JPH06182532A - ろう付けハニカムパネルの製造方法及び製造用スペーサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数枚の曲面ろう付けハニカムパネルを、同
時に製造する。 【構成】 固定盤３４の凸成形面３２上にサンドイッチ
構造体１０と製造用スペーサ２０とを交互に積層する。
製造用スペーサ２０の下面２２の形状はサンドイッチ構
造体１０の上面板１４の曲面形状に対応しており、上面
２４の形状はサンドイッチ構造体１０の下面板１２の曲
面形状に対応している。このため、サンドイッチ構造体
１０と製造用スペーサ２０とは互いに密に接触してい
る。可動盤４２を矢印Ｄ方向に沿って移動させて、凸成
形面３２と凹成形面４０とで、積層されているサンドイ
ッチ構造体１０を加圧する。この加圧に併せて、サンド
イッチ構造体１０をろう付け温度に加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の曲面形状を有す
るろう付けハニカムパネルを、複数枚、同時に製造する
方法及びその製造方法を実現するのに好適な製造用スペ
ーサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、予め平板状のろう付けハニカ
ムパネルを作製しておき、これを、例えば三軸ロールベ
ンダー等を使用して所定の曲面形状に曲げ加工し、所定
の曲面形状を有するろう付けハニカムパネルを製造して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした従来
の方法では、ハニカムコアと面板とがろう材により強固
に固定された、ろう付け後のハニカムパネルを曲げ加工
することから、曲げ加工可能範囲には限界があり、この
曲げ限界を越えて曲げ加工を行なった場合には、パネル
強度が低下してしまうため、この限界を越えてハニカム
パネルを曲げ加工することはできないといった問題があ
った。

【０００４】つまり、例えば、ハニカムパネルを曲げ限
界を越えて曲げ加工した場合には、ハニカムコアに大き
な皺がより、場合によっては面板の剥離、ハニカムコア
の破断を引き起こすことがある。また、ロールによりハ
ニカムパネルが圧縮されてハニカムコアが座屈すると
か、曲率の内側の面板に窪み（ハンマートーン）が発生
するといった問題もある。従って、従来の方法では、こ
の曲げ限界を越えて曲率の小さな曲面を有するハニカム
パネルを製造することはできないのである。

【０００５】また更に従来の方法では、こうした曲げ限
界内において、ハニカムパネルを、一定曲率もしくは比
較的曲率変化の少ない曲面のパネルに加工することは可
能であるが、少し複雑な曲率変化を有するパネルになる
と製作することは難しく、更には、パネル端部の曲げ加
工はできないので、予め大きめのパネルを作製しておい
て、端部を切捨てるか、この部分の曲げ加工を実施する
ために特別な処理が必要になり、生産性が悪いといった
問題もある。

【０００６】これらの技術における上記の問題点を解決
するものとして、予め曲面状に形成された下面板上に、
湾曲方向と垂直な方向に沿ってハニカムコアを並置し、
次いで並置したハニカムコア上に下面板と整合する曲面
状に形成された上面板を載置して、ハニカムコアと上下
の面板とを接合する方法が提案されている。この方法に
よれば、所望の曲率の曲面を有するろう付けハニカムパ
ネルを、簡単に、しかも強度を低下させることなく製造
可能である。

【０００７】ところが、図７に示すように、上面板２１
０と下面板２２０との曲率半径の違いから、積層した際
に上下に接するサンドイッチ構造体２００同士が密に接
触されず、上下のサンドイッチ構造体２００間に空隙Ｓ
を生じてしまう。このため、特定のサンドイッチ構造体
２００あるいはサンドイッチ構造体２００の特定の部位
に荷重が集中して、その部分に座屈を生ずることがあ
り、複数枚を重ねて同時にプレス接合することは困難で
あった。また、積層されたサンドイッチ構造体２００の
１枚に座屈が発生すると、これが他のサンドイッチ構造
体２００に影響して他のサンドイッチ構造体２００まで
変形するなどの不具合を生ずることがあった。

【０００８】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、所望の曲面形状を有するろう付けハニカムパネル
を、複数枚、同時に製造することのできる製造方法及び
この方法に使用される製造用スペーサを提供することを
目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明のろう付けハニカムパネルの製造方法
は、支持体として形成されたハニカムコアの表裏両面
に、曲面状に成形された上面板および下面板を、それぞ
れろう材を介して配設して構成したサンドイッチ構造体
を、前記サンドイッチ構造体の前記下面板の曲面形状に
対応する連続もしくは不連続曲面状の上面と、前記サン
ドイッチ構造体の前記上面板の曲面形状に対応する連続
もしくは不連続曲面状の下面とを備えた製造用スペーサ
を、上下に隣接する前記サンドイッチ構造体間に配して
積層し、該積層された前記サンドイッチ構造体を、前記
下面板の曲面形状に応じた形状の第１の成形面と、該第
１の成形面に対向して配設され、前記上面板の曲面形状
に応じた形状の第２の成形面とで挟持し、ろう付け可能
な所定温度以上の熱間で、前記積層方向に沿った方向に
加圧することにより、所定の曲面形状を有するろう付け
ハニカムパネルを、複数枚、同時にプレス接合すること
を特徴とする。

【００１０】また本発明のろう付けハニカムパネルの製
造用スペーサは、支持体として形成されたハニカムコア
の表裏両面に、曲面状に成形された上面板および下面板
を、それぞれろう材を介して配設して構成したサンドイ
ッチ構造体を複数組積層して、所定の曲面形状を有する
ろう付けハニカムパネルを、複数枚、同時にプレス接合
する際に、上下に隣接する前記サンドイッチ構造体間に
配される製造用スペーサであって、前記サンドイッチ構
造体の前記下面板の曲面形状に対応する連続もしくは不
連続曲面状の上面と、前記サンドイッチ構造体の前記上
面板の曲面形状に対応する連続もしくは不連続曲面状の
下面とを備えたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明の製造方法では、所定の曲面形状の第１
および第２の成形面間に、ハニカムコアとこのハニカム
コアの表裏にろう材を介して配された上下面板とで構成
されるサンドイッチ構造体を、上下に隣接するサンドイ
ッチ構造体間に製造用スペーサを配して、複数枚積層
し、これらサンドイッチ構造体を熱間で加圧することに
より、ろう付けハニカムパネルをプレス接合する。

【００１２】ハニカムコアとしてはセル形状が６角形、
方形、３角形など種々の形状のものを使用可能で、特に
制限はない。また、ハニカムコアおよび上下面板の材質
は同じ材質とするのが好ましいが、互いにろう付け可能
な材質であれば異なってもよい。好ましい材質として
は、例えばアルミニウムおよびその合金があげられる。

【００１３】ろう材は、上下面板の内側（ハニカムコア
側）の片面にクラッドするか、またはブレージングシー
トとして上下面板とハニカムコアとの間に介装すると簡
便である。なお、上下面板の他にハニカムコアにもろう
材をクラッドしておいてもよい。また、ろう材は、ハニ
カムコアおよび上下面板の材質により、適切なものが選
択されればよい。例えばハニカムコアおよび上下面板を
アルミ合金とした場合は、アルミ合金用として知られて
いるろう材であれば、いずれも使用できる。

【００１４】ろう付けに伴う加熱および冷却により、サ
ンドイッチ構造体の上下面板が膨張および収縮するの
で、上下面板と接触する製造用スペーサの材質として
は、熱膨張係数が上下面板のそれと同等のものが好まし
い。ただし、ろう材になじまない材質が望ましい。ま
た、上下面板の熱膨張、熱収縮を円滑ならしめるには、
製造用スペーサの表面が滑りやすいことが好ましい。そ
のために、例えば黒鉛系の塗料などで製造用スペーサの
表面に潤滑性を向上させる塗膜を施したり、例えばカー
ボンシートなどの潤滑板を製造用スペーサとサンドイッ
チ構造体との間に挿入すると効果的である。

【００１５】積層した際に上下に隣接するサンドイッチ
構造体同士は製造用スペーサを介して密に接触される。
このため、加圧に際しての荷重はサンドイッチ構造体の
全面にわたって均等に課されるので、サンドイッチ構造
体の特定の部分への荷重の集中や、特定のサンドイッチ
構造体への荷重の集中は生じない。したがって、荷重の
集中を原因とする座屈は防止される。また、積層された
サンドイッチ構造体の１枚に座屈が発生しても、製造用
スペーサの介在により荷重の偏りが防止されるので、座
屈の影響は他のサンドイッチ構造体には及ばない。

【００１６】このように、本発明の方法によれば、荷重
の集中を原因とする座屈や、１枚のサンドイッチ構造体
に生じた座屈の他のサンドイッチ構造体への影響を防止
できるので、複数枚のサンドイッチ構造体を積層して、
同時にプレス接合できる。したがって、所望の曲面形状
を有するろう付けハニカムパネルの生産性の向上が可能
となる。

【００１７】また、ろう付け後のパネルを曲げ加工する
従来方法のように、ハニカムコアに皺がよるとか、ハニ
カムコアの剥離、座屈が生じるとか、面板にハンマート
ーンが発生する、といったことはなく、任意の曲率の曲
面を、パネル強度を低下させることなく形成することも
できる。しかも、従来のようにろう付け後のパネルを曲
げ加工する必要はないので、曲げ加工工程が不要とな
り、この点でも生産性を向上することになる。

【００１８】次に、上記構成を有する本発明のろう付け
ハニカムパネルの製造用スペーサは、前述の様に、ろう
付けハニカムパネルの製造に使用されて、前述のとおり
の作用により、前述のとおりの効果を発揮する。さら
に、製造用スペーサの上面および下面の双方または一方
に、サンドイッチ構造体の外周形状に対応して配された
突出部を設けると、積層されたサンドイッチ構造体と製
造用スペーサとの相対位置の変動を規制できるので、サ
ンドイッチ構造体および製造用スペーサの積層が一層正
確に行える。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明の好適な一実施例として、２
次元曲面を有するハニカムパネルを製造する例を図面と
共に説明する。図１に示すように、本実施例で製造する
ハニカムパネルの材料としてのサンドイッチ構造体１０
は、外面１２ａ側の曲率半径がＲの下面板１２と外面１
４ａ側の曲率半径が（Ｒ＋Ｈ）の上面板１４とで、複数
のハニカムコア１６を挟持した構造で、このサンドイッ
チ構造体１０の板厚はＨとなっている。これらハニカム
コア１６は、隣接するハニカムコア１６同士で、複数の
ハニカムセル１８を形成している。このハニカムセル１
８は略６角形で、下面板１２と上面板１４との曲率半径
の差に応じて、下面板１２側では互いに接し合い、上面
板１４側では互いに離隔している。これら上下面板１
２、１４およびハニカムコア１６はアルミ合金製であ
る。また、下面板１２の内面１２ｂおよび上面板１４の
内面１４ｂにはろう材がクラッドされている。これによ
り、ろう材の融点以上に加熱して下面板１２および上面
板１４とハニカムコア１６とをろう付け可能であり、下
面板１２側で接しているハニカムコア１６同士をろう付
け可能である。

【００２０】図２、図３および図４に示すように、本実
施例で使用する製造用スペーサ２０は、曲率半径が（Ｒ
＋Ｈ）の下面２２と曲率半径がＲの上面２４とを備えた
略矩形の曲面板状のアルミ合金製である。上面２４のス
ラスト方向に沿った縁部には、上面２４に対して略直角
方向に沿って突出する一対の突出部２６ａ、２６ｂが設
けられている。この製造用スペーサ２０は、図３および
図４に示すように、積層されたサンドイッチ構造体１０
の間に介装して使用される。

【００２１】図３に示すように、製造用スペーサ２０の
下面２２の曲率半径とサンドイッチ構造体１０の上面板
１４の曲率半径は（Ｒ＋Ｈ）で一致しており、製造用ス
ペーサ２０の上面２４の曲率半径とサンドイッチ構造体
１０の下面板１２の曲率半径はＲで一致している。この
ため、図３および図４に示すように、サンドイッチ構造
体１０と製造用スペーサ２０とを交互に積層した際に
は、両者は互いに密に接触される。また、製造用スペー
サ２０の突出部２６ａ〜突出部２６ｂの間隔は、サンド
イッチ構造体１０の図３における矢印Ｐ方向に沿った長
さよりもわずかに広く、両者は事実上一致している。こ
のため、上記のようにサンドイッチ構造体１０と製造用
スペーサ２０とを積層した際には、サンドイッチ構造体
１０の矢印Ｐ方向に沿った移動は、突出部２６ａ、２６
ｂによって規制される。

【００２２】図４に示すように、サンドイッチ構造体１
０を熱間で加圧してハニカムパネルを形成するプレス装
置３０は、曲率半径がＲの凸成形面３２と凸成形面３２
のスラスト方向に沿って外縁に設けられた一対のストッ
パ３３を備えた固定盤３４、この固定盤３４の外縁に設
けられた張出部３６に立設されたステー３８および固定
盤３４に対向して配され、曲率半径が（Ｒ＋Ｈ）の凹成
形面４０を備えた可動盤４２とで構成されている。ま
た、可動盤４２の外縁に設けられた張出部４４には、ス
テー３８が摺動自在に挿通されている。さらに、可動盤
４２は、図示省略した油圧装置によって駆動されてステ
ー３８に沿って往復移動可能であるとともに、固定盤３
４と可動盤４２の間に積層されたサンドイッチ構造体１
０および製造用スペーサ２０を、所望の圧力で加圧可能
である。

【００２３】次に、このプレス装置３０を用いて、プレ
ス接合してハニカムパネルを製造する場合について説明
する。まず、プレス装置３０の可動盤４２を、図４に示
す矢印Ｕ方向に沿って移動させて、固定盤３４と可動盤
４２との間にサンドイッチ構造体１０および製造用スペ
ーサ２０を積層するための空間を形成する。

【００２４】その後、固定盤３４の凸成形面３２上に、
予め所定の曲面状に成形された下面板１２を載置する。
対をなすストッパ３３の間隔は、下面板１２の曲率方向
に沿った幅よりもわずかに長く設定されているので、下
面板１２は、ストッパ３３にて曲率方向に沿った移動を
規制される。したがって、下面板１２は、凸成形面３２
上の設定位置に正確に載置される。続いて、この下面板
１２上に、設定数のハニカムコア１６を、ハニカムコア
１６の長手方向を下面板１２の曲率方向と略直交させ
て、並置する。さらに、並置されたハニカムコア１６上
の設定位置に、予め所定の曲面状に成形された上面板１
４を載置する。これにより、上下面板１２、１４および
複数のハニカムコア１６とからなる、１組のサンドイッ
チ構造体１０が凸成形面３２上に載置されたことにな
る。

【００２５】次に、このサンドイッチ構造体１０上の設
定位置に、製造用スペーサ２０を載置する。続いて、上
述と同様にして、製造用スペーサ２０上に次のサンドイ
ッチ構造体１０を載置する。こうして、設定数のサンド
イッチ構造体１０と製造用スペーサ２０とを、固定板３
２上に交互に積層してゆく。但し、最上段のサンドイッ
チ構造体１０上には、製造用スペーサ２０は載置されな
い。

【００２６】設定数のサンドイッチ構造体１０および製
造用スペーサ２０の積層が終了した後、加熱しながら周
囲を真空にするとともに、可動盤４２を図４の矢印Ｄ方
向に沿って移動させ、サンドイッチ構造体１０を加圧す
る。加熱により、サンドイッチ構造体１０の上下面板１
２、１４にクラッドされていたろう材が溶けて、溶けた
ろう材が上下面板１２、１４およびハニカムコア１６の
各部材の接触部に浸入する。この状態で冷却すれば、上
下面板１２、１４とハニカムコア１６およびハニカムコ
ア１６同士が接合される。このようにして、所定の曲面
形状を有するハニカムパネルが、複数枚、同時に製造さ
れる。

【００２７】積層した際に上下に隣接するサンドイッチ
構造体１０同士が、製造用スペーサ２０を介して密に接
触される。このため、加圧に際しての荷重はサンドイッ
チ構造体１０の全面にわたって均等に課されるので、サ
ンドイッチ構造体１０の特定の部分への荷重の集中や、
特定のサンドイッチ構造体１０への荷重の集中は生じな
い。したがって、荷重の集中を原因とする座屈は防止さ
れる。また、積層されたサンドイッチ構造体１０の１枚
に座屈が発生しても、製造用スペーサ２０の介在により
荷重の偏りが防止されるので、座屈の影響は他のサンド
イッチ構造体１０には及ばない。このため、荷重の集中
を原因とする座屈や、１枚のサンドイッチ構造体１０に
生じた座屈の他のサンドイッチ構造体１０への影響を防
止できるので、複数枚のサンドイッチ構造体１０を積層
して、同時にプレス接合できる。したがって、所望の曲
面形状を有するろう付けハニカムパネルの生産性の向上
が可能となる。

【００２８】以上、本発明の好適な一実施例について説
明したが、本発明はこのような実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な態
様にて実施できる。この実施例では、２次元曲面を有す
るハニカムパネルを製造する場合について説明したが、
製造可能なハニカムパネルは一定曲率のものに限らず、
曲率が複数の曲率部分を有するハニカムパネルであって
もよい。その曲率も一定方向に沿ったものに限らず、例
えば波形のハニカムパネル等でも製造可能である。

【００２９】製造用スペーサの形状も上述の例に限定さ
れず、例えば図５（ａ）に示すように、サンドイッチ構
造体の位置決め用の突出部を有さない製造用スペーサ１
００や、図５（ｂ）に示すように、上下に位置決め用の
突出部１０２ａ、１０２ｂを有する製造用スペーサ１０
４であってもよい。あるいは、図５（ｂ）、（ｃ）に示
すように、曲率半径を変化させた製造用スペーサ１０
４、１０６とすることも可能である。特に、サンドイッ
チ構造体の曲率半径が大きい場合であれば、製造用スペ
ーサの板厚を一定としても、上述の実施例と同様に効果
を得ることができる。また、図６に示すように、２枚の
曲面板１０８ａ、１０８ｂを複数の支持板１１０ａ〜１
１０ｅで支持する形状（図６（ａ））や、曲率半径方向
に沿って配された複数の縦部材１１２〜１３２を横部材
１３４で連結した構造として、縦部材１１２〜１３２の
上端面１１２ａ〜１３２ａおよび下端面１１２ｂ〜１３
２ｂにて、不連続の曲面を形成してもよい（図６
（ｂ））。さらに、この縦部材１１２〜１３２の上下端
面１１２ａ〜１３６ｂに沿って曲面状の板材を配しても
よい。あるいは、スラスト方向に沿って複数の貫通孔１
３６ａ〜１３６ｍを設けた製造用スペーサ１３８（図６
（ｄ））、多数のポーラス１４０有する多孔体の製造用
スペーサ１４２（図６（ｄ））なども採用できる。これ
ら図６に例示した形状とすると、製造用スペーサの熱容
量が小さくなるので、ろう付け時の熱効率を向上させる
ことができ、同時に軽量化されるので取扱いやすくな
る。

【００３０】製造用スペーサの材質は、上記実施例で使
用したアルミ合金の他、アルミニウム、ステンレス、
銅、チタン等の金属又はその合金や、カーボン、セラミ
ックス等を使用でき、特に限定されない。なお、上記実
施例は、真空ろう付けによるハニカムパネルの製造例で
あるが、本発明は、不活性ガス雰囲気下でのろう付けに
よる方法でも実施可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明のろう付けハニカ
ムパネルの製造方法によれば、複数枚のサンドイッチ構
造体を積層して、同時にプレス接合して、所望の曲面形
状を有するろう付けハニカムパネルを、複数枚、同時に
製造できる。

【００３２】また、本発明の製造用スペーサを使用すれ
ば、所望の曲面形状を有するろう付けハニカムパネル
を、複数枚、同時に製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のサンドイッチ構造体の一部切開斜視
図である。

【図２】 実施例の製造用スペーサの斜視図である。

【図３】 実施例の製造用スペーサとサンドイッチ構造
体とを積層した際の、両者の相対位置の説明図である。

【図４】 実施例のハニカムパネルを製造する際に、プ
レス装置に製造用スペーサとサンドイッチ構造体とを積
層した状態の説明図である。

【図５】 製造用スペーサの変形例の説明図である。

【図６】 製造用スペーサの内部構造の例を示す断面図
である。

【図７】 従来方法により曲面を有するハニカムパネル
を作製する際の問題点を説明する説明図である。

【符号の説明】

１０・・・サンドイッチ構造体、１２・・・下面板、１
４・・・上面板、１６・・・ハニカムコア、２０・・・
製造用スペーサ、２２・・・下面、２４・・・上面、２
６ａ、２６ｂ・・・突出部、３０・・・プレス装置、３
２・・・凸成形面、４０・・・凹成形面、１００、１０
４、１０６、１３８、１４２・・・製造用スペーサ、１
０２ａ、１０２ｂ・・・突出部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体として形成されたハニカムコアの
   表裏両面に、曲面状に成形された上面板および下面板
   を、それぞれろう材を介して配設して構成したサンドイ
   ッチ構造体を、 前記サンドイッチ構造体の前記下面板の曲面形状に対応
   する連続もしくは不連続曲面状の上面と、前記サンドイ
   ッチ構造体の前記上面板の曲面形状に対応する連続もし
   くは不連続曲面状の下面とを備えた製造用スペーサを、
   上下に隣接する前記サンドイッチ構造体間に配して積層
   し、 該積層された前記サンドイッチ構造体を、前記下面板の
   曲面形状に応じた形状の第１の成形面と、該第１の成形
   面に対向して配設され、前記上面板の曲面形状に応じた
   形状の第２の成形面とで挟持し、ろう付け可能な所定温
   度以上の熱間で、前記積層方向に沿った方向に加圧する
   ことにより、 所定の曲面形状を有するろう付けハニカムパネルを、複
   数枚、同時にプレス接合することを特徴とするろう付け
   ハニカムパネルの製造方法。
2. 【請求項２】 支持体として形成されたハニカムコアの
   表裏両面に、曲面状に成形された上面板および下面板
   を、それぞれろう材を介して配設して構成したサンドイ
   ッチ構造体を複数組積層して、所定の曲面形状を有する
   ろう付けハニカムパネルを、複数枚、同時にプレス接合
   する際に、上下に隣接する前記サンドイッチ構造体間に
   配される製造用スペーサであって、 前記サンドイッチ構造体の前記下面板の曲面形状に対応
   する連続もしくは不連続曲面状の上面と、前記サンドイ
   ッチ構造体の前記上面板の曲面形状に対応する連続もし
   くは不連続曲面状の下面とを備えたことを特徴とするろ
   う付けハニカムパネルの製造用スペーサ。
3. 【請求項３】 さらに、前記上面および下面の双方また
   は一方に、 前記サンドイッチ構造体の外周形状に対応して配された
   突出部を設けたことにより、 前記積層された前記サンドイッチ構造体との相対位置の
   変動を規制可能としたことを特徴とする請求項２記載の
   ろう付けハニカムパネルの製造スペーサ。