JP7161718B2 - パネル取り付け部材 - Google Patents

Description

本発明は建造物躯体に取り付けるパネルの取り付け部材に関する。

建造物壁面に外壁パネルを取り付ける工法として、最も一般的な方法は、建造物躯体に設けられた架材（縦・横架材）にビス等の留め具を用いてパネルを取り付け、固定する方法である。
しかしながら、上記方法では、パネル本体の重量を留め具が負担せねばならず、結果として、多数の留め具を要し、工期が長くなるという問題があった。同時にパネル固定作業完了までの間、パネルを所定の位置に保持しなければならない難点があった。
上記難点を克服する方法として、特開２００８－１２７９２７号公報（以下、特許文献１）には、建物躯体に設けられた横架材に、その横架材の長尺方向に延びる起立板部よりなる凸状案内レールを設け、他方、取り付けパネルの上端部に上記凸状案内レールに引っ掛けられるハンガーを設けることを特徴とする外壁パネル固定建物及び該建物の建築方法が開示されている。特許文献１の方法は、横架材の案内レールにハンガーを引っ掛けた後は、パネルの縦方向の位置はハンガーにより固定される。この結果、作業者はパネルを支える動作から解放され、かつ、横架材の案内レールに沿いパネルを水平方向にスライド移動させることができる。このため、建物躯体の横方向に複数のパネルを取り付けるのに適していた。なお特許文献１では、パネルの水平方向の位置決めをしたのちパネルを横架材に固定する具体的方法として、パネルを支えるハンガーと起立板部とを横方向に貫通するボルトにより固定する方法を提案している（同公報［請求項４］, 段落［００１５］,［００５１］,［００５２］）。

特開２００８－１２７９２７号公報

しかしながら、特許文献１が開示している横架材へのパネルの取り付け工法、つまり、
パネルを支えるハンガーと横架材（起立板部）とに、あらかじめ貫通孔を設け、両者を貫通するボルトにて固定する方法では、建物躯体の横方向に多数のパネルを取り付ける場合に以下の問題が生じやすいことが判明した。
すなわち、上記取り付け方法では、ハンガーと横架材（起立板部）の両者の貫通孔の位置に狂い（誤差）が生じるとボルトが通らなくなるという問題である。この問題はパネルの数が増すに貫通孔位置の誤差が累積するため、一層顕著となる。

そこで本発明者は、相互に固定する部材の貫通孔の位置の狂い（誤差）に影響されず、効率よくパネルを取り付けられる「パネル取り付け部材」を開発するべく鋭意検討を進めた。
その結果、パネル取り付け部を、各々アルミ系押出品よりなるハンガー材と横架材にて構成し、ハンガー材と横架材の各々に、ハンガー材と横架材とが互いにスライド移動できる係合部を設け、かつ、横架材の天面と底面に特定構造の溝を設けることにより、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。

以下、本発明のパネル取り付け部材について詳細に説明する。
本発明のパネル取り付け部材は、建造物躯体横方向にブラケットに締結される横架材と、パネルと締結するハンガー材より構成される。

上記の横架材とハンガー材は、共にアルミ系材料の押出品（以下、アルミ系押出品の略称を用いる。）より形成される。ここで、アルミ系材料とは、アルミニウムのほかアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金を含む意である。アルミ系押出品を採用することにより、横架材とハンガー材は軽量性と機械強度（特に剛性）を兼ね備え、かつ、パネル取り付けに要求される高度の寸法精度をも具備する。
本発明にて、上記横架材とハンガー材はともに押出品であるので、その特性と機能は、押出方向（側面方向）の断面形状により大きく特徴づけられる。
以下、本発明の「パネル取り付け部材」を構成する「横架材」及び「ハンガー材」について、その断面形状をもとに説明する。

＜横架材＞
横架材は、側面視断面が略矩形状のアルミ系中空押出品で形成されている。ここで、本横架材は天面と底面と両側面にておおむね矩形状の外形が画されているが、後記するように、その天面及び底面より横架材本体内側に向け溝が形成されているため、「略矩形状」の用語を用いた。
本発明にて、横架材は、その側面幅方向に、順に、各々前記横架材の長さ方向に延びる、i)対ハンガー材係合部と、ii)第一の凹状溝と、iii)第二の凹状溝を備えている。対ハンガー材係合部と、第一の凹状溝と、第二の凹状溝とを、この順で設ける理由及びその効果については後記する。
対ハンガー材係合部は、後述するハンガー材に設けられる「対横架材係合部」と係合する。
対ハンガー材係合部は、横架材の、天面より突設するリブ、及び／又は天面より内側にくぼんだ溝よりなっている。
また、第一の凹状溝は、横架材の天面より横架材本体内側に垂直にくぼんだ開口部上向き溝であり、他方、第二の凹状溝は、横架材の底面より横架材本体内側にくぼんだ開口部下向きの溝である。さらに、第一の凹状溝はその最深部に至る中途で、横架材幅方向にくぼみ、かつ互いに向き合う一対の横溝（第一の横溝）を備えている。同様に、第二の凹状溝もその最深部に至る中途で、横架材幅方向にくぼみ、かつ互いに向き合う一対の横溝（第二の横溝）を備えている。当該横溝は、留め具として用いられるナットを載置する左右一対のナット載置面を形成する。
上記第一の凹状溝はハンガー材との締結に、第二の凹状溝はブラケットとの締結に関与する。

＜ハンガー材＞
ハンガー材は、アルミ系押出品で形成されている。
さらに詳細には、ハンガー材は、各々の端縁にて垂直に交差する、パネルと当接する垂直板部と、横架材と当接する水平板部を備えている。さらにハンガー材は、上記横架材が備える対ハンガー材係合部に対応して係合する対横架材係合部を備えている。対ハンガー材係合部と対横架材係合部とが係合することにより、ハンガー材は横架材の長さ方向にスライド移動できる。
上記の水平板部は、その断面垂直方向に少なくとも一つの貫通孔（以後、水平板部貫通孔と称する。）を備えている。ハンガー材と横架材とは、水平板部より水平板部貫通孔を通って横架材の天面の第一の凹状溝に至るボルトと、上記第一の横溝に配されるナットにより締結される。

＜パネル＞
本発明のパネル取り付け部材により取り付けられるパネルの構造に特に制約はないが、軽量性、強度、寸法精度の観点から、アルミ系押出品（中空押出品を含む）のパネルであることが好ましい。
また、定法に従い、パネルの側端部に凸状係合部と凹状係合部を設ければ、パネル間に隙間が生じることなくパネルを取り付けられる。

本発明のパネル取り付け部材は、ハンガー材と横架材とを固定するに際して、ハンガー材の水平板部に貫通孔（水平板部貫通孔）を設け、他方横架材の天面側には貫通孔に代えて左右一対の横溝を備える凹状溝を設けた。水平板部貫通孔より凹状溝に至るボルトと、凹状溝が備える横溝に配したナットにて締結する方式の採用により、貫通孔同士の位置ずれの問題が本質的に解消される。
また、ボルトとナットとを互いに外れない程度に緩く締めておけば、パネルは横架材に沿って、所望の位置にスライド移動できるので、多数のパネルを取り付ける現場では、横架材の端より、ハンガー材取り付け完了のパネルを一枚ずつ順に横架材に載架し、横架材に沿って、順次水平方向に所定位置までスライド移動することが出来るので、効率よく、多数パネルを取り付けることができる。
また横架材はその底面に、天面の第一の凹状溝と同様の構造になる第二の凹状溝を備えているため、当該横架材と既設のブラケットとを、ボルトとナットにて締結するに際しても、貫通孔同士の位置ずれの問題は生じない。また上記と同様の理由で、ボルトとナットを緩めに締めて置けば、横架材はブラケット水平方向にスライド移動できるため、互いの位置合わせを容易に行うことができる。
以上、本発明のパネル取り付け部材に依れば、横架材のブラケットへの取り付けより始めて、ハンガー材のパネルへの取り付け、ハンガー材を介してのパネルの横架材への取り付けに至る一連の工程が、従来の工法と比較して、はるかに簡略化されたものとなる。

本発明のパネル取り付け部材の一実施態様によるパネル取り付けの概要を示す図である。 図１のa-a’方向の部分断面図である。 第一の凹状溝の中心線と第二の凹状溝の中心線の位置関係を示す図である。 横架材の一態様の斜視図である。 図４に示す横架材のa-a’方向断面図である。 図４に示す横架材と係合するハンガー材の一態様を示す図である。 図６に示すハンガー材のa-a’方向断面図である。 本発明のパネル取り付け部材により、パネルを取り付ける手順の概要を示す図である。 図８の手順の詳細図である。 「取り付け手準別法」の概要を示す図である。

以下、本発明のパネル取り付け部材について図面を参照し説明する。
本発明のパネル取り付け部材1は、建造物躯体外側に延設されるブラケット7に固定される横架材2とその天面2aに載架され締結されるハンガー材3よりなる（図１，２）。実際のハンガー取り付け工事に際しては、あらかじめ、ハンガー材3は所定の留め具4にてパネルに取り付け固定され、横架材2はボルト7aとナット7bにてブラケット7に取り付けられる（図２，８）。

横架材2は、アルミ系中空押出品よりなっている。図４，５に示すように、横架材2はその天面2aと底面2bと両側面により、側面視にて略矩形状に画されている。より詳細には、横架材2は、そのパネル側側面2cよりその幅方向（x’よりxに向かう方向）に、順に、対ハンガー材係合部21、第一の凹状溝22、そして第二の凹状溝23が、各々、横架材2の長さ方向（図４中のy-y’方向）に沿って形成されている（図４，５）。

対ハンガー材係合部21は、横架材2の天面2aより突設するリブ、又は横架材2の天面2aより横架材本体内側にくぼんだ溝よりなっている。本発明においては、これらのリブ又は溝が二以上の列から成っている方が、後記するハンガー材3を横架材2に載架したときの安定性が増すのでより好ましい。図５にて、対ハンガー材係合部21は、天面2aより横架材本体内側にくぼんだ一列の溝にて形成されている態様を示す。なお、対ハンガー材係合部21は、天面2aの上を後記のハンガー材3がスライド移動するのを妨げないよう、横架材2のパネル側側面2cの上方又はその近傍に設けられる（図５）。

次に、横架材2は、その天面2aより横架材本体内側に垂直にくぼむ開口部上向きの溝よりなる第一の凹状溝22を備える（図３，４，５）。第一の凹状溝22には、その溝の最深部に至る中途で、横架材幅方向(x-x’)にくぼみ、かつ互いに向き合う左右一対の第一の横溝22bが形成されている。第一の横溝22bの形成により、第一の凹状溝22近傍の天面には左右一対の第一のリブ22aが形成される。また、第一の横溝22bを画する下方の面は左右一対の第一のナット載置面22fを構成する（図５）。
後記するが、横架材2が第一の凹状溝22を備えることにより、横架材2とハンガー材3とは、ボルトとナットにより、容易に締結できるようになる。

横架材2は、さらに、その底面2bより横架材本体内側にくぼんだ開口部下向きの溝よりなる第二の凹状溝23を備えている（図３，４，５）。第一の凹状溝22と同様に、第二の凹状溝23も、その溝の最深部に至る中途で、横架材幅方向(x-x’)にくぼみ、かつ互いに向き合う左右一対の第二の横溝23bが形成されている。第二の横溝23bの形成により、底面2bのうち第二の凹状溝23の近傍には左右一対の第二のリブ23aが形成される。また、第二の横溝23bを画する下方の面は左右一対の第二のナット載置面23fを構成する（図５）。
後記するが、横架材2が第二の凹状溝23を備えることにより、横架材2とブラケット7とは、ボルトとナットにより、容易に締結できるようになる。
横架材は、一般には、パネル一枚縦方向に上下二段に設けられるが、必要に応じ多段に設けることもできる。

ハンガー材3（図６，７）は、アルミ系押出品で形成されている。
さらに詳細には、ハンガー材3は、各々の端縁にて垂直に交差する、パネルと当接する垂直板部32と横架材と当接する水平板部31を備えている（図６，７）。さらにハンガー材3は、上記横架材2が備える対ハンガー材係合部21と係合し、それによりハンガー材3が横架材2の長さ方向（y-y’方向）にスライド移動できる対横架材係合部33を備えている（図６，７）。対横架材係合部33は、上記横架材2が備える対ハンガー材係合部21を挟むリブ列で構成されている方が、横架材2に載架されるハンガー材3がずれ落ちるのが抑止され、好ましい（図６，７）。
水平板部31は、断面垂直方向に少なくとも一つの水平板部貫通孔34を備えている（図６，７）。当然のことながら、ハンガー材3と横架材2とが係合したとき、水平板部貫通孔34の中心線Lc3は横架材2の第一の凹状溝22の中心線Lc1と重なるように設計される（図３，７）。
なお、水平板部貫通孔34は、一般には円孔であるが、必要に応じ、ハンガー材長さ方向（y-y’）に長い長孔としてもよい。長孔とするメリットについては後記＜取り付け手順＞の項目にて述べる。

横架材2の寸法はパネル重量、パネル寸法に応じ適宜調整されるが、幅（x-x’方向寸法）は１０～４０ｃｍの範囲が好ましい。また、高さ（z-z’方向寸法）は幅の０．５～０．８倍であるのが好ましい。長さ（y-y’方向寸法）は、現場への搬入の妨げとならない範囲で適宜選択できる。一般には５～３０ｍの範囲であるがこの範囲に制約されない。また、横架材2の個々の部位の断面厚さは、一般には２～１０ｍｍの範囲であるがこの範囲に制約されない。
他方、ハンガー材3の寸法は、幅（x-x’方向寸法）は横架材2の幅の０．５～１．０倍、高さ（z-z’方向寸法）は８～１５ｃｍの範囲が好ましいがこの範囲に制約されない。長さ（y-y’方向寸法）は５～１５ｃｍの範囲が好ましいがこの範囲に制約されない。

また、スライド移動時の摩擦力を低減するべく、対ハンガー材係合部の端部21aと対横架材係合部の端部33aを、側面断面視にて凸状円弧、又は凸状楕円弧としてもよい（図５，７）。

なお、アルミ系材料の押出品よりなる横架材2及びハンガー材3を、陽極酸化皮膜処理又は陽極酸化塗装複合皮膜処理を施すことにより、摩擦係数が小さくなり、パネルをスムースにスライド移動できる予想外の効果を本発明者は見出した。

＜取り付け手順＞
本発明のパネル取り付け部材1によるパネル5の取り付けは、以下の手順による（図２，８，９）。
イ）水平板部31が水平を保つ態様にて、ハンガー材3をパネル5の所望の位置に留め具4にて締結する。留め具4はボルト／ナットなどの公知のものを用いることができる（図９）。
ロ）他方、横架材2を建造物躯体6より突設のブラケット7に取り付け固定する。具体的には、ブラケット横板71の貫通孔（図示していない）下からのボルト7aと、第二のナット載置面23f（図５）に載置したナット7bにて第二のリブ23aを挟むように固定される（図５，８）。ナット7bは第二のナット載置面23fの上の任意の位置にスライド移動できるので、ボルト7aとの位置合わせは極めて容易に行える。
ハ）次いで、パネル締結済みのハンガー材3をブラケット7に固定済みの横架材2の上に、ハンガー材3の係合部（対横架材係合部33）と横架材2の係合部（対ハンガー材係合部21）とが互いに係合するよう載架する。
ニ）パネル5を横架材長さ方向（y-y’）の所定の位置まで水平にスライド移動する。
ホ）次いで、ボルト4aとナット4bにて固く締め、ハンガー材3と横架材2を固定する（図２，３，８）。このとき、ナット4bは第一のナット載置面22f上にて横架材長さ方向（y-y’）に丁度ボルト4aと合流する位置にあらねばならないが、第一の凹状溝22をなぞる棒状の治具にてナット4bを第一のナット載置面22fの上をスライド移動できるので、上記位置合わせを容易に行える。
なお、水平板部貫通孔34が長孔の場合は、上記の位置合わせが更に容易となる。
ヘ）ハ）～ホ）のステップを繰り返し、順次複数のパネルを取り付ける。

ここで、第一の凹状溝22及び第二の凹状溝23は、横架材2のパネル側側面2cよりその幅方向（x’よりxに向かう方向）に、第一の凹状溝22、次いで、第二の凹状溝23の順に設けられている（図３，５）。図３において、支点Pを通る垂線Lpと第一の凹状溝22の中心線Lc1との間の距離D1と、支点Pを通る垂線Lpと第二の凹状溝23の中心線Lc2との間の距離D2とでは、D2の方が常に大きい（図３）。この結果、テコの原理により、パネル重量を支えるボルト7aとナット7bにかかる負荷が低減され、横架材2は、より安定にパネル5を支えることができる。

なお上記手順の別法（以下、「取り付け手準別法」と称することが有る。）も採用できる（図３，１０）。
すなわち、
イ）水平板部31が水平を保つ態様にて、ハンガー材3をパネル5の所望の位置に留め具4にて固定する。
ロ）他方、横架材2を建造物躯体6より突設のブラケット7に取り付け固定する。
ハ）水平板部貫通孔34の上方からボルト4aを通し、水平板部貫通孔34下方からナット4bにてボルト4aと仮締めする。この際、ボルト4aとナット4bとの間隔は、その間に水平板部31と第一のリブ22aを重ねた厚さがほぼ収まるように調整しておく。
ニ）次いで、水平板部31とナット4bとが第一のリブ22aを挟み、かつ、ナット4bが第一の横溝22bに収まるよう、ハンガー材3の垂直方向（z-z’）及び横架材幅方向（x-x’）の位置を定める。次いで、ハンガー材3を横架材2の横方向より水平にスライド移動して横架材2に載架する。この際、ナット4bは第一の横溝22bにスムースに収まりやすい六角ナットとしてもよい。
ホ）パネル5を横架材長さ方向（y-y’）の所定の位置まで移動する（この際、ナット4bとボルト4aとを仮締めしてあるので両者は外れることなく、ハンガー材3に追随する）。
ヘ）パネル5を所望の位置に移動したのち、ボルト4aとナット4bにて固く締め、ハンガー材3と横架材2を固定する。
ト）ハ）～ヘ）のステップを繰り返し、順次複数パネルを取り付ける。
この「取り付け手準別法」によれば、ハンガー材3の横架材2への載架時及びその後のスライド移動時にパネルが落下する危険性がほぼ解消される。

本発明のパネル取り付け部材は、一般の建物のほか土木建造物の外壁仕上げにも使用できる。工期短縮ができるので、作業が夜間に限られる地下鉄の駅構内の外壁取り付け工事その他に特に適している。

1 パネル取り付け部材
2 横架材
2a 天面
2b 底面
2c パネル側側面
21 対ハンガー材係合部
21a 対ハンガー材係合部の端部
22 第一の凹状溝
22a 第一のリブ
22b 第一の横溝
22f 第一のナット載置面
23 第二の凹状溝
23a 第二のリブ
23b 第二の横溝
23f 第二のナット載置面
3 ハンガー材
31 水平板部
32 垂直板部
33 対横架材係合部
33a 対横架材係合部の端部
34 水平板部貫通孔
4 留め具
4a ボルト
4b ナット
5 パネル
51 パネル係合部
6 建造物躯体
7 ブラケット
71 ブラケット横板
7a ボルト
7b ナット
P 支点
Lc1 第一の凹状溝の中心線
Lc2 第二の凹状溝の中心線
Lc3 水平板部貫通孔の中心線
Lp 側面視にてPをとおる垂線
D1 垂線Lpと第一の凹状溝22の中心線Lc1との間の距離
D2 垂線Lpと第二の凹状溝23の中心線Lc2との間の距離
x-x’ 横架材幅方向、ハンガー材幅方向
y-y’ 横架材長さ方向、ハンガー材長さ方向
z-z’ 垂直方向、横架材高さ方向、ハンガー材高さ方向

Claims (4)

1. パネルを建造物躯体に取り付けるパネル取り付け部材であって、
   前記パネル取り付け部材は、建造物躯体より突設されるブラケットに固定される横架材と、パネルに係合するハンガー材とよりなり、
   前記横架材は、側面視断面が略矩形状のアルミ系中空押出品で形成されており、
   かつ、前記横架材は、側面幅方向に、順に、各々前記横架材の長さ方向に延びる、対ハンガー材係合部と、第一の凹状溝と、第二の凹状溝と、を備えており、
   前記対ハンガー材係合部は、前記横架材の天面より突設するリブ、及び／又は前記横架材の天面より横架材本体内側にくぼんだ溝よりなり、
   前記第一の凹状溝は、前記横架材の天面より横架材本体内側垂直にくぼんだ開口部上向き溝であって、かつ前記開口部上向き溝がその最深部に至る中途で、前記横架材の幅方向にくぼみ互いに向き合う一対の第一の横溝が形成されており、
   前記第二の凹状溝は、前記横架材の底面より横架材本体内側垂直にくぼんだ開口部下向き溝であって、かつ前記開口部下向き溝がその最深部に至る中途で、前記横架材幅方向にくぼむ互いに向き合う一対の第二の横溝が形成されており、
   前記ハンガー材は、アルミ系押出品で形成されており、
   かつ、前記ハンガー材は、
   互いに各々の端縁にて垂直に交差し、前記パネルと当接する垂直板部と前記横架材と当接する水平板部と、
   前記対ハンガー材係合部と係合し、かつ、前記ハンガー材が前記横架材の長さ方向にスライド移動できる対横架材係合部と、を備え、
   前記水平板部は、断面垂直方向に少なくとも一つの水平板部貫通孔を備え、
   前記横架材は、前記ブラケットに設けられた貫通孔下より上方へ前記第二の凹状溝に至るボルトと前記第二の横溝に配されるナットにより締結され、
   前記ハンガー材と前記横架材とは、前記ハンガー材より前記水平板部貫通孔を通って前記第一の凹状溝に至るボルトと、前記第一の横溝に配されるナットにより締結される、
   ことを特徴とするパネル取り付け部材。
2. 前記貫通孔が前記ハンガー材の長さ方向に長い長孔である、請求項１に記載のパネル取り付け部材。
3. 前記対ハンガー材係合部の端部及び対横架材係合部の端部は、前記ハンガー材の側面断面視にて凸状円弧又は凸状楕円弧である、請求項１又は２のいずれかに記載のパネル取り付け部材。
4. 前記ハンガー材及び前記横架材がともに陽極酸化皮膜処理又は陽極酸化塗装複合皮膜処理を施したものである、請求項１～３のいずれかに記載のパネル取り付け部材。
   
   

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