WO2013145937A1 - パネル構造体、及びその製造方法 - Google Patents

パネル構造体、及びその製造方法 Download PDF

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panel structure
adhesive
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明 古谷
庸 五島
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a panel structure including a plurality of panels and a method for manufacturing the same.
  • This panel structure has a plate-like flat panel and a reinforcing panel on which a plurality of equilateral triangular pyramid convex portions protruding from the flat portion and the flat portion are formed.
  • the flat panel is joined to the apexes of the plurality of regular triangular pyramidal protrusions of the reinforcing panel.
  • the panel structure described in Patent Document 1 is an excellent structure that has high rigidity and is lightweight.
  • welding is conceivable as a method of joining the flat panel and the reinforcing panel.
  • the joining method by welding has a high joint strength between panels, unnecessary deformation is caused by welding and each panel needs to be made of metal.
  • an object of the present invention is to provide a panel structure that can ensure high bonding strength between panels without being restricted by the material of each panel, and a method for manufacturing the panel structure.
  • the panel structure is a reinforcement in which a plate-like flat panel, a reference plate portion, and a plurality of frustoconical protrusions protruding from the reference plate portion are formed.
  • a top panel of the plurality of frustoconical convex portions in the reinforcing panel and the flat panel are joined by an adhesive medium.
  • the cross-sectional configuration substantially forms a truss structure in each direction in which the flat panel spreads. For this reason, in the panel structure which concerns on the said aspect, rigidity improvement and weight reduction can be achieved.
  • the adhesive medium is used for joining of a flat panel and a reinforcement panel, it can manufacture without receiving the material restrictions of each panel compared with joining by welding.
  • a predetermined area is secured in the portion joined to the flat panel on the reinforcing panel side, a high joining strength between the panels can be secured by arranging an adhesive medium here.
  • the adhesive medium is used for joining the flat panel and the reinforcing panel, it is possible to avoid thermal deformation around the joint portion when welding.
  • the adhesive medium may be an adhesive
  • a reinforcing panel having a plurality of frustoconical convex portions is used, and the tops of the plural frustoconical convex portions and the flat panel are joined with an adhesive. Yes.
  • a moisture hardening type adhesive as an adhesive, since the contact area of this adhesive and air
  • the adhesive medium may be a double-sided tape.
  • the adhesive in the panel structure according to the second aspect of the present invention, includes two types of adhesives having different elastic moduli after curing, and a plurality of the ridges One of the two types of adhesives is disposed on a plurality of first tops of the tops of the cone-shaped projections, and one or more of the tops are interposed between the tops, and the first The other adhesive may be arranged on the second top part excluding the one top part.
  • the adhesive comprises two types of adhesives having different curing times, and a plurality of adhesives Among the tops of the frustoconical convex portions, one of the two types of adhesives is disposed on a plurality of first tops where one or more tops are interposed between each other, The other adhesive may be arranged on the second top part excluding the first top part.
  • the manufacturing time can be shortened.
  • the one adhesive may be an epoxy resin-based or acrylic resin-based adhesive. Good.
  • the adhesive in the panel structure according to any one of the second aspect, the fourth aspect or the sixth aspect of the present invention, has an elastic modulus after curing. May have a low elastic adhesive.
  • the other adhesive is An elastic adhesive may be used.
  • the elastic adhesive is a silicone-based or modified silicone-based adhesive. There may be.
  • the adhesive is an insulating adhesive. There may be.
  • the top of the truncated cone-shaped convex portion is The head cone-shaped convex part may be dented on the opposite side to the side protruding from the reference plate part.
  • the dent of the top of the head becomes an adhesive reservoir, and the adhesive can be easily applied to the top of the head. Furthermore, in the panel structure according to the above aspect, the contact area between the reinforcing panel and the adhesive increases, and the adhesive strength between the reinforcing panel and the adhesive can be increased.
  • the truncated cone-shaped convex portion is a truncated regular triangular pyramid. It may be a convex part.
  • the frustoconical convex portion can be more rigid than the truncated conical convex portion other than the truncated regular triangular pyramidal convex portion. For this reason, the rigidity of the panel structure can be increased.
  • the reinforcing panel includes a plurality of frustoconical shapes.
  • a plurality of rows in which convex portions are arranged are formed, and among the two rows adjacent to each other in the plurality of rows, the plurality of frustoconical convex portions in one row and the plurality of ridges in the other row
  • the positions of the head-cone convex portions may differ from each other in the direction in which the frusto-conical convex portions are arranged.
  • the anisotropy of the reinforcing panel can be reduced, and the strength of each part in the panel structure can be made uniform. Furthermore, since the flat panel has a staggered connection with the reinforcing panel, for example, even if it receives an impact such as a collision of a foreign object, the flat panel can be prevented from cracking or cracking. it can. Moreover, even if a crack occurs in the flat panel, the progress of the crack can be suppressed.
  • the three frustoconical convex portions adjacent to each other are Each of the tops of the heads may be arranged at the vertex of the virtual equilateral triangle.
  • the anisotropy of the reinforcing panel can be reduced, and the strength of each part in the panel structure can be made uniform. Further, since the flat panel has staggered joint portions with the reinforcing panel, even if a crack occurs in the flat panel, the progress of the crack can be suppressed.
  • the truncated cone-shaped convex portion is a truncated regular triangular pyramidal convex portion
  • the shape of the reference plate portion between the three truncated truncated cone-shaped convex portions adjacent to each other is an equilateral triangle. For this reason, the rigidity of this reference
  • the reinforcing panel has a surface opposite to the flat panel. You may provide the support beam joined.
  • the rigidity of the panel structure can be increased.
  • the flat panel in the panel structure according to any one of the first to fifteenth aspects of the present invention, may be curved.
  • the flat panel has a mirror surface opposite to the reinforcing panel. It may be a mirror.
  • the flat panel has a light receiving surface opposite to the reinforcing panel.
  • the solar cell panel which comprises may be sufficient.
  • a method for manufacturing a panel structure includes a plate-like flat panel, a reference plate portion, and a plurality of frustoconical protrusions protruding from the reference plate portion. And a reinforcing step, and a bonding step of bonding the reinforcing panel and the flat panel by applying an adhesive to the tops of the plurality of frustoconical convex portions of the reinforcing panel. And having.
  • the cross-sectional configuration of the completed panel structure substantially forms a truss structure in each direction in which the flat panel spreads. For this reason, in the panel structure which concerns on the said aspect, rigidity improvement and weight reduction can be achieved.
  • an adhesive is used for joining the flat panel and the reinforcing panel, it can be produced without being restricted by the material of each panel as compared with joining by welding. And since the predetermined area is ensured in the part joined with the flat panel by the side of a reinforcement panel, the high joint strength between panels can be ensured by arrange
  • high bonding strength between the panels can be secured without being restricted by the material of each panel.
  • the panel structure 1 of this embodiment includes a plate-like flat panel 10 and a reinforcing panel 20 joined to the flat panel 10.
  • the reinforcing panel 20 is formed with a flat reference plate portion 21 and a plurality of frustoconical convex portions 23 protruding from the reference plate portion 21.
  • the truncated cone-shaped convex part 23 of this embodiment is a truncated regular triangular pyramid-shaped convex part which has the three inclined surfaces 24 and the shape of each inclined surface 24 is congruent, for example.
  • the top 25 of the frustoconical convex portion 23 forms a plane perpendicular to the height direction.
  • the frustoconical convex portion 23 includes corners formed by adjacent slopes 24, corners formed by the slopes 24 and the top surface of the top 25, and each slope 24 and the surface of the reference plate part 21.
  • Each of the formed corners has a curved shape that is gradually bent from one surface to the other surface.
  • the reinforcing panel 20 is formed with a plurality of rows in which a plurality of frustoconical convex portions 23 are arranged.
  • a plurality of frustoconical convex portions 23 that form one row L1 and a plurality that form the other row L2 among the two rows L1 and L2 that are adjacent to each other. are different from each other in the direction in which the frustoconical convex portions 23 are arranged.
  • the plurality of frustoconical convex portions 23 are arranged such that the top portions 25 of the three frustoconical convex portions 23 that are close to each other are positioned at the vertices of the virtual equilateral triangle. For this reason, the shape of the reference
  • the frustoconical convex portion 23 is a frusto-regular triangular pyramidal convex portion, and the shape of the reference plate portion 21 located between the three frustoconical convex portions 23 that are close to each other is also substantial. Since it is an equilateral triangle, the rigidity of the panel structure can be increased.
  • the plurality of frustoconical convex portions 23 forming one row L1 and the plurality of frustoconical convex portions 23 forming the other row L2 are: Since the positions of the reinforcing cones 20 are different in the direction in which the frustoconical convex portions 23 are arranged, the anisotropy of the reinforcing panel 20 is small, and the strength of each part in the panel structure 1 can be made uniform. Furthermore, since the flat panel 10 is arranged in a staggered manner at the joint portions with the reinforcing panel 20, even if a crack occurs in the flat panel 10, the progress of the crack can be suppressed.
  • a plurality of frustoconical convex portions 23 that form one row L1 and a plurality of frustoconical shapes that form the other row L2 may be the same in the direction in which the frustoconical protrusions 23 are arranged.
  • the reinforcing panel 20 is formed by press forming a metal plate such as a steel plate, an aluminum alloy plate, or a magnesium alloy.
  • the reinforcing panel 20 may not be a metal plate, but may be a resin or a fiber reinforced resin including glass fiber, carbon fiber, or the like.
  • a resin is used as the material of the reinforcing panel 20, an injection molding method in which a molten resin is injected into the mold, or a compression molding method in which a powdery or granular resin is placed in the mold and is molded by applying pressure and heat.
  • the reinforcing panel can be formed by a vacuum forming method or the like in which the heat-softened resin sheet is pressed against the mold by vacuum suction.
  • a reinforcing panel is formed by a hand lay-up method in which fiber aggregate is laid on a mold and multiple layers are laminated while defoaming a resin mixed with a curing agent. Can do. Further, when fiber reinforced resin is used as the material of the reinforcing panel 20, a sheet-like material in which aggregate and resin are mixed in advance is SMC (Sheet Molding Compound) press method, and fibers are laid.
  • the reinforcing panel can be formed by an RTM (Resin Transfer Molding) method in which a resin is injected into a mating mold, a method in which a thermosetting resin is cured by an autoclave, and the like.
  • the flat panel 10 to which the reinforcing panel 20 is joined is, for example, a glass plate.
  • the flat panel 10 may have various functions.
  • the flat panel 10 may be a mirror, a solar cell panel, a large display panel, or the like that is formed of a glass plate and has one surface forming a mirror surface.
  • the flat panel 10 and the reinforcing panel 20 described above are prepared (preparation process). And the adhesive agent 5 is apply
  • the flat panel 10 when the flat panel 10 is a solar cell panel, the flat panel 10 is disposed to face the reinforcing panel 20 so that the light receiving surface thereof faces away from the reinforcing panel 20.
  • the flat panel 10 is a display panel, the flat panel 10 is disposed to face the reinforcing panel 20 so that the display surface faces the side opposite to the reinforcing panel 20.
  • a force is applied between the reinforcing panel 20 and the flat panel 10 in the direction in which both approach each other.
  • a spacer may be disposed between the reinforcing panel 20 and the flat panel 10 in order to manage the thickness of the adhesive layer.
  • the adhesive 5 may basically be of any type as long as it can join the flat panel 10 and the reinforcing panel 20.
  • an adhesive having high elasticity after curing in other words, an elastic adhesive having a low elastic modulus, may be used. preferable.
  • the elastic adhesive examples include a silicone-based adhesive and a modified silicone-based adhesive that form a rubber-like elastic body after being cured.
  • POS seal series adhesives manufactured by Cemedine Co., Ltd.
  • PM series adhesives manufactured by the same company, and the like.
  • the elastic adhesive can change its elastic modulus and curing time by changing its components and component ratios. Therefore, for example, when the difference between the thermal expansion coefficient of the flat panel 10 and the thermal expansion coefficient of the reinforcing panel 20 is large, or when the use temperatures are different from each other, an elastic adhesive having a lower elastic modulus may be used. Moreover, when shortening manufacturing time, it is good to use an elastic adhesive with a short hardening time. Further, in the case where the difference between the thermal expansion coefficient of the flat panel 10 and the thermal expansion coefficient of the reinforcing panel 20 is large and it is desired to shorten the manufacturing time, as shown in FIG.
  • a plurality of first parietal portions 25s having one or more parietal portions 25t interposed between them are arranged with an elastic adhesive having a short curing time, and between the plurality of first parietal portions 25s. It is preferable to arrange an elastic adhesive having a long curing time on the second top 25t interposed between the two.
  • an elastic adhesive having a long curing time As described above, by using two types of elastic adhesives having different curing times, the distance between the reinforcing panel 20 and the flat panel 10 is maintained by the cured adhesive when the adhesive having a short curing time is cured. Therefore, the force applied in the direction in which both approach between the reinforcing panel 20 and the flat panel 10 at this time can be released. Therefore, the manufacturing time can be shortened.
  • the curing time may be a time for the adhesive 5 to be completely cured, or may be a time until the adhesive 5 reaches a practical strength.
  • the curing time of the adhesive can be shortened by changing its components and component ratios.
  • the adhesive is a moisture curing type, it is also possible to manage the humidity in the application environment of the adhesive. It can be shortened.
  • An adhesive having a relatively low elastic modulus may be disposed on the top 25 of the head 23.
  • an elastic adhesive having a relatively high elastic modulus may be disposed on the first top 25 s, and an elastic adhesive having a relatively low elastic modulus may be disposed on the second top 25 t.
  • an epoxy resin-based adhesive having a much higher elastic modulus than the elastic adhesive is attached to the top 25 of the frustoconical convex portion 23 closest to the above-described misalignment suppression portion, that is, the first top 25s.
  • An adhesive or an acrylic resin adhesive may be provided, and an elastic adhesive may be provided on the top 25 of the other truncated cone-shaped projection 23, that is, the second top 25t.
  • Specific examples of the epoxy resin adhesive include an EP series adhesive manufactured by Cemedine Co., Ltd., and more specifically, EP330 and EP331.
  • Specific examples of the acrylic resin adhesive include a Y600 series adhesive manufactured by Cemedine Co., Ltd., and more specifically, Y620.
  • the various adhesives exemplified above have insulation, so these adhesives may be used.
  • the adhesive agent containing a electrically conductive material when ensuring the electrical conductivity between the flat panel 10 and the reinforcement panel 20 is desired.
  • the cross-sectional configuration of the panel structure 1 substantially forms a truss structure in each direction in which the flat panel 10 spreads. For this reason, in this embodiment, the rigidity improvement and weight reduction of the panel structure 1 can be achieved.
  • the panel structure body is not subject to material restrictions of the panels 10 and 20 compared to joining by welding. 1 can be manufactured.
  • the adhesive 5 is disposed here, so that high bonding between the panels can be achieved. Strength can be secured.
  • the adhesive 5 is used for joining the flat panel 10 and the reinforcing panel 20, it is possible to avoid thermal deformation around the joint when welded.
  • the panel structure 1 a As shown in FIGS. 6 and 7, the panel structure 1 a according to the present embodiment includes a plate-like flat panel 10, a reinforcing panel 20 joined to the flat panel 10, and a back surface of the reinforcing panel 20 (flat panel 10 And a plurality of support beams 30 joined to the opposite surface).
  • the flat panel 10, the reinforcing panel 20, and the adhesive 5 for joining both the panels 10 and 20 are the same as those in the first embodiment.
  • the plurality of support beams 30 are arranged in a grid pattern on the back surface of the reinforcing panel 20 and are joined to the back surface of the reference plate portion 21 of the reinforcing panel 20.
  • the support beam 30 is made of, for example, a metal mold such as steel or aluminum alloy.
  • the support beam 30 may be formed of resin or fiber reinforced resin. If the reinforcing panel 20 and the support beam 30 are formed of metal, both may be joined by welding. Moreover, when the formation material of the reinforcement panel 20 and the formation material of the support beam 30 differ, it is good to join both with an adhesive agent.
  • the reinforcement panel 20 and the support beam 30 may be joined before the flat panel 10 and the reinforcement panel 20 are joined, or after the flat panel 10 and the reinforcement panel 20 are joined.
  • the support beam 30 is provided in the present embodiment, the rigidity of the panel structure 1a can be further increased.
  • positioning of the support beam 30 is not limited to this embodiment, For example, you may arrange
  • the top 25 of the frustoconical convex portion 23 in the reinforcing panel 20 of each of the above embodiments forms a plane perpendicular to the height direction.
  • the top 25b of the reinforcing panel 20b of the present modification may be recessed on the side opposite to the side where the truncated conical projection 23b protrudes with respect to the reference plate 21 as shown in FIG. .
  • the crown portion 25b is recessed, the recess becomes an adhesive reservoir, and the application work of the adhesive 5 to the crown 25b is facilitated, and the contact area between the reinforcing panel 20b and the adhesive 5 is increased.
  • the adhesive strength between the reinforcing panel 20b and the adhesive 5 can be increased.
  • the surface of the flat panel 10 in each of the above embodiments is a flat surface.
  • the surface of the flat panel 10 may not be a flat surface but may be a curved surface. That is, the flat panel 10 may be curved.
  • the flat panel 10 may be employed.
  • an adhesive is used as the adhesive medium, but a double-sided tape may be used instead.
  • the adhesive applied to both sides of the tape may be the adhesive exemplified above.
  • each panel structure 1 and 1a demonstrated above may be employ

Abstract

　パネル構造体（１）は、平パネル（１０）と、基準板部（２１）及び基準板部から突出している複数の截頭錐状凸部（２３）が形成されている補強パネル（２０）とを備える。補強パネル（２０）における複数の截頭錐状凸部（２３）の頭頂部（２５）と平パネル（１０）とは接着剤（５）で接合されている。

Description

パネル構造体、及びその製造方法
　本発明は、複数のパネルで構成されるパネル構造体、及びその製造方法に関する。
　本願は、２０１２年３月２８日に、日本に出願された特願２０１２－０７４９４８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　複数のパネルで構成されるパネル構造体としては、例えば、以下の特許文献１に記載されているものがある。このパネル構造体は、板状の平パネルと、平面部及び平面部から突出している複数の正三角錐凸部が形成されている補強パネルとを有している。平パネルは、補強パネルの複数の正三角錐凸部の頂点と接合されている。
日本国特許第４７６３４１７号公報
　上記特許文献１に記載のパネル構造体は、剛性が高い上に軽量で優れた構造体である。
　ところで、平パネルと補強パネルとの接合方法としては溶接が考えられる。溶接による接合方法は、パネル相互の接合強度が高いものの、溶接による不要な変形が伴う上に、各パネルが金属である必要がある。
　そこで、本発明は、各パネルの材料制約を受けずに、パネル相互間の高い接合強度を確保できるパネル構造体、及びその製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の第一の態様によれば、パネル構造体は、板状の平パネルと、基準板部及び該基準板部から突出している複数の截頭錐状凸部とが形成されている補強パネルと、を備え、前記補強パネルにおける複数の前記截頭錐状凸部の頭頂部と前記平パネルとが接着媒体で接合されている。
　上記態様に係るパネル構造体では、その断面構成が平パネルの広がっている各方向で、実質的にトラス構造を成すことになる。このため、上記態様に係るパネル構造体では、剛性向上及び軽量化を図ることができる。
　また、上記態様に係るパネル構造体では、平パネルと補強パネルとの接合に接着媒体を用いているため、溶接による接合と比べて、各パネルの材料制約を受けずに製造することができる。
　しかも、補強パネル側で平パネルと接合される部分には、所定の面積が確保されているため、ここに接着媒体を配することで、パネル相互間における高い接合強度を確保することができる。さらに、上記態様に係るパネル構造体では、平パネルと補強パネルとの接合に接着媒体を用いているため、溶接接合した場合における接合部周りの熱変形を回避することができる。
　本発明の第二の態様によれば、本発明の第一の態様に係るパネル構造体において、前記接着媒体は接着剤であってもよい。
　上記態様に係るパネル構造体では、補強パネルとして、複数の截頭錐状凸部を有するものを用い、複数の截頭錐状凸部の各頭頂部と平パネルとが接着剤で接合されている。このため、接着剤として湿気硬化型の接着剤を用いる場合、この接着剤と大気との接触面積が大きくなるので、接着剤の硬化時間を短くすることができる。
　本発明の第三の態様によれば、本発明の第二の態様に係るパネル構造体において、前記接着媒体は、両面テープであってもよい。
　上記態様に係るパネル構造体では、両面テープを用いて平パネルと補強パネルとを接合するので、この接合作業を短時間且つ容易に行うことができる。
　本発明の第四の態様によれば、本発明の第二の態様に係るパネル構造体において、前記接着剤は、硬化後の弾性率が異なる二種類の接着剤を有し、複数の前記截頭錐状凸部の頭頂部のうちで、互いの間に１以上の頭頂部が介在する複数の第一頭頂部に二種類の前記接着剤のうちの一方の接着剤が配され、該第一頭頂部を除く第二頭頂部に他方の接着剤が配されていてもよい。
　平パネルと補強パネルとが異なる材料で形成され、両者の熱膨張係数が異なる場合、又は互いの温度が異なる場合には、温度変化により両パネル間に熱膨張差が生じる。上記態様に係るパネル構造体では、硬化後の弾性率が異なる二種類の接着剤の塗布位置を変えることで、温度変化に伴う両パネル間の熱膨張差を吸収しつつ、パネル構造体中の特定箇所における、温度変化に伴う両パネルの相対位置ズレを極めて小さくすることができる。
　本発明の第五の態様によれば、本発明の第二の態様又は第四の態様に係るパネル構造体において、前記接着剤は、硬化時間の異なる二種類の接着剤を有し、複数の前記截頭錐状凸部の頭頂部のうちで、互いの間に１以上の頭頂部が介在する複数の第一頭頂部に二種類の前記接着剤のうちの一方の接着剤が配され、該第一頭頂部を除く第二頭頂部に他方の接着剤が配されていてもよい。
　上記態様に係るパネル構造体では、硬化時間の短い接着剤が硬化した時点で、硬化した接着剤により補強パネルと平パネルとの間の間隔が保持されているため、この時点で補強パネルと平パネルとの間に両者が近づく方向に加える力を解除することができる。よって、上記態様に係るパネル構造体では、製造時間を短くすることができる。
　本発明の第六の態様によれば、本発明の第四の態様又は第五の態様に係るパネル構造体において、前記一方の接着剤は、エポキシ樹脂系又はアクリル樹脂系接着剤であってもよい。
　本発明の第七の態様によれば、本発明の第二の態様、第四の態様又は第六の態様のいずれかの態様に係るパネル構造体において、前記接着剤は、硬化後の弾性率が低い弾性接着剤を有していてもよい。
　本発明の第八の態様によれば、本発明の第四の態様から第六の態様のいずれかの態様に係るパネル構造体において、二種類の前記接着剤のうち、前記他方の接着剤は、弾性接着剤であってもよい。
　本発明の第九の態様によれば、本発明の第七の態様又は第八の態様のいずれかの態様に係るパネル構造体において、前記弾性接着剤は、シリコーン系又は変成シリコーン系接着剤であってもよい。
　本発明の第十の態様によれば、本発明の第二の態様、第四の態様又は第九の態様のいずれかの態様に係るパネル構造体において、前記接着剤は、絶縁性接着剤であってもよい。
　本発明の第十一の態様によれば、本発明の第一の態様から第十の態様のいずれかの態様に係るパネル構造体において、前記截頭錐状凸部の頭頂部は、当該截頭錐状凸部が前記基準板部に対して突出する側とは反対側に凹んでいてもよい。
　上記態様に係るパネル構造体では、頭頂部の凹みが接着剤溜まりとなり、頭頂部への接着剤の塗布作業を容易に行うことができる。さらに、上記態様に係るパネル構造体では、補強パネルと接着剤との接触面積が増えて、補強パネルと接着剤との接着強度を高めることができる。
　本発明の第十二の態様によれば、本発明の第一の態様から第十一の態様のいずれかの態様に係るパネル構造体において、前記截頭錐状凸部は、截頭正三角錐状凸部であってもよい。
　上記態様に係るパネル構造体では、截頭錐状凸部が截頭正三角錐状凸部以外の場合と比べて、截頭錐状凸部の剛性を高めることができる。このため、パネル構造体の剛性を高めることができる。
　本発明の第十三の態様によれば、本発明の第一の態様から第十二の態様のいずれかの態様に係るパネル構造体において、前記補強パネルには、複数の前記截頭錐状凸部が並んでいる複数の列が形成され、複数の列中で互いに隣り合っている２列のうち、一方の列の複数の前記截頭錐状凸部と他方の列の複数の前記截頭錐状凸部とは、該截頭錐状凸部が並んでいる方向で互いの位置が異なっていてもよい。
　上記態様に係るパネル構造体では、補強パネルの異方性を小さくすることができ、パネル構造体における各部の強度の均一化を図ることができる。さらに、平パネルは、補強パネルとの接合部分が千鳥状に配置されることになるため、例えば、異物の衝突等の衝撃を受けても、この平パネルの割れ又は亀裂の発生を抑えることができる。また、仮に、平パネルに亀裂が生じても、この亀裂の進展を抑えることができる。
　本発明の第十四の態様によれば、本発明の第一の態様から第十三の態様のいずれかの態様に係るパネル構造体において、互いに近接する３つの前記截頭錐状凸部は、それぞれの頭頂部が仮想正三角形の頂点に位置するよう配置されていてもよい。
　上記態様に係るパネル構造体でも、補強パネルの異方性を小さくすることができ、パネル構造体における各部の強度の均一化を図ることができる。さらに、平パネルは、補強パネルとの接合部分が千鳥状に配置されることになるため、仮に、平パネルに亀裂が生じても、この亀裂の進展を抑えることができる。この場合、截頭錐状凸部が截頭正三角錐状凸部であるとき、互いに近接する３つの截頭錐状凸部の間の基準板部の形状は正三角形状になる。このため、この基準板部の剛性を高めることができる。
　本発明の第十五の態様によれば、本発明の第一の態様から第十四の態様のいずれかの態様に係るパネル構造体において、前記補強パネルの前記平パネルと反対側の面に接合されている支持梁を備えていてもよい。
　上記態様に係るパネル構造体では、パネル構造体の剛性を高めることができる。
　本発明の第十六の態様によれば、本発明の第一の態様から第十五の態様のいずれかの態様に係るパネル構造体において、前記平パネルは湾曲していてもよい。
　本発明の第十七の態様によれば、本発明の第一の態様から第十六の態様のいずれかの態様に係るパネル構造体において、平パネルは、前記補強パネルと反対側が鏡面を成す鏡であってもよい。
　本発明の第十八の態様によれば、本発明の第一の態様から第十六の態様のいずれかの態様に係るパネル構造体において、前記平パネルは、前記補強パネルと反対側が受光面を成す太陽電池パネルであってもよい。
　本発明の第十九の態様によれば、パネル構造体の製造方法は、板状の平パネルと、基準板部及び該基準板部から突出している複数の截頭錐状凸部が形成されている補強パネルと、を準備する準備工程と、前記補強パネルの複数の前記截頭錐状凸部の頭頂部に接着剤を塗布して、該補強パネルと前記平パネルとを接合する接合工程と、を有する。
　上記態様に係る製造方法では、完成後のパネル構造体の断面構成が平パネルの広がっている各方向で、実質的にトラス構造を成すことになる。このため、上記態様に係るパネル構造体では、剛性向上及び軽量化を図ることができる。
　また、上記態様に係る製造方法では、平パネルと補強パネルとの接合に接着剤を用いているため、溶接による接合と比べて、各パネルの材料制約を受けずに製造することができる。しかも、補強パネル側で平パネルと接合される部分には、所定の面積が確保されているため、ここに接着剤を配することで、パネル相互間における高い接合強度を確保することができる。さらに、上記態様に係るパネル構造体では、平パネルと補強パネルとの接合に接着剤を用いているため、溶接接合した場合における接合部周りの熱変形を回避することができる。
　上記態様によれば、各パネルの材料制約を受けずに、パネル相互間の高い接合強度を確保できる。
本発明の第一実施形態に係るパネル構造体の要部切欠斜視図である。 本発明の第一実施形態に係る補強パネルの平面図である。 本発明の第一実施形態に係る補強パネルの側面図である。 本発明の第一実施形態に係るパネル構造体の側面図である。 本発明の第一実施形態に係るパネル構造体における各種接着剤の配置を示す説明図である。 本発明の第二実施形態に係るパネル構造体の要部切欠斜視図である。 本発明の第二実施形態に係るパネル構造体を示す図である。 本発明の各実施形態の変形例に係るパネル構造体の側面図である。
　以下、本発明に係るパネル構造体の各種実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　「第一実施形態」
　本実施形態のパネル構造体１は、図１に示すように、板状の平パネル１０と、この平パネル１０に接合される補強パネル２０と、を備えている。
　補強パネル２０には、図１～図３に示すように、平坦な基準板部２１と、この基準板部２１から突出している複数の截頭錐状凸部２３とが形成されている。本実施形態の截頭錐状凸部２３は、例えば、３つの斜面２４を有し、各斜面２４の形状が合同である截頭正三角錐状凸部である。この截頭錐状凸部２３の頭頂部２５は、高さ方向に対して垂直な平面を成している。なお、截頭錐状凸部２３で、隣り合う斜面２４で形成される角部、斜面２４と頭頂部２５の平面とで形成される角部、各斜面２４と基準板部２１の表面とで形成される角部は、いずれも、一方の面から他方の面に次第に曲がっている湾曲形状を成している。
　補強パネル２０には、複数の截頭錐状凸部２３が並んでいる複数の列が形成されている。図２に示すように、複数の列で、互いに隣り合っている２列Ｌ１，Ｌ２のうち、一方の列Ｌ１を形成する複数の截頭錐状凸部２３と他方の列Ｌ２を形成する複数の截頭錐状凸部２３とは、截頭錐状凸部２３が並んでいる方向で互いの位置が異なっている。しかも、複数の截頭錐状凸部２３は、互いに近接する３つの截頭錐状凸部２３の頭頂部２５が仮想正三角形の頂点に位置するよう配置されている。このため、互いに近接する３つの截頭錐状凸部２３の間に位置する基準板部２１の形状も実質的に正三角形である。
　このように、截頭錐状凸部２３が截頭正三角錐状凸部であり、しかも、互いに近接する３つの截頭錐状凸部２３の間に位置する基準板部２１の形状も実質的に正三角形であるため、パネル構造体の剛性を高めることができる。さらに、互いに隣り合っている２列Ｌ１，Ｌ２のうち、一方の列Ｌ１を形成する複数の截頭錐状凸部２３と他方の列Ｌ２を形成する複数の截頭錐状凸部２３とは、截頭錐状凸部２３が並んでいる方向で互いの位置が異なっているため、補強パネル２０の異方性が小さく、パネル構造体１における各部の強度の均一化を図ることができる。さらに、平パネル１０は、補強パネル２０との接合部分が千鳥状に配置されることになるため、仮に、平パネル１０に亀裂が生じても、この亀裂の進展を抑えることができる。また、複数の列で、互いに隣り合っている２列Ｌ１，Ｌ２のうち、一方の列Ｌ１を形成する複数の截頭錐状凸部２３と他方の列Ｌ２を形成する複数の截頭錐状凸部２３とは、截頭錐状凸部２３が並んでいる方向で互いの位置が同じであってもよい。
　この補強パネル２０は、例えば、鋼板やアルミ合金板やマグネシウム合金等の金属板をプレス成形で形成したものである。なお、補強パネル２０は、金属板でなくてもよく、樹脂や、ガラス繊維や炭素繊維等を含む繊維強化樹脂であってもよい。補強パネル２０の素材として樹脂を用いる場合には、型内に溶融樹脂を射出する射出成形法や、粉末状又は顆粒状の樹脂を型内に入れて圧力と熱を加えて成形する圧縮成形法、加熱軟化した樹脂シートを真空吸引で型に押し付ける真空成形法等で補強パネルを形成することができる。また、補強パネル２０の素材として繊維強化樹脂を用いる場合には、型に繊維骨材を敷き、硬化剤を混合した樹脂を脱泡しつつ多重積層するハンドレイアップ法で補強パネルを形成することができる。さらに、補強パネル２０の素材として繊維強化樹脂を用いる場合には、予め骨材と樹脂とを混合したシート状のものを金型で圧縮成型するＳＭＣ（Sheet Molding Compound）プレス法、繊維を敷き詰めた合わせ型に樹脂を注入するＲＴＭ（Resin Transfer Molding）法、オートクレーブで熱硬化性樹脂を硬化させて成形する方法等で補強パネルを形成することができる。
　また、この補強パネル２０が接合される平パネル１０は、例えば、ガラス板である。なお、この平パネル１０は、鋼やアルミ合金等の金属や、樹脂又は繊維強化樹脂等で形成してもよい。さらに、平パネル１０は、各種機能を有するものであってよい。例えば、平パネル１０は、ガラス板で形成され、一方の面が鏡面を成す鏡や、太陽電池パネルや、大型の表示パネル等であってもよい。
　次に、本実施形態に係るパネル構造体１の製造方法について説明する。
　まず、以上で説明した平パネル１０及び補強パネル２０を準備する（準備工程）。そして、補強パネル２０の複数の截頭錐状凸部２３における頭頂部２５に接着剤５を塗布して、補強パネル２０の複数の截頭錐状凸部２３における頭頂部２５と平パネル１０とを接合する（接合工程）。この際、平パネル１０が鏡である場合には、その鏡面が補強パネル２０と反対側を向くよう、補強パネル２０に対して平パネル１０を対向配置する。また、平パネル１０が太陽電池パネルの場合には、その受光面が補強パネル２０と反対側を向くよう、補強パネル２０に対して平パネル１０を対向配置する。また、平パネル１０が表示パネルの場合には、その表示面が補強パネル２０と反対側を向くよう、補強パネル２０に対して平パネル１０を対向配置する。また、接着剤５が硬化するまでは、補強パネル２０と平パネル１０との間に両者が近づく方向に力を加えておく。また、接着層の厚さを管理するために補強パネル２０と平パネル１０との間にスペーサを配しておいてもよい。
　ここで、平パネル１０と補強パネル２０とを接合する接着剤５について説明する。
　接着剤５は、平パネル１０と補強パネル２０とを接合できるものであれば基本的に如何なるタイプのものでもよい。但し、平パネル１０と補強パネル２０とが異なる材料で形成され、両者の熱膨張係数が異なる場合には、硬化後の弾性が高い接着剤、言い換えると弾性率が低い弾性接着剤を用いることが好ましい。
　弾性接着剤としては、例えば、硬化後にゴム状弾性体を成すシリコーン系接着剤や変成シリコーン系接着剤等がある。具体的には、例えば、セメダイン株式会社製のＰＯＳシールシリーズの接着剤や、同社製のＰＭシリーズの接着剤等がある。このような弾性接着剤を用いることにより、平パネル１０の熱膨張係数と補強パネルの熱膨張係数が異なる場合、又は互いの使用温度が異なる場合でも、温度変化に伴う両パネル１０，２０の熱膨張差を吸収することができる。
　また、弾性接着剤は、その成分や成分比率を変えることで、弾性率や硬化時間を変えることができる。そこで、例えば、平パネル１０の熱膨張係数と補強パネル２０の熱膨張係数との差が大きい場合、又は互いの使用温度が異なる場合には、弾性率がより低い弾性接着剤を用いるとよい。また、製造時間の短縮化を図る場合には、硬化時間の短い弾性接着剤を用いるとよい。また、平パネル１０の熱膨張係数と補強パネル２０の熱膨張係数との差が大きい場合で、製造時間を短くしたい場合には、図５に示すように、複数の截頭錐状凸部２３の頭頂部２５のうちで、互いの間に１以上の頭頂部２５ｔが介在する複数の第一頭頂部２５ｓに、硬化時間の短い弾性接着剤を配し、複数の第一頭頂部２５ｓの間に介在する第二頭頂部２５ｔに硬化時間の長い弾性接着剤を配するとよい。このように、硬化時間の異なる二種類の弾性接着剤を用いることで、硬化時間の短い接着剤が硬化した時点で、硬化した接着剤により補強パネル２０と平パネル１０との間の間隔が保持されているため、この時点で補強パネル２０と平パネル１０との間に両者が近づく方向に加える力を解除することができる。よって、製造時間を短くすることができる。
　なお、ここでの硬化時間は、接着剤５が完全に硬化する時間であってもよいが、接着剤５が実用強度に達するまでの時間であってもよい。また、接着剤の硬化時間は、その成分や成分比率を変えることで短縮することができるが、さらに、接着剤が湿気硬化型の場合には、接着剤の塗布環境における湿度を管理することでも短縮することができる。
　さらに、温度変化に伴う両パネル１０,２０の熱膨張差を吸収しつつ、パネル構造体１中で温度変化に伴う両パネル１０,２０の相対位置ズレを極めて小さくしたいズレ抑制箇所がある場合には、このズレ抑制箇所に最も近い截頭錐状凸部２３の頭頂部２５に弾性接着剤のうちで弾性率が相対的に高い接着剤を配し、その他の箇所の截頭錐状凸部２３の頭頂部２５に弾性率が相対的に低い接着剤を配するとよい。例えば、図５に示すように、第一頭頂部２５ｓに弾性率が相対的に高い弾性接着剤を配し、第二頭頂部２５ｔに弾性率が相対的に低い弾性接着剤を配するとよい。
　さらに、このような場合、前述のズレ抑制箇所に最も近い截頭錐状凸部２３の頭頂部２５、つまり第一頭頂部２５ｓに、弾性接着剤よりも遥かに弾性率の高いエポキシ樹脂系接着剤やアクリル樹脂系接着剤を配し、その他の截頭錐状凸部２３の頭頂部２５、つまり第二頭頂部２５ｔに弾性接着剤を配するとよい。エポキシ樹脂系接着剤としては、具体的に、例えば、セメダイン株式会社製のＥＰシリーズの接着剤、より詳しくはＥＰ３３０やＥＰ３３１等がある。また、アクリル樹脂系接着剤としては、具体的に、例えば、セメダイン株式会社製のＹ６００シリーズの接着剤、より詳しくはＹ６２０等がある。
　このように、弾性率の異なる二種類の接着剤を使い分けることで、パネル構造体１中で温度変化に伴う両パネルの相対位置ズレを部分的に抑えつつも、温度変化に伴う両パネル１０,２０の熱膨張差を吸収することができる。また、弾性率の高い接着剤として、アクリル樹脂系接着剤であるセメダイン株式会社製のＹ６２０を用いる場合には、この接着剤は弾性接着剤に比べて硬化時間が短いため、製造時間を短くすることができる。
　また、平パネル１０と補強パネル２０との間の電気的絶縁性を確保したい場合には、以上で例示した各種接着剤は絶縁性を有するので、これら接着剤を用いるとよい。なお、平パネル１０と補強パネル２０との間の電気的導電性を確保したい場合には、導電材を含む接着剤を用いればよい。
　以上のように、本実施形態ではパネル構造体１の断面構成が平パネル１０の広がっている各方向で、実質的にトラス構造を成すことになる。このため、本実施形態では、パネル構造体１の剛性向上及び軽量化を図ることができる。
　また、本実施形態では、平パネル１０と補強パネル２０との接合に接着剤５を用いているため、溶接による接合と比べて、各パネル１０,２０の材料制約を受けずに、パネル構造体１を製造することができる。しかも、補強パネル２０側で平パネル１０と接合される部分（頭頂部２５）には、所定の面積が確保されているため、ここに接着剤５を配することで、パネル相互間における高い接合強度を確保することができる。
　さらに、本実施形態では、平パネル１０と補強パネル２０との接合に接着剤５を用いているため、溶接接合した場合における接合部周りの熱変形を回避することができる。
　「第二実施形態」
　本実施形態のパネル構造体１ａは、図６及び図７に示すように、板状の平パネル１０と、この平パネル１０に接合される補強パネル２０と、補強パネル２０の背面（平パネル１０と反対側の面）に接合される複数の支持梁３０と、を備えている。
　平パネル１０、補強パネル２０、及び両パネル１０，２０を接合する接着剤５は、第一実施形態と同じである。複数の支持梁３０は、補強パネル２０の背面に格子状に配置されて、この補強パネル２０の基準板部２１の背面に接合されている。
　支持梁３０は、例えば、鋼やアルミ合金等の金属型材で形成されている。なお、この支持梁３０は、樹脂又は繊維強化樹脂等で形成されてもよい。仮に、補強パネル２０及び支持梁３０を金属で形成した場合には、両者を溶接で接合してもよい。また、補強パネル２０の形成材料と支持梁３０の形成材料とが異なる場合には、両者を接着剤で接合するとよい。
　補強パネル２０と支持梁３０との接合は、平パネル１０と補強パネル２０との接合前に行ってもよいし、平パネル１０と補強パネル２０との接合後に行ってもよい。
　以上のように、本実施形態では、支持梁３０を備えているので、パネル構造体１ａの剛性をより高めることができる。なお、支持梁３０の配置は、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、補強パネル２０の対角線に沿うように配置してもよい。
　「変形例」
　次に、以上で説明したパネル構造体１，１ａの各種変形例について説明する。
　以上の各実施形態の補強パネル２０における截頭錐状凸部２３の頭頂部２５は、その高さ方向に対して垂直な平面を成している。しかしながら、本変形例の補強パネル２０ｂにおける頭頂部２５ｂは、図８に示すように、截頭錐状凸部２３ｂが基準板部２１に対して突出する側とは反対側に凹んでいてもよい。このように、頭頂部２５ｂを凹ませると、この凹みが接着剤溜まりとなり、頭頂部２５ｂへの接着剤５の塗布作業が容易になる上に、補強パネル２０ｂと接着剤５との接触面積が増えて、補強パネル２０ｂと接着剤５との接着強度を高めることができる。
　以上の各実施形態の平パネル１０の表面は、いずれも平面である。しかしながら、平パネル１０の表面は、平面でなくてもよく、曲面であってもよい。つまり、平パネル１０は湾曲していてもよい。例えば、平パネル１０が反射鏡を成す場合や、パネル構造体を自動車や鉄道車両等の各種車両のボディの構造材として利用する場合には、湾曲した平パネル１０を採用してもよい。
　また、以上の各実施形態では、接着媒体として接着剤を用いているが、この替わりに、両面テープを用いてもよい。この場合、テープの両面に付される接着剤は、以上で例示した接着剤であってもよい。
　また、以上で説明した各パネル構造体１，１ａは、以上で例示したものの他、建屋や橋等の建築物の一部として、例えば、壁、床、天井等に採用してもよい。
　１，１ａ　パネル構造体
　５　接着剤
　１０　平パネル
　２０，２０ｂ　補強パネル
　２１　基準板部
　２３，２３ｂ　截頭錐状凸部
　２４　斜面
　２５，２５ｂ　頭頂部
　３０　支持梁

Claims (19)

  1. 　板状の平パネルと、
    　基準板部と、該基準板部から突出している複数の截頭錐状凸部とが形成されている補強パネルと、
    　を備え、
    　前記補強パネルにおける複数の前記截頭錐状凸部の頭頂部と前記平パネルとが接着媒体で接合されている、
    　パネル構造体。
  2. 　請求項１に記載のパネル構造体において、
    　前記接着媒体は、接着剤である、
    　パネル構造体。
  3. 　請求項１に記載のパネル構造体において、
    　前記接着媒体は、両面テープである、
    　パネル構造体。
  4. 　請求項２に記載のパネル構造体において、
    　前記接着剤は、硬化後の弾性率が異なる二種類の接着剤を有し、
    　複数の前記截頭錐状凸部の頭頂部のうちで、互いの間に１以上の頭頂部が介在する複数の第一頭頂部に二種類の前記接着剤のうちの一方の接着剤が配され、該第一頭頂部を除く第二頭頂部に他方の接着剤が配されている、
    　パネル構造体。
  5. 　請求項２又は４に記載のパネル構造体において、
    　前記接着剤は、硬化時間の異なる二種類の接着剤を有し、
    　複数の前記截頭錐状凸部の頭頂部のうちで、互いの間に１以上の頭頂部が介在する複数の第一頭頂部に二種類の前記接着剤のうちの一方の接着剤が配され、該第一頭頂部を除く第二頭頂部に他方の接着剤が配されている、
    　パネル構造体。
  6. 　請求項４又は５に記載のパネル構造体において、
    　前記一方の接着剤は、エポキシ樹脂系又はアクリル樹脂系接着剤である、
    　パネル構造体。
  7. 　請求項２、４から６のいずれか一項に記載のパネル構造体において、
    　前記接着剤は、弾性接着剤を有している、
    　パネル構造体。
  8. 　請求項４から６のいずれか一項に記載のパネル構造体において、
    　二種類の前記接着剤のうち、前記他方の接着剤は、弾性接着剤である、
    　パネル構造体。
  9. 　請求項７又は８に記載のパネル構造体において、
    　前記弾性接着剤は、シリコーン系又は変成シリコーン系接着剤である、
    　パネル構造体。
  10. 　請求項２、４から９のいずれか一項に記載のパネル構造体において、
    　前記接着剤は、絶縁性接着剤である、
    　パネル構造体。
  11. 　請求項１から１０のいずれか一項に記載のパネル構造体において、
    　前記截頭錐状凸部の頭頂部は、当該截頭錐状凸部が前記基準板部に対して突出する側とは反対側に凹んでいる、
    　パネル構造体。
  12. 　請求項１から１１のいずれか一項に記載のパネル構造体において、
    　前記截頭錐状凸部は、截頭正三角錐状凸部である、
    　パネル構造体。
  13. 　請求項１から１２のいずれか一項に記載のパネル構造体において、
    　前記補強パネルには、複数の前記截頭錐状凸部が並んでいる複数の列が形成され、
    　複数の列中で互いに隣り合っている２列のうち、一方の列の複数の前記截頭錐状凸部と他方の列の複数の前記截頭錐状凸部とは、該截頭錐状凸部が並んでいる方向で互いの位置が異なっている
    　パネル構造体。
  14. 　請求項１から１３のいずれか一項に記載のパネル構造体において、
    　互いに近接する３つの前記截頭錐状凸部は、それぞれの頭頂部が仮想正三角形の頂点に位置するよう配置されている、
    　パネル構造体。
  15. 　請求項１から１４のいずれか一項に記載のパネル構造体において、
    　前記補強パネルの前記平パネルと反対側の面に接合されている支持梁を備えている、
    　パネル構造体。
  16. 　請求項１から１５のいずれか一項に記載のパネル構造体において、
    　前記平パネルは湾曲している、
    　パネル構造体。
  17. 　請求項１から１６に記載のパネル構造体において、
    　前記平パネルは、前記補強パネルと反対側が鏡面を成す鏡である、
    　パネル構造体。
  18. 　請求項１から１６に記載のパネル構造体において、
    　前記平パネルは、前記補強パネルと反対側が受光面を成す太陽電池パネルである、
    　パネル構造体。
  19. 　板状の平パネルと、基準板部及び該基準板部から突出している複数の截頭錐状凸部が形成されている補強パネルと、を準備する準備工程と、
    　前記補強パネルの複数の前記截頭錐状凸部の頭頂部に接着媒体を配して、該補強パネルと前記平パネルとを接合する接合工程と、
    　を有するパネル構造体の製造方法。
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