JP2587165B2 - 曲面ハニカムパネルおよび曲面ハニカムパネルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、曲面ハニカムパネルお
よび曲面ハニカムパネルの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複数のハニカムコアを並置し
て、断面が正六角形あるいは長方形などのハニカムセル
を密に形成し、その表裏面を面板で覆ったハニカムパネ
ルが知られている。ハニカムパネルは、使用目的や使用
箇所に応じて平板状や曲面状のものが用いられており、
それらの形状のハニカムパネルを得る手段も種々のもの
が知られている。

【０００３】特に、曲面ハニカムパネルを得る方法とし
ては、（１）平板状のハニカムパネルに曲げ加工を施し
て曲面状とする方法や、（２）曲面に沿って変形しやす
い特殊な形状のハニカムコアを、曲面状の面板で挟みつ
けるようにして曲面ハニカムパネルを得る方法が知られ
ている。

【０００４】上記（１）は、最も手軽な方法であるが、
曲率が大きくなるとハニカムコアに座屈を生じる等の不
具合が発生するため、曲率が大きいハニカムパネルを得
るのは困難であった。また、例えば波形状に曲率を変化
させることも困難で、曲げ加工における自由度が低かっ
た。（２）は、ハニカムコア部材の製造やハニカムコア
部材同士の接合が複雑であったり、セルサイズが大きく
なるとハニカムコア部材の製造が困難になる等の問題が
あった。

【０００５】これらの技術における上記の問題点を解決
するものとして、（３）２次元曲面状の第１の面板上
に、曲率と垂直な方向に沿ってハニカムコア部材を並置
し、次いで並置したハニカムコア部材上に第１の面板と
整合する曲面状の第２の面板を載置して、ハニカムコア
部材と面板とを接合する方法が提案されている。この方
法で製造した曲面ハニカムパネルの例を図７に示した。

【０００６】ところが（３）の方法では、曲面ハニカム
パネル３００の凸面側において、隣接するハニカムコア
部材３１０同士が接合されない部分を生ずる。このた
め、面板３３０がハニカムコア部材３１０によって支持
されない領域（以下、非支持領域という、図中ハッチン
グを施した）が、ハニカムコア部材３１０の長手方向に
沿って連続的に形成される。

【０００７】この非支持領域は部分的にハニカムパネル
の強度が劣る部分となり、例えば繰り返し曲げ荷重など
の応力が、非支持領域と交差する方向に沿って負荷され
ると、非支持領域の面板３３０が破断したり、あるいは
破断に至らないまでも、面板３３０やハニカムコア部材
３１０の弾性変形により曲面ハニカムパネル３００の剛
性が低下するおそれがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
（３）の方法を改善して、連続的な非支持領域がなく、
部分的な剛性並びに強度の低下を生じることがない曲面
ハニカムパネルとその製造方法を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するための手段として次の構成を採用した。即ち、
第１の発明である曲面ハニカムパネルは、直交する二方
向のうち一方向が直線状をなし他方向が曲線状をなす二
次曲面を有する一対の面板間に、凹凸部を交互に備える
多数のハニカムコア部材をその凹凸部が対向する状態に
前記面板の前記直線状をなす方向に沿って並設してハニ
カムコアを形成させた曲面ハニカムパネルにおいて、波
形の補強コア部材を前記ハニカムコア部材の長手方向に
沿って該ハニカムコア部材間に配し、前記補強コア部材
とその両側の前記ハニカムコア部材の前記一対の面板の
一方に接する下端側を互いに接触または接近させ、前記
一 対の面板の他方に接する上端側を互いに離隔させてい
ることを特徴とする。

【００１０】第２の発明である曲面ハニカムパネルの製
造方法は、直交する二方向のうち一方向が直線状をな
し、他方向が曲線状をなす二次曲面に成形した成形型
に、平板または予め二次曲面に成形した第１の面板を載
置し、該第１の面板を前記成形型の二次曲面に沿った形
状とし、前記第１の面板上に、凹凸部を備える複数枚の
ハニカムコア部材と波形の補強コア部材とを交互に、且
つ前記ハニカムコア部材の前記凹凸部を対向させ、前記
第１の面板の曲面の直線方向に沿って並置し、平板また
は予め前記第１の面板の曲面形状に応じた二次曲面に成
形した第２の面板を前記ハニカムコア部材並びに補強コ
ア部材に載置した後、前記第１の面板、ハニカムコア部
材、補強コア部材および第２の面板を、前記第１および
第２の面板の外側から加圧するとともに、前記第１およ
び第２の面板と前記ハニカムコア部材および補強コア部
材とを接合する曲面ハニカムパネルの製造方法であっ
て、前記ハニカムコア部材および補強コア部材を前記第
１の面板上に並置する際に、前記第１の面板または第２
の面板の内面が凸面となる側においては、隣接する前記
ハニカムコア部材および補強コア部材の高さ方向の端部
を互いに接触または接近させ、他の側においては隣接す
る前記ハニカムコア部材および補強コア部材の高さ方向
の端部を互いに離隔させて並置することを特徴とする。

【００１１】

【作用】第１の発明の曲面ハニカムパネルによれば、隣
接するハニカムコア部材間に補強コア部材を設けたの
で、曲面ハニカムパネルの凸面側で、隣接するハニカム
コア部材同士が接合されないことにより非支持領域が形
成されても、ハニカムコア部材間に配された補強コア部
材が非支持領域を支持するので、非支持領域の強度低下
は防止される。

【００１２】したがって、例えば繰り返し曲げ荷重など
の応力が、非支持領域と交差する方向に沿って負荷され
ても、非支持領域における面板の破断は生じない。また
面板やハニカムコアの弾性変形によるハニカムパネルの
剛性の低下も防止される。

【００１３】第２の発明である曲面ハニカムパネルの製
造方法によれば、まず二次曲面に成形した成形型に、平
板または予め二次曲面に成形した第１の面板を載置して
成形型の二次曲面に沿った形状とするので、第１の面板
に正確な二次曲面を付与できる。

【００１４】次に、凹凸部を備える複数枚のハニカムコ
ア部材と波形の補強コア部材とを交互に、且つ前記ハニ
カムコア部材の前記凹凸部を対向させ、前記第１の面板
の曲面の直線方向に沿って前記第１の面板上に並置す
る。この際に、第１の面板または第２の面板の内面が凸
面となる側においては、隣接するハニカムコア部材およ
び補強コア部材の高さ方向の端部を互いに接触または接
近させ、他の側においては隣接するハニカムコア部材お
よび補強コア部材の高さ方向の端部を互いに離隔させて
並置する 成形型に載置された第１の面板上にハニカムコ
ア部材および補強コア部材を並置するので、その作業は
容易である。しかも第１の面板が成形型に載置されてい
るので、ハニカムコア部材および補強コア部材の配設作
業において第１の面板が変形することはない。

【００１５】平板または二次曲面に成形した第２の面板
をハニカムコア部材並びに補強コア部材に載置するの
で、第１の面板、ハニカムコア部材並びに補強コア部材
および第２の面板が、相対位置を正確に保持したまま、
成形型の曲面に応じた積層構造となる。

【００１６】積層構造とした後、前記第１および第２の
面板の外側から加圧するとともに、前記第１および第２
の面板と前記ハニカムコア部材および補強コア部材とを
接合して、曲面ハニカムパネルを得る。こうして得られ
た曲面ハニカムパネルでは、隣接するハニカムコア部材
同士が接合されない部分を生じて、非支持領域が形成さ
れても、隣接するハニカムコア部材間に設けられた補強
コア部材が非支持領域を支持するので、非支持領域の強
度低下は防止される。したがって、例えば繰り返し曲げ
荷重などの応力が、非支持領域と交差する方向に沿って
負荷されても、非支持領域における面板の破断は生じな
い。また面板やハニカムコアの弾性変形による曲面ハニ
カムパネルの剛性の低下も防止される。

【００１７】

【実施例】 次に、第２の発明により第１の発明の曲面ハ
ニカムパネル１００を製造する実施例を図面を参照して
説明する。

【００１８】図１に示すように、成形型１１０には、図
１にて矢印Ｗに沿った方向に曲がり矢印Ｌに沿った方向
では直線状となる、二次曲面の載置面が設けられてい
る。こ成形型１１０の上に、片面にろう材をクラッドし
たアルミニウム合金の下側面板１１２を、クラッド側を
上にして載置する。成形型１１０に設けた載置面の曲率
半径が大きいので、下側面板１１２は自重でたわんで成
形型１１０の載置面の形状に応じた曲面状となる。な
お、下側面板１１２を予め成形型１１０に応じた二次曲
面状に成形しておいてもよい。

【００１９】続いて下側面板１１２上に、いずれもろう
材をクラッドしたアルミニウム合金のハニカムコア部材
１１４および補強コア部材１１６を、矢印Ｌ方向を長手
方向として、下側面板１１２と略直交するように交互に
並べる。なお、図１にてはその一部分のみを示したが、
ハニカムコア部材１１４および補強コア部材１１６は、
下側面板１１２の矢印Ｗ方向の幅を満たすように複数枚
並置される。またハニカムコア部材１１４および補強コ
ア部材１１６の長さは、下側面板１１２の矢印Ｌ方向長
さに応じている。

【００２０】図４（イ）は補強コア部材１１６の斜視図
であり、図４（ロ）はハニカムコア部材１１４、１１４
および補強コア部材１１６の下端部の相対関係を示す図
である。 図４に示すように、ハニカムコア部材１１４
は、台形状の凹凸部２１ａ、２１ ｂを備えていて、隣接
するハニカムコア部材１１４の凹凸部２１ａ、２１ｂを
対置することにより六角形のハニカムセル２５が形成さ
れる。

【００２１】補強コア部材１１６には、平板部２９と波
形部３１とが交互に設けられており、平板部２９の長さ
は、ハニカムコア部材１１４の凹凸部２１ａ、２１ｂの
１辺の長さに対応している。

【００２２】波形部３１は、２箇所の短斜辺部３１ａ、
１箇所の長斜辺部３１ｂおよび２箇所の頂部３１ｃで構
成されている。短斜辺部３１ａおよび頂部３１ｃの長さ
は等しく、長斜辺部の長さはそれらの２倍の長さであ
る。２箇所の短斜辺部３１ａ間の距離はハニカムセル２
５の対辺間の距離よりもわずかに短かい。

【００２３】ハニカムコア部材１１４と補強コア部材１
１６を並べる際には、短斜辺部３１ａがちょうどハニカ
ムセル２５に収まるので、波形部３１とハニカムセル２
５との相対位置は容易に決定される。したがって、ハニ
カムコア部材１１４と補強コア部材１１６を並べる際作
業性が向上する。

【００２４】ハニカムコア部材１１４、１１４および補
強コア部材１１６の下側面板１１２に接する下端部で
は、図３および図４に示すように、ハニカムコア部材１
１４、１１４と補強コア部材１１６とが接触している
が、上端部では、図１および図３に示されるように、ハ
ニカムコア部材１１４、１１４および補強コア部材１１
６は、互いに離隔している。

【００２５】図１に示されるように配置されたハニカム
コア部材１１４および補強コア部材１１６によって下側
面板１１２上が満たされた後、ハニカムコア部材１１４
および補強コア部材１１６上に、ろう材をクラッドした
アルミニウム合金の上側面板１１８をクラッド側を下に
して載置する。上側面板１１８も下側面板１１２と同様
に、自重でたわんでハニカムコア部材１１４および補強
コア部材１１６の縁が形成する擬似曲面に応じた形状と
なる（図２、図３参照）。なお、上側面板１１ ８を予め
二次曲面状に成形しておいてもよい。

【００２６】その後、治具にて上側面板１１８を覆っ
て、該治具と成形型１１０とで下側面板１１２、上側面
板１１８、ハニカムコア部材１１４および補強コア部材
１１６を加圧するとともに加熱する。該加熱により下側
面板１１２、上側面板１１８、ハニカムコア部材１１４
および補強コア部材１１６にクラッドされていたろう材
が溶融して、前記各者の接触部の間隙に流入する。この
状態で冷却し、ろう材を凝固させると、図２及び図３に
示すように、下側面板１１２、上側面板１１８、ハニカ
ムコア部材１１４および補強コア部材１１６は、その接
触部にて互いに接合される。こうして曲面ハニカムパネ
ル１００を得る。

【００２７】この曲面ハニカムパネル１００は、上側面
板１１８側においてハニカムコア部材１１４同士が接合
されない非支持領域が形成されるが、隣接するハニカム
コア部材１１４間に補強コア部材１１６を設けたので、
前記非支持領域は補強コア部材１１６によって分断され
る。

【００２８】したがって、曲面ハニカムパネル１００に
は、非支持領域が連続することによる部分的な剛性並び
に強度の低い部分は生じない。また、補強コア部材１１
６がハニカムコア部材１１４と同様に、支持体として作
用するので、曲面ハニカムパネル１００は耐荷重性に優
れたものとなる。

【００２９】補強コア部材１１６を設けたことにより曲
面ハニカムパネル１００の強度が実質的に向上するの
で、ハニカムセルのサイズを大きくしたり、ハニカムコ
ア部材１１４、補強コア部材１１６を薄肉化することも
可能である。なお、例えば補強コア部材１１６の波形部
を、図５、図６（イ）に示すような曲面状としてもよ
い。また図５に示すように孔１７を設けたり、図６
（イ）二示すように切り欠き１９を設ければ、一層の軽
量化が可能である。また、切り欠き１９を設けた場合
は、図６（ロ）に示すように、ハニカムコア部材１１４
同士の距離を短縮できるので、非支持領域の幅が狭ま
り、この部分のパネル強度が向上 する。

【００３０】また、本発明の方法によれば、成形型１１
０の曲面形状に応じた曲面ハニカムパネル１００が得ら
れるので、標準化が可能となる。以上、実施例により第
１および第２の発明について説明したが、第１および第
２の発明において使用するハニカムコア部材および面板
の材質には特に限定はなく、例えばアルミニウムやアル
ミニウム合金等の金属、プラスチック、積層材等が使用
できる。

【００３１】ハニカムコア部材の形状は特に限定されな
いが、例えば台形状の凹凸を備えて隣接するハニカムコ
ア部材とで六角形のハニカムセルを形成する形状のもの
や、方形の凹凸を備えた形状で方形のハニカムセルを形
成する形状のものであると、ハニカムコアの成形、面板
上への配設が簡単である。

【００３２】補強コア部材の材質にも特に限定はなく、
例えば、上記のハニカムコア部材や面板と同様に、アル
ミニウムやアルミニウム合金等の金属、プラスチック、
積層材等が使用できる。アルミニウムやアルミニウム合
金等の金属を使用してろう付け加工する場合に、ハニカ
ムコア部材および面板にろう材がクラッドされていれ
ば、補強コア部材は裸材でもよい。

【００３３】補強コア部材の形状は波形部を有するもの
で、ハニカムコア部材間に設置可能な形状であれば特に
制限はない。

【００３４】ハニカムコア部材、面板および補強コア部
材は同一材質とする必要はなく、ハニカムパネルの用途
などに応じて適宜の材質を組み合わせることが可能であ
る。もちろん前記二者あるいは三者を同一材質とするこ
ともできる。また、これら三者を接合する手段も特に限
定されない。実施例で示したろう付けの他に、接着剤に
よる方法や機械的な「かしめ」なども採用可能である。

【００３５】

【発明の効果】 上述のように、第１の発明の曲面ハニカ
ムパネルは、連続的な非支持領域がなく、部分的な剛性
並びに強度の低下を生じることがない。また、第２の発
明の製造方法によれば、第１の発明の曲面ハニカムパネ
ルを良好に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の曲面ハニカムパネルの構造の説明図
である。

【図２】 実施例の曲面ハニカムパネルのハニカムセル
部分の断面図である。

【図３】 実施例の曲面ハニカムパネルのハニカムコア
部材と補強コア部材との接合部の断面図である。

【図４】 実施例の曲面ハニカムパネルにおけるハニカ
ムコア部材と補強コア部材の説明図であり、図４（イ）
は補強コア部材の斜視図、図４（ロ）はハニカムコア部
材および補強コア部材の下端部の相対関係を示す説明図
である。

【図５】 補強コア部材に孔を形成した例の説明図であ
る。

【図６】 補強コア部材に切り欠きを形成した例の説明
図であり、図６（イ）は補強コア部材の斜視図、図６
（ロ）はその補強コアを使用した曲面ハニカムパネルの
一部断面図である。

【図７】 従来技術の曲面ハニカムパネルの説明図であ
る。

【符号の説明】３１・・・波形部、２５・・・ハニカムセル、１００・
・・曲面ハニカムパネル、１１０・・・成形型、１１２
・・・下側面板、１１４・・・ハニカムコア部材、１１
６・・・補強コア部材、１１８・・・上側面板。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直交する二方向のうち一方向が直線状を
   なし他方向が曲線状をなす二次曲面を有する一対の面板
   間に、凹凸部を交互に備える多数のハニカムコア部材を
   その凹凸部が対向する状態に前記面板の前記直線状をな
   す方向に沿って並設してハニカムコアを形成させた曲面
   ハニカムパネルにおいて、 波形の補強コア部材を前記ハニカムコア部材の長手方向
   に沿って該ハニカムコア部材間に配し、前記補強コア部
   材とその両側の前記ハニカムコア部材はその高さ方向の
   端部を、前記曲面ハニカムパネルの凹面側においては互
   いに接触または接近させ、前記曲面ハニカムパネルの凸
   面側においては互いに離隔させていることを特徴とする
   曲面ハニカムパネル。
2. 【請求項２】 直交する二方向のうち一方向が直線状を
   なし、他方向が曲線状をなす二次曲面に成形した成形型
   に、平板または予め二次曲面に成形した第１の面板を載
   置し、該第１の面板を前記成形型の二次曲面に沿った形
   状とし、 前記第１の面板上に、凹凸部を備える複数枚のハニカム
   コア部材と波形の補強コア部材とを交互に、且つ前記ハ
   ニカムコア部材の前記凹凸部を対向させ、前記第１の面
   板の曲面の直線方向に沿って並置し、 平板または予め前記第１の面板の曲面形状に応じた二次
   曲面に成形した第２の面板を前記ハニカムコア部材並び
   に補強コア部材に載置した後、 前記第１の面板、ハニカムコア部材、補強コア部材およ
   び第２の面板を、前記第１および第２の面板の外側から
   加圧するとともに、前記第１および第２の面板と前記ハ
   ニカムコア部材および補強コア部材とを接合する曲面ハ
   ニカムパネルの製造方法であって、 前記ハニカムコア部材および補強コア部材を前記第１の
   面板上に並置する際に、前記第１の面板または第２の面
   板の内面が凸面となる側においては、隣接する前記ハニ
   カムコア部材および補強コア部材の高さ方向の端部を互
   いに接触または接近させ、他の側においては隣接する前
   記ハニカムコア部材および補強コア部材の高さ方向の端
   部を互いに離隔させて並置することを特徴とする曲面ハ
   ニカムパ ネルの製造方法。