JPS61121849A - 作業台用基準穴 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工具、特にプリント基板等の正確な位置に開口
をあけるドリルの下にプリント基板を取付けるため等に
使用し得る作業台用（位置決め）基準穴に関する。

〔従来技術とその問題点〕

プリント基板は一般に平坦な非導電性の板状体であって
、その上に数十ないし数百側の小型電子部品が取付けら
れるものである。これら部品間に所定のパターンで導電
体（箔）が形成され、最終製品は機械等の電子的な機能
の制御に使用されるプリント基板は数十五個の単位で量
産されるので、製造の自動化、即ちプリント基板が一連
の自動操作で製造されるのが一般的である。これら操作
を協力するため、基板を厳格に所定寸法に作シ。

各作業ステーション（例えばドリル作業）中正確に所定
位置に取付け１部品が取付げられる開口が相互に基板上
圧しい位置関係であけられること等が重要である。許容
誤差は数十分の１インチで測定され、プリント基板に対
する回路の要求が複雑になればなる程、この許容誤差も
厳しくなる。

プリント基板は次々と別のステーション（作業台）に移
されるので、各ステーションが同じ基準点を使用するた
めの決定手段が必要になる。従つて、基板には位置検知
用ピンを設けるのが一般的である。１対の位置ピンを各
基板に取付け、各ステーションにはこれらピンが挿入さ
れるべく所定位置に開口（基準穴）を有する。これによ
シ、正しくプログラムされた装置は基板の各部の正しい
位置が決定できる。数値制御された（ＮＣ）ｐ＋ｊル（
ＣＮＣドリル）の工作板（又は台）はこれら開口に適合
するものでなければならない。

従来、ＣＮＣドリルの工作板は、板に例えば±０．０１
インチ（約０．２５１１１１）であけられる開口を有す
るものを板メーカーに注文しておシ、位置決め開口の位
置に要求される高精度のために製造が大変高価であった
。更（、規格内に作っても、温度差等によシ変化した。

即ち、ＣＮＣドリル作業を板の襲造時と同じ温度で行わ
ないと、板の熱膨張によシ歪を生じ開口位置がずれた。

従って、本発明はこれら従来の基板等の加工の欠点を解
消して高精度の加工を行うための基準穴を提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明によると、開口位置決定の精度が極めて高く、工
作板の興造コストが大幅に軽減できる。

更に、従来はドリル板に温度変化に対応する調整がなさ
れていなかったけれども、本発明によると斯る調整が可
能になる。

本発明の好適実施例を簡単に説明すると、ＣＮＣドリル
のドリル穴位置の高精度能力を活用している。板メーカ
ーによシ板にブッシング穴があけられるが、これは位置
決め開口の要求する許容範囲にほぼ入る程度のものであ
る。よって、ブッシング穴に認められ不一致は、従来許
容された０、００１インチ（約０．０２５０）に比べて
０．０３インチ（約０．７６目）の範囲でよい。

本発明のブッシングはドリル穴に余裕をもって入るブッ
シング本体（外側ブッシング）と、これに形成した大き
な開口に取付けられる内側ブッシングとを含んでいる。

この内側ブッシングはブッシング本体内で、）＄　１フ
ルの差違以上の位置移動が可能である。ブッシング本体
の開口に合わせたロックワッシャが、押圧されると内側
ブッシングはロックされる。

動作を説明すると、擬似位置決めピンをＣＮＣ）’リル
のビット（刃）を変えて取付ける。次にドリルを位置決
め開口の必要位置にプログラムする。

内側ブッシングＫかろく係合しているロックワッシャを
つけてドリルを作動し、ピンをブッシング本体の開口内
の所望位置く移動して内側ブッシングに挿入する。次に
ロックリングをブッシング本体にねじ込んで、ワッシャ
を内側ブッシングに押しつけて基準穴を所定位置にロッ
クする。

〔実施例〕

第１図を参照すると、工作板ａ０の上面にはプリント基
板（１ｚが載置されている。プリント基板（１２には正
確に位置決めされた位置決めピンＩが設けられている。

これらピンは板α値の位置決め開口（基準穴）と一致す
る。位置決め開口は板ＨＫドリルであげられた穴に押し
込まれる位置決めブッシングαＢによシ板αＩＫ設けら
れている。

工作板（１０１の上方には数値制御されるドリル（２１
１がある。このドリルはコンピュータにより制御され、
所定のプログラムに基づいてプリント基板にドリル穴あ
ゆする。ここで、ドリルはプリント基板Ｋ例えばｏ、ｏ
ｏｓイ／チ（約０．０１３１１１１）の穴を正確な位置
にあけることができ、最終精度は工作板σ〔上にどの程
度正確に載置できるかに依存する。従って、位置決め開
口を正確な位置に作ることが極めて重要である。位置決
め開口の位置は後述する位置決めブッシングαｅＫよシ
形成される。

第２図及び第３図を参照する。工作板α〔には圧入忙よ
シ固定される位置決めブッシング傾を受ける穴αｇが形
成される。この位置決めブッシングは例えば外径１イン
チ（約２５．４ｕ）内径３／４インチ（約１９１１８）
のブッシング本体翰を有する。このブッシング本体艶は
内側にねじ（ハ）が切られ、また側壁から内側に突出す
るピンのを有する。このピン（社）の作用については後
述する。

ブッシング穴の底、には例えば軟質アルミニウムである
軟かい材料のワッシャ（２４１がある。このワッシャの
外径はブッシング本体の内径と等しい例えば３ｚ４イン
チ（約１９ｎ）である。ワッシャ勿の上方には、円形台
板（ハ）とスピンドル（主軸）（至）を有する内側ブッ
シング（ハ）がある。この合板例の外径はブッシング本
体の内径よシかなり小さく、例えば５ｚ８インチ（約１
６罵）である。スピンドルと合板にはプリント基板（１
ｚのピンＩを受ける適度な大きさの円筒状の穴Ｃ３３が
形成されている。合板（至）の周囲の上下端には突出す
るリップ又は切刃（カッティング・エツジ）図が形成さ
れる。この切刃（ロ）の目的ないし作用については後述
する。

合板（至）上でスピンドル（至）の周囲には第２の軟質
金属ワッシャ（至）が置かれる。このワッシャ（至）の
外径はブッシング本体の内径と同じで例えば３ｚ４イン
チ（約１９１１１１）である。このワッシャはスピンド
ル（至）の直径よりかなシ大きい中心穴Ｃ３？）を有し
、内側ブッシング弼の横方向（工作板ａ〔の面方向）の
移動を可能にする。ワッシャの端部にスロット（至）を
設け、第３図に示すピン（２２ＶＣ嵌合させる。これＫ
よ）、ピン（至）はブッシング本体と予定位置関係とな
シ、コンポーネントを組立てたときワッシャ（至）と正
しく整列する。よって、ピンのはブッシング本体■に対
してワッシャ弼が回転するのを阻止する。

ワッシャ（至）上には例えばテフロンの如き減摩材料で
作った第３のワッシャ（４０を配する。ここでもワッシ
ャ（４Ｇの中心大同はスピンドル（７）の直径よシかな
シ大きい。最後Ｋ、ワッシャ（４１の上にロックリング
（ハ）を配置する。このロックリング（４６の外側には
ねじ■が形成され、ブッシング本体■の内面ねじ（ハ）
と嵌合する。中心穴５鴎はスピンドル（至）が横方向に
動けるような大きさにしている。ロックリング（４２の
頂部のグリップ・ディテント（財）は第５図の治具（至
）が挿入されてロックリング（４３をブッシング本体■
内にねじ込むように設計されている。

位置決めブッシングの使用され方を以下に説明する。１
インチ（約２５ｕ）の穴αａを工具設計者の仕様に基づ
いて工作板メーカーによシ工作板（ｌｔ）Ｋあける。実
際には１つの工作板は各種のプリント基板配置のものを
取扱えるように多数の穴（１８があけられている。しか
し、この例では単一のプリント基板１２１を位置決めす
るのに必要な２個の穴σｇのみを有すると仮定する。こ
の板の穴の位置決め精度は０．０３０インチ（約０．７
６ｆｉ）の偏差が許される。

これは従来必要であった僅か０．００１インチ（約０．
０２５１１１）の偏差と比べるとその差違は顕著である
。工作板への穴あけ費用も従来の場合には前述したとお
り厳しい規格のために非常に高価だった。

次のステップは板の穴αｇにブッシング本体（イ）を挿
入することである。通常の場合のように、穴（１ｇの寸
法はブッシング■の外径よ）少し小さくして穴内にブッ
シングを圧入する。前述した各コンポーネントを、ブッ
シング本体内にロックリングＣ２をゆるくねじ込んだ状
態で第３図に示すとおシ重ね合わせる。よって、内側ブ
ッシング（イ）はブッシング本体内の開口の内径と合板
例の外径との差で決まる、例えば５ｚ８インチ（約１６
ｆｌ）と３ｚ４インチ（約１９ｎ）の差、即ち約３ｆＩ
Ｉの範囲で自由に移動させることができ、穴αＱのドリ
リングの許容誤差である０、０３０インチ（約０．７６
１１Ｎ）内に十分におさめることができる。また、開口
Ｇ７）　、　＋４１１及び印の寸法がスピンドル（７）
に比して大きいために横方向の滑動が可能である。

工作板部をＣＮＣドリル０１）の下に取付けて、ドリル
をプログラムして内側ブッシング弼内の開口■による位
置決め開口の位置決めを行う。第１図に示す通常のドリ
ル刃（欄は先端部にチーＡ５１を有するアライメントピ
ン（４樽（第３〜５図）と交換する１このピンは硬化研
削鋼製であって、大きな耐曲げ力を有し、また開口Ｃ３
ａ内に挿入されるピンの主要部の直径は位置決めピンＩ
の直径と正確に同じである。

トＩＪルのＸＹ座標制御機能により、アライメントピン
（４８を位置決め開口の所定位置に正確に配置する。２
機能を作動させると、アライメントピンを位置決めブッ
シング本体内に移動する。必要に応じて、内側ブッシン
グ（ハ）を手動によシアライメントピン（−の下付近に
移動して、２機能を作動させてアライメントピン（４８
を内側ブッシング（イ）の穴Ｇ３内に挿入する。アライ
メントピン（４８のテーパ６１ハ内側ブツシングの最終
調整を行い、穴Ｃ３ａの位置を非常に高精度で決定でき
る。

アライメントピンを内側ブッシング四の所定位置に保持
したままで、治具６ｅはグリラビング・ディテント（ハ
）をつかみ、ロックリング（４３をブッシング本体■内
にねじ込む。ロックリングがブッシング本体中にねじ込
まれると、軸方向と回転方向の力が発生する。内側ブッ
シング（イ）を回転する不要な力は滑動面を有し、それ
とロックリングＧ１の及びワッシャ（至）間をすべらせ
るワッシャ（４０Ｋよシ少くとも一部解消される。ワッ
シャ（至）のスロット（至）内にとどまるピン（社）に
よシ、ワッシャ（至）の回転を防止し、ロックリング（
４３のねじ込みによシ生じる回転力は内側ブッシング（
ホ）から隔離される。

ロックリング（４２の回転により軸方向の圧力が生じる
と、内側ブッシングの切刃（２）が軟質金属ワッシャ■
と（３６）Ｋ食い込む。よって、円環状の凸部が第４図
に示す如くワッシャ内に入シ、内側ブッシング（ハ）は
もう横方向へ移動しないように確実にロックされる。

ここで、時々位置決め開口Ｏａの位置を再度決め直す必
要が生じる。例えば温度変化によシ工作板が歪んだ場合
である。このような場合のため釦内側ブッシングは簡単
に位置変更できる。これを行うには、ブッシングを分解
して、ワッシャ（２）と（至）を交換する（或は反対側
が平坦であれば裏返しにする）と共に上述した操作を反
復すればよい。

上述から明らかなようＩｃ、ＣＮＣドリルを用いて位置
決め開口の位置を決める概念は、位置決め７エーズ中に
ある範囲内の横方向移動を内側ブッシングに生じさせる
、所望の位置決めの終了後に所定位置に確実にロックす
る手段を使用することである。上述の実施例では、この
最終位置決めは内側ブッシングの合板＠に切刃を形成し
て、これを軟質金属ワッシャＣ２４）、Ｃ３６）Ｋ食い
込ませることにより実現する。内側ブッシングを所定位
置くロックする構成の変形としては、ワッシャの１方を
取除くこと（多くの場合、１つのワッシャで十分である
ことが判明した）、台板−自体に食い込む切刃を有する
ワッシャを使用すること、または２つのエレメントを押
圧するのみで相対位置決めができる十分大きい摩擦特性
を有する係合面を使用すること等を含む。その他、当業
者には本発明の要旨を逸脱することなく種々の変更変形
をなし得ることが理解できよう。従って、本発明の技術
的範囲は上述した実施例のみならず、これら変更変形を
も包含するものと理解すべきこというまでもない。

〔発明の効果〕

上述したとおり、本発明によると工作台には比較的大き
い許容誤差で任意個数の位置決め用穴をドリル形成し、
これに外側及び内側２重構造のブッシングを圧入して外
側ブッシングを固定し、外側に対しである自由度で移動
可能な内側ブッシングを正確な位置に移動した後に固定
している。その結果、位置決め穴が極めて高精度に形成
でき、必要に応じて位置決め穴位置を１回以上変更する
ことも可能であるという実用上の顕著な作用効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はドリル工作板上に取付けたプリント基板を有す
るＣＮＣプリント基板ドリルの斜視図、第２図は本発明
の工作板層位置決めブッシングの分解拡大図、第３図は
本発明の位置決めブッシングの位置決め開口を固定する
前の組立状態断面図、第４図は位置決め開口を固定した
位置決めブッシングの断面図、第５図は位置決めブッシ
ングの位置決め開口の固定に使用する治具とドリルモー
タの図を示す。 図中、αＯは工作台、αｇは位置決め穴、■は外側ブッ
シング、（イ）は内側ブッシング、■は合板、（至）は
主軸、（３３は基準穴を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、作業台の所定位置近傍に形成された穴に挿入固定さ
   れる外側ブッシングと、略中心に基準穴を有し、上記外
   側ブッシングに対して横方向に移動し得る内側ブッシン
   グと、該内側ブッシングの上記基準穴を正確に上記所定
   位置に調整した後、上記内側ブッシングを上記外側ブッ
   シングに固定する固定手段とを具える作業台用基準穴。 ２、上記作業台はＣＮＣドリル用作業台であつて、上記
   基準穴の調整はドリル装置を用いて行うようにした特許
   請求の範囲第１項記載の作業台用基準穴。