JPH09193267A - 曲面ハニカムパネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１に、設計値通りの所定曲率の高精度なも
のが得られると共に、第２に、型のコスト負担も軽減さ
れる等、コスト面にも優れた、曲面ハニカムパネルおよ
びその製造方法を提案する。 【解決手段】 この曲面ハニカムパネル１０の製造方法
では、まず、所定曲率を備えた型を用いて所定曲率の内
面板４を、引張り成形等により加圧成形すると共に、フ
ラットな外面板５に、切り込み溝状の多数のスリットＳ
を形成する。それから、このような内面板４と外面板５
間に、芯材たるハニカムコア６を接着剤を介装しつつ挟
み込んで、所定曲率を備えた型７を用いつつ加熱加圧す
る。もって、芯材たるハニカムコア６の内外両面に、使
用面を形成することになる内面板４と、外面板５とが接
着され、全体的に所定曲率を備えてなると共に全体的な
剛性も備えてなる、曲面ハニカムパネル１０が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、曲面ハニカムパネ
ルおよびその製造方法に関する。すなわち、芯材たるハ
ニカムコアの内外両面に、使用面を形成することになる
内面板と外面板とが接着されると共に、全体的に所定曲
率を備えてなり、例えばパラボラアンテナとして用いら
れる、曲面ハニカムパネルおよびその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図３，図４は、この種従来例の曲面ハニ
カムパネルおよびその製造方法の説明に供するものであ
る。そして図３の（１）図は、内面板の成形工程の正面
説明図、（２）図は、成形された内面板の正面説明図、
（３）図は、外面板の成形工程の正面説明図、（４）図
は、成形された外面板の正面説明図、（５）図は、発生
した浮き等の正面説明図、（６）図は、同発生した浮き
等の平面説明図である。又、図４の（１）図は、準備さ
れた内面板，外面板，ハニカムコア等の正面説明図、
（２）図は、これらを加熱加圧する工程の正面説明図、
（３）図は、得られた曲面ハニカムパネルの正面説明図
である。

【０００３】さて、この種の曲面ハニカムパネル１は、
次のように製造されていた。すなわち、まず図３の
（１）図，（２）図，（３）図，（４）図等に示したよ
うに、それぞれ所定曲率を備えた型２，３を用いて、内
面板４と外面板５とが、ストレッチフォーミング加工つ
まり引張り成形等により、それぞれの所定曲率にて加圧
成形される。そして次に、図４の（１）図，（２）図，
（３）図等に示したように、内面板４と外面板５間に、
芯材たるハニカムコア６を接着剤（図示せず）を介装し
つつ挟み込んで、所定曲率を備えた型７を用いつつ加熱
加圧することにより、所定の曲面ハニカムパネル１を得
ていた。すなわち、芯材たるハニカムコア６の内外両面
に、使用面を形成することになる内面板４と、外面板５
とが接着されると共に、全体的に所定曲率を備えてなる
曲面ハニカムパネル１を得ていた。なお図４の（２）図
中８は、加熱加圧装置の１例であるオートクレーブ、９
はそのバキュームシートである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来例にあっては、次の問題が指摘されていた。まず第
１に、引張り成形等により加圧成形する際、内面板４や
外面板５がそれらの型２，３に十分に馴みにくく、例え
ば図３の（５）図や（６）図に示したように、浮きＡが
発生しやすかった。すなわち、内面板４や外面板５につ
いて、例えば引張り成形による発熱等が原因となって残
留応力や残留ひずみ等が残存したり、負荷の除去後にス
プリングバックが発生，偏在したりすること等々によ
り、型２，３に確実に沿い完全にフィットした内面板４
や外面板５が得られにくかった。つまり、設計値の所定
曲率を確実に備えた内面板４や外面板５が得られにく
く、負荷を除去すると、内面板４や外面板５について型
２，３への浮きＡが発生しやすかった。そこで、このよ
うな内面板４や外面板５を芯材たるハニカムコア６の内
外面に接着してなる、従来の曲面ハニカムパネル１につ
いては、面精度が悪く高精度なものが得られない等、精
度面に問題が指摘されていた。

【０００５】第２に、曲面ハニカムパネル１の使用面を
形成することになる内面板４のみならず、外面板５も、
ストレッチフォーミング加工つまり引張り成形等により
加圧成形されていたので、コスト負担が大きいという問
題も指摘されていた。すなわち、内面板４と外面板５と
は、それぞれの所定曲率が僅かながら相違しているの
で、図３の（１）図や（３）図に示したように、それぞ
れ専用の型２，３を用いつつ、引張り成形等により加圧
成形されており、例えば、２種類の型２，３を準備しな
ければならず型２，３のコスト負担が大である等、コス
ト面にも問題が指摘されていた。

【０００６】本発明は、このような実情に鑑み、上記従
来例の課題を解決すべくなされたものであって、切り込
み溝状の多数のスリットを形成した外面板を採用したこ
とにより、第１に面精度が向上すると共に、第２にコス
ト面にも優れた、曲面ハニカムパネルおよびその製造方
法を提案することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
る本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請
求項１については次のとおり。すなわち、この請求項１
の曲面ハニカムパネルは、芯材たるハニカムコアの内外
両面に、使用面を形成することになる内面板と、外面板
とが接着されると共に、全体的に所定曲率を備えてな
る。そして該外面板に、切り込み溝状の多数のスリット
が形成されていること、を特徴とする。

【０００８】次に、請求項２については次のとおり。す
なわち、この請求項２の製造方法は、芯材たるハニカム
コアの内外両面に、使用面を形成することになる内面板
と、外面板とが接着されると共に、全体的に所定曲率を
備えてなる曲面ハニカムパネルの製造方法に関する。そ
してまず、所定曲率を備えた型を用いて所定曲率の該内
面板を引張り成形等により加圧成形すると共に、フラッ
トな該外面板に切り込み溝状の多数のスリットを形成
し、次に、該内面板と該外面板間に芯材たる該ハニカム
コアを接着剤を介装しつつ挟み込んで、所定曲率を備え
た型を用いつつ加熱加圧することにより、上記曲面ハニ
カムパネルが得られること、を特徴とする。

【０００９】さてそこで、この曲面ハニカムパネルおよ
びその製造方法では、第１に、外面板として、スリット
にて可撓性が付与されたものが用いられており、所定曲
率へ容易に変形可能である。もって全体的にも、所定曲
率を備えた曲面ハニカムパネルが容易に得られるように
なる。第２に、このように外面板は、フラットなものを
スリット加工して用いるので、その分だけ型のコスト負
担が削減される等、全体的なコスト面にも優れている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明を、図面に示すその発
明の実施の形態に基づいて、詳細に説明する。図１，図
２は本発明の実施の形態の説明に供し、図１の（１）図
は、スリット加工工程の正面説明図、（２）図は、形成
されたスリットを内外反転して示した平面説明図、
（３）図は、スリットの各種態様を示す正断面説明図、
（４）図は、内面板，外面板，ハニカムコア等を加熱加
圧する工程の正面説明図である。図２は、得られた曲面
ハニカムパネルの正面説明図であり、（１）図は第１例
を、（２）図は第２例を、（３）図は第３例を示す。な
お図５の（１）図は、パラボラアンテナとしての使用例
を示す正断面説明図、（２）図は、ハニカムコアの斜視
図である。

【００１１】まず、この曲面ハニカムパネル１０の製造
方法について述べる。この製造方法では、まず、所定曲
率を備えた型２を用いて、所定曲率の内側用の内面板４
を引張り成形等により加圧成形すると共に、フラットな
外側用の外面板５について、切り込み溝状の多数のスリ
ットＳを形成する。

【００１２】これらについて、更に詳述する。まず、内
面板４用の型２は、例えば前述した図３の（１）図に示
したようにマンドレルとも称される曲面治具よりなり、
型面が所定曲率を備え、例えば放物曲面，半球面，その
他の２次曲面や３次曲面をなし、図示例では凸曲面状を
なすが凹曲面状のものも可能である。内面板４の素材と
しては、アルミやアルミ合金その他の金属材や、アラミ
ド紙その他の強化紙、塩ビその他のプラスチック材、繊
維強化プラスチック（ＦＲＰ）材、その他の複合材が用
いられる。そして、このような素材よりなる板材を、型
２を用いて加熱加圧成形することにより、例えば前述し
た図３の（２）図に示したように、所定曲率を備えた内
面板４が得られる。例えば、加熱された板材をフォーミ
ング用の型２に馴ませつつ、引張力を加えるストレッチ
フォーミング加工つまり引張り成形を実施することによ
り、内面板４が得られる。なお内面板４の肉厚は、例え
ば１mm程度よりなる。

【００１３】他方、外面板５としては、前述した図３の
（３）図，（４）図のものとは異なり、フラットなまま
の板材が準備され、このような板材に対し図１の（１）
図，（２）図，（３）図等に示したように、スリット加
工が施される。図１の（１）図に示した例では、バキュ
ームテーブルＴの吸引孔Ｕ上に外面板５が固定され、こ
のような外面板５に対し上側からＮＣマシーン等にて、
多数のスリットＳが形成される。スリットＳは切り込み
溝状をなし、フラットな外面板５全体に可撓性つまり所
定曲率への変形可能性を付与すべく形成され、このよう
な機能（そして、どの程度の面精度が要求されるか、ど
の程度まで正確な所定曲率が要求されるか）に見合った
各種の深さ，幅，形状，方向，数，ピッチのものが用い
られる。図１の（１）図に示したスリットＳは、断面略
凹字状をなし、図１の（２）図に示したスリットＳは、
ＸＹ両方向にクロスして形成され（勿論、これによらず
一方向のみのものも可能）、図１の（３）図には、断面
Ｖ字状，底面がフラットな略Ｖ字状，断面略凹字状の各
スリットＳが示されている。なお、外面板５の素材は前
述した内面板４に準じ、通常は同一素材のものが用いら
れる。又、肉厚も内面板４と同程度のものが用いられ
る。

【００１４】さてこの製造方法では、これと共にハニカ
ムコア６が別途予め準備される。ハニカムコア６につい
て、更に詳述する。ハニカムコア６は、例えば図５の
（２）図にも示したように、セル壁１１にて各々独立空
間に区画された、中空柱状の多数のセル１２の平面的集
合体よりなる。セル壁１１そしてセル１２の断面形状
は、図示の正六角形状のものが代表的であるが、台形
状，三角形状，四角形状，その他各種形状のものも可能
である。セル壁１１そしてハニカムコア６の母材として
は、前述した内面板４や外面板５に準じ、アルミやアル
ミ合金その他の金属箔や、アラミド紙その他の強化紙、
塩ビその他のプラスチックシート、繊維強化プラスチッ
ク（ＦＲＰ）シート、その他の複合材シートが用いられ
る。ハニカムコア６は、重量比強度に優れ、軽量である
と共に高い剛性・強度を備えるのを始め、平面精度，保
温性，断熱性，遮音性等々にも優れる、という特性が知
られている。なお、この製造方法において用いられるハ
ニカムコア６は、所定曲率へのわん曲変形可撓性が要求
されるので、所定肉厚にスライスされることに加え、セ
ル壁１１の開口端面側にスリット加工を施したり、セル
壁１１そしてセル１２の断面形状を丸味を帯びた略凸字
状の特殊形状としたり、展張成形する際に１００％展張
せず未展張や過展張とし、もってセル壁１１そしてセル
１２の断面形状を縦長や横長の六角形状としたもの、等
々を使用すると、次に述べる所定曲率へのわん曲変形
が、より一層スムーズ化される。

【００１５】次に、この製造方法では図１の（４）図に
示したように、内面板４と外面板５間に、芯材たるハニ
カムコア６を接着剤（図示せず）を介装しつつ挟み込ん
で、所定曲率を備えた型７を用いつつ加熱加圧すること
により、曲面ハニカムパネル１０が得られる。

【００１６】このような加熱加圧工程について、更に詳
述する。すなわち、前述により成形され所定曲率を備え
た内面板４と、多数のスリットＳが形成され可撓性を備
えた外面板５とを、上述により準備され例えば５０mm程
度の肉厚にスライスされわん曲変形可能なハニカムコア
６の両開口端面に、それぞれ接着剤を塗布・介装しつつ
当てがい、マンドレルとも称される曲面治具であり型面
が所定曲率を備えた型７上に、積み重ねる（なおこの型
７として、前述した内面板４成形用の型２を使用するこ
とも可能である）。すなわち型７上に、下側から所定曲
率の内面板４、芯材たるハニカムコア６、スリットＳ付
の外面板５等の順に積み重ね、図示例では更に外面板５
上に、加熱加圧装置の１例であるオートクレーブ８のバ
キュームシート９を被せる。そして、バキュームシート
９の周囲を型７にテープ等にて取付けて密封した後、内
部をホース１３，調整弁１４等を介し吸引・バキューム
すると共に、外部からの加熱加圧が実施される。これら
により、芯材たるハニカムコア６の両開口端面に、表裏
の面材・スキン材たる内面板４や外面板５が一体的に接
着されると共に、芯材たるハニカムコア６や外面板５
が、型７や内面板４等に沿ってわん曲変形され、もっ
て、全体的に所定曲率を備えた曲面ハニカムパネル１０
が得られる。なお、このような加熱加圧装置としては、
オートクレーブ８のほか、バキュームオーブンやホット
プレス等も適宜使用可能である。

【００１７】このようにして、全体的に所定曲率を備え
ると共に、全体的剛性も備えた曲面ハニカムパネル１０
が得られる。すなわち、この曲面ハニカムパネル１０
は、芯材たるハニカムコア６の内外両面に、使用面を形
成することになる内面板４と、切り込み溝状の多数のス
リットＳが形成された外面板５とが接着されてなり、こ
のような接着により、外面板５を含め全体的な剛性を備
えると共に、全体的に所定曲率を備えてなる。

【００１８】図２の（１）図には、このようにして得ら
れた曲面ハニカムパネル１０の第１例が示されている。
ところで、この第１例の曲面ハニカムパネル１０では、
外面板５の内面側つまり芯材たるハニカムコア６側にス
リットＳが形成されているが、本発明はこれに限定され
るものではなく、図２の（３）図の第３例に示したよう
に、スリットＳを外面板５の外面側つまり外部側に形成
した曲面ハニカムパネル１０も可能である。又、図２の
（１）図の第１例の曲面ハニカムパネル１０にあって
は、外面板５のみにスリットＳが形成されていたが、図
２の（２）図や（３）図の第２例や第３例に示したよう
に、外面板５と共に内面板４の内面側にも、スリットＳ
を形成した曲面ハニカムパネル１０も可能である。なお
この場合、内面板４側のスリットＳは、加圧成形された
後の内面板４について形成する態様のもの、加圧成形さ
れる前の内面板４について形成しておく態様のもの、更
に外面板５に準じ、加圧成形されることなくフラットな
内面板４に対し形成しておく態様のもの、等々各種態様
のものが考えられる。

【００１９】本発明は、以上説明したように構成されて
いる。そこで以下のようになる。この曲面ハニカムパネ
ル１０およびその製造方法では、図１に示したように、
所定曲率に加圧成形された内面板４と、多数のスリット
Ｓにて剛性が一旦細かく遮断され可撓性が付与された外
面板５との間に、芯材たるハニカムコア６を挟み込んで
から、所定曲率を備えた型７を用いつつ加熱加圧するこ
とにより、これら間が接着され、もって、図２に示した
曲面ハニカムパネル１０が得られる。この曲面ハニカム
パネル１０は、例えば図５の（１）図に示したように略
半球状をなし、パラボラアンテナの放物面鏡として使用
され、内面板４がその使用面たる鏡面・反射面を形成す
る。なお、図５の（１）図中１５は、パラボラアンテナ
の放射器、１６は放射されるマイクロ波を示す。さてそ
こで、この曲面ハニカムパネル１０およびその製造方法
によると、次の第１，第２のようになる。

【００２０】第１に、外面板５としては、スリットＳに
て可撓性が付与されたものが用いられており、加圧成形
されたものが用いられる訳ではない。従って、前述した
図３，図４のこの種従来例の外面板５のように、加圧成
形による残留応力，残留ひずみ，スプリングバック等に
て、所定曲率が得られず、例えば浮きＡ（図３の（５）
図，（６）図を参照）等が発生するようなことはなく、
所定曲率に容易に変形可能である。もって、加圧成形さ
れた内面板４について、例え残留応力，残留ひずみ，ス
プリングバック等にて浮きＡ等が発生していても、この
ような外面板５と型７との間で、ハニカムコア６を介し
つつ加圧加熱されることにより、内面板４もこれらの悪
影響が是正，回避され、もって全体的にも、所定曲率を
備えた曲面ハニカムパネル１０が得られるようになる。

【００２１】第２に、しかもこのように外面板５は、フ
ラットなものにスリットＳを形成して用いられ、引張り
成形等の加圧成形が実施される訳ではないので、例えば
前述した図３，図４のこの種従来例において用いられて
いた専用の型３（図３の（３）図を参照）も不要とな
り、その分だけ型３のコスト負担が削減される等、この
曲面ハニカムパネル１０は、全体的なコスト面にも優れ
ている。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係る曲面ハニカムパネルおよび
その製造方法は、以上説明したように、切り込み溝状の
多数のスリットを形成した外面板を採用したことによ
り、次の効果を発揮する。

【００２３】第１に、面精度が向上する。すなわち、こ
の曲面ハニカムパネルおよびその製造方法によると、外
面板として、多数のスリットにて剛性が一旦細かく遮断
され可撓性が付与されたものを用いるので、全体的に
も、設計値通りの所定曲率のものが容易に得られるよう
になる。つまり、前述したこの種従来例のように、残留
応力，残留ひずみ，スプリングバック等にて、所定曲率
のものが得られず浮き等が存しやすかった事態は改善さ
れ、これらの悪影響は是正，回避される。もって、面精
度例えば鏡面精度に優れた、高精度な曲面ハニカムパネ
ルが得られるようになる。

【００２４】第２に、コスト面にも優れている。すなわ
ち、この曲面ハニカムパネルおよびその製造方法による
と、外面板は、フラットなものをスリット加工して用
い、前述したこの種従来例のように、ストレッチフォー
ミング加工つまり引張り成形等の加圧成形を実施する訳
ではないので、その分だけ、例えば型のコスト負担が削
減される等、全体的なコスト面にも優れている。このよ
うに、この種従来例に存した課題が確実に解決される
等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものが
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る曲面ハニカムパネルおよびその製
造方法について、その発明の実施の形態の説明に供し、
（１）図は、スリット加工工程の正面説明図、（２）図
は、形成されたスリットを内外反転して示した平面説明
図、（３）図は、スリットの各種態様を示す正断面説明
図、（４）図は、内面板，外面板，ハニカムコア等を加
熱加圧する工程の正面説明図である。

【図２】同発明の実施の形態の説明に供し、得られた曲
面ハニカムパネルの正面説明図であり、（１）図は第１
例を、（２）図は第２例を、（３）図は第３例を示す。

【図３】この種従来例の曲面ハニカムパネルおよびその
製造方法の説明に供し、（１）図は、内面板の成形工程
の正面説明図、（２）図は、成形された内面板の正面説
明図、（３）図は、外面板の成形工程の正面説明図、
（４）図は、成形された外面板の正面説明図、（５）図
は、発生した浮き等の正面説明図、（６）図は、同発生
した浮き等の平面説明図である。

【図４】同この種従来例の説明に供し、（１）図は、準
備された内面板，外面板，ハニカムコア等の正面説明
図、（２）図は、これらを加熱加圧する工程の正面説明
図、（３）図は、得られた曲面ハニカムパネルの正面説
明図である。

【図５】（１）図は、パラボラアンテナとしての使用例
を示す正断面説明図、（２）図は、ハニカムコアの斜視
図である。

【符号の説明】

１ 曲面ハニカムパネル（従来例のもの） ２ 型 ３ 型 ４ 内面板 ５ 外面板 ６ ハニカムコア ７ 型 ８ オートクレーブ ９ バキュームシート １０ 曲面ハニカムパネル（本発明のもの） １１ セル壁 １２ セル １３ ホース １４ 調整弁 １５ 放射器 １６ マイクロ波 Ａ 浮き Ｓ スリット Ｔ バキュームテーブル Ｕ 吸引孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯材たるハニカムコアの内外両面に、使
   用面を形成することになる内面板と、外面板とが接着さ
   れると共に、全体的に所定曲率を備えてなる曲面ハニカ
   ムパネルであって、 該外面板に、切り込み溝状の多数のスリットが形成され
   ていること、を特徴とする曲面ハニカムパネル。
2. 【請求項２】 芯材たるハニカムコアの内外両面に、使
   用面を形成することになる内面板と、外面板とが接着さ
   れると共に、全体的に所定曲率を備えてなる曲面ハニカ
   ムパネルの製造方法であって、 まず、所定曲率を備えた型を用いて所定曲率の該内面板
   を引張り成形等により加圧成形すると共に、フラットな
   該外面板に切り込み溝状の多数のスリットを形成し、次
   に、該内面板と該外面板間に芯材たる該ハニカムコアを
   接着剤を介装しつつ挟み込んで、所定曲率を備えた型を
   用いつつ加熱加圧することにより、上記曲面ハニカムパ
   ネルを得ること、を特徴とする曲面ハニカムパネルの製
   造方法。