JPH106418A - 繊維強化プラスチック製のハニカムコア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１に、曲面成形に際し割れやひび等の損傷
が防止される等、フレキシブル性・柔軟性・高賦形性に
優れると共に、第２に、しかもこれが簡単容易に実現さ
れる、繊維強化プラスチック製のハニカムコアを提案す
る。 【解決手段】 この繊維強化プラスチック製のハニカム
コア８は、縦糸１０と横糸１１とが交差した平織の繊維
に、樹脂を付着，含浸，混入等により組み合わせた、繊
維強化プラスチックシート９を母材としてセル壁１６が
構成され、このセル壁１６にて区画形成された中空柱状
の多数のセル１７の平面的集合体よりなる。そして、セ
ル壁１６の母材たる繊維強化プラスチックシート９は、
その縦糸１０や横糸１１の繊維方向が、セル端面Ａやセ
ル軸Ｂに対し、平行ではなく所定角度で傾斜してなる。
そしてこのハニカムコア８は、セル端面Ａが所定曲率を
備えるべく、全体的に曲面成形される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ック製のハニカムコアに関する。すなわち、平織の繊維
と樹脂とを組み合わせた、繊維強化プラスチック（ＦＲ
Ｐ）製のハニカムコアに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、この種従来例に係る繊維強化プ
ラスチック製のハニカムコアの要部の斜視図であり、
（１）図はその母材たる繊維強化プラスチックシート
を、（２）図は波板を、（３）図は曲面成形状態を示
す。さて、この種の繊維強化プラスチック製のハニカム
コア１は、縦糸２と横糸３とが交差した平織の繊維に樹
脂を付着，含浸，混入等により組み合わせた、繊維強化
プラスチックシート４を母材としてセル壁５が構成さ
れ、このようなセル壁５にて区画形成された中空柱状の
多数のセル６の平面的集合体よりなる。そして、従来の
この種の繊維強化プラスチック製のハニカムコア１にあ
っては、セル壁５を構成する母材たる繊維強化プラスチ
ックシート４について、その縦糸２の繊維方向がセル端
面Ａに対し平行であると共に、横糸３の繊維方向がセル
軸Ｂに対し平行となっていた。なお、図２の（２）図に
示した波板７は、繊維強化プラスチックシート４を母材
として繊維強化プラスチック製のハニカムコア１を製造
する際、その途中段階として成形される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来例にあっては、次の問題が指摘されていた。すなわ
ち、この種の繊維強化プラスチック製のハニカムコア１
は、事後、セル端面Ａが所定曲率を備えるべく全体的に
曲面成形されることが多々あるが、その際、繊維強化プ
ラスチックシート４を母材としたセル壁５に、割れやひ
び等の損傷が発生しやすい、という問題が指摘されてい
た。

【０００４】つまり、繊維強化プラスチック製のハニカ
ムコア１は、平坦なプレート状・ブロック状から曲面成
形する際、わん曲の内側は縮み変形せしめられると共
に、わん曲の外側は伸び変形せしめられる。そして、こ
のような曲面成形を実施すべく、ハニカムコア１の両端
部について、セル軸Ｂに沿い曲げ方向Ｃに押圧力・加圧
力が加えられた場合において、セル壁５の母材たる繊維
強化プラスチックシート４の縦糸２の繊維方向が、セル
端面Ａに対し平行となっているので、セル軸Ｂに沿った
曲げ方向Ｃと縦糸２の繊維方向とが直交する位置関係と
なり、もって、曲げ方向Ｃの押圧力・加圧力が、このよ
うな縦糸２にて妨げられ抵抗を受けるようになる。この
ような縦糸２の存在を主な原因としつつ、縦糸２を保持
する横糸３の存在も合いまって、この繊維強化プラスチ
ック製のハニカムコア１は一般的に曲面成形しにくく、
無理に曲面成形しようとすると、セル壁５に割れやひび
等の損傷が発生しやすく、品質上の問題を生じていた。
つまり、従来の繊維強化プラスチック製のハニカムコア
１は、フレキシブル性・柔軟性・高賦形性に難点が指摘
されていた。

【０００５】本発明は、このような実情に鑑み、上記従
来例の課題を解決すべくなされたものであって、セル壁
の母材たる繊維強化プラスチックシートについて、その
縦糸や横糸の繊維方向を、セル端面やセル軸に対し平行
ではなく所定角度で傾斜せしめたことにより、第１に、
曲面成形に際し割れやひび等の損傷が防止され、フレキ
シブル性・柔軟性・高賦形性に優れると共に、第２に、
しかもこれが簡単容易に実現される、繊維強化プラスチ
ック製のハニカムコアを提案することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
る本発明の技術的手段は、次のとおりである。すなわ
ち、この繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、縦
糸と横糸とが交差した平織の繊維に、樹脂を付着，含
浸，混入等により組み合わせた、繊維強化プラスチック
シートを母材としてセル壁が構成され、該セル壁にて区
画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体より
なる。そして、該セル壁の母材たる該繊維強化プラスチ
ックシートは、その縦糸や横糸の繊維方向が、セル端面
やセル軸に対し平行ではなく所定角度で傾斜している。
そして更に、この繊維強化プラスチック製の該ハニカム
コアは、該セル端面が所定曲率を備えるべく全体的に曲
面成形される。

【０００７】このように、この繊維強化プラスチック製
のハニカムコアは、セル壁の母材たる繊維強化プラスチ
ックシートについて、その縦糸や横糸の繊維方向を、セ
ル端面やセル軸に対し平行ではなく所定角度で傾斜せし
めてなる。そこで、セル端面が所定曲率を備えるべく全
体的に曲面成形される際、わん曲の内側は縮み変形せし
められると共に、わん曲の外側は伸び変形せしめられる
が、このような曲面成形を実施すべく加えられる曲げ方
向への押圧力・加圧力が、繊維にて妨げられ抵抗を受け
ることはない。もって、この繊維強化プラスチック製の
ハニカムコアは、スムーズに曲面成形される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明を、図面に示す発明の
実施の形態に基づいて、詳細に説明する。図１、本発明
の実施の形態の説明に供する要部の斜視図であり、
（１）図は母材たる繊維強化プラスチックシートを示
し、（２）図は波板を示し、（３）図は曲面成形状態を
示す。図３は、繊維強化プラスチック製のハニカムコア
の製造方法の１例の正面説明図であり、（１）図は準備
された繊維強化プラスチックシートを、（２）図は波板
の成形工程を、（３）図は成形された波板を、（４）図
は波板を重積，接合する工程を示す。図４は、同ハニカ
ムコアの斜視図である。図５は同ハニカムコアの曲面成
形の説明に供し、（１）図は曲面成形前の全体の概略斜
視図、（２）図は曲面成形後の全体の概略斜視図、
（３）図は曲面成形後の要部の平面説明図、（４）図は
曲面成形後の要部の底面説明図である。

【０００９】まず、図１および図３により、この繊維強
化プラスチック製のハニカムコア８について、その製造
方法の１例であるコルゲート法について説明する。この
製造方法では、まず、図１の（１）図や図３の（１）図
に示したように、母材たる繊維強化プラスチックシート
９が準備される。この繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）
シート９は、平織のガラス繊維，ケブラー繊維，カーボ
ン繊維，セラミック繊維，金属繊維，樹脂繊維，その他
の平織の繊維、つまり縦糸１０と横糸１１とが順次交差
すべく織られた繊維と、エポキシ系の樹脂，ポリイミド
系の樹脂，その他の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂とを、
付着，含浸，混入等のいずれか又は併用により、組み合
わせたものよりなる。そして、この繊維強化プラスチッ
クシート９は、まだ完全硬化しない半硬化状態、つまり
柔軟性・粘性を備えたプリプレグ状をなすと共に、極薄
の平坦なシート状をなす。図示例の繊維強化プラスチッ
クシート９においては、１２５ｇ／ｍ² 程度のカーボン
繊維が用いられると共に、その縦糸１０や横糸１１は、
微細な１，０００本程度のカーボン繊維をより集めてそ
れぞれ１本としたものよりなり、これらに対し、エポキ
シ樹脂が重量比４０％程度で付着，含浸，混入等せしめ
られてなる。

【００１０】そして、図３の（２）図に示したように、
このような母材たるプリプレグ状の繊維強化プラスチッ
クシート９を、ギヤやラック１２等のコルゲート成形装
置１３に供給する。もって、このプリプレグ状の繊維強
化プラスチックシート９は、このようなコルゲート成形
装置１３のギヤやラック１２間に挿入され、表裏両側か
ら挟み込まれて加熱加圧されることにより、図１の
（２）図や図３の（３）図に示したように、波形の凹凸
が連続的に折曲形成された、繊維強化プラスチック製の
波板１４に成形される。波板１４は、図示の台形状のほ
か、略三角形状，略四角形状，その他各種形状の波形の
凹凸が、短手方向に直線的で平行かつ長手方向に連続的
に、所定ピッチと高さで折曲形成されてなる。

【００１１】しかる後、このように成形された繊維強化
プラスチック製の波板１４は、例えば、波の谷部下面や
頂部上面等にノードボンドつまり接着剤１５が塗布され
て乾燥されると共に、所定長さ毎に切断される。それか
ら図３の（４）図に示したように、複数枚の波板１４
が、上下で波の半ピッチ分ずつずらされ、上下相互間で
谷部と頂部とを合わせる位置関係のもとに、全体的に空
間が存した積層ブロック状に重積される。なお、このよ
うな波板１４間に、前述した繊維強化プラスチックシー
ト９と同様な繊維強化プラスチック製の平板が、更に介
装される場合もある。しかる後、このように重積された
波板１４は、加熱加圧されることにより、その樹脂が硬
化すると共に塗布されていた接着剤１５が硬化し、相互
間が接着される（前述により更に平板が介装されていた
場合は、各波板１４とこの平板間も接着される）。なお
図示例では、接着剤１５を用いた接合方式が採用されて
いたが、これによらず、ろう材を用いた接合方式や、波
板１４を構成する樹脂自体の加熱による溶融硬化を利用
した接合方式、等も考えられる。

【００１２】このような各工程を辿ることにより、図１
の（３）図や図４に示した繊維強化プラスチック製のハ
ニカムコア８が製造される。そして、このハニカムコア
８は、縦糸１０と横糸１１とが交差した平織の繊維に、
樹脂を付着，含浸，混入等により組み合わせた、繊維強
化プラスチックシート９を母材としてセル壁１６が構成
され、このセル壁１６にて区画形成された中空柱状の多
数のセル１７の平面的集合体よりなる。

【００１３】すなわち、この繊維強化プラスチック製の
ハニカムコア８は、前述により重積，接合された繊維強
化プラスチック製の波板１４（更には前述した平板）を
セル壁１６として、各々独立空間に区画形成された中空
柱状の多数のセル１７の平面的集合体よりなる。セル壁
１６そしてセル１７の断面形状は、図示の正六角形状の
ものが代表的であるが、これによらず、台形状，略三角
形状，略四角形状，その他各種形状のものも可能であ
る。この繊維強化プラスチック製のハニカムコア８は、
一般のものと同様に、重量比強度に優れ、軽量であると
共に高い剛性・強度を備え、又、整流効果、平面精度，
保温性，遮音性にも優れ、単位容積当たりの表面積が大
である、等々の特性が知られ、広く各種の構造材として
使用される。

【００１４】ところで、この繊維強化プラスチック製の
ハニカムコア８にあっては、図１に示したように、その
セル壁１６の母材たる該繊維強化プラスチックシート９
は、その縦糸１０や横糸１１の繊維方向が、セル端面Ａ
やセル軸Ｂに対し、平行ではなく所定角度で傾斜してい
る。

【００１５】これらについて更に詳述する。ハニカムコ
ア８において、各セル１７の中心線であるセル軸Ｂと、
各セル１７の開口端面であるセル端面Ａとは、直交する
関係にある（図１の（３）図や図４を参照）。又、この
ような各セル１７を区画形成するセル壁１６の母材たる
繊維強化プラスチックシート９において、その縦糸１０
と横糸１１とは、相互間が直交する関係にある。これと
共に、このような繊維強化プラスチックシート９の縦糸
１０や横糸１１は、セル端面Ａやセル軸Ｂに対し傾斜し
ている。

【００１６】すなわち、まず製造時に繊維強化プラスチ
ックシート９を準備する際に、例えば図１の（１）図に
示したように、その長辺・長手方向Ｄに対し縦糸１０
を、平行とすることなく、１５度から７５度程度の間で
正又は逆に傾斜させて準備する（図２の（１）図の従来
例と比較参照）。この傾斜角度は、図示例では４５度に
設定されているが、３０度から６０度程度の間で設定す
るのが好ましい。そして、このような繊維強化プラスチ
ックシート９を母材として、図１の（２）図の波板１４
を経た後、図１の（３）図や図４に示した繊維強化プラ
スチック製のハニカムコア８が製造される。

【００１７】さてそこで、このハニカムコア８にあって
は、その母材の縦糸１０の繊維方向がセル端面Ａに対し
平行とはならず（図２の（３）図の従来例を比較参
照）、又、このような縦糸１０と直交する横糸１１の繊
維方向も、セル軸Ｂに対し平行とならない（図２の
（３）図の従来例を比較参照）。つまり、その縦糸１０
や横糸１１は、それぞれ繊維方向がセル端面Ａやセル軸
Ｂとは平行ではなく、傾斜した関係となっている。その
傾斜角度は、縦糸１０を基準として考えた場合、前述に
よりセル端面Ａに対し１５度から７５度程度の間、好ま
しくは３０度から６０度程度の間、例えば４５度に設定
される。

【００１８】さて、この繊維強化プラスチック製のハニ
カムコア８は、更に事後、セル端面Ａが所定曲率を備え
るべく、全体的に曲面成形される。すなわち、図５の
（１）図に示したように、曲面成形前は平坦なプレート
状・ブロック状をなすハニカムコア８は、図５の（２）
図に示したように、両セル端面Ａがそれぞれ所定曲率を
備えるように、全体的に曲げられ曲面成形される。そし
て、わん曲の内側（図面上では上側）のセル端面Ａ側の
正六角形状のセル１７は、図５の（３）図に示したよう
に、縦長六角形状に（アンダー展張されるように）縮み
変形せしめられる。これに対し、わん曲の外側（図面上
では下側）のセル端面Ａ側のセル１７は、図５の（４）
図に示したように、横長六角形状に（オーバー展張され
るように）伸び変形せしめられる。そして、このような
曲面成形を実現のため、図１の（３）図に示したよう
に、常温で又は加熱しつつ、曲げ方向Ｃに押圧力・加圧
力が加えられる。

【００１９】本発明は、以上説明したように構成されて
いる。そこで以下のようになる。この繊維強化プラスチ
ック製のハニカムコア８は、セル壁１６の母材たる繊維
強化プラスチックシート９について、その縦糸１０や横
糸１１の繊維方向を、セル端面Ａやセル軸Ｂに対し、平
行ではなく所定角度で傾斜せしめてなる。そして、この
ような繊維強化プラスチック製のハニカムコア８は、事
後、セル端面Ａが所定曲率を備えるべく全体的に曲面成
形される際、わん曲の内側は縮み変形せしめられると共
に、わん曲の外側は伸び変形せしめられる。そしてその
際、このような曲面成形を実現のため、ハニカムコア８
の両端部について、セル軸Ｂに沿い曲げ方向Ｃへ押圧力
・加圧力が加えられる。さてそこで、この繊維強化プラ
スチック製のハニカムコア８にあっては、次の第１，第
２のようになる。

【００２０】第１に、このように曲面成形に際し加えら
れる、曲げ方向Ｃへの押圧力・加圧力は、セル壁１６の
母材たる繊維強化プラスチックシート９、つまりその縦
糸１０や横糸１１にて妨げられ抵抗を受けるようなこと
はない。

【００２１】すなわち、セル端面Ａとセル軸Ｂとは直交
する関係にあり、押圧力・加圧力はセル軸Ｂに沿った曲
げ方向Ｃに加えられるが、その際、セル壁１６の縦糸１
０や横糸１１は、繊維方向がこれらとは平行とはなら
ず、所定角度で傾斜した位置関係にある。そこで、直交
する位置関係にある場合とは異なり、縦糸１０や横糸１
１が、上述した押圧力・加圧力の妨げとなり、抵抗とな
るようなことはない。このようにして、この繊維強化プ
ラスチック製のハニカムコア８は、フレキシブル性・柔
軟性・高賦形性に優れ、スムーズに曲面成形される。

【００２２】第２に、しかもこのような繊維強化プラス
チック製のハニカムコア８は、セル壁１６の母材たる繊
維強化プラスチックシート９について、その縦糸１０や
横糸１１の繊維方向を傾斜せしめた、簡単な構成よりな
る。すなわち製造時に、母材となる繊維強化プラスチッ
クシート９を準備する際、その長辺・長手方向Ｄに対
し、その縦糸１０や横糸１１を平行ではなく傾斜すべく
切断・配設するだけで、事後は従来よりの製造方法に準
じ、この繊維強化プラスチック製のハニカムコア８は、
容易に製造される。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係る繊維強化プラスチック製の
ハニカムコアは、以上説明したように、セル壁の母材た
る繊維強化プラスチックシートについて、その縦糸や横
糸の繊維方向を、セル端面やセル軸に対し平行ではなく
所定角度で傾斜せしめたことにより、次の効果を発揮す
る。

【００２４】第１に、曲面成形に際し、割れやひび等の
損傷が防止される。すなわち、この繊維強化プラスチッ
ク製のハニカムコアは、上述したように繊維方向が傾斜
せしめられているので、平坦なプレート状・ブロック状
から曲面成形される際、曲げ方向への押圧力・加圧力が
繊維の存在にて妨げられ抵抗を受けるようなことがな
く、スムーズに曲面成形される。つまり、前述したこの
種従来例の繊維強化プラスチック製のハニカムコアのよ
うに、無理に曲面成形しようとして、セル壁に割れやひ
び等の損傷が発生してしまうようなこともない等、品質
面に優れてなる。このように、この繊維強化プラスチッ
ク製のハニカムコアは、フレキシブル性・柔軟性・高賦
形性に優れてなる。

【００２５】第２に、しかもこれは簡単容易に実現され
る。すなわち、この繊維強化プラスチック製のハニカム
コアは、繊維方向を傾斜せしめるだけの簡単な構成より
なり、コスト面にも優れつつ製造可能である等、容易に
上述した第１の点が実現される。このように、この種従
来例に存した課題が確実に解決される等、本発明の発揮
する効果は、顕著にして大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る繊維強化プラスチック製のハニカ
ムコアについて、その発明の実施の形態の説明に供する
要部の斜視図であり、（１）図は、母材たる繊維強化プ
ラスチックシートを示し、（２）図は、波板を示し、
（３）図は、曲面成形状態を示す。

【図２】この種従来例に係る繊維強化プラスチック製の
ハニカムコアの要部の斜視図であり、（１）図は母材た
る繊維強化プラスチックシートを、（２）図は波板を、
（３）図は曲面成形状態を示す。

【図３】繊維強化プラスチック製のハニカムコアの製造
方法の１例の正面説明図であり、（１）図は、準備され
た母材を、（２）図は、波板の成形工程を、（３）図
は、成形された波板を、（４）図は、波板を重積，接合
する工程を示す。

【図４】同ハニカムコアの斜視図である。

【図５】同ハニカムコアの曲面成形の説明に供し、
（１）図は、曲面成形前の全体の概略斜視図、（２）図
は、曲面成形後の全体の概略斜視図、（３）図は、曲面
成形後の要部の平面説明図、（４）図は、曲面成形後の
要部の底面説明図である。

【符号の説明】

１ ハニカムコア（従来例のもの） ２ 縦糸（従来例のもの） ３ 横糸（従来例のもの） ４ 繊維強化プラスチックシート（従来例のもの） ５ セル壁（従来例のもの） ６ セル（従来例のもの） ７ 波板（従来例のもの） ８ ハニカムコア（本発明のもの） ９ 繊維強化プラスチックシート（本発明のもの） １０ 縦糸（本発明のもの） １１ 横糸（本発明のもの） １２ ラック １３ コルゲート成形装置 １４ 波板（本発明のもの） １５ 接着剤 １６ セル壁（本発明のもの） １７ セル（本発明のもの） Ａ セル端面 Ｂ セル軸 Ｃ 曲げ方向 Ｄ 長辺・長手方向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 縦糸と横糸とが交差した平織の繊維に樹
   脂を付着，含浸，混入等により組み合わせた、繊維強化
   プラスチックシートを母材としてセル壁が構成され、該
   セル壁にて区画形成された中空柱状の多数のセルの平面
   的集合体よりなるハニカムコアであって、 該セル壁の母材たる該繊維強化プラスチックシートは、
   その縦糸や横糸の繊維方向が、セル端面やセル軸に対し
   平行ではなく所定角度で傾斜しており、更に該ハニカム
   コアは、該セル端面が所定曲率を備えるべく全体的に曲
   面成形されること、を特徴とする繊維強化プラスチック
   製のハニカムコア。