(57)【要約】【課題】第１に、荷重伝播が分散，軽減され、第２に、もって保護対象の破損，損傷等が防止される、ハニカムパネルを提案する。【解決手段】このハニカムパネル８は、ハニカムコア５の開口端面に、アッパスキン材６とロワスキン材７が接合されている。ハニカムコア５中に、ミッドスキン材９が介装されており、ミッドスキン材９は、撓みにより荷重を分散可能である。そして負荷荷重Ａは、衝撃荷重，集中荷重，圧縮荷重よりなり、アッパスキン材６は、荷重作用側に向けられている。ハニカムコア５は、セル壁にて区画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体よりなり、セル軸方向Ｃが荷重作用方向Ｆに向けられている。ミッドスキン材９は、負荷荷重Ａが曲げ荷重となって作用して撓み変形Ｇした場合、荷重Ａの分散化機能、受圧面積の拡大化機能を発揮する。ロワスキン材７は、保護対象Ｂ側に向けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材のハニカムコアの両開口端面に、アッパスキン材とロワスキン材が、それぞれ接合されたハニカムパネルにおいて、
該ハニカムコア中に、ミッドスキン材が介装されており、該ミッドスキン材は、撓みにより荷重を分散可能であること、を特徴とするハニカムパネル。
【請求項２】
請求項１において、負荷荷重は、衝撃荷重，集中荷重，圧縮荷重よりなり、該アッパスキン材は、荷重作用側に向けられ、
該ハニカムコアは、セル壁にて区画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体よりなり、セル軸方向が荷重作用方向に向けられており、
該ミッドスキン材は、負荷荷重が曲げ荷重となって作用して撓み変形した場合、荷重の分散化機能、受圧面積の拡大化機能を発揮し、
該ロワスキン材は、保護対象側に向けられていること、を特徴とするハニカムパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカムパネルに関する。すなわち、ハニカムコアの開口端面にスキン材が接合された、ハニカムパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
《技術的背景および従来の技術》
図２の（１）図に示したように、芯材であるハニカムコア１の両開口端面に、アッパスキン材２とロワスキン材３とが、それぞれ接着等により接合されたハニカムパネル４が、ハニカムコア１の特性を生かし、従来より各種用途に使用されている。
すなわちハニカムパネル４は、ハニカムコア１の重量比強度に優れ、軽量であると共に高い強度や剛性を備えるのを始め、その他の優れた特性を備えており、各種建造物の構造材，保護材，壁板材等として、広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
ハニカムパネルの従来技術としては、例えば、次の特許文献１，２中に示されたものが挙げられる。
【特許文献１】特開２００５―１１９２３６号公報
【特許文献２】特開平９―１１３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような従来のハニカムパネル４については、次の問題が課題として指摘されていた。
図２の（２）図に示したように、荷重Ａが負荷された場合、負荷荷重Ａが、分散，軽減されることなく、保護対象Ｂに伝播されることが多々あった。
すなわち負荷荷重Ａとして、大きな衝撃荷重，集中荷重，圧縮荷重を受けた場合、負荷荷重Ａがそのまま、アッパスキン材２から→ハニカムコア１を経て→ロワスキン材３に伝達され、→保護対象Ｂへと伝播されていた。
そしてこの場合、負荷荷重Ａが作用した局部，近傍のみをエリアとして、アッパスキン材２，ハニカムコア１，ロワスキン材３について、負荷荷重Ａが作用し、対応して応力が発生していた。
図中Ｌ（太破線表示）は、このような荷重作用エリア，応力発生エリアＬを示す。そして、このエリアＬを除く周りの広いエリアが、負荷荷重Ａに関与しないエリアとなっていた。
【０００５】
このように従来のハニカムパネル４では、負荷荷重Ａがそのまま、分散，軽減されることなく、保護対象Ｂに伝播されることが多々あった。もって保護対象Ｂが、破損，損傷，その他の悪影響を受けることがあった。
なお、前記エリアＬのハニカムコア１は、負荷荷重Ａが、耐力として作用した後、圧縮強度を越え座屈荷重に達すると、座屈する。負荷荷重Ａのエネルギーは、これにより若干部分的に吸収，緩衝されるが、残りの大部分のエネルギーは、吸収，緩衝，軽減されることなく、上述したように保護対象Ｂに伝播されていた。
【０００６】
《本発明について》
本発明のハニカムパネルは、このような実情に鑑み、上記従来技術の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、荷重伝播が分散，軽減され、第２に、もって保護対象の破損，損傷等が防止される、ハニカムパネルを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲に記載したように、次のとおりである。
請求項１については、次のとおり。
請求項１のハニカムパネルは、芯材のハニカムコアの両開口端面に、アッパスキン材とロワスキン材が、それぞれ接合されている。
そして該ハニカムコア中に、ミッドスキン材が介装されており、該ミッドスキン材は、撓みにより荷重を分散可能であること、を特徴とする。
請求項２については、次のとおり。
請求項２のハニカムパネルでは、請求項１において、負荷荷重は、衝撃荷重，集中荷重，圧縮荷重よりなる。
そして該アッパスキン材は、荷重作用側に向けられている。該ハニカムコアは、セル壁にて区画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体よりなり、セル軸方向が荷重作用方向に向けられている。
該ミッドスキン材は、負荷荷重が曲げ荷重となって作用して撓み変形した場合、荷重の分散化機能、受圧面積の拡大化機能を発揮する。該ロワスキン材は、保護対象側に向けられていること、を特徴とする。
【０００８】
《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）本発明のハニカムパネルは、アッパスキン材とロワスキン材付のハニカムコアについて、そのアッパハニカムコアとロワハニカムコア間に、ミッドスキン材が介装されている。
（２）そしてハニカムパネルは、各種建造物の構造材，保護材，壁板材等として、主として保護対象を保護するために、使用される。
（３）さて荷重が、衝撃荷重，集中荷重，圧縮荷重として負荷された場合は、次のようになる。
（４）アッパスキン材から→アッパハニカムコア→そしてミッドスキン材へと伝達される負荷荷重の値が小さい場合、ミッドスキン材は、若干弾性変形はするが、曲げ変形はしない状態にある。
（５）これに対し、伝達された負荷荷重の値が大きく、曲げ荷重となって作用した場合、ミッドスキン材は撓み変形する。
（６）撓み変形により、ミッドスキン材は、負荷荷重の分散化機能，受圧面積の拡大化機能を発揮する。
（７）これに加え、ミッドスキン材が撓み変形することにより、ロワハニカムコアは、座屈したり、一旦弾性変形した後に元の形状へと復帰する。
（８）負荷荷重は、このように値が大きい場合、分散化されてロワハニカムコアに伝達されると共に、ロワハニカムコアの座屈や弾性変形後の戻りにより、そのエネルギーが吸収，緩和，軽減化される。
（９）本発明のハニカムパネルでは、負荷荷重が分散，軽減されて、保護対象に伝播される。
（１０）もって保護対象が、負荷荷重により破損，損傷等することは、防止される。
（１１）そこで、本発明に係るハニカムパネルは、次の効果を発揮する。
【発明の効果】
【０００９】
《第１の効果》
第１に、荷重伝播が分散，軽減される。
本発明のハニカムパネルでは、撓み変形したミッドスキン材が、荷重の分散化機能，受圧面積の拡大化機能を発揮する。
もって、大きな負荷荷重が作用した場合、保護対象への伝播が分散され、受圧面積が拡大される。前述したこの種従来例のように、集中荷重のまま伝播されるのではなく、分布荷重化されて伝播される。
更に、ミッドスキン材が撓み変形すると、ロワハニカムコアの座屈や弾性変形後の戻りにより、負荷荷重のエネルギーが吸収，緩衝され、もって軽減されて保護対象に伝播される。このように負荷荷重は、分散，軽減される。
【００１０】
《第２の効果》
第２に、もって保護対象の破損，損傷等が、防止される。
本発明のハニカムパネルでは、上述したように、負荷荷重は分散，軽減されて、保護対象に伝播される。
もって、前述したこの種従来例のように、保護対象が、負荷荷重により破損，損傷，その他の悪影響を受けることは、防止される。
このように、この種従来技術に存した課題がすべて解決される等、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】
【００１１】
【図１】本発明に係るハニカムパネルについて、発明を実施するための形態の説明に供し、要部の正断面図である。そして（１）図は、無負荷の状態、（２）図は、負荷状態１を、（３）図、負荷状態２を、（４）図は、負荷状態３を示す。
【図２】（１）図，（２）図は、この種従来例のハニカムパネルの説明に供し、要部の正断面図である。そして（１）図は、無負荷の状態、（２）図は、負荷状態を示す。（３）図は、ハニカムコアの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について、図面を参照して詳細に説明する。
《本発明の概要》
まず、本発明の概要については、次のとおり。
本発明は、芯材のハニカムコア５の両開口端面に、アッパスキン材６とロワスキン材７が、それぞれ接合されたハニカムパネル８に関する。
そしてハニカムパネル８において、そのハニカムコア５中に、ミッドスキン材９が介装されており、ミッドスキン材９は、撓みにより荷重を分散可能である。
すなわちミッドスキン材９は、負荷荷重Ａが曲げ荷重となって作用して撓み変形Ｇした場合、荷重Ａの分散化機能、受圧面積の拡大化機能を発揮すること、を特徴とする。
本発明の概要については、以上のとおり。以下、このような本発明のハニカムパネル８について、更に詳述する。
【００１３】
《ハニカムコア５について》
まず、ハニカムパネル８の芯材であるハニカムコア５について、図１の（１）図，図２の（３）図を参照して説明する。
ハニカムコア５は、セル壁１０にて区画形成された、中空柱状の多数の空間であるセル１１の平面的集合体よりなる。
もってハニカムコア５は、重量比強度に優れており、軽量であると共に高い強度や剛性を備えている。特に軽量性や、セル軸方向Ｃの圧縮強度や剛性に優れている。更に、容積当たりの表面積が大である、平面精度にも優れる（特にパネルの場合）、その他の優れた特性が知られている。
ハニカムコア５の母材としては、アルミニウム，その他の金属箔や、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）シート，紙材，その他の各種シート材が用いられる。セル壁１０そしてセル１１の断面形状は、図示の正六角形のものが代表的であるが、略台形，略三角形，略四角形，その他各種形状のものも可能である。
【００１４】
図中Ｃのセル軸方向は、セル１１の軸方向を示し、展張方向Ｄやリボン方向Ｅとは、立体的に直交する関係にある。展張方向Ｄとリボン方向Ｅとは、同一平面で直交する関係にある。
ハニカムコア５は、セル軸方向Ｃを荷重作用方向Ｆに向けて配設される。そして、その圧縮強度以下の荷重Ａを受けた場合は、弾性変形後に元の形状に戻るのに対し、圧縮強度を越える荷重Ａつまり座屈荷重を受けると、座屈する。すなわち、セル壁１０が押し潰され、順次連続的に反転折曲されて折り畳み状態に遡性変形される。
又、ハニカムコア５は、介装されたミッドスキン材９により、アッパスキン材６側の上位のアッパハニカムコア（ＵＰＲハニカムコア）５１と、ロワスキン材７側の下位のロワハニカムコア（ＬＷＲハニカムコア）５２とに、区画されている。
アッパハニカムコア５１とロワハニカムコア５２とは、通常は同一構成よりなるが、異なる構成のものを用いることも可能である。
ハニカムコア５については、以上のとおり。
【００１５】
《アッパスキン材６，ロワスキン材７について》
次に、ハニカムパネル８の表面板であるアッパスキン材６とロワスキン材７について、図１の（１）図を参照して説明する。
アッパスキン材（ＵＰＲスキン材）６は、ハニカムコア５のセル１１の一方側・上位側の開口端面、つまりアッパハニカムコア５１の開口端面に、接着等により接合されており、荷重Ａの作用側に向けられている。
ロワスキン材（ＬＷＲスキン材）７は、ハニカムコア５のセル１１の他方側・下位側の開口端面、つまりロワハニカムコア５２の開口端面に、接着等により接合されており、保護対象Ｂ側に向けられている。
アッパスキン材６，ロワスキン材７は、いずれも１枚の平板製よりなり、その材質については、上述したハニカムコア５の母材に準じる。
アッパスキン材６，ロワスキン材７については、以上のとおり。
【００１６】
《ミッドスキン材９について》
次に、ハニカムパネル８のミッドスキン材９について、図１の（１）図〜（４）図を参照して説明する。
ミッドスキン材９は、ハニカムコア５のセル壁１０やセル１１の途中に、中仕切板として接着等により接合，介装されている。図示例では、縦方向のセル壁１０やセル１１に対し横方向に介装され、もってハニカムコア５を上下に区画している（図１の（１）図を参照）。そして、１枚の平板製よりなり、その材質については、前述したハニカムコア５の母材に準じる。
ミッドスキン材９は、アッパスキン材６そしてアッパハニカムコア５１から伝達された負荷荷重Ａが、その曲げ荷重に達しない場合、若干弾性変形することもあるが、曲がりはしない状態にある（図１の（２）図を参照）。
これに対し、負荷荷重Ａが曲げ荷重となって作用した場合、撓み変形Ｇする（図１の（３）図から（４）図中の破線表示を参照）。ミッドスキン材９は、梁のように撓み変形Ｇし、図示例では、中央を下に向けて湾曲する。
【００１７】
そしてミッドスキン材９は、このように撓み変形Ｇした場合、負荷荷重Ａの分散化機能、つまり受圧面積の拡大化機能を発揮し、荷重Ａを分散可能である（図１の（４）図を参照）。
すなわち、撓み変形Ｇしたミッドスキン材９により、負荷荷重Ａは、分散化，分力化，分解化されて、ロワハニカムコア５２へと伝達される。図示例では、縦横方向へとエリアを広げつつ、つまりＸＹＺ方向に広がりつつ、ロワハニカムコア５２へと伝達される。
このように負荷荷重Ａは、ミッドスキン材９への集中した狭いエリアの受圧面積，集中荷重から、ロワハニカムコア５２そしてロワスキン材７に対し、広いエリアの受圧面積，分布荷重となって、伝達される。
図中Ｓ（太破線表示）は、負荷荷重Ａが関与する荷重作用エリア，応力発生エリアを示す。前述したこの種従来例の局部的な狭い荷重作用エリア，応力発生エリアＬに比し（図２の（２）図を参照）、エリアが大きく広域化される（図１の（４）図を参照）。
なお、図１の（２）図，（３）図，（４）図は、負荷荷重Ａの程度毎のハニカムパネル８の負荷状態を示しているが、（２）図，（３）図は、（４）図に至るステップを示すものとして、理解することも可能である。
ミッドスキン材９については、以上のとおり。
【００１８】
《作用等》
本発明のハニカムパネル８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。
（１）このハニカムパネル８は、芯材のハニカムコア５の上下の開口端面について、上位にアッパスキン材６が下位にロワスキン材７が、それぞれ接合されると共に、ハニカムコア５中に、ミッドスキン材９が介装されている（図１の（１）図を参照）。
もってハニカムコア５は、介装されたミッドスキン材９により、上位のアッパハニカムコア５１と下位のロワハニカムコア５２とに、区画されている。
【００１９】
（２）そしてハニカムパネル８は、各種構造物の構造材，保護材，壁板材等として使用され、主として保護対象Ｂを保護するために用いられる。なお保護対象Ｂは、通常は対象物よりなるが、室内空間等の空間であっても可である。
【００２０】
（３）さて、無負荷状態（図１の（１）図を参照）から、荷重Ａが、衝撃荷重，集中荷重，圧縮荷重として、荷重作用方向Ｆに負荷された場合は、次のようになる。
例えば、台風その他の自然災害による外力や、投てき衝撃，その他の人為的行為による外力により、保護対象Ｂに何らかの負荷荷重Ａが加えられた場合は、次のようになる。
負荷荷重Ａは、集中荷重として上位のアッパスキン材６→そしてアッパハニカムコア５１から→中位のミッドスキン材９へと伝達され、それぞれ応力が発生する。
【００２１】
（４）まず、伝達された負荷荷重Ａが、ミッドスキン材９の曲げ荷重に達しない場合、つまり負荷荷重Ａの値が小さい場合、ミッドスキン材９は、若干弾性変形することもあるが、曲げ変形には至らない状態にある（図１の（２）図を参照）。アッパスキン材６やアッパハニカムコア５１についても同様。
【００２２】
（５）これに対し、伝達された負荷荷重Ａが、曲げ荷重となって作用した場合、つまり負荷荷重Ａの値が大きい場合、ミッドスキン材９は撓み変形Ｇ（図１の（３）図から（４）図の破線表示）する。
ミッドスキン材９は、上位のアッパスキン材６やアッパハニカムコア５１から、負荷荷重Ａが、その中央に曲げ荷重となって伝達され、曲げ応力が発生すると共に、撓み変形Ｇする。
【００２３】
（６）撓み変形Ｇしたミッドスキン材９は、負荷荷重Ａの分散化機能、つまり受圧面積の拡大化機能を発揮する。
もって、下位のロワハニカムコア５２への伝達に際し、負荷荷重Ａが分散され、受圧面積が拡大される。ロワハニカムコア５２そしてロワスキン材７は、広域に負荷荷重Ａが分散され、広域に応力が発生する（図１の（４）図中の荷重作用エリア，応力発生エリアＳを参照）。
【００２４】
（７）これに加え、ミッドスキン材９が撓み変形Ｇすると、下位のロワハニカムコア５２は、負荷荷重Ａの分散，受圧面積の拡大に伴う挙動により、次のようになる。
圧縮強度を越える負荷荷重Ａが伝達されたロワハニカムコア５２、例えば中央エリアのロワハニカムコア５２は、セル壁１０が座屈し遡性変形する。これに対し、圧縮強度以下の負荷荷重Ａが伝達されたロワハニカムコア５２、例えば周辺エリアのロワハニカムコア５２は、一旦曲げ変形等の弾性変形した後に元の形状に戻り復帰する。
【００２５】
（８）さて上述したように、ハニカムパネル８に作用した負荷荷重Ａは、その値が大きい場合、上述した（６）のように、ミッドスキン材９の撓み変形Ｇにより、分散され受圧面積が拡大されて、ロワハニカムコア５２に伝達される。
これに加えロワハニカムコア５２は、ミッドスキン材９が撓み変形Ｇしたことにより、上述した（７）のように、座屈や弾性変形後の戻りにより、伝達された負荷荷重Ａのエネルギーを吸収，緩和し、負荷荷重Ａを軽減する。
【００２６】
（９）そこで本発明のハニカムパネル８にあっては、次のようになる。負荷荷重Ａは、ロワハニカムコア５２からロワスキン材９を介し、下位の保護対象Ｂへと、分散されると共に軽減されて、伝播される（図１の（４）図を参照）。
外力として負荷された荷重Ａは、その値が大きい場合、ハニカムパネル８により、集中荷重が分布荷重化され、分散される（図１の（４）図中の本発明の荷重作用エリア，応力発生エリアＳと、図２の（２）図中の従来側の荷重作用エリア，応力発生エリアＬとを、比較対象）。
そして負荷荷重Ａは、分散されると共に軽減されて、保護対象Ｂに伝播される。このように、このハニカムパネル８では、ミッドスキン材９やロワハニカムコア５２が、全体的に負荷荷重Ａに関与して、これを分散，軽減する。
【００２７】
（１０）もって保護対象Ｂが、負荷荷重Ａにより、破損，損傷等することは、防止される。
本発明の作用等については、以上のとおり。
【符号の説明】
【００２８】
Ａ    （負荷）荷重
Ｂ    保護対象
Ｃ    セル軸方向
Ｄ    展張方向
Ｅ    リボン方向
Ｆ    荷重作用方向
Ｇ    撓み変形
Ｓ    荷重作用エリア，応力発生エリア（本発明）
Ｌ    荷重作用エリア，応力発生エリア（従来例）
１    ハニカムコア（従来例）
２    アッパスキン材（従来例）
３    ロワスキン材（従来例）
４    ハニカムパネル（従来例）
５    ハニカムコア（本発明）
５１  アッパハニカムコア
５２  ロワハニカムコア
６    アッパスキン材（本発明）
７    ロワスキン材（本発明）
８    ハニカムパネル（本発明）
９    ミッドスキン材
１０    セル壁
１１    セル
【図１】
2020015187.tif 000003
【図２】
2020015187.tif 000004