JPH05248031A - ろう付アルミニウム・ハニカムパネルを用いた板状構造材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小梁，中梁，大梁が内部に一体的に形成され
た、新規な補強構造を有するろう付アルミニウム・ハニ
カムパネルを用いた板状構造材の提供。 【構成】 板状構造材１２を形成する基準パネル２の接
合部間において、（ａ）基準パネル２の周縁部に配され
たコ字形断面の第一の枠材を突合せ溶接することにより
形成された、矩形枠形の小梁１４と、（ｂ）基準パネル
２の周縁部に配された平板状の第二の枠材を、二枚の連
結板を介して、互いに突合せ溶接することにより形成さ
れた、小梁１４と交差して延びる矩形枠形の中梁２２
と、（ｃ）基準パネルの周縁部に配された平板状の第三
の枠材および該第三の枠材に沿って面板上に突設された
平板状の第四の枠材を、三枚の連結板を介して、互いに
突合せ溶接することにより形成された、小梁１４と交差
して延びる二段の矩形枠形の大梁２６とを、それぞれ、
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、ろう付アルミニウム・ハニカム
パネルを用いた板状構造材に係り、特に、梁による補強
構造を一体的に備えた、新規な構造のろう付アルミニウ
ム・ハニカムパネルから成る板状構造材に関するもので
ある。

【０００２】

【背景技術】近年、二枚の面板間にハニカム状のコアを
挟んで一体にろう付接合せしめてなるサンドイッチ構造
のアルミニウム・ハニカムパネルが開発され、その軽量
性や高強度特性等に着目して、各種構造体への適用が検
討されている。

【０００３】例えば、庇や屋根，床，壁等、主に建築や
土木分野で用いられる板状構造材を、上記のようなろう
付アルミニウム・ハニカムパネルを用いて構成すること
は、望ましいことと考えられる。

【０００４】すなわち、従来の鉄筋コンクリート製のパ
ネル等は、重量が極めて大きいために、施工が面倒であ
ったのであるが、上述の如きアルミニウム・ハニカムパ
ネルを用いれば、軽量且つ高強度で取扱いが容易である
が故に、その複数枚を、予め地上で溶接継合わせして大
面積の一体パネルとした後、クレーン等で持ち上げて、
組付け施工することが可能となり、それによって、施工
性の飛躍的な向上が達成され得るのである。

【０００５】ところで、このようにアルミニウム・ハニ
カムパネルの複数枚を溶接継合わせして大面積の板状構
造材（一体パネル）と為すために、本願出願人の一人
は、先に、実開平１−１０２３１８号公報において、ア
ルミニウム・ハニカムパネルの端縁部に継手用枠材を嵌
合せしめて、ろう付固定し、その継手用枠材を介して、
隣接するハニカムパネルに溶接固定するようにした構造
を明らかにした。しかしながら、そこには、アルミニウ
ム・ハニカムパネルが大面積となる場合に、その強度を
補強するための構造については、何等明らかにされては
いなかった。

【０００６】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
を背景として為されたものであって、その解決課題とす
るところは、耐荷重強度を向上し、またより大面積の一
体パネルの形成を可能とする補強構造が、容易に、しか
もパネルの外観を損なうことなく、形成され得る、ろう
付アルミニウム・ハニカムパネルを用いた板状構造材を
提供することにある。

【０００７】

【解決手段】そして、かかる課題を解決するために、本
発明にあっては、二枚のアルミニウム面板間にアルミニ
ウム・ハニカムコアが挟まれると共に、周縁部にアルミ
ニウム枠材が配置され、且つそれら面板、ハニカムコア
及び枠材が一体にろう付されてなる基準パネルの複数枚
を、対向するそれぞれの端縁部において突き合わせて接
合することにより大面積の板状体とした、ろう付アルミ
ニウム・ハニカムパネルを用いた板状構造材において、
前記基準パネルの周縁部に配置される前記アルミニウム
枠材の一部を、外周面に開口するコ字形断面を有する第
一の枠材にて構成し、かかる第一の枠材を互いに突き合
わせて溶接接合することにより、前記板状構造材の内部
を直線状に延びる矩形枠形の閉断面形状を有する小梁
を、少なくとも一つ形成する一方、前記アルミニウム枠
材の別の一部を、平板形状を有する第二の枠材にて構成
し、かかる第二の枠材を、二枚の連結板を介して、互い
に突き合わせて溶接接合することにより、前記基準パネ
ルの接合部間において、前記板状構造材の内部を前記小
梁と交差する方向に直線状に延びる矩形枠形の閉断面形
状を有する中梁を、少なくとも一つ形成し、更に、前記
アルミニウム枠材の更に別の一部を、平板形状を有する
第三の枠材にて構成すると共に、該第三の枠材がろう付
された前記アルミニウム面板の外面上に、平板形状を呈
する第四の枠材を、該第三の枠材に沿って溶接し、それ
ら第三の枠材および第四の枠材を、三枚の連結板を介し
て、各々互いに突き合わせて溶接接合することにより、
前記基準パネルの接合部間において、前記小梁と交差す
る方向に直線状に延びる二段の矩形枠形の閉断面形状を
有する大梁を、少なくとも一つ形成したことを特徴とす
るろう付アルミニウム・ハニカムパネルから成る板状構
造材を、その要旨とするものである。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を更に具体的に明らかにするた
めに、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ、
詳細に説明することとする。

【０００９】先ず、図１には、本発明における板状構造
材を与えるろう付アルミニウム・ハニカムパネルである
基準パネル２の一例が、分解斜視図にて示されており、
また図２及び図３には、そのような基準パネル２の端縁
部の断面図が示されている。それらの図に示されている
ように、かかる基準パネル２は、全体として矩形の平板
形状を呈し、表裏二枚の面板４，６間にハニカム構造の
コア８が挟まれて、一体にろう付された構造とされてい
る。また、その周縁部（四方の辺部）には、それぞれ、
枠材１０が配置され、二枚の面板４，６間に、コア８と
共に、ろう付されて一体とされている。

【００１０】なお、かかる面板４，６、コア８および枠
材１０は、何れも、アルミニウム若しくはその合金から
形成されている。一般に、アルミニウムブレージングシ
ートを用い、それをコルゲート成形して得られた帯状の
ハニカム形成材を、四周に枠材１０を配置せしめた状態
において、加熱することにより、複数のハニカム形成材
をろう付一体化せしめて、ハニカムコア８となすと共
に、該ハニカムコア８と面板４，６および四周の枠材１
０とを、同時に一体ろう付することによって、基準パネ
ル２が形成されている。

【００１１】また、かかる基準パネル２を形成する枠材
１０としては、その部位に応じて、図２に示されている
如き、コ字形断面形状を呈する溝形枠材１０ａと、図３
に示されている如き、平板形枠材１０ｂとが、用いられ
ている。なお、溝形枠材１０ａにあっては、外周面に開
口する状態で、組み付けられている。

【００１２】そして、このような基準パネル２の複数枚
を用いて、それらの各周辺部を互いに突き合わせ、図４
に示されているように、各突き合わせ部位を溶接して一
体化し、全体として大面積の板状体となすことによっ
て、目的とする一体パネル（板状構造材）１２が、形成
されている。

【００１３】そこにおいて、かかる一体パネル１２の長
辺方向（図４中、左右方向）に延びる線上で突合せ溶接
される基準パネル２の端縁部には、それぞれ、前記図２
に示されている如き、溝形枠材１０ａが位置せしめられ
ている。そして、一体パネル１２の長辺方向に延びる基
準パネル２，２の継合わせ線上では、図５に示されてい
る如く、それぞれ、互いに接合される基準パネル２，２
の溝形枠材１０ａ，１０ａが突き合わされて、溶接され
てなる構造とされている。

【００１４】それによって、互いに溶接継合わせされた
基準パネル２，２間において、溝形枠材１０ａ，１０ａ
により、矩形枠形の閉断面形状を有する小梁１４が、形
成されている。即ち、この小梁１４は、基準パネル２，
２を溶接継合わせすると同時に、形成されているのであ
り、しかも、面板４，６間に収容された状態で、一体パ
ネル１２の内部において、該一体パネル１２の長辺方向
に直線状に延びる状態で、一体的に形成されているので
ある。

【００１５】なお、このことから明らかなように、本実
施例では、溝形枠材１０ａによって、小梁を形成する第
一の枠材が構成されている。

【００１６】また一方、一体パネル１２の短辺方向（図
４中、上下方向）に延びる線上で突合せ溶接される基準
パネル２の端縁部には、それぞれ、前記図３に示されて
いる如き、平板形枠材１０ｂが位置せしめられている。

【００１７】そして、一体パネル１２の短辺方向に延び
る基準パネル２，２の継合わせ線上では、図６に示され
ている如く、それぞれ、互いに接合される基準パネル
２，２の平板形枠材１０ｂ，１０ｂが、両基準パネル
２，２の面板４，６間に介装された上連結板１６および
下連結板１８を介して、互いに突き合わされて、溶接さ
れてなる構造とされている。

【００１８】なお、これら上下連結板１６，１８として
は、何れも、枠材１０と同様、例えば６Ｎ０１等のアル
ミニウム合金（非調質材）から成る押出形材が、用いら
れる。また、これら上下連結板１６，１８は、基準パネ
ル２の面板４，６よりも十分に厚肉とされており、平板
形枠材１０ｂに対して、直接に溶接され得るようになっ
ている。更に、下連結板１８は、中央部で分割された一
対の分割板２０，２０にて構成されており、各分割板２
０，２０が、両側の基準パネル２，２に対してそれぞれ
溶接された後、互いに突合せ溶接されるようになってい
る。

【００１９】それによって、互いに溶接継合わせされた
基準パネル２，２間において、平板形枠材１０ｂ，１０
ｂおよび上下連結板１６，１８により、矩形枠形の閉断
面形状を有する中梁２２が、前記小梁１４と直交する方
向に複数本形成されている。即ち、これらの中梁２２
は、基準パネル２，２を溶接継合わせすると同時に形成
されているのであり、しかも、面板４，６内に一体的に
組み込まれた状態で、一体パネル１２に一体的に形成さ
れているのである。

【００２０】なお、かかる中梁２２を構成する平板形枠
材１０ｂは、前記小梁１４を構成する溝形枠材１０ａに
対して、直接或いは面板４，６を介して間接に、ろう付
固定されており、小梁１４から伝わる荷重が、中梁２２
に対して、有利に伝達され得るようになっている。

【００２１】さらに、上述の如く、基準パネル２，２の
端縁部が、上下連結板１６，１８を介して突合せ溶接さ
れることによって形成された中梁２２のうちの一つにあ
っては、図７に示されている如く、補強材２４にて外部
補強されて、大梁２６とされている。

【００２２】かかる補強材２４は、接合される基準パネ
ル２，２の端縁部において、それぞれ、一方の面板４上
に突出して溶接固定されて、平板形枠材１０ｂに沿って
延びる平板状の突出枠材２８と、両基準パネル２，２に
設けられた突出枠材２８，２８の突出端縁部間に架け渡
されて溶接固定されることにより、それら突出枠材２
８，２８の突出端縁部を相互に連結する外連結板３０と
によって構成されており、全体として、略溝形状を呈し
ている。なお、これら突出枠材２８，外連結板３０も、
前記上下連結板１６，１８等と同様、アルミニウム合金
からなる押出形材にて形成されている。

【００２３】そして、このような補強材２４が、接合さ
れる基準パネル２，２の端縁部間に跨がって設けられて
いることにより、それら両基準パネル２，２の継合わせ
部位において、平板形枠材１０ｂ，１０ｂ、上下連結板
１６，１８と、突出枠材２８，２８および外連結板３０
からなる補強材２４とにより、二段の矩形枠形の閉断面
形状を有する大梁２６が、前記小梁１４と直交する方向
に複数本形成されている。即ち、これらの大梁２６は、
基準パネル２，２の溶接継合わせ部間において、一体パ
ネル１２の内部に組み込まれた状態で、該一体パネル１
２と一体的に形成されているのである。

【００２４】なお、このことから明らかなように、本実
施例では、平板形枠材１０ｂによって、中梁を形成する
第二の枠材と、大梁を形成する第三の枠材とが、それぞ
れ構成されている一方、突出枠材２８によって、大梁を
形成する第四の枠材が構成されているのである。

【００２５】ところで、上述の如く、小梁１４，中梁２
２，大梁２６が一定的に形成されて成る一体パネル１２
を形成するに際しては、複数枚の基準パネル２を溶接継
合わせすると共に、その継合わせ部間に梁１４，２２，
２６を形成する作業を、全て工場で実施したり、或いは
全て現場にて実施することも可能であるが、通常は、溶
接作業性等の理由から、輸送条件等の許容範囲内におい
て、数枚の基準パネル２の溶接継合わせを工場で行なっ
て中面積のパネルとした後、それを現場に輸送し、現場
溶接により大面積のパネルに仕上げることが望ましい。
また、アルミニウム・ハニカムパネルに対して強度向上
等のための熱処理を施す場合にも、予め中面積のパネル
とした後に、熱処理を施すことが望ましい。

【００２６】そのような場合、本実施例の一体パネル１
２にあっては、例えば、小梁１４を形成する溝形枠材１
０ａ，１０ａの溶接を工場にて実施して中面積のパネル
と為すと共に、中梁２２および大梁２６を形成する分割
板２０の基準パネル２の端縁部に対する溶接を工場にて
実施する。また、大梁２６を形成する突出枠材２８，２
８と外連結板３０との溶接も、工場にて実施して、補強
材２４を予め形成しておく。

【００２７】そして、現場にて、それら中面積のパネル
を突き合わせ、先ず、それらパネルの突合せ部位におい
て、分割板２０，２０を、互いに溶接して下連結板１８
を形成し、次いで、上連結板１６を、それらパネルの突
合せ部位に溶接することにより、中梁２２と大梁２６の
一部とを形成する。その後、かかる大梁２６の形成部位
に対して、前記補強材２４を現場にて溶接し、大梁２６
を形成することによって、目的とする一体パネル１２が
形成されることとなる。

【００２８】従って、このような構造とされた一体パネ
ル１２には、複数枚の基準パネル２の継合わせ部位を直
線状に延びる小梁１４，中梁２２，大梁２６が、一体的
に形成されていることから、パネル自体の強度が十分に
得られるのである。

【００２９】また、そのような梁１４，２２，２６は、
何れも、基準パネル２を溶接にて継合わせると同時に、
それらの継合わせ部間において、一体パネル１２と一体
的に形成されることから、特別な梁材の架設工事が不要
となり、その施工性が飛躍的に向上され得るのである。

【００３０】更にまた、それらの小梁１４，中梁２２，
大梁２６は、何れも、閉断面形状をもって形成されるこ
とから、梁剛性が十分に確保され得るのであり、それに
よって、一体パネル１２の強度も十分に確保され得るの
である。

【００３１】因みに、本発明者らが、図８に示されてい
る如き、面板厚：３mm，総厚：１００mmで、９ｍ×１
５．４ｍの大きさのろう付アルミニウム・ハニカムパネ
ルについて、等分布荷重が及ぼされるものとして六点
（図８中の点（１）〜（６））支持せしめる場合に、閉
断面形状の梁材を設けることによる効果を、有限要素法
にて解析した結果が、図９，１０，１１に示されてい
る。なお、これら図９〜１１では、パネルの半分だけを
示す。そこにおいて、図９は、梁材を設けない場合の解
析結果であり、図１０は、図８中のＡ−Ａ上に、図１２
（ａ）に示されている如き断面形状の大梁３６を設けた
場合の解析結果であり、更に図１１は、図８中のＢ−Ｂ
上に、図１２（ａ）に示されている如き断面形状の中梁
３８を設けた場合の解析結果である。かかる結果から、
梁材を設けない場合には９５ＭＰａあった最大応力が、
一本の大梁３６を設けることにより、６１ＭＰａまで低
下し、更に、該大梁３６の両側に二本の中梁３８，３８
を平行に設けることにより、５８ＭＰａまで低下するこ
とが、確認される。

【００３２】さらに、本発明によれば、小梁１４は、基
準パネル２の面板４，６間に、完全に収容された状態で
形成され、また中梁２２は、基準パネル２の面板４，６
と面一となるように形成されることから、それら小梁１
４、中梁２２は、何れも、一体パネル１２の内部に形成
されることとなり、一体パネル１２の外観を損なうよう
なこともない。

【００３３】また、本実施例における中梁２２および大
梁２６にあっては、一体パネル１２の一方の面からの溶
接作業のみによって形成され得ることから、優れた溶接
作業性も確保され得るのである。

【００３４】以上、本発明の実施例について詳述してき
たが、これは文字通りの例示であって、本発明は、かか
る具体例にのみ限定して解釈されるものではない。

【００３５】例えば、小梁、中梁、大梁の形成間隔や、
数等は、パネルに要求される強度特性等に応じて、適
宜、決定されるべきものであり、限定されるものでは決
してない。

【００３６】そして、そのような梁の形成が必要でない
基準パネルの継合わせ部においては、基準パネルの端縁
部に配された適当な形状の枠材を、直接に溶接すること
により、接合せしめることが可能である。

【００３７】また、中梁および大梁の具体的構造は、前
記実施例のものに限定されるものではなく、施工性等を
考慮して、適宜、決定されるべきものであり、例えば、
図１３に示されている如く、中梁２２を形成する上連結
板１６を、前記実施例における下連結板１８と同様、中
央部で分割された一対の分割板３２，３２にて構成する
ことも可能である。

【００３８】更にまた、前記実施例では、中梁を形成す
る第二の枠材と大梁を形成する第三の枠材とが、同一部
材（１０ｂ）にて形成されていたが、それらを、互いに
断面等が異なる部材にて形成することも、勿論可能であ
る。

【００３９】更にまた、中梁を形成する連結板よりも、
大梁を形成する連結板の幅を大きく設定することによ
り、大梁の断面を中梁よりも一層大きく設定するように
しても良い。

【００４０】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであること
は、言うまでもないところである。

【００４１】

【発明の効果】上述の説明から明らかなように、本発明
に従う構造とされた板状構造材にあっては、それぞれ閉
断面形状を有する小梁、中梁、大梁が、その内部に一体
的に形成されていることから、高強度特性が発揮され得
るのである。

【００４２】また、それら小梁、中梁、大梁は、基準パ
ネルを溶接にて継合わせて板状構造材を形成すると同時
に形成され得ることから、特別な梁材の架設工事が不要
となり、その施工性が飛躍的に向上され得るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る板状構造材を形成する基準パネル
の一具体例を示す分解斜視図である。

【図２】図１に示された基準パネルの端縁部を拡大して
示す断面図である。

【図３】図１に示された基準パネルの別の端縁部を拡大
して示す断面図である。

【図４】本発明の一実施例としての一体パネルを示す平
面図である。

【図５】図４におけるＶ−Ｖ断面拡大図である。

【図６】図４におけるVI−VI断面拡大図である。

【図７】図４における VII−VII 断面拡大図である。

【図８】ろう付アルミニウム・ハニカムパネルに対して
梁材を設けることによる応力低減効果を有限要素法にて
解析したモデルの寸法を示す平面図である。

【図９】図８に示されたパネルにおいて、梁材を設けな
い場合の解析結果を示す図である。

【図１０】図８に示されたパネルにおいて、大梁を設け
た場合の解析結果を示す図である。

【図１１】図８に示されたパネルにおいて、大梁と中梁
とを設けた場合の解析結果を示す図である。

【図１２】図１１及び図１２に結果が示された解析を行
なうに際して採用した大梁および中梁の断面寸法を示す
図である。

【図１３】図４に示された一体パネルにおいて採用され
る中梁の別の具体例を示す、図６に対応する断面図であ
る。

【符号の説明】

２ 基準パネル ４，６ 面板 ８ コア １０ａ，１０ｂ 枠材 １２ 一体パネル １４ 小梁 １６ 上連結板 １８ 下連結板 ２２ 中梁 ２４ 補強材 ２６ 大梁 ２８ 突出枠材 ３０ 外連結板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥戸 行一郎 東京都港区新橋五丁目11番３号 住友軽金 属工業株式会社内 (72)発明者 伊藤 泰永 東京都港区新橋五丁目11番３号 住友軽金 属工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二枚のアルミニウム面板間にアルミニウ
   ム・ハニカムコアが挟まれると共に、周縁部にアルミニ
   ウム枠材が配置され、且つそれら面板、ハニカムコア及
   び枠材が一体にろう付されてなる基準パネルの複数枚
   を、対向するそれぞれの端縁部において突き合わせて接
   合することにより大面積の板状体とした、ろう付アルミ
   ニウム・ハニカムパネルを用いた板状構造材において、 前記基準パネルの周縁部に配置される前記アルミニウム
   枠材の一部を、外周面に開口するコ字形断面を有する第
   一の枠材にて構成し、かかる第一の枠材を互いに突き合
   わせて溶接接合することにより、前記板状構造材の内部
   を直線状に延びる矩形枠形の閉断面形状を有する小梁
   を、少なくとも一つ形成する一方、前記アルミニウム枠
   材の別の一部を、平板形状を有する第二の枠材にて構成
   し、かかる第二の枠材を、二枚の連結板を介して、互い
   に突き合わせて溶接接合することにより、前記基準パネ
   ルの接合部間において、前記板状構造材の内部を前記小
   梁と交差する方向に直線状に延びる矩形枠形の閉断面形
   状を有する中梁を、少なくとも一つ形成し、更に、前記
   アルミニウム枠材の更に別の一部を、平板形状を有する
   第三の枠材にて構成すると共に、該第三の枠材がろう付
   された前記アルミニウム面板の外面上に、平板形状を呈
   する第四の枠材を、該第三の枠材に沿って溶接し、それ
   ら第三の枠材および第四の枠材を、三枚の連結板を介し
   て、各々互いに突き合わせて溶接接合することにより、
   前記基準パネルの接合部間において、前記小梁と交差す
   る方向に直線状に延びる二段の矩形枠形の閉断面形状を
   有する大梁を、少なくとも一つ形成したことを特徴とす
   るろう付アルミニウム・ハニカムパネルを用いた板状構
   造材。