(57)【要約】【課題】インサート同士の相対的な位置関係を高精度にしたハニカムパネルを提供する。【解決手段】アルミニウム合金の塊（アルミニウム合金板）を削り出すことによって、第１表面板３０、インサート３２、及びエッジメンバ３４を一体に作製した。この一体に作製したものをハニカムコア２０に接着で固定し、さらに、ハニカムコア２０の両面のうち、第１表面板３０が固定されている片面とは反対側の片面に第２表面板４０を接着剤で固定した。その後、インサート３２の突出方向先端部から中央部までに、機器を固定するためのボルト穴３２ａを形成した。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の厚さ方向に延びる複数の壁及びこれらの壁によって互いに隔てられて前記厚さ方向に延びる多数の孔双方が形成されたハニカムコアと、該ハニカムコアを前記厚さ方向から挟んでその両面に固定された２枚の板状部材と、前記ハニカムコアの内部に配置されると共に所定の機器が固定される複数の柱状のインサートとを備えたハニカムパネルにおいて、
前記２枚の板状部材のうちの一方の板状部材と前記複数のインサートとが一体に作製されたものであることを特徴とするハニカムパネル。
【請求項２】
前記一方の板状部材と前記複数のインサートとは、
所定材料の塊を削り出すことによって一体に作製されたものであることを特徴とする請求項１に記載のハニカムパネル。
【請求項３】
前記一方の板状部材と前記複数のインサートとは、
前記インサートよりも大きい粗インサートを前記一方の板状部材の所定位置に固定しておき、この粗インサートを削って前記インサートを形成することによって一体に作製されたものであることを特徴とする請求項２に記載のハニカムパネル。
【請求項４】
前記ハニカムコアの外面のうち前記厚さ方向に広がる側面を覆うエッジメンバを備え、
該エッジメンバは、
前記一方の板状部材及び前記複数のインサート双方と一体に作製されたものであることを特徴とする請求項１，２，又は３に記載のハニカムパネル。
【請求項５】
所定の厚さ方向に延びる複数の壁及びこれらの壁によって互いに隔てられて前記厚さ方向に延びる多数の孔双方が形成されたハニカムコアと、該ハニカムコアを前記厚さ方向から挟んでその両面に固定された２枚の板状部材と、前記ハニカムコアの内部に配置されると共に所定の機器が固定される複数の柱状のインサートとを備えたハニカムパネルの製造方法において、
所定材料の塊を削り出すことによって、前記２枚の板状部材のうちの一方の板状部材と前記複数のインサートとを一体に製造することを特徴とするハニカムパネルの製造方法。
【請求項６】
所定の厚さ方向に延びる複数の壁及びこれらの壁によって互いに隔てられて前記厚さ方向に延びる多数の孔双方が形成されたハニカムコアと、該ハニカムコアを前記厚さ方向から挟んでその両面に固定された２枚の板状部材と、前記ハニカムコアの内部に配置されると共に所定の機器が固定される複数の柱状のインサートとを備えたハニカムパネルの製造方法において、
前記２枚の板状部材のうちの一方の板状部材の所定位置に前記インサートよりも大きい粗インサートを固定しておき、この粗インサートを削って前記インサートに形成することによって、前記一方の板状部材及び前記複数のインサートを一体に作製することを特徴とするハニカムパネルの製造方法。
【請求項７】
前記ハニカムコアの外面のうち前記厚さ方向に広がる側面に固定されたエッジメンバを、前記一方の板状部材及び前記複数のインサート双方に一体に製造することを特徴とする請求項５又は６に記載のハニカムパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工衛星や航空機などの構造体として使用されるハニカムパネル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人工衛星や航空機などの構造体としてハニカムパネルが広く使用されている。このハニカムパネルは、蜂の巣状の孔が形成されたハニカムコアをその厚さ方向から板状部材で挟んだ構造であり、ハニカムコアの内部には複数の柱状のインサートが組み込まれている。各インサートは上記の孔にほぼ平行に延びているものであり、所定の機器を固定するためのボルト穴が形成されている。
【０００３】
上記のような構造のハニカムパネルを製造する際には、所定サイズのハニカムコア、このハニカムコアのサイズに応じた２枚の板状部材、及び複数のインサートを作製しておき、治具や接着剤を使ってこれらを接着して組み立てる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したようにインサートには所定の機器が固定される。従って、機器を正確な位置に固定するためには、インサート同士の相対的な位置を正確にしておく必要がある。しかし、ハニカムコアの内部に複数のインサートを組み込んで固定する際に、インサート同士の相対的な位置関係を高精度にしにくいことがある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、インサート同士の相対的な位置関係を高精度にしたハニカムパネル及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のハニカムパネルは、所定の厚さ方向に延びる複数の壁及びこれらの壁によって互いに隔てられて前記厚さ方向に延びる多数の孔双方が形成されたハニカムコアと、該ハニカムコアを前記厚さ方向から挟んでその両面に固定された２枚の板状部材と、前記ハニカムコアの内部に配置されると共に所定の機器が固定される複数の柱状のインサートとを備えたハニカムパネルにおいて、
（１）前記２枚の板状部材のうちの一方の板状部材と前記複数のインサートとが一体に作製されたものであることを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、
（２）前記一方の板状部材と前記複数のインサートとは、所定材料の塊を削り出すことによって一体に作製されたものであってもよい。
【０００８】
さらに、
（３）前記一方の板状部材と前記複数のインサートとは、前記インサートよりも大きい粗インサートを前記一方の板状部材の所定位置に固定しておき、この粗インサートを削って前記インサートに形成することによって一体に作製されたものであってもよい。
【０００９】
さらにまた、
（４）前記ハニカムコアの外面のうち前記厚さ方向に広がる側面を覆うエッジメンバを備え、
（５）該エッジメンバは、前記一方の板状部材及び前記複数のインサート双方と一体に作製されたものであってもよい。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明の第１のハニカムパネル製造方法は、所定の厚さ方向に延びる複数の壁及びこれらの壁によって互いに隔てられて前記厚さ方向に延びる多数の孔双方が形成されたハニカムコアと、該ハニカムコアを前記厚さ方向から挟んでその両面に固定された２枚の板状部材と、前記ハニカムコアの内部に配置されると共に所定の機器が固定される複数の柱状のインサートとを備えたハニカムパネルの製造方法において、
（６）所定材料の塊を削り出すことによって、前記２枚の板状部材のうちの一方の板状部材と前記複数のインサートとを一体に製造することを特徴とするものである。
【００１１】
さらにまた、上記目的を達成するための本発明の第２のハニカムパネル製造方法は、所定の厚さ方向に延びる複数の壁及びこれらの壁によって互いに隔てられて前記厚さ方向に延びる多数の孔双方が形成されたハニカムコアと、該ハニカムコアを前記厚さ方向から挟んでその両面に固定された２枚の板状部材と、前記ハニカムコアの内部に配置されると共に所定の機器が固定される複数の柱状のインサートとを備えたハニカムパネルの製造方法において、
（７）前記２枚の板状部材のうちの一方の板状部材の所定位置に前記インサートよりも大きい粗インサートを固定しておき、この粗インサートを削って前記インサートに形成することによって、前記一方の板状部材及び前記複数のインサートを一体に作製することを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、
（８）前記ハニカムコアの外面のうち前記厚さ方向に広がる側面に固定されたエッジメンバを、前記一方の板状部材及び前記複数のインサート双方と一体に製造してもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
【００１４】
図１から図４までを参照してハニカムパネルの構造を説明する。
【００１５】
図１は、ハニカムパネルの外観を示す斜視図である。図２は、図１のＡ―Ａ断面図である。図３は、ハニカムコアを示す斜視図である。図４（ａ）は、表面板とインサートを一体に作製するときの素材を示す斜視図であり、（ｂ）は、一体に作製された表面板とインサートを示す斜視図である。
【００１６】
ハニカムパネル１０は、図３に示すように、蜂の巣状の孔が形成されたハニカムコア２０を２枚の板で挟み込んだ構造である。ハニカムコア２０には、厚さ方向（矢印Ｂ方向）に延びる複数の壁２２が形成されており、これらの壁２２によって隔てられた複数の孔２４も形成されている。孔２４は厚さ方向に延びており、その横断面は六角形である。また、ハニカムコア２０には、後述するインサート３２が差し込まれて（挿入されて）配置される挿入孔２６が形成されている。
【００１７】
ハニカムコア２０の片面（孔２４の一方の開口２４ａが形成されている面）には、薄い板厚でほぼ正方形の第１表面板３０（本発明にいう一方の板状部材の一例である）が接着剤で固定されている。このため、孔２４の一方の開口２４ａは第１表面板３０で塞がれた構造になっている。第１表面板３０の所定位置には円柱状のインサート３２が一体に形成されている。即ち、第１表面板３０とインサート３２は一体に作製されている。また、インサート３２は第１表面板３０から垂直に突出しており、その外径は３０ｍｍである。インサート３２の突出方向先端部から中央部までには、機器（図示せず）を固定するためのボルト穴３２ａが形成される。
【００１８】
第１表面板３０の４辺からはそれぞれ、この第１表面板３０に垂直に長方形状の４つのエッジメンバ３４が立ち上がっている。これら４つのエッジメンバ３４は、ハニカムコア２０の４つの側面２８（厚さ方向に広がる側面）を覆うものである。４つのエッジメンバ３４は、第１表面板３０に一体に形成されている。即ち、第１表面板３０、インサート３２、及びエッジメンバ３４は機械加工によって一体に作製されたものであり、図４（ａ）に示すアルミニウム合金の塊（アルミニウム合金板）１２を削り出すことによって作製されたものである。
【００１９】
ハニカムコア２０の両面のうち、第１表面板３０が固定されている片面とは反対側の片面には、薄い板厚でほぼ正方形の第２表面板４０が接着剤で固定されている。このため、孔２４の開口のうち第１表面板３０で塞がれた開口２４ａとは反対側の開口２４ｂは第２表面板４０で塞がれた構造になっている。第２表面板４０のうちインサート３２のボルト穴３２ａに向き合う部分には、ボルト穴３２ａを露出させるための開口４０ａが形成されている。ボルト穴２ａと開口４０ａは、後述するように、第２表面板４０をハニカムコア２０に接着した後に同時に形成される。
【００２０】
上記したハニカムパネル１０の厚さは１５ｍｍである。ハニカムコア２０の高さＨは１４．６ｍｍであり、長さ及び幅は５００ｍｍ弱である。壁２２の厚さは０．０２５ｍｍである。また、第１表面板３０及び第２表面板４０は同じサイズであり、長さ及び幅は５００ｍｍであり、厚さ（板厚）０．２ｍｍである。インサート３２の高さｈは約１４．０ｍｍである。なお、ハニカムパネル１０の各部材の全てはアルミニウム合金（例えば高力アルミニウム合金）から作製されている。しかし、これらをマグネシウム合金から作製してもよい。
【００２１】
図５と図６を参照しながら、上記したハニカムパネル１０の製造方法を従来の製造方法と比較して説明する。
【００２２】
図５は、上記した実施形態のハニカムパネルの製造方法を示す工程図である。図６は、従来のハニカムパネルの製造方法を示す工程図である。ここでいう、従来のハニカムパネルとは、上記した第１表面板３０、インサート３２、及びエッジメンバ３４それぞれを別々に作製して組み立てたものをいう。
【００２３】
実施形態のハニカムパネルの製造方法は、図５に示すように、５つの工程に大別される。５つの工程は、準備工程１００、第１機械加工工程１１０、接着組立工程１２０、第２機械加工工程１３０、及び仕上げ工程１４０からなる。
【００２４】
準備工程１００は、図４（ａ）に示すアルミニウム合金板１２を作製したり、第２表面板４０を作製したりするなどのスキン材準備１０１からなる。第１機械加工工程１１０は、図４（ａ）に示すアルミニウム合金板１２を削り出すことによって第１表面板３０、インサート３２、及びエッジメンバ３４を一体に作製するパネル削り出し加工１１１と、ハニカムコア２０を所定厚さにするハニカムコア板厚加工１１２からなる。
【００２５】
接着組立工程１２０は、一体に作製された第１表面板３０、インサート３２、及びエッジメンバ３４と、第２表面板４０と、ハニカムコア２０とを、図１に示す形状になるように組み立てて接着剤で固定する作業１２１と、この接着剤を硬化させる作業１２２からなる。第２機械加工工程１３０は、接着組立工程１２０で組み立てたハニカムパネル１０の外周部分を所定の寸法になるように機械加工する外周加工１３１と、第２表面板４０に開口４０ａを開けると共にインサート３２にボルト穴３２ａを開ける穴加工１３２からなる。仕上げ１４０は、接着組立工程１２０で組み立てたハニカムパネル１０からはみ出した接着剤を除去したり、ねじ加工（タップ加工）をしたりする仕上げ１４１からなる。なお、図４（ａ）に示すアルミニウム合金板１２を削り出すことによって第１表面板３０、インサート３２、及びエッジメンバ３４を一体に作製する際にハニカムコア２０も同時に削り出して作製してもよい。
【００２６】
比較例の製造方法を説明する。
【００２７】
比較例のハニカムパネルの製造方法は、図６に示すように、５つの工程に大別される。５つの工程は、準備工程２００、第１機械加工工程２１０、接着組立工程２２０、第２機械加工工程２３０、及び仕上げ工程２４０からなる。これらの工程の数は、実施形態のハニカムパネル製造方法と同数であるが、下記のように、各工程における作業数は比較例のハニカムパネル製造方法のほうが非常に多い。
【００２８】
準備工程２００は、第１表面板及び第２表面板を作製するためのスキン材などを準備するスキン材加工準備２０１からなる。
【００２９】
第１機械加工工程２１０は、所定寸法の４枚のエッジメンバのみを作製するエッジメンバ加工２１１と、スキン材を切断等して所定寸法の第１表面板及び第２表面板を作製するスキン材トリム２１２と、所定寸法のインサートを作製するインサート加工２１３と、ハニカムコアを所定厚さにするハニカムコア板厚加工２１４と、インサートをハニカムコアの所定位置に固定するための治具（セットピン）を製作するセットピン製作２１５からなる。なお、この工程で作製される第１表面板は、インサート及びエッジメンバと一体に作製されるものではない。
【００３０】
接着組立工程２２０は、４枚のエッジメンバのみを所定の形状に組み立てるエッジメンバ組立２２１と、第１表面板、第２表面板、インサート、及びハニカムコアを組み立てる作業２２２と、セットピン製作２１５で製作したセットピンでインサートを固定するセットピンセット２２３と、上記のようにして組み立てたものを接着剤で接着してこの接着剤を硬化させる作業２２４と、はみ出した接着剤を除去する仕上げ２２５からなる。
【００３１】
第２機械加工工程２３０は、接着組立工程２２０で組み立てたハニカムパネルの外周部分を所定の寸法になるように機械加工する外周加工２３１と、第２表面板に開口を開けると共にインサートにボルト穴を開ける穴加工２３２と、開口が形成された面とは反対の面に穴を開ける穴加工２３３からなる。
【００３２】
仕上げ２４０は、接着組立工程２２０で組み立てたハニカムパネルからはみ出した接着剤を除去したり、ねじ加工（タップ加工）をしたりする仕上げ２４１からなる。
【００３３】
上述したように実施形態のハニカムパネル製造方法は比較例のハニカムパネルの製造方法に比べて作業数が７つほど少ない。しかも、実施形態のハニカムパネル製造方法では、セットピンの作製が不要であり、セットピンでインサートを固定する作業が不要であるので、ハニカムパネルを容易に製造できる。また、第１表面板３０とインサート３２が一体で作製されるので、インサート同士の相対的な位置関係を容易に高精度にできる。
［第２実施形態］
【００３４】
図７を参照して、ハニカムパネルの第２実施形態を説明する。
【００３５】
図７は、第２実施形態の第１表面板とインサートを示す側面図である。
【００３６】
第２実施形態のハニカムパネルの特徴は、ハニカムパネルを組み立てるに先立って、所定サイズのインサート３２（図２などを参照）よりも外径の大きい円柱状の粗インサート５２を第１表面板５０の所定位置に接着剤で固定し、この粗インサート５２のうち不要部分５２ａを削って所定サイズのインサート３２を形成することにより、第１表面板５０とインサート３２を一体に作製する点にある。ここでいう第１表面板５０は、第１表面板３０（図２などを参照）と同様なものである。
【００３７】
上記のように第１表面板５０に粗インサート５２を接着するので、第１表面板５０とインサート３２を互いに異なる材質のものにできる。例えば、第１表面板５０をアルミニウム合金から作製して粗インサート５２を炭素繊維複合材料から作製する、第１表面板５０を炭素繊維複合材料から作製して粗インサート５２をアルミニウム合金から作製する、第１表面板５０をアルミニウム合金から作製して粗インサート５２をマグネシウム合金から作製する、第１表面板５０をアルミニウム合金から作製して粗インサート５２を発泡金属から作製する、第１表面板５０を炭素繊維複合材料から作製して粗インサート５２を発泡金属から作製する、第１表面板５０及び粗インサート５２双方を炭素繊維複合材料から作製する、などの組み合わせが挙げられる。
【００３８】
上記のようにして粗インサート５２のうち不要部分５２ａを削って所定サイズのインサート３２を形成することにより第１表面板５０とインサート３２を一体に作製した後は、上述のようにしてハニカムパネル１０を製造する。この場合も、インサート同士の相対的な位置関係を容易に高精度にできる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のハニカムパネルによれば、一つの板状部材と複数のインサートとが一体に作製されているので、インサート同士の相対的な位置関係を容易に高精度にできる。
【００４０】
ここで、前記一方の板状部材と前記複数のインサートとは、所定材料の塊を削り出すことによって一体に作製されたものである場合は、インサート同士の相対的な位置をいっそう高精度にできる。
【００４１】
さらに、前記一方の板状部材と前記複数のインサートとは、前記インサートよりも大きい粗インサートを前記一方の板状部材の所定位置に固定しておき、この粗インサートを削って前記インサートに形成することによって一体に作製されたものである場合は、インサート同士の相対的な位置をいっそう高精度にできる。また、一方の板状部材とインサートとを互いに異なる材質のものにできる。
【００４２】
さらにまた、前記ハニカムコアの外面のうち前記厚さ方向に広がる側面を覆うエッジメンバを備え、該エッジメンバは、前記一方の板状部材及び前記複数のインサート双方と一体に作製されたものである場合は、ハニカムパネルの製造工程が少なくなるので、ハニカムパネルを容易に製造できる。
【００４３】
また、本発明の第１のハニカムパネルの製造方法によれば、一つの板状部材と複数のインサートとを一体に製造するので、インサート同士の相対的な位置を高精度にできる。
【００４４】
さらに、本発明の第２のハニカムパネルの製造方法によれば、インサート同士の相対的な位置を高精度にできる。また、一方の板状部材とインサートとを互いに異なる材質のものにできる。
【００４５】
さらにまた、前記ハニカムコアの外面のうち前記厚さ方向に広がる側面に固定されたエッジメンバを、前記一方の板状部材及び前記複数のインサート双方と一体に製造する場合は、ハニカムパネルの製造工程が少なくなるので、ハニカムパネルを少ない工程で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハニカムパネルの外観を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ―Ａ断面図である。
【図３】ハニカムコアを示す斜視図である。
【図４】（ａ）は、表面板とインサートを一体に作製するときの素材を示す斜視図であり、（ｂ）は、一体に作製された表面板とインサートを示す斜視図である。
【図５】上記した実施形態のハニカムパネルの製造方法を示す工程図である。
【図６】従来のハニカムパネルの製造方法を示す工程図である。
【図７】第２実施形態の第１表面板とインサートを示す側面図である。
【符号の説明】
１０　ハニカムパネル
２０　ハニカムコア
２２　ハニカムコアの壁
２４　ハニカムコアの孔
３０，５０　第１表面板
３２　インサート
３４　エッジメンバ
４０　第２表面板
５２　粗インサート
【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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【図６】
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【図７】
2004050591.tif 000009