以下、本発明の実施の形態に係る穴開け� ��置について詳細に説明する。図1(a)は本実施 形態に係る穴開け装置の斜視図である。この 穴開け装置は、プリント配線板111に穴を開け る装置であり、このプリント配線板111を載置 する図示しない作業用テーブル112の他、集塵 部10と、クランパ20と、集塵部用ガイド30と、 集塵部移動機構40と、スピンドル用ガイド50� �、スピンドル移動機構60と、スピンドル70と� ��集塵部・スピンドル移動用レール80と、切� �粉処理部90と、制御部100とから構成される。

 以下、穴開け装置の作業用テーブル112の� ��リント配線板111を載置する面(以下、この面 を主面と呼ぶ)に対して垂直な軸をZ軸とし、� ��面に平行な軸をY軸とし、Z軸とY軸とに垂直� ��軸をX軸とする。そして、作業用テーブル112 の主面から穴開け装置の底部へ向かう方向を 下方、その逆の方向を上方とする。

 集塵部10は、プリント配線板111に穴を開� �る際に生じる切り粉を吸入する装置である� �図2に示すように、集塵部10は直方体状の筐� �であり、その内部は空洞となっている。ま� �、その上面に円筒状に突設された円筒部11と 、前記上面に直交する側面に設けられた切り 粉排出口13と、下面に設けられた開口部とを� ��える。集塵部10は、円筒部11がZ軸上方を向� �、切り粉排出口13がY軸方向を向くように、� �塵部用ガイド30に固定される。円筒部11の上� ��11aの中心部には、円形のドリル穴17aが設け� ��れ、このドリル穴を挿通してドリル73がZ軸� ��沿って移動する。そして、中空の円筒形状� ��したドリル側当て板17がドリル穴17aを囲む� �うに円筒部11の上面11aに取り付けられる。ド リル側当て板17のZ軸方向の長さは、ドリル73� ��Z軸方向に沿って移動した場合に、ドリル73� ��先端部近傍がドリル側あて板17の上面から� �出するように設計される。また、X軸及びY軸 に平行な、円筒部11上の上面11aには、複数の� ��気口15が設けられており、これらは、ドリ� �側当て板17を囲むように配列される。なお、 説明の都合上ドリル穴はドリルより若干大き めの径として示されているが、実際にはほぼ ドリルと同径である。

 本実施例において吸気口15は、ドリルの� �転軸と平行に開けられている。すなわち本� �施例においては、円筒部11上の上面11aに対し て垂直方向に開口される。これにより、回転 するドリルが生じる遠心力の作用を受けて切 り粉が円周方向に飛び散っても、吸気口15を� ��じて円筒11の外部に飛び出すことを防止で� �る。

 図3はクランパ20及び集塵部10をX軸方向か� ��見た断面図である。図3に示すように、作業 用テーブル112にはプリント配線板111が載置さ れる。そして、円筒形状のスピンドル70の一� ��には回転部71が回転自在に設けられており� �また、他端は集塵部10の下端の開口部に挿通 するように上下自在に支持される。また、ド リル73は、回転部71に固定されている。スピ� �ドル70は、回転部71、ドリル73と共にスピン� �ル移動機構60によりZ軸方向に移動する。ス� �ンドル70がZ軸上方へ移動する際、ドリル73は 円筒部11の中心部に設けられたドリル穴とド� ��ル側当て板17とを挿通する。また、スピン� �ル70に内蔵されたモータ等の駆動機構により 、回転部71は、ドリル73と共にZ軸回りに回転� ��る。但し、回転部71が回転してもスピンド� �70の本体は回転しない。そして、集塵部10は� ��塵部移動機構40により、スピンドル70と独立 してZ軸方向に移動する。

 また、集塵部10の開口部には、集塵部10と スピンドル70との間にパッキン19が装着され� �。このパッキン19は、スピンドル70と集塵部1 0とがZ軸に沿ってそれぞれ独立して移動して� ��、集塵した切り粉が集塵部10の外部に飛散� �ないように、隙間を塞いでいる。

 ドリル73は、プリント配線板111にZ軸下方か� ��穴を開けるための部品である。図
3に示すように、ドリル側当て板17は、ドリル 73がプリント配線板111に穴を開ける際、プリ� ��ト配線板111の穴開け位置の周囲に当接され� ��いは周囲を押圧して、プリント配線板111の� ��形や切削バリの発生を防止する。また、ド� ��ル側当て板17は、円筒部11とプリント配線板 111とが当接することを防ぐスペーサとしての 機能をも有する。これにより、円筒部11とプ� ��ント配線板111との間に一定の空間が形成さ� ��、吸気口15からの切り粉の集塵が容易にな� �。

 吸気口15は、プリント配線板111に穴を開� �ることにより生じた切り粉を集塵部10内に吸 引するための穴である。また、切り粉排出口 13は、吸気口15から吸引した切り粉を、図1で� ��した切り粉処理部90に送出するための穴で� �る。吸気口15からの吸引と切り粉排出口13か� ��の送出は、図示しない送風機の吸気により� ��う。

 図1に示す、クランパ20は、円形の開口部� ��2箇所備える直方体であり、一の開口部を備 える平面は、他の開口部を備える面と直交す る。そして、一の開口部には、中央部に吸気 口15が設けられたクランパ側当て板21が開口� �のなす面と平行に装着されている。クラン� �20は、クランパ側当て板21の装着された開口� ��をZ軸下方へ、他の開口部をX軸に沿った方� �に向けて固定される。

 図4は、クランパ20及び集塵部10をY軸方向� ��ら見た断面図である。図4に示すように、ク ランパ20内には一の開口部から他の開口部に� ��じる通路が設けられる。クランパ20は、図� �しないモータ等によりZ軸方向に移動する。� ��リル73が穴を開ける際には、Z軸上方の初期� ��置から、クランパ側当て板21が作業用テー� �ル112の主面に配置されたプリント配線板111� �上面に当接(押圧)する位置までクランパ20は� ��動し、ドリル側当て板17と共にプリント配� �板111を挟み込んで、プリント配線板111の変� �等を防止する。クランパ側当て板21がプリン ト配線板111に当接(押圧)した状態で、クラン� ��20は、ドリル73が穴開けを行った際に生じる 切り粉を、クランパ側当て板21に設けられた� ��示しない吸気口から吸引する。そして、吸� ��した切り粉は、図1で示した切り粉処理部90� ��送出される。

 また、集塵部10とクランパ20とスピンドル 70は、図示しないモータ等の移動機構により� ��X軸又はY軸方向にも移動できる。

 図1(a)に示すように、集塵部・スピンドル 移動用レール80は、Z軸方向に延びるレールで あり、このレール上には集塵部用ガイド30及� ��スピンドル用ガイド50がZ軸方向に移動でき� ��ように固定される。そして、集塵部用ガイ� ��30には集塵部10が固定され、スピンドル用ガ イド50には、スピンドル保持部材51により、� �ピンドル70が固定される。スピンドル70は円� ��形のため、そのままでは、スピンドル用ガ� ��ド50への取り付けが困難である。よって、� �数の部材(スピンドル保持部材51)で支える必� ��がある。

 集塵部移動機構40は、集塵部用ガイド30を Z軸方向に移動させる機構であり、例えばエ� �シリンダやカム等の部品で構成される。ま� �、スピンドル移動機構60は、スピンドル用ガ イド50をZ軸方向に移動させる機構であり、例 えばパルスモータが使用される。これらの機 構により、集塵部10及びスピンドル70は、そ� �ぞれ独立してZ軸方向に移動する。

 切り粉処理部90は、集塵部10とクランパ20� ��が集塵した切り粉を処理するための装置で� ��る。その処理方法としては、例えば、エア� ��ィルターを通じて切り粉を集塵して圧縮処� ��する方法が考えられる。集塵部10及びクラ� �パ20から切り粉処理部90へ向けて、図示しな� ��ダクトが形成されており、このダクトを通� ��、切り粉を含む空気が集塵部10及びクラン� �20から切り粉処理部90へ送風機によって送出� ��れる。

 図1(a)の制御部100は、穴開け装置を制御す る制御装置であり、図1(b)に示すように、CPU(C entral Processing Unit)101と、ROM(Read Only Memory)103 と、RAM(Random Access Memory)105とから構成される 。この制御部100は穴開け装置の内部に設置さ れ、集塵部10と、クランパ20と、集塵部移動� �構40と、スピンドル移動機構60とスピンドル7 0と、その他モータや送風機等の機器とを制� �する。

 CPU101は、ROM103に格納されたプログラムを� ��み出して繰り返し実行する。

 ROM103は後述するプリント配線板載置処理� ��び穴開け処理を含む穴開け装置の制御を行� ��プログラムと、ドリル初期位置Paと、集塵� �初期位置Pbと、クランパ初期位置Pcとを格納� ��る。ドリル初期位置Pa、集塵部初期位置Pb、 クランパ初期位置Pcはそれぞれ、ドリル73、� �塵部10、クランパ20の予め設定されたX-Y-Z座� �系における初期座標である。

 RAM(Random Access Memory)105は、CPU101のワーク� ��リアとして機能する。

 上記の構成により、本実施形態に係る穴� ��け装置は、まず作業用テーブル112にロボッ� ��等によりプリント配線板111を載置する。そ� ��て、プリント配線板111に対して穴開け位置� ��決定した後に、図示しないX-Y移動機構によ� ��て集塵部10、クランパ20、集塵部用ガイド30� ��集塵部移動機構40、スピンドル用ガイド50、 スピンドル移動機構60、スピンドル70、集塵� �・スピンドル移動用レール80、およびこれら の付随物を穴開け位置に移動する。その後、 スピンドル移動機構60により、ドリル73がZ軸� ��向下方からプリント配線板111に穴を開ける� ��このとき生じる切り粉を集塵部10及びクラ� �パ20が集塵し、この切り粉を含む空気を切り 粉処理部90に送出する。

 次に、本実施形態に係る穴開け装置の動� ��について説明する。穴開け装置の電源がON� �されると、制御部100は、穴開け装置制御プ� �グラムをROM103から読み出して実行する。

 まず、制御部100はROM103からプリント配線� ��載置プログラムを読み出してプリント配線� ��載置処理を実行する。このプリント配線板� ��置処理のフローチャートを図5に示す。プリ ント配線板載置処理は、プリント配線板111を 作業用テーブル上の初期位置に配置する処理 である。

 制御部100は、切り粉処理部90の電源をONに し、集塵部10及びクランパ20から切り粉処理� �90へ空気を吸気する送風機の電源をONにする( ステップS10)。

 続いて制御部100は、スピンドル70の回転� �71に指令を送信して、回転部71に備えられた� ��リル73を回転させる(ステップS15)。ドリル73� ��、穴開け装置の電源がONになっている間は� �転を続ける。

 制御部100は、ROM103からドリル初期位置Pa� �集塵部初期位置Pb、クランパ初期位置Pcを読� ��出し、ドリル73と集塵部10とクランパ20とを� ��それぞれの初期位置に移動する(ステップS20 )。前記初期位置は、ドリル73と集塵部10とク� ��ンパ20のZ座標がプリント配線板から離れた� ��置であり、且つ、ドリル73と集塵部10とクラ ンパ20の中心のX-Y座標が一致する位置に設定� ��れる。

 制御部100は、図示しないロボット等を制� ��して、作業用テーブル112の主面の所定の位� ��にプリント配線板111を載置する(ステップS25 )。次に、制御部100は、例えば真空ポンプに� �る真空引きにより、プリント配線板111を作� �用テーブル112の主面に仮固定する。ステッ� �S25の後、制御部100は他の処理へ移行する。

 図6に、プリント配線板載置処理を実行し た直後の、X軸方向から見た穴開け装置の断� �図を示す。作業用テーブル112は省略してい� �。図6に示すように、ドリル73と集塵部10とク ランパ20とは、初期位置では、いずれもプリ� ��ト配線板111に接しない。また、ドリル73と� �塵部10とクランパ20はZ軸方向に一直線状に並 んでおり、これでプリント配線板111に穴を開 ける前の準備が整う。

 プリント配線板載置処理の実行により、� ��リント配線板111が作業用テーブル112に載置� ��れた後、ユーザがボタンの押下等により穴� ��け処理を開始する指示を出す。この場合、� ��御部100は制御プログラム中の穴開けプログ� ��ムを読み出して、穴開け処理を開始する。

 図7は穴開け処理のフローチャートを示す 図である。この穴開け処理は、プリント配線 板111に対して穴を開けるべき位置を決定した 後に、図示しないX-Y移動機構によって集塵部 10、クランパ20、集塵部用ガイド30、集塵部移 動機構40、スピンドル用ガイド50、スピンド� �移動機構60、スピンドル70、集塵部・スピン� ��ル移動用レール80、およびこれらの付随物� �穴開け位置に移動し、切り粉が周囲に飛散� �ないように集塵しながら、プリント配線板� �穴を開ける処理である。

 なお、プリント配線板111は高密度化の要� ��に応えるために、複数の両面プリント基板� ��積層するものが多い。両面プリント基板に� ��、穴開け位置の位置決めマークが設けられ� ��いるが、内層に配置された両面プリント基� ��の位置決めマークは直接目視できないため� ��例えば、位置決めマークをX線撮像し、その 画像を計測して公知の手段で穴開け位置を決 定する(ステップS95)。

 そのため、本実施例の穴開け装置は、穴� ��けを行う機構とは別に位置決めマークをX線 撮像する図示しないX線撮像部を備える。そ� �て穴開け機構は、X線撮像部で位置決めマー� ��を撮像している間は撮像に支障がないよう� ��、X-Y座標の所定の位置に退避している。穴� ��け位置が決定されると、取得した被処理体� ��中心と、ドリル73と、集塵部10の円筒部11と� ��クランパ側当て板21の中心とがX-Y座標が一� �するように、制御部100により図示しないX-Y� �動機構を駆動させて、集塵部10、クランパ20� ��スピンドル70、およびそれらの付随物を移� �させる(ステップS100)。

 次に、制御部100は、モータ等を制御する� ��とで、クランパ20をZ軸方向に沿って下方へ� ��動させる。そして、クランパ側当て板21が� �リント配線板111に当接したことに応答して� �ランパ20の移動を停止させる(ステップS105)。

 制御部100は、集塵部移動機構40を制御す� �ことで集塵部10をZ軸方向に沿って上方へ移� �させる。そして、ドリル側当て板17がプリン ト配線板111に当接したことに応答して集塵部 10の移動を停止させる(ステップS110)。この状� ��で、プリント配線板111の穴開け位置は、ド� ��ル側当て板17とクランパ側当て板21により上 下から挟み込まれる。

 図8に、制御部100がステップS110を実行し� �直後のX方向から見た穴開け装置の断面図を� ��す。作業用テーブル112は省略している。図8 に示すように、ステップS100の実行により、� �ランパ20はクランパ側当て板21がプリント配� ��板111に当接するまでZ軸に沿って下降する。 また、ステップS105の実行により、集塵部10は ドリル側当て板17がプリント配線板111に当接� ��るまでZ軸に沿って上昇する。しかし、ドリ ル73の先端はプリント配線板111に達していな� ��。

 図7に示すように、制御部100は、スピンド ル移動機構60を制御して、ドリル73をZ軸方向� ��沿って所定量のみ上昇させる(ステップS115)� ��ここで、上昇させる量はドリル73がプリン� �配線板111を貫通するのに充分な量であり、� �リント配線板111の厚さによって異なる。こ� �量は、ユーザがキーボード操作等により入� �することができる。また、予め設定された� �をROM103に格納しておき、その値を読み出し� �使用してもよい。

 制御部100は、ROM103からドリル初期位置Pa� �集塵部初期位置Pb、クランパ初期位置Pcを読� ��出し、これらの座標にドリル73と集塵部10と クランパ20とを移動させる(ステップS120)。ス� ��ップS120の後、制御部100は他の処理へ移行す る。

 上記処理の終了後、制御部100は、プリン� ��配線板111の仮固定を解除し、ロボット等に� ��りプリント配線板111を搬出する。

 上記のプリント配線板載置処理の実行に� ��り、制御部100は、プリント配線板111を作業� ��テーブル112に載置する(ステップS25)。その� �、ユーザの穴開け開始の指示に従って、制� �部100は穴開け処理を開始する。穴開け処理� �はクランパ側当て板21、ドリル側当て板17が� ��リント配線板111と当接するまで、クランパ2 0を下降させ、集塵部10を上昇させる(ステッ� �S105、S110)。そして、ドリル73を上昇させてプ リント配線板111の穴開けを開始する(ステッ� �S115)。

 ステップS115の実行中は、図3又は図4に示� ��たように、クランパ側当て板21と、ドリル� �当て板17とがプリント配線板111に当接し、ド リル73がプリント配線板111を貫通した状態と� ��る。この際、ドリル73によるプリント配線� �111の切削によって切り粉が多量に発生する� �この切り粉の飛散は、前述したように穴開� �装置の故障の原因となる。しかし、本実施� �態に係る穴開け装置では、図3又は図4に示す ように、プリント配線板111の上方からクラン パ20が切り粉を集塵し、プリント配線板111の� ��方から集塵部10が切り粉を集塵するので、� �り粉が飛散しにくい。

 特に、本実施例において吸気口15は、円� �部11上の上面11aに垂直に、すなわちZ軸方向� �平行に開けられている。これにより、切り� �が遠心力の作用を受けて円周方向に飛び散� �ても、吸気口15を通じて集塵部10の外部に飛� ��出すことを防止できる。また、プリント配� ��板に当接する当て板に穴を開けて吸引する� ��式(特許文献1)と比べて大きな吸引流量が確� ��でき、効率的に切り粉を吸引できる。

 なお、本発明は上記実施形態に限られず� ��種々の変形及び応用が可能である。例えば� ��ドリル側当て板17を突設し、かつその周囲� �吸気口15を備えるならば、円筒部11の形状は� ��意の形状でよく、四角形、六角形等の多角� ��などでもよい。また、図2では、吸気口15を� ��リル側当て板17の周囲に円周状に1列配置す� ��例を示したが、列数は2列以上でもよい。ま た、吸気口15を円周状に配置する必要はなく� ��縦横所定ピッチで升目状に配置する等して� ��よい。また、吸気口15の形状は円形である� �要はなく、矩形状等でもよい。

 ドリル側当て板17は、円筒状の必要はな� �、その内部をドリル73が挿通でき、プリント 配線板111と円筒部11の上面11aに形成された吸� ��口15の間に切り粉の吸引を容易にするだけ� �空間を確保できれば、平板状でも矩形状で� �よい。

 なお、吸気口15は、必ずしも集塵部10に設 ける必要はない。ドリル73の穴開け方向と平� ��な方向から吸引でき、プリント配線板111と� ��接しないものに設けるならば、設置は任意� ��場所でよい。また、吸気口15の数や穴の大� �さは限定されず、適宜変更できる。

 また、本実施形態では、穴開けの対象と� ��てプリント配線板を例示したが、本発明は� ��その他各種の被処理体に穴開けをする穴開� ��装置に適用可能である。

 なお、本願については、日本国特許願2007 -005166号を基礎とする優先権を主張し、当該� �礎出願の内容をすべて本願にとりこむもの� �する。