(57)【要約】【課題】ハニカム芯材を破損することなくバリを取ることが可能なバリ取方法およびバリ取装置を提供する。【解決手段】２枚の板状外皮の間に挟まれてハニカムサンドイッチパネル構造をなす、この板状外皮に挟まれる前のハニカム芯材Ｈの切断面のバリ取りをするバリ取方法において、回転ヘッド２の回転軸線Ｏと垂直な先端面２１２ａにスポンジ状の円板からなる研磨材２２を配設し、回転ヘッド２を、研磨材２２がハニカム芯材Ｈの切断面に接触した姿勢で回転させながら、回転ヘッド２をハニカム芯材Ｈの切断面に沿って移動させる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の板状外皮の間に挟まれてハニカムサンドイッチパネル構造をなす、該板状外皮に挟まれる前のハニカム芯材の切断面のバリ取りをするバリ取方法であって、
回転ヘッドの回転軸線と垂直な先端面にスポンジ状の円板からなる研磨材を配設し、
前記回転ヘッドを、前記研磨材が前記ハニカム芯材の切断面に接触した姿勢で回転させながら、該回転ヘッドを該ハニカム芯材の切断面に沿って移動させることを特徴とするバリ取方法。
【請求項２】
２枚の板状外皮の間に挟まれてハニカムサンドイッチパネル構造をなす、該板状外皮に挟まれる前のハニカム芯材の切断面のバリ取りをするバリ取装置であって、
回転軸線と垂直な先端面に、スポンジ状の円板からなる研磨材が配設された回転ヘッドと、
前記回転ヘッドを、前記研磨材が前記ハニカム芯材の切断面に接触した姿勢で回転させながら、該回転ヘッドを該ハニカム芯材の切断面に沿って移動させる移動機構とを備えたことを特徴とするバリ取装置。
【請求項３】
前記回転ヘッドは、回転軸線と垂直な支持面と該支持面の周縁を取り巻いて立設する立設部とを有するヘッド本体を備え、
前記研磨材は、前記立設部に取り囲まれ前記支持面に貼り付けられていることを特徴とする請求項２記載のバリ取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム芯材のバリ取方法およびバリ取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２枚の板状外皮の間に蜂の巣状の芯材を挟んだハニカムサンドイッチパネル構造は、軽量かつ高剛性にすぐれており航空機の部材などに応用されている。このようなハニカムサンドイッチパネル構造は、蜂の巣（ハニカム）状のハニカム芯材を所期の立体形状に切断しておき、このハニカム芯材を例えば炭素強化プラスチックからなる２枚の板状外皮で挟み付け熱硬化させることによって製造される。
【０００３】
ハニカム芯材を切断する際切断面にバリが生じると、板状外皮との密着が妨げられ、不完全な接合となる。バリを除去するためには、作業者がサンドペーパを用いて手作業でバリ取りを行う必要がある。
【０００４】
特許文献１には、セラミクス製のハニカム構造体の外周を機械によって加工する方法が示されている。具体的には、回転する円筒研削材の側面を、ハニカム構造体の側面すなわち各セルを画定する周面が広がった側面に当接させ、所期の形状に研磨する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２０８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の加工方法は、セラミクスのような硬さを有するハニカム構造体の側面を研磨することはできるが、ハニカム芯材の切断面、すなわち蜂の巣状のセルが配列された面を研磨しようとした場合には、セルの周壁が曲がったり破損するなどして、形状が却って崩れることとなる。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決し、ハニカム芯材を破損することなくバリを取ることが可能なバリ取方法およびバリ取装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明のバリ取方法は、
２枚の板状外皮の間に挟まれてハニカムサンドイッチパネル構造をなす、この板状外皮に挟まれる前のハニカム芯材の切断面のバリ取りをするバリ取方法であって、
回転ヘッドの回転軸線と垂直な先端面にスポンジ状の円板からなる研磨材を配設し、
上記回転ヘッドを、上記研磨材が上記ハニカム芯材の切断面に接触した姿勢で回転させながら、この回転ヘッドをこのハニカム芯材の切断面に沿って移動させることを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成する本発明のバリ取装置は、
２枚の板状外皮の間に挟まれてハニカムサンドイッチパネル構造をなす、この板状外皮に挟まれる前のハニカム芯材の切断面のバリ取りをするバリ取装置であって、
回転軸線と垂直な先端面に、スポンジ状の円板からなる研磨材が配設された回転ヘッドと、
上記回転ヘッドを、上記研磨材が上記ハニカム芯材の切断面に接触した姿勢で回転させながら、この回転ヘッドをこのハニカム芯材の切断面に沿って移動させる移動機構とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明のバリ取方法およびバリ取装置では、回転ヘッドの先端面に配設されたスポンジ状の研磨材が切断面に接触した姿勢で回転する。このためハニカム芯材の切断面、すなわち各セルを画定する周壁の縁を曲げることなく、バリ取りを行うことができる。
【００１１】
また、上記本発明のバリ取装置において、
上記回転ヘッドは、回転軸線と垂直な支持面とこの支持面の周縁を取り巻いて立設する立設部とを有するヘッド本体を備え、
上記研磨材は、上記立設部に取り囲まれ上記支持面に貼り付けられていることが好ましい。
【００１２】
研磨材が立設部に取り囲まれることにより、たとえ回転ヘッドの回転中に研磨材が剥がれても、研磨材が回転ヘッドから飛び出す事態が防止される。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、ハニカム芯材を破損することなくバリを取ることが可能なバリ取方法およびバリ取装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態であるバリ取装置の外観を示す斜視図である。
【図２】回転ヘッドを示す斜視図である。
【図３】回転ヘッドの側面図である。
【図４】バリ取装置に取り付けられた回転ヘッドが加工対象物のバリ取りを行う工程を説明する図である。
【図５】図４に示すハニカム芯材の切断面を拡大して示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態であるバリ取装置の外観を示す斜視図である。
【００１７】
図１に示すバリ取装置１は、回転ヘッド２、スイング機構３、Ｚ軸移動機構４、Ｙ軸移動機構５、および、Ｘ軸移動ステージ６を備えている。スイング機構３、Ｚ軸移動機構４、Ｙ軸移動機構５、およびＸ軸移動ステージ６の組合せは、本発明にいう移動機構の一例に相当する。
【００１８】
回転ヘッド２は、スイング機構３の先端に設けられたチャック部３１に保持されており、矢印Ｃの方向に回転する。回転ヘッド２の詳細については後に説明する。スイング機構３は、回転ヘッド２を、矢印Ａの方向に所定の角度範囲内で回転させる。スイング機構３によって、回転ヘッド２の先端面を斜めに傾けることができる。Ｚ軸移動機構４は、回転ヘッド２をスイング機構３ごと、矢印Ｚの方向、すなわち、加工対象物に接離する上下方向に移動させる。Ｙ軸移動機構５は、回転ヘッド２を、Ｚ軸移動機構４ごと、矢印Ｙに示す方向に移動させる。Ｘ軸移動ステージ６は、加工対象物を載せた状態で、矢印Ｘの方向に移動する。
【００１９】
バリ取装置１は、例えばＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｃの５軸で動作可能なマシニングセンタであり、図示しないコンピュータの制御によって各軸の動作が精密に数値制御される。回転ヘッド２は、スイング機構３およびＺ軸移動機構４によって先端面を加工対象物に向けた姿勢で加工対象物と接触し、Ｙ軸移動機構５およびＸ軸移動ステージ６の動作よって、加工対象物の外面に沿って相対的に移動する。
【００２０】
本実施形態における加工対象物は、ハニカム芯材Ｈである。ハニカム芯材は、セルが蜂の巣状に配列された構造を有する。本実施形態に係るハニカム芯材Ｈは、例えばアラミド繊維からなる紙質にフェノール樹脂を含浸させ形成されている。ハニカム構造を構成するセルのそれぞれは、図１のＺ軸方向、すなわち鉛直方向に長く延びており（例えば図４参照）、これらのセルは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向を含んだ水平方向に並んでいる。
【００２１】
ハニカム芯材Ｈは、厚板状のハニカム芯材を、所期の立体形状に切断することで形成される。具体的には、図１に示すマシニングセンタにおいて回転ヘッド２に代えてバルブステムカッターと称する図示しない回転刃を取付け、図示しないコンピュータの制御によって、回転刃を回転させながら所期の形状に沿って移動させることにより、立体形状が得られる。図１には切断加工によって得られた角錐台状のハニカム芯材Ｈが示されている。
【００２２】
回転刃による切断加工の後、回転刃に代えて研磨用の回転ヘッド２が取り付けられたマシニングセンタは、本実施形態のバリ取装置１として機能し、切断加工によって生じたバリを除去する。
【００２３】
図２は回転ヘッドを示す斜視図である。また、図３は回転ヘッドの側面図である。
【００２４】
図２および図３に示す回転ヘッド２は、ヘッド本体２１とスポンジ研磨材２２とを備えている。ヘッド本体２１は、アルミニウムやステンレス等の金属材料で形成されている。ヘッド本体２１は、回転軸線Ｏを中心とする回転体形状を有している。ヘッド本体２１は、より詳細には、円柱状のホルダ部２１１と、このホルダ部２１１の先端部分に設けられた円板状の円板部２１２とを有する。スポンジ研磨材２２は、円板状であり、ヘッド本体２１における円板部２１２の、回転軸線Ｏと垂直な先端面２１２ａに配設されている。より詳細には、ヘッド本体２１の円板部２１２は、回転軸線Ｏと垂直な支持面である先端面２１２ａと、先端面の周縁を取り巻いて立設する立設部２１２ｂとを有する。スポンジ研磨材２２は、立設部２１２ｂに取り囲まれ、支持面である先端面２１２ａに両面テープによって貼り付けられている。
【００２５】
スポンジ研磨材２２は、約５ｍｍ程度の厚さを有する円板状である。スポンジ研磨材２２は、例えば酸化アルミニウムからなる砥粒をスポンジに塗布した構造を有している。したがって、スポンジ研磨材２２は対象物に押し付けられると、対象物の形状に合わせて弾性変形するとともに、スポンジの弾性力によって対象物に押し当たる。スポンジ研磨材２２としては、例えば１５０番より細かな粗さに相当する。スポンジ研磨材２２の厚みは、立設部２１２ｂの高さ（つまり凹部の深さ）よりも高い。したがって、スポンジ研磨材２２の先端側は立設部２１２ｂよりも突出している。
【００２６】
回転ヘッド２は、ホルダ部２１１がバリ取装置１のチャック部３１（図１参照）に挟み付けられることで、バリ取装置１に装着される。そして、先端面２１２ａに貼り付けられたスポンジ研磨材２２を加工対象物のハニカム芯材Ｈに向けた姿勢で回転させながら、ハニカム芯材Ｈの切断面に沿って移動させる。
【００２７】
図４は、バリ取装置に取り付けられた回転ヘッドが加工対象物のバリ取りを行う工程を説明する図である。
【００２８】
加工対象物であるハニカム芯材Ｈは、各セルを画定する周壁が上下方向に延びた姿勢、すなわち各セルが水平方向に並んだ姿勢で立体形状（図では角錐台形状）に切断されている。ハニカム芯材Ｈは、図１に示すマシニングセンタにおいて、回転ヘッド２の代わりに取り付けられた図示しない回転刃が回転しながら移動することにより切断された形状を有する。マシニングセンタを制御する図示しないコンピュータには、切断時の形状を表すデータが記憶されている。
【００２９】
切断用の回転刃に代えて研磨用の回転ヘッド２が取り付けられたマシニングセンタはバリ取装置１として機能し、上記データに基づき、回転ヘッド２を、ハニカム芯材Ｈの外形すなわち切断面に沿って移動させる。ただし、回転ヘッド２の位置は、回転刃の位置に対し、ハニカム芯材に向かってわずかに押し込む位置に設定される。この押込み量は１ｍｍ以下である。このため、スポンジ研磨材２２は、ハニカム芯材Ｈの切断面に押し付けられ、わずかに弾性変形した状態で回転する。
【００３０】
図３に示したように、スポンジ研磨材２２は、ヘッド本体２１の立設部２１２ｂによって縁部分が囲まれているため、スポンジ研磨材２２がヘッド本体２１から剥がれても、ヘッド本体２１から脇に飛び出す事態が避けられる。
【００３１】
図５は、図４に示すハニカム芯材Ｈの切断面を拡大して示した図である。図５のパート（Ａ）は、回転ヘッドの通過前の状態が示されており、パート（Ｂ）は、回転ヘッドの通過後の状態が示されている。
【００３２】
ハニカム芯材Ｈの切断面は、各セルの周壁の縁Ｆによって構成されている。図５のパート（Ａ）に示すように、周壁の縁Ｆ、特に立体形状の峰部や凸部に当たる部分には、周壁が回転刃でむしり取られたり折り曲げられることでバリＢが生じている。
【００３３】
図４に示す回転ヘッド２のスポンジ研磨材２２は、ハニカム芯材の切断面を構成する周壁の縁Ｆ（図５参照）に接触しながら回転して、バリＢを削り取る。スポンジ研磨材２２が周壁の縁Ｆに接触する力はスポンジの弾性力によるため、例えばサンドペーパを用いた場合に比べて周壁の縁Ｆに押し当たる力が弱い。したがって、周壁の縁Ｆが研磨によって折れ曲がったり切れたりすることなく、図５のパート（Ｂ）に示すようにバリが取り除かれる。そして、バリが取り除かれた後の周壁の縁Ｆは、作業者によるサンドペーパの手がけの場合のように滑らかになる。また、加工時間は、手がけの場合に比べて短縮する。
【００３４】
バリが取り除かれ周壁の縁Ｆが滑らかになったハニカム芯材Ｈは、この後、炭素強化プラスチックからなる２枚の板状外皮で挟み付けられ、オートクレーブで加熱される。板状外皮が熱融着するとともに硬化することで、ハニカムサンドイッチパネル構造が完成する。本実施形態のバリ取装置１によって、ハニカム芯材Ｈは、周壁の縁Ｆが折れ曲がったり切れたりすることなくバリが除去され、周壁の縁Ｆが滑らかになるため、板状外皮との密着性が向上し、強度が増す。
【００３５】
なお、上述した実施形態におけるバリ取装置は、バリが生じやすいハニカム芯材の峰や凸部のみについてバリ取りをしている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、回転ヘッド２は、例えば切断面すなわちハニカム芯材の外周面の全体に亘ってバリ取りを行うものであってもよい。
【００３６】
また、上述した実施形態におけるバリ取装置は、ハニカム芯材を加工対象としている。ただし、本発明は、繊維材料からなるハニカム芯材に適用可能であり、例えば、アルミ紙製のハニカム芯材や樹脂製のハニカム芯材に適用されてもよい。
【００３７】
また、上述した実施形態における回転ヘッド２は、円柱状のホルダ部２１１と円板状の円板部２１２とを有する。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、回転ヘッドは、例えば全体が円柱状であり、スポンジ研磨材が円柱の端面に貼り付けられた構成であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１    バリ取装置
２    回転ヘッド
２１    ヘッド本体
２１１    ホルダ部
２１２    円板部
２１２ａ    先端面
２１２ｂ    立設部
２２    スポンジ研磨材
３    スイング機構
４    Ｚ軸移動機構
５    Ｙ軸移動機構
６    Ｘ軸移動ステージ
Ｈ    ハニカム芯材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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