JP2005161452A - 板材の穿孔方法及び板材の穿孔工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 皿部を含む皿リベット孔が既に穿孔された板と結合される板にリベット軸孔を精度よく孔あけ加工をする。
【解決手段】 皿部を含む孔が穿孔されていて結合される一方の板材であるガイド板材を案内にして結合される板材に下孔を穿孔し皿部と下孔とで位置決めして二つの板材を固定するガイド板材固定工程３００と、ドリルを案内するガイドブッシュを嵌合させる孔が設けられた穿孔型板をドリル中心と下孔中心を一致させ重ねて固定する穿孔型板固定工程６００と、ガイドブッシュに案内させてリベット軸孔を穿孔する本孔穿孔工程８００と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、皿リベットによる締結のために穿孔工具を用いて金属等の板材に穿孔加工を施す板材の穿孔方法と、板材の穿孔工具とに関するもので、詳細には、穿孔に失敗し皿孔を有する板材を基準に新しい板材に軸孔を穿孔する際に使用する穿孔方法と穿孔工具に関する。

従来より、航空機等に使用される外板同士の結合には、外板に皿孔を形成してリベット頭を外板表面と面一にする皿リベットが用いられる。リベット結合においては、各板のリベット孔の中心を精度よく一致させておかないと、航空機等の使用に際して、結合部がガタついたり、結合部に過度の負荷が加わってリベット孔を起点したクラックが生じることがある。

孔位置を精度よく決定する穿孔方法として、穿孔加工される被削板材に、穿孔位置が示された透明のガイド板材を重ね、穿孔位置にてガイド板材及び被削板材にドリル等の切削工具を貫通させるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この穿孔方法は、被削板材の表面が平面状である場合に有効であるが、航空機等の外板のように表面が曲面状である場合には、ガイド板材を的確に重ね合わせたり、被削板材の孔を法線方向へ延びるよう形成するのは極めて困難となる。

この問題点を解消した穿孔方法として、結合される一方の板に穿孔された孔に略円筒状のガイドブッシュを嵌め込み、ガイドブッシュに設けられた案内孔によりドリルを案内させて他方の板材に小孔を穿孔し、この小孔に先端部に設けた案内軸を挿通して案内させ本孔を穿孔するものが知られている。
実開平５−４４４０７号公報

しかしながら、前記穿孔方法では、ガイドブッシュを穿孔されている孔に嵌め込んで手で固定して穿孔するので、穿孔加工時にガイドブッシュが確実に固定されず、切削工具により被削板材に形成される孔の精度が悪くなるという問題点がある。
また、穿孔加工時に切削工具が回転運動すると、ガイドブッシュが確実に固定されないことからガイドブッシュが振動するので、ガイド板材の案内孔の周囲に過大な負荷が加わる。これにより、ガイド板材の案内孔の周囲が比較的早期に変形し、ガイド板材の信頼耐久性を十分に確保することができないという問題点もある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、精度よく孔あけ加工し、リベット結合の信頼耐久性を向上する板材の穿孔方法及び板材の穿孔工具を提供することにある。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、皿リベットで締結される一方の板材に、皿孔部と径一定の軸孔部とを有するリベット孔が形成され、このリベット孔の中心軸に一致させて他方の板材に径一定の軸孔を穿孔する板材の穿孔方法であって、前記皿孔部の皿面と当接する外径を有する円柱の中心に、ドリルを案内する案内孔を設けて円筒を形成するとともに、その先端に前記円筒が前記皿面に当接したときに前記軸孔部に嵌入する小円筒部を形成してガイドブッシュを準備するガイドブッシュ準備工程と、前記一方の板材と前記他方の板材を重ねて固定する板材固定工程と、前記軸孔部に前記小円筒部を嵌入させるとともに前記皿面に前記円筒を当接させて固定するガイドブッシュ固定工程と、前記案内孔でドリルを案内して前記他方の板材に穿孔する穿孔工程と、を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ガイドブッシュ固定工程にてガイドブッシュが一方板材に対して位置決めされた状態で、このガイドブッシュに案内されるドリルにより、他方の板材に穿孔加工が施される。ここで、ガイドブッシュの位置決めの際、ガイドブッシュを一方の板材側へ移動させると、まずガイドガイドブッシュの小円筒部が軸孔部に嵌入することにより、ガイドブッシュのほぼ正確な位置決めが行われる。そして、ガイドブッシュを一方の板材側へ押し付けると、ガイドブッシュの円筒が皿面と周方向に亘って当接することから、ガイドブッシュの中心軸が案内孔の中心軸と略一致するように位置決めされる。

従って、的確に位置決めされたガイドブッシュを用いて、ドリルにより精度よく孔あけ加工をすることができる。また、ガイドブッシュが安定的にガイド板材に固定されるので、穿孔加工時にガイド板材用ガイドブッシュが過度に振動することもなく、これによっても精度よく他方の板材の穿孔加工を行うことができる。さらに、ガイドブッシュの振動が抑制されることから、ガイドブッシュと一方の板材との摩耗による損耗を低減することができ、ガイドブッシュ、一方の板材等の信頼耐久性を向上することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の板材の穿孔方法において、前記ガイドブッシュに、径方向外側に向かって延び、中心軸について略対称に形成されたハンドルを設け、前記穿孔工程にて、前記ガイドブッシュのハンドルに前記一方の板材側への荷重を加えた状態で、穿孔を行うようにしたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１の作用に加え、ガイドブッシュのハンドルに一方の板材側への荷重を加えると、ガイドブッシュが一方の板材と密着する。すなわち、例えば治具によりガイドブッシュを一方の板材側へ押圧することにより、ガイドブッシュの位置決めをより的確に行うとともに、ガイドブッシュをより安定的に固定することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の穿孔方法によって複数の位置に下孔を穿孔する下孔穿孔工程と、前記一方の板材に穿孔時の姿勢で配置した前記ガイドブッシュの案内孔と前記他方の板材に穿孔した前記下孔とにピンボルトを挿通して固定するガイド板材固定工程と、前記ガイド板材固定工程で固定された前記一方の板材に前記ガイドブッシュより大径の型孔を持つ穿孔型板を重ねて位置決め固定する穿孔型板固定工程と、前記型孔にドリルを案内する案内孔を有するガイド部材を嵌合して固定し前記他方の板材にリベット軸部を通す本孔を穿孔する本孔穿孔工程と、を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、ガイドブッシュが一方の板材に対して位置決めされた状態で、このガイドブッシュに案内されるピンボルトにより、一方の板材と他方の板材が固定される。ピンボルトはガイドブッシュにより精度よく案内されることから、一方の板材と他方の板材とを精度良く固定することができる。

従って、両板材を精度よく固定した状態で、ドリルにより精度よく孔あけ加工をすることができる。また、ガイドブッシュが安定的に一方の板材に固定されるので、穿孔加工時にガイドブッシュが過度に振動することもなく、これによっても精度よく被削板材の穿孔加工を行うことができる。さらに、ガイドブッシュの振動が抑制されることから、ガイドブッシュと一方の板材との摩耗による損耗を低減することができ、ガイドブッシュ、一方の板材等の信頼耐久性を向上することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の板材の穿孔方法において、前記穿孔型板固定工程においては、任意の位置と周辺の複数の位置のピンボルトを緩め、前記型孔に前記ガイド部材を嵌合し、このガイド部材の前記案内孔に該案内孔の径と等しい外径のドリルを挿通し、そのドリルを前記一方の前記軸孔に嵌入させて型孔の位置を合わせ、周辺の前記複数の位置に前記ピンボルトと同径の孔を持つ座金部材を配置し、その座金部材に前記ピンボルトと同径で長さが異なる座金用ピンボルトを挿通し、この座金用ピンボルトを前記他方の板材のリベット孔にも挿通して一端部を係止するとともに他端部にナットを螺合して前記穿孔型板を固定することを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３の作用に加え、ドリルを用いて穿孔位置にて穿孔型板と他方の板材との位置決めを行った後に、周辺の穿孔位置が座金用ピンボルトとナットにより穿孔型板と他方の板材とが固定されるので、より安定した状態で穿孔加工を行うことができ、さらに精度よく他方の板材の穿孔加工を行うことができる。

請求項５に記載の発明では、皿孔部と径一定の軸孔部とが同軸に形成された孔に中心軸を一致させて径一定の孔を穿孔する穿孔工具であって、前記皿孔部の皿面に当接する外径の円柱の中心にドリルを案内する案内孔を設けて円筒が形成され、その先端に前記円筒が前記皿面に当接したときに前記軸孔部に嵌入する小円筒部が形成されたガイドブッシュと、前記案内孔に案内される穿孔ドリルと、を備えたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、ガイドブッシュが孔に対して位置決めされた状態で、このガイドブッシュに案内されるドリルにより、被削板材に穿孔加工が施される。ここで、ガイドブッシュの位置決めの際、ガイドブッシュを孔側へ移動させると、まずガイドブッシュの小円筒部が軸孔部に嵌入することにより、ガイドブッシュのほぼ正確な位置決めが行われる。そして、ガイドブッシュを孔側へ押し付けると、ガイドブッシュの円筒が皿面と周方向に亘って当接することから、ガイドブッシュの中心軸が孔の中心軸と略一致するように位置決めされる。

従って、的確に位置決めされたガイドブッシュを用いて、ドリルにより精度よく孔あけ加工をすることができる。また、ガイドブッシュが安定的にガイド板材に固定されるので、穿孔加工時にガイドブッシュが過度に振動することもなく、これによっても精度よく被削板材の穿孔加工を行うことができる。さらに、ガイドブッシュの振動が抑制されることから、ガイドブッシュと板材との摩耗による損耗を低減することができ、ガイドブッシュ、板材等の信頼耐久性を向上することができる。

請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の穿孔工具において、前記ガイドブッシュに設けられ、径方向外側に向かって延び、該ガイドブッシュの中心軸について略対称に形成されたハンドルを有することを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、請求項５の作用に加え、ハンドルに孔側への荷重を加えると、ガイドブッシュがガイド板材と密着する。すなわち、例えば治具によりガイドブッシュをガイド板材側へ押圧することにより、ガイドブッシュの位置決めをより的確に行うとともに、ガイドブッシュをより安定的に固定することができる。

請求項７に記載の発明では、請求項５または６に記載の穿孔工具において、前記ガイドブッシュの当接部の表面に保護材を設けたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、請求項５または６の作用に加え、当接部に保護材を設けたので、ガイド板材に形成された孔の損耗を抑制することができ、これによっても、ガイド板材の信頼耐久性を向上することができる。

請求項８に記載の発明では、請求項５から７のいずれか一項に記載の板材の穿孔工具において、前記ガイドブッシュの前記案内孔に挿通され基端部が該ガイドブッシュに係止される所定長さのピンボルトと、前記ピンボルトと螺合するナットと、を有することを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、請求項５から７のいずれか一項の作用に加え、ガイドブッシュがガイド板材に対して位置決めされた状態で、このガイドブッシュを挿通するピンボルトと、ピンボルトと螺合するナットにより、ガイド板材と被削板材とが固定される。すなわち、ピンボルトはガイドブッシュにより精度よく案内され、ガイド板材と被削板材とを精度良く固定することができる。

従って、例えば、ガイドブッシュに切削工具を案内させて被削板材に穿孔加工を施しておき、続いてガイド板材と被削板材とを固定した状態で、被削板材における他部位の穿孔加工等を行うことができる。

請求項９に記載の発明では、請求項８に記載の穿孔工具において、前記穿孔位置に対応して形成された型孔を有する穿孔型板と、前記型孔と嵌合して、前記穿孔ドリルを穿孔位置へ案内するガイド部材と、を有することを特徴とする。

請求項９に記載の発明によれば、請求項８の作用に加え、ピンボルト及びナットによりガイド板材及び被削板材を固定した状態で、ガイド部材によりドリルを案内させて被削板材に穿孔加工を施すことができる。すなわち、ドリルを安定させた状態で穿孔加工を施すことにより、被削板材に形成される孔の精度を向上することができる。

請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載の穿孔工具において、前記ガイドブッシュの内径と同径の内径を中心部に有し、前記穿孔型板に載置される座金部材を有することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明によれば、請求項９の作用に加え、ガイドブッシュによりドリルを案内させて被削板材に穿孔が形成された穿孔位置にて、穿孔型板に座金部材を載置し、例えばピンボルト及びナットを穿孔及び座金部材に挿通することにより、穿孔型板と被削板材とを互いに固定することができる。

本発明によれば、ガイドブッシュの位置決めの際、ガイドブッシュを一方の板材側へ押し付けると、ガイドブッシュの円筒が皿面と周方向に亘って当接することから、ガイドブッシュの中心軸が皿孔部の中心軸と略一致するように位置決めされるので、ガイドブッシュは的確に位置決めされ、ガイドブッシュが安定的に一方の板材に固定される。
従って、的確に位置決めされたガイドブッシュを用いて、ドリルにより精度よく孔あけ加工をすることができ、リベット結合の信頼耐久性を向上することができる。また、ガイドブッシュが安定的に一方の板材に固定されるので、穿孔加工時にガイドブッシュが過度に振動することもなく、これによっても精度よく他方の板材の穿孔加工を行うことができる。さらに、ガイドブッシュの振動が抑制されることから、ガイドブッシュと一方の板材との摩耗による損耗を低減することができ、ガイドブッシュ、一方の板材等の信頼耐久性を向上することができる。

この穿孔方法は、皿リベットで締結される一方の板材に皿孔部と径一定の軸孔部とを有するリベット孔が形成され、このリベット孔の中心軸に一致させて他方の板材に径一定の軸孔を穿孔するものである。以下の説明では、締結される一方の板材であり既に穿孔されている板材をガイド板材、他方の板材であり本発明の方法により穿孔される板材を被削板材として表す。すなわち、本実施形態の板材の穿孔方法は、ガイド板材の孔を基準にして被削板材に穿孔するものである。

図１から図５は本発明の一実施形態を示すもので、図１は穿孔位置に下孔を穿孔する際の被削板材及びガイド板材の側面断面図、図２はガイドブッシュの上面図、図３はガイド板材と被削板材とをピンボルト及びナットで固定した状態を示す被削板材及びガイド板材の側面断面図、図４は被削板材の穿孔位置に本孔を穿孔する際の被削板材、ガイド板材及び穿孔型板の側面断面図、図５は被削板材の穿孔位置に、下孔及び本孔を形成する際の工程説明図である。尚、各図とも、説明のためハッチングを省略して図示している。

図１に示すように、第１穿孔方法は、被削板材１の一面にガイド板材２を重ねた状態で、ガイド板材２の案内孔３に切削工具としてのドリル４を挿通させ、被削板材１の穿孔位置ＰＰにドリル４を貫通させるものである。図１に示すように、案内孔３には、ガイド板材用ガイドブッシュ５が載置され、ガイド板材用ガイドブッシュ５の内周面によりドリル４が案内されるようになっている。以下、第１穿孔方法に用いる穿孔工具について説明する。本実施形態においては、板材の穿孔工具は、ガイド板材用ガイドブッシュ５の他に、ハンドル１０、ハンドル用ナット９、図４に示す、下孔用ピンボルト１４、下孔用ナット１５、穿孔型板用ガイドブッシュ１６、カラー１７等を有し、第１穿孔方法においては、ガイド板材用ガイドブッシュ５、ハンドル１０、ハンドル用ナット９等が用いられる。

本実施形態においては、被削板材１は、例えば航空機の外板に使用されるアルミニウム合金であり、表面は所定の機体形状に湾曲形成されている。第１穿孔方法により、皿リベット用の本孔ＡＨのための下孔ＢＨが、被削板材１に形成される。

ガイド板材２は、複数の穿孔位置ＰＰに対応して形成された複数の案内孔３を有し、被削板材１と同様の曲率に湾曲形成されている。

図１に示すように、案内孔３は、被削板材１側の第１区間３ａと、被削板材１と反対側の第２区間３ｂとを有する。第１区間３ａは、同一径で法線方向に延びるよう形成される。また、第２区間３ｂは、表面に向かって拡径するように形成される。すなわち、案内孔３は、皿孔部と径一定の軸孔部とを有するリベット孔であり、第２区間３ｂで、いわゆる皿面取り加工が施されたものとなっている。

ガイド板材用ガイドブッシュ５は、円筒状に形成され、軸方向中央部には、所定長の大径部６がガイド板材用ガイドブッシュ５の軸を中心にして形成されている。そして円筒としての大径部６は、図１に示すようにガイド板材用ガイドブッシュ５をセットしたときに、大径部６の下端とガイド板材２の第２区間（皿面）３ｂとが最初に当接するように設けられる。また、ガイド板材用ガイドブッシュ５の下端部の径は案内孔３の直線部である第１区間３ａの径より小さくされる。被削板材１の下孔ＢＨを形成する第１穿孔方法においては、図１に示すように、ガイド板材用ガイドブッシュ５の大径部６の下端を、案内孔３の第２区間３ｂに当接させてガイド板材用ガイドブッシュ５の位置決めを行う。すなわち、ガイド板材用ガイドブッシュ５の軸が案内孔３の第２区間（皿孔）３ｂの軸に一致する。

大径部６の下端部の周縁部を被覆するように、保護材７が設けられている。この保護材７は、例えば樹脂等のように、ガイド板材２に比して柔らかく、ガイド板材２と当接した際に、ガイド板材２の表面を傷つけない素材が用いられる。また、ガイド板材用ガイドブッシュ５の他端側の外周面には、ねじ部８が形成されている。図１に示すように、このねじ部８と螺合するハンドル用ナット９により、ガイド板材用ガイドブッシュ５を挿通させたハンドル１０が固定される。

ハンドル１０は、径方向外側に向かって延び、ガイド板材用ガイドブッシュ５の中心軸について略対称に形成される。本実施形態においては、ハンドル１０は、中心軸から略１８０°の角度で対称に形成されており、図２に示すように、上面視で略一直線に延びるよう形成される。図１に示すように、ハンドル１０は、板状に形成され、ハンドル用ナット９と大径部６の他端とに挟圧されることによりガイド板材用ガイドブッシュ５に固定される。

尚、本実施形態においては、図１に示すように、大径部６の下端が案内孔３の第２区間３ｂと当接した状態で、ガイド板材用ガイドブッシュ５の小円筒部としての下端部は、案内孔３の第１区間３ａに通されるが該区間の孔より小径であり、下端は被削板材１に当接することもない。そして、図１に示すように、ガイド板材用ガイドブッシュ５の内周面にドリル４が案内されるようになっている。

ここで、第１穿孔方法について、図５に示す工程説明図を参照して説明する。尚、図５には、ブッシュ位置決め工程１００の前に、前述のガイド板材用ガイドブッシュ５を準備するガイドブッシュ準備工程と、ガイド板材２と被削板材１とを重ねて固定する板材固定工程と、を省略して図示している。また、前述のように、ガイド板材２の案内孔３は、被削板材１側の第１区間３ａは略同一径で略法線方向に延び、被削板材１と反対側の第２区間３ｂは表面に向かって拡径するように形成されている。

この状態で、案内孔３の第２区間３ｂと周方向に亘って当接する大径部６が形成された略円筒状のガイド板材用ガイドブッシュ５を、大径部６を用いてガイド板材２に対して位置決めする（ブッシュ位置決め工程１００）。ここで、ガイド板材用ガイドブッシュ５をガイド板材２側へ移動させると、まずガイド板材用ガイドブッシュ５の挿入部５ａが案内孔３の第１区間３ａに挿入されることにより、ガイド板材用ガイドブッシュ５のほぼ正確な位置決めが行われる。そして、ガイド板材用ガイドブッシュ５をガイド板材２側へ押し付けると、ガイド板材用ガイドブッシュ５の大径部６が案内孔３の第２区間３ｂと周方向に亘って当接することから、ガイド板材用ガイドブッシュ５の中心軸が案内孔３の中心軸が案内孔３の第２区間（皿孔）３ｂの中心軸と略一致するように位置決めされる。

本実施形態においては、位置決めに際して、ハンドル１０の両端側が治具（図示せず）により固定され、ハンドル１０の両端側に被削板材１方向への力が加えられる。これにより、大径部６の下端が案内孔３の第２区間３ｂへ押圧され、ガイド板材用ガイドブッシュ５がガイド板材２と密着して、ガイド板材用ガイドブッシュ５がガイド板材２に対して位置決め固定される。すなわち、本実施形態のブッシュ位置決め工程１００は、ガイドブッシュ固定工程を含む。このとき、ハンドル１０が可撓性の材料により形成されていることから、ハンドル１０が弾性変形して撓むことにより、ガイド板材用ガイドブッシュ５の大径部６や、ガイド板材２に過度の負荷が加わることはない。

ガイド板材用ガイドブッシュ５を位置決めした後、図１に示すように、ドリル４をガイド板材用ガイドブッシュ５の内周面（案内孔）に案内させて、被削板材１を穿孔する（下孔穿孔工程２００）。これにより、被削板材１に図１に示すような下孔ＢＨが形成される。

このように、本実施形態によれば、ガイド板材２の案内孔３に皿面取り加工を施しておき、皿面である第２区間３ｂとガイド板材用ガイドブッシュ５の大径部６とが当接するようにしたので、ガイド板材用ガイドブッシュ５の位置決めを的確に行うことができる。また、ガイド板材用ガイドブッシュ５が的確に位置決めされて、ガイド板材用ガイドブッシュ５が的確に固定されるので、穿孔加工時にガイド板材用ガイドブッシュ５が振動することもなく、精度よく被削板材１の穿孔を行うことができる。さらに、ガイド板材用ガイドブッシュ５の振動が抑制されることから、ガイド板材用ガイドブッシュ５とガイド板材２との摩耗による損耗を低減することができ、ガイド板材用ガイドブッシュ５、ガイド板材２等の信頼耐久性を向上することができる。

また、ガイド板材用ガイドブッシュ５にハンドル１０を設けたので、治具によりガイド板材用ガイドブッシュ５をガイド板材２側へ押圧することができ、ガイド板材用ガイドブッシュ５の位置決めをより的確に行うとともに、ガイド板材用ガイドブッシュ５をより安定的に固定することができる。また、ハンドル１０が撓むことにより、ガイド板材用ガイドブッシュ５、ガイド板材２等の損傷を防止することができ、これによっても、ガイド板材用ガイドブッシュ５、ガイド板材２等の信頼耐久性を向上することができる。

さらに、大径部６の下端部に保護材７を設けたので、案内孔３の損耗を抑制することができ、これによっても、ガイド板材２の信頼耐久性を向上することができる。また、例えば保護材７を大径部６に対して着脱自在とすれば、損耗する都度に保護材７を交換することにより、ガイド板材用ガイドブッシュ５も長期にわたって繰り返し使用することができる。

このようにして、第１穿孔方法により被削板材１に複数の下孔ＢＨを形成した後、第２穿孔方法により、設定された径の本孔ＡＨが形成される。

図４に示すように、第２穿孔方法は、被削板材１の複数の穿孔位置ＰＰに対応して形成された複数の型孔１１を有する穿孔型板１２を、ガイド板材２を介在させて該被削板材１の一面に重ねた状態で、穿孔型板１２の型孔１１に挿通される切削工具としてのドリル１３を被削板材１の穿孔位置ＰＰに正確に貫通させるものである。以下、図５の工程説明図を参照して、第２穿孔方法及びこれに用いる穿孔工具等について説明する。

図３に示すように、まず、第１穿孔方法で下孔ＢＨを形成後、ガイド板材用ガイドブッシュ５をガイド板材２に固定した状態で、ドリル４をガイド板材用ガイドブッシュ５から抜脱して、ガイド板材用ガイドブッシュ５に第１ピンボルトとしての下孔用ピンボルト１４を挿通する。この下孔用ピンボルト１４は、ガイド板材用ガイドブッシュ５の内周面とほぼ同径であり、一端側に雄ねじ部１４ａが形成され、他端側にガイド板材用ガイドブッシュ５の他端部と当接する大径部１４ｂが形成される。なお、下孔用ピンボルト１４の大径部１４ｂは穿孔型板１２の型孔１１より小径に形成されている。すなわち、図３に示すように、下孔用ピンボルト１４をガイド板材２側から挿通して、一端側で第１ナットとしての下孔用ナット１５と螺合させることにより、ガイド板材２と被削板材１とが固定される（ガイド板材固定工程３００）。従って、本実施形態においては、ガイド板材用ガイドブッシュ５にドリル４を案内させて被削板材１に穿孔加工を施しておき、続いてガイド板材２と被削板材１とを固定した状態で、被削板材１における他部位の穿孔加工等を行うことができるようになっている。

そして、全ての穿孔位置ＰＰにて、下孔用ピンボルト１４及び下孔用ナット１５によりガイド板材２と被削板材１とを固定した後、ドリル１３により穿孔加工が施される穿孔位置ＰＰにおける下孔用ピンボルト１４と下孔用ナット１５の螺合を解除する（螺合解除工程４００）。図３及び図４に示す本実施形態のように穿孔位置ＰＰが規則正しく直線状に並んでいる場合、図４に示すように、ドリル１３での穿孔が示された穿孔位置ＰＰに隣接する左側の穿孔位置ＰＰにおける下孔用ピンボルト１４と右側２個隣の下孔用ナット１５の螺合を解除する。すなわち、図４について述べると、図の左側から締結固定されている穿孔位置ＰＰ、固定が解除された穿孔位置ＰＰ、固定が解除された穿孔位置ＰＰ、締結固定されている穿孔位置ＰＰ、固定が解除された穿孔位置ＰＰ、・・・、の順で並ぶこととなる。

この状態で、図４に示すように、穿孔型板１２をガイド板材２に重ね合わせる（穿孔型板重ね工程５００）。そして、図４に示すように、固定が解除された３個の穿孔位置ＰＰの型孔１１のうち中間の型孔１１に、本孔ＡＨを形成するためのドリル１３を案内するガイド部材としての穿孔型板用ガイドブッシュ１６を嵌合させる。そして、ドリル１３を穿孔型板用ガイドブッシュ１６に挿通させて、案内孔３の第１区間３ａに嵌合させ、穿孔型板１２を被削板材１に対して位置決めする（穿孔型板位置決め工程６００）。これにより、本孔ＡＨが形成される穿孔位置ＰＰの中心位置が的確に定まる。

そして、本孔ＡＨが形成される穿孔位置ＰＰの両側の、固定が解除されている２箇所の穿孔位置ＰＰにおいて、穿孔型板１２を固定する。下孔用ピンボルト（第２ピンボルト）１４を挿通させて係止する座金部材としてのカラー１７を穿孔型板１２に当接配置する。このカラー１７は、ガイド板材用ガイドブッシュ５の内径と略同径の内径を有し、円筒形状を呈している。次いで、図４に示すように、下孔用ピンボルト１４を、カラー１７、穿孔型板１２、ガイド板材２、被削板材１を挿通した状態とし、第２ナットとしての下孔用ナット１５と螺合させる。このように、ガイド板材用ガイドブッシュ５によりドリル４を案内させて被削板材１に穿孔が形成された穿孔位置ＰＰにて、穿孔型板１２にカラー１７を載置し、下孔用ピンボルト１４を下孔ＢＨ及びカラー１７に挿通することにより、穿孔型板１２と被削板材１とを互いに固定することができる。本実施形態においては、この下孔用ピンボルト１４と下孔用ナット１５は、ガイド板材用ガイドブッシュ５を利用したガイド板材２と被削板材１との固定に用いたものと、下孔用ピンボルト１４の軸方向寸法を除いて同様である。これにより、図４に示すように、穿孔型板１２が、本孔ＡＨを形成する穿孔位置ＰＰを除いては、各穿孔位置ＰＰにて被削板材１と穿孔型板１２とが、下孔用ピンボルト１４及び下孔用ナット１５により固定される（穿孔型板固定工程７００）。

この状態で、ドリル１３を用いて、被削板材１に本孔ＡＨを形成する（本孔穿孔工程８００）。このとき、穿孔位置ＰＰの中心位置が的確に定まっているので、精度よく穿孔加工を施すことができる。また、複数の穿孔位置ＰＰにて穿孔型板１２と被削板材１とが固定されているので、ドリル１３の回転負荷により、穿孔型板１２と被削板材１がずれたり、過度に振動したりすることはなく、安定した状態で本孔ＡＨを形成することができる。

このようにして、所定の穿孔位置ＰＰに本孔ＡＨを形成した後、穿孔型板用ガイドブッシュ１６はそのままに、この本孔ＡＨの径に対応した本孔用ピンボルトと、この本孔用ピンボルトと螺合する本孔用ナットにより、穿孔型板１４と被削板材１とを固定する（穿孔型板再固定工程９００）。これにより、再び、全穿孔位置ＰＰにて穿孔型板１２と被削板材１とが固定された状態となる。

そして、本孔ＡＨが形成された穿孔位置ＰＰに隣接し、未だ下孔ＢＨの状態である穿孔位置ＰＰについて、同様の手順で本孔ＡＨを形成する。尚、この場合、既に本孔ＡＨが形成された穿孔位置ＰＰでは、ピンボルト及びナットと同様に、ガイドブッシュ、カラー等を、本孔ＡＨの径に対応するものを使用することとなる。

このように、本実施形態の第２穿孔方法によれば、下孔用ピンボルト１４はガイド板材用ガイドブッシュ５により精度よく案内され、ガイド板材２と被削板材１とを精度良く固定することができるので、ドリル１３により精度よく孔あけ加工をすることができる。また、ガイド板材用ガイドブッシュ５が安定的にガイド板材２に固定されるので、本孔ＡＨの穿孔加工時にガイド板材用ガイドブッシュ５が過度に振動することもなく、これによっても精度よく被削板材１の穿孔加工を行うことができる。さらに、ガイド板材用ガイドブッシュ５の振動が抑制されることから、ガイド板材用ガイドブッシュ５とガイド板材２との摩耗による損耗を低減することができ、ガイド板材用ガイドブッシュ５、ガイド板材２等の信頼耐久性を向上することができる。

また、ドリル１３により穿孔加工が施される穿孔位置ＰＰと隣接する穿孔位置ＰＰのうち、一方は下孔用ピンボルト１４及び下孔用ナット１５でガイド板材２及び被削板材１が固定され、他方は下孔用ピンボルト１４及び下孔用ナット１５で穿孔型板１２及び被削板材１が固定されるようにしたので、ドリル１３による穿孔時に被削板材１の穿孔位置ＰＰの両側を固定することができる。尚、固定される穿孔位置ＰＰが既に下孔ＢＨから本孔ＡＨへ加工が終了したものである場合は、下孔用ピンボルト１４及び下孔用ナット１５ではなく、本孔用ピンボルト及び本孔用ナットが用いられることとなる。これにより、より安定した状態で穿孔加工を行うことができ、さらに精度よく被削板材１の穿孔加工を行うことができる。

また、ドリル１３を用いて穿孔位置ＰＰにて穿孔型板１２と被削板材１との位置決めを行うようにしたので、穿孔加工の精度を向上させることができる。
さらに、穿孔型板用ガイドブッシュ１６によりドリル１３を案内させて被削板材１に穿孔加工を施すことができるので、ドリル１３を安定させた状態で穿孔加工を施すことにより、被削板材１に形成される本孔ＡＨの精度を向上することができる。

尚、前記実施形態においては、被削板材１として航空機の外板に用いられるものを示したが、例えば鉄道車両、自動車車両等の外板に用いられる鋼材、アルミ材等であってもよいことは勿論である。

また、前記実施形態においては、ハンドル１０が上面視にて略一直線状に形成されたものを示したが、例えば三叉状や十字状であってもよく、中心軸に対して略対称であれば、ガイド板材用ガイドブッシュ５にガイド板材２側へ略均等の荷重を加えることができる。尚、ガイド板材用ガイドブッシュ５にハンドル１０を設置しない構成としてもよい。さらには、例えば、ガイド板材用ガイドブッシュ５が比較的軟らかい材料である場合には、保護材７を設けない構成とすることができるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明の一実施形態を示すもので、穿孔位置に下孔を穿孔する際の被削板材及びガイド板材の側面断面図である。 ガイドブッシュの上面図である。 ガイド板材と被削板材とをピンボルト及びナットで固定した状態を示す被削板材及びガイド板材の側面断面図である。 穿孔位置に本孔を穿孔する際の被削板材、ガイド板材及び穿孔型板の側面断面図である。 被削板材の穿孔位置に、下孔及び本孔を形成する際の工程説明図である。

符号の説明

１ 被削板材
２ ガイド板材
３ 案内孔
３ａ 第１区間
３ｂ 第２区間
４ ドリル
５ ガイド板材用ガイドブッシュ
５ａ 嵌入部
６ ガイド軸
７ 保護材
９ ハンドル用ナット
１０ ハンドル
１１ 型孔
１２ 穿孔型板
１３ ドリル
１４ 下孔用ピンボルト
１５ 下孔用ナット
１６ 穿孔型板用ガイドブッシュ
１７ カラー
ＡＨ 本孔
ＢＨ 下孔
ＰＰ 穿孔位置

Claims (10)

1. 皿リベットで締結される一方の板材に、皿孔部と径一定の軸孔部とを有するリベット孔が形成され、このリベット孔の中心軸に一致させて他方の板材に径一定の軸孔を穿孔する板材の穿孔方法であって、
   前記皿孔部の皿面と当接する外径を有する円柱の中心に、ドリルを案内する案内孔を設けて円筒を形成するとともに、その先端に前記円筒が前記皿面に当接したときに前記軸孔部に嵌入する小円筒部を形成してガイドブッシュを準備するガイドブッシュ準備工程と、
   前記一方の板材と前記他方の板材を重ねて固定する板材固定工程と、
   前記軸孔部に前記小円筒部を嵌入させるとともに前記皿面に前記円筒を当接させて固定するガイドブッシュ固定工程と、
   前記案内孔でドリルを案内して前記他方の板材に穿孔する穿孔工程と、を備えたことを特徴とする板材の穿孔方法。
2. 前記ガイドブッシュに、径方向外側に向かって延び、中心軸について略対称に形成されたハンドルを設け、
   前記穿孔工程にて、前記ガイドブッシュのハンドルに前記一方の板材側への荷重を加えた状態で、穿孔を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の板材の穿孔方法。
3. 請求項２に記載の穿孔方法によって複数の位置に下孔を穿孔する下孔穿孔工程と、
   前記一方の板材に穿孔時の姿勢で配置した前記ガイドブッシュの案内孔と前記他方の板材に穿孔した前記下孔とにピンボルトを挿通して固定するガイド板材固定工程と、
   前記ガイド板材固定工程で固定された前記一方の板材に前記ガイドブッシュより大径の型孔を持つ穿孔型板を重ねて位置決め固定する穿孔型板固定工程と、
   前記型孔にドリルを案内する案内孔を有するガイド部材を嵌合して固定し前記他方の板材にリベット軸部を通す本孔を穿孔する本孔穿孔工程と、を有することを特徴とする板材の穿孔方法。
4. 前記穿孔型板固定工程においては、任意の位置と周辺の複数の位置のピンボルトを緩め、前記型孔に前記ガイド部材を嵌合し、このガイド部材の前記案内孔に該案内孔の径と等しい外径のドリルを挿通し、そのドリルを前記一方の前記軸孔に嵌入させて型孔の位置を合わせ、周辺の前記複数の位置に前記ピンボルトと同径の孔を持つ座金部材を配置し、その座金部材に前記ピンボルトと同径で長さが異なる座金用ピンボルトを挿通し、この座金用ピンボルトを前記他方の板材のリベット孔にも挿通して一端部を係止するとともに他端部にナットを螺合して前記穿孔型板を固定することを特徴とする請求項３に記載の板材の穿孔方法。
5. 皿孔部と径一定の軸孔部とが同軸に形成された孔に中心軸を一致させて径一定の孔を穿孔する穿孔工具であって、
   前記皿孔部の皿面に当接する外径の円柱の中心にドリルを案内する案内孔を設けて円筒が形成され、その先端に前記円筒が前記皿面に当接したときに前記軸孔部に嵌入する小円筒部が形成されたガイドブッシュと、
   前記案内孔に案内される穿孔ドリルと、を備えたことを特徴とする穿孔工具。
6. 前記ガイドブッシュに設けられ、径方向外側に向かって延び、該ガイドブッシュの中心軸について略対称に形成されたハンドルを有することを特徴とする請求項５に記載の穿孔工具。
7. 前記ガイドブッシュの当接部の表面に保護材を設けたことを特徴とする請求項５または６に記載の穿孔工具。
8. 前記ガイドブッシュの前記案内孔に挿通され基端部が該ガイドブッシュに係止される所定長さのピンボルトと、
   前記ピンボルトと螺合するナットと、を有することを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の板材の穿孔工具。
9. 前記穿孔位置に対応して形成された型孔を有する穿孔型板と、
   前記型孔と嵌合して、前記穿孔ドリルを穿孔位置へ案内するガイド部材と、を有することを特徴とする請求項８に記載の穿孔工具。
10. 前記ガイドブッシュの内径と同径の内径を中心部に有し、前記穿孔型板に載置される座金部材を有することを特徴とする請求項９に記載の穿孔工具。

Images