JPH068361A - サンドイッチ円筒殻構造物 - Google Patents
サンドイッチ円筒殻構造物Info
- Publication number
- JPH068361A JPH068361A JP4167575A JP16757592A JPH068361A JP H068361 A JPH068361 A JP H068361A JP 4167575 A JP4167575 A JP 4167575A JP 16757592 A JP16757592 A JP 16757592A JP H068361 A JPH068361 A JP H068361A
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- Japan
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- thin plate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 軽量、高強度で、構成部品点数が少なく、低
コストの円筒殻構造物を実現する。 【構成】 円筒形状の薄板の内外面に圧力差を与えて形
成されたダイヤモンド型座屈パターンをその面に有する
芯部材１と、同芯部材１の内外面にそれぞれ接して設け
られた内面板２と外面板３とにより形成されたことによ
って、軽量で高剛性、高強度を有し、断熱性の保持が可
能であり、また、部品点数が少なく、製作が容易で、製
作コストの大幅低減が可能な円筒殻構造物を実現する。
コストの円筒殻構造物を実現する。 【構成】 円筒形状の薄板の内外面に圧力差を与えて形
成されたダイヤモンド型座屈パターンをその面に有する
芯部材１と、同芯部材１の内外面にそれぞれ接して設け
られた内面板２と外面板３とにより形成されたことによ
って、軽量で高剛性、高強度を有し、断熱性の保持が可
能であり、また、部品点数が少なく、製作が容易で、製
作コストの大幅低減が可能な円筒殻構造物を実現する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力容器、断熱容器等
に適用される円筒殻構造物及びその製作方法に関する。
に適用される円筒殻構造物及びその製作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の円筒殻構造物の構造様式として
は、それぞれ図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように
セミモノコック構造０１、ハニカムサンドイッチ構造０
２、ワッフル構造０３等があり、航空・宇宙及び車輛等
で実用化されていた。これらの構造は、セミモノコック
構造の場合、図５（ａ）に示すように多くの部品により
構成され、これらの部品はリベット等により取付けられ
ており、また、ワッフル構造の場合は、図５（ｂ）に示
すようにメンブレン０４やストリンガ０５等が厚板から
機械加工により削り出されて形成されていた。
は、それぞれ図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように
セミモノコック構造０１、ハニカムサンドイッチ構造０
２、ワッフル構造０３等があり、航空・宇宙及び車輛等
で実用化されていた。これらの構造は、セミモノコック
構造の場合、図５（ａ）に示すように多くの部品により
構成され、これらの部品はリベット等により取付けられ
ており、また、ワッフル構造の場合は、図５（ｂ）に示
すようにメンブレン０４やストリンガ０５等が厚板から
機械加工により削り出されて形成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の構造物において
は、前記のように構成部品の数が多く、複雑な機械加工
を必要とする等により製作コストが高かった。また、断
熱性に劣り、断熱容器として使用する場合は、断熱材を
必要とする等の課題があった。
は、前記のように構成部品の数が多く、複雑な機械加工
を必要とする等により製作コストが高かった。また、断
熱性に劣り、断熱容器として使用する場合は、断熱材を
必要とする等の課題があった。
【０００４】本発明は、上記課題を解決し、軽量で高強
度の補強円筒殻が構成部品数も少く、低コストで製造で
き、断熱性能も期待できて、表面がスムーズで空気抵抗
が少い構造物とその製作方法を提供しようとするもので
ある。
度の補強円筒殻が構成部品数も少く、低コストで製造で
き、断熱性能も期待できて、表面がスムーズで空気抵抗
が少い構造物とその製作方法を提供しようとするもので
ある。
【０００５】
（１）本発明のサンドイッチ円筒殻構造物は、その面に
ダイヤモンド型座屈パターンが形成された円筒形状の薄
板よりなる芯部材、同芯部材の内側に同芯部材と接して
設けられた円筒形状の厚板の内面板、および上記芯部材
の外側に同芯部材と接して設けられた円筒形状の外面板
により形成されたことを特徴としている。
ダイヤモンド型座屈パターンが形成された円筒形状の薄
板よりなる芯部材、同芯部材の内側に同芯部材と接して
設けられた円筒形状の厚板の内面板、および上記芯部材
の外側に同芯部材と接して設けられた円筒形状の外面板
により形成されたことを特徴としている。
【０００６】（２）本発明のサンドイッチ円筒殻構造物
の製作方法は、円筒形状の厚板の内面板の外側に円筒形
状の薄板を配設し、上記内面板と薄板との間に形成され
た空間に対して薄板の外側の空間を高圧として薄板に圧
力差を加え、同薄板の面に上記内面板と接するダイヤモ
ンド型座屈パターンを形成させた後、上記薄板の外側に
同薄板と接する外面板を配設することを特徴としてい
る。
の製作方法は、円筒形状の厚板の内面板の外側に円筒形
状の薄板を配設し、上記内面板と薄板との間に形成され
た空間に対して薄板の外側の空間を高圧として薄板に圧
力差を加え、同薄板の面に上記内面板と接するダイヤモ
ンド型座屈パターンを形成させた後、上記薄板の外側に
同薄板と接する外面板を配設することを特徴としてい
る。
【０００７】
【作用】上記発明（１）において、ダイヤモンド型座屈
パターンがその面に形成された芯部材は薄板のため、本
発明のサンドイッチ円筒殻構造物は軽量であり、上記芯
部材の内外面には内面板及び外面板が設けられ、それぞ
れが互いに支持し合い、それぞれの形状保持に寄与する
ため、高剛性、高強度の構造物を得ることができ、断熱
性を保持することができる。
パターンがその面に形成された芯部材は薄板のため、本
発明のサンドイッチ円筒殻構造物は軽量であり、上記芯
部材の内外面には内面板及び外面板が設けられ、それぞ
れが互いに支持し合い、それぞれの形状保持に寄与する
ため、高剛性、高強度の構造物を得ることができ、断熱
性を保持することができる。
【０００８】上記により、軽量で、高剛性、高強度を有
し、高い断熱性の保持が可能な円筒殻構造物を実現す
る。
し、高い断熱性の保持が可能な円筒殻構造物を実現す
る。
【０００９】上記発明（２）において、本発明のサンド
イッチ円筒殻構造物は芯部材と内面板と外面板のみによ
り製作されるため、部品点数が少なく、また、円筒形状
の薄板の内外面に圧力差を与え、ダイヤモンド型座屈パ
ターンを形成して芯部材とするため、製作が容易であ
る。
イッチ円筒殻構造物は芯部材と内面板と外面板のみによ
り製作されるため、部品点数が少なく、また、円筒形状
の薄板の内外面に圧力差を与え、ダイヤモンド型座屈パ
ターンを形成して芯部材とするため、製作が容易であ
る。
【００１０】上記により、大幅な製作コストの低減が可
能な円筒殻構造物の製作方法を実現する。
能な円筒殻構造物の製作方法を実現する。
【００１１】
【実施例】本発明の一実施例の円筒殻構造物を図１によ
り説明する。図１に示す本実施例は、内外面に圧力差が
与えられその面に図２に示すダイヤモンド型座屈パター
ンが形成された円筒形状の薄板よりなる芯部材１、同芯
部材１の内側に同芯部材１と接して設けられた円筒形状
の厚板の内面板２、および上記芯部材１の外側に同芯部
材１と接して設けられた円筒形状の外面板３により形成
されている。
り説明する。図１に示す本実施例は、内外面に圧力差が
与えられその面に図２に示すダイヤモンド型座屈パター
ンが形成された円筒形状の薄板よりなる芯部材１、同芯
部材１の内側に同芯部材１と接して設けられた円筒形状
の厚板の内面板２、および上記芯部材１の外側に同芯部
材１と接して設けられた円筒形状の外面板３により形成
されている。
【００１２】本実施例の円筒殻構造物の製作について
は、円筒形状の内面板２の外側に、ダイヤモンド型座屈
パターンを形成する前の芯部材１となる円筒形状の薄板
を配設した後、薄板と内面板２により形成される空間に
対して薄板の外側が高圧となるように圧力差を設け、薄
板の面にダイヤモンド型座屈パターンを生じさせる。こ
の座屈パターンが形成されて芯部材１となった薄板の外
側に円筒形状の外面板３を配設して製作を完了する。
は、円筒形状の内面板２の外側に、ダイヤモンド型座屈
パターンを形成する前の芯部材１となる円筒形状の薄板
を配設した後、薄板と内面板２により形成される空間に
対して薄板の外側が高圧となるように圧力差を設け、薄
板の面にダイヤモンド型座屈パターンを生じさせる。こ
の座屈パターンが形成されて芯部材１となった薄板の外
側に円筒形状の外面板３を配設して製作を完了する。
【００１３】上記薄板にダイヤモンド型座屈パターンを
形成させる方法としては、図３（ａ），（ｂ）に示す減
圧法と図３（ｃ）に示す加圧法がある。図３（ａ），
（ｂ）に示す減圧法は内面板２の外側に芯部材１となる
薄板１ａを配設し、その両端に気密用治具５を配設して
気密シール６を行った後、真空ポンプ７により薄板１ａ
と内面板２の間の空気を吸引して減圧するものである。
形成させる方法としては、図３（ａ），（ｂ）に示す減
圧法と図３（ｃ）に示す加圧法がある。図３（ａ），
（ｂ）に示す減圧法は内面板２の外側に芯部材１となる
薄板１ａを配設し、その両端に気密用治具５を配設して
気密シール６を行った後、真空ポンプ７により薄板１ａ
と内面板２の間の空気を吸引して減圧するものである。
【００１４】また、図３（ｃ）に示す加圧法は、内面板
２の外側に薄板１ａを配設した状態で空気抜穴８ａを有
する気密用円筒容器８内に収納し、それぞれの端部を気
密シール６した後、空気抜穴８ａより薄板１ａと内面板
２の間の空気を排出させながら加圧ポンプ９により空気
を送り込み、薄板１ａの外側を加圧するものである。
２の外側に薄板１ａを配設した状態で空気抜穴８ａを有
する気密用円筒容器８内に収納し、それぞれの端部を気
密シール６した後、空気抜穴８ａより薄板１ａと内面板
２の間の空気を排出させながら加圧ポンプ９により空気
を送り込み、薄板１ａの外側を加圧するものである。
【００１５】上記減圧法又は加圧法を用いて円筒形状の
薄板１ａにダイヤモンド型座屈パターンを形成させる場
合の、座屈発生に必要な圧力差Ｐｃｒ、及び形成される
座屈波形の波長ｌについて以下に説明する。
薄板１ａにダイヤモンド型座屈パターンを形成させる場
合の、座屈発生に必要な圧力差Ｐｃｒ、及び形成される
座屈波形の波長ｌについて以下に説明する。
【００１６】上記必要な圧力差Ｐｃｒは円筒の座屈理論
より得られるものであり、次式により示される。
より得られるものであり、次式により示される。
【００１７】 Ｐｃｒ＝０．６０６Ｅｔ2 ／Ｒ 2 ……………………………… （１） こゝで、ｔは薄板１ａの厚さ、Ｒは薄板１ａの半径、Ｅ
は薄板１ａ材料のヤング率である。
は薄板１ａ材料のヤング率である。
【００１８】また、図２に示す座屈波形の波長ｌは次式
で示される。
で示される。
【００１９】 ｌ≒４（Ｒｔ）1/2 ……………………………………………… （２） 上記式（１），（２）を用いて薄板１ａがＥ＝７００ｋ
ｇ／ｍｍ2 、ｔ＝０．８ｍｍ、Ｒ＝１０００ｍｍのアル
ミ合金の場合の圧力差Ｐｃｒ、波長ｌを試算すると、そ
れぞれ０．２８ｋｇ／ｃｍ2 、１１３ｍｍとなる。従っ
て、上記アルミ合金の円筒形状の薄板１ａに減圧法又は
加圧法により０．２８ｋｇ／ｃｍ2 の差圧を加えると、
波長が１１３ｍｍのダイヤモンド型座屈パターンをその
面に有する芯部材１が得られることになる。
ｇ／ｍｍ2 、ｔ＝０．８ｍｍ、Ｒ＝１０００ｍｍのアル
ミ合金の場合の圧力差Ｐｃｒ、波長ｌを試算すると、そ
れぞれ０．２８ｋｇ／ｃｍ2 、１１３ｍｍとなる。従っ
て、上記アルミ合金の円筒形状の薄板１ａに減圧法又は
加圧法により０．２８ｋｇ／ｃｍ2 の差圧を加えると、
波長が１１３ｍｍのダイヤモンド型座屈パターンをその
面に有する芯部材１が得られることになる。
【００２０】上記製作方法により製作された本実施例の
円筒殻構造物については、芯部材１に薄板１ａを用いて
いるために軽量であり、ダイヤモンド型座屈パターンを
有する芯部材１の内外面に円筒形状の内面板２及び外面
板３が設けられてサンドイッチ構造を形成し、それぞれ
が互いに支持し合い、それぞれの形状保持に寄与するた
め、高剛性、高強度を得ることができ、断熱性を保持す
ることが可能となる。
円筒殻構造物については、芯部材１に薄板１ａを用いて
いるために軽量であり、ダイヤモンド型座屈パターンを
有する芯部材１の内外面に円筒形状の内面板２及び外面
板３が設けられてサンドイッチ構造を形成し、それぞれ
が互いに支持し合い、それぞれの形状保持に寄与するた
め、高剛性、高強度を得ることができ、断熱性を保持す
ることが可能となる。
【００２１】また、芯部材１は薄板１ａのみよりなるた
め部品点数が少なく、また、円筒形状の薄板１ａの内外
面に圧力差を与えることのみにより芯部材１を成形する
ことができるため、製造コストの大幅低減が可能とな
る。
め部品点数が少なく、また、円筒形状の薄板１ａの内外
面に圧力差を与えることのみにより芯部材１を成形する
ことができるため、製造コストの大幅低減が可能とな
る。
【００２２】上記により、軽量で高剛性、高強度を有
し、部品点数が少なく製造コストの安い円筒殻構造物を
実現した。
し、部品点数が少なく製造コストの安い円筒殻構造物を
実現した。
【００２３】
【発明の効果】本発明のサンドイッチ円筒殻構造物は、
円筒形状の薄板の内外面に圧力差を与えて形成されたダ
イヤモンド型座屈パターンをその面に有する芯部材と、
同芯部材の内外面にそれぞれ接して設けられた内面板と
外面板とにより形成されたことによって、軽量で高剛
性、高強度を有し、断熱性の保持が可能であり、また、
部品点数が少なく、製作が容易で、製作コストの大幅低
減が可能な円筒殻構造物を実現する。
円筒形状の薄板の内外面に圧力差を与えて形成されたダ
イヤモンド型座屈パターンをその面に有する芯部材と、
同芯部材の内外面にそれぞれ接して設けられた内面板と
外面板とにより形成されたことによって、軽量で高剛
性、高強度を有し、断熱性の保持が可能であり、また、
部品点数が少なく、製作が容易で、製作コストの大幅低
減が可能な円筒殻構造物を実現する。
【図１】本発明の一実施例の説明図である。
【図２】上記一実施例に係る芯部材に形成されたダイヤ
モンド型座屈パターンの説明図である。
モンド型座屈パターンの説明図である。
【図３】上記一実施例に係る芯部材の成形方法の説明図
で、（ａ）は減圧法の説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
矢視図、（ｃ）は加圧法の説明図である。
で、（ａ）は減圧法の説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
矢視図、（ｃ）は加圧法の説明図である。
【図４】従来の構造物の説明図である。
【図５】上記従来の構造物の詳細説明図である。
１ 芯部材 １ａ 薄板 ２ 内面板 ３ 外面板 ５ 気密用治具 ７ 真空ポンプ ８ 気密用円筒容器 ９ 加圧ポンプ
Claims (2)
- 【請求項１】 その面にダイヤモンド型座屈パターンが
形成された円筒形状の薄板よりなる芯部材、同芯部材の
内側に同芯部材と接して設けられた円筒形状の厚板の内
面板、および上記芯部材の外側に同芯部材と接して設け
られた円筒形状の外面板により形成されたことを特徴と
するサンドイッチ円筒殻構造物。 - 【請求項２】 円筒形状の厚板の内面板の外側に円筒形
状の薄板を配設し、上記内面板と薄板との間に形成され
た空間に対して薄板の外側の空間を高圧として薄板に圧
力差を加え、同薄板の面に上記内面板と接するダイヤモ
ンド型座屈パターンを形成させた後、上記薄板の外側に
同薄板と接する外面板を配設することを特徴とするサン
ドイッチ円筒殻構造物の製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167575A JPH068361A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | サンドイッチ円筒殻構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167575A JPH068361A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | サンドイッチ円筒殻構造物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068361A true JPH068361A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=15852290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4167575A Withdrawn JPH068361A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | サンドイッチ円筒殻構造物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068361A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019112877A (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-11 | 日本総合リサイクル株式会社 | 内装用軽量化解体作業車 |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP4167575A patent/JPH068361A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019112877A (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-11 | 日本総合リサイクル株式会社 | 内装用軽量化解体作業車 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990831 |