パンチングメタルは“穴の配列”で決まる──開口率・骨幅・ひずみ、外装と内装で選ぶ勘所

丸穴が千鳥状に並んだパンチングメタルの外装スクリーンに、柔らかな光が透ける建物の外観 アルミ

外装のスクリーン、手すりのパネル、天井の有孔板。
パンチングメタルは、金属建材のなかでも「意匠」と「機能」を同時に担う材料である。

ただ、カタログで穴径を選ぶだけでは、狙った見え方にならないことが多い。
同じ穴径でも、ピッチと配列が変われば、透け方も強度も別物になる。

本稿では、パンチングメタルを建材として選ぶときに押さえたい「開口率」「骨幅」「ひずみ」の考え方を整理する。


パンチングメタルは「穴径・ピッチ・配列」の3点で決まる

パンチングメタルは、金属板に金型で穴を連続して打ち抜いた板である。
仕様を決める要素は、主に次の3つ。

・穴径(D):丸穴の直径
・ピッチ(P):隣り合う穴の中心間の距離
・配列:60°千鳥、90°並列(角並び)など

建築でよく見かけるのは、穴を互い違いに並べた60°千鳥である。
同じピッチなら穴を最も密に並べられ、方向による見え方の差も出にくい。

材質は、アルミ・ステンレス・スチールが中心だ。
アルミは軽さと加工性、ステンレスは耐食性と質感、スチールはコストと強度、という使い分けになる。

👉 図面に「パンチング φ5」とだけ書くと、ピッチと配列はメーカー任せになる。
意匠上の狙いがあるなら、D・P・配列の3点をセットで指定するのが基本である。


開口率は「(D/P)²」で効く──穴径より“比率”が支配する

透け具合、通風、光の通り方を左右するのが開口率(板の面積に対する穴の面積の割合)である。

丸穴の場合、開口率は次の式で求められる(Metalex)。

・60°千鳥:開口率(%)≒ 90.7 ×(D/P)²
・90°並列:開口率(%)≒ 78.5 ×(D/P)²

※係数は幾何計算による値(本誌計算)。資料によっては90.5など丸めた係数が使われる。

ポイントは、穴径そのものではなく、D/Pの比率の2乗で効くことだ。
穴径とピッチを同じ比率で大きくしても、開口率は変わらない。
ただし、穴の大きさの見え方に加え、板厚との関係によって剛性や加工性も変わる。

代表的な組み合わせで比べると、次のようになる(本誌計算)。

穴径D×ピッチP(mm)60°千鳥の開口率90°並列の開口率骨幅(P−D)
φ3×P5約32.6%約28.3%2mm
φ5×P8約35.4%約30.7%3mm
φ6×P8約51.0%約44.2%2mm
φ10×P15約40.3%約34.9%5mm

メーカーのカタログでも、φ3×P5の60°千鳥は開口率32.6%と示されている(安田・アシバネ パンチングシリーズ)。

✔ φ3×P5とφ6×P8は、穴径が2倍でも骨幅は同じ2mm。開口率は約33%から約51%へ大きく上がる
✔ 同じD・Pなら、60°千鳥の開口率は90°並列の約1.15倍になる(90.7÷78.5)


「骨幅」と板厚の関係──打ち抜けない組み合わせがある

穴と穴の間に残る部分を骨(バー)と呼ぶ。
60°千鳥・90°並列とも、骨幅の最小値はおおむね「P−D」になる。

骨幅は、強度と加工性の両方に関わる。

・骨が細いほど開口率は上がるが、板の剛性は落ちる
・打ち抜きの際に骨が引っ張られ、ひずみ・反りが出やすくなる
・板厚に対して穴径や骨幅が小さすぎると、そもそも打ち抜けない

メーカー資料でも、板厚より小さい穴径や、板厚より細い骨幅になる組み合わせは加工できない例として挙げられている(安田・アシバネ パンチングシリーズ)。

👉 目安として、「穴径も骨幅も板厚以上」を出発点に考えるとよい。
外装で板厚を上げたいときは、穴径とピッチも合わせて見直す必要がある。


平らに見せるには──ひずみ・端部・加工順序の勘所

パンチングメタルは、打ち抜いたあとに板が波打ったり反ったりしやすい。
メーカーも、製品寸法や板厚によってひずみ・反り・バリが出る場合があるとしている(安田・アシバネ パンチングシリーズ)。

建材として大きな面で使う場合、次の点を設計段階で詰めておきたい。

・レベラー(矯正)の有無:仕上がりの平滑さを左右する
・無孔部(ブランク)の取り方:周囲に穴のない縁を残すと、曲げや留め付けがしやすく、剛性も上がる
・穴の割付:端部で穴が半分に切れる「半端穴」をどう扱うか。見付けに出る部分は特に指定が必要
・曲げ加工の位置:穴の列を曲げ線がまたぐと、折れ方が不揃いになりやすい
・表面処理の順序:スチールは、穴あけ後にめっき・塗装する方法と、表面処理済みの鋼板を打ち抜く方法がある。後者は切断面・穴の内面が無処理になるため、防食に注意したい

✔ 大判で使うほど、パネルの裏に補強材や下地を当てる設計が効いてくる
✔ 目地や留め付けの位置と穴の割付を、同じ図面で合わせておくと仕上がりが揃う


外装と内装で、効かせる性能が違う

外装:通風・日射・視線のバランス

外装スクリーンや手すりパネルでは、開口率が通風、日射の遮り方、外からの見え方を左右する。

・開口率が高いほど風は抜けるが、目隠し効果は弱まる
・内外の明るさに差がある場合、明るい側から暗い側は見えにくく、暗い側から明るい側は見えやすい傾向がある。昼と夜では見え方が変わる
・風を受ける外装材として、開口率に応じた風荷重を考慮し、下地・留め付けを検討する
・水平に近い面では、穴に水やごみがたまりにくい納まりにする

👉 材質は、沿岸部や汚れが付きやすい場所ほど、アルミの陽極酸化・塗装や、ステンレスの鋼種選びが重要になる。

内装:吸音と照明の見え方

天井や壁の有孔板は、背後に空気層や吸音材を組み合わせることで吸音材として働く。
金属板そのものが音を吸うわけではない点に注意したい。

・吸音特性は、開口率・穴径・背後空気層の厚さ・吸音材の組み合わせで変わる
・照明を背面に仕込むと、穴の配列がそのまま光の模様になる。配列の向きや割付が意匠に直結する
・空調の吹出し・吸込みにかかる部分は、開口率によって風量への影響を確認する


パンチングか、エキスパンドか

穴のあいた金属板には、パンチングメタルのほかにエキスパンドメタルもある。
エキスパンドメタルは、板に切れ目を入れて引き延ばし、網目状にしたものだ。

・パンチングメタル:穴の形・配列の自由度が高く、面がフラット。無孔部を残すなど、意匠のコントロールがしやすい
・エキスパンドメタル:網目が斜めに立ち上がるため、見る角度で透け方が変わる。打ち抜きくずが出ない製法

👉 「正面から均一に見せたい」ならパンチング、「角度で表情を変えたい」ならエキスパンド、というのが一つの考え方である。


まとめ

パンチングメタルの選定は、穴径を選ぶ作業ではない。
穴径・ピッチ・配列をセットで決め、開口率と骨幅を確かめる作業である。

・開口率は(D/P)²に比例する。60°千鳥は約90.7×(D/P)²、90°並列は約78.5×(D/P)²(%)
・骨幅(P−D)と穴径は、板厚以上を出発点にする
・大判では、ひずみ・無孔部・割付・加工順序を設計段階で詰める
・外装は通風・日射・視線、内装は吸音・照明の見え方で開口率を選ぶ

見た目の印象だけで穴を選ぶと、反りや透けすぎといった問題が現場で表に出る。
図面の段階で「数値で」指定しておくことが、仕上がりを揃えるいちばんの近道である。

出典

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