(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛性を有する材料からなるパネル状のハニカムコアの両面に炭素繊維強化プラスチックパネルを貼着してなる架台パネルの製造方法であって、
パネル形成用治具に設けた繊維配列面上に、該繊維配列面に突設した突起を避けるようにして樹脂含浸済みの炭素繊維を多数本配列した後、熱硬化させることにより前記突起に対応する部分に連通穴が開口されてなる炭素繊維強化プラスチックパネルを形成する第１の工程と、
完成した炭素繊維強化プラスチックパネルの連通穴に対応する位置でハニカムコアにブッシュ穴を穿設する第２の工程と、
前記第１の工程で形成された前記炭素繊維強化プラスチックパネルの前記連通穴にフランジ部を有するブッシュを挿入し、前記フランジ部とクランプ部材との間に前記炭素繊維強化プラスチックパネルをクランプすることにより前記ブッシュを前記炭素繊維強化プラスチックパネルに対して突出状態に固定する第３の工程と、
前記第３の工程を経た前記炭素繊維強化プラスチックパネルを前記ハニカムコアの両面に貼着して、前記炭素繊維強化プラスチックパネルに固定された前記ブッシュを前記ブッシュ穴内に挿入固定する第４の工程と
を有することを特徴とする架台パネルの製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程は、前記クランプ部材が嵌合される座グリを前記ブッシュ穴の周囲に形成する工程であり、
前記第４の工程は、前記クランプ部材を前記座グリに嵌合させつつ前記ブッシュを前記ブッシュ穴内に挿入固定する工程である
ことを特徴とする請求項１記載の架台パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パネル状のハニカムコアの両面に炭素繊維強化プラスチックパネルを貼着してなる架台パネルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、宇宙空間での機器の支持に使用される架台では、パネル状のアルミニウムハニカムコアの両面に炭素繊維強化プラスチックパネルを貼着してなる架台パネルが使用される。
図８から図１１は、従来の架台パネルの製造方法を示す。
図中符号１はアルミニウムハニカムコア（以下「ハニカムコア」）、２は炭素繊維強化プラスチックパネル（以下、「ＣＦＲＰパネル」）、３は接着材、４は穴、５はブッシュである。
図８は、パネル状のハニカムコア１の両面に同じくパネル状のＣＦＲＰパネル２を貼着する工程を示す。ハニカムコア１とＣＦＲＰパネル２とは、両者の間に介在させた接着材３により接着され、図９に示す状態になる。
図１０は穴あけ工程を示し、図１１は穴あけ工程で穿設した穴４にブッシュ５を挿入し、接着固定する工程を示す。穴４は、ドリル等の工具によって形成される。ブッシュ５は、支持すべき機器の固定等に利用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のような架台パネルの製造方法の場合、
（１）穴あけ工程でＣＦＲＰパネル２の炭素繊維が切断されて強度面で不利になってしまう、
（２）ブッシュの引き抜き強度等を確保するために多量の接着材を使用することになり、コストの上昇や重量の増大を招く、
（３）穴あけ工程では、ハニカムコア１とＣＦＲＰパネル２とで加工条件が大きく異なるために、ハニカムコア１の穴４近傍に変形が生じやすい
といった問題があった。
【０００４】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、完成した架台パネルに高い強度を確保でき、コストの上昇や重量の増大を招くことなくブッシュの引き抜き耐力を高めることができる架台パネルの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の構成を採用した。すなわち、請求項１記載の発明では、パネル形成用治具に設けた繊維配列面上に、該繊維配列面に突設した突起を避けるようにして樹脂含浸済みの炭素繊維を多数本配列した後、熱硬化させることにより前記突起に対応する部分に連通穴が開口されてなる炭素繊維強化プラスチックパネルを形成する第１の工程と、完成した炭素繊維強化プラスチックパネルの連通穴に対応する位置でハニカムコアにブッシュ穴を穿設する第２の工程と、前記第１の工程で形成された前記炭素繊維強化プラスチックパネルの前記連通穴にフランジ部を有するブッシュを挿入し、前記フランジ部とクランプ部材との間に前記炭素繊維強化プラスチックパネルをクランプすることにより前記ブッシュを前記炭素繊維強化プラスチックパネルに対して突出状態に固定する第３の工程と、前記第３の工程を経た前記炭素繊維強化プラスチックパネルを前記ハニカムコアの両面に貼着して、前記炭素繊維強化プラスチックパネルに固定された前記ブッシュを前記ブッシュ穴内に挿入固定する第４の工程とを有することを特徴とする架台パネルの製造方法を前記課題の解決手段とした。
【０００６】
本発明によれば、予め連通穴を形成しておいたＣＦＲＰパネルをハニカムコアの両面に貼着するので、ＣＦＲＰパネルの炭素繊維に切断等の加工を加えること無く架台パネルが製造される。
第１の工程では、治具上に配列した炭素繊維は全体として密度が平均的になるようにするので、治具の突起の近傍のみ炭素繊維の配列密度が高くなる。よって、連通穴の周囲の強度が向上し、ブッシュを強固に固定することが可能になる。ブッシュに形成されたフランジ部とクランプ部材とによって、ブッシュをＣＦＲＰパネルに強固にクランプ固定し、さらにハニカムパネルのブッシュ穴に挿入固定するので、炭素繊維に切断等の加工を施す従来方法に比べて、ＣＦＲＰパネルとハニカムパネルの双方にブッシュが強固に固定される。クランプ固定は、接着に比べて固定に要する時間が短いので、架台パネルの組み立て時間が短縮する。尚、ブッシュのブッシュ穴への固定には、ネジ止め等の機械的な固定手段や接着といった各種固定手段の適用も可能である。
【０００７】
請求項２記載の発明によれば、前記第２の工程は、前記クランプ部材が嵌合される座グリを前記ブッシュ穴の周囲に形成する工程であり、前記第４の工程は、前記クランプ部材を前記座グリに嵌合させつつ前記ブッシュを前記ブッシュ穴内に挿入固定する工程であることを前記課題の解決手段とした。
【０００８】
この発明によれば、ブッシュ穴の周囲に形成された座グリにクランプ部材が嵌合され、クランプ部材と座グリとを接着させる場合にはこれらの間にも十分な接着面積が確保されるため、ＣＦＲＰパネルとハニカムコアとの接着力を高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の架台パネルの製造方法の実施形態を、図１から図７を参照して説明する。
図中符号１０はハニカムコア（アルミニウムハニカムコア）、１１はパネル形成用治具、１２は繊維配列面、１３は突起、１４は炭素繊維、１５は連通穴、１６はＣＦＲＰパネル、１７はブッシュ穴、１８はブッシュである。
【００１０】
図１から図３は第１のＣＦＲＰパネル１６を形成する第１の工程を示す。
この工程では、まず、図１に示すように、パネル形成用治具１１の平坦な繊維配列面１２上に、該繊維配列面１２に突設した突起１３を避けるようにして、樹脂含浸済みの炭素繊維１４を多数本配列した後、図２に示すように、ハニカムパネル穴開用テンプレート（以下、「テンプレート」）１９を使って繊維配列面１２に押し付けた状態で炭素繊維１４を熱硬化させることにより、前記突起１３に対応する部分に連通穴１５が開口されてなるＣＦＲＰパネル１６を形成する。
【００１１】
繊維配列面１２はパネル形成用治具１１の基板２０上に有り、該基板２０には円柱状の突起１３が複数本立設されているので、これら突起１３を避けるようにして繊維配列面１２上に炭素繊維１４を配列することにより、完成したＣＦＲＰパネル１６には突起１３に相当する円形の連通穴１５が複数開口されることになる。
テンプレート１９には突起１３に対応する穴２１が複数開口されており、これら穴２１を突起１３に挿通して位置ずれを防止しつつテンプレート１９を繊維配列面１２に向けて押し付けることにより、炭素繊維１４を所望の配列状態を保ったまま熱硬化させることができる。
【００１２】
この工程では、多数本の炭素繊維１４を全体として配列密度がほぼ均等となるように配列するが、図３に示すように、突起１３の近傍では該突起１３を回避するようにして炭素繊維１４を配列するため炭素繊維１４の配列密度が高くなり、完成したＣＦＲＰパネル１６においては、連通穴１５の周囲の強度が他の部分より高くなる。
【００１３】
図４に示すように、ハニカムコア１０には、完成したＣＦＲＰパネル１６の連通穴１５に対応する位置でブッシュ穴１７を穿設しておく（第２の工程）。
ブッシュ穴１７は、ハニカムコア１０にテンプレート１９を載置して、ドリル等の工具により所望の形状に形成する。
第２の工程の第１の工程に対する順は問われず、第１の工程の前後、あるいは並行に実施した場合のいずれも本発明に含まれる。
【００１４】
ブッシュ穴１７には、ブッシュ１８形状に対応して座グリ２２を形成する。図５に示すように、ブッシュ１８は、ＣＦＲＰパネル１６の連通穴１５に挿入した際に該連通穴１５の径方向外側に突出するフランジ部２３と、該フランジ部２３との間にＣＦＲＰパネル１６をクランプ固定するクランプ部材２４（ネジ付きリング）とを具備しており、図４に示す座グリ２２は、クランプ部材２４が嵌合可能な形状に形成する。図５において、フランジ部２３は、外観丸棒状のブッシュ本体１８ａの長手方向一端部の外周面全周にわたって突設されており、ブッシュ穴１７は、フランジ部２３を座グリ２２に嵌合することにより、ブッシュ本体１８ａのほぼ全体を収容可能な形状に形成する。なお、連通穴１５とブッシュ本体１８ａとは、ともにパネル形成用治具１１の突起１３とほぼ同じ断面寸法を有し、ブッシュ１８を連通穴１５に挿入すると、フランジ部２３がＣＦＲＰパネル１６に当接し、抜けが防止される。
【００１５】
クランプ部材２４はブッシュ本体１８ａの長手方向中央部からフランジ部２３にわたる部分に刻設されたネジ部２５に螺着可能に形成されたリング体であり、連通穴１５に挿入したブッシュ１８のフランジ部２３に対して、ブッシュ本体１８ａの他端部から挿入してネジ部２５に締め付けることにより、フランジ部２３とクランプ部材２４との間にＣＦＲＰパネル１６をクランプ固定する。
また、クランプ部材２４は、例えば六角形等の外周形状を有し、ブッシュ１８と固定後に接着材で固着されることによりブッシュ１８の回転を規制するので、ＣＦＲＰパネル１６の完成時には、ボルトの締め付け時のトルクに対して十分なブッシュ１８の固定力が得られる。しかも、ブッシュ１８自体が外観円柱状では無い（ブッシュ本体１８ａにリブを有する点など）ことも、接着後のブッシュ１８の回転防止に寄与する。
なお、フランジ部２３やクランプ部材２４の形状やブッシュ１８に対する設置位置等は図５に示す態様に限定されず、例えば、フランジ部２３がブッシュ本体１８ａの長手方向中央部にある態様も、本発明に含まれる。
【００１６】
図５から図７は、第４の工程を示す。
この工程では、図６に示すように、完成したＣＦＲＰパネル１６をハニカムコア１０の両面に貼着して、連通穴１５に予め固定してＣＦＲＰパネル１６から突出させておいたブッシュ１８をブッシュ穴１７内に挿入固定し、図７に示すように目的の架台パネル２６を得る。
完成された架台パネル２６は、所定位置に固定して、装置の繋着等に用いられる。すなわち、ブッシュ１８の架台パネル２６に露出する端面に開口するネジ穴１８ｂに、装置の一部等を螺着すると、この装置等を所望の位置に固定したり繋ぎ止めておくことができる。
【００１７】
図５に示すように、ブッシュ１８は第４の工程までに、第１の工程にて完成したＣＦＲＰパネル１６の連通穴１５に挿入して、フランジ部２３とクランプ部材２４との間にＣＦＲＰパネル１６をクランプすることにより固定しておく（第３の工程）。これにより、ブッシュ本体１８ａがＣＦＲＰパネル１６から突出状態になり、ＣＦＲＰパネル１６をハニカムコア１０に貼着する際に、ブッシュ本体１８ａのＣＦＲＰパネル１６から突出する部分をブッシュ穴１７に挿入すると、ＣＦＲＰパネル１６をハニカムコア１０に対して位置決めしつつ貼着がなされる。
なお、ブッシュ本体１８ａの外周面には図示しないリブが突設されているので、ブッシュ本体１８ａを例えばスプライン加工等が施されたブッシュ穴１７内に挿入すると同時に、ＣＦＲＰパネル１６のハニカムコア１０に対する相対回転がブッシュ本体１８ａの軸回り方向で規制され、位置決め性が一層向上する。
【００１８】
図６においては、ＣＦＲＰパネル１６とハニカムコア１０の固定は、貼着作業の際に両者の間に介装した接着材２７によりなされるが、例えばネジ止め等の各種固定手段の適用が可能である。
ブッシュ１８のハニカムコア１０に対する固定は、ブッシュ穴１７に塗布しておいた接着材（図示せず）によってなされるが、この場合、座グリ２２とクランプ部材２４との間にも十分な接着面積が確保されるので、ＣＦＲＰパネル１６とハニカムコア１０の接着力が高められる。
ここで、ハニカムコアの材質は、十分な剛性を有しかつ軽量であればアルミニウムに限定されず、アルミニウム以外の金属や樹脂等の適用も可能であり、接着材としてもハニカムコアやＣＦＲＰパネルやブッシュの材質に適合する種類のものが適用される。
【００１９】
以下、本実施形態の作用および効果を説明する。
本実施形態の架台パネルの製造方法によれば、架台パネル２６の完成までに炭素繊維１４に切断等の加工を加える必要が無いので、従来の製造方法に比べて、完成した架台パネル２６に高い強度が得られる。
すなわち、図８から図１１に記載の架台パネルの製造方法では、穴４の形成時にＣＦＲＰパネル２にドリル等の工具を貫通させて該ＣＦＲＰパネル２の炭素繊維を切断してしまうのに対し、本願架台パネルの製造方法では、ＣＦＲＰパネル１６の形成時に連通穴１５形成位置を避けるようにして炭素繊維１４を配列し、予め連通穴１５を開口しておいたＣＦＲＰパネル１６をハニカムコア１０に貼着するので、ＣＦＲＰパネル１６の形成時から架台パネル２６の完成に至るまで炭素繊維１４に強度低下等の影響を与えるような加工を加えることが無い。したがって、完成した架台パネル２６では、使用した全ての炭素繊維１４の強度を有効に活かすことができ、強度上有利である。
【００２０】
また、この架台パネルの製造方法によれば、ＣＦＲＰパネル１６にブッシュ１８をクランプ固定するので、従来の接着による固定に比べて、はるかに高い強度が期待できるとともに、固定に要する時間も大幅に短縮することができる。しかも、ＣＦＲＰパネル１６の連通穴１５の近傍では炭素繊維１４密度の高まりによって強度が高められているので、完成した架台パネル２６においては、ブッシュ１８の引張力に対する引き抜き耐力が大幅に向上する。さらに、ＣＦＲＰパネル１６にブッシュ１８をクランプ固定する固定方式を採用したことにより、接着材の使用量を大幅に削減することができるので、架台パネル２６の軽量化および低コスト化が容易である。
【００２１】
なお、ブッシュ穴をハニカムコアに貫設して、ブッシュ穴の一方の端部に挿入したブッシュを架台パネルの反対側からボルト固定することも可能である。この場合、接着材の接着力によりブッシュの引き抜き耐力を得ることに比べて、より高い引き抜き耐力が確実に得られる。また、ブッシュおよび該ブッシュを固定するボルトにより、架台パネルの両側のＣＦＲＰパネルを連結するようにすると、架台パネル全体の強度が大幅に向上する。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の架台パネルの製造方法によれば、第１の工程によって予め連通穴を有する形状に形成したＣＦＲＰパネルをハニカムコアの両面に貼着することにより、ＣＦＲＰパネルの炭素繊維に切断等の加工を加えること無く架台パネルを製造するので、完成した架台パネルの強度が大幅に向上する。また、第１の工程では、治具の突起の近傍の炭素繊維の配列密度が高まって連通穴の周囲の強度が向上し、ブッシュを強固に固定することが可能になるので、完成した架台パネルにおいてはブッシュの引き抜き耐力が向上するといった優れた効果を奏する。
また、ブッシュに設けたフランジ部とクランプ部材とによってＣＦＲＰパネルをクランプすることにより、ブッシュがＣＦＲＰパネルに強固に固定されるようにしたので、（１）完成した架台パネルにおいてはハニカムコアとブッシュとの間の接着力に頼る従来方法に比べてブッシュの引き抜き耐力が大幅に向上する、（２）固定に要する時間が短く架台パネルの組み立て時間が短縮する、（３）接着材の使用量を削減でき、架台パネルの軽量化および低コスト化が容易になるといった優れた効果を奏する。
【００２３】
請求項２記載の架台パネルの製造方法によれば、クランプ部材が嵌合される座グリをブッシュ穴の周囲に形成し、クランプ部材を座グリに嵌合させつつブッシュをブッシュ穴内に挿入固定するようにしたので、クランプ部材と座グリとを接着させる場合にはこれらの間にも十分な接着面積が確保されるため、ＣＦＲＰパネルとハニカムコアとの接着力を高めることができるといった優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の架台パネルの製造方法の一実施形態を示す図であって、第１の工程を示す斜視図である。
【図２】  図１の架台パネルの製造方法の第１の工程を示す斜視図である。
【図３】  本発明の架台パネルの製造方法の作用を示す図であって、パネル形成用治具の突起近傍における炭素繊維の配列状態を示す平面図である。
【図４】  本発明の架台パネルの製造方法の第２の工程において形成されるブッシュ穴を示す断面図である。
【図５】  本発明の架台パネルの製造方法の第４の工程を示す図であって、ブッシュとＣＦＲＰパネルの固定状態を示す正面図である。
【図６】  本発明の架台パネルの製造方法の第４の工程を示す全体斜視図である。
【図７】  本発明の架台パネルの製造方法により完成された架台パネルを示す斜視図である。
【図８】  従来例の架台パネルの製造方法を示す図であって、ＣＦＲＰパネルをハニカムコアに接着する工程を示す斜視図である。
【図９】  図８に示す工程の完了した状態を示す斜視図である。
【図１０】  従来例の架台パネルの製造方法を示す図であって、ハニカムコアおよび該ハニカムコアに接着したＣＦＲＰパネルに連通する穴を穿設する工程を示す斜視図である。
【図１１】  図１０で穿設した穴に挿入したブッシュを接着固定する工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…ハニカムコア（アルミニウムハニカムコア）、１１…パネル形成用治具、１２…繊維配列面、１３…突起、１４…炭素繊維、１５…連通穴、１６…炭素繊維強化プラスチックパネル（ＣＦＲＰパネル）、１７…ブッシュ穴、１８…ブッシュ、２３…フランジ部、２４…クランプ部材、２６…架台パネル。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003732587.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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