JP2577570B2

JP2577570B2 - ハニカムコア

Info

Publication number: JP2577570B2
Application number: JP62212687A
Authority: JP
Inventors: 邦彦廣崎
Original assignee: Showa Aircraft Industry Co Ltd
Current assignee: Showa Aircraft Industry Co Ltd
Priority date: 1987-08-28
Filing date: 1987-08-28
Publication date: 1997-02-05
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JPS6456535A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明はハニカムコアに関する。

さらに詳しくは、展張方向と、これに直交するリボン
方向のせん断強度が略等しいハニカムコアに関する。

「従来の技術」、「発明が解決しようとする問題点」ハニカムコアは、重量対強度比が大、成形が容易等の
ため、一般に、第５図に示す如く、展張成形手段により
成形され、セル壁Ｃによって形成された略正六角形のセ
ルＢの平面的集合体よりなるハニカムコアＡが多用され
ている。

しかし、係るハニカムコアＡにあっては、後述の如
く、展張方向Ｗと、この展張方向Ｗに直交する方向、い
わゆる、リボン方向Ｌとでは、せん断強度が著しく異な
るため、係るハニカムコアＡを芯材として各種の構造材
等として用いられるサンドイッチパネルにあっては、例
えば、その長手方向と幅方向とでは、せん断強度が著し
く異なるため、機器によっては係るサンドイッチパネル
を構造材として用いることができない場合が多多あっ
た。

また、係るパネルを構造材として用いることができる
場合であっても、例えば、荷重のかかり方によって、せ
ん断強度の小さい方向に大きな歪等が生じ易いため、パ
ネルの使用方向、すなわち、芯材を構成するハニカムコ
アＡの展張方向Ｗ、リボン方向Ｌの使用方向が限定され
るので、パネルの成形が容易でないという欠点があっ
た。

それ故、展張方向Ｗとリボン方向Ｌのせん断強度が略
等しいハニカムコアとして、第６図に示す如く、ハニカ
ムコアＡを、その展張方向Ｗにさらに所定量展張するこ
とによって成形された各セルＤを構成するセル壁D₁、D₂
の折曲角が例えば略90°をなし、もって例えば長方形状
をなすセルＤの平面的集合体よりなるハニカムコア、い
わゆる、オーバーエキスパンドコアＥが提供されてい
る。

しかし、オーバーエキスパンドコアＥにあっては、後
述の如く、展張方向Ｗとリボン方向Ｌのせん断強度は略
等しいが、その数値は、ハニカムコアＡにおいて、せん
断強度が大であったリボン方向Ｌの値よりかなり小さく
なるため、オーバーエキスパンドコアＥの強度はハニカ
ムコアＡに比し低下するという難点があった。

また、オーバーエキスパンドコアＥは、ハニカムコア
Ａをその展張方向Ｗに、さらに展張、すなわち、条線状
の接合部Ｆが剥離しない程度の力を加えて、例えば第６
図に示したように、各セルＤの平面形状が、セル壁D₁、
D₂折曲角が略90°をなす略長方形状となるよう展張する
ことによって成形されるため、オーバーエキスパンドコ
アＥを成形するには、接着剤等の接合材の選択、オーバ
ー展張するための展張力の算出等が面倒であると共に、
展張成形作業が面倒、かつ、困難である等の問題点が指
摘されていた。

なおオーバーエキスパンドコアＥは、第６図に示した
ように、セル壁D₁,D₂の折曲角が略90°をなし各セルＤ
が略長方形状となるように展張したものに限定されず、
例えば、第５図に示した略正六角形の各セルＢのもの
と、第６図に示した略長方形状の各セルＤのものとの各
種中間形態のもの、も考えられる。つまり、第５図に示
したものを更に展張する程度としては、各種中間形態の
ものが考えられ、それらのセルＤの形状は縦長（横長）
略六角形状となり、最も大きく展張したものが、第６図
に略長方形状のセルＤのものとして示されている。

そして、このような各種形態のオーバーエキスパンド
コアＥについて、上述した問題点は勿論共通である。つ
まり、縦長（横長）略六角形状のオーバーエキスパンド
コアＥについても、上述した第６図のオーバーエキスパ
ンドコアＥと同様に、展張方向Ｗとリボン方向Ｌのせん
断強度が略等しいものの、その数値が低く、かつその展
張作業等が面倒，困難である、等の問題が指摘されてい
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、第１に、展張方向とリボン方向の両せ
ん断強度が略等しく、第２に、しかもその両数値が、セ
ルサイズが同一の略正六角形状のセルの平面的集合体よ
りなる従来のハニカムコアのせん断強度が大であったリ
ボン方向の値と略等しく、第３に、従来のハニカムコア
と略同一の成形手段により容易に成形可能であり、第４
に、これを芯材としたサンドイッチパネルはあらゆる構
造材に適用可能なハニカムコアを提案することにある。

「問題点を解決するための手段」本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであっ
て、その技術的解決手段は、次のとおり。すなわち、こ
のハニカムコアは、展張成形手段により成形された中空
柱状のセルの平面的集合体よりなる。そして該ハニカム
コアは、その展張方向と該展張方向に直交するリボン方
向とのせん断強度が、略等しくかつ共に大であることが
要求される、サンドイッチパネルの芯材として用いられ
る。そして該ハニカムコアは、それを構成する各セルの
該展張方向のセルサイズと該リボン方向の接合部間のピ
ッチとが、略等しく、かつ展張方向に縦長の六角形状の
セルの平面的集合体よりなる。

そして該ハニカムコアは、各セルについて、同一寸法
にて対向する接合部のセル壁が、これとは異なる共通寸
法よりなる他の４辺のセル壁より、寸法的に、はるかに
短く設定されている。

「作用」本発明は上記手段よりなるので、以下の如く作用す
る。すなわち、本発明に係るハニカムコアは、それを構
成する各セルのセルサイズが、接合部間のピッチと略等
しい長さに形成されていると共に、また、各セルは展張
方向に沿って縦長の六角形状に形成されているので、同
一セルサイズの略正六角形のセルよりなる従来のハニカ
ムコアとでは、セルのセルサイズは同一であるが、接合
部間のピッチ、セルの面積等は、何れも従来のハニカム
コアの方が大である。しかし、セルの密度は、逆に、本
発明に係るハニカムコアの方が大となる。故に、両ハニ
カムコアの単位面積内における所定位置において、展張
方向に沿って切断した際の切断面内に位置するセル壁の
数は、何れのハニカムコアも変らないが、リボン方向に
沿って切断した際の切断面内に位置するセル壁の数につ
いては、接合部間のピッチが小さくなり、セルの密度が
大となった分、本発明に係るハニカムコアの方が増加す
る。したがって、展張方向に直交する方向、すなわち、
リボン方向のせん断強度については、何れのハニカムコ
アも等しいが、リボン方向に沿った切断面内に位置する
セル壁の数が増加することが主因となって、リボン方向
に直交する方向、すなわち、展張方向のせん断強度は、
従来のハニカムコアに比し、本発明に係るハニカムコア
の方が大となる。

而して、後述の試験結果が示す如く、セルのセルサイ
ズと接合部間のピッチとが略等しくなるよう構成した場
合において、展張方向とリボン方向のせん断強度は略等
しくなる。

また、本発明に係るハニカムコアを成形するにあたっ
ては、シート状の基材上に接着剤等による接合材層を形
成する段階において、成形後のハニカムコアにおけるセ
ルのセルサイズと接合部間のピッチとが等しくなるべ
く、接合材層のピッチ並びに接合材層の形成幅を算定す
ることにより、事後の手段等は従来のハニカムコアの場
合と全く同一のため、極めて容易に成形することができ
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図において、１はハニカムコアであり、このハニ
カムコア１は六角形状のセル２の平面的集合体よりなっ
ている。そして、このハニカムコア１は、その展張方向
Ｗと、同一平面において展張方向Ｗに直交するリボン方
向Ｌとのせん断強度が、略等しくかつ共に大であること
が要求される、サンドイッチパネルの芯材として用いら
れる。そして、このハニカムコア１は、これを構成する
各セル２の展張方向ＷのそれぞれのセルサイズＳと、リ
ボン方向Ｌの接合部14間の距離つまりピッチＰとが、略
等しい長さに形成され、かつ、展張方向Ｗに沿って縦長
で左右，上下がそれぞれ対称な六角形状のセル２の平面
的集合体よりなる。

そして、このハニカムコア１では、第１図や第４図か
らも明らかなように、各セル２ついて、同一寸法にて対
向する接合部14のセル壁３が、これとは異なる共通寸法
よりなる他の４辺のセル壁３より、寸法的に、はるかに
短く設定されている。つまり、このハニカムコア１で
は、縦長の各セル２を形成する６辺のセル壁３が、接合
部14以外の長い所定寸法の４辺のセル壁３と、接合部14
の短い所定寸法の２辺のセル壁３、から構成されてい
る。

なお、３はセル２を形成するセル壁である。

ハニカムコア１は以上の如く構成されている。

次に、ハニカムコア１を成形するための成形方法の一
実施例について説明する。

例えば、セル２のセルサイズＳおよび接合部14間のピ
ッチＰが1/4インチ、すなわち、６、35mmのハニカムコ
ア１を成形する場合には、先ず、シート状の基材13上
に、基材13のその長手若しくは幅方向に沿って、成形後
のハニカムコア１における接合部14間のピッチＰおよび
セルサイズＳが６、35^mmとなるべく、算定された数値に
基づいて、10、014^mmのピッチP₁毎にその幅Waが１、34
^mmとなるべく、接着剤、ろう材等の接合材により条線状
に接合材層４を形成する。

次に、第３図に示す如く、接合材層４が形成された所
定枚数の基材14を、接合材層４が交互に半ピッチ、すな
わち、1/2P₁ずつずれて位置すべく、順次、重ね合せ、
最後に接合材層４が形成されていない基材13を重ねた
後、加圧、加熱により重着することによって、これらの
重ね合せられた所定枚数の基材13は、一旦溶融し、硬化
した接合材層４によって互いに接合され、接合材層４が
存在した部位に形成された接合部14により接合されたブ
ロック状の未展張状態のハニカムコア11が形成される。

このブロック状の未展張状態のハニカムコア11を各接
合部14に直交する方向に所望長さ毎に切断し、この切断
された未展張状態のハニカムコアを適宜展張手段により
重着方向、すなわち、展張方向Ｗに各セル２のセルサイ
ズＳが６、35^mmとなるべく展張することによって、接合
部14間のピッチP6、35^mmの展張方向Ｗに沿って縦長の六
角形状のセル２の平面的集合体よりなるハニカムコア１
が得られる。

したがって、成形にあたって、基材13上に接合材層４
を形成する際のそのピッチP₁および接合材層４の幅Waの
数値を変えるのみによって、従来のハニカムコアＡと同
一成形方法によって成形することができる。

次に、セルサイズＳが共に６、35^mmに形成されたハニ
カムコア１と従来のハニカムコアＡとの比較を、第４図
に基づいて説明する。ハニカムコア１の接合部14間のピ
ッチＰは、セルサイズＳと等しい６、35^mmであるのに対
して、ハニカムコアＡにおけるそのピッチP₂は10、998
^mmであり、また、セル２の面積が20、152mm²であるのに
対して、セルＢの面積は34、919mm²である。したがっ
て、ハニカムコア１のセル２の面積を１とした場合、そ
の面積比は1:1、733となるが、単位面積内に存在するセ
ル２、セルＢの数、すなわち、その密度は、逆に、ハニ
カムコア１の方が大となる。故に、両ハニカムコア１、
Ａの単位面積内における所定位置において、共に展張方
向Ｗに沿って切断した際の切断面内に位置するセル壁
３、Ｃの数は、何れのハニカムコア１、Ａも変わらず、
図においては四枚若しくは六枚であるが、リボン方向Ｌ
に沿って例えば、IV-IV線に沿って切断した際の切断面
内に位置するセル壁３、Ｃの数については、セル２の密
度が大となった分、すなわち、約1.5倍ハニカムコア１
の方が増加する。したがって、展張方向Ｗに直交する方
向、すなわち、リボン方向Ｌのせん断強度については、
何れのハニカムコア１、Ａも等しいが、リボン方向Ｌに
沿った切断面内に位置するセル壁の数が増加することが
主因となって、リボン方向Ｌに直交する方向、すなわ
ち、展張方向のせん断強度は、ハニカムコアＡに比し、
ハニカムコア１の方が可なり大となり、その値は、次の
試験結果が示す如く、展張方向Ｗのせん断強度は、リボ
ン方向のせん断強度と等しくなる。

試験結果（１）試験に用いたハニカムコアの材質、寸度等。

材質：アルミニウム No5052 箔厚:1/1000インチ（25、4/1000^mm）セルサイズ:1/4インチ（６、35^mm）ハニカムコアの厚さ:15、９^mm 上記構成よりなるハニカムコア１およびＡを、（２）試験方法 MIL-C-7438により比較して測定した結
果を下記に示す。

なお、ハニカムコアＡをオーバーエキスパンドするこ
とによって成形されたオーバーエキスパンドコアの測定
値も参考として示す。

このように本発明に係るハニカムコア１は、リボン方
向Ｌと展張方向Ｗとのせん断強度が等しくなるのみなら
ず、そのせん断強度は、セルサイズＳが等しい従来のハ
ニカムコアＡにおけるせん断強度が大であったリボン方
向Ｌのせん断強度と等しい値となる。

また、本発明に係るハニカムコア１は、せん断弾性係
数もリボン方向Ｌと展張方向Ｗとが等しく、さらには、
圧縮強度についても、従来のハニカムコアＡに比し、そ
の値が大になる等、極めてその強度に優れている。

したがって、係るハニカムコア１を芯材としたサンド
イッチパネルにあっては、例えば、その左右方向と、こ
の左右方向に直交する方向とのせん断強度が等しく、か
つ、その強度にも優れているため、特に、過酷な状況下
で用いることが多い、例えば、人工衛星、航空機等の航
空宇宙機器に適した構造材としてのサンドイッチパネル
が容易に得られることになる。

「発明の効果」以上詳述した如く、本発明に係るハニカムコアによれ
ば、第１に、展張方向とリボン方向との両せん断強度
が、略等しい。すなわち、このハニカムコアでは、リボ
ン方向に沿った切断面内に位置するセル壁の数が増加せ
しめられているので、展張方向のせん断強度が増強され
ており、略正六角形のセルの平面的集合体よりなるこの
種従来例のハニカムコアのように、展張方向のせん断強
度が、リボン方向のせん断強度より大きく劣ることはな
く、直交する展張方向のせん断強度とリボン方向のせん
断強度は、略等しい。

第２に、しかもその数値は、このハニカムコアとセル
サイズが等しい略正六角形のセルの平面的集合体よりな
るこの種従来例のハニカムコアにおいて、せん断強度が
大であったリボン方向の値と、略等しい。すなわち、上
述した第１のように、直交する展張方向のせん断強度と
リボン方向のせん断強度とが略等しいこのハニカムコア
では、このように略等しい両せん断強度の値が、略正六
角形のセルの種従来例のハニカムコアのリボン方向のせ
ん断強度と略等しく、極めて強度が大である。

つまり、このハニカムコアでは上述により展張方向の
せん断強度が増強されており、前述したこの種従来例の
オーバーエキスパンドコアのように、展張方向のせん断
強度とリボン方向のせん断強度とを等しくするために、
両せん断強度が共に低下してしまうようなことはない。

第３に、この種従来例の略正六角形のセルの平面的集
合体よりなるハニカムコアと略同一の展張成形手段によ
り、容易に成形可能である。すなわちこのハニカムコア
は、前述したこの種従来例のオーバーエキスパンドコア
のように、面倒なオーバー展張作業を要することがな
く、オーバー展張に伴う接着剤の選択や展張力の算出が
面倒であったりすることもなく、従来より一般的な展張
成形方式により、容易に成形可能である。

第４に、係るハニカムコアを芯材としたサンドイッチ
パネルは、あらゆる機器の構造材に適しており、例え
ば、過酷な状況下で用いられる人工衛星や航空機等の航
空宇宙機器の構造材としても、最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はハニカムコアの要部の平面図、第２図および第
３図はそれぞれハニカムコアの成形工程を示すもので、
第２図は基材上に接合材層を形成した状態を示す要部の
正面図、第３図は接合材層を形成した所定枚数の基材を
重ね合せ、これを重着することによりブロック状の未展
張状態のハニカムコアを形成する工程を示す説明図、第
４図は本発明に係るハニカムコアと従来のハニカムコア
との比較を示す説明図、第５図および第６図はそれぞれ
従来のハニカムコアを示すもので、第５図は略正六角形
のセルの平面集合体よりなるハニカムコアの要部の平面
図、第６図はオーバーエキスパンドコアの要部の平面図
である。１……ハニカムコア、２……セル、３……セル壁、４…
…接合材層、11……ブロック状の未展張状態のハニカム
コア、13……基材、14……接合部、Ｐ……接合部間のピ
ッチ、P₁……接合材層のピッチ、Ｓ……セルサイズ、Ｌ
……リボン方向、Ｗ……展張方向、Wa……接合材層の
幅。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】展張成形手段により成形された中空柱状の
セルの平面的集合体よりなるハニカムコアであって、該
ハニカムコアは、その展張方向と該展張方向に直交する
リボン方向とのせん断強度が、略等しくかつ共に大であ
ることが要求される、サンドイッチパネルの芯材として
用いられるものであり、該ハニカムコアは、それを構成する各セルの該展張方向
のセルサイズと該リボン方向の接合部間のピッチとが、
略等しく、かつ展張方向に縦長の六角形状のセルの平面
的集合体よりなり、各セルについて、同一寸法にて対向
する接合部のセル壁が、これとは異なる共通寸法よりな
る他の４辺のセル壁より、寸法的に、はるかに短く設定
されていること、を特徴とするハニカムコア。