面板构造体及面板构造体的制造方法与流程

本公开涉及面板构造体及面板构造体的制造方法。

背景技术：

提案有如下的面板构造：在一块板材上形成提高面外刚性的突起，并将该板材的突起与另一平板状的板材接合(例如，专利文献1)。

专利文献1中记载有具备立体桁架状金属板和平面金属板的构造体。立体桁架状的金属板通过冲压加工而成型，在顶点设置有圆形的带肋的开口。另一方面，平面金属板设置有通过冲压加工而成型的突起部。通过将突起部嵌入带肋的开口，朝向圆周外侧扩展变形，从而将金属板和金属板紧固固定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－100326号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

但是，专利文献1所记载的构造体支承采光器具及换气器具，没有设想过大的负荷作用的情况。特别是，因为与顶点连接的四根柱部形成为平板状，所以如果对构造体施加负荷，则可能引起该柱部压弯。

本公开是鉴于这种情况而提出的，其目的在于，提供一种能够进一步提高刚性的面板构造体及面板构造体的制造方法。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，本公开的面板构造体及面板构造体的制造方法采用以下技术方案。

本公开的一方面提供一种面板构造体，其具备：第一面板、和与所述第一面板接合的第二面板，所述第二面板一体地具有与所述第一面板的板面接合的接合部、从所述第一面板的所述板面分开并与所述板面对置的基部、和将所述基部与所述接合部连接的多个连接部，所述连接部的一端部与所述基部连接，另一端部与所述接合部连接，从所述一端部朝向所述另一端部的方向的截面形状屈曲或弯曲，在相邻的所述连接部彼此之间形成有开口。

本公开的一方面提供一种面板构造体的制造方法，面板构造体具备第一面板、和与所述第一面板接合的第二面板，其中，所述第二面板一体地具有与所述第一面板的板面接合的接合部、从所述第一面板的所述板面分开并与所述板面对置的基部、和将所述基部与所述接合部连接的多个连接部，所述连接部的一端部与所述基部连接，另一端部与所述接合部连接，从所述一端部朝向所述另一端部的方向的截面形状屈曲或弯曲，在相邻的所述连接部彼此之间形成有开口，所述面板构造体的制造方法具备：在平板状的部件上形成所述开口的开口形成工序；对在所述开口形成工序中形成所述开口后的所述部件实施冲压加工以成型所述第二面板的冲压加工工序；将在所述冲压加工工序中成型的所述第二面板的所述接合部与所述第一面板的所述板面接合的接合工序。

发明效果

根据本公开，能够进一步提高面板构造体整体的刚性。

附图说明

图1是本公开的一实施方式的面板构造体的主要部分的剖切立体图。

图2是图1的面板构造体的加强面板的俯视图。

图3是放大了图2的加强面板的主要部分的示意性俯视图。

图4是图3的iv－iv箭头的剖视图。

图5是放大了图2的加强面板的主要部分的示意性侧视图。

图6是图3的加强面板的顶端板与柱部的连接部分的示意性立体图。

图7是表示制造图2的加强面板的方法的示意性俯视图。

图8是表示图3所示的加强面板的变形例的图。

图9是表示图4的变形例的图。

图10是表示图4的变形例的图。

图11是表示图5所示的加强面板的变形例的剖视图。

图12是表示图5所示的加强面板的变形例的剖视图。

图13是表示图3所示的加强面板的变形例的图。

图14是图13的加强面板的顶端板与柱部的连接部分的示意性立体图。

图15是表示图3所示的加强面板的变形例的图。

图16是图15的加强面板的顶端板与柱部的连接部分的示意性立体图。

附图标记说明

1：面板构造体

10：被加强面板(第一面板)

10a：一面(板面)

20：加强面板(第二面板)

21：基部

21b：缘部

22：突起部

23：顶端板部(接合部)

23a：接合面

24：柱部(连接部)

24a：一端部

24b：另一端部

24c：屈曲部分

25：开口

27：顶端板对应部

28：柱对应部

29：金属板材

30：贯通孔

61：顶端板部

62：平板部

63：凸缘部

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明实施方式的面板构造体及面板构造体的制造方法。

本实施方式的面板构造体1例如适用于燃料罐、lng罐等直径较大的圆柱状的罐的壁部。需要说明的是，面板构造体1也可以适用于罐的壁部以外。例如，也可以适用于筒仓的壁部等。

如图1所示，面板构造体1具备平板状的被加强面板(第一面板)10、与被加强面板10接合且加强被加强面板10的加强面板(第二面板)20。被加强面板10及加强面板20例如由铝等金属形成。需要说明的是，被加强面板10及加强面板20的原料只要是金属即可，不限定于铝。

加强面板20一体具有平板状的基部21和从基部21向被加强面板10方向突出的多个突起部22。各突起部22的外形形成为三棱锥台形状。需要说明的是，在以下的说明中，将从被加强面板10侧观察加强面板20的板面的情况称为“俯视”，将从与俯视交叉的方向观察加强面板20的情况称为“侧视”。

基部21从被加强面板10的板面的一面10a(加强面板20侧的面)分开。另外，基部21被配置为与被加强面板10的一面10a大致平行地对置。另外，基部21具有规定突起部22的外端(三棱锥台的下端的三角形)的缘部21b。缘部21b俯视时形成为大致等边三角形形状。需要说明的是，外端是指由x方向及y方向形成的面的外端。缘部21b由后述的开口及柱部24与基部21的连接部分构成。规定突起部22的外端的等边三角形的一边的长度l1例如为数十mm～数百mm，根据面板构造体1所需的刚性来确定。

多个突起部22以等间隔排列配置成在一方向(图1及图2的x方向)上成列，并且被配置成该列在与一方向交叉的方向(图1及图2的y方向)上形成多个。另外，配置成突起部22的位置在相邻的列之间错位，以使突起部22成为锯齿配置。加强面板20(基部21及突起部22)通过对平板状的金属板实施冲压加工而形成。形成突起部22的方法的详情将后面叙述。

接着，对各突起部22的形状进行说明。因为各突起部22的形状是相同形状，所以以下作为代表对一个突起部22的形状进行说明。

如图3所示，突起部22一体具有与被加强面板10的板面的一面接合的顶端板部(接合部)23和将顶端板部23与基部21连接的三个柱部(连接部)24。如上所述，突起部22通过对平板状金属板进行冲压加工而形成。因此，突起部22的内侧为中空，形成有内部空间。该内部空间通过后面叙述的开口25与突起部22外侧的外部空间连通。

顶端板部23是与基部21大致平行地配置的板状部件。顶端板部23俯视时形成为具有三个顶点的大致等边三角形形状。就顶端板部23而言，板面的一面(下称“接合面23a”)与被加强面板10的一面10a面接触(参照图5)。另外，顶端板部23的接合面23a与被加强面板10的一面10a接合。

接着，使用图3～图6对各柱部24进行说明。三个柱部24分别与顶端板部23的对应的各顶点连接。另外，三个柱部24在顶端板部23的周向上分开。另外，三个柱部24以从一端朝向另一端靠近其它柱部24的方式倾斜。各柱部24的形状为相同形状，因此，以下作为代表对一个柱部24进行说明。另外，在图3及图6中，粗线部分表示屈曲部分。

如图5所示，柱部24是从基部21的缘部21b屈曲并朝向接合面23a部延伸的板状的部件。换言之，柱部24的规定方向的一端部24a与基部21的缘部21b连接。详细而言，如图3所示，柱部24的一端部24a与缘部21b中的包含顶点的连接区域b连接。连接区域b是夹着顶点的缘部21b的边部分的一部分的区域。详细而言，连接区域b设置于比该边部分的中点靠顶点侧的范围。即，连接区域b与相邻的柱部24和基部21的连接区域分开。

另外，如图5及图6所示，柱部24从顶端板部23的外缘屈曲并朝向基部21延伸。换言之，柱部24的规定方向的另一端部24b与顶端板部23的外缘连接。详细而言，如图3及图6所示，柱部24的另一端部24b与顶端板部23的外缘中的包含顶点的连接区域a连接。连接区域a是夹着顶点的顶端板部23的边部分的一部分的区域。详细而言，连接区域a设置于比该边部分的中点靠顶点侧的范围。即，连接区域a与相邻的柱部24和顶端板部23的连接区域分开。

另外，如图3、图4及图6所示，柱部24的规定方向的截面形状屈曲。详细而言，柱部24屈曲为使规定方向的截面形状在大致中央区域的一处向突起部22的外侧方向突出。屈曲部分24c遍及规定方向的整个区域形成。屈曲部分24c形成的角度θ1可以在规定方向上一样为相同的角度，另外，也可以根据规定方向的位置而改变角度。在图3及图4的例子中，以规定方向的正中位置处的屈曲部分24c的角度θ1比规定方向的端部处的屈曲部分24c的角度θ2(参照图6，约60度)大的方式形成柱部24。

如上所述，三个柱部24在顶端板部23的周向上分开。如图3所示，在相邻柱部24彼此之间形成有三个开口25。因为各开口25的形状是相同形状，所以以下作为代表对一个开口25进行说明。

开口25俯视时及侧视时形成为梯形状。开口25由顶端板部23、柱部24和缘部21b规定。详细而言，开口25的短边由顶端板部23的外缘中的连接区域a以外的部分规定。开口25的长边由基部21的缘部21b中的连接区域b以外的部分规定。开口25的两斜边由相邻的柱部24彼此规定。

接着，使用图7等说明面板构造体1的制造方法。

首先，准备平板状的金属板材29。接着，如图7所示，在金属板材29上形成梯形状的贯通孔30(开口形成工序)。贯通孔30是成为完成后的加强面板20上的开口25的部分。因此，贯通孔30形成为与上述开口25相同的形状。另外，贯通孔30接近地形成三个。三个贯通孔30以斜边大致平行的方式沿周向排列配置。这三个贯通孔30成为完成后的加强面板20中的一个突起部22所包含的三个开口25。以下，将接近配置的三个贯通孔30称为“贯通孔组”。贯通孔组形成为以在x方向上成为列的方式等间隔地排列。另外，该列被配置为在y方向上形成有多个。另外，形成为贯通孔组的位置在相邻的列之间错位，以使贯通孔组成为锯齿配置。即，贯通孔组形成为与完成后的加强面板20中的突起部22对应。

被三个贯通孔30的短边包围的部分成为完成后的加强面板20中的顶端板部23。以下，将成为完成后的加强面板20中的顶端板部23的部分称为顶端板对应部27。另外，相邻的贯通孔30的斜边彼此之间的部分成为完成后的加强面板20中的柱部24。以下，将成为完成后的加强面板20中的柱部24的部分称为柱对应部28。

接着，利用冲压加工机对形成有贯通孔30的金属板材29实施冲压加工(冲压加工工序)。冲压加工机通过与加强面板20对应的模具实施冲压加工。通过实施冲压加工，顶端板对应部27与柱对应部28的连接部分等屈曲，顶端板对应部27成为顶端板部23，并且柱对应部28成为柱部24。由此，成型上述形状的加强面板20(参照图2)。需要说明的是，图7中的虚线表示通过实施冲压加工而屈曲的部分。

接着，将加强面板20的顶端板部23的接合面23a和被加强面板10的一面接合。对将顶端板部23和被加强面板10接合的方法不作特别限定。可以用粘接剂接合，也可以通过焊接接合。如果将所有的顶端板部23的接合面23a和被加强面板10接合，则完成面板构造体1的制造。

完成后的面板构造体1应用于罐的壁部等应用目的。需要说明的是，在将面板构造体1应用于罐等的壁部的情况下，可以以加强面板20位于罐的内部的方式应用，并且也可以以加强面板20位于罐的外部的方式应用。

根据本实施方式，实现以下的作用效果。

在本实施方式中，设置为，被加强面板10和加强面板20接合，且加强面板20的一部分(柱部24及基部21)从被加强面板10分开。由此，加强面板20实现加强被加强面板10的肋的作用。因此，能够提高面板构造体1整体的刚性。

在本实施方式中，将被加强面板10和加强面板20的顶端板部23接合。另外，将顶端板部23和基部21通过柱部24连接。即，通过柱部24支承被加强面板10及基部21，而维持被加强面板10和基部21分开的状态。在本实施方式中，柱部24的截面形状屈曲。因此，能够提高柱部24的刚性。因此，能够适宜维持被加强度面板10和基部21分开的状态。因此，能够进一步提高面板构造体1整体的刚性。

特别是，在本实施方式中，顶端板部23俯视时形成为等边三角形形状。当负荷作用于被加强面板10时，从被加强面板10向加强面板20的顶端板部23输入负荷。输入到顶端板部23的负荷经由柱部24输入到基部21。当负荷从顶端板部23向基部21输入时，应力集中在三角形状的顶端板部23的顶点。在本实施方式中，由于柱部24与顶端板部23的顶点连接，因此，能够通过柱部24加强应力集中的顶点。由此，能够提高面板构造体1整体的刚性。

在本实施方式中，在多个柱部24彼此之间形成有开口25。由此，与未形成开口25的构造相比，能够使面板构造体1轻量化。

另外，在本实施方式中，在平板状的金属板材29上形成开口25(贯通孔30)之后实施冲压加工以成型加强面板20。由此，与对未形成开口25的金属板材进行冲压加工的情况相比，使之塑性化的区域变小，因此，能够降低冲压加工所需的能量。因此，能够容易地制造面板构造体1。另外，因为塑性化的区域小，所以容易增加板厚，能够容易地提高加强效果。

需要说明的是，对未形成开口25的板材进行冲压加工的情况例如是制造在加强面板20上未形成有开口25的面板构造体1的情况、通过在实施冲压加工之后形成开口25来制造面板构造体1的情况等。

在本实施方式中，在与顶端板部23的顶点连接的柱部24之间形成有开口25。即，在与三棱锥台侧面对应的部分形成有开口25。

根据发明者等的分析及讨论，判明了在对由被加强面板10和加强面板20构成的面板构造体1施加了内压、轴力、剪切力等负荷的情况下，主要由被加强面板10及加强面板20的基部21承受负荷。需要说明的是，该加强面板20具有在从被加强面板10分开的基部21及该基部21与被加强面板10之间设置的截头锥体。由此，判明了截头锥体只要具有仅维持被加强面板10和基部21分开的状态的刚性即可。

另外，通过分析及讨论，判明了与设置于被加强面板10和加强面板20的基部21之间的截头锥体的侧面对应的壁部相对于负荷的贡献度比与截头锥体的边部分对应的柱部低。因此，判明了即使在如本实施方式在与三棱锥台的侧面对应的部分形成开口25的情况下，也能够形成具有适当的刚性的结构，如上所述，能够适宜维持被加强面板10和基部21分开的状态。

这样，在本实施方式中，通过在加强面板20上形成开口25，而能够实现面板构造体1的轻量化，并且享有能够容易地制造面板构造体1的效果，并且能够抑制面板构造体1的刚性的降低。另外，通过使柱部24的截面形状屈曲，提高了刚性，因此，能够提高面板构造体1整体的刚性。

另外，这样，由于能够通过柱部24提高刚性，所以无需例如在加强面板20和被加强面板10之间充填用于提高刚性的砂浆等。由此，能够实现轻量化，同时降低成本。

需要说明的是，本公开并不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内，能够适当地进行变形。以下，对上述实施方式的若干变形例进行说明。需要说明的是，在以下的各变形例中，仅说明与上述实施方式不同的点，对与上述实施方式相同的结构标注相同的标记，并省略其详细说明。

[变形例1]

例如，在上述实施方式中，说明了将顶端板部23及基部21的缘部21b形成为俯视时等边三角形形的例子，但本公开并不限定于此。例如，如图8所示，也可以将顶端板部31及基部21的缘部32形成为俯视时正方形形状。即，也可以将突起部22的外径形成为四棱锥台。在该情况下，顶端板部31及缘部32的顶点分别为4个。因此，柱部24的数量也是与顶点的数量相同的4个。需要说明的是，顶端板部及缘部的形状不限定于等边三角形形状及正方形形状。例如，也可以将顶端板部及缘部的形状形成为俯视时正五边形状、正六边形状等正多边形状。另外，也可以将顶端板部及缘部的形状形成为俯视时圆状。另外，也可以是各边的长度不同的多边形状。在这种结构中，也能够获得与上述实施例相同的效果。

需要说明的是，顶端板部及缘部的顶点的数量(柱部的数量)也可以根据面板构造体1的刚性等来确定。若增加柱部的数量，则提高面板构造体1的刚性。另外，若增加柱部的数量，则俯视时的顶端板部与柱部所成的角度θ3(参照图3及图8)变小，因此，提高加工性。另一方面，若柱部的数量增加，则重量相应增加，并且开口的数量增加，但因为刚性也增加，所以也有能够降低板厚等的优点。因此，希望柱部的数量在考虑制造的面板构造体1所要求的刚性、要求重量等的基础上，设为适当的数量。而且，无需以一种突起部形状来形成一个加强面板，也可以由多种突起部形状构成。即，在仅面板构造体1中特定部分要求更高的强度、刚性的情况下，也可以仅将该部分设为能够满足要求的突起部构造。

[变形例2]

另外，在上述实施方式中，说明了柱部24在规定方向的截面形状上，以在大致中央区域的一处向突起部22的外侧方向突出的方式屈曲的例子，但本公开并不限定于此。例如，柱部也可以如图9所示的柱部36那样，在规定方向的截面形状上，以在大致中央区域的两处向突起部22的外侧方向突出的方式屈曲。另外，柱部也可以如图10所示的柱部37那样，在规定方向的截面形状上以遍及大致整个区域向外侧方向突出的方式弯曲。这样的形状也能够提高柱部的刚性。

[变形例3]

另外，在上述实施方式中，对柱部24沿规定方向形成为直线状的例子进行了说明，但本公开并不限定于此。例如，柱部也可以如图11所示的柱部40那样，以在规定方向的大致中央部分向突起部22的外侧方向突出的方式屈曲。另外，如图12所示的柱部41那样，也可以以在规定方向的大致中央部分向突起部22的内侧方向突出的方式屈曲。

[变形例4]

另外，在上述实施方式中，说明了柱部24的宽度在规定方向上为一样的长度的例子，但本公开并不限定于此。例如，柱部也可以如图13和图14所示的柱部51那样，宽度根据规定方向的位置而不同。在图13及图14的例子中，柱部51随着从顶端板部23朝向缘部21b，宽度变长。即，如图14所示，缘部21b侧的宽度的长度l3比顶端板部23侧的宽度的长度l2长。另外，如图13所示，连接区域b的长度比连接区域a的长度长。通过这样构成，能够提高柱部的刚性。

[变形例5]

另外，如图15及图16所示，也可以设置凸缘部63。本实施方式的顶端板部61具有与上述实施方式中的顶端板部23对应的平板部62和从平板部62的外周端的大致整个区域屈曲并向基部21的方向延伸的凸缘部63。柱部24的另一端部24b与凸缘部63连接。因为凸缘部63形成于平板部62的外周端的大致整个区域，所以凸缘部63的周向的长度当然比柱部24的周向的长度(宽度)长。另外，凸缘部63和柱部24以彼此的板面齐平的方式配置。

在这种结构中，平板部62和凸缘部63的连接部分成为屈曲部。由于凸缘部63与平板部62的周向的整个区域连接，因此，能够抑制局部性的屈曲。由此，能够使柱部24与顶端板部23牢固地连接。因此，能够提高面板构造体1整体的刚性。

例如，以下可掌握如上说明的本实施方式所记载的面板构造体及面板构造体的制造方法。

本公开的第一方面的面板构造体具备第一面板(10)、和与上述第一面板(10)接合的第二面板(20)，上述第二面板(20)一体地具有与上述第一面板(10)的板面(10a)接合的接合部(23)、从上述第一面板(10)的上述板面(10a)分开并与上述板面(10a)对置的基部(21)、和将上述基部(21)与上述接合部(23)连接的多个连接部(24)，上述连接部(24)的一端部(24a)与上述基部(21)连接，另一端部(24a)与上述接合部(23)连接，从上述一端部(24a)朝向上述另一端部(24b)的方向的截面形状屈曲或弯曲，在相邻的上述连接部(24)彼此之间形成有开口(25)。

在上述结构中，第一面板和第二面板接合，第二面板的一部分(连接部及基部)被设置为从第一面板分开。由此，第二面板起到加强第一面板的肋的作用。因此，能够提高面板构造体整体的刚性。

在上述结构中，将第一面板和第二面板的接合部接合。另外，接合部和基部由连接部连接。即，通过连接部支承第一面板及基部，从而维持第一面板和基部分开的状态。在上述结构中，连接部的截面形状屈曲或弯曲。因此，能够提高连接部的刚性。因此，能够适宜维持第一面板和基部分开的状态。因此，能够进一步提高面板构造体整体的刚度。

在上述结构中，在多个连接部彼此之间形成有开口。由此，与未形成开口的结构相比，能够使面板构造体轻量化。另外，在例如通过对形成有开口的板材实施冲压加工以成型第二面板的情况下，与对未形成开口的板材进行冲压加工的情况相比，能够降低冲压加工所需的能量。

另外，第二方面的面板构造体在第一方面的面板构造体的基础上，上述接合部(23)是在观察板面时具有多个顶点的多边形状，上述连接部(24)与上述接合部(23)的上述顶点连接。

在上述结构中，当负荷作用于第一面板时，负荷从第一面板向第二面板的接合部输入。输入到接合部的负荷经由连接部向基部输入。从接合部向基部输入负荷时，应力集中于多边形状的接合部的顶点。在上述结构中，因为连接部与接合部的顶点连接，所以能够通过连接部对应力集中的顶点进行加强。由此，能够提高面板构造体整体的刚性。

另外，第三方面的面板构造体在第一方面或第二方面的面板构造体的基础上，上述接合部(23)具备从缘屈曲并向上述基部(21)的方向延伸的凸缘部(63)，上述连接部(24)与上述凸缘部(63)连接，上述接合部(23)的周向上的上述凸缘部(63)的长度比上述周向上的上述连接部(24)的长度长。

在上述结构中，将凸缘部和连接部连接。接合部的周向上的凸缘部的长度比周向上的连接部的长度长。由此，能够使连接部牢固地连接于接合部。由此，能够提高面板构造体整体的刚性。

本公开的第一方面的面板构造体的制造方法是，面板构造体具备第一面板(10)、和与上述第一面板(10)接合的第二面板(20)，上述第二面板(20)一体地具有与上述第一面板(10)的板面(10a)接合的接合部(23)、从上述第一面板(10)的上述板面(10a)分开并与上述板面(10a)对置的基部(21)、和将上述基部(21)与上述接合部(23)连接的多个连接部(24)，上述连接部(24)的一端部(24a)与上述基部(21)连接，另一端部(24a)与上述接合部(23)连接，从上述一端部(24a)朝向上述另一端部(24b)的方向的截面形状屈曲或弯曲，在相邻的上述连接部(24)彼此之间形成有开口(25)，上述面板构造体的制造方法具备：在平板状的部件上形成上述开口(25)的开口形成工序；对在上述开口形成工序中形成上述开口(25)后的上述部件实施冲压加工以成型上述第二面板(20)的冲压加工工序；将在上述冲压加工工序中成型的上述第二面板(20)的上述接合部(23)与上述第一面板(10)的上述板面接合的接合工序。

在上述结构中，连接部的截面形状屈曲或弯曲。因此，能够提高连接部的刚性。由此，能够适宜维持第一面板和基部分开的状态。因此，能够制造进一步提高了整体刚性的面板构造体。

在上述结构中，在平板状的部件上形成开口之后实施冲压加工，来成型第二面板。由此，与对未形成开口的板材进行冲压加工的情况相比，使之塑性化的区域变小，因此，能够降低冲压加工所需的能量。因而，能够容易地制造。需要说明的是，对未形成开口的板材进行冲压加工的情况是指，例如制造在面板上未形成有开口的面板构造体的情况、通过实施冲压加工之后形成开口来制造面板构造体的情况等。