(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２枚の層シートが少なくとも１つの結合部材によって互いに固定され、該結合部材が前記少なくとも２枚の層シートのうちの１枚から続き、前記結合部材の少なくとも一部は前記層シートから分岐して、該層シートの両面に開口する少なくとも１つの開口部を形成し、該開口部から前記結合部材が続くパネル構体において、１枚の層シートの一部をなす結合部材には、少なくとも１つの取付け面が該結合部材の端部の近くに設けられて、該層シートを他の層シートへ固定し、前記２枚の層シートの間隔は、結合部材の１枚の層シートからの分岐位置で該１枚の層シートと前記結合部材との間に生じる角度によって調節することができることを特徴とするパネル構体。
【請求項２】
請求項１に記載のパネル構体において、１枚の層シートには、少なくとも１枚の層シートとの機械的結合を有する少なくとも１つの結合部材が設けられていることを特徴とするパネル構体。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパネル構体において、１枚の層シートには、少なくとも１枚の隣接する層シートおよび少なくとも１枚の非隣接層シートに対する機械的結合を有する少なくとも１つの結合部材が設けられていることを特徴とするパネル構体。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のパネル構体において、前記結合部材の取付け面は少なくとも２つの部分で構成され、該部分は前記結合部材の中央部に対して実質的に対称に位置することを特徴とするパネル構体。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のパネル構体において、前記層シートから分岐された結合部材の縁端部の一部は直状であることを特徴とするパネル構体。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載のパネル構体において、前記層シートから分岐された結合部材の縁端部の一部は、少なくとも部分的に湾曲していることを特徴とするパネル構体。
【請求項７】
請求項６に記載のパネル構体において、前記層シートから分岐された結合部材の縁端部の一部は、少なくとも部分的に楕円をなすことを特徴とするパネル構体。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載のパネル構体において、結合部材に続く層シートの少なくとも１枚は曲状であることを特徴とするパネル構体。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかに記載のパネル構体において、結合部材に続く層シートの少なくとも１枚は、少なくとも部分的に曲状であることを特徴とするパネル構体。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載のパネル構体において、前記層シートの少なくとも１枚は金属製であることを特徴とするパネル構体。
【請求項１１】
請求項１ないし10のいずれかに記載のパネル構体において、前記層シートの少なくとも１枚はステンレス鋼製であることを特徴とするパネル構体。
【請求項１２】
請求項１ないし10のいずれかに記載のパネル構体において、前記層シートの少なくとも１枚はアルミニウム製であることを特徴とするパネル構体。
【請求項１３】
請求項１ないし９のいずれかに記載のパネル構体において、前記層シートの少なくとも１枚はポリマ製であることを特徴とするパネル構体。
【請求項１４】
請求項１ないし９のいずれかに記載のパネル構体において、前記層シートの少なくとも１枚はガラス繊維強化プラスチック製であることを特徴とするパネル構体。
【請求項１５】
請求項１ないし９のいずれかに記載のパネル構体において、前記層シートの少なくとも１枚はカーボン繊維製であることを特徴とするパネル構体。
【請求項１６】
請求項１ないし９のいずれかに記載のパネル構体において、前記層シートの少なくとも１枚はアラミド繊維製であることを特徴とするパネル構体。
【請求項１７】
請求項１ないし９のいずれかに記載のパネル構体において、前記層シートの少なくとも１枚は繊維金属積層体製であることを特徴とするパネル構体。
【請求項１８】
請求項１ないし９のいずれかに記載のパネル構体において、前記層シートの少なくとも１枚はセラミックス製であることを特徴とするパネル構体。
【発明の詳細な説明】
【詳細な説明】
【０００１】
本発明は、コア材料を何ら追加することなくコア構造が層シートから形成されたパネル構体に関するものである。各層シートは、これらの層シートのうちの１枚から形成された少なくとも１つの結合部材を用いて、互いに機械的に結合されている。
【０００２】
軽量のサンドイッチパネル構体には、各構体外皮（層シート）の間にハニカム状コア、発泡コアおよび波形コアが広く使用されている。ハニカム状コアは閉セル構造を有し、ハニカム状コアを有するパネルは断熱に適し、さらに効果的な負荷支持体になる。ハニカム状コアを有するサンドイッチパネルは、例えば特開2006-130734号および欧州特許出願第1,285,935号に開示されている。サンドイッチパネル用波形コア構造は低効率で高異方性の載荷支持体になるが、波形コア構造は、気孔が一方向に連続しているため、直交流熱交換性がある。サンドイッチパネル用波形コア構造は、例えば特開2001-138043号および2004-090241号、国際特許公開WO 2005/058593号、ならびに米国特許第7,041,187号に開示されている。サンドイッチパネルの設計および製造における最近の進歩によって、開放セル構造を有する格子状支持構造が出現した。完全開放セル構造は、細長い梁（トラス）から作ることができ、これは層シートから分岐し、また円形、正方形もしくは中空などの断面形状にすることができる。トラスコアサンドイッチパネルは、例えば米国特許第6,644,535号に開示されている。
【０００３】
ハニカム状、発泡もしくは波形のコア構造を有するサンドイッチパネル構体は、幅広い種類の金属材料、ポリマ材料もしくは複合材料から作ることができる。多くのサンドイッチパネル構体は、構造上の載荷支持に対して適度な堅さおよび強度を有することが分かっている。コア相対密度が２〜10%でセルのサイズがミリメートル単位のサンドイッチパネルが多機能構造として評価されている。格子状支持構造の開放三次元気孔網目構造は、高い応力および直交流熱交換を同時に満たす性能を生み出す。これらの高圧縮性構造は、空中もしくは水中における衝撃波や打撃波によって生じる高強度の動的負荷を軽減する。孔隙をポリマおよび/または硬質セラミックで満たすことによって、上述の開放三次元構造が投射物などによる穿刺に対して大きな耐性を示すことも分かっている。
【０００４】
米国特許出願公開2007/0020441号は、深絞りによって製造されるサンドイッチパネル用開放コアに関するものである。この開放深絞りコアは、金属板の上下方向におけるいずれか一方の表面に一種の中空部分を多数作ることによって得られる。これらの中空部分は金属板側が平底になり、中空部分は金属板の上下方向におけるいずれか一方、例えば下方にのみ、または下方および上方に交互に沈んでいる。米国特許出願公開2007/0020441号のサンドイッチパネルにも、サンドイッチパネル製造の際、切り込んで湾曲させるＶ字型溝を設けている。
【０００５】
米国特許公開2007/0020441号は、直交流に関しては波形コア構造よりも実用的である。なぜなら、平底を有する中空部分が２方向以上に流す機会を与えるからである。しかしこれは、コアを所望の充填材で満たすのが困難な可能性がある点で、欠点がある。さらに、中空部分の平底がカバー板に対する接触面となり、これがパネルの厚さおよび重量を事実上左右するので、深絞りの限界でパネルの厚さが制限を受ける。
【０００６】
本発明は、従来技術のいくつかの欠点を防止し、製造が容易で、必要に応じてコア材料の追加が容易であり、かつさまざまな層シート間の接触面を最小化した改良されたパネル構体を達成することを目的とする。本発明の主たる構成要件を添付の特許請求の範囲に記載する。
【０００７】
本発明によれば、パネル構体は層シートから製造され、少なくとも２枚の層シートのうちの１枚から形成した少なくとも１つの結合部材を用いて少なくとも２枚の層シートを互いに機械的に結合したものである。この結合部材の少なくとも一部は層シートから分岐して、層シートに開いた少なくとも１つの開口を形成し、これを使って結合部材が発生する。層シートには、１枚の隣接する層シートとの機械的結合を有する少なくとも１つの結合部材が設けられている。層シートはまた、少なくとも１枚の非隣接層シートとの機械的結合を有する少なくとも１つの結合部材を有してよい。結合部材を発生させるのに用いる層シートは第１の層シートとして、また結合部材を固定する層シートは第２の層シートとして、以下にそれぞれ説明する。
【０００８】
２枚の層シート間の結合部材は有利には、第１の層シートを先ず少なくとも１本の切断線に沿って切断して、第１の層シート上に結合部材用の所望の領域を作る。結合部材用の領域を画成する周縁部の少なくとも一部は切断せず、これによって層シートから分離しないでおく。第１の層シートを少なくとも１本の切断線の領域内で押し曲げると、結合部材の所望の突出部が得られる。曲げながら、結合部材は、この結合部材の少なくとも一部が次のような表面をなすように形成される。すなわちこの表面は、第１の層シートから分岐して、第２の層シートに機械的に結合可能であり、有利には、第２の層シートは第１の層シートに隣接してもよい。第１の層シートの厚さに応じて、結合部材は１つの切断工程で製造することも可能であり、その場合、第１の層シートを押して結合部材の所望の突出部を分岐する。この場合、結合部材用の領域を画成する周縁部の少なくとも一部は押圧しないで、こうして第１の層シートとの一体性および連続性を維持する。結合部材の第１の層シートから離された部分は、さらに曲げて所望の結合部材を形成する。結合部材は依然として、第１の層シートの一部である。なぜなら、結合部材の少なくとも一部が第１の層シートに連続した状態を保っているからである。
【０００９】
本発明によるパネル構体用の結合部材において、結合部材の第１の層シートから離された少なくとも１つの所望の領域を、有利には取付け面として形成する。取付け面は、結合部材を取付け面によって結合する第２の層シートの表面領域に結合可能なように形成する。有利には、取付け面は、第２の層シートの表面と少なくとも部分的に平行である。結合部材は層シートに対して、溶接、半田付け、接着剤接合および機械的緊締などのいずれかの結合工程によって取り付けるが、これに限定されない。
【００１０】
本発明の一実施例では、取付け面は、第１の層シートに続く結合部材の端部とは反対側の結合部材の端部に近い領域に形成される。
【００１１】
本発明の他の実施例では、結合部材の両端部は第１の層シートに続いた状態に保たれ、取付け面は、結合部材の長手方向の中央部に実質的に近い位置に形成される。結合部材の両端部を第１の層シートに連続させたままに保つ実施例では、結合部材用の取付け面を２つ以上形成することができる。したがって、結合部材の取付け面は少なくとも２つの部分からなり、これらは結合部材の中央部に対して実質的に対称的に配置されている。結合部材の両端部が第１の層シートに連続した状態に保たれている場合、第１の層シートから分岐した部分を同じ長さの、もしくは実質的に異なる長さの、２つの部分に切断することもできるが、その場合、一方の部分は第２の部分よりはるかに長い。次に、これらの部分のそれぞれは、それ自体の取付け面を有する個々の結合部材に形成する。
【００１２】
本発明のパネル構体における２枚の層シート間の間隔は、結合部材の第１の層シートからの分岐位置で第１の層シートと結合部材との間に生じる角度によって調節することができる。この角度が小さいと、層シートは互いに接近して位置し、逆に、角度が大きいと、層シートは互いに離れて位置する。
【００１３】
本発明により少なくとも２枚の層シートを有するパネル構体を製造する場合、パネル構体が十分安定であるためには、複数の結合部材が必要である。１つの好ましい実施例では、結合部材は、４つの結合部材からなる群を１群以上配設し、その場合、４つの結合部材は、第１の層シートに続く状態に保たれた結合部材の端部に対して互いに直角の位置に配される。結合部材の群を２群以上用いる場合、各群は、パネル構体全体に良好な安定性を与える相対的位置に配置するのが有利である。
【００１４】
本発明の他の実施例では、２枚の層シート間の結合部材は、有利には、各結合部材がパネル構体に良好な安定性を与えるような相対的位置に互いに離れて配設する。互いに離れるように配置された各結合部材は、第１の層シートに続く状態に保たれた結合部材の端部で２つの隣接する結合部材が互いに直角をなす位置にあるよう配設することもできる。
【００１５】
さらに他の実施例では、第１の層シートの結合部材は、第１の層シートが２層以上の層シートに結合可能なように配置することができ、これらの層シートは、第１の層シートの片側もしくは両側に配置して多層構造を作ってもよい。本発明の結合部材は、２枚の層シートの間に結合部材が位置して、少なくとも１枚の別の層シートがこれら２枚の層シートの間に位置するように形成することもできる。その場合、第１の層シートと第２の層シートの間の結合部材は、追加した層シートに作れられた開口部によってこの追加の層シートを通過する。この開口部は、有利には、結合部材を追加の層シートと第２の層シートの間に形成した時に作られる。この開口部は、第１の層シートと第２の層シートとの間に、この結合部材用に開口部を設ける目的で作ることもできる。
【００１６】
本発明の多層構造を考えると、追加した層シートの第１の層シートと第２の層シートの間の結合部材は、結合部材の両端部を第１の層シートに続く状態に保ち、かつ第１の層シートから分岐した部分を、一方が他方よりはるかに長い２つの部分に切断すると、形成されるようにするのが有利である。その場合、これによって形成された結合部材を用いて、第１の層シートを一連の層シートに所定の間隔および位置で接合することができる。例えば、長い方の部分で形成した結合部材は第２の層シートへ結合し、他方の部分で形成した結合部材は第１の層シートと第２の層シートの間に位置する追加の層シートに結合する。
【００１７】
本発明の結合部材は直状縁端部を有することが望ましい。しかし、結合部材の縁端部は、少なくとも部分的に湾曲し、例えば部分的に楕円形および/または円形を有してもよい。各個別の結合部材に対し、もしくは結合部材の各群に対して、さまざまな形状を用いることによって、さまざまな用途に望ましいパネル構体の機械特性を設計することが可能である。
【００１８】
本発明によるパネル構体の層シートは、実質的に平坦にすることができ、またはこれらの層シートを曲状にすることも可能であり、あるいはまたこれらの層シートを平坦部と曲状部の組合せとして、少なくとも一部を平坦に、もしくは少なくとも一部を曲状とすることができる。２枚の層シート間の結合部材は、パネル構体のあらゆる箇所において、これらの結合部材の取付け面が第２の層シートの表面形状に対して平行な第１の層シートの形状とは無関係になるように形成して、２枚の層シートの間に所望の機械的接触を達成する。
【００１９】
本発明は、２層シートパネル構体のみならず、多層パネル構体の製造にも有利である。さらに、結合部材の長さを変えることによって、層シートのプロファイルを最終構造において維持することができる。したがってこれは、例えば層シートが湾曲その他のプロファイルを有する場合、平坦な層シートへ接合しても維持することができる。なぜなら、プロファイルされた層シートからの/またはこれに対する結合部材の長さをシート全体にわたって変化させて、湾曲形状を維持することができるからである。
【００２０】
本発明のパネル構体は、金属、ポリマ、ガラス繊維強化プラスチック、カーボン繊維、アラミド繊維、繊維金属積層体およびセラミックス、ならびにこれらの組合せ、または複合材料などのさまざまな材料で製造することができる。本発明に関して１つの有利な金属はステンレス鋼であり、他の有利な金属はアルミニウムである。製造材料もしくは各材料の組合せは、少なくとも部分的にパネル構体の用途に依存する。なぜなら、本発明のパネル構体は、例えばバス、レールおよび道路をはじめとする輸送用途、ならびに建物および装飾用途に適しているからである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
次に、添付図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
【図１】本発明の一実施例の一部を示す斜視図である。
【図２】本発明の他の実施例の一部を示す斜視図である。
【図３】本発明のさらに他の実施例の一部を示す斜視図である。
【図４】本発明の更なる一実施例の一部を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施例の一部を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１によれば、第１の層シート１に結合部材２が設けられている。結合部材２一方の端部３は第１の層シート１に保持され、連続している。結合部材２のこの連続した端部３とは反対側の他方の端部４には取付け面５が設けられ、これは第２の層シート６の表面と平行である。取付け面５は、何らかの結合方法を用いて第２の層シート６に固定され、層シート１と２の間に機械的結合を達成している。第１の層シート１の開口部８は、結合部材２の一部を第１の層シート１から分岐すると、完成する。
【００２３】
結合部材２は、４つの結合部材からなる一群に属する。第１の層シート１に続く結合部材２の各端部３は互いに垂直な位置にあり、これらの端部３の間には方形領域７が形成されている。それぞれ４つの結合部材２を含む結合部材２の群は、互いに実質的に等しい間隔９で配置されている。図示のように、２群以上の結合部材群を用いてもよい。
【００２４】
図２において、２枚の層シート12および13の間の結合部材11は、結合部材11の両端部14および15が第１の層シート12に続いたまま保持されるような形状である。結合部材11は、結合部材11の中央部に取付け面16を有している。取付け面16によって結合部材11は第２の層シートへ結合される。第１の層シート12の開口部17は、結合部材11の一部を第１の層シート12から分岐すると、完成する。
【００２５】
図３において、結合部材21は隣接する２枚の層シート22および23の間に出来ている。ここでも第１の層シート22の一部に続く端部25とは反対側の結合部材21の端部24には、結合部材21を第２の層シート23へ結合するために取付け面26が作られている。２つの隣接する結合部材21の端部25は、互いに垂直な位置に配置されている。第１の層シート21の開口部27は、結合部材21の一部が第１の層シート22から分岐すると、完成する。
【００２６】
図４において、第１の層シート31は平坦であり、第２の層シート32は湾曲している。このパネル構体に関しては、結合部材33は、各結合部材33が互いに平行な位置になるように第１の層シート31から作る。各結合部材33はまた、２つの直状結合部材33の第１の層シート31に続く方の端部34が、可能であれば互いに近接して位置するように構成するのが有利である。結合部材33の長さ36は、第２の層シート32の湾曲形状を維持するように構体全体にわたって変化させることができる。第１の層シート31の開口部35は、結合部材33の一部が第１の層シート31から分岐すると、完成する。
【００２７】
図５は、結合部材42および43を有する層シート44を示す。結合部材42は、層シート41の隣接層シート44への機械的結合を行う。結合部材43は開口部47を形成し、層シート41から層シート45への機械的結合が達成されるような形状である。層シート45は、層シート44に隣接し、層シート41には隣接していない。結合部材46は層シート44に基部があり、結合部材46は層シート44に開口部48を形成し、この開口部を通って結合部材43は層シート41から層シート45への機械的結合を有している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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