JP2779369B2 - チタンクラッド外壁パネルとその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、チタンクラッド外壁パネルとその製造法に
関する。

「従来の技術」 チタンは、 耐食性が優れる（孔食・隙間腐食しにくく耐海水性良
好）。

軽い（比重4.5）。

強い（比強度は鉄の２倍、アルミの４倍）。

熱応力係数が小さい（ステンレスの1/4で長尺化が可
能）。

熱伝導率が小さい（熱貫流率を低くとれる）。

熱容量が小さい（結露しにくい）。

などの長所を有することから、鉄やアルミニウムに続く
第３の建築用金属材料として期待されており、既に外壁
パネルなどの一部に使用されているが、反面材料が高
価で（4000〜5000円/kgでステンレスの10倍）、製造コ
ストに占める割り合が大きい。

腐食電位が貴であるので他の金属との接合部の腐食に
配慮が必要がある。

大気中では溶融溶接ができない。

ステンレスよりも加工が難しい。

などの欠点も多い。

チタンを実用的な外壁パネルとして利用するために
は、これらの欠点を補完したパネル化技術の開発が必要
である。

従来のチタンクラッド外壁パネルとして、第４図に示
されるものが存在する。当該パネル１は、パネル面積を
大きくすべく、薄い（1.5mm厚）のチタンパネル２をチ
ャンネル状のケイ酸カルシウム板等よりなる裏打ち板３
とSUS補強枠４よりなる縁取りで補剛したもので、チタ
ンパネル２と裏打ち板３とは接着剤で貼り合わせし、チ
タンパネル１とSUS補強枠４とはボルト締め５によって
一体化されている。

また、裏打ち板３とSUS補強枠４との結合も、ボルト
締め６によってなされているが、当該ボルト締め６は、
躯体７に取付けの取付治具８に対するパネル１の取付け
をも兼ねている。

「発明が解決しようとする課題」 従来のチタンクラッド外壁パネル１にあっては、以下
列挙の欠点がある。

厚さ1.5mmの薄肉板（チタンパネル２）を使用してい
るが、チタンは高価であるので、使用量は極力低減させ
た方が良い。装飾性および耐食性の観点からは、ミクロ
ンオーダのチタン被覆で十分である。

チタンパネル２と補強用裏打ち板３との適切な接合方
法がないので、従来技術では、接着剤で貼り合わせてパ
ネルの不陸を防いでいる。この方法ではなく離に対する
信頼性が欠ける。

チタンパネル１とSUS補強枠４との間の一体化は、ボ
ルト締め６である。この方法ではチタン/SUS隙間やチタ
ン／ボルト隙間での防食対策が必要であり、パネル取付
け構造や現場での工法が複雑になる。

さらに、軽量化および高品質化の観点から、パネルを
一体成形法で製造し得、構成部品数を減らす方が望まし
い。

本発明は、叙上の事情に鑑みてなされたもので、チタ
ンパネルを薄肉化し得、裏打ち補強材との間の不陸のお
それが全くなく、腐食の心配も全くなく、一体成形で製
造し得る装飾性や耐食性などのチタンの有する優れた特
性を損うことなく、安価で軽量・高性能で信頼性の高い
外壁パネルとその製造法を提供することを目的としてい
る。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために、本発明のチタンクラッド
外壁パネルは、薄肉チタン板にハニカム状の超塑性の金
属基板を超塑性拡散接合によって一体化させて裏打ち
し、そのハニカムを介して躯体に配設のアングル状ファ
スナーにビス止めするか若しくはハニカムリブ先端に拡
散接合か溶接で接合の裏板を介して躯体面にビス止めさ
せて取付けるとしたものである。

また、上記パネルの本発明の製造法とは、超塑性金属
基板上にハニカム化変形のために接合させたくない箇所
に接合防止ペーストを塗布してから所定位置通気用微細
孔を穿けた薄肉チタン板を積重したものを、ハニカム成
形用の凹溝を定間隔付形の凹部金型上に載置し、前記積
重体上には該通気用微細孔並びに該凹溝位置に一致する
通気用微細孔を有する抑え板をのせ、超塑性雰囲気下に
て該凹溝内気の減圧を該凹溝底に設けた真空排気孔を介
して施して超塑性金属基板と薄肉チタン板との間の超塑
性拡散接合並びに該超塑性金属基板の該凹溝に沿う超塑
性成形を同時進行にて行わせるとしたものである。

「作用」 上記のように構成されたチタンクラッド外壁パネル
は、超塑性拡散接合によってチタンパネルの薄肉化が期
し得ると共に金属基板と強固に一体化して不陸は全く心
配なく、かつ、接合部での腐食の心配もなく、さらに
は、締付ボルト不存在により腐食の心配もない。

また、ハニカムとの複合体が一体成形でもって造られ
て、構造部品数が一挙に低減する。

また、上記のように構成されたチタンクラッド外壁パ
ネルの製造法は、複合化のための超塑性接合と成形のた
めの超塑性変形とが同時に進行させ得て合理的である。

「実施例」 実施例について図面を参照して説明すると、本発明の
チタンクラッド外壁パネルは、製造工程図の第１図中の
c,d図中に示される。図において、９は本発明のチタン
クラッド外壁パネルで、これは、ミクロンオーダーで良
しとするところの薄肉チタン板10にハニカム状のアルミ
ニウム，ステンレス，鉄，銅等の超塑性金属基板11を超
塑性拡散接合によって一体化させたものである。

このハニカムリブ12,…はパネル９を補剛している
が、その一部は躯体13に対する取付脚として使用され
る。すなわち、躯体13にはアングル状のファスナー14,
…が設置されていて、これに、図示の如く、当接のうえ
ビス止め15,…で組付ける。

この取付きの特徴は、ファスナー14に対しては超塑性
金属基板11しか接触しないこと、チタンにボルトが接し
ないことである。これによって、腐食のおそれなくファ
スナー14を金属製とすることが出来ると共にボルトにつ
いての腐食を心配する必要は一切無い。

ハニカムリブの形状がアングル状のファスナー14に密
接し難いものである場合、より補剛したい場合は、第３
図に示す如く、リブの先端間に裏板16を拡散接合若しく
は溶接で接合し、この裏板16を介して躯体13にビス止め
17すると良い。

上記パネル９の本発明の製造法は上記の如くである。

すなわち、第１図ａにおいて、凹部金型18には、ハニ
カムリブの形の凹溝19,…が付形され、かつ、その溝底
には真空排気孔20,…が穿設されている。

当該金型18上にアルミニウム，ステンレス，鉄，銅な
どの超塑性金属基板11を載せ、さらに、このうえに前記
の凹溝19,…の位置に合わせて、例えば硫化モリブデン
などの潤滑材からなる接合防止ペースト24,…が塗布し
てミクロンオーダーの薄肉チタン板10を積重ねる。チタ
ン板10の所定位置には予め通気用微細孔23が穿がたれて
いる。この積重体のうえには押え板21がのせられる。

当該押え板21は後述する上記積重体の超塑性拡散接合
性を高めるための負荷の役目と共に該チタン板10表面の
平滑性を高めるためのもので、該凹溝19,…に対応する
位置には通気用微細孔22,…が穿設されている。当該通
気用微細孔22は、前記のチタン板10に穿設の微細孔23と
一致する。

しかして、金属基板11に大気圧がかかるようになる。

叙上の状態で第１図ｂに示される如く、超塑性雰囲気
（超塑性温度域に加熱，保持）とすると共に該真空排気
孔20からの該凹溝19内気の減圧（真空排気）をとり行な
う。すると、上記の積重体は超塑性拡散接によって複合
一体化すると同時に、金属基板11は凹溝19に沿う超塑性
成形を受けて、ハニカムリブ12が成形される。この際、
接合防止ペースト24の存在によってチタン10は変形を受
けない。雰囲気を冷却させた後、成形品としての既述の
パネル９を取り出す。

第２図ａ〜ｅは、金型18における他の形の凹溝19を列
挙する。

「発明の効果」 本発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。

チタン表面層と金属基板とは超塑性拡散接合により金
属組織的に一体化するので、未接合部やはく離などの隙
間は生じないので、腐食のおそれが全く無く、防食手当
ての配慮が不要である。

裏打ち金属基板の存在で、表面のチタン層に期待する
性能は耐食性と装飾性で、強度および剛性は二次的とな
り、従来技術に比べて大巾に薄板化できる。その結果、
チタン使用量が著しく低減するので、コストダウンが可
能である。

パネルをファスナーへ取付けるさい、チタン層とファ
スナーが直接接触しないので、チタンよりも卑な金属、
例えばステンレス鋼、鉄、アルミなど安価で加工しやす
い金属製ファスナーを用いても、ファスナーの腐食の配
慮は不要であるという、実用上顕著な有利性がある（で
きれば、ファスナー材質は、超塑性金属17と同種か、近
いものが望ましい）。

一体成形パネルなので、軽量かつ高品質であり、また
施工も簡略化できる。

製造法における超塑性拡散接合と超塑性成形の同時進
行は工程が簡略化され極めて合理的である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｄは本発明チタンクラッド外壁パネルの製造
工程，取付要領説明図、第２図ａ〜ｅは本発明における
凹部金型の各種凹溝の説明図、第３図は本発明パネルの
他の取付例説明図、第４図は従来のチタンクラッド外壁
パネルの構造，取付要領説明図である。 １……パネル、２……チタンパネル、３……裏打ち板、
４……SUS補強枠、５……ボルト締め、６……ボルト締
め、７……躯体、８……取付治具、９……チタンクラッ
ド外壁パネル、10……薄肉チタン板、11……超塑性金属
基板、12……ハニカムリブ、13……躯体、14……ファス
ナー、15……ビス止め、16……裏板、17……ビス止め、
18……金型、19……凹溝、20……真空排気孔、21……押
え板、22……通気用微細孔、23……微細孔、24……接合
防止ペースト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大沢 悟 東京都江東区南砂２丁目５番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 斉藤 俊夫 東京都江東区南砂２丁目５番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 奥野 亨 東京都中央区銀座８丁目21番１号 株式 会社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 東 健司 大阪府富田林市寺池台３―４―９

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】薄肉チタン板にハニカム状の超塑性の金属
   板を超塑性拡散接合によって一体化させて裏打ちし、そ
   のハニカムリブを介して躯体に配設のアングル状ファス
   ナーにビス止めするか若しくはハニカムリブ先端に拡散
   接合か溶接で接合の裏板を介して躯体面にビス止めさせ
   て取付けるとしたチタンクラッド外壁パネル。
2. 【請求項２】超塑性金属基板上にハニカム化変形のため
   に接合させたくない箇所に接合防止ペーストを塗布して
   から所定位置に通気用微細孔を穿けた薄肉チタン板を積
   重したものを、ハニカム成形用の凹溝を定間隔付形の凹
   部金型上に載置し、前記積重体上には該通気用微細孔並
   びに該凹溝位置に一致する通気用微細孔を有する押え板
   をのせ、超塑性雰囲気下にて該凹溝内気の減圧を該凹溝
   底に設けた真空排気孔を介して施こして超塑性金属基板
   と薄肉チタン板との間の超塑性拡散接合並びに該超塑性
   金属基板の該凹溝に沿う超塑性成形を同時進行にて行な
   わせるとした請求項１に記載のチタンクラッド外壁パネ
   ルの製造法。