(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星などの構造体として用いられ、搭載機器を固定するインサートを取り付けたハニカムサンドイッチパネルであって、
ハニカムコアと、このハニカムコアの厚さ方向の両面に接着された表皮と、この片側の表皮から上記ハニカムコアにかけて設けられた取付孔に固定されたインサートとを備え、
上記インサートは、上記ハニカムコアの厚さ方向に平行する軸方向両端にフランジ部を有し、そのフランジ部の一方が上記取付孔に挿入後、軸周りに回転させると上記取付孔から抜け止めされる形状とされ、上記フランジ部の他方は上記軸周りの回転に拘わらず上記取付孔の周辺に対面する形状とされ、
上記フランジ部の他方は、上記表皮と同一面となる高さを持つ機器取付面と、この機器取付面に対して上記接着層の厚さを考慮した深さを持つ段差面とが形成されていることを特徴とするインサート付ハニカムサンドイッチパネル。
【請求項２】
請求項１記載のインサート付ハニカムサンドイッチパネルにおいて、
上記インサートのフランジ部の一方は軸中心から径方向に延長された一対のリーフ状に形成されていることを特徴とするインサート付ハニカムサンドイッチパネル。
【請求項３】
請求項１記載のインサート付ハニカムサンドイッチパネルにおいて、
上記インサートのフランジ部の両方には、上記表皮との接触部が形成されていることを特徴とするインサート付ハニカムサンドイッチパネル。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちの一つに記載のインサート付ハニカムサンドイッチパネルの製造方法であって、
上記インサートに有するフランジ部の一方を上記インサートの取付孔に挿入後、軸周りに回転させて抜け止めした状態に維持し、
定盤の上面に順次重ねられた表皮及び接着層に上記ハニカムコアを載置し、このハニカムコアと上記フランジ部の他方の段差面に接着層を配し、その上に上記インサートの取付孔を設けた表皮を載置し、この上に治具を重ね、この治具を介して一様に加圧しながら接着することを特徴とするインサート付ハニカムサンドイッチパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機や人工衛星の構造体として用いられるインサート付ハニカムサンドイッチパネル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球の周回軌道を回る人工衛星の構造体として用いられる部材として、アルミニュウムコアにアルミニュウムの表皮を接着したハニカムパネルがある。
このハニカムパネルは軽量であり、太陽光の反射や伝熱、電導性に優れている。人工衛星では、ハニカムパネルに対して雌ネジ部を有するインサートを埋め込み、樹脂などの充填剤を用いて固定することによりインサート付ハニカムパネルを構成し、そのインサートに対して様々な搭載機器を締結して取り付けるようになっている。
【０００３】
ところで、人工衛星では、熱制御が重要な課題となる。つまり、機器で発生した熱は、機器からボルトや機器が接触しているインサートあるいはハニカム表皮を介して人工衛星の構造体に組み込まれた伝熱装置に伝わり、宇宙空間に輻射される。このように、機器からハニカム表皮に熱が伝わるときには、接触面積の大小が大きく影響するため、インサートを含むハニカムパネルには高精度の平面度が要求されている。
また、電導性においても、機器とパネルコアとの接触面積の確保は機器のアースの点でも重要となる。つまり、電導性が悪いと局所的に高い電位が発生し、これがスパークして機器の故障原因となる。
【０００４】
従って、インサートとハニカムパネル表皮との平面度を確保する目的で用いられるハニカムパネルへのインサートの埋め込み方法には次のようなものがある。つまり、ハニカムパネルにインサート装着孔を穿孔し、その後、穿孔によって切除されたコア部分を除去したうえで、粘着テープを用いてインサート装着孔に装着されているインサートをハニカム表皮に対して面一として固定し、エポキシ樹脂などの充填剤をインサート装着孔内に注入して平面度を調整した後、硬化させることでインサートを固定している（例えば、特公昭６３−３４８２５号公報）。
また、インサート装着孔内に充填剤を注入した場合には重量的に重くなるのを防止するために、インサートをハニカムコアの表面にてフランジ接合させるようにした構成（例えば、特開閉４−２７０６４２号公報、特開平６−１２６８６９号公報）や、ハニカムコアの一部を押し潰してインサートの設置用台座を設け、充填剤の注入範囲を狭くした構成（例えば、特開平５−１１６２６７号公報）、さらには、ハニカムコアの内部（中間）に内皮を設けてインサートの設置用台座を形成し、充填剤の注入範囲を狭くする構成（例えば、特開平３−４９９４０号公報）が提案されている。
さらに、上述したように、ハニカムパネルの平面度を確保するために、インサートを充填剤で固定する際にハニカムコア両面の表皮からの沈み込み量を測定し、インサートの沈み量の均一化を図るようにした構成（例えば、特開平３−２７２３１０号公報、特開平２−１９５００５号公報）が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来のインサートを設けるための構成では次のような問題があった。
第１に、従来のインサートは、充填剤によりハニカムコアと表皮との間を広範囲に固定する必要があり、ハニカムパネルの重量を増大させてしまう。例えば、約４ｍ×１ｍ×１ｉｎｔ程度の衛星用ハニカムパネル（約４６ｋｇ）では、約４００個程度の機器取付用インサート（充填剤重量；約５ｋｇ）が必要とされる。
【０００６】
また、従来のインサートは、図３に示すように、インサートＡに装備されている機器取付用ボス部Ａ１がインサートＡの上側フランジと同一面内に位置しているために、ハニカムパネル成形、つまり、ハニカムコアＡ２と表皮Ａ３とを接着フイルムＡ４などで接着すると、上部に位置する表皮Ａ３と機器取付用ボス部Ａ１との間で面高さを専用の治具によって調整する必要がある。このため、インサートの数が多いとそれだけ調整時間も多大となり、製造コストを上げる原因となる。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の衛星用ハニカムパネルに用いられるインサートにおける問題に鑑み、重量増加の原因となる充填剤の使用を極減させるとともに、製造に要する時間を大幅に短縮させて製造コストを低減できるインサート付ハニカムサンドイッチパネルおよびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１記載の発明は、人工衛星などの構造体として用いられ、搭載機器を固定するインサートを取り付けたハニカムサンドイッチパネルであって、ハニカムコアと、このハニカムコアの厚さ方向の両面に接着された表皮と、この片側の表皮から上記ハニカムコアにかけて設けられた取付孔に固定されたインサートとを備え、上記インサートは、上記ハニカムコアの厚さ方向に平行する軸方向両端にフランジ部を有し、そのフランジ部の一方が上記取付孔に挿入後、軸周りに回転させると上記取付孔から抜け止めされる形状とされ、上記フランジ部の他方は上記軸周りの回転に拘わらず上記取付孔の周辺に対面する形状とされ、上記フランジ部の他方は、上記表皮と同一面となる高さを持つ機器取付面と、この機器取付面に対して上記接着層の厚さを考慮した深さを持つ段差面とが形成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のインサート付ハニカムサンドイッチパネルにおいて、上記インサートのフランジ部の一方は軸中心から径方向に延長された一対のリーフ状に形成されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のインサート付ハニカムサンドイッチパネルにおいて、上記インサートのフランジ部の両方には、上記表皮との接触部が形成されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のうちの一つに記載のインサート付ハニカムサンドイッチパネルの製造方法であって、上記インサートに有するフランジ部の一方を上記インサートの取付孔に挿入後、軸周りに回転させて抜け止めした状態に維持し、定盤の上面に順次重ねられた表皮及び接着層に上記ハニカムコアを載置し、このハニカムコアと上記フランジ部の他方の段差面に接着層を配し、その上に上記インサートの取付孔を設けた表皮を載置し、この上に治具を重ね、この治具を介して一様に加圧しながら接着することを特徴としている。
【００１２】
【作用】
請求項１記載の発明では、インサートのフランジ部の一方がインサート取付孔に挿入後、軸周りに回転することで抜け止めされる形状とされているので、インサートの固定のための充填剤を用いないで済む。しかも、フランジ部の他方は、表皮と同一面となる高さを持つ機器取付面を備えるとともにその面に近接する位置に段差面を備えているので、その段差面に位置する接着層を介して接合される表皮が上記記取付面と同一高さに位置付けられる。
【００１３】
請求項２記載の発明では、フランジ部の一方がリーフ状に形成されているので、軸周りに回転させることで確実に抜け止めができ、充填剤を用いないでも確実にインサートの脱落を防止できる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、フランジ部が表皮に接触するようになっているので、ハニカムコアの表面と裏面との熱伝導路および電導性を確保することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明では、定盤上に表皮を置き、その上に接着層を配し、その上にハニカムコアを載置し、さらにその上に接着層を配したうえでその上に表皮を載置し、その上面に治具を載せて表皮と治具とを定盤と治具との平行度に倣って一様に加圧するので、表皮とこれに隣接するインサート表面との平行度が確保される。
【００１６】
【実施例】
以下、図示実施例により、本発明の詳細を説明する。
図１は、本発明実施例によるインサート付ハニカムサンドイッチパネルを示しており、同図においてインサート付ハニカムサンドイッチパネル１０は、ハニカムコア１１の厚さ方向両面に位置する接着層１２と、この接着層１２を介してハニカムコア１１と接合されるアルミニュウムなどの熱伝導性及び電導性の良好な材質からなる表皮１３、１４と、ハニカムコア１１に形成されているインサート取付孔１１Ａ（図２参照）内に固定されたインサート１５とを備えている。
インサート１５は、図２に示すように、ハニカムコア１１の厚さ方向に平行する軸方向両端にそれぞれフランジ部１５Ａ、１５Ｂを備えており、そのうちの一方、図では下部に位置するフランジ部１５Ａは、軸中心から径方向に延長された一対のリーフ状に形成され、図２において上部に位置する他方のフランジ部１５Ｂは、円盤状に形成されている。このため、ハニカムコア１１に形成されているインサート取付孔１１Ａの形状もリーフ状に形成されており、これによって、一方のフランジ部１５Ａはインサート取付孔１１Ａ内に挿入された後、軸周りに回転されるとその取付孔１１Ａから抜け止めされて保持される。
【００１７】
図１において、他方のフランジ部１５Ｂは、表皮１３と同一面となる高さを持つ平面で構成された機器取付面１５Ｂ１を備えており、その機器取付面１５Ｂ１には、機器を搭載する際に用いられるボルト締結用の雌ネジ１５Ｂ２が形成されている。さらに、機器取付面１５Ｂ１の周辺部は機器取付面１５Ｂ１に対して接着層１２の厚さを考慮した深さを持つ段差面１５Ｂ３とされている。段差面１５Ｂ３の一部１５Ｂ４は、搭載機器の座の範囲内に全周若しくは部分的に形成され、表皮１３に接触する高さを持たせた接触部とされており、この部分に対応する接着層１２の位置が欠如されていることにより表皮１３に接触できるようになっている。
上記接触部に関しては、一方のフランジ部１５Ａ側にも設けられている。つまり、一方のフランジ部１５Ａの中心部は、リーフ状の形状部から表皮１４側に向け突出する凸部１５Ａ１とされており、この凸部１５Ａ１に対応する接着層１２が欠如されることにより表皮１４と接触できるようになっている。
【００１８】
本実施例は以上のような構成であるから、インサート１５がハニカムコア１１のインサート取付孔１１Ａ内に挿入された後、一方のフランジ部１５Ａとインサート取付孔１１Ａとの位相を異ならせるようにインサート１５を軸周りに回転させるとインサート１５は抜け止めされるので、充填剤を用いないでもインサート１５をハニカムコア１１内に固定することができる。つまり、図１においてインサート１５の上方への移動は一方のフランジ部１５Ａとインサート取付孔１１Ａとの位相の違いにより規制され、インサート１５の下方への移動は表皮１４に加えて他方のフランジ１５Ｂとインサート取付孔１１Ａとの干渉により規制される。
また、他方のフランジ部１５Ｂは、機器取付面１５Ｂ１が表皮１３と同一面となる高さに形成されているので、表皮１３との平行性が確保されると共に搭載機器との接触も良好に行えるので、搭載機器に対する伝熱性及び電導性を確保することもできる。つまり、他方のフランジ部１５Ｂには、機器取付面１５Ｂ１の近傍に接着層１２の厚さを考慮した段差面１５Ｂ３が位置しているので、この面の接着層１２の上面に位置する表皮１３は、接着層１２が存在していても機器取付面１５Ｂ１と同一高さに位置することができ、インサート１５と同一平面性を確保できる。また、機器取付面１５Ｂ１と同一高さにある表皮１３に対し、他方のフランジ部１５Ｂの接触部１５Ｂ４が直接当接することができるので、搭載機器に対する接触面積、換言すれば、受熱、電導面積を大きくできる。
伝熱性及び電導性に関しては、一方のフランジ部１５Ａにも凸部１５Ａ１が設けられているので、太陽光を受ける受熱面と太陽光を受けない放熱面との間の熱授受さらにはアース面の拡大が可能になる。
【００１９】
次に、上述したインサート付ハニカムサンドイッチパネル１０の製造方法について説明する。
図１において、ハニカムコア１１のインサート取付孔１１Ａ内にインサート１５の一方のフランジ部１５Ａを挿入後、そのフランジ部１５Ａを軸周りに回転させて抜け止めした状態を維持し、予め定盤１６上に表皮１４とその上面に接着層１２を積層しておき、この接着層１２上にハニカムコア１１とインサート１５を載置する。このとき、インサート１５の一方のフランジ部１５Ａに位置する凸部１５Ａ１の部分は接着層１２が切除されている。
次いで、ハニカムコア１１の上に接着層１２を介して表皮１３が載置される。この場合には、インサート１５における他方のフランジ部１５Ｂに有する段差面１５Ｂ３に接着層１２が位置決めされ、この状態でその接着層１２上に位置する表皮１３の上面に図示しない治具を載置し、この治具と表皮１４とを含む密閉空間が構成される。
密閉空間には図示されない吸気手段が接続され、この吸気手段によって空間内が真空引されると、定盤１６と治具との平行度に倣って表皮１３とインサート１５とが一様に加圧されるので、他方のフランジ部１５Ｂの機器取付面１５Ｂ１と表皮１３とが同一平面をなす。これにより、機器取付面１５Ｂ１と隣り合う表皮１３とが平行度を確保されるので、伝熱性及び電導性を確保するための接触面積が維持される。
【００２０】
以上のような実施例によれば、インサート１５、特に搭載機器との接触側となる他方のフランジ部１５Ｂと表皮１３との平行度が確保できるので、これにより電導性も確保でき、従来、接着剤により阻害される導電性を確保するために行われていた表皮同士を導電性部材により接続するような作業が不要となる。
また、表皮を接合してハニカムサンドイッチパネルを構成する作業とインサートを固定する作業とが略同時に行えるので、従来実行されていたハニカムサンドイッチパネルの形成とその後のインサート取付孔加工に加えてインサートの固定作業、つまり充填剤の注入作業及び平面度の調整作業を簡略化することができるので、加工時間の短縮化と作業の容易化を可能にできる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、インサートのフランジ部の一方がインサート取付孔に挿入後、軸周りに回転することで抜け止めされる形状とされているので、インサートの固定のための充填剤を用いないで済む。しかも、フランジ部の他方は、表皮と同一面となる高さを持つ機器取付面を備えるとともにその面に近接する位置に段差面を備えているので、その段差面に位置する接着層を介して接合される表皮が上記記取付面と同一高さに位置付けられる。これにより、充填剤の充填作業や平面度の調整作業を不要にして作業時間を短縮するばかりでなく重量軽減が可能になる。特に、インサートの数が多くなるのに比例して長大化していた作業時間を大幅に短縮することができるインサート付ハニカムサンドイッチパネルを得ることが可能になる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、フランジ部の一方がリーフ状に形成されているので、軸周りに回転させることで確実に抜け止めができ、充填剤を用いないでも確実にインサートの脱落を防止できるインサート付ハニカムサンドイッチパネルを得ることが可能になる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、フランジ部が表皮に接触するようになっているので、ハニカムコアの表面と裏面との熱伝導路および電導性を確保することができ、放熱特性およびアース特性に優れたインサート付ハニカムサンドイッチパネルを得ることが可能になる。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、定盤上に表皮を置き、その上に接着層を配し、その上にハニカムコアを載置し、さらにその上に接着層を配したうえでその上に表皮を載置し、その上面に治具を載せて表皮と治具とを定盤と治具との平行度に倣って一様に加圧するので、表皮とこれに隣接するインサート表面との平行度が確保することができるインサート付ハニカムサンドイッチパネルの製造方法を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例によるインサートが装着されているハニカムサンドイッチパネルの構造及びその製造過程の一部を説明するための模式図である。
【図２】図１に示したインサートの装着状態を説明するための斜視図である。
【図３】従来のインサート構造を用いたインサート付ハニカムサンドイッチパネルの構造を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１０          インサート付ハニカムサンドイッチパネル
１１          ハニカムコア
１１Ａ        インサート取付孔
１２          接着層
１３、１４    表皮
１５          インサート
１５Ａ        一方のフランジ部
１５Ａ１      接触部に相当する凸部
１５Ｂ        他方のフランジ部
１５Ｂ１      機器取付面
１５Ｂ３      段差面
１５Ｂ４      接触部
１６          定盤
【図１】
0004005217.tif 000002
【図２】
0004005217.tif 000003
【図３】
0004005217.tif 000004