JP2010247281A - 繊維強化樹脂複合材積層板の穿孔方法、及び、該穿孔方法を使用して形成された貫通孔を有する繊維強化樹脂複合材積層板と組付け部材との組付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維強化樹脂複合材積層板２に孔あけ用ドリル８を貫通させることで貫通孔１を形成する、繊維強化樹脂複合材積層板２の穿孔方法において、貫通孔１のドリル出口側（ドリル８が突き抜ける側）の端部に層間剥離が生じるのを防止する。
【解決手段】貫通孔１を形成する前に予め、孔あけ用ドリル８が突き抜ける側の面１１にテーパ穴部１５を形成しておく前加工工程を備えるものとし、この前加工工程において、テーパ穴部１５を、形成予定の貫通孔１に対して略同軸に且つ該テーパ穴部１５の最大内径寸法Ｈが貫通孔１の孔径寸法ｄよりも大きくなるように形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、繊維強化樹脂複合材積層板に対してその厚さ方向に孔あけ工具を貫通させることで貫通孔を形成する、繊維強化樹脂複合材積層板の穿孔方法、及び、該穿孔方法を使用して形成された貫通孔を有する繊維強化樹脂複合材積層板と組付け部材との組付け方法に関する技術分野に属する。

一般に、ＦＲＰ等の繊維強化樹脂複合材の積層板に対しては、ドリル等を用いて孔あけが行われるが、このドリルが孔を貫通する際にその突き抜け力によって、孔の出口部側（ドリルが突き抜ける側）の端部に層間剥離等の欠陥が生じる場合があり、現在までに、この層間剥離を防止する技術が種々提案されている。

例えば、特許文献１に示すものでは、ドリルの切れ刃を先端角の大きい先端切れ刃部と先端角の小さい外周側切れ刃部との二部分で構成して、各切れ刃部に、切屑分断用の複数のニックを設けるようにしている。

また、特許文献２に示すものでは、孔あけツールとしてボールエンドミル又はラジアルエンドミルを用いると共に、工具一刃当たりの送り量を０．０３ｍｍに設定する等、加工条件の最適化を図っている。

特開２００７−１３６８９１号公報 特開２００９−３９８１０号公報

しかしながら、特許文献１に示すものでは、既存の孔あけ工具とは異なる特殊形状の工具を別途用意する必要があるため、工具コストが増大するという問題がある。

そこで、特許文献２に示すにように、加工条件の設定を最適化することで層間剥離等の欠陥の発生を抑制することも考えられるが、最適な加工条件（つまり上記欠陥を抑制可能な条件）は、工具の摩耗度等によっても変化するため、この加工条件の最適化のみで上記欠陥を完全に抑制することは困難である。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、孔あけ工具を用いた繊維強化複合材樹脂積層板の穿孔方法、及び該穿孔方法を使用して形成された貫通孔を有する繊維強化樹脂複合材積層板と組付け用部材との組付け方法に工夫を凝らすことで、孔の出口側（工具が突き抜ける側）の端部に層間剥離等の欠陥が生じるのを確実に防止しようとすることにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、繊維強化樹脂複合材積層板に対して孔あけ工具を貫通させる前に予め、積層板の一側面における貫通孔の形成予定箇所に、円錐状のテーパ穴部を形成しておく前加工工程を備えるものとし、この工程において、テーパ穴部を、形成予定の貫通孔に対して略同軸に且つ該テーパ穴部の最大内径寸法が貫通孔の孔径寸法よりも大きくなるように形成するものとした。

具体的には、この発明では、繊維強化樹脂複合材積層板に対してその厚さ方向に孔あけ工具を貫通させることで貫通孔を形成する、繊維強化樹脂複合材積層板の穿孔方法を対象とする。

そして、上記繊維強化樹脂複合材積層板の厚さ方向の一側の面における上記貫通孔の形成予定箇所に予め、該一側から他側に向かって縮径する円錐状のテーパ穴部を、上記形成予定の貫通孔に対して略同軸に且つ該テーパ穴部の最大内径寸法が該貫通孔の孔径寸法よりも大きくなるように形成しておく前加工工程と、上記前加工工程後に、上記繊維強化樹脂複合材積層板における上記貫通孔の形成予定箇所に上記他側から上記一側に向かって上記孔あけ工具を貫通させることで、上記貫通孔を形成するメイン加工工程と、を備えているものとする。

この方法によれば、孔あけ工具の先端部が、テーパ穴部の傾斜した内壁面を突き抜ける（貫通する）こととなるため、孔あけ工具が積層板を突き抜ける際の突き抜け力を、積層板の表面層よりも内側（内層側）の繊維層に作用させることができる。したがって、この突き抜け力が、他の繊維層による押さえが効かない表面層に作用するのを防止することができ、これによって、貫通孔の孔あけ工具が突き抜ける側の端部（以下、貫通孔の出口側の端部という）に、層間剥離等の欠陥が生じるのを防止することができる。

請求項２の発明では、繊維強化樹脂複合材積層板に対してその厚さ方向に孔あけ工具を貫通させることで貫通孔を形成する、繊維強化樹脂複合材積層板の穿孔方法を対象とする。

そして、上記繊維強化樹脂複合材積層板の厚さ方向の一側の面における上記貫通孔の形成予定箇所に予め、該一側から他側に向かって縮径する円錐台状のテーパ穴部を、上記形成予定の貫通孔に対して略同軸に、且つ該テーパ穴部の最大内径寸法が上記貫通孔の孔径寸法よりも大きくなるとともに最小内径寸法が上記貫通孔の孔径寸法よりも小さくなるように形成しておく前加工工程と、上記前加工工程後に、上記繊維強化樹脂複合材積層板の厚さ方向の上記他側から上記一側に向かって上記孔あけ工具を貫通させることで、上記貫通孔を形成するメイン加工工程と、を備えているものとする。

この方法によれば、請求項１の発明と同様の作用効果を得ることができる。

請求項３の発明では、請求項１又は２記載の穿孔方法を使用して形成された貫通孔を有する繊維強化樹脂複合材積層板の上記一側の面に、締結部材が挿通される挿通孔を有する組付け用部材を該締結軸部材を介して組み付ける組付け方法を対象とする。

そして、上記繊維強化樹脂複合材積層板における上記テーパ穴部の内壁面のうち上記貫通孔の形成後に残った面取り面部と、該貫通孔の内壁面の延長面とに挟まれる空間に環状の空間充填部材をセットする充填部材セット工程と、上記繊維強化樹脂複合材積層板の上記一側の面に上記組付け用部材を当接させてセットする組付け用部材セット工程と、上記貫通孔及び上記組付け用部材の挿通孔に上記締結軸部材を挿通して、該締結軸部材により上記組付け用部材を上記繊維強化樹脂複合材積層板の上記一側の面に組付け固定する固定工程とを含み、上記空間充填部材は、上記固定工程終了後の状態において、上記締結軸部材の外周面と上記組付け用部材と上記面取り面部とで囲まれる隙間空間を埋めるように形成されたものとする。

この方法によれば、上記繊維強化樹脂複合材積層板に組付け用部材を組み付ける場合に、積層板に残ったテーパ穴部の内壁面（面取り面部）と、締結軸部材の外周面と、組付け用部材とで囲まれた隙間空間を、空間充填部材により埋めることができる。

これにより、貫通孔の加工に際して、仮に、該貫通孔の出口側の端部の周辺（つまり面取り面部）に、層間剥離にまでは至らない微小なマイクロクラックが発生していたとしても、このクラックが進行して欠陥化するのを確実に防止することができる。

請求項４の発明では、請求項３の発明において、上記空間充填部材は、上記繊維強化樹脂複合材の母材と同じ樹脂材料、又は、該母材に対して接着性を有する該母材とは異なる樹脂材料からなり、上記充填部材セット工程は、上記環状の空間充填部材を、上記面取り面部と、上記貫通孔の内壁面の延長面とに挟まれる空間にセットして接着材でもって該面取り面部に接着固定する工程であるものとする。

このように、空間充填部材を、繊維強化樹脂複合材の母材又は母材接着性樹脂材で構成することで、空間充填部材を接着材等により上記隙間に確実に固着させることができる。したがって、請求項２の発明と同様の作用効果をより一層確実に得ることができる。

請求項５の発明では、請求項３の発明において、上記環状の空間充填部材は、上記固定工程終了後の状態において、上記組付け用部材より作用する押圧力によって変形して、上記隙間空間を構成する空間壁面の全面に密着することで該隙間空間を埋めるように構成されているものとする。

これによれば、空間充填部材として例えばゴム性のＯリングを採用することで、隙間空間への空間充填部材の充填作業を容易化することができるとともに、この隙間でのシール性を向上させることができる。

以上説明したように、本発明の繊維強化樹脂複合材積層板の穿孔方法によると、繊維強化樹脂複合材積層板に対して孔あけ工具を貫通させる前に予め、孔あけ工具を押し付ける側とは反対側の面（他側面）にテーパ穴部を形成しておく前加工工程を含むものとし、この工程において、テーパ穴部を、形成予定の貫通孔に対して略同軸に且つ該テーパ穴部の最大内径寸法が貫通孔の孔径寸法よりも大きくなるように形成するものとしたことで、貫通孔の出口側の端部及びその周辺に、層間剥離等の欠陥が生じるのを確実に防止することができる。

また、本発明の別の穿孔方法によると、繊維強化樹脂複合材積層板に対して孔あけ工具を貫通させる前に予め、孔あけ工具を押し付ける側とは反対側の面に円錐台上のテーパ穴部を形成しておく前加工工程を含むものとし、この工程において、テーパ穴部を、形成予定の貫通孔に対して略同軸に、且つ該テーパ穴部の最大内径寸法が貫通孔の孔径寸法よりも大きくなるとともに最小内径寸法が該貫通孔の孔径寸法よりも小さくなるように形成するものとしたことで、貫通孔の出口側の端部及びその周辺に、層間剥離等の欠陥が生じるのを確実に防止することができる。

本発明の繊維強化樹脂複合材積層板の組付け方法によると、繊維強化樹脂複合材積層板におけるテーパ穴部の内壁面のうち貫通孔の形成後に残った面取り面部と、該貫通孔の内壁面の延長面とに挟まれる空間に環状の空間充填部材をセットするようにしたことで、貫通孔の出口側の端部に、仮に、微小なマイクロクラックが発生していたとしても、クラックが進行して欠陥化することを防止することができる。

本発明の実施形態に係る穿孔方向及び組付け方法が適用された２枚の繊維強化樹脂複合材積層板を接合してなる航空機部品の接合部を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る穿孔方法（粗加工工程）を説明するための説明図であって、（ａ）は前加工工程、（ｂ）はメイン加工工程、（ｃ）は粗完成工程を示す。 仕上げ加工工程を説明するための説明図である。 充填部材を示す概略図である。 メイン加工工程において孔あけ用ドリルがテーパ穴部の周壁面を突き抜けたときの状態を示す拡大断面図である。 他の実施例に係るテーパ穴部の形状を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る穿孔方法により貫通孔１が形成された一対の繊維強化樹脂複合材積層板２（以下、積層板２という）を接合した航空機部品Ａの接合部を示し、この積層板２は、母材に熱可塑性プラスチック（樹脂）を使用し且つ強化材にガラス繊維を使用した繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を積層したものである。尚、この積層板２を適用する部品Ａとしては、航空機部品に限らず、例えば、船舶用部品や自動車用部品等であってもよい。

上記一対の積層板２は、互いの貫通孔１の軸心１ａ（図２参照）が一致するように重ね合わせた状態で、両貫通孔１に挿通されたボルト３（締結軸部材）とナット４とを螺合させることで接合されている。ボルト３は、その座面にワッシャ５を挟んで一方の積層板２に締結されており、ナット４は、ワッシャ６及びバネワッシャ７を挟んで他方の積層板２に締結されている。

各積層板２への貫通孔１の加工は、大別すると、孔あけ用ドリル８（及び面取りドリル９）により各積層板２に孔１を貫通させるための粗加工工程と、この粗加工工程にて形成された貫通孔１の内壁面をリーマ１０により仕上げる仕上げ加工工程と、の２つの工程からなる。各工程は、ワーク（積層板）の段取り替えを行うことなくその表裏両面の加工が可能なＮＣ加工機（図示省略）によって実行される。具体的には、作業者が、ＮＣ加工機に、積層板２をセットして所定操作指令を行うことで、ＮＣ加工機が各工程を実行する。尚、ドリル８，９やリーマ１０は、機械加工において一般に使用される汎用ツールを使用すればよい。

上記粗加工工程は、積層板２の厚さ方向の一側の面１１に、予め面取りドリル９によりテーパ穴部１５を形成しておく前加工工程（図２（ａ）参照）と、該前加工工程後に、積層板２に対してその厚さ方向の他側から一側に向かって孔あけ用ドリル８を貫通させるメイン加工工程（図２（ｂ）参照）と、該メイン加工工程後に、貫通孔１の軸方向他側の周縁部に面取り加工を行う粗完成工程と、からなる。

ＮＣ加工機にて上記前加工工程が実行されると、先ず、形成予定の貫通孔１に対して、上記一側に配設された面取りドリル９の位置決めが行われる（図２（ａ）参照）。この位置決めは、面取りドリル９の軸心９ａと形成予定の貫通孔１の軸心１ａとが略同軸になるように行われる。そして、該位置決め終了後に、面取りドリル９が回転駆動しながら前進して、積層板２に対して所定の送り速度で接近する。この結果、面取りドリル９の先端部が一側面１１に押し付けられて上記他側に向かって加圧される。このことで、積層板２の一側面１１には、面取りドリル９の先端部の形状（本実施形態では、先端角略９０°の円錐形状）に対応した円錐状のテーパ穴部１５が形成される。面取りドリル９は、その切り込み量が予め設定した設定量Ｗになったときに後退して元の位置に退避する。この設定量Ｗは、テーパ穴部１５の一側面１１での外径（テーパ穴部１５の最大内径寸法Ｈ）が、上記貫通孔１の孔径寸法ｄよりも大きくなるように設定されている。したがって、前加工工程は、上記繊維強化樹脂複合材積層板２の厚さ方向の一側の面１１における上記貫通孔１の形成予定箇所に予め、該一側から他側に向かって縮径する円錐状のテーパ穴部１５を、上記形成予定の貫通孔１に対して略同軸に且つ該テーパ穴部１５の最大内径寸法Ｈが該貫通孔１の孔径寸法ｄよりも大きくなるように形成しておく工程であると言える。

ＮＣ加工機にて、前加工工程終了後にメイン加工工程が実行されると、先ず、上記形成予定の貫通孔１に対して、上記他側に配設された孔あけ用ドリル８の位置決めが行われる（図２（ｂ）参照）。この位置決めは、孔あけ用ドリル８の軸心８ｂと貫通孔１の軸心１ａとが略同軸になるように行われる。そして、該位置決め終了後に、孔あけ用ドリル８が回転駆動しながら前進して、積層板２に対して所定の送り速度で接近する。この結果、孔あけ用ドリル８の先端部が、積層板２の他側面１２に押し付けられて一側に向かって加圧される。孔あけ用ドリル８は、そのストレート部８ａが、テーパ穴部１５の内壁面１５ａを完全に突き抜ける所定位置まで前進した後に後退して元の位置に退避する。こうして、メイン加工工程が終了した後の積層板２の貫通孔１の軸方向一側の周縁部には、テーパ穴部１５の内壁面の一部が、傾斜角略４５°の面取り面部１６として残る。

ＮＣ加工機にて、メイン加工工程終了後に粗完成工程が実行されると、既に形成された貫通孔１に対して、上記他側に配設された面取りドリル１４の位置決めが行われる（図２（ｃ）参照）。この位置決めは、面取りドリル１４の軸心１４ａと貫通孔１の軸心１ａとが略同軸になるように行われる。そして、該位置決め終了後に、面取りドリル１４が回転駆動しながら前進して、積層板２（貫通孔１の軸方向他側の端部）に対して所定の送り速度で接近する。面取りドリル１４は、その先端部を、貫通孔１の軸方向他側の周縁部に押し付けて面取りを行った後に後退して元の位置に退避する。こうして、粗完成工程が終了することで、貫通孔１の軸方向他側の周縁部には面取り面部１７が形成される。この面取り面部１７の面取り寸法と、上記メイン加工工程にて形成される面取り面部１６の面取り寸法とは略等しい。

粗加工工程終了後（粗完成工程終了後）に、上記仕上げ加工工程を行う際には、作業者が、上記両積層板２を、各積層板２の貫通孔１が同軸になるように重ね合わせた後に、ＮＣ加工機にセットして所定操作指令を行う。これにより、ＮＣ加工機が仕上げ加工工程を実行する。尚、本実施形態では、図３に示すように、両積層板２の他側面１２同士を当接させて両積層板２を重ね合わせるようにしているが、これに限ったものではなく、例えば、一側面１１同士を当接させるようにしてもよいし、他側面１２と一側面１１とを当接させるようにしてもよい。

ＮＣ加工機にて仕上げ加工工程が実行されると、両積層板２の貫通孔１の軸心１ａとリーマ１０の軸心１０ａとが略同軸になるように、リーマ１０の位置決めが行われる。そして、該位置決め終了後に、リーマ１０が、回転駆動しながら前進して各貫通孔１の内壁面を削ることで仕上げ加工を行う。

そうして、仕上げ加工工程が終了した両積層板２をボルト３で締結することで、上記航空機部品Ａが組み立てられる。組み立て手順としては、先ず、ＮＣ加工機にセットされた仕上げ加工終了後の両積層板２を、その状態（重ね合わせた状態）のまま取り外す。次いで、各積層板２の面取り面部１６（又は１７）に起因して生じる凹部２１乃至２３（つまり、面取り面部１６（又は１７）と、貫通孔１の延長面１８とに挟まれる空間、図４参照）に、該各凹部２１乃至２３の形状と同形状の環状の充填部材４１乃至４３をセットして接着材により固定する。充填部材としては、上記繊維強化樹脂複合材の母材と同じ樹脂材料を使用してもよいし、母材に対して接着性を有する、該母材とは異なる樹脂材料を使用するようにしてもよい。

こうして、上記各凹部２１乃至２３にそれぞれ充填部材４１乃至４３を接着固定した後に、ワッシャ５を、貫通孔１に対して略同軸になるように上記一方の積層板２の上記一側面１１にセットしてその状態でボルト３を該ワッシャ５及び貫通孔１に挿通し、その後、ボルト３の先端部に、ワッシャ６及びバネワッシャ７を順に挿通してナット４を螺合させることで、両積層板２の接合が完了する。

このように上記実施形態では、積層板２に貫通孔１を形成する前の前加工工程において、積層板２の一側面１１に、上記一側から他側に向かって縮径するテーパ穴部１５を、形成予定の貫通孔１に対して略同軸に且つ該一側面１１での穴径寸法Ｈが該貫通孔１の孔径寸法ｄよりも大きくなるように形成したことで、メイン加工工程における貫通孔１形成に際して、貫通孔１における孔あけ用ドリル８が突き抜ける側の端部（以下、ドリル出口側の端部という）に、層間剥離が生じるのを確実に防止することができる。

すなわち、上記のようにテーパ穴部１５を形成しておくことで、メイン加工工程において、孔あけ用ドリル８が、テーパ穴部１５の内壁面１５ａに突き抜けることとなる（図５参照）。このため、孔あけ用ドリル８が積層板２を突き抜ける際の突き抜け力を、表面層２ａよりも内側（上記他側）に位置する繊維層２ｂに作用させることができる。したがって、他の繊維層による押さえが効かない表面層２ａに対して孔あけ用ドリル８の突き抜け力が直接作用するのを防止し、延いては、貫通孔１のドリル出口側の端部に層間剥離が生じるのを確実に防止することができる。

また、上記実施形態では、穴部１５を、円筒状のストレート穴ではなく、円錐状のテーパ穴としたことで、上記表面層２ａよりも内側の繊維層２ｂにおけるドリル８が突き抜ける部分を、その上側の繊維層２ｃでもって押さえつけることができる。したがって、貫通孔１のドリル出口側の端部の層間剥離をより一層確実に抑制することができる。

また、上記実施形態では、粗完成工程において、貫通孔１の軸方向他側の周縁部にも面取り面部１７を形成するようにしたことで、仕上げ加工工程において、両積層板２をどのように重ね合わせたとしても（上記実施形態では、両積層板２の他側面１２同士を当接させて重ね合わせるようにしている）、リーマ加工を行う下孔３５（リーマ１０による仕上げ加工前の貫通孔１が直列に並んでなる孔、図３参照）の軸方向両端部に面取り面部１６（又は１７）を形成することができる。したがって、下孔３５におけるリーマ１０が突き抜ける側の端部（以下、リーマ出口側の端部という）には必ず、面取り面部１６（又は１７）が位置することとなる。したがって、テーパ穴部１５の形成により貫通孔１のドリル出口側の端部の層間剥離を抑制したのと同じ原理で、リーマ１０の突き抜け力が積層板２の表面層に直接作用するのを防止して、下孔３５（貫通孔１）のリーマ出口側の端部における層間剥離を確実に抑制することが可能となる。

また、上記実施形態では、両積層板２をボルト３で締結して部品Ａを組み立てる際に、各面取り面部１６（又は１７）に起因して生じる各凹部２１乃至２３にそれぞれ充填部材４１乃至４３をセットして接着固定するようにしたことで、組み立て完了後に、この面取り面部１６の内壁面と、ワッシャ５，６の座面と、ボルト３の周壁面とで囲まれる隙間３１及び３３（図４参照）を充填部材４１及び４３で埋めることができ、また、両積層板２の面取り面部１７の内壁面と、ボルト３の周壁面とで囲まれる隙間３２を充填部材４２により埋めることができる。

したがって、貫通孔１の加工に際して、仮に、孔１の出口側の端部周辺に、層間剥離には至らないまでも微小なマイクロクラック（ＮＤＩ検査でも検出できないような微小なクラック）が発生していたとしても、その後にクラックが進行するのを確実に防止することができる。また、隙間３１乃至３３を充填部材４１乃至４３で埋めることで、各隙間３１乃至３３でのシール性を向上させることができる。

また、上記実施形態では、各工程が、特殊ツールを使用することなく、孔あけ用ドリル８、面取りドリル９，１４、及びリーマ１０といった汎用工具を使用して実現可能になっており、このため、既存の設備を流用して、孔あけに要するコストを低減することができる。

（他の実施形態）
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、上記テーパ穴部１５を、円錐状に形成するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば、図６（ａ）に示すように、上記積層板２の厚さ方向の両側に開放する円錐台状に形成するようにしてもよい。この場合、テーパ穴部１５は、例えば、図示の如く、面取りドリル９の先端部を積層板２の他側面１２まで貫通させることで形成することができる。また、図６（ｂ）に示すように、テーパ穴部１５を、積層板２の厚さ方向の一側に開放する有底の円錐台状に形成するようにしてもよい。この場合、テーパ穴部１５は、例えば、図示の如く先端部が円錐台状をなす回転切削工具１３を用いて形成することができる。そして、この各場合において、テーパ穴部１５の最大内径寸法Ｈが貫通孔１の孔径寸法ｄよりも大きくなるように且つテーパ穴部１５の最小内径寸法ｈが貫通孔１の孔径寸法ｄよりも小さくなるようにすればよい。

また、上記実施形態では、上記充填部材４１乃至４３を、上記各凹部２１乃至２３の形状に対応する形状を有する母材樹脂材又は母材接着性樹脂材で構成するようにしているが、これに限ったものではなく、断面略円形状のＯリングを使用するようにしてもよい。この場合、各隙間３１乃至３３に充填されるＯリングを、各凹部２１乃至２３からはみ出すように大きめに形成しておけばよい。こうすることで、充填部材４１乃至４３を予め、各隙間３１乃至３３（凹部２１乃至２３）の形状に対応した形状に成形しなくとも、Ｏリングの変形により各隙間３１乃至３３を確実に埋めることができる。したがって、充填部材４１乃至４３の充填作業の容易化を図りながら、各隙間３１乃至３３のシール性をより一層向上させることができる。

また、上記実施形態では、貫通孔１の軸方向他側の周縁部の面取り加工を、メイン加工工程後の粗完成工程にて行うようにしているが、メイン加工工程よりも前に行うようにしてもよい。また、この面取り加工を行わなくともよい。この場合、仕上げ加工工程におけるリーマ加工時の層間剥離を防止しようとすれば、上記下孔３５のリーマ出口側の端部に面取り面部１６が位置するように、両積層板２をＮＣ加工機にセットすればよい。

また、上記実施形態では、積層板２に孔１を貫通させる際に、回転工具である孔あけ用ドリル８を使用するようにしているが、これに限ったものではなく、例えばプレス金型による打ち抜き加工用のパンチを使用するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、上記各工程を、ＮＣ加工機によって実行するようしているが、これに限ったものではなく、例えば、ボール盤等により実行するようにしてもよい。この場合、ドリル８，９やリーマ１０の位置決めは作業者が手動で行えばよい。

本発明は、繊維強化樹脂複合材積層板に対してその厚さ方向に孔あけ工具を貫通させることで貫通孔を形成する、繊維強化樹脂複合材積層板の穿孔方法、及び、該穿孔方法を使用して形成された貫通孔を有する繊維強化樹脂複合材積層板と組付け部材との組付け方法に有用であり、特に、高い強度が要求される航空機部品に使用される繊維強化樹脂複合材積層板の穿孔方法及び組付け方法に有用である。

Ｈ 最大内径寸法
ｈ 最小内径寸法
ｄ 貫通孔の孔径寸法
１ 貫通孔
２ 繊維強化樹脂複合材積層板
３ 締結軸部材
５ ワッシャ（組付け用部材）
６ ワッシャ（組付け用部材）
８ 孔あけ用ドリル（孔あけ工具）
１５ テーパ穴部
１６ 面取り面部
１８ 延長面
３１ 隙間
３３ 隙間
４１ 充填部材（空間充填部材）
４３ 充填部材（空間充填部材）

Claims (5)

1. 繊維強化樹脂複合材積層板に対してその厚さ方向に孔あけ工具を貫通させることで貫通孔を形成する、繊維強化樹脂複合材積層板の穿孔方法であって、
   上記繊維強化樹脂複合材積層板の厚さ方向の一側の面における上記貫通孔の形成予定箇所に予め、該一側から他側に向かって縮径する円錐状のテーパ穴部を、上記形成予定の貫通孔に対して略同軸に且つ該テーパ穴部の最大内径寸法が該貫通孔の孔径寸法よりも大きくなるように形成しておく前加工工程と、
   上記前加工工程後に、上記繊維強化樹脂複合材積層板における上記貫通孔の形成予定箇所に上記他側から上記一側に向かって上記孔あけ工具を貫通させることで、上記貫通孔を形成するメイン加工工程と、を備えていることを特徴とする繊維強化樹脂複合材積層板の穿孔方法。
2. 繊維強化樹脂複合材積層板に対してその厚さ方向に孔あけ工具を貫通させることで貫通孔を形成する、繊維強化樹脂複合材積層板の穿孔方法であって、
   上記繊維強化樹脂複合材積層板の厚さ方向の一側の面における上記貫通孔の形成予定箇所に予め、該一側から他側に向かって縮径する円錐台状のテーパ穴部を、上記形成予定の貫通孔に対して略同軸に、且つ該テーパ穴部の最大内径寸法が上記貫通孔の孔径寸法よりも大きくなるとともに最小内径寸法が上記貫通孔の孔径寸法よりも小さくなるように形成しておく前加工工程と、
   上記前加工工程後に、上記繊維強化樹脂複合材積層板の厚さ方向の上記他側から上記一側に向かって上記孔あけ工具を貫通させることで、上記貫通孔を形成するメイン加工工程と、を備えていることを特徴とする繊維強化樹脂複合材積層板の穿孔方法。
3. 請求項１又は２記載の穿孔方法を使用して形成された貫通孔を有する繊維強化樹脂複合材積層板の上記一側の面に、締結部材が挿通される挿通孔を有する組付け用部材を該締結軸部材を介して組み付ける組付け方法であって、
   上記繊維強化樹脂複合材積層板における上記テーパ穴部の内壁面のうち上記貫通孔の形成後に残った面取り面部と、該貫通孔の内壁面の延長面とに挟まれる空間に環状の空間充填部材をセットする充填部材セット工程と、
   上記繊維強化樹脂複合材積層板の上記一側の面に上記組付け用部材を当接させてセットする組付け用部材セット工程と、
   上記貫通孔及び上記組付け用部材の挿通孔に上記締結軸部材を挿通して、該締結軸部材により上記組付け用部材を上記繊維強化樹脂複合材積層板の上記一側の面に組付け固定する固定工程とを含み、
   上記空間充填部材は、上記固定工程終了後の状態において、上記締結軸部材の外周面と上記組付け用部材と上記面取り面部とで囲まれる隙間空間を埋めるように形成されたものであることを特徴とする組付け方法。
4. 請求項３記載の組付け方法において、
   上記空間充填部材は、上記繊維強化樹脂複合材の母材と同じ樹脂材料、又は、該母材に対して接着性を有する該母材とは異なる樹脂材料からなり、
   上記充填部材セット工程は、上記環状の空間充填部材を、上記面取り面部と、上記貫通孔の内壁面の延長面とに挟まれる空間にセットして接着材でもって該面取り面部に接着固定する工程であることを特徴とする組付け方法。
5. 請求項３記載の組付け方法において、
   上記環状の空間充填部材は、上記固定工程終了後の状態において、上記組付け用部材より作用する押圧力によって変形して、上記隙間空間を構成する空間壁面の全面に密着することで該隙間空間を埋めるように構成されていることを特徴とする組付け方法。

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