JP5452976B2

JP5452976B2 - スリーブ部品引き抜き装置

Info

Publication number: JP5452976B2
Application number: JP2009125702A
Authority: JP
Inventors: 英雄小栗
Original assignee: Kuritakoki Co Ltd
Current assignee: Kuritakoki Co Ltd
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2029-05-25
Also published as: JP2010264582A

Description

本発明は、炭素繊維強化プラスチック製のパネルに挿入された金属製のスリーブ部品を引き抜くためのスリーブ部品引き抜き装置に関する。

近年、例えば航空機の構造材は軽量化のためにアルミ合金から炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）へと変わりつつあり、燃料が搭載される航空機の主翼部分においてもＣＦＲＰ複合材が使用されつつある。この場合、主翼部分は、アルミ合金製Ｉ型補強リブの上下に一対のＣＦＲＰ板を配置する構成とされ、Ｉ型補強リブにＣＦＲＰ複合板を接合させる手段として、例えば図１１に示す構成がある。これは、ＣＦＲＰ複合板１０２とアルミ合金１０３との積層部に貫通孔１０１を開けてＣＦＲＰ１０２側の端面をテーパ状にざぐり、その孔内１０１にステンレス製のスリーブＳを嵌め込み、そこに締結部材としてのチタン製のファスナーＦを押し込む構成である。これにより、主翼部分の内部の液密構造が達成可能となる。

ところで、上述したような航空機の主翼に用いられるスリーブは厚さが０．１〜０．２ｍｍ程と非常に薄いため、ファスナーを孔内に押し込む際にスリーブが孔の内壁に押しつけられて中間部で亀裂が生じて破断し、ファスナー挿入側の反対側の端面側から出てきたり、ＣＦＲＰの端面のざぐりが不十分で、スリーブが孔内に収まらずに表面から突き出てしまう場合がある。このような場合には、ファスナーおよびスリーブを一旦孔内から引き抜いて、新しいものに交換したり、貫通孔のざぐり加工をし直したりする必要がある。

このような場合、孔内に圧入された部材を引き抜く装置としては、例えば特公昭５５−３２５１１号に開示されているものがある。このものは、図１２に示すように、ハウジング１のインロー部１ｂにネジ棒案内４のインロー４ｃを嵌合させ、握り８を時計方向に回し続けて、ネジ棒のネジタップ３ａを盲蓋の内径にタッピングしていく。そして、タッピング完了後、ハンドルレバー６を時計方向に回転させてネジ棒３を引き上げ、盲蓋２をハウジングより取り外す構成である。

特公昭５５−３２５１１号公報

しかしながら上述したような引き抜き装置は、作業スペースが充分に広い場合には有効であるが、狭い箇所で設置や作業を行わなければならない場合には困難が伴ったり、場所によっては使用できない場合があった。また、比較的大きくて厚い部品を引き抜く際には有効であるが、上述した航空機の主翼に使用されているような非常に小さく、薄いスリーブ等においては、そのような装置で取り出すのは容易ではなく、作業中にスリーブが破断したり、孔の内壁に傷がついてしまうという問題が懸念され、到底、実用に供し得ないものである。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、炭素繊維強化プラスチック製のパネルに挿入された金属製のスリーブ部品を引き抜くための引き抜き装置であって、狭い場所でも作業が可能な小型のものを提供することを目的とするものである。

本発明のスリーブ部品引き抜き装置は、炭素繊維強化プラスチック製のパネルに挿入された金属製のスリーブ部品を引き抜くためのスリーブ部品引き抜き装置であって、
前記スリーブ部品の内部に挿入されるスリーブ係合部、このスリーブ係合部と連ねて設けられたネジロッド部、および前記ネジロッド部に連ねて前記スリーブ係合部とは反対側に設けられレンチによる回転操作を可能とするレンチ操作部を一体に有するスリーブ係合ロッドと、底部に滑り面を有し、その滑り面とは反対側にナット支持面を有し、前記滑り面及び前記ナット支持面を貫通して前記スリーブ係合ロッドの前記ネジロッド部を貫通させる貫通孔を備えるナット支持部材と、前記ナット支持部材の前記ナット支持面に設置され前記スリーブ係合ロッドの前記ネジロッド部に螺合するナットとを備えており、前記スリーブ係合ロッドの前記スリーブ係合部は、一定の径の軸本体の外周面に前記スリーブの内周面に係合可能な螺旋状のネジ山が形成されたものであり、前記ネジ山の頂部は、前記スリーブ係合ロッドの先端側ほど細くなるように斜めに切り取られた平坦面状とされて、前記ネジ山の頂部を含んだ前記スリーブ係合部の軸径寸法がスリーブ係合ロッドの先端側ほど小さくなるテーパ状をなしているところに特徴を有する。

炭素繊維強化プラスチック製のパネルに挿入されたスリーブ部品を、本発明のスリーブ部品引き抜き装置を使用して引き抜くには、次のようにする。まず、スリーブ係合ロッドを回転させながら、その先端部（スリーブ係合部）をゆっくりとスリーブ部品内に進入させ、スリーブ係合部をスリーブ部品の内壁に係合させる。

次に、スリーブ部品内に挿入されているスリーブ係合ロッドのレンチ操作部側から、ナット支持部材の貫通孔を貫通させて、パネルの表面にナット支持部材を設置する。この時、スリーブ係合ロッドのネジロッド部の少なくとも一部がナット支持部材のナット支持面よりパネル側に位置する状態となるように、ナット支持面のパネル表面からの距離を設定しておく。

次に、スリーブ係合ロッド（レンチ操作部）の回転を規制した状態で、ナットをスリーブ係合ロッドのネジロッド部に螺合させ、ナット支持部材のナット支持面に当接するまで螺進させる。ナットがナット支持面に当接した後も引き続き回転を行うと、ナットはその位置をナット支持面に保持されたままネジロッド部を螺進するから、両者の螺合が相対的に進行することにより、スリーブ係合ロッドはナットの回転に伴いスリーブ部品とともにパネルからゆっくりと引き出される。

また、スリーブ係合ロッドのスリーブ係合部は、ネジ山の先端を含んだ軸径寸法が先端側ほど小さくなるテーパ状であるから、スリーブ係合ロッドをパネル内へ進入させた場合に、スリーブ係合部をスリーブの内周面に確実に引っ掛けることができる。

また、ナット支持部材のパネルの表面への設置面に滑り面を有するから、パネル表面を傷つけることを防止できる。

さらに、上記滑り板の一部、あるいは滑り板および支持筒部の両方に切欠を設ける構成としておくと、スリーブ部品が挿入された孔が例えば飛行機の主翼構造のうち補強リブのＲ面近くに形成されている場合においても、Ｒ面近くにナット支持部材を設置することが可能となる。このため、引き抜こうとするスリーブ部品がＲ面の近くに存在している場合でも、その引き抜き作業を行うことができるようになる。

また、スリーブ係合部の先端側に、前記スリーブ係合部の最小の軸径以下の挿入案内軸を設けることにより、スリーブ係合ロッドのスリーブ係合部をスリーブ部品内に進入させる際に、その進入姿勢を正規姿勢として軸を曲げることなくスムーズに進入させることができ、スリーブ部品を傷つけることを防止できる。

このように、本発明のスリーブ部品引き抜き装置によれば、パネルの表面に簡単で小型の構成のナット支持部材を設置し、ナットをスリーブ係合ロッドに対して螺進させるだけで、パネルに挿入されたスリーブ部品を引き抜くことができ、狭い場所でも作業が可能である。

本発明のスリーブ部品引き抜き装置の分解斜視図スリーブの引き抜き状態を示す断面図支持筒部の側断面図支持筒部の底面図滑り板の底面図スリーブ係合部の部分拡大図スリーブの引き抜き状態を図２とは異なる方向から見た断面図参考例のスリーブ係合部の部分拡大図他の実施形態のスリーブ引き抜き装置の側断面図支持筒部の平面図航空機の主翼部分のＣＦＲＰおよびアルミ合金の積層部分の接合方法を示す一部拡大断面図従来のスリーブ引き抜き装置を示す断面図

本発明の一実施形態を図１ないし図７によって説明する。
本実施形態のスリーブ部品引抜装置１０は、例えば飛行機の主翼構造の一部をなす炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製のパネルに挿入された金属製のスリーブ部品３０を引き抜くためのものである。図１はその分解斜視図、図２は側断面図を示す。同図に示すように、このスリーブ部品引き抜き装置１０は、ナット支持部材１１と、ナット１９と、スリーブ係合ロッド２０とを有する。ナット支持部材１１は、円形の貫通空間１２Ａを有して略円筒形をなす金属製の支持筒部１２と、その底面に取り付けられて一面側が滑り面とされたフッ素樹脂製の滑り板１６とを備える。

支持筒部１２の上面（滑り板１６とは反対側の面）は、ナット支持面１３となっており、その中央に前記貫通空間１２Ａよりも小さい径の貫通孔１４が形成されている（図３、図４参照）。支持筒部１２の底面には貫通空間１２Ａを中心とした等角度間隔で例えば３カ所にネジ穴１５が形成されている。

前記滑り板１６には、支持筒部１２の貫通空間１２Ａとほぼ同径の開口部１７が形成されている。この開口部１７の回りには開口部１７を中心とした等角度間隔で３カ所に段付きのボルト挿通孔１８が形成されている。ボルト挿通孔１８に挿通した取付ボルト２６を支持筒部１２のネジ穴１５に螺合することで滑り板１６が支持筒部１２に固定されている。滑り板１６は支持筒部１２と概ね同形状の環状部材の一部を、開口部１７が側方に向けて開放するように半円よりも狭い角度領域において直線状に切り欠いた形状をなし、全体として略Ｕ字状とされている（図５参照）。

一方、スリーブ係合ロッド２０は、図１に示すように、一端側からレンチ操作部２１、ネジロッド部２２、スリーブ係合部２３、挿入案内軸２４が一体に形成された形態をなす。レンチ操作部２１は六角柱状をなし、ネジロッド部２２は、このレンチ操作部２１に連ねて設けられており、レンチ操作部２１より径大、かつ、外周面に螺旋状のネジ山２２Ａを形成した形態をなす。また、ネジロッド部２２に連なるスリーブ係合部２３は、ネジロッド部２２よりも径小とされており、図６の部分拡大図に示すように、一定の径の軸本体２３Ｃの外周面に螺旋状のネジ山２３Ａが形成されている。このネジ山２３Ａの頂部は、スリーブ係合ロッド２０の先端側（挿入案内軸２４側）ほど細くなるように斜めに切り取って平坦面２３Ｂを形成した形態とされている。さらにこのスリーブ係合部２３の先端側には、スリーブ係合部２３の最小径と同径で平坦な円筒面を有する挿入案内軸２４が設けられている。そして、これらスリーブ係合部２３および挿入案内軸２４の外周には、両者に連続して軸方向に沿う逃がし溝２５が１８０度隔てて２本、先端部において開放するように設けられている。

ナット１９は、ネジロッド部２２に螺合可能であって、その外形寸法は支持筒部１２の貫通孔１４よりも大きく、ナット支持面１３に載置可能である。

次に、本実施形態のスリーブ部品引き抜き装置１０の使用法について説明する。
図２に示すように、炭素繊維強プラスチックのパネル３１と、補強部材３２とが重ねられており、その重なり部分に連続する孔３３が形成され、その孔３３にスリーブ部品３０が挿入されているとする。その孔３３からスリーブ部品３０を引き抜く際には、まず、スリーブ係合ロッド２０を挿入案内軸２４側からスリーブ部品３０内に軽く挿入する。このように、スリーブ部品３０の径より径小の挿入案内軸２４がスリーブ部品３０内に挿入されることにより、スリーブ係合ロッド２０全体のスリーブ部品３０に対する挿入姿勢が正規姿勢に案内される。

続いて、レンチ操作部２１を例えばラチェット付きレンチによりゆっくり回転させる。すると、スリーブ係合ロッド２０のスリーブ係合部２３にはネジ山２３Ａが形成されているから、スリーブ係合部２３が徐々に深くスリーブ部品３０内に進入してゆく。また、ネジ山２３Ａの先端を含んだスリーブ係合ロッド２０の軸径寸法は、、スリーブ係合ロッド２０の先端側（挿入案内軸２４側）ほど細く（すなわち基端側ほど太く）してあるから、スリーブ係合部２３がスリーブ部品３０内に進入するほどスリーブ部品３０の内周壁に対してネジ山２３Ａが深く食い込むようになり、徐々に回転抵抗が増大する。なお、ネジ山２３Ａの先端は平坦面２３Ｂとなっているから、ネジ山２３Ａはスリーブ部品３０の内周面に対して過剰に深く食い込むことはなく、ネジ山２３Ａの平坦面２３Ｂの螺旋状のエッジ部分がスリーブ部品３０の内周壁に対して係合することになる。そこで、回転抵抗がある程度増大したところで、スリーブ係合ロッド２０のねじ込みを中止する。

そして次に、ナット支持部材１１の滑り板１６側が補強部材３２側となるようにしてスリーブ係合ロッド２０のレンチ操作部２１およびネジロッド部２２を貫通孔１４に貫通させ、ナット支持部材１１を補強部材３２の上に設置する。

この時、図７に示すように、補強部材３２の水平部３２Ａと立ち上がり部３２Ｂとの間にＲ面３２Ｃが存在しており、スリーブ部品３０がそのＲ面３２Ｃの近くに挿入されている場合でも、滑り板１６は環状部材の一部が切り欠かれた形状をなすため、この切り欠かれた部分で補強部材３２のＲ面３２Ｃを逃がすことにより、ナット支持部材１１が傾くことなく設置することができる。

次に、スリーブ係合ロッド２０（レンチ操作部２１）の回転を規制しつつ、スリーブ係合ロッド２０のネジロッド部２２にナット１９を螺合させ、ナット支持部材１１のナット支持面１３に当接するまで螺進させる。そしてナット１９がナット支持面１３に当接した後も、さらにゆっくりと螺進させる。すると、ナット１９の回転（螺進）に伴い、スリーブ係合ロッド２０が孔内から抜け出る方向に移動する。これにより、スリーブ係合部２３に引っ掛かっているスリーブ部品３０がスリーブ係合ロッド２０とともに孔３３内から引き抜かれる。

このように、本実施形態のスリーブ部品引き抜き装置１０によれば、狭い場所でもスリーブ部品３０を、簡単に、かつ部品や孔の内壁を傷つけることなく引き抜くことができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、挿入案内軸２４の軸径を、スリーブ係合部２３の最小軸径と同径としたが、より小さい軸径としてもよい。また、挿入案内軸は必ずしも必要ではない。

（２）スリーブ係合部は、例えば参考例として図８に示すように、軸径が先端側ほど細い軸本体４３Ｃの外周面に高さＨが等しいネジ山４３Ａを形成する形態としてもよく、要は、スリーブ係合部４３のネジ山４３Ａを含んだ全体の軸径が先細のテーパ状となっていればどのような形態でもよい。

（３）また、同じく図８に示すように、スリーブ係合部４３のネジ山４３Ａは、軸本体４３Ｃの先端側の面が軸本体４３Ｃの軸心に対してなす角度ｒが、基端側の面が軸本体４３Ｃの軸心に対してなす角度ｔより小さくなる形態とすることもできる。このような形態とすると、スリーブ係合ロッドのスリーブ部品への挿入時には、ネジ山４３Ａはスリーブ部品３０に対して緩やかに当接し、スリーブ部品３０を傷つけることはない。一方引き抜き時には、ネジ山４３Ａの基端側はスリーブ部品３０との接触角度が大きくなるように設定されているから、互いに滑り難く、スリーブ部品３０をしっかりと引っ掛けた状態で引き抜くことができる。

（４）上記実施形では、円筒形状で一端側に鍔部を有するＴ字型のスリーブ部品３０を引き抜く例を示したが、端面をテーパ状にざぐった孔に挿入するＹ字型のスリーブ部品に適用することもできる。

（５）上記実施形態では、滑り板１６を半円よりも狭い角度領域において切り欠いた形態を示したが、例えば図９および図１０に示すように、滑り板１６に加えて支持筒部４２も、滑り板１６と同等の角度領域において切り欠く形態としてもよい。また、切り欠きは必ずしも必要でなく、切り欠きがない形態としてもよい。

１０…スリーブ部品引き抜き装置
１１…ナット支持部材
１２…支持筒部
１３…ナット支持面
１４…貫通孔
１６…滑り板
１９…ナット
２０…スリーブ係合ロッド
２１…レンチ操作部
２２…ネジロッド部
２２Ａ…ネジ山
２３…スリーブ係合部
２３Ａ…ネジ山
２３Ｂ…平坦面
２３Ｃ…Ｒ面
２４…挿入案内軸
２５…逃がし溝
３０…スリーブ部品
３１…パネル
３２…補強部材

Claims

炭素繊維強化プラスチック製のパネルに挿入された金属製のスリーブ部品を引き抜くためのスリーブ部品引き抜き装置であって、
前記スリーブ部品の内部に挿入されるスリーブ係合部、このスリーブ係合部と連ねて設けられたネジロッド部、および前記ネジロッド部に連ねて前記スリーブ係合部とは反対側に設けられレンチによる回転操作を可能とするレンチ操作部を一体に有するスリーブ係合ロッドと、
底部に滑り面を有し、その滑り面とは反対側にナット支持面を有し、前記滑り面及び前記ナット支持面を貫通して前記スリーブ係合ロッドの前記ネジロッド部を貫通させる貫通孔を備えるナット支持部材と、
前記ナット支持部材の前記ナット支持面に設置され前記スリーブ係合ロッドの前記ネジロッド部に螺合するナットとを備え、
前記スリーブ係合ロッドの前記スリーブ係合部は、一定の径の軸本体の外周面に前記スリーブの内周面に係合可能な螺旋状のネジ山が形成されたものであり、
前記ネジ山の頂部は、前記スリーブ係合ロッドの先端側ほど細くなるように斜めに切り取られた平坦面状とされて、前記ネジ山の頂部を含んだ前記スリーブ係合部の軸径寸法がスリーブ係合ロッドの先端側ほど小さくなるテーパ状をなしているスリーブ部品引き抜き装置。
ナット支持部材は、前記ナット支持面を有する金属製の円筒状をなす支持筒部と、この支持筒部の端面に取り付けられて前記滑り面を構成する滑り板とを備え、前記滑り板は、半円よりも狭い角度領域において直線的に切り欠かれた形状をなす請求項１に記載のスリーブ部品引き抜き装置。
前記支持筒部は、前記滑り板と同等の角度領域において切り欠かれた形状をなす請求項２に記載のスリーブ部品引き抜き装置。
前記スリーブ係合部の先端側には、前記スリーブ係合部の最小軸径以下の軸径である平坦な円筒面を有する挿入案内軸がさらに設けられている請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のスリーブ部品引き抜き装置。
前記ネジ山のうち前記軸本体の先端側の面が前記軸本体の軸心に対してなす角度が、基端側の面が前記軸本体の軸心に対してなす角度より小さくなるように形成されている請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のスリーブ部品引き抜き装置。