JPH11509145A - サンドイッチ構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 サンドイッチ構造体は、第１方向（ＩＩ−ＩＩ）にて隣接コア単位（３）が実質的に整列するのに対し他の方向（ＩＩＩ−ＩＩＩ）にて少なくとも幾つかの隣接コア単位（３）が互いに部分的に対面するよう構造体の壁部（１、２）間に千鳥模様で配置されたコア単位（３）の列を備えたコアを有し、コア単位（３）は前記第１方向（ＩＩ−ＩＩ）にて前記第２方向（ＩＩＩ−ＩＩＩ）におけるよりも一般に大きい相互間隔（７）にて配置される。このように形成されたコアは、湾曲構造体に順応しうるようドレープしうる構造であると共に、千鳥状相互間隔（７）はコアウェブ内に貫通間隙部を形成せず、壁部（１、２）および壁部とコアとの間における亀裂形成の危険が最小化される。

Description

【発明の詳細な説明】 サンドイッチ構造体 本発明は、１対の実質的に平行な壁部と前記壁部間に配置されたコアとを備え るサンドイッチ構造体に関するものである。 この種類のサンドイッチ構造体はたとえばフランス特許公報第２，０３８，６ ６８号および第２，３２５，５０３号、スイス特許公報第３９４，５６６号、ヨ ーロッパ特許公報第２８１６８９号、並びに米国特許公報第２１３８５５１号お よび第２２６３１６４号から公知である。 後者の従来技術の引例は特に、コアがコア単位の列を備え、これらコア単位を 前記壁部間の第１方向にて隣接コア単位が実質的に整列すると共に前記壁部間の 第２方向（前記第１方向にて対し横方向である）にて少なくとも幾つかの隣接コ ア単位が互いに部分的に対面するような千鳥模様で配置することを開示している 。 公知のコアは多くの用途に適するが、前記第１方向における湾曲に順応する能 力が制限されると共に長形間隙部が隣接列のコア単位間に存在してドレープしう るコアを形成するという欠点を有する。これら間隙部は、壁部が支持されない長 形領域を形成する。この種の長形領域にて壁部は高い応力を受けて、構造体が使 用中に重負荷を受ければ壁部または壁部とコアとの間に亀裂が発生しうることが 判明した。亀裂の危険性は、構造体が複雑な湾曲の領域を含む場合と同様に、間 隙部が比較的広い領域にて特に高いと思われる。 本発明の目的は、容易に作成しうると共に構造体が複雑な形状を有する場合に も丈夫であるコアを備えたサンドイッチ構造体を提供することにある。 さらに本発明の目的は、構造的であるがドレープしうると共にコアウェブ内に 貫通間隙部を形成せず、したがってその構造一体性を保持するようなコアを備え たサンドイッチ構造体を提供することにある。 さらに本発明の他の目的は、構造体のコアと壁部との間に構造体の製作過程に 際し空気包蔵を殆ど示さないようなサンドイッチ構造体を提供することにある。 さらに本発明の目的は、コアウェブの周囲で対称的にバランスして剥離開始点 を最小化させる大きいコアと面スキンとの結合領域を提供することにある。 本発明の他の目的は、使用中に衝撃負荷を受けた後に生じうるコアと面スキン との間の脱着の波及を防止する一体的手段を提供することにある。 本発明によるサンドイッチ構造体は、前記第１方向にて前記第２方向よりも一 般に大きい相互間隔にて配置されたコア単位の列からなるコアを備える。 本発明による構造体は、前記第１方向にて隣接コア単位間に比較的幅広な間隙 部を形成してドレープ可能なコアをもたらしうるが、間隙部が千鳥状であるため コア単位により壁部が支持されない長形領域を形成せず、したがって壁部におけ る或いは壁部とコアとの間における亀裂波及の危険性が最小化されという洞察に 基づいている。 好ましくはコア単位は矩形もしくは梯形チューブ状セクションよりなり、これ らセクションは隣接チューブ状セクションの開口部が前記第１方向に配向されて 実質的に整列するよう千鳥状にする。このようにして浸透性コアが形成され、こ れを介し冷却用および／または加熱用流体を循環させることができる。代案とし て、コア単位は開口部が構造体の壁部に対面するよう開口部を頂部および底部に 設けて配向させることもできる。これはより大の厚さに対する圧縮強度および剪 断強さを与えるが、減少したコア対と面スキンとの結合領域をもたらし、サンド イッチ壁部間の流体流れが防止される（またはコア単位ウェブが穿刺されれば制 限される）。 コア単位をその一面にてそれぞれ、サンドイッチ構造体の壁部の１つにその後 にラミネートもしくは結合させるキャリヤ布もしくは布地に結合させることも好 ましい。 さらにコア単位を、キャリヤ布が実質的に扁平位置になった際に隣接コア単位 が互いに前記第２方向にて接触すると共に前記第１方向で互いに離間して隣接整 列コア単位間に間隙部が存在すると共にこれら間隙部がコア高さの０．０４〜０ ．４倍の幅を有するようキャリヤ布に結合させることも好ましい。 この種の場合、コア単位は矩形チューブ状セクションであって、その開口部が 実質的に整列すれば、これらセクションの側壁部は一般にこれら側壁部間の狭い 間隙部（存在する場合）に流入する樹脂により隣接セクションの側壁部に結合さ せて、樹脂が硬化した後に構造体の顕著な強化をもたらすドループ可能なＩ−ビ ームを融合側壁部が形成するようにする。樹脂が狭い間隙部に流入しない場合に も、隣接コア単位の側壁部は互いに支持し合って座屈の危険性を減少させると共 にドレープしうるＩ−ビーム配置を形成する。 キャリヤ布をサンドイッチ構造体における壁部の湾曲内表面にラミネートさせ れば、コアを壁部が異なる方向に大きい湾曲を有する領域に載置することができ 、すなわちこれはドレープ可能なコアとなる。 サンドイッチ構造体のコア単位および／または壁部は繊維強化されたプラスチ ック材料で作成することができる。 コア単位をサンドイッチ構造体の壁部および／またはキャリヤ布に順応性（ｃ ｏｍｐｌｉａｎｔ）樹脂によりラミネートもしくは結合させれば構造体は極低温 流体のための内蔵手段（たとえば液化天然ガスの貯蔵タンクもしくはパイプライ ン）の部分を形成するのに適する。壁部および／またはキャリヤ布に対するコア 単位のこの種のラミネートは、サンドイッチ構造体が反復衝撃を受ける場合にも 有用である。 サンドイッチ構造体が船舶のチューブ状、扁平もしくは湾曲した部品、たとえ ば船体、バルクヘッド、船首、甲板、歩行路もしくは貯蔵タンクであれば、剥離 の危険なしに反復衝撃に耐える構造体の能力が顕著となる。 本発明によるサンドイッチ構造体をパイプの製作に使用する場合は、コアを短 い千鳥長さにて内側および外側のパイプ壁部間に外周配置し、またはより長い長 さにて軸線方向に配置することができ、或いは使用の容易さのため千鳥状開口ボ ックスコア単位を有する布地キャリヤテープを内側パイプ壁部の周囲に螺旋巻回 して配置することができる。 好ましくはキャリヤテープの長手方向で見て、コア単位は２個の長形開口ボッ クスコア単位と３個の短形開口ボックスコア単位との交互の列に配置される。 さらに各列にて隣接開口ボックスコア単位の開口部を互いに対面させると共に 間隙部を隣接開口部間に存在させる一方、キャリヤテープをテープの隣接縁部が 接触するようなピッチ角度にて内側パイプ壁部の周囲に巻回することも好ましい 。 本発明によるサンドイッチ構造体のこれらおよび他の特徴、目的および利点は 請求の範囲、要約書および図面を参照すれば明かとなるであろう。 第１図は本発明によるサンドイッチ構造体の側面図であり； 第２図は第１図によるサンドイッチ構造体の矢印方向で見たＩＩ−ＩＩ線断面 図であり； 第３図は第１図によるサンドイッチ構造体の矢印方向で見たＩＩＩ−ＩＩＩ線 断面図であり； 第４図は構造体の壁部がＩＩ−ＩＩ線の方向に湾曲した第１図によるサンドイ ッチ構造体の領域の断面図であり； 第５図は構造体の壁部がＩＩＩ−ＩＩＩ線の方向に湾曲した第１図によるサン ドイッチ構造体の領域の断面図であり； 第６図は本発明による千鳥配列のコア単位を備えた二重壁部パイプセクション の縦断面図であり； 第７図は第６図の詳細部（丸印内）示す。 第１〜５図に示したサンドイッチ構造体は１対の実質的に平行な壁部１および ２と千鳥配列の開口ボックスコア単位３とを備える。これらコア単位はそれぞれ その一面をキャリヤ布４に結合させ、この布４は構造体の壁部１の１つにラミネ ートもしくは結合される。 構造体のクロージャ布地６および他の壁部を次いでコア単位上にラミネートも しくは結合させて外表面を形成させる。 コア単位３は矩形チューブ状セクションよりなり、これらを隣接チューブ状セ クションの開口部５が実質的に整列し、選択された相互間隔７にて離間し、ＩＩ −ＩＩ線の方向に配向する一方ＩＩＩ−ＩＩＩ線の方向にて隣接チューブ状セク ションの側壁部が部分的にのみ互いに相互の間隔なしに対面するよう千鳥状にす る。 コア単位３をキャリヤ布４に結合させることにより、コアは自動的に製作する ことができる。キャリヤ布４はコア単位を巻物キャリヤ布４の外表面に配置する 場合はＩＩＩ−ＩＩＩ線もしくはＩＩ−ＩＩ線に対し平行な軸線の周囲に容易に 巻回して、予備作成コアを容易に輸送することができる。 第４図および第５図に示したように、コアは特にＩＩ−ＩＩ線の方向に或いは 構造体が凸状であればＩＩＩ−ＩＩＩの方向にもドレープ可能であって、湾曲構 造体に順応することができる。ＩＩＩ−ＩＩＩ線方向に凹状部を含む壁部１およ び２のシャープな交互の湾曲部が存在すれば、キャリヤ布４には局部的にスリッ トを設けることができ或いはこの種の複雑な起伏を吸収するよう局部的にパッチ として逆転させることもできる。これは、加熱もしくは圧力の必要なしにかつ剪 断弱化をもたらすようなコアウェブにおける貫通間隙部を形成することなしに、 複雑な湾曲部の領域に容易にラミネートしうる構造コアを形成する。 構造体の壁部１および２並びにコア単位３は図示した実施例において繊維強化 プラスチック、たとえばガラス、アラミドもしくは炭素繊維により強化されたイ ソフタル酸ポリエステル、ビニルエステルもしくはエポキシ樹脂で作成される。 しかしながら、たとえば金属および熱可塑性プラスチックのような他の成形し うる材料も本発明によるサンドイッチ構造体に使用するのに同等に適する。 図面に示した模様における千鳥状のほぼ正方形の開口ボックスコア単位３の使 用は、単位３のリムに対する短いかつ複数の空気逸散経路をもたらすと共に単位 が壁部１にラミネートされて壁部２を形成する閉鎖用ラミネートで覆われれば単 位の内部を介して逸散ルートを与えるので特に有用である。 すなわちサンドイッチ構造体は、コア単位３と壁部１および２との間の全ゆる 空気包蔵を回避するため顕著な圧力を加えることなく組み立てることができる。 空気包蔵を回避するには単位３と浸透性クロージャ布６との間にキャリヤ布およ びコア単位３と他の壁部との間に浸透性クロージャ布を存在させることは重要で ないことも了解されよう。何故なら、包蔵された空気が壁部−コアの境界面から 容易に巻出されてコア単位３の内部に逸散するからである。 隣接コア単位間の短い間隙部の存在も、壁部１および２とコア単位３の幾つか との間で剥離が生ずる場合に、脱着拘束能力を与える。 剥離の危険性はさらに、コア単位３を壁部１および２並びにキャリヤ布４にた とえば強靭なエポキシ、ウレタンアクリレート、メタクリレートなどの順応性樹 脂により結合させて減少させることができる。 ラミネート用樹脂または各部品間の結合剤としての順応性樹脂の使用は、サン ドイッチ構造体を反復衝撃に抗するのに適するようにし、さらに極低温での使用 に適するようにする。 本発明によるサンドイッチ構造体はパイプライン、支持ビーム、船体、たとえ ば船首、甲板、甲板室、上部構造体、モジュール、隔壁、ケーブルトレー、トラ ンク、タンクおよび船舶および他の海上および沖合構造体のバルクヘッド、並び に地上輸送および地上車両や構造体の隔壁、外装、壁部、屋根、床、トランク、 配管、タンクおよびケーブルトレーに用途を有する。 さらに極低温使用のためのパイプラインおよびタンク、たとえば、船舶および 沖合におけるドーム形状のタンクおよび円筒状のＬＮＧタンクにも用途がある。 整列した開口部を備える開口ボックスコア単位３の存在は浸透性コアを与えて 、壁部１と２との間の流体の通過を可能にする。 このような流体の通過を用いて冷却用流体により壁部を冷却し、火災耐性を得 ると共に、漏れおよび／または損傷検出、熱交換、並びに絶縁改良を与えるため の壁部１と２との間の減圧部形成に用いることもできる。その後に硬化する流体 を、たとえば断熱もしくは防音の目的で前記整列開口部を介して導入することも できる。 サンドイッチ構造体がパイプラインのチューブ状壁部を形成する場合、このパ イプラインは２種の別々の流体を搬送すべく使用することができる。 次に第６図を参照して、本発明によるサンドイッチ構造体からなる二重壁部プ ラスチックパイプを示す。このパイプは内壁部１０（点線で示す）と外壁部１１ とを備え、さらに前記壁部間に配置された千鳥状コア単位１２の列を含むコアを も備える。 第７図に示したように、コア単位１２は、内側パイプ壁部１０の周囲に螺旋巻 回された長形のポリエーテル布地キャリヤテープ１３に装着される。 第６図および第７図に矢印で示したようにキャリヤテープ１３の長手方向で見 て、コア単位１２は２個の長形開口ボックスコア単位１２Ａと３個の短形開口ボ ックスコア単位１２Ｂの交互の列にて配置される。 各列にて隣接コア単位１２の間には間隙部１４が存在し、隣接コア単位１２の 開口端部が間隙部に対面する。さらにコア単位１２は、キャリヤテープ１３−コ ア単位１２の境界面にて隣接列におけるコア単位１２Ａおよび１２Ｂがその間に 間隔なしに並列位置するよう、かつ短い３個のコア単位１２Ｂの各列の中間にお けるコア単位１２Ｂが部分的にのみ２個の長形コア単位１２Ａの各隣接列のコア 単位１２Ａの側部に対面するよう、キャリヤテープ１３に装着される。 第６図に示したように、テープ１３はテープの隣接縁部が実質的に隣接するよ うなピッチ角度にて内壁部１０の周囲に螺旋巻回され、テープ１３における隣接 巻付け部のコア単位の開口部位置決定は千鳥状、整列または任意の中間位置を与 えて壁部間の流体チャンネルを阻害しないようにする。 第６図に示したパイプセクションは雄端部１５と雌端部１６とを備え、これら は一方のパイプセクションにおける雄端部１５が隣接パイプセクションにおける 雌端部１６内に正確に嵌合するよう成形される。 点線で示したようにコア単位１２はパイプセクションの各端部にて機械処理さ れてコアがリング状端部を有するようにする。開口ボックスコア単位１２はパイ プセクションの内壁部と外壁部との間に若干螺旋状の環状流体チャンネルを形成 し、これを介し冷却用流体もしくは他の流体をポンプ輸送することができる。 パイプセクションの雄端部１５にて、環状溝部１７を内側および外側パイプ壁 部の外表面に機械加工する。使用に際しＯ−リング（図示せず）を溝部１７中に 挿入して、パイプ壁部１０と１１との間のコアおよびパイプ内部とパイプ外部と の両者により形成された流体チャンネルの間の液密シールを形成する。 第６図は、パイプおよびコア単位の略図を示すと共にコア単位は正確な斜視図 で示されていないことが了解されよう。 流体がチューブ状、湾曲もしくは扁平な本発明によるサンドイッチ構造体の正 常な使用に際しコアを通過しなければ、構造体は二重一体性コンテインメントを もたらす。 上記または他の用途のいずれにおいても、本発明によるサンドイッチ構造体は 、容易に作成しうると共にコア単位と壁部との間の空気包蔵の顕著な危険性がな く、大量生産に適するような丈夫な軽量のパネル、チューブもしくは構造体をも たらす。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ１７Ｃ 3/04 Ｆ１７Ｃ 3/04 Ａ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． １対の実質的に平行な壁部と前記壁部の間に配置されたコアとを備え、前 記コアは前記壁部間の第１方向にて隣接コア単位が実質的に整列すると共に前記 第１方向に対し横方向である前記壁部間の第２方向にて少なくとも幾つかの隣接 コア単位が互いに部分的に対面するような千鳥模様で配置された１列のコア単位 を備えてなるサンドイッチ構造体において、コア単位は前記第１方向にて前記第 ２方向よりも一般に大きい相互間隔で配置されたことを特徴とするサンドイッチ 構造体。 ２． コア単位が矩形もしくは梯形チューブ状セクションよりなり、これらセク ションは隣接チューブ状セクションの開口部が前記第１方向に配向して実質的に 整列するよう千鳥状である請求の範囲第１項に記載のサンドイッチ構造体。 ３． コア単位が矩形もしくは傾斜チューブ状セクションよりなり、これらセク ションは隣接チョーブ状セクションの開口部が構造体の各壁部に対面するよう千 鳥状である請求の範囲第１項に記載のサンドイッチ構造体。 ４． コア単位がそれぞれその一面にてキャリヤ布もしくは布地に結合され、布 地をサンドイッチ構造体の壁部の１つにラミネートもしくは結合させてなる請求 の範囲第１項、第２項または第３項に記載のサンドイッチ構造体。 ５． キャリヤ布が実質的に扁平位置にある際、隣接コア単位が互いに前記第２ 方向にて接触するようコア単位がキャリヤ布に結合させると共に、隣接する整列 コア単位の間に間隙部が存在して、これら間隙部がコア高さの０．０４〜０．４ 倍の幅を有するように前記第１方向に離間させてなる請求の範囲第４項に記載の サンドイッチ構造体。 ６． キャリヤ布もしくは布地が、サンドイッチ構造体の壁部の凸状および／ま たは凹状内表面にラミネートもしくは結合されてなる請求の範囲第５項に記載の サンドイッチ構造体。 ７． コア単位および／またはサンドイッチ構造体の壁部が繊維強化プラスチッ ク材料で作成されてなる請求の範囲第１〜６項のいずれか一項に記載のサンドイ ッチ構造体。 ８． コア単位が、サンドイッチ構造体の壁部および／またはキャリヤ布もしく は布地に順応性樹脂によりラミネートもしくは結合されてなる請求の範囲第１〜 ７項のいずれか一項に記載のサンドイッチ構造体。 ９． サンドイッチ構造体が極低温流体のための内蔵手段の部分を形成する請求 の範囲第８項に記載のサンドイッチ構造体。 １０． コアが浸透性であると共に流体チャンネルの部分を形成し、前記チャン ネルを介し冷却用、加熱用もしくは漏れ検出用流体をサンドイッチ構造体の壁部 間における空間中へおよび／または空間からポンプ輸送しうる請求の範囲第１〜 ９項のいずれか一項に記載のサンドイッチ構造体。 １１． 構造体が実質的に同軸の内壁部および外壁部を備えるパイプであり、コ アがパイプの内壁部の周囲に螺旋巻回された長形布地キャリヤテープに装着され たコア単位よりなる請求の範囲第１〜１０項のいずれか一項に記載のサンドイッ チ構造体。 １２． キャリヤテープの長手方向で見てコア単位が１個、２個もしくはそれ以 上の長形開口ボックスコア単位と２個、３個もしくはそれ以上の短形開口ボック スコア単位との交互の列で配置されてなる請求の範囲第１１項に記載のサンドイ ッチ構造体。 １３． 各列にて隣接開口ボックスコア単位の開口部が互いに対面すると共に、 空隙部が隣接開口部間に存在し、さらにキャリヤテープがテープの隣接縁部を実 質的に隣接させるようなピッチ角度にて内側パイプ壁部の周囲に巻回されてなる 請求の範囲第１２項に記載のサンドイッチ構造体。 １４． 構造体が軽量の湾曲、扁平、チューブ状もしくは他の構造パネルの部分 を形成する請求の範囲第１〜１３項のいずれか一項に記載のサンドイッチ構造体 。 １５． パネルが船舶もしくは他の沖合構造体の部品である請求の範囲第１４項 に記載のサンドイッチ構造体。 １６． 部品が船体、甲板室、上部構造体、モジュール、隔壁、外装、トランク 、甲板、バルクヘッド、貯蔵タンク、パイプライン、支持ビーム、ケーブルトレ ーおよび歩行路よりなる群の部分を形成する請求の範囲第１５項に記載のサンド イッチ構造体。 １７． 軽量構造パネルが地上輸送車両もしくは地上構造体の部品である請求の 範囲第１４項に記載のサンドイッチ構造体。 １８． 部品が隔壁、外装、壁部、屋根、床、トランク、ケーブルトレー、配管 、支持ビーム、タンクおよび歩行路よりなる群の部分を形成する請求の範囲第１ ７項に記載のサンドイッチ構造体。