JPH11247350A

JPH11247350A - 構造物用アルミ板製骨材及びパネル

Info

Publication number: JPH11247350A
Application number: JP5023098A
Authority: JP
Inventors: Takuo Kusano; 拓男草野
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1998-03-03
Publication date: 1999-09-14

Abstract

(57)【要約】【目的】耐撓み性に優れ、撓み変形に異方性のない構
造物用アルミ板製骨材及びパネルを提供する。【構成】平面部１２上で任意方向に引いた仮想直線ｄ
_i が凸部１１及び／又は凹部１５と交わる配列で、複数
の凸部１１及び／又は凹部１５が形成されているアルミ
板を骨材として使用する。アルミ板製骨材は、片面又は
両面に面板を張り付けて構造物用パネルとして使用され
る。複数のアルミ板製骨材が重ね合わされて骨材とする
こともできる。また、アルミ板製骨材と面板との間に断
熱材，防音材，制振材等を充填又は挿入するとき、断熱
性，防音性，制振性等の機能が構造物用パネルに付与さ
れる。【効果】アルミ板１０の一端から他端に至る仮想直線
ｄ_i が平面部１２上に引けないように複数の凸部１１及
び／又は凹部１５を形成することにより、骨材の耐撓み
性が向上すると共に、撓み変形の異方性もなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軽量で撓み変形の少な
い構造物用アルミ板製骨材及びそれを用いたパネルに関
する。

【０００２】

【従来の技術】建築物，貨物車両，鉄道車両等では、ド
ア，天井，床，壁，屋根等の構造材用パネルの内部にア
ルミ製骨材が一部で使用されている。この種のアルミ製
骨材としては、軽量なことを活用し波板状に曲げ加工し
たアルミ板を使用する場合が多い。たとえば、図１に示
すようにアルミ板１を曲げ加工した波板を骨材とし、両
側に化粧板を張り付けることにより構造物用パネルを製
造している。場合によっては、アルミ板の周囲に断熱
材，防音材等を充填して化粧板を張り付けることもあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】曲げ加工されたアルミ
板１には、Ｘ軸方向に延びた複数の谷部２及び山部３を
備えている。谷部２及び山部３は、Ｙ軸方向に所定の周
期で繰り返される。谷部２及び山部３を形成することに
より、アルミ板１の剛性が向上する。しかし、剛性の改
善は、主としてＸ軸方向に有効であるが、谷部２及び山
部３が繰り返されるＹ軸方向に関しては却って剛性が低
下する傾向にある。実際、上下方向の荷重Ｐをアルミ板
１に加えると、Ｘ軸を含む面内での撓み量δｈ₁ は加工
前のアルミ板よりも小さくなっているが、Ｙ軸を含む面
内での撓み量δｈ₂ は大きくなっている。そのため、高
強度材料や厚肉材料の使用によって強度補償する必要が
あった。また、曲げ加工されたアルミ板１を構造物用骨
材として使用する場合、撓みの方向性を考慮しながらパ
ネルを作製することが要求される。一部では、図２に示
すようにハニカム構造のパネル５も使用されている。ハ
ニカムパネル５は、撓み変形に対する抵抗が強いもの
の、多数の工程を経て製造されることからコスト高の材
料となる。そのため、コスト面から用途に制約を受け
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、特定条件下で凸
部や凹部をアルミ板に形成することにより、撓み異方性
をなくし且つ撓み変形に対して抵抗力が大きく安価なア
ルミ板製骨材を提供することを目的とする。本発明の構
造物用アルミ板製骨材は、その目的を達成するため、ア
ルミ板の平面部上で一端から他端に至る任意方向に引い
た仮想直線が凸部及び／又は凹部と交わる配列で、複数
の凸部及び／又は凹部がアルミ板に形成されていること
を特徴とする。アルミ板製骨材は、片面又は両面に面板
を張り付けて構造物用パネルとして使用される。一枚の
アルミ板を骨材として使用できるが、複数のアルミ板を
重ね合わせて骨材にしても良い。アルミ板製骨材と面板
との間に断熱材，防音材，制振材等を充填又は挿入する
とき、断熱性，防音性，制振性等の機能が構造物用パネ
ルに付与される。

【０００５】

【作用】従来の波形状に成形されたアルミ板１でＸ軸を
含む面内での撓み量δｈ₁ が小さく、Ｙ軸を含む面内で
の撓み量δｈ₂ が大きいことは、谷部２及び山部３がＸ
軸方向に延びていることに原因がある。すなわち、波形
状アルミ板１をＸ軸方向に撓ませる荷重Ｐが加わると、
谷部２及び山部３の側壁４が抵抗として働き撓み変形を
抑える。他方、Ｙ軸方向には変形抵抗となる側壁４がな
いため、荷重Ｐは各谷部２及び各山部３のコーナー角を
変化させる力として作用する。このとき、Ｙ軸方向に多
数の谷部２及び山部３があるため、それぞれの谷部２及
び山部３の角度変化が累積され、大きな撓み量δｈ₂ で
波形状アルミ板１を変形させる。

【０００６】本発明者等は、谷部２及び山部３の方向性
が撓み量δｈ₁ ，撓み量δｈ₂ に差を生じさせているこ
とを前提として、アルミ板の当初平面に直線を想定した
ときにその直線が必ず凸部や凹部に交わる配列で複数の
凸部や凹部を形成することにより、撓み変形に異方性を
生じさせる方向性を打ち消している。たとえば、図３
（ａ）に示すようにアルミ板１０に複数の凸部１１を形
成する場合、隣接する凸部１１の間は平面部１２にな
る。ここで、平面部１２上のどの方向に仮想直線ｄ_i を
おいても、図３（ｂ）に示すように仮想直線ｄ_i に交わ
るように凸部１１を配列する。すなわち、アルミ板１０
の一端から他端まで平面部１２上に引ける仮想直線ｄ_i
がないように、凸部１１を配列させる。この点、従来の
波形状アルミ板１（図１）では、谷部２及び山部３が延
びる方向に沿って仮想直線ｄ₁ を板面上におくことがで
きる。

【０００７】仮想直線ｄ_i を含む面は、図１で説明した
ような荷重Ｐをかけたとき、アルミ板１０が撓もうとす
る面である。そして、全ての仮想直線ｄ_i が凸部１１と
交わるということは、あらゆる方向にアルミ板１０が撓
み変形する場合でも、撓み変形に対して抵抗として働く
凸部１１があることを意味する。具体的には、ある方向
に沿ってアルミ板１０が撓もうとすると、その方向に位
置する凸部１１の側面が抵抗体となって撓み変形を阻止
する。その結果、Ｘ軸を含む面内での撓み量δｈ₁ 及び
Ｙ軸を含む面内での撓み量δｈ₂ の双方共に小さく、且
つ撓み量δｈ₁と撓み量δｈ₂ との間に実質的な差が生
じない。

【０００８】アルミ板１０に形成する凸部や凹部は、特
にその形状やサイズに制約を受けるものではなく、種々
の形状で凸部や凹部を形成でき、或いは各種形状の凸部
や凹部を組み合わせることも可能である。なお、アルミ
板１０としては、Ｏ材（焼きなましによって軟質化した
材料），Ｈ材（加工硬化させた材料）の何れをも使用で
き、骨材の形状や要求強度に応じて材質，板厚等が選択
される。たとえば、部分的なへこみが予想される用途で
は、Ｈ材が好ましい。また、凸部や凹部の形成にはプレ
ス成形が好適である。たとえば、必要形状をもつプレス
金型を多段配置し、コイルから巻き出されたアルミ板を
連続的にプレス加工することによって、必要配置で凹部
や凸部が付けられたアルミ板１０が製造される。

【０００９】図３のアルミ板１０では、大小の半球状凸
部１１を形成している。他に、大小の半球状凸部１１と
角錐台状凸部１３との組合せ（図４），角錐状凸部１８
と直方体状凸部１４との組合せ等、種々の組合せ（図
５）等が採用できる。凸部の頂面が平坦になった角錐台
状凸部１３，直方体状凸部１４，截頭円錐台状凸部１６
等では、平坦な頂面に接着剤，熱融着材，ろう付け等で
面板（化粧板）を容易に張り付けることができる。更
に、アルミ板１０の一面に凸部を形成するだけでなく、
図６に示すようにアルミ板１０の両面に凸部、すなわち
凸部１４及び凹部１５を形成しても良い。アルミ板１０
に凹凸を付けるとき、骨材として必要な厚みが１枚のア
ルミ板だけで比較的容易につけられる。

【００１０】何れの場合も、凸部１１，１３，１４，１
８，凹部１５に交わらない仮想直線ｄ_i がアルミ板１０
の平面部１２に引けないように、凸部１１，１３，１
４，１８，凹部１５を配置する。凸部１１，１３，１
４，１８，凹部１５の平面部１２からの高さは、骨材と
して使用するときに厚みを考慮して定められる。ただ
し、アルミ板１０のエッジ部が当初のフラットな面にな
るとき、仮想直線ｄ₀ をエッジ部に沿って引くことがで
きる（図３ｂ）。この仮想直線ｄ₀ を含む面内でアルミ
板１０が撓むことを防止するためには、可能な限りエッ
ジ部に近い位置に凸部１１，１３，１４，１８，凹部１
５を形成することが好ましい。或いは、エッジ部を曲げ
加工し、或いは凹凸を形成して強度を向上させることも
可能である。また、平面部１２に引ける仮想直線ｄ_i の
長さをアルミ板１０の板幅半分以下にするとき、アルミ
板１０の局部的な変形も抑制される。

【００１１】アルミ板１０を骨材として、図７に示すよ
うに化粧板等の面板２１を張り合せると、構造物用パネ
ルが得られる。図７では１枚のアルミ板１０を骨材とし
ているが、複数枚のアルミ板１０を重ね合わせたものを
骨材として使用しても良い。アルミ板１０と面板２１と
の間には、必要に応じて断熱材，防音材，制振材等の充
填材２２を充填しても良い。また、面板２１，２１の装
着に先立って、アルミ板１０の適宜の箇所に制振樹脂を
張り付けておくと、制振性能を付与したパネルが得られ
る。得られたパネルは、アルミ板１０を骨材としている
ので内部に多数の空洞があり、軽量なアルミ板１０を使
用していることと相俟つて、軽量で剛性の高いパネルに
なる。しかも、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の何れに対しても
撓み変形が小さく、また撓み変形の異方性も抑えられて
いる。したがって、施工現場の状況に応じたＸ方向，Ｙ
方向の選択が可能となり、ドア，天井，床，壁，屋根等
を構築するときの施工自由度も向上する。

【００１２】

【実施例】幅３５０ｍｍ，長さ３５０ｍｍ，板厚０．５
ｍｍのアルミ合金Ａ３００３−Ｏ材をプレス成形し、図
８に示す截頭円錐台状凸部１６及び欠球状凸部１７をア
ルミ板１０の片面に形成した骨材を作製した。截頭円錐
台状凸部１６の高さＨは１５ｍｍ，底部半径Ｒは２０ｍ
ｍ，頂部半径ｒは５ｍｍ、欠球状凸部１７の半径ρを７
ｍｍ，図８（ｂ）において上下方向に隣り合う截頭円錐
台状凸部１６から欠球状凸部１７までの距離ｘを３５ｍ
ｍ，左右方向に隣り合う截頭円錐台状凸部１６から欠球
状凸部１７までの距離ｙ及びｚをそれぞれ３５ｍｍに設
定した。截頭円錐台状凸部１６及び欠球状凸部１７が形
成されたアルミ板１０では、平面部１２の上で何れの方
向に引いた仮想直線も截頭円錐台状凸部１６又は欠球状
凸部１７に交わり、アルミ板１０の一端から他端に至る
仮想直線を平面部１２の上に引けなかった。プレス後の
アルミ板１０を重量測定したところ、２０８ｇであっ
た。

【００１３】４隅を支持したアルミ板１０に上方から荷
重を加え、ダイヤルゲージでアルミ板１０の撓み量を計
測した。その結果、撓み量は、２９ｋｇの荷重でＸ軸方
向，Ｙ軸方向共に０．３ｍｍであった。比較のため、本
発明例の骨材と同じ重量（２０８ｇ）になるように板厚
０．６３ｍｍで幅３５０ｍｍ，長さ３５０ｍｍのフラッ
トなアルミ板を用意した。アルミ板の４隅を支持して荷
重を加え、本発明例の骨材と同じ撓み量０．３ｍｍが得
られたときの荷重を測定しところ僅か４５ｇであった。
この比較から、同じ面積，同じ重量のアルミ板を使用す
る場合でも、本発明に従って凸部１６，１７を形成した
アルミ板１０では、約６４０倍（≒２９ｋｇ／４５ｇ）
も耐撓み性が改善されたいえる。

【００１４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、平面
部に引いた仮想直線が何れかの凸部や凹部に交わるよう
な配列で凸部や凹部を形成したアルミ板を骨材としてい
るので、耐撓み性に優れ且つ撓み変形に異方性のない骨
材が得られる。この骨材は、素材が軽量なアルミ材であ
ることと相俟つて、ドア，天井，床，壁，屋根等の各種
構造材の骨材として使用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】波形状に成形したアルミ板が波方向に撓み易
いことを説明する図

【図２】ハニカムパネルの斜視図

【図３】大小の半球状凸部を形成したアルミ板の斜視
図（ａ）及び平面図（ｂ）

【図４】半球状凸部及び角錐台状凸部を形成したアル
ミ板の斜視図（ａ）及び平面図（ｂ）

【図５】角錐台状凸部及び直方体状凸部を形成したア
ルミ板の斜視図（ａ）及び平面図（ｂ）

【図６】凸部及び凹部を形成したアルミ板の斜視図

【図７】凸部及び凹部を形成したアルミ板を骨材とす
るパネルの断面図

【図８】実施例で作製したアルミ板の斜視図（ａ）及
び平面図（ｂ）

【符号の説明】

アルミ板１１：半球状凸部１２：平面部１
３：角錐台状凸部１４：直方体状凸部１５：凹部１６：截頭円錐
台状凸部１７：欠球状凸部１８：角錐状凸部２０：構造物用パネル２１：面板２２：充填剤ｄ_i ：平面部上に引いた仮想直線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミ板の平面部上で一端から他端に至
る任意方向に引いた仮想直線が凸部及び／又は凹部と交
わる配列で、複数の凸部及び／又は凹部がアルミ板に形
成されている構造物用アルミ板製骨材。
【請求項２】請求項１記載のアルミ板製骨材の片面又
は両面に面板を張り付けた構造物用パネル。
【請求項３】複数のアルミ板製骨材が重ね合わされて
いる請求項２記載の構造物用パネル。
【請求項４】アルミ板製骨材と面板との間に断熱材，
防音材，制振材の１種又は２種以上を設けている請求項
２又は３記載の構造物用パネル。