JP6739260B2 - 孔開け装置 - Google Patents

Description

本発明は、孔開け装置に関するものである。

ドリルによりプリント基板等のワークに孔を開ける孔開け装置が知られている。例えば、特許文献１には、テーブルと、テーブルに載置されたプリント基板を加工する工具を保持して回転昇降可能なスピンドルと、プリント基板を加工する際に、プリント基板をテーブルに押圧する押さえ装置と、を備えた孔開け装置が記載されている。

孔開け装置として、受け部材によりワークをドリルとは反対側からドリル側に向かって押圧した状態で孔開け加工を行うものがある。受け部材は、初回使用時に、ワークとともにドリルにより孔が開けられる。初回使用時に開けられた受け部材の孔には、２回目以降の孔開け加工を行う度にドリルが挿通される。

特許第５１３８２７３号公報

しかしながら、上記従来技術では、孔開け加工により受け部材の孔に繰り返しドリルが挿通されることで、ドリルの微小なブレにより受け部材の孔径が徐々に広がる。受け部材の孔径が広がると、ワークの孔開け時に、受け部材の孔とドリルとの間に隙間が生じる。ドリルがワークを貫通する際、受け部材の孔とドリルとの隙間には、ワークを構成する材料の一部が押し出される。このため、ワークに形成された孔の開口縁には、受け部材側に向かって突出するようにバリが発生する。

そこで、ワークの孔開け時に、シート状の介在部材を受け部材とワークとの間に挟ませる孔開け装置が開発されている。この装置において、介在部材は、帯状に形成され、例えばリールに巻回された状態で保持される。そして、リールから引き出された介在部材の未使用の部分が、孔開け加工毎に受け部材とワークとの間に挟まれる。この装置を用いた孔開け方法によれば、ワークの受け部材側の開口縁を介在部材により覆うことができる。これにより、ドリルがワークを貫通する際に、ワークを構成する材料が介在部材と接触し、ワークの受け部材側の開口縁から受け部材の孔とドリルとの隙間に押し出されることを防止できる。よって、ワークの孔開け時に、ワークの受け部材側の開口縁にバリが発生することを抑制できる。

ところで、受け部材は、ワークを押圧する際に、ワークを押圧する位置とワークから離間する位置との間を移動する。ワークへの新たな孔開け時には、介在部材をリールから所定量だけ引き出して、介在部材の使用済み部分をドリルの下から送り出した後、受け部材をワークに向かって移動させる。受け部材がワークに向かって移動すると、介在部材が受け部材に引っ張られ、介在部材の使用済みの部分がワークと受け部材との間に戻ってしまう可能性がある。また、受け部材がワークから離間すると、介在部材が弛んだ状態になる。その結果、リールから介在部材を引き出す際に、正確に所定量だけ引き出すことができず、介在部材の使用済みの部分をワークと受け部材との間に再び配置してしまう可能性がある。したがって、ワークのバリの発生を防止することができないおそれがある。

そこで本発明は、バリの発生を確実に防止できる孔開け装置を提供するものである。

本発明の孔開け装置は、ワークに孔を開けるドリルと、前記ドリルの先端に対向して配置され、前記ワークの孔開け時に前記ワークを前記ドリルに向かって押圧する受け部材と、前記ワークの孔開け時に前記受け部材と前記ワークとの間に挟まれる帯状の介在部材と、前記介在部材を連続して引き出し可能な状態で保持するとともに、前記介在部材を前記受け部材と前記ワークとの間に供給する介在部材供給部と、前記受け部材と前記ワークとの間よりも前記介在部材の引き出し方向の下流側に設けられ、前記介在部材供給部から前記介在部材を引き出す介在部材引出部と、を備え、前記介在部材引出部は、前記介在部材を挟持可能な第１チャック部と、前記第１チャック部よりも前記介在部材の引き出し方向の下流側に設けられ、前記介在部材を挟持して前記介在部材の引き出し方向の下流側に所定量移動可能な第２チャック部と、を含み、前記第２チャック部は、前記第２チャック部に対して前記介在部材の引き出し方向の下流側に向かって所定負荷をかける加圧手段を有し、前記第２チャック部が前記介在部材を挟持し、前記加圧手段による負荷に抗して前記介在部材の引き出し方向の上流側に向かって前記介在部材に負荷がかかった状態で前記ワークの孔開けを行う、ことを特徴とする。

本発明によれば、受け部材がワークに向かって移動する際に、加圧手段により第２チャック部に負荷をかけながら介在部材を上流側に向かって引っ張ることができる。その結果、介在部材が受け部材に引っ張られた際の慣性により所望の量よりも多く引き戻されて、受け部材とワークとの間から送り出された介在部材の使用済み部分が再び受け部材とワークとの間に戻ることを防止できる。また、受け部材がワークから離間する際に、加圧手段により第２チャック部に負荷をかけることで介在部材を下流側に移動させることができる。その結果、受け部材に引っ張られて引き戻された介在部材を、再び下流側に移動させることができるので、介在部材が弛むことを抑制することが可能となる。よって、介在部材引出部から介在部材を正確に所定量だけ引き出すことができるので、介在部材の使用済みの部分がワークと受け部材との間に再び配置されることを防止できる。したがって、バリの発生を確実に防止できる。

本発明の孔開け装置は、ワークに孔を開けるドリルと、前記ドリルの先端に対向して配置され、前記ワークの孔開け時に前記ワークを前記ドリルに向かって押圧する受け部材と、前記ワークの孔開け時に前記受け部材と前記ワークとの間に挟まれる帯状の介在部材と、前記介在部材を連続して引き出し可能な状態で保持するとともに、前記介在部材を前記受け部材と前記ワークとの間に供給する介在部材供給部と、前記受け部材と前記ワークとの間よりも前記介在部材の引き出し方向の下流側に設けられ、前記介在部材供給部から前記介在部材を引き出す介在部材引出部と、を備え、前記介在部材引出部は、前記介在部材を挟持可能な第１チャック部と、前記第１チャック部よりも前記介在部材の引き出し方向の下流側に設けられ、前記介在部材を挟持して前記介在部材の引き出し方向の下流側に所定量移動可能な第２チャック部と、を含み、前記第２チャック部は、前記第２チャック部に対して前記介在部材の引き出し方向の下流側に向かって所定負荷をかける、バネである加圧手段を有する、ことを特徴とする。

本発明によれば、受け部材がワークに向かって移動する際に、加圧手段により第２チャック部に負荷をかけながら介在部材を上流側に向かって引っ張ることができる。その結果、介在部材が受け部材に引っ張られた際の慣性により所望の量よりも多く引き戻されて、受け部材とワークとの間から送り出された介在部材の使用済み部分が再び受け部材とワークとの間に戻ることを防止できる。また、受け部材がワークから離間する際に、加圧手段により第２チャック部に負荷をかけることで介在部材を下流側に移動させることができる。その結果、受け部材に引っ張られて引き戻された介在部材を、再び下流側に移動させることができるので、介在部材が弛むことを抑制することが可能となる。よって、介在部材引出部から介在部材を正確に所定量だけ引き出すことができるので、介在部材の使用済みの部分がワークと受け部材との間に再び配置されることを防止できる。したがって、バリの発生を確実に防止できる。そして、介在部材に所定負荷をかける加圧手段を容易に形成することができる。

上記の孔開け装置において、前記第１チャック部および前記第２チャック部は、圧縮空気により駆動される、ことが望ましい。

本発明によれば、チャック部をモータにより駆動する構成と比較して、チャック部の駆動源の部品コストを削減することができる。したがって、孔開け装置を安価で提供できる。

上記の孔開け装置において、前記第２チャック部は、前記介在部材の引き出し方向の下流側に前記所定量移動した後、前記第２チャック部を前記介在部材の引き出し方向の下流側に移動させた圧縮空気を開放する、ことが望ましい。

本発明によれば、第２チャック部の引き出し方向への移動を駆動する圧縮空気の供給を解除することで、介在部材を挟んだ状態で加圧手段により第２チャック部に所定負荷をかけることができる。

上記の孔開け装置において、前記介在部材供給部は、前記介在部材が巻回されたリールと、前記リールの回転を規制可能なブレーキ機構と、を備え、前記ブレーキ機構は、前記第２チャック部が前記介在部材を挟持して前記所定量移動した後、前記リールの回転を規制する、ことが望ましい。

本発明によれば、ブレーキ機構は、第２チャック部が介在部材を挟持して所定量移動した後、介在部材が巻回されたリールの回転を規制するので、受け部材がワークに向かって移動する際に、受け部材に引っ張られてリールから介在部材が引き出されることを防止できる。これにより、介在部材が介在部材供給部から意図せずに引き出されることを防止できるので、介在部材を無駄なく使用することができる。

上記の孔開け装置において、前記介在部材供給部は、前記リールに対して回転抵抗を付与するダンパーを備える、ことが望ましい。

本発明によれば、未使用の介在部材をリールから引き出す際に、リールが空回りすることを抑制できる。よって、介在部材が介在部材供給部から意図せずに引き出されることを防止できるので、介在部材を無駄なく使用することができる。

上記の孔開け装置において、前記ブレーキ機構は、圧縮空気により駆動される、ことが望ましい。

本発明によれば、ブレーキ機構が電磁ブレーキである構成と比較して、投入電力に対するブレーキ効率を向上させることができる。したがって、消費電力を低減可能な孔開け装置を提供できる。

本発明によれば、受け部材がワークに向かって移動する際に、加圧手段により第２チャック部に負荷をかけながら介在部材を上流側に向かって引っ張ることができる。その結果、介在部材が受け部材に引っ張られた際の慣性により所望の量よりも多く引き戻されて、受け部材とワークとの間から送り出された介在部材の使用済み部分が再び受け部材とワークとの間に戻ることを防止できる。また、受け部材がワークから離間する際に、加圧手段により第２チャック部に負荷をかけることで介在部材を下流側に移動させることができる。その結果、受け部材に引っ張られて引き戻された介在部材を、再び下流側に移動させることができるので、介在部材が弛むことを抑制することが可能となる。よって、介在部材引出部から介在部材を正確に所定量だけ引き出すことができるので、介在部材の使用済みの部分がワークと受け部材との間に再び配置されることを防止できる。したがって、バリの発生を確実に防止できる。

実施形態の孔開け装置の斜視図である。 実施形態の孔開け装置の一部構成を示す斜視図である。 実施形態の孔開け装置の一部構成を示す正面図である。 実施形態に係る介在部材供給部の側面図である。 実施形態に係る介在部材供給部の平面図である。 実施形態に係る介在部材引出部の正面図である。 実施形態に係る介在部材引出部の側面図である。 実施形態の孔開け装置の動作説明図であって、孔開け装置の斜視図である。 実施形態の孔開け装置の動作説明図であって、孔開け装置の斜視図である。 実施形態の孔開け装置の動作説明図であって、孔開け装置の要部の正面図である。 実施形態の孔開け装置の動作説明図であって、孔開け装置の斜視図である。 実施形態の孔開け装置の動作説明図であって、孔開け装置の要部の正面図である。 実施形態に係る介在部材引出部の動作説明図であって、介在部材引出部の正面図である。 実施形態に係る介在部材引出部の動作説明図であって、介在部材引出部の正面図である。 実施形態に係る介在部材引出部の動作説明図であって、介在部材引出部の正面図である。 実施形態に係る介在部材引出部の動作説明図であって、介在部材引出部の正面図である。 実施形態に係る介在部材引出部の動作説明図であって、介在部材引出部の正面図である。 実施形態に係る介在部材引出部の動作説明図であって、介在部材引出部の正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、実施形態に係る孔開け装置の斜視図である。
図１に示すように、孔開け装置１は、ドリルを鉛直方向に移動させて、プリント基板等のワークＷに孔を開ける装置である。孔開け装置１は、ワークＷに孔開けする一対の加工ユニット１１と、ワークＷを撮像する一対の撮像ユニット１２と、加工ユニット１１および撮像ユニット１２を内部に収容する直方体状の筐体３と、筐体３内に配置された下架台５および一対の上架台７と、ワークＷが上部に載置されるとともに搬送機構（不図示）により筐体３に対して移動可能に設けられたワークテーブル９と、を備えている。なお、本実施形態では、搬送機構によるワークテーブル９の移動方向は、水平の一方向に設定されている。以下の説明では、ワークテーブル９の移動方向をＸ方向といい、Ｘ方向に直交する水平方向をＹ方向といい、Ｘ方向およびＹ方向に直交する鉛直方向をＺ方向という。また、図１に示す白抜きの矢印は、作業者の定位置であり、作業者は白抜きの矢印が指向する方向（Ｘ方向）に向かって立ち、ワークＷの搬入出を行う。以下の説明では、Ｘ方向のうち、孔開け装置１に対する作業者の定位置側を手前側といい、その反対側を奥側という。

図２は、実施形態に係る孔開け装置の一部構成を示す斜視図である。図３は、実施形態に係る孔開け装置の一部構成を示す正面図である。
下架台５は、筐体３に固定され、孔開け装置１における不動部分となっている。図２に示すように、下架台５は、ＸＹ平面に沿う矩形板状に形成されている。下架台５の中央部には、矩形状の貫通孔５ａが形成されている。下架台５の上部には、Ｙ方向に平行な直線ガイド１３が取り付けられている。直線ガイド１３の上部には、一対の移動架台１５がＹ方向にスライド移動可能な状態でＹ方向に並んで支持されている。また、下架台５の上部には、一対のボールねじ１７が直線ガイド１３に平行に取り付けられている。一対のボールねじ１７は、移動架台１５をそれぞれＹ方向に移動させるものであり、下架台５と各移動架台１５との間にそれぞれ配置されている。各ボールねじ１７は、モータ１９により駆動する。

各移動架台１５の上部には、Ｘ方向に平行な直線ガイド２１がそれぞれ取り付けられている。各直線ガイド２１の上部には、それぞれ後述する支持架台５１（支持部）がＸ方向にスライド移動可能な状態で支持されている。また、図３に示すように、各移動架台１５の上部には、それぞれボールねじ２３（図３参照）が直線ガイド２１に平行に取り付けられている。ボールねじ２３は、支持架台５１をそれぞれＸ方向に移動させるものであり、移動架台１５と支持架台５１との間に配置されている。各ボールねじ２３は、モータ２５により駆動する。

図１に示すように、一対の上架台７は、それぞれ下架台５の上側に配置されている。一対の上架台７は、それぞれ筐体３に固定され、孔開け装置１における不動部分となっている。各上架台７は、ＸＹ平面に沿う矩形板状に形成され、Ｙ方向に間隔をあけて並設されている。一対の上架台７は、ＺＸ平面に対して互いに面対称に形成されている。各上架台７には、Ｙ方向内側の端縁から外側に向かって矩形状に切り欠かれた切欠部７ａが形成されている。切欠部７ａは、Ｘ方向において下架台５の貫通孔５ａ（図２参照）と同じ位置に形成されている。

筐体３のうち、一対の上架台７の上側には、Ｘ方向手前側に開口する窓部３ａが形成されている。窓部３ａは、Ｙ方向における略全体に亘って形成されている。窓部３ａは、筐体３の内部に収容された加工ユニット１１の一部を外部に露出する。これにより、窓部３ａを介して加工ユニット１１に対して作業者が各種作業を行うことができる。なお、図示するように、窓部３ａは、通常時には前面パネル３ｂにより閉塞された状態となっている。

ワークテーブル９は、一対の上架台７上に跨って配置されている。ワークテーブル９は、載置されるワークＷの形状に合わせて矩形状に形成されている。ワークテーブル９のＹ方向中央部には、載置されたワークＷを真空チャックするための複数の吸着孔からなる吸着部９ａが形成されている。また、ワークテーブル９の４箇所の角部、およびＹ方向両端部におけるＸ方向中央部には、それぞれワークＷの孔開け用の貫通孔９ｂが形成されている。貫通孔９ｂは、ワークテーブル９に載置されるワークＷに対して予め設定された孔開け位置に対応して形成されている。ワークテーブル９は、筐体３の窓部３ａ内を通じてＸ方向に移動する。なお、窓部３ａが前面パネル３ｂにより閉塞されている場合には、ワークテーブル９は、前面パネル３ｂと一対の上架台７との隙間を通じてＸ方向に移動する。

一対の加工ユニット１１は、孔開け装置１におけるＹ方向両側にそれぞれ設けられている。一対の加工ユニット１１は、ＺＸ平面に対して互い面対称に形成されているので、以下の説明では、定位置に立つ作業者から見て左側の加工ユニット１１のみ図示して説明する場合がある。

図１および図２に示すように、加工ユニット１１は、ワークテーブル９の上側に配置された第１ドリル３１および第２ドリル３２と、ワークテーブル９を挟んで第１ドリル３１の反対側に配置された第１押圧ユニット４１と、ワークテーブル９を挟んで第２ドリル３２の反対側に配置された第２押圧ユニット４２と、第１ドリル３１、第２ドリル３２、第１押圧ユニット４１および第２押圧ユニット４２を支持する支持架台５１と、を備えている。

支持架台５１は、上架台７の切欠部７ａの内側に配置されている。支持架台５１は、底壁５２と側壁５３と上壁５４とを有するＵ字状に形成され、Ｘ方向から見てＹ方向の内側に向かって開口している。支持架台５１は、Ｘ方向に移動可能なワークテーブル９との接触を回避するように配置されている。支持架台５１の上壁５４は、ワークテーブル９の上側に配置されている。支持架台５１の底壁５２は、ワークテーブル９の下側に配置されるとともに、上述した直線ガイド２１の上部に支持されている。これにより、支持架台５１は、下架台５に対してＸＹ方向に移動可能となっている。

図１に示すように、第１ドリル３１は、支持架台５１の上壁５４におけるＹ方向内側の端部に取り付けられている。第１ドリル３１は、スピンドル３３と、支持架台５１に対してスピンドル３３をＺ方向に沿って移動させるスピンドル移動機構（不図示）と、スピンドル３３の下端部に保持されたドリルビット３４（図３参照）と、ドリルビット３４を覆う押さえ部材３５と、を備えている。スピンドル移動機構は、スピンドル３３と支持架台５１との間に設けられている。押さえ部材３５は、箱状に形成され、スピンドル３３の下端部に対して摺動可能に取り付けられている。押さえ部材３５の下端部には、ドリルビット３４と同軸の貫通孔が形成されている。ドリルビット３４を回転駆動させた状態でスピンドル移動機構によりスピンドル３３を下側に移動させると、押さえ部材３５がワークＷを上側から押さえつつ、ドリルビット３４が押さえ部材３５の貫通孔から下側に向かって突出し、ワークテーブル９上に載置されたワークＷに孔を開ける。

第２ドリル３２は、支持架台５１の上壁５４において、第１ドリル３１と並んで第１ドリル３１よりもＹ方向外側に取り付けられている。第２ドリル３２は、第１ドリル３１と同様に、スピンドル３３と、スピンドル移動機構（不図示）と、ドリルビット３４（図３参照）と、押さえ部材３５と、を備えている。なお、第１ドリル３１が有するドリルビット３４とは異なる径を有するドリルビット３４を第２ドリル３２に備えさせることで、１つの加工ユニット１１により異なる孔径の孔を開けることが可能となる。

図２および図３に示すように、第１押圧ユニット４１は、支持架台５１の底壁５２の上部に取り付けられている。第１押圧ユニット４１は、基部４３と、基部４３をＺ方向に沿って移動させる移動機構（不図示）と、基部４３の上部に着脱可能に取り付けられた第１ブッシュ４４（第１受け部材）と、を備えている。移動機構は、例えばエアシリンダ等であり、基部４３と支持架台５１の底壁５２との間に設けられている。第１ブッシュ４４は、例えばメラミン樹脂やガラスエポキシ等により直方体状に形成されており、Ｚ方向から見て第１ドリル３１のドリルビット３４の断面形状よりも大きい正方形状に形成されている。第１ブッシュ４４は、第１ドリル３１のドリルビット３４の先端（下端）に対向して配置され、基部４３の上端部に嵌合されている。第１ブッシュ４４は、第１ドリル３１によるワークＷの孔開け時に、ワークＷを第１ドリル３１に向かって押圧する。

第２押圧ユニット４２は、支持架台５１の底壁の上部において、第１押圧ユニット４１と並んで第１押圧ユニット４１よりもＹ方向外側に取り付けられている。第２押圧ユニット４２は、第１押圧ユニット４１と同様に形成され、基部４３と、移動機構（不図示）と、第２ブッシュ４５（第２受け部材）と、を備えている。第２ブッシュ４５は、Ｚ方向から見て第２ドリル３２のドリルビット３４の断面形状よりも大きい正方形状に形成されている。第２ブッシュ４５は、第２ドリル３２のドリルビット３４の先端（下端）に対向して配置され、基部４３の上端部に嵌合されている。第２ブッシュ４５は、第２ドリル３２によるワークＷの孔開け時に、ワークＷを第２ドリル３２に向かって押圧する。

また、図１に示すように、加工ユニット１１は、帯状の介在部材Ｓと、介在部材Ｓを保持する介在部材供給部６０と、介在部材供給部６０から介在部材Ｓを引き出す介在部材引出部８０と、を有する。
介在部材Ｓは、ワークＷの孔開け時に、ブッシュ４４，４５（図３参照）とワークＷとの間に挟まれる。介在部材Ｓは、例えばＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の樹脂材料により帯状に形成されたフィルムである。介在部材Ｓの厚みは、例えば１００μｍ程度となっている。

図４は、実施形態に係る介在部材供給部の側面図である。図５は、実施形態に係る介在部材供給部の平面図である。
介在部材供給部６０は、介在部材Ｓを連続して引き出し可能な状態で保持している。介在部材供給部６０は、ワークテーブル９よりも上側において、支持架台５１に対して筐体３の窓部３ａ側（Ｘ方向の手前側）に配置されている。図１、図４および図５に示すように、介在部材供給部６０は、介在部材Ｓが巻回されたリール６１と、リール６１を回転可能に保持する保持部６３と、リール６１の回転を規制可能なブレーキ機構６５と、リール６１に対して回転抵抗を付与するダンパー６７と、介在部材Ｓの有無を検出可能な検出部６９と、を備えている。

リール６１は、筐体３の窓部３ａを通じて外部に露出する位置に配置されている。リール６１は、Ｘ方向に平行な軸回りに回転可能に設けられている。リール６１のシャフトのＸ方向奥側の端部には、プーリー７１が設けられている。

保持部６３は、筐体３に対して固定されている。保持部６３は、筐体３に取り付けられた矩形板状の上板部６３ａと、上板部６３ａのＸ方向手前側の端縁から下側に向かって垂れ下がる前板部６３ｂと、前板部６３ｂの下端縁からＸ方向手前側に向かって延びる下板部６３ｃと、上板部６３ａのＸ方向奥側の端縁から下側に向かって垂れ下がる奥板部６３ｄと、を有する。下板部６３ｃは、リール６１のシャフトを回転可能に支持している。前板部６３ｂおよび奥板部６３ｄには、シャフト７３が回転可能に支持されている。シャフト７３は、Ｘ方向に平行に設けられている。シャフト７３の両端部は、前板部６３ｂおよび奥板部６３ｄからそれぞれ突出している。シャフト７３のＸ方向の手前側の端部には、プーリー７５が設けられている。プーリー７５は、タイミングベルト７７を介してリール６１のシャフトに設けられたプーリー７１と連結している。これにより、シャフト７３は、リール６１の回転に伴って回転する。

ブレーキ機構６５は、保持部６３の前板部６３ｂと奥板部６３ｄとの間に取り付けられている。ブレーキ機構６５は、圧縮空気により駆動される空気ブレーキであって、シャフト７３の回転を規制可能となっている。これにより、ブレーキ機構６５は、リール６１の回転を規制可能となっている。

ダンパー６７は、保持部６３の奥板部６３ｄのＸ方向奥側に取り付けられている。ダンパー６７は、ロータリーダンパーであって、シャフト７３のＸ方向奥側の端部に連結されている。ダンパー６７は、シャフト７３に対して回転抵抗を付与する。これにより、ダンパー６７は、リール６１に対して回転抵抗を付与している。
検出部６９は、保持部６３の下板部６３ｃの下部に取り付けられている。検出部６９は、ファイバセンサであって、リール６１から引き出された介在部材Ｓの有無を検出する。

図１に示すように、リール６１に巻回された介在部材Ｓは、下側に向かって引き出された後、保持部６３に設けられた第１ローラ７９ａおよび第２ローラ７９ｂを回り込み、Ｘ方向奥側、下側へと順に向かって折り返されている。その後、介在部材Ｓは、Ｚ方向におけるワークテーブル９の下面と略同じ位置において、上架台７に設けられた第３ローラ７９ｃ、第４ローラ７９ｄおよび第５ローラ７９ｅを回り込み、Ｙ方向内側、Ｘ方向奥側、Ｙ方向内側へと順に向かって折り返されている。第５ローラ７９ｅにおいて折り返された介在部材Ｓは、ワークテーブル９の下面に沿って延びている。

図６は、実施形態に係る介在部材引出部の正面図である。図７は、実施形態に係る介在部材引出部の側面図である。
介在部材引出部８０は、下架台５の貫通孔５ａ内（図２参照）に配置されている。図６および図７に示すように、介在部材引出部８０は、下架台５に取り付けられたベース部８１と、上架台７に支持されたガイド筒８３と、ベース部８１に支持された第１チャック部８５および第２チャック部８７と、を有する。

ガイド筒８３は、ワークテーブル９の下面に対向する開口部を有する上端部から、下側に向かうに従いＹ方向内側に向かって傾斜して延び、さらに下側に向かって延びている。ガイド筒８３の下端部には、下側に向かって開口した開口部が形成されている。ガイド筒８３は、ワークテーブル９の下面に沿って延びた介在部材Ｓを上端部の開口部で受け入れ、内部に入り込んだ介在部材Ｓを下端部の開口部から排出している。

第１チャック部８５は、ベース部８１のＸ方向手前側に取り付けられている。第１チャック部８５は、ガイド筒８３の下端部の下側に設けられている。第１チャック部８５は、ガイド筒８３の下端部の開口部から下側に向かって引き出された介在部材Ｓを挟持可能に設けられている。第１チャック部８５は、介在部材ＳをＹ方向両側から挟持するブロック状に形成された第１チャック本体部８５ａと、第１チャック本体部８５ａから下側に向かって延び、第１チャック本体部８５ａとともに介在部材Ｓを挟持する延出片８５ｂと、を備えている。第１チャック部８５は、圧縮空気により駆動される。すなわち、第１チャック本体部８５ａは、圧縮空気が供給されることにより、介在部材Ｓを挟持し、供給された圧縮空気が開放されることにより、介在部材Ｓの挟持を解除する。

第２チャック部８７は、ベース部８１のＸ方向手前側に取り付けられている。第２チャック部８７は、第１チャック部８５の下側に設けられている。第２チャック部８７は、ガイド筒８３の下端部の開口部から下側に向かって引き出された介在部材Ｓを、第１チャック本体部８５ａよりも下側において挟持可能に設けられている。第２チャック部８７は、介在部材ＳをＹ方向両側から挟持するブロック状の第２チャック本体部８７ａと、第２チャック本体部８７ａをＺ方向に沿って移動可能に支持する移動機構８９と、第２チャック本体部８７ａの位置を検出するマグネットセンサ９８と、第２チャック本体部８７ａよりも下側において介在部材Ｓの有無を検出する介在部材センサ９９と、を備えている。

移動機構８９は、ベース部８１のＸ方向手前側に設けられている。移動機構８９は、ベース部８１に取り付けられたシリンダ９１と、シリンダ９１によりＺ方向に沿って移動可能に支持されたシャフト９３と、シャフト９３に固定されるとともに第２チャック本体部８７ａを支持する台座部９５と、シャフト９３に挿通されたスプリング９７（加圧手段）と、を備えている。

シリンダ９１は、エアシリンダである。シリンダ９１の上部には、Ｙ方向内側に向かって突出した規制部９１ａが形成されている。規制部９１ａは、台座部９５に形成された後述するストッパ９５ａが下側から当接可能となっている。

シャフト９３は、Ｚ方向に沿って延在し、シリンダ９１に挿通されている。シャフト９３のＺ方向両端部は、シリンダ９１から突出している。シャフト９３の下端部には、ナット９３ａが螺着されている。

台座部９５は、シリンダ９１のＸ方向手前側に配置されている。台座部９５の上端部は、シャフト９３の上端部に固定されている。これにより、台座部９５は、シャフト９３のＺ方向の移動に伴って、台座部９５に支持された第２チャック本体部８７ａとともに、Ｚ方向に移動する。台座部９５のＹ方向内側には、ストッパ９５ａが突設されている。ストッパ９５ａは、台座部９５が上側に向かって移動した際に、シリンダ９１の規制部９１ａに対して下側から当接する。これにより、台座部９５のＺ方向における移動範囲の上端が規定されている。

スプリング９７は、コイルスプリング（バネ）であって、シャフト９３の下部に圧縮された状態で挿通されている。スプリング９７は、シリンダ９１の下端部と、シャフト９３の下端部に螺着されたナット９３ａと、の間に配置されている。スプリング９７は、ナット９３ａをシリンダ９１から離間する方向（すなわち下側）に向かって付勢している。

マグネットセンサ９８は、Ｙ方向外側の側部に配置されている。マグネットセンサ９８は、シリンダ９１に対する台座部９５のＺ方向における位置を検出可能に設けられている。これにより、マグネットセンサ９８は、台座部９５に支持された第２チャック本体部８７ａの位置を検出する。

介在部材センサ９９は、第２チャック本体部８７ａの下側に取り付けられている。介在部材センサ９９は、ファイバセンサであって、第２チャック本体部８７ａよりも介在部材Ｓの引き出し方向下流側に位置する介在部材Ｓの有無を検出する。

第２チャック部８７は、圧縮空気により駆動される。すなわち、第２チャック本体部８７ａおよびシリンダ９１は、それぞれ異なる系統から供給される圧縮空気により駆動される。第２チャック本体部８７ａは、圧縮空気が供給されることにより、介在部材Ｓを挟持し、供給された圧縮空気が開放されることにより、介在部材Ｓの挟持を解除する。一方、シリンダ９１には、２系統の圧縮空気が供給可能とされている。詳細には、シリンダ９１は、一方の系統から圧縮空気が供給されるとともに、他方の系統から供給された圧縮空気を開放することにより、シャフト９３を上側に向かって移動させる。また、シリンダ９１は、一方の系統から供給された圧縮空気を開放するとともに、他方の系統から圧縮空気が供給されることにより、シャフト９３を下側に向かって移動させる。

上述した加工ユニット１１は、Ｘ方向において予め設定された領域においてのみ孔開け可能とされ、その領域において介在部材Ｓがワークテーブル９の下面に沿って配置されている。すなわち、介在部材Ｓは、孔開け装置１における不動位置を走行し、その位置にワークＷの孔開け箇所を移動させて孔開けを行う。ワークＷのＸ方向における孔開け位置の粗調整は、ワークテーブル９の移動により行う。ワークＷのＸ方向における孔開け位置の微調整、およびワークＷのＹ方向における孔開け位置の調整は、第１ドリル３１または第２ドリル３２の移動により行う。

図３に示すように、一対の撮像ユニット１２は、一対の加工ユニット１１と同様に、孔開け装置１におけるＹ方向両側にそれぞれ設けられている。一対の撮像ユニット１２は、ＺＸ平面に対して互いに面対称に形成されている。

図２に示すように、各撮像ユニット１２は、Ｘ線照射器５７と、Ｘ線カメラ５９と、を有する。Ｘ線照射器５７は、支持架台５１の上壁５４における第１ドリル３１および第２ドリル３２のＸ方向奥側に取り付けられている。Ｘ線照射器５７は、ワークＷにＸ線を照射する。Ｘ線カメラ５９は、支持架台５１の底壁５２に取り付けられている。Ｘ線カメラ５９は、ワークＷに照射されたＸ線の透過像を撮像する。

以下、本実施形態の孔開け装置１の動作について説明する。
最初に、ドリルによる孔開け動作について、図８から図１２を参照して説明する。なお、以下の説明では、Ｙ方向両側の加工ユニット１１がワークＷに対して同時に孔を開ける場合について説明する。また、以下の説明では、ワークＷのＸ方向奥側の両角部に、第１ドリル３１により孔を開ける場合について説明するが、ワークＷのＸ方向手前側の両角部に孔を開ける場合についても同様であり、さらには第２ドリル３２により孔を開ける場合についても同様である。

図８から図１２は、実施形態に係る孔開け装置の動作説明図である。図８、図９および図１１は、孔開け装置１の斜視図である。図１０および図１２は、孔開け装置１の要部の正面図である。
まず、図８に示すように、ワークＷの孔を開ける位置がＺ方向から見てワークテーブル９の各貫通孔９ｂに入るように、ワークＷをワークテーブル９上に載置する。次いで、ワークテーブル９のＸ方向奥側に形成された貫通孔９ｂがＺ方向から見て介在部材Ｓと重なるように、ワークテーブル９を移動させる。また、撮像ユニット１２がＺ方向から見て貫通孔９ｂと重なるように、支持架台５１を移動させる。次いで、撮像ユニット１２によりワークＷを撮像し、孔を開ける位置のＸＹ座標を取得する。

次に、図９に示すように、支持架台５１を移動させ、取得したＸＹ座標に向かって第１ドリル３１を移動させる。
次に、図１０に示すように、第１押圧ユニット４１の移動機構により、第１押圧ユニット４１の基部４３を上側に向かって移動させる。この際、介在部材供給部６０において、ブレーキ機構６５によりリール６１の回転を規制する。そして、基部４３の上部に取り付けられた第１ブッシュ４４をワークテーブル９の貫通孔９ｂ内に入れ込む。すると、ワークテーブル９の下面に沿って配置された介在部材Ｓは、第１ブッシュ４４に引っ張られるようにして、貫通孔９ｂ内に入り込む。そして、介在部材Ｓを挟んで第１ブッシュ４４をワークＷに接触させる。

次に、図１１および図１２に示すように、第１ドリル３１によりワークＷに孔を開ける。具体的に、スピンドル３３によりドリルビット３４を回転させながら、スピンドル移動機構（不図示）によりスピンドル３３を下側に向かって移動させる。これにより、ワークＷに対して下側から接触する第１ブッシュ４４によりワークＷを上側に向かって押圧しつつ、ドリルビット３４によりワークＷに上側から孔を開けることができる。

続いて、介在部材引出部８０による介在部材Ｓの引き出し動作について図１３から図１８を参照して説明する。
図１３から図１８は、実施形態に係る介在部材引出部の動作説明図であって、介在部材引出部の正面図である。

介在部材引出部８０による介在部材Ｓの引き出し動作は、上述した孔開け動作の後、ブッシュ４４，４５がワークＷを押圧していない状態で行われる。
まず、第２チャック本体部８７ａに圧縮空気を供給して第２チャック本体部８７ａにより介在部材Ｓを挟持した状態で、第１チャック本体部８５ａに圧縮空気を供給して第１チャック本体部８５ａにより介在部材Ｓを挟持する。次に、図１３に示すように、第２チャック本体部８７ａへ供給された圧縮空気を開放して第２チャック本体部８７ａによる介在部材Ｓの挟持を解除する。

次に、図１４に示すように、シリンダ９１に一方の系統から圧縮空気を供給するとともに、シリンダ９１に他方の系統から供給された圧縮空気を開放して、第２チャック本体部８７ａを第１チャック本体部８５ａ側（上側）に向かって移動させる。ここで、上述したストッパ９５ａがシリンダ９１の規制部９１ａに当接することにより第２チャック本体部８７ａの上方への移動が規制される。
次に、図１５に示すように、第２チャック本体部８７ａに圧縮空気を供給して、第２チャック本体部８７ａにより介在部材Ｓを挟持する。これにより、第２チャック本体部８７ａは、介在部材Ｓを常に一定の所定量だけ上側で挟持することができる。すなわち、台座部９５に設けられたストッパ９５ａとシリンダ９１に設けられた規制部９１ａとの当接位置を調節することにより、介在部材Ｓの送りピッチを調節することができる。なお、本実施形態ではシリンダ９１に設けられた規制部９１ａのＺ方向の位置を移動させることにより介在部材Ｓの送りピッチを調節しているが、ストッパ９５ａの位置を移動して調節してもよい。

次に、図１６に示すように、第１チャック本体部８５ａに供給された圧縮空気を開放して、第１チャック本体部８５ａによる介在部材Ｓの挟持を解除する。
次に、介在部材供給部６０のブレーキ機構６５の空気ブレーキを解除させ、リール６１の回転を許容することにより介在部材Ｓの引き出しを可能とし、図１７に示すように、シリンダ９１に一方の系統から供給された圧縮空気を開放するとともに、シリンダ９１に他方の系統から圧縮空気を供給して、第２チャック本体部８７ａを下側に向かって所定量移動させる。これにより、第２チャック本体部８７ａに挟持された介在部材Ｓを下側に向かって移動させ、リール６１から介在部材Ｓを所定量引き出すことができる。このとき、介在部材供給部６０においてダンパー６７がリール６１に対して回転抵抗を付与しているので、リール６１が空回りして介在部材Ｓが弛むことを抑制できる。その後、マグネットセンサ９８により第２チャック本体部８７ａの所定量移動を検出すると、ブレーキ機構６５の空気ブレーキを作動させてリール６１の回転を規制して第２チャック本体部８７ａを停止させる。ここで、シリンダ９１に他方の系統から供給された圧縮空気を開放し、スプリング９７により第２チャック本体部８７ａを下側に向かって付勢することで、第２チャック本体部８７ａに対して介在部材Ｓの引き出し方向の下流側に向かって所定負荷をかける。

ここで、介在部材Ｓを所定量引き出した後、図１０に示すように、第１ブッシュ４４をワークテーブル９の貫通孔９ｂ内に入れ込むと、介在部材Ｓが第１ブッシュ４４に引っ張られる。このとき、介在部材Ｓは、介在部材引出部８０において第２チャック本体部８７ａに挟持され、なおかつスプリング９７により引き出し方向の下流側に向かって所定負荷がかけられている。また、リール６１がブレーキ機構６５により回転を規制されている。このため、介在部材Ｓが第１ブッシュ４４により引っ張られると、図１８に示すように、第２チャック本体部８７ａが介在部材Ｓとともに、スプリング９７の負荷に抗して引き出し方向の上流側に向かって移動する。そして、孔開け後に第１ブッシュ４４が下側に退避すると、図１７に示すように、第２チャック本体部８７ａが介在部材Ｓとともに、スプリング９７の負荷により引き出し方向の下流側に向かって移動する。その後、孔開け動作を繰り返す場合は、同様に、第２チャック本体部８７ａにより介在部材Ｓを挟持した状態で、第１チャック本体部８５ａに圧縮空気を供給して第１チャック本体部８５ａにより介在部材Ｓを挟持し、図１３に示すように、第２チャック本体部８７ａへ供給された圧縮空気を開放して第２チャック本体部８７ａによる介在部材Ｓの挟持を解除する。

このように、本実施形態によれば、ブッシュ４４，４５がワークＷに向かって移動する際に、スプリング９７により第２チャック部８７に負荷をかけながらブッシュ４４，４５により介在部材Ｓを上流側に向かって引っ張ることができる。その結果、介在部材Ｓがブッシュ４４，４５に引っ張られた際の慣性により所望の量よりも多く引き戻されて、ブッシュ４４，４５とワークＷとの間から送り出された介在部材Ｓの使用済み部分が再びブッシュ４４，４５とワークＷとの間に戻ることを防止できる。また、ブッシュ４４，４５がワークＷから離間する際に、スプリング９７により第２チャック部８７に負荷をかけることで介在部材Ｓを下流側に移動させることができる。その結果、ブッシュ４４，４５に引っ張られて引き戻された介在部材Ｓを、再び下流側に移動させることができるので、介在部材Ｓが弛むことを抑制することが可能となる。よって、介在部材引出部８０から介在部材Ｓを正確に所定量だけ引き出すことができるので、介在部材Ｓの使用済みの部分がワークＷとブッシュ４４，４５との間に再び配置されることを防止できる。したがって、バリの発生を確実に防止できる。

また、第１チャック部８５および第２チャック部８７は、圧縮空気により駆動されるので、第１チャック部８５および第２チャック部８７をモータにより駆動する構成と比較して、第１チャック部８５および第２チャック部８７の駆動源の部品コストを削減することができる。したがって、孔開け装置１を安価で提供できる。

また、第２チャック部８７は、介在部材Ｓの引き出し方向の下流側に所定量移動した後、第２チャック部８７を介在部材Ｓの引き出し方向の下流側に移動させた圧縮空気を開放するので、介在部材Ｓを挟んだ状態でスプリング９７により第２チャック部８７に所定負荷をかけることができる。

また、ブレーキ機構６５は、第２チャック部８７が介在部材Ｓを挟持して所定量移動した後、介在部材Ｓが巻回されたリール６１の回転を規制するので、ブッシュ４４，４５がワークＷに向かって移動する際に、ブッシュ４４，４５に引っ張られてリール６１から介在部材Ｓが引き出されることを防止できる。これにより、介在部材Ｓが介在部材供給部６０から意図せずに引き出されることを防止できるので、介在部材Ｓを無駄なく使用することができる。

また、介在部材供給部６０は、リール６１に対して回転抵抗を付与するダンパー６７を備えるので、未使用の介在部材Ｓをリール６１から引き出す際に、リール６１が空回りすることを抑制できる。よって、介在部材Ｓが介在部材供給部６０から意図せずに引き出されることを防止できるので、介在部材Ｓを無駄なく使用することができる。

また、ブレーキ機構６５は、圧縮空気により駆動されるので、ブレーキ機構が電磁ブレーキである構成と比較して、投入電力に対するブレーキ効率を向上させることができる。したがって、消費電力を低減可能な孔開け装置１を提供できる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、孔開け装置１が一対の加工ユニット１１を備えているが、これに限定されず、１個の加工ユニットを備えた構成であってもよい。

また、上記実施形態においては、介在部材Ｓを挟んだ状態で介在部材Ｓの引き出し方向の下流側に所定負荷をかける加圧手段としてスプリング９７が用いられているが、これに限定されない。加圧手段としては、例えばシャフト９３に作用する重力により、介在部材Ｓの引き出し方向の下流側（下側）に所定負荷をかける構成であってもよい。さらに、シャフト９３に作用する重力が所定負荷に対して大きい場合には、スプリングがシャフト９３を上側に向かって付勢するように配置されていてもよい。また、シリンダ９１には、シャフト９３を介在部材Ｓの引き出し方向の上流側（上側）に移動させる圧縮空気が供給可能とされ、スプリングの負荷により、シャフトを介在部材Ｓの引き出し方向の下流側（下側）に移動させる構成であってもよい。なお、加圧手段としてバネであるスプリング９７を適用することで、所定負荷を容易に調整できるので、加圧手段を容易に形成することができる。

また、上記実施形態では、介在部材Ｓを形成する材料としてＰＥＴを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。介在部材Ｓを形成する材料としては、例えば、ポリエチレンや、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリフェニレンサリファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、アルミ蒸着フィルム等が挙げられる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１…孔開け装置 ３１…第１ドリル（ドリル） ３２…第２ドリル（ドリル） ４４…第１ブッシュ（受け部材） ４５…第２ブッシュ（受け部材） ６０…介在部材供給部 ６１…リール ６５…ブレーキ機構 ６７…ダンパー ８０…介在部材引出部 ８５…第１チャック部 ８７…第２チャック部 ９７…スプリング（加圧手段） Ｓ…介在部材 Ｗ…ワーク

Claims (7)

1. ワークに孔を開けるドリルと、
   前記ドリルの先端に対向して配置され、前記ワークの孔開け時に前記ワークを前記ドリルに向かって押圧する受け部材と、
   前記ワークの孔開け時に前記受け部材と前記ワークとの間に挟まれる帯状の介在部材と、
   前記介在部材を連続して引き出し可能な状態で保持するとともに、前記介在部材を前記受け部材と前記ワークとの間に供給する介在部材供給部と、
   前記受け部材と前記ワークとの間よりも前記介在部材の引き出し方向の下流側に設けられ、前記介在部材供給部から前記介在部材を引き出す介在部材引出部と、
   を備え、
   前記介在部材引出部は、
   前記介在部材を挟持可能な第１チャック部と、
   前記第１チャック部よりも前記介在部材の引き出し方向の下流側に設けられ、前記介在部材を挟持して前記介在部材の引き出し方向の下流側に所定量移動可能な第２チャック部と、
   を含み、
   前記第２チャック部は、前記第２チャック部に対して前記介在部材の引き出し方向の下流側に向かって所定負荷をかける加圧手段を有し、
   前記第２チャック部が前記介在部材を挟持し、前記加圧手段による負荷に抗して前記介在部材の引き出し方向の上流側に向かって前記介在部材に負荷がかかった状態で前記ワークの孔開けを行う、
   ことを特徴とする孔開け装置。
2. ワークに孔を開けるドリルと、
   前記ドリルの先端に対向して配置され、前記ワークの孔開け時に前記ワークを前記ドリルに向かって押圧する受け部材と、
   前記ワークの孔開け時に前記受け部材と前記ワークとの間に挟まれる帯状の介在部材と、
   前記介在部材を連続して引き出し可能な状態で保持するとともに、前記介在部材を前記受け部材と前記ワークとの間に供給する介在部材供給部と、
   前記受け部材と前記ワークとの間よりも前記介在部材の引き出し方向の下流側に設けられ、前記介在部材供給部から前記介在部材を引き出す介在部材引出部と、
   を備え、
   前記介在部材引出部は、
   前記介在部材を挟持可能な第１チャック部と、
   前記第１チャック部よりも前記介在部材の引き出し方向の下流側に設けられ、前記介在部材を挟持して前記介在部材の引き出し方向の下流側に所定量移動可能な第２チャック部と、
   を含み、
   前記第２チャック部は、前記第２チャック部に対して前記介在部材の引き出し方向の下流側に向かって所定負荷をかける、バネである加圧手段を有する、
   ことを特徴とする孔開け装置。
3. 前記第１チャック部および前記第２チャック部は、圧縮空気により駆動される、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の孔開け装置。
4. 前記第２チャック部は、前記介在部材の引き出し方向の下流側に前記所定量移動した後、前記第２チャック部を前記介在部材の引き出し方向の下流側に移動させた圧縮空気を開放する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の孔開け装置。
5. 前記介在部材供給部は、
   前記介在部材が巻回されたリールと、
   前記リールの回転を規制可能なブレーキ機構と、
   を備え、
   前記ブレーキ機構は、前記第２チャック部が前記介在部材を挟持して前記所定量移動した後、前記リールの回転を規制する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の孔開け装置。
6. 前記介在部材供給部は、前記リールに対して回転抵抗を付与するダンパーを備える、
   ことを特徴とする請求項５に記載の孔開け装置。
7. 前記ブレーキ機構は、圧縮空気により駆動される、
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の孔開け装置。

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