JP6542081B2 - ガイド装置およびスカーフ加工面形成方法 - Google Patents

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Description

本発明は、被加工材の表面形状に沿ってルータ装置を案内するガイド装置および被加工材の表面に平面視が円形上のスカーフ加工面を形成するスカーフ加工面形成方法に関するものである。
繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの複合材からなる部品の表面が衝撃により損傷した場合、平面視円形のすり鉢状に加工するスカーフ加工により損傷部位を除去し、スカーフ加工により形成された面（以下、スカーフ加工面という。）に新たな複合材を補填して修復する技術が知られている。現状、スカーフ加工は手作業で実施されているため長い作業時間を要する。また、スカーフ加工を手作業で実施する場合において、スカーフ加工により加工すべき範囲や深さの基準が被加工材そのものから視認することができない場合には適切な加工精度が得られないという問題がある。
この問題を解決するためのスカーフ加工を行うための専用の加工装置が、特許文献１に開示されている。特許文献１の加工装置は、加工工具が可動フレームに固定され、フレームを動かすことでスカーフ加工を行う機構を有している。
米国特許第５２０７５４１号明細書
しかしながら、特許文献１に記載の加工装置は、様々な加工面の条件に対応させるために、多数の機構を備えた複雑な装置となっている。そのため、装置の製造コストが高く、かつ加工すべき損傷部位の面積が狭い場合には十分に適応できないなどの問題がある。
また、航空機の主翼，尾翼，胴体等の複雑な曲面形状（例えば、複数方向に曲率を有するダブルコンター形状）を有する被加工材にスカーフ加工を施す場合に、損傷部位に対して適切に加工装置を配置することが困難である。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被加工材の加工面積が狭い場合、複雑な曲面形状を有する場合、あるいは被加工材そのものからスカーフ加工の基準を視認することができない場合であっても適用可能であり、スカーフ加工を行うための専用の加工装置を用いずに十分な加工精度で手作業によるスカーフ加工を行うことを可能にしたガイド装置およびスカーフ加工面形成方法を提供することを目的とする。
上記した課題を解決するために、本発明は、以下の手段を採用する。
本発明の一態様にかかるガイド装置は、外周面に切削部が形成されたバイトを回転させて該切削部に接触する被加工材を切削するルータ装置を、少なくとも所定方向に沿って曲率を有する前記被加工材の表面形状に沿って案内するものであって、前記バイトを挿入可能な第１貫通穴と該第１貫通穴に前記バイトが挿入された状態で該バイトが取り付けられる前記ルータ装置の取付部を該第１貫通穴に沿って案内するガイド面とを有するガイド部と、前記被加工材の表面に接触するとともに該表面に対する前記ガイド面の位置を保持する保持部と、前記被加工材に形成される位置決め穴に位置決めされる位置決めピンが挿入される第２貫通穴を有するとともに該位置決めピンが該第２貫通穴に挿入された状態で前記ガイド部を前記位置決めピンが延びる軸線と交差する径方向の所定位置に位置決めする位置決め部と、を備え、前記ガイド面は、前記保持部が前記被加工材の表面に接触した状態で、前記第２貫通穴に近付くにつれて前記表面からの距離が短くなるように形成されており、前記ガイド部は、弾性変形可能に形成されており、前記保持部は、前記ガイド部を前記被加工材の表面形状に沿って弾性変形させた場合に、前記表面に対する前記ガイド面の位置を前記表面形状に応じた位置に保持する。
本発明の一態様にかかるガイド装置によれば、位置決め部の第２貫通穴に位置決めピンが挿入された状態でガイド部が位置決めピンが延びる軸線と交差する径方向の所定位置に位置決めされる。このガイド部は、弾性変形可能であるため、被加工材の表面形状に沿って弾性変形させた場合に、表面に対するガイド面の位置が保持部により保持される。この状態でルータ装置のバイトを第１貫通穴に挿入して被加工材の表面を切削すると、ガイド面が被加工材の表面形状に沿った位置に保持されているため、被加工材の表面形状に沿った基準溝が被加工材に形成される。
手作業によりスカーフ加工を行う作業者は、被加工材の表面に形成される基準溝と同じ深さとなるように被加工材の表面を切削することにより、第２貫通穴に近付くにつれて深くなる基準溝の周囲が切削され、被加工材の表面に第２貫通穴の位置を中心としたスカーフ加工面が形成される。
このように本発明の一態様にかかるガイド装置によれば、ガイド部を被加工材の表面形状に沿って弾性変形させた状態で基準溝を形成することで、被加工材の加工面積が狭い場合、複雑な曲面形状を有する場合、あるいは被加工材そのものからスカーフ加工の基準を視認することができない場合であっても、スカーフ加工を行うための専用の加工装置を用いずに十分な加工精度で手作業によるスカーフ加工を行うことができる。
本発明の一態様にかかるガイド装置においては、前記ガイド部と前記保持部と前記位置決め部とが弾性材料により単一の部材として形成された構成としてもよい。
このようにすることで、弾性材料により単一の部材として形成されたガイド装置を被加工材の表面形状に沿って弾性変形させることにより、被加工材の表面形状に沿った基準溝を形成することができる。
上記構成のガイド装置においては、前記軸線回りの複数の位置に前記径方向に延びる前記第１貫通穴を有する複数の前記ガイド部が形成されていてもよい。
このようにすることで、弾性材料により単一の部材として形成されたガイド装置を被加工材の表面形状に沿って弾性変形させ、複数のガイド部が有する第１貫通穴のそれぞれにルータ装置のバイトを順次挿入することにより、被加工材の表面形状に沿った複数の基準溝を形成することができる。
上記構成のガイド装置において、前記第１貫通穴は、前記軸線回りの周方向に沿って延びる螺旋状に形成されていてもよい。
このようにすることで、弾性材料により単一の部材として形成されたガイド装置を被加工材の表面形状に沿って弾性変形させ、ガイド部が有する螺旋状に形成される第１貫通穴に沿ってルータ装置のバイトを移動させることにより、被加工材の表面形状に沿った螺旋状の基準溝を形成することができる。
上記構成のガイド装置において、前記保持部は、前記第１貫通穴を取り囲むように形成されるとともに前記被加工材の前記表面に接触する接触部と、負圧源に接続される吸引穴と連通する凹溝部とを有し、前記ガイド部は、前記接触部が前記被加工材の前記表面に接触した状態で前記凹溝部の空気が前記負圧源によって前記吸引穴から排出される場合に、前記被加工材の表面形状に沿って弾性変形するものであってもよい。
このようにすることで、弾性材料により単一の部材として形成されたガイド装置を被加工材の表面形状に沿って弾性変形させ、凹溝部と被加工材の表面とにより仕切られた空間から負圧源の作用によって空気を吸引穴から排出することにより、ガイド装置を被加工材の表面に吸着させることができる。そのため、ガイド装置が被加工材の表面形状に沿って弾性変形した状態を容易に維持することができる。
本発明の一態様にかかるガイド装置において、前記ガイド部は、板状の金属部材であり、前記保持部は、前記金属部材の一面の複数箇所から突出するように形成された複数のピン部材であってもよい。
このようにすることで、板状の金属部材を被加工材の表面形状に沿って弾性変形させることにより、被加工材の表面形状に沿った基準溝を形成することができる。
本発明の一態様にかかるスカーフ加工面形成方法は、少なくとも所定方向に沿って曲率を有する前記被加工材の表面形状に沿って該被加工材の表面に平面視が円形状のスカーフ加工面を形成するものであり、前記被加工材の基準位置回りの周方向の複数位置に、前記周方向に直交する径方向に延びるとともに該基準位置に近付くにつれて深くなる基準溝を形成する基準溝形成工程と、前記基準溝形成工程により複数の前記基準溝が形成された前記被加工材の表面を前記基準溝に挟まれる領域の深さが該基準溝と同じ深さとなるように切削し、前記被加工材の表面に前記スカーフ加工面を形成するスカーフ加工面形成工程とを備え、前記基準溝形成工程は、隣接する前記基準溝同士が連結されないように複数の前記基準溝を形成する。
本発明の一態様にかかるスカーフ加工面形成方法によれば、被加工材の基準位置回りの周方向の複数位置に複数の基準溝を形成する際に、隣接する基準溝同士が連結されないようにする。
そのため、例えば、樹脂を繊維で強化した複合材等の擬似等方性を有する被加工材に基準溝を形成した場合であっても、複数の基準溝が連結されて連結部分に働く応力が開放され、擬似等方性を保持できない状態となることを抑制することができる。
また、複数の基準溝が基準位置に近付くにつれて深くなるように形成されているため、基準溝に挟まれる領域の深さが基準溝と同じ深さとなるように切削することにより、平面視が円形状のすり鉢状のスカーフ加工面を被加工材に形成することができる。
本発明によれば、被加工材の加工面積が狭い場合、複雑な曲面形状を有する場合、あるいは被加工材そのものからスカーフ加工の基準を視認することができない場合であっても適用可能であり、スカーフ加工を行うための専用の加工装置を用いずに十分な加工精度で手作業によるスカーフ加工を行うことを可能にしたガイド装置およびスカーフ加工面形成方法を提供することができる。
第１実施形態のルータガイドを示す平面図である。 第１実施形態のルータガイドを示す底面図である。 図１に示すルータガイドのＡ−Ａ矢視縦断面図である。 図１に示すルータガイドのＢ−Ｂ矢視縦断面図である。 第１実施形態のルータガイドを複合材に取り付けた状態を示す縦断面図である。 第１実施形態のルータガイドを用いて複数の基準溝が形成された複合材を示す平面図である。 第１実施形態のルータガイドを用いて複数の基準溝が形成された複合材を示す平面図である。 第１実施形態のルータガイドを用いて複数の基準溝が形成された複合材の変形例を示す平面図である。 第１実施形態のルータガイドを複合材に取り付けた状態の変形例を示す縦断面図である。 スカーフ加工面が形成された複合材を示す斜視図である。 図１０に示すスカーフ加工面が形成された複合材のＣ−Ｃ矢視縦断面図である。 第２実施形態のルータガイドを示す平面図である。 第２実施形態のルータガイドを示す底面図である。 図１２に示すルータガイドのＤ−Ｄ矢視端面図である。 第３実施形態のルータガイドを示す平面図である。 第３実施形態のルータガイドを示す底面図である。 第４実施形態のルータガイドを示す平面図である。 図１７に示すルータガイドのＥ−Ｅ矢視縦断面図である。 第４実施形態のルータガイドを複合材に取り付けた状態を示す縦断面図である。
〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態のルータガイドについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のルータガイド（ガイド装置）１００は、少なくとも所定方向に沿って曲率を有する複合材（被加工材）３００の表面形状に沿ってルータ装置２００を案内し、複合材３００の表面３００ａに手作業によりスカーフ加工を行うための基準溝３２０を形成する装置である。
本実施形態の複合材３００として、例えば、炭素繊維からなる複数の繊維層と複数の樹脂層とが板厚方向に交互に積層された炭素繊維複合材（ＣＦＲＰ）を採用することができる。また例えば、ガラス繊維からなる複数の繊維層と複数の樹脂層とが板厚方向に交互に積層されたガラス繊維複合材（ＧＦＲＰ）を採用することができる。
また、本実施形態の複合材３００は、少なくとも所定方向に沿って曲率を有する部材である。複合材３００として、例えば、一方向にのみ曲率を有する部材を採用してもよい。また、複合材３００として、複数方向に曲率を有するダブルコンター形状の複合材３００を採用してもよい。また、複合材３００として、ルータガイド１００を弾性変形させて表面形状に追従させることが可能な程度の複雑な曲面を有する部材を採用してもよい。
図１の平面図および図２の底面図に示すように、ルータガイド１００は、第１貫通穴１１とガイド面１２とを有するガイド部１０と、複合材３００（図５参照）の表面３００ａに接触するとともに表面３００ａに対するガイド面１２の位置を保持する保持部２０と、位置決めピン４００（図５参照）が挿入される第２貫通穴３１を有する位置決め部３０とが、弾性変形可能な弾性材料により単一の部材として形成された装置である。
ルータガイド１００を構成する弾性材料としては、例えば、硬度６０〜９０かつ板厚が１５ｍｍ〜２０ｍｍのウレタン樹脂を採用することができる。
図３（図１に示すルータガイド１００のＡ−Ａ矢視断面図）に示すルータ装置２００は、外周面に切削部２１１が形成されたバイト２１０を軸線Ｙ回りに回転させて切削部２１１に接触する複合材３００を切削する装置である。バイト２１０は、バイト取付部２２０に着脱可能に取り付けられている。図３に示すように、バイト取付部２２０の下面がガイド面１２に押し付けられ、バイト取付部２２０の下面がガイド面１２により案内される状態で、バイト２１０の先端部は保持部２０の底面（接触部）２１から突出した状態となる。
ここで、ルータガイド１００のガイド部１０が有するガイド面１２および第１貫通穴１１について説明する。
図３に示すように、ルータガイド１００のガイド面１２は、第１貫通穴１１にルータ装置２００のバイト２１０が挿入された状態で、バイト２１０が取り付けられるルータ装置２００のバイト取付部２２０の下面を第１貫通穴１１に沿って案内する面である。
図１に示すように、ルータガイド１００に形成される第１貫通穴１１は、長さがＬ１で幅がＷ１であり、長さＬ１が幅Ｗ１より長い長穴となっている。図４（図１に示すルータガイド１００のＢ−Ｂ矢視断面図）に示すように、第１貫通穴１１の幅Ｗ１は、ルータ装置２００のバイト２１０の幅Ｗ２よりも長く、かつバイト取付部２２０の幅Ｗ３よりも短くなっている。そのため、第１貫通穴１１にルータ装置２００のバイト２１０を挿入すると、バイト取付部２２０の下面がガイド部１０のガイド面１２に接触した状態となる。
次に、ルータガイド１００の保持部２０について説明する。
図２に示すように、保持部２０は、第１貫通穴１１を取り囲むように形成されるとともに複合材３００の表面３００ａに接触する底面２１と、負圧源（図示略）に接続される吸引穴３２と連通する凹溝部２２とを有する。保持部２０を複合材３００の表面形状に沿って弾性変形させた場合、底面２１が複合材３００の表面３００ａに接触した状態となる。一方、凹溝部２２は、複合材３００の表面３００ａとともに、吸引穴３２を介して負圧源と連通する閉空間を形成する。
ガイド部１０を備えるルータガイド１００は、弾性材料により形成されているため、底面２１が複合材３００の表面３００ａに接触した状態で凹溝部２２の空気が負圧源（図示略）によって吸引穴３２から排出される場合に、負圧源の作用によって複合材３００の表面形状に沿って弾性変形した状態を維持する。
図５は、ルータガイド１００が、負圧源の作用によって複合材３００の表面形状に沿って弾性変形した状態を示している。図５に示すように、ガイド面１２は、保持部２０の底面２１が複合材３００の表面に接触した状態で、第２貫通穴３１に近付くにつれて表面３００ａからの距離がＤ１からＤ２まで漸次短くなるように形成されている。
また、図５に示すように、保持部２０の底面２１は、ガイド部１０を複合材３００の表面形状に沿って弾性変形させた場合に、表面３００ａに対するガイド面１２の位置を複合材３００の表面形状に沿った位置に保持する。
次に、ルータガイド１００の位置決め部３０について説明する。
図５に示すように、位置決め部３０は、複合材３００に形成される位置決め穴３１０に位置決めされる位置決めピン４００が挿入される第２貫通穴３１を有する。位置決め部３０は、位置決めピン４００が第２貫通穴３１に挿入された状態でガイド部１０を位置決めピン４００が延びる軸線Ｘと直交する軸線Ｚに沿って延びる径方向の所定位置に位置決めする。
ルータ装置２００を操作する作業者は、図５に示すように位置決め部３０によりルータガイド１００が複合材３００に位置決めされた状態で、ルータ装置２００のバイト２１０を第１貫通穴１１の第２貫通穴３１から最も遠い側の端部に挿入する（図５に破線で示す位置）。ルータ装置２００を操作する作業者は、バイト取付部２２０の下面をガイド面１２に接触させながら第２貫通穴３１に近付ける方向に移動させ、バイト２１０によって複合材３００を切削した状態で、第１貫通穴１１の第２貫通穴３１に最も近い側の端部に移動させる（図５に実線で示す位置）。
以上の作業により、複合材３００の表面３００ａには、バイト２１０の切削部２１１により形成される基準溝３２０が形成される。ガイド面１２は第２貫通穴３１に近付くにつれて表面３００ａからの距離がＤ１からＤ２まで漸次短くなるように形成されているため、基準溝３２０は第２貫通穴３１に近付くにつれて漸次深くなるように形成される。
このように、位置決めピン４００によりルータガイド１００の第２貫通穴３１を複合材３００の位置決め穴３１０に位置決めすることにより、位置決め穴３１０を中心とした径方向の所定位置の複合材３００の表面３００ａにルータ装置２００を用いて基準溝３２０を形成することができる。
次に、複合材３００の表面３００ａの位置決め穴３１０を中心とした周方向の複数の位置に複数の基準溝３２０を形成する工程について説明する。
図６は、本実施形態のルータガイド１００を用いて複数の基準溝３２０が形成された複合材３００を示す平面図である。図６に破線で示すルータガイド１００は、第２貫通穴３１に位置決めピン４００（図示略）を挿入した状態で複合材３００の位置決め穴３１０（図示略）に固定されている。
ルータ装置２００を操作する作業者は、以下（１）−（３）の工程（基準溝形成工程）を連続的に行うことにより、複合材３００の表面３００ａの位置決め穴３１０が配置される基準位置回りの周方向の複数位置に、周方向に直交する径方向に延びる複数の基準溝３２０を形成する。この基準溝３２０は、位置決め穴３１０の基準位置に近付くにつれて深くなる溝となっている。
（１）−（３）の工程は、以下に示す通りである。
（１）負圧源を動作させ、ルータガイド１００を複合材３００の表面３００ａに吸着させる。
（２）ルータガイド１００の第１貫通穴１１にルータ装置２００のバイト２１０を挿入して第２貫通穴３１に近付ける方向に移動させ、基準溝３２０を形成する。
（３）負圧源の動作を解除し、ルータガイド１００を、位置決め穴３１０を基準に周方向（図６に矢印で示す方向）に回転させる。
図６は、以上の（１）−（３）の作業を５回行うことにより、位置決め穴３１０を基準に周方向の５箇所に等間隔かつ同じ長さの基準溝３２０を形成した状態を示す。
また、図７は、以上の（１）−（３）の作業を１６回行うことにより、位置決め穴３１０を基準に周方向の全周の１６箇所に等間隔かつ同じ長さの基準溝３２０を形成した状態を示す。
なお、図６に示すように、基準溝３２０を反時計回りに連続的に形成しているのは、ルータガイド１００の保持部２０が有する凹溝部２１が吸着する複合材３００の表面３００ａに基準溝３２０が配置されないようにするためである。
図６に示すように、複合材３００の表面３００ａにルータガイド１００を配置した場合、凹溝部２２は基準溝３２０に対して位置決め穴３１０回りの周方向に反時計回りに回転した位置に配置される。この場合、凹溝部２２の下方には基準溝３２０が形成されていない表面３００ａが配置される。
一方、基準溝３２０を時計回りに連続的に形成すると、基準溝３２０が形成された位置に凹溝部２２が配置されることとなる。この場合、凹溝部２２と複合材３００の表面３００ａとの間に閉空間が形成されず、ルータガイド１００を複合材３００の表面３００ａに吸着させることができない。そのため、本実施形態では、基準溝３２０を反時計回りに連続的に形成している。
図７に示すように、基準溝３２０の位置決め穴３１０に近い側の端部同士は、互いに連結されないように離間した状態となっている。このようにしているのは、樹脂を繊維で強化した擬似等方性を有する複合材に基準溝を形成した場合に、複数の基準溝が連結されて連結部分に働く応力が開放され、擬似等方性を保持できない状態となることを抑制するためである。
なお、複数の基準溝が連結されて擬似等方性を保持できない状態となることを更に抑制するために、図８に示す変形例のように基準溝３２０および基準溝３２１を周方向に交互に形成してもよい。図８に示す変形例は、位置決め穴３１０を通過する径方向の長さが長い基準溝３２０と、径方向の長さが短くかつ位置決め穴３１０側の端部の位置が径方向の外側に後退した基準溝３２１とを周方向に交互に形成した例である。
図８に示す変形例のように基準溝３２０および基準溝３２１を形成することにより、図７に示す例に比べ、隣接する基準溝３２０，３２１が連結されずに十分に離間した状態とすることができる。
図８の変形例に示す基準溝３２１を複合材３００の表面３００ａに形成する場合、ルータガイド１００にストッパ２３０を配置するものとする。
図９に示すように、ストッパ２３０をガイド面１２の第２貫通穴３１側に配置することにより、ルータ装置２００が第１貫通穴１１の第２貫通穴３１側の端部まで到達しないように規制される。このようにストッパ２３０を用いることで、基準溝３２０を形成する際に用いるルータガイド１００を用いて、複合材３００の表面３００ａに基準溝３２１を形成することができる。
図７または図８に示すように位置決め穴３１０を中心とした周方向の複数の位置に基準溝３２０（基準溝３２１）が形成された後、手作業によりスカーフ加工を行う作業者は、エアツール（図示略）を用いて、基準溝３２０（基準溝３２１）以外の領域が基準溝３２０（基準溝３２１）と同じ深さとなるように複合材３００の表面３００ａを切削する。
エアツールは、空気圧を動作源として研磨部材を回転させ、回転した状態の研磨部材を作業者の手作業によって複合材３００の表面３００ａに接触させることにより、複合材３００の表面３００ａを切削する装置である。
エアツールを用いて複合材３００の表面３００ａを切削することにより、第２貫通穴に近付くにつれて深くなる基準溝の周囲が切削され、複合材３００の表面３００ａに第２貫通穴３１の位置（位置決め穴３１０の位置）を中心としたスカーフ加工面が形成される（スカーフ加工面形成工程）。
図１０は、スカーフ加工面が形成された複合材を示す斜視図である。また、図１１は、図１０に示す複合材３００のＣ−Ｃ矢視断面図である。
図１０，図１１に示す３００ｂがスカーフ加工面であり、３００ｃがスカーフ加工面３００ｂに取り囲まれる底面部である。
図１０，図１１に示すように、スカーフ加工面３００ｂは外周側から内周側に向けて漸次深くなるようにすり鉢状に形成される面であり、平面視が円形となっている。底面部３００ｃは、複合材３００の表面形状と略一致した形状に形成される面であり、平面視が円形となっている。
なお、図１０のスカーフ加工面３００ｂに示される実線は、複合材３００の繊維層を示している。作業者が図１０に示す繊維層を十分に視認することができる場合、この繊維層を基準として（例えば、所望のスカーフ加工面３００ｂを形成するために必要な繊維層の数）スカーフ加工面３００ｂを形成することができるが、繊維層と基準溝３２０（基準溝３２１）の双方を基準とすることにより、より確実にスカーフ加工面３００ｂを形成することができる。
また、作業者が図１０に示す繊維層を十分に視認することができない場合には、繊維層を基準として所望のスカーフ加工面３００ｂを形成することができない。この場合であっても、基準溝３２０（基準溝３２１）を基準とすることにより、作業者はエアツールを用いて所望のスカーフ加工面３００ｂを形成することができる。
以上説明した本実施形態のルータガイド１００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態のルータガイド１００によれば、位置決め部３０の第２貫通穴３１に位置決めピン４００が挿入された状態でガイド部１０が位置決めピン４００が延びる軸線Ｘと交差する軸線Ｚに沿った径方向の所定位置に位置決めされる。このガイド部１０は、弾性変形可能であるため、複合材３００の表面形状に沿って弾性変形させた場合に、表面３００ａに対するガイド面１２の位置が保持部１０により保持される。この状態でルータ装置２００のバイト２１０を第１貫通穴１１に挿入して複合材３００の表面を切削すると、ガイド面１２が複合材３００の表面形状に沿った位置に保持されているため、複合材３００の表面形状に沿った基準溝３２０が複合材３００に形成される。
手作業によりスカーフ加工を行う作業者は、複合材３００の表面３００ａに形成される基準溝３２０と同じ深さとなるように複合材３００の表面３００ａを切削することにより、第２貫通穴３１に近付くにつれて深くなる基準溝３２０の周囲が切削され、複合材３００の表面に第２貫通穴３１の位置を中心としたスカーフ加工面３００ｂが形成される。
このように本実施形態のルータガイド１００によれば、ガイド部１０を複合材３００の表面形状に沿って弾性変形させた状態で基準溝３２０を形成することで、複合材３００の加工面積が狭い場合、複雑な曲面形状を有する場合、あるいは複合材３００そのものからスカーフ加工の基準を視認することができない場合であっても、スカーフ加工を行うための専用の加工装置を用いずに十分な加工精度で手作業によるスカーフ加工を行うことができる。
本実施形態のルータガイド１００は、ガイド部１０と保持部２０と位置決め部３０とが弾性材料により単一の部材として形成されている。
このようにすることで、弾性材料により単一の部材として形成されたルータガイド１００を複合材３００の表面形状に沿って弾性変形させることにより、複合材３００の表面形状に沿った基準溝３２０を形成することができる。
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は第１実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第１実施形態と同様であるものとする。
第１実施形態のルータガイド１００は、第１貫通穴１１を有する単一のガイド部１０を有するものであった。
それに対して、本実施形態のルータガイド１０１は、位置決めピン４００が延びる軸線Ｘ回りの複数の位置に径方向に延びる第１貫通穴１１ａを有する複数のガイド部１０ａが形成されたものである。
図１２の平面図および図１３の底面図に示すように、ルータガイド１０１は、第１貫通穴１１ａとガイド面１２ａ（図１４参照）とを有するガイド部１０ａと、複合材３００（図１４参照）の表面３００ａに接触するとともに表面３００ａに対するガイド面１２ａの位置を保持する保持部２０ａと、位置決めピン４００（図５参照）が挿入される第２貫通穴３１ａを有する位置決め部３０ａとが、弾性変形可能な弾性材料により単一の部材として形成された装置である。
図１２および図１３に示すように、本実施形態のルータガイド１０１は、位置決めピン４００が挿入される第２貫通穴３１ａを中心とした周方向の複数の位置に径方向に延びる第１貫通穴１１ａを有する複数のガイド部１０ａが放射状に形成されている。
図１３に示すように、保持部２０ａは、第１貫通穴１１ａを取り囲むように形成されるとともに複合材３００の表面３００ａに接触する底面２１ａと、負圧源（図示略）に接続される吸引穴３２ａと連通する凹溝部２２ａとを有する。保持部２０ａを複合材３００の表面形状に沿って弾性変形させた場合、底面２１ａが複合材３００の表面３００ａに接触した状態となる。一方、凹溝部２２ａは、複合材３００の表面３００ａとともに、吸引穴３２ａを介して負圧源と連通する閉空間を形成する。
ガイド部１０ａを備えるルータガイド１０１は、弾性材料により形成されているため、底面２１ａが複合材３００の表面３００ａに接触した状態で凹溝部２２ａの空気が負圧源（図示略）によって吸引穴３２ａから排出される場合に、複合材３００の表面形状に沿って弾性変形した状態を維持する。
図１４は、ルータガイド１０１が、負圧源の作用によって複合材３００の表面形状に沿って弾性変形した状態を示している。図１４に示すように、ガイド面１２ａは、保持部２０ａの底面２１ａが複合材３００の表面に接触した状態で、第２貫通穴３１ａに近付くにつれて表面３００ａからの距離が漸次短くなるように形成されている。
また、図１４に示すように、保持部２０ａの底面２１ａは、ガイド部１０ａを複合材３００の表面形状に沿って弾性変形させた場合に、表面３００ａに対するガイド面１２ａの位置を複合材３００の表面形状に沿った位置に保持する。
図１４に示すように、位置決め部３０ａは、複合材３００に形成される位置決め穴３１０に位置決めされる位置決めピン４００が挿入される第２貫通穴３１ａを有する。位置決め部３０ａは、位置決めピン４００が第２貫通穴３１ａに挿入された状態でガイド部１０ａを位置決めピン４００が延びる軸線Ｘと直交する軸線Ｚに沿って延びる径方向の所定位置に位置決めする。
ルータ装置２００を操作する作業者は、図１４に示すように位置決め部３０ａによりルータガイド１０１が複合材３００に位置決めされた状態で、ルータ装置２００のバイト２１０を第１貫通穴１１ａの第２貫通穴３１ａから最も遠い側の端部に挿入する（図１４に破線で示す位置）。
ルータ装置２００を操作する作業者は、バイト取付部２２０の下面をガイド面１２ａに接触させながら第２貫通穴３１ａに近付ける方向に移動させ、バイト２１０によって複合材３００を切削した状態で、第１貫通穴１１ａの第２貫通穴３１ａに最も近い側の端部に移動させる（図１４に実線で示す位置）。
以上の作業により、複合材３００の表面３００ａには、バイト２１０の切削部２１１により形成される基準溝３２０が形成される。ガイド面１２ａは第２貫通穴３１に近付くにつれて表面３００ａからの距離が漸次短くなるように形成されているため、基準溝３２０は第２貫通穴３１ａに近付くにつれて漸次深くなるように形成される。
このように、位置決めピン４００によりルータガイド１０１の第２貫通穴３１ａを複合材３００の位置決め穴３１０に位置決めすることにより、位置決め穴３１０を中心とした径方向の所定位置の複合材３００の表面３００ａにルータ装置２００を用いて基準溝３２０を形成することができる。
以上説明した本実施形態によれば、弾性材料により単一の部材として形成されたルータガイド１０１を複合材３００の表面形状に沿って弾性変形させ、複数のガイド部１０ａが有する第１貫通穴１１ａのそれぞれにルータ装置２００のバイト２１０を順次挿入することにより、複合材３００の表面形状に沿った複数の基準溝３２０を形成することができる。この際、第１実施形態のルータガイド１００のように、ルータガイド自体を位置決め穴３１０を中心とした周方向に回転させることなく、ルータガイド１０１を複合材３００に吸着させたままで、複数の基準溝３２０を形成することができる。
そのため、作業者は、複数の基準溝３２０を基準として、複合材３００の表面３００ａに形成される基準溝３２０と同じ深さとなるように複合材３００の表面３００ａを切削することにより、十分な加工精度で手作業によるスカーフ加工を行うことができる。
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は第２実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第２実施形態と同様であるものとする。
第２実施形態のルータガイド１０１は、位置決めピン４００が延びる軸線Ｘ回りの複数の位置に径方向に延びる第１貫通穴１１ａを有する複数のガイド部１０ａが形成されたものであった。
それに対して本実施形態のルータガイド１０２は、位置決めピンが延びる軸線Ｘ回りの周方向に沿って延びる螺旋状に形成された第１貫通穴１１ｂを有するものである。
図１５の平面図および図１６の底面図に示すように、ルータガイド１０２は、第１貫通穴１１ｂとガイド面１２ｂとを有するガイド部１０ｂと、複合材３００の表面３００ａに接触するとともに表面３００ａに対するガイド面１２ｂの位置を保持する保持部２０ｂと、位置決めピン４００が挿入される第２貫通穴３１ｂを有する位置決め部３０ｂとが、弾性変形可能な弾性材料により単一の部材として形成された装置である。
図１６に示すように、保持部２０ｂは、第２貫通穴３１ｂを中心とした周方向に沿って螺旋状に形成される第１貫通穴１１ｂを取り囲むように形成されるとともに複合材３００の表面３００ａに接触する底面２１ｂと、負圧源（図示略）に接続される吸引穴３２ｂと連通する凹溝部２２ｂとを有する。保持部２０ｂを複合材３００の表面形状に沿って弾性変形させた場合、底面２１ｂが複合材３００の表面３００ａに接触した状態となる。一方、凹溝部２２ｂは、複合材３００の表面３００ａとともに、吸引穴３２ｂを介して負圧源と連通する閉空間を形成する。
ガイド部１０ｂを備えるルータガイド１０２は、弾性材料により形成されているため、底面２１ｂが複合材３００の表面３００ａに接触した状態で凹溝部２２ｂの空気が負圧源（図示略）によって吸引穴３２ｂから排出される場合に、複合材３００の表面形状に沿って弾性変形した状態を維持する。
図１５に示すガイド面１２ｂは、保持部２０ｂの底面２１ｂが複合材３００の表面に接触した状態で、第２貫通穴３１ｂに近付くにつれて表面３００ａからの距離が漸次短くなるように形成されている。
また、保持部２０ｂの底面２１ｂは、ガイド部１０ｂを複合材３００の表面形状に沿って弾性変形させた場合に、表面３００ａに対するガイド面１２ｂの位置を複合材３００の表面形状に沿った位置に保持する。
ルータ装置２００を操作する作業者は、位置決め部３０ｂによりルータガイド１０２が複合材３００に位置決めされた状態で、ルータ装置２００のバイト２１０を第１貫通穴１１ｂの第２貫通穴３１ｂから最も遠い側の端部に挿入する。
ルータ装置２００を操作する作業者は、バイト取付部２２０の下面をガイド面１２ｂに接触させながら第２貫通穴３１ｂ近付ける方向に螺旋状に移動させ、バイト２１０によって複合材３００を切削した状態で、第１貫通穴１１ｂの第２貫通穴３１ｂに最も近い側の端部に移動させる。
以上の作業により、複合材３００の表面３００ａには、バイト２１０の切削部２１１により形成される螺旋状の基準溝（図示略）が形成される。ガイド面１２ｂは第２貫通穴３１ｂに近付くにつれて表面３００ａからの距離が漸次短くなるように形成されているため、基準溝は第２貫通穴３１ｂに近付くにつれて漸次深くなるように形成される。
このように、位置決めピンによりルータガイド１０２の第２貫通穴３１ｂを複合材３００の位置決め穴３１０に位置決めすることにより、位置決め穴３１０を中心とした周方向に延びる螺旋状の基準溝３２０を形成することができる。
そのため、作業者は、螺旋状の基準溝３２０を基準として、複合材３００の表面３００ａに形成される基準溝３２０と同じ深さとなるように複合材３００の表面３００ａを切削することにより、十分な加工精度で手作業によるスカーフ加工を行うことができる。
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は第１実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第１実施形態と同様であるものとする。
第１実施形態のルータガイド１００は、ガイド部１０と保持部２０と位置決め部３０とが弾性材料により単一の部材として形成された装置であった。
それに対して、本実施形態のルータガイド１０３は、薄板状の弾性変形可能な金属部材により形成されるガイド部１０ｃと、ガイド部１０ｃの複合材３００の表面３００ａに対向する下面の複数箇所から突出するように形成された複数のピン部材２３を有する保持部２０ｃと、第２貫通穴３１ｃが形成された位置決め部３０ｃとを備えるものである。
図１７の平面図および図１８（図１７に示すルータガイド１０３のＥ−Ｅ矢視縦断面図）に示すように、ルータガイド１０３は、第１貫通穴１１ｃとガイド面１２ｃとを有するガイド部１０ｃと、複合材３００（図１９参照）の表面３００ａに接触するとともに表面３００ａに対するガイド面１２ｃの位置を保持する保持部２０ｃと、位置決めピン４００（図１９参照）が挿入される第２貫通穴３１ｃを有する位置決め部３０ｃとを備える。
図１７および図１８に示すように、ガイド部１０ｃと位置決め部３０ｃとは、薄板状の金属部材により単一部材として一体に形成されている。一方、保持部２０ｃが有する複数のピン部材２３は、ガイド部１０ｃの長辺方向に沿って並び、かつ短辺方向の両端部に配置されるように、ガイド部１０ｃの裏面に溶接等により取り付けられている。
図１９は、ルータガイド１０３が、複合材３００の表面形状に沿って弾性変形した状態を示している。ルータガイド１０３は長辺方向の両端部（図１９の左右方向の端部）をテープ等により複合材３００の表面３００ａに貼り付けることにより、図１９に示す状態が維持される。
図１９に示すように、ガイド面１２ｃは、保持部２０ｃのピン部材２３が複合材３００の表面３００ａに接触した状態で、第２貫通穴３１ｃに近付くにつれて表面３００ａからの距離が漸次短くなるように形成されている。
また、図１９に示すように、保持部２０ｃのピン部材２３は、ガイド部１０ｃを複合材３００の表面形状に沿って弾性変形させた場合に、表面３００ａに対するガイド面１２ｃの位置を複合材３００の表面形状に沿った位置に保持する。
図１９に示すように、位置決め部３０ｃは、複合材３００に形成される位置決め穴３１０に位置決めされる位置決めピン４００が挿入される第２貫通穴３１ｃを有する。位置決め部３０ｃは、位置決めピン４００が第２貫通穴３１ｃに挿入された状態でガイド部１０ｃを位置決めピン４００が延びる軸線Ｘと直交する軸線Ｚに沿って延びる径方向の所定位置に位置決めする。
ルータ装置２００を操作する作業者は、図１９に示すように位置決め部３０ｃによりルータガイド１０３が複合材３００に位置決めされた状態で、ルータ装置２００のバイト２１０を第１貫通穴１１ｃの第２貫通穴３１ｃから最も遠い側の端部に挿入する（図１９に破線で示す位置）。
ルータ装置２００を操作する作業者は、バイト取付部２２０の下面をガイド面１２ｃに接触させながら第２貫通穴３１ｃに近付ける方向に移動させると、バイト２１０が第１貫通穴１１ｃの第２貫通穴３１ｃに最も近い側の端部に移動する（図１９に実線で示す位置）。
以上の作業により、複合材３００の表面３００ａには、バイト２１０の切削部により形成される基準溝３２２が形成される。ガイド面１２ｃは第２貫通穴３１に近付くにつれて表面３００ａからの距離が漸次短くなるように形成されているため、基準溝３２２は第２貫通穴３１ｃに近付くにつれて漸次深くなるように形成される。
このように、位置決めピン４００によりルータガイド１０３の第２貫通穴３１ｃを複合材３００の位置決め穴３１０に位置決めすることにより、位置決め穴３１０を中心とした径方向の所定位置の複合材３００の表面３００ａにルータ装置２００を用いて基準溝３２２を形成することができる。
なお、作業者は、ルータガイド１０３を用いて複合材３００の表面３００ａの位置決め穴３１０を中心とした周方向の複数位置に複数の基準溝３２２を放射状に形成することができる。複数の基準溝３２２を放射状に形成する工程は、第１実施形態の複数の基準溝３２０を放射状に形成する工程と同様であるものとし、説明を省略する。
以上説明した本実施形態のルータガイド１０３によれば、薄板状で弾性変形可能な金属部材を複合材３００の表面形状に沿って弾性変形させ、ガイド面１２ｃの位置をピン部材２３で複合材３００の表面３００ａに対して保持することにより、複合材３００の表面形状に沿った基準溝３２２を形成することができる。
〔他の実施形態〕
以上の説明においては、ルータ装置２００により基準溝３２０が形成される被加工材が複合材３００であるものとして説明したが、他の被加工材であってもよい。例えば、金属等の他の材料を用いた被加工材であってもよい。
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ ガイド部
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 第１貫通穴
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ ガイド面
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 保持部
２１ 底面（接触部）
２２ 凹溝部
２３ ピン部材
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 位置決め部
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 第２貫通穴
３２，３２ａ，３２ｂ 吸引穴
１００，１０１，１０２，１０３ ルータガイド（ガイド装置）
２００ ルータ装置
２１０ バイト
２１１ 切削部
２２０ バイト取付部
２３０ ストッパ
３００ 複合材（被加工材）
３００ａ 表面
３００ｂ スカーフ加工面
３００ｃ 底面部
３１０ 位置決め穴
３２０，３２１，３２２ 基準溝
４００ 位置決めピン
Ｘ，Ｙ，Ｚ 軸線

Claims (7)

  1. 外周面に切削部が形成されたバイトを回転させて該切削部に接触する被加工材を切削するルータ装置を、少なくとも所定方向に沿って曲率を有する前記被加工材の表面形状に沿って案内するガイド装置であって、
    前記バイトを挿入可能な第１貫通穴と該第１貫通穴に前記バイトが挿入された状態で該バイトが取り付けられる前記ルータ装置の取付部を該第１貫通穴に沿って案内するガイド面とを有するガイド部と、
    前記被加工材の表面に接触するとともに該表面に対する前記ガイド面の位置を保持する保持部と、
    前記被加工材に形成される位置決め穴に位置決めされる位置決めピンが挿入される第２貫通穴を有するとともに該位置決めピンが該第２貫通穴に挿入された状態で前記ガイド部を前記位置決めピンが延びる軸線と交差する径方向の所定位置に位置決めする位置決め部と、を備え、
    前記ガイド面は、前記保持部が前記被加工材の表面に接触した状態で、前記第２貫通穴に近付くにつれて前記表面からの距離が短くなるように形成されており、
    前記ガイド部は、弾性変形可能に形成されており、
    前記保持部は、前記ガイド部を前記被加工材の表面形状に沿って弾性変形させた場合に、前記表面に対する前記ガイド面の位置を前記表面形状に応じた位置に保持するガイド装置。
  2. 前記ガイド部と前記保持部と前記位置決め部とが弾性材料により単一の部材として形成されている請求項１に記載のガイド装置。
  3. 前記軸線回りの複数の位置に前記径方向に延びる前記第１貫通穴を有する複数の前記ガイド部が形成されている請求項２に記載のガイド装置。
  4. 前記第１貫通穴は、前記軸線回りの周方向に沿って延びる螺旋状に形成されている請求項２に記載のガイド装置。
  5. 前記保持部は、
    前記第１貫通穴を取り囲むように形成されるとともに前記被加工材の前記表面に接触する接触部と、
    負圧源に接続される吸引穴と連通する凹溝部とを有し、
    前記ガイド部は、前記接触部が前記被加工材の前記表面に接触した状態で前記凹溝部の空気が前記負圧源によって前記吸引穴から排出される場合に、前記被加工材の表面形状に沿って弾性変形する請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のガイド装置。
  6. 前記ガイド部は、板状の金属部材であり、
    前記保持部は、前記金属部材の一面の複数箇所から突出するように形成された複数のピン部材である請求項１に記載のガイド装置。
  7. 少なくとも所定方向に沿って曲率を有する前記被加工材の表面形状に沿って該被加工材の表面に平面視が円形状のスカーフ加工面を形成するスカーフ加工面形成方法であって、
    前記被加工材の基準位置回りの周方向の複数位置に、前記周方向に直交する径方向に延びるとともに該基準位置に近付くにつれて深くなる基準溝を形成する基準溝形成工程と、
    前記基準溝形成工程により複数の前記基準溝が形成された前記被加工材の表面を前記基準溝に挟まれる領域の深さが該基準溝と同じ深さとなるように切削し、前記被加工材の表面に前記スカーフ加工面を形成するスカーフ加工面形成工程とを備え、
    前記基準溝形成工程は、隣接する前記基準溝同士が連結されないように複数の前記基準溝を形成するスカーフ加工面形成方法。
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