JP2000329295A - ハニカムパネル接合体 - Google Patents
ハニカムパネル接合体Info
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
- B23K2101/045—Hollow panels
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Panels For Use In Building Construction (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 接着剤を溶出させることなく摩擦攪拌接合を
ハニカムパネルの接合に適用することによって、欠陥が
少なく製造の容易なハニカムパネル接合体を提供するこ
と。 【解決手段】 面板３１，３２の間に、枠材３３及びコ
ア３５を挟んでエポキシ系の接着剤にて接着した。この
ように構成されたハニカムパネル３７では、枠材３３が
面板３１，３２との接着部分より外周方向に３Ｔ〜２０
Ｔ（Ｔは面板３１，３２の厚さ）突出している。このた
め、その枠材３３の突出部分同士を突き合わせて摩擦攪
拌接合を行っても、その摩擦攪拌接合による昇温部が上
記接着部分（接着剤塗布部）に達せず、接着剤を溶出さ
せることなく良好にハニカムパネル３７を接合すること
ができた。従って、こうして得られたハニカムパネル接
合体は、ブローホール，凝固割れ，ボルトのゆるみ等の
欠陥がなく、製造も容易である。
ハニカムパネルの接合に適用することによって、欠陥が
少なく製造の容易なハニカムパネル接合体を提供するこ
と。 【解決手段】 面板３１，３２の間に、枠材３３及びコ
ア３５を挟んでエポキシ系の接着剤にて接着した。この
ように構成されたハニカムパネル３７では、枠材３３が
面板３１，３２との接着部分より外周方向に３Ｔ〜２０
Ｔ（Ｔは面板３１，３２の厚さ）突出している。このた
め、その枠材３３の突出部分同士を突き合わせて摩擦攪
拌接合を行っても、その摩擦攪拌接合による昇温部が上
記接着部分（接着剤塗布部）に達せず、接着剤を溶出さ
せることなく良好にハニカムパネル３７を接合すること
ができた。従って、こうして得られたハニカムパネル接
合体は、ブローホール，凝固割れ，ボルトのゆるみ等の
欠陥がなく、製造も容易である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一対の面板と、該
一対の面板の間に形成されたハニカムコアと、上記一対
の面板の互いに対向する端縁の間に接着された枠材と、
を備えたハニカムパネルを、複数接合してなるハニカム
パネル接合体に関する。
一対の面板の間に形成されたハニカムコアと、上記一対
の面板の互いに対向する端縁の間に接着された枠材と、
を備えたハニカムパネルを、複数接合してなるハニカム
パネル接合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】一対の面板と、該一対の面板の間に形成
されたハニカムコア（単にコアともいう）と、上記一対
の面板の互いに対向する端縁の間に接着された枠材と、
を備えたハニカムパネル（例えばアルミサンドイッチパ
ネル）は、従来より、軽量で剛性が高いため建材等に広
く用いられている。ところが、この種のハニカムパネル
を複数接合して使用する場合、高温では接着剤が劣化・
溶出するので溶接によって接合することができない。そ
こで、この種のハニカムパネルはボルト止め，リベット
止め，かしめ，はぜ止め等の機械的接合によって接合さ
れている。
されたハニカムコア（単にコアともいう）と、上記一対
の面板の互いに対向する端縁の間に接着された枠材と、
を備えたハニカムパネル（例えばアルミサンドイッチパ
ネル）は、従来より、軽量で剛性が高いため建材等に広
く用いられている。ところが、この種のハニカムパネル
を複数接合して使用する場合、高温では接着剤が劣化・
溶出するので溶接によって接合することができない。そ
こで、この種のハニカムパネルはボルト止め，リベット
止め，かしめ，はぜ止め等の機械的接合によって接合さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな機械的接合では、接合部の機構が複雑になり、多大
な工数を有すると共に、接合部のボルトがゆるんだり、
接合面から雨汁が出る等の課題が発生する。一方、入熱
が少なく軟化や歪みの程度が軽い接合方法として、近
年、摩擦撹拌接合が考えられている（例えば、特許２７
１２８３８号）。この方法は、鋼鉄等の硬質の裏当ての
上にアルミニウム合金等の軟質素材を突き合わせて拘束
し、その突き合わせ部分に沿って硬質のピン型の回転工
具を高速回転させながら移動させる方法である。この方
法は、接合部が溶融しないのが特徴で、接合部の温度も
それ程上昇しない。
うな機械的接合では、接合部の機構が複雑になり、多大
な工数を有すると共に、接合部のボルトがゆるんだり、
接合面から雨汁が出る等の課題が発生する。一方、入熱
が少なく軟化や歪みの程度が軽い接合方法として、近
年、摩擦撹拌接合が考えられている（例えば、特許２７
１２８３８号）。この方法は、鋼鉄等の硬質の裏当ての
上にアルミニウム合金等の軟質素材を突き合わせて拘束
し、その突き合わせ部分に沿って硬質のピン型の回転工
具を高速回転させながら移動させる方法である。この方
法は、接合部が溶融しないのが特徴で、接合部の温度も
それ程上昇しない。
【０００４】また、この摩擦攪拌接合では、ＭＩＧ，Ｔ
ＩＧ等の溶接を行う場合と異なり、熱影響部（ＨＡＺ）
が軟化して本来の強度を大きく損ねたり、ブローホール
や凝固割れが発生することもない。ところが、摩擦攪拌
接合でも、その接合部近傍の温度は２００℃を超えるこ
とがあり、この場合、温度が２００℃を超える昇温部で
接着剤が溶け出して良好な接合ができない可能性があ
る。
ＩＧ等の溶接を行う場合と異なり、熱影響部（ＨＡＺ）
が軟化して本来の強度を大きく損ねたり、ブローホール
や凝固割れが発生することもない。ところが、摩擦攪拌
接合でも、その接合部近傍の温度は２００℃を超えるこ
とがあり、この場合、温度が２００℃を超える昇温部で
接着剤が溶け出して良好な接合ができない可能性があ
る。
【０００５】そこで、本発明は、接着剤を溶出させるこ
となく摩擦攪拌接合をハニカムパネルの接合に適用する
ことによって、欠陥が少なく製造の容易なハニカムパネ
ル接合体を提供することを目的としてなされた。
となく摩擦攪拌接合をハニカムパネルの接合に適用する
ことによって、欠陥が少なく製造の容易なハニカムパネ
ル接合体を提供することを目的としてなされた。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達するためになされた請求項１記載の発明は、一対の
面板と、該一対の面板の間に形成されたハニカムコア
と、上記一対の面板の互いに対向する端縁の間に接着さ
れた枠材と、を備えたハニカムパネルを、複数接合して
なるハニカムパネル接合体であって、上記枠材が、上記
面板との接着部分より外周方向に３Ｔ〜２０Ｔ（Ｔは上
記面板の厚さ）突出して設けられ、上記枠材の上記突出
部分同士を突き合わせ、その突き合わせ部分に沿って回
転工具を回転しながら移動させることによって摩擦攪拌
接合を行って上記ハニカムパネルが接合されると共に、
その摩擦攪拌接合による昇温部が、上記枠材と上記面板
との接着部分に達しない状態に設けられたことを特徴と
している。
を達するためになされた請求項１記載の発明は、一対の
面板と、該一対の面板の間に形成されたハニカムコア
と、上記一対の面板の互いに対向する端縁の間に接着さ
れた枠材と、を備えたハニカムパネルを、複数接合して
なるハニカムパネル接合体であって、上記枠材が、上記
面板との接着部分より外周方向に３Ｔ〜２０Ｔ（Ｔは上
記面板の厚さ）突出して設けられ、上記枠材の上記突出
部分同士を突き合わせ、その突き合わせ部分に沿って回
転工具を回転しながら移動させることによって摩擦攪拌
接合を行って上記ハニカムパネルが接合されると共に、
その摩擦攪拌接合による昇温部が、上記枠材と上記面板
との接着部分に達しない状態に設けられたことを特徴と
している。
【０００７】本願出願人は、ハニカムパネルに対する摩
擦攪拌接合の適用について鋭意検討を行った。この結
果、摩擦攪拌接合による接合部と枠材及び面板の接着部
分との間の距離が所定値以上であれば、接着剤を溶出さ
せることなく摩擦攪拌接合が可能であることが判明し
た。そこで、本発明では、ハニカムパネルの枠材を面板
との接着部分より外周方向に３Ｔ〜２０Ｔ（Ｔは上記面
板の厚さ）突出させ、その枠材の突出部分同士を突き合
わせて摩擦攪拌接合を行っている。
擦攪拌接合の適用について鋭意検討を行った。この結
果、摩擦攪拌接合による接合部と枠材及び面板の接着部
分との間の距離が所定値以上であれば、接着剤を溶出さ
せることなく摩擦攪拌接合が可能であることが判明し
た。そこで、本発明では、ハニカムパネルの枠材を面板
との接着部分より外周方向に３Ｔ〜２０Ｔ（Ｔは上記面
板の厚さ）突出させ、その枠材の突出部分同士を突き合
わせて摩擦攪拌接合を行っている。
【０００８】この場合、その摩擦攪拌接合による昇温部
が枠材と面板との接着部分に達せず、接着剤を溶出させ
ることなく摩擦攪拌接合によってハニカムパネルを接合
することができる。従って、本発明のハニカムパネル接
合体は、ブローホール，凝固割れ，ボルトのゆるみ等の
欠陥がなく、製造も容易である。
が枠材と面板との接着部分に達せず、接着剤を溶出させ
ることなく摩擦攪拌接合によってハニカムパネルを接合
することができる。従って、本発明のハニカムパネル接
合体は、ブローホール，凝固割れ，ボルトのゆるみ等の
欠陥がなく、製造も容易である。
【０００９】なお、枠材の突出量が３Ｔ未満であると、
摩擦攪拌接合による昇温によってその接合部近傍の接着
剤が溶け出し、接合部に流れ込んで良好な摩擦攪拌接合
が行えない場合がある。また、枠材の突出量が２０Ｔを
超えると、枠材の占める部分が大きくなってハニカムパ
ネル本来の軽さが徒に失われる。
摩擦攪拌接合による昇温によってその接合部近傍の接着
剤が溶け出し、接合部に流れ込んで良好な摩擦攪拌接合
が行えない場合がある。また、枠材の突出量が２０Ｔを
超えると、枠材の占める部分が大きくなってハニカムパ
ネル本来の軽さが徒に失われる。
【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の構
成に加え、上記枠材の一方の上記面板側が他方の上記面
板側より外周方向に一層突出して設けられ、その突出部
分の先端同士が上記摩擦攪拌接合され、上記枠材の他方
の上記面板側には、上記枠材同士の間に第３の部材が架
設され、その第３の部材と上記各枠材との突き合わせ部
分にも上記摩擦攪拌接合が施されると共に、その摩擦攪
拌接合による昇温部も、上記枠材と上記面板との接着部
分に達しない状態に設けられたことを特徴としている。
成に加え、上記枠材の一方の上記面板側が他方の上記面
板側より外周方向に一層突出して設けられ、その突出部
分の先端同士が上記摩擦攪拌接合され、上記枠材の他方
の上記面板側には、上記枠材同士の間に第３の部材が架
設され、その第３の部材と上記各枠材との突き合わせ部
分にも上記摩擦攪拌接合が施されると共に、その摩擦攪
拌接合による昇温部も、上記枠材と上記面板との接着部
分に達しない状態に設けられたことを特徴としている。
【００１１】本発明では、枠材の一方の面板側（以下、
仮に下側とする）が上側より外周方向に一層突出して設
けられ、その突出部分の先端同士が前述のように摩擦攪
拌接合されている。また、枠材の上側同士の間には第３
の部材が架設され、その第３の部材と各枠材との突き合
わせ部分にも摩擦攪拌接合が施されている。このため、
本発明では、先ず、枠材の下側同士を摩擦攪拌接合し、
続いて、第３の部材を架設してその第３の部材両端と各
枠材の上側とをそれぞれ摩擦攪拌接合すれば、隣接する
二つのハニカムパネルの接合が完了する。すなわち、二
つのハニカムパネルを接合するに当たって、摩擦攪拌接
合はそのハニカムパネルの常に同じ側から行うことがで
きるので、上記接合が極めて容易になる。また、本発明
でも、請求項１記載の発明と同様に枠材が３Ｔ〜２０Ｔ
突出しているので、上記いずれの摩擦攪拌接合による昇
温部も枠材と面板との接着部分に達しない。このため、
請求項１記載の発明と同様に、接着剤の溶出等が防止で
きる。
仮に下側とする）が上側より外周方向に一層突出して設
けられ、その突出部分の先端同士が前述のように摩擦攪
拌接合されている。また、枠材の上側同士の間には第３
の部材が架設され、その第３の部材と各枠材との突き合
わせ部分にも摩擦攪拌接合が施されている。このため、
本発明では、先ず、枠材の下側同士を摩擦攪拌接合し、
続いて、第３の部材を架設してその第３の部材両端と各
枠材の上側とをそれぞれ摩擦攪拌接合すれば、隣接する
二つのハニカムパネルの接合が完了する。すなわち、二
つのハニカムパネルを接合するに当たって、摩擦攪拌接
合はそのハニカムパネルの常に同じ側から行うことがで
きるので、上記接合が極めて容易になる。また、本発明
でも、請求項１記載の発明と同様に枠材が３Ｔ〜２０Ｔ
突出しているので、上記いずれの摩擦攪拌接合による昇
温部も枠材と面板との接着部分に達しない。このため、
請求項１記載の発明と同様に、接着剤の溶出等が防止で
きる。
【００１２】従って、本発明のハニカムパネル接合体で
は、請求項１記載の発明の効果に加えて、製造が一層容
易になるといった効果が生じる。請求項３記載の発明
は、請求項２記載の構成に加え、上記第３の部材を上記
各枠材と突き合わせたときに係合する係合部が、上記第
３の部材及び上記各枠材にそれぞれ設けられ、かつ、そ
の係合部が、上記第３の部材に上記一方の面板方向に加
わる押圧力によってその係合が確保される方向に形成さ
れたことを特徴としている。
は、請求項１記載の発明の効果に加えて、製造が一層容
易になるといった効果が生じる。請求項３記載の発明
は、請求項２記載の構成に加え、上記第３の部材を上記
各枠材と突き合わせたときに係合する係合部が、上記第
３の部材及び上記各枠材にそれぞれ設けられ、かつ、そ
の係合部が、上記第３の部材に上記一方の面板方向に加
わる押圧力によってその係合が確保される方向に形成さ
れたことを特徴としている。
【００１３】本発明では、第３の部材を各枠材と突き合
わせたときに係合する係合部が、その第３の部材及び各
枠材にそれぞれ設けられている。このため、上記係合部
の係合によって第３の部材及びその両側の各枠材が互い
に突き合わせた状態に保持され、上記摩擦攪拌接合を一
層容易に施すことができる。しかも、上記係合部は、第
３の部材に上記一方の面板方向（すなわち下方向）に加
わる押圧力によってその係合が確保される方向に形成さ
れている。このため、第３の部材と枠材とを摩擦攪拌接
合する際に回転工具から第３の部材に下方向に加わる力
によって、上記係合が確保され、延いては、各部材を上
記突き合わせた状態に一層良好に保持することができ
る。
わせたときに係合する係合部が、その第３の部材及び各
枠材にそれぞれ設けられている。このため、上記係合部
の係合によって第３の部材及びその両側の各枠材が互い
に突き合わせた状態に保持され、上記摩擦攪拌接合を一
層容易に施すことができる。しかも、上記係合部は、第
３の部材に上記一方の面板方向（すなわち下方向）に加
わる押圧力によってその係合が確保される方向に形成さ
れている。このため、第３の部材と枠材とを摩擦攪拌接
合する際に回転工具から第３の部材に下方向に加わる力
によって、上記係合が確保され、延いては、各部材を上
記突き合わせた状態に一層良好に保持することができ
る。
【００１４】従って、本発明のハニカムパネル接合体で
は、請求項２記載の発明の効果に加えて、製造が一層容
易になるといった効果が生じる。請求項４記載の発明
は、請求項１記載の構成に加え、上記枠材の上記突出部
分同士が、上記各ハニカムパネルの面板が重なり合うよ
うに並列に突き合わされ、その突き合わせ部分に沿って
上記摩擦攪拌接合がなされたことを特徴としている。
は、請求項２記載の発明の効果に加えて、製造が一層容
易になるといった効果が生じる。請求項４記載の発明
は、請求項１記載の構成に加え、上記枠材の上記突出部
分同士が、上記各ハニカムパネルの面板が重なり合うよ
うに並列に突き合わされ、その突き合わせ部分に沿って
上記摩擦攪拌接合がなされたことを特徴としている。
【００１５】本発明では、枠材の上記突出部分同士が、
各ハニカムパネルの面板が重なり合うように並列に突き
合わされ、その突き合わせ部分に沿って上記摩擦攪拌接
合がなされている。この場合も、上記突出部分は面板と
の接着部分より３Ｔ〜２０Ｔ突出しているので、上記摩
擦攪拌接合による昇温部は枠材と面板との接着部分に達
せず、請求項１記載の発明と同様に接着剤の溶出等が防
止できる。また、本発明では、上記突出部分を前述のよ
うに並列に突き合わせて摩擦攪拌接合を行っているの
で、厚いハニカムパネル接合体が容易に得られる。
各ハニカムパネルの面板が重なり合うように並列に突き
合わされ、その突き合わせ部分に沿って上記摩擦攪拌接
合がなされている。この場合も、上記突出部分は面板と
の接着部分より３Ｔ〜２０Ｔ突出しているので、上記摩
擦攪拌接合による昇温部は枠材と面板との接着部分に達
せず、請求項１記載の発明と同様に接着剤の溶出等が防
止できる。また、本発明では、上記突出部分を前述のよ
うに並列に突き合わせて摩擦攪拌接合を行っているの
で、厚いハニカムパネル接合体が容易に得られる。
【００１６】従って、本発明のハニカムパネル接合体で
は、請求項１記載の発明の効果に加えて、厚手のものも
容易に製造することができるといった効果が生じる。請
求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の
構成に加え、上記摩擦攪拌接合による接合部の表面が、
そのまま或いは研削後、パテを塗り、塗装して平滑にさ
れたことを特徴としている。
は、請求項１記載の発明の効果に加えて、厚手のものも
容易に製造することができるといった効果が生じる。請
求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の
構成に加え、上記摩擦攪拌接合による接合部の表面が、
そのまま或いは研削後、パテを塗り、塗装して平滑にさ
れたことを特徴としている。
【００１７】このため、本発明では、請求項１〜４のい
ずれかに記載の発明の効果に加えて、上記接合部の表面
が極めてなめらかになるといった効果が生じる。
ずれかに記載の発明の効果に加えて、上記接合部の表面
が極めてなめらかになるといった効果が生じる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。本実施の形態における摩擦攪拌接合と
は、図１に概略的に示すように、アルミニウム合金等の
軟質素材１０，２０を突き合わせて拘束し、その突き合
わせ部分に沿って硬質の回転工具２８を高速回転させな
がら移動させるものである。
と共に説明する。本実施の形態における摩擦攪拌接合と
は、図１に概略的に示すように、アルミニウム合金等の
軟質素材１０，２０を突き合わせて拘束し、その突き合
わせ部分に沿って硬質の回転工具２８を高速回転させな
がら移動させるものである。
【００１９】図２は、回転工具２８の構成を表す側面図
である。図２に示すように、回転工具２８は、大径の肩
部２８ａと、その肩部２８ａの下端から突出した小径の
柱２８ｂとから構成され、図示しない駆動系から駆動力
を伝達されることにより、柱２８ｂの中心軸回りに回転
すると共に軟質素材１０，２０の突き合わせ部分に沿っ
て移動する。すると、その突き合わせ部分には、図１に
示すように、柱２８ｂによって軟質素材１０を構成する
金属と軟質素材２０を構成する金属とが撹拌して接合さ
れた接合部３０が形成される。また、接合部３０の外側
の軟質素材１０，２０には、上記撹拌による発熱で昇温
した昇温部１０ａ，２０ａがそれぞれ形成される。
である。図２に示すように、回転工具２８は、大径の肩
部２８ａと、その肩部２８ａの下端から突出した小径の
柱２８ｂとから構成され、図示しない駆動系から駆動力
を伝達されることにより、柱２８ｂの中心軸回りに回転
すると共に軟質素材１０，２０の突き合わせ部分に沿っ
て移動する。すると、その突き合わせ部分には、図１に
示すように、柱２８ｂによって軟質素材１０を構成する
金属と軟質素材２０を構成する金属とが撹拌して接合さ
れた接合部３０が形成される。また、接合部３０の外側
の軟質素材１０，２０には、上記撹拌による発熱で昇温
した昇温部１０ａ，２０ａがそれぞれ形成される。
【００２０】軟質素材１０，２０がハニカムパネルの枠
材を構成するものである場合、この昇温部１０ａ，２０
ａ（例えば、２００℃以上に昇温する部分）が枠材と面
板との接着部分に達しないようにすることが、接着剤の
溶出等を防止する上で望ましい。以下、その具体的な実
施例を説明する。
材を構成するものである場合、この昇温部１０ａ，２０
ａ（例えば、２００℃以上に昇温する部分）が枠材と面
板との接着部分に達しないようにすることが、接着剤の
溶出等を防止する上で望ましい。以下、その具体的な実
施例を説明する。
【００２１】
【実施例】第１実施例 図３に示すように、アルミニウム合金３００３によって
厚さ２．５ｍｍに構成した面板３１，３２と、アルミニ
ウム合金６Ｎ０１によって側面の肉厚５ｍｍ，上下端面
の肉厚７．５ｍｍ，全体の高さ６０ｍｍに構成した枠材
３３と、アルミニウム合金３００３によって厚さ０．０
７ｍｍ，セルサイズ１２ｍｍに構成したコア３５とを有
するハニカムパネル３７（全幅１０００ｍｍ，全長３
ｍ）を二つ作成した。枠材３３は、上記肉厚を有する断
面ロの字状で、かつ、上下端面には面板３１，３２が接
着固定される切欠部３３ａが形成されている。ハニカム
パネル３７を構成するこれらの部材はエポキシ系の接着
剤にて互いに接着した。
厚さ２．５ｍｍに構成した面板３１，３２と、アルミニ
ウム合金６Ｎ０１によって側面の肉厚５ｍｍ，上下端面
の肉厚７．５ｍｍ，全体の高さ６０ｍｍに構成した枠材
３３と、アルミニウム合金３００３によって厚さ０．０
７ｍｍ，セルサイズ１２ｍｍに構成したコア３５とを有
するハニカムパネル３７（全幅１０００ｍｍ，全長３
ｍ）を二つ作成した。枠材３３は、上記肉厚を有する断
面ロの字状で、かつ、上下端面には面板３１，３２が接
着固定される切欠部３３ａが形成されている。ハニカム
パネル３７を構成するこれらの部材はエポキシ系の接着
剤にて互いに接着した。
【００２２】枠材３３の外側面同士を互いに突き合わ
せ、接合時に開かないように固定した。そして、肩部２
８ａの直径Ｄ＝１２，柱２８ｂの直径ｄ＝５，柱２８ｂ
の長さＨ＝５（いずれも単位ｍｍ：図２参照）の鋼製の
回転工具２８を、回転数１２００ｒｐｍ，接合速度５０
０ｍｍ／分で水平移動させ、裏と表とを同時に接合し
た。接合部３０の中心から接着剤塗布部（すなわち切欠
部３３ａ）までの距離は１５ｍｍであった。接着剤塗布
部において接着剤の溶出等は一切見られず、接合部３０
の状態も良好で欠陥等は発見されなかった。
せ、接合時に開かないように固定した。そして、肩部２
８ａの直径Ｄ＝１２，柱２８ｂの直径ｄ＝５，柱２８ｂ
の長さＨ＝５（いずれも単位ｍｍ：図２参照）の鋼製の
回転工具２８を、回転数１２００ｒｐｍ，接合速度５０
０ｍｍ／分で水平移動させ、裏と表とを同時に接合し
た。接合部３０の中心から接着剤塗布部（すなわち切欠
部３３ａ）までの距離は１５ｍｍであった。接着剤塗布
部において接着剤の溶出等は一切見られず、接合部３０
の状態も良好で欠陥等は発見されなかった。
【００２３】第２実施例 図４に示すように、アルミニウム合金３００３によって
厚さ２．５ｍｍに構成した面板４１，４２と、アルミニ
ウム合金６Ｎ０１によって側面の肉厚５ｍｍ，上下端面
の肉厚５ｍｍ，全体の高さ６０ｍｍに構成した枠材４３
と、アルミニウム合金３００３によって厚さ０．１ｍ
ｍ，セルサイズ１５ｍｍに構成したコア４５とを有する
ハニカムパネル４７（全幅１０００ｍｍ，全長３ｍ）を
二つ作成した。枠材４３は、上記肉厚を有する断面略エ
の字状で、かつ、上下端面には面板４１，４２が接着固
定される切欠部４３ａが形成されると共に、下端面が外
周方向に一層突出している。ハニカムパネル４７を構成
するこれらの部材はエポキシ系の接着剤にて互いに接着
した。
厚さ２．５ｍｍに構成した面板４１，４２と、アルミニ
ウム合金６Ｎ０１によって側面の肉厚５ｍｍ，上下端面
の肉厚５ｍｍ，全体の高さ６０ｍｍに構成した枠材４３
と、アルミニウム合金３００３によって厚さ０．１ｍ
ｍ，セルサイズ１５ｍｍに構成したコア４５とを有する
ハニカムパネル４７（全幅１０００ｍｍ，全長３ｍ）を
二つ作成した。枠材４３は、上記肉厚を有する断面略エ
の字状で、かつ、上下端面には面板４１，４２が接着固
定される切欠部４３ａが形成されると共に、下端面が外
周方向に一層突出している。ハニカムパネル４７を構成
するこれらの部材はエポキシ系の接着剤にて互いに接着
した。
【００２４】枠材４３の下端外側端面同士を互いに突き
合わせ、接合時に開かないように固定した。そして、Ｄ
＝１２，ｄ＝５，Ｈ＝４．６（単位ｍｍ：図２参照）の
鋼製の回転工具２８を、回転数１２００ｒｐｍ，接合速
度５００ｍｍ／分で水平移動させ、上記下端外側端面同
士を接合した。次に、厚さ５ｍｍで両端に厚さ６ｍｍ，
幅５ｍｍの係合部４９ａを有するアルミニウム合金６Ｎ
０１製のカバー材４９を、互いに対向している枠材４３
の上端外側端面の間に配置した。Ｄ＝１２，ｄ＝５，Ｈ
＝６（単位ｍｍ：図２参照）の鋼製の回転工具２８を、
回転数１２００ｒｐｍ，接合速度５００ｍｍ／分で水平
移動させ、カバー材４９の両端とそれに隣接する一対の
枠材４３の上端とをそれぞれ接合した。
合わせ、接合時に開かないように固定した。そして、Ｄ
＝１２，ｄ＝５，Ｈ＝４．６（単位ｍｍ：図２参照）の
鋼製の回転工具２８を、回転数１２００ｒｐｍ，接合速
度５００ｍｍ／分で水平移動させ、上記下端外側端面同
士を接合した。次に、厚さ５ｍｍで両端に厚さ６ｍｍ，
幅５ｍｍの係合部４９ａを有するアルミニウム合金６Ｎ
０１製のカバー材４９を、互いに対向している枠材４３
の上端外側端面の間に配置した。Ｄ＝１２，ｄ＝５，Ｈ
＝６（単位ｍｍ：図２参照）の鋼製の回転工具２８を、
回転数１２００ｒｐｍ，接合速度５００ｍｍ／分で水平
移動させ、カバー材４９の両端とそれに隣接する一対の
枠材４３の上端とをそれぞれ接合した。
【００２５】ここで、枠材４３の上端外側には、上方に
屈曲した略Ｌ字状の係合部４３ｂが形成され、カバー材
４９の両端には、その係合部４３ｂに係合する同じく略
Ｌ字状の前述の係合部４９ａが形成されている。本実施
例では、この係合部４３ｂ，４９ａの係合により、一対
の枠材４３の上端の間に第３の部材としてのカバー材４
９を保持し、そのカバー材４９と両側の枠材４３とを互
いに摩擦攪拌接合したのである。なお、係合部４３ｂ，
４９ａは、回転工具２８からカバー材４９に加わる押圧
力によってその係合が確保される方向に形成されている
ので、摩擦攪拌接合中にカバー材４９と枠材４３とを良
好に突き合わせた状態に保持することができた。
屈曲した略Ｌ字状の係合部４３ｂが形成され、カバー材
４９の両端には、その係合部４３ｂに係合する同じく略
Ｌ字状の前述の係合部４９ａが形成されている。本実施
例では、この係合部４３ｂ，４９ａの係合により、一対
の枠材４３の上端の間に第３の部材としてのカバー材４
９を保持し、そのカバー材４９と両側の枠材４３とを互
いに摩擦攪拌接合したのである。なお、係合部４３ｂ，
４９ａは、回転工具２８からカバー材４９に加わる押圧
力によってその係合が確保される方向に形成されている
ので、摩擦攪拌接合中にカバー材４９と枠材４３とを良
好に突き合わせた状態に保持することができた。
【００２６】接合部３０の中心から接着剤塗布部（すな
わち切欠部４３ａ）までの距離は、それぞれ２０ｍｍで
あった。接着剤塗布部において接着剤の溶出等は一切見
られず、接合部３０の状態も良好で欠陥等は発見されな
かった。また、接合部３０には、最大深さ０．０５ｍｍ
の窪み（ビード）ができたが、簡単なパテ塗りと塗装に
より平坦な大型パネルとすることができた。なお、接合
部３０の表面は、研削後に上記パテ塗り及び塗装を施し
てもよい。
わち切欠部４３ａ）までの距離は、それぞれ２０ｍｍで
あった。接着剤塗布部において接着剤の溶出等は一切見
られず、接合部３０の状態も良好で欠陥等は発見されな
かった。また、接合部３０には、最大深さ０．０５ｍｍ
の窪み（ビード）ができたが、簡単なパテ塗りと塗装に
より平坦な大型パネルとすることができた。なお、接合
部３０の表面は、研削後に上記パテ塗り及び塗装を施し
てもよい。
【００２７】第３実施例 第２実施例において、接着剤として不燃性の弱弾性接着
剤を用いた。接着時の加圧力を上げると、接着後の枠材
４３の接合部３０と反対側の表面（図４参照）が０．０
５ｍｍ窪んだため、図５に示すように、内側に支持部５
３ｃを有する枠材５３を使用した。なお、枠材５３は、
下端面の肉厚が１０ｍｍと厚い点と支持部５３ｃを有す
る点とを除いては枠材４３と同様に構成され、切欠部４
３ａ及び係合部４３ｂと同様の切欠部５３ａ及び係合部
５３ｂを有している。また、面板５１，５２としては、
厚さ５ｍｍのステンレス製のものを使用した。この結
果、接着後のハニカムパネル５７の表面には測定可能な
窪みは見られなかった。
剤を用いた。接着時の加圧力を上げると、接着後の枠材
４３の接合部３０と反対側の表面（図４参照）が０．０
５ｍｍ窪んだため、図５に示すように、内側に支持部５
３ｃを有する枠材５３を使用した。なお、枠材５３は、
下端面の肉厚が１０ｍｍと厚い点と支持部５３ｃを有す
る点とを除いては枠材４３と同様に構成され、切欠部４
３ａ及び係合部４３ｂと同様の切欠部５３ａ及び係合部
５３ｂを有している。また、面板５１，５２としては、
厚さ５ｍｍのステンレス製のものを使用した。この結
果、接着後のハニカムパネル５７の表面には測定可能な
窪みは見られなかった。
【００２８】Ｄ＝１５，ｄ＝７，Ｈ＝９（単位ｍｍ：図
２参照）の鋼製の回転工具２８を、回転数１２００ｒｐ
ｍ，接合速度３００ｍｍ／分で水平移動させ、上記下端
外側端面同士を接合した。接合部３０の中心から接着剤
塗布部（すなわち切欠部５３ａ）までの距離は、それぞ
れ３０ｍｍであった。接着剤塗布部において接着剤の溶
出等は一切見られず、接合部３０の状態も良好で欠陥等
は発見されなかった。
２参照）の鋼製の回転工具２８を、回転数１２００ｒｐ
ｍ，接合速度３００ｍｍ／分で水平移動させ、上記下端
外側端面同士を接合した。接合部３０の中心から接着剤
塗布部（すなわち切欠部５３ａ）までの距離は、それぞ
れ３０ｍｍであった。接着剤塗布部において接着剤の溶
出等は一切見られず、接合部３０の状態も良好で欠陥等
は発見されなかった。
【００２９】第４実施例 第１実施例で使用したハニカムパネル３７を、図６に示
すように面板３１が重なり合うように上下に重ね、枠材
３３を並列に突き合わせた。その突き合わせ部分の横か
ら、Ｄ＝１２，ｄ＝５，Ｈ＝５（単位ｍｍ：図２参照）
の鋼製の回転工具２８を、回転数１２００ｒｐｍ，接合
速度５００ｍｍ／分で水平移動させ、摩擦攪拌接合を施
した。接着剤塗布部において接着剤の溶出等は一切見ら
れず、接合部３０の状態も良好で欠陥等は発見されなか
った。
すように面板３１が重なり合うように上下に重ね、枠材
３３を並列に突き合わせた。その突き合わせ部分の横か
ら、Ｄ＝１２，ｄ＝５，Ｈ＝５（単位ｍｍ：図２参照）
の鋼製の回転工具２８を、回転数１２００ｒｐｍ，接合
速度５００ｍｍ／分で水平移動させ、摩擦攪拌接合を施
した。接着剤塗布部において接着剤の溶出等は一切見ら
れず、接合部３０の状態も良好で欠陥等は発見されなか
った。
【００３０】比較例 第１実施例において、接合部３０の中心から接着剤塗布
部（すなわち切欠部３３ａ）までの距離を７ｍｍとし
た。接合部３０近傍の接着剤塗布部では接着剤が溶け出
し、接合部３０の表面も荒れて良好な接合ができなかっ
た。すなわち、アルミニウム合金の攪拌の際に加工の抵
抗が大幅に異なる接着剤が紛れ込み、アルミニウム合金
が途切れて連続した攪拌ができず、切削屑のようなバリ
が多量に発生して断続的に溝のある接合部３０が形成さ
れた。
部（すなわち切欠部３３ａ）までの距離を７ｍｍとし
た。接合部３０近傍の接着剤塗布部では接着剤が溶け出
し、接合部３０の表面も荒れて良好な接合ができなかっ
た。すなわち、アルミニウム合金の攪拌の際に加工の抵
抗が大幅に異なる接着剤が紛れ込み、アルミニウム合金
が途切れて連続した攪拌ができず、切削屑のようなバリ
が多量に発生して断続的に溝のある接合部３０が形成さ
れた。
【００３１】このように、上記各実施例では、ハニカム
パネル３７〜５７の枠材３３〜５３を面板３１〜５２と
の接着部分より外周方向に３Ｔ〜２０Ｔ（より望ましく
は５Ｔ〜１５Ｔ：但し、Ｔは面板３１〜５２の厚さ）突
出させ、その枠材３３〜５３の突出部分同士を突き合わ
せて摩擦攪拌接合を行っている。このため、その摩擦攪
拌接合による昇温部が上記接着部分（接着剤塗布部）に
達せず、接着剤を溶出させることなく良好にハニカムパ
ネル３７〜５７を接合することができた。従って、こう
して得られた上記各実施例のハニカムパネル接合体は、
ブローホール，凝固割れ，ボルトのゆるみ等の欠陥がな
く、製造も容易である。
パネル３７〜５７の枠材３３〜５３を面板３１〜５２と
の接着部分より外周方向に３Ｔ〜２０Ｔ（より望ましく
は５Ｔ〜１５Ｔ：但し、Ｔは面板３１〜５２の厚さ）突
出させ、その枠材３３〜５３の突出部分同士を突き合わ
せて摩擦攪拌接合を行っている。このため、その摩擦攪
拌接合による昇温部が上記接着部分（接着剤塗布部）に
達せず、接着剤を溶出させることなく良好にハニカムパ
ネル３７〜５７を接合することができた。従って、こう
して得られた上記各実施例のハニカムパネル接合体は、
ブローホール，凝固割れ，ボルトのゆるみ等の欠陥がな
く、製造も容易である。
【００３２】なお、枠材３３〜５３の突出量が３Ｔ未満
であると、上記比較例のように、摩擦攪拌接合による昇
温によって接合部３０の近傍の接着剤が溶け出し、接合
部３０に流れ込んで良好な摩擦攪拌接合が行えない場合
がある。また、枠材３３〜５３の突出量が２０Ｔを超え
ると、枠材３３〜５３の占める部分が大きくなってハニ
カムパネル３７〜５７の本来の軽さが徒に失われる。
であると、上記比較例のように、摩擦攪拌接合による昇
温によって接合部３０の近傍の接着剤が溶け出し、接合
部３０に流れ込んで良好な摩擦攪拌接合が行えない場合
がある。また、枠材３３〜５３の突出量が２０Ｔを超え
ると、枠材３３〜５３の占める部分が大きくなってハニ
カムパネル３７〜５７の本来の軽さが徒に失われる。
【００３３】また、第２実施例及び第３実施例では、先
ず、枠材４３または５３の下端同士を摩擦攪拌接合し、
続いて、カバー材４９を架設してそのカバー材４９の両
端と枠材４３または５３の上端とをそれぞれ摩擦攪拌接
合すれば、隣接する二つのハニカムパネル４７または５
７の接合が完了する。すなわち、二つのハニカムパネル
４７または５７を接合するに当たって、摩擦攪拌接合は
そのハニカムパネル４７または５７の常に同じ側から行
うことができるので、上記接合が極めて容易になる。し
かも、第２実施例及び第３実施例では、係合部４９ａと
係合部４３ｂまたは５３ｂとの係合によってカバー材４
９及び枠材４３または５３が互いに突き合わせた状態に
保持され、更に、回転工具２８からカバー材４９に加わ
る力によってその係合が確保される。従って、各部材を
上記突き合わせた状態に極めて良好に保持することがで
き、製造が一層容易になる。よって、第２実施例または
第３実施例のハニカムパネル接合体は、製造が極めて容
易である。
ず、枠材４３または５３の下端同士を摩擦攪拌接合し、
続いて、カバー材４９を架設してそのカバー材４９の両
端と枠材４３または５３の上端とをそれぞれ摩擦攪拌接
合すれば、隣接する二つのハニカムパネル４７または５
７の接合が完了する。すなわち、二つのハニカムパネル
４７または５７を接合するに当たって、摩擦攪拌接合は
そのハニカムパネル４７または５７の常に同じ側から行
うことができるので、上記接合が極めて容易になる。し
かも、第２実施例及び第３実施例では、係合部４９ａと
係合部４３ｂまたは５３ｂとの係合によってカバー材４
９及び枠材４３または５３が互いに突き合わせた状態に
保持され、更に、回転工具２８からカバー材４９に加わ
る力によってその係合が確保される。従って、各部材を
上記突き合わせた状態に極めて良好に保持することがで
き、製造が一層容易になる。よって、第２実施例または
第３実施例のハニカムパネル接合体は、製造が極めて容
易である。
【００３４】更に、第４実施例では、ハニカムパネル３
７を上下に重ねて枠材３３を並列に突き合わせ、その突
き合わせ部分を摩擦攪拌接合している。このため、厚手
のハニカムパネル接合体が容易に得られる。なお、本発
明は上記実施例に何等限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することが
できる。例えば、上記各実施例では、枠材３３〜５３を
アルミニウム合金によって構成した場合について説明し
たが、銅等の摩擦攪拌接合が可能な他の金属によって構
成した場合にも、本発明は同様に適用することができ
る。
７を上下に重ねて枠材３３を並列に突き合わせ、その突
き合わせ部分を摩擦攪拌接合している。このため、厚手
のハニカムパネル接合体が容易に得られる。なお、本発
明は上記実施例に何等限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することが
できる。例えば、上記各実施例では、枠材３３〜５３を
アルミニウム合金によって構成した場合について説明し
たが、銅等の摩擦攪拌接合が可能な他の金属によって構
成した場合にも、本発明は同様に適用することができ
る。
【図１】 本発明を適用した摩擦撹拌接合の形態を概略
的に表す説明図である。
的に表す説明図である。
【図２】 その摩擦撹拌接合に使用される回転工具を表
す側面図である。
す側面図である。
【図３】 第１実施例の構成を概略的に表す説明図であ
る。
る。
【図４】 第２実施例の構成を概略的に表す説明図であ
る。
る。
【図５】 第３実施例の構成を概略的に表す説明図であ
る。
る。
【図６】 第４実施例の構成を概略的に表す説明図であ
る。
る。
２８…回転工具 ３０…接合部 ３１，３２，４１，４２，５１，５２…面板 ３３，４３，５３…枠材 ３５，４５…コ
ア ３７，４７，５７…ハニカムパネル ４３ｂ，４９
ａ，５３ｂ…係合部 ４９…カバー材
ア ３７，４７，５７…ハニカムパネル ４３ｂ，４９
ａ，５３ｂ…係合部 ４９…カバー材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２３Ｋ 101:02 103:10 Ｆターム(参考） 2E162 CB08 CB15 GA02 GB07 4E067 AA05 BG00 BG02 DA13 DA17 EC09 4F100 AB04 AB10 AB17 AK53G AT00A AT00C BA03 BA06 BA10A BA10C BA31 DC02B EC18 EC182 GB07 JL02
Claims (5)
- 【請求項１】 一対の面板と、該一対の面板の間に形成
されたハニカムコアと、上記一対の面板の互いに対向す
る端縁の間に接着された枠材と、を備えたハニカムパネ
ルを、複数接合してなるハニカムパネル接合体であっ
て、 上記枠材が、上記面板との接着部分より外周方向に３Ｔ
〜２０Ｔ（Ｔは上記面板の厚さ）突出して設けられ、 上記枠材の上記突出部分同士を突き合わせ、その突き合
わせ部分に沿って回転工具を回転しながら移動させるこ
とによって摩擦攪拌接合を行って上記ハニカムパネルが
接合されると共に、その摩擦攪拌接合による昇温部が、
上記枠材と上記面板との接着部分に達しない状態に設け
られたことを特徴とするハニカムパネル接合体。 - 【請求項２】 上記枠材の一方の上記面板側が他方の上
記面板側より外周方向に一層突出して設けられ、その突
出部分の先端同士が上記摩擦攪拌接合され、 上記枠材の他方の上記面板側には、上記枠材同士の間に
第３の部材が架設され、その第３の部材と上記各枠材と
の突き合わせ部分にも上記摩擦攪拌接合が施されると共
に、その摩擦攪拌接合による昇温部も、上記枠材と上記
面板との接着部分に達しない状態に設けられたことを特
徴とする請求項１記載のハニカムパネル接合体。 - 【請求項３】 上記第３の部材を上記各枠材と突き合わ
せたときに係合する係合部が、上記第３の部材及び上記
各枠材にそれぞれ設けられ、かつ、その係合部が、上記
第３の部材に上記一方の面板方向に加わる押圧力によっ
てその係合が確保される方向に形成されたことを特徴と
する請求項２記載のハニカムパネル接合体。 - 【請求項４】 上記枠材の上記突出部分同士が、上記各
ハニカムパネルの面板が重なり合うように並列に突き合
わされ、その突き合わせ部分に沿って上記摩擦攪拌接合
がなされたことを特徴とする請求項１記載のハニカムパ
ネル接合体。 - 【請求項５】 上記摩擦攪拌接合による接合部の表面
が、そのまま或いは研削後、パテを塗り、塗装して平滑
にされたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
載のハニカムパネル接合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13569899A JP4320086B2 (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | ハニカムパネル接合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13569899A JP4320086B2 (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | ハニカムパネル接合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000329295A true JP2000329295A (ja) | 2000-11-30 |
| JP4320086B2 JP4320086B2 (ja) | 2009-08-26 |
Family
ID=15157819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13569899A Expired - Fee Related JP4320086B2 (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | ハニカムパネル接合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4320086B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6386425B2 (en) | 1999-09-30 | 2002-05-14 | Hitachi, Ltd. | Method of friction stir welding structural body, structural body, and extruded material |
| EP1236532A1 (en) * | 2001-02-27 | 2002-09-04 | Hitachi, Ltd. | Method of friction stir welding structural body, structural body, and extruded material |
| CN102143807B (zh) * | 2008-09-05 | 2017-07-25 | 贝尔直升机泰克斯特龙公司 | 粘结剂在蜂窝状芯体结构的表面网络上成网的方法和装置 |
-
1999
- 1999-05-17 JP JP13569899A patent/JP4320086B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6386425B2 (en) | 1999-09-30 | 2002-05-14 | Hitachi, Ltd. | Method of friction stir welding structural body, structural body, and extruded material |
| EP1236532A1 (en) * | 2001-02-27 | 2002-09-04 | Hitachi, Ltd. | Method of friction stir welding structural body, structural body, and extruded material |
| CN102143807B (zh) * | 2008-09-05 | 2017-07-25 | 贝尔直升机泰克斯特龙公司 | 粘结剂在蜂窝状芯体结构的表面网络上成网的方法和装置 |
| US10040269B2 (en) | 2008-09-05 | 2018-08-07 | Textron Innovations Inc. | Method and apparatus for reticulating an adhesive to the surface network of a cellular core structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4320086B2 (ja) | 2009-08-26 |
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