JPH08501254A - ハニカムコア構造体及びその製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 コア構造体（５０）及びコア構造体を製造するためにレーザ溶接を使用する装置（１７０）及び方法。コア構造体（５０）はアルミニウム、ステンレス鋼、チタンのフォイルの互いに隣接するシート（２０、２２、２４、２６、２８）の間にレーザ溶接部（１４）が所定のパターンにて形成されており、溶接されたシートの積層体がそれに引張り力を与えることによって伸張されると、ハニカムコア構造体（５０）が形成される。密度可変のコア構造体（５０）が通常寸法のハニカムセル（３４）を有し、高密度のハニカムコア構造体（６０）が元のコア構造体（４０）と一体に形成される。高密度のコア構造体（６０）は元のコア構造体（４０）のセル（３４）よりも遥かに小さいセル（６２）を有する。装置（７０）はコア構造体の製造を行い、本発明の方法の工程は手により又は本発明の装置を使用することによって行われる

Description

【発明の詳細な説明】 ハニカムコア構造体及びその製造方法及び装置 本発明は広義にはレーザ溶接法を使用して金属フォイルのシートやストリップ を互いに固定することに係る。更に詳細には本発明は、所望の構造部材が得られ るような要領にてレーザ溶接部により金属フォイルのストリップやシートを互い に固定することに係る。 以下の説明に於ては、最終的に構造用パネルを形成すべく上面シートと下面シ ートとの間に組み込まれるハニカムコアの製造に適用された実施例について本発 明を説明する。 勿論ハニカムコアに組み込まれる広範囲の種々の金属フォイルを入手可能であ るが、説明の目的でアルミニウム、ステンレス鋼、チタンのフォイルを使用する ことに限定して本発明を説明する。 発明の背景 アルミニウム製のハニカムパネルは従来より種々の合成樹脂接着剤により互い に接合された複数のアルミフォイルのストリップを使用して製造されている。一 般に接着剤は互いに平行な帯の形態にてフォイルストリップやシートに適用され 、ストリップやシートは外部より引張り力が与えられると積層体が伸張してハニ カムコア構造体となるよう互いに近接して順次組み立てられる。 構造用パネルの製造に於て接着剤にて接合されたハニカ ムコア構造体を使用することの一つの欠点は、上面シート及び下面シートをそれ らの間に介装されたハニカムコアに構造体に固定するためにはハニカムコア構造 体の製造時に採用される温度と同様の温度に曝されなければならない樹脂接着剤 を使用して上面シート及び下面シートがハニカムコア構造体と作動関係に組み立 てられることが多いということである。 接着剤にて接合されたハニカムコア構造体が上述の如き高い温度に曝されると 、接合部が実質的に破壊され、そのため上面シート及び下面シートは波形のアル ミフォイルのストリップが緩く組み立てられた状態にあることによって互いに作 動関係に維持される。 ストリップは上面シート及び下面シートが引張り荷重又は圧縮荷重に曝された 場合に上面シート及び下面シートを互いに作動関係に維持する作用をなすが、上 面シート及び下面シートはフォイルシートやストリップの長手方向に作用する剪 断荷重にしか耐えることができず、そのため上述の如き要領にて組み立てられた パネルを多くの重要な構造用途に使用することができない。 アルミフォイルのストリップを互いに固定してハニカムコアを形成するための 抵抗溶接の如き他の手段を使用する試みが従来より行われているが、これらの試 みはアルミニウム、特に溶接に適さないアルミフォイルの固有の金属組織に起因 して成功を収めていない。 構造用パネルやジェットエンジンのシールにステンレス鋼フォイルのハニカム コアが広く使用されており、ハニカムコアを構成する波形のフォイルストリップ はその頂点、即ち節の部分に於て互いに溶接され、これにより互いに他に対し作 動関係に固定される。溶接部は接着剤にて接合されたアルミニウム製のハニカム コアによっては耐えることのできない高い温度に耐えることができるので、溶接 されたステンレス鋼製のハニカムコアはステンレス鋼製のハニカムコアはステン レス鋼製のシートに容易に溶接可能である。 溶接されたステンレス鋼製のハニカムコアの一つの優れた例が米国特許第２， ９１０，１５３号公報に記載されており、この米国特許に於ては、コア構造体を 構成するステンレス鋼ストリップが互いに溶接され、これにより引張り荷重、圧 縮荷重、剪断荷重が作用する状況に於ても溶接部が破壊することなく、従ってパ ネルが破壊することなく高い機械的荷重や高い温度に曝すことのできる剛固で強 力で耐熱性に優れた構造用パネルが形成される。 しかしステンレス鋼フォイルのシートやストリップを用いてステンレス鋼製の ハニカムコアを製造する場合には、抵抗溶接回路や複雑な機械加工が使用される 。多くの場合ステンレス鋼製のシートやストリップを互いに溶接するに際しては 、ストリップに溶接されるパネルが水などによる冷却浴に曝されなければならな い程高い電流が使用され る。 また溶接工程は比較的大きい溶接ナゲットが形成されることを特徴とするもの であり、溶接ナゲットはステンレス鋼製のハニカムコアが組み込まれたパネルが 高い荷重に曝されると破壊しやすい応力集中領域を形成することが多い。 更に従来よりチタンフォイルがハニカムコア構造体に組み立てられているが、 米国特許第３，５９８，９５３号公報に記載されている如く、コア構造体を形成 すべくチタンフォイルのコアストリップを互いに作動関係に組み立てるたてるに 際しては、コアストリップを互いに拡散接合するに十分な程高い温度が使用され る。 ハニカムコア構造体を製造するこれら従来の全ての方法は、例えばアルミニウ ムの場合にはコアストリップを互いに固定する手段に起因する構造上の欠点があ り、またステンレス鋼やチタンの場合には高価であり時間を要する製造工程が必 要である。 発明の目的及び利点 従って本発明の一つの目的は、必須の要素としてのレーザ溶接部を取付け手段 として使用することを含むハニカムコア構造体、ハニカムコア構造体の製造方法 及び装置を提供することである。 本発明の他の一つの目的は、金属フォイルを予め波形のストリップやシートに 成形する必要がないことを特徴とす るハニカムコア構造体を提供することである。 本発明の他の一つの目的は、レーザ溶接部を設けることによりアルミフォイル 、ステンレス鋼フォイル又はチタンフォイルより製造されるハニカムコア構造体 を提供することである。 本発明の他の一つの目的は、レーザ溶接法を使用することによりアルミフォイ ル、ステンレス鋼フォイル、チタンフォイルより最終的にハニカム構造体に伸張 可能なシート組立体又はストリップ組立体を製造する共通の方法を提供すること である。 本発明の他の一つの目的は、種々の金属フォイルのシートやストリップよりハ ニカムコアを製造する方法であって、シートやストリップを連続的に互いに重ね 置きする工程と、シートやストリップが外部より引張り力を与えることによって 分離されるとハニカムコアの形態になるようなパターンにてシートやストリップ を互いにレーザ溶接する工程とを含む方法を提供することである。 本発明の更に他の一つの目的は、ハニカムコアを製造する方法であって、ハニ カムコア構造体の密度及びこれに対応して荷重担持能力を増減させるべくハニカ ムコアに異なるセル寸法の領域が与えられるようレーザ溶接パターンを変化させ ることを含む方法を提供することである。 本発明の関連する目的は、本発明の方法を実施して本発明のハニカムコア構造 体を製造するための装置であって、 フォイルシート組立体やストリップ組立体をその組立体が外部より引張り荷重を 与えることによって伸張されるとハニカムコア構造体となるパターンを形成する 所定の間隔にてフォイルシート組立体やストリップ組立体をレーザ光線に曝す手 段を含む装置を提供することである。 本発明の関連する目的は、重ね置きされた複数のフォイルシートやストリップ を受ける支持手段と、支持手段に対し相対的に直線運動可能であり一連の重ね置 きされたストリップやシートの間に所定のパターンのレーザ溶接部を形成するレ ーザ光線発射手段とを含む上述の如き装置を提供することである。 本発明の更に他の一つの目的は、所定のパターンのレーザ溶接部が形成される べきシートやストリップの位置に置いてシートやストリップを加圧する手段を前 記装置に設けることである。 本発明の一つの重要な目的は、種々のフォイルを所望の形態にレーザ溶接する ことが経済的に達成され、前述の従来の手段を用いて製造される製品よりも遥か に低廉に製品を製造することを可能にする上述の如き装置及び方法を提供するこ とである。 本発明の他の目的及び利点は以下の説明及び添付の図面より明らかとなる。 本発明の好ましい実施例金属コア構造体 前述の如く、後述の本発明の方法及び装置は、特にアルミニウム、ステンレス 鋼、チタン（これらに限定されるものではない）を含む種々の金属フォイルのシ ート又はストリップよりハニカムコア構造体を製造するために使用され得るもの である。 従ってハニカムコア構造体に関する本発明をアルミニウム、ステンレス鋼、チ タンについて適用された実施例について順次説明する。 添付の図１に最もよく示されている如く、金属フォイルストリップ１２の積層 体１０は複数のレーザ溶接部１４及び１６により互いに作動関係に維持されたス トリップを有している。勿論ストリップ１２の厚さは各ストリップの互いに他に 対する関係や溶接部１４及び１６の位置及び大きさを明瞭に図示すべく大きく誇 張されている。 ストリップの厚さが０．０００７〜０．００５インチ（０．０１８〜０．１３ mm）の範囲である金属ストリップの実際の積層体に於ては、溶接部１４及び１６ の位置は最上位のストリップ１８に於てしか認識することができない。スリップ １２に於ける溶接部の溶込み深さや溶接部１４及び１６の互いに他に対する位置 関係を視覚的に認識することはできない。 ストリップ１８は積層体の最上位のストリップであり、ストリップ２０、２２ 、２４、２６は複数のレーザ溶接部１４又は１６により互いに他に対しまた最下 位のストリッ プ２８に対し予め固定されている。溶接部１４及び１６の位置により最終的なハ ニカムセルの大きさ及び形状が決定され、図１のレーザ溶接部１４及び１６は実 質的に正方形の形態をなすセルを形成するような位置に形成されている。 溶接部１４は溶接部１６と同様互いに他に対し整合した状態にて配列されてお り、ストリップ２８が最下位に位置しストリップ１８が最上位に位置するよう積 層体が配置されると、各溶接部は互いに他に対し重ね合わされた位置に位置決め される。 コアストリップ１８〜２８はコアストリップの積層体全体に亘り互いに連続的 に係合し且つ接触した状態をなす互いに隣接する面を有しており、溶接工程中に はコアストリップの互いに係合する面の間には隔離部材や隔離装置は存在しない 。このことにより隔離部材や隔離装置を設ける必要性が排除される。 レーザ溶接部１４は予め設定された間隔にてストリップ１８と２０、２２と２ ４、２６と２８とを対をなす状態に互いに固定している。同様にレーザ溶接部１ ６は溶接部１４の間にてストリップ２０と２２、２４と２６とを対をなす状態に 互いに固定している。 各溶接部１４及び１６はその溶接部が開始するストリップに固定されたストリ ップの隣接する面より内側にて終っている。例えば溶接部１４はストリップ１８ に於て開始 し、ストリップ１８に固定されたストリップ２０の隣接する面のすぐ手前側の符 号２９にて示された位置に於て終っている。従って溶接部が所定の限界を越えて 延在することにより互いに隣接するストリップが互いに他に対し誤って固定され ることが回避され、誤って固定されることを回避するために互いに隣接するスト リップをマスキングする必要がない。 市販の純アルミニウム、Ａ５０５２、Ａ５０５６の如くフォイルの標準厚さに て広範囲の種々のアルミニウム合金が入手可能である。 コアストリップ１８、２０、２２を含むアルミニウム製のハニカムコア構造体 が図２に図示されており、この伸張されたコア形態は後に詳細に説明する要領に て外部より引張り荷重を与えて積層体１０を伸張することにより得られる。互い 違いをなすレーザ溶接部１４及び１６はコアセル３４を形成するよう節領域３０ 及び３２を互いに他に対し作動関係に固定している。 各コアストリップを接着剤にて接合したり各コアストリップの間に金属同士の 溶接部を形成する必要がないので、本発明に従って形成されたアルミニウム製の コア構造体４０は比較的高い温度の用途に使用可能なものであり、樹脂接着剤を 用いて形成されたコア構造体に於て生じる接合部の分離は生じ難い。更に本発明 による金属同士の溶接は樹脂接着剤の接合部より強力であり、接着剤による接合 の場 合の如くコア構造体の重量を増大させることもない。 ハニカムコアにて強化されたパネルの用途に於ては、該パネルに構造部材や作 動装置が固定されることが多い。構造部材や作動装置がパネルに及ぼす荷重は高 いので、構造部材や作動装置が固定される位置に於て基本的なコア構造体に高密 度のコアインサート体を組込むことが一般に行われている。かかる対策は時間を 要しまた高価なプロセスである。 密度可変のコア構造体５０が図３Ａに図示されており、基本的なコア構造体４ ０は通常の大きさのハニカムセル３４を有し、高密度のハニカムコア構造体６０ がレーザ溶接部の互いに他に対する間隔を調節することにより基本的なコア構造 体４０と一体的に形成されている。高密度のコア構造体６０は基本的な構造体４ ０のセル３４よりも遥かに小さいセル６２を有している。このことはレーザ溶接 部６４及び６６の間隔が小さいことによる。 図３Ｂ〜図３Ｄより容易に解る如く、高密度のハニカムコア構造体の形成には 通常セルのストリップ２０、遷移セルのストリップ７２、小寸法セルのストリッ プ７０を使用することが含まれている。勿論これら全てのストリップのセルの寸 法及び形状はレーザ溶接部の間隔を変えることにより達成される。 図３Ｃに最もよく図示されている如く、遷移セルのストリップ７２は節領域８ ６と比較的鋭敏に郭定された遷移接 続部８９とを有している。遷移セルのストリップ７２は高密度のコア構造体６０ の第一のフルストリップ７０の対応する領域８８にレーザ溶接された節領域８６ を有している。遷移セルのストリップ７２は通常セルのストリップ２０に嵌り合 う状態にて受け入れられ、遷移接続部８９はストリップ２０のウェブ８２及び８ ４に固定されている。 遷移セルのストリップ７２の節領域８６はストリップ２０の節領域７６及び７ ８に係合している。図３Ａに於て符号９１にて示された幾つかの節領域に於ては 、フルサイズのコア構造体４０と高密度のコア構造体６０との界面に三つの金属 層、即ち最後のフルサイズのコアストリップ２０と遷移セルのコアストリップ７ ２と高密度のコア構造体６０の第一のコアストリップ７０とが存在する。 勿論インサートコア構造体、即ち高密度のコア構造体６０の大きさ及び形状は 同一のコンピュータによる制御技術により制御可能であり、またフルサイズのコ ア構造体４０の内部に高密度のコア構造体６０が介在するよう、最終的に基本的 なコア構造体４０に戻すことも可能である。 例えばレーザ溶接部１４及び１６により郭定される節領域の形成は、節領域と 各セルのウェブとの間の角度がより一層急峻であってもよいので、図１乃至図３ Ｄに図示されている如き一様なものでなくてもよい。しかし広く平坦な節領域が 必要である場合には、上述の如き構造上の修正を達成し得るよう二つの溶接部が 形成されてよい。 セルの大きさを低減することなくハニカムコアの物理的性質を向上させる必要 がある場合には、図４に最もよく示されている如きコア構造体１０２が形成され るよう複数のコアストリップが互いに重ね合されてよい。 コア構造体１０２に於ては複数のコアストリップ１０４、１０６、１０８、１ １０が使用されている。これらのストリップは節領域１１２、１１４、１１６、 １１８に於てレーザ溶接により互いに接合されている。勿論複数のコアストリッ プを節領域に於て互いに他に対し固定するためにはレーザ光線の強度が増大され なければならない。またかかる構造体は一度に一つのストリップの割合にて製造 されてもよい。複数のコアストリップを使用することによりコア構造体の密度及 びその物理的性質を大きく向上させることができる。 しかし前述の如く、本発明のコア構造体はアルミニウム以外の金属フオイルに て形成されてもよい。例えばＡＭＳ４９００、ＡＭＳ４９０１、ＡＭＳ４９０２ の如きステンレス鋼フォイルがコア構造体を製造するために使用されてよい。こ れらの構造体は低強度の用途用のものであり、中程度の強度を有する構造体は３ ２１ステンレス鋼及び３１６ステンレス鋼を使用することにより達成される。In cone１６２５及びInconel ７１８が使用されてもよい。使用される金属の組成が 異なれば、高度な材料よりなるコアストリップやシートを互いに効果的にレーザ 溶接すべく、レー ザ光線の強度が増減されなければならない。 低強度の用途に於ては市販の純チタンフォイルが使用されてよく、また中程度 の強度の用途にはＴｉ−３Ａ１−２．５Ｖが使用されてよい。ステンレス鋼フォ イルの場合と同様、チタンフォイルのストリップやシートを互いに他に対し固定 するためにはレーザ光線の出力が調節されなければならない。 フォイルの厚さの範囲は０．００１０−０．００６０インチ（０．０２５〜０ ．１５mm）であるが、一般的に使用される厚さは０．００２０〜０．００５０イ ンチ（０．０５１〜０．１３mm）の範囲である。 本願発明者は、種々のフォイルにて形成されレーザ溶接されたハニカムコア構 造体は従来の手段により製造されたハニカムコア構造体よりも強力であることを 見出だした。勿論このことは、従来に於ては比較的厚いフォイルが使用されなけ ればならない構造体に於ても比較的薄いフォイルを使用することができることを 意味する。従って材料コストを大きく低減することができる。 例えばステンレス鋼コアが抵抗溶接される場合に於ける厚さ０．００２インチ （０．０５１mm）の１８Ｎｉ−２Ｃｒステンレス鋼についてのＡＳＴＭ仕様によ れば、コアはコア厚さの１インチ当たり７２ポンド（３３kg）の強度を維持しな ければならない。同一の厚さの材料を使用してレーザ溶接されたハニカムコアは 引張り試験に於て９５psi （６．７kg／cm²）の強度を示した。 同様に同一厚さの抵抗溶接された純チタンフォイルはＡＳＴＭ仕様によれば１ インチ（２５．４mm）のコア厚さ当り５５ポンド（２５kg）でなければならない 。レーザ溶接されたチタンフォイルコアの引張り強度は１６５psi（１１．６kg ／cm²）であった。 勿論アルミニウム製コア構造体は従来より種々の合成接着材料を使用して製造 されているので、アルミニウム製のコア構造体については基準が存在しない。し かし厚さ０．００２０インチ（０．０５１mm）のレーザ溶接されたアルミニウム フォイルは２７psi （１．９kg／cm²）の引張り強度を示した。 アルミニウムについては比較数値は存在しないが、本発明のレーザ溶接された ハニカムコア構造体の物理的性質は、チタンの場合には３倍改善され、ステンレ ス鋼の場合には５０％改善される。レーザ溶接されたアルミニウムフォイルコア 構造体の性質が改善されることは、従来使用されていた接着剤材料が使用されな いことによる。 更に本発明の方法及び装置によるハニカムコア構造体の製造速度の研究により 、レーザ溶接されるハニカムコア構造体は従来のコア構造体の製造に於て現在達 成可能な製造速度を遥かに上回る製造速度にて製造可能であることが解っている 。従って本発明によるハニカムコア構造体の製造によれば経済性を大きく改善す ることができ、従ってハニ カムコア構造体が組込まれる最終製品のコストを低減することができる。 発明の装置 本発明のコア構造体を製造するための装置１５０が図５に図示されており、細 長い長方形のベッド１５４のための支持装置１５２を含んでいる。テーブル１５ ８がガイド１５６に沿って往復動し得るよう設けられており、このテーブルは駆 動装置１６２により駆動される。 テーブル１５８は金属フォイルのシート１６６の積層体１６４のための支持手 段を構成しており、テーブル１５８は駆動装置１６２が駆動されることによりベ ッド１５４上にて長手方向に駆動される。レーザ走査装置１７０がベッド１５４ 及びテーブル１５８を横切って延在しており、このレーザ走査装置は横方向に配 向された複数の支持及び案内梁１７４のための垂直に延在するスタンド１７２を 含んでいる。 レーザヘッド１９０を含むレーザ組立体１８０が自動的に駆動されるようレー ザ走査装置１７０に設けられており、レーザヘッドは下方へ延在するレーザ光線 ガイド１９２を有している。 加圧装置２００がレーザヘッド１９０の下方にてこれに近接して設けられてお り、加圧装置はシートの積層体１６４の最上位のシート１６６の所定の領域にア クセスすることを可能にする細長い溝２０４を有する横方向に配向され た加圧バー２０２を含んでいる。加圧装置２００はそれぞれ積層体１６４の最上 位のシート１６６の上面より離れる方向及びこれに係合する方向へ加圧装置を自 動的に昇降させるアクチュエータ２０６を含んでいる。 装置１５０は、所望のパターンのレーザ溶接部及びシート１６６の積層体１６ ４の位置が予め設定された形態、セル寸法及びフォイル材料のコア構造体又は他 の構造体を形成する位置になるよう、コンピュータ式の数値制御装置により自動 的に制御される。 装置１５０は本発明の方法を自動的に達成する最も基本的な装置であるが、本 発明の方法はもし必要ならば手により操作される部材やレーザヘッドを使用して 手により実施されてもよいことは当業者にとって明らかであろう。 また本発明の装置にはコアストリップの製造速度を増大させるべく複数のレー ザヘッドが設けられてもよく、またシート１６６を積層体１６４に手によって積 層する必要性を排除する自動フォイル供給装置が設けられてもよい。本発明の方法 典型的なコア構造体の製造に於ては、まず図６に最もよく示されている如く、 最初の２枚のシート２１２及び２１４が積層状態に配置される。最初の２枚のシ ート２１２及び２１４が配置された後、装置１５０が作動され、細長い加圧バー ２０２により構成された加圧装置２００が下降されて上側のシート２１４の上面 と係合せしめられ、これに よりレーザ溶接部がレーザヘッド１９０により予め設定されたパターンにて形成 されるよう、シート２１４の下面とシート２１２の上面とが密に接触せしめられ る。レーザヘッド１９０は溶接部２１６によりシート２１２と２１４とをレーザ 溶接するよう加圧バー２０２に設けられた溝２０４を通過するレーザ光線を発射 する。 装置１５０が数値制御装置によって駆動されることにより最初の溶接が完了す ると、加圧装置２００が自動的に持上げられた後、第三のシート２１８がシート ２１４の上面上に配置される。次いで加圧バー２０２が自動的に下降され、これ によりシート２１８及び２１４の面が互いに他に対し押付けられ、レーザ走査装 置１７０のレーザヘッドの横方向への駆動が開始される。 レーザ走査装置１７０に対し相対的にテーブル１５８が駆動されることにより 連続的に溶接部のパターンが形成され、この場合相対運動の頻度及び範囲により 溶接部のパターンが決定される。数値制御装置は溶接部の数及び間隔を変化させ てコア構造体のセル寸法や形態を変化させるべくプログラムされてよい。 加圧バー２０２に設けられた溝２０４を経て溶接領域２２０にアクセス可能で あり、各溶接部２１６は互いに隣接するシートの間に迅速に形成される。 前述の如く、溶接部２１６の下端が隣接する面を貫通しないことが非常に重要 である。何故ならば、溶接部の下端 が隣接する面を貫通すると、互いに隣接するシートが不必要に互いに接合されて しまうからである。かかる目的を達成するためには、実験的にレーザを細かく調 節し、各材料毎に実験的指標が形成されなければならない。何故ならば、シート やストリップを互いに適正に溶接するためにはフォイル原料の僅かな変化が受入 れられなければならないからである。 本願発明者は厚さ０．００２０インチ（０．０５１mm）のアルミニウムのシー トを互いに溶接するための特定の型式のＹＡＧレーザについて以下の設定を実験 的に求めた。 出力９０ＷのＹＡＧレーザについて、パルスレート２０／sec、Ｎパルス幅４M EC、レーザ溶接速度１００mile／min（１m／min）。上述の全ての調節により所 定の溶接部深さが得られる。 勿論試験片を視覚的に検査することにより溶接部の溶込み深さが最適の限界を 越えているか否かを判定することができ、越えている場合にはレーザ光線の強度 を低下させる必要があることを示すことができる。更に溶接部の溶込み深さが所 望の限界を越えると、その結果得られる製品は良好に機能しない。 各対のシートが一列のセルを郭定するような状態にて所望の数のシートが組込 まれたフォイル積層体が形成されると、その積層体は最上位のシートの表面及び 最下位のシートの下面に垂直な引張り応力に曝され、積層体が添付の図 に示されている如きコア形態に伸張される。かかる伸張は最上位のコアのセル及 び最下位のコアのセルに一対の棒体を挿入し、それらの間に引張り力を与えるこ とにより達成されてよい。シートの積層体が外部より与えられる引張り力によっ て伸張されるとセルは所望の形態になり、引張り力の付与が解除されると所望の コア形態が達成されるので、フォイルに伸びや歪みは存在しない。 本発明の方法の最も重要な局面の一つは、フォイルシートやストリップがそれ らの互いに対向する面の間に電気絶縁被覆やインサート体の如き隔離手段を使用 することなく互いに重ね合わされるということである。このことによりステンレ ス鋼又はチタンのシートを固定するために抵抗溶接法が使用される場合に必要な 多大な出費が排除される。 以上に於ては本発明のコア構造体の種々の実施例、特定の装置及び方法につい て説明したが、本発明の範囲内にてコア構造体、装置及び方法の変更が行われて よいことは当業者にとって明らかであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９４年１月１０日 【補正内容】 請求の範囲 （１）上面及び下面を有する上側のシート及び下側のシートが存在し、対向面の 全領域が互いに接触した積層体の状態に配置された複数のシートと、前記シート の間に形成された複数の溶接部であって、前記積層体の上端及び下端に対し引張 り力を与えることにより前記シートを伸び変形することなく前記積層体を伸張し て前記積層体にハニカムの形態を与える所定の間隔にて均等に形成された複数の 溶接部とを含む伸張可能なシート組立体。 （２）前記溶接部は前記下側のシートの前記下面より上方にて終っていることを 特徴とする請求項１のシート組立体。 （３）前記シートに於ける前記レーザ溶接部の溶込み深さは、一つのシートが他 の一つのシートに誤って接合されることが防止されるよう制御されていることを 特徴とする請求項１のシート組立体。 （４）前記フォイルはアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１、２及 び３の何れかのシート組立体。 （５）前記フォイルはステンレス鋼であること特徴する請求項１、２及び３の何 れかのシート組立体。 （６）前記フォイルはチタン合金であること特徴する請求項１、２及び３の何れ かのシート組立体。 （７）追加の溶接部が前記均等に形成された溶接部の間にて前記シート組立体に 形成されており、これにより前記均 等に形成された溶接部により形成された第一のセル寸法のハニカムセルと、前記 追加の溶接部により形成され且つ前記第一のセル寸法のハニカムセルと一体をな す第二のセル寸法のハニカムセルとを有していることを特徴とする請求項１のシ ート組立体。 （８）金属フォイルの複数のシートと、各対の前記金属フォイルのシートの間に 均等に隔置して形成され前記シートを均等な間隔にて互いに他に対し固定するレ ーザ溶接部とを有し、前記シートは波形形状を有し、前記溶接部により互いに隣 接する接合部に於て互いに他に対し接合されたハニカムコア構造体。 （９）追加のシートが前記均等に隔置された溶接部の間に形成された追加の溶接 部を有し、これにより前記均等に隔置されたレーザ溶接部により形成された前記 ハニカムセルとは異なる大きさのハニカムセルが形成されていることを特徴とす る請求項８のハニカムコア構造体。 （１０）第一の一連の均等に隔置されたレーザ溶接部により形成された一つの寸 法の第一の一連のセルと、第二の一連の均等に隔置されたレーザ溶接部により形 成された第二の一連の他の一つの寸法のハニカムセルとを有し、金属フォイルの シートより形成されたハニカムセルのコア構造体。 （１１）前記第一及び第二の一連のハニカムセルは互いに一体をなしていること を特徴とする請求項１０のハニカム セルのコア構造体。 （１２）前記第二の一連のセルは前記第一の一連のセルよりも高い構造上の密度 を前記コア構造体に与えていること特徴する請求項１０のハニカムセルのコア構 造体。 （１３）金属フォイルの複数のシートと、前記金属フォイルのシートの間に均等 に形成され前記シートを均等な間隔にて互いに他に対し固定するレーザ溶接部と を有し、前記シートは波形形状を有し、前記レーザ溶接部により互いに隣接する 接合部に於て互いに他に対し接合されたハニカムコア構造体。 （１４）追加の溶接部が前記均等に隔置された溶接部に隣接して形成され、これ により前記均等に隔置されたレーザ溶接部により形成された前記ハニカムセルと は異なる形態のハニカムセルが形成されていることを特徴とする請求項１３のハ ニカムコア構造体。 （１５）第一の一連の均等に隔置された溶接部により形成された第一の一連のセ ルと、第二の一連の均等に隔置された溶接部により形成された第二の一連のハニ カムセルとを有するハニカムセルのコア構造体。 （１６）前記溶接部はレーザ溶接部であることを特徴とする請求項１５のハニカ ムセルのコア構造体。 （１７）前記第一及び第二の一連のハニカムセルは互いに一体をなしていること を特徴とする請求項１５及び１６のハニカムセルのコア構造体。 （１８）前記第二の一連のセルは前記第一の一連のセルよりも高い構造上の密度 を前記コア構造体に与えていること特徴とする請求項１５、１６、１７の何れか のハニカムセルのコア構造体。 （１９）複数の金属シートを溶接して伸張可能な積層体を形成する装置に於て、 上面及び下面がそれぞれ重ね置きされたシートの下面及び下側のシートの上面と 一様に且つ連続的に接触した状態になるよう、前記シートを互いに重ね合わされ た関係に支持し位置決めする手段と、前記重ね置きされたシートの上面に係合可 能であり前記重ね置きされたシートの下面を前記下側のシートの上面に対し押付 ける加圧手段と、前記加圧手段と作動関係に配置され前記シートの加圧された領 域にて前記シートの間に一連の溶接部を形成するレーザヘッド手段とを含む装置 。 （２０）前記加圧手段は前記レーザヘッド手段により発射されるレーザ光線を案 内するパターン郭定手段を含んでいることを特徴とする請求項１９の装置。 （２１）前記支持手段は細長いテーブルにより構成されており、前記テーブル及 び前記加圧手段は互いに他に対し相対的に変位して前記積層体を前記レーザヘッ ド手段に対し相対的に直線駆動するよう構成されていることを特徴とする請求項 １９の装置。 （２２）前記レーザヘッド手段は、該レーザヘッド手段により発生されるレーザ 光線が所望の溶接パターンにて前記 重ね置きされたシートを横切るよう、前記支持手段に対し相対的に移動可能に設 けられていることを特徴とする請求項１９の装置。 （２３）溶接後に金属シートの組立体が伸張されることによりハニカムコアが形 成されるよう互いに作動関係に配置された金属シートの組立体を溶接により形成 する装置に於て、前記シートの互いに対向する面が互いに連続的に且つ密に接触 する積層体の状態に配置されるよう複数のシートを支持する支持手段と、前記支 持手段に近接して配置されたレーザ光線発射手段であって、前記積層体が伸張さ れると最終的に前記シートによりハニカムの形態が形成されるような溶接パター ンにて最上位のシートが下側のシートに対し溶接されるよう前記積層体の最上位 のシートに近接して配置可能なレーザ光線発射手段と、前記支持手段に対し相対 的に前記レーザ光線発射手段を駆動して前記溶接パターンを形成する駆動手段と 、前記レーザ光線発射手段に対し相対的に前記支持手段を駆動し連続的な溶接パ ターンが形成されるよう前記積層体を位置決めする第二の駆動手段とを含む装置 。 （２４）前記溶接パターンが形成されるべき前記シートの領域にて前記最上位の シートを前記下側のシートに対し押付ける加圧手段を含んでいることを特徴とす る請求項２３の装置。 （２５）前記支持手段は細長いテーブルを含み、前記テー ブル及び前記レーザ光線発射手段は前記最上位のシートの一連の部分を前記レー ザ光線発射手段に対し露呈するよう互いに他に対し相対運動可能であることを特 徴とする請求項２３の装置。 （２６）前記加圧手段は前記溶接パターンを郭定するマスキング手段を含んでい ることを特徴とする請求項２３の装置。 （２７）最終的にハニカムコア構造体に伸張可能なシート組立体を製造する方法 に於て、互いに対向する面が互いに一様に且つ連続的に係合する状態にて上側の 金属シート及び下側の金属シートを配置する工程と、長手方向に互いに隔置され 且つ溶接部が前記下側のシートの下面の上方にて終る複数の第一の溶接パターン を前記上側及び下側のシートに形成する工程と、前記上側及び下側のシートと重 なり合う関係にて他の一つのシートを配置する工程と、前記第一の溶接パターン の間に位置し且つ溶接部が前記上側のシートの下面より上方にて終る長手方向に 互いに隔置された第二の溶接パターンを前記他の一つのシートと前記上側のシー トとの間に形成する工程と、前記三つのシートを伸張してハニカム構造体を形成 する工程とを含んでいることを特徴とする方法。 （２８）前記溶接部はレーザ光線により形成されることをと特徴とする請求項２ ７の方法。 （２９）前記シートはアルミニウム合金にて形成されるこ とを特徴とする請求項２７の方法。 （３０）追加の溶接パターンが前記第一の溶接パターンと前記第二の溶接パター ンとの間にて追加のシートに形成され、前記ハニカム構造体に於けるハニカムセ ルの大きさが変更されることを特徴とする請求項２７の方法。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）上面及び下面を有する上側のシート及び下側のシートが存在し、対向面の 全領域が互いに接触した積層体の状態に配置された複数のシートと、前記シート の間に形成された複数の溶接部であって、前記積層体が伸張されると前記積層体 がハニカムの形態になるよう所定の間隔にて均等に形成された複数の溶接部とを 含む伸張可能なシート組立体。 （２）前記溶接部は前記下側のシートの前記下面より上方にて終っていることを 特徴とする請求項１のシート組立体。 （３）前記溶接部はレーザ溶接部であることを特徴とする請求項１のシート組立 体。 （４）前記シートに於ける前記レーザ溶接部の溶込み深さは、一つのシートが他 の一つのシートに誤って接合されることが防止されるよう制御されていることを 特徴とする請求項１のシート組立体。 （５）複数の金属シートを溶接して伸張可能な積層体を形成する装置に於て、上 面及び下面がそれぞれ重ね置きされたシートの下面及び下側のシートの上面と一 様に且つ連続的に接触した状態になるよう、前記シートを互いに重ね合わされた 関係に支持し位置決めする手段と、前記重ね置きされたシートの上面に係合可能 であり前記重ね置きされたシートの下面を前記下側のシートの上面に対し押付け る加 圧手段と、前記加圧手段と作動関係に配置され前記シートの加圧された領域にて 前記シートの間に一連の溶接部を形成するレーザヘッド手段とを含む装置。 （６）前記加圧手段は前記レーザヘッド手段により発射されるレーザ光線を案内 するパターン郭定手段を含んでいることを特徴とする請求項５の装置。 （７）前記支持手段は細長いテーブルにより構成されており、前記テーブル及び 前記加圧手段は互いに他に対し相対的に変位して前記積層体を前記レーザヘッド 手段に対し相対的に直線駆動するよう構成されていることを特徴とする請求項５ の装置。 （８）前記レーザヘッド手段は、該レーザヘッド手段により発生されるレーザ光 線が所望の溶接パターンにて前記重ね置きされたシートを横切るよう、前記支持 手段に対し相対的に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項５の装置 。 （９）溶接後に金属シート組立体が伸張されることによりハニカムコアが形成さ れるよう互いに作動関係に配置された金属シートの組立体を溶接により形成する 装置に於て、前記シートの互いに対向する面が互いに連続的に且つ密に接触する 積層体の状態に配置されるよう複数のシートを支持する支持手段と、前記支持手 段に近接して配置されたレーザ光線発射手段であって、前記積層体が伸張される と最終的に前記シートによりハニカムの形態が形成されるよう な溶接パターンにて最上位のシートが下側のシートに対し溶接されるよう前記積 層体の最上位のシートに近接して配置可能なレーザ光線発射手段と、前記支持手 段に対し相対的に前記レーザ光線発射手段を駆動して前記溶接パターンを形成す る駆動手段と、前記レーザ光線発射手段に対し相対的に前記支持手段を駆動し連 続的な溶接パターンが形成されるよう前記積層体を位置決めする第二の駆動手段 とを含む装置。 （１０）前記溶接パターンが形成されるべき前記シートの領域にて前記最上位の シートを前記下側のシートに対し押付ける加圧手段を含んでいることを特徴とす る請求項９の装置。 （１１）前記支持手段は細長いテーブルを含み、前記テーブル及び前記レーザ光 線発射手段は前記最上位のシートの一連の部分を前記レーザ光線発射手段に対し 露呈するよう互いに他に対し相対運動可能であることを特徴とする請求項９の装 置。 （１２）前記加圧手段は前記溶接パターンを郭定するマスキング手段を含んでい ることを特徴とする請求項９の装置。 （１３）最終的にハニカムコア構造体に伸張可能なシート組立体を製造する方法 に於て、互いに対向する面が互いに一様に且つ連続的に係合する状態にて上側の 金属シート及び下側の金属シートを配置する工程と、長手方向に互いに 隔置され且つ溶接部が前記下側のシートの下面の上方にて終る複数の第一の溶接 パターンを前記上側及び下側のシートに形成する工程と、前記上側及び下側のシ ートと重なり合う関係にて他の一つのシートを配置する工程と、前記第一の溶接 パターンの間に位置し且つ溶接部が前記上側のシートの下面より上方にて終る長 手方向に互いに隔置された第二の溶接パターンを前記他の一つのシートと前記上 側のシートとの間に形成する工程と、前記三つのシートを伸張してハニカム構造 体を形成する工程とを含んでいることを特徴とする方法。 （１４）前記溶接部はレーザ光線により形成されることをと特徴とする請求項１ ３の方法。 （１５）前記シートはアルミニウム合金にて形成されることを特徴とする請求項 １３の方法。 （１６）追加の溶接パターンが前記第一の溶接パターンと前記第二の溶接パター ンとの間にて追加のシートに形成され、前記ハニカム構造体に於けるハニカムセ ルの大きさが変更されることを特徴とする請求項１３の方法。