JPH1071658A - 架台パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＦＲＰパネルをハニカムパネルの両面に貼
着してなる架台パネルでは、従来、その製法上、炭素繊
維の一部を途中で切断する等の工程が入り、強度上不利
であった。 【解決手段】 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を形成する第１の工程
と、完成したＣＦＲＰパネル１６をハニカムコア１０に
貼着する第３の工程とを具備する。

Description

【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１
０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Ｃ
ＦＲＰ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５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ＣＦＲＰパネルを形成する第１の工程と、
完成したＣＦＲＰ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、完成し
たＣＦＲＰパネルをハニカムコアの両面に貼着して、連
通穴に挿入して予めＣＦＲＰパネルから突出状態に固定
しておいたブッシュをブッシュ穴内に挿入固定する第３
の工程とを具備してな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
シュを予めＣＦＲＰパネルに固定し、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。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が可能で
ある。

【０００７】請求項２記載の発明によれば、ブッシュ
が、ＣＦＲＰパネルの連通穴に挿入した際に該連通穴の
軸方向外側に突出するフランジ部と、該フランジ部との
間にＣＦＲＰパネルをクランプ固定するクランプ部材と
を具備し、完成したＣＦＲＰパネルの連通穴に挿入した
ブッシュを、フランジ部とクランプ部材との間にＣＦＲ
Ｐパネルをクランプすることにより固定する第４の工程
を具備することを前記課題の解決手段とした。

【０００８】本発明によれば、フランジ部とクランプ部
材とによって、ブッシュがＣＦＲＰパネルに強固にクラ
ンプ固定される。また、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。

【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、１
３は突起、１４は炭素繊維、１５は連通穴、１６はＣＦ
ＲＰ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１
６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１
６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１８
ａ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２
３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３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２
６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３の
工程までに、第１の工程にて完成したＣＦＲＰパネル１
６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４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、ＣＦ
ＲＰ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２
６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。

【００２３】請求項２記載の架台パネルの製造方法によ
れば、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。

【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３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３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）、１
１…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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 完成した炭素繊維強化プラスチックパネルをハニカムコ
   アの両面に貼着して、連通穴に挿入して予め炭素繊維強
   化プラスチックパネルから突出状態に固定しておいたブ
   ッシュをブッシュ穴内に挿入固定する第３の工程とを具
   備してなることを特徴とする架台パネルの製造方法。
2. 【請求項２】 ブッシュが、炭素繊維強化プラスチック
   パネルの連通穴に挿入した際に該連通穴の軸方向外側に
   突出するフランジ部と、該フランジ部との間に炭素繊維
   強化プラスチックパネルをクランプ固定するクランプ部
   材とを具備し、 完成した炭素繊維強化プラスチックパネルの連通穴に挿
   入したブッシュを、フランジ部とクランプ部材との間に
   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
   より固定する第４の工程を具備す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。