JP2587166B2 - 曲面ハニカムパネル - Google Patents

曲面ハニカムパネル

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JP2587166B2
JP2587166B2 JP4122045A JP12204592A JP2587166B2 JP 2587166 B2 JP2587166 B2 JP 2587166B2 JP 4122045 A JP4122045 A JP 4122045A JP 12204592 A JP12204592 A JP 12204592A JP 2587166 B2 JP2587166 B2 JP 2587166B2
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honeycomb
core
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curved
honeycomb panel
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泰永 伊藤
宜正 魚住
宏 入江
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軽量で強度の大きな
ハニカムパネルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、軽量でかつ強度の大きな構造
材として、ろう付によって接合されたハニカムパネルが
広く使用されている。特に、近年では、複雑な形状の機
器に対応した構造材として、曲面を有するハニカムパネ
ル(曲面ハニカムパネル)が製造されている。この種の
曲面ハニカムパネルは、従来より、下記〜の方法で
製造されている。
【0003】平面パネルを曲げ加工する。 図8(a)及び図8(b)に示す様に、曲面が形成で
きる様な特殊な形状及び構造のハニカムコアP1,P2
を使用する。 図9に示す様に、ハニカムパネルを曲げることが容易
な様に、曲げ方向(矢印A方向)と垂直(矢印B方向)
にハニカムコアP3を並べる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、こうした従
来の方法では、種々の問題があった。 例えば、最初に説明した一般的な板曲げによる方法で
は、簡単であるから生産性には問題ないものの、ハニカ
ムコアが曲げに抗する性質を有することから曲率半径が
大きな場合だけに限られ、小さな曲率半径の曲面を形成
することができないという問題があった。しかも、同一
面内では曲率が変化する場合には加工が困難であるとい
う問題があった。
【0005】また、図8(a)の方法では、予め所定
のハニカムコアP1を接合しておく必要があり、その時
のハニカムコアP1の製造コストが高く、またセルサイ
ズの大きい場合への適用性に欠けるという問題があっ
た。更に、図8(b)に示す方法では、ハニカムコアP
2を独特の形状に加工する必要があり、その上、ろう付
前の組み付けの作業性に劣るという問題があった。
【0006】図9の方法は、ろう付によって曲面ハニ
カムパネルを得る最も手軽な方法であると言えるが、同
図の斜線で示す様に、パネルの凸側にハニカムコアP3
の隙間(コア同士が接合されていない部分)が生ずる。
つまり、支持体であるハニカムコアP3が存在しない領
域(非支持領域P4)が長手方向に生ずるので、特に矢
印C方向への繰り返し曲げ荷重に対して弱いという問題
がある。
【0007】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れ、生産性に優れ、しかも大きな曲率半径から小さな曲
率半径のものまで種々の曲げが簡単にできるばかりか、
剛性並びに強度低下のない曲面ハニカムパネルを提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項1の発明は、波形状に形成された多
数のコア素材を、その突出部同士が対向する状態となる
ように、パネルの曲げ方向と直交する方向に並設してハ
ニカムコアを形成し、該ハニカムコアの両面に板材を設
けたハニカムパネルにおいて、前記コア素材同士の対向
する突出部に、前記コア素材の高さ方向に伸び且つ相互
に嵌まり合う波状部を設けるとともに、該波状部のうち
前記パネルの凹面側が凸面側より深く嵌合していること
を特徴とする曲面ハニカムパネルを要旨とする。
【0009】請求項2の発明は、前記波状部が前記ハニ
カムコアの全周にわたって設けられたことを特徴とする
前記請求項1記載の曲面ハニカムパネルを要旨とする。
請求項3の発明は、前記コア素材及び前記板材がろう材
を塗布されたブレージングシートであることを特徴とす
る前記請求項1又は請求項2記載の曲面ハニカムパネル
を要旨とする。
【0010】ここで、前記波状部の形状としては、滑ら
かなカーブを有する波の形状が好適であるが、それ以外
にも例えば矩形波の様に、断面が矩形や多角形の凹凸が
連続した形状であってもよい。また、波状部の凹凸の数
は複数であってもよいが、前記非支持領域を分断する形
状で有れば最低一つあればよい。
【0011】更に、波状部は、ハニカムコアの高さ方向
に伸びてその両端面に達すると、強度的に好適である
が、それ以外にも、ハニカムコアの両端面に達しない構
成か、或は一部が切りか欠かれて高さ方向に連続しない
形状であっても差し支えない。前記ハニカムコア及び板
材としては、表面にろう材が形成されたブレージングシ
ートが採用でき、このブレージングシートからなる板材
とハニカムコアとが一体に接合されて、曲面ハニカムパ
ネルを製造することができる。
【0012】本発明の曲面ハニカムパネルを製造する場
合には、波状部を備えたハニカムコアを平らな板材で
挟んだ状態で、曲げ加工を施し、その後加熱してろう付
けを施す方法、状部を備えたハニカムコアを曲面を
有する板材で挟んだ状態で、そのまま加熱してろう付け
を施す方法等を採用できる。
【0013】
【作用】請求項1の発明では、コア素材の突出部に、コ
ア素材の高さ方向に伸びて相互に嵌まり合う波状部を設
けているが、特に、波状部のうちパネルの凹面側が凸面
側より深く嵌合していることが大きな特徴となってい
る。つまり、曲面ハニカムパネルにおいては、凹面側
(例えば下方に曲げられる場合にはへこむ下面板側)
は、凸面側(例えば下方に曲げられる場合には突出する
上面板側)より深く嵌合している。即ち、凸面側(例え
ば上面板側)にて互いの波状部が離れるように広がっ
て、嵌合状態が少なくなっている。
【0014】この様な波状部を設けることによって、曲
面ハニカムパネルにおいては、ハニカムコアの隙間(非
支持領域)がなくなって、コア強度が向上するので、コ
アの薄肉化やセルサイズの拡大が実現できる。つまり、
波状部が非支持領域の一部或は全体を分断する様に配置
されることによって、曲面ハニカムパネルの矢印C方向
(図9参照)の曲げに対して補強されて強くなり、剛性
並びに強度が向上する。
【0015】
【実施例】次に、本発明を具体化した実施例を図面に基
づき詳細に説明する。図1〜図3に第1実施例の曲面
ニカムパネルを示す。ここで、図1は曲面ハニカムパネ
ルを一部破断して示す斜視図であり、図2は図1の矢印
D方向から見た側面図であり、図3(a)はハニカムコ
アを示す平面図であり、図3(b)はハニカムコアを示
す斜視図である。
【0016】図1〜図3に示す様に、本実施例の曲面
ニカムパネル1は、一定の方向に緩やかにカーブするア
ルミニウム合金製の曲面ハニカムパネルであり、厚さ
0.2〜数mm程度のハニカムコア2の(高さ方向の)両
側に、曲面を有する厚さ1.0〜数mm程度の面板3,4
が、ろう付によって接合されたものである。
【0017】このハニカムコア2は、複数のコア素材2
aが矢印D方向に配列されて組み合わされたものであ
り、各コア素材2aの突出する部分(突出部)のうちの
突合せ状態となる部分(突合せ部)5には3個の波を有
する波状部7が設けられいる。そして、向かい合う突合
せ部5に形成された波状部7の一部が、互いに嵌り込ん
で係合した状態となっている。つまり、図2に示す様
に、波状部7はその下部にて互いに深く嵌合している
が、その上部では曲面に応じて僅かに開いた状態(開度
α)となって、非支持領域を分断している。
【0018】また、図3に、曲面ハニカムパネル1を曲
げる前の状態のコア素材2aの組み合せ状態を示すが、
このコア素材2aの波状部7の波の幅の最小値Wmin
は、下記(1)式にて得られる。尚、最大値について
は、組み付け作業性が極度に劣らない範囲であればい
い。
【0019】 Wmin=Ch(Ct+Cs/2)/{2・(R+Ft)} …(1) Ch:コア高さ,Ct:コア厚さ,Cs:セルサイズ(対
辺間距離) R:凹側表面の曲率半径,Ft:凹側表面材の厚さ,
[いずれも単位はmm] 次に、第1実施例の曲面ハニカムパネル1の製造方法に
ついて、図4に基づいて説明する。
【0020】まず、面板3,4を、各々所定の曲率半径
の二次曲面ロール等によって成形する。但し、面板3,
4自体の板厚が薄く曲率半径が比較的大きい場合等の条
件によっては、面板3,4自体がたわむので、事前の成
形を行わなくてもよいが、予め成形しておいた方が精度
や作業性の上で望ましい。一方、コア素材2aは、ろう
材が圧延によってクラッドされた薄板を切断し、次いで
波状部7を有する突合せ部5を形成するために折曲げ
(又はプレス)加工する。
【0021】次に、図4に示す様に、下型10上に摩擦
減少材の平板11を配置して凸側の面板4を配置する。
次に、面板4の上に、前記コア素材2aを互いの台形頂
部を背中合わせにするとともに、波状部7を嵌め合わせ
て位置決めを行なう。これによって、各コア素材2aは
各々所定角度αとなる様に配置される。この状態で、各
コア素材2a上に面板3を載置し、次いで面板3上に摩
擦減少材の平板12を介して上型19を載置する。この
状態で、加熱しながら周囲を真空にするととともに、前
記上型19で加圧する。
【0022】そして、この加熱によって、面板3,4及
びコア素材2aの表面にクラッドされたろう材が溶けて
各部材の隙間に入り込むので、この状態で冷却すること
によって、面板3,4とコア素材2a及びコア素材2a
同士が接合されて、曲面を有する曲面ハニカムパネル1
が完成される。
【0023】この様な構成によれば、面板3,4及びコ
ア素材2aを順次組み合わせて、下型10及び上型19
の曲率半径を任意に選択するだけで、パネル自体の曲率
半径を任意に決定することができる。また、突合わせ部
5に設けられた波状部7が、互いに嵌り込んで非支持領
域を分断しているので、平面パネルに比べて剛性並びに
強度低下のない曲面パネルが無理なく得られる。更に、
波状部7を設けることによって、コア素材2aの強度が
向上するので、パネル全体の軽量化を図ることができ、
その上、波状部7が互いに入り込むことによって、コア
素材2aの位置決めが容易であるので、組み付け作業性
が向上するという利点もある。
【0024】尚、前記第1実施例では、曲げ加工を行っ
た後にろう付けを施したが、それ以外に、ろう付けを行
った後に曲げ加工を行なってもよく、その場合でも、波
状部7がハニカムコア2の高さ方向に伸びているのであ
るから、曲げ加工の妨げにならず、加工が容易である。
【0025】次に、第2実施例について、図5に基づい
て説明する。尚、第2実施例では、ハニカムコア以外は
前記第1実施例と同様な構成であるので説明は省略し、
図5においては、曲げ加工を施す前のハニカムコアの状
態を示す。
【0026】図5に示す様に、本実施例の曲面ハニカム
パネルに使用されるハニカムコア20は、そのコア素
20aの全周に波状部21が形成されている。従って、
本実施例においては、前記第1実施例と同様な効果を奏
するとともに、コア素20aの全周に波状部21が形
成されているので、ハニカムコア20が変形しにくく、
そのため、曲げの限界曲率を大きくとることができる
(即ち曲率半径を小さくできる)という特長がある。
【0027】次に、第3実施例について、図6に基づい
て説明する。尚、第3実施例では、ハニカムコア以外は
前記第1実施例と同様な構成であるので説明は省略し、
図6においては、曲げ加工を施す前のハニカムコアの状
態を示す。
【0028】図6に示す様に、本実施例の曲面ハニカム
パネルに使用されるハニカムコア30は、そのコア素
30aの突合せ部31に1個の波からなる波状部32が
形成されている。従って、本実施例においては、前記第
1実施例と同様な効果を奏するとともに、波状部32の
波の数が1個であるので、波状部32の構造が簡単であ
るという特長がある。
【0029】次に、参考例について、図7に基づいて説
明する。図7に示す様に、参考例のハニカムパネル40
は、前記各実施例とは異なり曲面状ではなく平板状のパ
ネルである。そして、このハニカムパネル40に使用さ
れるハニカムコア41の突合せ部42には、2個の波を
有する波状部43が形成されている。
【0030】従って、参考例においては、従来の平面パ
ネルに比べてハニカムコア41の強度が大きいので、ハ
ニカムコア41を薄肉とすることができ、それによっ
て、セルサイズを大きくすることができるという利点が
ある。以上本発明の実施例を説明したが、本発明は何ら
これに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲の種々の
態様を採用することができることは勿論である。
【0031】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の曲面ハニカ
ムパネルによれば、コア強度が向上するので、コアを薄
肉化することができ、軽量化を実現できるとともにセル
サイズを大きくすることができる。
【0032】特に本発明では、剛性並びに強度低下のな
い曲面パネルが容易に得られるという特長がある。ま
た、ハニカムコアの強度が増加し、しかも波状部は曲げ
加工の妨げにはならないので、曲げ加工が容易であると
いう利点がある。更に、波状部同士が係合するので位置
決めが容易となり、その結果、組み付け作業が良好にな
って、生産性が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例の曲面ハニカムパネルを
一部破断して示す斜視図である。
【図2】 第1実施例の曲面ハニカムパネルを示す側面
図である。
【図3】 第1実施例のハニカムコアを示す説明図であ
る。
【図4】 第1実施例の曲面ハニカムパネルの製造方法
を示す説明図である。
【図5】 第2実施例のハニカムコアを示す平面図であ
る。
【図6】 第3実施例のハニカムコアを示す平面図であ
る。
【図7】 参考例のハニカムパネルを一部判断して示す
斜視図である。
【図8】 従来例を示す説明図である。
【図9】 他の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】1…曲面 ハニカムパネル 2,20,30,41…ハニカムコア 3,4…面板 5,31,42…突合せ部 7,21,32,43…波状部

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波形状に形成された多数のコア素材を、
    その突出部同士が対向する状態となるように、パネルの
    曲げ方向と直交する方向に並設してハニカムコアを形成
    し、該ハニカムコアの両面に板材を設けた曲面ハニカム
    パネルにおいて、 前記コア素材同士の対向する突出部に、前記コア素材の
    高さ方向に伸び且つ相互に嵌まり合う波状部を設けると
    ともに、該波状部のうち前記パネルの凹面側が凸面側よ
    り深く嵌合している ことを特徴とする曲面ハニカムパネ
    ル。
  2. 【請求項2】 前記波状部が前記ハニカムコアの全周に
    わたって設けられたことを特徴とする前記請求項1記載
    曲面ハニカムパネル。
  3. 【請求項3】 前記コア素材及び前記板材がろう材を塗
    布されたブレージングシートであることを特徴とする前
    記請求項1又は請求項2記載の曲面ハニカムパネル。
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