(57)【要約】【課題】より簡単な方法で、角部を有する部品を挿入するときに干渉しない部品挿入用内形部を基板に形成することである。【解決手段】角部１２を有する部品１０を挿入するための穴である内形部２２を備える基板２０は、内形部２２の角部において張り出して設けられ、部品１０の角部１２との間の隙間として予め設定した所定隙間を確保できる円形穴である円形部２４と、回転工具の半径を考慮して所定隙間を確保できる工具移動軌跡に沿って回転工具を回転させながら移動させて形成され、角部の円形部２４以外の輪郭を形作る輪郭部２６とを含む。円形部２４はドリルまたはエンドミルで加工でき、輪郭部２６は回転工具としてルータまたはエンドミルを用いて加工できる。【選択図】図１
2010103284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角部を有する部品を基板に挿入するためのくぼみまたは穴である内形部を形成する方法であって、
内形部の角部において張り出して、部品の角部との間の隙間として予め設定した所定隙間を確保できる円形くぼみまたは円形穴である円形部を予め形成する角部円形加工工程と、
回転工具の半径を考慮して所定隙間を確保できる工具移動軌跡に沿って回転工具を回転させながら移動させて角部の円形部以外の輪郭である輪郭部を形成する工具移動加工工程と、
を含むことを特徴とする基板における内形部形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板における内形部形成方法において、
角部円形加工工程は、ドリルまたはエンドミルによって円形部を形成し、
工具移動加工工程は、ルータまたはエンドミルを回転させながら工具移動軌跡に沿って移動させることで角部の円形部以外の輪郭である輪郭部を形成することを特徴とする基板における内形部形成方法。
【請求項３】
角部を有する部品を挿入するためのくぼみまたは穴である内形部を備える基板であって、
内形部の角部において張り出して設けられ、部品の角部との間の隙間として予め設定した所定隙間を確保できる円形くぼみまたは円形穴である円形部と、
回転工具の半径を考慮して所定隙間を確保できる工具移動軌跡に沿って回転工具を回転させながら移動させて形成され、角部の円形部以外の輪郭を形作る輪郭部と、
を含むことを特徴とする部品挿入用内形部を備える基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板における内形部形成方法及び部品挿入用内形部を備える基板に係り、特に、角部を有する部品を基板に挿入するためのくぼみまたは穴である内形部を形成する内形部形成方法及び部品挿入用内形部を備える基板および角部を有する部品の挿入用内形部を備える基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に丸穴を開ける場合にはドリルが用いられるが、丸穴でなく多角形等の複雑な輪郭を有する穴を開けるにはルータまたはエンドミル等の外周側に切刃を有する回転工具を回転させながら輪郭線に沿って移動させて基板を削ることが行われる。このような外刃付の回転工具は回転半径に対応する円形断面の形状を有しているので、多角形のように角（かど）部があると、その部分は外刃付の回転工具の半径に相当するＲ部となり、きれいな角部とできない。
【０００３】
例えば、特許文献１には、数値制御工作機械における角穴加工方法として、主軸にエンドミルを取付け、このエンドミルが角穴の底面に対し垂直となるように、ワークをテーブル上に固定し、エンドミルを直交する３軸方向に送って、角穴の各面を加工すると、角穴の相直交する２面の角部にエンドミルの半径に相当するＲ部が残ることが指摘されている。
【０００４】
そして、このＲ部を除去するために、従来は、次工程でより小径のエンドミルを用いて角部を再加工する方法が取られるが、小径エンドミルは折れやすく、大きな負荷をかけられないため加工時間が長くなり、また、別の方法としてワークを型彫り放電加工機に移して別加工する場合は専用の加工機が別途必要となると述べられている。
【０００５】
そこで、ここでは、主軸に先端が円錐形状のエンドミルを取付け、テーブルには角穴が凹設されたワークを取付け、角穴の側面がエンドミル先端の円錐面に対し平行になるように、ワークを前記３軸の何れか２軸の周りで旋回位置決めし、エンドミルを角穴の相直交する２面の境界線に沿って移動し、エンドミル先端の円錐部により角穴の角部を加工することが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１１７８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
基板に部品挿入用の穴を開けたとき、穴の角部に相当するところがＲ部となると、その穴に角部がある部品を挿入しようとすると、穴のＲ部のところと部品の角部とが干渉することが生じる。無理に部品を押し込むと、基板のＲ部が損傷し、基板カスが発生し、また、基板の意匠性が損なわれる。また、場合によっては部品を挿入することが困難となることがある。基板の穴のＲ部と部品の角部とが干渉しないように大きめに部品挿入用の穴を加工することも考えられるが、その場合は、部品の角部以外のところで、基板の穴と部品の外形との間の隙間が不必要に大きくなり、例えば異物がその隙間に混入する恐れが生じ、また、意匠性も低下する。
【０００８】
特許文献１に述べられているように、小径のドリルでＲ部を追加工する方法は、ドリルが折れやすく、また追加工に時間がかかる。放電加工等の後加工を行う方法は特別な専用加工機を要する。また、特許文献１に開示されている方法は、ワークの保持が複雑で、また特殊な工具を要する。このように、従来技術では、角部の加工を行うことが容易ではない。
【０００９】
本発明の目的は、より簡単な方法で、角部に関する加工を行うことを可能とする基板における内形部形成方法を提供することである。他の目的は、より簡単な方法で、角部を有する部品を挿入するときに干渉しない部品挿入用内形部を備える基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る基板における内形部形成方法は、角部を有する部品を基板に挿入するためのくぼみまたは穴である内形部を形成する方法であって、内形部の角部において張り出して、部品の角部との間の隙間として予め設定した所定隙間を確保できる円形くぼみまたは円形穴である円形部を予め形成する角部円形加工工程と、回転工具の半径を考慮して所定隙間を確保できる工具移動軌跡に沿って回転工具を回転させながら移動させて角部の円形部以外の輪郭である輪郭部を形成する工具移動加工工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る基板における内形部形成方法において、角部円形加工工程は、ドリルまたはエンドミルによって円形部を形成し、工具移動加工工程は、ルータまたはエンドミルを回転させながら工具移動軌跡に沿って移動させることで角部の円形部以外の輪郭である輪郭部を形成することが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る部品挿入用内形部を備える基板は、角部を有する部品を挿入するためのくぼみまたは穴である内形部を備える基板であって、内形部の角部において張り出して設けられ、部品の角部との間の隙間として予め設定した所定隙間を確保できる円形くぼみまたは円形穴である円形部と、回転工具の半径を考慮して所定隙間を確保できる工具移動軌跡に沿って回転工具を回転させながら移動させて形成され、角部の円形部以外の輪郭を形作る輪郭部と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成の少なくとも１つにより、基板における内形部形成方法は、内形部の角部において張り出して、部品の角部との間の隙間として予め設定した所定隙間を確保できる円形くぼみまたは円形穴である円形部を予め形成し、次に、回転工具の半径を考慮して所定隙間を確保できる工具移動軌跡に沿って回転工具を回転させながら移動させて角部の円形部以外の輪郭である輪郭部を形成する。
【００１４】
このように部品を挿入する内形部の角部には、その次に加工される輪郭線から張り出した形となる円形部が予め加工される。この円形部があることで、内形部に角部を有する部品を挿入しても内形部の円形部と部品の角部とは干渉することがない。円形部の加工は一般的な機械加工であるので、簡単な方法で角部に関する加工を行うことができる。
【００１５】
また、基板における内形部形成方法において、角部円形加工工程は、ドリルまたはエンドミルによって円形部を形成し、工具移動加工工程は、ルータまたはエンドミルを回転させながら工具移動軌跡に沿って移動させることで角部の円形部以外の輪郭である輪郭部を形成する。このように、一般的な機械加工の工具を用いるのみで、角部に関する加工を含めて内形部の加工を行うことができる。
【００１６】
また、部品挿入用内形部を備える基板は、内形部の角部において張り出して設けられ、部品の角部との間の隙間として予め設定した所定隙間を確保できる円形くぼみまたは円形穴である円形部と、回転工具の半径を考慮して所定隙間を確保できる工具移動軌跡に沿って回転工具を回転させながら移動させて形成され、角部の円形部以外の輪郭を形作る輪郭部とを含む。この円形部があることで、内形部に角部を有する部品を挿入しても内形部の円形部と部品の角部とは干渉することがない。円形部の加工は一般的な機械加工であるので、簡単な方法で角部に関する加工が行われた部品挿入用内形部を有する基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下で説明する材料、形状、寸法、先端部の分割数等は例示であって、使用目的に応じ、これらの内容を適宜変更できる。
【００１８】
以下において、四角形の部品が挿入される基板において、四角形の穴を開ける場合を説明するが、穴は貫通穴であってもよく、有底穴、つまり座ぐり加工されたくぼみであってもよい。貫通穴と有底穴の双方を含む概念として内形部と呼ぶことにすれば、ここでは、四角形の内形部を有する基板について、以下では説明が行われることになるが、内形部の形状は、四角形でなくてもよく、角部を有する部品に対応して、角部に対応する部分を有する形状であればよい。例えば、多角形の形状であってもよく、全体として丸みを有する形状であるが、１箇所以上に角部に対応する部分があるものであってもよい。これらの場合には、角部に対応する部分、つまり挿入される部品の角部が当る箇所に対応する部分に、それぞれ角部円形加工が行われる。
【００１９】
以下では、基板として樹脂製の基板を説明するが、材質は樹脂以外のものであってもよい。例えば、セラミック基板、金属基板、木製基板、回路基板等に用いられるものと同様な構造の積層基板等であってもよい。
【００２０】
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００２１】
図１は、部品挿入用内形部を備える基板２０の様子を説明する図である。なお、以下では、特に断らない限り、部品挿入用内形部を備える基板２０のことを単に基板２０と呼ぶこととする。図１には、基板２０の構成要素ではないが、挿入対象の部品１０の輪郭が破線で示されている。部品１０は、４つの角部１２を有する四角形の外形輪郭を有する。この四角形の外形輪郭が、基板２０に設けられる内形部２２に挿入されて、適当な保持手段で保持されることになる。
【００２２】
基板２０は、材質が樹脂の直方体外形を有し、その内側に設けられる内形部２２は、部品１０の４つの角部１２にそれぞれ対応する部分的な円形部２４と、４つの部分的な円形部２４を接続する直線部である輪郭部２６とを有する。
【００２３】
部分的な円形部２４は、内形部２２の角部において、輪郭部２６の直線部をそれぞれ結んだ仮想的な輪郭部から張り出して設けられ、部品１０の角部１２との間の隙間として予め設定した所定隙間を確保できる円形穴である。ここで、円形穴と述べているのは、実際には図１に示されるように、部分的な円形の輪郭を有する穴であるが、後述するように、部分的な円形となるのは、輪郭部２６を形成する際に、元々円形輪郭であったものが削られたためであり、元々は円形穴である。したがって、以下では、この部分的な円形部２４を、簡単に円形部２４と呼ぶことにする。
【００２４】
輪郭部２６は、回転工具の半径を考慮して所定隙間を確保できる工具移動軌跡に沿って回転工具を回転させながら移動させて形成され、角部の円形部以外の輪郭を形作り、図１の例では、４つの円形部２４の間を接続する直線部である。
【００２５】
図２は、基板２０の製造手順を示すフローチャートであり、図３から図６は、その手順の内容を説明する図である。ここでは、最初に基板２０に挿入されるべき対象部品の決定が行われる（Ｓ１０）。対象部品の決定とは、部品の外形、具体的には基板２０に挿入される外形の決定であって、部品そのものの詳細な決定である必要はない。対象部品の外形の決定が行われると、その外形に応じた大きさの基板素材が準備される（Ｓ１２）。
【００２６】
その様子が図３に示されている。ここでは、対象となる部品１０の外形として、４つの角部１２を有する四角形が示されている。このような４つの角部を有する四角形の外形を有する部品１０の例は、コネクタ、スイッチボックスである。そして、この部品の四角形の外形よりも一回り大きな外形の素材基板３０が準備される。ここで、外形と述べているのは、平面図における形状である。平面図とは、素材基板３０の加工される面を平面に置いたときの図である。したがって、素材基板３０の厚み方向は、図３では紙面に垂直な方向である。
【００２７】
再び図２に戻り、次に、角部円形加工が行われる（Ｓ１４）。角部円形加工は、ドリルまたはエンドミルを用いて、部品１０の４つの角部１２に対応する箇所に、各角部１２との間の隙間として予め設定した所定隙間を確保できるように、円形穴である円形部を予め形成する加工である。ここで、予め形成する加工とは、次の工具移動加工工程に先立って、という意味である。円形穴の加工は、ドリルまたはエンドミルを用いて、これを回転させながら軸方向に進ませることで行われる。次の工具移動加工工程と異なり、この角部円形加工工程では、回転工具を軸方向に移動させるが、平面図上で移動させることは行われない。要するに、この角部円形加工は、単純な円形貫通穴加工である。
【００２８】
その様子が図４に示されている。ここでは、部品１０の４つの角部１２に対応する箇所のそれぞれに、円形穴３４が合計４つ加工された中間工程基板３２が示されている。円形穴３４は、その円形輪郭が、上記のように、各角部１２との間の隙間として予め設定した所定隙間を確保できるように定められるので、円形穴３４は、部品１０の外形輪郭から張り出した形となる。
【００２９】
再び図２に戻り、次に工具移動加工が行われる（Ｓ１６）。工具移動加工は、ルータまたはエンドミルを回転させながら工具移動軌跡に沿って移動させることで角部の円形部以外の輪郭である輪郭部を形成する加工である。ルータは、外周部にヤスリ刃等の加工刃を備えた回転工具であり、ルーター、リュータ、リューターとも呼ばれる。工具移動軌跡は、平面図上で、部品１０の外形輪郭線から、回転工具の半径寸法と所定隙間寸法の合計値の寸法だけ内側にずらしたところに設定される。このように設定することで、回転工具を平面図上でこの工具移動軌跡に沿って移動させると、回転工具の外形刃が中間工程基板を順次削り、削られて形成された輪郭である輪郭部が、部品１０の外形から所定隙間だけ離れたところに設けられることになる。
【００３０】
その様子が図５に示される。ここでは、４つの円形穴３４を一部削りながら、回転工具であるルータ１４が回転しながら回転軸の中心を工具移動軌跡１６に沿って移動し、輪郭部３８を形成した加工済み基板３６が示されている。ルータ１４が４つの円形穴３４を削る箇所が円形穴３４のところの破線で示されている。つまり、仮に、円形穴３４がなければ、ルータ１４は、この破線のように、円弧状となるように、四角形の角部を加工することになる。この破線の円弧状の加工では、部品１０の角部１２が干渉する恐れがある。
【００３１】
図４では、円形穴３４が部品１０の外形輪郭よりも張り出していることを説明したが、図５に示されるように、Ｓ１４で予め加工された円形穴３４は、回転工具であるルータ１４によって削られる加工線からも張り出している。つまり、完成された内形部２２は、４つの円形張り出し部を有する略四角形の貫通穴である。このようにするために、円形穴加工に用いられるドリルまたはエンドミルの外径は、工具移動加工に用いられるルータまたはエンドミルの外径と同じ程度とすることが好ましい。例えば、同じ外径としてもよく、円形穴加工の工具径を工具移動加工の工具径より大きめとしてもよい。また、Ｓ１４における円形穴の中心位置を、工具移動軌跡よりも外側の位置とする。例えば、部品１０の外径輪郭線上の位置とすることができる。
【００３２】
図６は、このようにして完成された内形部２２を有する基板２０を示す図で、その内容は図１と同じである。ここで示される円形部２４は、上記のように、部品１０の外形輪郭から張り出しているので、図１で説明したように、部品１０の角部１２と干渉することがない。
【００３３】
図７は、角部円形加工を行わず、単にルータ１４を用いて工具移動加工のみを行う従来の四角穴加工の様子を示す図である。工具移動加工のみでは、図５の円形穴３４における破線で説明したように、内形部の形状が、角部に対応するところで円弧状形状４２となる。そして、この４隅に円弧状形状４２を有する内形部に、角部１２を有する部品１０を挿入しようとすると、干渉が生じ、無理に挿入すると、基板４０が損傷して、削りカス等が生じ、基板４０あるいは部品１０の意匠を損なうことがある。図１で説明した張り出す円形部２４を有する内形部２２を有する基板２０の場合には、そのような干渉の問題が生じない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る実施の形態において、部品挿入用内形部を備える基板の様子を説明する図である。
【図２】本発明に係る実施の形態において、基板の製造手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る実施の形態において、準備された素材基板の様子を説明する図である。
【図４】本発明に係る実施の形態において、角部円形加工が行われた中間工程基板の様子を説明する図である。
【図５】本発明に係る実施の形態において、工具移動加工が行われた加工済み基板の様子を説明する図である。
【図６】本発明に係る実施の形態において、完成した部品挿入用内形部を備える基板の様子を示す図である。
【図７】従来技術による内形部加工の様子を説明する図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  部品、１２  角部、１４  ルータ、１６  工具移動軌跡、２０，４０  基板、２２  内形部、２４  円形部、２６，３８  輪郭部、３０  素材基板、３２  中間工程基板、３４  円形穴、３６  加工済み基板、４２  円弧状形状。
【図１】
2010103284.tif 000003
【図２】
2010103284.tif 000004
【図３】
2010103284.tif 000005
【図４】
2010103284.tif 000006
【図５】
2010103284.tif 000007
【図６】
2010103284.tif 000008
【図７】
2010103284.tif 000009