JP2604816B2 - 曲面中空パネルの製造方法および製造用治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、所定間隔を置いて互いにほぼ平行に配置さ
れた内側面板と外側面板との間に有孔コア材を接合して
介装してなる曲面中空パネルの製造方法およびこの中空
パネルを製造する際に使用される製造用治具に関する。

〔従来の技術〕

一般に、中空パネルは、ハニカム状、格子状などによ
り形成され多数の貫通孔を備えている有孔コア材と、こ
の有孔コア材の各貫通孔が開口している両面にそれぞれ
接合された２枚の面板とにより構成されており、このよ
うな中空パネルは、アルミニウムのような金属からなり
軽量でかつ強度が高いため、航空機、車輌などの構造材
として広く用いられている。

このような中空パネルのうち平面形状のものは、ハニ
カム状、格子状などにより多数の貫通孔が形成されかつ
全体として平板状に形成された有孔コア材の各貫通孔が
開口している両面にそれぞれ平板状の面板をろう材によ
り接合することにより容易に製造することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、二次曲面、三次曲面などの曲面中空パネルも需
要があり、このような曲面中空パネルを製造する方法と
して、平板状の有孔コア材の両側の表面に同じく平板状
の面板をろう材により接合し、その後プレス成形により
曲面を有する形状に成形する方法があるが、このような
製造方法によると、プレス成形の際、有孔コア材の外側
面となる表面に接合した面板がかなり大きな引張力を受
けるため、有孔コア材からこの面板が剥離されたり、面
板に亀裂が生じたりするおそれがあり、したがって、コ
ア材の肉厚に対し曲率の大きな曲面を有する中空パネル
は成形が困難であった。

本発明は、前述した従来のものにおける問題点を克服
し、有孔コア材の肉厚に対して曲率の大きな曲面を有す
る曲面中空パネルであってもプレス成形の際に有孔コア
材および両面板間における剥離が生じることなく、しか
も効率よく製造することができる曲面中空パネルの製造
方法およびこのような中空パネルの製造方法に適用する
のに好適な製造用治具を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前述した目的を達成するため、請求項第１項の曲面中
空パネルの製造方法は、所定間隔を置いてほぼ平行に配
置されたそれぞれ曲面を有する内側面板と外側面板との
間に有孔コア材を接合して介装してなる曲面中空パネル
の製造方法において、平板状の前記有孔コア材の一方の
表面に平板状の前記内側面板を第１のろう材により接合
し、この接合されたコアおよび内側面板を内側面板が接
合された表面を内側にして曲面を有する形状にプレス成
形し、前記外側面板を、プレス成形された有孔コア材の
外側の表面と補形をなす形状にプレス成形し、有孔コア
材の露出している外側の表面に前記外側面板の内側の表
面を圧接し、前記第１のろう材より低いろう付温度の第
２のろう材のみをろう付可能状態にしてこの第２のろう
材により有孔コア材と外側面板とを接合したことを特徴
とする。

また、請求項第２項の曲面中空パネルの製造方法は、
所定間隔を置いてほぼ平行に配置されたそれぞれ曲面を
有する内側面板と外側面板との間に有孔コア材を接合し
て介装してなる曲面中空パネルの製造方法において、前
記有孔コア材および一方の面板をそれぞれ個別にかつ両
者の一方の表面が相互に補形をなすように曲面を有する
形状にプレス成形し、これらの有孔コア材および一方の
面板を両者の補形をなす面を接合するように第１のろう
材により接合し、他方の面板を、前記有孔コア材の露出
してる他の表面と補形をなす形状にプレス成形し、この
プレス成形された他方の面板を前記有孔コア材の露出し
ている表面に圧接し、前記第１のろう材より低いろう付
温度の第２のろう材のみをろう付可能状態にしてこの第
２のろう材により有孔コア材と他方の面板とを接合した
ことを特徴とする。

さらに、請求項第３項の曲面中空パネルの製造用治具
は、それぞれ多孔材料からなり両者間にパネルを挟持可
能とされた雄型治具および雌型治具を有し、これらの雄
型治具および雌型治具の両端縁部に、これらの両治具を
近接する方向に締付けるための耳片を、両者間に中空パ
ネルを挟持した状態において雄型治具の耳片と雌型治具
の耳片とが間隔を隔てて対向するように突設したことを
特徴とする。

〔作 用〕

前述した構成の請求項第１項の曲面中空パネルの製造
方法によれば、まず、平板状の有孔コア材に同じく平板
状の内側面板を第１のろう材により接合するので、平面
における接合となり有孔コア材および内側面板間の接合
を安定的に行なうことができるし、また、このようにし
て接合された有孔コア材および内側面板を曲面を有する
形状にプレス成形すると、有孔コア材と内側面板との接
合面が収縮せずに有孔コア材の露出表面が拡開するよう
にして曲面形状に成形されるので、有孔コア材と内側面
板とが剥離することなく安定的に曲面を有する形状にプ
レス成形することができる。さらに、平板状の外側面板
を、プレス成形された有孔コア材の外側の表面と補形を
なす形状にプレス成形したうえで、この外側面板の内側
の表面を有孔コア材の露出している外側の表面に第２の
ろう材を介して圧接し、これらの有孔コア材および外側
面板間に介装されている第２のろう材のろう付温度より
も高くかつ第１のろう材のろう付温度より低い温度で加
熱した後に冷却することにより、有孔コア材および内側
面板間を接合している第１のろう材をろう付可能状態に
せず、これらの有孔コア材および内側面板間の接合状態
を保持しておき、第２のろう材のみをろう付可能状態に
して有孔コア材および外側面板間を確実に接合すること
ができる。これにより、有孔コア材および面板間の剥離
を生じることなく、しかも効率よく曲面中空パネルを製
造することができる。

また、前述した構成の請求項第２項の曲面中空パネル
の製造方法によれば、請求項第１項の方法と異なり、有
孔コア材および両面板をそれぞれ別個にプレス成形した
うえで接合するので、有孔コア材および面板の剥離をさ
らに確実に防止することができる。

さらに、前述した構成の請求項第３項の製造用治具に
よれば、雄型治具および雌型治具間に一方の面板がまだ
接合されておらず単に接合されているにすぎない中空パ
ネルを保持した状態において雄型治具の各耳片と雌型治
具の各耳片とを緊締具により相互に近接する方向に押圧
することにより、まだ接合されていない面板と有孔コア
材とをろう材により確実に接合して曲面中空パネルを製
造することができる。また、雄型治具および雌型治具
は、それぞれ多孔材料により形成されているので、ガス
抜き、軽量化をはかるとともに熱容量を小さくしてろう
付けの際の熱効率を良好に維持することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。

まず、本発明の曲面中空パネルの製造方法の第１実施
例を第１図ａないし第１図ｄにより説明する。

第１図ａにおいて符号１は格子状に形成された有孔コ
ア材であり、この有孔コア材１には相互に区画された多
数の貫通孔２が形成されている。なお、有孔コア材１の
形状は前述した格子状の他にハニカム状とすることもで
きる。また、有孔コア材１の材質としては、アルミニウ
ムのような軽量の金属が好ましい。

一方、最初にこの有孔コア材１の一方の表面に接合さ
れる同じく平板状の内側面板３は有孔コア材１と同様ア
ルミニウムのような金属製とされ、この内側面板３の一
方の表面には、内側面板３の圧延段階において第１のろ
う材４が全面にクラッドされている。この第１のろう材
４の材質は例えばJIS BA 4NO1のようにろう付温度の
比較的高いものとされている。

そして、第１図ａに示すように、第１のろう材４を上
向きにして内側面板３上に有孔コア材を載置し、これら
の有孔コア材１および内側面板３を図示しない治具によ
り緊締した上で有孔コア材１および内側面板３を第１の
ろう材４のろう付温度以上に一度加熱して冷却する。す
ると、第１のろう材４は一度ろう付可能状態にした上で
再度固化して内側面板３および第１のろう材４を接合す
ることができる。

つぎに、第１図ｂに示すように、有孔コア材１の一方
の表面に内側面板３を接合したものを、図示しないプレ
ス機により内側面板３が接合された表面を内側にして曲
面を有する所定の形状（部分トーラス状）にプレス成形
して第１中間成形物５を形成する。なお、このプレス成
形の際に、有孔コア材１の格子またはハニカムなどの形
状が変形するおそれがある場合には、有孔コア材１の各
貫通孔２内に砂を充填するか、あるいはろう材より融点
の低いウッドメタルを充填したうえでプレス成形を行な
えば、変形を防止してプレス成形することができる。そ
して、砂を充填した場合は、このプレス成形後に砂を重
力により排除すればよいし、また、ウッドメタルを充填
した場合は、別工程により第１のろう材４を溶融しない
温度にウッドメタルを加熱し、このウッドメタルを溶融
して排除すればよい。

第１図ｃは第２中間成形物６を示しており、この第２
中間成形物６は、まずアルミニウム等の金属製とされて
なる平板状の外側面板７の内側の表面に外側面板７の圧
延段階において前記第１のろう材４よりもろう付温度の
低い第２のろう材８を全面にクラッドし、つぎに、この
外側面板７を第２のろう材８をクラッドした表面を内側
にして前記第１中間成形物５の有孔コア材１の露出して
いる表面と補形をなす曲面を有する形状にプレス成形す
ることにより形成される。なお、前記第２のろう材８と
しては、比較的ろう付温度の低いJIS BA 4045、4047
などを用いることができる。

その後、第１図ｄに示すように、前記第１中間成形物
５の外側に前記第２中間成形物６を、この第２中間成形
物６の第２のろう材８と有孔コア材１の露出している外
側の表面とを密着するようにして積層し、この積層した
ものを製造用治具９により挟持する。

この製造用治具９は、第３図に詳示されており、第３
図において符号10は前述した製造用治具９の雄型治具を
示しており、この雄型治具10は、多孔ステンレス板をプ
レス成形して形成されている。この雄型治具10は、前記
第１中間成形物５の内側面板３の内側の表面に密着し得
る断面ほぼＵ字状でかつ全体として部分トーラス状の凸
部11を有しており、この凸部11の両端縁部の外側には、
ほぼ直角方向に鍔状に突出してなる１対の円弧状の耳片
12,12が突設されている。なお、前記凸部11の縁部には
内側面板３の端部からこの内側面板３以上に長く延在さ
れて寸法を大きくした延長部11aが形成されている。ま
た、前記各耳片12には、複数の締結用開口13,13…が穿
設されている。

さらに、前記雄型治具10を被覆し得るような寸法とさ
れ第１中間成形物５および第２中間成形物６を積層した
ものを前記雄型治具10とともに挟持する雌型治具14が配
設されている。この雌型治具14は、前記雄型治具10と同
様、多孔ステンレス板をプレス成形して形成されてい
る。

前記雌型治具14は、前記第２中間成形物６の外側の表
面に密着し得る断面ほぼＵ字状でかつ全体として部分ト
ーラス状の凹部15を有しており、この凹部15の両端縁部
の外側には、前記雄型治具10の１対の耳片12に対向する
ようにほぼ直角方向に突出してなる１対の円弧状の耳片
16,16が突設されている。なお、前記凹部15の縁部には
前記延長部11aに対向する位置に同様に寸法を大きくし
た延長部15aが形成されている。また、前記各耳片16に
は、前記締結用開口13に対向する位置に複数の締結用開
口17,17が穿設されている。

なお、前記雄型治具10および雌型治具14をプレス成形
するには、第１中間成形物５および第２中間成形物６を
プレス成形する際の金型を少なくとも一部利用すること
ができる。これは、両中間成形物5,6をアルミニウムの
ような材質とすれば、多少寸法が異なっても両中間成形
物5,6が両治具10,14になじむからである。

前記雄型治具10と雌型治具14とは、前述したように第
１中間成形物５および第２中間成形物６を積層したもの
を挟持した状態において対向する耳片12および耳片16の
各係合孔13および係合孔17にそれぞれボルト18を挿通し
て各ボルト18の先端部にナット19を螺着することにより
一体化され第１中間成形物５および第２中間成形物６を
押圧しうるようになっている。なお、ボルト18およびナ
ット19により雄型治具10および雌型治具14を締結する際
には、雄型治具10の１対の耳片12,12間または各耳片12
に沿うなどといった適宜場所に補強材20を両治具10,14
とともに締結して雄型治具10の型くずれを防止すること
により、第１中間成形物５および第２中間成形物６を全
域において確実に挟持した状態で両者をろう付けするこ
とができるようになっている。

第１図ｄに戻って、前述した製造用治具９の雄型治具
10および雌型治具14内に第１中間成形物５および第２中
間成形物６を挟持し、複数のボルト18およびナット19に
より雄型治具10および雌型治具14を締結した状態におい
て製造用治具９を前記第２ろう材８のろう付温度より高
くかつ第１のろう材４のろう付温度より低い温度まで加
熱して第２のろう材８のみをろう付可能状態にした後に
冷却し、第１中間成形物５と第２中間成形物６とを第２
のろう材８を再度固化することにより接合する。そし
て、最後に製造用治具９の雄型治具10と雌型治具14とを
分離することにより、完成した中空パネルを取出すこと
ができる。

前述した第１実施例の製造方法によれば、有孔コア材
１および内側面板３を接合した状態においてプレス成形
してなる第１中間成形物５、および外側面板７をプレス
成形してなる第２中間成形物６を積層して製造用治具９
により挟持して圧接し、この状態において加熱してろう
付けにより第１中間成形物５および第２中間成形物６を
接合して曲面中空パネルを製造するという方法であるた
め、平面状の中空パネルをプレス成形して曲面中空パネ
ルを製造する従来の方法と比較して、第１中間成形物５
および第２中間成形物６がそれぞれプレス成形し易く、
曲面中空パネルの製造が容易となる。また、第１中間成
形物５と第２中間成形物６とのろう付けに際しても、製
造用治具９により挟持しているため、加熱によって変形
するおそれがなく、曲面を有する所定の形状に確実に成
形することができる。

また、この実施例に使用される製造用治具９は、第１
中間成形物５および第２中間成形物６を収納して雄型治
具10および雌型治具14をボルト18およびナット19により
締結する際に、耳片12と耳片16とは両者の延長部11a,15
aにより互いに当接しないため、挟持されている第１中
間成形物５および第２中間成形物６に絞りの作用を加え
て挟持することができる。また、各雄型治具10と雌型治
具14は多孔材料からなるので、製造用治具９の軽量化を
はかるとともに、第１中間成形物５および第２中間成形
物６からのガス抜きを良好に行なうことができるし、さ
らには、製造用治具９の体積を減少して熱容量を減少す
ることにより第１中間成形物５および第２中間成形物６
の加熱および冷却を効率よく行なうことができる。

つぎに、本発明の曲面中空パネルの製造方法の第２実
施例を第２図ａないし第２図ｃにより説明する。

本実施例は前述した第１実施例とほぼ同様であり、第
１実施例と異なる点は、第１中間成形物５の成形方法で
ある。

すなわち、本実施例においては、まず、前述した第１
実施例と同様の有孔コア材１を、第２図ａに示すよう
に、あらかじめ曲面を有する所定の形状にプレス成形
し、一方、内側面板３の外側の表面に第１のろう材４を
内側面板３の圧延段階においてあらかじめクラッドした
ものを、その第１のろう材４が、前述したように個別に
プレス成形された有孔コア材１の内側の表面に密着でき
るようにこの表面と補形をなすように、第２図ｂに示す
ように、曲面を有する形状にプレス成形する。

つぎに、プレス成形された有孔コア材１に、前述した
ようにプレス成形された内側面板３を、前記第１のろう
材４と有孔コア材１の内側の表面とが密着するように積
層する。その後、これらの有孔コア材１と内側面板３と
を積層したものを、図示しない治具により挟持したうえ
で第１のろう材４のろう付温度以上に加熱した後に冷却
し、第２図ｃに示すように、有孔コア材１の内側の表面
に内側面板３を第１のろう材４により接合してなる第１
中間成形物５を成形する。そして、その後は前述した第
１実施例と同様の工程により曲面中空パネルを製造する
ことができる。

このような第２実施例によれば、有孔コア材１を曲面
を有する所定の形状にプレス成形し、またこれとは別に
内側面板３を曲面を有する所定の形状にプレス成形した
うえで、これらの有孔コア材１および内側面板３を積層
して加熱ろう付けし、第１中間成形物５とする構成であ
るため、特に、曲率の大きい曲面を有する形状の中空パ
ネルを製造する場合、第１中間成形物５をより容易に成
形することができるとともに、第１中間成形物５をろう
付けにより成形する際に、第１中間成形物５の内部応力
を除去することができ、後の第２中間成形物６とのろう
付けをより容易にすることができる。

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものでは
なく、必要に応じて種々の変更が可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の曲面中空パネルの製造方
法によれば、有孔コア材の肉厚に対して曲率の大きな曲
面を有する曲面中空パネルであってもプレス成形の際に
有孔コア材および両面板間における剥離が生じることな
く、しかも効率よく製造することができるという効果を
奏する。

また、本発明の製造用治具によれば、材料を良好に締
結して曲面中空パネルを安定的に製造できるし、また、
多孔板からなるので、軽量化、ガス抜きおよび低熱容量
化をはかることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図a,b,c,dは本発明に係る曲面中空パネルの製造方
法の第１実施例のそれぞれ異なる工程を示す斜視図、第
２図a,b,cは同じく曲面中空パネルの製造方法の第２実
施例のそれぞれ異なる工程を示す斜視図、第３図は本発
明の製造用治具の実施例を示す斜視図である。 １……有孔コア材、２……貫通孔、３……内側面板、４
……第１のろう材、５……第１中間成形物、６……第２
中間成形物、７……外側面板、８……第２のろう材、９
……製造用治具、10……雄型治具、11……凸部、12,16
……耳片、14……雌型治具、15……凹部、20……補強
材。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定間隔を置いてほぼ平行に配置されたそ
   れぞれ曲面を有する内側面板と外側面板との間に有孔コ
   ア材を接着して介装してなる曲面中空パネルの製造方法
   において、平板状の前記有孔コア材の一方の表面に平板
   状の前記内側面板を第１のろう材により接合し、この接
   合されたコアおよび内側面板を内側面板が接合された表
   面を内側にして曲面を有する形状にプレス成形し、前記
   外側面板を、プレス成形された有孔コア材の外側の表面
   と補形をなす形状にプレス成形し、有孔コア材の露出し
   ている外側の表面に前記外側面板の内側の表面を圧接
   し、前記第１のろう材より低いろう付温度の第２のろう
   材のみをろう付可能状態にしてこの第２のろう材により
   有孔コア材と外側面板とを接合したことを特徴とする曲
   面中空パネルの製造方法。
2. 【請求項２】所定間隔を置いてほぼ平行に配置されたそ
   れぞれ曲面を有する内側面板と外側面板との間に有孔コ
   ア材を接合して介装してなる曲面中空パネルの製造方法
   において、前記有孔コア材および一方の面板をそれぞれ
   個別にかつ両者の一方の表面が相互に補形をなすように
   曲面を有する形状にプレス成形し、これらの有孔コア材
   および一方の面板を両者の補形をなす面を接合するよう
   に第１のろう材により接合し、他方の面板を、前記有孔
   コア材の露出している他の表面と補形をなす形状にプレ
   ス成形し、このプレス成形された他方の面板を前記有孔
   コア材の露出している表面に圧接し、前記第１のろう材
   より低いろう付温度の第２のろう材のみをろう付可能状
   態にしてこの第２のろう材により有孔コア材と他方の面
   板とを接合したことを特徴とする曲面中空パネルの製造
   方法。
3. 【請求項３】それぞれ多孔材料からなり両者間にパネル
   を挟持可能とされた雄型治具および雌型治具を有し、こ
   れらの雄型治具および雌型治具の両端縁部に、これらの
   両治具を近接する方向に締付けるための耳穴を、両者間
   に中空パネルを挟持した状態において雄型治具の耳片と
   雌型治具の耳片とが間隔を隔てて対向するように突設し
   たことを特徴とする中空パネルの製造用治具。