JP2019039244A - 外装部材取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】建物側面の被取付部に対して外装部材をボルト締結により取り付ける場合において、建物の経年変動等に影響されることなく建物側面に対して外装部材を簡単且つ安定して取り付けることができる技術を提供する。
【解決手段】ナット２２，２３を、ボルト２１に螺合される第１ナット２２と、当該第１ナット２２に続いてボルトに螺合される第２ナット２３からなるダブルナットとすると共に、第２ナット２３を、追い側にプリベリングトルク発生用のフリクション片２４ａを有するプリベリングトルク形戻り止めナットとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、建物側面の被取付部に取り付けられる外装部材及び前記被取付部のうちの一方側から延出して他方側のボルト挿通孔に挿通されたボルトにナットを螺合させて、前記外装部材を前記被取付部に取り付ける外装部材取付方法に関する。

建物側面の被取付部に対する外装パネルなどの外装部材の取り付けを、一方側から延出して他方側のボルト挿通孔に挿通されたボルトにナットを螺合させる方法（本願では、この方法を「ボルト締結」と呼ぶ場合がある。）により行う場合には、外壁部材の熱伸縮や地震等による層間変位に対して好適な追従性を発揮させるために、ボルト及びナットの座面部の摩擦力を極力小さくして、当該外装部材の面内方向（ボルト軸方向に対して垂直な方向）での変位を好適に許容することが重要となる。
しかしながら、ボルト締結部における座面部での摩擦力を極力小さくするために、ボルトに対するナットの締め付け力を小さく設定すると、外装部材のボルト軸方向での拘束が不十分となり、最悪の場合、風圧等による外装部材の振動やその振動等に起因するナットの緩み等により外装部材が脱落するといった問題が発生する。
また、ボルト締結部におけるナットの緩みを抑制するための従来の方法としては、プリベリングトルク形等の戻り止めナットを採用する方法（例えば、特許文献１を参照。）や、ダブルナットを採用する方法（例えば、特許文献２を参照。）が知られている。

実用新案登録第３１６３７１６号公報 特開２００３−１３８９９７号公報

建物の経年変動等に影響されることなく建物側面に対して外装部材をボルト締結により安定して取り付けるためには、過酷な条件下においてもナットの緩みを略確実に防止することが必要となる。しかしながら、好適な追従性を発揮させつつナットの緩みを防止するための上述した従来の方法では、ナットの緩みを十分に防止できない場合があった。
また、ボルト締結においてダブルナットを採用する場合には、ナットの緩みを防止するために、逆回転法と呼ばれる方法でナットの締め付けを行う必要がある。かかる逆回転法は、ボルトに対して第１ナット及び第２ナットの夫々を規定トルクで締め付けた後に、第２ナットを固定して第１ナットを規定分逆回転させる必要がある。即ち、逆回転法を採用する場合には、第１ナット及び第２ナットの締め付けトルクや第１ナットの逆回転トルク等を管理する必要があり、多くのナットの締め付け作業が必要となる外装部材の取付工事では、作業性が悪化し施工管理が煩雑になるという問題がある。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、建物側面の被取付部に対して外装部材をボルト締結により取り付ける場合において、建物の経年変動等に影響されることなく建物側面に対して外装部材を簡単且つ安定して取り付けることができる技術を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、建物側面の被取付部に取り付けられる外装部材及び前記被取付部のうちの一方側から延出して他方側のボルト挿通孔に挿通されたボルトにナットを螺合させて、前記外装部材を前記被取付部に取り付ける外装部材取付方法であって、
前記ナットを、前記ボルトに螺合される第１ナットと、当該第１ナットに続いて前記ボルトに螺合される第２ナットからなるダブルナットとすると共に、
前記第２ナットを、追い側にプリベリングトルク発生用のフリクション片を有するプリベリングトルク形戻り止めナットとする点にある。

本構成によれば、建物側面の被取付部に対して外装部材をボルト締結により取り付けるにあたり、ボルトに螺合させるナットをダブルナットとすると共に、そのダブルナットの第１ナットは汎用品等としつつ第２ナットをプリベリングトルク形戻り止めナットとすることで、ナットの締め付け作業を簡素化しつつ、ナットの緩みを略確実に防止することができる。よって、建物の経年変動等に影響されることなく建物側面に対して外装部材をボルト締結により簡単且つ安定して固定することができる。
即ち、建物から受ける外装部材の変位等に伴い発生する摩擦力を低減するべく第１ナットを手締め等により弱めに締め付けることで、ナットの締め付け作業を簡素化できる。更に、外壁部材の熱伸縮や層間変位に対して好適な追従性を発揮させるために、ボルト及びナットの座面部の摩擦力を極力小さくして、当該外装部材の面内方向での変位を好適に許容することができる。そして、第２ナットとしてのプリベリングトルク形戻り止めナットが発生するプリベリングトルクにより、ダブルナットの緩みを略確実に防止して、外装部材並びにそれを締結するボルト及びナットの脱落を確実に防止することができる。

本発明の第２特徴構成は、前記ボルトに螺合された前記第１ナットの締め付け力を、前記ボルト挿通孔における前記ボルトの軸心方向への変位を阻止しながら面内方向への変位を許容可能な設定範囲内とする点にある。

本構成によれば、第１ナットを手締め等により弱めに締め付けるなどして、ボルトに螺合された第１ナットの締め付け力を弱めの上記設定範囲内とする。このことで、ボルト挿通孔においてボルトの軸心方向の変位を阻止して、外装部材の当該軸心方向の挙動を確実に拘束することができる。更には、ボルトの直径よりも若干大径のボルト挿通孔においてボルトの面内方向の変位を許容して、ボルトから外装パネルに対して面内方向に無理な応力が加わることを防止することができる。よって、当該応力による外装パネルの損傷を防止することができる。

本発明の第３特徴構成は、前記ボルトに螺合された前記第１ナットの回転を阻止した状態で、前記ボルトに螺合された前記第２ナットを締め付けて、前記ダブルナットによる締結を完了する点にある。

通常のダブルナットでは第２ナットの締め付け時において第１ナットを若干逆回転させる所謂羽交い絞めを行うことで当該ダブルナットの緩み止めを実現するのであるが、本構成によれば、第２ナットがプリベリングトルク形戻り止めナットであることから、第１ナットの回転を阻止した状態で第２ナットを締め付けるだけで、ダブルナットの緩み止めを実現することができる。このことから、ナットの締め付け作業を一層簡素化しながら、外装部材並びにそれを締結するボルト及びナットの脱落を確実に防止することができる。

本発明の第４特徴構成は、前記外装部材が、外装パネルであり、
前記ボルト挿通孔が長孔で形成されている点にある。

本構成によれば、ボルト挿通孔が長孔で形成されているので、外装パネルの熱収縮や層間変位が発生した場合であっても、ボルト挿通孔における外装パネルの面内方向（ボルト軸方向に対して垂直な方向）へのボルトの変位を適切に許容するというような所謂変位追従性を確保することができる。よって、上記面内方向においてボルトが変位した場合でも、上記変位追従性を有することで、そのボルトから外装パネルに対して面内方向に無理な応力が加わることを防止でき、当該応力による外装パネルの損傷を防止することができる。

建物に対する外装パネルのボルトによる取付状態を示す正面図 建物に対する外装パネルの取り付け部の概略構成を示す側面図 建物に対する外装パネルの取り付け部におけるダブルナット部分を示す斜視図 第２ナットのボルトに対する螺合部を示す拡大斜視図

本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
本実施形態の外装部材取付方法は、図１及び図２に示すように、外装パネルＷ（外装部材の一例）を、建物Ｓの側面側に固定されたブラケット５（被取付部の一例）に対して、ボルト締結部２０により取り付ける方法として構成されている。

外装パネルＷは、例えば、図１（ａ）に示すような縦長長方形の板状の部材で構成されており、当該外装パネルＷの複数が、建物Ｓの前面側に並列状態で取り付けられる。
外装パネルＷの建物Ｓに対する取り付けは、例えば当該外装パネルＷの四隅に配置されたボルト締結部２０により行われる。

ボルト締結部２０は、外装パネルＷに固定されたブラケット２と、建物Ｓに固定されたブラケット５とを、ボルト２１及びナット２２，２３により締結する部位として構成されている。
外装パネルＷに固定されるブラケット２は、図２に示すように、外装パネルＷの後面Ｗａに沿って鉛直方向に延出する固定板部２Ａと、当該固定板部２Ａの下端部から後方（図２での右方向）に折り曲げられて水平方向に延出する支持板部２Ｂと、当該支持板部２Ｂの後端部（図２での右方の端部）から上方に折り曲げられて鉛直方向に延出する取付板部２Ｃとからなる略Ｕ字状の金具として構成されている。そして、ブラケット２の固定板部２Ａが、ねじ１により外装パネルＷの後面Ｗａに固定され、その状態で、ブラケット２の取付板部２Ｃが、建物Ｓに固定されたブラケット５に、ボルト２１及びナット２２，２３により取り付けられる。

建物Ｓに固定されたブラケット５は、図２に示すように、建物Ｓに設けられた下向きの取付面Ｓａに沿って水平方向に延出する固定板部５Ａと、当該固定板部５Ａの前端部（図２での左側の端部）から下方に折り曲げられて鉛直方向に延出する取付板部５Ｂと、当該取付板部５Ｂの下端部から前方（図２での左方向）に折り曲げられて水平方向に延出する支持板部５Ｃとからなる略Ｚ字状の金具として構成されている。そして、ブラケット５の固定板部５Ａが、ねじ４により建物Ｓの取付面Ｓａに固定され、その状態で、ブラケット５の取付板部５Ｂに、外装パネルＷに固定されたブラケット２が、ボルト２１及びナット２２，２３により取り付けられる。

ブラケット２の支持板部２Ｂには、ボルト１１が、ねじ部１１ａの先端を下方に突出させた状態で、ナット１２，１３により固定されている。そして、そのボルト１１のねじ部１１ａの先端が、ブラケット５の支持板部５Ｃの上面に当接している。
即ち、支持板部２Ｂにおいて、ナット１２，１３によるボルト１１の鉛直方向の固定位置を変更する形態で、当該ボルト１１のねじ部１１ａの下方への突出量を調整することができる。これにより、建物Ｓ側に固定されたブラケット５に対して、外装パネルＷ側に固定されたブラケット２を取り付けるにあたり、ボルト１１の突出量を調整する形態で、当該ブラケット２の上下位置を容易に調整することができる。

ボルト締結部２０は、建物Ｓに固定されたブラケット５の取付板部５Ｂの前面に、外装パネルＷに固定されたブラケット２の取付板部２Ｃの後面を当接させた状態で、当該ブラケット５に当該ブラケット２を取り付けるものとして構成されている。
詳しくは、図２及び図３に示すように、取付板部２Ｃに形成された丸孔状のボルト挿通孔２Ｃａと取付板部５Ｂに形成された上下に延出する長孔状のボルト挿通孔５Ｂａとに前方側からボルト２１を挿通させ、そのボルト２１に後方側からナット２２，２３を螺合させることで、ボルト締結部２０によるブラケット５とブラケット２との締結が行われる。

このボルト締結部２０では、ナット２２，２３が、ボルト２１に螺合される第１ナット２２と、当該第１ナット２２に続いてボルト２１に螺合される第２ナット２３からなるダブルナットとして構成されている。
更に、図３に示すように、第２ナット２３は、追い側（図３での上側）にプリベリングトルク発生用のフリクション片２４ａを有するプリベリングトルク形戻り止めナットとして構成されている。
フリクション片２４ａは、バネ鋼製などの弾性の高い金属製のフリクションリング２４に形成されている。当該フリクションリング２４は、環状のリング部２４ｂとその内周側の２箇所において突出形成されたフリクション片２４ａとを有するものとして構成されている。そして、第２ナット２３の上面に形成された筒状のカシメ部２３ａ内にフリクションリング２４を嵌め込み、当該カシメ部２３ａを内側に曲げ加工して当該カシメ部２３ａの端部をリング部２４ｂ上面に当接させることで、フリクションリング２４が、フリクション片２４ａを内側に突出させた状態で、第２ナット２３の上面に固定されることになる。
これによって、図４に示すように、ボルト２１に第２ナット２３が螺合する際に、フリクション片２４ａがボルト２１のねじ山に係合し、当該ねじ山との摩擦抵抗によって戻り止め作用を発揮するプリベリングトルクが発生することになる。

ボルト締結部２０でのナット２２，２３の締め付け作業の詳細について、以下に説明を加える。
先ずは、丸孔状のボルト挿通孔２Ｃａと長孔状のボルト挿通孔５Ｂａとに挿通させたボルト２１に対して、第１ナット２２を螺合させる。この第１ナット２２の締め付け力は、ボルト挿通孔２Ｃａ，５Ｂａにおけるボルト２１の軸心方向への変位を阻止しながら長孔状のボルト挿通孔５Ｂａにおける面内方向への変位を許容可能な設定範囲内とされている。このような締め付け力の設定範囲は、比較的弱め（小さめ）であるために、作業者は、手締め等により第１ナット２２を締め付けることができる。

次に、第１ナット２２が締め付けられたボルト２１に対して、プリベリングトルク形戻り止めナットとして構成された第２ナット２３を螺合させる。この第２ナット２３は、第１ナット２２の回転を阻止した状態で、規定のトルクで締め付けられる。そして、この第２ナット２３の締め付けによりダブルナットによる締結が完了し、第１ナット２２を逆回転させる必要はない。
そして、このように締め付けられた第２ナット２３は、ボルト２１のねじ山との間に発生するプリベリングトルクと、第１ナット２２との間に発生する摩擦力との相乗効果により、強固な戻り止め作業が発揮されることになり、当該ナット２２，２３の緩みが略確実に防止されることになる。
一方、第１ナット２２の締め付け力が弱めの設定範囲内とされているので、長孔状のボルト挿通孔５Ｂａにおけるボルト２１の面内方向への変位が許容された状態となる。このことで、図１（ｂ）に示すように、外装パネルＷが熱伸縮や地震等により層間変位した場合であっても、それを取り付けるためのボルト２１を長孔状のボルト挿通孔５Ｂａ内で面内方向に比較的自由に変位させることができる。よって、ボルト２１から外装パネルＷに対して面内方向に無理な応力が加わることを防止して、当該応力による外装パネルＷの損傷を防止することができる。

以下に示すような本発明の実施例１、比較例１、及び比較例２の夫々の形態での締結方法について、軸直角振動衝撃試験（ＮＡＳ式）により緩み止め効果を検証した。
尚、軸直角振動衝撃試験の条件は、以下のとおりである。
振動周波数：１７８０ｒｐｍ
加振台振動加速度：１９．５Ｇ
加振台ストローク：１１ｍｍ
インパクトストローク：１９．０ｍｍ

また、実施例１、比較例１、及び比較例２で使用したボルト及びナットについては、呼び径×ピッチはＭ１６×２．０とし、材質はＳＵＳ３０４とし、形状種別は３種（両面に面取りがあるもの）とした。
また、実施例１及び比較例１で使用したプリベリングトルク形戻り止めナットは、株式会社冨士精密製のＵ−ＮＵＴ（ＦＵＮコート）とした。

（実施例１）
ボルトに対して第１ナットと第２ナットとを順に螺合させるダブルナットの形態とすると共に、第１ナットを一般ナットとし、第２ナットをプリベリングトルク形戻り止めナットとして、軸直角振動衝撃試験（ＮＡＳ式）を実施した。
尚、本実施例１では、ボルトに対して、第１ナットを手締めによりボルトの中間位置に螺合させ、その第１ナットをスパナで固定した状態で、第２ナットを所定のトルク（３８Ｎ・ｍ）にて締め付けて、ナットによる締結を完了した。

（比較例１）
ボルトに対して１つのナットを螺合させるシングルナットの形態とし、当該ナットをプリベリングトルク形戻り止めナットとして、軸直角振動衝撃試験（ＮＡＳ式）を実施した。尚、本比較例１では、プリベリングトルク形戻り止めナットをボルトの中間位置に螺合させて、ナットによる締結を完了した。また、この試験において、プリベリングトルク形戻り止めナットは１種のものを利用した。

（比較例２）
ボルトに対して第１ナットと第２ナットとを順に螺合させるダブルナットの形態とすると共に、第１ナット及び第２ナットを夫々一般ナットとして、軸直角振動衝撃試験（ＮＡＳ式）を実施した。
尚、本比較例２では、ボルトに対して、第１ナットを手締めによりボルトの中間位置に螺合させ、その第１ナットをスパナで固定した状態で、第２ナットを所定のトルク（１０Ｎ・ｍ）にて締め付け、次に、第２ナットをスパナで固定した状態で、第１ナットを規定トルク（５Ｎ・ｍ）で逆回転させて、ナットによる締結を完了した。

（試験結果）
上記実施例、比較例１、及び比較例２での軸直角振動衝撃試験（ＮＡＳ式）の結果を、以下に説明する。
実施例１のプリベリングトルク形戻り止めナットを第２ナットとして利用したダブルナットによる締結方法では、加振サイクルを３００００ｃｙｃｌｅとした場合でも、ナットの緩みは一切確認できなかった。
比較例１のプリベリングトルク形戻り止めナットを用いたシングルナットによる締結方法では、加振サイクルを３００００ｃｙｃｌｅとした場合、３０°のナットの緩み（ズレ）が発生した。
比較例２の一般ナットのみを用いたダブルナットによる締結方法では、加振サイクルが５０００ｃｙｃｌｅの時点で、ナットが緩んで脱落した。
以上の試験結果により、実施例１のようなプリベリングトルク形戻り止めナットを第２ナットとして利用したダブルナットによる締結方法は、比較例１のようなプリベリングトルク形戻り止めナットを用いたシングルナットや比較例２のような一般ナットのみを用いたダブルナットによる締結方法と比較して、過酷な条件下においても十分な緩み止め効果を発揮することができることが確認できた。

〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記実施形態では、第２ナット２３であるプリベリングトルク形戻り止めナットを、金属製のフリクションリング２４を有するものとして構成したが、当該第２ナット２３は、ボルト２１にねじ込み又はねじ戻すときに必要なプリベリングトルクが長期にわたり発生するものであれば他の形態のものを利用しても構わない。

（２）上記実施形態では、ボルト２１に対して第１ナット２２を手締めで締め付けるように構成したが、当然、第１ナット２２をレンチやスパナ等の工具で締め付けても構わない。

（３）上記実施形態では、ボルト２１に対する第２ナット２３の締め付け完了後において、第１ナット２２を逆回転させることなくダブルナットによる締結が完了させたが、第１ナット２２を若干逆回転させることで第１ナット２２と第２ナット２３との間の摩擦力を増加させるように構成しても構わない。

（４）上記実施形態では、外装パネルＷを建物Ｓの側面に取り付けられる外装部材の一例として説明したが、本発明では、当該外装部材として外装パネル以外の外装部材を建物側面に取り付ける場合にも適用可能である。また、外装パネルＷを建物Ｓに取り付けるためのボルト２１が挿通するブラケット５のボルト挿通孔５Ｂａを長孔状に形成したが、丸孔状に形成しても構わない。

２Ｃａ ボルト挿通孔
５ ブラケット（被取付部）
５Ｂａ ボルト挿通孔
２０ ボルト締結部
２１ ボルト
２２ 第１ナット
２３ 第２ナット
２４ａ フリクション片
Ｓ 建物
Ｓａ 取付面
Ｗ 外装パネル（外装部材）

Claims (4)

1. 建物側面の被取付部に取り付けられる外装部材及び前記被取付部のうちの一方側から延出して他方側のボルト挿通孔に挿通されたボルトにナットを螺合させて、前記外装部材を前記被取付部に取り付ける外装部材取付方法であって、
   前記ナットを、前記ボルトに螺合される第１ナットと、当該第１ナットに続いて前記ボルトに螺合される第２ナットからなるダブルナットとすると共に、
   前記第２ナットを、追い側にプリベリングトルク発生用のフリクション片を有するプリベリングトルク形戻り止めナットとする外装部材取付方法。
2. 前記ボルトに螺合された前記第１ナットの締め付け力を、前記ボルト挿通孔における前記ボルトの軸心方向への変位を阻止しながら面内方向への変位を許容可能な設定範囲内とする請求項１に記載の外装部材取付方法。
3. 前記ボルトに螺合された前記第１ナットの回転を阻止した状態で、前記ボルトに螺合された前記第２ナットを締め付けて、前記ダブルナットによる締結を完了する請求項１又は２に記載の外装部材取付方法。
4. 前記外装部材が、外装パネルであり、
   前記ボルト挿通孔が長孔で形成されている請求項１〜３の何れか１項に記載の外装部材取付方法。
   
   
   

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