JPH07291197A - サンドイッチ球殻構造物及びその製作方法 - Google Patents
サンドイッチ球殻構造物及びその製作方法Info
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- JPH07291197A JPH07291197A JP6084647A JP8464794A JPH07291197A JP H07291197 A JPH07291197 A JP H07291197A JP 6084647 A JP6084647 A JP 6084647A JP 8464794 A JP8464794 A JP 8464794A JP H07291197 A JPH07291197 A JP H07291197A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
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- B64G1/402—Propellant tanks; Feeding propellants
- B64G1/4021—Tank construction; Details thereof
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- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧力容器、断熱容器等に適用される球殻構造
物及びその製作方法に関する。 【構成】 ディンプル型座屈パターンが形成された球殻
形状の薄板からなる芯部材と、この芯部材の内側及び外
側に接して設けられた球殻形状の厚板の内面板及び外面
板で形成されてなるサンドイッチ球殻構造物、及び球殻
形状の厚板の内面板の外側に球殻形状の薄板を配置し、
薄板の外側の空間が内側より高圧となるよう薄板に圧力
差を加え、薄板の面に内面板と接するディンプル型座屈
パターンを形成させた後、薄板の外側に薄板と接する外
面板を配置することを特徴とするサンドイッチ球殻構造
物の製作方法。 【効果】 製作が容易で高剛性、高強度を有し、しかも
断熱性にすぐれた球殻構造物である。
物及びその製作方法に関する。 【構成】 ディンプル型座屈パターンが形成された球殻
形状の薄板からなる芯部材と、この芯部材の内側及び外
側に接して設けられた球殻形状の厚板の内面板及び外面
板で形成されてなるサンドイッチ球殻構造物、及び球殻
形状の厚板の内面板の外側に球殻形状の薄板を配置し、
薄板の外側の空間が内側より高圧となるよう薄板に圧力
差を加え、薄板の面に内面板と接するディンプル型座屈
パターンを形成させた後、薄板の外側に薄板と接する外
面板を配置することを特徴とするサンドイッチ球殻構造
物の製作方法。 【効果】 製作が容易で高剛性、高強度を有し、しかも
断熱性にすぐれた球殻構造物である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧力容器、断熱容器等に
適用される球殻構造物及びその製作方法に関する。
適用される球殻構造物及びその製作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液化天然ガス用タンク、航空機の
圧力隔壁、ロケットの液体水素タンクや液体酸素タンク
のドームなどの高い圧力の気体や液体を保持する容器の
構造材料として、各種の球殻構造物が使用されている。
このうち特に軽量で内外圧力差に耐える高い強度を要求
される構造物として、図４にその例を示すようなセミモ
ノコック構造、ハニカムサンドイッチ構造、ワッフル構
造等があり、航空・宇宙分野などで実用化されている。
これらの構造のうちセミモノコック構造は図４（ａ）に
示すように外板１３にフレーム１１、ストリンガ１２な
どがリベット等により取り付けられた構成を有してい
る。図４（ｂ）に示すハニカムサンドイッチ構造は、内
板と外板との間にハニカム構造体が挟み込まれた構造の
ものである。また、ワッフル構造は図４（ｃ）に示すよ
うに厚板部材を機械加工により削り出し、補強リブ１４
を有するパネルで構成されている。
圧力隔壁、ロケットの液体水素タンクや液体酸素タンク
のドームなどの高い圧力の気体や液体を保持する容器の
構造材料として、各種の球殻構造物が使用されている。
このうち特に軽量で内外圧力差に耐える高い強度を要求
される構造物として、図４にその例を示すようなセミモ
ノコック構造、ハニカムサンドイッチ構造、ワッフル構
造等があり、航空・宇宙分野などで実用化されている。
これらの構造のうちセミモノコック構造は図４（ａ）に
示すように外板１３にフレーム１１、ストリンガ１２な
どがリベット等により取り付けられた構成を有してい
る。図４（ｂ）に示すハニカムサンドイッチ構造は、内
板と外板との間にハニカム構造体が挟み込まれた構造の
ものである。また、ワッフル構造は図４（ｃ）に示すよ
うに厚板部材を機械加工により削り出し、補強リブ１４
を有するパネルで構成されている。
【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かったり、ハニカム
構造体のような複雑な構造部品を使用しており、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。本発明は、
前記従来技術の問題点を解決し、軽量で高強度の補強球
殻構造物が、構成部品数も少なく、低コストで製造で
き、断熱性能も期待できて、表面がスムースで空気抵抗
が少ない構造物とその製作方法を提供するものである。
は、前記のように構成部品の数が多かったり、ハニカム
構造体のような複雑な構造部品を使用しており、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。本発明は、
前記従来技術の問題点を解決し、軽量で高強度の補強球
殻構造物が、構成部品数も少なく、低コストで製造で
き、断熱性能も期待できて、表面がスムースで空気抵抗
が少ない構造物とその製作方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は（１）ディンプ
ル型座屈パターンが形成された球殻形状の薄板からなる
芯部材と、この芯部材の内側及び外側に接して設けられ
た球殻形状の厚板の内面板及び外面板で形成されてなる
ことを特徴とするサンドイッチ球殻構造物、及び（２）
球殻形状の厚板の内面板の外側に球殻形状の薄板を配置
し、薄板の外側の空間が内側より高圧となるよう薄板に
圧力差を加え、薄板の面に内面板と接するディンプル型
座屈パターンを形成させた後、薄板の外側に薄板と接す
る外面板を配置することを特徴とするサンドイッチ球殻
構造物の製作方法である。
ル型座屈パターンが形成された球殻形状の薄板からなる
芯部材と、この芯部材の内側及び外側に接して設けられ
た球殻形状の厚板の内面板及び外面板で形成されてなる
ことを特徴とするサンドイッチ球殻構造物、及び（２）
球殻形状の厚板の内面板の外側に球殻形状の薄板を配置
し、薄板の外側の空間が内側より高圧となるよう薄板に
圧力差を加え、薄板の面に内面板と接するディンプル型
座屈パターンを形成させた後、薄板の外側に薄板と接す
る外面板を配置することを特徴とするサンドイッチ球殻
構造物の製作方法である。
【０００５】本発明のサンドイッチ球殻構造物は、同心
円状に配置された球殻形状の厚板の内面板と外面板との
間に、その上面が外面板の内面に接し、下面が内面板の
外面に接するディンプル型座屈パターンが形成された球
殻形状の薄板よりなる芯部材を配置してなることを特徴
としている。この球殻構造物の内面板及び外面板を構成
する材料としては特に制限はなく、製品の使用目的に応
じて適宜材料を選択して用いればよいが、芯材としては
薄板での塑性加工が可能なものを使用する。特に航空宇
宙機に使用する場合は軽量で塑性加工が容易なアルミニ
ウム合金が好ましい。この場合、厚さとしては内面板で
０．５〜３ｍｍ程度、芯材で０．１〜１．０ｍｍ程度が
適当である。
円状に配置された球殻形状の厚板の内面板と外面板との
間に、その上面が外面板の内面に接し、下面が内面板の
外面に接するディンプル型座屈パターンが形成された球
殻形状の薄板よりなる芯部材を配置してなることを特徴
としている。この球殻構造物の内面板及び外面板を構成
する材料としては特に制限はなく、製品の使用目的に応
じて適宜材料を選択して用いればよいが、芯材としては
薄板での塑性加工が可能なものを使用する。特に航空宇
宙機に使用する場合は軽量で塑性加工が容易なアルミニ
ウム合金が好ましい。この場合、厚さとしては内面板で
０．５〜３ｍｍ程度、芯材で０．１〜１．０ｍｍ程度が
適当である。
【０００６】本発明の構造物は、ディンプル型座屈パタ
ーンが形成された芯部材が薄板のため軽量である。ま
た、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、高強度を有し、しかも断熱性にす
ぐれた球殻構造物である。このサンドイッチ球殻構造物
は軽量で断熱性能の必要な容器などの用途に好適なもの
である。従って軽量で断熱性能の要求される航空・宇宙
用に特に好適である。
ーンが形成された芯部材が薄板のため軽量である。ま
た、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、高強度を有し、しかも断熱性にす
ぐれた球殻構造物である。このサンドイッチ球殻構造物
は軽量で断熱性能の必要な容器などの用途に好適なもの
である。従って軽量で断熱性能の要求される航空・宇宙
用に特に好適である。
【０００７】本発明の製作方法によれば、サンドイッチ
球殻構造物を芯部材と内面板及び外面板のみにより製作
できるので、部品の点数が少なく、また、球殻形状の薄
板の内外面に圧力差を与えるだけでディンプル型座屈パ
ターンを有する芯材が形成できるので製作が容易であ
り、大幅な製作コストの低減が可能である。
球殻構造物を芯部材と内面板及び外面板のみにより製作
できるので、部品の点数が少なく、また、球殻形状の薄
板の内外面に圧力差を与えるだけでディンプル型座屈パ
ターンを有する芯材が形成できるので製作が容易であ
り、大幅な製作コストの低減が可能である。
【０００８】
【実施例】以下実施例により本発明のサンドイッチ球殻
構造物及びその作製方法をさらに具体的に説明する。図
１は本発明のサンドイッチ球殻構造物の１例を示す概略
説明図であり、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は斜視
図、図１（ｃ）は内面板の斜視図、図１（ｄ）は内面板
に芯部材を被せ、ディンプル型座屈パターンを形成させ
た状態の斜視図である。図１のサンドイッチ球殻構造物
は、その面に図２に示すようなディンプル型座屈パター
ンが形成された球殻形状の薄板よりなる芯部材１、芯部
材１の内側に接して設けられた球殻形状の厚板の内面板
２及び芯部材１の外側に接して設けられた球殻状の外面
板３により形成されている。
構造物及びその作製方法をさらに具体的に説明する。図
１は本発明のサンドイッチ球殻構造物の１例を示す概略
説明図であり、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は斜視
図、図１（ｃ）は内面板の斜視図、図１（ｄ）は内面板
に芯部材を被せ、ディンプル型座屈パターンを形成させ
た状態の斜視図である。図１のサンドイッチ球殻構造物
は、その面に図２に示すようなディンプル型座屈パター
ンが形成された球殻形状の薄板よりなる芯部材１、芯部
材１の内側に接して設けられた球殻形状の厚板の内面板
２及び芯部材１の外側に接して設けられた球殻状の外面
板３により形成されている。
【０００９】このサンドイッチ球殻構造物は次のように
して製作できる。先ず、球殻形状の内面板２の外側にデ
ィンプル型座屈パターンを形成する前の芯部材１となる
球殻形状の薄板を配置した後、その薄板の外側の圧がそ
の薄板と内面板２により形成される空間の圧よりも高く
なるように圧力差を生じさせ、薄板の面にディンプル型
座屈パターンを形成させる。このディンプル型座屈パタ
ーンが形成されて芯部材１となった薄板の外側に球殻形
状の外面板３を配置し、サンドイッチ球殻構造物とす
る。内面板と芯部材及び外面板と芯部材との接着には樹
脂系などの接着材を使用する。
して製作できる。先ず、球殻形状の内面板２の外側にデ
ィンプル型座屈パターンを形成する前の芯部材１となる
球殻形状の薄板を配置した後、その薄板の外側の圧がそ
の薄板と内面板２により形成される空間の圧よりも高く
なるように圧力差を生じさせ、薄板の面にディンプル型
座屈パターンを形成させる。このディンプル型座屈パタ
ーンが形成されて芯部材１となった薄板の外側に球殻形
状の外面板３を配置し、サンドイッチ球殻構造物とす
る。内面板と芯部材及び外面板と芯部材との接着には樹
脂系などの接着材を使用する。
【００１０】薄板にディンプル型座屈パターンを形成さ
せる方法としては、図３に示すような減圧法と加圧法が
ある。減圧法は図３（ａ）に示すように内面板２の外側
に芯部材１となる薄板１′を配置し、その両端に気密用
治具５を配置して気密シール６を施した後、真空ポンプ
７により薄板１′と内面板２の間の空気を吸引して減圧
にするものである。また、加圧法の場合は図３（ｂ）に
示すように、内面板２の外側に薄板１′を配置した状態
で空気抜き穴１０を有する気密用容器８内に収納し、そ
れぞれの端部に気密シール６を施した後、空気抜き穴１
０より薄板１′と内面板２の間の空気を排出させながら
加圧ポンプ９から空気を送り込んで、薄板１′の外側を
加圧するものである。このように、球殻形状の芯材とな
る薄板の内外に、外側の圧が内側の圧よりも高くなるよ
うに圧力差を生じさせることによって、薄板からなる芯
材が凹み、ディンプル型座屈パターンが形成されるので
ある。
せる方法としては、図３に示すような減圧法と加圧法が
ある。減圧法は図３（ａ）に示すように内面板２の外側
に芯部材１となる薄板１′を配置し、その両端に気密用
治具５を配置して気密シール６を施した後、真空ポンプ
７により薄板１′と内面板２の間の空気を吸引して減圧
にするものである。また、加圧法の場合は図３（ｂ）に
示すように、内面板２の外側に薄板１′を配置した状態
で空気抜き穴１０を有する気密用容器８内に収納し、そ
れぞれの端部に気密シール６を施した後、空気抜き穴１
０より薄板１′と内面板２の間の空気を排出させながら
加圧ポンプ９から空気を送り込んで、薄板１′の外側を
加圧するものである。このように、球殻形状の芯材とな
る薄板の内外に、外側の圧が内側の圧よりも高くなるよ
うに圧力差を生じさせることによって、薄板からなる芯
材が凹み、ディンプル型座屈パターンが形成されるので
ある。
【００１１】
【発明の効果】本発明のサンドイッチ球殻構造物は、高
剛性、高強度を有し、しかも断熱性にすぐれた球殻構造
物である。また、本発明の方法によれば、前記特性を有
するサンドイッチ球殻構造物を容易に製作することがで
き、従来の球殻構造物の作製方法に比較して大幅な製作
コストの低減が可能である。
剛性、高強度を有し、しかも断熱性にすぐれた球殻構造
物である。また、本発明の方法によれば、前記特性を有
するサンドイッチ球殻構造物を容易に製作することがで
き、従来の球殻構造物の作製方法に比較して大幅な製作
コストの低減が可能である。
【図１】本発明のサンドイッチ球殻構造物の１例を示す
概略説明図。
概略説明図。
【図２】ディンプル型座屈パターンの１例を示す説明
図。
図。
【図３】ディンプル型座屈パターンを形成させるための
減圧法及び加圧法の概要を示す説明図。
減圧法及び加圧法の概要を示す説明図。
【図４】従来の球殻構造物の構造様式の例を示す概略説
明図。
明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ６４Ｇ 1/40 Ａ 7331−3Ｄ
Claims (2)
- 【請求項１】 ディンプル型座屈パターンが形成された
球殻形状の薄板からなる芯部材と、この芯部材の内側及
び外側に接して設けられた球殻形状の厚板の内面板及び
外面板で形成されてなることを特徴とするサンドイッチ
球殻構造物。 - 【請求項２】 球殻形状の厚板の内面板の外側に球殻形
状の薄板を配置し、薄板の外側の空間が内側より高圧と
なるよう薄板に圧力差を加え、薄板の面に内面板と接す
るディンプル型座屈パターンを形成させた後、薄板の外
側に薄板と接する外面板を配置することを特徴とするサ
ンドイッチ球殻構造物の製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6084647A JPH07291197A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | サンドイッチ球殻構造物及びその製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6084647A JPH07291197A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | サンドイッチ球殻構造物及びその製作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07291197A true JPH07291197A (ja) | 1995-11-07 |
Family
ID=13836498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6084647A Withdrawn JPH07291197A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | サンドイッチ球殻構造物及びその製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07291197A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006008166A (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-12 | Ohbayashi Corp | 球面構造体 |
| JP2010538892A (ja) * | 2007-09-18 | 2010-12-16 | エアバス・オペレイションズ・ゲーエムベーハー | 航空機又は宇宙船の細分化用圧力隔壁及び細分化方法 |
| JP2015006872A (ja) * | 2013-06-12 | 2015-01-15 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅＢｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 自己平衡型圧力隔壁 |
| JP6085057B1 (ja) * | 2016-05-20 | 2017-02-22 | 一夫 有▲吉▼ | ジェット機の着脱自在圧力隔壁 |
-
1994
- 1994-04-22 JP JP6084647A patent/JPH07291197A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006008166A (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-12 | Ohbayashi Corp | 球面構造体 |
| JP2010538892A (ja) * | 2007-09-18 | 2010-12-16 | エアバス・オペレイションズ・ゲーエムベーハー | 航空機又は宇宙船の細分化用圧力隔壁及び細分化方法 |
| US8444089B2 (en) | 2007-09-18 | 2013-05-21 | Airbus Operations Gmbh | Pressure bulkhead and method for subdivision of an aircraft or spacecraft |
| JP2015006872A (ja) * | 2013-06-12 | 2015-01-15 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅＢｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 自己平衡型圧力隔壁 |
| JP6085057B1 (ja) * | 2016-05-20 | 2017-02-22 | 一夫 有▲吉▼ | ジェット機の着脱自在圧力隔壁 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010703 |