JP2579503B2

JP2579503B2 - ハニカムコア

Info

Publication number: JP2579503B2
Application number: JP62297466A
Authority: JP
Inventors: 邦彦廣崎
Original assignee: Showa Aircraft Industry Co Ltd
Current assignee: Showa Aircraft Industry Co Ltd
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1997-02-05
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JPH01141038A

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、基材の重着方向と、これに直交する
方向、すなわち、基材の長手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、一般に、成形容易な展張成形手段に
よって成形されているが、ハニカムコアを形成する基材
の材質、厚さ等によっては、展張成形手段によっては成
形することができず、係る基材を用いてハニカムコアを
成形する場合には、例えば、歯車式、プレス式等の加工
手段によって、予め、そ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べく折曲形成された凹凸
部を有する基材を準備し、これら所定枚数の基材を、隣
接する基材の一方の基材の凹部と他方の基材の凸部とが
互いに対応する位置関係に配列すると共に、凹部と凸部
の当接部を、例えば、接着剤等を介して接着することに
より各基材は凹部と凸部の当接部に形成された接合部に
よって重着され、隣接する基材における凹部、凸部の互
いの開口端が対向して位置することにより形成された中
空柱状のセルの平面的集合体よりなるハニカムコアが得
られる。いわゆる、コルゲート成形手段によってハニカ
ムコアは成形されている。

係るコルゲート成形手段により成形されたハニカムコ
アにあっても、成形容易な展張成形手段により成形され
たハニカムコアと同様、重量対強度が大であり、また、
基材に折曲形成する凹部、凸部の形成が容易である等の
ため、従来は一般に、第７図に示す如く、成形されたハ
ニカムコアＡが、略正六角形のセルＣの平面的集合体よ
りなるべく、略正六角形を対向する角部間に沿って二分
割した台形状の凹部Ｄ、凸部Ｅを折曲形成した基材Ｂを
重着することによってハニカムコアＡが形成されてい
た。

なお、ＦはセルＣを形成するセル壁である。

しかし、係るハニカムコアＡにあっては、後述の如
く、重着方向Ｗと、重着方向Ｗに直交する方向、すなわ
ち、基材Ｂの長手方向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あるいはハニカムコアＡ
を芯材としてサンドイッチパネルを構造材として用いる
場合には、ハニカムコアＡ、サンドイッチパネルの例え
ば、左右方向とこれと直交する方向のせん断強度が著し
く異なるため、機器によっては係るハニカムコアＡ、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、係るハニカムコアＡ、ハニカムコアＡを芯材と
したサンドイッチ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、せん断強度の小さな方向に大きな歪等が生じ易いた
め、ハニカムコアＡの使用方向、すなわち、重着方向
Ｗ、基材Ｂの長手方向Ｌの使用方向が限定されるので、
ハニカムコアＡ、特に、ハニカムコアＡを芯材としたサ
ンドイッチパネルの成形が容易でないという欠点があっ
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、重着方向と基材の長手方向のせん断強
度が略等しく、かつ、その値が、同一基材で成形され、
その高さ、セルサイズ等が同一なコルゲート成形手段に
よって成形された略正六角形のセルの平面的集合体より
なる従来のハニカムコアＡにおけるせん断強度が小であ
つた基材の重着方向の値より可なり大きく、また、従来
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Ａと同一の成形手段により成形することができるハニ
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、そ
の技術的解決手段は、板状体の厚み方向に、台形状の凹
部と凸部とが交互に連続して位置するよう形成された所
定枚数の基材を、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互いに対応する位
置関係に配列すると共に、前記凹部と凸部の当接部を接
合すること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において、該ハニカムコア
は、それを形成する各セルのセルサイズと接合部間のピ
ッチとが略等しく、かつ、各セルの平面形状が、それぞ
れ左右、上下が対称となるべく、セルをセルサイズの方
向に直交する方向に沿って二分割した形状の凹部、凸部
を有する所定枚数の基材により構成するようにしたもの
である。

そして各セルが、重着方向に縦長の六角形よりなり、
かつ、各セルを形成する前記基材よりなるセル壁につい
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、それを形
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おり、かつ、縦長の各セルを形成
する６辺のセル壁が、接合部以外の長い寸法の４辺のセ
ル壁と、接合部の短い寸法の２辺のセル壁とからなり、
又、セルの平面形状が、左右、上下がそれぞれ対称に形
成されているので、その厚さ等サイズが同一な同じ材質
の基材により成形された同一セルサイズのコルゲート成
形手段によって成形された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、接合部間のピ
ッチが小さくなった分、セルの密度は逆に、本発明のハ
ニカムコアの方が大となる。したがって、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、重着方向に
沿って切断した際の切断面内に位置するセルを形成する
セル壁若しくは接合部、すなわち、基材の数は、何れの
ハニカムコアも変らないが、基材の長手方向沿って切断
した際の切断面内に位置するセル壁、すなわち、基材の
数については、セルの密度が大となった分、本発明のハ
ニカムコアの方が増加する。故に、重着方向に直交する
方向、すなわち、基材の長手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、基材の長手方向に
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、基材の長手方向に直交する方向、すなわ
ち、重着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、セルの平面形状
が左右、上下がそれぞれ対称で、かつ、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、重着方向と基材の長手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、基材に凹部、凸部を形成するための例えば、歯車
式、プレス式等の加工装置における成形型の形状を、成
形後のハニカムコアにおいて、それを形成するセルのセ
ルサイズと接合部間のピッチとが等しくなると共に、そ
の平面形状が、左右、上下それぞれ対象なセルが形成さ
れるべく、セルをセルサイズの方向に直交する方向に沿
って二分割した形状の凹部、凸部を形成することが可能
な成形型を用いて平板状の基材に凹部、凸部を形成する
ことにより、事後の手段は従来のハニカムコアと全く同
一のため、その成形は容易である。

「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図はハニカムコアの要部の平面図、第２図は基材
の要部の斜視図である。

第１図、第２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は所定枚数の基材２からなってい
る。ハニカムコア１を構成する基材２は、以下の如く構
成されている。すなわち、ハニカムコア１におけるセル
３を形成するための対称的な台形状の凹部４と凸部５と
が、その厚み方向に交互に連続して形成されており、こ
れら凹部４、凸部５のそれぞれの深さｄ並びに高さｈ
は、互いに平行に形成された凹部４の底面部4aと凸部５
の頂面部5aの底面部4a間または頂面部5a間のそれぞれの
距離、すなわち、ピッチＰの1/2の長さに等しい深さ
ｄ、高さｈに形成されている。

ハニカムコア１は、これら所定枚数の基材２が、隣接
する一方の基材２の底面部4aと他方の基材２の頂面部5a
とが対応当接する位置関係にそれぞれ配列されていると
共に、各当接部を接合することにより構成されているの
で、各基材２における隣接位置する互いの凹部４と凸部
５の開口端が対向位置することによって形成されたセル
３の平面的集合体よりなっている。

したがって、ハニカムコア１を形成する各セル３は、
例えば、一方の当接面、すなわち、底面部4a若しくは頂
面部5aの何れか一方の外面に接着剤を塗布することによ
って形成された接合材層６を介して底面部4aと頂面部5a
を接合することにより形成された接合部７間の距離、す
なわち、底面部4a間または頂面部5a間のピッチＰと、そ
のセルサイズＳとが略等しい長さに形成されており、ま
た、各セル３は平面において、ハニカムコア１の重着方
向Ｗに沿って縦長な左右、上下がそれぞれ対称な六角形
に形成されている。

このようにハニカムコア１では、重着方向Ｗのセルサ
イズＳと、これと直交する基材２の長手方向Ｌの接合部
７間のピッチＰと、が略等しく、各セル３は縦長の六角
形をなす。

そして、このハニカムコア１は、第１図や第４図から
も明らかなように、各セル３について、つまり各セル３
を形成する基材２よりなるセル壁８について、同一寸法
にて対向する接合部７のセル壁８が、これとは異なる共
通寸法よりなる他の４辺のセル壁８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３を形成する６辺のセル壁８が、
接合部７以外の長い所定寸法の４辺のセル壁８と、接合
部７の短い所定寸法の２辺のセル壁８と、から構成され
ている。

なお、８は接合部７と共に、セル３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３のセルサイズＳおよび接合部７間のピ
ッチＰが1/8インチ、すなわち、3.175^mmで、かつ、セル
３の平面形状が左右、上下がそれぞれ対称で、なおか
つ、セル３を形成する接合部７、セル壁８の折曲角がす
べて120゜のハニカムコア１を成形する場合には、例え
ば、第３図に示す如く、成形後のハニカムコア１の寸
法、形状がそれぞれ前記数値、形状となるべく、平板状
の基材2aの厚み方向に、所定の寸法、形状の凹部４、凸
部５を交互に連続して形成することができるよう算定さ
れた形状の歯型を有する一組の歯車状成形型11を備えた
歯車式加工装置10によって、先ず、平板状の基材2aの厚
み方向に、その深さｄ、高さｈが共にセルサイズＳの1/
2、すなわち、1.5875^mmで、また、共にその幅ｂが0.671
^mmの互いに平行な底面部4a、頂面部5aを有し、かつ、底
面部4a間、頂面部5a間のピッチＰがそれぞれ3.175
^mmで、各折曲部が120゜に折曲され、左右がそれぞれ対
称であると共に、互いに対称な凹部４、凸部５を交互に
連続して形成し、これらの凹部４、凸部５が形成された
所定長さの基材２を多数準備し、次に、所定枚数の基材
２における底面部4a若しくは頂面部5aの何れか一方の外
側面に、例えば、接着剤を塗布することにより接合材層
６を形成し、接合材層６が形成された各基材２を、順
次、隣接する一方の基材２の底面部4aと他方の基材２の
頂面部5aとが対応当接する位置関係に配列した後、配列
方向に加圧しつつ、加熱することにより、各基材２は、
接合材層６を介して各底面部4aと各頂面部5a間で接着さ
れ、これらの部位に形成された各接合部７により重着さ
れてハニカムコア１が成形される。成形されたハニカム
コア１は、接合部間のピッチＰ、セルサイズＳとも3.17
5^mmで、かつ、セル３を形成する接合部７、セル壁８の
折曲角ががすべて120゜の左右、上下がそれぞれ対称な
重着方向に沿って縦長な六角形のセルの平面的集合体よ
りなっている。

したがって、成形にあたって、平板状の基材2aの厚み
方向に、凹部４、凸部５を形成するための例えば、歯車
式加工装置10の歯車状成形型11の歯型を、成形後のハニ
カムコア１におけるセル３を、そのセルサイズＳ方向に
直交する方向に沿って二分割した形状の凹部４、凸部５
を形成することができる形状に形成することによって、
従来のハニカムコアＡと同一成形手段によって成形する
ことができる。

次に、セルサイズＳが共に3.175^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７間のピッチＰは、セルサイ
ズＳと等しい3.175^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Paは5.499^mmであり、また、セル
３の面積が10.076^mm2であるのに対して、セルＣの面積
は17.459^mm2である。したがって、ハニカムコア１のセ
ル３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３、セルＣ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、共に重着方向Ｗに沿って切断した際の
切断面内に位置するセル壁8,Fの数（なお接合部はセル
壁２枚分に換算）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、基材の長
手方向Ｌに沿う方向、例えば、IV−IV線沿って切断した
際の切断面内に位置するセル壁8,Fの数については、セ
ル３の密度が大となった分、すなわち、図示零では約
１、５倍ハニカムコア１の方が増加する。したがって、
重着方向Ｗに直交する方向、すなわち、基材の長手方向
Ｌのせん断強度については、何れのハニカムコア1,Aも
略等しいが、基材の長手方向Ｌに沿った切断面内に位置
するセル壁８の数が増加することが主因となって、基材
の長手方向Ｌに直交する方向、すなわち、重着方向Ｗ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、この実施例のハニカ
ムコア１においては、後述の試験結果を示す如く、基材
の長手方向Ｌのせん断強度と等しくなる。

上述の実施例においては、その左右がそれぞれ対称
で、かつ、互いに対称な台形状の凹部４、凸部５を有す
る基材２により構成され、そのセルサイズＳと接合部７
間のピッチＰとが略等しく、かつ、左右、上下がそれぞ
れ対称な重着方向Ｗに縦長な六角形のセル３の平面的集
合体よりなるハニカムコア１について説明したが、ハニ
カムコアの構成、セルの平面形状等、上述の実施例に限
定されるものではない。なお第５図および第６図は、本
発明の実施例を示すものではなく、単なる参考例，比較
例を示すものである。この参考例，比較例は、第５図お
よび第６図に示す如く、その厚み方向に正方形状の凹部
14、凸部15を交互に連続して形成した基材12により構成
され、そのセルサイズＳと接合部７間のピッチＰとが略
等しく、かつ、重着方向Ｗに沿って縦長に位置する長方
形のセル13の平面的集合体よりなるハニカムコア11より
なる。

係る構成のハニカムコア11においても、後述の試験結
果が示す如く、その重着方向Ｗと基材の長手方向Ｌのせ
ん断強度は略等しく、しかも、その値は、同一セルサイ
ズＳの従来のハニカムコアＡにおけるせん断強度が小で
あった重着方向Ｗのせん断強度の値より可なり大となる
ものの、前述した本発明のハニカムコア１に比べると、
劣る値となる。

なお、この第５図，第６図に示した参考例，比較例に
おいて、その他の各部材の構成、機能等は、前述の第１
図乃至第４図に示した実施例において説明したところに
準ずるので、同符号を付し、その説明は省略する。

試験結果（１）試験に用いたハニカムコアの材質、寸法等。

基材の材質：アルミニウム No5052 基材の厚さ:0.114^mm セルサイズ:1/8インチ（3.175^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1,11およびＡを、（２）試験方法 MIL−Ｃ−7438 により比較測定した試験結果を下記に示す。

このように本発明や参考例に係るハニカムコア1,11
は、基材の長手方向Ｌと重着方向Ｗのせん断強度が略等
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小
であった重着方向Ｗのせん断強度の値より可なり大とな
る。そして特に、本発明に係るハニカムコア１にあって
は、そのせん断強度は、セルサイズＳが等しいハニカム
コアＡにおけるせん断強度が大であった基材の長手方向
Ｌのせん断強度と等しい値となる。

したがって、係るハニカムコア１あるいはハニカムコ
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のせ
ん断強度が略等しいため、あらゆる機器の構造材として
用いることが可能であり、特に、苛酷な状況下で用いら
れることが多い、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」以上により、本発明に係るハニカムコアによれば、次
の第1,第2,第3,第４のようになる。

第１に、重着方向と基材の長手方向のせん断強度が、
略等しい。すなわち、このハニカムコアでは、基材の長
手方向に沿った切断面内に位置するセル壁（基材）の数
が増加せしめられ、もって重着方向（長手方向と直交す
る方向）のせん断強度が、増強せしめられている。

そこで、このハニカムコアと同様コルゲート成形手段
によって成形され、このハニカムコアとセルサイズも等
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のように、重着方向のせん断強度
が、長手方向（重着方向と直交する方向）のせん断強度
より、大きく劣ることはなく、直交する重着方向のせん
断強度と長手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同様
にコルゲート成形手段によって成形され、このハニカム
コアとセルサイズも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基材の長手方向の値、と略等し
い。

すなわち、上述した第１のように、直交する重着方向
のせん断強度と長手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この種従来例のハニカムコア
の長手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、上述した第１で
述べたように、重着方向のせん断強度が増強され、もっ
て基材の長手方向のせん断強度と略等しく、強度が極め
て大となっている。

第３に、この種従来例のハニカムコアと同一成形手段
により、成形することが可能である。すなわち、このハ
ニカムコアは、凹部と凸部が連続的に形成された基材を
形成して、重ねて接合することにより成形され、この種
従来例と同様に容易に成形可能である。

第４に、係るハニカムコアあるいは係るハニカムコア
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、そのサンドイッチパネルの成形も容易であ
る。すなわち、上述した第1,第２により、重着方向と基
材の長手方向のせん断強度が、略等しいと共に大である
ので、各種構造材としての用途も広く、特にサンドイッ
チパネルとして、広く各種用途向けに成形可能である。
このハニカムコアは、このような優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の実施例を示すもので、第１
図はハニカムコアの要部の平面図、第２図は基材の要部
の斜視図、第３図は歯車式加工装置により平板状基材に
凹部、凸部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
示す説明図である。第５図および第６図は、単なる参考例，比較例を示すも
ので、第５図はハニカムコアの要部の平面図、第６図は
基材の要部の斜視図である。第７図は従来のハニカムコアの要部の平面図である。 1,11……ハニカムコア、2,12……基材、3,13……セル、
4,14……凹部、4a……底面部、5,15……凸部、5a……頂
面部、６……接合材層、７……接合部、８……セル壁、
Ｐ……接合部間（底面部間、頂面部間）のピッチ、Ｓ…
…セルサイズ、Ｌ……基材の長手方向、Ｗ……重着方
向。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】板状体の厚み方向に、台形状の凹部と凸部
をが交互に連続して位置するよう形成された所定枚数の
基材を、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互いに対応する位置関係に
配列すると共に、前記凹部と凸部の当接部を接合するこ
とにより成形された中空柱状のセルの平面的集合体より
なるハニカムコアにおいて、該ハニカムコアは、それを形成する各セルの重着方向の
セルサイズと、重着方向と直交する方向の接合部間のピ
ッチとが略等しく、かつ、各セルの平面形状が、重着方
向に縦長の六角形よりなり、それぞれ左右、上下が対称
となるべく、セルをセルサイズの方向に直交する方向に
沿って二分割した形状の凹部、凸部を有する所定枚数の
基材により構成されており、又、各セルを形成する前記基材よりなるセル壁につい
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。