アルミフレームのカバーとパネル固定、溝に落とし込む寸法とクリアランス、組立の順番

装置のカバーに付けるパネルの付け方を決めるときは、材質と板厚、開口の寸法、使う場所の温度、交換の頻度を先に確認します。この記事のパネルは厚さ5mmのポリカーボネート板で、開口は340×495mmです。

アルミフレームの溝にパネルを落とし込むなら、パネルは枠の最後の1本より先に入れます。パネルは開口より溝に入るぶんだけ大きく切るので、4本で閉じた枠には、もう挿入できる経路がありません。

あとから付けたり外したりしたいなら、外の面にねじで留める形です。どちらにするかで、角の連結方法も、Tナットを入れる時期も変わります。

下の3Dの2組の枠は、作業台の記事で組んだ左右の枠と同じ寸法です。30角の脚が690mm、横桟が340mmで、パネルが入る開口は340×495mmです。左は厚さ5mmのポリカーボネート板を溝に落とし込み、右は同じ厚さの板を手前の面にM6のねじ8本で留めました。CADの上で組んだモデルで、実物は組み立てていません。パネルは透明なポリカーボネート板を想定していますが、3Dと動画では見分けやすいように、左を橙、右を白の不透明で描きました。チェックボックスでパネルを隠すと裏側が見えます。

部品どうしの干渉は、組み上がりと動いている途中の16コマで、ブーリアン演算で重なりの体積を求めて調べました。どのコマも0です。反対に、上の横桟を付けたあとで、パネルを組み上がりの位置より20mm上に置いてみると、横桟と約11,650mm³重なります。閉じた枠には入らないことが、体積の数字にも出ました。提供前の装置設計の支援アプリ MEKARIQ の干渉チェックも、部品の組ごとに最短距離と必要クリアランスで判定し、干渉部を3Dで赤く示します。（MEKARIQ は、株式会社Anamorphosis Networks が開発している装置設計の支援アプリです。MANUFAC を制作する株式会社Game は、その開発を受託しています。この段落はその紹介です。）

パネルは開口より14mm大きく切る

落とし込むパネルの寸法は、開口の内寸に、溝に入る深さを2辺ぶん足して決めます。ポリカーボネート板を作る住友ベークライトも、技術資料で、板を切る寸法を枠の内寸にのみ込み代の2倍を足した値としています¹。のみ込み代は、板の端が溝に入っている深さのことです。

パネルの幅   = 開口 340 + のみ込み代 7 × 2 = 354 mm
パネルの高さ = 開口 495 + のみ込み代 7 × 2 = 509 mm
溝の深さ 9   = のみ込み代 7 + 溝の底までのクリアランス 2

このモデルの溝は深さ9mmです。断面はアルミフレームの選び方で描いた30角と同じで、特定の型番を写したものではありません。のみ込み代を7mmにして、溝の底とのあいだに2mmのクリアランスを残しました。この2mmが何のためにあるかは、あとの節で計算します。

次の図は、脚を水平に切って上から見た断面です。左の図で、パネルの端が溝の底まで届いていないところを見てください。

もう一つ決めておきたいのが、溝の幅と板厚の差です。このモデルの溝の開口は8mmです。5mmの板を入れると3mmのクリアランスが残り、板は溝の中で前後にガタが出るはずです。そこで溝の手前側に樹脂の帯を押し込み、このクリアランスを埋めました。帯の形は模式です。

市販の部品は形が違います。エヌアイシ・オートテックのフェースストライプは、板の縁にU字にかぶせ、板ごと溝に差し込む帯です。30mm角のシリーズ用が厚さ5mmの板に、20mm角のシリーズ用が3mmの板に合わせてあります²。溝の寸法も同社のフレームに合わせたものなので、このモデルの8mmの溝にそのまま合うとは限りません。この形の帯を使うなら、手順の4ではなく2で、板にかぶせてから差し込みます。

角はブラケットを使わず、座ぐりとタップで連結する

落とし込む面の角には、作業台で使ったL形ブラケットが付けられません。ブラケットは脚と横桟の内側に載り、ちょうどパネルの縁が入る溝をふさいでしまうからです。ミスミの選び方のページも、ブラインドジョイントを「フレームの溝にパネルをはめ込みたい場合」に有効な方法に挙げています³。ブラケットとの違いは、アルミフレームの選び方を見てください。

エヌアイシ・オートテックのカタログにも、エンドコネクタでつなぐ方法について「パネル取付時や、ブラケットを使用できない場合に適しています」とあります⁴。同じページには、座ぐりとタップを追加工してボルトで留める方法も載っていて、モデルはこちらにしました。脚には外の面から座ぐりと通し穴をあけ、横桟は端面の中心にあるφ6.8の穴へM8のタップを立てる想定です。ボルトの頭は座ぐりに沈み、外の面から出ません。

もっとも、ブラケットを使わない連結は強度で劣ります。ミスミはブラインドジョイントについて「ブラケット接続に比べ、強度は劣ります」と書き、座ぐりとタップでボルトだけで留める形は「ボルト接続」として別に載せています³。重いものを載せる枠なら、パネルを落とし込む面と荷重を受ける面を分けて考えることになるでしょう。

組立の順番は、パネルを中心に考えると次のとおりです。

1. 脚2本と下の横桟を、座ぐりのボルトで連結する。
2. パネルを脚の溝に沿って上から差し込み、下の横桟の溝まで下ろす。
3. 上の横桟をパネルの上端にかぶせ、座ぐりのボルトで連結する。
4. パネルの手前に残ったクリアランスへ、開口の側から帯を押し込む。

動画の前半が左の枠です。2番目でパネルが脚の溝を滑り下りるところでは、板の幅が354mm、左右の溝の底から底までが358mmです。クリアランスは片側2mmずつしかありません。作業台の記事のように枠を床に寝かせて組むなら、上から下ろす代わりに、横から滑り込ませる形です。

溝の深さは、抜けない分と伸びる分の足し算

では、溝の深さ9mmは足りているのでしょうか。住友ベークライトの同じ資料には、窓枠（サッシ）の深さを決める式があります¹。板が荷重でたわむと、端が溝から引き出されます。その抜ける量に安全係数を掛けたのがのみ込み代で、温度で伸びる分の逃げを足したものが、溝に必要な深さです。

r  = (b² + 4δ²) ÷ (8δ)          たわんだ板の曲率半径
ΔX = r × asin(b ÷ 2r) − b ÷ 2   たわみで端が抜ける量
Δ1 = 7×10⁻⁵ × Δt × b ÷ 2        伸びの逃げ（1辺あたり）
ΔL = ΔX × SF + Δ1               溝に必要な深さ

bは短辺の長さ、δはたわみです。資料は安全係数SFを3以上、温度差Δtを50℃以上とし、早見表のほうは、たわみが短辺の15分の1に達したときを想定した値です¹。資料の計算例（短辺1,000mm、たわみ62.5mm）をこの式で計算し直すと17.3mmとなり、資料の1.73cmと一致しました。

このモデルの幅の向きに当てはめた計算が、次のとおりです。δは早見表と同じく、短辺の15分の1としました。

b = 340 mm、δ = 340 ÷ 15 = 22.67 mm
r  = (340² + 4 × 22.67²) ÷ (8 × 22.67) = 648.8 mm
ΔX = 648.8 × asin(340 ÷ 1,297.7) − 170 = 2.008 mm
のみ込み代 = 2.008 × 3 = 6.02 mm
Δ1 = 7×10⁻⁵ × 50 × 340 ÷ 2 = 0.60 mm
ΔL = 6.02 + 0.60 = 6.62 mm

表示は途中を丸めていて、計算は丸めずに行いました。asinの角度はラジアンです。

モデルでは、のみ込み代7mmが6.02mmを上回り、底までの2mmも0.60mmの逃げに足ります。計算の上では収まっていますが、のみ込み代に残る余裕は7 − 6.02 = 0.98mmで、1mmに届きません。

高さの向きは、少し事情が違います。枠を立てると、パネルは自重で下の溝の底に載るので、伸びた分はすべて上へ逃げる形です。資料には、伸びが片側に寄るときは逃げを2倍にする、という注があります¹。同じたわみで高さ495mmを計算すると、のみ込み代は4.14mm、片側に寄せた逃げは1.73mmです。モデルの上の溝では、のみ込み代が5.05mm、底までが3.95mm残っていて、どちらも足ります。

なぜ逃げが必要なのかは、伸びを比べると分かります。高さ509mmの板は、温度が50℃上がると1.78mm伸びます。同じ長さのアルミなら0.59mmなので、枠が一緒に温まっても1.20mmの差が残ります。資料にあるポリカエースの線膨張係数は6.5×10⁻⁵/℃（20〜120℃）で、計算には、資料がポリカーボネート板構造設計基準に合わせて使う7×10⁻⁵/℃を使います。同じ資料が取付枠のアルミサッシに使う2.3×10⁻⁵/℃の約3倍です¹。使う場所の温度差が50℃に届くかは、客先に確認する項目です。

短辺を変えて計算したのが次のグラフです。伸びを両側に逃がせる幅の向きは赤の線、伸びが上に寄る高さの向きは青の線で読みます。それぞれの線が、黒い横線の9mmを越える短辺を見てください。

深さ9mmの溝で収まる短辺は、伸びを両側に逃がせれば462mm、片側に寄るなら424mmまでです。注意が必要なのは、作業台の正面にある540×495mmの開口が、この範囲を外れることです。高さは左右の枠と同じ495mmでも、幅が540mmに広がると、短辺は高さのほうに移ります。高さの向きは伸びが上に寄るので、青の線で読みます。495mmでは10.50mmが必要で、溝の深さを1.5mm超えてしまいます。幅540mmの側は、たわみを同じく495mmの15分の1と置くと8.99mmで、ぎりぎり9mmに収まります。

ただ、たわみを短辺の15分の1と置いたのは、建物の板の前提です。資料はこれを、建築基準法の風圧や積雪をかけたときに許されるたわみの上限としていて、計算例の荷重は風圧200kgf/m²（約2kPa）でした¹。装置のカバーがそこまでたわむのは、人が寄りかかったり物が接触したりしたときくらいでしょう。抜ける量ΔXはたわみのほぼ2乗に比例するので、たわみを半分と見れば、幅340mmののみ込み代は6.02mmから1.51mmに減ります。

それでも、短辺が溝の深さで決まる上限（深さ9mmなら、幅の向きで462mm、高さの向きで424mm）を超えるなら、中桟を1本足して開口を分けるほうが確実です。短辺が半分になれば、必要な深さも半分になります。ここでの値はどれも目安で、最終の判断はメーカーの資料と設計基準によります。

外から留めるなら、穴を大きくして端から離す

右の枠は、作業台と同じくL形ブラケットで閉じ、パネルを手前の面に当接させてねじで留めました。パネルを付けるのは枠が閉じたあとで、外すときもねじ8本を抜くだけです。そのかわり、板には穴をあけなければなりません。

穴の寸法には、メーカーの目安があります。住友ベークライトの資料によると、ボルト穴は夏と冬の伸び縮みを見込んで、呼び径に2〜4mm足したルーズホールにします。穴の中心から板の端までは、穴径の2.5倍以上が必要としています⁵。M6に2mm足した8mmの穴なら、端まで20mmが必要な計算です。

ところが30角の溝は、部材の幅のちょうど真ん中にあり、枠の外側の面から15mmしか離れていません。板の端を枠の外形にそろえると、穴から端までも15mmです。15÷2.5で、穴は6mmまで。つまり、M6のねじでは条件を満たせません。モデルでは板を枠より5mmずつ張り出させ、410×565mmとしました。穴を4mm足した10mmにするなら、張り出しは10mm必要です。

穴のクリアランスは足りるでしょうか。板の中心から角のねじまでは321mmです。枠も同じだけ温まるとして、50℃上がったときの差は0.75mmです。8mmの穴にM6のねじなら、クリアランスは片側1mmなので、ねじを穴の中心に置いて締めれば収まり、残りは1 − 0.75 = 0.25mmです。エヌアイシ・オートテックのカタログには、樹脂パネル用のフローティングホルダーについて「温度変化による樹脂板のたわみが、解消されます」とあります⁶。つまり逃げが足りなければ、伸びた板はねじとねじの間で反るのでしょう。

Tナットは、作業台と同じく横桟の分を先入れします。横桟の溝はどの面も両端が脚でふさがるので、パネル用の2個とブラケット用の4個を、横桟を脚のあいだに入れる前に溝へ入れておきます。先入れと後入れの使い分けは、アルミフレームの選び方を見てください。

パネルを交換する日が来るかで決める

並べてみると、落とし込む形は板に穴がなく、ねじの頭も出ないぶん、見た目がすっきりします。外から留める形は、枠を閉じたあとでも着脱が自由です。

ただ、差がはっきり出るのは、パネルを交換する日です。左の枠では、上の横桟を外さないと板が抜けません。しかも作業台に組み込むと、上の横桟の上には天板が載ります。作業台のモデルでは、天板の皿ボルト6本のうち1本ずつが、左右の上の横桟に入っていました。傷んだ1枚を交換するために、天板から外すことになるわけです。

中間の方法もあります。エヌアイシ・オートテックのパネルホルダーは、溝に差し込んで板を挟んで保持する部品で、カタログの取付方法の図も、枠を先に組んでからホルダーとパネルを入れる順です⁷。

透明な板で中を見たい面、汚れて交換することが多い面、点検のたびに開ける面。どの面にどの付け方を使うかは、角の連結方法より先に、客先と決めておきます。落とし込むと決めた面だけは、内角のL形ブラケットが使えず、パネルが最後の横桟より先に入るからです。

2026年11月9日 更新：パネルの寸法と溝・ねじ穴のクリアランス、組立の順番を中心に、業界の用語で構成と表現を書き直しました。

注

1. 住友ベークライト「ポリカエース 技術資料（物性・設計・施工・加工）」（TECHNICAL SERVICE NOTE、2021年8月）。p.2の表1とp.6（線膨張係数。20〜120℃で6.5×10⁻⁵/℃）、p.58（3-5 サッシ固定。のみ込み代と膨張クリアランスの早見表。たわみが短辺の15分の1、温度差50℃の前提と、伸びが片側に偏るときは2倍にする注）、p.59（取付枠のアルミサッシの線膨張係数2.3×10⁻⁵）、p.62（4-2 サッシなどを利用するのみ込み施工。板の寸法とサッシ深さの決め方）、p.88〜89（たわみの計算例。風圧力200kgf/m²、許容たわみは短辺の15分の1）、p.94（7-2-1 サッシ深さの式と計算例。ポリカーボネート板構造設計基準に合わせて7×10⁻⁵で計算するとしています）を参照しました。ページ番号は紙面の番号です。2026年10月31日に確認。 ↩ ↩ ↩ ↩ ↩ ↩

2. エヌアイシ・オートテック「アルファフレームシステム総合カタログ 2027/2028」p.264のフェースストライプ。M6シリーズ用（FS2-06）は溝カバーと5mmパネルの取付用、M4シリーズ用（FS2-04）は溝カバーと3mmパネルの取付用とされ、取付例では板の縁にかぶせて溝に差し込んでいます。同社のM6シリーズは基準の外形が30mm、M4シリーズは20mmです（p.21の規格寸法）。2026年10月31日に確認。 ↩

3. ミスミ「商品特長・選び方（ジョイント・ブラケット・ナット）」のブラインドジョイントとボルトの項と、「よくある質問」の接続方法の項。2026年10月31日に確認。 ↩ ↩

4. エヌアイシ・オートテックの同カタログp.24「フレームの基本ジョイント」。エンドコネクタ連結と、座グリ・タップ追加工連結の項を参照しました。2026年10月31日に確認。 ↩

5. 住友ベークライトの同資料p.60「3-6 ボルト固定」のボルト穴の大きさと位置。2026年10月31日に確認。 ↩

6. エヌアイシ・オートテックの同カタログp.273のフローティングホルダー。2026年10月31日に確認。 ↩

7. エヌアイシ・オートテックの同カタログp.260〜261のパネルホルダーの取付方法。2026年10月31日に確認。 ↩