JP2609576B2 - ハネカムパネル - Google Patents

ハネカムパネル

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JP2609576B2
JP2609576B2 JP6505238A JP50523894A JP2609576B2 JP 2609576 B2 JP2609576 B2 JP 2609576B2 JP 6505238 A JP6505238 A JP 6505238A JP 50523894 A JP50523894 A JP 50523894A JP 2609576 B2 JP2609576 B2 JP 2609576B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の技術分野 本発明は、一般に熱可塑性ハネカム材に関し、より詳
細にはハネカム心材の壁に、および／または心材の壁端
に取り付けられる表面材に、孔を有する熱可塑性弾性材
料から作られるハネカムパネルに関する。
従来技術の簡単な説明 初期のハネカムパネルは、強度がありかつ軽量の剛性
材料から作られた。しかしながらこれらの材料は、弾力
性がなく、圧縮されると恒久的に変形する。例えば、Ba
rutに付与された米国特許第3,018,205号、Eakinなどに
付与された第3,556,917号、およびKennedyなどに付与さ
れた第3,483,070号を参照願いたい。
弾性材料から作られるハネカムの出願には、Holland
に付与された米国特許第2,887,425号、ならびにLandiな
どに付与された第4,422,183号および第4,485,568号があ
る。弾性ハネカムは、熱可塑性弾性帯状片の全長に沿っ
て千鳥状間隔で互いに断続的に接着される熱可塑性弾性
帯状片から作られる。ハネカム心材の製造に使用される
熱可塑性材料は、ハネカムが変形されると、それに続い
て元の形状に戻るような弾性を備える。弾性ハネカム
は、軽量絶縁材、緩衝材および減振材として使用され
る。
従来技術の弾性ハネカムは、部分的に接着された熱可
塑性樹脂の中実帯状片を展張して得た心材から構成され
ていた。表面材が使用される場合、それらも中実帯状片
から作られ、ハネカム心材の壁縁により形成される平ら
な表面へ接着されていた。心材壁および／または表面材
を孔開けする利点は、十分に理解されていなかった。熱
可塑性材料に孔開けすると、ハネカムの弾性を増加し、
一方、全重量を減少することにより材料の応答特性が変
わる。孔あきハネカムは、非孔あきハネカムよりも重量
が軽い。加えて、孔あきハネカム心材が非孔あき表面材
と共に使用される場合は、それらの中に含まれる液体ま
たは気体を、それらのセルの間を通して移送できる。
発明の概要 したがって本発明の目的は、孔あきまたは非孔あき熱
可塑性弾性材料から作られる弾性ハネカム心材と、孔あ
きまたは非孔あき熱可塑性材料の表面材とを有するハネ
カムパネルを提供することにある。
本発明の別の目的は、振動に加えて音を吸収または散
逸する孔あきハネカム心材を有するパネルを提供するこ
とにある。
本発明のさらに別の目的は、重量が削減され、弾性と
屈曲性が増加した孔あきハネカムを提供することにあ
る。
本発明によれば、次のような、加圧力または圧力波を
減衰または消散する異方性屈曲特性を有する復元性のあ
るハネカムパネルが提供される。
複数の隣接して規則正しく整形されたセルを得る、弾
性変形可能なセル壁を形成するように、互いに熱圧縮接
着された弾性熱可塑性材料の帯状片から成るハネカム心
材にして、そのセル壁には複数の孔がセル壁の上下方向
の中間部に配置されて設けられているか、又は設けられ
ていないハネカム心材が用いられる。このハネカム心材
には、セル壁の上端により形成される前記心材の上面
に、熱と圧力を同時に加える接着により熱圧縮接着され
た、弾性熱可塑性材料の第１の表面シートと、セル壁の
下端により形成される前記心材の下面に、熱と圧力を同
時に加える接着により熱圧縮接着された、弾性熱可塑性
材料の第２の表面シートとが設けられる。
そして、複数の孔がセル壁に設けられたハネカム心材
が用いられる場合には、（ａ）少なくとも第１の表面シ
ートはそれを通ってセル中に連通する通路を形成する孔
の行列を備えているか、又は、（ｂ）第１および第２の
表面シートが、それらによりハネカム心材を囲む密封さ
れたチャンバーを作るよう、相互に封止的に接合され、
密封されたチャンバー内へガスを加えること又は密封さ
れたチャンバーからガスを抜き取ることを選択的に行え
るようにされる。また、複数の孔がセル壁に設けられて
いないハネカム心材が用いられる場合には、（ｃ）第１
および第２の表面シートの双方はそれを通ってセル中に
連通する通路を形成する孔の行列を備えている。
本発明の好ましい実施例では、ハネカム心材は、良品
質の複数の熱可塑性弾性シートを積み重ねて、部分的に
融接ないし融着により積み重ね層を形成し、その積み重
ね層を切断してセグメントを得、それを引き伸ばしてセ
ルによるハネカム網状体を形成することによって得られ
る。ついでそのハネカム心材に、熱可塑性材料の表面シ
ートが融接され。ハネカム心材および／または表面材シ
ート用の原材料は、普通材料のままでも良く、または布
または繊維などの適切な材料で補強しても良い。
孔あき表面シートが使用される場合、表面シート中の
孔により、空気または流体は、ハネカム心材のセル中へ
流入でき、且つそれを通して分散できる。ハネカム心材
中に流入すると、流入の流れに付随する圧力波は分散し
かつ散逸するので、孔あきパネルを通過する圧力波（例
えば音）は十分に消される。
本発明の重要な利点は、複数の小孔が配設されたハネ
カム心材は、ハネカム心材のセル内に音を捕捉しかつ分
散するので、音波はハネカムパネルの通過により、十分
に消されることである。
本発明の別の利点は、ハネカムパネルは、孔あけされ
るので、非孔あきハネカムまたは防音に使用される大部
分の材料よりも重量が軽いことである。
本発明のさらに別の利点は、ハネカムおよび／または
表面材を構成する弾性材料は、吸収または散逸のどちら
かより好ましい特性を備えるように、種々の強度および
／または厚さのものにできることである。
本発明のさらに他の利点は、孔あきハネカムパネル
は、弾性があるので、圧力を受けると変形し、ついで圧
力を取り除くと元の形状に戻るという復元性を有するこ
とである。
本発明のこれらの目的と利点、および他の目的と利点
は、各図に示される好ましい実施例についての以下の詳
細な説明から、当業者には明らかとなろう。
図面の簡単な説明 図１は、孔あきハネカム心材を見せるために表面シー
トを切り欠いた本発明の材料のブロックの斜視図であ
り、孔あき表面シートを有する別の部分をも図示する。
図２は、壁掛け型公衆電話の斜視図であり、消音のた
めにプライバシーパネルの内側に配設される防音材に使
用される本発明のパネルを示す。
図３は、緩衝クッションとして使用中の本発明を具体
的に示す。
図４は、本発明に従う緩衝材の別の実施例の部分的に
切り欠いて示す図である。
好ましい実施例の詳細な説明 図１は、本発明に従って加工した材料のブロック10の
斜視図である。ブロック10は、異なる２つの実施例を図
示するよう、右部分12と左部分14に分けられている。
ブロックの左半分12は、孔あきハネカム心材16と非孔
あきすなわち中実の上の表面シート18および下の表面シ
ート20を有する。上の表面シート18は、孔あきハネカム
心材16が見えるような切り欠かれている。破線22は、表
面シート18の通常の全面被覆状態を図示する。
ハネカム心材16は、小孔の行列が全体を通して存在す
るよう、その上下方向の中間部において孔あけされてい
る良品質の熱可塑性弾性材のシートから作られる。これ
らのシートは、1989年12月４日に出願され、かつここに
参照により組み込まれる、米国特許出願第07/446,320号
に記載されるように、別のシート間に千鳥状に離間した
間隔で互いに熱圧縮接着される。この結果形成された積
み重ね層は、ついで帯状片に切断され、その帯状片を引
き伸ばすと、一般に六角形のセル24のハネカム網状組織
が生成される。
ハネカム心材16の各セル24は、４つの一般にＳ形の壁
セグメントにより形成され、その各内壁は、隣接するセ
ルにより共有される。各セル24の壁セグメントは、単一
厚さ壁部分26と二重厚さ壁部分28とを備え、後者の部分
は、セルの側壁が直接隣接するセルの側壁へ熱圧縮接着
され、両セルへの共通の側部となっている。
数個のセルを形成する壁の上部と下部の端部は、上述
した米国特許出願に開示される平面化作業中に変形さ
れ、ハネカム心材の上面30および下面32が形成される。
表面材すなわち表面シート18および20は、弾性熱可塑性
材料のシートから切断され、ついでハネカム心材の上面
30および下面32へ熱圧縮接着される。表面シート18およ
び20の付加により、ハネカム心材16は強化され、またハ
ネカムパネルを、壁、板または他の表面に接着するため
の十分な表面が得られる。
図１に図示されるブロックの右部分14は、ブロックの
左部分12と同様な孔あきハネカム心材17を備え、そし
て、表面シート19および／または21は孔あき材料から作
られている。破線は、上の表面シート19の下のハネカム
心材17の形状を示す。ハネカム心材と表面シートを孔開
けすることにより、材料の重量が削減されるとともに、
弾性と屈曲性が増加する。重量の減少は、孔開けにより
ハネカムと表面シートを構成する材料の全体量が減少す
るからである。同様に屈曲性の増加は、材料の各セグメ
ントが曲がるのを抑制する材料が少ないからである。弾
性、すなわち構造体が圧縮されてから元の形態にはね返
る構造体の機能（復元性）も、セル内への空気の流入を
可能とする通路が付加されることより高められる。
構造体は、弾性であるが抑制された復帰特性を有する
ので、衝撃波または音波の優れた吸収材となる。ハネカ
ムブロックの優れた減音特性は、ハネカム心材16と表面
シート18および20とに熱可塑性樹脂（すなわち熱可塑性
弾性材料）を使用するとともに、孔あきハネカム構造を
用いていることから得られる。ガラス、プラスチックま
たはポリエーテルイミド（PEI）、またはエラストマー
被覆布などの材料の細断繊維は、パネルの強度を増加ま
たは変えるために、ハネカム材へ添加できる。
パネルが減音に使用される場合、エラストマー材の特
性は、所要の吸音レベルを達成するように変えることが
できる。低弾性率を有するエラストマーは、音を吸収す
ることにより減音する傾向があり、一方、迅速な戻り率
を有するエラストマーは、音を消散する傾向があり、そ
れによって音を消す。この材料は、周波数選択性のもの
にできるので、一定周波数の範囲の音を吸収または消散
する一方、他の周波数の音を通過させる。
心材および／または表面シートは、熱可塑性樹脂を含
浸した一方向、双方向、多方向または三軸方向の組織の
織布のシートからも作ることができる。その種の織布
は、ガラス、ナイロンおよびセラミックを含む広範囲の
材料から作ることができる。この体裁の高温熱可塑性樹
脂は、従来得られなかった各種の特徴を提供する。材料
に強度を付加することに加えて、補強繊維の添加は、使
用される樹脂が少なくなるので重量を削減する。これら
の材料から作られる製品は、処理温度が高い幾つかのケ
ースを除いて、上述した米国特許出願に記載された同一
プロセスを使用して生産されるであろう。
ハネカムブロック10の他の好ましい特性としては、そ
の耐久性と引裂抵抗がある。ハネカムブロック10は、強
度がある一方、非常に軽量でもある。容積上の観点から
見れば、非孔あきの裸（表面シート無し）のハネカム
は、約93％が空気である。孔あきハネカムは、さらに材
料が少ないので、さらに軽量となる。表面シートを取り
付けても、孔あきハネカムの重量は、他の防音材の重量
と比べると有利である。
図２は、壁掛け型公衆電話33用の一揃いのプライバシ
ーパネルを示す斜視図である。本発明の孔あきハネカム
は、身体障害者用電話位置42および標準電話位置44のパ
ネル36、38および40の内壁上に配設される防音材34とし
て使用されているのが示される。ハネカム防音材34は、
電話を使用する者の声を消すので、電話を通して会話を
行う環境がより静かになると共にプライバシーが保て
る。
図３において、緩衝クッションまたは緩衝パッドとし
ての本発明の使用は、数字50で示される。心材52だけを
孔あけ材として、矢印56で示唆されるように上面54へ力
を加えると、クッションは、圧縮されて、心材52の圧縮
されたセル内の空気を矢印58で示されるように外側へ押
し出そうとする。心材内の孔すなわち穿孔が小さいなら
ば、それらの孔は、逃散する空気の流れを絞ろうとする
ので、加えられた力の衝撃を吸収することになる。パッ
ドの緩衝特性は、熱可塑性材料の弾性および穿孔の数と
サイズにより決まる。幾つかの用途では、心材の上端お
よび／または下端のシートに穿孔を設けるのが望ましい
ことがある点に留意のこと。
ここで図４を参照すると、本発明の別の実施例が数字
60で図示され、そこにおいて孔あき心材62は、上部と下
部の表面シート64および66の内面に付着される。それら
の表面シートは、心材62より大きくその周辺が心材を超
えて延び、その延びた部分で密封して適切な気体を内部
に含むチャンバーを形成するように、数字68で示すよう
にそれらの周辺の回りが封止される。図示の目的で、チ
ャンバー壁が数字70で示すように切り欠けられている点
に留意されたい。
密閉したチャンバー内に含まれる気体の容積または圧
力を増減できるように、バルブポンプ74のような適切な
ポンプが、排気弁74と共に設けられ、このポンプと弁
は、適切な導管76の手段により器具60へ接続される。当
業者にとり明らかなように、密閉したチャンバーから気
体を選択的に出し、またはそれに入れることにより、数
字78で示される加えられる力に応答するパッドの緩衝ま
たは力散逸特性に変化が生じることになる。
本発明に従って設けられる材料のパッドは、モータま
たは往復作動器などの振動機構と、それが載置される表
面との間に、緩衝材および／または防振材を維持し設け
るのに使用できる。それは、取り付け具、自動車用シー
ト、フロアパッド、身体係合帯金、シートベルトなどの
広範囲の用途に弾性クッションを提供するのにも使用で
きる。さらに図４に図示される形式のパッドは、ユーザ
の身体、脚、頭および他の身体部分を保護するように適
合された各種のスポーツウエアに使用されるかもしれな
い軽量の身体保護クッションを提供するのに使用でき
る。同一の構造体は、軽量の「膨張式」寝袋、チョッキ
または他の衣類に、クッション内に含まれる気体の絶縁
性に由来する絶縁性の暖かさを提供し、同時に耐衝撃性
を提供するのに使用できる。
本発明は、特定の実施例について説明してきたが、そ
の変更および変形は、当業者にとり明らかでるあろう。
したがって特許請求の範囲は、本発明の精神から逸脱し
ない範囲のそのような変更および変形を含むと解釈され
るべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−113229（ＪＰ，Ａ) 実願 昭61−192451号（実開 昭63− 97535号）の願書に添付した明細書及び 図面の内容を撮影したマイクロフィルム （ＪＰ，Ｕ)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】加圧力または圧力波を減衰または消散する
    異方性屈曲特性を有する弾性ハネカムパネルであって、 複数の隣接して規則正しく整形されたセルを得る、複数
    の孔を有していて弾性変形可能なセル壁を形成するよう
    に、互いに熱圧縮接着された弾性熱可塑性材料の帯状片
    から成り、前記孔が前記セル壁の上下方向の中間部に配
    置されている、ハネカム心材、 前記セル壁の上端により形成される前記心材の上面に、
    熱と圧力を同時に加える接着により熱圧縮接着された、
    弾性熱可塑性材料の第１の表面シート、および 前記セル壁の下端により形成される前記心材の下面に、
    熱と圧力を同時に加える接着により熱圧縮接着された、
    弾性熱可塑性材料の第２の表面シート から構成され、 前記第１の表面シートが、その表面シートを通って前記
    セル中に通過する通路を形成する孔の行列を備えている
    弾性ハネカムパネル。
  2. 【請求項２】前記第２の表面シートは、その表面シート
    を通って前記セル中に連通する通路を形成する孔の行列
    を備える請求項１に記載される弾性ハネカムパネル。
  3. 【請求項３】請求項１または２のいずれかに記載される
    弾性ハネカムパネルから切断された部材で構成される弾
    性緩衝パッド。
  4. 【請求項４】前記材料は、熱可塑性エラストマーである
    請求項１または２のいずれかに記載される弾性ハネカム
    パネル。
  5. 【請求項５】前記材料は、異なる材料の繊維を含む請求
    項１または２のいずれかに記載される弾性ハネカムパネ
    ル。
  6. 【請求項６】前記材料には、熱可塑製樹脂に含浸された
    織布が含まれる、請求項１または２のいずれかに記載さ
    れる弾性ハネカムパネル。
  7. 【請求項７】前記織布は、一方向、双方向、多方向およ
    び三軸方向の組織から成るグループから選定された組織
    のものである請求項６に記載される弾性ハネカムパネ
    ル。
  8. 【請求項８】加圧力または圧力波の減衰または消散をす
    る異方性屈曲特性を有する弾性ハネカムパネルであっ
    て、 複数の隣接して規則正しく整形されたセルを得る、複数
    の孔を有していて弾性変形可能なセル壁を形成するよう
    に、互いに熱圧縮接着された弾性熱可塑性材料の帯状片
    から成るハネカム心材と、 前記セル壁の上端により形成される前記心材の上面に、
    熱と圧力を同時に加える接着により熱圧縮接着された、
    弾性熱可塑性材料の第１の表面シートにして、その表面
    シートを通って前記セル中に連通する通路を形成する孔
    の行列を備えている第１の表面シートと、 前記セル壁の下端により形成される前記心材の下面に、
    熱と圧力を同時に加える接着により熱圧縮接着された、
    弾性熱可塑性材料の第２の表面シートにして、前記ハネ
    カム心材を囲む密封されたチャンバーを作るよう、前記
    第１の表面シートに封止的に接合された第２の表面シー
    トと、 前記密封されたチャンバー内へガスを加えること、また
    は、前記密封されたチャンバー内からガスを抜き取るこ
    とを選択的に行って、減衰または消散の特性を調節す
    る、ガスの加圧・源圧手段と を備えた弾性ハネカムパネル。
  9. 【請求項９】チャンバー内への前記ガスの加圧・源圧手
    段は、ポンプ手段と付属の弁手段とを備える請求項８に
    記載される弾性ハネカムパネル。
  10. 【請求項１０】加圧力または圧力波の減衰または消散を
    する異方性屈曲特性を有する弾性ハネカムパネルであっ
    て、 複数の隣接して規則正しく整形されていて弾性変形可能
    なセルを得るセル壁を形成するように、互いに熱圧縮接
    着された、弾性熱可塑性材料の帯状片から成るハネカム
    心材と、 前記セル壁の上端により形成される前記心材の上面に設
    けられる弾性熱可塑性材料第１の表面シートであって、
    その第１の表面シートは前記心材との接合部に熱と圧力
    を同時に加える接着により熱圧縮接着され、第１の表面
    シートを通して前記セル中に連通する通路を形成する孔
    の行列を備える第１の表面シートと、 前記セル壁の下端により形成される前記心材の下面に設
    けられる弾性熱可塑性材料第２の表面シートであって、
    その第２の表面シートは前記心材との接合部に熱と圧力
    を同時に加える接着により熱圧縮接着され、第２の表面
    シートを通して前記セル中に連通する通路を形成する孔
    の行列を備える第２の表面シートとから構成される、弾
    性ハネカムパネル。
  11. 【請求項１１】前記心材の壁は、連通する通路となる複
    数の穿孔を有する請求項10に記載される弾性ハネカムパ
    ネル。
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