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技術 プリント基板切断装置

出願人 松下電器産業株式会社
発明者 廣田亮治
出願日 2002年6月13日 (17年3ヶ月経過) 出願番号 2002-172323
公開日 2004年1月22日 (15年7ヶ月経過) 公開番号 2004-017183
状態 未査定
技術分野 切断装置の細部 プリント板の製造
主要キーワード 準備コスト 治具ブロック 金型治具 上下可動機構 切断予定部分 切断予定箇所 メインプレート 位置高
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年1月22日)のものです。
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図面 (9)

課題

プリント基板切断予定部を切断可能なプリント基板切断装置であって、切断時の生産性設備切り替えコスト、品質を同時に満足するプリント基板切断装置を提供することを目的とする。

解決手段

プリント基板5を載置したメインプレート7を保持すると共に内部に空間部10Bを設けた集塵ブロック10と、集塵ブロック10に連結され集塵ブロック10の空間部10Bを負圧に制御する吸気部とを備え、メインプレート7はプリント基板5の切断予定部5Aに対応して集塵ブロック10の空間部10Bと連結する第1の貫通孔22Aを有することにより、プリント基板5の切断予定部5Aを切断した時に発生する切断粉塵19が空間部10Bの負圧により第1の貫通孔22Aと空間部10Bを介して吸気部に集塵される。

概要

背景

近年、電子機器の小型化・高性能化にともない電子部品を高密度実装したプリント基板需要が高まっている。この需要に対して電子部品を実装する為には概ね自動機での生産性を考慮した形状の四辺形シート形状が採用されている。しかしながら実際の製品においては種々の製品形状にあわせたプリント基板の外形形状が必要とされる。この為、実装後のプリント基板に対してはプリント基板製品として必要な部分と不要な部分に分割する作業が必要となる。

概要

プリント基板の切断予定部を切断可能なプリント基板切断装置であって、切断時の生産性、設備切り替えコスト、品質を同時に満足するプリント基板切断装置を提供することを目的とする。プリント基板5を載置したメインプレート7を保持すると共に内部に空間部10Bを設けた集塵ブロック10と、集塵ブロック10に連結され集塵ブロック10の空間部10Bを負圧に制御する吸気部とを備え、メインプレート7はプリント基板5の切断予定部5Aに対応して集塵ブロック10の空間部10Bと連結する第1の貫通孔22Aを有することにより、プリント基板5の切断予定部5Aを切断した時に発生する切断粉塵19が空間部10Bの負圧により第1の貫通孔22Aと空間部10Bを介して吸気部に集塵される。 

目的

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、切断時の生産性、設備切り替えコスト、品質を同時に満足するプリント基板切断装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

プリント基板切断予定部を切断可能なプリント基板切断装置であって、プリント基板を保持可能なメインプレートと、プリント基板の主平面に対向する面が開放されて内部に空間部を設けると共にプリント基板を保持した前記メインプレートによって前記開放された面を覆うように保持する集塵ブロックと、前記集塵ブロックに連結され前記集塵ブロックの空間部を負圧に制御する吸気部とを備え、前記メインプレートはプリント基板の切断予定部に対応して少なくとも前記集塵ブロックの空間部と連結する第1の貫通孔を有することを特徴とするプリント基板切断装置。

請求項2

プリント基板の切断予定部を切断可能なプリント基板切断装置であって、プリント基板を保持可能なメインプレートと、プリント基板を保持した前記メインプレートを保持可能なサブプレートと、プリント基板の主平面に対向する面が開放されて内部に空間部を設けると共に前記サブプレートによって前記開放された面を覆うように保持する集塵ブロックと、前記集塵ブロックに連結され前記集塵ブロックの空間部を負圧に制御する吸気部とを備え、前記メインプレートと前記サブプレートはプリント基板の切断予定部に対応して少なくとも前記集塵ブロックの空間部と連結する第1の貫通孔と第2の貫通部とを各々有することを特徴とするプリント基板切断装置。

請求項3

サブプレートの主平面はメインプレートの主平面と密着することを特徴とする請求項2記載のプリント基板切断装置。

請求項4

プリント基板には被係合部を有し、メインプレートにはプリント基板の被係合部に対応する位置に係合部を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載のプリント基板切断装置。

請求項5

メインプレートには被係合部を有し、集塵ブロックには前記メインプレートの被係合部に対応する位置に係合部を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載のプリント基板切断装置。

請求項6

メインプレートには取っ手部を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載のプリント基板切断装置。

技術分野

0001

本発明は、実装後のプリント基板に対してプリント基板製品部分と不要部分とを切断分離するのに使用するプリント基板切断装置に関するものである。

0002

近年、電子機器の小型化・高性能化にともない電子部品を高密度実装したプリント基板の需要が高まっている。この需要に対して電子部品を実装する為には概ね自動機での生産性を考慮した形状の四辺形シート形状が採用されている。しかしながら実際の製品においては種々の製品形状にあわせたプリント基板の外形形状が必要とされる。この為、実装後のプリント基板に対してはプリント基板製品として必要な部分と不要な部分に分割する作業が必要となる。

背景技術

0003

以下に従来のプリント基板切断方法について説明する。実装完成後のプリント基板を切断する方法としては、プリント基板の切断予定の場所に溝を形成し、この溝を手割り作業にて分断して所定のプリント基板に分割する手分割方法、あるいは切断用金型治具を用いたプレス装置により切断予定の箇所を所定の形状に切断する金型分割方法、ルータスピンドルにより高速で回転する刃具を所定の部位に接触させて切削切断する方法など各種切断方法が知られている。

0004

しかしながら上記の従来の構成では、手割り作業において人が作業する事による労力と作業時間は生産性の点から大きな障害を持っており、プレス装置による切断方法は生産性という点では格段の優位性があるが、各種形状の実装後のプリント基板に対しては専用の金型治具を製作して対応しなければならず、切断時の設備対応にかかるコストアップは避けられない。また、ルータスピンドル方式では切断時の生産性、設備切り替えコストについては優位性を持っているが、切断時に細かな切断粉塵が発生し、スピンドルの回転により切断粉塵が周囲に飛散する。この切断粉塵がプリント基板のコネクタ部に付着して電気的な導通具合を発生させ、プリント基板製品として電気的特性満足できないという問題点を有している。上記の問題点によって作業効率、切断時の設備切り替えにかかるコスト、切断後の実装基板品質の3つを同時に満足させるのは不可能である。

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、切断時の生産性、設備切り替えコスト、品質を同時に満足するプリント基板切断装置を提供することを目的とする。

0006

この目的を達成するために本発明のプリント基板切断装置は、プリント基板の切断予定部を切断可能なプリント基板切断装置であって、プリント基板を保持可能なメインプレートと、プリント基板を載置した前記メインプレートを保持すると共にプリント基板の主平面に対向する面が開放されて内部に空間部を設けた集塵ブロックと、前記集塵ブロックに連結され前記集塵ブロックの空間部を負圧に制御する吸気部とを備え、前記メインプレートはプリント基板の切断予定部に対応して少なくとも前記集塵ブロックの空間部と連結する第1の貫通孔を有する構成を有している。

課題を解決するための手段

0007

この構成によって、切断時の生産性、コスト、品質を同時に満足するプリント基板切断装置を提供することが可能となる。

0008

本発明の請求項1に記載の発明は、プリント基板の切断予定部を切断可能なプリント基板切断装置であって、プリント基板を保持可能なメインプレートと、プリント基板の主平面に対向する面が開放されて内部に空間部を設けると共にプリント基板を保持した前記メインプレートによって前記開放された面を覆うように保持する集塵ブロックと、前記集塵ブロックに連結され前記集塵ブロックの空間部を負圧に制御する吸気部とを備え、前記メインプレートはプリント基板の切断予定部に対応して少なくとも前記集塵ブロックの空間部と連結する第1の貫通孔を有するとしたものであり、プリント基板の切断予定部を切断した時に発生する切断粉塵が空間部の負圧により第1の貫通孔と空間部を介して吸気部に集塵されるという作用を有する。

0009

本発明の請求項2に記載の発明は、プリント基板の切断予定部を切断可能なプリント基板切断装置であって、プリント基板を保持可能なメインプレートと、プリント基板を保持した前記メインプレートを保持可能なサブプレートと、プリント基板の主平面に対向する面が開放されて内部に空間部を設けると共に前記サブプレートによって前記開放された面を覆うように保持する集塵ブロックと、前記集塵ブロックに連結され前記集塵ブロックの空間部を負圧に制御する吸気部とを備え、前記メインプレートと前記サブプレートはプリント基板の切断予定部に対応して少なくとも前記集塵ブロックの空間部と連結する第1の貫通孔と第2の貫通部とを各々有するとしたものであり、プリント基板の切断予定部を切断した時に発生する切断粉塵が空間部の負圧により第1の貫通孔と第2の貫通孔と空間部を介して吸気部に集塵されるという作用を有する。

0010

請求項3に記載の発明は、サブプレートの主平面はメインプレートの主平面と密着するとしたものであり、各々が密着することにより、空間部の負圧が外部に漏れることなく切断粉塵が吸気部に集塵されるという作用を有する。

0011

請求項4に記載の発明は、プリント基板には被係合部を有し、メインプレートにはプリント基板の被係合部に対応する位置に係合部を有するとしたものであり、メインプレートに対するプリント基板の位置決めが確実に行えるという作用を有する。

0012

請求項5に記載の発明は、メインプレートには被係合部を有し、集塵ブロックには前記メインプレートの被係合部に対応する位置に係合部を有するとしたものであり、集塵ブロックに対するメインプレートの位置決めが確実に行えるという作用を有する。

0013

請求項6に記載の発明は、メインプレートには取っ手部を有するものであり、プリント基板の取り替えをメインプレートごと容易に取り替えるという作用を有する。

0014

以下、本発明の実施の形態について、図1から図8を用いて説明する。

0015

(実施の形態1)
図1は本発明のプリント基板切断装置を示す正面図、図2は同上面図である。1は可動軸X、2は可動軸Y、3は可動軸X1に取付けられたプリント基板切断用の切断ツールである。4は切断ツール3を図1中の矢印A方向に可動させる切断ツール上下可動機構である。5はプリント基板、6は可動軸Y2に取付けられたプリント基板5の保持及び切断粉塵の集塵を行う治具ブロックである。図2において切断ツール3と切断ツール上下稼働機構4は可動軸Y1によって矢印B方向に可動する。同様に治具ブロック6は可動軸Y2によって矢印C方向に可動する。図3は切断予定のプリント基板5を上面より見た上面図である。16は実装完成後のプリント基板製品として使用するプリント基板製品部分。17は実装後不要な不要部分である。18はプリント基板5を治具ブロック6に位置決めするための被係合部であり、透孔となっている。

0016

切断ツール3はプリント基板5の第1切断予定箇所の真上に可動軸X1、Y2が可動する事によって移動する。次に切断ツール3は切断ツール上下可動機構4によって切断ツール3の先端3Aがプリント基板5を貫通するまで下降する。この状態で可動軸X1,Y2が所定の距離を移動する事によりプリント基板製品部分16と不要部分17の最初に予定している切断箇所30Aを切断する事が出来る。最初の切断箇所30Aの切断が終了すると再び切断ツール3は切断ツール上下可動機構4によって上昇する。この状態で可動軸X1、Y2が第二番目に切断予定の切断箇所30Bに移動する事により、第二番目に切断予定の切断箇所30Bに対して切断動作が繰り返し行われる。この切断動作を必要回数繰り返し実施する事により、最終的にプリント基板5を所望のプリント基板製品部分16と不要部分17とに切り離す事が可能となる。

0017

以上のように構成されたプリント基板切断装置について、図4から図8を用いてその動作を説明する。

0018

図4は治具ブロック6を分解した状態を示す断面図であり、図5は治具ブロック6の組立状態を示す断面図である。図8は本発明のプリント基板切断装置のメインプレートを取り外した状態を示す斜視図である。7はプリント基板5を保持する為のメインプレート、8はメインプレート7の上にプリント基板5を取り付ける時の位置決めを行うための係合部である凸部、9はプリント基板5を保持したメインプレート7を保持するためのサブプレートである。15はメインプレート7の外周に取り付けられメインプレート7を凸部11に対して脱着する時に使う取っ手である。メインプレート7の主平面7Aはサブプレート9の主平面9Aと密着状態となっている。同様にプリント基板5とメインプレート7は密着状態となっている。

0019

10は集塵ブロックで、プリント基板5の主平面5Cに対向する面10Cが開放されて内部に空間部10Bを設けると共にサブプレート9によって開放面10Cを覆うように保持している。ここで、サブプレート9と集塵ブロック10は密着して取り付けられる。11はメインプレート7とサブプレート9の取りつけ位置決めを行うための係合部である凸部、12はメインプレート7に形成され凸部11と嵌合する被係合部である透孔部、13はサブプレート9に形成され凸部11と嵌合する被係合部である透孔部、14は集塵ブロック10の底面に形成された連結部10Aに取りつけられた集塵経路であり、集塵ブロック10の空間部10Bを負圧に制御する図示しない集塵機等の吸気部が集塵経路14と連結されている。

0020

図6はプリント基板切断時の切断状態を示した拡大断面図である。図7はプリント基板切断時の切断状態を示した上面図である。プリント基板5はプリント基板製品部分16と不要部分17が切断予定部5Aで連結され、プリント基板製品部分16と不要部分17の周囲には断続的にスリット5Bが形成されている。19はプリント基板5の切断粉塵、20は切断ツール3が切断を開始するポイント、21は切断ツール3が切断を終了するポイント、22Aはメインプレート7に形成された第1の貫通孔、22Bはサブプレート9に形成された第2の貫通孔である。第1の貫通孔22Aと第2の貫通孔22Bはプリント基板5の切断予定部5Aに対向するメインプレート7とサブプレート9の位置に形成されている。なお、第1の貫通孔22Aと第2の貫通孔22Bは図6には図示したが、図6以外の図面には図示せず省略する。

0021

まず、前準備として集塵ブロック10の上にサブプレート9を密着させて取り付けるように、集塵ブロック10の凸部11がサブプレート9の透孔部13に嵌合されて位置決めを行う。次に、電子部品を実装した切断予定のプリント基板5をメインプレート7に凸部8が被係合部18に嵌合した状態で位置決めを行い、プリント基板5とメインプレート7とを密着した状態で取りつけを行う。そして、作業者はメインプレート7の取っ手15を持って、プリント基板5を位置決めしたメインプレート7をサブプレート9の上に密着させて取りつけるように、集塵ブロック10の凸部11がメインプレート7の透孔部12に嵌合されて位置決めを行う。以上がプリント基板切断作業の前準備である。

0022

次に切断ツール3を使用してプリント基板5の切断予定部5Aを切断する過程を説明する。なお、切断用のツール3としては高速で回転する刃物構造のルータスピンドル等の切削によりプリント基板7を切断する切断ツールの使用が望ましい。切断動作はまず、切断ツール3が切断ツール上下可動機構4によりツール先端3Aとプリント基板5が接触しない状態で切断開始ポイント20の真上まで可動軸X1、可動軸Y2が可動する事によって移動する。次に切断ツール3は切断ツール上下可動機構4により切断ツール先端3Aがプリント基板5とメインプレート7が密着している面よりも下に突出した位置まで下降する。この状態で可動軸X1及び可動軸Y2が図7の矢印D方向に必要量のみ動作する事により切断ツール3が切断終了ポイント21まで移動することとなり切断予定部5Aが切断され、切断部分がスリット5Bと連結される。切断終了ポイント21にて切断ツール3は切断ツール上下可動機構4にて上昇し、切断前の位置高さまで戻る。可動軸X1、可動軸Y2が可動する事により、次に切断予定部分の切断スタートポイントの真上までプリント基板5と接触することなく移動する。この動作を繰り返す事によりプリント基板製品部分16と不要部分17を最終的に分離させる事が出来る。

0023

プリント基板製品部分16と不要部分17を分離させた後、プリント基板製品部分16と不要部分17とをメインプレート7から取り外す方法として、以下の2つの方法がある。

0024

第1の方法は、メインプレート7からプリント基板製品部分16と不要部分17とを、直接取り外す方法である。ここで、プリント基板製品部分16はプリント基板5から切断された形態となっているため、例えば、数個から数十個に切断されており、切断された個数だけ作業者がプリント基板製品部分16をメインプレート7から取り外す方法である。従って、切断されたプリント基板製品部分16の個数が少ないときには作業効率の良い方法である。

0025

第2の方法は、メインプレート7ごと治具ブロック6から取り外す方法である。プリント基板製品部分16はプリント基板5から切断された形態となっているが、切断された全てのプリント基板製品部分16はメインプレート7上に載っているため、作業者が図8に示すようにメインプレート7の取っ手15を持って治具ブロック6からメインプレート7を取り外し、もう一つ準備しておいた同一形状のメインプレート7に関して、実装後の切断されていないプリント基板5を凸部8と被係合部18が嵌合した状態で事前に取り付けておき凸部11と透孔部12が嵌合するように取り付けて切断作業を再開させる。この切断作業中に、先程、取り外した最初のメインプレート7からプリント基板製品部分16と不要部分17とを取り外すことが出来、切断作業を休止状態にする時間が少なくて済み作業効率が向上する。従って、切断されたプリント基板製品部分16の個数が多いときには作業効率の良い方法である。

0026

また、この時、取り外したメインプレート7には切断粉塵19が後述の説明によって付着していないため、メインプレート7を治具ブロック6から取り外して別の場所に移動させても、移動先で切断粉塵19によって周囲の環境を汚染させることはないものである。

0027

プリント基板5の切断時には切断開始ポイント20と切断終了ポイント21の間にて切断粉塵19が発生する。切断粉塵19は切断ツール3にルータスピンドルをした場合は回転する刃物の力によりプリント基板5の上面の広い範囲に渡って飛散する事となり、プリント基板製品部分16上に実装されたコネクタ等の部品隙間に入り込み導通不良の原因となる場合がある。この切断粉塵19の回収について、以下に説明する。

0028

集塵ブロック10の空間部10はサブプレート9により密閉された状態となっており、図示しない吸気部の吸引によって負圧に制御されている。この状態でメインプレート7の第1の貫通孔22A、サブプレート9の第2の貫通孔22Bを介してプリント基板5の上面方向から集塵ブロック10の空間部10B方向に空気の流れが発生し、切断ツール3によって切断開始ポイント20と切断終了ポイント22の間で発生する切断粉塵19が図6に示す状態で集塵ブロック10の空間部10Bと集塵経路14を介して吸気部へと吸収される。これにより切断粉塵19はプリント基板5の上面部分、プリント基板5とメインプレート7の接触面、メインプレート7とサブプレート9の接触面に飛散、侵入する事なく集塵ブロック10へと吸収され、集塵経路14を通って吸気部に回収される。

0029

以上のように本実施の形態によれば、プリント基板5の切断予定部5Aの切断中に効率よく切断粉塵19を回収することが出来、プリント基板5の表面及びプリント基板切断装置の周辺の環境に対して切断粉塵19による汚染を防止する事が出来る。その結果、切断粉塵19に起因するプリント基板製品の導通不良を無くすことが出来、プリント基板の品質が満足出来ることとなる。

0030

また、プリント基板5の切断作業終了後のプリント基板製品部分16と不要部分17を装置より取り去る事、切断前のプリント基板5のメインプレート7への取り付け作業が装置の稼働を停止させることなく実施できる。また、プリント基板5の種類が異なる場合はメインプレート7及びサブプレート8は第1の貫通孔22A、第2の貫通孔22B及び凸部8の変更が必要となるが、概ね金型設備と比較して加工部分が少ないため、製作コストが安価であり機種切換コストの低減が可能となる。

発明を実施するための最良の形態

0031

なお、以上の説明では集塵ブロック10の上にメインプレート7とサブプレート9を重ねて配置する構成としたが、サブプレート9を除いて集塵ブロックの上に直接メインプレートを配置して集塵ブロック10の空間部10Bを負圧に制御できるようにする構成としても良い。また、メインプレート7の主平面7Aはサブプレート9の主平面9Aと密着する構成としたが、各々のプレートの周囲が密着するようにして集塵ブロック10の空間部10Bを負圧に制御できるようにする構成としても良い。

図面の簡単な説明

0032

以上のように本発明は、プリント基板切断時の生産性、プレス金型方式と比較したときのプレート準備コスト、品質を同時に満足することが出来る。

図1
本発明の実施の形態1におけるプリント基板切断装置を示す正面図
図2
本発明の実施の形態1におけるプリント基板切断装置を示す上面図
図3
本発明の実施の形態1におけるプリント基板切断装置に適用されるプリント基板を示す上面図
図4
本発明の実施の形態1におけるプリント基板切断装置を示す分解正面図
図5
本発明の実施の形態1におけるプリント基板切断装置を示す正面断面
図6
本発明の実施の形態1におけるプリント基板切断装置の動作状態を示す正面断面図
図7
本発明の実施の形態1におけるプリント基板切断装置に適用されるプリント基板を示す上面図
図8
本発明の実施の形態1におけるプリント基板切断装置を示す斜視図
【符号の説明】
5 プリント基板
5A 切断予定部
7 メインプレート
7A 主平面
8 凸部
9 サブプレート
9A 主平面
10 集塵ブロック
10A 連結部
10B 空間部
10C 開放面
11 凸部
12 透孔部
15 取っ手部
18 被係合部

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