(57)【要約】【課題】パネルの美観を損なうことなく、面板のパネルへの固定強度を更に向上させたパネル及びパネル構造体を提供する。【解決手段】パネル１１は、板状のコア部材１５と、コア部材１５の周囲を囲曉する枠部材１７と、コア部材１５及び枠部材１７を厚さ方向に挟んで固定される一対の面板２１，２３とを備える。少なくとも一方の面板２３における面板同士の対向面に、面板２３を枠部材１７に締結によって固定するスタッドボルト４３等の面板固定部を備えた。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
板状のコア部材と、前記コア部材の周囲を囲曉する枠部材と、前記コア部材及び前記枠部材を厚さ方向に挟んで固定される一対の面板と、を備えるパネルであって、
少なくとも一方の前記面板における前記面板同士の対向面に、当該面板を前記枠部材に締結によって固定する面板固定部を備えるパネル。
【請求項２】
前記面板固定部は、前記面板の前記対向面にスタッド溶接されたスタッドボルトと、
前記スタッドボルトに螺合されて前記面板を前記枠部材に固定するナットと、
を備える請求項１に記載のパネル。
【請求項３】
前記面板固定部は、前記面板の前記対向面に溶接された固定部材と、
前記固定部材を前記枠部材に固定する締結部材と、
を備える請求項１に記載のパネル。
【請求項４】
前記コア部材は、アルミニウム、又はアルミニウム合金製の側壁を蜂の巣状に立設したハニカム構造体である請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のパネル。
【請求項５】
前記面板は、アルミニウム合金板である請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のパネル。
【請求項６】
他方の前記面板に設けられ、前記パネルを支持するパネル支持部材を備える請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のパネル。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のパネルと、
前記パネルを支持するフレーム部材と、
を備え、
前記パネルは、前記フレーム部材への支持側とは反対側に、前記面板固定部が設けられた前記面板が配置されているパネル構造体。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、パネル及びパネル構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の屋根等に使用されるパネルとして、軽量で耐食性に優れたアルミニウム又はアルミニウム合金製のハニカムコアを有するパネルが知られている。（例えば特許文献１）。このパネルは、アルミニウム又はアルミニウム合金製の２枚の板材からなる面板により、ハニカムコアとハニカムコアを囲んで設けた枠部材とを挟み込み、接着剤によって接着したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３８５７７８号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成のパネルでは、面板が、ハニカムコアと枠部材に接着剤によって固定されている。しかし、接着剤による接合構造では、想定を超える過酷な環境下にパネルが設置された場合等、接着剤の変質に伴って接着強度が低下するおそれがある。また、パネルに極端に大きな外力が負荷される場合等を考えると、面板の更なる固定強度の向上が望まれる。
そこで、ボルト等の締結部材により面板を機械的に固定することが考えられるが、その場合、面板の表面側にボルトの頭部やナット等が表出してしまい、パネルの美観を損なってしまう。
【０００５】
本考案は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、パネルの美観を損なうことなく、面板のパネルへの固定強度を更に向上させたパネル及びパネル構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  板状のコア部材と、前記コア部材の周囲を囲曉する枠部材と、前記コア部材及び前記枠部材を厚さ方向に挟んで固定される一対の面板と、を備えるパネルであって、
少なくとも一方の前記面板における前記面板同士の対向面に、当該面板を前記枠部材に締結によって固定する面板固定部を備えるパネル。
（２）  （１）に記載のパネルと、
前記パネルを支持するフレーム部材と、
を備え、
前記パネルは、前記フレーム部材への支持側とは反対側に、前記面板固定部が設けられた前記面板が配置されているパネル構造体。
【考案の効果】
【０００７】
本考案のパネルによれば、パネルの美観を損なうことなく、面板のパネルへの固定強度を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】パネル構造体１００の全体構成図である。
【図２】第１実施形態のパネルの一部を切り欠いて示す概略斜視図である。
【図３】図２に示すパネルのIII−III線断面図である。
【図４】図１に示すVI−VI線断面図である。
【図５】第２実施形態のパネルの上面図である。
【図６】第２実施形態のパネルの下面図である。
【図７】図６に示すパネルのVII−VII線断面図である。
【図８】図７のパネルをＶ方向から見た模式的な矢視図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
以下、本考案に係るパネル及びパネル構造体の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１は、パネル構造体１００の全体構成図である。
本実施形態のパネル構造体１００は、互いの一辺同士が突合せ配置された２枚のパネル１１が、逆Ｌ字形の複数本（図示例では５本）のフレーム部材１３に固定（懸架）された構成である。フレーム部材１３は、例えば、Ｈ型鋼によって形成され、脚部１３ａと、脚部１３ａの上部から略水平方向に延設される梁部１３ｂとを備える。なお、パネル１１は、図示例の２枚に限定されず、更に複数枚が配置された構成であってもよい。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図２は第１実施形態のパネル１１の一部を切り欠いて示す概略斜視図である。
本実施形態のパネル１１は、矩形板状のコア部材であるハニカムコア１５と、ハニカムコア１５の周囲を囲曉して配置される枠部材１７と、ハニカムコア１５及び枠部材１７を挟んで設けられる一対の面板とを備える。一対の面板は、ハニカムコア１５及び枠部材１７の上面に接着固定された上面板２１と、下面に接着固定された下面板２３とからなる。図示例では上面板２１と下面板２３は互いに同一形状の板材であるが、下面板が上面板より大きい等、同一でない場合もある。
【００１２】
ハニカムコア１５は、アルミニウム又はアルミニウム合金製の側壁を蜂の巣状に立設したハニカム構造体からなる。
枠部材１７は、上面板２１及び下面板２３の外縁よりも内側に最外縁を有する枠体であり、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金形材、角材等で構成される。
ハニカムコア１５と枠部材１７は、上面板２１と下面板２３にそれぞれ塗布された接着剤１９により、厚さ方向の両端が上面板２１と下面板２３に接着される。
上面板２１と下面板２３は、アルミニウム、又はアルミニウム合金板であるが、その他、鉄板やステンレス板、樹脂板、ＣＦＲＰ板等であってもよい。
【００１３】
本実施形態のパネル１１は、ハニカムコア１５の厚さが３ｍｍ〜６００ｍｍ程度の範囲であり、使用目的に応じて、適宜の厚さのものが使用される。また、上面板２１及び下面板２３の厚さは、それぞれ０．２ｍｍ〜３．０ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍ〜２．５ｍｍとされる。
【００１４】
上面板２１のフレーム部材１３に固定される側には、パネル支持部材である複数の支持ボルト２５が、フレーム部材１３に応じた適宜の間隔で設けられている。
【００１５】
図３は図２に示すパネル１１のIII−III線断面図である。
支持ボルト２５は、軸方向の中央部にフランジ２７が設けられ、フランジ２７の軸方向両端に、ねじ部２９，３１を有する。一方のねじ部２９は、枠部材１７の上端部１７ａと上面板２１とを貫通して形成されたボルト孔３３に挿通される。そして、プレート３５と一体にされたプレートナット３７によって枠部材１７の厚さ方向の内側で螺合される。これにより、枠部材１７の上端部１７ａと上面板２１は、フランジ２７とプレートナット３７に挟まれて固定される。即ち、上面板２１は、支持ボルト２５によって枠部材１７と機械的に固定される。
【００１６】
また、フランジ２７の上面板２１に対向する面には、円環状のシール材２６が装着される環状凹部２８が形成される。シール材２６は、合成樹脂や合成ゴム等の弾性材で形成され、フランジ２７と上面板２１との間を封止する。これにより、パネル１１内への水分等の侵入を防止する。この支持ボルト２５は、防水ボルトであって、詳細については、例えば特許第４７７８３６４号等を参照されたい。
【００１７】
また、上面板２１と下面板２３の枠部材１７側の面は、接着剤１９が全面にわたって塗布される。これにより、枠部材１７の上端部１７ａとハニカムコア１５の上面は、上面板２１に接着され、枠部材１７の下端部１７ｂとハニカムコア１５の下面は、下面板２３に接着される。
【００１８】
ここで、２枚のパネル１１が突合せ配置されてフレーム部材１３に固定されるパネル支持構造を説明する。
図４は図１に示すVI−VI線断面図である。
フレーム部材１３の梁部１３ｂには、鉛直下方へ延設されるブラケット５１が設けられる。ブラケット５１の両側面には、パネル１１，１１を支持する断面Ｌ字形の一対の取付金具５３が、ボルト、ナット等の締結部材５５によって固定される。
【００１９】
取付金具５３は、取付脚５３ａと、パネル支持脚５３ｂとを有する。一対の取付脚５３ａは、ブラケット５１の両側面を挟持し、締結部材５５によってブラケット５１に固定される。一対のパネル支持脚５３ｂは、不図示のボルト孔に支持ボルト２５の他方（図中における下方）のねじ部３１が挿通され、螺合するナット５７により締め付けられて、それぞれパネル１１，１１を支持する。
【００２０】
図３に示す下面板２３には、下面板２３を枠部材１７に固定する面板固定部４１が設けられる。本構成の面板固定部４１は、下面板２３の上面（上面板２１との対向面）にスタッド溶接されたスタッドボルト４３と、スタッドボルト４３に螺合するナット４５とを備える。スタッドボルト４３は、下面板２３上の接着剤１９を一部除去し、下面板２３の素地を表出させた状態で、スタッド溶接により下面板２３に固定される。
【００２１】
下面板２３にスタッド溶接により固定されたスタッドボルト４３は、枠部材１７の下端部１７ｂに形成されたボルト孔４７に挿通され、ナット４５が螺合される。これにより、下面板２３は枠部材１７に固定される。即ち、下面板２３は、スタッドボルト４３とナット４５によって枠部材１７に機械的に固定される。
【００２２】
スタッドボルト４３とナット４５を有する面板固定部４１は、一つのパネル１１において、下面板２３の上面の複数箇所に設けられる。そして、面板固定部４１は、下面板２３を重量バランスよく支持できる部位、例えば、下面板２３の対角位置や、線対称となる複数位置に設けることが好ましい。
【００２３】
本実施形態のパネル１１によれば、スタッドボルト４３とナット４５により枠部材１７と下面板２３とが機械的に固定される。更に、支持ボルト２５とプレートナット３７によって枠部材１７と上面板２１とが機械的に固定される。これにより、上面板２１と下面板２３とは共に枠部材１７に堅固に固定され、上面板及び下面板の固定強度を、接着剤だけの場合よりも向上させている。
【００２４】
また、パネル１１をフレーム部材１３に支持させたパネル構造体１００においては、庇となるパネル１１の下面板２３の外側、即ち、人目に晒される下側面（上面板２１側とは反対側の面）に、スタッドボルト４３や他のボルト等の締結部材が表出せず、パネル１１の美観を損なうことがない。よって、高い意匠性を確保しつつ、軽量で耐久性の高いパネル構造体１００にできる。
【００２５】
そして、パネル１１内に設けた接着剤１９が、仮に変質して接着力が低下した場合や、極端に大きな外力が負荷された場合でも、下面板２３が枠部材１７に確実に接合されているため、下面板２３の剥がれ等の発生が未然に防止される。よって、パネル１１をフェールセーフな構造にでき、パネル１１の信頼性を高めることができる。
【００２６】
なお、上記のスタッドボルト４３は、下面板２３の外縁部分に設けているが、これに限らず、外縁部分よりも板面の更に内側に設けてもよい。また、外縁部分と内側部分との双方に設ければ、より確実に下面板２３を固定できる。
更に、スタッドボルト４３を上面板２１側にも配置して、上面板２１の固定点を更に増やした構成としてもよい。その場合、上面板２１と下面板２３の双方が、枠部材１７とより堅固に固定され、パネル１１から外れにくくすることができる。
【００２７】
＜第２実施形態＞
図５は第２実施形態のパネル１１Ａの上面図、図６はパネル１１Ａの下面図である。
本実施形態のパネル１１Ａは、第１実施形態のパネル１１と面板固定部４１やパネル支持部材の形態が異なる点以外は、第１実施形態のパネル１１と同様である。そこで、以降の説明においては、同一部材及び同一部分には同一の符号を付与することでその説明を簡略化又は省略する。
【００２８】
パネル１１Ａは、図５に示すにように、上面板２１に支持ボルト２５が上面板２１の一対の対辺（図示例では短辺）の中央部、即ち、上面板２１の線対称位置に設けられている。また、図６に示すように、下面板２３には、面板固定部が各辺の中央部に設けられている。つまり、下面板２３の一方の長辺と一方の短辺には、第１実施形態のスタッドボルト４３が設けられ、他方の長辺と短辺には、以下に説明する固定部材６１が設けられる。
【００２９】
図７は図６に示すパネル１１ＡのVII−VII線断面図、図８は図７のパネル１１ＡをＶ方向から見た模式的な矢視図である。
枠部材１７Ａは、上面板２１に対面する上端部１７ａと、下面板２３に対面する下端部１７ｂと、上端部１７ａから下方に延設された内壁部１７ｃとを有する。内壁部１７ｃには、ビス止め用の孔６９と、固定部材６１の溶接固定部６１ａの厚さと同程度の溝高さを有する切り欠き溝６３とが形成される。
【００３０】
下面板２３の枠部材１７Ａ側の面には、平板状のアルミニウム板材からなる固定部材６１が、下面板２３上に置かれた状態で溶接される。図示例では、固定部材６１は、板材の一端部となる一辺を下面板２３に溶接されている。
【００３１】
固定部材６１が固定された下面板２３には、枠部材１７Ａが組み付けられる。平板状の固定部材６１は、枠部材１７Ａを組み付けた後、直角に折り曲げられる。これにより、固定部材６１は、断面Ｌ字形にされて、下面板２３に溶接される溶接固定部６１ａと、溶接固定部６１ａから立設される壁部６１ｂとが形成される。壁部６１ｂには、ビス６５を挿通させる孔６７が形成されており、ビス（締結部材）６５が壁部６１ｂを挟んで内壁部１７ｃの孔６９にビス止めされる。これにより、固定部材６１は枠部材１７Ａに固定される。ビス止めする箇所は複数箇所であってもよい。ビス６５の本数を増やすことで、固定部材６１と枠部材１７Ａとの接合強度をより高められる。
【００３２】
なお、下面板２３の接着剤１９は、固定部材６１の配置位置が部分的に除去され、下面板２３の素地を表出させた状態で固定部材６１が溶接される。
【００３３】
本実施形態のパネル１１Ａによれば、下面板２３が、固定部材６１及び締結部材であるビス６５を介して枠部材１７に機械的に固定される。また、固定部材６１の溶接部位は、スタッドボルト４３の溶接面積よりも大きいため、下面板２３との接合強度を一層高めることができる。
【００３４】
面板固定部は、上記したように、スタッドボルト４３のみの構成、スタッドボルト４３と固定部材６１とを混在配置させた構成、或いは、固定部材６１のみの構成としてもよく、目的に応じて適宜選定される。例えば、特に接合強度を高めたい箇所に選択的に固定部材６１を配置する等、適宜な組み合わせが可能であり、パネル１１Ａの設計自由度が高められる。その他の作用効果は、第１実施形態のパネル１１と同様である。
【実施例】
【００３５】
次に、図３に示す第１実施形態のパネル１１について、スタッドボルト４３を面板上にスタッド溶接して各種の試験を実施した試験結果について説明する。
本試験では、面板として、板厚１．５ｍｍ、１００ｍｍ×４０ｍｍの大きさのアルミニウム板（ＪＩＳ  Ａ３００４−Ｈ１１２）を用い、表面塗装後にＭ６、０．５系列のスタッドボルトを溶接した。その際、溶接電圧を１００Ｖ，１０５Ｖ，１１０Ｖ，１１５Ｖの４種類とした。また、スタッドボルトが溶接される部位は、下地処理の条件（ソリッド塗装又はメタリック塗装、スタッドボルトの溶接位置にポンチによる打痕を設けるか、溶接位置の表面を切削）を異ならせた。
【００３６】
上記した各種の溶接条件下でアルミニウム板にスタッドボルト４３を溶接した試験片に対して、トルク試験装置（ＴＯＮＥ株式会社製  デジタル式トルク測定器  ＤＢＤＴ３Ｓ）を用いて破断トルクを測定した。また、上記の試験片とは異なる試験片に対して、引張試験機（株式会社島津製作所製  オートグラフ）による引張試験を行い、引張強度を評価した。更に、上記全ての試験片に対してアルミニウム板の外観への影響を目視により評価した。
【００３７】
溶接条件と共に、試験結果（破断トルク及び破断強度）の平均値を表１に示す。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
表１に示すように、標準締め付けトルク２６０ｃＮ・ｍに対して最小の平均破断トルクは溶接電圧１１０Ｖで２６７．７であり、アルミボルトと同等のトルクを有することが確認できた。また、破断は、全ての試験片でボルト部での破断であり、スタッドボルト４３の溶接不良による破断は認められなかった。
【００４０】
また、引張試験による破断強度は、最大２．５４ｋＮ、最小１．９３ｋＮであり、いずれもアルミニウム板又は溶接部での破断であった。上記破断強度の最小値でもアルミニウム板が破断可能であることから、板厚１．５ｍｍのアルミニウム板では、アルミニウム板の強度が溶接強度と略等しいと考えられる。また、いずれの場合も溶接不良による破断は認められなかった。
【００４１】
そして、面板の下地処理（ポンチ打撃による圧痕、切削加工）による影響も含め、溶接方法による強度への影響は見られなかった。各試験片とも、スタッド溶接によるアルミニウム板の裏面への影響は殆ど確認されず、良好な平面であった。ただし、溶接によるアルミニウム板の裏面への影響は、溶接電圧によって大きく変化することが知られており、最低電圧を１００Ｖとして溶接することが望ましい。
【００４２】
実際の施工では、パネルとスタッドボルトとの溶接部に要求されるスタッドボルト１箇所当たりの破断強度は、５０ｋｇｆ（０．４９ｋＮ）程度となることが多いが、本構成のパネルによれば、この破断強度が十分に確保されることがわかった。
【００４３】
なお、本考案は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本考案の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【００４４】
上記実施形態のパネル構造体では、パネルをＬ字形のフレーム部材に固定（懸架）して庇を構成したが、本考案のパネルの使用対象としては庇に限定されることはない。例えば、複数のパネルを組み合わせて、屋内の屋根、床、壁等を構成することもできる。つまり、前述したパネルの上面板と下面板は、水平配置されて天井や床を形成する以外にも、垂直に配置されて壁面を形成してもよい。いずれの場合にも、一方の面はフレーム部材等への固定側となり、他方の面は人目に晒される面となる。
また、パネルは平板状以外にも、湾曲した曲面状であってもよい。その場合、デザイン性に優れたパネル構造体が得られ、設計自由度も向上する。
【００４５】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）  板状のコア部材と、前記コア部材の周囲を囲曉する枠部材と、前記コア部材及び前記枠部材を厚さ方向に挟んで固定される一対の面板と、を備えるパネルであって、
少なくとも一方の前記面板における前記面板同士の対向面に、当該面板を前記枠部材に締結によって固定する面板固定部を備えるパネル。
このパネルによれば、面板固定部により面板と枠部材とを機械的に強固に固定することができる。
【００４６】
（２）  前記面板固定部は、前記面板の対向面にスタッド溶接されたスタッドボルトと、
前記スタッドボルトに螺合されて前記面板を前記枠部材に固定するナットと、
を備える（１）に記載のパネル。
このパネルによれば、面板にスタッドボルトを溶接することで、面板を枠部材に容易に固定できる。また、面板の溶接側と反対側の面は、スタッド溶接による影響が外観に及ぶことがなく、パネルの意匠性を確保できる。
【００４７】
（３）  前記面板固定部は、前記面板の対向面に溶接された固定部材と、
前記固定部材と前記枠部材とを固定する締結部材と、
を備える（１）に記載のパネル。
このパネルによれば、面板に固定部材を溶接することで、面板を枠部材に強度に固定できる。また、面板の溶接側と反対側の面は、溶接による影響が外観に及ぶことがなく、パネルの意匠性を確保できる。
【００４８】
（４）  前記コア部材は、アルミニウム、又はアルミニウム合金製の側壁を蜂の巣状に立設したハニカム構造体である（１）〜（３）のいずれか一つに記載のパネル。
このパネルによれば、コア部材の強度を低下させることなく、軽量化することができる。
【００４９】
（５）  前記面板は、アルミニウム合金板である（１）〜（４）のいずれか一つに記載のパネル。
このパネルによれば、更にパネルを軽量化することができる。
【００５０】
（６）  他方の前記面板に設けられ、前記パネルを支持するパネル支持部材を備える（１）〜（５）のいずれか一つに記載のパネル。
このパネルによれば、パネル支持部材を介してフレーム部材にパネルを容易に支持させることができる。
（７）  （１）〜（６）のいずれか一つに記載のパネルと、
前記パネルを支持するフレーム部材と、
を備え、
前記パネルは、前記フレーム部材への支持側とは反対側に、前記面板固定部が設けられた前記面板が配置されているパネル構造体。
このパネル構造体によれば、パネル構造体を軽量化しつつ、優れた意匠性を維持することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１１，１１Ａ  パネル
１３  フレーム部材
１５  ハニカムコア（コア部材）
１７，１７Ａ  枠部材
２１  上面板（面板）
２３  下面板（面板）
２５  支持ボルト（パネル支持部材）
４１  面板固定部
４３  スタッドボルト（面板固定部）
４５  ナット（面板固定部）
６１  固定部材（面板固定部）
６５  ビス（締結部材）
１００  パネル構造体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003212733.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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