JPH0947867A - ろう付けハニカムパネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハニカムパネルのろう付け性を向上して接合
不良を改善し、十分な強度特性をそなえたろう付けハニ
カムパネルを作製する。 【解決手段】 ハニカムコアの端縁部に枠材を配設し、
ハニカムコアと枠材から構成される面板をろう付けする
ための上下のコア面に面板をろう付け接合してなるろう
付けハニカムパネルにおいて、コア面を形成する枠材の
上面および／または下面が切削および／または研削さ
れ、ハニカムコアの端縁部に配設される枠材相互の突き
合わせ部、および枠材とハニカムコアとの間に段差がな
く、コア面と面板とが隙間のない状態でろう付け接合さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ろう付けハニカム
パネル、とくにアルミニウムのハニカムコア、アルミニ
ウム押出形材からなる枠材、アルミニウムのブレージン
グシートからなる面板を組合わせて構成するアルミニウ
ムろう付けハニカムパネル、およびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ろう付けハニカムパネルは、図１に示す
ように、ハニカムコア２の端縁部に枠材３を配設し、コ
アの上下面には面板４を配設して、これらをろう付け一
体としてなるものであり、アルミニウムろう付けハニカ
ムパネル１の場合、その製造は、アルミニウム（アルミ
ニウム合金を含む。以下同じ）の箔または薄板から形成
されるハニカムコア２の端縁部にアルミニウムの押出形
材からなる枠材３を溶接により枠組し、ハニカムコア２
の上下面Ｐ（図２）にはハニカムコア２と枠材３に対し
て重なる状態にアルミニウムのブレージングシートから
なる面板４を載置して、治具でこれらを一体に固定して
ろう付け炉に装入し、面板４とハニカムコア２の間、面
板４と枠材３間をろう付け一体とすることにより行われ
る。ハニカムコア２と枠材３の間も、面板４とハニカム
コア２から流動するろうにより部分的にろう付けが行わ
れる。

【０００３】ろう付けハニカムパネルは、建材、車両な
どの構造部材として使用されるため、十分な強度特性を
そなえていることが必要で、このため、ハニカムコア、
枠材および面板が完全にろう付け一体とされていること
が重要であるが、ハニカムコアと面板あるいは枠材と面
板との間で接合不良が生じることがしばしば経験されて
いる。発明者らは、この原因について多くの事例を解
析、検討した結果、とくに枠材とハニカムコアとの隣接
部、およびハニカムコアのコーナー部における枠材相互
の突き合わせ部に、寸法的には僅かではあるが、段差が
生じることにより、段差部において面板との間に隙間が
形成されて、接合不良となることが多いことを究明し
た。

【０００４】さらに、接合不良の原因を、上記アルミニ
ウムろう付けハニカムパネルの製造において詳しく検討
した結果、以下に述べるように、段差部は、押出形材か
らなる枠材の寸法精度、枠材を組付けるための作業方法
などに起因して形成され易く、押出形材の表面性状もろ
う付け接合に影響を与えることが見出された。 （１）アルミニウムの押出形材の寸法精度が±0.3mm の
範囲（JIS １級の寸法許容範囲）でばらついていること
から、とくにハニカムコアのコーナー部における枠材相
互の突き合わせ部に段差が生じるのを避けることが困難
であり、高さが低いほうの枠材と面板との間に隙間が形
成され、ろう付け不良となる。

【０００５】（２）上記の寸法精度のばらつきがある
と、ハニカムコアの端縁部に枠材を配設した場合、枠材
の高さとハニカムコアの高さにも差が生じ易い。すなわ
ち、枠材がハニカムコアより低いと面板と枠材との間に
隙間が生じてろう付け不良となる。枠材の高さがハニカ
ムコアの高さより大きいと、面板とハニカムコアとの間
に隙間が生じ、面板がハニカムコアにろう付けされな
い。

【０００６】（３）枠材を構成するアルミニウムの押出
形材は、熱間で押出されるため、表面は比較的緻密且つ
厚い酸化皮膜で覆われている。この酸化皮膜はろう付け
性を阻害し、とくに面接合が要求される場合には影響が
大きい。酸やアルカリによるエッチングで酸化皮膜を除
去することも試みられているが十分な対策とはなってい
ない。

【０００７】（４）枠材と枠材を組付ける作業は、通
常、手作業で行われるため、枠材相互の突き合わせ部に
形成される段差の調整も十分でない場合が多く、ろう付
け接合時にハニカムパネルを拘束する治具の不完全性な
どにも起因して、ハニカムコアのコーナー部における枠
材相互の突き合わせ部に段差が生じ易く、ろう付け不良
の原因となる。

【０００８】（５）ハニカムコアの端縁部に枠材を組付
けるための枠材と枠材との固定は、点溶接あるいは枠材
の辺を溶接することにより行われるが、枠材がアルミニ
ウム押出形材の場合、溶接条件が少しでも不適切なもの
であると、溶接部に熱歪が生じ、枠材に捩じれが発生す
ることもあり、ろう付け不良の原因となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ろう付けハ
ニカムパネル、とくにアルミニウムろう付けハニカムパ
ネルにおける上記の問題点を解消するためになされたも
のであり、その目的は、ハニカムコアと面板との間、お
よび枠材と面板との間にろう付け不良を生じることがな
く、完全にろう付け一体とされたろう付けハニカムパネ
ル、とくにアルミニウムろう付けハニカムパネルおよび
その製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるろう付けハニカムパネルは、ハニカム
コアの端縁部に枠材を配設するとともにハニカムコアの
上下面には、ハニカムコアと枠材に対して重なる状態に
面板を配設して、これらを一体にろう付け接合してなる
ろう付けハニカムパネルにおいて、ハニカムコアの端縁
部に配設される枠材の面板への接合面がハニカムコアの
高さと等高に面削されることを構成上の特徴とする。

【００１１】また、ハニカムコアがアルミニウム板また
はアルミニウム箔から形成され、枠材がアルミニウムの
押出形材、面板がアルミニウムのブレージングシートか
ら形成されることを本発明のろう付けハニカムパネルの
第２の特徴とする。

【００１２】本発明によるろう付けハニカムパネルの製
造方法は、ハニカムコアの端縁部に、面板への接合面を
ハニカムコアの高さと等高に面削した枠材を配設すると
ともに、ハニカムコアの上下面に対してハニカムコアと
枠材に重合する状態に面板を配設して加熱ろう付けする
ことを第１の特徴とする。

【００１３】また本発明によるろう付けハニカムパネル
の製造方法の第２、第３の特徴は、枠材が相互に溶接し
て枠組され、枠組後に面板への接合面が面削されるこ
と、およびハニカムコアがアルミニウム板またはアルミ
ニウム箔から形成され、枠材がアルミニウムの押出形
材、面板がアルミニウムのブレージングシートから形成
されることにある。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明のろう付けハニカムパネル
は、上記のように、ハニカムコアの端縁部に配設、枠組
される枠材のハニカムコアのコーナー部における枠材相
互の突き合わせ部に段差がなく、ハニカムコアと枠材と
の隣接部にも段差がなく、コア面と面板とが隙間のない
状態でろう付け接合されることを特徴とし、接合不良部
のない完全に一体化されるろう付け接合を達成するもの
である。

【００１５】本発明の実施における好ましい態様を、ア
ルミニウムろう付けハニカムパネルについて説明する
と、枠材となるアルミニウムの押出形材を押出成形する
場合、面板とろう付け接合される形材面の肉厚を、切削
代を余分に付けた肉厚として押出し、（ａ）押出後、押
出形材の面板とろう付け接合される形材面をエンドミ
ル、シェーパーなどの手段により面削して、枠材相互の
高さを揃え、枠材の高さとハニカムコアの高さを同一と
し、ハニカムコアの端縁部に枠材を配設した場合、ハニ
カムコアのコーナー部における枠材相互の突き合わせ部
およびハニカムコアと枠材との隣接部に段差が生じない
ようにし、コア面と面板とが隙間のない状態でろう付け
接合されるようにする。

【００１６】（ｂ）曲面ハニカムパネルを製作する場合
は、枠材となる押出形材を曲成したのち、面板とろう付
け接合される形材面を面削し、上記と同様に段差をなく
し、コア面と面板とが隙間のない状態でろう付け接合さ
れるようにする。（ｃ）最も好適には、枠材となる押出
形材を溶接により枠組したのち、枠組された形材の面板
とろう付けされる形材面を面削し、枠材の高さとハニカ
ムコアの高さと同一として、段差が生じないようにし、
コア面と面板とが隙間のない状態でろう付けされるよう
にする。

【００１７】上記の態様でろう付けハニカムパネルを製
作することによって、ハニカムコアのコーナー部におけ
る枠材相互の突き合わせ部に段差が形成されることがな
くなり、且つハニカムコアと枠材との間に段差が形成さ
れることも避けられ、コア面と面板との間には隙間が生
じることはなく、接合不良がなくなる。面板とろう付け
接合される形材面を面削することにより、熱間押出にお
いてアルミニウムの押出形材の表面に生成する緻密で厚
い酸化皮膜も除去されるから、ろう付け接合は一層確実
に行われることができる。なお、枠材はロ字形、コ字形
等種々の断面形状のものを使用することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例とともに説明
する。 実施例１ 図３に示すような中空角形断面のアルミニウム押出形材
５（設定寸法：幅30mm、高さ35mm、長さ150mm)の上面を
ろう付け面９として、ろう付け面をシェーパーにより0.
5mm 面削して、当初肉厚3.5mm を肉厚3.0mm とし、押出
形材５のろう付け面９に、アルミニウムのブレージング
シート６（厚さ：1.0mm 、ろう材：Ａｌ-10 ％Ｓｉ−1.
0 ％Ｍｇ、クラッド率：10％、片面クラッド）を置き、
押出形材のろう付け面９の端部には、ブレージングシー
ト６とろう付け面９との間にスペーサとしてアルミニウ
ム板（厚さ:0.1mm) を介挿して、治具で固定し、真空ろ
う付け炉(590℃に加熱時の真空度:1.3×10^-3Pa) 中で59
0 ℃の温度に加熱して５分間保持し、炉内で550 ℃まで
冷却して取り出した。

【００１９】図３に示すように、スペーサを介挿した未
接合部８を持ち上げ、この部分を把持片として、把持片
を矢印Ａの方向に10mm/ 分で引き上げるピール試験を行
い、図４に示す強度変化からろう付け後の接合面７を剥
離させるためのピール強度Ｔ（＝Ｓ／ｌ、但し、Ｓは面
積、ｌは長さ）を測定した。また、ブレージングシート
６が剥離した押出形材５のろう付け面９のろう付け部分
を画像解析して接合率を算出した。結果は、ピール強度
462N、接合率84％の優れた値を示した。

【００２０】比較例１ 実施例１において、押出形材として、設定寸法が幅30m
m、高さ35mm、長さ150mm のものを製作し、上面をろう
付け面９とし、ろう付け面９を押出のままの状態とした
もの、およびろう付け面９を、ろう付け前に酸でエッチ
ングしたものの２種類を作製し、実施例１と同一条件で
ろう付け後、実施例１と同様にピール試験を行うととも
に接合率を求めた。その結果、ろう付け面９が押出状態
のままのものでは、ピール強度208N、接合率37％、ろう
付け面９が酸エッチングしたものでは、ピール強度265
N、接合率41％で、いずれもピール強度300N以下、接合
率60％以下の低い値を示した。なお、ろう付け面９を研
削したものについても試みたが、エッチングしたものと
略同様であった。

【００２１】実施例２ アルミニウム製ハニカムコア２、アルミニウム押出形材
製枠材３、実施例１のアルミニウムブレージングシート
からなる面板４を用いて、図５に示すような平面ハニカ
ムパネル１Ａ（目標寸法：Ｌ2000mm、Ｗ1000mm、Ｈ30m
m) および図６に示すような曲面ハニカムパネル１Ｂ
（目標寸法：Ｌ2000mm、Ｗ1000mm、Ｈ30mm、曲率半径Ｒ
2000mm) の形状に組付けた。なお、使用した枠材３は、
押出加工後にろう付け面をシェーパーにより0.5mm 面削
したもの、および押出形材を枠材として溶接により枠組
した後にろう付け面および溶接ビード面を0.5mm 機械切
削したものの３種類とした。また、ハニカムコアは、ア
ルミニウムブレージングシートを細断してコルゲート状
に加工したものをコア材とし、隣接するコア材の山部と
谷部が相互に対接する状態に整列させたものである。

【００２２】組付けたハニカムパネル１Ａ、１Ｂを、上
下からカーボンプレートで押さえ、さらにステンレス鋼
製の重りを載置して、実施例１で使用した真空ろう付け
炉に装入し、590 ℃の温度で5 分間保持し、炉内で550
℃まで冷却して取り出し、面板３を剥離して、枠材３の
ろう付け面のろう付け部分を画像解析し接合率を算出し
た。結果を表１に示す。表１に示すように、接合率はい
ずれも90％を越える優れた値を示した。特に、枠材を溶
接後に切削したものは、極めて良好であった。

【００２３】

【表１】

【００２４】比較例２ 実施例２において、枠材３として、熱間押出のままの状
態のアルミニウム押出形材を適用し、実施例２と同一の
方法で平面ハニカムパネル１Ａおよび曲面ハニカムパネ
ル１Ｂを製作して、実施例２と同様にして接合率を算出
した。結果を表２に示す。表２にみられるように、押出
のままの形材は、寸法精度に起因して、形材相互の突き
合わせ部に段差が生じるとともに、酸化皮膜の存在によ
りろう付け性が阻害され、いずれも接合性が劣ってい
る。

【００２５】

【表２】

【００２６】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、ろう付
けハニカムパネル、とくにアルミニウムろう付けハニカ
ムパネルのろう付け性が向上して接合不良が大幅に改善
され、十分な接合強度を有するろう付けハニカムパネル
が得られる。また、従来のように、枠材の高さに合わせ
てハニカムコアを切断する必要がなくなり、所定寸法に
切断したハニカムコアの高さに合わせて枠材を面削すれ
ばよいから、工期の大幅な短縮が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ろう付けハニカムパネルの一部を示す一部を切
り欠いた斜視図である。

【図２】ろう付けハニカムパネルの組立過程を示す断面
図である。

【図３】本発明におけるピール試験の試験片を示す斜視
図である。

【図４】ピール試験における長さ方向のピール強度の変
化を示すチャートである。

【図５】平面ハニカムパネルを一部切り欠いて示す斜視
図である。

【図６】曲面ハニカムパネルを一部切り欠いて示す斜視
図である。

【符号の説明】

１ ろう付けハニカムパネル 1A 平面ハニカムパネル 2B 曲面ハニカムパネル ２ ハニカムコア ３ 枠材 ４ 面板 ５ 押出形材 ６ ブレージングシート ７ ろう付け接合面 ８ 未接合部（把持片） ９ ろう付け面 Ｐ ハニカムコア上下面

フロントページの続き (72)発明者 難波 圭三 東京都港区新橋５丁目11番３号 住軽エン ジニアリング株式会社内 (72)発明者 伊藤 泰永 東京都港区新橋５丁目11番３号 住軽エン ジニアリング株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハニカムコアの端縁部に枠材を配設する
   とともにハニカムコアの上下面には、ハニカムコアと枠
   材に対して重なる状態に面板を配設して、これらを一体
   にろう付け接合してなるろう付けハニカムパネルにおい
   て、ハニカムコアの端縁部に配設される枠材の面板への
   接合面がハニカムコアの高さと等高に面削されることを
   特徴とするろう付けハニカムパネル。
2. 【請求項２】 ハニカムコアがアルミニウム板またはア
   ルミニウム箔から形成され、枠材がアルミニウムの押出
   形材、面板がアルミニウムのブレージングシートから形
   成されることを特徴とする請求項１記載のろう付けハニ
   カムパネル。
3. 【請求項３】 ハニカムコアの端縁部に、面板への接合
   面をハニカムコアの高さと等高に面削した枠材を配設す
   るとともに、ハニカムコアの上下面に対してハニカムコ
   アと枠材に重合する状態に面板を配設して加熱ろう付け
   することを特徴とするろう付けハニカムパネルの製造方
   法。
4. 【請求項４】 枠材が相互に溶接して枠組され、枠組後
   に面板への接合面が面削されることを特徴とする請求項
   ３記載のろう付けハニカムパネルの製造方法。
5. 【請求項５】 ハニカムコアがアルミニウム板またはア
   ルミニウム箔から形成され、枠材がアルミニウムの押出
   形材、面板がアルミニウムのブレージングシートから形
   成されることを特徴とする請求項３または４記載のろう
   付けはパネルの製造方法。