JPH04210829A - ハニカム構造単位体及びハニカムパネル - Google Patents

ハニカム構造単位体及びハニカムパネル

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JPH04210829A
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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】
［０００１］
【産業上の利用分野】本発明は、単独でまたは複数並べ
られてハニカムコアやハニカムパネルを形成するための
ハニカム構造体に関する。 ［０００２］
【従来の技術】一般的に、ハニカムコアのセル断面は正
六角形あるいは長方形が密に並んだ状態となっており、
通常は平板のハニカムパネルの芯材とされている。 方、ハニカムコアやハニカムパネルを各種の構造部材と
して適用するに当り、曲面を有するものが要望される。 そこで、曲面を有したハニカムコアやハニカムパネルを
製造する場合、従来状の様な方法がとられていた。 ［０００３］最も一般的なのは、ハニカムコアあるいは
ハニカムパネルに平板に対すると同様の曲げ加工を施し
て曲面を形成させる方法である。また、図９に示す様に
、変形し易い様に、曲面からなる特殊なセル断面のハニ
カムコアを製作し、これを曲面に沿わせて接着し、ある
いはろう付けし、または溶接する方法も知られている。 ［０００４］さらに、図１０に示す様に、帯材１０１を
図示シングルハツチ部１０２で接着しつつ積層体１０３
を形成し、これから図示クロスハツチ部１０４を除去し
、その後展張することで湾曲したハニカムコア１０５を
形成し、その上下に面板１０６，１０７を接合すること
によって、曲がったハニカムパネルを形成するという方
法も知られている。 ［０００５］またさらに、特公昭５８−２５５３１号公
報によれば、図１１に示す様に、帯材１１１を、図の（
Ａ）に示した中心線ＣＬに垂直な折り目１１２と中心線
ＣＬに対して傾斜した折り目１１３とで折り曲げ、図の
（Ｂ）、　　（Ｃ）に示す様に、頂面１１４と底面１１
５とが傾斜した凹凸帯状のハニカム構造体１１６とし、
図の（Ｄ）の様に、このハニカム構造体１１６同士を積
層させた後に、−各頂面１１４と他のものの底面１１５
とをスポット溶接で固定することにより、曲面を有する
ハニカムコア１１７を製造する方法が開示されている。 ［０００６］
【発明が解決しようとする課題】ところが、こうした従
来の方法では、種々の問題があった。例えば、最初に説
明した一般的な板曲げによる方法では、簡単であるから
生産性は問題ないものの、ハニカムコアが曲げに抗する
性質を有することから曲率半径が大きな場合だけに限ら
れ、小さな曲率半径の曲面を形成することができないと
いう問題があった。 ［０００７］また、二番目に説明した図９の方法では、
ハニカム構造体としての帯材が極めて特殊な形状である
ため、ハニカム構造体同士を並べてろう付は等によりセ
ルを形成する際における位置合わせ等に多大な手間を必
要とし、ハニカムコアの生産性が劣るという問題があっ
た。また、コア高さが大きい場合は、やはり曲面形成が
困難となるという問題があった。 ［０００８］一方、三番目に説明した図１０の方法では
、生産性が劣ると共に、コアの支持方向が曲面に対して
垂直とならないため、ハニカムパネルの強度上不都合で
あるという問題があった。 ［０００９］さらに、最後に説明した図１１の方法では
、帯材を折り曲げて凹凸状のハニカム構造体１１６を生
産すること自体が極めて困難であり、また帯状のハニカ
ム構造体同士を接合して正六角形セル１１８を形成する
際の位置合わせ等も面倒であった。加えて、一つのハニ
カム構造体１１６は特定の曲率への曲げのみに限られて
しまい、種々の曲率の曲げに対応するためには個別に設
計・製造しなければならないという問題があった。 ［００１０１本発明は、こうした従来の問題点を解決し
、生産性に優れ、しかも大きな曲率半径から小さな曲率
半径のものまで種々の曲げが簡単にできるばかりか、二
以上の曲面が連続したいわゆる複曲面の様な複雑な形状
を形成するのにも適し、コアの支持方向が曲面に対して
垂直となるハニカムコアやハニカムパネルを製造するこ
とのできるハニカム構造体を提供することを目的として
完成されたものである。 ［００１１１
【課題を解決するための手段及び作用］かかる目的を達
成するためになされた本発明のハニカム構造体は、長さ
方向に対して直交する端縁を備えた矩形状の平面または
曲面からなり、該長さ方向に所定間隔で並んだ底部と、
底部同士の各隣合う端縁間に形成された凸部とを有する
ハニカム構造体において、前記凸部は前記底部に対して
鋭角に連結されていることを特徴とするものとして完成
された。 ［００１２］また本発明は、この構成に加えて、前記底
部の端縁が隣同士で略接触していることを特徴とするハ
ニカム構造体としても、さらには、前記底部は矩形状の
平面であり、前記凸部が該底部と平行な矩形状の平面か
らなる頂部と、該頂部の端縁と前記底部の端縁との間を
連結する矩形状の平面の側部とからなることを特徴とす
るハニカム構造体としても完成されている。 ［００１３］加えて、矩形状平面の底部と頂部とを有す
る場合に、前記底部および前記頂部の端縁が隣同士で略
接触していることを特徴とするハニカム構造体としても
完成されている。そして、この場合に、前記凸部は、前
記頂部を底辺とする二等辺三角形状のセル断面を形成す
ることを特徴とするハニカム構造体あるいは、前記凸部
は、正三角形状のセル断面を形成することを特徴とする
ハニカム構造体としても完成されている。 （ＯＯ１４］かかる構成を有する本発明のハニカム構造
体によれば、凸部を底部に対して鋭角に連結したことに
より、凸部の開口部は内部に対して狭くなり、その極端
な形態として底部の端縁が隣同士で略接触すれば、凸部
はそれだけで完全なセル単位を形成することになる。開
口部が接触して完全なセル単位を形成しないまでも、開
口部が内部よりも狭くなっているから外力に対して開か
れ難い。これは、もう一つには底部と凸部との連結角が
鋭角となっているから角部の剛性が高くなっているから
でもあると考える。この結果、本発明のハニカム構造体
においては、その凸部が閉じたセルと同様の十分な垂直
荷重支持部材としての作用を奏する。ハニカムコアの補
強材としての作用は、一つにはこのセル単位が変形しに
＝ｆｔいという点にある。従って、本発明によれば、ハ
ニカム構造体自体で十分な補強能力を有することになる
。 ［００１５］一方、従来のハニカム構造体は、二つ以上
を積層して接合することにより初めてセル単位が形成さ
れるものであったため、ハニカムパネルを形成するに当
たって複数のハニカム構造体を所定の位置関係に並べる
必要があった。ところが、本発明によれば、上述の様に
、ハニカム構造体が単体でセルを形成し、あるいはセル
と同様の外力に抗することのできる凸部を有するもので
あるから、二つ以上を積層する際の配置の自由度が極め
て高いという作用をも奏することになる。 ［００１６］ここで、本発明を分かり易くするために、
その構成と作用とを図面を用いて説明する。図１は本発
明の一例を示し、いずれも矩形面からなる底部１と頂部
２と側部３とからなり、底部１と側部３との連結角０を
略６０度とし、底部１の隣合う端縁間±１ａ−１ｂと頂
部２の隣合う端縁間±２ａ−２ｂが略接触する正三角形
の凸部４が並んだ形態のハニカム構造体５を示している
。 ［００１７］この例から分かる様に、連結角θが鋭角で
あれば、凸部４はそれだけで一つのセルを形成しており
、既に十分な荷重支持力を有している。最終製品として
のハニカムパネルあるいはハニカムコアでは、図示の（
Ｃ）の様になるが、既にセルが形成されているから、ハ
ニカム構造体同士を接合することなくただ並べただけで
も構わないのである。 ［００１８］この様に、本発明のハニカム構造体は、セ
ルを形成するための従来の手法の様なハニカム構造体同
士の接合・固着をする必要がなく、また、底部の端縁同
士は接触はしても完全に接合されてはいないから、隣合
う凸部同士の位置関係を容易に変更することができる。 図１のハニカム構造体５をいろいろな曲面に沿って変形
させた状態を図２に示す。 ［００１９］図示の（Ａ）、　　（Ｂ）の様に、ハニカ
ム構造体５は、隣合う底部１の端縁１ａ、ｌｂの一端を
支持点６として柔軟に曲がる。このとき、支持点６があ
ることにより、曲げ方向が安定する。また、図示の（Ｃ
）の様にも曲げることができ、ここでは支持線７が形成
されることにより、やはり曲げ方向が安定する。このと
き、底部と凸部との連結部が鋭角となっているため、支
持点６あるいは支持線７は変形し難く、ハニカムコアの
肉厚が薄い場合にも安定した支持部となる。なお、最終
的には、図示のＰの様に所定位置をろう付は等により接
合してもよい。 ［００２０］つまり、底面の端縁同士が略接触している
構成をも採用すれば、曲げるときに方向が定まり易く、
作業がし易いのである。もちろん、最初の状態では略接
触していないとしても、上述した様に、本発明では凸部
の開口が狭いから、曲げようとする力を加えると、曲げ
半径の内側に当たる端縁同士が接触する方向にスムーズ
に移動し、それだけでも曲げ方向はかなり定め易い。こ
れが従来の様に開口が広がった凸部であると、例えば図
２の（Ａ）の様な曲げを実施する場合に、面方向に変形
することで曲げようとする力を分散してしまい、曲げ方
向を定め難い。 ［００２１１ところで、図２の（Ａ）、（Ｂ）の様に変
形することができるというのが本発明の特徴であるが、
面板と接合してハニカムパネルを得る場合、どの様な関
係で曲げが行えるかについてさらに詳しく説明する。 ［００２２１図３に（Ａ）、　　（Ｂ）として示す様に
、ハニカム構造体５を曲げたときの外周半径をＲ１とし
、内周半径をＲ２とし、底部１の長さをＬとしたとき、
面板とハニカムコアとをろう付は等する必要から、次の
関係式を目標に曲げ得る限界を定めることができる。 ［００２３］　Ｒ１＝　（ｄｉ／２）＋　（Ｌ２／８ｄ
ｌ）あるいは Ｒ２＝−（ｄ２／２）＋　（Ｌ！　／８ｄ２）なお、ｄ
ｉ、ｄ２はそれぞれ図示の隙間であり、ここにろう付は
等の条件としての限界隙間を代入すればよい。 ［００２４１本式より、底部１の長さしを調整すれば、
相当に小さな曲率半径へ曲げることができるということ
が分かる。もちろん、ハニカムコアの各構成面の両端を
、面板の曲率に応じて切り欠いておけば、限界隙間の問
題を解消し、限界曲率をさらに小さくすることができる
。 ［００２５］さらに、こうした曲げに限らず、図４の（
Ａ）に示した様に、ねじりを与えることもできる。この
とき、ハニカム構造体５を形成するための帯板を、図示
（Ｂ）のシングルハツチの様に、一部切り欠いておき、
これを曲折する様にして、ハニカム構造体５と、そこに
接合される面板との接触が良好になる様にしておいても
よい。つまり、本発明のハニカム構造体では、底部、頂
部および側部が矩形状というのは、それらの端縁が長さ
方向に対して垂直なものとなっているための構成であっ
て、厳密な矩形にのみ限定されないのである。そして、
適当な湾曲状切り欠きを工夫することで、ハニカムパネ
ルとして完成するときの面板とのろう付は等の接合がや
り易くなるという作用を奏するのである。 ［００２６］この様に、本発明のハニカム構造体は、そ
の構成ゆえに、様々な曲率半径に曲げることができ、ま
たねじることもでき、しかも、変形させたハニカム構造
体から構成されるハニカムコアは、荷重支持方向が曲面
に垂直となる。 ［００２７］なお、実際の作業としては、予め複雑な曲
面形状にプレス加工などを施したパネルに本発明のハニ
カム構造体を並べ、反対側をもう一つの面板で挟み付け
るだけでハニカム構造体自身が曲面に沿って変形してく
れるから、複雑な曲面形状を有するハニカムパネルを極
めて簡単に製造することができる。従って、セルサイズ
、コア壁の肉厚、コアの高さ、曲率等の種々の設計条件
について、自由な対応ができ、かつ所望の強度性能を有
するハニカムコアあるいはハニカムパネルを簡単に製造
することができる。また、ハニカム構造体自体の製造に
おいても、斜めに折ったりしなくてもよいから簡単であ
る。 ［００２８］こうした優れた作用に加えて、図１に示し
た様な特に正三角形状の凸部を形成したハニカム構造体
を用いれば、ハニカムコアとしてのセルが均一な形状を
呈し、ハニカムパネルとして見たときの強度のバランス
が優れている。 【００２９】なお、凸部の形状は二等辺三角形状であっ
てもよく、さらに図５に示す様に、台形状の凸部２１を
有するハニカム構造体２２や、円形状の凸部２３を有す
るハニカム構造体２４や、正方形状の凸部２５を有する
ハニカム構造体２６などであってもよい。また、底部と
頂部とを湾曲した面で構成したハニカム構造体２７とす
れば、図４の（Ｃ）の様な使用において、面板とのろう
付は等のための限界隙間の問題をなくして極めて小さな
半径の曲げに適用するのに都合がよい。さらに、各面に
補強リブ折り２８を有するハニカム構造体２９であって
もよい。いずれの形状にしても、凸部と底部との連結角
θが鋭角となっているから、上述の正三角形状の凸部４
を有するハニカム構造体５と同様の作用を奏する。 ［００３０１
【実施例］次に、本発明を具体化した実施例を図面に基
づき詳細に説明する。実施例としては、図１にて説明し
たと同様の正三角形状の凸部３１を有するハニカム構造
体３２を用いて、種々の曲面形状を有するハニカムパネ
ルを製造した。 ［００３１１なお、ハニカム構造体３２は、肉厚０．　
２ｍｍで幅１３ｍｍのアルミ帯板を凸部３１の正三角形
の一辺の長さが１１ｍｍとなる様に曲折して形成したも
のを用いた。第１実施例は、図６に示す様に、このハニ
カム構造体３２を、内側半径Ｒｉが５０ｍｍとなる様に
曲げ、その内側と外側に面板３３．３４をろう付けによ
って接合した。ハニカム構造体３２は、この面板３３．
３４の形状に良好にマツチし、ろう付けの結果も良好で
あった。また、加重支持方向が曲面に垂直で十分な強度
も得られた。 ［００３２］第２実施例は、図７に示す様に、第１実施
例で用いたのと同じハニカム構造体３２を、予めプレス
加工して形成した複曲面を有する面１３５．３６の開に
挟み付ける様にして組み立て、三者をろう付けした。な
お、複曲面の形状は、図６の（Ｂ）に示す様に、図示左
側が内側半径Ｒ１＝７０ｍｍとなる上に凸の曲面を有し
、反対に図示右側が内側半径Ｒ２＝４５ｍｍとなる下に
凸の曲面を有するものである。この場合も、ハニカム構
造体３２は、この複曲面にマツチした変形状態となり、
三者のろう付けも良好で、加重支持方向が曲面に垂直と
なることにより十分な強度も得られた。 ［００３３］さらに第３実施例として、図２において（
Ｃ）として示した方向への曲げとして適用した例を説明
する。この実施例は、図８に示す様に、通常よく知られ
ている六角形状のセルを有する六角ハニカムコア４１に
、ボルト孔を形成するためのアルミブロック４２を埋め
込んだハニカムパネルを製造する際に、ハニカム構造体
３２をスペーサとして用いたものである。 ［００３４］まず、アルミブロック４２を埋め込むこと
ができる様に六角ハニカムコア４１の所定位置に穴４３
を開ける。そして、周囲に実施例のハニカム構造体３２
を巻き付けたアルミブロック４２をこの穴４３に埋め込
む。この結果、アルミブロック４２と六角ハニカムコア
４１との間が大きな空隙のままとならず、この部分での
強度の段差を解消することができる。この様な使用方法
が可能なのも、ハニカム構造体３２が単独で補強部材と
なり得るということと、曲げ変形のし易さとによる。 ［００３５］従来は、このアルミブロック４２と六角ハ
ニカムコア４１との間には空隙があったため、この部分
での強度の変化が大きな段差となって表れ、当該部分が
破損し易いという不具合があったが、本実施例によれば
これを解消することができる。なお、ハニカム構造体３
２を二重・三重に巻き付けて使用しても構わない。その
際、ハニカム構造体３２同士は特に接合しなくて構わな
い。 ［００３６１以上本発明の詳細な説明したが、本発明は
何らこれに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲の種
々なる態様を採用することができることはもちろんであ
る。 ［００３７］例えば、図５において例示した様なハニカ
ム構造体２２，２４，２６，２７．２９等はもちろん、
その外の凸部形状であっても、凸部と底部との連結角θ
が鋭角を形成しておればよく、正三角形状のものに限ら
ないばかりか、凸部の開口がある程度大きくても構わな
いのである。また、ハニカム構造体の材質も限定するも
のではない。 ［００３８］ 【発明の効果】以上説明した様に、本発明のハニカム構
造体によれば、生産性に優れ、しかも大きな曲率半径か
ら小さな曲率半径のものまで種々の曲げが簡単にできる
ばかりか、二以上の曲面が連続したいわゆる複曲面の様
な複雑な形状を形成するのにも適し、コアの支持方向が
曲面に対して垂直となるハニカムコアやハニカムパネル
を製造することのできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハニカム構造体の構成を説明するため
の一例としての説明図である。
【図２】本発明のハニカム構造体の作用に関する説明図
である。
【図３】本発明のハニカム構造体の作用に関する説明図
である。
【図４】本発明のハニカム構造体の作用に関する説明図
である。
【図５】本発明のハニカム構造体の他のいくつかの構成
を例示する説明図である。
【図６】第１実施例の説明図である。
【図７】第２実施例の説明図である。
【図８】第３実施例の説明図である。
【図９】従来例の斜視図である。
【図１０１池の従来例の曲面形成工程に関する説明図で
ある。 【図１１】さらに他の従来例の構成に関する説明図であ
る。
【符号の説明】
１・・・底部、ｌａ、ｌｂ、２ａ、２ｂ・−一端縁、２
・・・頂部、３・・・側部、４．　２１．　２３．　２
５．　３１・・・凸部、５．　２２．　２４．　２６．
　２７．　２９．　３２・・・ハニカム構造体、６・・
・支持点、７・・・支持線、３３．３４，３５．３６・
・・面板、θ・・・連結角。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】長さ方向に対して直交する端縁を備えた矩
    形状の平面または曲面からなり、該長さ方向に所定間隔
    で並んだ底部と、底部同士の各隣合う端縁間に形成され
    た凸部とを有するハニカム構造体において、前記凸部は
    前記底部に対して鋭角に連結されていることを特徴とす
    るハニカム構造体。
  2. 【請求項２】前記底部の端縁が隣同士で略接触している
    ことを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体。
  3. 【請求項３】前記底部は矩形状の平面であり、前記凸部
    が該底部と平行な矩形状の平面からなる頂部と、該頂部
    の端縁と前記底部の端縁との間を連結する矩形状の平面
    の側部とからなることを特徴とする請求項１に記載のハ
    ニカム構造体。
  4. 【請求項４】前記底部および前記頂部の端縁が隣同士で
    略接触していることを特徴とする請求項３に記載のハニ
    カム構造体。
  5. 【請求項５】前記凸部は、前記頂部を底辺とする二等辺
    三角形状のセル断面を形成することを特徴とする請求項
    ４に記載のハニカム構造体。
  6. 【請求項６】前記凸部は、正三角形状のセル断面を形成
    することを特徴とする請求項５に記載のハニカム構造体
    。
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