JPH07227708A - 穴加工装置及びこれを用いた穴加工方法 - Google Patents

穴加工装置及びこれを用いた穴加工方法

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JPH07227708A
JPH07227708A JP1873494A JP1873494A JPH07227708A JP H07227708 A JPH07227708 A JP H07227708A JP 1873494 A JP1873494 A JP 1873494A JP 1873494 A JP1873494 A JP 1873494A JP H07227708 A JPH07227708 A JP H07227708A
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JP
Japan
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drill unit
housing
pressure foot
drilled
supporting
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Withdrawn
Application number
JP1873494A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Fujiwara
茂喜 藤原
Hideki Yamashita
秀樹 山下
Shinji Tsutsui
慎治 筒井
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被穿孔物に対する穴加工、特に精密穴加工を
正確に行うことができる。 【構成】 穿孔用工具10が装着されたドリルユニット
1を支持しているハウジング2に、被穿孔物表面に当接
させるプレッシャーフット4を設けている穴加工装置に
おいて、上記ハウジング2へのドリルユニット1の支持
を、ハウジング2に対してドリルユニット1を磁気浮上
させるとともにドリルユニット1の位置制御可能な磁気
的支持手段3で行う。プレッシャーフット4を被穿孔物
に当接させた時の衝撃の影響がドリルユニット1に及ぶ
ことを、磁気的支持手段3によるドリルユニット1の支
持位置の制御によって除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプリント基板のような被
穿孔物に精密穿孔作業を行う際の穴加工装置とこれを用
いた穴加工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プリント基板にスルーホールを穿孔する
場合、スルーホールの直径は0.5mm程度であるために
きわめて細い穿孔用工具(ドリルビット)が用いられる上
に、かなり高い穿孔位置精度が求められる。また、プリ
ント基板は欠損や銅箔パターンの剥がれ等が生じやすい
ものであることから、穿孔時にこれらが生じることがな
いようにしなくてはならない。
【0003】このために、特開平1−193109号公
報においては、ボール盤やドリリングマシン等の穴加工
装置における被穿孔物を押さえつけのためのプレッシャ
ーフットに、被穿孔物との接触面積が小さい平面部を有
するとともに穿孔用工具が挿通される小孔を上記平面部
に有している押さえ板を設けて、平面部で被穿孔物を押
さえつけながら、小孔に通した穿孔用工具で被穿孔物の
所定位置に穴加工を行うことが示されている。
【0004】この場合、被穿孔物の被穿孔位置の周囲の
みを押さえつけて基板の反りをなくす押さえ板とこの押
さえ板に設けた小孔による穿孔用工具のガイドとによっ
て、バリの発生や穴位置のずれ、表面損傷等が防止され
ることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のも
のでは、被穿孔物にプレッシャーフット(押さえ板)を
当接させた際の衝撃の影響を穿孔用工具が装着されてい
るドリルユニットが受けてしまい、たとえば0.5mmφ
以下の穿孔用工具ではこの振動の影響で先端がぶれてし
まう上に、このぶれが穿孔用工具と押さえ板の小孔内壁
との干渉で抑えられないことが生じる。この場合、正確
な穴加工を得られないことになる。
【0006】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは、被穿孔物に対する穴
加工、特に精密穴加工を正確に行うことができる穴加工
装置及びこれを用いた穴加工方法を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】しかして本発明に係る穴
加工装置は、穿孔用工具が装着されたドリルユニットを
支持しているハウジングに、被穿孔物表面に当接させる
プレッシャーフットを穿孔方向についてスライド自在に
装着している穴加工装置において、上記ハウジングへの
ドリルユニットの支持がハウジングに対してドリルユニ
ットを磁気浮上させるとともにドリルユニットの位置制
御可能な磁気的支持手段でなされていることに特徴を有
するものであり、また本発明に係る穴加工方法は、上記
孔加工装置を用いて穴加工を行うにあたり、プレッシャ
ーフットを被穿孔物に当接させる時のハウジングに対す
るドリルユニットの磁気的支持手段による支持力または
支持粘性を、ドリルユニットの穿孔用工具を被穿孔物に
当接させた時のハウジングに対するドリルユニットの磁
気的支持手段による支持力または支持粘性よりも大きく
して穴加工を行うことに特徴を有している。
【0008】
【作用】本発明の穴加工装置によれば、プレッシャーフ
ットを被穿孔物に当接させた時の衝撃の影響がドリルユ
ニットに及ぶことを、磁気的支持手段によるドリルユニ
ットの支持位置の制御によって除去することができる。
この時、プレッシャーフットを、ハウジングとの間に緩
衝材が配されている本体と、被穿孔物表面に当接すると
ともに上記本体との間に緩衝材が配されている押さえ板
とからなるものとすれば、2段にわたる緩衝材によって
衝撃吸収を行うことができるために、ドリルユニットが
受ける影響を更に無くすことができ、またプレッシャー
フットとハウジングとの間にプレッシャーフットと被穿
孔物との接触圧を調整自在とする圧力調整手段を配して
おけば、圧力調整により、発生する衝撃を小さくするこ
とができると同時に、被穿孔物を確実に押さえておくこ
とができるものとなる。
【0009】そして本発明の穴加工方法によれば、磁気
手段によるところのドリルユニットの振動抑制に適した
支持力または支持粘性と、穿孔動作に適した支持力また
は支持粘性を夫々得ることができて、正確で且つスムー
ズな穴加工を行うことができる。
【0010】
【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、本発明においては、ドリルビットのような穿孔用
工具10を回転駆動するドリルユニット1として、ハウ
ジング2内に磁気的支持手段3によって磁気浮上させた
状態で支持したものを用いている。そしてハウジング2
と、被穿孔物9を押さえつけるためのプレッシャーフッ
ト4とは、リニアスライドガイド20によって穿孔方向
においてスライド自在に結合してあるとともに、プレッ
シャーフット4とハウジング2との間にエアシリンダー
6を配設している。なお、このエアシリンダー6として
は、ガススプリングとしても機能するとともに、エア圧
の制御によって伸縮を行うものが好ましいが、ガススプ
リングとしてのみ機能するものであってもよく、この場
合、通常のばね材で代用してもよい。
【0011】上記磁気的支持手段3は、ドリルユニット
1を磁気浮上させた状態で支持するだけでなく、図2中
のX,Y,Z軸方向におけるドリルユニット1の位置及
びX,Y,Z軸の各軸回りの位置を可変としているもの
であって、ドリルユニット1の外周に取付台13を介し
て固着された磁性体からなる円盤状の支持板12の上下
面に対向する3組の電磁石31A,31D,31B,3
1E,31C,31Fを具備するとともに、支持板12
の片面側に取付片17を介して固着された可動コイル3
6とハウジング2側に設けられたヨーク35とからなる
都合3つの電磁アクチュエータ(ボイスコイルモータ)
32A,32B,32Cを具備しており、更に支持板1
2における各電磁アクチュエータ32A,32B,32
Cと対応する位置に設けた3つの検出片14A,14
B,14Cとの相対距離を検出する位置センサー33
A,33B,33Cと、支持板9の上面との相対距離を
検出する3つの位置センサー33D,33E,33Fと
を備えている。尚、3組の電磁石31A,31D,31
B,31E,31C,31Fや3つの電磁アクチュエー
タ32A,32B,32C、位置センサー33A,33
B,33C及び位置センサー33D,33E,33F
は、ドリルユニット1の軸回りにおいて等間隔に配設さ
れている。尚、これら位置センサー33A〜33Fとし
ては、検出片14A,14B,14Cや支持板12に高
周波電界を作用させることにより渦電流損の大きさに基
づいて距離を検出するものを用いることができるが、他
の非接触型、たとえば光学的なものを用いてもよく、接
触型のものを用いてもよい。
【0012】しかして、この磁気的支持手段3において
は、Z軸方向において組となっている電磁石31A,3
1Dと電磁石31B,31Eと電磁石31C,31Fの
各支持板12に対する吸引力によって、ドリルユニット
1を磁気浮上させるとともに、上記各組の電磁石の吸引
力の拮抗作用によって支持板12を、つまりはドリルユ
ニット1を所定の位置に保持する。従って、各電磁石の
吸引力を調節することで、ドリルユニット1のZ軸方向
の位置及びZ軸に対する傾き(X軸回りの回転量及びY
軸回りの回転量)を調節することができる。また、各電
磁アクチュエータ32A,32B,32Cのコイル36
への通電電流を制御することによって、ドリルユニット
1のX軸方向及びY軸方向の位置を調節することができ
るとともに、Z軸回りの回転量を調節することができ
る。そして、これらの位置制御は、上記位置センサー3
3A〜33Fや、電磁石31A,31D,31B,31
E,31C,31F及び電磁アクチュエータ32A,3
2B,32Cの駆動電流とからフィードバック制御を行
う。この時、これらに作用するローレンツ力及び電磁吸
引力の相互干渉を考慮してフィードバック演算を行う必
要があるために、制御回路には行列演算を高速処理する
ことがでいうマイクロコンピュータを用いることが望ま
しい。
【0013】プレッシャーフット4を備えたハウジング
2に上記のような磁気的支持手段3で支持されているド
リルユニット1によって、プリント基板のような被穿孔
物9に穴を明けるにあたっては、図3(a)に示すよう
に、ハウジング2を下降させることで、ドリルユニット
1に設けたドリルビットのような穿孔用工具10よりも
下方に位置しているプレッシャーフット4を被穿孔物9
に当接させ、この状態よりも更にハウジング2を下降さ
せることで、図3(b)に示すように、エアシリンダー6
を圧縮させてプレッシャーフット4よる被穿孔物9の押
さえ力を増大させつつプレッシャーフット4に設けた孔
を通じて回転駆動される穿孔用工具10によって被穿孔
物9に穴を明ける。
【0014】この時、プレッシャーフット4が被穿孔物
9に当接する時の衝撃はエアシリンダー6によって緩和
される上に、ドリルユニット1は磁気的支持手段3によ
って支持されていることから、上記衝撃でドリルユニッ
ト1が振動してしまうようなことがなく、従って穿孔用
工具10はぶれたりすることなく、プレッシャーフット
4で押さえられている被穿孔物9に穴明けを行う。
【0015】上記エアシリンダー6に代えて、前述のよ
うに緩衝材としてのばね材8を用いてもよく、この場
合、図4に示すように、プレッシャーフット4をハウジ
ング2との間にばね材8が配されている本体42と、こ
の本体42に更に緩衝材としてのばね材46を介して取
り付けられた押さえ板45とで構成して、被穿孔物9に
はこの押さえ板45を押し付けるようにしてもよい。こ
の場合、2段の緩衝材が存在するために、上記衝撃の吸
収緩和がより確実になされることになる。本体42と押
さえ板45との間に配する緩衝材としては、ばね材46
の他に、ゴムのような粘弾性材を用いてもよい。
【0016】ハウジング2とプレッシャーフット4との
間に配するエアシリンダー6を前述のようにエア圧の制
御で伸縮させることができるものを用いる場合は、図5
及び図6に示すように、プレッシャーフット4の被穿孔
物9との当接面側に、絶縁材71を介して導電体からな
る押さえ板45を装着するとともに、被穿孔物9の表面
にはたとえばアルミニウムの薄板からなる当て板48を
載せ、穴明けにあたっては、エアシリンダー6の内部空
気圧を低く保った状態でハウジング2を下降させてプレ
ッシャーフット4を当て板48に接触させるとともに、
この接触を上記押さえ板45と当て板48との間の電気
的導通で検出したならば、空気圧制御用のサーボバルブ
を介してエアシリンダー6に高圧空気を送り込むこと
で、プレッシャーフット4による被穿孔物9に対する押
圧力を急増させ、この後に穴明け(ドリリング)を行う
とよい。プレッシャーフット4が被穿孔物9に当接する
時は空気圧を下げておくことで衝撃を小さくするととも
に、当接後は空気圧を上げることで、確実な押さえ力が
得られるようにするわけである。
【0017】また磁気的支持手段3側においても、図7
に示すように、プレッシャーフット4が被穿孔物9に当
接するまでは、ドリルユニット1の電磁的支持力もしく
は支持粘性をできるだけ強くしておくとともに当接後も
しばしこの状態を保つことで、残留振動を早期に抑制
し、その後、磁気的支持手段3による支持剛性(支持力
または支持粘性)を穴明け加工に適した値に戻した後、
ドリリングを行うようにすると、磁気的支持手段3によ
る振動抑制効果をより効果的に得られるものとなる。
【0018】なお、ここでは磁気的支持手段3として、
上記6方向についてドリルユニット1の位置調整が可能
なものを示したが、プレッシャーフット4が被穿孔物9
に当接した際の衝撃の影響を抑制することができるよう
になっておればよいものであって、上記6方向に制御す
ることができないものであってもよい。たとえば、上記
実施例における磁気的支持手段3は、穴明け時のトルク
を電磁アクチュエータ32A,32B,32Cによると
ころのZ軸回りの位置制御によって受けているが、Z軸
回りについてはドリルユニット1をハウジング2に固定
したものとしておいてもよい。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明においては、ハウジ
ングへのドリルユニットの支持をハウジングに対してド
リルユニットを磁気浮上させるとともにドリルユニット
の位置制御可能な磁気的支持手段で行っていることか
ら、プレッシャーフットを被穿孔物に当接させた時の衝
撃の影響がドリルユニットに及ぶことを、磁気的支持手
段によるドリルユニットの支持位置の制御によって除去
することができるものであり、振動の影響を受けること
がない精密な穴明け加工を確実に行うことができるもの
である。
【0020】そして、プレッシャーフットを、ハウジン
グとの間に緩衝材が配されている本体と、被穿孔物表面
に当接するとともに上記本体との間に緩衝材が配されて
いる押さえ板とからなるものとすれば、2段にわたる緩
衝材によって衝撃吸収を行うことができるために、ドリ
ルユニットが受ける影響を更に無くすことができ、また
プレッシャーフットとハウジングとの間にプレッシャー
フットと被穿孔物との接触圧を調整自在とする圧力調整
手段を配しておけば、圧力を下げることで発生する衝撃
を小さくすることができると同時に、圧力を上げること
で被穿孔物を確実に押さえておくことができるものとな
る。
【0021】また本発明に係る穴加工方法は、上記孔加
工装置を用いて穴加工を行うにあたり、プレッシャーフ
ットを被穿孔物に当接させる時のハウジングに対するド
リルユニットの磁気的支持手段による支持力または支持
粘性を、ドリルユニットの穿孔用工具を被穿孔物に当接
させた時のハウジングに対するドリルユニットの磁気的
支持手段による支持力または支持粘性よりも大きくして
穴加工を行うことから、磁気手段によるところのドリル
ユニットの振動抑制に適した支持力または支持粘性と、
穿孔動作に適した支持力または支持粘性を夫々得ること
ができて、正確で且つスムーズな穴加工を行うことがで
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の概略断面図である。
【図2】同上の磁気的支持手段の破断斜視図である。
【図3】同上の穴明け工程を示すもので、(a)(b)は共に
部分断面図である。
【図4】他の実施例の概略断面図である。
【図5】別の実施例の概略部分断面図である。
【図6】同上の動作を示すフローチャートである。
【図7】同上の他の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 ドリルユニット 3 磁気的支持手段 4 プレッシャーフット 10 穿孔用工具
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B26F 1/16 H05K 3/00 K M

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 穿孔用工具が装着されたドリルユニット
    を支持しているハウジングに、被穿孔物表面に当接させ
    るプレッシャーフットを穿孔方向についてスライド自在
    に装着している穴加工装置において、上記ハウジングへ
    のドリルユニットの支持がハウジングに対してドリルユ
    ニットを磁気浮上させるとともにドリルユニットの位置
    制御可能な磁気的支持手段でなされていることを特徴と
    する穴加工装置。
  2. 【請求項2】 プレッシャーフットは、ハウジングとの
    間に緩衝材が配されている本体と、被穿孔物表面に当接
    するとともに上記本体との間に緩衝材が配されている押
    さえ板とからなることを特徴とする請求項1記載の穴加
    工装置。
  3. 【請求項3】 プレッシャーフットとハウジングとの間
    にプレッシャーフットと被穿孔物との接触圧を調整自在
    とする圧力調整手段を配していることを特徴とする請求
    項1記載の穴加工装置。
  4. 【請求項4】 請求項1または2または3に記載の穴加
    工装置を用いた穴加工方法であって、プレッシャーフッ
    トを被穿孔物に当接させる時のハウジングに対するドリ
    ルユニットの磁気的支持手段による支持力または支持粘
    性を、ドリルユニットの穿孔用工具を被穿孔物に当接さ
    せた時のハウジングに対するドリルユニットの磁気的支
    持手段による支持力または支持粘性よりも大きくして穴
    加工を行うことを特徴とする穴加工方法。
JP1873494A 1994-02-15 1994-02-15 穴加工装置及びこれを用いた穴加工方法 Withdrawn JPH07227708A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008110438A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Toray Eng Co Ltd 穿孔装置
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Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20010508