JP6913174B2 - 建築用パネルの取付金具及びそれを用いた建築用パネルの取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、建築用パネルを躯体に取り付けるための取付金具と、その取付金具を用いた建築用パネルの取付構造に関する。

従来、建築物の外壁材等に使用される建築用パネルとして、押出成形セメント板などが用いられている。押出成形セメント板は、中空形状で軽量・高強度であることから、近年、外壁材等の建築用パネルとして多く用いられている。以下、建築用パネルとして押出成形セメント板を例に説明する。

図１１は、従来の押出成形セメント板を用いた建築用パネルの取付構造を示す断面図である。建築用パネルとして用いられる押出成形セメント板１００には、内面側に取付金具たるＺクリップ１１０が取り付けられる。Ｚクリップ１１０には、押出成形セメント板１００に取り付ける取付部１１２が設けられている。取付部１１２には、長穴１１３が設けられており、この長穴１１３の部分が押出成形セメント板１００の中空部１０１に挿入される角ナット１２０に固定ボルト１３０で取り付けられる。押出成形セメント板１００は、このＺクリップ１１０に設けられた係止部１１１で建物躯体１５０の下地材１５１に係止される。

この種の建築用パネルを取り付けるための取付金具に関する先行技術として、一端側と他端側とが長手方向に段差を介して互いに平行に連続する板金からなり、一端側にパネルを固定する透孔を有し且つ他端側を建築物の躯体に取り付けるものがある（例えば、特許文献１参照）。この取付金具には、透孔を挟んで幅方向の両側にパネル固定面と反対側に突出し且つ長手方向に連続した突出条が設けられている。

日本国 特開平０９−０３２１６７号公報

ところで、外壁等の建築用パネルの外面には風圧力が作用する。そして、図１０に示すように、押出成形セメント板１００に風圧力で負圧荷重Ｇ（押出成形セメント板１００を外側に引っ張る力）が作用した場合、取付金具（Ｚクリップ１１０）の部分を外側に引っ張る引抜き力が作用する。この明細書及び特許請求の範囲の書類中では、押出成形セメント板１００の外面側を「外側」、内面側を「内側」という。

このため、押出成形セメント板１００を外壁材等に用いる場合には、Ｚクリップ１１０の留付部１６０がこの負圧荷重Ｇに耐えられるように支持スパンや、取付金具の種類を選択して設計される。そして、押出成形セメント板１００を建物躯体１５０に取り付ける取付金具として、負圧荷重Ｇに応じてＺクリップ１１０の他、いわゆるＷ型Ｚクリップなどが使用される。

図１２は、Ｚクリップ１１０の図面であり、図１３は、Ｗ型Ｚクリップ１１５の図面である。図１２に示すＺクリップ１１０は、中間部分が屈曲して側面視が略Ｚ形状となっている。押出成形セメント板１００に取り付ける一端側の取付部１１２には、長手方向に長穴１１３が設けられている。他端側には、建物躯体１５０の下地材１５１に係止する係止部１１１が設けられている。Ｚクリップ１１０に設けられている長穴１１３は、長穴１１３の部分が欠損となり、また力が加わった時の支点となるため弱点部分となる。通常は、長穴１１３の部分に対して、耐力を越えた荷重がかからないよう、押出成形セメント板１００の支持スパンや取付金具の種類を決定している。一方、図１３に示すＷ型Ｚクリップ１１５は、押出成形セメント板１００の幅寸法が大きくなった場合などに用いられ、中間部分が屈曲して側面視が略Ｚ形状となっている点はＺクリップ１１０と同一であるが、幅寸法が広く形成されている。Ｗ型Ｚクリップ１１５は、下地材１５１に係止する係止部１１６及び押出成形セメント板１００に取り付ける取付部１１７の幅寸法が大きく、取付部１１７には幅方向に２つの長穴１１８が設けられている。Ｗ型Ｚクリップ１１５は、例えば、押出成形セメント板１００の幅寸法が６００ｍｍを超える場合、風圧力が作用する押出成形セメント板１００の受圧面積が大きくなり、負圧荷重Ｇが作用した時に押出成形セメント板１００を留付ける部分に発生する引き抜き力が大きくなる場合などに用いられる。特に、高層建物の場合、設定される建物設計用風圧力が大きくなるので、図８に示すＺクリップ１１０では留付部１６０が負圧荷重に耐え難くなり、留付部１６０の引抜き耐力を上げるためにＷ型Ｚクリップ１１５が多く用いられる。

しかし、Ｗ型Ｚクリップ１１５は、外壁材等の場合は用いられる部材数が多いこと及び金物ボリュームが大きいことからコストが高くなる。また、２本の固定ボルトで押出成形セメント板１００に取り付けるため、１本目の固定ボルト１３０で仮止めした状態で、施工位置においてＷ型Ｚクリップ１１５で下地材１５１に係止した後、２本目の固定ボルト１３０が取り付けできるように、あらかじめ押出成形セメント板１００の中空部内に保持される専用の角ナットが必要となる。このため、２種類の角ナットが必要となる。

一方、近年、留付部１６０の高耐力化（引抜き耐力の向上）を図るために、Ｚクリップ１１０とともに用いられる角ナット１２０として、高耐力化した高耐力角ナットが用いられることがある。しかし、高耐力角ナットを用いた場合には、負荷加重が発生した時にＺクリップに生じる曲げ応力は固定ボルトの位置で最大となり、この部分を支点としてＺクリップ１１０の係止部１１１が曲がって変形してしまうおそれがある。

なお、上記特許文献１に記載の取付金具では、通常のＺクリップ程度の留付耐力を得ることができるが、高耐力が求められる部位に使用するには金具の厚みを厚くする必要がある。しかし、Ｚクリップの大きさはそのままで厚みを厚くする場合には突出条の付与が難くなる。また、突出条を設けるために取付金具の幅を広くすると金具が大きくなるとともに、コストアップになる。

このようなことから、押出成形セメント板１００の施工可能寸法（支持スパン）を決定する要素である、パネルの強度、パネルの剛性、留付部１６０の耐力の３つの要素のうち、留付部の耐力を向上させることができる取付金具が切望されている。

そこで、本発明は、建築用パネルを取り付ける作業性を保ったまま、留付部の耐力を向上させることができ、コストアップを抑えることができる建築用パネルの取付金具とその取付金具を用いた建築用パネルの取付構造を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る建築用パネルの取付金具は、建築用パネルを建物躯体に取り付ける取付金具であって、長手方向の中央部分に屈曲段部が形成され、長手方向の前記屈曲段部から一方が前記建物躯体に係止する係止部に形成され、長手方向の前記屈曲段部から他方が前記建築用パネルに取り付ける取付部に形成され、前記取付部は、前記建築用パネルに取り付けるための穴部と、前記建築用パネルとの接触面の幅方向両端部がパネル接触面とは逆方向に折り曲げられた折り曲げ部と、を有している。

この構成により、建築用パネルを躯体建物に取り付ける取付部に形成した折り曲げ部によって取付金具自体の強度を上げることができ、これにより建築用パネルの留付部における耐力の向上と信頼性の向上を図ることができる。しかも、取付金具の大きさを従来の取付金具と同様の大きさに抑えることができ、強度を向上させるためのコストアップを抑えることができる。その上、建築用パネルに取り付ける作業性を従来と同様に保つことができる。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「留付部」は、取付金具を建築用パネルに取り付けている部分をいう。

また、前記折り曲げ部は、折り曲げ角度が１５度〜７５度となっていてもよい。

このように構成すれば、折り曲げ部の折り曲げ角度によって、取付部を使用に適した強度にすることができる。

また、前記折り曲げ部は、前記取付部の前記穴部と平行する部分のみの幅方向両端部に設けられていてもよい。

このように構成すれば、穴部の部分における強度低下を、穴部の幅方向両端部に設けた最小限の折り曲げ部で補うことができる。

また、前記折り曲げ部は、前記取付部の長手方向にわたって幅方向両端部に設けられていてもよい。

このように構成すれば、取付部の幅方向両端部の長手方向にわたって設けられた折り曲げ部によって穴部による強度低下を補うことができる。

また、前記折り曲げ部の頂点の高さは、前記取付部のパネル接触面から前記係止部の高さまでの高さと同等以下の高さであり、且つ前記取付部の厚みの２倍以下の高さとなっていてもよい。

このように構成すれば、従来の取付金具の大きさと形状の範囲内で取付金具の強度を向上させることができるので、従来の取付金具と同様に取り扱うことができ、コストも同等にすることができる。

また、前記穴部は、前記取付部の前記建築用パネルと接触するパネル接触面における長手方向の中間点よりも前記係止部の方向に設けられていてもよい。

このように構成すれば、取付金具の屈曲された段部に、より近い位置で建築用パネルに固定して、取付金具の留付部における耐力向上を図ることができる。

また、前記穴部は、前記取付部の長手方向に延びる長穴で構成され、前記長穴は、該長穴に挿入する固定ボルトのワッシャが前記取付部の屈曲された段部に掛からない位置に設けられていてもよい。

このように構成すれば、建築用パネルに層間変位が生じたとしても、固定ボルトのワッシャが取付部の屈曲された段部の傾斜部分に乗り上げることなく安定して移動するようにできる。

一方、本発明に係る建築用パネルの取付構造は、建物の躯体に建築用パネルを取り付ける建築用パネルの取付構造であって、前記建築用パネルは、中空部を有するセメント系建築用パネルであり、前記建築用パネルの内側に前記いずれかの建築用パネルの取付金具を備え、前記取付金具は、前記取付部が前記建築用パネルの前記中空部に挿入されたナットと固定ボルトとで取り付けられ、前記係止部が前記躯体に設けられた下地材に係止されて取り付けられている。

この構成により、従来と同様に建築用パネルを躯体の下地材に係止することができ、作業性を保ちつつ建築用パネルの取付部における耐力を向上させることができる。よって、建築用パネルの取付時における支持スパンを長スパン化することができる。しかも、建築用パネルの取付部における信頼性を向上させることができる。

また、前記取付金具は、前記穴部が前記取付部の前記建築用パネルと接触するパネル接触面における長手方向の中間点よりも前記係止部の方向に中間点を有する長穴で構成され、前記長穴の長手方向中間点を前記固定ボルトで固定した状態で、前記取付金具は前記取付部のパネル接触面の長手方向の中間点よりも前記係止部の方向が前記固定ボルトで固定されるよう構成されていてもよい。

このように構成すれば、取付金具を屈曲段部に近い位置で建築用パネルに固定して、取付金具の留付部における耐力向上を図ることができる。しかも、建築用パネルに層間変位が生じても、長穴の範囲内で固定ボルトが移動して変位を吸収することができる。

本発明によれば、留付部の耐力を向上させるとともに、コストアップを抑えることができる建築用パネルの取付金具と、その取付金具を用いた建築用パネルの取付構造を提供することが可能となる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る取付金具を示す図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）はＩ−Ｉ断面図である。 図２は、本発明の第２実施形態に係る取付金具を示す図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。 図３は、本発明の第３実施形態に係る取付金具を示す図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。 図４は、本発明の第４実施形態に係る取付金具を示す図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。 図５は、本発明に係る取付金具を取り付ける高耐力角ナットの一例であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はV−V断面図である。 図６は、図１に示す取付金具を図５に示す高耐力角ナットで建物躯体に取り付けた状態の建築用パネルの取付構造を示す縦断面図である。 図７は、図６に示すVII矢視の図面である。 図８（Ａ）、（Ｂ）は、図６に示す取付金具の取付状態における長穴とワッシャとの関係を示す図面である。 図９（Ａ）〜（Ｆ）は、図１に示す取付金具の取付部における断面係数の変化について検討した断面図である。 図１０（Ａ）、（Ｂ）は、本発明に係る取付金具と従来の取付金具とによる負荷試験を示す図面である。 図１１は、従来のＺクリップを取り付けた建築用パネルを躯体に取り付けた状態を示す断面図である。 図１２は、従来のＺクリップを示す図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）はXII−XII断面図である。 図１３は、従来のＷ型Ｚクリップを示す図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、建築用パネルとしてセメント系建築用パネルである押出成形セメント板１００を例に説明する。また、押出成形セメント板１００の押出成形方向に延在する中空部１０１を上下方向として取り付ける縦張りを例に説明する。なお、縦張りされた押出成形セメント板１００の中空部１０１が延在する上下方向を縦方向、左右方向を横方向という。

（第１実施形態に係る取付金具の構成）
図１は、一実施形態に係る取付金具を示す図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）はＩ−Ｉ断面図である。この実施形態の取付金具１０は、長手方向の中央部分に屈曲段部１６が形成され、長手方向の側面視が従来のＺクリップ１１０と同様の略Ｚ型に形成されている。取付金具１０は、長手方向の屈曲段部１６から一方（図の上方）が建物躯体１５０に係止する係止部１１に形成され、屈曲段部１６から他方（図の下方）が押出成形セメント板１００に取り付ける取付部１２に形成されている。取付金具１０としては、例えば、厚みＴが６ｍｍ〜１２ｍｍ程度の金属板材を用いることができる。

取付部１２には、幅方向の中央部分に穴部たる長穴１３が設けられている。そして、取付部１２の幅方向両端部には、長手方向にわたって延びる折り曲げ部１４が設けられている。折り曲げ部１４は、取付部１２のパネル接触面１５とは逆方向に折り曲げられている。この実施形態における折り曲げ部１４を設ける範囲としては、取付金具１０の長手方向中央部分における屈曲段部１６から取付部１２の端部にわたって設けられている。このように、取付金具１０は、取付部１２の幅方向両端部を長手方向に折り曲げ変形させて折り曲げ部１４を設けることで、曲げ応力が大きくなる部分の断面剛性を上げて取付金具１０自体の剛性を向上させて曲げ降伏変形を防止し、これにより留付部１６０における耐力を向上させている。

上記折り曲げ部１４としては、折り曲げ角度θが、１５度〜７５度の範囲が好ましい。折り曲げ角度θが３０度より小さいと剛性向上の効果は少なく、６０度より大きいと形状にゆがみを生じることがある。折り曲げ角度θは、より好ましくは、３０度〜６０度の範囲とすることで、従来のＺクリップ１１０（取付金具）と同じ大きさの金属板材を用いて加工した場合に、従来のＺクリップの形状に近くなり、形状と強度のバランスが取れた取付金具１０とすることができる。この折り曲げ角度θについては、後述する取付部１２における断面係数の検討（図９（Ａ）〜（Ｆ））に基づいている。

この実施形態における上記折り曲げ部１４は、折り曲げ角度θが、４５度となっている。また、図１に示す取付金具１０は、屈曲段部１６の段差が小さいため、折り曲げ部１４の頂点の高さを取付部１２のパネル接触面１５から係止部１１の高さまでと同等程度にしている。これにより、従来の取付金具（Ｚクリップ１１０）の大きさの範囲内（係止部１１及び取付部１２を含めた取付金具１０の全体厚みの範囲内）で取付金具の強度を向上させている。

なお、取付金具１０の屈曲段部１６における段差が取付金具１０の厚みよりも大きい場合（後述する図３の上部に示す隙間Ｓ２の部分に用いる取付金具１０）は、取付金具１０の厚みＴの２倍程度の高さとすることで、同様の剛性向上の効果を得ることができる。

また、取付金具１０は、全体の幅寸法Ｎに対して、幅方向の両端部に形成された折り曲げ部１４を除いた中央部分の平坦部の幅寸法Ｍが、固定ボルト１３０のワッシャ１３１が収まる幅より大きく形成されている。折り曲げ部１４は、平坦部の幅寸法Ｍが確保できるように、上記折り曲げ角度θなどが決められる。

さらに、取付金具１０の折り曲げ部１４は、屈曲段部１６の位置から折り曲げられ、長穴１３の長手方向中間点Ｅ１よりも屈曲段部１６側の位置Ｌから所定の角度で形成されるのが好ましい。すなわち、取付金具１０は、長穴１３の長手方向中間点Ｅ１を固定ボルト１３０で固定した場合に、固定ボルト１３０の位置よりも屈曲段部１６側から所定角度に折り曲げられた折り曲げ部１４が形成されるようにする。これにより、固定ボルト１３０で固定する部分における剛性向上を図れる。

なお、取付金具１０の長手方向の大きさは、少なくとも係止部１１が下地材１５１の所定範囲まで係止される長さであり、取付部１２の長さは後述する力点と作用点から、必要とする耐力に耐えうる長さであればよい。

さらに、上記穴部たる長穴１３は、取付部１２の長手方向に延びており、取付部１２のパネル接触面１５の長手方向の中間点Ｅ２よりも係止部１１側に設けられている。長穴１３は、長穴１３に挿入する固定ボルト１３０のワッシャ１３１（図８（Ｂ））が取付部１２と係止部１１との間の屈曲段部１６に掛からない位置に設けられている。この長穴１３は、その長手方向の長さが、固定ボルト１３０を長穴１３の中央部で押出成形セメント板１００に固定した場合に、層間変位時にこの長穴１３の範囲内で固定ボルト１３０が移動できる長さとなっている。

このように、長穴１３の位置を建物躯体１５０に係止する係止部１１側に近づけて、取付金具１０の屈曲段部１６により近い位置を押出成形セメント板１００に固定するようにしている。よって、この点でも取付金具１０の留付部１６０における耐力向上を図っている。すなわち、取付部１２の長穴１３に挿入して固定される固定ボルト１３０（作用点）を、テコの原理から力点（下地材１５１に係止した場合に引き抜き力が掛かる地点：係止部１１と下地材１５１との接触部分（図１０））に近付けることで、固定ボルト１３０（作用点）に生じる引張り力を下げて留付部の耐力向上を図っている。

また、地震などで押出成形セメント板１００に層間変位が生じたとしても、固定ボルト１３０のワッシャ１３１が屈曲段部１６の傾斜部に乗り上げることなく安定して移動するようにしている（図８）。

（第２実施形態に係る取付金具の構成）
図２は、第２実施形態に係る取付金具３０を示す図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。第２実施形態の取付金具３０も、上記第１実施形態の取付金具１０と同様に、長手方向の中央部分に屈曲段部３６が形成され、長手方向の側面視が従来のＺクリップ１１０と同様の略Ｚ型に形成されている。取付金具３０の長手方向は、屈曲段部３６から一方（図の上方）が建物躯体１５０に係止する係止部３１に形成され、屈曲段部３６から他方（図の下方）が押出成形セメント板１００に取り付ける取付部３２に形成されている。取付金具３０も、例えば、厚みＴが６ｍｍ〜１２ｍｍ程度の金属板材を用いることができる。

取付部３２には、幅方向の中央部分に穴部たる長穴３３が設けられている。そして、取付部３２の長穴３３と平行する部分のみの幅方向両端部に、長手方向に延びる折り曲げ部３４が設けられている。折り曲げ部３４は、取付部３２のパネル接触面３５とは逆方向に折り曲げられている。この実施形態の折り曲げ部３４は、取付部３２の長穴３３の部分における幅方向両端部であるため、最小限の折り曲げ部３４の加工で、曲げ応力が大きくなる部分の断面剛性を上げて取付金具３０自体の剛性を向上させて曲げ降伏変形を防止し、これにより留付部１６０における耐力を向上させている。折り曲げ部３４の折り曲げ角度θなどは、上記取付金具１０と同様であるため、説明は省略する。

（第３実施形態に係る取付金具の構成）
図３は、第３実施形態に係る取付金具４０を示す図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。第３実施形態の取付金具４０も、上記第１実施形態の取付金具１０と同様に、長手方向の中央部分に屈曲段部４６が形成され、長手方向の側面視が従来のＺクリップ１１０と同様の略Ｚ型に形成されている。取付金具４０の長手方向は、屈曲段部４６から一方（図の上方）が建物躯体１５０に係止する係止部４１に形成され、屈曲段部４６から他方（図の下方）が押出成形セメント板１００に取り付ける取付部４２に形成されている。取付金具４０も、例えば、厚みＴが６ｍｍ〜１２ｍｍ程度の金属板材を用いることができる。

取付部４２には、幅方向の中央部分に穴部たる長穴４３が設けられている。そして、取付部４２の幅方向両端部には、長手方向にわたって取付部５２から両幅方向に突出し、長手方向に延びる折り曲げ部４４が設けられている。折り曲げ部４４は、取付部４２のパネル接触面４５とは逆方向に折り曲げられている。この実施形態の折り曲げ部４４は、取付部３２の長手方向にわたって幅方向両端部から突出するように設けられているため、取付部４２の長手方向にわたって断面剛性を上げて取付金具３０自体の剛性を向上させて曲げ降伏変形を防止し、これにより留付部１６０における耐力を向上させている。折り曲げ部４４の折り曲げ角度θなどは、上記取付金具１０と同様であるため、説明は省略する。

（第４実施形態に係る取付金具の構成）
図４は、第４実施形態に係る取付金具５０を示す図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。第４実施形態の取付金具５０も、上記第１実施形態の取付金具１０と同様に、長手方向の中央部分に屈曲段部５６が形成され、長手方向の側面視が従来のＺクリップ１１０と同様の略Ｚ型に形成されている。取付金具５０の長手方向は、屈曲段部５６から一方（図の上方）が建物躯体１５０に係止する係止部５１に形成され、屈曲段部５６から他方（図の下方）が押出成形セメント板１００に取り付ける取付部５２に形成されている。取付金具５０も、例えば、厚みＴが６ｍｍ〜１２ｍｍ程度の金属板材を用いることができる。

取付部５２には、幅方向の中央部分に穴部たる長穴５３が設けられている。そして、取付部５２の長穴５３と平行する部分のみの幅方向両端部に、取付部５２から両幅方向に突出し、長手方向に延びる折り曲げ部５４が設けられている。折り曲げ部５４は、取付部５２のパネル接触面５５とは逆方向に折り曲げられている。この実施形態の折り曲げ部５４は、取付部５２の長穴５３の部分において幅方向両端部から突出するように設けられているため、最小限の折り曲げ部５４で、曲げ応力が大きくなる部分の断面剛性を上げて取付金具５０自体の剛性を向上させて曲げ降伏変形を防止し、これにより留付部１６０における耐力を向上させている。折り曲げ部５４の折り曲げ角度θなどは、上記取付金具１０と同様であるため、説明は省略する。

（高耐力角ナットの構成）
図５は、上記取付金具１０、３０、４０、５０を取り付ける高耐力角ナット２０の一例であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はV−V断面図である。この実施形態の高耐力角ナット２０は、押出成形セメント板１００の中空部１０１に沿って延びる長手方向が長辺、中空部１０１の幅方向が短辺となった矩形状に形成されている。中央部分には、固定ボルト１３０が螺合される雌ねじ部２１が設けられている。そして、幅方向の両端部の長手方向２辺が、一方に折り曲げられた折り曲げ部２２となっている。このように、板状の角ナットの両端部に、一方に折り曲げられた折り曲げ部２２を設けることで、長手方向の剛性を上げて高耐力角ナット２０としている。高耐力角ナット２０としては、例えば、厚みＴが６ｍｍ〜１２ｍｍ程度の金属板材を用いることができる。

（取付金具を用いた建築用パネルの取付構造の構成）
図６は、図１に示す取付金具１０を図５に示す高耐力角ナット２０で建物躯体１５０に取り付けた状態の建築用パネルの取付構造１を示す縦断面図である。図７は、図６に示すVII矢視の図面である。図７では、建物躯体１５０の図示を省略している。これらの図に基づいて、縦張りされた押出成形セメント板１００の取付構造１について説明する。なお、押出成形セメント板１００と建物躯体１５０の構成は、上述した図１１と同一の構成で示す。同一の構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図示するように、押出成形セメント板１００の中空部１０１に高耐力角ナット２０が挿入され、押出成形セメント板１００の内面に取付金具１０が取り付けられている。取付金具１０は、取付部１２の長穴１３を介して高耐力角ナット２０に螺合された固定ボルト１３０で押出成形セメント板１００に取り付けられている。そして、取付金具１０の係止部１１が建物躯体１５０の下地材１５１に係止されて、押出成形セメント板１００が建物躯体１５０の外壁材として取り付けられている。

この例では、押出成形セメント板１００の上部に設けられる取付金具１０と下部に設けられる取付金具１０とでは、下地の構成の違いから押出成形セメント板１００の内面と係止部１１との隙間が異なる例となっている。押出成形セメント板１００の上部に取り付けられる取付金具１０は、建物躯体１５０に設けられた下地材１５１を係止する隙間Ｓ１となっている。押出成形セメント板１００の下部に取り付けられる取付金具１０は、建物躯体１５０に設けられた下地材１５１と、この下地材１５１と押出成形セメント板１００との空間を調整するための硬質パッキン１５２とを係止する隙間Ｓ２となっている。

この建築用パネルの取付構造１によれば、押出成形セメント板１００に取り付けられる取付金具１０は、取付部１２の長手方向両端部がパネル接触面１５と逆方向に折り曲げられた折り曲げ部１４を有する。よって、取付金具１０の係止部１１が建物躯体１５０の下地材１５１に係止された状態で、係止部１１から取付部１２に掛けての剛性が高くなり、留付部１６０における耐力を向上させることができる。

なお、押出成形セメント板１００の間の目地部１４０にはバックアップ材１４１が設けられ、その外面側に目地部１４０を塞ぐシーリング材１４２が充填されている。また、下側の押出成形セメント板１００の上端と下地材１５１との間には充填材としてロックウール１４３が充填されている。押出成形セメント板１００の目地部１４０の構成は、この構成に限定されるものではない。

（取付金具の取付状態）
図８（Ａ）、（Ｂ）は、図６に示す取付金具１０の取付状態における長穴１３とワッシャ１３１との関係を示す図面である。図８（Ａ）に示すように、長穴１３の長手方向中間点Ｅ１は、取付部１２のパネル接触面１５（図１）における長手方向の中間点Ｅ２よりも係止部１１側に設けられている。このため、長穴１３の中間位置を固定ボルト１３０で押出成形セメント板１００に取り付けた状態で、取付金具１０は建物躯体１５０の下地材１５１に係止する係止部１１に近い位置で取り付けられる。これにより、取付部１２の長穴１３を、力点となる係止部１１と下地材１５１との接触部分（図１０）に近付けて、留付部１６０の耐力向上を図っている。

また、図８（Ｂ）に示すように、長穴１３の係止部１１側の端部が、固定ボルト１３０のワッシャ１３１が取付部１２の屈曲段部１６に掛からない位置となっている。このため、地震時などで押出成形セメント板１００が層間変位して固定ボルト１３０が長穴１３の端に移動したとしても、固定ボルト１３０と取付金具１０との間に設けられたワッシャ１３１が屈曲段部１６の傾斜部に掛からない。よって、押出成形セメント板１００の取り付け状態を安定して保つことができる。

（取付金具の取付部における断面係数の検討）
図９（Ａ）〜（Ｆ）は、図１に示す取付金具１０の取付部１２における幅方向の断面係数の変化について検討した断面図である。図９（Ａ）は従来の取付金具１１０における取付部１１２の長穴１１３がない部分における断面図であり、図９（Ｂ）は長穴１１３がある部分における断面図である。例えば、板厚Ｔを６ｍｍ、取付部１１２の幅寸法Ｎを６０ｍｍとした場合、図９（Ａ）に示す長穴１１３がない位置では断面係数が３６０ｍｍ^３となる。一方、図９（Ｂ）に示す長穴１１３がある位置では、長穴１１３の幅寸法を１３ｍｍとすると、断面係数は２８２ｍｍ^３となる。このことから、長穴１１３が設けられた位置では、断面係数が２８２／３６０＝０．７８３となり、長穴１１３がない位置に比べて約２２％低下している。このことから、長穴１１３による断面係数の低下を補うためには、長穴１１３を設けた部分における断面係数を３６０ｍｍ^３以上とすれば、取付部１１２の全体を長穴１１３がない位置と同じ強度以上にできる。

そこで、図９（Ｃ）〜図９（Ｆ）に示すように、取付金具１０の取付部１２に、幅方向両端部の長手方向にわたって折り曲げ部１４を設け、この折り曲げ部１４の折り曲げ角度θを変化させた場合の断面係数の変化について検討した。折り曲げ部１４の折り曲げ角度θを１５度とすれば、断面係数は３５０ｍｍ^３となり、長穴１３がない場合の断面係数と近くなる。折り曲げ部１４の折り曲げ角度θを３０度とすれば、断面係数は４１０ｍｍ^３となり、折り曲げ部１４の折り曲げ角度θを４５度とすれば、断面係数は４２０ｍｍ^３となり、折り曲げ部１４の折り曲げ角度θを６０度とすれば、断面係数は５３０ｍｍ^３となる。これらのことから、折り曲げ部１４の折り曲げ角度θによって、折り曲げ部１４の形成後における取付部１２の断面係数を、少なくとも長穴１３のない場合の断面係数と同等かそれ以上にすることができる、という知見を得た。

（取付金具の強度確認実験）
図１０（Ａ）、（Ｂ）は、上記取付金具１０と従来の取付金具（強度試験では、Ｚクリップ１１０を取付金具１１０ともいう）とによる引抜試験を示す図面である。（Ａ）は、図１２に示すＺクリップ１１０による試験の構成図である。（Ｂ）は、上記取付金具１０による試験の構成図である。いずれの引抜試験も、押出成形セメント板１００を横向きに配置した状態で試験をしている。また、取付金具１０、１１０と下地材１５１との接触部分の中央位置を「力点Ａ」とし、取付金具１０、１１０を押出成形セメント板１００に取り付けている固定ボルト１３０の位置を「作用点Ｂ」とし、各取付金具１０、１１０の一端を支点Ｃとしている。この試験では、押出成形セメント板１００を試験機に固定し、下地材１５１に上向きの荷重を加える（押出成形セメント板１００に対しては引き抜きの荷重となる。）試験を行った。

この引抜試験における取付金具１０、１１０の一例として、板厚６ｍｍの金属板を用いて、長手方向の全長寸法を１３５ｍｍ、幅寸法を６０ｍｍ、全体の厚み（パネル接触面から係止部の反対面までの厚み）を１１．３ｍｍとした。また、取付金具１０、１１０を下地材１５１に係止する寸法が３０〜４０ｍｍの範囲を適正な寸法と設定しているため、下地材１５１と接する係止部１１、１１１の長さを４５ｍｍに設定した。

さらに、押出成形セメント板１００は、地震時などにより発生する建物揺れに対し押出成形セメント板１００がロッキング又はスライドして変位を吸収する必要がある。その変位吸収は取付金具１０、１１０で行われる。このため、取付金具１０、１１０の穴部を長穴１３（ルーズホール）として固定ボルト１３０が長穴１３の中でスライドして押出成形セメント板１００に過剰な力が加わらない設計としている。９００ｍｍ幅の押出成形セメント板１００では層間変位角は１／１００ｒａｄを想定することが一般的である。このため、ロッキング又はスライドの寸法は９００／１００＝９（ｍｍ）が最大となる。固定ボルト１３０の直径を１０ｍｍとすると、固定ボルト１３０の両側に９ｍｍ以上余裕のある長穴１３とする設計が必要となる。しかし、実際には施工誤差（５ｍｍ程度）も生じるため、１０＋９＋９＋５＝３３（ｍｍ）以上の長穴１３を要する。このことから、この例では、長穴１３の寸法を１２ｍｍ×３５ｍｍとしている。また、層間変位時に固定ボルト１３０のワッシャ１３１が取付部１２と係止部１１との間の屈曲段部１６に掛からないためには、長穴１３の端部と屈曲段部１６の段差開始位置の最小クリアランスは１０ｍｍであるため、その寸法まで長穴１３を係止部１１、１１１の方向（力点Ａの方向）に近付けている。

そして、図１０（Ａ）、（Ｂ）では、支点Ｃから力点Ａと作用点Ｂまでの距離に基づいてそれぞれの力の大きさを比較した。

図１０（Ａ）に示す従来のＺクリップ１１０（図１２）では、作用点Ｂに作用する力Ｐ２は、力点Ａに働く力Ｐ１と、支点Ｃから係止部１１１と下地材１５１との間の力点Ａまでの距離（１２０．２）と、支点Ｃから長穴１３の位置の作用点Ｂまでの距離（３７．５）とから、「Ｐ２＝１２０．２Ｐ１／３７．５＝３．２１Ｐ１」となる。

一方、図１０（Ｂ）に示す上記取付金具１０は、取付金具１０自体の剛性向上と長穴１３を屈曲段部１６に近付けている。これにより、作用点Ｂに作用する力Ｐ２は、力点に働く力Ｐ１と、支点Ｃから係止部１１と下地材１５１との間の力点Ａまでの距離（１２０．２）と、支点Ｃから長穴１３の位置の作用点Ｂまでの距離（５２．５）とから、「Ｐ２＝１２０．２Ｐ１／５２．５＝２．２９Ｐ１」となる。

このことから、取付金具１０は、長穴１３の長手方向中間点Ｅ１の位置をパネル接触面１５の長手方向の中間点Ｅ２よりも係止部１１の方向にずらして設けたことで、Ｚクリップ１１０に比べて作用点Ｂに作用する力を約２９％（２．２９／３．２１＝０．７１）低減することができる。

一方、固定ボルト１３０の部分に発生する曲げ応力は、力点Ａから固定ボルト１３０までの距離により発生する曲げモーメントと断面係数の関係から以下のようになる。なお、この試験に用いたＺクリップ１１０は、長穴部分の幅方向のＸ軸（図１２（Ｃ）に示すＸ）における断面係数は２８２である。また、取付金具１０は、長穴部分の幅方向のＸ軸（図１（Ｃ）に示すＸ）における断面係数は４２０である。これらの断面係数は、上記した寸法の取付金具１０、１１０における断面形状により算出したものである。

曲げ応力は、曲げモーメント／断面係数より、従来のＺクリップ１１０では、８２．７Ｐ１ ／２８２＝０．２９３Ｐ１となるが、取付金具１０では、６７．７Ｐ１／４２０＝０．１６１Ｐ１ となる。従って、同じ荷重（Ｐ１）が力点Ａに作用しても、取付金具１０に発生する曲げ応力は０．１６１／０．２９３＝０．５５となり、従来のＺクリップ１１０に対して約４５％低減される。このことから、取付金具１０の曲げ限界荷重が上昇する。

また、図１に示す取付金具１０を図５に示す高耐力角ナット２０で押出成形セメント板１００に取り付け、引き抜き荷重を測定した。その結果、押出成形セメント板１００が破壊する荷重は３．５１〜３．９５ｋＮであった。

一方、図１３に示すＷ型Ｚクリップ１１５を通常の角ナットで押出成形セメント板１００に取り付け、引き抜き荷重を測定した。その結果、押出成形セメント板１００が破壊する荷重は３．７７〜４．７９ｋＮであった。

さらに、図１２に示すＺクリップ１１０を通常の角ナットで押出成形セメント板１００に取り付け、引き抜き荷重を測定した。その結果、押出成形セメント板１００が破壊する荷重は２．４０〜２．７２ｋＮであった。

また、図１２に示すＺクリップ１１０を図５に示す高耐力角ナット２０で押出成形セメント板１００に取り付け、引き抜き荷重を測定した。その結果、Ｚクリップ１１０が３．１〜３．４ｋＮで曲げ降伏変形し、それ以上の荷重値を得られなかった。

なお、許容耐力は、試験結果の平均値（μ）から標準偏差（σ）の３倍（３σ）を減じた値に対し１．５倍の安全率を考盧して算出している。そのため、ばらつきが大きいと標準偏差が大きくなり許容値が小さくなる。

上記Ｗ型Ｚクリップ１１５では、設計許容値を２．２５ｋＮとしている。そして、上記図１に示す取付金具１０ではばらつきが小さいため、Ｗ型Ｚクリップ１１５と同様に設計許容値を２．２５ｋＮとすることが可能となる。

このような引抜試験結果から、上記取付金具１０によれば、従来のＺクリップ１１０と同等の大きさで、Ｗ型Ｚクリップ１１５と同等の設計許容値（上記Ｗ型Ｚクリップ１１５の２．２５ｋＮに対し、取付金具１０も同等の２．２５ｋＮ）を有する取付金具１０を構成することができる。

なお、上記取付金具３０、４０、５０も、取付金具１０と同様に、従来のＺクリップ１１０と同等の大きさで、Ｗ型Ｚクリップ１１５と同等の強度を有する取付金具を形成することができる。

（総括）
以上のように、上記取付金具１０、３０、４０、５０によれば、取付部１２、３２、４２、５２の強度を向上させることができ、この取付金具１０を用いた建築用パネルの取付構造１によれば、取付金具１０の留付部１６０における耐力を向上させることができる。よって、同等の耐力を有するＷ型Ｚクリップ１１５などの取付金具に比べてコストを低減させることが可能となる。しかも、取付金具１０は１枚の押出成形セメント板１００に対して４箇所（４隅）に取り付けられるので、取付金具１０のコストダウンによって建築用パネルの取付構造１のトータルコストを低減することが可能となる。

また、取付金具１０の大きさを従来のＺクリップ１１０と同等にすることができるので、従来と同様の作業性を保つことができる。

さらに、従来のＷ型Ｚクリップ１１５と比較すると部品点数（角ナットの種類）が少なくなる。よって、コストの低減の他、押出成形セメント板１００（建築用パネル）への穴開け作業や取り付け作業が軽減され、取付金具１０の設置も簡易となることから、Ｗ型Ｚクリップ１１５を用いる場合に比べて施工効率の向上に寄与することが可能となる。

（変形例）
上記した実施形態における取付金具１０は一例であり、大きさ、厚みなどは一例で上記実施形態に限定されるものではない。

また、上記した実施形態では、建築用パネルとして押出成形セメント板１００を例に説明したが、軽量気泡コンクリート板などのセメント系パネル、或いは金属などを含むその他素材のパネルでも取付金具１０を用いて取り付ける建築用パネルであれば同様に用いることができ、建築用パネルは上記した実施形態に限定されるものではなく、建築用パネルの取付方向も縦張りだけでなく、横張りにも用いることができる。

さらに、上記した実施形態は一例を示しており、穴部は長穴１３に限定されるものではなく、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。

１ 建築用パネルの取付構造
１０ 取付金具
１１ 係止部
１２ 取付部
１３ 長穴（穴部）
１４ 折り曲げ部
１５ パネル接触面
１６ 屈曲段部
２０ 高耐力角ナット
２１ 雌ねじ部
２２ 折り曲げ部
１００ 押出成形セメント板
１０１ 中空部
１１０ Ｚクリップ（取付金具）
１１５ Ｗ型Ｚクリップ（取付金具）
１２０ 角ナット
１３０ 固定ボルト
１３１ ワッシャ
１４０ 横目地部
１５０ 建物躯体
１５１ 下地材
１５２ 硬質パッキン
１６０ 留付部

Claims (8)

1. 建築用パネルを建物躯体に取り付ける取付金具であって、
   長手方向の中央部分に屈曲段部が形成され、
   長手方向の前記屈曲段部から一方が前記建物躯体に係止する係止部に形成され、
   長手方向の前記屈曲段部から他方が前記建築用パネルに取り付ける取付部に形成され、
   前記取付部は、前記建築用パネルに取り付けるための穴部と、前記建築用パネルとの接触面の幅方向両端部がパネル接触面とは逆方向に折り曲げられた折り曲げ部と、を有しており、
   前記折り曲げ部は、折り曲げ角度が１５度〜７５度となっている、
   ことを特徴とする建築用パネルの取付金具。
2. 建築用パネルを建物躯体に取り付ける取付金具であって、
   長手方向の中央部分に屈曲段部が形成され、
   長手方向の前記屈曲段部から一方が前記建物躯体に係止する係止部に形成され、
   長手方向の前記屈曲段部から他方が前記建築用パネルに取り付ける取付部に形成され、
   前記取付部は、前記建築用パネルに取り付けるための穴部と、前記建築用パネルとの接触面の幅方向両端部がパネル接触面とは逆方向に折り曲げられた折り曲げ部と、を有しており、
   前記折り曲げ部は、前記取付部の前記穴部と平行する部分のみの幅方向両端部に設けられている、
   ことを特徴とする建築用パネルの取付金具。
3. 前記折り曲げ部は、前記取付部の長手方向にわたって幅方向両端部に設けられている、
   請求項１に記載の建築用パネルの取付金具。
4. 前記折り曲げ部の頂点の高さは、前記取付部のパネル接触面から前記係止部の高さまでの高さと同等以下の高さであり、且つ前記取付部の厚みの２倍以下の高さとなっている、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の建築用パネルの取付金具。
5. 前記穴部は、前記取付部の前記建築用パネルと接触するパネル接触面における長手方向の中間点よりも前記係止部の方向に設けられている、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の建築用パネルの取付金具。
6. 前記穴部は、前記取付部の長手方向に延びる長穴で構成され、
   前記長穴は、該長穴に挿入する固定ボルトのワッシャが前記取付部の屈曲された段部に掛からない位置に設けられている、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の建築用パネルの取付金具。
7. 建物の躯体に建築用パネルを取り付ける建築用パネルの取付構造であって、
   前記建築用パネルは、中空部を有するセメント系建築用パネルであり、
   前記建築用パネルの内側に請求項１〜６のいずれか１項に記載の建築用パネルの取付金具を備え、
   前記取付金具は、前記取付部が前記建築用パネルの前記中空部に挿入されたナットと固定ボルトとで取り付けられ、前記係止部が前記躯体に設けられた下地材に係止されて取り付けられている、
   ことを特徴とする建築用パネルの取付構造。
8. 前記取付金具は、前記穴部が前記取付部の前記建築用パネルと接触するパネル接触面における長手方向の中間点よりも前記係止部の方向に中間点を有する長穴で構成され、
   前記長穴の長手方向中間点を前記固定ボルトで固定した状態で、前記取付金具は前記取付部のパネル接触面の長手方向の中間点よりも前記係止部の方向が前記固定ボルトで固定されるよう構成されている、
   請求項７に記載の建築用パネルの取付構造。

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