JP2011161566A - 長穴加工方法、穴明装置並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】加工効率の良い長穴の加工方法、穴明装置並びにプログラムを提供する。
【解決手段】まず、ワークに少なくとも２つ以上の穴３１を穿設し（第１の工程、図２（ａ））、次に、隣接する穿設された穴３１，３２に一部が重なるような穴を穿設して行く（第２の工程、図２（ｂ）〜（ｄ））。この時、穿設する穴３２，３５と隣接する穴とのピッチＰが所定距離よりも大きい場合、第１の工程よりも遅い長穴標準切削速度で穴３２を穿設し（図２（ｂ）（ｃ））、ピッチＰが所定距離よりも小さくなったならば、長穴標準切削速度よりも速い高速切削速度で穴３５を穿設し（図２（ｄ））、長穴３０の面精度を仕上げる。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリント基板などのワークに長穴を加工する長穴加工方法、穴明装置並びにプログラムに係り、詳しくはドリルによるワークの長穴加工方法、穴明装置並びにプログラムに関する。

一般に、プリント基板などに長穴を加工する方法として、ドリルによって複数の穴を連続的に穿設し、これらの複数の穴により１つの長穴を形成する方法が知られている。長穴をこのような方法で加工する理由は、ルータマシンにプリント基板を付け替える手間を省くことはもちろんのことであるが、近年小径ドリル用に実用化された１００ｋｒｐｍ以上の高速回転スピンドルの場合、一般に横方向の負荷に対して弱く、ドリルをルータビットに持ち替えて加工することが難しいためである。

しかしながら、このように複数の穴を穿設して長穴を形成する場合、既に穿設した穴と一部が重なる形で次の穴を穿設する必要があり、ドリルに生じる切削抵抗に偏りが生じ、ドリルが曲がって折損したり、曲がり穴の原因になったりしていた。

そこで従来、ドリル径以上のピッチで順次穴明けし、ついで、これら穿設された穴間の中間点を基準として同一ピッチで穴を穿設して行くことによって、穿設済みの穴の影響を極力少なくしようとした長穴の加工方法が案出されている（特許文献１参照）。

このように、ドリル径以上のピッチで穴を穿設すると、既に穿設された穴と一部が重なる穴を穿設する数が少なくなると共に、その一部が既に穿設された穴と重なる穴を加工する場合においても、ドリルに掛かる切削抵抗の偏りを少なくすることができる。

特開平２−２３２１０８号公報

一方、本来、他の穴と重ならない穴と、穿設された穴と一部が重なってドリルが大きく曲がる可能性のある穴と、長穴の面精度を仕上げるための穴と、では上記ドリルに掛かる切削抵抗が相異し、最適な加工条件もそれぞれの穴によって異なるが、特許文献１に記載のような長穴加工方法では、全ての穴を同一の加工条件で加工していた。

そうすると、ドリルの折損率や、曲がり穴の発生数は、穴の切削速度（ドリルのＺ軸方向の送り速度）に対して線形性を有しているため、その切削速度を、ドリルが曲がる可能性の高い穴に合わせて、通常のスルーホールを穿設する際よりも低速側に設定する必要があり、多数の穴を穿設する長穴加工において、必ずしも低い切削速度で穿設する必要のない穴についても低い切削速度で穿設してしまうため、加工効率が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、穿設する穴に応じて切削速度を変更することによって、長穴の品質を保持しつつ、加工効率を向上させることを可能とした長穴加工方法、穴明装置並びにプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、ワーク（Ｗ）にドリル（１５）によって複数の穴（３１，３２，３５）を穿設し、これら複数の穴（３１，３２，３５）により該ドリル（１５）の直径（Ｄ）よりも長い長穴（３０）を形成する長穴加工方法において、
前記ワーク（Ｗ）に少なくとも２つ以上の穴（３１）を穿設する第１の工程（例えば、図２（ａ）の工程）と、
隣接する穿設された穴（例えば、穴３１ａと穴３１ｃや、穴３１ａと穴３２）の間の２等分点に、これら隣接する穿設された穴と一部が重なるように穴（３２，３５）を穿設し、前記第１の工程で穿設された穴の間を加工する第２の工程（例えば、図２の（ｂ）〜（ｄ）の工程）と、を備え、
前記第２の工程は、新たに穿設される穴（例えば、穴３２や穴３５）と、前記隣接する穿設された穴（例えば、穴３１ａと穴３１ｃや、穴３１ａと穴３２）との中心点間の距離（Ｐ）が所定距離（基準ピッチ）よりも大きければ、他の穴と重ならない穴を穿設する際の切削速度よりも遅い長穴標準切削速度で穿設し、前記新たに穿設される穴と、前記隣接する穿設された穴との中心点間の距離が前記所定距離以下であれば、前記長穴標準切削速度よりも速い切削速度で穿設する、ことを特徴とする。

また、本発明は、前記所定距離は、長穴（３０）の長さ（Ｌ）によって変更される、ことを特徴とする。

具体的には、前記長穴（３０）の長さ（Ｌ）が前記ドリル（１５）の直径（Ｄ）の２倍以上である場合、前記第１の工程は、前記他の穴と重ならない穴を穿設する際の切削速度で、前記ワーク（Ｗ）に互いに重ならないように複数の穴を穿設する。

具体的には、前記長穴（３０）の長さ（Ｌ）が前記ドリル（１５）の直径（Ｄ）の２倍未満の場合、前記第１の工程は、前記長穴（３０）の始端部に始端穴（３１ａ）を、前記他の穴と重ならない穴を穿設する際の切削速度で穿設した後、前記始端部とは反対側の端部に終端穴（３１ｂ）を、前記長穴標準切削速度で穿設する。

具体的には、前記長穴（３０）の長さ（Ｌ）が前記ドリル（１５）の直径（Ｄ）の２倍以上である場合、前記所定距離は、前記ドリル（１５）の直径をＤとして０．４Ｄである。

具体的には、前記長穴（３０）の長さ（Ｌ）が前記ドリル（１５）の直径の２倍未満の場合、前記所定距離は、前記ドリルの直径をＤとして０．２５Ｄである。

また、本発明は、上述した長穴加工方法を実行する制御部（２１）を有する、ことを特徴とする穴明装置（１００）にある。

更に、本発明は、穴明装置（１００）の制御部（２１）に上述した長穴加工方法を実行させる、ことを特徴とするプログラムにある。

また、本発明は、ワーク（Ｗ）にドリル（１５）によって複数の穴（３１，３２，３５）を穿設し、これら複数の穴（３１，３２，３５）により該ドリル（１５）の直径（Ｄ）の２倍よりも長い長穴を形成する長穴加工方法において、
前記ワーク（Ｗ）に互いに重ならないように複数の穴を穿設する第１高速穿設工程と、
隣接する穿設された穴（例えば、穴３１ａと穴３１ｃや、穴３１ａと穴３２）に一部が重なるように、前記第１の工程の切削速度よりも遅い長穴標準切削速度で、穴（３２，３５）を穿設する長穴標準穿設工程と、
隣接する穿設された穴（例えば、穴３１ａと穴３１ｃや、穴３１ａと穴３２）に一部が重なるように、前記長穴標準穿設工程の長穴標準切削速度より速い高速切削速度で、穴（３２，３５）を穿設する第２高速穿設工程と、を備え、
前記長穴標準穿設工程は、該長穴標準穿設工程により穿設する穴（３２）と、該穴に隣接する穿設された穴（例えば、穴３１ａと穴３１ｃ）との中心点間の距離が、所定距離よりも大きい場合に作動し、
前記第２高速穿設工程は、該第２高速穿設工程により穿設する穴（３５）と、該穴に隣接する穿設された穴との距離（例えば、穴３１ａと穴３２）が、前記所定距離よりも小さい場合に作動してなる、ことを特徴とする。

また、本発明は、ワーク（Ｗ）にドリル（１５）によって複数の穴（３１，３２，３５）を穿設し、これら複数の穴（３１，３２，３５）により該ドリル（１５）の直径（Ｄ）の２倍以下の長さの長穴を形成する長穴加工方法において、
前記長穴（３０）の始端部に始端穴（３１ａ）を穿設する始端穴工程と、
前記始端部とは反対側の端部に終端穴（３１ｂ）を、前記始端穴工程よりも遅い長穴標準切削速度で穿設する終端穴工程と、
前記始端穴（３１ａ）及び終端穴（３１ｂ）に一部が重なる中間穴（３２，３５）を穿設する中間穴工程と、を備え、
前記中間穴工程は、該中間穴工程により穿設される穴（３２，３５）と、該穴（３２，３５）に隣接する穴（例えば穴３１ａや穴３２）と、の中心点間の距離が所定距離よりも大きい場合、前記長穴標準切削速度で穿設し、前記中間穴工程により穿設される穴（３２，３５）と、該穴に隣接する穴（例えば穴３１ａや穴３２）と、の中心点間の距離が前記所定距離よりも小さい場合、前記長穴標準切削速度よりも速い高速切削速度で穿設する、ことを特徴とする。

なお、括弧内の符号等は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る発明によると、多数の穴を穿設する長穴加工の第２の工程において、穴を穿設する際に、新たに穿設される穴と、この新たに穿設される穴に隣接する穴との中心点間の距離が所定距離以下か否かにより、ドリルが大きく曲がる可能性のある穴か、ドリルが大きく曲がる可能性の低い穴かを判別し、圧倒的に多数であるドリルが大きく曲がる可能性の低い穴に対しては、長穴標準切削速度よりも速い切削速度で穿設することにより、長穴の加工品質を維持しつつ、その加工効率を向上させることができる。

請求項２に係る発明によると、長穴の長さに基づいて穴の切削速度を切換える基準となる所定距離の値を変更することによって、長穴の長さに合わせた最適な加工条件で長穴を穿設することができる。

請求項３に係る発明によると、長穴の長さが前記ドリルの径の２倍以上である場合、第１の工程を、ワークに互いに重ならないように穴を穿設する工程とすることによって、長穴標準切削速度よりも速い切削速度で穿設することの出来る、他の穴と重ならない穴の穿設数を増やすことができ、加工効率を向上させることができる。

請求項４に係る発明によると、長穴の長さが前記ドリルの径の２倍未満の場合、第１の工程において、始端穴と重なる終端穴は、切削速度の遅い長穴標準切削速度で穿設することによって、ドリルが折損したり、曲がり穴が発生したりすることを防止することができる。

請求項５に係る発明によると、長穴の長さがドリル径の２倍以上である場合、穴の切削速度を切換える基準基準である所定距離を、ドリル径の０．４倍としたことにより、長穴の長さに合わせて最適な加工条件で長穴を穿設することができる。

請求項６に係る発明によると、長穴の長さがドリル径の２倍未満である場合、穴の切削速度を切換える基準基準である所定距離を、ドリル径の０．２５倍としたことにより、長穴の長さに合わせて最適な加工条件で長穴を穿設することができる。

本発明の実施形態に係る穴明装置の斜視図。 （ａ）〜（ｄ）長穴の長さがその幅の２倍以上の場合の長穴加工方法を示す工程図。 （ａ）〜（ｃ）長穴の長さがその幅の１．５倍よりも大きく２倍未満の場合の長穴加工方法を示す工程図。 （ａ）〜（ｂ）長穴の長さがその幅の１．５倍以下の場合の長穴加工方法を示す工程図。

以下、図面に沿って本発明に係るワークの長穴加工方法及び穴明装置について説明をする。

［穴明装置の構成］
図１に示すように、穴明装置１００は、床面に載置された固定部材としてのベッド４を有しており、該ベッド４上には、モータ３によりその長手方向（Ｙ軸方向）とは直交する方向（Ｘ軸方向）に移動自在に構成された加工テーブル１が設けられており、この加工テーブル１上にプリント基板（ワーク）Ｗが載置される。

また、ベッド４には、上記加工テーブル１を跨ぐようにしてクロスレール５が固定されており、該クロスレール５の前面にはガイド６が設けられている。ガイド６には、クロススライド７が取付けられており、クロススライド７はモータ８により上記ガイド６に沿ってＹ軸方向に移動自在に構成されている。

上記クロススライド７の前面には、ガイド１０が上下方向（Ｚ軸方向）に設けられており、このガイド１０にはベース１１が支持されている。ベース１１はモータ１２によってＺ軸方向に移動自在に構成され、ベース１１にはドリル１５を回転自在に保持するスピンドル１４が取付けられている。

また、これら、加工テーブル１をＸ軸方向に移動させるモータ３、クロススライド７をＹ軸方向に移動させるモータ８、ベース１１をＺ軸方向に移動させるモータ１２及びドリル１５を回転させるスピンドル１４は、それぞれ制御部２１に接続しており、該制御部２１によって格納された加工プログラムに沿って制御されている。

上記制御部２１は、スルーホールを穿設する際には、まずモータ３を駆動して加工テーブル１を移動させてプリント基板ＷのＸ軸方向位置を決め、そして、クロススライド７をＹ軸方向に移動させてドリル１５の軸線を加工しようとする穴の中心に位置決めする。ついで、制御部２１は、スピンドル１４によりドリル１５を所定の回転速度で回転させると共に、モータ１２によってドリル１５を所定の切削速度でＺ軸方向に移動させ、加工テーブル１の載置面に保持されたプリント基板Ｗに穴を穿設する。

［長穴加工方法］
次に、ワークにドリルによって複数の穴を穿設し、これら複数の穴により長穴３０を形成する方法について説明をする。なお、長穴３０とは、その幅Ｄよりも全長（長さ）Ｌの長い穴のことである。また、長穴３０は、その幅Ｄと同径のドリル１５によって穿設されるため、以下の説明中において、ドリル１５の直径と、長穴３０の幅とは同じ意味で使用すると共に、隣接する穴（隣接する穿設された穴）とは、長穴３０の長手方向の各側において、中心点間の距離が最も近い穴のことをいう（例えば、図２（ａ）を参照すると、穴３１ｃに対しては、穴３１ａ，３１ｂがそれぞれ隣接する穴となる）。

長穴３０を穿設するにあたって穴明装置１００は多数の穴を穿設する必要があるが、穿設される穴は、
状態１：既に穿設された穴と全く重ならずに穿設可能な穴３１であり、高速切削速度（通常のスルーホールと同じ切削速度程度のもの）で穴を穿設することができる状態、
状態２：穿設された穴と穴の間に穿設される穴３２であり、その一部がこれら既に穿設された穴と重なるため、条件によりドリル１５が大きく曲がる可能性のある状態、
状態３：状態２と同様に穿設された穴と穴の間に穿設される穴３５ではあるが、穿設するべき面積が小さく、単にさらえるだけの仕上げ加工であり、ドリル１５に掛かる負荷が小さいため高速切削速度で穴を穿設することができる状態、
の３つの状態に大別することができる。

ここで、重なるように穿設された隣接する穴の間に残る突起部（山部）３３の高さｈと、これら隣接する穴の中心点間（Ｏ_１とＯ_２の間）の距離Ｑ及びドリル径Ｄとの関係は、以下の式（１）によって表される。

本発明は、長穴の長さＬが２Ｄ以上の場合（図２参照）について、穿設する穴が穿設済みの他の穴と重ならない場合は上述の状態１であり（例えば穴３１）、隣接する穿設された穴間に穿設される穴であって、これら隣接する穿設された穴間の突起部３３の高さｈがＤ／５を超える場合は状態２であり（例えば穴３２）、これら隣接する穿設された穴間の突起部３３の高さｈがＤ／５以下になった場合は状態３（例えば穴３５）と判定して良いとの知見が得られたことによるものである。

これを穿設された穴の中心点間の距離Ｑで表現すると、２Ｄ≦Ｑの場合は状態１、０．８Ｄ＜Ｑ＜２Ｄの場合は状態２、Ｑ≦０．８Ｄの場合は状態３ということである。

ここで、隣接する穿設された穴間に新たに穴を穿設する場合（例えば穴３２や穴３５）は、これら穿設された穴の間の２等分点に穴が穿設されるため、新たに穿設される穴と、上記隣接する穿設された穴との中心点間の距離であるピッチＰは、隣接する穿設された穴間の距離Ｑの２分の１となる。すると、上記の判定条件は、Ｄ≦Ｐの場合は状態１、０．４Ｄ＜Ｐ＜Ｄの場合は状態２、Ｐ≦０．４Ｄの場合は状態３ということになる。このように、ピッチＰを用いると片側にしか穿設済みの穴がない場合や穴が重ならない場合をも含めた判定条件を表現することができる。また、判定は上記２つのパラメータ（ｈ，Ｑ）と組み合わせて行っても良い。（例えば、新たに穿設される穴と隣接する穿設された穴とが重なるまでは（Ｄ≦Ｐ）高速切削速度、重なった後は穴間の突起部３３の高さｈで判定する、等。）

また本発明は、長穴の長さＬが２Ｄ未満の場合（図３及び図４参照）について、始端穴３１ａを穿設する場合は状態１、終端穴３１ｂは状態２であり、第３穴目以降の穴については、隣接する穿設された穴間の突起部３３の高さｈが０．６７Ｄを超える場合は状態２（例えば図３の穴３２）、突起部３３の高さｈが０．６７Ｄ以下の場合は状態３（例えば図３及び図４の穴３５）と判定して良いとの知見が得られたことによるものである。なお、この場合、第４穴目以降の穴は常に状態３となる。

これを隣接する穿設された穴間の距離Ｑで表現すると、第３穴目以降については、０．５Ｄ＜Ｑ（＜Ｄ）の場合は状態２、Ｑ≦０．５Ｄの場合は状態３ということである。

ここで、新たに穿設される穴（例えば穴３２や穴３５）と、上記隣接する穿設された穴との中心点間の距離であるピッチＰで上記判定手条件を表現すると、第３穴目以降については、０．２５Ｄ＜Ｐ
（＜０．５Ｄ）の場合は状態２、Ｐ≦０．２５Ｄの場合は状態３ということになる。

このように長穴の長さＬが２Ｄ未満の場合については、長穴の長さＬが２Ｄ以上の場合より突起部３３の高さの判定基準を厳しく設定したが、これは長穴の長さＬが２Ｄ未満の場合は始端穴と終端穴の位置ずれ等により長穴の形状が崩れ易いため、ドリルの曲がりも発生し易いことによる。

尚、長穴３０の面精度は、穴と穴との間に残る突起部３３の最終的な高さｈもしくは、最終的に穿設された穴の中心点間の距離Ｑによって決定される。

本実施形態に係る長穴３０の加工方法は、上記知見を踏まえて、穿設する穴をこれら状態１〜３に振分けて切削速度を変更するものであり、制御部２１は、長穴３０の加工指令を受けると、まず上記切削速度の設定を、作業者の設定操作、ドリル径（ドリルの直径）Ｄのデータ、もしくは入力されたプリント基板のデータ（材質、枚数）に基づいて決定する。即ち、状態１及び状態３の穴３１，３５を穿設する高速切削速度と、高速切削速度よりも遅く設定された状態２の穴を穿設するための長穴標準切削速度との間の増減率を決定する。

ついで、制御部２１は、長穴３０の形状（幅Ｄ及び全長Ｌ）と、作業者によって予め設定された長穴３０の面精度と、に基づいて穴加工の順序及びその数を決定し、穴の加工順序が決定されると、長穴３０の全長Ｌに応じて穴の加工条件の場合分けを行う。この場合分けは、大きくは、長穴３０の全長Ｌがその幅（ドリル径）Ｄの２倍以上か（Ｌ≧２Ｄ）、それ未満か（Ｌ＜２Ｄ）によって大別され、状態２から状態３への切削速度の切り替えのための所定距離（以下、ピッチＰに関して「基準ピッチ」という。）が決定される。そして、この基準ピッチに基づいて、制御部２１は穿設する各穴の切削速度を決定し、この加工条件に沿って長穴３０の実際の加工を開始する。

具体的には、制御部２１は、まず、長穴標準切削速度を０．５ｍ／ｍｉｎ〜０．７ｍ／ｍｉｎとし、高速切削速度を、ドリル径によらず長穴標準切削速度の２倍（１．０ｍ／ｍｉｎ〜１．４ｍ／ｍｉｎ）とする第１モードと、ドリル径がφ１．０〜２．０ｍｍの場合は長穴標準切削速度の３倍（１．５ｍ／ｍｉｎ〜２．１ｍ／ｍｉｎ）、ドリル径がφ３．０ｍｍ〜４．０ｍｍの場合は長穴標準切削速度の２倍（１．０ｍ／ｍｉｎ〜１．４ｍ／ｍｉｎ）と、ドリル径により変更する第２モードと、の中から選択する。

ついで、制御部２１は穴の加工順序を、例えば、まず長穴３０の両端部に穴３１ａ（始端穴），３１ｂ（終端穴）を穿設し、次に、これら長穴３０の両端部に穿設された穴の中心点間（Ｏ_１とＯ_２の間）の距離Ｑがドリル１５の径Ｄの２倍以上の場合（Ｑ≧２Ｄ）には、これら両端部に穿設された穴３１ａ，３１ｂの間に重ならないように穴３１ｃを穿設して行き（第1の工程）、そして、隣接する穴の中心点間の距離Ｑがドリルの径Ｄの２倍未満になると（Ｑ＜２Ｄ）、隣接する穴に穿設する穴の一部が重なり始めるため、予め作業者により設定された面精度になるまで、順次、隣接する穴の中心点間の２等分点に穴３２・・・，３５・・・を穿設する（第２の工程）ように設定し、長穴３０を穿設する際に穿設する穴数を算出する。

[長穴の加工工程]
次に、長穴３０の実際の加工工程について、長穴３０の全長Ｌに応じて場合分けをして説明をする。

［Ｌ≧２Ｄの場合］
図２（ａ）〜（ｄ）はＬ≧２Ｄの場合、より具体的にはＬ／Ｄ＝４．７５の場合を示す。

図２（ａ）に示すように、長穴３０の全長Ｌがドリル径（長穴の幅）Ｄの２倍以上の場合（Ｌ≧２Ｄ）、まず、長穴３０の両端部に穴３１ａ，３１ｂが高速切削速度で穿設されると共に、これら両端部に穿設された穴３１ａ，３１ｂの中心点Ｏ_１，Ｏ_２間の２等分点Ｏ_３に穴３１ｃが高速切削速度で穿設される。穿設された穴間の距離（例えば中心点Ｏ_１と、中心点Ｏ_３との間）Ｑがドリル径Ｄの２倍以上ある場合には、さらに隣接する穴間の２等分点に穿設する穴は前述の状態１の穴であるので、高速切削速度で穿設する（第１の工程）。ここで、穿設する穴と隣接する穿設済みの穴で最も近い穴との中心点間の距離であるピッチＰを用いると、この判定条件はＰ≧Ｄである。

この第１の工程において、長穴３０の全長Ｌが４Ｄを超えるか、又は隣接する穴の中心点間距離Ｑが３Ｄを超える場合、２等分点ではなく３等分点に対して加工を行っても良い。

また、この場合において、穴の加工順は３１ａ、３１ｂ、３１ｃではなく、３１ａ、３１ｃ、３１ｂであっても良い。

そして、穿設された穴間の距離（例えば中心点Ｏ_１と、中心点Ｏ_３との間）Ｑがドリル径Ｄの２倍未満、になって、他の穴と重ならずに穴を穿設できなくなると、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、これら穿設された穴の中心点間の２等分点（例えば、穴３１ａの中心点Ｏ_１と穴３１ｃの中心点Ｏ_３との間の２等分点Ｏ_４や、穴３１ｃの中心点Ｏ_３と穴３１ｂの中心点Ｏ_２との間の２等分点Ｏ_５）に、これら隣接する穴３１ａ，３１ｂ，３１ｃと円周の一部が重なる形で穴３２を穿設する（第２の工程）。

ここで、穴あけ位置を隣接する穴の中心点間の２等分点にしない場合は、ドリル１５の曲がりが発生し易くなるために好ましくない。

この時、穴３２は、穿設された穴の中心点間の距離（隣接する穴３１ａ，３１ｂ，３１ｃとの中心点間の距離）Ｑが、ドリル径Ｄの０．８倍より大きく２倍未満であり（０．８Ｄ＜Ｑ＜２Ｄ）、制御部２１にドリル２０が曲がる可能性の高い穴（状態２の穴）であると判別されているため、長穴標準切削速度によって穿設される。ここで、穿設する穴と隣接する穿設済みの穴の中心点間の距離であるピッチＰを用いると、ＰはＱの２分の１であるため、０．４Ｄ＜Ｐ＜Ｄの場合ということになる。この場合、基準ピッチは０．４Ｄに設定されている。

図２（ｂ）の場合Ｐ＝０．９４、（ｃ）の場合Ｐ＝０．４７であり、どちらも０．４Ｄ＜Ｐ＜Ｄであるから、第４穴目から第９穴目までを長穴標準切削速度で加工することになる。

ついで、図２（ｄ）に示すように、穿設する穴３５のピッチＰ（例えば、中心点Ｏ_１とＯ_６との間の距離や、中心点Ｏ_６とＯ_４との間の距離など）がドリル径Ｄの０．４倍以下になると（Ｐ≦０．４Ｄ）、制御部２１に、長穴３０を所定の面精度にする仕上げ加工のための穴（状態３の穴）であるとみなされるため、その切削速度が長穴標準切削速度から高速切削速度に切換わり、この高速切削速度で長穴３０が所定の面精度になるまで穿設された穴３１，３２，３５の２等分点（例えばＯ_６など）に穴が穿設されて行く（第２の工程）。

ここで、穴あけ位置を隣接する穴の中心点間の２等分点にすることにより穴壁面の面精度が向上する。

このように、長穴３０の全長Ｌがドリル径（長穴の幅）Ｄの２倍以上の場合（Ｌ≧２Ｄ）、長穴加工方法は、高速切削速度でワークＷに穴３１を重ならないように穿設する第１高速切削工程（図２（ａ）参照）と、隣接する穿設された穴に一部が重なるように、長穴標準切削速度で状態２の穴３２を穿設する長穴標準切削工程（図２（ｂ）、図２（ｃ）参照）と、隣接する穿設された穴に一部が重なるように、高速切削速度で状態３の穴３５を穿設し、長穴３０の面精度を仕上げる第２高速切削工程（図２（ｄ）参照）と、から構成されており、上記長穴標準切削工程は、基準ピッチがドリル径Ｄの０．４倍よりも大きく１倍より小さい場合（０．４Ｄ＜Ｐ＜Ｄ）に作動し、第２高速切削工程は、基準ピッチがドリル径Ｄの０．４倍以下の場合（０．４≦Ｄ）に作動する。

［１．５Ｄ＜Ｌ＜２Ｄの場合］
穴３０の全長Ｌがドリル径（長穴の幅）Ｄの２倍未満の場合（Ｌ＜２Ｄ）については、基準ピッチは０．２５Ｄに設定されるが、この場合基準ピッチを用いずとも、長穴の長さＬを用いて下記のように場合分けすることができる。

図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、長穴３０の全長Ｌがドリル径（長穴の幅）Ｄの２倍未満で、かつ１．５倍より大きい場合（１．５Ｄ＜Ｌ＜２Ｄ）については、まず、長穴３０の両端部に穴３１ａ，３１ｂが穿設される。しかしながら、長穴３０の長さがドリル径Ｄの２倍未満であるため、これら長穴３０の端部に穿設される穴３１ａ，３１ｂの内、長穴３０の始端部に最初に穿設される始端穴３１ａについてはどの穴とも重なっていないため、状態１の穴として高速切削速度で穿設される（始端穴工程）が、該始端部とは反対側の端部に穿設される終端穴３１ｂについては始端穴３１ａと円周の一部が重なってしまうため、ドリル１５が曲がる可能性の高い穴（状態２の穴）であるとして長穴標準切削速度で穿設される（終端穴工程）（以上、第１の工程）。

ついで、これら長穴３０の端部に穿設された穴３１ａ，３１ｂの２等分点に第３の穴を穿設するが、穿設する穴と隣接する穿設された穴との中心点間距離Ｐがドリル径Ｄの０．５倍未満でかつ０．２５倍より大きい（０．２５Ｄ＜Ｐ＜０．５Ｄ）ため、ドリル１５が曲がる可能性のある穴（状態２の穴）と判別され、長穴標準切削速度で穿設される（第１中間穴工程）。

そして、始端穴３１ａと第３の穴との中心点間の２等分点に穿設される第４の穴以降の穴（中間穴）は必ずＰ≦０．２５Ｄ（状態３）になるので、仕上げ加工であるとして、所定の面精度になるまで穿設された穴の間の２等分点に高速切削速度で穿設されて行く（第２中間穴工程）（以上、第２の工程）。

［Ｌ≦１．５Ｄの場合］
図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、長穴３０の全長Ｌがドリル径（長穴の幅）Ｄの１．５倍以下の場合（Ｌ≦１．５Ｄ）、終端穴工程後は穿設された穴３１ａ，３１ｂのピッチＰは常に設定された基準ピッチ０．２５Ｄ以下（Ｐ≦０．２５Ｄ）であるので、仕上げ加工であると判断され（状態３の穴）、高速切削速度で第３の穴を穿設できる（第１中間穴工程）。その後、高速切削速度で長穴３０が所定の面精度になるまで穿設された穴間の２等分点に、上記始端穴３１ａ及び終端穴３１ｂに一部が重なる中間穴が穿設されて行く（第２中間穴工程）（以上、第２の工程）。即ち、この場合には長穴標準切削速度を用いる加工を１回のみ（終端穴３１ｂ穿設時のみ）にできる。

上述したように、長穴３０を穿設するにあたって、多数を占める状態３の穴を判別しながら加工することによって、多くの穴を高速切削速度により穿設することができるため、長穴３０の加工効率を向上させることができる。即ち、本実施形態に係る長穴３０の加工方法では、少なくとも２つ以上の穴を、Ｌ≧２Ｄの場合には上記第１高速切削工程にて、Ｌ＜２Ｄの場合には、始端穴工程及び終端穴工程により、ワークＷに穿設し（第１の工程）、この第１の工程で穿設された穴の間を、長穴３０を穿設するにあたって、圧倒的に多数であった状態２の穴と状態３の穴とを判別しながら加工している。

また、状態２の穴（ドリルの大きく曲がる可能性の高い穴）については長穴標準切削速度で穿設することと、状態２の穴及び状態３の穴を隣接している穴の中心点間の２等分点に穿設することとが相俟って、ドリル１５の左右による切削抵抗の差を少なくして既に穿設された穴の影響を小さくし、ドリルが大きく曲がることを防止することができる。そして、ドリルが折損することを防ぐことができると共に、曲がり穴の発生も抑えることができるため、長穴３０の品質をも維持することができる。

更に、長穴３０の全長Ｌに合わせて基準ピッチを変更することと、長穴３０の全長Ｌがドリル径Ｄの２倍以下の場合、終端穴３１ｂを状態２の穴として長穴標準切削速度で穴を穿設することとが相俟って、長穴３０の形状に合わせて加工条件を最適化することが出来る。

また、このように基準ピッチを基準として穴の状態を判断するようにすると、穴を穿設する順序さえ決定してしまえば各穴の穿設速度を決定できるため、簡単なプログラムの変更により、長穴３０の加工効率を向上させることができる。

また、状態１の穴を穿設する工程（少なくとも２つ以上の穴を穿設する工程）では、穴のピッチＰがドリル径Ｄよりも大きければ良いため、長穴３０の両端部に穿設された穴３１ａ，３１ｂの中心点間の距離Ｑが大きい場合、２等分点ではなく、３等分点に穴を穿設しても良いと共に、これら２分点と３等分点を織り交ぜて最適なピッチにしても良い。更に、長穴３０の一方の端部から他方の端部に向かってドリル１５の径Ｄよりも大きな所定ピッチで長穴３０に穴を明けて行っても良い。

また、例えば長穴３０の長さが長い場合など、必ずしも長穴３０の全長に亘って、一度に加工する必要はなく、長穴３０の中途部まで所定の面精度になるように穴明けをし、ついで、残りの部分について加工をして良い。

更に、状態１及び３の穴を穿設する切削速度は、状態２の穴を切削する長穴標準速度よりも速ければ良いため、状態１の穴を穿設する切削速度と、状態３の穴を穿設する切削速度と、は必ずしも同じ切削速度に設定する必要はなく、異ならせても良い。

なお、突起部３３の高さｈを基準として使用する場合、０．４Ｄ＜Ｐ＜Ｄは１／５Ｄ＜ｈ＜１/２Ｄに換算されると共に、Ｐ≦０．４Ｄはｈ≦１／５Ｄに換算される。また、Ｐ≦０．２５Ｄは、約ｈ≦０．０６７Ｄに換算される。

［実施例］
次に、本発明に係る長穴加工方法を実際に適用した加工例について説明をする。

［実施例１］
なお、プリント基板Ｗの加工に際し、ドリル１５は、直径（ドリル径）φ１．０ｍｍのドリルを使用すると共に、プリント基板Ｗは、１．６ｍｍ厚のＦＲ−４基板を３枚重ねにして使用した。また、上板に０．１５ｍｍ厚のアルミニウム板を使用すると共に、長穴（Ｄ＝１．０ｍｍ，Ｌ＝５．０ｍｍ）数８０を形成した。更に、加工条件は、長穴標準切削速度を０．７ｍ／ｍｉｎ、高速切削速度及び通常のスルーホールの切削速度を長穴標準切削速度の３倍である２．１ｍ／ｍｉｎとした。使用した装置のスピンドル１４は１６０ｋｒｐｍ用のものであり、本加工は６０ｋｒｐｍで行った。用いた加工装置は、図１を用いて説明したような従来の加工装置に、上述した本発明による加工方法を制御するためのプログラムを搭載したものである。

このような長穴を穴壁面の面精度（ｈ／Ｑ）を０．４％以下にしようとすると、従来長穴１つ当たり３３穴必要になる。本発明を適用した長穴３０の加工方法でも長穴１つ当たり３３穴であり、第１穴（始端穴）目から第５穴目まではＰ≧１ｍｍ≧Ｄであるので状態１の穴として高速切削速度を使用し、第６穴目から第９穴目までは０．４Ｄ＜Ｐ＝０．５ｍｍ＜Ｄであるので状態２の穴として長穴標準切削速度を使用し、第１０穴目から最後の第３３穴目まではＰ≦０．２５ｍｍ≦０．４Ｄであるので状態３の穴として高速切削速度を使用する。従って、８０の長穴を加工するのに長穴標準切削速度で穿設された穴が３２０穴（４穴/長穴）、高速切削速度で穿設された穴が２３２０穴（２９穴／長穴）となり、加工時間は１３分であった。尚、本実施例における面精度（ｈ／Ｑ）は０．４％である。

［比較例１］
一方、全ての長穴３０を長穴標準切削速度で穿設した場合（従来条件）、長穴標準切削速度で穿設された穴が２６４０穴（３３穴/長穴）であり、加工時間は２８分であった。

このように、１つの長穴３０を穿設するのに必要な３３の穴数の内、本発明を適用した方法では、たった４穴のみ長穴標準速度で加工する必要がないことが分かると共に、その加工効率（生産効率）も、１１５パーセント（＝２８分／１３分−１）、向上させることができた。このことから、穴明け順序と穴間隔を解析し、高速加工が可能な穴明けと、低速加工が必要な穴明けに分け、それぞれに対して予め設定された切削速度で加工を行うことによって、穴品質を損なわずに長穴３０の加工効率を向上させることできることが分かる。

［実施例２］
実施例１記載の長穴３０を、第１穴（始端穴）目から第９穴目までの全てに長穴標準切削速度を使用し、残りの第１０穴目から最後の第３３穴目までを高速切削速度を使用して加工した。従って、８０の長穴を加工するのに長穴標準切削速度で穿設された穴が７２０穴（９穴/長穴）、高速切削速度で穿設された穴が１９２０穴（２４穴／長穴）となり、加工時間は１６分であった。このように、この場合にも加工効率が７５パーセント向上する。

［実施例３］
ドリル１５は、直径（ドリル径）φ１．０ｍｍのドリルを使用すると共に、プリント基板Ｗは、１．６ｍｍ厚のＦＲ−４基板を３枚重ねにして使用した。また、上板に０．１５ｍｍ厚のアルミニウム板を使用すると共に、長穴（Ｄ＝１．０ｍｍ，Ｌ＝１．７５ｍｍ）数８０を形成した。更に、加工条件は、長穴標準切削速度を０．７ｍ／ｍｉｎ、高速切削速度及び通常のスルーホールの切削速度を長穴標準切削速度の３倍である２．１ｍ／ｍｉｎとした。

このような長穴を穴壁面の面精度（ｈ／Ｑ）を０．４％以下にしようとすると、従来長穴１つ当たり７穴必要になる。本発明を適用した長穴３０の加工方法では９穴の穴あけが必要になるが、第１穴（始端穴）目は状態１の穴として高速切削速度を使用し、第２穴目及び０．２５Ｄ＜Ｐ＝０．３７５ｍｍである第３穴目は状態２の穴として長穴標準切削速度を使用し、第４穴目から最後の第９穴目まではＰ≦０．１８７５ｍｍ≦０．２５Ｄであるので状態３の穴として高速切削速度を使用する。従って、８０の長穴を加工するのに長穴標準切削速度で穿設された穴が１６０穴（２穴/長穴）、高速切削速度で穿設された穴が５６０穴（７穴／長穴）となり、加工時間は４分であった。尚、本実施例における面精度（ｈ／Ｑ）は０．３％である。

［比較例２］
一方、従来必要とされる長穴１つ当たり７穴全てを長穴標準切削速度で穿設した場合（従来条件）、長穴標準切削速度で穿設された穴が５６０穴（７穴/長穴）であり、加工時間は８分であった。即ち、実施例３の加工方法では加工効率が１００パーセント向上する。

［実施例４］
実施例３記載の長穴３０を、第１穴（始端穴）目から第３穴目までの全てに長穴標準切削速度を使用し、残りの第４穴目から最後の第９穴目までを高速切削速度を使用して加工した。従って、８０の長穴を加工するのに長穴標準切削速度で穿設された穴が２４０穴（３穴/長穴）、高速切削速度で穿設された穴が４８０穴（６穴／長穴）となり、加工時間は５分であった。このような場合にも加工効率が６０パーセント向上し、十分な加工効率の向上が得られたことが分かる。

［実施例５］
ドリル１５は、直径（ドリル径）φ１．０ｍｍのドリルを使用すると共に、プリント基板Ｗは、１．６ｍｍ厚のＦＲ−４基板を３枚重ねにして使用した。また、上板に０．１５ｍｍ厚のアルミニウム板を使用すると共に、長穴（Ｄ＝１．０ｍｍ，Ｌ＝１．４５ｍｍ）数８０を形成した。更に、加工条件は、長穴標準切削速度を０．７ｍ／ｍｉｎ、高速切削速度及び通常のスルーホールの切削速度を長穴標準切削速度の３倍である２．１ｍ／ｍｉｎとした。

このような長穴を穴壁面の面精度（ｈ／Ｑ）を０．４％以下にしようとすると、従来長穴１つ当たり５穴必要になる。本発明を適用した長穴３０の加工方法でも長穴１つ当たり５穴であり、第１穴（始端穴）目は状態１の穴として高速切削速度を使用し、第２穴目は状態２の穴として長穴標準切削速度を使用し、第３穴目から最後の第５穴目まではＰ≦０．２２５ｍｍ≦０．２５Ｄであるので状態３の穴として高速切削速度を使用する。従って、８０の長穴を加工するのに長穴標準切削速度で穿設された穴が８０穴（１穴/長穴）、高速切削速度で穿設された穴が３２０穴（４穴／長穴）となり、加工時間は３分であった。尚、本実施例における面精度（ｈ／Ｑ）は０．４％である。

［比較例３］
一方、全ての長穴３０を長穴標準切削速度で穿設した場合（従来条件）、長穴標準切削速度で穿設された穴が４００穴（５穴/長穴）であり、加工時間は５分であった。即ち、実施例５の加工方法では加工効率が６７パーセント向上する。

［実施例６］
実施例５記載の長穴３０を、第１穴（始端穴）目から第２穴目までの全てに長穴標準切削速度を使用し、残りの第３穴目から最後の第５穴目までを高速切削速度を使用して加工した。従って、８０の長穴を加工するのに長穴標準切削速度で穿設された穴が１６０穴（２穴/長穴）、高速切削速度で穿設された穴が２４０穴（３穴／長穴）となり、加工時間は３分であった。このように、この場合にも加工効率が６７パーセント向上する。

［実施例７］
実施例１の条件において、第１の工程における穴あけ位置として３等分点を用いた。このような長穴を穴壁面の面精度（ｈ／Ｑ）を従来０．４％以下にしようとすると、本実施例では長穴１つあたり４９穴必要となるが、第１穴（始端穴）目から第４穴目まではＰ≧１ｍｍ≧Ｄであるので状態１の穴として高速切削速度を使用し、第５穴目から第７穴目までは０．４Ｄ＜Ｐ＝０．６６７ｍｍ＜Ｄであるので状態２の穴として長穴標準切削速度を使用し、第８穴目から最後の第４９穴目まではＰ≦０．３３３ｍｍ≦０．４Ｄであるので状態３の穴として高速切削速度を使用する。従って、８０の長穴を加工するのに長穴標準切削速度で穿設された穴が２４０穴（３穴/長穴）、高速切削速度で穿設された穴が３６８０穴（４６穴／長穴）となり、加工時間は１６分であり、本実施例においても従来の条件比較例１での加工条件での加工時間２８分に比べて加工効率が７５パーセント向上する。尚、本実施例における面精度（ｈ／Ｑ）は０．２％である。長穴の長さによっては本実施例の場合の方が実施例１より加工効率が向上する場合があるので、事前にシミュレーション等によって確認し、使い分けると良い。

［実施例８］
実施例７記載の加工方法において、第１穴（始端穴）目から第７穴目までの全てに長穴標準切削速度を使用し、残りの第８穴目から最後の第４９穴目までを高速切削速度を使用して加工した。従って、８０の長穴を加工するのに長穴標準切削速度で穿設された穴が５６０穴（７穴/長穴）、高速切削速度で穿設された穴が３３６０穴（４２穴／長穴）となり、加工時間は２０分であった。このように、この場合にも加工効率が４０パーセント向上する。

Ｗ ワーク
１ 加工テーブル
１５ ドリル
２１ 制御部
３１ 穴（状態１の穴）
３１ａ 始端穴
３１ｂ 終端穴
３２ 穴（状態２の穴）
３５ 穴（状態３の穴）
Ｄ ドリルの直径（ドリル径）
Ｐ 穿設する穴と穿設済みの穴の中心点間距離（ピッチ）
Ｑ 穿設する穴の両隣りにある穿設済みの穴の中心点間距離

Claims (8)

1. ワークにドリルによって複数の穴を穿設し、これら複数の穴により該ドリルの径よりも長い長穴を形成する長穴加工方法において、
   前記ワークに少なくとも２つ以上の穴を穿設する第１の工程と、
   隣接する穿設された穴の間の２等分点に、これら隣接する穿設された穴と一部が重なるように穴を穿設し、前記第１の工程で穿設された穴の間を加工する第２の工程と、を備え、
   前記第２の工程は、新たに穿設される穴と、前記隣接する穿設された穴との中心点間の距離が所定距離よりも大きければ、他の穴と重ならない穴を穿設する際の切削速度よりも遅い長穴標準切削速度で穿設し、前記新たに穿設される穴と、前記隣接する穿設された穴との中心点間の距離が前記所定距離以下であれば、前記長穴標準切削速度よりも速い切削速度で穿設する、
   ことを特徴とする長穴加工方法。
2. 前記所定距離は、長穴の長さによって変更される、
   請求項１記載の長穴加工方法。
3. 前記長穴の長さが前記ドリルの直径の２倍以上の場合、前記第１の工程は、前記他の穴と重ならない穴を穿設する際の切削速度で、前記ワークに互いに重ならないように複数の穴を穿設する、
   請求項１又は２記載の長穴加工方法。
4. 前記長穴の長さが前記ドリルの直径の２倍未満の場合、前記第１の工程は、前記長穴の始端部に始端穴を、前記他の穴と重ならない穴を穿設する際の切削速度で穿設した後、前記始端部とは反対側の端部に終端穴を、前記長穴標準切削速度で穿設する、
   請求項１又は２記載の長穴加工方法。
5. 前記所定距離は、前記ドリルの直径をＤとして０．４Ｄである、
   請求項３記載の長穴加工方法。
6. 前記所定距離は、前記ドリルの直径をＤとして０．２５Ｄである、
   請求項４記載の長穴加工方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項記載の長穴加工方法を実行する制御部を有する、
   ことを特徴とする穴明装置。
8. 穴明装置の制御部に請求項１乃至６のいずれか１項記載の長穴加工方法を実行させる、
   ことを特徴とするプログラム。

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