JP2000052457A - 接合用パネル構造体及びパネル - Google Patents
接合用パネル構造体及びパネルInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軽量特性を保持し、摩擦接合の際に発生する
変形や座屈、膨らみや接合部の欠陥を抑えた接合用パネ
ル構造体及びパネルを提供する。 【解決手段】 一定の間隔を有して互いに並行する２枚
の面板２の間に複数の柱板３を架設してパネル構造体４
を構成し、パネル構造体４の端部に位置する柱板３の両
端と２枚の面板２との隅角部５に厚肉部６を形成するこ
とによって、摩擦接合の際の圧力を吸収し、且つ隅角部
５が膨らまないから接合部１３の金属不足を生じること
がなく、塑性流動域内の欠陥が生じず、軽量という接合
用パネル構造体の特性を損なわず、これら同士の摩擦接
合の際に発生する変形や座屈、膨らみや接合部の欠陥を
押さえて、接合品質が良くしかも良好な仕上がりの摩擦
接合を得ることができる。従って、大型のパネルの製作
が少ない工数で達成することができ、低価格化が図れ
る。
変形や座屈、膨らみや接合部の欠陥を抑えた接合用パネ
ル構造体及びパネルを提供する。 【解決手段】 一定の間隔を有して互いに並行する２枚
の面板２の間に複数の柱板３を架設してパネル構造体４
を構成し、パネル構造体４の端部に位置する柱板３の両
端と２枚の面板２との隅角部５に厚肉部６を形成するこ
とによって、摩擦接合の際の圧力を吸収し、且つ隅角部
５が膨らまないから接合部１３の金属不足を生じること
がなく、塑性流動域内の欠陥が生じず、軽量という接合
用パネル構造体の特性を損なわず、これら同士の摩擦接
合の際に発生する変形や座屈、膨らみや接合部の欠陥を
押さえて、接合品質が良くしかも良好な仕上がりの摩擦
接合を得ることができる。従って、大型のパネルの製作
が少ない工数で達成することができ、低価格化が図れ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種機材の軽量
化、特に輸送機材における大型の構造体にアルミニウム
及びその合金を使用する際に必要となる接合用パネル構
造体及びパネルに関する。
化、特に輸送機材における大型の構造体にアルミニウム
及びその合金を使用する際に必要となる接合用パネル構
造体及びパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】各種機材の軽量化、特に輸送機材の軽量
化は、燃料の使用量の削減を可能にし、直接環境保護に
つながるため積極的に進められており、各種機材へのア
ルミニウム及びその合金素材の使用が多くなっている。
アルミニウム及びその合金素材は、軽量であると共に最
適な断面形状、例えば、パネル構造体とすることにより
剛性を高くすることができ、平滑性にも優れているた
め、車両、船舶等の輸送機器用部材として適している。
化は、燃料の使用量の削減を可能にし、直接環境保護に
つながるため積極的に進められており、各種機材へのア
ルミニウム及びその合金素材の使用が多くなっている。
アルミニウム及びその合金素材は、軽量であると共に最
適な断面形状、例えば、パネル構造体とすることにより
剛性を高くすることができ、平滑性にも優れているた
め、車両、船舶等の輸送機器用部材として適している。
【０００３】パネル構造体には、中空形材やハニカムパ
ネルがある。中空形材は、一定の間隔を有して互いに並
行する２枚の面板の間に複数の柱板を架設してなり、ア
ルミニウム合金の押出成形により作製されているため、
成形できる中空形材の幅が限定される。一方、ハニカム
パネルは、芯材のハニカムコアの周縁部に枠材を配置
し、ハニカムコアの上下面に面板を配設して、この状態
でろう付け炉に入れ、これらをろう付けし一体として作
製されるため、ろう付け炉の大きさにより製作できるハ
ニカムパネルの幅が限定される。
ネルがある。中空形材は、一定の間隔を有して互いに並
行する２枚の面板の間に複数の柱板を架設してなり、ア
ルミニウム合金の押出成形により作製されているため、
成形できる中空形材の幅が限定される。一方、ハニカム
パネルは、芯材のハニカムコアの周縁部に枠材を配置
し、ハニカムコアの上下面に面板を配設して、この状態
でろう付け炉に入れ、これらをろう付けし一体として作
製されるため、ろう付け炉の大きさにより製作できるハ
ニカムパネルの幅が限定される。
【０００４】従って、中空形材やハニカムパネル同士の
接合は必須となり、その接合には強度面からアーク溶接
（ＴＩＧ、ＭＩＧ）が適用されているが、アーク溶接に
おいては、溶接時の熱歪みによりアルミニウム合金材料
が変形するという問題点がある。外観を重視する部位で
は、アーク溶接時に形成される余盛りの削除が必要とな
り、更に、溶接時の多大な入熱による溶接部周辺の熱影
響によって強度が低下し、その分パネル構造体を厚肉に
設計しなければならず、折角の軽量効果を減少させてい
る。
接合は必須となり、その接合には強度面からアーク溶接
（ＴＩＧ、ＭＩＧ）が適用されているが、アーク溶接に
おいては、溶接時の熱歪みによりアルミニウム合金材料
が変形するという問題点がある。外観を重視する部位で
は、アーク溶接時に形成される余盛りの削除が必要とな
り、更に、溶接時の多大な入熱による溶接部周辺の熱影
響によって強度が低下し、その分パネル構造体を厚肉に
設計しなければならず、折角の軽量効果を減少させてい
る。
【０００５】車両用構造体には、６０００系（Ａｌ−Ｍ
ｇ−Ｓｉ系）のアルミニウム合金の押出形材が最も多く
使用されているが、通常の６０００系アルミニウム合金
では、アーク溶接時に入る熱により溶接熱影響部（ＨＡ
Ｚ）が軟化し、本来のアルミニウム合金押出形材の強度
を大きく損ねる。また、アーク溶接特有のブローホール
の発生や凝固割れ等の欠陥が生じることもあり、その手
直しに溶接部をはつり、再溶接を行うため、多大の工数
を要すると共に溶接部の外観も悪くなるという難点もあ
る。
ｇ−Ｓｉ系）のアルミニウム合金の押出形材が最も多く
使用されているが、通常の６０００系アルミニウム合金
では、アーク溶接時に入る熱により溶接熱影響部（ＨＡ
Ｚ）が軟化し、本来のアルミニウム合金押出形材の強度
を大きく損ねる。また、アーク溶接特有のブローホール
の発生や凝固割れ等の欠陥が生じることもあり、その手
直しに溶接部をはつり、再溶接を行うため、多大の工数
を要すると共に溶接部の外観も悪くなるという難点もあ
る。
【０００６】入熱が少なく、軟化や歪みの程度も少ない
接合方式として、アルミニウム及びその合金製の形材の
突き合わせ摩擦接合方法（特開平９−３０９１６４号公
報他）がある。この方法によれば、中空形材同士やハニ
カムパネル同士の接合を摩擦接合することで、その接合
部及びその周辺の変形が抑えられ、良好な接合が短時間
で得ることが可能となる。
接合方式として、アルミニウム及びその合金製の形材の
突き合わせ摩擦接合方法（特開平９−３０９１６４号公
報他）がある。この方法によれば、中空形材同士やハニ
カムパネル同士の接合を摩擦接合することで、その接合
部及びその周辺の変形が抑えられ、良好な接合が短時間
で得ることが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】摩擦接合を適用してア
ルミニウム及びその合金製のパネル構造体同士を接合し
た場合、従来のアーク溶接によって引き起こされる種々
の不都合な点を解消することが可能となるが、アルミニ
ウム及びその合金製のパネル構造体、すなわち、中空形
材やハニカムパネルは、いずれもその軽量化のために面
板や柱板あるいは枠材をできるだけ薄い素材にて作製す
るため、次のような問題点が生じる。
ルミニウム及びその合金製のパネル構造体同士を接合し
た場合、従来のアーク溶接によって引き起こされる種々
の不都合な点を解消することが可能となるが、アルミニ
ウム及びその合金製のパネル構造体、すなわち、中空形
材やハニカムパネルは、いずれもその軽量化のために面
板や柱板あるいは枠材をできるだけ薄い素材にて作製す
るため、次のような問題点が生じる。
【０００８】すなわち、中空形材ａ同士を摩擦接合する
場合には、図１１に示すように、柱板ｂを隙間のない状
態にして突き合わせ、出来た接合線ｃに沿って摩擦接合
工具ｄを移動させるが、摩擦接合中、摩擦接合工具ｄの
ピンｅ直下の中空形材ａの金属が表面に排出される反作
用のため、接合部ｆに下向きの力が作用することとな
り、従って、第１次的に柱板ｂの強度不足による変形や
座屈等が生じ、図１２に示すように、第２次的に柱板ｂ
の膨らみｇや接合部の金属不足による塑性流動域内の欠
陥、例えば、トンネル状の穴ｈ、亀裂等が生じ易くな
る。
場合には、図１１に示すように、柱板ｂを隙間のない状
態にして突き合わせ、出来た接合線ｃに沿って摩擦接合
工具ｄを移動させるが、摩擦接合中、摩擦接合工具ｄの
ピンｅ直下の中空形材ａの金属が表面に排出される反作
用のため、接合部ｆに下向きの力が作用することとな
り、従って、第１次的に柱板ｂの強度不足による変形や
座屈等が生じ、図１２に示すように、第２次的に柱板ｂ
の膨らみｇや接合部の金属不足による塑性流動域内の欠
陥、例えば、トンネル状の穴ｈ、亀裂等が生じ易くな
る。
【０００９】一方、ハニカムパネルの場合においても、
上記中空形材ａと同じように、枠材について、第１次的
には枠材の強度不足による変形や座屈等が生じ、第２次
的には枠材の膨らみや接合部の金属不足によるトンネル
状の穴、亀裂等が生ずる。
上記中空形材ａと同じように、枠材について、第１次的
には枠材の強度不足による変形や座屈等が生じ、第２次
的には枠材の膨らみや接合部の金属不足によるトンネル
状の穴、亀裂等が生ずる。
【００１０】本発明は、パネル構造体における上記従来
の問題点を解消するためになされたものであり、その目
的は、軽量というパネル構造体の特性を損なうこと無
く、これら同士の摩擦接合の際に発生する変形や座屈、
膨らみや接合部の欠陥を押さえることの出来る接合用パ
ネル構造体及びパネルを提供することにある。
の問題点を解消するためになされたものであり、その目
的は、軽量というパネル構造体の特性を損なうこと無
く、これら同士の摩擦接合の際に発生する変形や座屈、
膨らみや接合部の欠陥を押さえることの出来る接合用パ
ネル構造体及びパネルを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために提案されたものであって、下記の構成か
らなることを特徴とするものである。すなわち、請求項
１の発明に係る接合用パネル構造体は、一定の間隔を有
して互いに並行する２枚の面板の間に複数の柱板を架設
してパネル構造体を構成し、該パネル構造体の端部に位
置する前記柱板の両端と２枚の面板との隅角部に厚肉部
を有することを特徴とする。この構成によれば、パネル
構造体の隅角部に設けた厚肉部により、摩擦接合の際の
圧力を吸収し、かつ隅角部が膨らまないから接合部の金
属不足がなく、塑性流動域内の欠陥を生じることがな
い。
達成するために提案されたものであって、下記の構成か
らなることを特徴とするものである。すなわち、請求項
１の発明に係る接合用パネル構造体は、一定の間隔を有
して互いに並行する２枚の面板の間に複数の柱板を架設
してパネル構造体を構成し、該パネル構造体の端部に位
置する前記柱板の両端と２枚の面板との隅角部に厚肉部
を有することを特徴とする。この構成によれば、パネル
構造体の隅角部に設けた厚肉部により、摩擦接合の際の
圧力を吸収し、かつ隅角部が膨らまないから接合部の金
属不足がなく、塑性流動域内の欠陥を生じることがな
い。
【００１２】請求項２の発明は、ハニカムコアの周縁部
に枠材を配置し、該ハニカムコアの上下面に面板を配設
してパネル構造体を構成し、該パネル構造体の前記枠材
の前記面板に対しての平行板と垂直板との隅角部に厚肉
部を有することを特徴とする接合用パネル構造体を提供
するものである。従って、このハニカムコアを有するパ
ネル構造体の隅角部に設けた厚肉部によって、摩擦接合
の際の圧力を吸収し、かつ隅角部が膨らまないから接合
部の金属不足がなく、塑性流動域内の欠陥が生じない。
に枠材を配置し、該ハニカムコアの上下面に面板を配設
してパネル構造体を構成し、該パネル構造体の前記枠材
の前記面板に対しての平行板と垂直板との隅角部に厚肉
部を有することを特徴とする接合用パネル構造体を提供
するものである。従って、このハニカムコアを有するパ
ネル構造体の隅角部に設けた厚肉部によって、摩擦接合
の際の圧力を吸収し、かつ隅角部が膨らまないから接合
部の金属不足がなく、塑性流動域内の欠陥が生じない。
【００１３】請求項３の発明は、前記厚肉部は摩擦接合
により塑性流動した領域の幅に対して少なくとも２倍以
上である接合用パネル構造体を提供するものである。厚
肉部が塑性流動領域の幅の２倍以上あるから、隅角部が
膨らまずかつ接合部から塑性流動領域にある金属が他に
流出せず、塑性流動域内の欠陥が生じない。
により塑性流動した領域の幅に対して少なくとも２倍以
上である接合用パネル構造体を提供するものである。厚
肉部が塑性流動領域の幅の２倍以上あるから、隅角部が
膨らまずかつ接合部から塑性流動領域にある金属が他に
流出せず、塑性流動域内の欠陥が生じない。
【００１４】請求項４の発明は、前記摩擦接合はこれに
より塑性流動した領域が前記面板の厚みの１〜３倍の範
囲にある接合用パネル構造体を提供するものである。摩
擦接合による塑性流動領域が面板の厚みの１〜３倍の範
囲にあると、接合部強度が充分となり、不必要な入熱と
変形がない。
より塑性流動した領域が前記面板の厚みの１〜３倍の範
囲にある接合用パネル構造体を提供するものである。摩
擦接合による塑性流動領域が面板の厚みの１〜３倍の範
囲にあると、接合部強度が充分となり、不必要な入熱と
変形がない。
【００１５】請求項５の発明は、前記パネル状構造体の
端部に位置する前記柱板の厚さが、面板の厚さの０．５
〜３倍の範囲にある接合用パネル構造体を提供するもの
である。柱板の厚さが面板の厚さの０．５〜３倍の範囲
にあると、摩擦接合時に座屈しないし、重量もそれほど
増加しない。
端部に位置する前記柱板の厚さが、面板の厚さの０．５
〜３倍の範囲にある接合用パネル構造体を提供するもの
である。柱板の厚さが面板の厚さの０．５〜３倍の範囲
にあると、摩擦接合時に座屈しないし、重量もそれほど
増加しない。
【００１６】請求項６の発明は、請求項１、２、３、４
又は５記載の接合用パネル構造体同士を摩擦接合して得
られたパネルを提供するものである。従って、軽量で接
合用パネル構造体同士の摩擦接合の際に発生する変形や
座屈、膨らみや接合部の欠陥のない大型のパネルを得る
ことができる。
又は５記載の接合用パネル構造体同士を摩擦接合して得
られたパネルを提供するものである。従って、軽量で接
合用パネル構造体同士の摩擦接合の際に発生する変形や
座屈、膨らみや接合部の欠陥のない大型のパネルを得る
ことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を挙げ、本発明
を図１〜１０に基づいて詳述する。図１は本発明の実施
形態を示す接合用パネル構造体の断面図である。図１に
おいて、接合用パネル構造体１は中空形材であり、一定
の間隔を有して互いに並行する２枚の面板２、２の間に
複数の柱板３を架設してパネル構造体４を構成し、該パ
ネル構造体４の端部に位置する柱板３の両端と２枚の面
板２との隅角部５に厚肉部６を形成する。
を図１〜１０に基づいて詳述する。図１は本発明の実施
形態を示す接合用パネル構造体の断面図である。図１に
おいて、接合用パネル構造体１は中空形材であり、一定
の間隔を有して互いに並行する２枚の面板２、２の間に
複数の柱板３を架設してパネル構造体４を構成し、該パ
ネル構造体４の端部に位置する柱板３の両端と２枚の面
板２との隅角部５に厚肉部６を形成する。
【００１８】この接合用パネル構造体１が、アルミニウ
ム（アルミニウム合金を含む、以下同じ）の場合、押出
成形によって一体に作製される。従って、接合用パネル
構造体１は、押し出し方向には理論的にどんな長さのも
のであっても作製可能であるが、幅方向の寸法は、押出
成形機により規制され、余り幅広のものを作製すること
はコスト面から不利となる。
ム（アルミニウム合金を含む、以下同じ）の場合、押出
成形によって一体に作製される。従って、接合用パネル
構造体１は、押し出し方向には理論的にどんな長さのも
のであっても作製可能であるが、幅方向の寸法は、押出
成形機により規制され、余り幅広のものを作製すること
はコスト面から不利となる。
【００１９】そこで、上記接合用パネル構造体１を、そ
の端部に位置する面板２、２及び柱板３を突き合わせ接
合することにより、大型のパネルを作製する。従来、強
度面からアーク溶接が行われていたが、溶接時の多大な
入熱による弊害から摩擦接合が採用するのが好ましい。
一方、接合用パネル構造体１は最大限の軽量化を図るた
め面板２、２及び柱板３は必要最小限の厚みとなってい
る。
の端部に位置する面板２、２及び柱板３を突き合わせ接
合することにより、大型のパネルを作製する。従来、強
度面からアーク溶接が行われていたが、溶接時の多大な
入熱による弊害から摩擦接合が採用するのが好ましい。
一方、接合用パネル構造体１は最大限の軽量化を図るた
め面板２、２及び柱板３は必要最小限の厚みとなってい
る。
【００２０】このような状況下の接合用パネル構造体１
同士を摩擦接合するには、その接合面１０同士を突き合
わせ、治具（不図示）により加圧拘束する。その接合線
に沿い摩擦接合工具１１の硬質なピン１２を高速回転さ
せ接合面１０の一端に刺し込み、その接合線に沿い他端
まで移動させ摩擦接合を行う。その後、接合用パネル構
造体１を裏返し、同じように摩擦接合すると、接合部１
３により接合用パネル構造体１同士を摩擦接合すること
ができ、大型のパネルが得られる。
同士を摩擦接合するには、その接合面１０同士を突き合
わせ、治具（不図示）により加圧拘束する。その接合線
に沿い摩擦接合工具１１の硬質なピン１２を高速回転さ
せ接合面１０の一端に刺し込み、その接合線に沿い他端
まで移動させ摩擦接合を行う。その後、接合用パネル構
造体１を裏返し、同じように摩擦接合すると、接合部１
３により接合用パネル構造体１同士を摩擦接合すること
ができ、大型のパネルが得られる。
【００２１】前記厚肉部６の幅（β＋β＝２β）は、図
２に示すように、摩擦接合により塑性流動した領域の
幅、すなわち、接合部１３の幅（α＋α＝２α）に対し
て少なくとも２倍以上である（２×２α≦２β─→２α
≦β）。この２倍以上の厚肉部６により、摩擦接合の
際、膨らみや金属不足による空洞が生じないから、面板
２、２及び柱板３を必要最小限の厚みとすることが可能
となっている。但し、この倍率が高すぎる場合は、必要
以上の厚肉部６を有することになり、軽量化の面で不利
となる。２倍に満たない場合は、摩擦接合の際の膨らみ
や金属不足による空洞が生じる恐れがあり、本発明の目
的を達成することが難しくなる。
２に示すように、摩擦接合により塑性流動した領域の
幅、すなわち、接合部１３の幅（α＋α＝２α）に対し
て少なくとも２倍以上である（２×２α≦２β─→２α
≦β）。この２倍以上の厚肉部６により、摩擦接合の
際、膨らみや金属不足による空洞が生じないから、面板
２、２及び柱板３を必要最小限の厚みとすることが可能
となっている。但し、この倍率が高すぎる場合は、必要
以上の厚肉部６を有することになり、軽量化の面で不利
となる。２倍に満たない場合は、摩擦接合の際の膨らみ
や金属不足による空洞が生じる恐れがあり、本発明の目
的を達成することが難しくなる。
【００２２】前記接合部１３は面板２の厚みに関係す
る。すなわち、図３に示すように、摩擦接合により塑性
流動した領域（α1 ）が面板２の厚み（ｔ）の１〜３倍
の範囲にあるのが好ましく（ｔ≦α1 ≦３ｔ）、領域
（α1 ）がこの範囲にあると、接合部１３の継ぎ手強度
が充分となり、且つ摩擦接合も行い易くなる。この範囲
未満では接合長さが不足し継ぎ手強度が不充分となり、
この範囲を越えると、入熱と変形とを生じ摩擦接合が上
手くいかない結果になる。
る。すなわち、図３に示すように、摩擦接合により塑性
流動した領域（α1 ）が面板２の厚み（ｔ）の１〜３倍
の範囲にあるのが好ましく（ｔ≦α1 ≦３ｔ）、領域
（α1 ）がこの範囲にあると、接合部１３の継ぎ手強度
が充分となり、且つ摩擦接合も行い易くなる。この範囲
未満では接合長さが不足し継ぎ手強度が不充分となり、
この範囲を越えると、入熱と変形とを生じ摩擦接合が上
手くいかない結果になる。
【００２３】柱板３の厚みは摩擦接合の作業性に関係す
る。すなわち、図４に示すように、柱板３の厚さ（γ）
は、面板２の厚さ（ｔ）の０．５〜３倍の範囲にあるの
が好ましい（０．５ｔ≦γ≦３ｔ）。柱板３の厚さ
（γ）がこの範囲にあると、摩擦接合時に座屈せず、重
量もそれほど増加しない。この範囲未満では、摩擦接合
時に生じる柱板３に対する下向きの力により座屈する恐
れがあり、この範囲を越えると、いたずらに重量を増す
だけで軽量化の実が上がらない結果になる。面板２の厚
さ（ｔ）と柱板３の厚さ（γ）との関係を図１３に示
す。
る。すなわち、図４に示すように、柱板３の厚さ（γ）
は、面板２の厚さ（ｔ）の０．５〜３倍の範囲にあるの
が好ましい（０．５ｔ≦γ≦３ｔ）。柱板３の厚さ
（γ）がこの範囲にあると、摩擦接合時に座屈せず、重
量もそれほど増加しない。この範囲未満では、摩擦接合
時に生じる柱板３に対する下向きの力により座屈する恐
れがあり、この範囲を越えると、いたずらに重量を増す
だけで軽量化の実が上がらない結果になる。面板２の厚
さ（ｔ）と柱板３の厚さ（γ）との関係を図１３に示
す。
【００２４】図１３に示すように、例えば、本発明の厚
肉部６がある場合には、面板２の厚さが１．５ｍｍの場
合、柱板３の厚さは１．５／２＝０．７５ｍｍでも摩擦
接合を実施することができる。しかし、厚肉部６がない
と実施できない。また、本発明の面板２の厚さが３ｍｍ
の場合には、柱板３の厚さは３／２＝１．５ｍｍでも摩
擦接合を実施できる。しかし、厚肉部６がないと、面板
２の厚さが３ｍｍの場合、柱板３の厚さは６／２＝３ｍ
ｍないと実施できない。
肉部６がある場合には、面板２の厚さが１．５ｍｍの場
合、柱板３の厚さは１．５／２＝０．７５ｍｍでも摩擦
接合を実施することができる。しかし、厚肉部６がない
と実施できない。また、本発明の面板２の厚さが３ｍｍ
の場合には、柱板３の厚さは３／２＝１．５ｍｍでも摩
擦接合を実施できる。しかし、厚肉部６がないと、面板
２の厚さが３ｍｍの場合、柱板３の厚さは６／２＝３ｍ
ｍないと実施できない。
【００２５】図５は、本発明の他の実施形態である接合
用パネル構造体１ａを示す。図１〜４に示す実施形態と
の相違点は、厚肉部６ａの形状がアーチ型になっている
点であり、その他の構成、作用については同様であるた
め、図面に符号を付して説明を省略する。
用パネル構造体１ａを示す。図１〜４に示す実施形態と
の相違点は、厚肉部６ａの形状がアーチ型になっている
点であり、その他の構成、作用については同様であるた
め、図面に符号を付して説明を省略する。
【００２６】図６は、本発明の他の実施形態である接合
用パネル構造体１ｂを示す。図１〜４に示す実施形態と
の相違点は、厚肉部６ｂの形状が鈍角の膨らみとなっ
て、接合部１３の形状（舌片状）に沿う形となっている
点であり、その他の構成、作用については同様であるた
め、図面に符号を付して説明を省略する。
用パネル構造体１ｂを示す。図１〜４に示す実施形態と
の相違点は、厚肉部６ｂの形状が鈍角の膨らみとなっ
て、接合部１３の形状（舌片状）に沿う形となっている
点であり、その他の構成、作用については同様であるた
め、図面に符号を付して説明を省略する。
【００２７】図７は、本発明の他の実施形態である接合
用パネル構造体１ｃを示す。図１〜４に示す実施形態と
の相違点は、厚肉部６ｃの形状が直角の膨らみとなっ
て、接合部１３の形状（舌片状）に沿う形となっている
点である。その他の構成、作用については、図１〜４に
示す実施形態と同様であるため、図面に符号を付して説
明を省略する。
用パネル構造体１ｃを示す。図１〜４に示す実施形態と
の相違点は、厚肉部６ｃの形状が直角の膨らみとなっ
て、接合部１３の形状（舌片状）に沿う形となっている
点である。その他の構成、作用については、図１〜４に
示す実施形態と同様であるため、図面に符号を付して説
明を省略する。
【００２８】図８〜１０は本発明の他の実施形態である
接合用パネル構造体、すなわちハニカムパネル１ｄを示
す。このハニカムパネル１ｄは、芯材としてのハニカム
コア２０の周縁部に枠材２１を配置し、ハニカムコア２
０の上下面に面板２２、２２を配設して、この状態でろ
う付けし一体としてなるものである。
接合用パネル構造体、すなわちハニカムパネル１ｄを示
す。このハニカムパネル１ｄは、芯材としてのハニカム
コア２０の周縁部に枠材２１を配置し、ハニカムコア２
０の上下面に面板２２、２２を配設して、この状態でろ
う付けし一体としてなるものである。
【００２９】アルミニウムろう付けのハニカムパネル１
ｄの場合は、アルミニウムの箔又は薄板から形成される
ハニカムコア２０の周縁部にアルミニウムの押出形材か
らなる枠材２１を溶接により枠組みし、ハニカムコア２
０の上下面Ｐには、ハニカムコア２０と枠材２１に対し
て重なる状態にアルミニウムのブレージングシートから
なる面板２２、２２を載せ、治具でこれらを一体に固定
してろう付け炉の中に入れ、ハニカムコア２０と面板２
２、２２との間、枠材２１と面板２２、２２との間をろ
う付け一体とする。なお、ハニカムコア２０と枠材２１
との間も、ハニカムコア２０と面板２２、２２とから流
動するろうにより部分的にろう付けされる。
ｄの場合は、アルミニウムの箔又は薄板から形成される
ハニカムコア２０の周縁部にアルミニウムの押出形材か
らなる枠材２１を溶接により枠組みし、ハニカムコア２
０の上下面Ｐには、ハニカムコア２０と枠材２１に対し
て重なる状態にアルミニウムのブレージングシートから
なる面板２２、２２を載せ、治具でこれらを一体に固定
してろう付け炉の中に入れ、ハニカムコア２０と面板２
２、２２との間、枠材２１と面板２２、２２との間をろ
う付け一体とする。なお、ハニカムコア２０と枠材２１
との間も、ハニカムコア２０と面板２２、２２とから流
動するろうにより部分的にろう付けされる。
【００３０】このようなハニカムパネル１ｄの製造に
は、ろう付け炉が使用されるから、ハニカムパネルのサ
イズは、炉のサイズに制約され、大型のものを作製する
には接合作業が必要となる。接合に摩擦接合を採用し、
最大限の軽量化を図るために、面板２２、２２及び枠材
２１を必要最小限の厚みとしている状況は、上記接合用
パネル構造体１、１ａ〜１ｃの場合と同様である。
は、ろう付け炉が使用されるから、ハニカムパネルのサ
イズは、炉のサイズに制約され、大型のものを作製する
には接合作業が必要となる。接合に摩擦接合を採用し、
最大限の軽量化を図るために、面板２２、２２及び枠材
２１を必要最小限の厚みとしている状況は、上記接合用
パネル構造体１、１ａ〜１ｃの場合と同様である。
【００３１】このため、ハニカムパネル１ｄは、その枠
材２１の面板２２、２２に対しての平行板２３と垂直板
２４との隅角部２５に厚肉部２６を有している。ハニカ
ムパネル１ｄは、図１０に示すように、その接合面２７
同士を突き合わせ、治具（不図示）により加圧拘束す
る。その接合線に沿い摩擦接合工具１１の硬質なピン１
２を高速回転させ接合面２７の一端に刺し込み、その接
合線に沿い他端まで移動させ、摩擦接合を行う。その
後、ハニカムパネル１ｄを裏返し、同じように摩擦接合
することにより、接合部２８によりハニカムパネル１ｄ
同士が摩擦接合され大型のハニカムパネルを作製するこ
とができる。
材２１の面板２２、２２に対しての平行板２３と垂直板
２４との隅角部２５に厚肉部２６を有している。ハニカ
ムパネル１ｄは、図１０に示すように、その接合面２７
同士を突き合わせ、治具（不図示）により加圧拘束す
る。その接合線に沿い摩擦接合工具１１の硬質なピン１
２を高速回転させ接合面２７の一端に刺し込み、その接
合線に沿い他端まで移動させ、摩擦接合を行う。その
後、ハニカムパネル１ｄを裏返し、同じように摩擦接合
することにより、接合部２８によりハニカムパネル１ｄ
同士が摩擦接合され大型のハニカムパネルを作製するこ
とができる。
【００３２】すなわち、ハニカムパネル１ｄに設けた厚
肉部２６によって、摩擦接合の際の圧力を吸収し、かつ
隅角部２５が膨らむことがないから、接合部２８の金属
不足がなく、塑性流動域内の欠陥が生じることがない。
この他の構成、作用は、図１〜７に示す実施形態と同様
であるため、図面に符号を付して説明を省略する。
肉部２６によって、摩擦接合の際の圧力を吸収し、かつ
隅角部２５が膨らむことがないから、接合部２８の金属
不足がなく、塑性流動域内の欠陥が生じることがない。
この他の構成、作用は、図１〜７に示す実施形態と同様
であるため、図面に符号を付して説明を省略する。
【００３３】以下、本発明の効果を確認するための実施
例について説明する。 実施例１ 図１に示す断面形状を持ち、材質（６Ｎ０１−Ｔ５）、
面板の厚さ３ｍｍ、柱板の厚肉部の幅の和が１５ｍｍ、
厚肉部の角度が４５°の接合用パネル構造体を突き合わ
せ、鋼製定盤に固定した。その状態で、ピンが直径５．
０ｍｍ、長さが４．５ｍｍで、円盤の直径が１０ｍｍの
摩擦接合工具を１０００ｒｐｍで回転させ、３００ｍｍ
／分の送り速度で接合線に沿って移動させて摩擦接合を
行った。次いで、裏返しにして反対側を同じように摩擦
接合した。その結果、接合部は、摩擦接合による誤差等
の欠陥が無く、表面にも欠陥が無く、透過Ｘ線検査でも
内部に欠陥が無いことが確認出来た。
例について説明する。 実施例１ 図１に示す断面形状を持ち、材質（６Ｎ０１−Ｔ５）、
面板の厚さ３ｍｍ、柱板の厚肉部の幅の和が１５ｍｍ、
厚肉部の角度が４５°の接合用パネル構造体を突き合わ
せ、鋼製定盤に固定した。その状態で、ピンが直径５．
０ｍｍ、長さが４．５ｍｍで、円盤の直径が１０ｍｍの
摩擦接合工具を１０００ｒｐｍで回転させ、３００ｍｍ
／分の送り速度で接合線に沿って移動させて摩擦接合を
行った。次いで、裏返しにして反対側を同じように摩擦
接合した。その結果、接合部は、摩擦接合による誤差等
の欠陥が無く、表面にも欠陥が無く、透過Ｘ線検査でも
内部に欠陥が無いことが確認出来た。
【００３４】実施例２ 図１０に示す断面形状を持ち、材質（６Ｎ０１−Ｔ
５）、枠材の水平板の厚さが３ｍｍ、垂直板の厚肉部の
幅の和が１５ｍｍ、厚肉部の角度が４５°のハニカムパ
ネルを面削して平坦とし突き合わせ、鋼製定盤に固定し
た。その状態で実施例１と同じようにして、摩擦接合し
た。その結果、接合部は、摩擦接合による誤差等の欠陥
が無く、表面にも欠陥が無く、透過Ｘ線検査でも内部に
欠陥が無いことが確認出来た。
５）、枠材の水平板の厚さが３ｍｍ、垂直板の厚肉部の
幅の和が１５ｍｍ、厚肉部の角度が４５°のハニカムパ
ネルを面削して平坦とし突き合わせ、鋼製定盤に固定し
た。その状態で実施例１と同じようにして、摩擦接合し
た。その結果、接合部は、摩擦接合による誤差等の欠陥
が無く、表面にも欠陥が無く、透過Ｘ線検査でも内部に
欠陥が無いことが確認出来た。
【００３５】比較例１ 厚肉部が無いこと以外は、実施例１と全く同様の接合用
パネル構造体同士を同じ条件で、摩擦接合した。その結
果、接合部の裏側に金属が変形してはみ出し、接合部の
金属が不足してトンネル状の欠陥が発生した。
パネル構造体同士を同じ条件で、摩擦接合した。その結
果、接合部の裏側に金属が変形してはみ出し、接合部の
金属が不足してトンネル状の欠陥が発生した。
【００３６】比較例２ 厚肉部が無いこと以外は、実施例２と全く同様のハニカ
ムパネル同士を同じ条件で、摩擦接合した。その結果、
接合部の裏側に金属が変形してはみ出し、接合部の金属
が不足してトンネル状の欠陥が発生した。
ムパネル同士を同じ条件で、摩擦接合した。その結果、
接合部の裏側に金属が変形してはみ出し、接合部の金属
が不足してトンネル状の欠陥が発生した。
【００３７】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、パネル構造体の隅角部に設けた厚肉部により、
摩擦接合の際の圧力が吸収され、且つ隅角部が膨らまな
いから接合部の金属不足を生じることがなく、塑性流動
域内の欠陥が生じない。従って、軽量というパネル構造
体の特性を損なうこと無く、これら同士の摩擦接合の際
に発生する変形や座屈、膨らみや接合部の欠陥を押さえ
ることができ、接合品質が良く、しかも良好な仕上がり
の摩擦接合を得ることができ、大型のパネルが少ない工
数で作製でき、低価格化が図れる。
よれば、パネル構造体の隅角部に設けた厚肉部により、
摩擦接合の際の圧力が吸収され、且つ隅角部が膨らまな
いから接合部の金属不足を生じることがなく、塑性流動
域内の欠陥が生じない。従って、軽量というパネル構造
体の特性を損なうこと無く、これら同士の摩擦接合の際
に発生する変形や座屈、膨らみや接合部の欠陥を押さえ
ることができ、接合品質が良く、しかも良好な仕上がり
の摩擦接合を得ることができ、大型のパネルが少ない工
数で作製でき、低価格化が図れる。
【００３８】請求項２の発明によれば、このハニカムコ
アを有するパネル構造体の隅角部に設けた厚肉部によ
り、摩擦接合の際の圧力が吸収され、且つ隅角部が膨ら
まないから接合部の金属不足を生じることがなく、塑性
流動域内の欠陥が生じない。従って、上記の効果をハニ
カムパネルにも付与することができる。
アを有するパネル構造体の隅角部に設けた厚肉部によ
り、摩擦接合の際の圧力が吸収され、且つ隅角部が膨ら
まないから接合部の金属不足を生じることがなく、塑性
流動域内の欠陥が生じない。従って、上記の効果をハニ
カムパネルにも付与することができる。
【００３９】請求項３の発明によれば、厚肉部が塑性流
動領域の幅の２倍以上あるから、隅角部が膨らまず且つ
接合部から塑性流動領域にある金属が他に流出せず、塑
性流動域内の欠陥が生じない。従って、上記の効果に加
えて、柱板の強度に影響せず且つ軽量化が達成できる。
動領域の幅の２倍以上あるから、隅角部が膨らまず且つ
接合部から塑性流動領域にある金属が他に流出せず、塑
性流動域内の欠陥が生じない。従って、上記の効果に加
えて、柱板の強度に影響せず且つ軽量化が達成できる。
【００４０】請求項４の発明によれば、摩擦接合による
塑性流動領域が面板の厚みの１〜３倍の範囲にあるか
ら、接合部強度が充分であり、不必要な入熱と変形がな
い。従って、上記の効果に加えて、接合部の継ぎ手強度
は充分あり、且つ良好な摩擦接合を行うことができる。
塑性流動領域が面板の厚みの１〜３倍の範囲にあるか
ら、接合部強度が充分であり、不必要な入熱と変形がな
い。従って、上記の効果に加えて、接合部の継ぎ手強度
は充分あり、且つ良好な摩擦接合を行うことができる。
【００４１】請求項５の発明によれば、柱板の厚さが面
板の厚さの０．５〜３倍の範囲にあるから、摩擦接合時
に座屈せず、重量の増加も少ない。従って、上記の効果
に加えて、摩擦接合時に座屈せず、重量を減らすことが
可能となる。
板の厚さの０．５〜３倍の範囲にあるから、摩擦接合時
に座屈せず、重量の増加も少ない。従って、上記の効果
に加えて、摩擦接合時に座屈せず、重量を減らすことが
可能となる。
【００４２】請求項６の発明によれば、軽量で接合用パ
ネル構造体同士の摩擦接合により、発生する変形や座
屈、膨らみや接合部の欠陥のない大型のパネルを得られ
る。従って、上記の効果に加えて、接合品質が良く、し
かも良好な仕上がりの摩擦接合を得ることができ、大型
で軽量なパネルの製作が少ない工数で達成することがで
き、低価格化が図れる。
ネル構造体同士の摩擦接合により、発生する変形や座
屈、膨らみや接合部の欠陥のない大型のパネルを得られ
る。従って、上記の効果に加えて、接合品質が良く、し
かも良好な仕上がりの摩擦接合を得ることができ、大型
で軽量なパネルの製作が少ない工数で達成することがで
き、低価格化が図れる。
【図１】本発明の実施形態を示す接合用パネル構造体の
断面図である。
断面図である。
【図２】接合用パネル構造体の要部の拡大断面図であ
る。
る。
【図３】接合用パネル構造体の要部の拡大断面図であ
る。
る。
【図４】接合用パネル構造体の要部の拡大断面図であ
る。
る。
【図５】本発明の他の実施形態を示す接合用パネル構造
体の断面図である。
体の断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す接合用パネル構造
体の断面図である。
体の断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す接合用パネル構造
体の断面図である。
体の断面図である。
【図８】本発明の実施形態であるハニカムパネルの形状
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図９】ハニカムパネルの製作状態を示す断面図であ
る。
る。
【図１０】本発明の他の実施形態であるハニカムパネル
の摩擦接合状態を示す断面図である。
の摩擦接合状態を示す断面図である。
【図１１】従来例を示す斜視図である。
【図１２】従来例を示す断面図である。
【図１３】面板の厚さと柱板の厚さとの関係を示すグラ
フである。
フである。
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 接合用パネル構造体 ２、２２ 面板 ３、ｂ 柱板 ４ パネル構造体 ５、２５ 隅角部 ６、６ａ、６ｂ、６ｃ、２６ 厚肉部 １０、２７ 接合面 １１、ｄ 摩擦接合工具 １２、ｅ ピン １３、２８、ｆ 接合部 ２０ ハニカムコア ２１ 枠材 ２３ 平行板 ２４ 垂直板 ａ 中空形材 ｃ 接合線 ｇ 膨らみ ｈ 穴
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 泰永 東京都港区新橋５丁目11番３号 住友軽金 属工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J023 EA03 FA01 GA03 3J024 AA43 BA05 BB04 CA23 4E067 AA05 BG00 EC04 EC09 4F100 AB10 AB31 AT00A AT00C BA03 BA06 BA10A BA10C DB02B DB06B DB17B DC02B DC27B EJ44 GB31 JL03 JL04 YY00B
Claims (6)
- 【請求項１】 一定の間隔を有して互いに並行する２枚
の面板の間に複数の柱板を架設してパネル構造体を構成
し、該パネル構造体の端部に位置する前記柱板の両端と
２枚の面板との隅角部に厚肉部を有することを特徴とす
る接合用パネル構造体。 - 【請求項２】 ハニカムコアの周縁部に枠材を配置し、
該ハニカムコアの上下面に面板を配設してパネル構造体
を構成し、該パネル構造体の前記枠材の前記面板に対し
ての平行板と垂直板との隅角部に厚肉部を有することを
特徴とする接合用パネル構造体。 - 【請求項３】 前記厚肉部は摩擦接合により塑性流動し
た領域の幅に対して少なくとも２倍以上であることを特
徴とする請求項１又は２記載の接合用パネル構造体。 - 【請求項４】 前記摩擦接合はこれにより塑性流動した
領域が前記面板の厚みの１〜３倍の範囲にあることを特
徴とする請求項１又は３記載の接合用パネル構造体。 - 【請求項５】 前記パネル状構造体の端部に位置する前
記柱板の厚さは、面板の厚さの０．５〜３倍の範囲にあ
ることを特徴とする請求項１、３又は４記載の接合用パ
ネル構造体。 - 【請求項６】 請求項１、２、３、４又は５記載の接合
用パネル構造体同士を摩擦接合して得られるパネル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22417398A JP3442660B2 (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 接合用パネル構造体及びパネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22417398A JP3442660B2 (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 接合用パネル構造体及びパネル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000052457A true JP2000052457A (ja) | 2000-02-22 |
| JP3442660B2 JP3442660B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=16809681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22417398A Expired - Fee Related JP3442660B2 (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 接合用パネル構造体及びパネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3442660B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106001866A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-10-12 | 上海航天设备制造总厂 | 一种大型厚壁箱体构件焊接变形控制方法 |
| CN112935595A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-11 | 上海交通大学 | 船用i型夹层板激光焊接工装及其使用方法 |
| WO2024043286A1 (ja) * | 2022-08-24 | 2024-02-29 | 株式会社神戸製鋼所 | 構造部材及び構造部材の製造方法 |
-
1998
- 1998-08-07 JP JP22417398A patent/JP3442660B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106001866A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-10-12 | 上海航天设备制造总厂 | 一种大型厚壁箱体构件焊接变形控制方法 |
| CN112935595A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-11 | 上海交通大学 | 船用i型夹层板激光焊接工装及其使用方法 |
| WO2024043286A1 (ja) * | 2022-08-24 | 2024-02-29 | 株式会社神戸製鋼所 | 構造部材及び構造部材の製造方法 |
| JP7473714B2 (ja) | 2022-08-24 | 2024-04-23 | 株式会社神戸製鋼所 | 構造部材及び構造部材の製造方法 |
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|---|---|
| JP3442660B2 (ja) | 2003-09-02 |
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