JP2006118550A

JP2006118550A - ハニカム材料

Info

Publication number: JP2006118550A
Application number: JP2004305121A
Authority: JP
Inventors: Sukehito Kikuchi; 祐仁菊地
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】衝撃緩衝特性及び衝撃吸収特性を有し、更に外観等の装飾性が良好で、復元性を有した新規な構造材料したハニカム材料を提供する。
【解決手段】ハニカムコア１は、この実施形態では、アルミハニカムコアを使用しているが、その他の材料、例えば、スチールや、紙，繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等により形成することも可能であり、図３〜図６に示すように、ハニカムコア１の高さ方向の少なくとも一部を座屈加工したものである。即ち、ハニカムコア１の前端側から後端側に所定荷重の衝撃荷重Ｐを加えてハニカムコア１の後端部１ａに座屈加工を施したものであり、このように高さ方向の少なくとも一部に座屈加工を施すことで、衝撃緩衝特性及び衝撃吸収特性を有し、外観が良好で、復元性を有した新規な構造材料とすることが出来るものである。
【選択図】図３

Description

この発明は、予めハニカムコアの高さ方向の少なくとも一部を座屈加工したハニカム材料に係わり、更に詳しくは従来のハニカムコアと異なった衝撃緩衝特性や衝撃吸収特性及び装飾性を有する新規な素材として適用可能なハニカム材料に関するものである。

従来、金属材料（例えば、薄いスチール板，アルミ箔等）や、非金属材料（例えば、紙，プラスチック等）を素材として形成した六角柱の構造体、即ち、ハニカムコア（Honeycomb come) の構造体は、空間（空気）が９５〜９９％、コア材（六角柱を構成する材料）が５〜１％の容積比率であるため、非常に軽量で縦剛性が高く、安価で製造が容易であることから、車輛の衝突試験材や衝撃吸収材の他、建築材用芯材、建築材用のサンドイッチパネル、容器等、その他あらゆる分野において使用されている。

上記のような各素材から成るハニカムコアは、軽量で設計の自由度が大きく、交換が容易で経時変化が少なく、更にリサイクル性に富む等のメリットを有する反面、ハニカム構造の特性より反力特性が一方向であるため、衝突緩和装置用としては課題があった。

そこで、ハニカムコアを衝撃緩衝材、衝撃吸収材として使用する場合には、コア内に発泡ウレタン等を注入充填したり、二段セルにして吸収エネルギーを段階的に吸収させたり、更に金属製のハニカムコアの場合、コアの長手方向の肉厚を順次変化させて、ハニカムコアの衝撃吸収を可変にした構造のものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、従来のハニカムコアを使用した各種の材料は、ハニカムコアの形態（六角柱状）はそのままに維持（圧縮変形や圧縮加工しない状態）し、ハニカムコアと面板とを積層させたり、またサンドイッチ構造にしたり、更にハニカムコアをケーシング等に収容して使用するものが一般的であった。

本願出願人等は、ハニカムコアを衝撃緩衝材、衝撃吸収材等として使用した圧縮変形または座屈変形させたハニカムコアを、その復元性特性、衝撃緩衝特性、装飾性等の特徴を有効に利用して、新素材として有効に利用しようとしたものである。
特開２０００−２７４４７２号公報

この発明はかかる従来の問題点に着目し、衝撃緩衝特性及び衝撃吸収特性を有し、更に外観等の装飾性が良好で、復元性を有した新規な構造材料としたハニカム材料を提供することを目的とするものである。

この発明は上記目的を達成するため、この発明の新素材と成るハニカム材料は、予めハニカムコアの高さ方向の少なくとも一部を座屈加工して形成したことを要旨とするものである。

ここで、前記座屈加工したハニカムコアをケーシング内に収容して一体的に形成したり、芯材またはハニカム単体またはハニカムコア芯材の上下面を、座屈加工して成るハニカムコアにより挟み込んでサンドイッチ構造に形成するものである。また、前記ハニカムコアとしては、金属材料または非金属材料である。

このように、予めハニカムコアの高さ方向の少なくとも一部を座屈加工して形成したことにより、衝撃緩衝特性及び衝撃吸収特性を有し、外観が良好で、復元性を有したハニカムコアは、コアの長手方向の一端側から衝撃荷重が加わった際、初期のピーク荷重が取り除かれ高い初期荷重を必要とせずに、予め座屈加工された前端部分から後端側に向かって座屈状態が全体的に安定して進行（加工）されていく状態のもので、このような座屈加工されているハニカムコアを、新規な構造材料とすることが出来る。

この発明は、上記のように予めハニカムコアの高さ方向の少なくとも一部を座屈加工して形成したので、衝撃緩衝特性及び衝撃吸収特性を有し、外観が良好で、復元性を有した新規な構造材料とすることが出来る効果がある。

また、アルミハニカム等の場合には、箔厚を長手方向に沿って調整することで、耐荷重特性を変化することも可能であり、また座屈加工する距離を任意に設定することによって、構造材と衝撃吸収材としての相反した特性を素材に持たせたりする機能的な使用方法や、美観的に優れているため単純に装飾素材としても適用でき、あらゆる分野について新規な素材として適用出来る効果がある。

以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１は、この発明を実施した座屈加工したハニカムコアの平面図、図２は図１のＸ部の拡大平面図を示し、前記ハニカムコア１は、この実施形態では、アルミハニカムコアを使用しているが、その他の材料、例えば、スチールや、紙，繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等により形成することも可能であり、図３〜図６に示すように、ハニカムコア１の高さ方向の少なくとも一部を座屈加工して加工したものである。

即ち、ハニカムコア１の前端側から後端側に所定荷重の衝撃荷重Ｐを加えてハニカムコア１の後端部１ａに座屈加工を施したものであり、このように高さ方向の少なくとも一部に座屈加工を施すことで、衝撃緩衝特性及び衝撃吸収特性を有し、外観が良好で、復元性を有した新規な構造材料とすることが出来るものである。

この発明の実施形態における筒状ハニカム構造体のハニカムの形状としては、６角形の他に、３〜１２の角形、円、星型等、またはそれらの組合わせ等、補強が可能であれば特に限定されるものではない。また、各ハニカム形状の大きさは特に限定されないが、２〜３０ｍｍ四方の方形状に含まれる大きさ（セルサイズ）であることが好ましい。

また、ハニカムコアの圧縮率((座屈加工前のコア厚さ−座屈加工後のコア厚さ) ／座屈加工前のコア厚さ) は、１〜８４％の範囲に設定すると、より復元性を有することが可能となり好ましい。また、この発明のハニカムの箔厚は、0.005 〜0.1mm のものを使用するものである。

前記ハニカムコア１の座屈加工を施す箇所としては、図３及び図４に示すように、ハニカムコア１の後端部１ａに形成したり、また図５に示すように、ハニカムコア１の前端部１ｂに形成したり、更にはハニカムコア１の中央部１ｃに形成することが出来る。

このように構成したハニカム材料は、コアの長手方向の一端側から衝撃荷重が加わった際、初期のピーク荷重が取り除かれ高い初期荷重を必要とせずに、予め座屈加工された前端部分から後端側に向かって座屈状態が全体的に安定して進行（加工）し、新規な構造材料とすることが出来る。

例えば、座屈加工したハニカムコア１を、図４に示すようにケーシング２内に収容して一体的に形成したり、芯材またはハニカム単体またはハニカムコア芯材の上下面を、座屈加工して成るハニカムコアにより挟み込んでサンドイッチ構造にすることで、車輛の衝突試験材や衝撃吸収材の他、建築材用芯材、建築材用のサンドイッチパネル、容器等、その他あらゆる分野において使用することが出来る。

また、アルミハニカムコアを使用する場合に、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、アルカリ溶液（例えば、水酸化ナトリウム）等のエッチング溶液Ｗにアルミハニカムコア１ｘの先端側から連続的に浸して図８に示すように箔厚ｈをｈａに調整することで、更に車輛の衝突試験材や衝撃吸収材として使用することで、従来にない衝撃緩衝，衝撃吸収特性を備えた構造材とすることも可能である。

以上のように、予めハニカムコア１の高さ方向の少なくとも一部を座屈加工して形成することで、衝撃緩衝特性及び衝撃吸収特性を有し、外観が良好で、復元性を有した新規な構造材料とすることが出来るものである。

この発明を実施した座屈加工したハニカムコアの平面図である。図１のＸ部の拡大平面図である。座屈加工したハニカムコアの斜視図である。座屈加工したハニカムコアの一部断面図である。他の実施形態を示す座屈加工したハニカムコアの一部断面図である。他の実施形態を示す座屈加工したハニカムコアの一部断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、ハニカムコアの箔厚を調整する方法の工程説明図である。箔厚を調整したハニカムコアの断面図である。

符号の説明

１ハニカムコアＰ衝撃荷重
１ａハニカムコアの後端部
１ｂハニカムコアの前端部
１ｃハニカムコアの中央部
１ｘアルミハニカムコア
Ｗエッチング溶液ｈ，ｈａ箔厚

Claims

予めハニカムコアの高さ方向の少なくとも一部を座屈加工して形成して成るハニカム材料。
前記座屈加工したハニカムコアをケーシング内に収容して一体的に形成した請求項１に記載のハニカム材料。
芯材またはハニカムコア芯材の上下面を、座屈加工して成るハニカムコアにより挟み込んでサンドイッチ構造にして成るハニカム材料。
前記ハニカムコアが、金属材料または非金属材料である請求項１，２または３に記載のハニカム材料。