JP6615135B2 - ハニカムコアの連結方法 - Google Patents
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Description
もって重量比強度,平面精度,その他に優れるという特性を備えており、各種の構造材等として広く用いられている。
このようなハニカムコア1の成形方法としては、展張方式やコルゲート方式が一般的である。
展張方式では、図6の(1)図,(2)図に示したように、条線状に接着剤4やろう材等が塗布された母材シート5を、多数枚、半ピッチずつずれた位置関係で重積方向Hに重積した後、加圧加熱して、母材シート5間を条線状に接着やろう付け等により接合する。
それから、重積方向Hを展張方向Wとして引張力を加え展張することにより、母材シート5にてセル壁2が形成され、図6の(3)図に示したハニカムコア1が成形される。
図6の(3)図中、Aは、セル3の軸方向いわゆるセル軸方向であり、展張方向Wやリボン方向Lとは直交する。展張方向Wとリボン方向Lとは、同一平面で直交する関係にある。
そして成形されたハニカムコア1は、必要に応じ補強用の樹脂含浸(例えば、母材シート5が繊維強化プラスチック製の場合)、その他の付加処理が施された後、セル軸方向Aの途中で必要な厚さにスライス,切断され、又、展張方向Wやリボン方向Lに沿って不要な端部がカット,切断されて、使用に供される。
更にハニカムコア1は、セル3の両開口端面に表面板が接合され、もってハニカムサンドイッチパネルとして使用に供されることも多い。
《コスト面の問題》
廃棄コスト等のコスト面に問題が指摘されていた。
すなわち前述したように、成形されたハニカムコア1は、例えば、樹脂含浸その他の付加処理や、厚さのスライス切断や、端部のカット切断や、表面板の接合、等々の作業が施される。
そして、これらの作業に際し、ハニカムコア1のスライス切断片,カット切断端部,部分的欠損品(例えば展張不良箇所が存する物)等は、産業廃棄物として廃棄処分されていた。
そこで、廃棄コストが嵩むという問題が指摘されており、廃棄コスト低減や廃棄量削減のニーズが強かった。更に、廃棄処分せずに再利用化,リサイクル化によるコスト改善を望む声もあった。
連結ハニカムコアについて強度面に、問題が指摘されていた。
すなわち、必要とされる使用サイズが長尺や大面積の場合、定尺寸法・標準サイズの通常製品・一般商品のハニカムコア1を、平面的,一体的に繋ぎ合わせて連結することが行われている。
そして従来は、図3の(3)図の準備工程、(4)図の接合工程に示したように、連結対象の両ハニカムコア1のリボン方向Lに沿った端部について、各セル壁2外表面に接着剤4やろう材等を塗布して接合することにより、ハニカムコア1を繋ぎ合わせて連結していた。もって長尺化や大面積化した連結ハニカムコア6として、使用に供していた。
しかしながら、このような従来の連結ハニカムコア6については、強度面に問題が指摘されていた。
すなわち、連結ハニカムコア6に外方への引張荷重が作用した場合、つまり外力が剥離力として加わった場合、これへの強度は、偏に接着剤4等の接着力,接合強度次第となっていた。連結ハニカムコア6の連結箇所の連結強度は、偏に接着剤4等に頼っており、連結箇所の変形,破壊,剥離等をより確実に防止可能な、より高強度への要請が強かった。
しかも、このような接着剤4等による接合力については、バラツキ発生が指摘され、連結ハニカムコア6の強度への悪影響が指摘されていた。
すなわち、連結に際し切断されたセル壁2の切断小片や切断粉が、塗布される接着剤4等に付着,混入することが多々あった。又、連結対象のセル壁2について、付加処理として施されていた含浸樹脂が、コーナーに隅肉フィレット状に付着し易く、もって接着剤4等の塗布面が均一とならず、塗布厚に凹凸差が生じることも多々あった。
これらにより、接着剤4等による接合力について、強度低下箇所が発生する等、隙間のない接合が困難化し、接合バラツキ発生が指摘されていた。そこで、これへの強度確保対策として、接着剤4等の使用量を増加させ、塗布厚をより厚くすることも行われていた。
しかしながら、このような従来の連結ハニカムコア6については、接着剤4等の増加分だけ重量が増加する、という難点が指摘されていた。又、水性の接着剤4等を使用した場合は、乾燥に長時間を要するという指摘もあった。
本発明のハニカムコアの連結方法は、このような実情に鑑み、上記従来技術の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第1に、強度面や重量面等に優れており、第2に、もって再利用化,リサイクル化促進によりコスト面に優れると共に、第3に、長尺化や大面積化が品質面に優れつつ実現される、ハニカムコアの連結方法を提案することを目的とする。
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲に記載したように、次のとおりである。
請求項1については、次のとおり。
請求項1のハニカムコアの連結方法は、セル壁にて区画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体よりなるハニカムコアを、平面的,一体的に繋ぎ合わせて連結する方法に関する。
そして、連結対象の両該ハニカムコア端部の各該セル壁について、まず、両者の対応する頂点部分を切断除去した後、次に、両者の切断残部の端部分同士を、重合,係止すると共に接合すること、を特徴とする。
請求項2については、次のとおり。
請求項2のハニカムコアの連結方法では、請求項1において、該ハニカムコアのセルは六角形状をなす。そして、各該セル壁の切断残部は略Y字形状部を有し、その端部分の二辺同士が重合,係止,接合されること、を特徴とする。
請求項3のハニカムコアの連結方法では、請求項2において、連結対象の該ハニカムコアは、成形時の重積方向や展張方向に沿った端部相互間で、連結されること、を特徴とする。
請求項4については、次のとおり。
請求項4のハニカムコアの連結方法では、請求項2において、連結対象の該ハニカムコアは、平面的,外形的,全体的にも略六角形状をなすと共に、1個を中心に、その各端部に他の6個の端部がそれぞれ連結される集合体よりなる。
そして、該1個と他の2個との3者隣接箇所において、該切断残部の略Y字形状部分が所定のごとくは存せず不足した欠損隙間箇所が発生するが、該欠損隙間箇所には、略Y字柱状の補強材が嵌入,接合されること、を特徴とする。
請求項5のハニカムコアの連結方法では、請求項1において、各該セル壁の頂点部分の上記切断除去は、該セル形状に見合った棒状のコマ部材を、該セル内に下敷き用に密挿入して行われること、を特徴とする。
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
(1)この連結方法では、まず、連結対象のハニカムコアとして、標準サイズのものや、スライス切断片,カット切断端部,部分的欠損品等の再利用可能部分が、準備される。
(2)そして、連結対象のハニカムコアの端部について、まず、各セル壁の頂点部分が切断除去される。
(3)それから、連結対象のハニカムコアの対応する端部について、ピッチをずらしたセル壁の切断残部の端部同士が、重合,係止,接合される。もって、ハニカムコア間が平面的,一律的に繋ぎ合わされた連結ハニカムコアが得られる。
(4)代表例では、ハニカムコアのセルが六角形状をなし、セル壁の切断残部が略Y字形状部を有し、その端部分の二辺同士が重合,係止,接合される。
(5)もって、連結対象のハニカムコアが、例えば直線的,一面的に連結されて、連結ハニカムコアとされる。これに対し例えば、全体的に略六角形のハニカムコアを基本ブロックとし、その集合体よりなる連結ハニカムコアも考えられる。
(6)さてそこで本発明によると、次のようになる。まず、ハニカムコアの繋ぎ合わせ連結を、セル壁の切断残部の端部分同士の重合,係止,接合の組み合わせにより実現する。もって、連結強度に優れている。
(7)すなわち、この連結ハニカムコアは、剥離力が加わり引張荷重が作用しても、変形,破壊,剥離等を十分に防止可能である。そしてこれは、接着剤等の使用量を増加することなく、重量増加を招くことなく実現される。
(8)そこで、ハニカムコアのスライス切断片,カット切断端部,部分的欠損品等の再利用可能部分が、廃棄されることなく連結ハニカムコアとしてリサイクル再利用可能となる。
(9)又、使用上必要とされるサイズが長尺や大面積の場合でも、対応した連結ハニカムコアを、強度面や重量面に優れつつ容易に提供することが可能である。
(10)そこで、本発明は次の効果を発揮する。
第1に、強度面や重量面等に優れている。
本発明に係るハニカムコアの連結方法は、ハニカムコアの繋ぎ合わせ連結を、セル壁の切断残部の端部分同士の重合,係止,接合の組み合わせにより、実現する。
前述したこの種従来技術の連結ハニカムコアのように、偏に接着剤の接着力,接合強度に頼っていたのに比し、連結強度が大きく向上する。引張荷重が作用しても、連結箇所の変形,破壊,剥離等を十分阻止可能である。
又、従来技術の連結ハニカムコアのように、接着剤等の使用量を増加させることもなく、連結強度が確保され、重量増加は回避される。水性接着剤を使用した場合も、乾燥時間の長時間化が回避される。
このように本発明は、強度や重量等の品質面に優れている。
第2に、再利用化、リサイクル化が促進され、コスト面にも優れている。
本発明に係るハニカムコアの連結方法は、上述したように、強度面や重力面等に優れつつハニカムコアを繋ぎ合わせて連結する。そこで、ハニカムコアの従来は廃棄されていたスライス切断片,カット切断端部,部分的欠損品等について、再利用可能部分を、このような連結によりリサイクル利用可能となる。
従来の廃棄品から、通常製品:一般商品のハニカムコアと遜色ない性能の連結ハニカムコア,リサイクルコアを得ることができ、コストが改善される。例えば、定尺寸法・標準サイズのもの、更には長尺や大面積のものを得ることもできる。
勿論、前述したこの種従来技術に比し、その分だけ、産業廃棄物が削減され廃棄コストが低減され、この面からもコストが改善される。
第3に、長尺化や大面積化も、品質面に優れつつ実現される。
本発明に係るハニカムコアの連結方法は、上述したように、強度面や重量面等の品質面に優れつつハニカムコアを連結する。そこで、長尺化や大面積化の使用ニーズにも、品質面に優れつつ対応可能となる。
例えば、定尺寸法・標準サイズのハニカムコアを汎用品として予め準備し、在庫しておけば、使用サイズが長尺や大面積のものを連結により供給可能となる。強度に優れ重量増加もない連結ハニカムコアを、容易に供給可能となる。
このように、この種従来技術に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
《ハニカムコア1について》
まず本発明の前提として、ハニカムコア1について図6を参照して一般的に説明する。
ハニカムコア1は、セル壁2にて区画形成された中空柱状の多数のセル3の平面的集合体よりなる。セル壁2そしてセル3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、これによらず、縦長や横長の六角形状,略台形状,略三角形状,略四角形状,その他多種の形状のものが可能である。
そして、重量比強度(セル軸方向Aの圧縮強度)に優れ、軽量であると共に高い強度や剛性を備えている。又、平面精度(特に、両開口端面に表面版が接合されたハニカムサンドイッチパネルとして使用した場合)、整流効果、単位容積当りの表面積が大、その他の特性が知られている。もって広く、各種の構造材として使用されている。
コルゲート方式では、母材シート5をコルゲート成形した波板を、多数枚、半ピッチずつずらせ相互間で谷部と頂部とを合わせる位置関係で、重積方向Hに重積すると共に、相互間をリボン方向Lに沿い、接着剤4やろう材で条線状に接合することにより、ハニカムコア1を成形する(重積方向Hやリボン方向Lについては、展張方式について説明したところを参照)。
母材シート5としては、アルミニウム,その他の金属や、繊維強化プラスチック(繊維基材に熱硬化性樹脂を付着,含浸させたもの),その他のプラスチックや紙,等が代表的に用いられる。
なお、繊維強化プラスチック製の場合は、後処理として補強用樹脂が付着,含浸されることが多い。
ハニカムコア1については、一般的な説明は、以上のとおり。
以下、本発明に係るハニカムコア1の連結方法について、図1〜図5を参照して、説明する。まず、本発明の概要については、次のとおり。
本発明のハニカムコア1の連結方法は、セル壁2にて区画形成された中空柱状の多数のセル3の平面的集合体よりなるハニカムコア1を、平面的,一体的に繋ぎ合わせて連結する方法に関する。
そして、連結対象の両ハニカムコア1の端部8の各セル壁2について、まず、両者の対応する頂点部分9を切断除去した後、次に、両者の切断残部11の端部分12同士を、重合,係止すると共に接合すること、を特徴とする。
もって、このような方法により連結された連結ハニカムコア7は、ハニカムコア1が、平面的,一体的に繋ぎ合わせて連結されてなる。
そして、連結された両ハニカムコア1端部の各セル壁2は、両者の対応した頂点部分9が切断除去されると共に、両者の切断残部11の端部分12同士が、重合,係止されると共に接合されていること、を特徴とする。
本発明の概要については、以上のとおり。以下、このような本発明について、更に詳述する。
以下、本発明の詳細について説明する。
まず図1を参照して、本発明について詳細に説明する。
本発明の連結方法では、複数個のハニカムコア1が、平面的つまり一次元又は二次元で、一体的に繋ぎ合わせられて連結される。
もって得られた連結ハニカムコア7は、通常のハニカムコア1と同様に、連結箇所を含みつつ、セル壁2のみにて形成されたセル3の連続的,平面的な集合体よりなる(図1の(3)図を参照)。
そして、この連結方法では、まず準備工程において、連結対象のハニカムコア1が準備される。通常は、セル3やセル壁2の形状が同一のものが準備される。準備されるハニカムコア1としては、定尺寸法・標準サイズの通常製品・一般商品や、スライス切断片,カット切断端部,部分的欠損品等の再利用可能部分が、代表的である。
すなわち、展張方式やコルゲート方式により成形されたハニカムコア1の端部8について、連結対象のセル3の対応する頂点部分9のセル壁2が、切断除去される。頂点部分9は、頂点に若干の長さを加えた切断エリアよりなり、成形時の重積方向H,展張方向Wに沿って一定ピッチで形成される。
なお、このような切断除去に際し、六角形等のセル3の形状に見合った棒状,柱状のコマ部材10を、そのセル3内に下敷き用に密に挿入して行うと、頂点部分9を正確に位置決め切断することができる(図4の(1)図を参照)。
すなわち、まず両ハニカムコア1の各切断残部11の端部分12が、重積方向H,展張方向Wに沿いピッチをずらせた後、相手側のセル3内にセル軸方向Aから挿入されて、組み合わされる。
それから両ハニカムコア1は、このように挿入され組み合わされた切断残部11の各端部分12同士が重合するように、リボン方向Lに移動される。もって重合された各端部分12同士が、お互いに引っ掛かり合って止められ係止されると共に、接着剤4等にて接合される。このような重合,係止,接合により、連結対象のハニカムコア1が直線的、一面的に繋ぎ合わせて連結される。
なお接合は、例えば次のように行われる。重合された各端部分12間に、接着剤4等の接合材を流し込んで接合するか、又は、各端部分12を接着剤4等の接合材の平皿バット容器に、それぞれ浸してから、組み合わせ接合するか、又は、各端部分12に粉状の接着剤を付着させた後、加熱して接合するようにする。
本発明の詳細については、以上のとおり。
次に、図2,図3の(1)図,(2)図,更には図1に示した、本発明の代表例である第1例について、更に詳しく説明する。
この第1例の連結方法において、連結対象のハニカムコア1はセル3が六角形状をなし、各セル壁2の切断残部11は略Y字形状部13を有し、その端部分12の二辺同士が重合,係止,接合される。
そして、連結対象のハニカムコア1は、重積方向Hや展張方向Wに沿った端部8相互間で、連結される。
そこで、切断除去工程で頂点部分9が切断除去されたハニカムコア1の端部分8において、各セル壁2の切断残部11は、それぞれ略Y字形状部13を有するようになる。三辺の端部分12が120度間隔をなす、Y字形状部13が形成される(図1の(1)図,図3の(1)図を参照)。
そして、次の係止接合工程において、この切断残部11の略Y字形状部13について、上部の端部分12の2辺同士が、重合,係止,接合される。すなわち、連結対象の両ハニカムコア1について、両者の端部8の各セル壁2は、切断残部11の略Y字形状部13の端部分12が、重合,係止,接合される。
第1例については、以上のとおり。
次に、図4,図5に示した発明の第2例について、更に詳しく説明する。
この第2例の連結方法において、連結対象のハニカムコア1は、平面的,外形的,全体的にも略六角形状をなすと共に、1個を中心に、その6つの端部8に他の6個の1つの端部8がそれぞれ連結される集合体よりなる。
そして、この連結ハニカムコア7は、1個と他の2個との3者隣接箇所において、切断残部11の略Y字形状部13が、所定のごとく存せず不足した欠損隙間箇所14が発生するが、この欠損隙間箇所14には、略Y字柱状の補強材15が嵌入,接合される。
しかしながら第1例では、前述したようにハニカムコア1が、重積方向H,展張方向Wに沿った端部8相互間で、直線的,一面的に連絡されていた。
これに対しこの第2例では、まず準備工程で準備されたハニカムコア1が、次の切断除去工程で、全体が略六角形状の基本ブロック16へと切断形成される(図4の(2)図を参照)。
そして、1個の基本ブロック16を中心に、その6つの端部8に、他の6個の基本ブロック16のそれぞれ1つの端部8が、多面的,六面的に連結される。
この第2例の連結ハニカムコア7は、このようなハニカムコア1の基本ブロック16の集合体よりなる。勿論、図示した連結ハニカムコア7(図4の(3)図を参照)より外側に、更に基本ブロック16が連結される例も可能である。
すなわち、セル壁2の切断残部11について、略Y字形状部13の二辺の端部分12が所定のごとく存せず不足した、欠損隙間箇所14が発生する(図4の(3)図や図5の(2)図の円表示内を参照)。
そこで図示例では、このような欠損隙間箇所14について、略Y字柱状の補強材15(図5の(1)図,(2)図を参照)が、嵌入,接合される。
補強材15は、欠損隙間箇所14に嵌め入れられる共に、その溝部17に隣接するセル壁2の切断残部11の端部分12が、嵌め入れられると共に接着等により接合される。
補強材15は、例えば、樹脂成形品や金属プレス成形品よりなる。そして、ハニカムコア1そして連結ハニカムコア7のセル軸方向Aの高さ(厚さ)より、若干短く,低い寸法よりなる。
補強材15の溝部17は、開放先端(図示では、上下開放端ではなく側開放端)の溝幅を、若干広い間隔に設置しておくと、上述した端部分12の嵌め入れがスムーズ化する。上述した溝部17への切断残部11の端部分12の嵌入が、容易化する。
第2例については、以上のとおり。
本発明のハニカムコア1の連結方法は、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。
(1)連結方法の準備工程では、連結対象として定尺寸法・標準サイズの正常製品・一般商品のハニカムコア1、および/又は、スライス切断片,カット切断端部,部分的欠損品等の再利用可能部分のハニカムコア1が、装備されている(図2の(1)図,図4の(1)図を参照)。
なお、このような切断除去に際し、コマ部材10を、そのセル3内に密挿入しておくと、頂点部分9が正確に切断除去される(図4の(1)図を参照)。
もって、ハニカムコア1間が平面的,一体的に繋ぎ合わされて連結され、連結ハニカムコア7が得られる(図1の(2)図,(3)図,図2の(3)図,図3の(1)図,(2)図,図4の(3)図,図5の(2)図等を参照)。
これに対し第2例のように、全体的に略六角形状をなすハニカムコア1を、基本ブロック16とし、その1個を中心に他の6個が連結される集合体の連結ハニカムコア7も、考えられる(図4,図5を参照)。なお第2例の連結ハニカムコア7については、欠損隙間箇所14に補強材15が嵌入,接合される(図5を参照)。
まず本発明では、ハニカムコア1の繋ぎ合わせ連結を、セル壁2の切断残部11の端部分12同士の重合,係止,接合の組み合わせにより、実現する。もって、繋ぎ合わせの連結強度に優れている。
因みに、リボン方向Lへの圧縮荷重や、重積方向H,展張方向Wへの引張荷重や圧縮荷重,セル軸方向Aへの引張荷重や圧縮荷重等については、ハニカムコア1本来の強度,剛性にて十分対応可能である。
そして、このような連結強度の確保は、接着剤4等の使用量を増加させることなく、実現される。連結ハニカムコア7の重量増加を招くことなく、実現される。
本発明の作用等については、以上のとおり。
なお、本発明に係るハニカムコア1の連結方法は、次の(イ),(ロ),(ハ),(二)のように、展開,適用することも可能である。
(イ)修理・リペア・手直し用に、適用することが考えられる。
すなわち、連結対象のハニカムコア1が、既使用中のものと未使用のものとからなり、既使用中のものの修理・リペア・手直し用に、未使用のものを連結,利用する適用例が考えられる。
(ロ)使用上、段差が必要なケースへの適用が考えられる。
使用対象が面一ではなく途中に段差が存する場所において、一体的なコアを使用するニーズがある場合に、対応可能である。すなわち、セル軸方向Aの寸法つまり肉厚が異なるハニカムコア1を、連結することにより、このようなニーズに対応する適用例が考えられる。
(ハ)使用上、途中で材質を変更する必要があるケースへの適用が考えられる。
材質を均一とはせず途中で異なる材質とする必要がある場所において、一体的なコアを使用するニーズがある場合に、対応可能である。例えば、アルミ等の金属製のハニカムコア1と、繊維強化プラスチック製のハニカムコア1とを、連結することにより、このようなニーズに対応する適用例が考えられる。
(ニ)使用上、セルサイズが異なるハニカムコア1を連結する必要があるケースへの適用が考えられる。
セル3のサイズを一定とはせず途中で異なるサイズとする必要がある場所において、一体的なコアを使用するニーズがある場合に、対応可能である。例えば、あるセルサイズのハニカムコア1と、そのセルサイズより数倍のセルサイズのハニカムコア1とを、連結することにより、このようなニーズに対応する適用例が考えられる。
2 セル壁
3 セル
4 接着剤
5 母材シート
6 連結ハニカムコア(従来例)
7 連結ハニカムコア(本発明)
8 端部
9 頂点部分
10 コマ部材
11 切断残部
12 端部分
13 略Y字形状部
14 欠損隙間箇所
15 補強材
16 基本ブロック
17 溝部
A セル軸方向
H 重積方向
L リボン方向
W 展張方向
Claims (5)
- セル壁にて区画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体よりなるハニカムコアを、平面的,一体的に繋ぎ合わせて連結する方法であって、
連結対象の両該ハニカムコア端部の各該セル壁について、まず、両者の対応する頂点部分を切断除去した後、次に、両者の切断残部の端部分同士を、重合,係止すると共に接合すること、を特徴とするハニカムコアの連結方法。 - 請求項1において、該ハニカムコアのセルは六角形状をなし、各該セル壁の切断残部は略Y字形状部を有し、その端部分の二辺同士が重合,係止,接合されること、を特徴とするハニカムコアの連結方法。
- 請求項2において、連結対象の該ハニカムコアは、成形時の重積方向や展張方向に沿った端部相互間で連結されること、を特徴とするハニカムコアの連結方法。
- 請求項2において、連結対象の該ハニカムコアは、平面的,外形的,全体的にも略六角形状をなすと共に、1個を中心に、その各端部に他の6個の端部がそれぞれ連結される集合体よりなり、
該1個と他の2個との3者隣接箇所において、該切断残部の略Y字形状部が所定のごとくは存せず不足した欠損隙間箇所が発生するが、該欠損隙間箇所には、略Y字柱状の補強材が嵌入,接合されること、を特徴とするハニカムコアの連結方法。 - 請求項1において、各該セル壁の頂点部分の上記切断除去は、該セル形状に見合った棒状のコマ部材を、該セル内に下敷き用に密挿入して行われること、を特徴とするハニカムコアの連結方法。
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