JPH067863A - ハニカム構造体並びにハニカムパネルおよび曲面ハニカムパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続的な非支持領域を解消して剛性並びに強
度を向上させた曲面ハニカムパネルを提供する。 【構成】 二次曲面状の下側面板１１２上にハニカムコ
ア部材１１４および補強コア部材１１６を、交互に並置
し、さらに上側面板１１８をハニカムコア部材１１４お
よび補強コア部材１１６上に載置する。その後、下側面
板１１２、上側面板１１８、ハニカムコア部材１１４お
よび補強コア部材１１６をろう付けする。隣接するハニ
カムコア部材１１４間に補強コア部材１１６を挿入した
構造の曲面ハニカムパネル１００が得られる。凸となる
上側面板１１８側では互いに接合されないハニカムコア
部材１１４間で、補強コア部材１１６が上側面板１１８
を支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハニカム構造体並びに
ハニカムパネルおよび曲面ハニカムパネルの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複数のハニカムコアを並置し
て、断面が正六角形あるいは長方形などのハニカムセル
を密に形成し、その表裏面を面板で覆ったハニカムパネ
ルが知られている。ハニカムパネルは、使用目的や使用
箇所に応じて平板状や曲面状のものが用いられており、
それらの形状のハニカムパネルを得る手段も種々のもの
が知られている。

【０００３】特に、曲面ハニカムパネルを得る方法とし
ては、（１）平板状のハニカムパネルに曲げ加工を施し
て曲面状とする方法や、（２）曲面に沿って変形しやす
い特殊な形状のハニカムコアを、曲面状の面板で挟みつ
けるようにして曲面ハニカムパネルを得る方法が知られ
ている。

【０００４】上記（１）は、最も手軽な方法であるが、
曲率が大きくなるとハニカムコアに座屈を生じる等の不
具合が発生するため、曲率が大きいハニカムパネルを得
るのは困難であった。また、例えば波形状に曲率を変化
させることも困難で、曲げ加工における自由度が低かっ
た。（２）は、ハニカムコア部材の製造やハニカムコア
部材同士の接合が複雑であったり、セルサイズが大きく
なるとハニカムコア部材の製造が困難になる等の問題が
あった。

【０００５】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、（３）２次元曲面状の第１の面板上
に、曲率と垂直な方向に沿ってハニカムコア部材を並置
し、次いで並置したハニカムコア部材上に第１の面板と
整合する曲面状の第２の面板を載置して、ハニカムコア
部材と面板とを接合する方法が提案されている。この方
法で製造した曲面ハニカムパネルの例を図８に示した。

【０００６】ところが（３）の方法では、曲面ハニカム
パネル３００の凸面側において、隣接するハニカムコア
部材３１０同士が接合されない部分を生ずる。このた
め、面板３３０がハニカムコア部材３１０によって支持
されない領域（以下、非支持領域という、図中ハッチン
グを施した）が、ハニカムコア部材３１０の長手方向に
沿って連続的に形成される。

【０００７】この非支持領域は部分的にハニカムパネル
の強度が劣る部分となり、例えば繰り返し曲げ荷重など
の応力が、非支持領域と交差する方向に沿って負荷され
ると、非支持領域の面板３３０が破断したり、あるいは
破断に至らないまでも、面板３３０やハニカムコア部材
３１０の弾性変形により曲面ハニカムパネル３００の剛
性が低下するおそれがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
（３）の方法を改善して、連続的な非支持領域がなく、
部分的な剛性並びに強度の低下を生じることがない曲面
ハニカムパネルとその製造方法を提供することを目的と
する。併せて剛性および強度を向上させたハニカム構造
体を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するための手段として次の構成を採用した。即ち、
第１の発明であるハニカム構造体は、凹凸部を備えたハ
ニカムコア部材を互いに近接させて複数枚並置して、前
記凹凸部の形状に応じた形状のハニカムセルを形成した
ハニカム構造体において、隣接する前記ハニカムコア部
材間に補強コア部材を設けたことを特徴とする。

【００１０】第２の発明であるハニカムパネルは、第１
の発明のハニカム構造体の表面および裏面に前記ハニカ
ムセルの軸方向と略直交して配された一対の面板を設け
たことを特徴とする。さらに第３の発明である曲面ハニ
カムパネルの製造方法は、直交する二方向のうち一方向
が直線状をなし、他方向が曲線状をなす二次曲面に成形
した成形型に、平板または予め二次曲面に成形した第１
の面板を載置し、該第１の面板を前記成形型の二次曲面
に沿った形状とし、前記第１の面板上に、所定形状の複
数枚のハニカムコア部材を、相互に位置決めし、かつ、
前記第１の面板の曲面の直線方向に沿って並置するとと
もに、隣接する前記ハニカムコア部材間に補強コア部材
を配置し、平板または予め前記第１の面板の曲面形状に
応じた二次曲面に成形した第２の面板を前記ハニカムコ
ア部材並びに補強コア部材に載置した後、前記第１の面
板、ハニカムコア部材、補強コア部材および第２の面板
を、前記第１および第２の面板の外側から加圧するとと
もに、前記第１および第２の面板と前記ハニカムコア部
材および補強コア部材とを接合することを特徴とする。

【００１１】

【作用】第１の発明のハニカム構造体によれば、隣接す
るハニカムコア部材間に補強コア部材を設けたので強度
が向上する。このため、セルサイズを縮小してハニカム
セル密度を高めたり、ハニカムコア部材の板厚を大きく
することなく、高い耐荷重性が得られる。

【００１２】第２の発明のハニカムパネルでは、第１の
発明のハニカム構造体をハニカムコアとしているので、
耐荷重性に優れている。特に、二次曲面の面板を用いた
場合においては、凸面側で隣接するハニカムコア部材同
士が接合されない部分を生じて面板に非支持領域が形成
されても、隣接するハニカムコア部材間に設けられた補
強コア部材が非支持領域を支持するので、非支持領域の
強度低下は防止される。したがって、例えば繰り返し曲
げ荷重などの応力が、非支持領域と交差する方向に沿っ
て負荷されても、非支持領域における面板の破断は生じ
ない。また面板やハニカムコアの弾性変形によるハニカ
ムパネルの剛性の低下も防止される。

【００１３】さらに第３の発明である曲面ハニカムパネ
ルの製造方法によれば、まず二次曲面に成形した成形型
に、平板または予め二次曲面に成形した第１の面板を載
置して成形型の二次曲面に沿った形状とするので、第１
の面板に正確な二次曲面を付与できる。

【００１４】成形型に載置された第１の面板上に、ハニ
カムコア部材を相互に位置決めしつつ並置するととも
に、隣接するハニカムコア部材間に補強コア部材を配置
するので、ハニカムコア部材および補強コア部材の配設
は容易である。しかも第１の面板が成形型に載置されて
いるので、ハニカムコア部材および補強コア部材の配設
作業において第１の面板が変形することはない。

【００１５】平板または二次曲面に成形した第２の面板
をハニカムコア部材並びに補強コア部材に載置するの
で、第１の面板、ハニカムコア部材並びに補強コア部材
および第２の面板が、相対位置を正確に保持したまま、
成形型の曲面に応じた積層構造となる。

【００１６】積層構造とした後、前記第１および第２の
面板の外側から加圧するとともに、前記第１および第２
の面板と前記ハニカムコア部材および補強コア部材とを
接合して、曲面ハニカムパネルを得る。こうして得られ
た曲面ハニカムパネルでは、第２の面板側で隣接するハ
ニカムコア部材同士が接合されない部分を生じて、第２
の面板に非支持領域が形成されても、隣接するハニカム
コア部材間に設けられた補強コア部材が非支持領域を支
持するので、非支持領域の強度低下は防止される。した
がって、例えば繰り返し曲げ荷重などの応力が、非支持
領域と交差する方向に沿って負荷されても、非支持領域
における面板の破断は生じない。また面板やハニカムコ
アの弾性変形による曲面ハニカムパネルの剛性の低下も
防止される。

【００１７】

【実施例】以下に好適な実施例をあげて第１〜第３の発
明を詳細に説明する。 （実施例１）図１に示したハニカム構造体１０は、ハニ
カムコア部材１１と補強コア部材１３とを交互に積層し
た形状をしている。

【００１８】ハニカムコア部材１１は、台形状の凹凸部
１１ａ、１１ｂを備えている。凹凸部１１ａ、１１ｂの
各辺の長さは互いに等しく、隣接するハニカムコア部材
１１の凹凸部１１ａ、１１ｂを対置して六角形のハニカ
ムセル１５を形成している。補強コア部材１３は平板部
１３ａと波形部１３ｂとから構成されている。補強コア
部材１３は、波形部１３ｂをハニカムセル１５に収納さ
れるようにして、一対のハニカムコア部材１１に挟持さ
れた状態で、相互に接合されている。

【００１９】六角形のハニカムセル１５が密に連なる形
状で、しかもハニカムセル１５内には補強コア部材１３
の波形部１３ｂが収納されているので耐荷重性に優れて
いる。特に、ハニカムセル１５の軸方向からの荷重に対
して優れた耐荷重性を有する。

【００２０】なお、平板部１３ａに開口を設けて補強コ
ア部材１３を軽量化することも可能である。図２は補強
コア部材１３の平板部１３ａに孔１７を設けた例を示
す。また図３は補強コア部材１３の平板部１３ａに門形
の切り欠き１９を設けた例を示す。平板部１３ａに孔１
７や切り欠き１９を形成しても、ハニカム構造体１０の
耐荷重性はほとんど低下しない。 （実施例２）図４に示すように、ハニカム構造体２０の
ハニカムコア部材２１は、台形状の凹凸部２１ａ、２１
ｂを備えていて、隣接するハニカムコア部材２１の凹凸
部２１ａ、２１ｂを対置して六角形のハニカムセル２５
を形成している。

【００２１】隣接するハニカムコア部材２１間には補強
コア部材２７が挿入されて、両者は互いに接合されてい
る。補強コア部材２７は、平板部２９と波形部３１とが
交互に設けられている。平板部２９の長さは、凹凸部２
１ａ、２１ｂの１辺の長さに対応している。

【００２２】波形部３１は、２箇所の短斜辺部３１ａ、
１箇所の長斜辺部３１ｂおよび２箇所の頂部３１ｃで構
成されている。短斜辺部３１ａおよび頂部３１ｃの長さ
は等しく、長斜辺部の長さはそれらの２倍の長さであ
る。２箇所の短斜辺部３１ａ間の距離はハニカムセル２
５の対辺間の距離よりもわずかに短かく、短斜辺部３１
ａとこれに接するハニカムセル２５の一対の対辺とは密
に接している。

【００２３】波形部３１を上記の形状としたので、ハニ
カム構造体２０を製造する際の組み付け作業において、
ハニカムセル２５と波形部３１との相対位置は容易に決
定される。したがって、ハニカムコア部材２１と補強コ
ア部材２７との相対位置が容易に決定されるので、組み
付け時の作業性が向上する。

【００２４】六角形のハニカムセル２５が密に連なる形
状で、しかもハニカムセル２５内には補強コア部材２７
の波形部３１が収納されているので耐荷重性に優れてい
る。特に、ハニカムセル２５の軸方向からの荷重に対し
て優れた耐荷重性を有する。なお、補強コア部材２７を
一連のものとせずに、例えば波形部３１に相当する部分
のみとして、これを各ハニカムセル２５内にそれぞれ１
個挿入した構造としてもよい。こうすると、ハニカムコ
ア部材２１を組み付けた後に、補強コア部材を各ハニカ
ムセル２５内に挿入して、ハニカム構造体２０を組み付
けることができるので、組み付け作業におけるハニカム
コア部材２１と補強コア部材との位置決めは事実上不要
となり、作業性は向上する。 （実施例３）次に図５〜図７を参照して、第３の発明に
より曲面ハニカムパネル１００を製造する例について説
明する。

【００２５】図５にて矢印Ｗに沿った方向に、二次曲面
の載置面を設けた成形型１１０の上に、片面にろう材を
クラッドしたアルミニウム合金の下側面板１１２を、ク
ラッド側を上にして載置する。成形型１１０に設けた載
置面の曲率半径が大きいので、下側面板１１２は自重で
たわんで成形型１１０の載置面の形状に応じた曲面状と
なる。なお、下側面板１１２を予め成形型１１０に応じ
た二次曲面状に成形しておいてもよい。

【００２６】続いて下側面板１１２上に、いずれもろう
材をクラッドしたアルミニウム合金のハニカムコア部材
１１４および補強コア部材１１６を、矢印Ｌ方向を長手
方向として、下側面板１１２と略直交するように交互に
並べる。ハニカムコア部材１１４および補強コア部材１
１６は、上記実施例２に記載したと同様の形状である。
図５にてはその一部分のみを示したが、ハニカムコア部
材１１４および補強コア部材１１６は、下側面板１１２
の矢印Ｗ方向の幅を満たすように複数枚並置される。ま
たハニカムコア部材１１４および補強コア部材１１６の
長さは、下側面板１１２の矢印Ｌ方向長さに応じてい
る。

【００２７】下側面板１１２上がハニカムコア部材１１
４および補強コア部材１１６で満たされた後、ハニカム
コア部材１１４および補強コア部材１１６上に、ろう材
をクラッドしたアルミニウム合金の上側面板１１８をク
ラッド側を下にして載置する。上側面板１１８も下側面
板１１２と同様に、自重でたわんでハニカムコア部材１
１４および補強コア部材１１６の縁が形成する擬似曲面
に応じた形状となる。なお、上側面板１１８を予め二次
曲面状に成形しておいてもよい。

【００２８】その後、治具にて上側面板１１８を覆っ
て、該治具と成形型１１０とで下側面板１１２、上側面
板１１８、ハニカムコア部材１１４および補強コア部材
１１６を加圧するとともに加熱する。該加熱により下側
面板１１２、上側面板１１８、ハニカムコア部材１１４
および補強コア部材１１６にクラッドされていたろう材
が溶融して、前記各者の接触部の間隙に流入する。この
状態で冷却し、ろう材を凝固させると、下側面板１１
２、上側面板１１８、ハニカムコア部材１１４および補
強コア部材１１６は、その接触部にて互いに接合され
る。こうして曲面ハニカムパネル１００を得る。

【００２９】この曲面ハニカムパネル１００は、上側面
板１１８側においてハニカムコア部材１１４同士が接合
されない非支持領域が形成されるが、隣接するハニカム
コア部材１１４間に補強コア部材１１６を設けたので、
前記非支持領域は補強コア部材１１６によって分断され
る。

【００３０】したがって、曲面ハニカムパネル１００に
は、非支持領域が連続することによる部分的な剛性並び
に強度の低い部分は生じない。また、補強コア部材１１
６がハニカムコア部材１１４と同様に、支持体として作
用するので、曲面ハニカムパネル１００は耐荷重性に優
れたものとなる。

【００３１】補強コア部材１１６を設けたことにより曲
面ハニカムパネル１００の強度が実質的に向上するの
で、ハニカムセルのサイズを大きくしたり、ハニカムコ
ア部材１１４、補強コア部材１１６を薄肉化することも
可能である。補強コア部材１１６に、図２、図３（イ）
に示した例のように孔や切り欠きを設ければ、一層の軽
量化が可能である。また、切り欠きを設けた場合は、図
３（ロ）に示すように、ハニカムコア部材１１４同士の
距離を短縮できるので、非支持領域の幅が狭まり、この
部分のパネル強度が向上する。

【００３２】さらに、図８に示すように、補強コア部材
１１６を、隣接するハニカムコア部材１１４間に、ハニ
カムコア部材１１４の長手方向と交差する方向に沿って
設けてもよい。このようにすると、各補強コア部材１１
６によって非支持領域が細かく分断されるので、曲面ハ
ニカムパネル１００の強度は向上する。

【００３３】また、本発明の方法によれば、成形型１１
０の曲面形状に応じた曲面ハニカムパネル１００が得ら
れるので、標準化が可能となる。以上３件の実施例を挙
げて説明したが、第１〜第３の発明において使用するハ
ニカムコア部材および面板の材質には特に限定はなく、
例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の金属、プラ
スチック、積層材等が使用できる。

【００３４】ハニカムコア部材の形状は特に限定されな
いが、例えば台形状の凹凸を備えて隣接するハニカムコ
ア部材とで六角形のハニカムセルを形成する形状のもの
や、方形の凹凸を備えた形状で方形のハニカムセルを形
成する形状のものであると、ハニカムコアの成形、面板
上への配設が簡単である。

【００３５】補強コア部材の材質にも特に限定はなく、
例えば、上記のハニカムコア部材や面板と同様に、アル
ミニウムやアルミニウム合金等の金属、プラスチック、
積層材等が使用できる。アルミニウムやアルミニウム合
金等の金属を使用してろう付け加工する場合に、ハニカ
ムコア部材および面板にろう材がクラッドされていれ
ば、補強コア部材は裸材でもよい。

【００３６】補強コア部材の形状は波形部を有するもの
や平板状のもの等を用いることができ、ハニカムコア部
材間に設置可能な形状であれば特に制限はない。複数の
ハニカムセルにわたって長手方向に連なる一体型や各ハ
ニカムセルあるいは隣接するハニカムコア部材の接合部
ごとに複数部分に分離して設置する型など、種々の形式
が採用可能である。

【００３７】ハニカムコア部材、面板および補強コア部
材は同一材質とする必要はなく、ハニカムパネルの用途
などに応じて適宜の材質を組み合わせることが可能であ
る。もちろん前記二者あるいは三者を同一材質とするこ
ともできる。また、これら三者を接合する手段も特に限
定されない。実施例で示したろう付けの他に、接着剤に
よる方法や機械的な「かしめ」なども採用可能である。

【００３８】

【発明の効果】上述のように、本発明の曲面ハニカムパ
ネルは、連続的な非支持領域がなく、部分的な剛性並び
に強度の低下を生じることがない。また、本発明のハニ
カム構造体は、剛性および強度が高い。このハニカム構
造体を使用すれば耐荷重性に優れたハニカムパネルを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１のハニカム構造体の説明図である。

【図２】 実施例１のハニカム構造体の補強コア部材に
孔を形成した例の説明図である。

【図３】 実施例１のハニカム構造体の補強コア部材に
切り欠きを形成した例の説明図である。

【図４】 実施例２のハニカム構造体の説明図である。

【図５】 実施例３の曲面ハニカムパネルの構造の説明
図である。

【図６】 実施例３の曲面ハニカムパネルのハニカムセ
ル部分の断面図である。

【図７】 実施例３の曲面ハニカムパネルのハニカムコ
ア部材と補強コア部材との接合部の断面図である。

【図８】 ハニカムコア部材の長手方向と交差する方向
に沿って補強コア部材を設けた例の説明図である。

【図９】 従来技術の曲面ハニカムパネルの説明図であ
る。

【符号の説明】

１０、２０・・・ハニカム構造体、１１、２１・・・ハ
ニカムコア部材、１３、２７・・・補強コア部材、１３
ｂ、３１・・・波形部、１５、２５・・・ハニカムセ
ル、１００・・・曲面ハニカムパネル、１１０・・・成
形型、１１２・・・下側面板、１１４・・・ハニカムコ
ア部材、１１６・・・補強コア部材、１１８・・・上側
面板。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹凸部を備えたハニカムコア部材を互い
   に近接させて複数枚並置して、前記凹凸部の形状に応じ
   た形状のハニカムセルを形成したハニカム構造体におい
   て、 隣接する前記ハニカムコア部材間に補強コア部材を設け
   たことを特徴とするハニカム構造体。
2. 【請求項２】 前記補強コア部材を前記ハニカムコア部
   材の長手方向に沿って設けたことを特徴とする請求項１
   記載のハニカム構造体。
3. 【請求項３】 前記補強コア部材を前記ハニカムコア部
   材の長手方向と交差する方向に沿って設けたことを特徴
   とする請求項１記載のハニカム構造体。
4. 【請求項４】 前記補強コア部材に波形部を設けたこと
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載のハニカ
   ム構造体。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか記載のハニ
   カム構造体の表面および裏面に前記ハニカムセルの軸方
   向と略直交して配された一対の面板を設けたことを特徴
   とするハニカムパネル。
6. 【請求項６】 前記一対の面板を、直交する二方向のう
   ち一方向が直線状をなし他方向が曲線状をなす二次曲面
   を有する一対の面板としたことを特徴とする請求項５記
   載のハニカムパネル。
7. 【請求項７】 直交する二方向のうち一方向が直線状を
   なし、他方向が曲線状をなす二次曲面に成形した成形型
   に、平板または予め二次曲面に成形した第１の面板を載
   置し、該第１の面板を前記成形型の二次曲面に沿った形
   状とし、 前記第１の面板上に、所定形状の複数枚のハニカムコア
   部材を、相互に位置決めし、かつ、前記第１の面板の曲
   面の直線方向に沿って並置するとともに、隣接する前記
   ハニカムコア部材間に補強コア部材を配置し、 平板または予め前記第１の面板の曲面形状に応じた二次
   曲面に成形した第２の面板を前記ハニカムコア部材並び
   に補強コア部材に載置した後、 前記第１の面板、ハニカムコア部材、補強コア部材およ
   び第２の面板を、前記第１および第２の面板の外側から
   加圧するとともに、前記第１および第２の面板と前記ハ
   ニカムコア部材および補強コア部材とを接合することを
   特徴とする曲面ハニカムパネルの製造方法。