JP7776191B1 - ハニカム構造パネル、およびハニカム構造パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】遮光効果を発揮しつつ、意匠性に優れたハニカム構造パネルを提供する。
【解決手段】本実施形態におけるハニカム構造パネルは、平面視で互いに直交する第１方向および第２方向に延びて矩形状を呈する枠体と、枠体の内側に配置されて固定される遮蔽部材と、を備える。ハニカム構造パネルの遮蔽部材は、平面視で六角形を呈する筒状のハニカム形状を複数有するコアユニットが、枠体の内側に第１方向および第２方向に並べて敷き詰められている。
【選択図】図７

Description

本開示の実施形態は、ハニカム構造パネル、およびハニカム構造パネルの製造方法に関する。

本技術分野の背景技術として、特許文献１がある。この文献には、建物の外壁に設けられる庇が、透光性を有する上側パネルおよび下側パネルと、上側パネルおよび下側パネルの少なくとも２つの主面に、所定の方向において交互に形成された複数の帯状の日射熱反射膜と、を備える遮光部材が開示されている。

特開２０２１－０３８６３１号公報

しかし、上記特許文献１の遮光部材は、無機質な構造であり意匠性に乏しかった。

本開示が解決しようとする課題は、遮光効果を発揮しつつ、意匠性に優れたハニカム構造パネルを提供することを目的とする。

本開示の一態様として、平面視で互いに直交する第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに延びて矩形状を呈する枠体と、枠体の内側に配置されて固定される遮蔽部材と、を備え、遮蔽部材は、平面視で六角形を呈する筒状のハニカム形状を複数有するコアユニットが、枠体の内側に第１方向および第２方向に並べて敷き詰められているハニカム構造パネルが提供される。

図１は、第１実施形態に係るハニカム構造パネルの使用状態の一例を示す図である。 図２は、図１に示すハニカム構造パネルの平面図である。 図３は、図１に示すハニカム構造パネルの一部の構造の斜視図である。 図４は、図１に示すハニカム構造パネルの一部の断面構造を説明する図である。 図５は、ハニカム構造パネルを構成するコアユニットの構造を示す図である。 図６は、図５に示すハーフユニットの拡大図である。 図７Ａは、枠体の内部にコアアセンブリが敷き詰められている状態を示す図であり、図７Ｂは、図７ＡにおけるＢ矢視図である。 図８Ａは、コアアセンブリの上下に配置される調整コアユニットの構造を示す図である。図８Ｂは、下端部の調整コアユニットの側面図である。 図９は、第２実施形態に係るハニカム構造パネルの使用状態の一例を示す図である。 図１０は、図９に示すハニカム構造パネルの正面図である。 図１１は、図９に示すハニカム構造パネルの断面構造の一例を説明する図である。 図１２は、第３実施形態に係るハニカム構造パネルの第１使用例を示す図である。 図１３は、第３実施形態に係るハニカム構造パネルの第２使用例を示す図である。

＜１．第１実施形態＞
以下に、本開示の第１実施形態に係るハニカム構造パネル１について図面を参照しつつ説明する。本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は繰り返さない。

（１．１．ハニカム構造パネル１の使用状態）
図面を参照して、実施形態に係るハニカム構造パネル１の使用状態を説明する。図１は、第１実施形態に係るハニカム構造パネル１の使用状態の一例を示す図である。

図１に示すように、ハニカム構造パネル１は家屋１００の屋根の上面に配置して使用される。図示の例において、屋根は透光性のある材質により形成されている。近年、特に夏季には都市部を中心に過酷な暑さが続いている。その原因には、物質が太陽光により熱せられることにより、物体の表面温度が上昇して周囲に放射される輻射熱の発生が挙げられる。

ハニカム構造パネル１の表面に太陽光の輻射熱が伝達すると、後述する遮蔽部材２０の作用により赤外線の反射を促し、輻射熱の影響を低減する。すなわち、ハニカム構造パネル１が設けられた家屋１００は、ハニカム構造パネル１により内部への輻射熱の伝達が抑えられるため、人が所在する家屋の内部に対して、太陽光からの輻射熱による温度の上昇を抑えることができる。ハニカム構造パネル１は特に夏場にその効果を顕著に発揮する。なお、図示の例では、ハニカム構造パネル１は、家屋１００の屋根の上面に配置されているが、天井など家屋１００の内部に配置されてもよい。また、１は取り外し可能に取り付けられる。

図２は、図１に示すハニカム構造パネル１の平面図である。図２に示すように、ハニカム構造パネル１は平面視で長辺と短辺を有する矩形状を呈する。以下の説明において、ハニカム構造パネル１の短辺に沿う方向を縦方向Ｘ（第１方向の一例）といい、ハニカム構造パネル１の長辺に沿う方向を横方向Ｙ（第２方向の一例）といい、ハニカム構造パネル１の厚みに沿う方向を厚み方向Ｚという。

図示の例では、ハニカム構造パネル１は、太陽の動きに合わせて配置されている。具体的には、ハニカム構造パネル１は、縦方向Ｘが南北方向に沿い、横方向Ｙが東西方向に沿うように配置されていることが好ましい。これにより、地表に対して相対的に東から西に進む太陽の動きに対して、遮光効果を長時間確保することができる。このようなハニカム構造パネル１の具体的な構造について、以下に説明する。

（１．２．ハニカム構造パネル１および部材の構造）
図３は、図１に示すハニカム構造パネル１の一部の構造の斜視図（写真）である。図３に示すように、ハニカム構造パネル１は、矩形状の枠体１０と、枠体１０の内部に配置される遮蔽部材２０とを備える。枠体１０は、平面視で互いに直交する縦方向Ｘおよび横方向Ｙに延びている。遮蔽部材２０は、枠体１０の内側に配置されて枠体１０に固定されている。

遮蔽部材２０は、平面視で六角形を呈する筒状のハニカム形状を複数有するコアユニット２１が、枠体１０の内側に縦方向Ｘおよび横方向Ｙに並べて敷き詰められている。

コアユニット２１は、ハニカム形状の中心軸が厚み方向Ｚに対して傾斜して配置されている。図３に示す例では、平面視で六角形を呈する筒状のハニカム形状は、中心軸が厚み方向Ｚの手前側に向かうに従い、下方に向けて延びるように配置されている。

図４は、図１に示すハニカム構造パネル１の一部の断面構造を説明する図である。図４に示すように、コアユニット２１の壁面は、上方に向かうに従って北側に向かって延びるように傾斜している。断面視において、ある壁面の上端部と、その北側に位置する隣の壁面の下端部と、を結ぶ直線の角度（以下、基準角という）は、水平面に対して７９度以上となっている。図示の例では基準角は７９度となっている。基準角の大きさは、国内において最も太陽の高度が高くなる夏至の時期における標準的な太陽高度に基づいて設定されている。すなわち、ハニカム形状の壁面の基準角が７９度以上あれば、最も太陽の高度が高くなる夏至の時期においても、縦方向Ｘに連なって並ぶハニカム形状の壁面により、太陽光を遮蔽することができる。

次に、ハニカム構造パネル１の部品構成と組立工程について説明する。図５は、ハニカム構造パネル１を構成するコアユニット２１の構造の一例を示す図である。各部品の名称は以下のとおりである。
・コアユニット２１：３つのハニカム形状が形成された構造物、遮蔽部材２０の単位ユニットであり、２つのハーフユニット２１Ａが組み合わされて構成される。
・ハーフユニット２１Ａ：コアユニット２１の半分を構成する素材、プレートへのプレス加工により形成される。
・プレート：ハーフユニット２１Ａとなるプレス折曲げ加工前の板材、例えばアルミニウム材
・コアアセンブリ２２：複数のコアユニット２１が横に並んで連結された構造物
・遮蔽部材２０：枠体１０の内部に複数のコアアセンブリ２２が積層された構造物

図５に示す例では、４つのコアユニット２１により、コアアセンブリ２２が構成されている。コアユニット２１は、２つのハーフユニット２１Ａにより構成されている。ハーフユニット２１Ａは、互いに構造の異なる第１ユニットから第７ユニットにより構成されている。

図示の例では、左端のコアユニット２１は、第１ハーフユニット２１Ａと第２ハーフユニット２１Ａの組み合わせにより構成される。その右隣のコアユニット２１は、第５ハーフユニット２１Ａと第７ハーフユニット２１Ａの組み合わせにより構成される。その右隣のコアユニット２１は、第６ハーフユニット２１Ａと第７ハーフユニット２１Ａの組み合わせにより構成される。そして右端のコアユニット２１は、第３ハーフユニット２１Ａと第４ハーフユニット２１Ａの組み合わせにより構成される。

図６は、図５に示すハーフユニット２１Ａの拡大図である。この図は、図５における左端のコアユニット２１を構成する第１ハーフユニット２１Ａおよび第２ハーフユニット２１Ａを示している。それぞれのハーフユニット２１Ａには、厚み方向Ｚの両端縁に、厚み方向Ｚの外側に向けて突出する径合凸部４１と、厚み方向Ｚの内側に向けて窪む径合凹部４２と、が形成されている。径合凸部４１と径合凹部４２とは、横方向Ｙに間隔とあけて複数配置されている。

図５に示すように、複数の種類により構成されるハーフユニット２１Ａにおいて、径合凸部４１および径合凹部４２の配列パターンは、コアアセンブリ２２におけるハーフユニット２１Ａの位置により異なっている。主に径合凸部４１および径合凹部４２の配列パターンの違いにより、複数種類のハーフユニット２１Ａが設けられている。

図６に示すように、縦方向Ｘに対向する２つのハーフユニット２１Ａにおいて、横方向Ｙの中間部分に位置する径合凸部４１および径合凹部４２は、互いに縦方向Ｘに近接するハーフユニット２１Ａ同士を結合する結合カシメ部３１（第１カシメ部）を構成する。結合カシメ部３１は、２つのハーフユニット２１Ａ同士を互いに結合する径合凸部４１および径合凹部４２により構成される。結合カシメ部３１では、径合凸部４１を径合凹部４２の内側に嵌め込むように折り曲げることで、２つのハーフユニット２１Ａ同士が互いに結合される。

具体的には、図６の拡大図に示すように、第１ハーフユニットと第２ハーフユニットを互いに対向させて重ね合わせた状態で、第２ハーフユニットの径合凸部４１を、第１ハーフユニットの径合凹部４２の内側に嵌め込むように折り曲げる。これにより、径合凸部４１がハニカム構造パネル１の表側から裏側に向かって屈曲して径合凹部４２の内側に重なった状態となる。これにより、第１ハーフユニットと第２ハーフユニットとが結合される。このように径合凸部４１と径合凹部４２により結合カシメ部３１を構成することで、横方向Ｙのずれが防止され、組み立て時の寸法が固定される。また、径合凸部４１および径合凹部４２が組み立て時のガイドとなることで、第１ハーフユニットおよび第２ハーフユニットの位置合わせがしやすくなる。

図５に示すように、コアユニット２１における横方向Ｙの端部には、互いに横方向Ｙに隣り合うコアユニット２１同士を連結する連結カシメ部３２（第２カシメ部）が形成されている。連結カシメ部３２は、コアユニット２１における横方向Ｙの一方側の端部に形成される径合凸部４１と、３つの径合凹部４２とにより構成される。連結カシメ部３２では、径合凸部４１が、当該コアユニット２１と隣り合う他のコアユニット２１における横方向Ｙの他方側の端部に形成される径合凹部４２に篏合されることで、互いに隣り合うコアユニット２１同士が連結される。

言い換えれば、連結カシメ部３２は、ハーフユニット２１Ａに形成された１つの径合凸部４１と、ハーフユニット２１Ａに形成された３つの径合凹部４２とにより構成される。連結カシメ部３２では、径合凸部４１を３つの径合凹部４２の内側に嵌め込むように折り曲げることで、２つのコアユニット２１同士が連結される。そして４つのコアユニット２１が横方向Ｙに連結された状態で、コアアセンブリ２２が構成される。

図７Ａは、枠体１０の内部にコアアセンブリ２２が敷き詰められている状態を示す図であり、図７Ｂは、図７ＡにおけるＢ矢視図である。なお、図７Ａでは、積層されるコアアセンブリ２２のユニット単位の理解のために、図示の状態で最上位に位置するコアアセンブリ２２について距離をあけて図示している。また、この図では、積層されるコアアセンブリ２２の上端および下端の図示を省略している。

図７Ａに示すように、コアユニット２１には、積層方向である縦方向Ｘに互いに隣り合うコアアセンブリ２２同士を接合する積層カシメ部３３（第３カシメ部）が形成されている。積層カシメ部３３は、コアユニット２１に形成された径合凸部４１および径合凹部４２のうち、結合カシメ部３１および連結カシメ部３２として使用されていない部分により構成される。具体的には、コアユニット２１のハニカム形状の一辺に形成された径合凸部４１および径合凹部４２が積層カシメ部３３として機能する。積層カシメ部３３では、コアアセンブリ２２が積層された状態において、下側に位置する径合凸部４１を、上側に位置する径合凹部４２の内側に嵌め込むように折り曲げることで、２つのコアアセンブリ２２同士が接合される。

また、コアアセンブリ２２は、枠体１０の内側に積層されて嵌め込まれる。図７Ｂに示すように、枠体１０の内側には、厚み方向Ｚに対して傾斜して延びるスリット１１が複数形成されている。スリット１１は、縦方向Ｘに等間隔をあけて配置されている。図７Ａに示すように、複数のコアユニット２１により構成されたコアアセンブリ２２は、その横方向Ｙの端部Ｅが、枠体１０のスリット１１に差し込まれた状態で、コアユニット２１の端部Ｅが外側に向けて折り曲げられることで枠体１０に固定されている（Ｃ矢視図参照）。

このように、コアアセンブリ２２の横方向Ｙの端部Ｅが枠体１０のスリット１１の外側で折り曲げられることにより、コアアセンブリ２２と枠体１０とが強固に固定され、枠体１０からコアアセンブリ２２が脱落するのを防ぐことができる。このように、コアアセンブリ２２の端部Ｅとスリット１１は、コアアセンブリ２２を枠体１０に固定する第４カシメ部３４を構成する。

図８Ａは、コアアセンブリ２２の上下に配置される調整コアユニット２３の構造を示す図である。図８Ｂは、下端部の調整コアユニット２３の側面図である。図８Ａに示すように、コアアセンブリ２２の上端および下端には、調整コアユニット２３が配置される。調整コアユニット２３は複数のパネルにより構成されている。図示の例では、横方向Ｙに５枚の調整コアユニット２３が並べて配置されている。図８Ｂに示すように、調整コアユニット２３の一部（調整コアユニット２３ａ）は、リベット止め２３Ａにより枠体１０の下端部又は上端部に固定される。これにより、調整コアユニット２３は位置ずれすることなく、枠体１０に強固に固定される。

そして、ハニカム構造パネル１の製造は以下の工程により行われる。
・第１工程：コアユニット２１を形成する工程
・第２工程：コアアセンブリ２２を形成する工程
・第３工程：コアアセンブリ２２を枠体１０の内部に積層する工程
・第４工程：コアアセンブリ２２を枠体１０の内側に固定する工程

第１工程では、まず、複数のプレートに対してプレス折曲げ加工を行い、これにより得られた２つのハーフユニット２１Ａを組み合わせて結合カシメ部３１によって結合する。これにより、筒状のハニカム形状を複数有するコアユニット２１が形成される。

第２工程では、第１工程により製造された複数のコアユニット２１を、ハニカム形状が横方向Ｙに沿って並ぶように複数配置する。そして互いに隣り合うコアユニット２１同士を連結カシメ部３２によって連結する。これにより複数のコアユニット２１からなるコアアセンブリ２２を形成する。

第３工程では、第２工程により製造された複数のコアアセンブリ２２を、縦方向Ｘに積層して、積層カシメ部３３によって接合する。これにより、上下に並ぶコアアセンブリ２２同士が接合される。

第４工程では、第３工程により積層されたコアアセンブリ２２を、枠体１０の内側に固定する。この際、コアアセンブリ２２のうち、横方向Ｙの外端に位置するコアユニット２１の端部Ｅを、枠体１０の内部に形成されたスリット１１に差し込んで、端部Ｅを折り曲げて第４カシメ部３４を形成することで、コアアセンブリ２２を枠体１０に固定する。最後に、コアアセンブリ２２の最上端および最下端に調整コアユニット２３を配置し、リベット止め２３Ａにより調整コアユニット２３の一部を枠体１０に固定する。以上により、ハニカム構造パネル１が完成する。

（１．３．小括）
以上説明したように、本開示におけるハニカム構造パネル１は、枠体１０と、枠体１０の内側に配置されて固定される遮蔽部材２０と、を備え、遮蔽部材２０は、平面視で六角形を呈するコアユニット２１が、枠体１０の内側に並べて敷き詰められている。このため、遮光効果を発揮しつつ、意匠性に優れたハニカム構造パネル１を提供することができる。

また、コアユニット２１は、ハニカム形状の中心軸が厚み方向Ｚに対して傾斜して配置されている。このため、ハニカム構造パネル１の厚み方向Ｚが上下方向に沿うようにハニカム構造パネル１を配置した場合において、太陽光をハニカム形状の筒体の壁面により効果的に遮蔽することができる。

また、コアユニット２１は、その端部Ｅがスリット１１に差し込まれて折り曲げられ、第４カシメ部３４を形成することによって枠体１０に固定されている。このため、コアユニット２１と枠体１０の位置ずれを防ぐことができる。

また、コアユニット２１における第１方向の端部には、互いに隣り合うコアユニット２１同士を連結するカシメ部が形成されている。このため、複数のコアユニット２１を部材同士の連結により固定することができる。

また、カシメ部は係合凸部と係合凹部と、を備え、係合凸部が係合凹部に篏合することで、互いに隣り合うコアユニット２１同士が連結される。このように、予め形成されたコアユニット２１の係合凸部を係合凹部に篏合させることで、他の締結部品などを必要とせずに、簡易な構成により強固に固定することができる。

また、コアアセンブリ２２の最上端および最下端には、調整コアユニット２３が配置され、リベット止め２３Ａにより調整コアユニット２３の一部が枠体１０に固定される。このようにすることで、枠体１０内部の上端および下端における隙間を埋めるとともに、コアアセンブリ２２をより強固に枠体１０に固定することができる。

＜２．第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るハニカム構造パネル１の構造について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を振り、繰り返しの説明を省略する。図９は、第２実施形態に係るハニカム構造パネル１の使用状態の一例を示す図である。図９は、図９に示すハニカム構造パネル１の正面図である。

図９に示すように、本実施形態に係るハニカム構造パネル１は、さらに家屋２００等の目隠しとしての用途に用いられる。図示の例では、ハニカム構造パネル１は、家屋２００の外側に立設されている。図１０に示すように、ハニカム構造パネル１は、縦方向Ｘが上下方向に沿うように、横方向Ｙが左右方向に沿うように配置されている。なお、ハニカム構造パネル１は、図９に破線でしめすように、家屋２００の内部に配置されてもよい。

図１１は、ハニカム構造パネル１の断面構造を説明する図である。図１１に示すように、ハニカム構造パネル１は、ハニカム形状の中心軸が、家屋の内側から外側に向かうに従って下方に向けて延びるように配置される。このため、家屋の外部から内部への視界を有効に遮ることができる。なお、ハニカム構造パネル１は、符号１Ｂで示すように、ハニカム形状の中心軸が、家屋の外側から内側に向かうに従って、下方に向けて延びるように配置されてもよい。

＜３．第３実施形態＞
次に、図１２および図１３を参照して、第３実施形態に係るハニカム構造パネル１の用途について説明する。図１２は、第３実施形態における第１使用例を示す図である。図１２に示すように、ハニカム構造パネル１を家屋３００の室内のパーテーションとして使用してもよい。この場合には、ハニカム形状の壁面が傾斜しているため、ハニカム構造パネル１の厚み方向Ｚに挟む一方側から他方側への視界を遮ることができるとともに、風通しを確保して整風効果を得ることができる。なお、ハニカム構造パネル１は、図１２に破線で示すように、家屋３００の内部に配置されてもよいし、符号１Ｃで示すように、窓又は天井に配置して、室内を装飾する意匠板として使用してもよい。

図１３は、第３実施形態における第２使用例を示す図である。図１３に示すように、ハニカム構造パネル１をテラスに配置される花ブロックのような用途で使用してもよい。すなわち、ハニカム構造パネル１をテラスに立設することで、外からの視界を遮りながら、柔らかい光と風を取り入れることができる。またハニカム構造パネル１は筒状のハニカム形状により構成されているので、通気性に優れるとともに、家屋の内部から外部に対する部分的な視界を確保することで、防犯性を備えることもできる。

＜４．その他の変形例＞
以上、ハニカム構造パネル１の構成について説明してきたが、本開示の技術的思想の適用は、上記実施形態に限定されることはない。例えば、ハニカム構造パネル１は、４つのコアユニット２１により１つのコアアセンブリ２２が構成される例を示したが、この限りではない。コアアセンブリ２２を構成するコアユニット２１の数量は任意に変更することもできる。

また、上記の実施形態では、ハニカム構造パネル１において、コアアセンブリ２２が縦方向Ｘに積層される構成を示したが、この限りではない。すなわち、コアアセンブリ２２は横方向Ｙに積層されてもよい。

また、コアユニット２１が３つのハニカム形状を呈する構成を示したが、コアユニット２１が有するハニカム形状の数量は任意に変更することができる。また、コアユニット２１は六角形以外の多角形の筒状構造物であってもよい。

なお、上記第１実施形態から第３実施形態までの複数の機能の内、少なくとも２つ以上の機能を備えるハニカム構造パネルも実現可能である。すなわち、第１実施形態としてのハニカム構造パネル１が備える遮光性と、第２実施形態としてのハニカム構造パネル１が備える目隠しとしての機能と、第３実施形態としてのハニカム構造パネル１が備えるとして意匠性および通風性の機能と、を少なくとも２つ以上備えるハニカム構造パネルを実現することもできる。

以上、本開示のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１：ハニカム構造パネル、１０：枠体、１１：スリット、２０：遮蔽部材、２１コアユニット、２１Ａ：ハーフユニット、２２：コアアセンブリ、２３：調整コアユニット、３１：結合カシメ部（第１カシメ部）、３２：連結カシメ部（第２カシメ部）、３３：積層カシメ部（第３カシメ部）、３４：第４カシメ部、４１：径合凸部、４２：径合凹部

Claims (4)

1. 複数のプレートに対してプレス折曲げ加工を行い、２つのプレス折曲げ加工を行ったハーフユニットを組み合わせて第１カシメ部によって結合して、筒状のハニカム形状を複数有するコアユニットを形成する第１工程と、
   前記コアユニットを、前記ハニカム形状が第１方向に沿って並ぶように複数配置し、互いに隣り合う前記コアユニット同士を第２カシメ部によって連結して、複数の前記コアユニットからなるコアアセンブリを形成する第２工程と、
   複数の前記コアアセンブリを、前記第１方向と直交する第２方向に積層して、第３カシメ部によって接合する第３工程と、
   前記コアアセンブリを、矩形状を呈する枠体の内側に第４カシメ部によって固定する第４工程と、を行い、
   前記第４工程では、
   前記コアアセンブリのうち、前記第１方向の端部に位置する前記コアユニットの端部を、前記枠体の内部に形成されたスリットに差し込んだ状態で折り曲げることで、前記コアアセンブリを前記枠体に固定する、ハニカム構造パネルの製造方法。
2. 前記スリットは、前記第１方向および前記第２方向の双方と直交する第３方向に対
   して傾斜して延びるように枠体の内部に形成されており、
   前記第４工程では、前記コアユニットの端部を、前記スリットに差し込んだ状態で折り曲げる、請求項１に記載のハニカム構造パネルの製造方法。
3. 前記コアアセンブリの最上端および最下端の少なくとも一方に、複数の調整コアユニットを配置し、当該調整コアユニットを枠体に固定する工程をさらに含む、請求項１に記載のハニカム構造パネルの製造方法。
4. 前記枠体を固定する工程では、調整コアユニットを、リベット止めにより前記枠体に固定する、請求項３に記載のハニカム構造パネルの製造方法。