JP4764060B2 - ハニカムサンドイッチパネルの補強方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハニカムサンドイッチパネルの補強方法及び修理方法に関する。

現在、航空機等の構造部材として、軽量で、曲げ応力、せん断応力などに対して優れた強度を発揮するハニカムサンドイッチパネルが使用されている。ハニカムサンドイッチパネルは、金属材料や合成樹脂などで製作したハニカムコアの両面に、繊維強化樹脂複合材の外板を接着して構成したものである。

かかるハニカムサンドイッチパネルの特定部位（高い圧縮強度が要求される部位やファスナ等の金具が取り付けられる部位）を補強する技術が提案されている。例えば、図７（ａ）に示すようなハニカムサンドイッチパネル１００を製造する際に、ハニカムコア１１０の特定のセル（補強対象となるセル）１１１に樹脂やポッティング剤等の充填剤２００を予め充填した後、ハニカムコア１１０に外板１２０を加熱により接着する（又はプリプレグをハニカムコア１１０に密着させ加熱硬化させて外板１２０を成形する）補強方法が提案されている。

一方、図８（ａ）に示したハニカムサンドイッチパネル１００の外板１２０に形成されたピンホール１２１を修理する技術も提案されている。例えば、図８（ｂ）に示すように、外板１２０のピンホール１２１に樹脂等の充填剤３００を充填するとともに、外板１２０表面にパッチ４００を接着剤４１０で貼着してピンホール１２１を覆う修理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−１５６６３３号公報

しかし、従来の補強方法を採用すると、以下のような問題が生じていた。まず、ハニカムコア１１０のセル１１１内に充填剤２００を充填する際に空気が混入し、図７（ａ）に示すようにセル１１１内の充填部に空隙部１１２が形成され、所望の圧縮強度が得られなくなるという問題がある。また、外板１２０の接着時又は硬化成形時の加熱により、ハニカムコア１１０のセル１１１内に充填された充填剤２００が熱膨張し、図７（ｂ）に示すように外板１２０に凸部１２２が形成され、品質が低下するとともに、空気流に触れる部分では空力抵抗が増大するという問題がある。さらに、外板１２０の加熱後の冷却による熱収縮歪みに起因して、充填剤２００に引張応力が作用し、図７（ｂ）に示すように充填剤２００自体に割れ２１０が発生し、製品の強度及び品質が低下してしまうという問題が生じていた。

また、特許文献１に記載されているような従来の修理方法を採用すると、ハニカムサンドイッチパネル１００の外板１２０の表面にパッチ４００が貼着されるため、空力抵抗が増大するとともに製品の重量が増大してしまう。また、ハニカムサンドイッチパネル１００のピンホール１２１は、通常、機体外表面側に発生するため、ピンホール１２１の修理のためにパッチ４００を用いると、製品の美観を損ねて品質を低下させてしまうこととなる。

本発明の課題は、製品の強度・品質の低下や空力抵抗の増大を生じさせることなく、所望の補強部位を補強することができるハニカムサンドイッチパネルの補強方法を提供することである。

また、本発明の課題は、製品の品質の低下や重量・空力抵抗の増大を生じさせることなく、外板に形成されたピンホールを修理することができるハニカムサンドイッチパネルの修理方法を提供することである。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載のハニカムサンドイッチパネルの補強方法は、ハニカムコアと、このハニカムコアの両面に接着された繊維強化樹脂複合材の外板と、を有するハニカムサンドイッチパネルの補強方法であって、前記ハニカムコアの補強対象となるセルに通じる孔を、一方の前記外板に穿設する孔穿設工程と、前記孔の周囲領域を被覆材で被覆して前記外板と前記被覆材とで囲まれる特定空間を気密状態とする被覆密閉工程と、前記特定空間内及び前記セル内から空気を排出して前記特定空間内及び前記セル内の圧力を所定の真空圧とする真空引き工程と、前記被覆材の外側に樹脂溜まりを設け、この樹脂溜まり内に液状の樹脂を溜める樹脂溜め工程と、前記樹脂溜まり内の前記樹脂を前記セル内の真空圧により前記孔を介して前記セル内に流入させる樹脂流入工程と、前記セル内に流入させた前記樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のハニカムサンドイッチパネルの補強方法において、前記樹脂溜め工程では、前記樹脂溜まり内の樹脂を前記被覆材を隔てて前記孔に隣接させ、前記樹脂流入工程では、前記被覆材の前記孔に隣接している部分に樹脂流入孔を穿設して、前記樹脂溜まり内の樹脂に作用する大気圧と前記特定空間内及び前記セル内の真空圧との圧力差により、前記樹脂溜まり内の前記樹脂を前記樹脂流入孔及び前記孔を介して前記セル内に流入させることを特徴とする。

請求項３に記載のハニカムサンドイッチパネルの補強方法は、両面に繊維強化樹脂複合材の外板が接着されたハニカムサンドイッチパネルにおいて、片側の外板にセルに通じる孔を設け、該孔を上側にしてハニカムサンドイッチパネルを置く工程と、前記孔を覆うようにして前記外板との間に所定の容積を持つ密閉空間を形成する工程と、前記密閉空間に通じる孔を設けて空気排出手段に繋ぐとともに前記密閉空間に通じる別の孔を設けて樹脂を収容した樹脂溜に繋ぐ工程と、前記空気排出手段で前記密閉空間から空気を排出する工程と、前記樹脂溜まりから樹脂を送り出して前記密閉空間に溜める工程と、前記密閉空間に大気を導入して前記密閉空間の樹脂を加圧して前記セルに流入させる工程と、
流入させた樹脂を硬化させる工程とを備えることを特徴とする。

第１の修理方法は、ハニカムコアと、このハニカムコアの両面に接着された繊維強化樹脂複合材の外板と、を有するハニカムサンドイッチパネルの前記外板に形成されたピンホールを修理する方法であって、前記ピンホールを上側にして該ピンホールを囲むように前記ハニカムサンドイッチパネルの外側に樹脂溜まりを設け、この樹脂溜まり内に液状の樹脂を溜めて該樹脂で前記ピンホール覆う工程と、前記ピンホールの周囲領域を加熱することにより、前記ピンホールに隣接する前記ハニカムコアのセル内の空気を膨張させ、該空気の一部を排出させる加熱工程と、前記加熱工程に続いて前記ピンホールの周囲領域を冷却することにより、前記ピンホールに隣接する前記ハニカムコアの前記セル内外に圧力差を生じさせる冷却工程と、
前記冷却工程により発生した前記セル内外の圧力差により、前記樹脂溜まり内の前記樹脂を樹脂流入孔を介して前記ピンホールに充填する樹脂充填工程と、
前記ピンホールに充填した前記樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、を備えることを特徴とする。

第２のハニカムサンドイッチパネルの修理方法は、ハニカムコアと、このハニカムコアの両面に接着された繊維強化樹脂複合材の外板と、を有するハニカムサンドイッチパネルの前記外板に形成されたピンホールを修理する方法であって、前記ピンホールの周囲領域を加熱して該ピンホールに隣接する前記ハニカムコアのセル内の空気を膨張させその一部を排出する加熱工程と、
前記外板の外側から前記ピンホールを覆って密閉し密閉空間を形成する密閉空間形成工程と、前記密閉空間の外側に液状の樹脂を溜めた樹脂溜まりを設ける樹脂溜め工程と、前記加熱工程で熱せられた前記ピンホールの周囲領域を冷却してセル内を減圧する冷却工程と、前記樹脂溜まりから前記ピンホールへ通じる孔を設け、前記冷却工程で発生したセルと大気の圧力差により、樹脂溜まり内の前記樹脂を前記ピンホールに充填する樹脂充填工程と、前記ピンホールに充填した前記樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、を備えることを特徴とする。

請求項１から３の何れか一項に記載の発明によれば、真空状態のセルに樹脂を充填するので、セル全体に樹脂を確実に充填することができ、セル内における空隙部の形成を防止することができる。この結果、補強後の製品の強度・品質の低下を阻止することができる。また、ハニカムコアに外板を接着してハニカムサンドイッチパネルを製造した後に補強を行うことができるので、外板の平滑性不良や充填剤の割れが生じることない。この結果、製品の強度・品質の低下や空力抵抗の増大を阻止することができる。

また、ハニカムコアに外板を接着してハニカムサンドイッチパネルを製造した後に補強を行うことができるので、従来の補強方法（セル内に充填剤を充填した後に外板を接着する方法）を採用した場合に生じていた外板の平滑性不良の問題や充填剤の割れの問題を、一挙に解決することができる。この結果、製品の強度・品質の低下や空力抵抗の増大を阻止することができる。

第１又は第２の発明によれば、「パッチ」を用いることなくピンホールを塞ぐことができる。この結果、製品の品質の低下を防ぐとともに、製品の重量増大及び空力抵抗の増大を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態を、図を用いて詳細に説明する。

＜ハニカムサンドイッチパネルの補強方法＞
最初に、図１〜図４を用いて、本発明の実施の形態に係るハニカムサンドイッチパネルの補強方法について説明する。本実施の形態においては、ハニカムコア１０と、このハニカムコア１０の両面に接着される繊維強化樹脂複合材の外板２０と、を有するハニカムサンドイッチパネル１の所定の補強部位に樹脂を充填して補強する方法について説明する。

[第１の実施の形態]
まず、図１及び図２を用いて、本発明の第１の実施の形態に係る補強方法について説明する。図２（ａ）に示すように、ハニカムサンドイッチパネル１の一方の外板２０に、ハニカムコア１０の特定のセル（補強対象となるセル）１１に通じる孔２１を穿設する（孔穿設工程）。本実施の形態においては、図２（ａ）に示すように、４つのセル１１に通じる４個の孔２１を穿設している。孔２１の径の寸法は、樹脂の流入を許容しながらハニカムサンドイッチパネル１の強度・品質を低下させないような値（例えば約１mm）に設定する。

次いで、図１及び図２に示すように、ハニカムサンドイッチパネル１の外板２０に形成された孔２１の周囲領域を、被覆材としてのバギングフィルム３０で被覆し、被覆した部分の周囲にシーラント３１を配することにより、外板２０とバギングフィルム３０とで囲まれる特定空間を気密状態とする（被覆密閉工程）。バギングフィルム３０で被覆する領域（孔２１の周囲領域）の形状や面積は、外板２０の形状や孔２１の位置・大きさ・個数等に応じて適宜決めることができる。本実施の形態における被覆密閉工程においては、図２（ａ）に示すように、外板２０に形成された孔２１の周囲領域とバギングフィルム３０との間に脱気用のブリーザ３２を配置するとともに、バギングフィルム３０に真空口金３３を設けておく。

次いで、図１及び図２に示すように、真空口金３３に真空管３４を介して図示していない真空ポンプを接続し、この真空ポンプを用いて、特定空間内及びセル１１内からの空気の排出（真空引き）を行い、特定空間内及びセル１１内の圧力を所定の真空圧に設定する（真空引き工程）。なお、セル１１内への樹脂充填率は、セル１１内の真空度や密閉性によって決定される。本実施の形態における真空引き工程においては、特定空間内及びセル１１内を高真空圧（例えば７６０Torr）に設定している。

次いで、図１及び図２に示すように、バギングフィルム３０の外側に、シーラントを用いて樹脂溜まりとしての樹脂ダム４０を形成し、この樹脂ダム４０の内部に液状の樹脂５０を注入して溜めることにより、バギングフィルム３０を隔てて樹脂５０を孔２１に隣接させるようにする（樹脂溜め工程）。樹脂溜め工程で使用される樹脂５０としては、低温度条件下（例えば１００℃以下）で比較的高い流動性（低粘度）を得ることができ、かつ、低温度条件下で硬化する樹脂を採用することとし、例えば「ハイソールＥＡ−９３９６（商品名：HENKEL LOCTITE AEROSPACE社製）」等を採用することができる。

なお、樹脂溜め工程においては、樹脂ダム４０近傍に図示されていない加熱ランプを配置するとともに、図１に示すように樹脂ダム４０に熱電対温度計４５を接続し、樹脂５０を所定温度（例えば約５０℃）まで加熱してその温度を維持することにより、樹脂５０の流動性（粘度）を維持するようにする。樹脂溜め工程で使用される樹脂溜まりとしては、シーラント製の樹脂ダム４０に限られることはなく、例えば金属製や合成樹脂製の容器を採用することもできる。但し、樹脂溜まりとして金属製や合成樹脂製の容器を採用する場合には、その底部に予め樹脂流入孔を設けておき、この樹脂流入孔をシールフィルム等で塞ぐようにする。また、樹脂ダム４０の周囲はシーラントで密閉する。

次いで、図２（ｂ）に示すように、樹脂ダム４０の底部及びバギングフィルム３０の特定部分（孔２１に隣接している部分）に針６０を突き刺して樹脂流入孔４１、３５を各々穿設し、樹脂ダム４０に溜められた液状の樹脂５０を、樹脂５０に作用する大気圧と特定空間内及びセル１１内の真空圧との圧力差により、樹脂流入孔４１、３５及び孔２１を介してセル１１内に流入させる（樹脂流入工程）。樹脂流入工程においては、樹脂ダム４０の内部に樹脂５０を適宜補充して、樹脂ダム４０の内部の樹脂５０が流出し切らないようにする。

かかる樹脂流入工程が終了したら、真空口金３３から真空管３４を取り外して漏洩止めを行った後、バギングフィルム３０や樹脂ダム４０をその位置に残したまま、セル１１の内部に流入させた樹脂５０を硬化させる（樹脂硬化工程）。樹脂硬化工程においては、樹脂ダム４０の内部に残存する樹脂５０もそのまま硬化させる。そして、樹脂５０の硬化完了を確認した後、バギングフィルム３０から樹脂ダム４０や針６０を取り外し、外板２０からバギングフィルム３０等を剥がして、外板２０の表面に付着した余剰樹脂を除去する。

その後、残りのセル１１についても、前記した真空引き工程、樹脂溜め工程、樹脂流入工程及び樹脂硬化工程を順次実施することにより、セル１１内への樹脂５０の充填を行う。そして、図２（ｃ）に示すように補強対象である全てのセル１１に樹脂５０が充填され補強されたことを確認し、作業を終了する。
なお、樹脂ダム４０に隣接し樹脂が充填されようとしているセル以外の、樹脂未充填のセルの孔２１は接着フィルムで閉鎖しておくとよい。樹脂が充分に満たされないで硬化されることを避けるためである。

以上説明した実施の形態に係る補強方法においては、ハニカムサンドイッチパネル１のハニカムコア１０の補強対象となるセル１１に通じる孔２１を一方の外板２０に穿設し、この孔２１の周囲領域をバギングフィルム３０で被覆し、外板２０とバギングフィルム３０とで囲まれる特定空間を気密状態とする。そして、この特定空間内及びセル１１内から空気を排出して特定空間内及びセル１１内の圧力を高真空圧とした後に、バギングフィルムを挟んで孔２１の上に設けた樹脂ダム４０の底及びバギングフィルム３０の特定部分（孔２１に隣接している部分）に樹脂流入孔４１、３５を穿設することにより、樹脂ダム４０内の樹脂５０をセル１１内に流入させ、硬化させる。

従って、高真空状態とされたセル１１内に液状の樹脂５０を流入させて硬化させるので、セル１１全体に樹脂５０を確実に充填することができるとともに、セル１１内における空隙部の形成を防止することができる。この結果、補強後の製品の強度・品質の低下を阻止することができる。

また、以上説明した実施の形態に係る補強方法においては、ハニカムコア１０に外板２０を接着してハニカムサンドイッチパネル１を製造した後に補強を行うことができるので、図７を用いて説明した従来の補強方法（セル内に充填剤を充填した後に外板を接着する方法）を採用した場合に生じていた外板の平滑性不良の問題や充填剤の割れの問題を、一挙に解決することができる。この結果、製品の強度・品質の低下や空力抵抗の増大を阻止することができる。

なお、以上説明した実施の形態に係る補強方法においては、真空引き工程、樹脂溜め工程、樹脂流入工程及び樹脂硬化工程をセル１１毎に順次実施することにより、セル１１毎に樹脂５０の充填を行った例を示したが、ガラス繊維織物等を用いて孔２１同士を繋ぐ樹脂流入経路を設けておき、この樹脂流入経路を介して一度の樹脂流入工程で全てのセル１１に樹脂５０を流入させ、硬化させることもできる。かかる方法を採用すると、真空引き工程、樹脂溜め工程、樹脂流入工程及び樹脂硬化工程を各々一度実施するだけでよいので、作業時間・労力を大幅に短縮することができる。この場合は樹脂の特性、樹脂の流路の確保及び全てのセルに樹脂が充填される時間を充分に検討する必要がある。

[第２の実施の形態]
次に、図３及び図４を用いて、本発明の第２の実施の形態に係る補強方法について説明する。本実施の形態に係る補強方法は、第１の実施の形態におけるバギングフィルム３０、樹脂ダム４０及び真空ポンプに代えて、各々、「真空容器７０」、「注射器８０」及び「真空チャンバ９０」を採用したものであり、その他の構成は第１の実施の形態と実質的に同一である。このため、変更した構成を中心に説明することとし、第１の実施の形態と重複する構成については第１の実施の形態と同一の符号を付すこととする。

まず、図４（ａ）に示すように、ハニカムサンドイッチパネル１の一方の外板２０に、ハニカムコア１０の特定のセル（補強対象となるセル）１１に通じる孔２１を穿設し（孔穿設工程）、孔２１を上側にしてハニカムサンドイッチパネル１を置く。本実施の形態における孔２１の径の寸法は充分小さい値に設定されており、セル１１内外に所定値以上の圧力差が生じた場合にセル１１内への樹脂５０の流入を許容する一方、セル１１内外に圧力差が生じていない場合にはセル１１内への樹脂５０の流入が阻止されるようになっている。

次いで、図３及び図４に示すように、ハニカムサンドイッチパネル１の外板２０に形成された孔２１の周囲領域を、図示の下面が開口し上面に穿孔が２箇所（７０ａ，７０Ｂ）設けられた、被覆材としての真空容器７０で被覆し、被覆した部分の周囲にシーラント７１を配することにより、外板２０と真空容器７０とで囲まれる特定空間を気密状態とする（被覆密閉工程）。真空容器７０で被覆する領域（孔２１の周囲領域）の形状や面積は、外板２０の形状や孔２１の位置・大きさ・個数等に応じて適宜決めることができる。真空容器７０には、図４（ａ）に示すように、注射器８０の針８１を挿入させる挿入孔７０ａと、真空チャンバ９０に接続される接続口７０ｂと、を設けておく。

次いで、図３及び図４に示すように、内部に液状の樹脂５０を充填した樹脂溜まりとしての注射器８０を準備し、この注射器８０の針８１を真空容器７０の挿入孔７０ａに挿入する（樹脂溜め工程）。樹脂溜め工程においては、針８１と挿入孔７０ａとの間をシーラント等で密閉する。また、注射器８０のピストン８２とフランジ８３との間に図示されていないストッパを挟み込むことにより、次の真空引き工程による真空圧で注射器８０のピストン８２が下がらないようにする。

次いで、図３及び図４に示すように、真空容器７０の接続口７０ｂに真空管７２を介して真空チャンバ９０を接続し、この真空チャンバ９０を用いて、特定空間内及びセル１１内からの空気の排出（真空引き）を行い、特定空間内及びセル１１内の圧力を所定の真空圧（例えば７６０Torr）に設定する（真空引き工程）。本実施の形態における真空引き工程においては、所定の真空ポンプを用いて真空チャンバ９０の内部を予め真空にしておき、所定の開閉弁を閉じた状態で真空容器７０と真空チャンバ９０とを接続した後、この開閉弁を開いて真空引きを行う。

次いで、図４（ｂ）に示すように、注射器８０のストッパを外し、特定空間内の真空圧でピストン８２を下げることにより、注射器８０内の樹脂５０を特定空間内に注入する。この時点では、特定空間内及びセル１１内の圧力がともに真空圧に設定されているのでセル１１内外の圧力差がなく、また、樹脂５０には表面張力が作用するため、樹脂５０が孔２１からセル１１内に流入することはない。

次いで、真空チャンバ９０の図示されていない大気導入用の開閉弁を開いて特定空間内に注入された樹脂５０に大気圧を作用させることにより、図４（ｃ）に示すように孔２１を介して樹脂５０をセル１１の内部に流入させ（樹脂流入工程）、流入させた樹脂５０を硬化させる（樹脂硬化工程）。そして、樹脂５０の硬化完了を確認した後、真空容器７０から真空管７２や注射器８０を取り外し、外板２０から真空容器７０を取り外して、外板２０の表面に付着した余剰樹脂を除去する。その後、残りのセル１１についても同様の手順で樹脂の充填を行い、補強対象である全てのセル１１に樹脂５０が充填され補強されたことを確認し、作業を終了する。

以上説明した実施の形態に係る補強方法においては、ハニカムサンドイッチパネル１のハニカムコア１０の補強対象となるセル１１に通じる孔２１を一方の外板２０に穿設し、この孔２１の周囲領域を真空容器７０で被覆し、外板２０と真空容器７０とで囲まれる特定空間を気密状態とする。そして、この特定空間内及びセル１１内から空気を排出して特定空間内及びセル１１内の圧力を所定の真空圧とし、特定空間内に液状の樹脂５０を注入し、樹脂５０に大気圧を作用させることにより、樹脂５０をセル１１内に流入させて硬化させる。

従って、真空状態とされたセル１１内に液状の樹脂５０を流入させて硬化させるので、セル１１全体に樹脂５０を確実に充填することができるとともに、セル１１内における空隙部の形成を防止することができる。この結果、補強後の製品の強度・品質の低下を阻止することができる。

また、以上説明した実施の形態に係る補強方法においては、ハニカムコア１０に外板２０を接着してハニカムサンドイッチパネル１を製造した後に補強を行うことができるので、図７を用いて説明した従来の補強方法（セル内に充填剤を充填した後に外板を接着又は加熱硬化させる方法）を採用した場合に生じていた外板の平滑性不良の問題や充填剤の割れの問題を、一挙に解決することができる。この結果、製品の強度・品質の低下や空力抵抗の増大を阻止することができる。

また、以上説明した実施の形態に係る補強方法においては、被覆材として「真空容器７０」を採用するとともに、樹脂溜まりとして「注射器８０」を採用しているため、小スペースで被覆密閉工程や樹脂溜め工程を実施することができる。従って、パネルサイズが比較的小さい場合であっても補強作業を容易に実施することができる。また、真空引き工程において、持ち運びが比較的容易な「真空チャンバ９０」を採用しているので、場所の制限なく真空引き作業（ひいては補強作業）が可能となるという利点がある。

＜ハニカムサンドイッチパネルの修理方法＞
続いて、図５及び図６を用いて、本発明の実施の形態に係るハニカムサンドイッチパネルの修理方法について説明する。本実施の形態においては、ハニカムコア１０と、このハニカムコア１０の両面に接着される繊維強化樹脂複合材の外板２０と、を有するハニカムサンドイッチパネル１の一方の外板２０に形成されたピンホール２２に樹脂を充填して修理する方法について説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、ハニカムサンドイッチパネル１の外板２０に形成されたピンホール２２の近傍に加熱ランプ２を配置し、この加熱ランプ２を用いてピンホール２２の周囲領域を加熱することにより、ピンホール２２に隣接するハニカムコア１０のセル１１内の空気を膨張させ、その一部を排出する（加熱工程）。

次いで、図５（ｂ）に示すようにピンホール２２を上側にして、ピンホール２２の外側に、シーラントを用いて樹脂溜まりとしての樹脂ダム４０を形成し、この樹脂ダム４０の内部に液状の樹脂５０を溜める（樹脂溜め工程）。樹脂溜め工程においては、樹脂ダム４０の底部に予め樹脂流入孔４１を穿設しておき、この樹脂流入孔４１をシールフィルムで塞いでおく。また、樹脂ダム４０の樹脂流入孔４１をピンホール２２に隣接させるようにして配置し、樹脂ダム４０の周囲にシーラント４２を配置して樹脂ダム４０と外板２０とで囲まれる空間を気密状態とする。なお、樹脂溜め工程を実施している間、前記した加熱工程の実施を継続させるようにする。

次いで、樹脂ダム４０に設けられた樹脂流入孔４１を塞ぐシールフィルムを針等で突き破る（孔穿設工程）。孔穿設工程の実施時においては、セル１１内外の温度が同一であるためセル１１内外に圧力差は発生せず、かつ、ピンホール２２の径は微小であるので、樹脂ダム４０内の樹脂５０が樹脂流入孔４１を介してピンホール２２に充填されることはない。

次いで、加熱ランプ２による加熱を止めてピンホール２２の周囲領域を冷却することにより、ピンホール２２に隣接するハニカムコア１０のセル１１内外に圧力差を生じさせる（冷却工程）。そして、この冷却工程により発生したセル内外の圧力差により、樹脂ダム４０内の樹脂５０を樹脂流入孔４１を介してピンホール２２内に充填させる（樹脂充填工程）。なお、ピンホール２２のみに樹脂５０を充填させるだけでは樹脂の脱落が生じ易いため、樹脂充填工程においては、外板２０のピンホール２２が形成された部分の内側に、ピンホール径より大きい樹脂塊を形成して、ピンホール２２に充填された樹脂５０を外板２０の内面と接着させるのが好ましい。

ここで、樹脂充填工程の原理について説明する。樹脂充填工程によるピンホール２２（及びセル１１）への樹脂充填率は、セル１１内の空気の熱膨張率に比例するため、加熱工程でセル１１内の温度を調整してセル１１内の空気の熱膨張率を調整することにより、ピンホール２２への樹脂充填率を所望の値に設定することができる。表１は、室温（約２７℃）状態にある空気を４０℃〜１００℃まで加熱した場合における空気の熱膨張率を示したものである。

例えば、加熱工程でセル１１内の温度を４０℃に設定すると、表１によりセル１１内の空気の熱膨張率は１．０５となり、セル１１内の空気の体積は室温時の体積と比較して約「５％」膨張する。従って、冷却工程でセル１１内の温度を４０℃から室温まで冷却すると、セル１１内の空気の体積は４０°のときの体積と比較して約「５％」収縮し、これに伴ってセル１１内の空気圧が低下することとなる。このようなセル１１内の空気の冷却に伴う体積収縮及び空気圧低下により、樹脂５０はピンホール２２（及びセル１１）へと充填され、その充填率は体積収縮率と同等の約「５％」となる。加熱工程でセル１１内の温度を１００℃に設定した場合には、表１により熱膨張率は１．２５となり、樹脂充填率は約「２５％」となることがわかる。

かかる樹脂充填工程が終了したら、樹脂ダム４０をその位置に残したまま、ピンホール２２（及びセル１１）に充填された樹脂５０を硬化させる（樹脂硬化工程）。その後、樹脂５０が硬化しているか否かを確認し、作業を終了する。なお、樹脂５０が低粘度である場合には、ピンホール２２に充填した余剰樹脂がパネル下部に落下する場合があるため、樹脂充填工程終了後にハニカムサンドイッチパネル１を上下反転させるようにする。

以上説明した実施の形態に係る修理方法においては、ハニカムサンドイッチパネル１の外板２０に形成されたピンホール２２の外側に樹脂ダム４０を設け、この樹脂ダム４０に液状の樹脂５０を溜め、樹脂４０を隔てて樹脂５０をピンホール２２に隣接させるとともに、樹脂ダム４０と外板２０とで囲まれる空間を気密状態とする。また、ピンホール２２の周囲領域を加熱してピンホール２２に隣接するハニカムコア１０のセル１１内の空気を一度膨張させた後、ピンホール２２の周囲領域を冷却してセル１１内の空気の圧力とセル１１外の空気の圧力（大気圧）とに差を生じさせる。

そして、樹脂ダム４０の特定部分（ピンホール２２に隣接している部分）に樹脂流入孔４１を穿設することにより、樹脂ダム４０内の樹脂５０を、セル１１内外の圧力差によりピンホール２２に充填し、この樹脂５０を硬化させてピンホール２２を塞ぐ。従って、従来のような「パッチ」を用いることなくピンホール２２を塞ぐことができるので、製品の品質の低下を防ぐとともに、製品の重量増大及び空力抵抗の増大を防ぐことができる。

なお、以上説明した実施の形態に係る修理方法においては、ピンホール２２が形成された外板２０を上方に配置した状態で樹脂５０の充填を行い、要すれば樹脂充填後にハニカムサンドイッチパネル１を上下反転させるようにした例を示したが、図６に示すように、ピンホール２２が形成された外板２０を予め下方に配置した状態で樹脂５０の充填を行ってもよい。

すなわち、図６（ａ）に示すように、ピンホール２２が形成された外板２０を下方に配置し、このピンホール２２の近傍に配置した加熱ランプ２でピンホール２２の周囲領域を加熱することにより、ピンホール２２に隣接するハニカムコア１０のセル１１内の空気を膨張させ、その一部を排出する（加熱工程）。次いで、図６（ｂ）に示すように、ピンホール２２近傍に樹脂ダム４０を配置するとともに、樹脂ダム４０の樹脂流入孔４１とピンホール２２とを樹脂導入管４３で接続し、樹脂ダム４０の内部に液状の樹脂５０を溜める（樹脂溜め工程）。この際、樹脂流入孔４１と樹脂導入管４３との接続部分と、ピンホール２２と樹脂導入管４３との接続部分と、をシーラント４２で塞いで気密状態にする。

次いで、樹脂ダム４０の樹脂流入孔４１を塞ぐシールフィルムを針等で突き破る（孔穿設工程）。そして、加熱ランプ２による加熱を止めてピンホール２２の周囲領域を冷却することにより、ピンホール２２に隣接するハニカムコア１０のセル１１内外に圧力差を生じさせ（冷却工程）、かかる圧力差により、樹脂ダム４０に溜められた樹脂５０を樹脂流入孔４１及び樹脂導入管４３を介してピンホール２２に充填し（樹脂充填工程）、樹脂５０を硬化させる（樹脂硬化工程）。

また、以上説明した実施の形態に係る修理方法においては、「加熱ランプ２」を用いてピンホール２２の周囲領域を加熱した例を示したが、ピンホール２２の周囲領域を加熱する手段はこれに限られるものではない。例えば、パネル全体を「加熱恒温炉」に収納してピンホール２２の周囲領域を加熱し、この「加熱恒温炉」内で樹脂ダム４０の設置及び樹脂流入孔４１の穿設を行った後に、パネルを「加熱恒温炉」から取り出しピンホール２２の周囲領域を冷却して樹脂５０の充填・硬化を行うこともできる。

また、以上説明した実施の形態に係る修理方法においては、加熱工程の「後」に樹脂溜め工程を実施した例を示したが、加熱時においてもピンホール２２に進入可能な程度の流動性（粘度）を有する樹脂５０を採用した場合には、加熱工程の「前」に樹脂溜め工程を実施することもできる。

このように加熱工程の「前」に樹脂溜め工程を実施すると、外板２０が加熱された状況における樹脂ダム設置作業が不要となるため、作業者の負担を軽減することができる。また、ピンホール２２に隣接するハニカムコア１０のセル１１内の空気が、加熱工程により膨張してピンホール２２から放出され、樹脂ダム４０内の樹脂５０中の気泡となって排出される様子を観察することができる。従って、加熱工程におけるセル１１内外の圧力均衡状態（気泡が排出されなくなった状態）を容易に認識することができるので、次工程（冷却工程）の開始時期の判定が可能となる、という利点がある。

本発明の第１の実施の形態に係る補強方法に使用される治具を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る補強方法を説明するためのものであり、（ａ）はハニカムコアのセル内に樹脂を流入させる前の状態を示す説明図、（ｂ）は樹脂ダムに樹脂流入孔を穿設してセル内に樹脂を流入させている状態を示す説明図、（ｃ）はセル内への樹脂の充填が完了した状態を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る補強方法に使用される治具を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る補強方法を説明するためのものであり、（ａ）は真空容器内に樹脂を流入させる前の状態を示す説明図、（ｂ）はハニカムコアのセル内に樹脂を流入させる前の状態を示す説明図、（ｃ）はセル内に樹脂を流入させている状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る修理方法の一例を説明するためのものであり、（ａ）は上方に配置したピンホールの周囲領域を加熱している状態を示す説明図、（ｂ）は樹脂溜まり内の樹脂をピンホールに充填している状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る修理方法の他の例を説明するためのものであり、（ａ）は下方に配置したピンホールの周囲領域を加熱している状態を示す説明図、（ｂ）は樹脂溜まり内の樹脂をピンホールに充填している状態を示す説明図である。 従来の補強方法で補強されたハニカムサンドイッチパネルの断面を示すものであり、（ａ）はセルに充填された充填材の内部に空隙部が形成された状態を示す断面図、（ｂ）はセルに充填された充填材に割れが発生するとともに外板に凸部が形成された状態を示す断面図である。 従来の修理方法を説明するためのものであり、（ａ）はハニカムサンドイッチパネルの外板に形成されたピンホールを示す説明図、（ｂ）は（ａ）に示したピンホールに樹脂を充填するとともにピンホールを覆うパッチを貼着した状態を示す説明図である。

符号の説明

１ ハニカムサンドイッチパネル
１０ ハニカムコア
１１ セル
２０ 外板
２１ 孔
２２ ピンホール
３０ バギングフィルム（被覆材）
３５ 樹脂流入孔
４０ 樹脂ダム（樹脂溜まり）
４１ 樹脂流入孔
５０ 樹脂
７０ 真空容器（被覆材）
８０ 注射器（樹脂溜まり）

Claims (3)

1. ハニカムコアと、このハニカムコアの両面に接着された繊維強化樹脂複合材の外板と、を有するハニカムサンドイッチパネルの補強方法であって、
   前記ハニカムコアの補強対象となるセルに通じる孔を、一方の前記外板に穿設する孔穿設工程と、
   前記孔の周囲領域を被覆材で被覆して前記外板と前記被覆材とで囲まれる特定空間を気密状態とする被覆密閉工程と、
   前記特定空間内及び前記セル内から空気を排出して前記特定空間内及び前記セル内の圧力を所定の真空圧とする真空引き工程と、
   前記被覆材の外側に樹脂溜まりを設け、この樹脂溜まり内に液状の樹脂を溜める樹脂溜め工程と、
   前記樹脂溜まり内の前記樹脂を前記セル内の真空圧により前記孔を介して前記セル内に流入させる樹脂流入工程と、
   前記セル内に流入させた前記樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、を備えることを特徴とするハニカムサンドイッチパネルの補強方法。
2. 前記樹脂溜め工程では、
   前記樹脂溜まり内の樹脂を前記被覆材を隔てて前記孔に隣接させ、
   前記樹脂流入工程では、
   前記被覆材の前記孔に隣接している部分に樹脂流入孔を穿設して、前記樹脂溜まり内の樹脂に作用する大気圧と前記特定空間内及び前記セル内の真空圧との圧力差により、前記樹脂溜まり内の前記樹脂を前記樹脂流入孔及び前記孔を介して前記セル内に流入させることを特徴とする請求項１に記載のハニカムサンドイッチパネルの補強方法。
3. 両面に繊維強化樹脂複合材の外板が接着されたハニカムサンドイッチパネルにおいて、
   片側の外板にセルに通じる孔を設け、該孔を上側にしてハニカムサンドイッチパネルを置く工程と、
   前記孔を覆うようにして前記外板との間に所定の容積を持つ密閉空間を形成する工程と、
   前記密閉空間に通じる孔を設けて空気排出手段に繋ぐとともに前記密閉空間に通じる別の孔を設けて樹脂を収容した樹脂溜に繋ぐ工程と、
   前記空気排出手段で前記密閉空間から空気を排出する工程と、
   前記樹脂溜まりから樹脂を送り出して前記密閉空間に溜める工程と、
   前記密閉空間に大気を導入して前記密閉空間の樹脂を加圧して前記セルに流入させる工程と、
   流入させた樹脂を硬化させる工程とを備えることを特徴とするハニカムサンドイッチパネルの補強方法。

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