JPS6313684A - ハニカム構造筒体の製造方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、工作機械、ロボット等のシャフトアームや印
ＩＩＩ　４５１ｍ　等のワークロール、タービン、ブ四
ア等のローターシャフト及び動力伝達ギアなどに適用さ
れるハニカム構造筒体の製造方法に関する。

〈従来の技術〉 近年、工作機械、ロボット等には、作業の高速化、高精
度化が指向されている。乙のためには、制御盤からの信
号応答性向上の一要素であるサーボ追従性を高める必要
があり、これを実現するにはアーム、シャフト等の軽量
化、高強度、高剛性化即ち比強度、比剛性の向上が不可
欠となる。

また、印刷機械等の高速回転ロールや輸送機器等の動力
伝達ギヤ及びタービン、ブ四ア等のローターシャフト等
も慣性低減による応答性の向上や省エネルギーの点から
、比強度、比剛性の高い筒体部材が望まれている。

上記した筒体の比強度、比剛性の向上手段としては、下
記（イ）〜（ホ）に示すような手段がある。

（イ）筒状部材をＦＲＰ　（繊維強化プラスチック）や
ＦＲＭ　（繊維強化金属）で形成する。

（ロ）同体部材をハニカム構造にする。このようなハニ
カム構造筒体は、一体押出し造管法やろう付法によって
形成する。なお、航空機等に用いられている積層型のハ
ニヵム板は、ハニカム軸方向（六角空洞の軸方向）が板
面に直交しているので、筒体部材に適用することは困難
である。

（ハ）筒体部材を、第８図及び第９図に示すような二重
筒体構造にする。このような二重筒体構造は固体拡散接
合法を用いて製造する。固体拡散接合法とは、真空中又
は不活性ガス中で接合部材を高圧接触させるとともに高
温加熱し、接触面の原子の相互拡散によって溶接する方
法である。第８図、第９図に示す二重筒体構造について
具体的に説明すると、熱膨張係数の小さい外筒１内に熱
膨張係数の大きな内筒２を挿入し、真空中又は不活性ガ
ス中で両筒１，２を加熱する。そうすると、熱膨張係数
の差により、外筒１と内筒２との界面３に直交する大き
な加圧力が生じ界面３に拡散が生じて外筒１と内筒２と
が接合して二重筒体構造ができる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、前記した（イ）〜（ハ）にはそれぞれ次
のような問題点があった。つまり、（イ）については、
繊維の配向、成形等による製造コストの問題があり、ま
た、ＦＲＰは耐熱上の問題もある。

１口）については、まず、一体押出し造管法では、（ｉ
ｌ断面形状が複雑なので成形可能な材質の制約を受ける
。（例えば、ＡＩ、銅等は可であるがステンレス鋼、高
合金等は不可である。）　（ｉｉｌ押出成形型が高価な
ので設計変更が難しい。輔二種以上の材質を用いた異材
成形が困難である。次に、ろう骨法では、筒体とハニカ
ム部材とのろう何部の強度が低い。更に、ろう何時には
高精度（部材間隙は通常０．２１１ＩＩ１１以下）を要
するので、筒体とハニカム部材との接合部の無間隙化が
困難である。

（→については、複雑な形状の接合が困難である。

本発明は上記した問題点を解決する目的でなされ、製造
方法が容易で比強度、比剛性の高いハニカム構造筒体の
製造方法を提供しようとするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 前記問題点の解決にあたって、本発明に係るハニカム構
造筒体の製造方法は、厚肉太径管内に管軸方向を前記太
径管の管軸方向と合致させて複数本の薄肉小径管を稠密
に挿入し、前記小径管の両端面をその管軸方向に機械的
加圧手段によって加圧すると共に、真空中又は不活性ガ
ス中で加熱することを特徴とする。

く作　　　用〉 厚肉太径管内に挿入した複数の薄肉小径管をその両端面
から管軸方向に加圧すると共に加熱することにより、各
小径管は加圧方向に対して直交した方向に外力を得て、
隣接した小径管相互の接触部が面内拡大されて六角柱部
で形成されたハニカム接合面を得ることができる。つま
り、拡散接合法を用いてハニカム構造同体を得るのであ
る。

〈実　施　例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明に係る製造方法の第１実施例を示す一部
破断側面図である。この図に示すように、加熱炉（図示
せず）内に配置した長さｌ。の厚肉太径管１１内にその
管軸方向を合致させて、太径管１１よりもやや長い長さ
くΔｌ＋１＋Δｌ）に形成されｔコ複数本の薄肉小径管
１２を、稠密に挿入する（第２図参照）。そして、太径
管１１と小径管１２間の余剰間隙部には更に小径の薄肉
小径管１２ａを挿入する。次に、真空状態又は不活性ガ
ス充填状態にある加熱炉で太径管１１、小径管１２．１
２ａを加熱すると共に、小径管１２゜１２ａの両端面に
それぞれ上部治具１３ａと下部治具１３ｂを当接してそ
の管軸方向に上方から機械的加圧手段によって加圧する
。すると、太径管１１は熱膨張拡径を除いて拡径されな
いので、第３図に示すように、各小径管１２，１２ａの
隣接部１４は、太径管１１の内壁からの反力と加圧力に
より加圧方向（管軸方向）に直交した外力Ｐを管軸中心
に向って受ける。その結果、第４図に示すように各小径
管１２，１２ａの隣接部１４は六角形状のハニカム構造
に固相接合され、また、太径管１１の内壁と小径管１２
ａも同様にして固相接合される。このようにしてハニカ
ム構造の筒体を製造することができる。

第５図は本発明に係る製造方法の第２実施例を示す縦断
面図である。本実施例は、加熱炉（図示せず）内に配置
した長さ１０の厚肉太径管１１内にその管軸方向を合致
させて、太径管１１よりもやや短い長さく１゜−Δｌ、
−Δ１２）に形成された複数本の薄肉小径管１２′を稠
密に挿入する。そして、小径管１２′の両端面に当接し
て管軸方向に加圧する上部治具１３′ａと下部治具１３
′ｂのそれぞれの先端部は、太径管１１内に挿入される
ように太径管１１の内径よりもやや小径に形成されてい
る。そして、前記した第１実施例と全く同様の方法でハ
ニカム構造の筒体を製造することができる。

この実施例では、管軸方向の加圧力によって太径管１１
内の小径管１２′に屈曲や座屈が生じることを回避でき
る点において、第１図で示した第１実施例よりも有利で
ある。

第６図は本発明に係る製造方法の第３実施例を示す横断
面図である。本実施例は、同心円状に配した異径の厚肉
太径管１１．ｌｌａ間に薄肉小径管１２．１２ａｔｅ稠
密に挿入されている。そして、前記した第１．第２実施
例と同様に、小径管１２，１２ａの両端面を管軸方向に
加圧することにより、ハニカム構造の筒体を製造するこ
とができる。本実施例では同心円状に配した太径管１１
．ｌｌａによってより一層の比剛性を向上させる場合に
有利である。

第７図は本発明に係る製造方法の第４実施例を示す横断
面図である。本実施例は、第６図で示した第３実施例の
厚肉太径管１１の替りに、予め歯切りされた厚肉太径管
１１ｂを使用した場合である。そして、前記した実施例
と同様の方法でハニカム構造の同体を製造し、筒体の軸
と直交方向に輪切りすることにより複数個のハニカム構
造の歯車を得ることができる。また、本実施例では予め
歯切りされた太径管１１ｂを使用したが、第３実施例に
よってハニカム構造の筒体を製造後に、外側の太径管１
１の周面に歯切り加工しても良い。

尚、前記した実施例では太径管及び小径管は断面が円形
の筒体を使用したが、これに限らず、多角形の筒体でも
良い。また、硬さ、強度、耐食性、熱伝導度等の物性の
異る金属材料を用いても良い。

更に、太径管内に稠密に挿入された小径管相互の接合部
に予めろう打箔等のインサート材を介挿して液相拡散接
合を行うことも可能である。

〈発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明したように本発明によ
れば、厚肉太径管内に複数本の薄肉小径管を稠密に挿入
し、その両端を管軸方向に加圧すると共に加熱すること
により、比強度、比剛性の高いハニカム構造の筒体を容
易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係るハニカム構造同体の製造方法の実
施例を示す一部破断側面図、第２図はその横断面図、第
３図及び第４図は本発明の製造方法による薄肉小径管相
互の隣接部が接合される状態を示す説明図、第５〜７図
は本発明の他の実施例に係る製造方法を示す説明図、第
８図は従来の固相拡散接合法による筒体の製造方法を示
す横断面図、第９図はその縦断面図である。 図面中、 １１、ｌｌａ、ｌｌｂは厚肉太径管、 １２．１２’、１２ａは薄肉小径管、 １３ａ、１３’ａは上部治具、 １３ｂ、１３’ｂは下部治具、 １４は隣接部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 厚肉太径管内に管軸方向を前記太径管の管軸方向と合致
   させて複数本の薄肉小径管を稠密に挿入し、前記小径管
   の両端面をその管軸方向に機械的加圧手段によって加圧
   すると共に、真空中又は不活性ガス中で加熱することを
   特徴とするハニカム構造筒体の製造方法。