ハニカム構造が強い理由を考える

まず最初に、ちょっと気になったことを言う。

↓ 週間少年マガジンに掲載されてる「DAYS(デイズ)」というサッカー漫画

DAYS(デイズ)の一場面

ゴールの網目が四角形になっている。

ぶっちゃけ、今時の国立競技場のゴールに、こんな網目のゴールなど無いw

↓ 同じく週間少年マガジン掲載の「エリアの騎士」というサッカー漫画

エリアの騎士の一場面

ゴールの網目が六角形になっている。

こっちが正しい。

このような六角形の平面充填を「ハニカム構造」という。
※ 「ハニカム(honeycomb)」は「蜂の巣型」の意味。蜂の巣が六角形で作られてるので「ハニカム構造」と言う。

平面充填って何?

平面充填(へいめんじゅうてん)っていうのは、面を隙間なく敷き詰めることを言う。

平面を充填する形は何でも良いのだが、全て同じ形状で平面充填が可能なのは、三角形・四角形・六角形しかないことが、数学者のピタゴラス によって証明されている。

平面充填ができる図

強度

三角形・四角形・六角形のうち、「強度」という点で言えば、三角形が一番強い。

例えば、三角形と四角形を比較すれば、

strength

三角形は変形しにくいが、四角形は変形しやすい。

ちなみに、六角形の場合、単一の六角形なら変形しやすいが、平面充填した状態だと三角形には劣るが変形しにくくなる。

でも、それなら三角形でいーじゃん ヽ(´ー`)ノ

と、言うわけでもない。

力の分散

ある一方向から力が加わった際には、その衝撃は、他の面に分散して力が伝わる。

力が分散する図

三角形だと、力は残りの2方向にしか分散しないが、
六角形だと、力は残りの5方向にまで分散することができる。

力が分散されるということは、つまり、それぞれの面が受ける衝撃力が小さくなるってことだ。

ちなみに、上記と同様の理由で、他の面に衝撃を分散するのであれば、
円形が一番、力を分散しやすいってことになる。

が、円だと隙間無く敷き詰める平面充填ができない。

円形だと平面充填ができない図

ハニカム構造は衝撃に強い

ここまでの説明で、おおよそ分かってもらえたと思うが、

六角形による「ハニカム構造」は衝撃に対して強い。

冒頭で挙げたサッカーゴールの網目で言えば、
四角形の場合だと、衝撃の分散方向が少ないため、糸が切れやすい。

六角形だと、衝撃を分散する方向が多くなるので、糸が切れにくいのである。

結論

頑丈さを求めるなら三角形
柔軟性(衝撃吸収力)を求めるなら六角形で OK