JPH02205214A

JPH02205214A - ハニカム構造体の製造方法

Info

Publication number: JPH02205214A
Application number: JP2627489A
Authority: JP
Inventors: Shujiro Inatani; 修二郎稲谷
Original assignee: Rays Engineering Co Ltd
Current assignee: Rays Engineering Co Ltd
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1990-08-15
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH0749131B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［利用分野］本発明は、ハニカム構造体に関するものであり、ハニカ
ム構造体のコアとシェルとを一体的に結合された状態に
成形することにより、ハニカム構造体の強度を向上させ
ようとするものである。

［従来技術及びその課題］ハニカム構造体は、軽量にして、その強度が大きいこと
から、航空機や自動車部品等に数多く利用されている。

この従来のハニカム構造体は、第１１図に示すような構
成で、六角筒が密に配列された、所謂稠密六方格子状の
構成のコア（１）と、このコアの両面に添設されるシェ
ル（２）　（２）とから成る。

又、場合によっては、前記コア（１）の周囲を包囲する
ようにサイドシェル（２０）をシェル（２）　（２）に
具備させる。

この従来のものでは、前記コアは、通常アルミ箔又はア
ルミニューム製の薄板等からなるコア材（１０）から構
成され、このコア材相互を部分的に豆製品の厚さの方向
に帯状に接着し、この帯状接着域が接合コア材相互にお
いて千鳥状となるように積層し、これを展開したもので
、その端面には六角形の開口が密に千鳥状に連続する。

そして、前記開口端を全体的に閉塞するようにシェル（
２）　（２）がコア（１）の端面に接着剤によって添設
固着される。

このハニカム構造体の場合には、同図の板厚方向の荷重
に対しては、コア（１）を構成するコア材（１０）が強
度を負担することとなる。又、曲げ応力が作用した場合
においても、一定の間隔で対向するシェル（２）　（２
）相互間には六角筒が密に連続することとなって、十分
な強度を発揮する。

ところが、この従来のハニカム構造体の場合には、シェ
ル（２）が曲面によって構成されている場合には、強度
が不十分なものとなるとともに、この種ハニカム構造体
の製作が面倒であった。

コア（１）の開口端部を予め設定された曲面に成形した
後、この曲面に一致させて屈曲させたシェル（２）　（
２）を接着する必要があり、コア（１）の端面の曲面と
シェル（２）の内面とを正確に一致させることが困難で
、コア（１）　の端面とシェル（２）との間に接着不良
部が生じやすいからである。

又、ハニカム構造体のシェル（２）　（２）の周縁部を
包囲するように設けられる所謂サイドシェル（２０）に
ついても、その接合が面倒であり、実際は、コア（１）
の上面・下面及び周囲を含めて全体的に包囲する形式の
ハニカム構造体は、非常に高価なものとなっている。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ｒコ
ア（１）の開口端面及び周側をシェル（２）　（２）に
よって被覆一体化したハニカム構造体１において、少な
くとも一方の面のシェル（２）が曲面に構成されるもの
の場合を含めてハニカム構造体の強度を向上させること
をその課題とする。又、コア（１）と一方のシェル（２
）とが予め一体的に結合状態で仕上るようにして、生産
性を向上させること課題とするものである。

本請求項１の発明について［技術的手段］上記技術的課題を解決するために講じた本発明の技術的
手段はｒ一方のシェル（２）　に、押出し鍛造成形によ
フて一体的に延長突出させたコア（１）及びこれを包囲
するサイドシェル（２０）を具備させ、このコア（１）
の開放側端面とサイドシェル（２０）の端縁との構成面
を平面とし、この平面全域に他方のシェル（２）　を接
合一体化させた１ことである。

［作用］本発明の上記技術的手段は次のように作用する。

少なくとも一方のシェル（２）はサイドシェル（２０）
を具備する構成となっており、この内部に形成されるユ
、ア（１）は、前記シェル（２）及びサイドシェル（２
０）と一体的に結合された状態に成形されている。従っ
て、このコア（１）　とシェル（２）及びサイドシェル
（２０）との間には、既述従来のもののような接合不良
部が生じない。

又、前記シェル（２）及びサイドシェル（２０）とコア
（１）とは、熱間押出し鍛造によって一体的に成形され
るものであるから、前記シェル（２）及びサイドシェル
（２０）が曲面に構成されるものであっても、コア（１
）は、この曲面の内面に体的に延長成形される、しかも
、コア（１）の開放端部は平面に構成される。従って、
このコア（１）の開放端面は、従来のハニカム構造体と
同様に、他方のシェル（２）　を接着等によって被覆し
且一体的に結合する際に、当該部分に結合不良が生じに
くいものとなる。

［効果］本発明は上記構成であるから次の特有の効果を有する。

シェル（２）及びサイドシェル（２０）とコア（１）と
が−法的に結合されるから、シェル（２）とコア（１）
との接合不良による強度低下が防止できる。

又、前記シェル（２）及びサイドシェル（２０）が曲面
の場合でも、コア（１）がこれらと−法的に成形される
から、シェル（２）及びサイドシェル（２０）が曲面の
形状のハニカム構造体の生産性が向上する。

さらに、シェル（２）の肉厚分布及びコア材（１０）毎
の肉厚変化を製品各部の強度分布に合わせて設定できる
から製品の強度バランスを適正化できる。

又、サイドシェル（２０）及びコア（１）がシェル（２
）と−法的に成形できるものであるから、表裏に貫通す
る透孔周壁もコア（１）と一体化でき、この点でも強度
が向上する。

本請求項２の発明についてこの発明は、上記請求項１の発明と同様の目的を達成す
るもので、コア（１）の少なくとも両面のシェル（２）
　（２）を曲面に形成できるようにするものである。

そして、このための技術的手段は、ｒ周囲にサイドシェ
ル（２０）を具備させ且全体が曲面に形成されたシェル
（２）の内面にコア（１）を熱間押出し鍛造によって延
長一体化させた一対の半体（ａ）　（ｂ）からなり、こ
の半体（ａ）　（ｂ）の開放端縁を平面とすると共にサ
イドシェル（２０）の端縁の構成する平面形状を同一に
設定し、前記半体（ａ）　（ｂ）の開放端面相互を接合
一体化させた１ことである。

この手段によれば、上記請求項１の発明と同様の作用を
発揮するとともに、コア（１）の両面が曲面となったハ
ニカム構造体の生産性が向上する。

［実施例］以下、本発明の実施例を第１図から第１θ図に基いて説
明する。

第１図から第３図に示す実施例のハニカム構造体は、第
３図に示すように、コア（１）の両面がサイドシェル（
２０）を−法的に延長させたシェル（２）となり、この
シェル（２）　（２）相互をその平面部（１１）　（１
１）で接合一体化することにより、ハニカム構造体を形
成したものであり、コア（１）の両面が曲面によって構
成されるシェル（２）　（２）となっている。

このハニカム構造体は、同図に示すように半体（ａ）　
（ｂ）から構成されるが、この実施例では、相互に対称
な形状に形成されている。

前記各半体は、シェル（２）の主体部及びサイドシェル
（２０）が連続的に一体的に形成され、同時に完成状態
において表裏に貫通する透孔（２２）となる部分に対応
する箇所には、筒体部（２１）（２１）が設けられて、
これら筒体部（２１）も前記シェル（２）　と−法的に
形成されている。そして、このサイドシェル（２０）及
び筒体部（２１）　（２１）によって囲まれる空間には
、六角形状の筒部が密に連続するコア（１）が形成され
ており、このコア（１）を構成する隆起辺となるコア材
（１０）（１０）は平面部（１１）に対して直角に構成
されている。

そして、前記平面部（１１）　（１１）相互が接着又は
溶接くろう付）によって接合一体化される。

尚、この場合には、筒体部（２１）の端面及びコア材（
１０）　（１０）の端縁相互も接合一体化される。

従って、半体（ａ）　（ｂ）のコア（１）　（１）相互
が一体的に結合されて半体（ａ）　ｆｂ）のサイドシェ
ル（２０）を具備するシェル（２）　によって囲まれる
密閉空間内に内蔵され、しかも、構成壁面と一致するも
のとなる。

上記半体（ａ）　（ｂ）のそれぞれは、熱間押出し鍛造
によって製作されるが、この加工には、アルミニニーム
を使用し、第４図〜第７図に示す構造の鍛造金型を使用
する。

前記鍛造金型は、雄型（Ｐ）と雌型（Ｄ）とからなり、
前記雌型（Ｉｔ）には、サイドシェル（２０）を具備す
るシェル（２）の外形と一致する凹陥部（３）が形成さ
れ、他方の雄型（Ｐ）には、コア材（１０）　（１０）
に一致する押出し成形用の溝部（４）　（４）が連続す
る態様で形成されている。

前記凹陥部（３）　には、透孔（２２）の内径に一致す
る一対のビン（３１）　（３１）がその底部から突出す
る。

他方の雄型（１’）には、前記ビン（３１）　（３１）
と対向する位置に透孔（２２）の外形に一致した凹部（
４１）　（４１）が形成されている。又、雄型（Ｐ）に
は、バルブタイプの押出しビン（４０）　（４０）を具
備させてあり、その基端部は雄型（Ｐ）内に形成した空
室（４２）内において昇降自在に収容される可動板（４
３）に連設されている。尚、これら押出しビン（４０）
　（４０）は可動板（４３）とともにノックアウト用の
軸部（４４）によって所定タイミングで降下方向に付勢
される。

又、溝部（４）及び押出しビン（４０）の詳細は、第６
図及び第７図のような構成であり、溝部（４）の入口部
の間隔をコア材（１０）の肉厚に一致させ、その内部は
前記人口部よりも広い間隔に設定されている。そして、
この実施例では、前記入口部の間隔を０．５１程度に設
定し、内部の間隔は、これの約１．１倍に設定しである
。

又、押出しビン（４０）の先端には、円錐形の弁部（４
５）が形成され、この弁部（４５）の下端面は、雄型（
Ｐ）の下端面と一致する平面となるように形成され、雄
型（Ｐ）側の押出しビン（４０）の挿通孔部の端面には
、弁座部（４Ｂ）が形成され、鍛造時には、弁部（４５
）の円錐面が前記弁座部（４６）に密接することとなる
。そして、前記弁部（４５）の大きさは、コア（１）を
構成する六角状筒部の内接円に近似する大きさに設定さ
れている。

上記金型を用いて半体（ａ）　（ｂ）を製作する場合、
加工素材としては、ＳＬ：０．４〜０．８零、　Ｍｇ：
０．５〜１．２電、Ｆａ：０．５％以下のアルミニュー
ムのビレットを２にｇにカットしたものを使用し、素材
温度４８０度、金型温度３００度の条件で、−旦、粗鍛
造する。この粗鍛造は、体積配分が最終仕上形状に適す
る肉厚分布に一致する板状体に成形するための鍛造であ
り、最終の押出し鍛造の前工程である。

最終仕上鍛造の際には、既述の雄型（Ｐ）及び雌型（Ｄ
）からなる金型を用いて前記粗鍛造素材（Ｓ）を最終形
状に成形する。尚、第４図ではとの粗鍛造素材（Ｓ）の
肉厚分布を表現していない。

この最終成形の際に、金型温度及び素材温度は成形性能
に影響するが、実験によれば、上記金型温度を、素材の
再結晶温度に一致させることが望ましい０例えば、上記
した成分のアルミニュームの場合には、金型温度及び前
記粗鍛造素材（Ｓ）の温度を４８０度に維持して加工し
た場合に４０００を程度の圧力で第１図の半体ｆａ）又
は半体（ｂ）が製作できた。尚、前記半体（ａ）又は半
体（ｂ）の製作寸法は、１１１１１００ｍｍ、長さ５０
０１Ｂｍ＋深さ２５ｍｍである。

参考までに、上記成分のアルミニュームからなる粗鍛造
素材（Ｓ）の加熱温度を４１１０度とし、金型温度を２
００度〜４００度の範囲で変化させた場合の加工に要す
る加圧力の変化は、第１０図に示す如くである。

上記の温度条件で、粗鍛造素材（Ｓ）を加工する実際に
ついて説明する。

前記粗鍛造素材（Ｓ）には、第４図に示すように、予め
ビン（３１）　（３１）に一致させた透孔（Ｓ、）（５
１）が形成されており、この透孔をビン（３１）（３１
）に嵌合させるようにして雌型（Ｄ）の凹陥部（３）内
に収容し、この状態で雄型（Ｐ）を所定の圧力で加圧す
る。すると、突出状態にある押出しビン（４０）　（４
０）が粗鍛造素材（Ｓ）に当接して、弁部（４５）　（
４５）が弁座部に圧接され、押出しビン（４０）の摺動
部の気密が確保された状態になる。

つまり、雄型（Ｐ）においては、凹部（４１）及び溝部
（４）の部分と凹陥部（３）と雄型（Ｐ）との間に生じ
る間隙以外の部分が密閉される。そして、さらに加圧す
ると、粗鍛造素材（Ｓ）の素材が第６図のように溝部（
４）の入口部によって規制される寸法に押出し鍛造され
てコア材（ｔｏ）　（ｔｏ）が形成され、同時に透孔（
２２）及びサイドシェル（２０）が形成される。そして
、シェル（２）　の厚さは、雌型（Ｄ）に対する雄型（
Ｐ）のストロークの設定により所定の寸法に仕上ること
となる。

次いで、雄型（Ｐ）が上昇復帰すると、押出しビン（４
０）　（４０）は軸部（４４）の進出付勢力によって下
方に突出し、製品としての半体（ａ）又は半体（ｂ）が
雄型（Ｐ）から取出される。このとき、押出しピン（４
０）の先端の弁部（４５）の端面はシェル（２）の内面
の平面又は曲面に一致する面に仕上られているから、又
、この端面の大きさはコア材（１０）　（１０１により
て囲まれる六角形の平面に近似する大ぎさとなっている
から、前記コア材（ｔｏ）　（ｉｏ）の肉厚が既述のよ
うに薄い肉厚であワても、全体的に雄型（Ｐ）の溝部（
４）　（４）から円滑に引幹出され、製品のノックアウ
トの際にこれらコア材（１０）　（１０）が損傷するこ
とはない。

この鍛造完了時点では、平面部（１１）の面は必ずしも
正確な平面に成っていないが、後工程によって切削又は
研削し、平面に仕上ると、第１図のような半体（ａ）又
は半体（ｂ）が完成する。　この実施例では、半体（ａ
）　（ｂ）を同一形状としであるから、一つの半体（ａ
）を多数製作して、それらの一対の平面部（１１）相互
を接合すると、第３図のような製品が完成する。

尚、上記実施例の場合には、平面部（１１）　（１１）
相互を直接接合する構成としたが、第８図のように、中
間に半体（ａ）の輪郭に一致した形状の板材（５）を介
装し、これを介して一対の半体（ａ）　（ａ）の平面部
（１１）相互を接合するようにしてもよい。

また、３１！９図に示すように、一方の半体（ａ）と、
前記板材（５）とによって製品を製作するようにするこ
とも可能である。

さらに、上記実施例のものは、熱間押出し鍛造によって
製作されているが、これを冷間押出し鍛造によって製作
するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の半体（ａ）又は半体（ｂ）の
平面図、第２図はその断面図、第３図は製品としてのハ
ニカム構造体の断面図、第４図は熱間押出し鍛造金型の
構造説明図、第５図は鍛造時の説明図、第６図は鍛造時
の要部説明図、第７図はその平面図、第８図・第９図は
他の実施例の説明図、第１θ図は金型温度と鍛造圧力と
の関係図、第１１図は従来例の説明図であり、図中。（り・・・・（２）　（２）・・・（２０）・・・・（ａ）　（ｂ）・・・・コア・シェル・サイドシェル・半体

Claims

【特許請求の範囲】［１］、コア（１）の開口端面及び周側をシェル（２）
（２）によって被覆一体化したハニカム構造体において
、一方のシェル（２）に、押出し鍛造成形によって一体
的に延長突出させたコア（１）及びこれを包囲するサイ
ドシェル（２０）を具備させ、このコア（１）の開放側
端面とサイドシェル（２０）の端縁との構成面を平面と
し、この平面全域に他方のシェル（２）を接合一体化さ
せたハニカム構造体。［２］、周囲にサイドシェル（２０）を具備させ且全体
が曲面に形成されたシェル（２）の内面にコア（１）を
熱間押出し鍛造によって延長一体化させた一対の半体（
ａ）（ｂ）からなり、この半体（ａ）（ｂ）の開放端縁
を平面とすると共にサイドシェル（２０）の端縁の構成
する平面形状を同一に設定し、前記半体（ａ）（ｂ）の
開放端面相互を接合一体化させたハニカム構造体。