JPS5825953A - ハネカム構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ハネカム構造体に関する０ノ・ネカムロア
材料は軽量であるのに強度や剛性が大きいので種々の構
造において使用される０大部分のハネカム構造体、特に
金属製の！・ネカム構造体は平行に長手方向に整列して
いて波形の向き合っている壁体において点溶接又は類似
の手段によって相互に固着されている波形ストリップに
１って構成されている。形成され次構造体は対向面間で
パネルの厚さにわ穴って伸びている複数列の開口セルを
有している。完全な構造組立体では、ハネカムの片面又
は両面がシート材料の裏材すなわちカバーパネルにはん
だ付け、接着剤又は他のこの１うな結合手段によって結
合されている。

はんだ又は液体接着材料金使用する場合には、この材料
が壁体に沿ってのにじみ出し及び向き合っているセル壁
間の毛管作用によって片面から他面へとハネカムを通っ
て漏出することが多い。両面が包囲されているパネルで
は、通常、熱伝導を考慮しない限りこれは問題ではない
。

しかし、片面だけが包囲されているハネカム構造では、
開放面が接着材料に工って汚染されることは好ましくな
い。

この１うなハネカム材料は特にターボジェットエンジン
又は類似物において使用されることがある。種々のター
ビン又はコンプレッサ類では運動す２ブレード先端とそ
の周囲ダクト部分との間の周囲すきまｔ最少限に維持し
なければならない。熱と遠心力とのために、ブレードが
半径方向にクリープ又は膨張して、最初のすきまが十分
でない限り、ブレードの先端がダクト壁に衝突すること
が多い。過度のすきまは望ましくないが、ブレードはダ
クトとの衝突によって損傷することがある。ダクトの一
定部分に一定量のブレード接触によってブレードを損傷
することなく変形可能な材料が裏張りされている装置が
ある０運動するブレードに向き合っている開放面を備え
ているハネカム構造体が従来良好に使用されていて、ブ
レードが損傷することなく開放セルにこすりつけられる
。しかし、接着材料、特に硬質のはんだＩｃ↓る開放セ
ル面の汚染に１って上記の目的が果たされないことがあ
り、ブレードのチッピングや摩耗が生じて更にひどい損
傷の生じる可能性がある。

本出願に記載のノ・ネカム構造体は、接着材料が開放ｍ
ｔ−汚染することなく一面が包囲されているように構成
されている。波形材料のストリップが従来の方法によっ
て相互に固着されていて、複数列のセルが対向面間でパ
ネルの厚さにわたって伸びているハネカム構造体を形成
している。しかし波形ストリップは波形を閉じることに
ぶつて形成されているので、組み立てられている構造で
はセルはパネルを通って連続していない。連続性を断つ
ためにセルはパネルの両面において交互に食い違ってい
ても良いし、山間で基本的に連続していても良く、閉鎖
はセルを締めつけて開放断間ヲ減じる、又はブロックす
ることに１って形成される。セル構造にシート材料を接
着してパネルの一面を包囲する場合には、接着材料がセ
ル壁に沿ってにじみ出て、波形要素の向き合っている壁
体間の毛管作用に１って漏出する。しかしセルの閉鎖部
における分離されている壁体に１って接着材料がハネカ
ム構造体の開放面まで達することが防がれる。

相互にしっかりと結合されていない、開放セルの非汚染
面はブレードへの損傷を生じることなくブレードの衝突
に工って容易に変形される。

従って、本発明の第１の目的は、新規で改曳されてい為
中断されているセルを備えているノ・ネカム構造体會提
供することである０ 本発明の別の目的はセルが面間で閉鎖されていて向き合
っているセル壁が分離されていて、セル断面が閉じられ
ているピーネカム構造体會提供することである０ 本発明の更に別の目的は、従来の装置と方法に１って組
み立てることができ、新規な閉鎖セル形状が波形ストリ
ップの最初の製造に組み込まれている閉じたセルを備え
ているノ・ネカム構造体を提供することである。

他の目的及び利点は添付の図面上参照し次下記の詳細な
説明から明らかになろう。

ハネカム構造体は第１図の実施例に図示されているふう
に複数枚の波形ストリップ１０で構成されている。公知
の製造方法では、ストリップは薄板金又は他の類似の素
材を所望のセル断面に対応する歯を有している相互にか
み合っている歯付きロー２間に通すことに１って形成さ
れる。図示されている如くにセルは六角形状であるが正
方形であっても他の断面形状を有していても良い。スト
リップ１０は斜壁１６によって結合されている交互にオ
フセットのすなわち千鳥状の側壁１２．１４ｆ有してい
て、波形ストリップの全深さはセルの幅の半分である。

壁体１２は１個の共通平面内にあり、壁体１４は別の共
通平面内にあって、これらの平面はストリップの深さに
よって分離されている。ストリップは向かい合っている
壁体において背中合わせに接合されていて、−個のスト
リップの片側に沿つ几壁体１２が隣接するストリップの
壁体１２に第２図に示す如くに接着されていて、連続的
なス）　ＩＪツブが組み合わされて所望の寸法のハネカ
ムパネルが製造される。次の対が壁体１４において第１
の対に接合され、パネルが所望の寸法に構成される。

金属ストリップを使用する場合には従来の接合方法は向
かい合っている壁体を各接合域上の１箇所又は複数箇所
で点溶接する方法である。

この↓うにして壁体は向かい合っている全接触面積にお
いてではなく点においてのみ相互に結合される。ハネカ
ム構造自体は自己支承性の荷重支承要素ではないので、
この点接合は十分である。通常、裏材又はカバーパネル
會セルの端部端Ｉ１１．を結合することに１ってノ・ネ
カム構造体の片面又は両面が包囲される。金属構造では
これは普通ははんだ付けに１って行なわれ、はんだ付は
羽料をセル構造の端縁に付着し、カバーパネルが所定位
置に熱刺される０公知の一方法では粉末形状のはんだ付
は材料が含浸させられているテープを使用し、加・熱さ
れた時にテープが燃焼してガス化し、粉末が溶融して結
合が行なわれる。完全な結合を確実に行なうために、特
に完全に閉じられている構造では、完成製品の直接的な
内部検査を実際には行なえないので、十分な量のはんだ
付は材料を使用するのが普通である。過剰のはんだ化合
物は第７図に示す１Ｂ如くにセル表面七通って流出し、
特に向き自っている壁体間を通って毛管作用に１って４
噂 舎出される。かくて結合材料は・・ネカムの逆面のすき
間に入り込むことができる。−面が開いているハネカム
構造体では開放面が結合材料に１って汚されることが好
ましくないので、はんだ材料の移動を防ぐためにセル開
口が限定されている。

第１〜４図に図示されているノ・ネカム構造体ではセル
が対向端縁に沿って長手方向に千鳥状に配置されている
ので、パネルを完全に通って伸びているセルは存在しな
い。セル２０はパネルの片側又は片面に沿って一定間隔
で配置されており、セル２２は他面に沿って配置されて
いる。セル２０はセル２２間の間隔に整合している閉じ
た内端２４を有しており、セル２２はセル２０間の間隔
に整容している閉じ几内端２６を有している０閉鎖端部
は締付は及び側壁１２の壁体１４の方向への傾斜部に１
って形成されている。

第３図及び第４図から、セル２０の接触している壁体が
セル２２の閉鎖端部では離れていて、セル２２の接触し
ている壁体がセル２０の閉鎖端部において分離している
ことがわかる０かくて、完全にパネルを通って伸びてい
る毛管路は存在しない。

図示されている如くにセル２２はセル２０の長さの数倍
の長さｔ有していて、閉鎖端部はパネルの一面に近接し
ている０第３図及び第４図に点線で図示されている裏材
又はカバープレート２８がはんだ付けに１ってセル２０
の外縁に固着されている。こうしてはんだ付は材料の広
がりが短い長さのセル２０に限定され、セル２２にはは
んだ付は材料は広がらない。

ハネカム材料は種々の寸法に製造することができるが、
特定の目的のために開発された特定の寸法では結合材料
にぶる汚れの問題を解決する必要がある０本発明の使用
目的ではノ・ネカムパネルの面間の深さは約６ｗｘであ
り、平面の幅が約１．５１３１の六角形のセルを備えて
いる０この非常に小さい寸法では開放藺が特にはんだの
汚染を受けやすい０ 第２図から、同寸法の六角形の形状にエリ、パネルの厚
さ方向に貫通してハネカム構造を開放しているセル間の
非常に小さい開口３ｏが存在することがわかる。これら
の開口ははんだ付は材料の毛管流動を促進するには大き
すぎるが、はんだｔ自由に流動させるには小さすぎる。

はんだ付は材料全適切に塗付した場合には、開口まで達
するにははんだの量が少なすぎ、望ましくない汚染を生
じる原因は毛管路であり、これが中断されている。

開口３０によって、非常に小さいセルを介しては目で検
査することのできないカバープレートに対するはんだの
質を公知の方法で試験することができる。この方法では
、はんだが不十分であると考えられる部分における１個
又は複数個のセルに非常に流動性のある液体が注入され
る。はんだが不完全な場合にはこの液体がカバープレー
トの内側に沿って漏出して他のセルに出現し、はんだの
欠陥を示す。超音波、Ｘ線及び他の従来の検査方法も使
用することができる０面が開放しているハネカムが第８
図及び第９図において特殊の使用目的に使用されており
、ターボジェットのダクト部３２の内側に沿ってハネカ
ム素材が配置されている。−タービンルータ３４が、翼
端ロスを防ぎ、効率を保持するためにダクト壁からの翼
端すき１１最少にすることが必要なブレード３Ｇ’ｆ有
しているＯ過度の遠心荷重及び高温では、ブレードが半
径方向に伸びてダクト壁に衝突し、ブレードとダクトと
が損傷する可能性がある０これらの条件下でのブレード
の損傷を最少限にするために、ブレード接触を吸収可能
であゐと共に良好な密封を保持することのできる変形可
能な材料をダクトに沿って配置する方法が開発されたｏ
ＷＭ放しているハネカム材料ではセル状の構造にブレー
ドが衝突した場合にこの構造が変形可能であり、更にこ
の多層セル本体は九とえ一部分が押しつぶさｔてもクビ
リンスを形成してガス漏出及び翼端ロスが最少になるの
で上記の目的に特に適していることがわかった。しかし
、開放面を備えていゐセルでははんだ汚染によってこの
汚染部分の素材が必要以上に硬くなり、ブレードのチッ
ピングやハネカムからの材料の脱落が生じる可能性があ
る。

このようにしてハネカムがダクト３２の内側に弧状にと
りつけられて２イニング３８が形成される。ハネカム素
材の外面がカバーストリップ４０に結合されていて素材
がダクトに適切に固着されており、開放セルのはんだの
塗付されていない内面４２はブレード先端に隣接してい
る。高応力状態ではかくてブレードが損傷することなく
へネカムライニングｔこする。

第５図の波形ストリップ４４に示す如くに同じ長さのセ
ルを備えているハネカム素材を形成することが望ましい
場合がある。片側におけるセル４６と他側におけるセル
４８とがほぼ同じ長さであることｔ除いてはストリップ
１ｏに関して上記に示したすべての特徴を有している。

この形状はカバープレートが両側にはんだ付けされてい
る閉鎖型のハネカムパネルに特に適している。このよう
なパネルは構造上の場景性強度及び絶縁性を求めて航空
機の外皮部材として使用されてきた０例えば、このハネ
カムパネルは航空機の翼又は胴体成分と一体の燃料タン
クの外殻部材とすることができる。高速度では外皮が摩
擦に１って加熱されて燃料の気化、更には沸騰さえも生
じる可能性があるので熱絶縁性が必要である。パネルを
介しての熱伝導性を最小にすることができればハネカム
素材はこの↓うな絶縁性を提供する。はんだ材料の熱伝
′導率はステンレス鋼又はハネカムに使用される類似の
材料の熱伝導率エリもずっと高いので、パネルを通るは
んだ材料の伝導路を防ぐ必要がある。中断されているセ
ル構造がはんだ材料の移動上制御することに１ってこの
ような熱伝導路管効果的に防ぐ。

両側のセルが長平方向に食い違っているのではなく整列
している別のハネカム構造体が第６図に図示されている
。波形ストリップ５０が片側に沿っているセル５２と他
側に沿っているセル５４とｔ有していて、これらのセル
は向き合つている閉鎖端部５６．５８ｆ夫々有している
。

セル間にストリップの幅全体にわ九って伸びている平ら
な壁体６０が設けられている。ハネカムｔ、貫通する連
続的な毛管路を避ける次めに、ストリップは隣接するス
トリップの中断壁＃２に固着されている１枚のストリッ
プの平坦な壁体６０に接合されている。この形状もパネ
ルを通ってのはんだの移動がなく、片側又は両側包囲体
に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図はセルが一端縁近辺で食い違っていて閉鎖されて
いる形成ストリップの好適な形状の斜視図、第２図は第
１図に図示されているストリップから構成されているハ
ネカムパネルの一面の平面図、第３図は第２図の３−３
線に沿つ丸断面図、第４図は第２図の４−４線に沿った
断面図、第５図はセルが中央で食い違っていて閉鎖され
ている別の波形ストリップの斜視図、第６図はセルは整
列しているが端部間で中断されている別の波形ストリッ
プの斜視図、第７図はにかわ材料の漏出を示す第３図の
一部に類似の断面図、第８図は締めつけられているセル
を備えているハネカム材料が組み込まれている代表的な
タービンの直径を含んでいる断面図、第９図は第８図の
９−９線に沿った拡大断面図である０ １０・・・波形ストリップ、１２．１４・・・壁体、２
０．２２・・・セル、３０・・・小開口、３２・・・ダ
クト部、３４・・・９−に’ンロータ、３６・・・ブレ
ード、３８・・・ライニング、４０・・・カバーストリ
ップ、４４．１１０”・・波形ストリップ、イ６．．４
　＃　。 ５２．５４・・・セル、５６．５８・・・閉鎖端部、６
０・・・平坦な壁体、６２・・・中断壁。 出願人代理人　弁理士　　鈴　江　武　彦昭和　年　月
　日 特許庁長官　　　島　１）春　樹　　殿１、事件の表示 特願昭５６−１７２３７３号 ２、発明の名称 ハネカム構造体 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ジョージ・ティー・ストレイザ ４、代理人 昭和５７年２月２３日 ６、補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）各々が両側に沿って一定間隔で離れている交互に
   食い違つ・ている壁体を備えていて、一枚のストリップ
   の片側の壁体が次の隣接するス）　ＩＪツブの逆側上の
   向かい合っている壁体と接合されていて、パネルの全厚
   さにわ九って伸びていてパネルの逆面に開いている複数
   列のセルを備えているハネカムパネルを形成している複
   数枚のシート材料の波形ストリップから成り、上記セル
   がパネルの両面間で中断されていて、向かい合っている
   壁体間の毛管路がパネルを通って不連続である、中断さ
   れているセルを備えている７１ネカム構造−４７）。 （２）ハネカムパネルの少なくとも１個の開放している
   セル面に接着されていてこれｔｍ囲しているカバーパネ
   ルを有している特許請求の範囲第（１）項に記載のノ・
   ネカム構造体０（３）　　上記セルがハネカムパネルの
   両面の中間において閉鎖端部を有している特許請求の範
   囲第（１）項に記載のハネカム構造体。 （４）パネルの両直におけるセルが食い違っていて、各
   直上のセルが他面上のセル間の間隔に整合している閉鎖
   内端を有している、特許請求の範囲第（３）項に記載の
   ハネカム構造体。 （５）ハネカムパネルの少なくとも１個の開放セル面に
   接着されているカバーパネルを有している特許請求の範
   囲第（４）項に記載の・・ネカム構造体。 （６）食い違っているセルがセル間の開口とわずかに重
   なっていて、これらの開口がパネルの両面間の接着材料
   の毛管流動を促進する九めには大きすぎるがこの接着材
   料の自由な流動を行なわせるには小さすぎる、特許請求
   の範囲第（５）項に記載のハネカム構造体０（７）パネ
   ルの両面におけるセルがほぼ同じ長さを有している特許
   請求の範囲第（４）項に記載のハネカム構造体０ （８）　　セルがパネルの両面間で長手方向に整列して
   いて閉鎖端部が向き合っており、各波形ストリップがセ
   ル間の連続している壁体と閉鎖端部とストリップの端縁
   間の中断壁とを有していて；各ストリップの中断壁が次
   の隣接するストリップの連！！壁に接合されている特許
   請求の範囲第（３）項に記載のハネカム構造体。 （９）半径方向に伸びている複数枚のロータブレードを
   備えているロータを内蔵しているダクトとの組み合せに
   おいて、ダクトの内周に固着されていて、内面がロータ
   ブレードから最少限の半径方向すきまを置いて配置され
   ているハネカムライニング要素であり、 各々が両側に沿って一定間隔で離れている交互に食い違
   っている壁体を備えていて、一枚のストリップの片側の
   壁体が次の隣接するストリップの逆側上の向き合ってい
   る壁体と接合されていて、パネルの全厚さにわ次って伸
   びていてパネルの逆面に開いている複数列のセルを備え
   ているハネカムパネル管形成している複数枚のシート材
   料の波形ストリップから成り；上記セルがノ・ネカム要
   素の両面間で中断されていて、向き合っている壁体間の
   毛管路が要素を通って不連続であるノ・ネカム２イニン
   グ要素を備えたことを特徴とするノ・ネカム構造体。 顛　ダクトの内周に固着されている円周方向のカバース
   トリップを有していて、上記ノ・ネカム要素がこのカバ
   ーストリップに接着されている外面を備えている特許請
   求の範囲第（９）項に記載のノ・ネカム構造体０