JP2543649B2 - アルミニウム製サンドイッチパネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、中空構造のアルミニウム製サン
ドイッチパネルに係り、特に曲げ等の成形加工性および
衝撃吸収性に優れ、輸送機関や建築等の分野における各
種の構造材や準構造材として有利に用いられ得る、新規
な構造のアルミニウム製サンドイッチパネルに関するも
のである。

【０００２】

【背景技術】従来から、アルミニウム製サンドイッチパ
ネルの一種として、ハニカム構造のコアの表裏両面にア
ルミニウム面板を重ね合わせてろう付せしめてなるハニ
カムパネルが知られており、軽量且つ高強度であること
等から、自動車や鉄道、建築等の各種分野において、そ
の実用化が進められてきている。

【０００３】ところで、このようなハニカムパネルで
は、一般に、特公平２−２８４２２号公報等に示されて
いるように、両面にろう材をクラッドした帯板状のブレ
ージングシートを、プレス加工によって波形に屈曲成形
せしめた後、該成形体の複数枚を、それらの間に蜂の巣
状の空間が形成されるように、板厚方向に並べて加熱、
ろう付することにより形成されたろう付ハニカムコアが
用いられている。

【０００４】ところが、かかるろう付ハニカムコアを用
いて、その表裏両面に面板をろう付すると、ろう付ハニ
カムコアの各セル壁が、全周に亘って、表裏両側の面板
に固着されるために、各セル壁と両面板で囲まれた部分
が独立構造を為すこととなって、セル壁と面板との固着
状態下では、ろう付ハニカムコアおよび面板の変形が、
何れも、パネル全体に亘って拘束されてしまう。そのた
めに、ハニカムパネル全体としては、外部から及ぼされ
る荷重に対して高強度を示すものの、小さな撓み量で、
面板とコアの剥離やコアの潰れ乃至は座屈等のパネルの
破壊的現象を伴う、明確な降伏点を示すこととなる。

【０００５】そして、それ故に、このようなハニカムパ
ネルは、曲げ加工が極めて困難で、しかも、面内の荷重
に対する衝撃吸収性能が、著しく低いという問題を有し
ていたのであり、かかる点から、その適用範囲が限定さ
れてしまうという問題があったのである。

【０００６】しかも、前述の如き、従来構造のハニカム
パネルにおいては、プレス成形精度上、ブレージングシ
ートの肉厚に制限が加えられるために、ハニカムコア自
体の強度を充分に確保することが困難であるという不具
合も有していた。そして、そのために、パネル面に垂直
な方向の荷重に対して高強度が要求される場合に、その
要求特性が達成され難く、また、パネルの切断や穿孔を
行なう場合に、その切断部位でハニカムコアが変形した
り、引きちぎられたりする恐れもあったのである。

【０００７】さらに、従来構造のハニカムパネルにあっ
ては、前述の如く、多数本のブレージングシートをプレ
ス加工した後、それらを互いに位相をずらせて並べ、仮
固定して位置ずれを防止せしめた状態で、ろう付するこ
とによりろう付ハニカムコアを製作する必要があるため
に、その製造の自動化が困難であり、手作業での組立て
を行なう場合には、工程負荷が極めて大きいという問題
もあった。

【０００８】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
を背景として為されたものであって、その解決課題とす
るところは、曲げ等の成形加工が容易で優れた衝撃吸収
性を有すると共に、コア自体の強度確保が容易であり、
しかも良好なる生産性をもって製造することのできる、
新規な構造のアルミニウム製サンドイッチパネルを提供
することにある。

【０００９】

【解決手段】そして、かかる課題を解決するために、本
発明の要旨とするところは、互いに所定間隔を隔てて位
置する、長手方向に連続した複数条の縦板部と、それら
各縦板部の対向面間に位置して、互いに隣接する縦板部
を連結する横板部とを有するアルミニウム押出材に対し
て、複数の開口穴を、前記各横板部の長手方向に列状を
為すように且つ前記縦板部を挟んで隣接する横板部間で
略千鳥状となるように形成し、かかるアルミニウム押出
材を、前記縦板部の前記横板部による連結方向に展張せ
しめて、該縦板部を曲げ加工することによって得られた
網目状アルミニウム成形体を用い、かかる網目状アルミ
ニウム成形体の表裏両面に、アルミニウム面板を重ね合
わせて、それぞれ、前記縦板部の端面にろう付したこと
を特徴とするアルミニウム製サンドイッチパネルにあ
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を更に具体的に明らかにするた
めに、本発明の実施例について、図面を参照しつつ、詳
細に説明することとする。

【００１１】先ず、図１には、本発明に従う構造とされ
たアルミニウム製サンドイッチパネル１０の分解斜視図
が示されている。かかる図において、１２は、網目状成
形体であり、その表裏両面に平板形状の上下面板１４，
１６が重ね合わされて、一体的にろう付されることによ
り、全体としてサンドイッチ構造を有する中空厚肉のサ
ンドイッチパネル１０が構成されている。なお、かかる
網目状成形体１２および上下面板１４，１６は、何れ
も、アルミニウム若しくはその合金から形成されたアル
ミニウム製のものが用いられている。

【００１２】そこにおいて、網目状成形体１２は、アル
ミニウム押出材を加工して得られた一体構造をもって形
成されている。

【００１３】より詳細には、かかる網目状成形体１２を
得るに際しては、先ず、図２（ａ），（ｂ）に示されて
いる如き、アルミニウム押出材１８を製作する。このア
ルミニウム押出材１８は、所定幅の帯板状を呈する複数
枚の縦板部２０が、板厚方向に互いに所定距離を隔てて
重ね合わされるように位置せしめられると共に、それら
各隣接する縦板部２０，２０の対向面間に横板部２２が
設けられており、かかる横板部２２によって、縦板部２
０が、幅方向中央部分において互いに一体的に連結され
てなる構造とされている。なお、図２では、説明を簡略
とするために、４枚の縦壁部２０を有するアルミニウム
押出材１８を示したが、目的とするサンドイッチパネル
１０の幅等に応じて、多数本の縦壁部を有するものが、
用いられることとなる。

【００１４】次に、図３（ａ），（ｂ）に示されている
ように、このようなアルミニウム押出材１８における各
横板部２２に対して、複数個の開口穴２４を形成する。
これらの開口穴２４は、一般にプレスによる打抜加工に
よって行なわれることとなる。また、ここにおいて、か
かる開口穴２４は、各横板部２２の長手方向に所定間隔
を隔てて形成されており、しかも、縦板部２０を挟んで
隣接する横板部２２，２２間で位相がずれ、互いに千鳥
状となるように、規則的な配列形態をもって、形成され
ている。

【００１５】すなわち、このような開口穴２４が設けら
れることにより、各縦板部２０が、横板部２２によって
形成された、長手方向に所定間隔を隔てて位置する複数
個の連結部２６によって連結されているのであり、しか
も、かかる連結部２６は、縦板部２０を挟んで隣接する
両側において、互いに千鳥状となるように、位置せしめ
られているのである。

【００１６】そして、かくの如き開口穴２４の形成後、
図３中に矢印で示されているように、アルミニウム押出
材１８に対して、長手方向の伸縮変形を許容しつつ、幅
方向両側外縁部に位置する縦板部２０，２０に対して、
離隔方向の外力を加えて、幅方向に展張加工を加える。
即ち、このような展張加工により、各縦板部２０に対
し、連結部２６を介して、引張力が及ぼされることとな
り、その結果、図４（ａ），（ｂ）に示されているよう
に、各縦壁部２０のうち、連結部２６にて拘束されてい
ない部分が屈曲乃至は湾曲変形せしめられて、開口穴２
４が略六角形状に拡開せしめられる。それによって、ア
ルミニウム押出材１８の空隙率が高められて、多数の略
六角形状のセルを有し、全体として網目状構造を呈する
網目状成形体１２とされるのである。

【００１７】そうして、このようにして得られた網目状
成形体１２に対して、図１に示されているように、その
表裏両側から上下面板１４，１６を重ね合わせ、各面板
１４，１６の内面を、網目状成形体１２の各縦壁部２０
における幅方向両端面に対して、それぞれ、ろう付す
る。それによって、目的とする一体的なアルミニウム製
サンドイッチパネル１０が得られることとなる。なお、
上下面板１４，１６としては、一般に、内面側にろう材
がクラッドされた片面ブレージングシートが用いられ
る。

【００１８】すなわち、かくの如き構造とされたサンド
イッチパネル１０にあっては、上下面板１４，１６間に
介装されて、それらを連結する網目状成形体１２におけ
る各セルの壁部を構成する縦板部２０が、上下面板１
４，１６に対して、ろう付一体化されており、それらの
固着部分において相互に拘束されているところから、前
述の如き、波形にプレス成形した多数枚のブレージング
シートによって形成されたろう付ハニカムコアを用いて
成る従来構造のハニカムパネルと同様、軽量且つ高強度
な特性が、有利に発揮され得るのである。

【００１９】ところで、かかるサンドイッチパネル１０
においては、コアを構成する網目状成形体１２の各セル
壁のうち、連結部２６にて構成された部分は、上下面板
１４，１６に対して固着されていない。即ち、かかるサ
ンドイッチパネル１０においては、図４（ａ）からも明
らかなように、網目状成形体１２が面板１４，１６に固
着されておらず、面板１４，１６の変形が、網目状成形
体１２によって直接的に拘束されていない部分が、連結
部２６の幅に相当する所定幅：Ｂをもって、パネル長手
方向に連続して、複数条、設けられているのである。

【００２０】そして、それら面板１４，１６の非拘束部
分では、網目状成形体１２の曲げ変形が、連結部２６の
湾曲変形によって、比較的容易に許容され得ると共に、
面板１４，１６の変形も、網目状成形体１２に拘束され
ることなく許容され得るとこから、パネル全体としての
曲げ変形が、網目状成形体１２の剥離や潰れ等のパネル
の破壊的現象を伴うことなく、許容され得るのである。

【００２１】それ故、例えば、図５に示されているよう
に、サンドイッチパネル１０の形成後に、プレス成形等
によって曲げ加工を施すことが可能となり、或いはま
た、図６に示されているように、各々別途曲げ加工した
網目状成形体１２と上下面板１４，１６を、重ね合わせ
てろう付一体化することにより、湾曲形状のサンドイッ
チパネル１０を製作することも可能となるのである。な
お、図５に示されている如く、サンドイッチパネル１０
の形成後に曲げ加工を施す場合には、曲率半径が小なる
側の面板１６として、薄肉のものを用いるようにすれ
ば、曲げ加工に際して惹起されるパネル歪みが、該面板
１６の変形によって有利に吸収され得て、より一層優れ
た加工性が得られることとなる。

【００２２】また、上述の如き構造のサンドイッチパネ
ル１０にあっては、パネル長手方向に連続して位置する
面板１４，１６の非拘束部分において、それら面板１
４，１６および網目状成形体１２（連結部２６）の曲げ
変形が、パネルの破壊的現象を伴うことなく、許容され
得るところから、図７に示されているように、パネル１
０の幅方向（非拘束部分が延びる方向とは直角な方向）
における面内荷重が及ぼされた際には、かかる非拘束部
分における面板１４，１６および連結部２６の湾曲変形
によって、効果的な衝撃吸収作用が発揮され得ることと
なるのである。

【００２３】しかも、かかるサンドイッチパネル１０に
あっては、網目状成形体１２が押出材１８によって形成
されているところから、かかる押出材１８における縦板
部２０および連結部２６の肉厚や、それらの間隔（ピッ
チ）等を変更することによって、また押出材１８に形成
する開口穴２４の配列形態等を変更することによって、
或いはまた押出材１８の展張率を調節することによっ
て、得られるサンドイッチパネル１０の強度や曲げ加工
性等の特性を、容易に変更、設定することができる。

【００２４】また、そこにおいて、押出材１８における
縦板部２０および連結部２６の肉厚や、それらの間隔
（ピッチ）、或いは押出材１８に形成する開口穴２４の
配列形態および大きさ等や、該押出材１８の展張率等
を、部分的に変更することによって、一枚のサンドイッ
チパネル１０の特性を、部分的に変化させることも可能
であり、それによって、例えば、部分的な曲げ加工性や
高強度特性が要求される場合などにおいても、有利に対
処することができる。

【００２５】さらに、上述の如き構造のサンドイッチパ
ネル１０にあっては、そのコア部材が、一体物の押出材
を用いて形成されることから、前述の如き、従来構造の
ろう付ハニカムコアに比して、配列作業やろう付作業が
不要であり、コア自体の製作性、延いてはサンドイッチ
パネル１０の製作性および生産性が飛躍的に向上され得
るのである。

【００２６】また、コア部材として、一体物の押出材に
て形成された網目状成形体１２が用いられていることか
ら、良好なる製作性を確保しつつ、かかる網目状成形体
の肉厚を有利に確保することができるのであり、それに
よって、コア部材自体の強度および該コア部材の面板１
４，１６に対する接合強度の向上が容易に図られ得るこ
ととなるところから、サンドイッチパネル１０におけ
る、パネル面に垂直な方向の荷重に対する強度特性や、
切断，穴開け等の後加工性等が、何れも、有利に向上さ
れ得るのである。

【００２７】しかも、かかる網目状成形体１２が、一体
物の押出材にて形成されることから、前述の如き、複数
枚のブレージングシートにて形成された従来構造のろう
付ハニカムコアにおいて問題となっていた、ろう付時に
おけるコア部材のろう材による溶け出しの問題も、有利
に解消され得るのであり、それによって、ろう付加熱時
における温度制御条件が緩和されると共に、不良品の発
生が軽減乃至は防止され得て、品質安定性の向上が、有
利に達成され得ることとなる。

【００２８】さらに、かかる網目状成形体１２にあって
は、表裏両面に対して面板１４，１６が固着された際に
も、各セル間が、連結部２６の部分において、パネル長
手方向に相互に連通されているところから、セル間の通
気孔を特別に形成する必要がないばかりか、真空ろう付
法によって接合する場合、面板１４，１６のろう付時に
発生するマグネシウム蒸気の排気が効率的に為され得る
こととなり、ろう付品質の向上と安定化が達成され得る
こととなる。

【００２９】また、前述の如き、複数枚のブレージング
シートを重ね合わせてろう付一体化せしめてなる従来構
造のろう付ハニカムコアにおいては、各ブレージングシ
ートの重ね合わせ面間に形成される微小間隙による毛細
管現象により、コアと面板を固着するろう材が流れてし
まうという問題があったが、上述の如き、一体物の網目
状成形体１２を用いてなるサンドイッチパネル１０にお
いては、そのような問題がなく、コア（網目状成形体１
２）と面板１４，１６との固着部に形成されるフィレッ
トの大きさが略一定となり、固着強度が安定するという
効果も奏され得るのである。

【００３０】以上、本発明の実施例について詳述してき
たが、これは文字通りの例示であって、本発明は、かか
る具体例にのみ、限定して解釈されるものではない。

【００３１】例えば、図８（ａ），（ｂ）に示されてい
るように、幅方向両側縁部に、パネル枠材３２が一体的
に押出形成されてなるアルミニウム押出材３４を用い、
前記実施例と同様な手法により、かかるアルミニウム押
出材３４を展張加工することによって得られた網目状成
形体３６を、コア部材として用いることも可能である。
即ち、このような網目状成形体３６を用いれば、サンド
イッチパネル１０の周縁補強用乃至は連結用部材として
の枠材を、網目状成形体１２と同時に形成し、組み付け
ることができるのである。なお、図７においては、その
理解を容易とするために、前記実施例と同様な構造とさ
れた部材および部位に対して、それぞれ、前記実施例と
同一の符号を付しておくこととする。

【００３２】また、上下面板１４，１６を、網目状成形
体１２との非接合部分において、予め少しだけ内方に湾
曲させておくことも可能であり、それによって、パネル
の曲げ加工性や衝撃吸収性の向上が図られ得ることとな
る。

【００３３】更にまた、網目状成形体１２において隣接
する縦板部２０，２０を連結する横板部２２は、必ずし
も、縦板部２０の幅方向中央部に形成する必要はない。
例えば、上面板１４の側に偏倚した位置に横板部２２
（連結部２６）を形成すれば、図５に示されている如き
曲げ加工を施した際における上面板１４の変形量を、抑
えることが可能となる。

【００３４】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであること
は、言うまでもないところである。

【００３５】

【発明の効果】上述の説明から明らかなように、本発明
に従う構造とされたアルミニウム製サンドイッチパネル
にあっては、パネルの破壊的現象を伴うことなく、網目
状成形体および面板に対して変形が許容される部位が有
利に形成され得ることから、それら網目状成形体および
面板の変形に基づいて、パネルの曲げ加工性や衝撃吸収
性が、共に、有利に発揮され得るのである。

【００３６】しかも、かかるアルミニウム製サンドイッ
チパネルにおいては、コア部材としての網目状成形体
が、一体物の押出材にて形成されていることから、従来
構造のろう付ハニカムコアに比して、コア部材の製作
性、延いてはサンドイッチパネルの製作性および生産性
が飛躍的に向上され得るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのサンドイッチパネル
を示す分解斜視説明図である。

【図２】図１に示されているサンドイッチパネルを構成
する網目状成形体を形成するアルミニウム押出材を示す
説明図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は
（ａ）におけるｂ−ｂ断面図である。

【図３】図２に示されたアルミニウム押出材に対して開
口穴を形成したものを示す図であって、（ａ）は平面図
であり、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ断面図である。

【図４】図３に示されたアルミニウム押出材を展張する
ことによって得られる網目状成形体を示す図であって、
（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ
断面図である。

【図５】図１に示されている如き構造の本発明の一実施
例としてのサンドイッチパネルに対して曲げ加工を施し
たものを示す断面説明図である。

【図６】本発明に従う構造とされたサンドイッチパネル
に対して曲げ加工を施す方法を説明するための説明図で
ある。

【図７】図１に示されている如き構造の本発明の一実施
例としてのサンドイッチパネルに対して面内方向の圧縮
荷重を及ぼした際の衝撃吸収性を説明するための断面図
である。

【図８】本発明に係るサンドイッチパネルにおいて、好
適に用いられる網目状成形体の別の具体例を示す図であ
って、（ａ）は図３（ｂ）に、また（ｂ）は図４（ｂ）
に、それぞれ対応する断面図である。

【符号の簡単な説明】

１０ サンドイッチパネル １２ 網目状成形体 １４ 上面板 １６ 下面板 １８ アルミニウム押出材 ２０ 縦板部 ２２ 横板部 ２４ 開口穴 ２６ 連結部 ３４ 押出材 ３６ 網目状成形体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに所定間隔を隔てて位置する、長手
   方向に連続した複数条の縦板部と、それら各縦板部の対
   向面間に位置して、互いに隣接する縦板部を連結する横
   板部とを有するアルミニウム押出材に対して、複数の開
   口穴を、前記各横板部の長手方向に列状を為すように且
   つ前記縦板部を挟んで隣接する横板部間で略千鳥状とな
   るように形成し、かかるアルミニウム押出材を、前記縦
   板部の前記横板部による連結方向に展張せしめて、該縦
   板部を曲げ加工することによって得られた網目状アルミ
   ニウム成形体を用い、かかる網目状アルミニウム成形体
   の表裏両面に、アルミニウム面板を重ね合わせて、それ
   ぞれ、前記縦板部の端面にろう付したことを特徴とする
   アルミニウム製サンドイッチパネル。