JP2002004088A

JP2002004088A - 押出形材の接合構造

Info

Publication number: JP2002004088A
Application number: JP2000182356A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kobori; 健小堀; Hiroshi Horikawa; 浩志堀川; Kanekiyo Riku; 鐘清陸
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2002-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】表面に陽極酸化被膜層および電着塗膜層が被覆
されているアルミニウム合金の押出形材同士を接着剤に
より接合する共に、長期間にわたり安定した接着強度が
得られる押出形材の接合構造を提供する。【解決手段】アルミニウム合金からなり表面に陽極酸化
被膜層４および電着塗膜層５が被覆された複数の押出形
材１ａ，１ｂの接合構造であって、押出形材１ａ，１ｂ
における一方の側端に設けた側端面７と突出片８とから
なる接合部６，６を、ヤング率が０.５〜５０Ｎ／ｍｍ
^２と低い弾性型接着剤９を介して接着している、押出形
材１ａ，１ｂの接合構造１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
からなる複数の押出形材の接合構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、バス停留所や建物同士間の通路
上に設けられる雨除け用のシェルタ、或いはトラックの
アオリは、これらを能率良く製造するため、アルミニウ
ム合金からなる複数の押出形材を、互い接着して接合し
たパネルによって、構成することが検討されている。こ
れまで、押出形材同士を、接着剤を介して接合する場
合、接着された各形材の接着強度(通常、せん断強度で
評価)を高めるには、電着塗装を行う前の陽極酸化皮膜
を施した後で且つ封孔処理をしていない状態、またはア
ルミニウムの生地の状態で、ヤング率の高い剛性型接着
剤を用いて接着することが考えられていた。係る剛性型
接着剤のヤング率は、１０００Ｎ／ｍｍ^２以上が一般的
である。

【０００３】上記剛性型接着剤は、塗布した直後におけ
る初期の接合強度を大きくできる。しかしながら、長期
間にわたり過酷な環境下、例えば温度や湿度の変動が繰
り返される屋外で使用されると、急激に接合強度が低下
する場合があった。このため、剛性型接着剤により接着
した複数の押出形材の接合部同士が互いに離間し、雨水
が浸透したり、甚だしくは形材同士も離間し合ってパネ
ルが分解しかねない、という問題があった。従って、シ
ェルタのパネルやトラックのアオリのように、屋外で長
期間にわたり使用されるパネルを構成する押出形材同士
の接合に、接着剤を用いることは信頼性の点で不十分で
あった。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】一般に、押出形材は、アルミ
ニウム生地の表面に陽極酸化被膜層および電着塗膜層が
被覆された状態で最終的に使用されている。このため、
前記従来のようにアルミニウム材の生地状態での接着
や、陽極酸化被膜を施した後で且つ未封孔処理の状態で
接着を行うことは、工程上から困難であり、アルミニウ
ムの押出形材を接着した状態で使用される製品は、一般
化していなかった。この点に関し、出願人は、押出形材
の表面に陽極酸化被膜を生成し且つ電着塗装膜を形成し
た後で、係る形材同士の接着を行う発明を提案している
(特願平１１−１４１６８７)。

【０００５】更に、上記ような電着塗装膜を形成した後
で接着する場合について、発明者らが調査した結果、前
述した剛性型接着剤を用いた場合における接着部の破壊
は、当該接着剤と電着塗膜層との界面、または陽極酸化
被膜層と電着塗膜層との界面において、発生することが
確認された。また、この破壊は、場合により接着直後に
も生じるケースがあることも判明した。本発明は、表面
に陽極酸化被膜層および電着塗膜層が被覆されているア
ルミニウム合金の押出形材同士を接着剤により接合する
と共に、長期間にわたり安定した接着強度が得られる押
出形材の接合構造を提供する、ことを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、発明者らが研究および調査した結果、ヤン
グ率の低い弾性型接着剤を用いることに着想して成され
たものである。即ち、本発明の押出形材の接合構造は、
アルミニウム合金からなり表面に陽極酸化被膜層および
電着塗膜層が被覆された複数の押出形材の接合構造であ
って、上記各押出形材の側端に設けた接合部同士を、ヤ
ング率の低い弾性型接着剤を介して接着している、こと
を特徴とする。これによれば、アルミニウム合金の押出
形材への所要の表面処理である陽極酸化被膜の生成およ
び電着塗装を施した後に、係る形材同士を強固に接着で
きるため、一貫した生産ラインで表面処理を行った後、
接着工程を行うことができる。しかも、ヤング率の低い
弾性型接着剤を用いることにより、接着界面である上記
接着剤と電着塗膜層との界面、または陽極酸化被膜と電
着塗膜層との界面において発生する応力(歪応力)を小さ
くし、係る界面に及ぶ負荷を軽減できる。

【０００７】上記の発生する応力は、接着時に接着剤が
硬化する際における当該接着剤の収縮により発生する応
力と、アルミニウム材と上記接着剤との熱膨張率の差に
より生じる応力とが主なものである。また、これらの応
力が作用した際に、接着剤のヤング率が高い場合は、当
該接着剤の弾性変形量が少ないため、上述した各界面
(即ち、接着剤と電着塗膜層との界面、または陽極酸化被
膜と電着塗膜層との界面)に大きな歪応力が作用するこ
とになる。更に、歪応力が作用している状態で押出形材
が高温または高温高湿下に曝されると、電着塗膜層が水
分を吸収し、これが更に脆弱化するため、接着強度が低
下する。一方、ヤング率の低い接着剤を用いた場合は、
接着時における当該接着剤の収縮やアルミニウム材との
熱膨張率の差が生じても、接着剤自体の弾性変形が容易
に行われるため、前記各界面に作用する歪応力を小さく
することができる。このため、互いに隣接する複数の押
出形材の接合部における接着強度の耐久性を、確実に向
上させることができる。

【０００８】また、前記接着剤のヤング率は、０.５〜
５０Ｎ／ｍｍ^２の範囲内にある、押出形材の接合構造も
含まれる。これによれば、複数の押出形材の接合部にお
ける接着強度の耐久性を、一層確実に向上させることが
できる。尚、上記ヤング率が０.５Ｎ／ｍｍ^２未満で
は、各形材の接合部間に介在する接着剤の変形が大きく
なり、且つ接着剤自体の強度も小さいため、接合部の強
度を構造的に保つことができなくなる。一方、上記ヤン
グ率が５０Ｎ／ｍｍ^２を越えると、前記接着剤と電着塗
膜層との界面等に前記接着時における接着剤の収縮や熱
膨張率の差により生じる応力による負荷が過大になり、
各形材の接合部における接着強度の耐久性を確保できな
くなる。これらの理由により、ヤング率を上記範囲に限
定したものである。

【０００９】更に、前記押出形材の接合部と隣接する押
出形材の接合部とが、隣接する押出形材が互いに離間す
る方向に平行か、ほぼ平行な面、或いは傾斜した面を含
んでいる、押出形材の接合構造も含まれる。これによれ
ば、互いに隣接する押出形材同士を互いに離間する外力
が作用しても、両者の接合部間に介在する前記接着剤が
高い引張せん断強度を発揮するので、接合部における接
着強度の耐久性を、確実に高めることが可能となる。
尚、上記接合部の断面形状には、互いに嵌合し合う凹断
面形状または凸断面形状も含まれる。

【００１０】

【発明の実施の形態および実施例】以下において本発明
の実施に好適な形態と実施例を図面等と共に説明する。
図１(Ａ)，(Ｂ)は、本発明の接合構造１０およびこれに
用いる押出形材１ａ，１ｂの断面を示す。押出形材１
ａ,１ｂは、アルミニウム合金(JIS:Ａ６０６０３−Ｔ５
等)からなり、互いに同じ断面を有し、断面矩形の中空
部３を内臓する偏平な箱形状の本体２と、その一側端の
接合部６と、を図示で奥行き(押出)方向の全長に沿って
有する。図１(Ｂ)に示すように、接合部６は、互いに対
向する側端面７と、本体２の一方の表面から延び且つ平
行な面を含む突出片８とからなる。

【００１１】また、上記接合部６を含む押出形材１ａ，
１ｂ(アルミニウム生地)の表面には、陽極酸化皮膜層４
と電着塗膜層５とが、予め被覆されている。陽極酸化
(硫酸)皮膜層４の平均厚さは５μｍ、電着塗膜層５の平
均厚さは１０μｍである。図１(Ｂ)に示すように、押出
形材１ａ，１ｂの接合部６，６における側端面７，７間
および各突出片８の内面と相手材の本体２の外側面との
間に、一定の厚みの接着剤９を断面クランク状に介在さ
せるた後、所定時間拘束することにより、押出形材１
ａ，１ｂを接着して接合した接合構造１０を得ることが
できる。

【００１２】ここで、押出形材１ａ，１ｂを接着して得
た実施例の接合構造１０と、同じ形材１ａ，１ｂを接着
して得た比較例の接合構造とについて、JIS Ｋ６８５０
「接着剤の引張せん断接着強さ試験方法」に準じて、引張
せん断強度を測定した。先ず、押出方向に沿った幅Ｗ
(図１(Ｃ)参照)を２５ｍｍに切断した同じサイズの押出
形材１ａ，１ｂの組を６組用意した。予め、各組の押出
形材１ａ，１ｂの各接合部６における側端面７と突出片
８の内面とを、アセトンで脱脂した。次に、図１(Ｂ)に
示すように、各組毎に押出形材１ｂの接合部６に接着剤
９を断面クランク状に一定の厚みで塗布した後、押出形
材１ａの接合部６を接近させて接着し、所定時間拘束し
た。

【００１３】上記接着剤９には、本発明に属するヤング
率が３.５Ｎ／ｍｍ^２と低い弾性型接着剤９(商品名：セ
メダインＥＰ−００１)と、従来から用いられているヤ
ング率が１０００Ｎ／ｍｍ^２代と高い剛性型接着剤(商
品名:アラルダイトＡＷ−１０６)とを、使い分けた。前
者の接着剤９を用いた接合構造１０を実施例とし、後者
の接着剤を用いた接合構造を比較例とし、各接着剤(９)
により、３組ずつの押出形材１ａ，１ｂ接着して、３組
ずつの接合構造(１０)を得た。実施例および比較例の接
合構造(１０)から図１(Ｃ)に示す一対の板状部分からな
る試験片Ｔを複数組切り出した。各試験片Ｔの接着長さ
Ｌは１２．５ｍｍ、接着幅Ｗは２５ｍｍである。試験片
Ｔのうちの１つの組は接着した直後に各例の押出形材１
ａ，１ｂを互いに離間させるよう引張り、引張せん断強
度(破断した際の単位接着面積当たりの荷重)を測定し
た。これらを実施例１と比較例１とした。

【００１４】また、残りの実施例および比較例の試験片
Ｔを、＋６０℃で且つ相対湿度９５％下で５００時間ま
たは２０００時間にわたって暴露した。５００時間経過
した後で引張せん断強度を測定したものを実施例２と比
較例２とし、２０００時間経過した後で引張せん断強度
を測定したものを実施例３と比較例３とした。実施例１
〜３および比較例１〜３の接合構造(１０)における引張
せん断強度の各測定結果を、表１に示した。尚、各例に
おける引張せん断強度は、実質的には、図１(Ｂ)におい
て上下の各突出片８の内面(離間する方向に平行な面)と
本体２の外側面との間に、介在している接着剤(９)のせ
ん断強度に相当する。

【００１５】

【表１】

【００１６】表１によれば、実施例１〜３は、接着直後
でも２０００時間におよぶ高温高湿度下の暴露後であっ
ても、せん断強度は約７Ｎ／ｍｍ^２と殆ど変化しなかっ
た。一方、接着直後の比較例１のせん断強度は１２.４
Ｎ／ｍｍ^２と高く、高温高湿度下で５００時間暴露され
た比較例２も１０.９Ｎ／ｍｍ^２と高かったのに対し
て、２０００時間暴露された比較例３は５.４Ｎ／ｍｍ
^２と実施例１〜３の何れよりも低くなった。また、各例
の接合構造(１０)について、破断した面を調べた。その
結果、実施例１〜３は、全て接着剤９内で破断した接着
剤凝集破壊であった。一方、比較例１では、接着剤凝集
破壊と共に、接着剤と電着塗膜層５との界面でも破断し
ていた。また、比較例２では、接着剤と電着塗膜層５と
の界面と共に、電着塗膜層５と陽極酸化被膜層４との界
面でも破断していた。更に、比較例３では、電着塗膜層
５と陽極酸化被膜層４との界面でのみ破断していた。

【００１７】以上のような結果から、実施例１〜３は、
ヤング率の低い弾性型接着剤９を用いることにより、接
着剤９と電着塗膜層５との界面や電着塗膜層５と陽極酸
化被膜層４との界面に発生する歪応力を小さくし、且つ
これらの界面への負荷を軽減できたことが理解される。
また、屋外に置かれたと同様に、長時間にわたり高温高
湿度下に曝されても、せん断強度は低下することなく安
定しており、破断は常に接着剤９の内部で発生すること
も容易に理解できる。一方、比較例３は、ヤング率の高
い剛性型接着剤を用いが、長時間にわたり高温高湿度下
に曝されたため、当初接着剤付近に発生する応力の発生
位置が、電着塗膜層５と陽極酸化被膜層４との界面にシ
フトした。これにより、比較例３ではせん断強度が低下
したものと思われる。以上のことから、本発明の接合構
造１０の効果が裏付けられたことが判る。

【００１８】図２(Ａ)，(Ｂ)は、異なる形態の押出形材
１１ａ，１１ｂ、およびこれらを接着して得られる接合
構造２０の断面を示す。図２(Ａ)に示すように、押出形
材１１ａ，１１ｂは、前記同様のアルミニウム合金から
なる互いに同じ断面を有し、断面ほぼ矩形の中空部１３
を内臓する本体１２と、上記形材１１ａの右側端に位置
する接合部１４と、形材１１ｂの左側端に位置する接合
部２２と、を図示で奥行き(押出)方向の全長に沿って有
する。接合部１４は、図２(Ａ)に示すように、本体１２
の上下に隣接して順に位置する斜め溝１５、斜め突片１
６、および小溝１７と、各小溝１７から延びる断面角形
の凸条１８と、その先端面の中央に設けた断面Ｖ字状の
凹部１９とからなる。

【００１９】また、接合部２２は、本体１２の上下から
それぞれ連続した延びる上下一対の突出片２４と、これ
らの間に位置し且つ上記凸条１８と嵌合する凹溝２６
と、凹溝２６の底壁２５の中央に位置し且つ上記凹み１
９と嵌合する断面Ｖ字状の凸部２７とを含む。各突出片
２４の先端の内面に、断面三角形の突片２３を有する。
尚、接合部１４，２２を含む押出形材１１ａ，１１ｂの
表面には、前記同様の図示しない陽極酸化被膜層および
電着塗膜層が、それぞれ被覆されている。図２(Ａ)に示
すように、接合部１４における凹部１９の底部には、予
め前記同様の弾性型接着剤２８を充填しておく。

【００２０】次いで、上記形材１１ａの接合部１４と形
材１１ｂの接合部２２とを接近させて、図２(Ｂ)に示す
ように、凹溝２６と凸条１８とを嵌合し、且つ凹部１９
と凸部２７とを嵌合する。この際、各突出片２４は一旦
外側に弾性変形し、その先端に位置する突片２３は、斜
め突片１６を乗り越えて斜め溝１５内に嵌合する。この
間に接着剤２８は、図２(Ｂ)に示すように、一対の傾斜
した面をそれぞれ含む凹部１９と凸部２７との間、およ
び、離間する方向に平行な面をそれぞれ含む凹溝２６
(各突出片２４を含む)と凸条１８との間に薄く拡がる。
この状態で、押出形材１１ａ，１１ｂを所定時間拘束す
ることにより、接合構造２０が得られる。

【００２１】ここで、接着剤２８に前記と同じヤング率
が３.５Ｎ／ｍｍ^２の弾性型接着剤とヤング率が１００
０Ｎ／ｍｍ^２の剛性型接着剤とを使い分け、せん断強度
を測定した。即ち、押出形材１１ａ，１１ｂをその押出
方向に沿い幅Ｗ１５０ｍｍに切断した３つの試験材１１
ｘ,１１ｙ,１１ｚを２組用意し、これらを図２(Ｃ)に示
すように、接合部１４，２２間で接着長さＬ１をそれぞ
れ１００ｍｍとし且つ試験材ｙを中間にして接着し、上
記各接着剤を個別に用いて接着した２組の試験片を作成
した。これら２組の試験片を、各々の試験材１１ｘ,１
１ｙ,１１ｚを密着させた状態で拘束し、各接着剤を完
全に硬化させるため７日間常温で放置した。

【００２２】その後拘束を解き、各組の中間の試験材１
１ｙに押出方向に沿った荷重Ｐを加え、この荷重Ｐと試
験材１１ｙの図２(Ｃ)で上端部における変位とを測定し
た。上記弾性型接着剤を用いた組により得られた実施例
の接合構造２０と、上記剛性型接着剤を用いた組により
得られた比較例の接合構造のそれぞれに対して、上記せ
ん断試験を行った。尚、図２(Ｂ)において、接着剤２８
の断面における接着長さは約８７ｍｍであり、形材１１
ａ，１１ｂの接合部１４，２２間における設計上での接
着剤２８の厚みは０．２ｍｍである。各例における荷重
Ｐと変位との推移を図２(Ｄ)のグラフに示した。

【００２３】図２(Ｄ)のグラフによれば、各例ともに当
初から荷重が約６０ｋＮまでは約１ｍｍ程度の変位とな
る弾性変形を示した。その後、図２(Ｄ)中の実線で示す
実施例の接合構造２０は、荷重と変位が当初と同様に増
大し、約８０ｋＮの荷重で且つ約１．５ｍｍの変位の際
にピークとなり、その後は荷重が徐々に低下しつつ変位
した。しかし、破線で示す比較例の接合構造では、約６
０ｋＮの荷重で且つ約１ｍｍ変位した際にピークとな
り、その後は直ちに荷重が低下して破断した。また、最
終的な破壊の形態は、実施例の接合構造２０では、接着
剤２８自体の凝集破壊と、部分的に接着剤２８と電着塗
膜層との界面における破壊であった。これに対し、比較
例のものでは全て接着剤と電着塗膜層との界面で破壊し
た。以上の結果から、実施例の接合構造２０における接
着部のせん断強度は、接着剤２８自体のせん断強度に依
存し、且つ接着剤２８自体の破断により荷重が上記ピー
クから低下したと思われる。即ち、ヤング率の低い接着
剤２８を用いたため、当該接着剤２８の硬化時における
収縮により発生する、接着剤２８と電着塗膜層との界面
や電着塗膜層と陽極酸化被膜層との界面に発じる歪応力
を小さくでき、これらの界面への負荷が低減されたこと
による結果と思われる。

【００２４】一方、比較例の接合構造では、ヤング率の
高い接着剤を用いたことにより、接着剤の硬化時におけ
る当該接着剤の収縮とこれによる歪応力が大きくなり、
接着剤と電着塗膜層との界面に歪応力が負荷された状態
が維持される。この結果、接着剤と電着塗膜層との界面
ないし電着塗膜層と陽極酸化被膜層との界面が上記歪応
力により脆弱化された状態となる。このため、上記界面
において低い荷重で破断したものと思われる。これらか
ら、本発明の弾性型接着剤２８を用いる接合構造２０の
効果が裏付けられたことが容易に理解される。尚、以上
の結果においては、前記表１の場合と異なり、高温高湿
度下での暴露を行わなかったにも拘わらず、ヤング率の
高い剛性型接着剤を用いた比較例の方が、実施例よりも
せん断強度は低い結果となった。これは、前記表１の場
合に比べ本実施例の接合構造２０では接着部分の面積が
大きく、上記歪応力の作用が顕著に現れたものと理解さ
れる。

【００２５】図３(Ａ)，(Ｂ)は、更に異なる形態の押出
形材３１ａ，３１ｂ、およびこれらを接着して得られる
接合構造３０の断面を示す。図３(Ａ)に示すように、押
出形材３１ａ，３１ｂは、前記同様のアルミニウム合金
からなる互いに同じ断面を有し、断面ほぼ矩形の中空部
３３を内臓する本体３２と、上記形材３１ａの右側端に
位置する接合部３４と、形材３１ｂの左側端に位置する
接合部４０と、を図示で奥行き(押出)方向の全長に沿っ
て有する。接合部３４は、図３(Ａ)に示すように、本体
３２の上下から延びる一対の菱形突片３５と、これらの
内側に位置する一対のＬ形片３６と、これらの先端から
斜めに延びる対称な一対の傾斜片３８と、その先端の外
面に位置する断面三角形の突片３９と、上記一対の傾斜
片３８間に挟まれ且つ一対の傾斜した面を含む断面台形
状の凹部３７とからなる。

【００２６】また、接合部４０は、図３(Ａ)に示すよう
に、本体３２の上下から延びる一対の突出片４１と、こ
れらの先端に外向きの底広溝４２を有する一対の斜め片
４３と、上下の突出片４１間に位置し且つ上記Ｌ形片３
６や傾斜片３８が進入する凹溝４６と、その底壁４４の
中央に位置し且つ上記凹部３７と嵌合する断面台形状で
且つ一対の傾斜した面を含む凸部４８と、を含む。上下
の底壁４４には、凸部４８寄りに細溝４７を介して断面
が細長い三角形で且つ傾斜した面を含む三角片４５がそ
れぞれ突設されている。尚、接合部３４，４０を含む押
出形材３１ａ，３１ｂの表面にも、前記同様の図示しな
い陽極酸化被膜層および電着塗膜層が、それぞれ被覆さ
れている。図３(Ａ)に示すように、形材３１ａの接合部
３４における凹部３７の底部には、予め前記同様の弾性
型接着剤４９を充填しておく。

【００２７】次に、上記形材３１ａの接合部３４と形材
３１ｂの接合部４０とを接近させ、図３(Ｂ)に示すよう
に、凹溝４６内に各傾斜片３８やＬ形片３６を進入させ
て、凹部３７と凸部４８とを嵌合し、且つ各突片３９と
各細溝４７とを個別に嵌合する。この際、各突出片４１
は、一旦内側に弾性変形した後、その先端における各斜
め片４３の底広溝４２内に、前記菱形突片３５がそれぞ
れ個別に嵌合する。この間に、接着剤４９は、図３(Ｂ)
に示すように、凹部３７と凸部４８との間と、各細溝４
７と各突片３９との間に薄くなって拡がる。この状態
で、押出形材３１ａ，３１ｂを所定時間拘束することに
より、接合構造３０が得られる。

【００２８】ここで、接着剤４９に前記と同じヤング率
が３.５Ｎ／ｍｍ^２の弾性型接着剤とヤング率が１００
０Ｎ／ｍｍ^２の剛性型接着剤とを使い分けて、せん断強
度を測定した。前者により得られた実施例の接合構造３
０と、後者により得られた比較例の接合構造とに対し、
前記図２(Ｃ)に示したと同じ方法で試験片を作成し、且
つ同じ方法によりせん断試験をそれぞれ行った。尚、図
３(Ｂ)において、接着剤４９の断面における接着長さは
約４２ｍｍであり、形材３１ａ，３１ｂの接合部３４，
４０間における隙間は０．２ｍｍである。各例のせん断
試験における荷重と変位との推移を図３(Ｃ)のグラフに
示した。

【００２９】図３(Ｃ)のグラフによれば、実線で示す実
施例の接合構造３０は、荷重と変位が当初から増大し、
約４０〜５５ｋＮの荷重で且つ約１．０ｍｍ前後に変位
した際に複数のピークを示し、その後は荷重が徐々に低
下しつつ変位した後、変位が約１．８ｍｍ付近になった
際に、荷重は急激に低下した。一方、図３(Ｃ)中の破線
で示す比較例の接合構造では、約２０ｋＮの荷重で且つ
約０．５ｍｍ変位した付近でピークとなり、その後は変
位しつつも荷重は低下して破壊した。また、最終的な破
壊の形態は、実施例の接合構造３０では、接着剤４９自
体の凝集破壊および、部分的に接着剤４９と電着塗膜層
との界面における破壊であった。これに対し、比較例の
接合構造では、全て接着剤と電着塗膜層との界面で破壊
した。

【００３０】以上の結果から、実施例の接合構造３０で
は、ヤング率の低い接着剤４９を用いたため、接着剤４
９の硬化時における収縮により、接着剤４９と電着塗膜
層との界面や電着塗膜層と陽極酸化被膜層との界面に発
生する歪応力を小さくでき、これらの界面への負荷が低
減されたものと思われる。換言すれば、接着剤４９自体
のせん断強度に依存し且つその破断により荷重が上記各
ピークを経て低下したと思われる。一方、比較例の接合
構造では、ヤング率の高い接着剤を用いたことで、この
接着剤の硬化時における収縮とこれによる歪応力が大き
くなり、当該接着剤と電着塗膜層との界面に上記歪応力
を負荷した状態が維持される。この結果、接着剤と電着
塗膜層との界面ないし電着塗膜層と陽極酸化被膜層との
界面が、上記歪応力により脆弱化された状態となるた
め、少ない荷重によりこれらの界面において破断したも
のと思われる。これらから、弾性型接着剤４９を用いる
本発明の接合構造３０の効果が裏付けられたことが容易
に理解されよう。

【００３１】図４(Ａ)は、バス停留所の屋根等や、建物
と建物との間における歩道の上を覆うシェルタのパネル
を形成するもので、前記同様のアルミニウム合金からな
る押出形材５１の断面を示す。押出形材５１は、図４
(Ａ)に示すように、仕切壁５３ｃを挟んで断面ほぼ長方
形の中空部５３ａ，５３ｂを有する箱形状の本体５２
と、図示で左側端に位置する接合部５４と、右側端に位
置する接合部６４とからなる。上記本体５２は、図示で
左側端の幅が右側端よりも僅かに幅広とされている。
尚、接合部５４，６４を含む押出形材５１の表面にも、
前記同様の図示しない陽極酸化被膜層および電着塗膜層
が、それぞれ被覆されている。

【００３２】また、接合部５４は、図４(Ｂ)に示すよう
に、本体５２の上下から延びる突出片５６，５６と、こ
れらの間に位置する接合端面５７と、この端面５７の厚
さ方向における略中央に設けた凹溝５８と、この凹溝５
８の底面６２における厚さ方向の中央に設けた小突起６
０と、を図示で奥行き(押出)方向の全長に沿って有す
る。図４(Ｂ)にて下側の突出片５６の先端寄りの内面に
は縦片５５が立設し、これの右側に対向する接合端面５
７との間に樋部６３を形成している。更に、断面台形状
の凹溝５８は、接合端面５７寄りに一対の傾斜片６１
と、一対の段部５９とを有する。上記小突起６０は、そ
の先端寄りを断面半円形状としている。

【００３３】一方、図４(Ｂ)に示すように、押出形材５
１の右側端に位置する接合部６４は、図示で上端から縦
片６５、段部６７、接合端面６６、上下一対の傾斜片６
８、上下一対の段部６９、およびこの段部６９間に位置
する断面台形状で且つ上記凹溝５８と嵌合する凸条７０
とを備えている。凸条７０の先端面７１における厚さ方
向の中央には、底部が断面半円形状で、且つ上記接合部
５４の小突起６０と嵌合する小溝７２が形成されてい
る。尚、一対の傾斜した面を含む凸条７０と上記凹溝５
８、および、小溝７２と上記小突起６０とは、互いに相
似形の断面形状である。また、図４(Ｂ)で下側の傾斜片
６８の基端からは、水平片７４、縦片７５、および、段
部７６が本体５２との間に設けられ、且つ傾斜片６８と
水平片７４との接続部からは、短い水切り片７３が垂下
している。上記段部７６には上記接合部５４の下側の突
出片５６の先端部が入り込み、縦片７５には上記縦片５
５が隣接するように形成されている。

【００３４】図４(Ｂ)に示すように、同じ断面形状を有
する押出形材５１ａ，５１ｂの接合部５４，６４を隣接
させる。押出形材５１ａの接合部５４における凹溝５８
内には、小突起６０を挟んだ両側の底面６２上に、前記
と同様にヤング率が０．５〜５０Ｎ／ｍｍ^２の弾性型接
着剤７８が、それぞれ均等に予め充填されている。図４
(Ｂ)の状態で、矢印のように上記形材５１ａの接合部５
４に、形材５１ｂの接合部６４を接近させる。この結
果、図４(Ｃ)に示すように、押出形材５１ａの接合部５
４の凹溝５８と押出形材５１ｂの接合部６４の凸条７０
とが嵌合し、且つ小突起６０と小溝７２とが嵌合する。
同時に、上記形材５１ａの上側の突出片５６は、形材５
１ｂの本体５２の外側面に接触し、形材５１ａの下側の
突出片５６の先端部は、段部７６に入り込むと共に、縦
片５５，７５は互いに面接触し、且つ水切り片７３は、
下側の接合端面５７に面接触する。

【００３５】この際、前記接着剤７８は、小突起６０と
小溝７２との嵌合部を中心にして、図４(Ｃ)に示すよう
に、凹溝５８と凸条７０との間、接合端面５７，６６間
および傾斜片６１，６８間等の隙間を、押出形材５１
ａ，５１ｂ間の両表面の目地に向けて流動する。係る状
態で、押出形材５１ａ，５１ｂを所定時間にわたり拘束
する。その結果、図４(Ｃ)に示すように、接着剤７８が
小突起６０と小溝７２との嵌合部や、凹溝５８と凸条７
０との間等の隙間でほぼ均一な厚みで固まって、押出形
材５１ａ，５１ｂを接着した接合構造５０を得ることが
できる。尚、図４(Ｃ)において、突出片５６の樋部６３
上にあって、縦片５５、水平片７４、水切り片７３、お
よび、接合端面５７に囲まれた空間は、経年変化により
接着剤７８の一部が劣化して破れた場合に、接合部５
４，６４間を浸透した雨水を排水する通水路として機能
する。また、接合部５４，６４の段部５９，６９間に形
成される隙間７９は、接着剤７８の溜まり部であり、余
剰の接着剤７８が接合端面５９，６９から外側に流動し
にくくし、その劣化を抑制している。

【００３６】以上のような接合構造５０も、ヤング率の
低い弾性型接着剤７８を用いて、押出形材５１ａ，５１
ｂを接着したので、長期間にわたり安定した接着強度を
保つことが可能である。また、断面台形状の凹溝５８と
凸条７０、断面半円形状の小突起６０と小溝７２とに挟
まれて固まった接着剤７８により、各種の方向からの外
力に対しても十分に耐えることができる。更に、万一接
着剤７８が劣化して破れた場合でも、これを浸透する雨
水を前記樋部６３上を通じて、外部に自動的に排水する
こともできる。

【００３７】尚、押出形材５１ａ，５１ｂに隣接する同
じ断面形状の押出形材５１ｎを、上記同様に接着する接
合構造５０にて接合することにより、所要サイズのパネ
ルからなる平坦なシェルタを形成できる。これにより、
長期間に渉り強固でメンテナンスも不要なシェルタを提
供することが可能となる。また、前記図４(Ａ)におい
て、押出形材５１の本体５２を図示で左右方向に沿って
上向きに僅かに湾曲した断面形状とし、係る複数の押出
形材５１ａ，５１ｂ，５１ｎを接着剤７８を用いて接合
構造５０により接合することにより、断面円弧形または
略半円形のシェルタを形成することができる。

【００３８】本発明は以上に説明した各実施形態および
実施例に限定されるものではない。例えば、押出形材１
ａ,１ｂ，１１ａ,１１ｂ等は、中空部３，１３等を必須
とせず、本体２，１２等と同等の形態であれば、所謂オ
ープン形材としても良い。また、前記接合部１４，６４
の凸条１８，７０および接合部２２，５４の凹溝２６，
５８は、１つの押出形材の同じ側端において２つ以上を
併設することもできる。この場合、同じ接合部に凹溝と
凸条の双方を併設し、これらと嵌合する凸条と凹溝を接
合すべき隣接する形材の接合部に設けても良い。更に、
接合すべき複数の形材のうち、少なくとも１つの形材の
本体を断面略へ字形やＬ字形としても良く、これにより
例えば切妻屋根形のシェルタや、平面視でＬ形または鋸
歯形の間仕切壁などを形成するパネルを得ることが可能
となる。尚、本発明に使用する接着剤はヤング率の低い
弾性型に限定されるが、ＪＩＳＫ６８００に定義され
ている構造用接着剤も、上記ヤング率が低いものであれ
ば使用し得る。

【００３９】

【発明の効果】以上にて説明した本発明の押出形材の接
合構造によれば、アルミニウム合金の押出形材に対する
所要の表面処理である陽極酸化被膜の生成および電着塗
装を施した後に、係る形材同士を強固に接着できるた
め、一貫した生産ラインで表面処理を行った後、接着工
程を行うことができる。しかも、ヤング率の低い弾性型
接着剤を用いることにより、接着界面である上記接着剤
と電着塗膜層との界面などにおいて、発生する歪応力を
小さくし、係る界面への負荷を軽減することができる。
従って、互いに隣接し合う複数の押出形材の接合部付近
における接着強度の耐久性を、確実に向上させることが
できる。また、請求項２の接合構造によれば、複数の押
出形材の接合部付近における接着強度の耐久性を、一層
確実に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(Ａ)は本発明の接合構造等を示す概略断面図、
(Ｂ)は(Ａ)中の一点鎖線部分Ｂの拡大断面図、(Ｃ)は実
施例などを得るために切り出す試験片を示す概略図。

【図２】(Ａ)は異なる形態の接合構造を得るための押出
形材を示す断面図、(Ｂ)は得られた接合構造を示す断面
図、(Ｃ)は実施例などを得るため上記形材同士を接着し
た状態の概略図、(Ｄ)はこの接合構造の実施例と比較例
の特性を示すグラフ。

【図３】(Ａ)は更に異なる形態の接合構造を得るための
押出形材を示す断面図、(Ｂ)はこれらにより得られた接
合構造を示す断面図、(Ｃ)はこの接合構造の実施例と比
較例の特性を示すグラフ。

【図４】(Ａ)は別形態の接合構造を得るための押出形材
を示す断面図、(Ｂ)はこれらの形材の接合直前の状態を
示す断面図、(Ｄ)は得られた接合構造を示す断面図。

【符号の説明】

１ａ,１ｂ，１１ａ,１１ｂ，３１ａ,３１ｂ，５１ａ,５
１ｂ…押出形材４………………………………………………………………
………陽極酸化皮膜層５………………………………………………………………
……電着塗膜層６，１４，２２，３４，４０，５４，６４………………
……接合部８，２４………………………………………………………
……突出片(平行な面) ９，２８，４９，７８………………………………………
……接着剤１８……………………………………………………………
……凸条(平行な面) １９，３７……………………………………………………
……凹部(傾斜した面) ２６……………………………………………………………
……凹溝(平行な面) ２７，４８……………………………………………………
……凸部(傾斜した面) ５８……………………………………………………………
……凹溝(傾斜した面) ７０……………………………………………………………
……凸条(傾斜した面)

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｅ０４Ｃ 2/30 Ｅ０４Ｂ 1/60 ５０３Ｎ 1/68 ＢＫ (72)発明者陸鐘清静岡県庵原郡蒲原町蒲原一丁目34番１号日本軽金属株式会社グループ技術センター内Ｆターム(参考） 2E001 DA01 DH00 FA51 GA20 HB04 HE00 HF00 HF02 LA04 MA02 MA06 2E002 FB08 FB11 GA04 GA06 MA04 MA07 MA22 2E125 AA51 AD02 AE14 AG23 AG25 AG41 CA53 CA81 DA03 EA01 EA12 EA27 EA33 2E162 CB08 EA00 EA11 GA02 GB01 GB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム合金からなり表面に陽極酸化
被膜層および電着塗膜層が被覆された複数の押出形材の
接合構造であって、上記各押出形材の側端に設けた接合部同士を、ヤング率
の低い弾性型接着剤を介して接着している、ことを特徴
とする押出形材の接合構造。
【請求項２】前記接着剤のヤング率は、０.５〜５０Ｎ
／ｍｍ^２の範囲内にある、ことを特徴とする請求項１に
記載の押出形材の接合構造。
【請求項３】前記押出形材の接合部と隣接する押出形材
の接合部とが、互いに離間する方向に平行か、ほぼ平行
な面、或いは傾斜した面を含んでいる、ことを特徴とする請求項１または２に記載の押出形材の
接合構造。