JPH06170991A - ハニカムサンドイッチパネル - Google Patents

ハニカムサンドイッチパネル

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Publication number
JPH06170991A
JPH06170991A JP32944092A JP32944092A JPH06170991A JP H06170991 A JPH06170991 A JP H06170991A JP 32944092 A JP32944092 A JP 32944092A JP 32944092 A JP32944092 A JP 32944092A JP H06170991 A JPH06170991 A JP H06170991A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat pipe
face sheet
sandwich panel
honeycomb sandwich
honeycomb
Prior art date
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Pending
Application number
JP32944092A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Sakurai
也寸史 桜井
Toshio Inoue
登志夫 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP32944092A priority Critical patent/JPH06170991A/ja
Publication of JPH06170991A publication Critical patent/JPH06170991A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 人工衛星の電子機器搭載用構体パネルとして
用いられるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチ
パネルの軽量化とコスト低減を目的とする。 【構成】 2枚のフェースシート2と、フェースシート
2に挟まれるハニカムコア3及び複数のヒートパイプ1
と、これらを結合する接着剤からなるヒートパイプ埋め
込みハニカムサンドイッチパネルにおいて、ヒートパイ
プ1がヒートパイプ1とフェースシート2とがなすコー
ナー部分に薄肉のフィン6を設けてヒートパイプ1とハ
ニカムコア3との間の充填剤を不用とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば人工衛星の構
体に一部をなすヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイ
ッチパネル(以下、ヒートパイプパネルという)の改良
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のアルミハニカムサンドイッ
チパネルにヒートパイプが埋め込まれているところを示
す図である。1はヒートパイプ、2はフェースシート、
3はハニカムコアである。アルミハニカムサンドイッチ
パネルは軽量でしかも、強度、剛性に優れることから人
工衛星の構体として広く用いられている材料であるが面
方向、厚さ方向とも熱伝達率は極めて小さく、高発熱電
子機器を搭載する人工衛星の構体として使う場合にはヒ
ートパイプを埋め込んで使われるのが一般である。
【0003】図6は従来のヒートパイプがアルミハニカ
ムサンドイッチパネルに埋め込まれているところを示す
断面図である。ヒートパイプ1とフェースシート2とは
接着剤4で接着され、ハニカムコア3とヒートパイプ1
との間は充填剤5が充填されている。充填剤としては例
えば、アメリカンサイアナミド社のFM37など一般に
発泡材が用いられることが多い。全体に面外の曲げが加
わるとハニカムコア3に較べ剛性が著しく高いヒートパ
イプ1とフェースシート2との接着を引きはがす力がも
っとも厳しくなるため破壊モードとしてはヒートパイプ
1とフェースシート2との剥離が真っ先に起こる。そこ
でヒートパイプ1とフェースシート2との接着を強化す
るため充填剤5によりヒートパイプ1に近接するハニカ
ムコア3を補強し剛性を上げてヒートパイプ1とフェー
スシート2との間の接着剥離を防いでいる。実際にヒー
トパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルにおける
ヒートパイプ近傍のフェースシートおよびハニカムコア
が受けるせん断力の分布を調べるとヒートパイプ外周と
ハニカムコアの接触面ではハニカムコアにはせん断力が
あまり加わってはおらず、ほとんどのせん断力は表皮に
加わっており、充填剤から離れるにしたがって徐々にハ
ニカムコアに移行することがわかる。すなわち、せん断
力はヒートパイプ、フェースシート、ハニカムコアとい
う経路をへて伝達されている。充填剤はせん断力を受け
伝えるのではなく、ハニカムコアを補強して、剛性の高
いヒートパイプとフェースシート間の接着部の4隅にお
ける剛性の急激な変化による応力集中を緩和しそこから
引きはがされるのを防ぐ役目を持つ。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図6に示す従来のヒー
トパイプパネルでは多くのヒートパイプを埋め込み充填
剤の使用量が多くなると重量は大きな影響を持つように
なり軽量化要求の厳しい人工衛星では不適切となってい
た。近年、人工衛星に使われるヒートパイプ埋め込みハ
ニカムサンドイッチパネル、特に通信衛星用では多数の
ヒートパイプが埋め込まれておりその長さは全長で70
〜100mにも及ぶ。そのヒートパイプの両側面のハニ
カムコアに充填剤が充填されるのでその重さは数Kgに
なる。例えば、FM37という充填材は1平米あたり
1.5Kgであり、高さ25mmのヒートパイプの両側
面に充填すると長さ100mあたり7.5Kgとなる。
また、一方、ハニカムサンドイッチパネル製作時におけ
る充填作業にはたいへんな手間がかかるため大きなコス
トドライバとなっていた。必要な強度を有しながら軽量
で、かつ、低コストのヒートパイプ埋め込みハニカムサ
ンドイッチパネルが求められていた。
【0005】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので充填剤を用いず軽量で製作のし易い
ヒートパイプパネルを得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の第一の実施例
にかかわるヒートパイプパネルは従来のようにハニカム
コアへの充填剤にてヒートパイプとフェースシートとの
間の接着を補強するのは止めヒートパイプとフェースシ
ートとの接着部4隅のヒートパイプ側にヒートパイプと
一体成形された薄肉のフィンを設けたものである。
【0007】この発明の第二の実施例にかかわるヒート
パイプパネルは従来のようにハニカムコアへの充填剤に
てヒートパイプとフェースシートとの間の接着を補強す
るのは止めヒートパイプとフェースシートとの接着部4
隅のヒートパイプ側にフィンを設け、さらにフェースシ
ートとヒートパイプとの接着部外側から補強ダブラーを
貼ったものである。
【0008】この発明の第三の実施例にかかわるヒート
パイプパネルは従来のようにハニカムコアへの充填剤に
てヒートパイプとフェースシートとの間の接着を補強す
るのは止めヒートパイプとフェースシートとの接着部4
隅のヒートパイプ側にフィンを設け、さらにフェースシ
ートとヒートパイプとの接着部内側から補強ダブラーを
貼ったものである。
【0009】この発明の第四の実施例にかかわるヒート
パイプパネルは従来のようにハニカムコアへの充填剤に
てヒートパイプとフェースシートとの間の接着を補強す
るのは止めヒートパイプとフェースシートとの接着部4
隅のヒートパイプ側からヒートパイプと一体成形された
ダブラーを延ばし、その先端にフィンを設けたものであ
る。
【0010】
【作用】この発明による第一から第四の実施例にかかわ
るヒートパイプパネルでは面外の曲げを受けた場合にい
ずれもヒートパイプに加わる荷重はフェースシートと同
様な剛性を持ち変形を行うヒートパイプのフィンを介し
て緩やかにフェースシートに伝わり応力の集中を受ける
ことがない。フェースシートに伝達された荷重はその
後、ヒートパイプから遠ざかるにしたがって徐々にハニ
カムコアに拡散する。
【0011】さらに、この発明による第二から第四の実
施例にかかわるヒートパイプパネルではヒートパイプと
フェースシートとの接着はヒートパイプに設けられたフ
ィンにより強化されているため、曲げを受けた場合には
ヒートパイプ近傍のフェースシートに加わる引っ張り荷
重がもっともクリティカルとなるがいずれもダブラーに
よってフェースシートが補強されるため曲げに対する強
度を著しく向上させることができる。
【0012】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明の実施例1にかかわるヒート
パイプパネルを示す図である。図1において1はアルミ
合金A6063を押し出して成形したヒートパイプ、2
はアルミ合金A2024を圧延したフェースシート、3
はアルミ合金A5052の薄いフォイルよりなるハニカ
ムコア、4はフィルム状接着剤、6はヒートパイプ1と
一体の、例えば押し型成形によってヒートパイプ1の4
隅に設けられた、例えば、フェースシートの厚さが0.
3mmであれば同様の厚さ0.3mm、巾3mmのフィ
ンである。
【0013】つぎにヒートパイプ1に着目して、その機
能を説明する。ヒートパイプパネルが曲げを受けた場合
にヒートパイプ1に加わる荷重はヒートパイプ1に較べ
極めて低い剛性をもつフェースシート2に伝えられる。
この際と高い剛性をもつヒートパイプ1と低い剛性をも
つフェースシート2とは独立に変位しようとするがフェ
ースシート2と同様な薄い板で低い剛性を持つフィン6
はヒートパイプ1の一部でありながらフェースシート2
と同様な変形を行いフェースシート2に沿うような振舞
いをするためヒートパイプ1とフェースシート2との間
を引き剥すような力が生ぜず接着剥離を防ぐことができ
る。応力分布を調べるとヒートパイプ1の応力はフィン
6を介して緩やかにフェースシートに伝わり応力の集中
を受けることがない。フェースシートに伝達された荷重
はその後、ヒートパイプから遠ざかるにしたがって徐々
にハニカムコアに拡散する。
【0014】実施例2.図2はこの発明の実施例2にか
かわるヒートパイプパネルを示す図である。図2におい
て図1と同様、1はヒートパイプ、2はフェースシー
ト、3はハニカムコア、4は接着剤、6はヒートパイプ
1と一体の、例えば押し型成形によってヒートパイプ1
の4隅に設けられたフィンで、7は上記フェースシート
2の外側よりヒートパイプ1フェースシート2との接着
部より左右に、たとえば5mmずつ幅広く貼られた、ア
ルミ合金A2024よりなる厚み0.8mmのアウター
ダブラーである。
【0015】つぎにヒートパイプ1に着目して、その機
能を説明する。ヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイ
ッチパネルが曲げを受けた場合にヒートパイプ1に加わ
る荷重はフェースシート2と同様な剛性を持ち変形を行
うヒートパイプのフィン6を介して緩やかにフェースシ
ートに伝わり応力の集中を受けることがない。従って、
このようなヒートパイプパネルではヒートパイプ1との
接着部近傍のフェースシートがもっとも強度的に弱くな
るのが特徴であるがフェースシート2に伝達された荷重
はアウターダブラー7とともに分担して受け持つのでダ
ブラー7の設計により必要な強度を持たせることが出来
る。例えばフェースシート2とアウターダブラー7が同
じ厚みであれば2倍の曲げに耐えることとなる。
【0016】実施例3.図3はこの発明の実施例3にか
かわるヒートパイプパネルを示す図である。図3におい
て図1と同様、1はヒートパイプ、2はフェースシー
ト、3はハニカムコア、4は接着剤、6はヒートパイプ
1と一体の、例えば押し型成形によってヒートパイプ1
の4隅に設けられたフィンで、8は上記フェースシート
2の内側よりヒートパイプ1フェースシート2との接着
部より左右に、たとえば5mmずつ幅広く貼られたイン
ナーダブラーである。
【0017】図2の実施例と同様な理由から大きな曲げ
強度を有するがフェースシート2の外側が平坦であるた
め電子機器等を搭載し易く人工衛星の構体として優れ
る。
【0018】実施例4.図4はこの発明の実施例4にか
かわるヒートパイプパネルを示す図である。図4におい
て図1と同様、1はヒートパイプ、2はフェースシー
ト、3はハニカムコア、4は接着剤である。6はヒート
パイプ1と一体のフィンで、9は上記フィン6と同様ヒ
ートパイプ1と一体の、例えば押し型成形によってヒー
トパイプ1の4隅に設けられたダブラーである。ダブラ
ー9の厚みは0.8mmで片側の巾5mmでダブラー9
の先端に厚み0.3mm、巾3mmのフィン6が設けら
れている。
【0019】実施例1で説明したようにフィン6はフェ
ースシート2と同様、剛性が低いため曲げ荷重を受けた
場合にはフェースシート2と同じように変位するため引
き剥される力を生じさせない。一方、実施例2で述べた
同様な理由から大きな曲げ強度を受けるてもダブラー9
により強い応力をうけるヒートパイプ1近傍のフェース
シート2の補強が十分可能である。図4ではフェースシ
ート2の外側が平坦であるため電子機器等を搭載し易く
人工衛星の構体として優れ、なおかつ、ダブラーがヒー
トパイプ1と一体であるため組立易い。さらに、電子機
器を搭載した場合にフィンは効率良く熱を集めることが
できるのでなおさら都合がよい。
【0020】
【発明の効果】この発明は以上に説明したとおり充填剤
を使用せず、そのかわり非常に薄くて小さく軽量なフィ
ンをヒートパイプに設けることによって同じ強度を持た
せることが出来るので従来型に較べ重量を低減し、しか
も組立に手間がかからないのでコストを大幅に下げるこ
とが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の実施例1にかかわるヒートパ
イプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの断面を示す
図である。
【図2】図2はこの発明の実施例2にかかわるヒートパ
イプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの断面を示す
図である。
【図3】図3はこの発明の実施例3にかかわるヒートパ
イプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの断面を示す
図である。
【図4】図4はこの発明の実施例4にかかわるヒートパ
イプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの断面を示す
図である。
【図5】図5は従来のヒートパイプ埋め込みハニカムサ
ンドイッチパネルを示す図である。
【図6】図6は従来のヒートパイプ埋め込みハニカムサ
ンドイッチパネルの断面を示す図である。
【符号の説明】
1 ヒートパイプ 2 フェースシート 3 ハニカムコア 4 接着剤 5 充填剤 6 フィン 7 アウターダブラー 8 インナーダブラー 9 一体型ダブラー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚のフェースシートと、フェースシー
    トに挟まれるハニカムコア及び複数のヒートパイプと、
    これらを結合する接着剤からなるヒートパイプ埋め込み
    ハニカムサンドイッチパネルにおいて、上記ヒートパイ
    プがヒートパイプとフェースシートとがなすコーナー部
    分に薄肉のフィンを設けたことを特徴とするハニカムサ
    ンドイッチパネル。
  2. 【請求項2】 ヒートパイプとフェースシートとの接着
    部外側に補強ダブラーを有することを特徴とする請求項
    第1項記載のハニカムサンドイッチパネル。
  3. 【請求項3】 ヒートパイプとフェースシートとの間に
    補強ダブラーを有することを特徴とする請求項第1項記
    載のハニカムサンドイッチパネル。
  4. 【請求項4】 押し出し成形によりヒートパイプと補強
    ダブラーとが一体化されていることを特徴とする請求項
    第1項記載のハニカムサンドイッチパネル。
JP32944092A 1992-12-09 1992-12-09 ハニカムサンドイッチパネル Pending JPH06170991A (ja)

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JP32944092A JPH06170991A (ja) 1992-12-09 1992-12-09 ハニカムサンドイッチパネル

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JP (1) JPH06170991A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2723633A1 (fr) * 1994-08-10 1996-02-16 Mitsubishi Electric Corp Panneau sandwich a nid d'abeilles contenant des tubes de chaleur integres
JP2009083553A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Society Of Japanese Aerospace Co Inc サンドイッチパネルの亀裂進展防止構造および補修構造
FR3089253A1 (fr) * 2018-11-29 2020-06-05 Airbus Helicopters Procédé de fabrication d’une paroi d’un compartiment moteur d’aéronef comportant un circuit de ventilation optimisé.

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