JP2019072904A - ハニカムコアおよびハニカムパネル - Google Patents

ハニカムコアおよびハニカムパネル Download PDF

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Abstract

【課題】第1に、断熱性や防音性等に優れ、緩衝性や耐水性にも優れ、第2に、強度面が向上し、第3に、作業性,製造効率,コスト面にも優れた、ハニカムコアおよびハニカムパネルを提案する。【解決手段】このハニカムコア11は、発泡ポリウレタンや発泡スチロール等の発泡プラスチック12中に、ハニカムコア11が埋め込まれている。ハニカムコア11は、セル壁13にて区画形成された中空柱状の多数のセル14の平面的集合体よりなるが、各セル14に、発泡プラスチック12がそれぞれ充填されている。又、ハニカムパネル15は、このようなハニカムコア11を芯材とし、その各セル14に発泡プラスチック12がそれぞれ充填されると共に、各セル14の開口端面が、発泡プラスチック12にて厚く被覆されている。発泡プラスチック製の充填部16と被覆部17とは、一体形成されている。【選択図】図1

Description

本発明は、ハニカムコアおよびハニカムパネルに関する。すなわち断熱性や防音性を備えた、ハニカムコアおよびハニカムパネルに関するものである。
《技術的背景》
図2の(1)図は、この種従来例を示す。同図中にも示したように、ハニカムコア1は、セル壁2にて区画形成された中空柱状の多数のセル3の平面的集合体よりなる。
そしてハニカムコア1や、そのセル3やセル壁2の開口端面に表面板4が接着剤5等にて接合されたハニカムパネル6は、重量比強度に優れ、軽量であると共に剛性,強度に優れる、等々の特性を備えている。
ところで、このようなハニカムコア1やハニカムパネル6について、更に断熱性や防音性(遮音性)が要求される場合、例えば壁等に使用される場合は、ハニカムコア1の各セル3に、発泡スチロール等の発泡プラスチック7が充填されていた。
《従来技術》
ところで、このような発泡プラスチック7のハニカムコア1への充填は、従来、発泡成形品の圧入充填方式により行われていた。
すなわち、ブロック状のハニカムコア1上に、既に発泡成形されたブロック状,プレート状の発泡プラスチック7を載せ、→プレス機を用いて、上から加圧することにより、→発泡プラスチック7を、セル壁2の上端縁にて切断,分断し→もって、図2の(1)図中に示したように、切断,分断された発泡プラスチック7が、各セル3内に押し込まれ圧入されていた。
このようにしてハニカムコア1や、ハニカムコア1を芯材としたハニカムパネル6について、その各セル3に、発泡プラスチック7が充填され、断熱性や防音性の付加が図られていた。
他方、このようなハニカムコア1やハニカムパネル6を使用しない断熱材8としては、図1の(4)図に示したように発泡プラスチック7を主な構成としたものが、代表的に使用されていた。そしてこの断熱材8は、例えば、建築物等の壁の外壁9と内壁10間に、介在配設されている。
このようなハニカムコア等としては、例えば、次の特許文献1中において、従来の技術として示されたものが挙げられる。
特開平11−277650号公報
ところで、このような従来のハニカムコア5やハニカムパネル6については、次の課題が問題として指摘されていた。
《第1の問題点》
第1に、断熱性や防音性に問題が指摘されていた。
図2の(1)図に示したこの種従来例のハニカムコア1やハニカムパネル6は、発泡成形品の圧入充填方式よりなるので、発泡倍率が高い低密度の発泡プラスチック7しか、ハニカムコア1のセル3内に圧入,充填できず、断熱性や防音性が不足するとの指摘があった。
これに対し、断熱性や防音性に優れた発泡倍率の低い高密度の発泡プラスチック7は、ハニカムコア1のセル3内への圧入,充填に際し、セル壁2を座屈し易く、使用が控えられていた。すなわち、プレス機にて大きな加圧力を加えることを要し、発泡プラスチック7を切断,分断するセル壁2がクラッシュする、という難点があった。
更に、使用される発泡倍率の高い低密度の発泡プラスチック7が、ハニカムコア1の各セル3内に、確実に充填されないことが多々あり、この面からも、断熱性や防音性が不足するという問題が指摘されていた。
すなわち、発泡倍率の高い低密度の発泡プラスチック7が、セル3内への圧入に際し、セル3空間にピッタリと見合った形状に維持されず、全体的又は部分的に砕け,割れ,崩れ,落下してしまい、充填が不確実化することが多々あった。もって、この面からも、断熱性や防音性の不足が指摘されていた。
《第2の問題点》
第2に、強度面にも問題が指摘されていた。
図2の(1)図に示したこの種従来例のハニカムコア1やハニカムパネル6は、上述したように発泡成形品の圧入充填方式により、発泡倍率の高い低密度の発泡スチロール等の発泡プラスチック7が、充填されていたが、ハニカムパネル6について、接着剤5等による表面板4の接合強度に、問題が生じることが多々あった。
すなわち前述したように、発泡プラスチック7が、圧入に際しセル3内で砕け,割れ,崩れ,断片,破片となって、セル壁2と表面板4間に介在し、異物となって両者間の接合の障害となることがあった。
他方、図1の(4)図に示した従来例の断熱材8については、使用中に、発泡プラスチック7等に亀裂や穴等が発生しやすく、強度面に問題が存していた。すなわち、建築物の壁等について経年使用されると、亀裂や穴等の損傷が生じ易く、断熱性や防音性が低下する、という指摘があった。
《第3の問題点》
第3に、作業性,製造効率,コスト面にも、問題が指摘されていた。
図2の(1)図に示したこの種従来例のハニカムパネル6は、ハニカムコア1,発泡プラスチック7,両面の表面板4,両面の接着剤5等で、構成されていた。このように6点の材料部材にてパネル化されており、その分だけ、作業に手間取り,製造効率が悪く,材料コストも嵩む、という指摘があった。
又、図1の(4)図に示した従来例の断熱材8は、例えば、発泡ポリウレタンよりなる発泡プラスチック7について、強化繊維(ガラス繊維等)7,発泡ポリプロピレンよりなる発泡プラスチック7,強化繊維(ガラス繊維)7等を、順に積層被覆して構成されていた。
このように従来例の断熱材8は、多種の材料部材で構成されており、その分だけ、作業に手間取り,製造効率が悪く,材料コストも嵩み、肉厚サイズも過大となる、という指摘があった。
《本発明について》
本発明のハニカムコアおよびハニカムパネルは、このような実情に鑑み、上記従来技術の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第1に、断熱性や防音性等に優れ、第2に、強度面が向上し、第3に、作業性,製造効率,コスト面にも優れた、ハニカムコアおよびハニカムパネルを提案することを目的とする。
《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲に記載したように、次のとおりである。
請求項1については、次のとおり。
請求項1のハニカムコアは、発泡プラスチック中に埋め込まれている。該ハニカムコアは、セル壁にて区画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体よりなるが、該ハニカムコアについて、各該セルに該発泡プラスチックがそれぞれ充填されていること、を特徴とする。
請求項2については、次のとおり。
請求項2のハニカムパネルは、発泡プラスチック中に、ハニカムコアが埋め込まれている。
芯材の該ハニカムコアは、セル壁にて区画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体よりなるが、芯材の該ハニカムコアについて、各該セルに、該発泡プラスチックがそれぞれ充填されると共に、各該セルの開口端面が、該発泡プラスチックにて被覆されている。
そして、該発泡プラスチック製の充填部と被覆部とが一体形成されていること、を特徴とする。
請求項3については、次のとおり。
請求項3のハニカムパネルでは、請求項2において、該発泡プラスチックは、発泡ポリウレタン,発泡スチロール,発泡ポリプロピレン,又は発泡ポリエチレンの何れかが、選択使用されること、を特徴とする。
請求項4については、次のとおり。
請求項4のハニカムパネルでは、請求項2において、該発泡プラスチック製の被覆部には、それぞれ表面板が接合されていること、を特徴とする。
《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
(1)このハニカムコアやハニカムパネルは、発泡プラスチック中にハニカムコアが埋め込まれている。
(2)もってハニカムコアは、発泡プラスチックにより、各セルが充填されると共に、各セルの開口端面等が被覆されている。充填部と被覆部は一体形成される。
(3)そして、このハニカムコアやハニカムパネルは、このような埋め込み方式を採用したので、発泡倍率の低い高密度の発泡プラスチックを使用可能であり、断熱性や防音性に優れている。
(4)このように発泡倍率の低い高密度の発泡プラスチックを使用できるので、砕け,割れ,崩れ,落下等の発生が防止され、確実に充填部を形成可能である。
(5)又、このハニカムコアやハニカムパネルは、発泡プラスチックの被覆部が形成されるので、緩衝性や耐水性も備えている。又、開口端面の被覆部は、表面板相当の強度機能も発揮可能である。
(6)発泡倍率の低い高密度の発泡プラスチックを使用できるので、表面板を別途接合する場合に、発泡プラスチックが断片化し,破片化し異物となって、接合の障害となることもない。
(7)断熱材として使用される場合、発泡プラスチックは、埋め込まれたハニカムコアにて補強されている。もって、経年使用による亀裂や穴発生が防止される。
(8)このハニカムコアやハニカムパネルは、材料部材が、ハニカムコアと発泡プラスチックのみであり、構成が簡単であり関連作業も容易である。
(9)そこで、本発明に係るハニカムパネルは、次の効果を発揮する。
《第1の効果》
第1に、断熱性や防音性に優れている。
本発明のハニカムコアやハニカムパネルでは、発泡プラスチック中にハニカムコアが埋め込まれ、ハニカムコアの各セルに発泡プラスチックが充填されている。
このように、埋め込み充填方式を採用したので、断熱性や防音性のニーズに対応し、これらに優れた発泡倍率の低い発泡プラスチックを使用可能である。このような発泡プラスチックの特徴を、ハニカムコアやハニカムパネルに付与可能である。
前述したこの種従来例のように、既に発泡成形された発泡成形品の圧入充填方式よりなるので、発泡倍率が高い発泡プラスチックしか使用できず、断熱性や防音性が不足する事態は解消される。
又、本発明のハニカムコアやハニカムパネルは、発泡倍率の低い発泡プラスチックを使用できるので、前述した発泡倍率の高い発泡プラスチックの圧入充填方式よりなるこの種従来例のように、発泡プラスチックの充填が不確実化することも解消され、この面からも、断熱性や防音性に優れている。
更に、発泡プラスチック製の被覆部が形成されるので、緩衝性や耐水性等にも優れている。
《第2の効果》
第2に、強度面が向上する。
本発明のハニカムコアやハニカムパネルは、まず、表面板の接合強度が向上する。すなわち、発泡倍率の低い発泡プラスチックを使用でき、その被覆部も形成されるので、別途表面板を使用する場合、その接合がスムーズ化される。
すなわち、発泡倍率の高い発泡プラスチックの圧入充填方式よりなる前述したこの種従来例のように、発泡プラスチックが断片化,破片化し異物となって介在し、接合の障害となることは防止される。
又、本発明のハニカムコアやハニカムパネルでは、発泡プラスチック中にハニカムコアが埋め込まれており、発泡プラスチックがハニカムコアにて補強されている。もって、前述した従来例の断熱材のように、亀裂や穴等の損傷が生じ易く、断熱性や防音性が低下する事態発生は、防止される。
《第3の効果》
第3に、作業性,製造効率,コスト面等にもすぐれている。
本発明のハニカムコアやハニカムパネルは、ハニカムコアと発泡プラスチックのみを材料部材として、構成される。
前述したこの種従来例のように、より多くの材料部材にて構成されていたのに比し、関連作業が容易化され、製造効率が向上すると共に、材料コストが低減される。
又、前述した従来例の断熱材に比し、使用する発泡プラスチックの種類が単一化されると共に、強化繊維の使用も削減される。もってこの面からも、関連作業が容易化され、製造効率が向上すると共に、材料コストが低減され、肉厚サイズもスリム化される。
このように、この種従来技術に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
(1)図,(2)図,(3)図は、本発明に係るハニカムコアおよびハニカムパネルについて、発明を実施するための形態の説明に供する。 そして(1)図は、本発明の第1実施例の正面説明図、(2)図は、第2実施例の正面分解説明図、(3)図は、第3実施例の正面説明図である。(4)図は、従来例の断熱材の正面説明図である。 (1)図は、従来例のハニカムパネルの正面分解説明図である。(2)図は、ハニカムコアの斜視図、(3)図は、フレックスハニカムコアの正面図である。 本発明の使用例の写真であり、ヘルメットを示す。
以下、本発明を実施するための形態について、図1の(1)図,(2)図,(3)図,図2の(2)図,(3)図,図3等の図面を参照して、詳細に説明する。
《本発明の概要》
まず、本発明の概要については、次のとおり。
本発明のハニカムコア11は、発泡プラスチック12中にハニカムコア11が埋め込まれている。ハニカムコア11は、セル壁13にて区画形成された中空柱状の多数のセル14の平面的集合体よりなるが、各セル14に、発泡プラスチック12がそれぞれ充填されている。
本発明のハニカムパネル15は、このようなハニカムコア11を芯材とし、その各セル14に、発泡プラスチック12がそれぞれ充填されると共に、各セル14の開口端面が、発泡プラスチック12にて厚く被覆されている。発泡プラスチック12製の充填部16と被覆部17とは、一体形成されている。
本発明の概要については、以上のとおり。以下、このような本発明のハニカムコア11およびハニカムパネル15について、更に詳述する。
《ハニカムコア11について》
まず、ハニカムコア11について一般的に説明する。ハニカムコア11は、セル壁13にて区画形成された、中空柱状の多数のセル14の平面的集合体よりなる(図2の(2)図,(3)図を参照)。
もって、重量比強度に優れ、軽量であると共に、セル軸方向18の圧縮強度,剛性に優れており、平面精度にも優れる(特にハニカムパネル15とした場合)、その他の特性を備えている。ハニカムコア11の母材としては、アルミニウムその他の金属や、プラスチックや、繊維強化プラスチック(FRP)等が、用いられる。
セル壁13そしてセル14の断面形状は、正六角形が代表的であるが、略三角形,略四角形,その他各種形状も可能である。例えば、フレックスコアと称される異形も可能である(図2の(3)図を参照)。
フレックスコアのハニカムコア11は、セル壁13が途中で内外に折曲され、セル14が略凸字状をなしており、このような形状に基づきねじれ変形可能であり、所定曲率の三次元へ自在に加工可能である。
ハニカムコア11の一般的説明については、以上のとおり。
《本発明のハニカムコア11》
次に、本発明のハニカムコア11について説明する。本発明のハニカムコア11は、発泡プラスチック12中に埋め込まれている。
発泡プラスチック12としては、発泡ポリウレタン(ウレタンフォーム),発泡スチロール(ポリスチレンフォーム),発泡ポリプロピレン,又は発泡ポリエチレンの何れかが、選択使用される。いずれにしても発泡プラスチック12には、断熱性(小さな熱伝導率),防音性(遮音性),緩衝性(クッション性),耐水性等に優れている。
発泡倍率については、用途に応じ選択可能である。例えば、断熱性,防音性が重視される用途の場合は、発泡倍率の低い(例えば40倍以下)高密度の発泡プラスチック12が使用される。勿論、用途次第では、発泡倍率の高い(例えば40倍を越える)低密度の発泡プラスチック12が使用される。
埋め込み方式については、次のとおり。ハニカムコア11は、これらの樹脂つまり発泡プラスチック前駆体がモールドされ、→流し込みにより同前駆体にて埋め込まれた後、→同前駆体が加熱等により不活性ガスの泡を発生して、→多泡性の発泡プラスチック12が生成される。→ハニカムコア11は、このように生成された発泡プラスチック12中に、埋め込まれてなる。
そこでハニカムコア11は、このような埋め込み方式により、その各セル14に発泡プラスチック12がそれぞれ充填され、充填部16を形成している。更にハニカムコア11は、このような埋め込み方式により、被覆部17が、次のa,b,cの各種態様で形成される。なお、このような被覆部17が形成されないことも、可能である。
a.被覆部17が、ハニカムコア11の各セル14の開口端面の一方のみを、被覆閉鎖する態様(図1の(3)図を参照)。
b.被覆部17が、同開口端面の両方を、被覆閉鎖する態様(図1の(1)図,(2)図を参照)。
c.被覆部17が、上記a,bに加え、更にハニカムコア11の側外表面(開口端面との直交面)をも、被覆する態様(図1の(1)図を参照)。
いずれの態様にあっても、このような被覆部17は、各セル14に充填された充填部16と一体的に形成されている。
本発明のハニカムコア11については、以上のとおり。
《本発明のハニカムコア11とハニカムパネル15》
さて、このように発泡プラスチック12中にハニカムコア11が埋め込まれた本発明は、ハニカムコア11又はハニカムパネル15として把握される(図1の(1)図,(2)図,(3)図を参照)。
すなわち、まずハニカムコア11として把握可能である。例えば、発泡プラスチック12製の被覆部17の肉厚が薄い態様、特に、各セル14の開口端面を被覆する被覆部17が、薄膜状,極薄板状等をなす態様については、ハニカムコア11として把握されるケースが多いと考えられる。
これに対し、ハニカムパネル15としても、把握可能である。例えば、各セル14の開口端面を被覆する発泡プラスチック12製の被覆部17の肉厚が厚い態様、特に、プレート状,厚板状をなす態様については、ハニカムパネル15として把握されるケースが多いと考えられる。
すなわち、各セル14に発泡プラスチック12製の充填部16が充填されたハニカムコア11を芯材とし、これを発泡プラスチック12製の被覆部17が閉鎖している態様によっては、ハニカムパネル15として把握されるケースが多い。つまり、この種従来例の表面板4(図2の(1)図を参照)に相当する態様,表面板相当機能,強度機能,肉厚等を、被覆部17が十分備えていると観察される態様の場合は、ハニカムパネル15として把握される。
《使用例について》
本発明のハニカムコア11やハニカムパネル15は、例えば次のように使用される。まず、図1の(2)図に示した例では、表面板19が、ハニカムコア11又はハニカムパネル15の開口端面に、被覆部17を介し接着剤20による接着、その他にて接合されている。表面板19の母材としては、アルミニウムその他の金属や、プラスチックや,繊維強化プラスチック(FRP)等が、用いられる。
この例では、被覆部17の表面板相当機能を補充すべく、そして全体のハニカムサンドイッチ構造をサポートすべく、表面板19が付設されている。
又、図1の(3)図に示した例では、ハニカムコア11又はこれを芯材としたハニカムパネル15が、建築物の壁や貨物車輌の壁について、その外壁9と内壁10間に、セル軸方向18を内外に向けて介在配設されている。
この例は、断熱性や防音性が要求される場合、特に断熱材21としての使用例であり、図示例では、発泡プラスチック12として発泡ポリウレタンが用いられている。
又、図3はヘルメット22での使用例である。ヘルメット22の内側に、ハニカムコア11又はこれを芯材としたハニカムパネル15が、その断熱性や防音性に鑑み内部添設されている。ハニカムコア11としては、フレックスコアが用いられている。
使用例については、以上のとおり。
《作用等》
本発明のハニカムコア11およびハニカムパネル15は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
(1)このハニカムコア11やハニカムパネル15は、発泡スチロール,発泡ポリウレタン,その他の発泡プラスチック12中に、ハニカムコア11が埋め込まれている(図1の(1)図,(2)図,(3)図等を参照)。埋め込みは、発泡プラスチック12の前駆体を利用して実施される。
(2)このような埋め込み方式により、ハニカムコア11は発泡プラスチック12により、各セル14がそれぞれ充填されると共に、各セル14の開口端面等が各種態様で被覆されている。
発泡プラスチック12の充填部16と被覆部17とは、一体形成される(図1の(1)図,(2)図,(3)図等を参照)。
(3)そして埋め込み方式を採用したので、発泡倍率の低い高密度の発泡プラスチック12を、充填部16等に使用可能である。もって、断熱性や防音性に優れたハニカムコア11やハニカムパネル15を得ることができる。
(4)このように、発泡倍率の低い高密度の発泡プラスチック12を使用できるので、発泡プラスチック12の充填部16が、確実に形成されるようになる。
すなわち、発泡プラスチック12が、充填に際し砕け,割れ,崩れ,落下等することなく、確実にハニカムコア11の各セル14に充填されるようになる。
(5)更に、このハニカムコア11やハニカムパネル15は、発泡プラスチック12の被覆部17が形成されるので、緩衝性(クッション性)や耐水性も付与される。
又、セル14の開口端面を被覆閉鎖する被覆部17については、従来の表面板(図2の(1)図の表面板4)に相当する強度機能も発揮可能である。
(6)このハニカムコア11やハニカムパネル15は、別途表面板19を使用する場合(図1の(2)図を参照)、その接着剤20等による接合が、スムーズ化する。
すなわち、埋め込み方式を採用したので、発泡倍率の低い高密度の発泡プラスチック12を使用でき、その被覆部17も形成される。もって発泡プラスチック12が、破片化,断片化し異物となって介在して、表面板19接合の障害となるようなことは回避される。
(7)又、このハニカムコア11やハニカムパネル15が、断熱材21として使用される場合(図1の(3)図を参照)、経年使用による亀裂や穴等の損傷発生が防止される。
すなわちこの断熱材21は、発泡プラスチック12が、埋め込まれたハニカムコア11により補強されており、損傷発生は防止される。
(8)このハニカムコア11やハニカムパネル15は、埋め込み方式を採用したので、ハニカムコア11と、選択された単一種類の発泡プラスチック12のみを、材料部材として構成される。もって構成が簡単であり、関連作業も容易化される。
作用等については、以上のとおり。
なお、ハニカムコア11に代えて、格子体を用いることが考えられる。
すなわち、本発明は、あくまでもハニカムコア11やハニカムパネル15に関するものであるが、本発明に準じ、用いられているハニカムコア11に代えて、格子体を用いることも別途考えられる。
格子体は、細長直線材が縦横に間隔を存しつつ組み付けられた構造よりなり、多くの場合、網目状や碁盤目状をなしている。その直線材がセル壁13に相当し、間隔がセル14に相当する。
1 ハニカムコア(従来例)
2 セル壁(従来例)
3 セル(従来例)
4 表面板(従来例)
5 接着剤(従来例)
6 ハニカムパネル(従来例)
7 発泡プラスチック(従来例)
発泡プラスチック(従来例)
強化繊維
発泡プラスチック(従来例)
強化繊維
8 断熱材(従来例)
9 外壁
10 内壁
11 ハニカムコア(本発明)
12 発泡プラスチック(本発明)
13 セル壁(本発明)
14 セル(本発明)
15 ハニカムパネル(本発明)
16 充填部
17 被覆部
18 セル軸方向
19 表面板(本発明)
20 接着剤(本発明)
21 断熱材(本発明)
22 ヘルメット

Claims (4)

  1. 発泡プラスチック中にハニカムコアが埋め込まれており、該ハニカムコアは、セル壁にて区画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体よりなるが、
    該ハニカムコアについて、各該セルに該発泡プラスチックがそれぞれ充填されていること、を特徴とするハニカムコア。
  2. 発泡プラスチック中にハニカムコアが埋め込まれており、該ハニカムコアは、セル壁にて区画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体よりなるが、
    芯材の該ハニカムコアについて、各該セルに、該発泡プラスチックがそれぞれ充填されると共に、各該セルの開口端面が、該発泡プラスチックにて被覆されており、
    該発泡プラスチック製の充填部と被覆部とが一体形成されていること、を特徴とするハニカムパネル。
  3. 請求項2において、該発泡プラスチックは、発泡ポリウレタン,発泡スチロール,発泡ポリプロピレン,又は発泡ポリエチレンの何れかが、選択使用されること、を特徴とするハニカムパネル。
  4. 請求項2において、該発泡プラスチック製の被覆部には、それぞれ表面板が接合されていること、を特徴とするハニカムパネル。
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