JP6052539B2 - 下地材への内装板材取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、下地材への内装板材の取付構造に関する。

例えばオフィスビル等の建物の天井部の構造として、吊り天井が多用されている。そして、吊り天井Ａは、例えば図１に示すように、水平の一方向Ｔ１に所定の間隔をあけて並設される複数の野縁１と、野縁１に直交し、水平の他方向Ｔ２に所定の間隔をあけて並設され、複数の野縁１に一体に接続して設けられる複数の野縁受け２と、下端を野縁受け２に接続し、上端を上階の床材等に固着して配設される複数の吊りボルト４と、野縁受け２とともに天井下地材（下地材）を構成する野縁１の下面にビス留めによって一体に取り付けられ、下階の天井面５ａを形成する天井パネル（内装板材）５とを備えて構成されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

また、図２に示すように、野縁１と野縁受け２は、一対の側壁部１ａ、１ｂ、と底板部１ｃ、２ｃ、一対の上下板部２ａ、２ｂと側壁部２ｃを備えて断面コ字状に形成された溝形鋼であり、クリップ１０を用いて、互いに交差する交差部１１で接続される。そして、従来、天井パネル５は、図１、図２、図９に示すように、天井面５ａ側からビス（タッピングビス６、軸部６ａ、頭部６ｂ）をねじ込んで貫通させつつ、このビス６を野縁受け２とクリップ１０を介して接続した野縁１の底板部１ｃにねじ込み、天井下地材（１、２）に固定して取り付けられている。

また、オフィスビル等の建物の壁部においても、上下方向に立設した溝形鋼などの鋼製の下地材に壁パネル（内装板材）を取り付ける際には、壁内面側からビスを壁パネルにねじ込んで貫通させ、さらにビス（タッピングビス）を下地材にねじ込んで固定する取付構造が多用されている。

特開２００７−１００３５８号公報 特開２００６−２２４８３号公報 特開２００７−２３９４４１号公報

一方、天井パネル５や壁パネルなどの内装板材（５）を溝形鋼などの下地材（１）に、ビス（タッピングビス）６を用いて固定する上記従来の取付構造Ｂにおいては、地震などによって繰り返し外力が作用した際に、引抜き耐力が低下し、ビス６の頭抜けが生じやすく、すなわち、ビス６による内装板材（５）の固定部分でコーン破壊（コーン破壊領域／引抜き力の作用領域Ｓ）が生じやすく、内装板材（５）が貫通破壊して脱落するおそれがあった（図９参照）。

本発明は、上記事情に鑑み、地震などによって繰り返し外力が作用した場合であっても引抜き耐力の低下を抑え、内装板材の脱落を抑止できる下地材への内装板材取付構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の下地材への内装板材取付構造は、平板状の内装板材に一面側からビスをねじ込んで貫通させるとともに、前記ビスを前記内装板材の他面側に配設された下地材にねじ込んで、前記下地材に前記内装板材を固定する下地材への内装板材取付構造であって、ワッシャーの中心孔に前記ビスの軸部を挿通しつつ、前記内装板材に一面側から前記ビスをねじ込み、前記ビスの頭部と前記内装板材の一面側との間に前記ワッシャーを介設して構成されるとともに、前記ワッシャーが、前記中心孔を中心として前記内装板材の一面に当接する接触面側に凹みつつ前記接触面から突出し、前記ビスを前記下地材にねじ込んだ状態で前記ビスの頭部が係合するとともに前記内装板材の一面に食い込む係合凹部を備えて形成されていることを特徴とする。

この発明においては、従来、天井パネルや壁パネルなどの内装板材を取り付ける際には使用されていなかったワッシャーをビスの頭部と内装板材の一面側との間に介設するようにしたことで、地震などによって繰り返し外力が作用した際に、このワッシャーによって内装板材に作用する引抜き力の作用領域を増大させることが可能になる。これにより、従来の取付構造と比較し、引抜き耐力を大幅に向上させることが可能になる。
さらに、内装板材をビスで取り付ける際に、ワッシャーの係合凹部にビスの頭部が係合することで、ビスの頭部が突出することを抑止することができる。また、ビスのねじ込みとともにワッシャーが内装板材にめり込むようにすると、ワッシャーの係合凹部によって完全にビスの頭部及びワッシャーが内装板材の一面から突出しないようにすることもできる。これにより、内装板材取付構造によって外観を損なうことを防止でき、また、内装板材に他のボードやシートを貼り付けることも可能になる。

また、本発明の下地材への内装板材取付構造においては、前記ワッシャーが、前記接触面から突出するとともに、前記中心孔を中心とした径方向外側に向かうに従い漸次突出長が小となるように形成され、前記ビスを前記下地材にねじ込んだ状態で前記内装板材の一面に食い込むリブを備えて形成されていることが望ましい。

この発明においては、ワッシャーがリブを備えることにより、ワッシャーの強度を高めることができる。そして、ワッシャーの強度が高まることにより、内装板材をビスで取り付ける際に、係合凹部及びリブを内装板材の一面から食い込ませ、ビスの取付強度、引抜け耐力をより向上させることが可能になる。

さらに、本発明の下地材への内装板材取付構造において、前記ビスが皿ビスとされ、前記ワッシャーは、外周縁側から前記中心孔に向かうに従い漸次前記内装板材の一面に当接する接触面側に凹む円錐台形状の係合凹部を備えて形成され、前記皿ビスの頭部が前記係合凹部に嵌合するように形成されていることがより望ましい。

この発明においては、内装板材をビスで取り付ける際に、ワッシャーの円錐台形状の係合凹部に皿ビスの頭部が係合（嵌合）することで、ビスの頭部が突出することを確実に防止することができる。また、ワッシャーの係合凹部に皿ビスの頭部が嵌合することによって、皿ビスからワッシャー、ワッシャーから内装板材に引抜き力をより確実且つ円滑に伝達させることができる。これにより、地震などによって繰り返し外力が作用した際に、内装板材に作用する引抜き力の作用領域をさらに増大させることができ、引抜き耐力のさらなる増大を図ることが可能になる。また、より確実に、内装板材取付構造によって外観を損なうことを防止できるとともに、内装板材に他のボードやシートを貼り付けることも可能になる。

また、本発明の下地材への内装板材取付構造においては、前記ワッシャーが外径を２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下として形成されていることがさらに望ましい。

この発明においては、例えば天井パネルや壁パネルの取り付けに多用されている軸部径４ｍｍ、頭部径８ｍｍ程度のビスを用いた場合、ワッシャーの外径が２０ｍｍよりも小さくなると、ワッシャーを用いることによる引抜き耐力の増大効果が小さくなってしまう。
また、ワッシャーの外径を大きくするほどに引抜き耐力は大きくなるが、ワッシャーの外径が４０ｍｍよりも大きくなると、ワッシャーに曲がり（反り）が発生し、外周縁側を内装板材にめり込ませることができなくなり、内装板材の表面（一面）を平坦に仕上げることができなくなる。このことから、外径が２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下のワッシャーを用いることで、好適に内装板材を下地材に取り付けることが可能になる。

本発明の下地材への内装板材取付構造においては、ワッシャーをビスの頭部と内装板材の一面側との間に介設するようにしたことで、従来の取付構造と比較し、引抜き耐力を大幅に向上させることが可能になる。これにより、地震などによって繰り返し外力が作用した場合であっても、ビスの頭抜けが生じにくくなり、従来よりも確実に内装板材の脱落を抑止することが可能になる。

吊り天井を示す斜視図である。 吊り天井の下地材である野縁と野縁受けの接合部を示す斜視図である。 吊り天井の下地材である野縁受けと吊りボルトの接合部を示す斜視図である。 本発明の一本実施形態に係る下地材への内装板材取付構造を示す断面図である。 本発明の一本実施形態に係る下地材への内装板材取付構造のワッシャーを示す側断面図である。 図５のＸ１−Ｘ１線矢視図であり、本発明の一本実施形態に係る下地材への内装板材取付構造のワッシャーを示す平面図である。 本発明の一本実施形態に係る下地材への内装板材取付構造のワッシャーの変形例を示す側断面図である。 図７のＸ１−Ｘ１線矢視図であり、本発明の一本実施形態に係る下地材への内装板材取付構造のワッシャーの変形例を示す平面図である。 従来の下地材への内装板材取付構造を示す断面図である。

以下、図１から図６を参照し、本発明の一実施形態に係る下地材への内装板材取付構造について説明する。ここで、本実施形態では、下地材への内装板材取付構造が吊り天井の天井パネルを天井下地材の野縁に取り付けるための構造であるものとして説明を行う。

図１から図３に示すように、本実施形態の吊り天井Ｃは、野縁１と天井パネル（内装板材）５と野縁受け２と吊り部材４とクリップ１０とハンガ１２とを備えて構成され、野縁１と野縁受け２によって天井下地材（下地材）が構成されている。

野縁１は、図１から図３に示したように、溝形鋼であり、一対の側壁部１ａ、１ｂと両側壁部１ａ、１ｂに連設された底板部１ｃとを備えて断面コ字状（断面Ｃ字状）に形成されている。また、野縁１は、開口部１ｄを形成する各側壁部１ａ、１ｂの先端が幅方向（Ｔ１）内側に突出して形成され、この先端の突出部分が係合受部１ｅとされている。そして、野縁１は、水平に延設され、開口部１ｄを上方に向け、且つ水平の一方向Ｔ１に所定の間隔をあけて平行に複数配設されている。

野縁受け２は、溝形鋼であり、上板部２ａと、下板部２ｂと、これら上板部２ａと下板部２ｂに連設された側壁部２ｃとを備えて断面コ字状（断面Ｃ字状）に形成されている。そして、野縁受け２は、水平に延設され、開口部２ｄを横方向（Ｔ２）に向け、且つ水平の他方向Ｔ２に所定の間隔をあけて平行に複数配設されている。また、このとき、野縁受け２は、野縁１と交差するように配設されるとともに、複数の野縁１上に載置した状態で配置される。また、各野縁受け２は、野縁１と交差する交差部１１で、クリップ１０を使用することにより野縁１に接続されている。

吊り部材４は、円柱棒状に形成されるとともに外周面に雄ネジの螺刻を有する吊りボルトであり、吊元となる一端を上階の床材等の上部構造に固着、または鋼製の根太等に緊結して垂下され、下端側を、ハンガ１２を用いて野縁受け２に接続して複数配設されている。これにより、野縁１と野縁受け２と天井パネル５とが吊り部材４によって吊り下げ支持されている。また、本実施形態では、複数の吊り部材４は、所定の間隔をあけて分散配置され、例えば、各吊り部材４は、野縁１と野縁受け２が交差する交差部１１付近で野縁受け２に接続されている。

本実施形態の天井パネル（内装板材）５は、２枚のボードを貼り付けて一体に積層形成した平板状のものであり、例えば１ｍ^２あたり２０ｋｇ程度の重量で形成されている。そして、この天井パネル５は、下地材への内装板材取付構造Ｄによって天井下地材（野縁１）に固定して取り付けられ、天井面を形成している。なお、天井パネル５は、１枚のボードで構成されていてもよい。

そして、本実施形態の下地材への内装板材取付構造Ｄは、図１、図４に示すように、ビス１３とワッシャー１４を備え、ワッシャー１４の中心孔１４ａに軸部１３ａを挿通しつつ、天井パネル５の天井面（一面５ａ）側からビス１３をねじ込んで貫通させるとともに、ビス１３を天井パネル５の天井裏面（他面５ｂ）側に配設された野縁１の底板部１ｃ（天井下地材）にねじ込んで、天井下地材（１）に天井パネル５を固定するように構成されている。すなわち、本実施形態の下地材への内装板材取付構造Ｄは、天井パネル５の天井面５ａ側からビス１３をねじ込み、ビス１３の頭部１３ｂと天井パネル５の天井面５ａ側との間にワッシャー１４を介設して構成されている。

また、本実施形態の下地材への内装板材取付構造Ｄは、ワッシャー１４が、図４、図５及び図６に示すように、中心孔１４ａを中心として天井パネル５の一面５ａに当接する接触面１４ｂ側に凹み、ビス１３の頭部１３ｂが係合する係合凹部１４ｅを備えて形成されている。

さらに、本実施形態では、ビス１３が皿ビスとされ、ワッシャー１４は、外周縁１４ｃ側から中心孔１４ａに向かうに従い漸次天井パネル５の一面５ａに当接する接触面１４ｂ側に凹む円錐台形状の係合凹部１４ｅを備えて形成されている。これにより、ワッシャー１４は、皿ビス１３の頭部１３ｂが係合凹部１４ｅに嵌合するように形成されている。

また、本実施形態のワッシャー１４は、その外径寸法ｔを２０〜４０ｍｍとして形成されている。

〔実施例〕
ここで、本実施形態の下地材への内装板材取付構造Ｄの性能を確認した実験結果について説明する。

この実験では、軸部１３ａの径が４ｍｍ、頭部１３ｂの径が８ｍｍのタッピングビス（皿ビス）１３を用いた。また、ワッシャー１４は、金属製で、厚さが０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍで、外径ｔが２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍのものをそれぞれ用いた。天井パネル（内装板材）５には、厚さ９．０ｍｍの大建工業社製「岩綿吸音天井板／ダイロートン」を使用した。

そして、実験では、ワッシャー１４の中心孔１４ａに軸部１３ａを挿通しつつ、天井パネル５の天井面（一面５ａ）側からビス１３をねじ込んで貫通させて、ワッシャー１４及びビス１３を天井パネル５に取り付け、天井パネル５を固定しつつ、天井裏面５ｂ側に突出したビス１３の軸部１３ａを引っ張って、引抜き耐力を計測した。また、実験では、ワッシャー１４を用いていない従来の取付構造Ｂとの比較も行っている。

表１は、実験結果を示している。この結果から、ワッシャー１４を用いていない場合に対し、本実施形態のワッシャー１４を用いることによって、大幅に引抜き耐力が増大することが確認された。

また、本実施形態の下地材への内装板材取付構造Ｄにおいては、ワッシャー１４の厚さが大きくなっても引抜き耐力に大きな差異はなく、引抜き耐力の増大効果を得ることができないことが確認された。これに対し、ワッシャー１４の外径ｔを大きくするほどに引抜き耐力が増大することが確認された。また、ワッシャー１４の外径ｔが２０ｍｍ、３０ｍｍのケースでは、ビス１３をねじ込むとともに、ワッシャー１４が確実に天井パネル５に食い込んで、平坦な天井面５ａを形成できることが確認され、ワッシャー１４の外径ｔが４０ｍｍを超えると、ワッシャー１４の外周縁１４ｃ側が天井パネル５に食い込まなくなり、ワッシャー１４の曲がり（反り）によって平坦な天井面５ａの形成に支障をきたすおそれがあることが確認された。

したがって、本実施形態の下地材への内装板材取付構造Ｄにおいては、従来、天井パネルや壁パネルなどの内装板材５を取り付ける際には使用されていなかったワッシャー１４をビス１３の頭部１３ｂと内装板材５の一面５ａ側との間に介設するようにしたことで、図４に示すように、地震などによって繰り返し外力が作用した際、このワッシャー１４によって内装板材５に作用する引抜き力の作用領域Ｓを増大させることが可能になる。これにより、従来の取付構造Ｂと比較し、引抜き耐力を大幅に向上させることが可能になる。

また、内装板材５をビス１３で取り付ける際に、ワッシャー１４の係合凹部１４ｅにビス１３の頭部１３ｂが係合することで、ビス１３の頭部１３ｂが突出することを抑止することができる。また、ビス１３のねじ込みとともにワッシャー１４が内装板材５にめり込むことで、ビス１３の頭部１３ｂ及びワッシャー１４が内装板材５の一面５ａから突出しないようにすることもできる。これにより、本実施形態の下地材への内装板材取付構造Ｄを用いることで、外観を損なうことを防止でき、また、内装板材５に他のボードやシートを貼り付けることも可能になる。

さらに、このとき、ワッシャー１４の円錐台形状の係合凹部１４ｅに皿ビス１３の頭部１３ｂが係合（嵌合）することで、ビス１３の頭部１３ｂが突出することを確実に防止することができる。また、ワッシャー１４の係合凹部１４ｅに皿ビス１３の頭部１３ｂが嵌合することによって、皿ビス１３からワッシャー１４、ワッシャー１４から内装板材５に引抜き力をより確実且つ円滑に伝達させることができる。これにより、地震などによって繰り返し外力が作用した際に、内装板材５に作用する引抜き力の作用領域Ｓをさらに増大させることができ、引抜き耐力のさらなる増大を図ることが可能になる。また、より確実に、内装板材取付構造Ｄによって外観を損なうことを防止できるとともに、内装板材５に他のボードやシートを貼り付けることも可能になる。

また、このようにワッシャー１４の係合凹部１４ｅにビス１３の頭部１３ｂが係合して納まることで、天井面５ａと同じ意匠のシール１５を張り付けるなどして、さらに外観をよくすることが可能になる。

また、天井パネルや壁パネルの取り付けに多用されている軸部径４ｍｍ、頭部径８ｍｍ程度のビス１３を用いた場合、ワッシャー１４の外径ｔが２０ｍｍよりも小さくなると、ワッシャー１４を用いることによる引抜き耐力の増大効果が小さくなってしまう。また、ワッシャー１４の外径を大きくするほどに引抜き耐力は大きくなるが、ワッシャー１４の外径ｔが４０ｍｍよりも大きくなると、ワッシャー１４に曲がり（反り）が発生し、外周縁１４ｃ側を内装板材５にめり込ませることができなくなり、内装板材５の表面（一面５ａ）を平坦に仕上げることができなくなる。このことから、外径ｔが２０〜４０ｍｍのワッシャー１４を用いることで、好適に内装板材５を下地材に取り付けることが可能になる。

よって、本実施形態の下地材への内装板材取付構造Ｄによれば、ワッシャー１４をビス１３の頭部１３ｂと内装板材５の一面５ａ側との間に介設するようにしたことで、従来の取付構造Ｂと比較し、引抜き耐力を大幅に向上させることが可能になる。これにより、地震などによって繰り返し外力が作用した場合であっても、ビス１３の頭抜けが生じにくくなり、従来よりも確実に内装板材５の脱落を抑止することが可能になる。

以上、本発明に係る下地材への内装板材取付構造の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施形態では、本発明に係る内装板材が吊り天井の天井パネル５、下地材が野縁１などの天井下地材であるものとして説明を行ったが、本発明の下地材への内装板材取付構造は、吊り天井に限らず、例えばオフィスビル等の建物の壁部など、下地材に板状の部材（内装板材）を取り付けるあらゆる場所に適用可能であり、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。すなわち、例えば、上下方向に立設した溝形鋼などの鋼製の下地材に壁パネル（内装板材）を取り付ける際に、本発明の下地材への内装板材取付構造を適用すれば、地震などによって繰り返し外力が作用した場合であっても、ビスの頭抜けが生じにくくなり、従来と比較し、壁パネルが脱落してしまうことを抑止することが可能になる。

また、本実施形態では、ワッシャー１４が金属製であるものとしたが、樹脂製であってもよい。そして、ワッシャー１４の強度を高める必要がある場合には、例えば図７及び図８に示すように、ワッシャー１４の接触面１４ｂ側に、接触面１４ｂから突出するとともに中心孔１４ａから外周縁１４ｃに向けて延びるリブ１４ｆを設けるなどして、ワッシャー１４を形成してもよい。

１ 野縁（天井下地材、下地材）
１ａ 側壁部
１ｂ 側壁部
１ｃ 底板部
１ｄ 開口部
１ｅ 係合受部
２ 野縁受け（天井下地材、下地材）
２ａ 上板部
２ｂ 下板部
２ｃ 側壁部
２ｄ 開口部
４ 吊りボルト
５ 天井パネル（内装板材）
５ａ 天井面（一面）
５ｂ 天井裏面（他面）
６ ビス
６ａ 軸部
６ｂ 頭部
１０ クリップ
１１ 交差部
１２ ハンガ
１３ ビス（皿ビス）
１３ａ 軸部
１３ｂ 頭部
１４ ワッシャー
１４ａ 中心孔
１４ｂ 接触面
１４ｃ 外周縁
１４ｄ 非接触面
１４ｅ 係合凹部
１４ｆ リブ
１５ シール
Ａ 吊り天井
Ｂ 従来の下地材への内装板材取付構造
Ｃ 吊り天井
Ｄ 下地材への内装板材取付構造
Ｓ 引抜き力の作用領域（コーン破壊領域）
ｔ 外径
Ｔ１ 水平の一方向
Ｔ２ 水平の他方向
Ｔ３ 上下方向

Claims (4)

1. 平板状の内装板材に一面側からビスをねじ込んで貫通させるとともに、前記ビスを前記内装板材の他面側に配設された下地材にねじ込んで、前記下地材に前記内装板材を固定する下地材への内装板材取付構造であって、
   ワッシャーの中心孔に前記ビスの軸部を挿通しつつ、前記内装板材に一面側から前記ビスをねじ込み、前記ビスの頭部と前記内装板材の一面側との間に前記ワッシャーを介設して構成されるとともに、
   前記ワッシャーが、前記中心孔を中心として前記内装板材の一面に当接する接触面側に凹みつつ前記接触面から突出し、前記ビスを前記下地材にねじ込んだ状態で前記ビスの頭部が係合するとともに前記内装板材の一面に食い込む係合凹部を備えて形成されていることを特徴とする下地材への内装板材取付構造。
2. 請求項１記載の下地材への内装板材取付構造において、
   前記ワッシャーが、前記接触面から突出するとともに、前記中心孔を中心とした径方向外側に向かうに従い漸次突出長が小となるように形成され、前記ビスを前記下地材にねじ込んだ状態で前記内装板材の一面に食い込むリブを備えて形成されていることを特徴とする下地材への内装板材取付構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の下地材への内装板材取付構造において、
   前記ビスが皿ビスとされ、
   前記ワッシャーは、外周縁側から前記中心孔に向かうに従い漸次前記内装板材の一面に当接する接触面側に凹む円錐台形状の係合凹部を備えて形成され、前記皿ビスの頭部が前記係合凹部に嵌合するように形成されていることを特徴とする下地材への内装板材取付構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の下地材への内装板材取付構造において、
   前記ワッシャーが外径を２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下として形成されていることを特徴とする下地材への内装板材取付構造。

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