JP2565367B2 - 曲面ハニカムコアの成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は曲面ハニカムコアの成形方法に関する。

「従来の技術」、「発明が解決しようとする課題」 予め、所定幅を有する帯状素材の厚み方向に、所定形
状の凹部と凸部とを交互に連続して形成した基材を用
い、順次、隣接する基板の一方の基材における凹部と、
他方の基板における凸部とを、それぞれ接着剤、ろう材
等の接合材を介して対応当接する位置関係に平らな基準
面を備えた治具上等に配列し、係る配列状態を保持しつ
つ接合材を介して凹部と凸部との当接部を接合せしめる
ことにより各基材を重着してハニカムコアを成形するい
わゆるコルゲート成形手段によって成形されるハニカム
コアにあっては、成形容易で、かつ、例えば、圧縮強度
等の強度が大きなハニカムコアが得られる等の特徴を有
するため、一般に、成形されたハニカムコアのセルが略
正六角形状の中空柱状の平面的集合体よりなるものが多
用されている。

しかし、係るハニカムコアにより曲面状のハニカムコ
アを成形する際、例えば、曲面型に沿って重着方向（若
しくは重着方向に直交する方向、すわなち、基材の長手
方向）に湾曲せしめると、ハニカムコアを構成する基材
の長手方向（若しくは重着方向）は反対に上方に反り返
って鞍形状に歪み、曲面型にフイツトしない。したがっ
て、上方に反り返っていた部分を強制的に押圧して無理
に曲面型にフイツトさせることによって曲面状のハニカ
ムコアを形成していたため、例えば、曲率半径が小さな
曲面状のハニカムコアを成形する場合には、セル壁を構
成する基材の壁部が折損したり、また、接合部が剥離す
る等の不具合が生ずることがあり、また、仮りに成形す
る曲面状のハニカムコアの曲率半径が大きく、セル壁が
折損したり、接合部が剥離する等の不具合が発生しない
場合であっても、無理に曲面型にフイツトさせた部分の
セル壁には、ねじれ変形等による永久歪が生じており、
しかも、これら歪みの発生も不均一なため、強度等が均
一な精度の高い曲面状のハニカムコアを成形することは
できなかった。

それ故、容易に曲面状に加工することが可能なハニカ
ムコアとして、例えば、第７図に示す如く、予め、所定
幅を有する帯状素材の厚み方向に所定のパターンで、複
雑な形状の凹部Ｃ、凸部Ｄを連続して形成し、これら複
雑な形状の凹部Ｃ、凸部Ｄを形成した基材Ｂを、順次、
隣接する基材Ｂの一方の基材Ｂにおける各凹部Ｃと、他
方の基材Ｂにおける各凸部Ｄとが対応当接する位置関係
に配列すると共に、これら各凹部Ｃと各凸部Ｄとの当接
部を接着剤等の接合材Ｅを介して接合し、所定枚数の基
材Ｂを重着することによって成形されているいわゆる、
フレキシブルハニカムコアＡが提供されている。

係るフレキシブルハニカムコアＡは柔軟性に富むた
め、精度の高い曲面状のハニカムコアの成形も容易であ
るが、所定のパターンで高精度な複雑な形状の凹部Ｃ、
凸部Ｄを連続して有する基材Ｂの成形が困難である等、
フレキシブルハニカムコアＡの成形が容易でないため、
コルゲート成形手段により成形された、例えば、セルが
略正六角形状の中空柱状の平面的集合体よりなる通常の
ハニカムコアに比し極めて高価となるという欠点を有
し、また、基材の材質、寸度等が同一で、かつ密度が等
しい場合、通常のセルの平面形状が略正六角形状のハニ
カムコアに比し、例えば、圧縮強度等の強度が小さいた
め、セルの平面形状が略正六角形状のハニカムコアと同
一強度のフレキシブルハニカムコアＡを成形するために
は、基材の厚さを厚くするか、より幅広な基材を用いる
か、或いは密度を大にする等の必要があるため、重量が
増加するという問題点を有していた。したがって、より
重量の軽減を図ることが要望されている例えば、航空宇
宙機器等に用いられる構造材としては適さない場合があ
った。

本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、例えば、圧縮強度等の強度が大きく、
しかも、その強度がすべての部分で均一である等、優れ
た精度を有する曲面ハニカムコアを、容易、かつ、安価
に成形することが可能な曲面ハニカムコアの成形方法を
提案するものである。

「課題を解決するための手段」 この成形方法にあっては、まず、所定幅を有する帯状
素材の厚み方向つまり肉厚方向に、所定形状の凹部と凸
部とが、交互に連続して位置するように形成された所定
枚数の基材を準備すると共に、成形後の曲面ハニカムコ
アの一方の面が所望の曲線となるべく形成された、曲面
状の型面を上面に備えた曲面型が準備される。

次に、これら前記各基材を順次、これらの長手方向が
前記曲面型における型面の曲面に沿った方向と直交する
方向に沿い、かつ、これらの幅方向が鉛直線に沿うべく
型面上に位置させ、又、それらの凹部若しくは凸部にお
ける下端の一端部が、前記曲面型の型面上に当接して位
置し、かつ、隣接する前記基材の一方の基材における凹
部と他方の基材における凸部とが、それぞれ接着剤等の
接着材を介して互いに対応当接する位置関係にて、前記
型面上に配列せしめる。

しかる後、このような前記各基材の配列状態を保持し
つつ、前記接着剤等の接合材を介して前記凹部と凸部と
を接合せしめることにより、前記各基材を重着方向に重
着する。もって、前記型面上に当接した部位が型面の曲
面に対応した所望の曲面を有する、中空柱状のセルの平
面的集合体よりなる曲面ハニカムコアが得られる。

「作用」 本発明の曲面ハニカムコアの成形方法によれば、帯状
素材の厚み方向に、所定形状の凹部と凸部とが交互に連
続して位置するよう形成された各基材を、順次、これら
の基材の長手方向が曲面型における曲面に沿った方向と
直交する方向に沿い、かつ、各基材の凹部若しくは凸部
における下端の一端部を型面に当接せしめて位置させる
と共に、隣接する基材の一方の基材における凹部と、他
方の基材における凸部とを接合材を介して互いに対応当
接する位置関係に型面上に配列し、この配列状態を保持
しつつ接合材を介して凹部と凸部との当接部を接合し、
各基材を重着せしめることにより曲面ハニカムコアが成
形される。このように、この成形方法によると、各基材
をまずa.その長手方向が型面の曲面に沿った方向と直交
する方向に沿うように、かつb.幅方向が鉛直線に沿うよ
うに位置させ、又c.下端の一端部のみが型面上に当接す
ることで、湾曲に対応させ、かつd.基材間を接合材を介
して当接させる。それから、基材間を接合，重着するの
で、この成形方法によると、例えば、曲面の曲率半径が
小さな曲面ハニカムコアが要望される場合であっても、
セル壁が折損したり、接合部が剥離する等の不具合が生
ずることなく、また、例えば、圧縮強度等の強度が大き
く、しかも、その強度が均一な高精度の曲面ハニカムコ
アが得られる。

また、曲面型に沿って曲げ加工等も不要で、従来のコ
ルゲート成形手段によって成形される通常の平板状のハ
ニカムコアと略同一の成形手段によって成形することが
できるので、その成形は極めて容易である。

「実施例」 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。

第１図は基材の成形工程を示す説明図、第２図は基材
の要部の平面図、第３図は曲面ハニカムコアを成形する
ための基材の配列工程を示す説明図、第４図乃至第６図
はそれぞれ成形された曲面ハニカムコアの要部を示すも
ので、第４図はその平面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線
に沿う断面矢視図、第６図は第４図のVI部の斜視図であ
る。

先ず、曲面ハニカムコア１を構成する基材２の成形方
法について説明する。

この基材２は、一組の歯車状成形型３を備えた歯車式
加工装置４により、所定幅を有する帯状素材５の厚み方
向に、略正六角形をその対向する頂角に沿って二分割し
た対称的な台形状を呈し、かつ、互いに平行な底壁部6a
と頂壁部7aとを有する凹部６と凸部７とを交互に連続し
て形成することによって成形されている。

次に、このようにして成形された所定枚数の基材２
を、成形後の曲面ハニカムコア１の一方の面が所望の凹
状曲面となるべく形成された凸状の型面8aを備え、型面
8aを上面にして、例えば、作業台上に載置された曲面型
８上に、第３図に示す如く、基材２の長手方向が、曲面
型８における型面8aの曲面に沿った方向と直交する方向
に沿い、かつ、基材２の幅方向が鉛直線に沿うべく位置
させると共に、図における個所においては、基材２の各
凸部７における頂壁部7aの下端先端部が型面8aに当接す
る位置関係に、先ず、基準となるべき基材２を配置し、
次に、この基材２に隣接して配置する基材２を、その各
頂壁部7aの下端先端部が型面8aに当接すると共に、この
基材２の各凹部６の底壁部6aと、先に、配置した基材２
の各頂壁部7aとが接着剤９を介してそれぞれ対応当接す
る位置関係に配列する。

なお、各基材２を接着剤９を介して所定の位置関係に
配列するための各基材２への接着剤９の塗布等について
は、予め、すべての基材２の頂壁部7a若しくは底壁部6a
に接着剤９を塗布した後、各基材２を順次配列してもよ
く、或いは、配列の過程で、隣接して配置する一方の基
材２における各頂壁部7a若しくは他方の基材２における
各底壁部6aに塗布しつつ配列するようにしてもよい。

順次、このようにして所定枚数の基材２を型面8a上に
配列しセットした後、係るセット状態を保持しつつ、例
えば、加熱炉中において接着剤９を硬化せしめることに
よって、各基材２は、接着剤９を介して各頂壁部7aと各
底壁部6a間でそれぞれ接着され、これらの部位に形成さ
れた各接合部11によりそれぞれ重着され、型面8aに当接
した部位により型面8aの曲面に接する所望の曲面を有す
る略正六角形状の中空柱状のセル10の平面的集合体より
なる曲面ハニカムコア１が得られる。

なお、Ｗは基材２の重着方向である。

さて、このようにして曲面ハニカムコア１が成形され
る。そして、この成形方法によると、このように、各基
材２を、まずa.基板２の長手方向が曲面型８の型面8aの
曲面に沿った方向に対し、直交する方向に沿うように、
かつb.基材２の幅方向が、鉛直線に沿うように位置さ
せ、又c.基材２の下端の一端部のみが、型面8a上に当接
することで、型面8aの湾曲に対応させ、かつd.基材２の
凹部６と凸部７間を、接着剤９等の接合材を介して当接
させる。それから、このようなa,b,c,dの後、基板２間
が接合，重着される。

したがって、例えば、曲率半径が小さな曲面ハニカム
コア１が要望される場合であっても、セル壁を構成する
基材２の各壁部が折損したり、接合部11が剥離する等の
不具合が生ずることなく、高精度な曲面ハニカムコア１
を成形することができる。

なお、上述の実施例においては、所望する曲面が所定
の凹状曲面を呈する曲面ハニカムコア１の成形方法につ
いて説明したが、所定の凸状曲面を呈する曲面ハニカム
コアを所望する場合には、所定の凹状の型面を備えた曲
面型を用いて成形すればよく、また、凸状の型面と凹状
の型面を連続して有する曲面型を用いることにより、複
雑な曲面を有する曲面ハニカムコアの成形も可能であ
る。

また、基材２に設けられた凹部６、凸部７の形状につ
いて、上述の実施例においては、各基材２を重着して曲
面ハニカムコア１を成形した際、セル10の平面形状が略
正六角形となるべく、略正六角形をその対向する頂角に
沿って二分割した対称的な台形状の凹部６、凸部７を形
成した構成について説明したが、基材の凹部、凸部の形
状は、実施例に限定されるものではなく、例えば、曲面
ハニカムコアを成形した際、セルの平面形状が重着方向
に縦長の六角形状、或いは、他の多角形状となるべく、
対称的な凹部、凸部を形成するようにしてもよい。

「発明の効果」 以上により、本発明に係る曲面ハニカムコアの成形方
法によると、次の第1,第２のようになる。

第１に、圧縮強度等の強度が大であると共に、このよ
うな強度がすべての部分で均一である等、優れた精度の
曲面ハニカムコアが得られる。すなわち、この曲面ハニ
カムコアの成形方法によると、曲面型に沿って湾曲せし
める前述したこの種従来例のように、鞍形状に反り返っ
たり、これを無理に押圧せしめるようなことは、行われ
ない。

従って、例えば曲面の曲率半径の小さい曲面ハニカム
コアを成形する場合においても、セル壁が変形若しくは
折損したり接合部が剥離する等の不具合が生ずることな
く、又、曲率半径の大きい曲面ハニカムコアを成形する
場合も、無理に押圧せしめたことによる、ねじれ変形等
による永久歪が不均一に生じることもない。もって、圧
縮強度等の強度が大で、しかも、それらの強度が均一な
高精度の曲面ハニカムコアが得られる。

第２に、しかもこのような曲面ハニカムコアは、容易
かつ安価に成形される。すなわち、この曲面ハニカムコ
アの成形方法によると、前述したこの種従来例のよう
に、曲面型に沿っての曲げ加工は不要であり、又、前述
したこの種従来例のフレキシブルハニカムコアのよう
に、特殊なセル形状を成形することも不要である。

そして、従来のコルゲート成形手段によって成形され
る（曲面状ではない）通常の平板状ハニカムコアと略同
一の成形手段により、成形することができるので、容易
かつ安価に曲面ハニカムコアを成形することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の実施例を示すもので、第１
図は基材の成形工程を示す説明図、第２図は基材の要部
の平面図、第３図は曲面ハニカムコアを成形するための
基材の配列工程を示す説明図、第４図乃至第６図はそれ
ぞれ成形された曲面ハニカムコアの要部を示すもので、
第４図はその平面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿う
断面矢視図、第６図は第４図のVI部の斜視図である。 第７図は従来のフレキシブルハニカムコアの要部の平面
図である。 １……曲面ハニカムコア、２……基材、４……歯車式加
工装置、５……帯状素材、６……凹部、７……凸部、８
……曲面型、8a……型面、９……接着剤、10……セル、
11……接合部、Ｗ……重着方向。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】まず、所定幅を有する帯状素材５の厚み方
   向つまり肉厚方向に、所定形状の凹部６と凸部７とが、
   交互に連続して位置するように形成された所定枚数の基
   材２を準備すると共に、成形後の曲面ハニカムコア１の
   一方の面が所望の曲線となるべく形成された、曲面状の
   型面8aを上面に備えた曲面型８を準備し、 次に、これら前記各基材２を順次、これらの長手方向が
   前記曲面型８における型面8aの曲面に沿った方向と直交
   とする方向に沿い、かつ、これらの幅方向が鉛直線に沿
   うべく型面8a上に位置させ、又、それらの凹部６若しく
   は凸部７における下端の一端部が、前記曲面型８の型面
   8a上に当接して位置し、かつ、隣接する前記基材２の一
   方の基材２における凹部６と他方の基材２における凸部
   ７とが、それぞれ接着剤９等の接着材を介して互いに対
   応当接する位置関係にて、前記型面8a上に配列せしめ、 しかる後、このような前記各基材２の配列状態を保持し
   つつ、前記接着剤９等の接合材を介して前記凹部６と凸
   部７とを接合せしめることにより、前記各基材２を重着
   方向Ｗに重着し、 もって、前記型面8a上に当接した部位が型面8aの曲面に
   対応した所望の曲面を有する、中空柱状のセル10の平面
   的集合体よりなる曲面ハニカムコア１を得ること、を特
   徴とする曲面ハニカムコアの成形方法。