WO2012173159A1

WO2012173159A1 - 補強ハニカムコア及びサンドイッチパネルの製造方法

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Publication number: WO2012173159A1
Application number: PCT/JP2012/065167
Authority: WO
Inventors: 孝拓武郷; 暢長縄
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2012-12-20
Also published as: JP5721557B2; JP2013001006A

Abstract

　縁部の形状が崩れることがなく、コアクラッシュを防止することのできる、ハニカムコア及びサンドイッチパネルの製造方法を提供する。上面及び下面を有するハニカムコアを準備する工程と、前記上面又は前記下面の加工後に縁部となる領域において、前記ハニカムコアの内部の表層部に、前記ハニカムコアを補強するための補強用樹脂を配置する工程と、前記補強用樹脂を硬化させ前記ハニカムコアを所要の形状に保持し、補強ハニカムコアを得る工程と、前記補強ハニカムコアを得る工程の後に、前記補強用樹脂が配置された領域が縁部になるように、前記補強ハニカムコアを加工する工程とを具備する。

Description

補強ハニカムコア及びサンドイッチパネルの製造方法

　本発明は、サンドイッチパネル及びその製造方法に関し、特に、ハニカムコアを有するサンドイッチパネル及びその製造方法に関する。

　航空機や自動車などの材料として、軽くて強度のある材料が求められている。そのような材料として、ハニカムコアの両面を表皮で被覆した構造を有するサンドイッチパネルが挙げられる。

　図１Ａと１Ｂは、サンドイッチパネルの製造方法を示す概略図である。図１Ａに示されるように、成形型４上に、第１表皮１（プリプレグ）を載せる。次に、第１表皮１上に、ハニカムコア３を載せる。次に、未硬化の第２表皮２（プリプレグ）により、ハニカムコア３を被覆する。これにより、第１表皮１、ハニカムコア３、及び第２表皮２を有するサンドイッチ構造体が得られる。次に、図１Ｂに示されるように、サンドイッチ構造体をバッグ材９で覆い、加熱により第２表皮２を硬化させてハニカムコア３に接着させる。この際、第２表皮２を緻密化させるために、加圧も行なわれる。

　サンドイッチ構造体が加圧されるときに、第２表皮２を介してハニカムコア３に圧力が加わり、ハニカムコア３が破損してしまうことがある。また、ハニカムコア３が変形し、第１表皮１や第２表皮２にシワが発生してしまうことがある。

　ハニカムコアの破損（以下、コアクラッシュ）や表皮のシワを防止する技術が、特許文献１乃至５に記載されている。

　特許文献１（特表２０００－５０２９６８号公報）には、コアセルを有するハニカムコアと、コアに接着される繊維で補強されたマトリクス樹脂のプライを有する少なくとも一つの複合積層板と、積層板とコアとの間のフィルムバリヤ層と、バリヤ層とコアとの間の、支持スクリムを備えるフィルム状接着剤とを含む複合ハニカムサンドイッチ構造が記載されている。

　特許文献２（特開２００３－２００５１０号公報）には、昇温工程の後に、昇圧速度が９８０～４９０００Ｐａ／分である昇圧工程を行うハニカムサンドイッチパネルの製造方法が開示されている。

　特許文献３（特開平６－９０１号公報）には、ハニカムコアの外周囲に補強材を貼り付けることが記載されている。

　特許文献４（特開２００１－１５０５７５号公報）には、外側表皮と内側表皮が重なり合った余肉部の上に平板状の弾性部材を配置し、更にその上に平板上の押え部材を重ね、加圧・加熱により接着成形するハニカムサンドイッチパネルの製造方法が開示されている。

　特許文献５（特許第３８２２１８２号公報）には、２枚のプリプレグ積層面板の間に、端部にテーパ部を有するハニカムコアを挟むように被覆・接着する複合材料ハニカムサンドイッチ構造の製造方法が記載されている。この方法は、未硬化のプリプレグに、そのプリプレグよりも面積の小さい別の未硬化のプリプレグを段付きとなるように積層して第１プリプレグ積層面板を構成する積層工程と、ハニカムコアの一面に、第１プリプレグ積層面板の段付き部を有する面を、段付き部がハニカムコアのテーパ部の範囲またはその近傍に位置するように合わせ、第１プリプレグ積層面板と第２プリプレグ積層面板との間にハニカムコアを挟むように被覆して未硬化ハニカムサンドイッチ構造を構成する被覆工程と、その未硬化ハニカムサンドイッチ構造を加圧すると共に加熱して、第１及び第２プリプレグ積層面板の硬化と、該第１及び第２プリプレグ積層面のハニカムコアへの接着とを同時に行う硬化接着工程とを有する。

特表２０００－５０２９６８号公報特開２００３－２００５１０号公報特開平６－９０１号公報特開２００１－１５０５７５号公報特許第３８２２１８２号公報

　図２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、コアクラッシュのメカニズムを示す説明図である。図２Ａに示されるように、第１表皮１と第２表皮２とでハニカムコア３を被覆し、昇圧を開始したとする。昇圧開始直後では、第１表皮１と第２表皮２は未硬化であり、ハニカムコア３に対して圧力が加わる。そのため、図２Ｂに示されるように、ハニカムコア３が変形することがある。これによって、第２表皮２にリンクル（シワ）５が発生してしまう。更に昇圧状態が維持されると、図２Ｃに示されるように、第１表皮１にもリンクル５が発生してしまうことがある。

　ハニカムコア３は、図３Ａに示されるように、上下面からの力よりも側面からの力に対して、変形し易い。そこで、図３Ｂに示されるように、ハニカムコア３の側面を傾斜させることが考えられる。ハニカムコア３の下面と側面とが成す角度（チャンファ角（ｃｈａｍｆｅｒ　ａｎｇｌｅ）θ）を小さくすれば、側面からハニカムコア３に対して加わる圧力の影響を抑えることができ、コアクラッシュを抑制できる。しかしながら、チャンファ角θを小さくすればデッドスペースが大きくなってしまう。従って、チャンファ角θを無制限に小さくすることは困難であり、結果として、コアクラッシュを防止することは困難になる。

　コアクラッシュを防止するために、ハニカムコア３の厚みを薄くすることが考えられる。図４は、ハニカムコア３の厚みとコアクラッシュとの関係を説明する為の説明図である。第１表皮１とハニカムコア３とが接着していると考える。このとき、図４に示されるように、側圧によるハニカムコア３の変形量（δ１～δ３）は、第１表皮１からの高さ（ｔ１～ｔ３）が高い部分ほど、大きくなる。従って、ハニカムコア３を薄くすれば、ハニカムコア３の変形量を小さくすることができ、リンクル５の発生を抑えることができる。しかし、強度や設計上の理由などにより、ハニカムコア３の厚みを自由に変更することは困難である。

　また、ハニカムコア３の作成時には、まず、ハニカムコア３の母材が準備される。そして、この母材が所定の形状に加工され、ハニカムコア３が得られる。ここで、加工時には、ハニカムコア３のセルが変形し、特に下面側の縁部において形状が崩れてしまうことがある。

　従って、本発明の目的は、縁部の形状が崩れることがなく、コアクラッシュを防止することのできる、ハニカムコア及びサンドイッチパネルの製造方法を提供することにある。

　本発明に係る補強ハニカムコアの製造方法は、上面及び下面を有するハニカムコアを準備する工程と、前記上面又は前記下面の加工後に縁部となる領域において、ハニカムコアの内部の表層部に、ハニカムコアを補強するための補強用樹脂を配置する工程と、補強用樹脂を硬化させハニカムコアを所要の形状に保持し、補強ハニカムコアを得る工程と、補強ハニカムコアを得る工程の後に、補強用樹脂が配置された領域が縁部になるように、前記補強ハニカムコアを加工する工程とを具備する。

　この発明によれば、加工後に縁部となる領域が補強用樹脂によって補強されるため、加工前に縁部の形状が崩れることが防止される。また、補強用樹脂による補強により、コアクラッシュが防止される。

　本発明に係るサンドイッチパネルの製造方法は、上面及び下面を有するハニカムコアを準備する工程と、前記上面又は前記下面の加工後に縁部となる領域において、ハニカムコアの内部の表層部に、ハニカムコアを補強するための補強用樹脂を配置する工程と、補強用樹脂を硬化させハニカムコアを所要の形状に保持し、補強ハニカムコアを得る工程と、補強ハニカムコアを得る工程の後に、補強ハニカムコアを、補強用樹脂が配置された領域が縁部になるように、加工する工程と、加工する工程の後に、第１表皮と第２表皮とによって補強ハニカムコアを挟み、サンドイッチ構造体を形成する工程と、サンドイッチ構造体を加熱・加圧し、第２表皮を補強ハニカムコアに接着させる工程とを具備する。

　補強用樹脂は、発泡性樹脂であることが好ましい。

　補強用樹脂は、シート状樹脂であることが好ましい。

　サンドイッチ構造体を形成する工程は、補強ハニカムコアの上面が第２表皮と対向し、補強ハニカムコアの下面が第１表皮と対向するように、補強ハニカムコアを挟む工程を含んでいることが好ましい。

　加工する工程は、補強ハニカムコアが上面から下面へ向かって広がる形状となるように、補強ハニカムコアの端部を加工する工程を備えていることが好ましい。

　上述のサンドイッチパネルの製造方法は、更に、補強用樹脂を配置する工程の前に、ハニカムコアを変形させる工程を具備することができる。ここで、補強ハニカムコアを得る工程は、補強用樹脂を硬化させることにより、補強ハニカムコアの形状を前記変形させる工程で変形した形状に維持させる工程を含んでいることが好ましい。

　一観点から、前記サンドイッチ構造体を形成する工程は、第１表皮として、未硬化の樹脂を含むプリプレグを準備する工程と、第１表皮を硬化させる工程と、硬化した第１表皮の上に補強ハニカムコアを載せ、第１表皮と補強ハニカムコアとを接着する工程と、第１表皮と補強ハニカムコアとを接着する工程の後に、第２表皮により補強ハニカムコアを被覆し、サンドイッチ構造体を得る工程とを備えていることが好ましい。

　他の一観点から、サンドイッチ構造体を形成する工程は、第１表皮及び第２表皮のそれぞれとして、未硬化の樹脂を含むプリプレグを準備する工程と、補強ハニカムコアを未硬化の第１表皮上に配置する工程と、未硬化の第１表皮上に配置する工程の後に、未硬化の第２表皮により、補強ハニカムコアを被覆し、サンドイッチ構造体を得る工程とを備え、前記接着させる工程は、加熱により、第１表皮及び第２表皮を、同時に、補強ハニカムコアに接着させる工程を含んでいることが好ましい。

　本発明によれば、縁部の形状が崩れることがなく、コアクラッシュを防止することのできる、ハニカムコア及びサンドイッチパネルの製造方法が提供される。

図１Ａは、サンドイッチパネルの製造方法を示す工程図である。図１Ｂは、サンドイッチパネルの製造方法を示す工程図である。図２Ａは、コアクラッシュのメカニズムを示す説明図である。図２Ｂは、コアクラッシュのメカニズムを示す説明図である。図２Ｃは、コアクラッシュのメカニズムを示す説明図である。図３Ａは、コアクラッシュのメカニズムを示す説明図である。図３Ｂは、コアクラッシュのメカニズムを示す説明図である。図４は、ハニカムコアの厚みと変形量との関係を示す説明図である。図５Ａは、サンドイッチパネルを示す斜視図である。図５Ｂは、サンドイッチパネルを示す側断面図である。図６は、ハニカムコアを拡大して示す斜視図である。図７Ａは、サンドイッチパネルの製造工程を示す工程図である。図７Ｂは、サンドイッチパネルの製造工程を示す工程図である。図７Ｃは、サンドイッチパネルの製造工程を示す工程図である。図７Ｄは、サンドイッチパネルの製造工程を示す工程図である。図７Ｅは、サンドイッチパネルの製造工程を示す工程図である。図８は、ハニカムコアを示す斜視図である。図９は、ハニカムコアを示す断面図である。図１０は、コアクラッシュが防止されるメカニズムを説明するための説明図である。図１１Ａは、ハニカムコアの拡大図、及びＢハニカムコアのグレードとせん断強度との関係を示すグラフである。図１１Ｂは、ハニカムコアの拡大図、及びＢハニカムコアのグレードとせん断強度との関係を示すグラフである。図１２は、ハニカムコアの製造方法を示すフローチャートである。図１３Ａは、補強ハニカムコアの製造方法を示す工程断面図である。図１３Ｂは、補強ハニカムコアの製造方法を示す工程断面図である。図１３Ｃは、補強ハニカムコアの製造方法を示す工程断面図である。図１３Ｄは、補強ハニカムコアの製造方法を示す工程断面図である。図１４Ａは、液状樹脂を用いた場合の工程図である。図１４Ｂは、液状樹脂を用いた場合の工程図である。図１４Ｃは、液状樹脂を用いた場合の工程図である。図１５Ａは、シート状発泡性樹脂を用いた場合の工程図である。図１５Ｂは、シート状発泡性樹脂を用いた場合の工程図である。図１６は、シート状発泡性樹脂を用いた場合のハニカムコアの断面図である。図１７は、ハニカムコアを示す斜視図である。図１８Ａは、Ｃｏ－ｃｕｒｅ法によるサンドイッチパネルの製造方法を示す工程である。図１８Ｂは、Ｃｏ－ｃｕｒｅ法によるサンドイッチパネルの製造方法を示す工程である。図１８Ｃは、Ｃｏ－ｃｕｒｅ法によるサンドイッチパネルの製造方法を示す工程である。図１８Ｄは、Ｃｏ－ｃｕｒｅ法によるサンドイッチパネルの製造方法を示す工程である。

　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。

　図５Ａは、サンドイッチパネル８の斜視図である。また、図５Ｂは、サンドイッチパネル８の側断面図である。サンドイッチパネル８は、第１表皮１と、第２表皮２と、ハニカムコア３とを備えている。

　ハニカムコア３は、第１表皮１及び第２表皮２により、覆われている。ハニカムコア３は、上面６と、下面７と、側面１５とを有している。ハニカムコア３は、下面７で第１表皮１に接着され、上面６及び側面１５で第２表皮２に接着されている（図では若干離れているが、これは見易くする為である）。ハニカムコア３は、上面６及び下面７が曲面となるように、曲げられている。また、側面１５は、ハニカムコア３が上面６から下面７へ向かって広がる形状となるように、傾斜している。

　図６を参照して、ハニカムコア３の材質について説明する。図６は、ハニカムコア３の構造を示す斜視図である。図６中のＴ方向は、厚み方向であり、上面から下面へ向かう方向に対応する。図６には、幅方向（Ｗ方向）と長さ方向（Ｌ方向）も記載されている。図６に示されるように、ハニカムコア３は、六角形又は長方形の開口を有するセルが隙間なく敷き詰められた構造を有している。このような構造は、いわゆるハニカム構造と呼ばれ、軽量であるにもかかわらず、高い強度を有する。しかし、上下面からの力に対しては安定であるが、側面からの力に対しては変形し易い性質を持つ。

　ハニカムコア３の素材としては、特に限定されるものではないが、例えば、樹脂（例えばフェノール樹脂）が含浸した繊維材（例えばアラミド繊維材）を用いることができる。

　一方、第１表皮１及び第２表皮２としては、それぞれ、プリプレグ（樹脂が含浸されたシート状繊維材）が用いられる。そのプリプレグとしては、例えば、熱硬化性樹脂が含浸された強化繊維の織布を用いることができる。その強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などを用いることができる。表皮１、２の各々は、複数のプリプレグが積層された構造を有していてもよい。

　続いて、本実施形態に係るサンドイッチパネルの製造方法を概略的に説明する。図７Ａから７Ｅは、本実施形態に係るサンドイッチパネルの製造方法を示す工程図である。

　まず、図７Ａに示されるように、成形型４を用意し、成形型４上に、第１表皮１を配置する。このとき、第１表皮１に含まれる樹脂は未硬化の状態である。

　次に、図７Ｂに示されるように、バッグ材９により第１表皮１を覆う。そして、バッグ材９を介して、加熱及び加圧を行い、第１表皮１を硬化させる。加圧により、第１表皮１の繊維体積含有率が高められ、第１表皮１の強度が高められる。

　次に、図７Ｃに示されるように、第１表皮１上に、接着シート１１（図７Ｃでは図示されていない）を介してハニカムコア３を載せ、ハニカムコア３と第１表皮１とを接着させる。尚、第１表皮が硬化されているか否かにかかわらず、第１表皮１自体が接着力を有する場合には、接着シート１１は必ずしも用いる必要はなく、第１表皮１をハニカムコア３に直接に接着させることもできる。

　次に、図７Ｄに示されるように、ハニカムコア３を、接着シート１１（図示せず）を介して、未硬化の第２表皮２により被覆する。これにより、第１表皮１、ハニカムコア３、及び第２表皮２を含むサンドイッチ構造体が得られる。尚、第２表皮２自体が接着力を有する場合には、接着シート１１は必ずしも用いる必要はなく、第２表皮２とハニカムコア３とを直接に接着させることもできる。

　続いて、図７Ｅに示されるように、再びバッグ材９によってサンドイッチ構造体を覆う。そして、バッグ材９を介して、加圧及び加熱する。加熱により、第２表皮２に含まれる樹脂が硬化し、第２表皮２がハニカムコア３に接着する。また、加圧により、第２表皮２が緻密化され、加圧前に比べて強度が増す。

　以上の図７Ａ～７Ｅに示される工程により、サンドイッチパネル８が得られる。

　サンドイッチ構造体を加圧する工程（図７Ｅ）では、既述のようにコアクラッシュが懸念される。そこで、本実施形態では、ハニカムコア３に工夫が施されている。以下に、ハニカムコア３の構造について詳述する。

　図８は、ハニカムコア３を示す斜視図である。また、図９は、図８のＡＡ’線に沿う断面図である。図８に示されるように、ハニカムコア３の上面６には、その外周部に、補強部１０が形成されている。図９に示されるように、ハニカムコア３の下面７の外周部にも、補強部１０が形成されている。補強部１０は、ハニカムコア３の内部の表層部に設けられている。補強部１０により、ハニカムコア３は、その内部構造自体が強化されている。表層部とは、例えば、ハニカムコアの厚みに対して２０％以内の部分を指す。

　図１０は、補強部１０による作用を示す説明図である。サンドイッチ構造体を加圧したとき（図７Ｅ参照）には、ハニカムコア３の側部にも、圧力が加わる。既述の通り、ハニカムコア３は、側方からの圧力に対して変形し易いが、ハニカムコア３の内部の表層部に設けられた補強部１０によって圧力が受けられるため、コアクラッシュが抑制される。

　ここで、例えば補強材がハニカムコア３の表面上に貼り付けられている場合と比較すると、本実施形態では補強部１０によりハニカムコア３の内部構造自体が補強されているため、コアクラッシュがより確実に抑制される。

　補強部１０は、上下面６、７の全面に設けられていてもよいが、上下面６、７の外周部にのみ設けられている方がより好ましい。外周部にさえ補強部１０が設けられていれば、コアクラッシュに耐え得るのに十分な強度が得られる。補強部１０が全面に設けられている場合には、ハニカムコア３の重量が補強部１０を形成する樹脂の分だけ増してしまう。また、全面に補強部１０が設けられた場合には、各表皮１、２とハニカムコア３との間の接着力の観点から、特別な工夫が必要となることがある。上下面６、７の外周部にだけ補強部１０が設けられていれば、ハニカムコア３の重量を最小限に抑えつつ、コアクラッシュを抑制できる。また、ハニカムコア３と各表皮１、２との間の接着力の観点から特別な工夫が必要となる可能性も少ない。

　また、補強部１０は、ハニカムコア３のセルを埋めるように形成されているのではなく、ハニカムコア３の表層部にのみ設けられていることが重要である。仮に、樹脂がセルに完全に充填されているとする。このような場合、補強部１０を形成する樹脂の重みによって、ハニカムコア３の重量が増してしまう。コアクラッシュに耐えうる強度を得る為には、ハニカムコア３の表層部に補強部１０が設けられていれば十分である。従って、表層部にのみ補強部１０が形成されていることにより、重量を増加させずに、十分な強度を得ることができる。

　以上説明したように、本実施形態によれば、補強部１０によってコアクラッシュを防止することができる。

　コアクラッシュが防止できるため、ハニカムコア３として用いることのできる材料の種類も増えることになる。図１１Ａは、ハニカムコア３の横断面を示す拡大図である。セルの大きさ（セルサイズ；図１１Ａ参照）が同じ条件下であれば、ハニカムコア３の強度は、素材の密度に依存する。素材として例えばフェノール樹脂が含浸したアラミド繊維材を用いた場合、その密度は、フェノール樹脂の含浸量を増やすことにより、高められる。図１１Ｂは、ハニカムコア３の素材の密度（グレード）と、せん断強度との関係を示すグラフである。図１１Ｂに示されるように、グレードが上がると、せん断強度が向上する。しかし、グレードを上げると、ハニカムコア３の重量が増してしまう。従って、ハニカムコア３を軽量化したままでコアクラッシュを抑えることは難しい。しかし、本実施形態によれば、比較的グレードの低いハニカムコア３（例示；ＳＡＨ（Ｓｈｏｗａ　Ａｒａｍｉｄ　Ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）３／１６ＯＸ－３．０（商品名；昭和飛行機工業株式会社製；セルサイズ＝３／１６インチ、密度＝３．０ＬＢＳ／ＦＴ^３））を用いた場合でも、コアクラッシュを確実に防止することができる。

　続いて、上述したハニカムコア３の製造方法について説明する。尚、以下では、説明の便宜上、補強部１０が形成されたハニカムコア３は補強ハニカムコア３と記載され、補強部１０が形成される前のものは単にハニカムコア１２と記載される。図１２は、本実施形態に係る補強ハニカムコア３の製造方法を示すフローチャートである。また、図１３Ａ乃至図１３Ｄは、本実施形態に係る補強ハニカムコアの製造方法を示す工程図である。

ステップＳ１０；ハニカムコアの変形
　まず、平板状のハニカムコア１２を用意する。そして、図１３Ａに示されるように、ハニカムコア１２を、所望の形に変形させる。具体的には、曲面を有する成形型４上にハニカムコア１２を載せることによって、ハニカムコア１２を変形させることができる。

ステップＳ２１；補強用樹脂の配置
　続いて、図１３Ｂに示されるように、ハニカムコア１２の上下面に、補強用樹脂１３として、発泡性樹脂を配置する。補強用樹脂１３は、ハニカムコア１２内部の表層部に押し込まれて配置される。このハニカムコア１２は、後工程において側部が削られ、加工される。図１３Ｂにおいて、側部が削られた後の側面が点線で描かれている。本工程において、補強用樹脂１３は、側部が削られた後の縁部に対応する位置に配置される。

ステップＳ２２；硬化
　続いて、図１３Ｃに示されるように、ハニカムコア１２を加熱し、補強用樹脂１３を硬化させる。補強用樹脂１３は、発泡して硬化し、補強部１０を形成する。これにより、補強されたハニカムコア（補強ハニカムコア３）が得られる。補強部１０により、補強ハニカムコア３の形状が維持される。すなわち、外力を加えなくても、補強ハニカムコア３を曲がった形状に保つことができる。

ステップＳ２３；側部の加工
　続いて、図１３Ｄに示されるように、補強ハニカムコア３が上面から下面に向かって広がる形状となるように、補強ハニカムコア３の側部を削る。側部は、例えば、ＮＣ加工（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）により、削られる。この際、補強部１０が形成されているために、加工時にハニカムコア３のセルが変形し、縁部の形状が崩れることを防止することができる。

　以上のステップＳ２３までの工程により、本実施形態に係るハニカムコア３（補強ハニカムコア）が製造される。

　その後、図７Ａから７Ｅで示した工程により、サンドイッチパネル８が製造される（ステップＳ３０、Ｓ４０）。

　以上説明したように、本実施形態によれば、補強部１０によりハニカムコア３が補強されるので、サンドイッチパネル８の製造時にコアクラッシュが抑制される。

　また、本実施形態によれば、加工後に縁部になる領域が補強部１０によって補強されているため、加工時にハニカムコア３のセルが変形し、縁部の形状が崩れることを防止することができる。また、表層部にのみ補強部１０が形成されるため、ハニカムコア３の全体に補強用樹脂を染み込ませる場合と比較して、軽量化することができる。

　また、本実施形態によれば、補強部１０を形成することにより、ハニカムコア３の形状を変形したままに維持することができる。これにより、ハニカムコア３を、簡単に製造することが可能となる。この点について、以下に詳述する。

　曲げられた形状のハニカムコア３を作製するにあたっては、目的とする形状よりも大きい形状のハニカムコアを用意し、曲がった形状になるように削り出すことが考えられる。しかし、このような方法では、ハニカムコアを削る量が増えてしまい、製造に要する時間が長くなってしまう。これに対して、本実施形態では、補強部１０によって曲がった形状が維持されるため、厚み方向ではハニカムコア１２を削る必要がない。ステップＳ２３では、ハニカムコア１２の側部を削るだけでよく、加工に要する時間を短かくすることができる。

　尚、ステップＳ２１で配置される補強用樹脂１３としては、常温にてシート状に形状が維持された、シート状発泡性樹脂が用いられることが好ましい。

　シート状発泡性樹脂に対する比較として、液状樹脂を用いた場合について考える。図１４Ａ乃至１４Ｃは、液状樹脂を用いた場合のステップＳ２０の工程を示す工程図である。液状樹脂は、所望の位置に選択的に塗布することが困難である。そのため、図１４Ａに示されるように、マスキングテープ１６をハニカムコア１２に配置し、非補強部を保護する必要がある。また、液状樹脂を用いた場合には、樹脂がハニカムコア１２のセルの壁に沿って流れ落ちてしまう。その結果、硬化時には、図１４Ｂに示されるように、窪み１８が形成され、補強部１０が不均一に形成されてしまう。補強部１０を均一に形成するために、図１４Ｃに示されるように、再度液状樹脂を塗布し、手直しを行う必要がある。手直しを行えば、重量をコントロールすることも難しくなる。また、液状樹脂は、一般に、主剤と硬化剤とを混合することにより、硬化される。その際、硬化反応によって自己発熱することがあるため、一度に多量の主剤と硬化剤を混合するのは作業安全上問題がある。従って、適用量を制限する必要が生じ、大容量の使用には適さない。さらに、誤った位置に液状樹脂を塗布した場合には、その液状樹脂を除去することが困難である。

　一方、図１５Ａ及び図１５Ｂは、シート状発泡性樹脂を用いた場合の工程図を示している。シート状樹脂であれば、誤った位置に配置した場合でも、表層部に押し込まない限りは、容易に剥がすことができる。また、図１５Ａに示されるように、マスキングテープ１６などを用いることなく、所望の位置に貼り付けることができる。また、シート状樹脂であれば、単位面積当たりの重量を容易にコントロールすることができる。また、硬化時には、一定の発泡率で発泡する。図１５Ｂに示されるように、硬化後の形状も均一になる。すなわち、硬化後の補強部１０の形状を容易にコントロールすることができる。図１６は、実際にシート状発泡性樹脂を用いて補強部１０が形成された補強ハニカムコアの断面を示す模式図である。図１６に示される例では、発泡前のシート厚が約２．５ｍｍのシート状発泡性樹脂が用いられた。発泡後には、補強部１０の厚みが約８ｍｍに増加しており、その厚みは均一であることが確認される。

　上述のようなシート状発泡性樹脂として、具体的には、Ｃｙｔｅｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｉｎｃから市販されているＦＭ　４１０が挙げられる。

　また、ステップＳ２１で配置される補強用樹脂１３は、ステップＳ１０で変形されたハニカムコア１２の形状が維持される程度に、連続して配置されていることが好ましい。例えば、図１７に示されるように、補強用樹脂１３が断続的に配置された場合には、ハニカムコア１２の形状が維持されにくくなる。

　尚、本実施形態では、硬化された第１表皮１と補強ハニカムコア３とを接着した後に（図７Ｃ参照）、未硬化の第２表皮２により補強ハニカムコア３を覆い（図７Ｄ参照）、サンドイッチ構造体を得る場合について説明した。すなわち、第２表皮２を補強ハニカムコア３に接着させる際には、既に第１表皮１が硬化されており、第１表皮１と補強ハニカムコア３とは接着されている。このような製造方法は、Ｃｏ－Ｂｏｎｄ法と呼ばれる。
　この製造方法によれば、サンドイッチ構造体を加圧したときに、補強ハニカムコア３が側方から押し潰されるなどの変形が生じないので、コアクラッシュ及びリンクルの発生が抑制される。しかし、本発明は、Ｃｏ－Ｂｏｎｄ法に限定されるものではない。例えば、Ｃｏ－Ｃｕｒｅ法を用いた場合でも、第２表皮２を補強ハニカムコア３に接着させるときのコアクラッシュを抑制することができる。
　図１８Ａから１８Ｄは、Ｃｏ－Ｃｕｒｅ法を用いた場合のサンドイッチパネルの製造方法を示す工程図である。Ｃｏ－Ｃｕｒｅ法では、図１８Ａに示されるように、成形型４上に、未硬化の第１表皮１が配置される。続いて、図１８Ｂに示されるように、補強ハニカムコア３が第１表皮１上に配置される。補強ハニカムコア３は、図示しない接着シートを介して、第１表皮１上に配置されてもよい。次に、図１８Ｃに示されるように、未硬化の第２表皮２により補強ハニカムコア３が被覆され、サンドイッチ構造体が形成される。第２表皮２と補強ハニカムコア３との間には、図示しない接着シートが配置されてもよい。このサンドイッチ構造体において、第１表皮１及び第２表皮２は、共に未硬化である。次に、図１８Ｄに示されるように、サンドイッチ構造体が加熱、及び加圧される。これにより、第１表皮１と第２表皮２とが、同時に、補強ハニカムコア３に接着する。Ｃｏ－Ｃｕｒｅ法を用いた場合でも、補強部１０によって補強ハニカムコア３のコアクラッシュが抑制される点については、Ｃｏ－Ｂｏｎｄ法を用いたときと同様である。

　また、本実施形態では、補強ハニカムコア３が曲げられている場合について説明した。しかし、補強ハニカムコア３は、必ずしも曲げられている必要はない。補強ハニカムコア３に補強部１０が形成されていれば、補強部１０によるコアクラッシュの抑制効果を享受できる。

　また、本実施形態に係るサンドイッチパネル８は、軽くて強度が必要とされる部材に好適に用いることができ、例えば、航空機や自動車の構造部材などに用いることができる。

　本願は、日本国特許出願番号ＪＰ２０１１－１３５１６４号に基づいて条約上の優先権を主張する。その開示内容は、参照によりここに組み込まれる。

Claims

　上面及び下面を有するハニカムコアを準備する工程と、
　前記上面又は前記下面の加工後に縁部となる領域において、前記ハニカムコアの内部の表層部に、前記ハニカムコアを補強するための補強用樹脂を配置する工程と、
　前記補強用樹脂を硬化させて前記ハニカムコアを所要の形状に保持し、補強ハニカムコアを得る工程と、
　前記補強ハニカムコアを得る工程の後に、前記補強用樹脂が配置された領域が縁部になるように、前記補強ハニカムコアを加工する工程と
を具備する
　補強ハニカムコアの製造方法。
　上面及び下面を有するハニカムコアを準備する工程と、
　前記上面又は前記下面の加工後に縁部となる領域において、前記ハニカムコアの内部の表層部に、前記ハニカムコアを補強するための補強用樹脂を配置する工程と、
　前記補強用樹脂を硬化させて前記ハニカムコアを所要の形状に保持し、補強ハニカムコアを得る工程と、
　前記補強ハニカムコアを得る工程の後に、前記補強ハニカムコアを、前記補強用樹脂が配置された領域が縁部になるように、加工する工程と、
　前記加工する工程の後に、第１表皮と第２表皮とによって前記補強ハニカムコアを挟み、サンドイッチ構造体を形成する工程と、
　前記サンドイッチ構造体を加熱・加圧し、前記第２表皮を前記補強ハニカムコアに接着させる工程と
を具備する
　サンドイッチパネルの製造方法。
　請求項２に記載されたサンドイッチパネルの製造方法であって、
　前記補強用樹脂は、発泡性樹脂である
　サンドイッチパネルの製造方法。
　請求項２又は３に記載されたサンドイッチパネルの製造方法であって、
　前記補強用樹脂は、シート状樹脂である
　サンドイッチパネルの製造方法。
　請求項２乃至４のいずれかに記載されたサンドイッチパネルの製造方法であって、
　前記サンドイッチ構造体を形成する工程は、
　　前記補強ハニカムコアの上面が前記第２表皮と対向し、前記補強ハニカムコアの下面が前記第１表皮と対向するように、前記補強ハニカムコアを挟む工程を含んでいる
　サンドイッチパネルの製造方法。
　請求項２乃至５のいずれかに記載されたサンドイッチパネルの製造方法であって、
更に、
　前記加工する工程は、前記補強ハニカムコアが上面から下面へ向かって広がる形状となるように、前記補強ハニカムコアの端部を加工する工程を備えている
　サンドイッチパネルの製造方法。
　請求項２乃至６のいずれかに記載されたサンドイッチパネルの製造方法であって、
　前記補強用樹脂を配置する工程の前に、前記ハニカムコアを変形させる工程を更に具備し、
　前記補強ハニカムコアを得る工程は、前記補強用樹脂を硬化させることにより、前記補強ハニカムコアの形状を前記変形させる工程で変形した形状に維持させる工程を含んでいる
　サンドイッチパネルの製造方法。
　請求項２乃至７のいずれかに記載されたサンドイッチパネルの製造方法であって、
　前記サンドイッチ構造体を形成する工程は、
　　前記第１表皮として、未硬化の樹脂を含むプリプレグを準備する工程と、
　　前記第１表皮を硬化させる工程と、
　　硬化した前記第１表皮の上に前記補強ハニカムコアを載せ、前記第１表皮と前記補強ハニカムコアとを接着する工程と、
　　前記第１表皮と前記補強ハニカムコアとを接着する工程の後に、前記第２表皮により前記補強ハニカムコアを被覆し、前記サンドイッチ構造体を得る工程とを備えている
　サンドイッチパネルの製造方法。
　請求項２乃至７のいずれかに記載されたサンドイッチパネルの製造方法であって、
　前記サンドイッチ構造体を形成する工程は、
　　前記第１表皮及び前記第２表皮のそれぞれとして、未硬化の樹脂を含むプリプレグを準備する工程と、
　　前記補強ハニカムコアを未硬化の前記第１表皮上に配置する工程と、
　　前記未硬化の第１表皮上に配置する工程の後に、未硬化の前記第２表皮により、前記補強ハニカムコアを被覆し、前記サンドイッチ構造体を得る工程とを備え、
　前記接着させる工程は、加熱により、前記第１表皮及び前記第２表皮を、同時に、前記補強ハニカムコアに接着させる工程を含んでいる
　サンドイッチパネルの製造方法。