JP2019151047A - ハニカムパネル及びその製造方法、並びに筐体 - Google Patents

ハニカムパネル及びその製造方法、並びに筐体 Download PDF

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Abstract

【課題】ハニカムコアと板材とを簡易に且つ強固に結合させることができるハニカムパネルを提供する。【解決手段】表面１０Ａ及び裏面１０Ｂを有するハニカムコア１０と、ハニカムコア１０の表面１０Ａに設けられる第１板材１１とを備えるハニカムパネル１において、ハニカムコア１０を形成する複数のコアストリップ１００の台形状部分１０１，１０２の第１板材１１側の端縁に、セル１０Ｓの内側に張り出す第１フランジ部１１１を設ける。第１板材１１は、第１フランジ部１１１と重なり合う貫通孔１２１を有し、貫通孔１２１を通して外部側を向く第１フランジ部１１１の外面と貫通孔１２１の内周面とが溶接されることで、ハニカムコア１０と結合する。【選択図】図１

Description

本発明は、構造体の壁部等として利用され得るハニカムパネル及びその製造方法、並びにハニカムパネルを備えた筐体に関する。
六角形状の複数のセルを敷き詰めるようにして形成された芯材（以下、ハニカムコアと呼ぶ。）と、ハニカムコアの表裏面を覆う一対の板材とを備えるハニカムパネルが従来から知られている。
例えば特許文献１にはステンレス等の金属からなるハニカムパネルが開示され、このハニカムパネルでは、ハニカムコアと板材とが溶接によって一体化されている。ハニカムコアは、互いに逆方向に突出する台形状部分を交互に形成してなる複数のコアストリップを備え、各コアストリップの台形状部分の並列方向が互いに平行となるように複数のコアストリップを配置し、隣り合うコアストリップの間で互いに逆方向に突出する台形状部分の頂部同士を突き合わせて且つ結合する。これにより、ハニカムコア上にハニカムパターンが形成されることになる。
特許文献１のハニカムパネルでは、板材に面することになる台形状部分の頂部端縁にセルの内側に折れ曲がるフランジ部が設けられ、フランジ部と板材とが溶接によって結合される。一対の板材は順にハニカムコアに結合されており、一方の板材が当該板材に面する側のフランジ部に結合された後、他方の板材が当該板材に面する側のフランジ部に結合されることで、ハニカムコアと一対の板材との結合作業が完了する。
フランジ部と板材との溶接形態としては、隣り合うコアストリップにおいて協働してセルを形成する一方のコアストリップの台形状部分及び他方のコアストリップの台形状部分のうちの一方の台形状部分の頂部端縁のみからフランジ部がセルの内側に延び出し、１つのセルの内側において１つのフランジ部が板材に溶接される形態と、両方の台形状部分の各頂部端縁からフランジ部がセルの内側に延び出し、１つのセルの内側において２つのフランジ部が板材に溶接される形態と、が挙げられている。
ここで、初めの板材（上記の一方の板材）とハニカムコアとを溶接する際、当該板材側とは反対側のセルの端部では、フランジ部が存在し無いか、或いはフランジ部が存在する場合であっても溶接のためのレーザービームの通過を阻害しないように、フランジ部の張り出し量が抑制されている。これにより、この技術では、ハニカムコアと板材との溶接作業を容易に行うことが可能となっている。
特許第２５４４８４９号公報
上述した特許文献１のハニカムパネルでは、一枚目の板材をレーザービームによる溶接によりハニカムコアに結合した後、二枚目の板材をハニカムコアに結合する。この際、ハニカムコア上に二枚目の板材を載せた後、上方から板材を介してフランジ部にレーザービームを照射することで、フランジ部と板材とが溶接される。また、ハニカムコアに対して板材の一部を持ち上げ、フランジ部と板材との間の空間を介してフランジ部と当該フランジ部に接触する板材の内面とに、斜め上方からレーザービームを照射する手法も開示されている。
しかしながら、板材を介してフランジ部にレーザービームを照射する手法では、フランジ部の位置を目視できない状態でレーザービームをフランジ部に照射する必要があるため、その位置合わせに手間がかかる。また、板材の一部を持ち上げて斜め上方からレーザービームを照射する手法では、レーザービームの構成が煩雑化し、また照射位置の調整に手間がかかる。さらには、板材が湾曲可能な材質である必要があるため、材料の選択自由度が制約される。
このような特許文献１の技術では、ハニカムコアに対する一対の板材の溶接状態を均一にすることを考慮してハニカムコアと各板材との溶接手法を同一にしているものと考えられる。しかしながら、実際上のハニカムパネルの適用に際しては、両側の板材の溶接状態が一致していなくても所望される仕様を満たす場合が存在する。本件発明者はこのような事情に鑑みて、ハニカムコアと各板材との溶接状態を均一にするという概念にとらわれなければ、より効率的にハニカムパネルを製造することができるものと考え、試行錯誤を行った。
本発明は以上の背景に基づいてなされたものであり、ハニカムコアと板材とを簡易に且つ強固に結合させることができるハニカムパネル及びその製造方法、並びにハニカムパネルを備える筐体を提供することを目的とする。
本発明にかかるハニカムパネルは、表面及び裏面を有するハニカムコアと、前記ハニカムコアの前記表面に設けられる第１板材と、を備え、前記ハニカムコアは、互いに逆方向に突出する台形状部分を交互に形成してなる複数のコアストリップを有し、各前記コアストリップは、前記台形状部分の並列方向が互いに平行となるように配置され、隣り合う前記コアストリップの間で互いに逆方向に突出する台形状部分の頂部同士を突き合わせて且つ結合することで、前記表面及び前記裏面に開放する六角形状の複数のセルからなるハニカムパターンを形成しており、１つ以上の前記コアストリップの一部又は全部の台形状部分の前記第１板材側の端縁に、前記セルの内側に張り出す第１フランジ部が設けられ、前記第１板材は、１つ以上の前記第１フランジ部と重なり合う１つ以上の貫通孔を有し、前記貫通孔を通して外部側を向く前記第１フランジ部の外面と前記貫通孔の内周面とが溶接、溶着又は接着されることで、前記第１板材と前記ハニカムコアとが結合していることを特徴とする、ハニカムパネルである。
前記ハニカムコア及び前記第１板材は金属製であり、前記第１フランジ部の外面と前記貫通孔の内周面とがアーク溶接され、前記第１フランジ部の外面と前記貫通孔の内周面との間に溶接金属部が設けられてもよい。
本発明にかかるハニカムパネルは、前記ハニカムコアの前記裏面に設けられる第２板材をさらに備え、１つ以上の前記コアストリップの一部又は全部の台形状部分の前記第２板材側の端縁に、前記セルの内側に張り出す第２フランジ部が設けられており、前記第２板材は、１つ以上の前記第２フランジ部の前記第２板材側を向く外面と面接触する１つ以上の面接触領域を有し、前記第２フランジ部の外面と前記面接触領域とが溶接又は溶着されることで、前記第２板材と前記ハニカムコアとが結合してもよい。
前記ハニカムコア及び前記第２板材は金属製であり、前記第２フランジ部の外面と前記面接触領域とがスポット溶接されてもよい。
複数の前記セルのうちの少なくとも一部のセルの内側のそれぞれに、２つの前記第２フランジ部が位置しており、前記第２板材は、一部の前記セルの内側で２つの前記第２フランジ部と結合してもよい。
２つの前記第２フランジ部が１つの前記セルの内側に位置する場合において、前記ハニカムコアは、このセルの内側に前記第１フランジ部を位置させないように構成されてもよい。
また、本発明にかかるハニカムパネルの製造方法は、表面及び裏面を有するハニカムコアと、前記ハニカムコアの前記表面に設けられる第１板材と、を備えるハニカムパネルであって、前記ハニカムコアは、互いに逆方向に突出する台形状部分を交互に形成してなる複数のコアストリップを有し、各前記コアストリップは、前記台形状部分の並列方向が互いに平行となるように配置され、隣り合う前記コアストリップの間で互いに逆方向に突出する台形状部分の頂部同士を突き合わせて且つ結合することで、前記表面及び前記裏面に開放する六角形状の複数のセルからなるハニカムパターンを形成するハニカムパネルの製造方法であって、１つ以上の前記コアストリップの一部又は全部の台形状部分の前記第１板材側の端縁に前記セルの内側に張り出す第１フランジ部が設けられた前記ハニカムコアを準備する工程と、１つ以上の貫通孔を有する前記第１板材を準備する工程と、前記貫通孔が前記第１フランジ部と重なり合うように前記第１板材を前記ハニカムコアに対して位置決めし、前記貫通孔を通して外部側を向く前記第１フランジ部の外面と前記貫通孔の内周面とを溶接、溶着又は接着することで、前記第１板材と前記ハニカムコアとを結合する工程と、を備えることを特徴とする、ハニカムパネルの製造方法である。
前記ハニカムコア及び前記第１板材は金属製であり、前記第１フランジ部の外面と前記貫通孔の内周面とをアーク溶接してもよい。
また、本発明にかかる筐体は、前記ハニカムパネルを壁部の少なくとも一部として備えることを特徴とする、筐体である。
本発明によれば、ハニカムコアと板材とを簡易に且つ強固に結合させることができる。
本発明の第１の実施の形態にかかるハニカムパネルの斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿うハニカムパネルの断面図である。 図１に示すハニカムパネルのハニカムコアの斜視図である。 図３の矢印ＩＶの方向にハニカムコアを見た図である。 図１に示すハニカムパネルにおけるハニカムコアと第１板材との結合状態を説明する図である。 図４ＢのＣ−Ｃ線に沿うハニカムコア及び第１板材の断面図である。 図１に示すハニカムパネルの製造方法の一例を説明する図である。 図１に示すハニカムパネルの製造方法の一例を説明する図である。 図１に示すハニカムパネルの製造方法の一例を説明する図である。 図１に示すハニカムパネルの製造方法の一例を説明する図である。 図１に示すハニカムパネルの製造方法の一例を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるハニカムパネルのハニカムコアの斜視図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の各実施の形態にかかるハニカムパネルが設置され得る筐体を示す図である。
以下に、添付の図面を参照して本発明の各実施の形態を詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態にかかるハニカムパネル１の斜視図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿うハニカムパネル１の断面図である。また、図３は、図１に示すハニカムパネル１のハニカムコア１０の斜視図であり、図４Ａは、図３の矢印ＩＶの方向にハニカムコア１０を見た図である。
図１及び図２に示される本実施の形態にかかるハニカムパネル１は、表面１０Ａ及び裏面１０Ｂを有するハニカムコア１０と、ハニカムコア１０の表面１０Ａに設けられる第１板材１１と、ハニカムコア１０の裏面１０Ｂに設けられる第２板材１２と、第１板材１１の表面上に重ねて設けられる第３板材１３と、ハニカムコア１０の表面１０Ａ及び裏面１０Ｂの間に位置する側面を囲う枠部材１４と、枠部材１４を囲う側板１５と、を備えている。
ハニカムコア１０を構成する上記各構成部材は、ステンレスやアルミニウム等の金属から形成される。ただし、これら各構成部材は樹脂から形成されてもよいし、一部が金属から形成され、他の一部が樹脂から形成されてもよい。
ハニカムコア１０は表面１０Ａ及び裏面１０Ｂの両側に開放する六角形状の複数のセル１０Ｓを敷き詰めるように配置することでハニカムパターンを形成する板状部材であり、本実施の形態では外形が矩形状になっている。ハニカムコア１０は複数のコアストリップ１００を有し、コアストリップ１００は互いに逆方向に突出する第１台形状部分１０１と第２台形状部分１０２とを交互に形成してなる帯状の部材である。
図３及び図４Ａには、第１台形状部分１０１と第２台形状部分１０２との境界を示す基準線ＳＬが二点鎖線で示されている。本実施の形態では、基準線ＳＬに対して図４Ａの紙面下側に張り出す台形状部分のことを第１台形状部分１０１と定義し、基準線ＳＬに対して図４Ａの紙面上側に張り出す台形状部分を第２台形状部分１０２と定義する。
複数のコアストリップ１００は、それぞれの台形状部分１０１，１０２の並列方向（台形状部分１０１，１０２が並ぶ方向）が互いに平行となるように配置され、隣り合うコアストリップ１００の間で互いに逆方向に突出する第１台形状部分１０１及び第２台形状部分１０２の頂部同士が突き合わされて且つ結合されている。これにより、ハニカムコア１０は表面１０Ａ及び裏面１０Ｂに開放する六角形状の複数のセル１０Ｓからなるハニカムパターンを形成している。
本実施の形態では、第１台形状部分１０１及び第２台形状部分１０２の頂部同士がスポット溶接によって結合されるが、これらは接着によって結合されてもよい。ただし、スポット溶接で結合した場合には、接着剤の場合よりも高温環境下において第１台形状部分１０１と第２台形状部分１０２との結合状態を強固に維持し易くなるため、高温環境下に晒される使用が想定される場合には、スポット溶接を採用することが好ましい。
図３においては、第１板材１１によって覆われるハニカムコア１０の表面１０Ａを上方から俯瞰した状態が示されている。図３及び図４Ａに示されるように、複数のコアストリップ１００のうちの少なくとも一部のコアストリップ１００の第１台形状部分１０１及び第２台形状部分１０２の第１板材１１側の端縁には、セル１０Ｓの内側に張り出す第１フランジ部１１１が設けられ、複数のコアストリップ１００のうちの少なくとも一部のコアストリップ１００の第１台形状部分１０１及び第２台形状部分１０２の第２板材１２側の端縁には、セル１０Ｓの内側に張り出す第２フランジ部１１２が設けられている。
本実施の形態において、各第１フランジ部１１１は第１台形状部分１０１の頂部１０１Ａ又は第２台形状部分１０２の頂部１０２Ａの第１板材１１側の端縁に設けられており、各第２フランジ部１１２は第１台形状部分１０１の頂部１０１Ａ又は第２台形状部分１０２の頂部１０２Ａの第２板材１２側の端縁に設けられている。
第１板材１１側に設けられる複数の第１フランジ部１１１は、一部のセル１０Ｓに関して、１つのセル１０Ｓの内側に２つ位置するように形成されており、１つのセル１０Ｓの内側に位置する２つの第１フランジ部１１１のうちの一方は、隣り合うコアストリップ１００においてセル１０Ｓを形成する一方のコアストリップ１００の第１台形状部分１０１の第１板材１１側の端縁に設けられ、上記２つの第１フランジ部１１１のうちの他方は、隣り合うコアストリップ１００においてセル１０Ｓを形成する他方のコアストリップ１００の第２台形状部分１０２の第１板材１１側の端縁に設けられている。
１つのセル１０Ｓの内側に位置する２つの第１フランジ部１１１は、それぞれの先端を台形状部分１０１，１０２の並列方向に対して直交する方向に互いに接触させている。また、図４に示されるように、１つのセル１０Ｓの内側に２つの第１フランジ部１１１が位置する場合、ハニカムコア１０は、このセル１０Ｓに第２フランジ部１１２を位置させないように構成されている。
一方、第２板材１２側に設けられる複数の第２フランジ部１１２も、一部のセル１０Ｓに関して、１つのセル１０Ｓの内側に２つ位置するように形成されており、１つのセル１０Ｓの内側に位置する２つの第２フランジ部１１２のうちの一方は、隣り合うコアストリップ１００においてセル１０Ｓを形成する一方のコアストリップ１００の第１台形状部分１０１の第２板材１２側の端縁に設けられ、上記２つの第２フランジ部１１２のうちの他方は、隣り合うコアストリップ１００においてセル１０Ｓを形成する他方のコアストリップ１００の第２台形状部分１０２の第２板材１２側の端縁に設けられている。
第１フランジ部１１１の場合と同様に、１つのセル１０Ｓの内側に位置する２つの第２フランジ部１１２は、それぞれの先端を台形状部分１０１，１０２の並列方向に対して直交する方向に互いに接触させている。また、第２板材１２側において１つのセル１０Ｓの内側に２つの第２フランジ部１１２が位置する場合、ハニカムコア１０は、このセル１０Ｓの第１板材１１側に第１フランジ部１１１を位置させないように構成されている。
また本実施の形態では、ハニカムコア１０上において、１つのセル１０Ｓの内側に位置する２つの第１フランジ部１１１が、台形状部分１０１，１０２の並列方向に対して直交する方向に連続的に（繰り返し）配列されるとともに、１つのセル１０Ｓの内側に位置する２つの第２フランジ部１１２が、台形状部分１０１，１０２の並列方向に対して直交する方向に連続的に（繰り返し）配列されるようになっている。そして、１つのセル１０Ｓ内の２つの第１フランジ部１１１が台形状部分１０１，１０２の並列方向に対して直交する方向に連続的に配列される列と、１つのセル１０Ｓ内の２つの第２フランジ部１１２が台形状部分１０１，１０２の並列方向に直交する方向に連続的に配列される列とが、平面視で見た際、上記並列方向において交互に並ぶように第１フランジ部１１１と第２フランジ部１１２とが形成されている。ここで、平面視とは板状のコアストリップ１００の表裏面１０Ａ，１０Ｂの法線方向に沿ってコアストリップ１００を見ることを意味する。
上述のように、１つのセル１０Ｓ内の２つの第１フランジ部１１１が台形状部分１０１，１０２の並列方向に対して直交する方向に連続的に配列される列と、１つのセル１０Ｓ内の２つの第２フランジ部１１２が台形状部分１０１，１０２の並列方向に対して直交する方向に連続的に配列される列とが平面視で見た際に交互に並ぶ状態を得るためには、コアストリップ１００の第１台形状部分１０１の第１板材１１側の端縁に設けられる第１フランジ部１１１と、第２台形状部分１０２の第２板材１２側の端縁に設けられる第２フランジ部１１２とが、台形状部分１０１，１０２の並列方向において交互に形成される第１のタイプのコアストリップ１００と、コアストリップ１００の第１台形状部分１０１の第２板材１２側の端縁に設けられる第２フランジ部１１２と、第２台形状部分１０２の第１板材１１側の端縁に設けられる第１フランジ部１１１とが、台形状部分１０１，１０２の並列方向において交互に形成される第２のタイプのコアストリップ１００と、が必要となる。
このような２種のコアストリップ１００は、一方を反転させれば他方の態様となる。このようなコアストリップ１００は、打ち抜き加工により形成し、フランジ部１１１，１１２を打ち抜き加工後に湾曲させて形成すれば、容易に作製することができる。また、２種のコアストリップ１００の厚さは互いに異なっていてもよく、一方の厚さが、他方の厚さの１／５〜１／２となるようにした場合には、溶接時に生じ得るコアストリップ１００の歪みを抑制し易くなる。
なお、第１フランジ部１１１及び第２フランジ部１１２の形成態様は上記の態様に限られるものではなく、例えば同一のセル１０Ｓの内側に１つ以上の第１フランジ部１１１が位置するとともに１つ以上の第２フランジ部１１２が位置するように、第１フランジ部１１１及び第２フランジ部１１２が形成されてもよい。
続いて、第１板材１１及び第２板材１２とハニカムコア１０との結合状態について説明すると、第１板材１１は第１フランジ部１１１を介してハニカムコア１０に結合し、第２板材１２は第２フランジ部１１２を介してハニカムコア１０に結合している。図４Ｂは、ハニカムパネル１におけるハニカムコア１０と第１板材１１との結合状態を説明する図であり、第１板材１１の板面に対する法線方向に沿って第１板材１１を見た図であり、図４Ｃは、図４ＢのＣ−Ｃ線に沿うハニカムコア１０及び第１板材１１の断面図である。
図４Ｂ及び図４Ｃに示されるように、第１板材１１は、１つ以上（本例では複数）の第１フランジ部１１１と重なり合う１つ以上（本例では複数）の貫通孔１２１を有し、貫通孔１２１を通して外部側を向く第１フランジ部１１１の外面と貫通孔１２１の内周面とが溶接されることで、第１板材１１がハニカムコア１０と結合している。貫通孔１２１は、１つの第１フランジ部１１１に対して１つ設けられており、１つのセル１０Ｓ内においては、第１板材１１とハニカムコア１０とが２箇所で結合されることになる。貫通孔１２１の形状は円形であるが、矩形状等の他の形状であってもよい。
本実施の形態では、第１フランジ部１１１の外面と貫通孔１２１の内周面とがアーク溶接され、第１フランジ部１１１の外面と貫通孔１２１の内周面との間に溶接金属部１３１が設けられる。アーク溶接は、貫通孔１２１の外部から貫通孔１２１と第１フランジ部１１１との境界にアクセスして行われるため、第１フランジ部１１１の外面と貫通孔１２１の内周面とを容易に溶接することが可能となる。アーク溶接の種別は特に限られるものではなく、ＴＩＧ溶接、アルゴン溶接等の種々の手法が用いられ得る。なお、第１フランジ部１１１の外面と貫通孔１２１の内周面との溶接はアーク溶接に限られず、電気抵抗溶接や、ろう付けで行われもよい。
本実施の形態では第１フランジ部１１１の外面と貫通孔１２１の内周面とが溶接によって結合されるが、これらは接着剤による接着によって結合されもよい。また、第１フランジ部１１１と第１板材１１とが樹脂である場合には、これらが加熱によって溶着されてもよい。
一方、第２板材１２は複数の第２フランジ部１１２の第２板材１２側を向く外面と面接触する複数の面接触領域１２２（図３及び図４Ａ参照）を有し、第２フランジ部１１２の外面と面接触領域１２２とが溶接されることで、ハニカムコア１０と結合する。本実施の形態では、１つのセル１０Ｓ内に２つの第２フランジ部１１２が位置することで１つのセル１０Ｓ内において第２板材１２とハニカムコア１０とが２箇所で結合される。ここで、第２板材１２は無開口の板材として構成されており、ハニカムコア１０に対する気密性を好適に確保できる。
本実施の形態では、第２フランジ部１１２の外面と第２板材１２の面接触領域１２２とがスポット溶接されることで、第２板材１２がハニカムコア１０と結合しており、図４Ａにおける符号１３２はスポット溶接痕を示している。詳細は後述するが、本実施の形態では第１板材１１よりも先に第２板材１２がハニカムコア１０に結合される。ここで、第２板材１２とハニカムコア１０の裏面１０Ｂとを重ねた際に、２つの第２フランジ部１１２が内側に位置するセル１０Ｓにおいては、表面１０Ａ側の開放部分が第１フランジ部１１１によって覆われない。これにより、セル１０Ｓの内部に電極を挿入し、当該電極を第２フランジ部１１２に容易に接触させることができるため、スポット溶接を容易に実施することが可能となっている。
本実施の形態では第２フランジ部１１２の外面と第２板材１２の面接触領域１２２とが溶接によって結合されるが、これらは接着剤による接着によって結合されもよい。また、第２フランジ部１１２と第２板材１２とが樹脂である場合には、これらが加熱によって溶着されてもよい。
図１及び図２を再度参照し、枠部材１４はハニカムコア１０の側面を囲うとともに、第１板材１１と第２板材１２との間に位置している。枠部材１４は、ハニカムコア１０、第１板材１１及び第２板材１２に溶接により結合されている。また、側板１５は枠部材１４の側面を囲っている。本実施の形態では、第２板材１２が枠部材１４から側方外側に張り出し、この張り出し部分に側板１５が載せられている。一方、第１板材１１は枠部材１４から張り出していない。そして、第２板材１２に載せられた側板１５が、枠部材１４及び第１板材１１から突出している。側板１５は、第２板材１２、枠部材１４及び第１板材１１に溶接により結合される。ここで、第３板材１３は、第１板材１１から突出した側板１５の内側に嵌め込まれるように配置されて側板１５に溶接されることにより第１板材１１を閉鎖する。
次に、本実施の形態にかかるハニカムパネル１の製造方法の一例を図５乃至図９を参照しつつ説明する。図５は、ハニカムコア１０の表裏面１０Ａ，１０Ｂに対する法線方向に沿ってコアストリップ１００を見た図であり、図６乃至図９は、ハニカムコア１０の表裏面１０Ａ，１０Ｂに対する法線方向に平行な面でハニカムコア１０の適所を切断した場合の概略断面図である。
図５に示されるように、まず複数のコアストリップ１００が準備される。各コアストリップ１００は、台形状部分１０１，１０２の並列方向が互いに平行となるように配置され、この際、隣り合うコアストリップ１００の間で互いに逆方向に突出する第１台形状部分１０１及び第２台形状部分１０２の頂部同士が突き合わされて、その後、結合される。頂部同士の結合は、本実施の形態ではスポット溶接によって行われる。これにより、表面１０Ａ及び裏面１０Ｂに開放する六角形状の複数のセルからなるハニカムパターンを形成するハニカムコア１０が形成される。
次いで、図６に示されるように、第２板材１２とハニカムコア１０の裏面１０Ｂとを重ねて、これらを結合する。本実施の形態では、第２フランジ部１１２の外面と第２板材１２の面接触領域１２２とがスポット溶接されることで、第２板材１２とハニカムコア１０とが結合される。
ここで、２つの第２フランジ部１１２が内側に位置するセル１０Ｓにおいては、表面１０Ａ側の開放部分が第１フランジ部１１１によって覆われないため、セル１０Ｓの内部に電極Ｅ１を挿入し、当該電極Ｅ１を第２フランジ部１１２に容易に接触させることができる。そして、電極Ｅ１とこれに対向して配置される電極Ｅ２とにより、第２フランジ部１１２と第２板材１２とを挟み込んで電流を流す。これにより、第２板材１２とハニカムコア１０とが結合される。図６における対向する一対の矢印で挟んだ箇所は、スポット溶接される箇所を示している。
次いで、図７に示されるように、枠部材１４がハニカムコア１０及び第２板材１２に溶接により結合される。図７における矢印は、枠部材１４とその周辺の部材との溶接箇所を示している。ここでは、アーク溶接により枠部材１４とその周辺の部材とを溶接するが、アーク溶接に代えて電気抵抗溶接を採用してもよい。
次いで、図８に示されるように、第１板材１１とハニカムコア１０の表面１０Ａとを重ねて、これらを結合する。第１板材１１は複数の第１フランジ部１１１と重なり合う複数の貫通孔１２１を有し、複数の貫通孔１２１がハニカムコア１０の複数の第１フランジ部１１１と重なり合うようにハニカムコア１０に対して位置決めされる。そして、貫通孔１２１を通して外部側を向く第１フランジ部１１１の外面と貫通孔１２１の内周面とを溶接することで、第１板材１１とハニカムコア１０とが結合される。本実施の形態では、第１フランジ部１１１の外面と貫通孔１２１の内周面とがアーク溶接されている。アーク溶接は、貫通孔１２１の外部から貫通孔１２１と第１フランジ部１１１との境界にアクセスして行われるため、容易に実施することができる。
その後、図９に示されるように、側板１５がハニカムコア１０の周囲に結合され、第３板材１３が第１板材１１上に配置されて結合される。図９における矢印は、側板１５又は第３板材１３とその周辺の部材との溶接箇所を示している。ここでは、アーク溶接により側板１５及び第３板材１３と周辺の部材とを溶接するが、アーク溶接に代えて電気抵抗溶接を採用してもよい。
以上に説明した本実施の形態にかかるハニカムパネル１では、第１板材１１がハニカムコア１０に設けられた複数の第１フランジ部１１１と重なり合う複数の貫通孔１２１を有し、貫通孔１２１を通して外部側を向く第１フランジ部１１１の外面と貫通孔１２１の内周面とが溶接されることで、第１板材１１とハニカムコア１０とが結合している。この場合、第１フランジ部１１１の外面と貫通孔１２１の内周面とを目視により確認しながら溶接することが可能であり、また第１フランジ部１１１の外面と貫通孔１２１の内周面との接触面積を大きく確保することが可能となる。したがって、ハニカムコア１０と第１板材１１とを簡易に且つ強固に結合させることができる。
また、第１フランジ部１１１の外面と第１板材１１の貫通孔１２１の内周面とがアーク溶接され、第１フランジ部１１１の外面と貫通孔１２１の内周面との間に溶接金属部１３１が設けられる。これにより、貫通孔１２１の外部から貫通孔１２１と第１フランジ部１１１との境界にアクセスしてアーク溶接を行うことが可能なため、第１フランジ部１１１の外面と貫通孔１２１の内周面とを容易に且つ確実に溶接することができる。また、例えば溶接金属部１３１の状態を視認することで第１フランジ部１１１の外面と第１板材１１の貫通孔１２１の内周面との結合状態を確認できるため、必要に応じて補修を行うことで信頼性の高いハニカムパネル１を提供することが可能となる。
また、第２板材１２はハニカムコア１０に設けられた複数の第２フランジ部１１２の第２板材１２側を向く外面と面接触する複数の面接触領域１２２を有し、第２フランジ部１１２の外面と面接触領域１２２とが溶接されることで、ハニカムコア１０と結合している。この場合、第２板材１２は第１板材１１に設けられるような貫通孔１２１を必要とすることなくハニカムコア１０に結合される構成であるため、ハニカムコア１０に対する気密性を好適に確保できる。
また、第２フランジ部１１２の外面と面接触領域１２２とがスポット溶接されていることで、アーク溶接の場合に比較して金属酸化物の発生を抑制でき、このような金属酸化物に起因したガスの発生を抑制できる。内部が密閉される筐体の壁部の一部としてハニカムパネル１を利用する場合には、金属酸化物に起因するガスの筐体内部での発生が望ましくない場合があり、このような場合にスポット溶接による結合は特に有用となる。
また本実施の形態では、ハニカムパネル１における複数のセル１０Ｓのうちの少なくとも一部のセル１０Ｓの内側のそれぞれに、２つの第２フランジ部１１２が位置しており、第２板材１２が、一部のセル１０Ｓの内側で２つの第２フランジ部１１２と結合している。この場合、第２板材１２と第２フランジ部１１２との接触面積が増加するため、結合強度を向上させることができる。
また、２つの第２フランジ部１１２が１つのセル１０Ｓの内側に位置する場合において、ハニカムコア１０は、このセル１０Ｓの内側に第１フランジ部１１１を位置させない。これにより、セル１０Ｓの内部に電極Ｅ１等の溶接用部材を挿入し、第２フランジ部１１２に容易に接触させることができるため、ハニカムパネル１の作製効率を向上させることができる。
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について図１０を参照して説明する。第２の実施の形態の構成部分のうちの第１の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、説明を省略する。
第１の実施の形態では、１つのセル１０Ｓの内側に２つの第１フランジ部１１１が位置する場合、これら２つの第１フランジ部１１１は、それぞれの先端を互いに接触させている。また、１つのセル１０Ｓの内側に２つの第２フランジ部１１２が位置する場合にも、これら２つの第２フランジ部１１２は、それぞれの先端を互いに接触させている。
これに代えて第２の実施の形態では、図１０に示されるように、１つのセル１０Ｓの内側に２つの第１フランジ部１１１が位置する場合に、これら２つの第１フランジ部１１１は、それぞれの先端を互いに離間させる。また、１つのセル１０Ｓの内側に２つの第２フランジ部１１２が位置する場合にも、これら２つの第２フランジ部１１２は、それぞれの先端を互いに離間させる。このような構成は、ハニカムパネルが熱変形し易くなる環境において使用される際に好適である。すなわち、熱変形によってフランジ部同士が押し合って、不所望な応力が発生し得るような状況においては、第２の実施の形態を採用することが好ましい。一方で、第１の実施の形態のようにフランジ部の先端が互いに接触している構成は、結合された板材が離れようとする際にフランジ部の接触領域において摩擦が生じるため、ハニカムパネルの板材に対する保持力の確保が望まれる場合に有用である。
＜ハニカムパネルを設置可能な筐体＞
図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の各実施の形態にかかるハニカムパネルが設置され得る筐体を示す図である。各実施の形態にかかるハニカムパネルは、図１１（Ａ）に示されるような壁部の断面が矩形状となる筐体２０１、図１１（Ｂ）に示されるような壁部の断面が円形状となる筐体２０２、又は図１１（Ｃ）に示されるような壁部の断面が一対の湾曲部と一対の直線部とを有するレーストラック形状となる筐体２０３において適用され、壁部の少なくとも一部を構成してもよい。
上述のような筐体２０１〜２０３が、例えば真空蒸着用のチャンバー等の内部が高温且つ真空状態となる筐体である場合には、第２板材１２を内部側に向け、第１板材１１を外部側に向けて、ハニカムパネルによって筐体の壁部を構成するのが良い。この場合、第２板材１２はハニカムコア１０との間に好適な気密性を維持しつつ、例えば１つのセル１０Ｓ当たりで２つの第２フランジ部１１２と結合することで、真空で吸引された状況に対する抵抗力を十分に確保できる。一方、第１板材１１は貫通孔１２１を有するものの、簡易に且つ強固に第１板材１１と結合されるため、真空に晒されない側において求められる仕様を十分に満足させながら、ハニカムパネルの作製効率を向上させるとともにコストを低減させ得る。以上のように本実施の形態にかかるハニカムパネルを筐体に適用した場合には、軽量化の実現はもとより、筐体に所望される仕様を十分に満足させつつ、筐体の作製効率を向上させ、且つコストの低減を実現し得るため、筐体において様々な利点を得ることができるようになる。筐体は特に限定されるものではない。また本実施の形態に係るハニカムパネルは、電車、自動車、航空機、ロケット、シェルター等の壁部としても有用に用いられ得る。
以上、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態においては、各種の変更が行われてもよい。
例えば上述の各実施の形態では、第１フランジ部１１１及び第２フランジ部１１２がコアストリップ１００の台形状部分の頂部に設けられるが、これに代えて、台形状部分の一対の側部の両方又はいずれかに第１フランジ部１１１又は第２フランジ部１１２が設けられてもよい。
１…ハニカムパネル、１０…ハニカムコア、１０Ａ…表面、１０Ｂ…裏面、１０Ｓ…セル、１１…第１板材、１２…第２板材、１３…第３板材、１４…枠部材、１５…側板、１００…コアストリップ、１０１…第１台形状部分、１０１Ａ…頂部、１０２…第２台形状部分、１０２Ａ…頂部、１１１…第１フランジ部、１１２…第２フランジ部、１２１…貫通孔、１２２…面接触領域、１３１…溶接金属部、２０１〜２０３…筐体

Claims (9)

  1. 表面及び裏面を有するハニカムコアと、
    前記ハニカムコアの前記表面に設けられる第１板材と、を備え、
    前記ハニカムコアは、互いに逆方向に突出する台形状部分を交互に形成してなる複数のコアストリップを有し、
    各前記コアストリップは、前記台形状部分の並列方向が互いに平行となるように配置され、隣り合う前記コアストリップの間で互いに逆方向に突出する台形状部分の頂部同士を突き合わせて且つ結合することで、前記表面及び前記裏面に開放する六角形状の複数のセルからなるハニカムパターンを形成しており、
    １つ以上の前記コアストリップの一部又は全部の台形状部分の前記第１板材側の端縁に、前記セルの内側に張り出す第１フランジ部が設けられ、
    前記第１板材は、１つ以上の前記第１フランジ部と重なり合う１つ以上の貫通孔を有し、
    前記貫通孔を通して外部側を向く前記第１フランジ部の外面と前記貫通孔の内周面とが溶接、溶着又は接着されることで、前記第１板材と前記ハニカムコアとが結合していることを特徴とする、ハニカムパネル。
  2. 前記ハニカムコア及び前記第１板材は金属製であり、前記第１フランジ部の外面と前記貫通孔の内周面とがアーク溶接され、前記第１フランジ部の外面と前記貫通孔の内周面との間に溶接金属部が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のハニカムパネル。
  3. 前記ハニカムコアの前記裏面に設けられる第２板材をさらに備え、
    １つ以上の前記コアストリップの一部又は全部の台形状部分の前記第２板材側の端縁に、前記セルの内側に張り出す第２フランジ部が設けられており、
    前記第２板材は、１つ以上の前記第２フランジ部の前記第２板材側を向く外面と面接触する１つ以上の面接触領域を有し、
    前記第２フランジ部の外面と前記面接触領域とが溶接又は溶着されることで、前記第２板材と前記ハニカムコアとが結合していることを特徴とする、請求項１又は２に記載のハニカムパネル。
  4. 前記ハニカムコア及び前記第２板材は金属製であり、前記第２フランジ部の外面と前記面接触領域とがスポット溶接されていることを特徴とする、請求項３に記載のハニカムパネル。
  5. 複数の前記セルのうちの少なくとも一部のセルの内側のそれぞれに、２つの前記第２フランジ部が位置しており、
    前記第２板材は、一部の前記セルの内側で２つの前記第２フランジ部と結合していることを特徴とする、請求項３又は４に記載のハニカムパネル。
  6. ２つの前記第２フランジ部が１つの前記セルの内側に位置する場合において、前記ハニカムコアは、このセルの内側に前記第１フランジ部を位置させないように構成されていることを特徴とする、請求項５に記載のハニカムパネル。
  7. 表面及び裏面を有するハニカムコアと、前記ハニカムコアの前記表面に設けられる第１板材と、を備えるハニカムパネルであって、前記ハニカムコアは、互いに逆方向に突出する台形状部分を交互に形成してなる複数のコアストリップを有し、各前記コアストリップは、前記台形状部分の並列方向が互いに平行となるように配置され、隣り合う前記コアストリップの間で互いに逆方向に突出する台形状部分の頂部同士を突き合わせて且つ結合することで、前記表面及び前記裏面に開放する六角形状の複数のセルからなるハニカムパターンを形成するハニカムパネルの製造方法であって、
    １つ以上の前記コアストリップの一部又は全部の台形状部分の前記第１板材側の端縁に前記セルの内側に張り出す第１フランジ部が設けられた前記ハニカムコアを準備する工程と、
    １つ以上の貫通孔を有する前記第１板材を準備する工程と、
    前記貫通孔が前記第１フランジ部と重なり合うように前記第１板材を前記ハニカムコアに対して位置決めし、前記貫通孔を通して外部側を向く前記第１フランジ部の外面と前記貫通孔の内周面とを溶接、溶着又は接着することで、前記第１板材と前記ハニカムコアとを結合する工程と、を備えることを特徴とする、ハニカムパネルの製造方法。
  8. 前記ハニカムコア及び前記第１板材は金属製であり、前記第１フランジ部の外面と前記貫通孔の内周面とをアーク溶接することを特徴とする、請求項７に記載のハニカムパネルの製造方法。
  9. 請求項１乃至６のいずれかに記載のハニカムパネルを壁部の少なくとも一部として備えることを特徴とする、筐体。
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