JPH01141038A - ハニカムコア - 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」 本発明はハニカムコアに関する。

さらに詳しくは、基材の重着方向と、これに直交する方
向、すなわち、基材の長手方向のせん断強度が略等しい
ハニカムコアに関する。

「従来の技術」、「発明が解決しようとする問題点」 ハニカムコアは、一般に、成形容易な展張成形手段によ
って成形されているが、ハニカムコアを形成する基材の
材質、厚さ等によっては、展張成形手段によっては成形
することができず、係る基材を用いてハニカムコアを成
形する場合には、例えば、歯車式、プレス式等の加工手
段によって、予め、その厚み方向に所定形状の凹部と凸
部とが交互に連続して位置すべく折曲形成された凹凸部
を有する基材を準備し、これら所定枚数の基材を、隣接
する基材の一方の基材の凹部と他方の基材の凸部とが互
いに対応する位置関係に配列すると共に、凹部と凸部の
当接部を、例えば、接着剤等を介して接着することによ
り各基材は凹部と凸部の当接部に形成された接合部によ
って重着され、隣接する基材における凹部、凸部の互い
の開口端が対向して位置することにより形成された中空
柱状のセルの平面的集合体よりなるハニカムコアが得ら
れる。いわゆる、コルゲート成形手段によってハニカム
コアは成形されている。

係るコルゲート成形手段により成形されたハニカムコア
にあっても、成形容易な展張成形手段により成形された
ハニカムコアと同様、重量対強度が大であり、また、基
材に折曲形成する凹部、凸部の形成が容易である等のた
め、従来は一般に、第７図に示す如く、成形されたハニ
カムコアＡが、略正六角形のセルＣの平面的集合体より
なるべく、略正六角形を対向する負部間に沿って二分割
した台形状の凹部Ｄ、凸部Ｅを折曲形成した基材Ｂを重
着することによってハニカムコアＡが形成されていた。

なお、ＦはセルＣを形成するセル壁である。

しかし、係るハニカムコアＡにあっては、後述の如く、
重着方向Ｗと、重着方向Ｗに直交する方向、すなわち、
基材Ｂの長手方向りとでは、せん断強度が著しく異なる
ため、係るハニカムコアＡあるいはハニカムコアＡを芯
材としてサンドイッチパネルを構造材として用いる場合
には、ハニカムコアＡ、サンドイッチパネルの例えば、
左右方向とこれと直交する方向のせん断強度が著しく異
なるなめ、機器によっては係るハニカムコアＡ、サンド
イッチパネルを構造材として用いることができない場合
が多条あった。

また、係るハニカムコアＡ、ハニカムコアＡを芯材とし
たサンドイッチパネルを構造材として用いることができ
る場合であっても、例えば、荷重のかかり方によって、
せん断強度の小さな方向に大きな歪等が生じ易いため、
ハニカムコアＡの使用方向、すなわち、重着方向Ｗ、基
材Ｂの長手方向りの使用方向が限定されるので、ハニカ
ムコアＡ、特に、ハニカムコアＡを芯材としたサンドイ
ッチパネルの成形が容易でないという欠点があった。

本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、重着方向と基材の長手方向のせん断強度
が略等しく、かつ、その値が、同一基材で成形され、そ
の高さ、セルサイズ等が同一なコルゲート成形手段によ
って成形された略正六角形のセルの平面的集合体よりな
る従来のハニカムコアＡにおけるせん断強度が小であっ
た基材の重着方向の値より可なり大きく、また、従来の
略正六角形のセルの平面的集合体よりなるハニカムコア
Ａと同一の成形手段により成形することができるハニカ
ムコアを提案することにある。

ｒ問題点を解決するための手段」 本発明は、上記目的を達成すべくなされたもので、その
技術的解決手段は、板状体の厚み方向に、所定形状の凹
部と凸部とが交互に連続して位置するよう形成された所
定枚数の基材を、隣接する前記基材の一方の基材におけ
る凹部と他方の基材における凸部とが互いに対応する位
置関係に配列すると共に、前記凹部と凸部の当接部を接
合することにより成形された中空柱状のセルの平面的集
合体よりなるハニカムコアにおいて、該ハニカムコアが
、それを形成する各セルのセルサイズと接合部間のピッ
チとが略等しく、かつ、各セルの平面形状が、それぞれ
左右、上下が対称となるべく、セルをセルサイズの方向
に直交する方向に沿って二分割した形状の凹部、凸部を
有する所定枚数の基材により構成するようしたものであ
る。

「作用」 本発明は上記手段よりなるので、以下の如く作用する。

すなわち、本発明に係るハニカムコアは、それを形成す
る各セルのセルサイズが、接合部間のピッチと略等しい
長さに形成されており、かつ、セルの平面形状が、左右
、上下がそれぞれ対称に形成されているので、その厚さ
等サイズが同一な同じ材質の基材により成形された同一
セルサイズのコルゲート成形手段によって成形された略
正六角形のセルよりなる従来のハニカムコアとでは、セ
ルのセルサイズは同一であるが、接合部間のピッチ、セ
ルの面積等は、何れも従来のハニカムコアの方が大であ
る。しかし、接合部間のピッチが小さくなった分、セル
の密度は逆に、本発明のハニカムコアの方が大となる。

したがって、両八二カムコアの単位面積内における所定
位置において、重着方向に沿って切断した際の切断面内
に位置するセルを形成するセル壁若しくは接合部、すな
わち、基材の数は、何れのハニカムコアも変らないが、
基材の長手方向沿って切断した際の切断面内に位置する
セル壁、すなわち、基材の数については、セルの密度が
大となった分、本発明のハニカムコアの方が増加する。

故に、重着方向に直方する方向、すなわち、基材の長手
方向のせん断強度については、何れのハニカムコアも等
しいが、基材の長手方向に沿った切断面内に位置するセ
ル壁の数が増加することが主因となって、基材の長手方
向に直交する方向、すなわち、重着方向のせん断強度は
、従来のハニカムコアに比し、本発明に係るハニカムコ
アの方が大となる。

而して、後述の試験結果が示す如く、セルの平面形状が
左右、上下がそれぞれ対称で、かつ、セルサイズと接合
部間のピッチとが、略等しくなるよう構成した場合にお
いて、重着方向と基材の長手方向のせん断強度は略等し
くなる。

また、本発明に係るハニカムコアを成形するにあたって
は、基材に凹部、凸部を形成するための例えば、歯車式
、プレス式等の加工装置における成形型の形状を、成形
後のハニカムコアにおいて、それを形成するセルのセル
サイズと接合部間のピッチとが等しくなると共に、その
平面形状が、左右、上下それぞれ対象なセルが形成され
るべく、セルをセルサイズの方向に直交する方向に沿っ
て二分割した形状の凹部、凸部を形成することが可能な
成形型を用いて平板状の基材に凹部、凸部を形成するこ
とにより、事後の手段は従来めハニカムコアと全く同一
のため、その成形は容易である。

「実施例」 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図はハニカムコアの要部の平面図、第２図は基材の
要部の斜視図である。

第１図、第２図において、１はハニカムコアであり、こ
のハニカムコア１は所定枚数の基材２からなっている。

ハニカムコア１を構成する基材２は、以下の如く構成さ
れている。すなわち、ハニカムコア１におけるセル３を
形成するための対称的な台形状の凹部４と凸部５とが、
その厚み方向に交互に連続して形成されており、これら
凹部４、凸部５のそれぞれの深さｄ並びに高さｈは、互
いに平行に形成された四部４の底面部４ａと凸部５の頂
面部５ａの底面部４ａ間または頂面部５ａ間のそれぞれ
の距離、すなわち、ピッチＰの１／２の長さに等しい深
さｄ、高さｈに形成されている。

ハニカムコア１は、これら所定枚数の基材２が、隣接す
る一方の基材２の底面部４ａと他方の基材２の頂面部５
ａとが対応当接する位置関係にそれぞれ配列されている
と共に、各当接部を接合することにより構成されている
ので、各基材２における隣接位置する互いの凹部４と凸
部５の開口端が対向位置することによって形成されたセ
ル３の平面的集合体よりなっている。

したがって、ハニカムコア１を形成する各セル３は、例
えば、一方の当接面、すなわち、底面部４ａ若しくは頂
面部５ａの何れか一方の外面に接着剤を塗布することに
よって形成された接合材層６を介して底面部４ａと頂面
部５ａを接合することにより形成された接合部７間の距
離、すなわち、底面部４ａ間または頂面部５ａ間のピッ
チＰと、そのセルサイズＳとが略等しい長さに形成され
ており、また、各セル３は平面において、ハニカムコア
１の重着方向Ｗに沿って縦長な左右、上下がそれぞれ対
称な六角形に形成されている。

なお、８は接合部７と共に、セル３を形成するセル壁で
ある。

ハニカムコア１は、以上の如く構成されている。

次に、ハニカムコア１を成形するための成形方法の一実
施例について説明する。

例えば、セル３のセルサイズＳおよび接合部７間のピッ
チＰが１／８インチ、すなわち、３．１７５”で、かつ
、セル３の平面形状が左右、上下がそれぞれ対称で、な
おかつ、セル３を形成する接合部７、セル壁８の折曲角
がすべて１２０°のハニカムコア１を成形する場合には
、例えば、第３図に示す如く、成形後のハニカムコア１
の寸法、形状がそれぞれ前記数値、形状となるべく、平
板状の基材２ａの厚み方向に、所定の寸法、形状の凹部
４、凸部５を交互に連続して形成することができるよう
算定された形状の歯型を有する一組の歯車状成形型１１
を備えた歯車式加工装ｆｌｏによりて、先ず、平板状の
基材２ａの厚み方向に、その深さｄ、高さｈが共にセル
サイズＳの１／２、すなわち、１．５８７５”で、また
、共にその幅すが０．６７１”の互いに平行な底面部４
ａ、頂面部５ａを有し、かつ、底面部４ａ間、頂面部５
ａ間のピッチＰがそれぞれ３．１７５”’で、各折曲部
が１２０°に折曲され、左右がそれぞれ対称であると共
に、互いに対称な凹部４、凸部５を交互に連続して形成
し、これらの凹部４、凸部５が形成された所定長さの基
材２を多数準備し、次に、所定枚数の基材２における底
面部４ａ若しくは頂面部５ａの何れか一方の外側面に、
例えば、接着剤を塗布することにより接合材層６を形成
し、接合材層６が形成された各基材２を、順次、隣接す
る一方の基材２の底面部４ａと他方の基材２の頂面部５
ａとが対応当接する位置関係に配列した後、配列方向に
加圧しつつ、加熱することにより、各基材２は、接合材
層６を介して各底面部４ａと各頂面部５ａ間で接着され
、これらの部位に形成された各接合部７により重着され
てハニカムコア１が成形される。成形されなハニカムコ
ア１は、接合部間のピッチＰ、セルサイズＳとも３．１
７５鴎で、かつ、セル３を形成する接合部７、セル壁８
の折曲角がすべて１２０”の左右、上下がそれぞれ対称
な重着方向に沿って縦長な六角形のセルの平面的集合体
よりなっている。

したがって、成形にあたって、平板状の基材２ａの厚み
方向に、凹部４、凸部５を形成するための例えば、歯車
式加工装置１０の歯車状成形型１１の歯型を、成形後の
ハニカムコア１におけるセル３を、そのセルサイズＳ方
向に直交する方向に沿って二分割した形状の凹部４、凸
部５を形成することができる形状に形成することによっ
て、従来のハニカムコアＡと同一成形手段によって成形
することができる。

次に、セルサイズＳが共に３．１７５ｎｍに形成された
ハニカムコア１と従来のハニカムコアＡとの比較を、第
４図に基づいて説明する。

ハニカムコア１の接合部７間のピッチＰは、セルサイズ
Ｓと等しい３．１７５”であるのに対して、ハニカムコ
アＡにおけるそのピッチＰａは５゜４９９Ｍ′であり、
ｔＣ、セル３ノ面！、／Ｉ’１０．０７６−であるのに
対して、セルＣの面積は１７゜４５９−である。したが
って、ハニカムコア１のセル３の面積を１とした場合、
その面積比は１：１．７３３となるが、単位面積内に存
在するセル３、セルＣの数、すなわち、その密度は、逆
（こハニカムコア１の方が大となる。故に、両ハニカム
コア１．Ａの単位面積内における所定位置において、共
に重着方向Ｗに沿って切断した際の切断面内に位置する
セル壁８．Ｆの数（なお接合部はセルＩｉ２枚分に換算
）は、何れのハニカムコア１゜Ａも変わらず、図におい
ては四枚若しくは大枚であるが、基材の長手方向りに沿
う方向、例えば、ＩＶ　−ＩＶ線沿って切断した際の切
断面内に位置するセル壁８．Ｆの数については、セル３
の密度が大となった分、すなわち、図示例では約１．５
倍ハニカムコア１の方が増加する。したがって、重着方
向Ｗに直交する方向、すなわち、基材の長手方向りのせ
ん断強度については、何れのハニカムコア１．Ａも略等
しいが、基材の長手方向りに沿った切断面内に位置する
セル壁８の数が増加することが主因となって、基材の長
手方向りに直交する方向、すなわち、重着方向Ｗのせん
断強度は、ハニカムコアＡに比し、ハニカムコア１の方
が可なり大となり、その値は、この実施例のハニカムコ
ア１においては、後述の試験結果が示す如く、基材の長
手方向しのせん断強度と等しくなる。

上述の実施例においては、その左右がそれぞれ対称で、
かつ、互いに対称な台形状の凹部４、凸部５を有する基
材２により構成され、そのセルサイズＳと接合部７間の
ピッチＰとが略等しく、かつ、左右、上下がそれぞれ対
称な重着方向Ｗに縦長な六角形のセル３の平面的集合体
よりなるハニカムコア１について説明したが、ハニカム
コアの構成、セルの平面形状等、上述の実施例に限定さ
れるものではなく、例えば、第５図および第６図に示す
如く、その厚み方向に正方形状の凹部１４、凸部１５を
交互に連続して形成した基材１２により構成され、その
セルサイズＳと接合部７間のピッチＰとが略等しく、か
つ、重着方向Ｗに沿って縦長に位置する長方形のセル１
３の平面的集合体よりなるハニカムコア１１であっても
よい。

係る構成のハニカムコア１１においても、後述の試験結
果が示す如く、その重着方向Ｗと基材の長手方向りのせ
ん断強度は略等しく、しかも、その値は、同一セルサイ
ズＳの従来のハニカムコアＡにおけるせん断強度が小で
あった重着方向Ｗのせん断強度の値より可なり大となる
。

なお、この第５図、第６図に示した他の実施例において
、その他の各部材の構成、機能等は、前述の第１図乃至
第４図に示した実施例において説明したところに準する
ので、同付号を付し、その説明は省略する。

試験結果 （１）試験に用いたハニカムコアの材質、寸法等。

基材の材質ニアルミニウム　　Ｎｏ５０５２基材の厚さ
：０．１１４” セルサイズ＝１／８インチ（３，１７５”）ハニカムコ
アの厚さ：１５．９− 上記構成よりなるハニカムコア１．１１およびＡを、 （２）試験方法　　　ＭＩＬ−Ｃ−７４３８により比較
測定した試験結果を下記に示す。

このように本発明に係るハニカムコア１．１１は、基材
の長手方向りと重着方向Ｗのせん断強度が略等しくなる
のみならず、そのせん断強度は、セルサイズＳが等しい
従来のハニカムコアＡにおけるせん断強度が小であった
重着方向Ｗのせん断強度の値より可なり大となり、特に
、ハニカムコア１にあっては、そのせん断強度は、セル
サイズＳが等しいハニカムコアＡにおけるせん断強度が
大であった基材の長手方向りのせん断強度と等しい値と
なる。

したがって、係るハニカムコア１．１１あるいはハニカ
ムコア１．１１を芯材としたサンドイッチパネルにあっ
ては、例えば、その左右方向と、この左右方向に直交す
る方向のせん断強度が略等しいため、あらゆる機器のＷ
ｉ構造材して用いることが可能であり、特に、苛酷な状
況下で用いられることが多い、例えば、人工衛星、航空
機等の航空宇宙機器に適した構造材としてのサンドイッ
チパネルが容易に得られることになる。

「発明の効果」 以上詳述した如く、本発明に係るハニカムコアによれば
、重着方向と基材の長手方向のせん断強度が略等しい上
、なおかつ、その値が、コルゲート成形手段によって成
形されたセルサイズが等しい略正六角形のセルの平面的
集合体よりなる従来のハニカムコアにおけるせん断強度
が小であった重着方向の値より可なり大となり、また、
従来のハニカムコアと同一成形手段により成形すること
が可能であり、さらには、係るハニカムコアあるいは係
るハニカムコアを芯材としたサンドイッチパネルにあっ
ては、あらゆる機器の構造材に適し、しかも、特に、そ
のサンドイッチパネルの成形が容易である等、優れた効
果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の実施例を示すもので、第１
図はハニカムコアの要部の平面図、第２図は基材の要部
の斜視図、第３図は歯車式加工装置により平板状基材に
凹部、凸部を形成する工程を示す説明図、第４図は本発
明に係るハニカムコアと従来のハニカムコアとの比較を
示す説明図である。 第５図および第６図は本発明の他の実施例を示すもので
、第５図はハニカムコアの要部の平面図、第６図は基材
の要部の斜視図である。 第゛賑図は従来のハニカムコアの要部の平面図である。 １．１１・・・ハニカムコア、２，１２・・・基材、３
゜１３・・・セル、４．１４・・・凹部、４ａ・・・底
面部、５゜１５・・・凸部、５ａ・・・頂面部、６・・
・接合材層、７・・・接合部、８・・・セル壁、Ｐ・・
・接合部間（底面部間、頂面部間）のピッチ、Ｓ・・・
セルサイズ、Ｌ・・・基材の長手方向、Ｗ・・・重着方
向。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 板状体の厚み方向に、所定形状の凹部と凸部とが交互に
   連続して位置するよう形成された所定枚数の基材を、隣
   接する前記基材の一方の基材における凹部と他方の基材
   における凸部とが互いに対応する位置関係に配列すると
   共に、前記凹部と凸部の当接部を接合することにより成
   形された中空柱状のセルの平面的集合体よりなるハニカ
   ムコアにおいて、該ハニカムコアが、それを形成する各
   セルのセルサイズと接合部間のピッチとが略等しく、か
   つ、各セルの平面形状が、それぞれ左右、上下が対称と
   なるべく、セルをセルサイズの方向に直交する方向に沿
   つて二分割した形状の凹部、凸部を有する所定枚数の基
   材により構成されていることを特徴とするハニカムコア
   。