JPH0749131B2

JPH0749131B2 - ハニカム構造体の製造方法

Info

Publication number: JPH0749131B2
Application number: JP1026274A
Authority: JP
Inventors: 修二郎稲谷
Original assignee: 株式会社レイズエンジニアリング
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH02205214A

Description

【発明の詳細な説明】［利用分野］本発明は、ハニカム構造体の製造方法に関するものであ
り、ハニカム構造体のコアとシェルとを一体的に結合さ
れた状態に成形することにより、ハニカム構造体の強度
を向上させようとするものである。

［従来技術及びその課題］ハニカム構造体は、軽量にして、その強度が大きいこと
から、航空機や自動車部品等に数多く利用されている。

この従来のハニカム構造体は、第11図に示すような構成
で、六角筒が密に配列された、所謂稠密六方格子状の構
成のコア（１）と、このコアの両面に添設されるシェル
（２）（２）とから成る。又、場合によっては、前記コ
ア（１）の周囲を包囲するようにサイドシェル（20）を
シェル（２）（２）に具備させる。

この従来のものでは、前記コアは、通常アルミ箔又はア
ルミニューム製の薄板等からなるコア材（10）から構成
され、このコア材相互を部分的に且製品の厚さの方向に
帯状に接着し、この帯状接着域が接合コア材相互におい
て千鳥状となるように積層し、これを展開したもので、
その端面には六角形の開口が密に千鳥状に連続する。そ
して、前記開口端を全体的に閉塞するようにシェル
（２）（２）がコア（１）の端面に接着剤によって添設
固着される。

このハニカム構造体の場合には、同図の板厚方向の荷重
に対しては、コア（１）を構成するコア材（10）が強度
を負担することとなる。又、曲げ応力が作用した場合に
おいても、一定の間隔で対向するシェル（２）（２）相
互間には六角筒が密に連続することにとなって、十分な
強度を発揮する。

ところが、この従来のハニカム構造体の場合には、シェ
ル（２）が曲面によって構成されている場合には、強度
が不十分なものとなるとともに、この種のハニカム構造
体の製作が面倒であった。

コア（１）の開口端部を予め設定された曲面に成形した
後、この曲剖に一致させて屈曲させたシェル（２）
（２）を接着する必要があり、コア（１）の端面の曲面
とシェル（２）の内面とを正確に一致させることが困難
で、コア（１）の端面とシェル（２）との間に接着不良
部が生じやすいからである。

又、ハニカム構造体のシェル（２）（２）の周縁部を包
囲するように設けられる所謂サイドシェル（20）につい
ても、その接合が面倒であり、実際は、コア（１）の上
面・下面及び周囲を含めて全体的に包囲する形式のハニ
カム構造体は、非常に高価ものとなっている。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、『コ
ア（１）の開口端面及び周側をシェル（２）（２）によ
って被覆一体化したハニカム構造体の製造方法』におい
て、少なくとも一方の面のシェル（２）が曲面に構成さ
れるものの場合を含めてハニカム構造体の強度を向上さ
せることをその課題とする。又、コア（１）と一方のシ
ェル（２）とが予め一体的に結合状態で仕上るようにし
て、生産性を向上させることを課題とするものである。

※請求項１の発明について［技術的手段］上記課題を解決する為に講じた本発明の技術的手段は
『一方のシェル（２）にこれから延長突出させたコア
（１）及びこれを包囲するサイドシェル（20）を押し出
し鍛造成形によって一体的に形成する工程と、このコア
（１）の開放側端面とサイドシェル（20）の端縁との構
成面を平面に加工する工程と、この平面全域に他方のシ
ェル（２）を接合一体化させる工程とから構成した』こ
とである。

［作用］本発明の上記技術的手段は次のように作用する。

少なくとも一方のシェル（２）はサイドシェル（20）を
具備する構成となっており、この内部に形成されるコア
（１）は、前記シェル（２）及びサイドシェル（20）と
一体的に結合された状態に押出し鍛造によって成形され
ている。従って、このコア（１）とシェル（２）及びサ
イドシェル（20）との間には、既述従来のもののような
接合不良部が生じない。

又、前記シェル（２）及びサイドシェル（20）とコア
（１）とは、押出し鍛造によって一体的に成形されるも
のであるから、前記シェル（２）及びサイドシェル（2
0）が曲面に構成されるものであっても、コア（１）
は、この曲面の内面に一体的に延長成形される。しか
も、コア（１）の開放端部は平面に構成される。従っ
て、このコア（１）の開放端面は、従来のハニカム構造
体と同様に、他方のシェル（２）を接着等によって被覆
し且一体的に結合する際に、当該部分に結合不良が生じ
にくいものとなる。

［効果］本発明は上記構成であるから次の特有の効果を有する。

シェル（２）及びサイドシェル（20）とコア（１）とが
一体的に結合されるから、シェル（２）とコア（１）と
の接合不良による強度低下が防止できる。

又、前記シェル（２）及びサイドシェル（20）が曲面の
場合でも、コア（１）がこれらと一体的に成形されるか
ら、シェル（２）及びサイドシェル（20）が曲面の形状
のハニカム構造体の生産性が向上する。

さらに、シェル（２）の肉厚分布及びコア材（10）毎の
肉厚変化を製品各部の強度分布に合わせて設定できるか
ら製品の強度バランスを適正化できる。

又、サイドシェル（20）及びコア（１）がシェル（２）
と一体的に成形できるものであるから、表裏に貫通する
透孔周壁もコア（１）と一体化でき、この点でも強度が
向上する。

※請求項２の発明についてこの発明は、上記請求項１の発明と同様の目的を達成す
るもので、コア（１）の少なくとも両面のシェル（２）
（２）を曲面に形成できるようにするものである。

そして、このための技術的手段は、『周側にサイドシェ
ル（20）を具備させ且つ全体が曲面に形成されたシェル
（２）の内周にコア（１）を押し出し鍛造によって延長
一体化させた一対の半体（ａ）（ｂ）を形成すると共に
該半体（ａ）（ｂ）のサイドシェル（20）の端縁が構成
する平面形状を同一に設定する工程と、前記半体（ａ）
（ｂ）の開放端を平面に加工する工程と、前記半体
（ａ）（ｂ）の開放端面相互を接合一体化させる工程と
から構成した』ことである。

この手段によれば、上記請求項１の発明と同様の作用を
発揮するとともに、コア（１）の両面が曲面となったハ
ニカム構造体の生産性が向上する。

［実施例］以下、本発明の実施例を第１図から第10図に基いて説明
する。

第１図から第３図に示す実施例のハニカム構造体は、第
３図に示すように、コア（１）の両面がサイドシェル
（20）を一体的に延長させたシェル（２）となり、この
シェル（２）（２）相互をその平面部（11）（11）で接
合一体化することにより、ハニカム構造体を形成したも
のであり、コア（１）の両面が曲面によって構成される
シェル（２）（２）となっている。

このハニカム構造体は、同図に示すように半体（ａ）
（ｂ）から構成されるが、この実施例では、相互に対称
な形状に形成されている。

前記各半体は、シェル（２）の主体部及びサイドシェル
（20）が連続的に一体的に形成され、同時に完成状態に
おいて表裏に貫通する透孔（22）となる部分に対応する
箇所には、筒体部（21）（21）が設けられて、これら筒
体部（21）も前記シェル（２）と一体的に形成されてい
る。そして、このサイドシェル（20）及び筒体部（21）
（21）によって囲まれる空間には、六角形状の筒部が密
に連続するコア（１）が形成されており、このコア
（１）を構成する隆起辺となるコア材（10）（10）は平
面部（11）に対して直角に構成されている。

そして、前記平面部（11）（11）相互が接着又は溶接
（ろう付）によって接合一体化される。尚、この場合に
は、筒体部（21）の端面及びコア材（10）（10）の端縁
相互も接合一体化される。従って、半体（ａ）（ｂ）の
コア（１）（１）相互が一体的に結合されて半体（ａ）
（ｂ）のサイドシェル（20）を具備するシェル（２）に
よって囲まれる密閉空間内に内蔵され、しかも、構成壁
面と一致するものとなる。

上記半体（ａ）（ｂ）のそれぞれは、熱間押出し鍛造に
よって製作されるが、この加工には、アルミニュームを
使用し、第４図〜第７図に示す構造の鍛造金型を使用す
る。

前記鍛造金型は、雄型（Ｐ）と雌型（Ｄ）とからなり、
前記雌型（Ｄ）には、サイドシェル（20）を具備するシ
ェル（２）の外形と一致する凹陥部（３）が形成され、
他方の雄型（Ｐ）には、コア材（10）（10）に一致する
押出し成形用の溝部（４）（４）が連続する態様で形成
されている。

前記凹陥部（３）には、透孔（22）の内径に一致する一
対のピン（31）（31）がその底部から突出する。

他方の雄型（Ｐ）には、前記ピン（31）（31）と対向す
る位置に透孔（22）の外形に一致した凹部（41）（41）
が形成されている。又、雄型（Ｐ）には、バルブタイプ
の押出しピン（40）（40）を具備させてあり、その基端
部は雄型（Ｐ）内に形成した空室（42）内において昇降
自在に収容される可動板（43）に連設されている。尚、
これら押出しピン（40）（40）は可動板（43）とともに
ノックアウト用の軸部（44）によって所定タイミングで
降下方向に付勢される。

又、溝部（４）及び押出しピン（40）の詳細は、第６図
及び第７図のような構成であり、溝部（４）の入口部の
間隔をコア材（10）の肉厚に一致させ、その内部は前記
入口部よりも広い間隔に設定されている。そして、この
実施例では、前記入口部の間隔を0.5mm程度に設定し、
内部の間隔は、これの約1.1倍に設定してある。

又、押出しピン（40）の先端には、円錐形の弁部（45）
が形成され、この弁部（45）の下端面は、雄型（Ｐ）の
下端面と一致する平面となるように形成され、雄型
（Ｐ）側の押出しピン（40）の挿通孔部の端面には、弁
座部（46）が形成され、鍛造時には、弁部（45）の円錐
面が前記弁座部（46）に密接することとなる。そして、
前記弁部（45）の大きさは、コア（１）を構成する六角
状筒部の内接円に近似する大きさに設定されている。

上記金型を用いて半体（ａ）（ｂ）を製作する場合、加
工素材としては、Si:0.4〜0.8％、Mg:0.5〜1.2％、Fe:
0.5％以下のアルミニュームのビレットを2Kgにカットし
たものを使用し、素材温度480度，金型温度300度の条件
で、一旦、粗鍛造する。この粗鍛造は、体積配分が最終
仕上形状に適する肉厚分布に一致する板状体に成形する
ための鍛造であり、最終の押出し鍛造の前工程である。

最終仕上鍛造の際には、既述の雄型（Ｐ）及び雌型
（Ｄ）からなる金型を用いて前記粗鍛造素材（Ｓ）を最
終形状に成形する。尚、第４図ではこの粗鍛造素材
（Ｓ）の肉厚分布を表現していない。

この最終成形の際に、金型温度及び素材温度は成形性能
に影響するが、実験によれば、上記金型温度を、素材の
再結晶温度に一致させることが望ましい。例えば、上記
した成分のアルミニュームの場合には、金型温度及び前
記粗鍛造素材（Ｓ）の温度を480度に維持して加工した
場合に4000t程度の圧力で第１図の半体（ａ）又は半体
（ｂ）が製作できた。尚、前記半体（ａ）又は半体
（ｂ）の製作寸法は、幅100mm,長さ500mm深さ25mmであ
る。

参考までに、上記成分のアルミニュームからなる粗鍛造
素材（Ｓ）の加熱温度を480度とし、金型温度を200度〜
400度の範囲で変化させた場合の加工に要する加圧力の
変化は、第10図に示す如くである。

上記の温度条件で、粗鍛造素材（Ｓ）を加工する実際に
ついて説明する。

前記粗鍛造素材（Ｓ）には、第４図に示すように、予め
ピン（31）（31）に一致させた透孔（S₁）（S₁）が形成
されており、この透孔をピン（31）（31）に嵌合させる
ようにして雌型（Ｄ）の凹陥部（３）内に収容し、この
状態で雄型（Ｐ）を所定の圧力で加圧する。すると、突
出状態にある押出しピン（40）（40）が粗鍛造素材
（Ｓ）に当接して、弁部（45）（45）が弁座部に圧接さ
れ、押出しピン（40）の摺動部の気密が確保された状態
になる。つまり、雄型（Ｐ）においては、凹部（41）及
び溝部（４）の部分と凹陥部（３）と雄型（Ｐ）との間
に生じる間隙以外の部分が密閉される。そして、さらに
加圧すると、粗鍛造素材（Ｓ）の素材が第６図のように
溝部（４）の入口部によって規制される寸法に押出し鍛
造されてコア材（10）（10）が形成され、同時に透孔
（22）及びサイドシェル（20）が形成される。そして、
シェル（２）の厚さは、雌型（Ｄ）に対する雄型（Ｐ）
のストロークの設定により所定の寸法に仕上ることとな
る。

次いで、雄型（Ｐ）が上昇復帰すると、押出しピン（4
0）（40）は軸部（44）の進出付勢力によって下方に突
出し、製品としての半体（ａ）又は半体（ｂ）が雄型
（Ｐ）から取出される。このとき、押出しピン（40）の
先端の弁部（45）の端面はシェル（２）の内面の平面又
は曲面に一致する面に仕上られているから、又、この端
面の大きさはコア材（10）（10）によって囲まれる六角
形の平面に近似する大きさとなっているから、前記コア
材（10）（10）の肉厚が既述のように薄い肉厚であって
も、全体的に雄型（Ｐ）の溝部（４）（４）から円滑に
引き出され、製品のノックアウトの際にこれらコア材
（10）（10）が損傷することはない。

この鍛造完了時点では、平面部（11）の面は必ずしも正
確な平面に成っていないが、後工程によって切削又は研
削し、平面に仕上ると、第１図のような半体（ａ）又は
半体（ｂ）が完成する。この実施例では、半体（ａ）
（ｂ）を同一形状としてあるから、一つの半体（ａ）を
多数製作して、それらの一対の平面部（11）相互を接合
すると、第３図のような製品が完成する。

尚、上記実施例の場合には、平面部（11）（11）相互を
直接接合する構成としたが、第８図のように、中間に半
体（ａ）の輪郭に一致した形状の板材（５）を介装し、
これを介して一対の半体（ａ）（ａ）の平面部（11）相
互を接合するようにしてもよい。

また、第９図に示すように、一方の半体（ａ）と、前記
板材（５）とによって製品を製作するようにすることも
可能である。

さらに、上記実施例のものは、熱間押出し鍛造によって
製作されているが、これを冷間押出し鍛造によって製作
するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の半体（ａ）又は半体（ｂ）の
平面図，第２図はその断面図，第３図は製品としてのハ
ニカム構造体の断面図，第４図は熱間押出し鍛造金型の
構造説明図，第５図は鍛造時の説明図，第６図は鍛造時
の要部説明図，第７図はその平面図，第８図・第９図は
他の実施例の説明図，第10図は金型温度と鍛造圧力との
関係図，第11図は従来例の説明図であり、図中，（１）……コア（２）（２）………シェル（20）……サイドシェル（ａ）（ｂ）……半体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コア（１）の開口端面及び周側をシェル
（２）（２）によって被覆一体化したハニカム構造体の
製造方法において、一方のシェル（２）にこれから延長
突出させたコア（１）及びこれを包囲するサイドシェル
（20）を押出し鍛造成形によって一体的に形成する工程
と、このコア（１）の開放側端面とサイドシェル（20）
の端縁との構成面を平面に加工する工程と、この平面全
域に他方のシェル（２）を接合一体化させる工程とから
構成したハニカム構造体の製造方法。
【請求項２】コア（１）の開口端面及び周側をシェル
（２）（２）によって被覆一体化したハニカム構造体の
製造方法において、周囲にサイドシェル（20）を具備さ
せ且全体が曲面に形成されたシェル（２）の内面にコア
（１）を押出し鍛造によって延長一体化させた一対の半
体（ａ）（ｂ）を形成すると共に該半体（ａ）（ｂ）の
サイドシェル（20）の端縁が構成する平面形状を同一に
設定する工程と、前記半体（ａ）（ｂ）の開放端を平面
に加工する工程と、前記半体（ａ）（ｂ）の開放端面相
互を接合一体化させる工程とから構成したハニカム構造
体の製造方法。