JP3330809B2 - 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】

【発明の属する技術分野】本発明は、曲面ハニカムパネ
ルの製造方法に関する。すなわち、芯材たるハニカムコ
アの内外両面に、使用面を形成することになる内面板と
外面板とが接着されると共に、全体的に所定曲率を備え
てなり、例えばパラボラアンテナとして用いられる、曲
面ハニカムパネルの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１，図２は、この種従来例の曲面ハニ
カムパネルの製造方法の説明にも供するものである。そ
して図１の（１）図は、内面板の成形工程の正面説明
図、（２）図は、成形された内面板の正面説明図、
（３）図は、外面板の成形工程の正面説明図、（４）図
は、成形された外面板の正面説明図、（５）図は、発生
した浮き等の正面説明図、（６）図は、同発生した浮き
等の平面説明図、（７）図は、曲率変化の正面説明図で
ある。又、図２の（１）図は、準備された内面板，外面
板，ハニカムコア等の正面説明図、（２）図は、これら
を加熱加圧する工程の正面説明図、（３）図は、得られ
た曲面ハニカムパネルの正面説明図である。

【０００３】さて、この種従来例の製造方法において、
曲面ハニカムパネル１は次のように製造されていた。す
なわち、まず図１の（１）図，（２）図，（３）図，
（４）図等に示したように、それぞれ所定曲率を備えた
型２，３を用いて、内面板４と外面板５とを、ストレッ
チフォーミング加工つまり引張り成形等により、それぞ
れの所定曲率に加圧成形し、次に、図２の（１）図，
（２）図，（３）図等に示したように、内面板４と外面
板５間に、芯材たるハニカムコア６を接着剤（図示せ
ず）を介装しつつ挟み込んで、所定曲率を備えた型７を
用いつつ加熱加圧することにより、所定の曲面ハニカム
パネル１を得ていた。すなわち、芯材たるハニカムコア
６の内外両面に、使用面を形成することになる内面板４
と、外面板５とが接着されると共に、全体的に所定曲率
を備えてなる曲面ハニカムパネル１を得ていた。なお図
２の（２）図中８は、加熱加圧装置の１例であるオート
クレーブ、９はそのバキュームシートである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来例の曲面ハニカムパネルの製造方法にあっては、次
の問題が指摘されていた。まず第１に、引張り成形等に
より加圧成形する際、内面板４や外面板５がそれらの型
２，３に十分に馴みにくく、図１の（５）図や（６）図
に示したように浮きＡが発生しやすかった。すなわち、
内面板４や外面板５について、例えば引張り成形による
発熱等が原因となった残留応力や残留ひずみ等の残存
や、負荷を除去後のスプリングバックの発生，偏在等々
により、型２，３に確実に沿い完全にフィットしたもの
が得られにくかった。つまり、設計値の所定曲率を確実
に備えた内面板４や外面板５が得られにくく、負荷を除
去すると、内面板４や外面板５について型２，３への浮
きＡが発生しやすかった。そこで、このような内面板４
や外面板５を芯材たるハニカムコア６の内外面に接着し
てなる、従来の製造方法で製造された曲面ハニカムパネ
ル１については、面精度が悪く高精度なものが得られな
い等、精度面に問題が指摘されていた。

【０００５】第２に、図２の（３）図に示したように、
内面板４や外面板５を、ハニカムコア６の内外面に加熱
加圧により接着して型７から取外した際、外面板５より
曲率が大きい内面板４が、加熱加圧等により残存する残
留応力や残留ひずみ等の影響と、外面板５にてハニカム
コア６を介しつつ規制されていること、等に起因して、
図１の（７）図に示したようになる、という指摘もあっ
た。すなわち、使用面を形成することになる内面板４
が、予定の曲率Ｂから収縮して、より深くわん曲した大
きな曲率Ｃへと変化してしまい、この面からも、従来の
製造方法で製造された曲面ハニカムパネル１について
は、面精度が悪く高精度なものが得られない等、精度面
に問題が指摘されていた。

【０００６】本発明の曲面ハニカムパネルの製造方法
は、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決す
べくなされたものであって、加圧成形した内面板と外面
板をハニカムコアに接着した後、外面板からハニカムコ
アにかけてスリットを形成すると共に、パッチ材にてス
リットを覆って接着，補強するようにしたこと、を特徴
とする。もって本発明は、第１に、浮き等の悪影響が回
避され面精度が向上すると共に、第２に、内面板の曲率
変化も防止され、この面からも面精度が向上する、曲面
ハニカムパネルの製造方法を提案することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
る本発明の技術的手段は、次のとおりである。すなわ
ち、この製造方法は、芯材たるハニカムコアの内外両面
に、使用面を形成することになる内面板と、外面板とが
接着されると共に、全体的に所定曲率を備えてなる曲面
ハニカムパネルの製造方法に関する。

【０００８】そして、この曲面ハニカムパネルの製造方
法では、まず、それぞれ所定曲率を備えた型を用いて、
該内面板と該外面板とを引張り成形等により加圧成形
し、次に、該内面板と該外面板間に芯材たる該ハニカム
コアを接着剤を介装しつつ挟み込んで、所定曲率を備え
た型を用いつつ加熱加圧することにより、上記曲面ハニ
カムパネルが得られる。しかる後、上記曲面ハニカムパ
ネルについて、該外面板から該ハニカムコアにかけて複
数のスリットを形成すると共に、該外面板について、各
該スリットを覆うようにそれぞれ補強用のパッチ材を、
所定曲率を備えた型を用いつつ加熱加圧して接着するこ
と、を特徴とする。

【０００９】さてこのように、この曲面ハニカムパネル
の製造方法では、加圧成形された内面板や外面板を、加
熱加圧しつつハニカムコアに接着した後、外面板からハ
ニカムコアにかけてスリットを形成すると共に、パッチ
材にてスリットを覆って、加熱加圧することにより接
着，補強する。そこで第１に、この製造方法で製造され
た曲面ハニカムパネルは、加圧成形された内面板や外面
板について、残留応力，残留ひずみ，スプリングバック
等により所定曲率のものが得られず、浮き等が発生して
も、スリットを形成して全体的剛性を一旦細かく遮断し
たことにより、これらの悪影響が是正，回避される。第
２に、この製造方法で製造された曲面ハニカムパネル
は、ハニカムコアに接着した際の残留応力や残留ひずみ
等が存しても、スリットが形成され外面板による規制が
一旦解除されるので、内面板が予定の曲率から収縮し
て、深くわん曲した大きな曲率へと変化することも防止
される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明を、図面に示すその発
明の実施の形態に基づいて、詳細に説明する。図１，図
２は、前述したようにこの種従来例の説明に供すると共
に、本発明の実施の形態の説明にも供するものであり、
これらの図面の説明は、前述したのでここでは省略す
る。図３，図４は、本発明の実施の形態の説明に供し、
図３の（１）図は、スリット形成工程の斜視図、（２）
図は、その要部拡大図、（３）図は、その正面説明図で
ある。図４の（１）図は、パッチ材接着工程の正面説明
図、（２）図は、同正面説明図、（３）図は、要部を拡
大した斜視図である。図５の（１）図は、パラボラアン
テナとしての使用例を示す正断面説明図、（２）図は、
ハニカムコアの斜視図である。

【００１１】この曲面ハニカムパネル１０の製造方法で
は、まず、図１の（１）図，（２）図，（３）図，
（４）図等等に示したように、それぞれ所定曲率を備え
た型２，３を用いて、曲率の内側用の内面板４と外側用
の外面板５とが、引張り成形等により加圧成形される。

【００１２】このような成形工程について、更に詳述す
る。内面板４用の型２や外面板５用の型３は、マンドレ
ルとも称される曲面治具よりなり、それぞれ型面が所定
曲率を備え、例えぱ放物曲面，半球面，その他の２次曲
面や３次曲面をなし、図示例では凸曲面状をなすが凹曲
面状のものも可能である。内面板４や外面板５の素材と
しては、アルミやアルミ合金その他の金属材や、アラミ
ド紙その他の強化紙、塩ビその他のプラスチック材、繊
維強化プラスチック（ＦＲＰ）材、その他の複合材が用
いられる。そして、このような素材よりなる板材を、型
２，３を用いて加熱加圧成形することにより、それぞれ
所定曲率を備えた内面板４や外面板５が得られる。例え
ば、加熱された板材をフォーミング用の型２，３に馴ま
せつつ、引張力を加えるストレッチフォーミング加工つ
まり引張り成形を実施することにより、内面板４や外面
板５が得られる。なお、内面板４や外面板５の肉厚は、
例えば１mm程度よりなる。

【００１３】これと共に、この製造方法ではハニカムコ
ア６が、別途予め準備される。ハニカムコア６につい
て、更に詳述する。ハニカムコア６は、例えば図５の
（２）図に示したように、セル壁１１にて各々独立空間
に区画された、中空柱状の多数のセル１２の平面的集合
体よりなる。セル壁１１そしてセル１２の断面形状は、
図示の正六角形状のものが代表的であるが、台形状，三
角形状，四角形状，その他各種形状のものも可能であ
る。セル壁１１そしてハニカムコア６の母材としては、
前述した内面板４や外面板５に準じ、アルミやアルミ合
金その他の金属箔や、アラミド紙その他の強化紙、塩ビ
その他のプラスチックシート、繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）シート、その他の複合材シートが用いられ
る。ハニカムコア６は、重量比強度に優れ、軽量である
と共に高い剛性・強度を備えるのを始め、平面精度，保
温性，断熱性，遮音性等々にも優れる、という特性が知
られている。なお、本発明において用いられるハニカム
コア６は、特に所定曲率へのわん曲可撓性が要求される
ので、所定肉厚にスライスされることに加え、セル壁１
１の開口端面側にスリット加工を施したり、セル壁１１
そしてセル１２の断面形状を丸味を帯びた略凸字状の特
殊形状としたり、展張成形する際に１００％展張せず未
展張や過展張とし、もってセル壁１１そしてセル１２の
断面形状を縦長や横長六角形状としたもの、等々を使用
するようにすると、次に述べる所定曲率へのわん曲がよ
り一層スムーズ化される。

【００１４】次に、この製造方法では、図２の（１）
図，（２）図，（３）図等に示したように、内面板４と
外面板５間に、芯材たるハニカムコア６を接着剤（図示
せず）を介装しつつ挟み込んで、所定曲率を備えた型７
を用いつつ加熱加圧することにより、曲面ハニカムパネ
ル１とする。

【００１５】このような加熱加圧工程について、更に詳
述する。図２の（１）図に示したように、前述にて成形
され所定曲率を備えた内面板４と外面板５を、上述によ
り準備され、例えば５０mm程度の所定肉厚にスライスさ
れたハニカムコア６の両開口端面に、それぞれ接着剤を
塗布・介装しつつ当てがい、図２の（２）図に示したよ
うに、マンドレルとも称される曲面治具であり型面が所
定曲率を備えた型７上に、積み重ねる（なおこの型７と
して、前述した内面板４成形用の型２を使用することも
可能である）。すなわち型７上に、下側から所定曲率の
内面板４、わん曲可能な芯材たるハニカムコア６、所定
曲率の外面板５等の順に積み重ね、図示例では更に外面
板５上に、加熱加圧装置の１例であるオートクレーブ８
のバキュームシート９を被せる。そして、バキュームシ
ート９の周囲を型７にテープ等にて取付け密封した後、
内部をホース１３，調整弁１４等を介し吸引・バキュー
ムしつつ、外部から加熱加圧することにより、芯材たる
ハニカムコア６の両開口端面に、表裏の面材・スキン材
たる内面板４や外面板５が一体的に接着されると共に、
芯材たるハニカムコア６が内面板４，外面板５，型７等
に沿ってわん曲され、もって、全体的に所定曲率を備え
た曲面ハニカムパネル１が得られる。なお、このような
加熱加圧装置としては、オートクレーブ８のほか、バキ
ュームオーブンやホットプレス等も適宜利用可能であ
る。さて、図２の（３）図に示したように、このように
して、全体的に所定曲率を備えると共に全体的剛性を備
えた曲面ハニカムパネル１が得られるが、ここまでは、
前述したこの種従来例と全く同一である。

【００１６】さて、しかる後この製造方法では、図３の
（１）図，（２）図，（３）図等に示したように、この
ように得られた曲面ハニカムパネル１について、後工程
として、外面板５からハニカムコア６にかけて、複数の
スリット１５が形成される。このスリット１５形成工程
について更に詳述すると、前述により内面板４，ハニカ
ムコア６，外面板５が一体的に接着された曲面ハニカム
パネル１について、カッター刃（図示せず）等を用い
て、その外面板５を切断すると共に、更にハニカムコア
６を外面板５側からその途中、例えば内面板４近くまで
切削することにより、スリット１５が形成される。そし
て、このようなスリット１５は、Ｘ，Ｙ方向に複数個ず
つ形成される。

【００１７】それから、この製造方法では、図４の
（１）図，（２）図，（３）図等に示したように、外面
板５について事後、各スリット１５を覆うようにそれぞ
れ補強用のパッチ材１６を、所定曲率を備えた型７を用
いつつ加熱加圧して接着する。

【００１８】このパッチ材１６接着工程について、更に
詳述する。前述したスリット１５形成工程を辿ることに
より、曲面ハニカムパネル１は、各スリット１５にて全
体的剛性が低下するので、これを補強し再び全体的剛性
を修復すると共に所定曲率を保持すべく、パッチ材１６
の接着が実施される。すなわち、曲面ハニカムパネル１
を再び型７上に載せると共に、その外面板５の各スリッ
ト１５上に、接着剤を介しつつパッチ材１６をセットし
てから、例えばバキュームシート９を被せオートクレー
ブ８にて加熱加圧する等、加熱加圧装置を用いることに
より、各スリット１５を覆うようにそれぞれパッチ材１
６を接着する。なお、パッチ材１６の素材は、前述した
内面板４，外面板５，ハニカムコア６等と同一のものが
選択使用されるが、精度のより向上のため低線膨張材料
も利用される。又、その接着剤による接着を補強すべ
く、リベット止めを併用することも考えられる。

【００１９】さて、この製造方法にあっては、このよう
な各工程を辿ることにより、従来の曲面ハニカムパネル
１に対し、スリット１５が形成されると共にパッチ材１
６が接着された、本発明の曲面ハニカムパネル１０が得
られる。この曲面ハニカムパネル１０は、芯材たるハニ
カムコア６の内外両面に、使用面を形成することになる
内面板４と外面板５とが接着され、全体的に所定曲率を
備えてなると共に、外面板５からハニカムコア６にかけ
て複数のスリット１５が形成され、かつ外面板５につい
て・各スリット１５を覆うようにそれぞれ補強用のパッ
チ材１６が接着されている。もって、この製造方法で製
造された曲面ハニカムパネル１０は、例えば図５の
（１）図に示したように略半球状をなし、パラボラアン
テナの放物面鏡として使用され、内面板４がその使用面
たる鏡面・反射面を形成する。なお図中１７は、パラボ
ラアンテナの放射器、１８は放射されるマイクロ波を示
す。

【００２０】本発明は、以上説明したように構成されて
いる。そこで以下のようになる。このように、この曲面
ハニカムパネル１０の製造方法では、まず、図１の
（１）図，（２）図，（３）図，（４）図等に示したよ
うに、型２，３を用い引張り成形等にて加圧成形された
内面板４や外面板５を、図２の（１）図，（２）図，
（３）図等に示したように、型７を用い加熱加圧しつつ
ハニカムコア６に接着する。そして後工程として、この
ようにして得られた曲面ハニカムパネル１について、ま
ず、図３の（１）図，（２）図，（３）図等に示したよ
うに、外面板５からハニカムコア６にかけてスリット１
５を形成すると共に、事後、図４の（１）図，（２）
図，（３）図等に示したように、再び型７を用いつつ加
熱加圧することにより、パッチ材１６にてスリット１５
を覆う接着，補強が実施され、もって、所定の曲面ハニ
カムパネル１０が得られる。

【００２１】さてそこで、この曲面ハニカムパネル１０
の製造方法によると、次の第１，第２のようになる。ま
ず第１に、引張り成形等にて加圧成形された内面板４や
外面板５について、例えば引張り成形による発熱等が原
因となって残留応力，残留ひずみ，スプリングバック等
により所定曲率のものが得られず、例えば図１の（５）
図，（６）図に示したような浮きＡ等が発生した場合に
ついては、次のようになる。すなわち、このように所定
曲率が得られず、浮きＡ等が存した曲面ハニカムパネル
１について、外面板５からハニカムコア６にかけてスリ
ット１５を形成して、全体的剛性を一旦細かく遮断する
ようにしたことにより、これらの悪影響は是正，回避さ
れる（内面板４における浮きＡ等も付随的に是正され
る）。

【００２２】つまり、この製造方法で製造された曲面ハ
ニカムパネル１０は、スリット１５にて切断，切削，分
離されることにより、残留応力，残留ひずみ等が解消さ
れ、偏在するスプリングバックによる曲げの減少も回復
され、もって、全体的に所定曲率のものとすることが可
能となる。そしてこの曲面ハニカムパネル１０は、この
ようにスリット１５が形成された後、再び型７を用いつ
つ加熱加圧され、もって、補強用のパッチ材１６が接着
され一旦遮断されていた全体的剛性が修復されると共
に、最終的に型７に沿った所定曲率のものとされる。

【００２３】第２に、内面板４や外面板５をハニカムコ
ア６に接着した際、その加熱加圧により残留応力や残留
ひずみ等が存しても、この製造方法で製造された曲面ハ
ニカムパネル１０では、曲率変化が生じてしまうことは
ない。つまり前述したように、この曲面ハニカムパネル
１０にあっては、スリット１５が形成されることによ
り、外面板５による規制が一旦解除され残留応力や残留
ひずみ等は解消されるので、内面板４が、図１の（７）
図に示したように予定の曲率Ｂから収縮して、より深く
わん曲した大きな曲率Ｃへと変化してしまうことは、確
実に防止される。そして、事後の型７上での加熱加圧に
より、補強用のパッチ材１６が接着されて全体的剛性が
回復せしめられると共に、予定された曲率Ｂに保持され
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る曲面ハニカムパネルの製造
方法は、以上説明したように、加圧成形した内面板と外
面板をハニカムコアに接着した後、外面板からハニカム
コアにかけてスリットを形成すると共に、パッチ材にて
スリットを覆って接着，補強するようにしたことによ
り、次の効果を発揮する。

【００２５】第１に、浮き等の悪影響が回避され、面精
度が向上する。すなわち、この曲面ハニカムパネルの製
造方法によると、引張り成形等により加圧成形された内
面板や外面板について、残留応力，残留ひずみ，スプリ
ングバック等により所定曲率のものが得られず浮き等が
発生した場合でも、スリットを形成して全体的剛性を一
旦細かく遮断することにより、これらの悪影響が是正，
回避されると共に、パッチ材にて補強が実施され、もっ
て、最終的に設計値通りの所定曲率のものが得られる。
従って、この製造方法によると、面精度例えば鏡面精度
に優れ、高精度な曲面ハニカムパネルが得られるように
なる。

【００２６】第２に、内面板の曲率変化も防止される。
すなわち、この曲面ハニカムパネルの製造方法による
と、内面板や外面板をハニカムコアに加熱加圧して接着
した際、その残留応力や残留ひずみ等により、内面板が
予定の曲率から収縮して、より深くわん曲した大きな曲
率へと変化してしまうことは、スリットを形成して外面
板による規制を一旦解除するようにしたことにより、確
実に防止される。従って、この製造方法によると、この
面からも面精度例えば鏡面精度に優れ、高精度な曲面ハ
ニカムパネルが得られるようになる。このように、この
種従来例に存した課題が確実に解決される等、本発明の
発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る曲面ハニカムパネルおよびその製
造方法の発明の実施の形態、およびこの種従来例の説明
に供し、（１）図は、内面板の成形工程の正面説明図、
（２）図は、成形された内面板の正面説明図、（３）図
は、外面板の成形工程の正面説明図、（４）図は、成形
された外面板の正面説明図、（５）図は、発生した浮き
等の正面説明図、（６）図は、同発生した浮き等の平面
説明図、（７）図は、曲率変化の正面説明図である。

【図２】同発明の実施の形態およびこの種従来例の説明
に供し、（１）図は、準備された内面板，外面板，ハニ
カムコア等の正面説明図、（２）図は、これらを加熱加
圧する工程の正面説明図、（３）図は、得られた曲面ハ
ニカムパネルの正面説明図である。

【図３】同発明の実施の形態の説明に供し、（１）図
は、曲面ハニカムパネルへのスリット形成工程の斜視
図、（２）図は、その要部拡大図、（３）図は、その正
面説明図である。

【図４】同発明の実施の形態の説明に供し、（１）図
は、パッチ材接着工程の正面説明図、（２）図は、同正
面説明図、（３）図は、要部を拡大した斜視図である。

【図５】（１）図は、パラボラアンテナとしての使用例
を示す正断面説明図、（２）図は、ハニカムコアの斜視
図である。

【符号の説明】

１ 曲面ハニカムパネル（従来例の製造方法によるも
の） ２ 型 ３ 型 ４ 内面板 ５ 外面板 ６ ハニカムコア ７ 型 ８ オートクレーブ ９ バキュームシート １０ 曲面ハニカムパネル（本発明の製造方法によるも
の） １１ セル壁 １２ セル １３ ホース １４ 調整弁 １５ スリット １６ パッチ材 １７ 放射器 １８ マイクロ波 Ａ 浮き Ｂ 予定の曲率 Ｃ 大きな曲率

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯材たるハニカムコアの内外両面に、使
   用面を形成することになる内面板と、外面板とが接着さ
   れると共に、全体的に所定曲率を備えてなる曲面ハニカ
   ムパネルの製造方法であって、 まず、それぞれ所定曲率を備えた型を用いて、該内面板
   と該外面板とを引張り成形等により加圧成形し、次に、
   該内面板と該外面板間に芯材たる該ハニカムコアを接着
   剤を介装しつつ挟み込んで、所定曲率を備えた型を用い
   つつ加熱加圧することにより、上記曲面ハニカムパネル
   を得た後、 上記曲面ハニカムパネルについて、該外面板から該ハニ
   カムコアにかけて複数のスリットを形成すると共に、該
   外面板について、各該スリットを覆うようにそれぞれ補
   強用のパッチ材を、所定曲率を備えた型を用いつつ加熱
   加圧して接着すること、を特徴とする曲面ハニカムパネ
   ルの製造方法。