ３３の前端に固定され、スライダ３３はプレート２７の溝２７ａに前後動自在に嵌合され、プレート２７に止着された板３４でワークテーブル１９の支持面１９ａと同じ高さに保持されている。エアシリンダ３０はプレート２７上に設置され、そのロッド３０ａは連結板３５，３６を介しスライダ３３に結合されている。保持枠Ｈの後端中央部には掛止ピン２９の頭部２９ａに嵌合する掛止孔３７が形成され、スライダ３３の後退時には、頭部２９ａが掛止孔３７に掛止され、保持枠Ｈが平面サーボモータ２０の可動部２４に離脱不能に連結される。
【００１５】
位置決めピン３１，３２は、掛止ピン２９の左右両側においてプレート２７の前端部上面に突設されている。保持枠Ｈの後端縁には、左側の位置決めピン３１に嵌合するＶ溝３９と、右側の位置決めピン３２に嵌合する幅広溝４０とが形成されている。そして、スライダ３３の後退時には、保持枠Ｈが可動部２４に対し位置決めピン３１で左右方向に位置決めされるとともに、３本のピン２９，３１，３２で前後方向に位置決めされる。なお、プレート２７には、保持枠Ｈの後端をプレート２７上に上下位置決めする左右一対の押え片４１と、保持枠Ｈの後端をプレート２７上に左右位置を案内する左右一対の案内片４２とが設けられている。
【００１６】
上記構成のパンチングマシンによれば、ワークＷのセッティングに際し、保持枠Ｈの掛止孔３７を掛止ピン２９に嵌合してエアシリンダ３０を駆動するだけの簡単な操作で、保持枠Ｈを平面サーボモータ２０の可動部２４に正確かつ迅速に連結することができる。パンチングマシンの運転時には、穴明けする穴に適合した所望のパンチヘッド１２（１つ又は２つ以上でも良い）に対応するシリンダ１０を作動させてパンチヘッド１２を図１に示すようにダイ１６に接近した位置に下降させる。また、平面サーボモータ２０が穿孔プログラムに従って制御され、可動部２４により保持枠Ｈがワークテーブル１９上で前後左右に駆動され、ワークＷの目的箇所が穿孔装置５のパンチピン１３に対して位置決めされる。この状態でパンチピン駆動装置１１が作動してパンチピン１３を昇降させ、ダイ１６に打ち付けてワークＷに穿孔する。この穿孔はワークＷが次々位置決めされる毎に行われる。
【００１７】
この場合、保持枠Ｈは平面サーボモータ２０の可動部２４によって直接駆動されるので、ワーク位置決め機構における移動物体の数及び質量が減少する。従って、保持枠Ｈの移動初期及び終期の時定数値を低くし、加減速を早くし、高速位置決めを可能にし、合わせて、振動及び衝撃を抑え、スルーホール穴のピッチ精度及び真円度を向上し、パンチピン１３の折損を抑制することができる。
【００１８】
平面サーボモータ２０の搭載有効面積は可動部２４の移動範囲とほぼ同等であるから、ボールネジ・レール機構と比較して設置スペースに無駄がなく、マシン全体を小型に構成できる。また、平面サーボモータ２０は穿孔装置５の後方に設置されているため、ワークテーブル１９を扉３の近くに配置して、その上に保持枠Ｈを容易にセットできるとともに、扉３から穿孔位置までの距離を短くして、保持枠Ｈの交換や穿孔装置５の保守点検等の作業を容易にでき、さらに、平面サーボモータ２０の上方に穿孔装置５の配線配管類２２を配設して、加工室２の限られたスペースを有効に利用することができる。
【００１９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変更して実施することも可能である。
（１）穿孔装置５におけるパンチピン１３及びダイ１６の数を適宜増減し、その際各パンチピン１３及びダイ１６の穴径を種々異なるものにしたり、総て同じものにしたり、所要数ずつ異なるようにしたりすること。
（２）上記構成のパンチングマシンをフレキシブル基板用フィルムや金属箔など、グリーンシート以外の各種シート状ワークの穿孔加工に適用すること。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明によれば、ワークテーブル及び平面サーボモータを穿孔装置を挟む２位置に設置し、平面サーボモータの可動部に、ワークテーブルの上面により摺動可能に支持されて環状の薄板からなる保持枠を、掛止部材とアクチュエータとからなる連結機構を介して平面サーボモータの可動部に固定するようにしたので、パンチングマシンの全体を小型に構成でき、ワークの高速位置決めを可能し、穿孔精度を向上できるという優れた効果を奏する。また、掛止部材を移動して、保持枠を平面サーボモータの可動部に位置決めするので、ワークのセッティング作業を迅速かつ正確に行うことができる効果がある。
一方、請求項２の発明によれば、一対のピンと溝とを含む位置決め部材の採用により、保持枠を平面サーボモータの可動部の所定の位置へ正確且つ迅速に位置決めできる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、ワークテーブル及び平面サーボモータを加工室の内側で穿孔装置の前後に設置したので、セラミックグリーンシートやフレキシブル基板用フィルム等を穿孔加工するパンチングマシンにおいて、マシン全体を小型化でき、ワークの高速位置決めを可能し、穿孔精度を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すパンチングマシンの側面図である。
【図２】同パンチングマシンの平面図である。
【図３】図２の要部拡大平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】従来のパンチングマシンを示す側面図である。
【符号の説明】
１・・機体、２・・加工室、３・・扉、４・・ベース、５・・穿孔装置、８・・フレーム、１３・・パンチピン、１６・・ダイ、１９・・ワークテーブル、１９ａ・・支持面、２０・・平面サーボモータ、２２・・配線配管類、２３・・固定部、２４・・可動部、２８・・連結機構、２９・・掛止ピン、３０・・エアシリンダ、３１，３２・・位置決めピン、３７・・掛止孔、３９・・Ｖ溝、４０・・幅広溝、４１・・押え片、４２・・案内片、Ｈ・・保持枠、Ｗ・・ワーク。
【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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