JP3066852U - コルゲ―トペ―パ―コアを有したサンドイッチ構造の非平面形建築用パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コルゲートペーパーコアのサンドイッチ構造
パネルであっても、強度や剛性の低下を招くことなく非
平面形パネルを提供できること。 【解決手段】 コア部材１がクラフト紙製の波状材１Ａ
と板状材１Ｂとを接着して立体的に嵩高く形成されると
共に、フェノール樹脂が含浸または塗布される。板状材
１Ｂの平面性が保持されたまま、コア部材１におけるコ
ア空間縮小側に切り込みを施して波状材１Ａを板状材１
Ｂの間で部分的に変形させることにより、その波状材１
Ａと板状材１Ｂとの間のコア空間１Ｃを拡大および縮小
することによってコア部材が非平面形に成形される。予
め変形させた薄い金属・プラスチック・木材等のスキン
部材２，２が、コア部材の上面１ａおよび下面１ｂに沿
うように加圧接着されることにより、圧縮強度や剪断強
度の維持された二次曲面もしくは三次曲面の形成された
外装材・内装材としてのパネルが得られる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案はコルゲートペーパーコアを有したサンドイッチ構造の非平面形建築用 パネルに係り、詳しくは、クラフト紙製の波状材と板状材からなる芯材を薄い表 皮でサンドイッチしかつ非平面形とすることによって、建物外観の斬新性および 建築材としての機能等を向上させたパネルの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

芯材（コア）の上下面に表皮（スキン）を接着してサンドイッチ構造とした建 材は、耐久性の向上のみならず軽量化を図る必要のある箇所にしばしば適用され る。その代表例として、実開平５−３９９３９号公報に記載されているごとく、 芯材としてハニカムコアを採用したものが広く知られている。

【０００３】 このようなハニカムコアサンドイッチ構造のパネルは、特開平７−２７９３０ ６号公報に示されているように例えばドアに使用されたり、車両や航空機の床材 や壁材として採用される。ハニカムコアは薄いアルミや紙さらにはプラスチック といったもので製作され、その六角形を連続させることにより空間を持たせて嵩 高くすると共に、六角柱による高い圧縮強度を発揮させることができるようにし ている。

【０００４】 そのハニカムコアは六角形の一辺おきに接着が施され、個々の六角形は略点対 称形をなしている関係上、いずれの方向すなわち縦横左右斜めといった如何なる 方向に対しても略等質となる利点がある。その反面、六角柱方向は言うまでもな いがその横断面においても意図的な変形を与えにくいものとなっている。ハニカ ムコアには方向性がないからであり、パネルを面内で曲げようとすれば各所で鞍 状に隆起し、建材として使用に耐え難い形となる。

【０００５】 したがって、剪断強度の低いコアを平坦な表皮で拘束し変形を確実に防止して おく必要があり、強度の高い二次曲面を形成することは不可能であって、平板材 としての建材に供されるにとどまる。ましてや、コアの上面もしくは下面を削っ てスロープを形成させるといった加工は不可能に近いので一定厚みの平板とせざ るを得なく、それゆえに上記したごとく平坦な床や壁といったところへの適用に 限られることが多い。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、ハニカムコアとは異なり、波状材（コルゲート）と板状材とを接着 したコルゲートコアも案出され、例えば特開平８−２９０４９８号公報に記載さ れているように、構造体の一部を形成するものに使用されるようになってきてい る。

【０００７】 これは、波状材の波の上端と下端とが板状材に接着され、コア空間が略三角形 をなしている。したがって、ハニカムコアのように六角形の場合に比べて構造力 学的には横力や垂直方向からの力に対して安定性を保ちやすい利点がある。しか し、ハニカムコアであれコルゲートコアであれ、非平面形にして使用するという 思想は存在しない。なぜなら、各コアの形を平等に保持して均質な圧縮強度を発 揮させる必要があるとの配慮に基づくからである。

【０００８】 ハニカムコアの場合には曲げ変形がままならないことは上述したが、コルゲー トコアでは、三角形のコア空間を形成するとは言え、曲げれば波状材が板状材か ら剥離し、それによって強度や面剛性が著しく低下するおそれが高くなることに 基因している。

【０００９】 本考案は上記した問題に鑑みなされたもので、その目的は、コルゲートペーパ ーコアをサンドイッチした構造のパネルであっても、強度や剛性の低下を招くこ となく非平面形パネルを形成させることによって建築物外観の美的向上を図った り、平板状パネルでは発揮できない機能を実現させるようにしたコルゲートペー パーコアを有したサンドイッチ構造の非平面形建築用パネルを提供することであ る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、コルゲートペーパー製のコア部材を、薄い金属・プラスチック・木 材等のスキン部材によって上下から挟み込むことにより、サンドイッチ構造とし た建築用パネルに適用される。その特徴とするところは、図１を参照して、コア 部材１は、クラフト紙製の波状材１Ａと板状材１Ｂとを接着して立体的に嵩高く 形成されると共にフェノール樹脂が含浸または塗布される。板状材１Ｂの平面性 が保持されたまま、コア部材１におけるコア空間縮小側に切り込み６を施して波 状材１Ａを板状材１Ｂの間で部分的に変形させることにより（図３の（ｂ）を参 照）、その波状材１Ａと板状材１Ｂとの間のコア空間１Ｃを拡大および縮小する ことによってコア部材が非平面形に成形される。そして、予め変形させたスキン 部材２，２がコア部材の上面１ａおよび下面１ｂに沿うように加圧接着されてい ることである。

【００１１】

【考案の効果】

本考案によれば、波状材と板状材とからなるコア部材にフェノール樹脂が含浸 または塗布され、板状材の平面性を保持したままコア空間を拡縮させることによ ってコア部材が非平面形に成形され、予め変形させたスキン部材をコア部材の上 面および下面に沿うように加圧接着したものとなっているので、コルゲートペー パーコアのサンドイッチ構造に基づく高い剪断強度を有した非平面形の種々な厚 みを可能にした建築用パネルが実現される。

【００１２】 コルゲートペーパーコアは曲げられることによって波状材が板状材から少し剥 離することはあっても大部分は板状材との一体性が維持され、コア空間の三角形 が崩れることはなくまた板状材の直線性・平面性が維持されるので、スキン部材 でサンドイッチされている状態において軽量化の図られたパネルの面剛性が高く 保持される。

【００１３】 フェノール樹脂が含浸等されているので乾燥・湿潤いずれの状態においても高 い圧縮強度や剪断強度の維持された二次曲面もしくは三次曲面が形成できる。ま た、断熱性・耐火性・耐湿性が与えられることもあって、庇・屋根・外壁・間仕 切り壁といった外装材・内装材に適したパネルとなる。

【００１４】 板状材が通って方向性があるから剛性は高く、また軽量であるので片持ち支持 構造とすることも容易である。したがって、長尺な庇を形成する場合には極めて 有用である。このような庇を建築物の外面に取り付けると、庇だけでなく建物自 体の美感が向上する。渡り廊下や屋外に設けたゲートの屋根に適用すれば、とり わけ薄いパネルの場合には軽快な印象を与えるものとなる。

【００１５】 コア部材におけるコア空間縮小側に切り込みを施すようにしているので、パネ ルの面変形を一層大きくすることができる。コア部材はクラフト紙といったナイ フで簡単に切断・切除できるものであり、加えて、フェノール樹脂が含浸等され 自立させた状態で処理が可能となる。切り込み部分には接着されない部分が生じ るが、切り込まれていない部分の接着効果とスキン部材による保形作用とによっ て、面圧縮性が局部的に大きく損なわれることもない。

【００１６】

【考案の実施の形態】

以下に、本考案に係るコルゲートペーパーコアを有したサンドイッチ構造の非 平面形建築用パネルを、実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。図 １は、コルゲートペーパー製のコア部材１を、薄い金属・プラスチック・木材等 のスキン部材２，２によって上下から挟み込むことによって、サンドイッチ構造 とした建築用パネルの一例の断面を示す。これは、サンドイッチ構造であってコ ルゲートペーパーコアに基づく高い剪断強度を有した非平面形の種々な厚みを可 能にした建築用パネルを実現するものである。

【００１７】 コア部材１は、図２に示すように、クラフト紙製の波状材１Ａと板状材１Ｂと を接着して立体的に嵩高く形成されたもので、それぞれにはコア空間１Ｃが確保 され、構造力学的に最も安定した三角形が形造られている。すなわち、各三角柱 はパネル３に掛かる平面圧縮力Ｆに耐える作用をすると共に、パネルの前後に作 用する剪断力Ｓや左右の剪断力Ｔに対抗するものとなっている。

【００１８】 このようなコア部材１には、その波状材１Ａと板状材１Ｂに、フェノール樹脂 が含浸されたり塗布される。このフェノール樹脂を例えば３０重量％含浸等させ ることによりそれぞれの紙の自立性が高められ、乾燥状態および湿潤状態におい てもより一層高い圧縮強度や剪断強度が発揮される。加えて、断熱性・耐火性・ 耐水性も向上したものとなる。

【００１９】 このように元来は平板状であるが、これを図１に示すように例えば円弧状に曲 げてコア部材１が非平面形に成形される。すなわち、図３の（ａ）から（ｂ）の ように、前後方向に延びる板状材１Ｂの平面性を保持したまま波状材１Ａを板状 材の間で部分的に変形させることにより、波状材１Ａと板状材１Ｂとの間のコア 空間１Ｃを上部分で拡大し下部分で縮小することによってコア部材１を変形させ ることができる。

【００２０】 この曲げ角度が小さい場合すなわち曲率半径が大きいときにはコア空間１Ｃの 拡大側において、波状材１Ａが板状材１Ｂから剥がれることはなく、紙自体の僅 かな変形によってコア部材１の完全な一体化は維持される。また、含浸等された フェノール樹脂が紙の表面に付着していても、それが割れたり剥がれることはな い。

【００２１】 本考案者の研究によれば、２０ミリメートル厚みのパネルにおいて板状材１Ｂ の配置ピッチが例えば７ミリメートルであり、波状材１Ａの波のピッチが１２ミ リメートルの場合に、パネル３０センチメートル当たり８センチメートル以上も の撓みが許容された。その結果、幅３，７００ミリメートルのパネルに３，００ ０ミリメートルの曲率半径を与えることができ、６３０ミリメートルの高さのア ーチをなすパネルを形成することができるようになった。

【００２２】 したがって、例えば上記した３，０００ミリメートルの曲率半径を持つように 予め変形させたスキン部材２をコア部材１の上面および下面に沿うようにエポキ シ系接着剤によって加圧接着すれば、図１に示した建築用パネル３Ｋを製作する ことができる。なお、スキン部材としては、アルミニウム、マグネシウム、スチ ール、合板、木材、石綿板、石膏ボード、紙、ファイバーガラス、多種のプラス チック薄層といったものを挙げることができるが、上記のように曲げ応力が残る コア部材に対しては金属・プラスチック・木材等が好ましい。

【００２３】 ちなみに、加圧接着操作はコールドプレスまたは加熱プレスによればよく、前 者ではパネルをコア部材に重ねた後に圧力を掛けて接着剤を常温で硬化させ、後 者では圧力と熱を掛けて急速に硬化させる。いずれの処理によっても、非平面形 パネルが所望形状に製作される。

【００２４】 パネルにおいては、コルゲートペーパーコアがスキン部材を完全に支持するこ とになるので、スキン部材の降伏許容引張・圧縮応力の限界に近いところまで利 用することができ、設計条件に見合った薄くて軽いパネルが得られる。なお、図 １中の４はアルミ等の中空角材を使用した縁材であり、構造物の柱や梁等への取 り付けを可能にしている。また、５はパネル端面を覆う化粧板であり、ビス等で 固定される。

【００２５】 ところで、コルゲートペーパーコアを上記の場合よりもさらに大きく曲げるこ ともできる。その場合、波状材が板状材から少し剥離することはあっても大部分 は板状材との一体性が維持され、コア空間の三角形が崩れることはない。また板 状材の直線性・平面性が維持されるので、スキン部材でサンドイッチされている 状態においてはパネルの面剛性は保持され、大きな強度の低下や局部的な脆弱部 が発生するということはない。勿論、パネルの軽量化も維持される。

【００２６】 以上の説明から分かるように、波状材と板状材とからなるコア部材にフェノー ル樹脂が含浸または塗布され、板状材の平面性を保持したままコア空間を拡縮さ せることによってコア部材が非平面形に成形され、予め変形させたスキン部材を コア部材の上面および下面に沿うように加圧接着したパネルとなっているので、 高い剪断強度を有した二次曲面もしくは三次曲面を持った種々な厚みの建築用パ ネルが実現される。

【００２７】 フェノール樹脂が含浸等されていることもあって、乾燥状態および湿潤状態に おいても高い圧縮強度や剪断強度の維持されたパネルを形成することが可能とな る。また、前述したとおり断熱性・耐火性・耐水性が与えられ、それゆえ庇・屋 根・間仕切り壁・外壁といった内装材・外装材に適したものとなる。

【００２８】 板状材が通って方向性があるので剛性が高く、また軽量であることから片持ち 支持構造とすることも容易であり、それゆえ庇・屋根といった建材に適したもの となる。とりわけ長尺な庇を形成する場合には極めて有用であり、建築物の外面 に取り付けると、庇のみならず建物自体の美感が向上する。渡り廊下や屋外に設 けたゲートの屋根に薄いパネルを採用すれば軽快な印象を与えることは勿論のこ と、庇や屋根の支持構造も簡単なものとなる。

【００２９】 上記したパネルの曲げ加工は、紙の有する靱性と接着剤の接着強度の高さに負 うところが大きいが、図４に示すように、コア部材１におけるコア空間１Ｃの縮 小側に例えば逆Ｖ字形の切り込み６を施してから曲げるようにすると、この切り 込みによってパネルの面変形が一層大きくなる。すなわち、小さな曲率半径を与 えることができるからである。なお、切り込みは板状材１Ｂを含む位置で行えば よいが、全ての板状材を対象とする必要はない。

【００３０】 この場合、コア部材がクラフト紙で出来ているのでナイフで簡単に切断・切除 できる。勿論、フェノール樹脂が含浸等されているので、紙を自立させたままで 処理することができるので、機械的に切削することも可能である。なお、切り込 み部分には非接着部が生じるが、非切り込み部分の接着効果とスキン部材による 保形作用とにより、面圧縮性が局部的に大きく損なわれるということはない。

【００３１】 上記したように曲げ加工して円弧面を形成した非平面形建築用パネルは、アー チ状の庇といった建材として使用することができる。コルゲートペーパーによる コア部材は切り込みを施すかどうかによらず、方向性のある曲げが容易であるか らである。したがって、同一断面の円弧状パネルが簡単に実現される。円弧状パ ネルの平面形（外形）を矩形にしておく場合のみならず、台形としたり三角形と しておいたり、一部をくり抜き窓枠のようなものを嵌め込むこともできる。平坦 部と円弧部とを一枚のパネルに与えておくこともでき、種々な箇所への適用が可 能となる。

【００３２】 例えば円弧面の曲率半径を、不等に成形しておくこともできる。すなわち曲げ の大きさを長手方向に違えることにより、アーチの高さが同じでもパネルの幅を 図５のように変えることによって三次曲面を与えることができる。このような建 築用パネル３Ｈを例えばコンサートホールにおける壁面に使用すれば、反射音の 減衰性を高め音響効果を向上させることが可能となったり、太陽光線反射板や集 光パネルとして、また例えば小型船舶のデッキとしても使用することができるよ うになる。

【００３３】 なお、曲げ部の曲率半径を小さくした場合には、図６に示すように、縁材４の 下面に渡し材７を適宜の間隔で設けるといったことをして、保形性を高めておく ことことができる。音響壁等のように背後や下面が人目に触れない場合には、美 観を損なうこともない。

【００３４】 図７は段違い屋根等に適用した例であり、非平面形建築用パネルの一部に段差 部８を備えるようにしておくこともできる。図中の破線で示した二箇所に折れ曲 がりパネル３Ａ，３Ｂが使用され、それらが平坦なパネル３０Ａ，３０Ｂ，３０ Ｃの間に接続されている。このような非平面形建築用パネルは一部に長手方向へ 延びる段差部や折れ曲がり部を形成しているので、恰も一枚の広いパネルで段違 い屋根が形成されているかのように見える特殊な形状を与えることができる。

【００３５】 曲率半径の小さな曲げや上記した段差部もしくは折れ曲がり部を有する場合に は、図１の一部に示したように、コア部材のコア空間１Ｃに、フェノール発泡体 ９を充填させておくとよい。これによって変形されたコア部材の剛性がより一層 高くなり、断熱性や遮音性も向上する。勿論、曲がり部における補強効果が増大 する。なお、コア部材にはフェノール樹脂が含浸等されているので、フェノール 発泡体との密着や馴染みのよいことは言うまでもない。

【００３６】 以上の述べたいずれの例においても、非平面形建築用パネルを複数枚重ねてパ ネルの厚みを大きくすることもできる。例えば曲率半径の小さな曲げや折れ部の 場合には薄いパネルで非平面形に仕上げ、それらを重ねて一体化すれば、層厚の 大きいものを実現することができる。

【００３７】 以上の説明から分かるように、波状材と板状材とからなるコルゲートペーパー コアにフェノール樹脂が含浸等され、板状材の平面性を保持したままコア空間を 拡縮させることでコアが非平面形に成形されるので、サンドイッチ構造に基づく 高い剪断強度を有した非平面形の建築用パネルが実現される。

【００３８】 パネルが曲げられても切り込み部分を除いた大部分の波状材と板状材とは一体 性が維持され、コア空間の三角形が崩れることがなく、軽量化の図られた面剛性 の高い非平面形パネルとなる。その形状は二次曲面もしくは三次曲面とすること ができ、断熱性・耐火性・耐湿性のある特殊な形状の美的印象を与える庇・屋根 ・外壁・間仕切り壁として使用することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係るコルゲートペーパーコアを有し
たサンドイッチ構造の非平面形建築用パネルの斜視図。

【図２】 スキン部材の一部を破断したサンドイッチパ
ネルの斜視図。

【図３】 コア部材の一部拡大図であって、（ａ）は曲
げ加工前の状態を示す斜視図、（ｂ）は曲げ加工された
後の状態を示す斜視図。

【図４】 コア部材の下面に切り込みを施した端面図。

【図５】 アーチの高さを一定にした状態で曲げ加工時
に曲率半径を長手方向に違えた音響効果壁の斜視図。

【図６】 大きく曲げ加工した場合のパネルの背面斜視
図。

【図７】 段差部や折り曲げ部を備えたパネルを使用し
た軽量屋根を有する建築物の斜視図。

【符号の説明】

１…コア部材、１Ａ…波状材、１Ｂ…板状材、１Ｃ…コ
ア空間、１ａ…上面、１ｂ…下面、２…スキン部材、３
Ａ，３Ｂ，３Ｋ，３Ｈ…建築用パネル、６…切り込み。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コルゲートペーパー製のコア部材を、薄
   い金属・プラスチック・木材等のスキン部材によって上
   下から挟み込むことにより、サンドイッチ構造とした建
   築用パネルにおいて、 前記コア部材は、クラフト紙製の波状材と板状材とを接
   着して立体的に嵩高く形成されると共にフェノール樹脂
   が含浸または塗布されており、 前記板状材の平面性が保持されたまま、前記コア部材に
   おけるコア空間縮小側に切り込みを施して前記波状材を
   板状材の間で部分的に変形させることにより、該波状材
   と板状材との間のコア空間を拡大および縮小することに
   よってコア部材が非平面形に成形され、 予め変形させたスキン部材がコア部材の上面および下面
   に沿うように加圧接着されていることを特徴とするコル
   ゲートペーパーコアを有したサンドイッチ構造の非平面
   形建築用パネル。