JP2002155909A - 脆性部材の接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】脆性部材接合部における耐力をより一層向上さ
せることのできる脆性部材の接合方法の提供。 【解決手段】脆性部材１とその脆性部材１に対して厚み
方向から当て付けられる板材３との間に、未硬化の接着
剤を含浸させたシート５を挟み、それら脆性部材１、シ
ート５、ならびに、板材３とにわたって形成した貫通孔
２，４，６に、雄ねじ部材７とその雄ねじ部材７に螺合
される雌ねじ部材９とからなる締付け手段１０を挿通し
て締付け、脆性部材１と板材３とをシート５を挟んだ状
態で締付けて接合する脆性部材の接合方法で、シート５
に含浸させた接着剤が未硬化の状態で、締付け手段１０
により脆性部材１と板材３とをシート５を挟んだ状態で
締付けた後、設定時間の経過に伴って接着剤が硬化して
収縮した時点で、締付け手段１０により再度締付けて接
合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、脆性部材とその脆
性部材に対して厚み方向から当て付けられる板材との間
に、未硬化の接着剤を含浸させたシートを挟み、それら
脆性部材、シート、ならびに、板材とにわたって形成し
た貫通孔に、雄ねじ部材とその雄ねじ部材に螺合される
雌ねじ部材とからなる締付け手段を挿通して締付け、前
記脆性部材と板材とを前記シートを挟んだ状態で締付け
て接合する脆性部材の接合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】脆性部材としては、板ガラスやセラミッ
クスなどがあり、例えば、板ガラスの接合方法に関して
は、特開２０００−８７９２４号公報に開示されてお
り、この公報には、シートに含浸させた接着剤が未硬化
の状態で、前記締付け手段により板ガラスと板材とを前
記シートを挟んだ状態で締付けて接合すると、シートに
接着剤を含浸させない場合に比べて、ガラス接合部にお
ける耐力が大幅に向上することが記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術を前提として各種の実験を行った結果、新たに判
明した事実に基づいて完成したもので、脆性部材接合部
における耐力をより一層向上させることのできる脆性部
材の接合方法の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】〔構成〕請求項１の発明
の特徴構成は、図１、図２、ならびに、図４〜図６に例
示するごとく、脆性部材１とその脆性部材１に対して厚
み方向から当て付けられる板材３との間に、未硬化の接
着剤を含浸させたシート５を挟み、それら脆性部材１、
シート５、ならびに、板材３とにわたって形成した貫通
孔２，４，６に、雄ねじ部材７とその雄ねじ部材７に螺
合される雌ねじ部材９とからなる締付け手段１０を挿通
して締付け、前記脆性部材１と板材３とを前記シート５
を挟んだ状態で締付けて接合する脆性部材の接合方法で
あって、前記シート５に含浸させた接着剤が未硬化の状
態で、前記締付け手段１０により前記脆性部材１と板材
３とを前記シート５を挟んだ状態で締付けた後、設定時
間の経過に伴って前記接着剤が硬化して収縮した後、前
記締付け手段１０により再度締付けて接合するところに
ある。

【０００５】請求項２の発明の特徴構成は、図１、図
２、ならびに、図４〜図６に例示するごとく、前記接着
剤が未硬化の状態で、前記締付け手段１０の締付け軸力
が所定の未硬化用軸力になるように前記締付け手段１０
を締付け、前記接着剤が硬化した時点で、前記締付け手
段１０の締付け軸力が所定の硬化用軸力になるように前
記締付け手段１０を締付けて接合するところにある。

【０００６】なお、上述のように、図面との対照を便利
にするために符号を記したが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【０００７】〔作用及び効果〕請求項１の発明の特徴構
成によれば、まず、シートに含浸させた接着剤が未硬化
の状態で、そのシートを脆性部材と板材との間に挟ん
で、雄ねじ部材と雌ねじ部材とからなる締付け手段によ
り締付けて、シートに含浸させた接着剤が硬化するのを
待つのである。そして、接着剤が硬化することによっ
て、脆性部材と板材とが、接着剤による接着と締付け手
段による締付け力との協働で、上記公報に記載のように
大きな耐力を有する状態で接合される。そして、更に、
設定時間の経過に伴ってシートに含浸させた接着剤が硬
化して収縮した後、前記締付け手段によって再度締付け
て接合するのであり、この接着剤硬化後における再度の
締付けによって、脆性部材接合部における耐力がより一
層向上するに至ったのである。

【０００８】この脆性部材接合部における耐力の向上
は、後に示す実験結果からも明らかであるが、その理由
としては、接着剤が未硬化の状態で締付けたまま接合を
完了すると、接着剤の硬化に伴う収縮で、締付け手段に
よる締付け軸力が、締付け当初における軸力よりも低下
することなどが考えられる。それに対して、接着剤が硬
化して収縮した後に、前記締付け手段によって再度締付
けることで、締付け手段による締付け軸力の回復による
締付け力の強化が可能となり、上述した従来の方法に比
べて、脆性部材接合部における耐力を更に向上させるこ
とができるに至ったのである。

【０００９】請求項２の発明の特徴構成によれば、接着
剤が未硬化の状態で、前記締付け手段の締付け軸力が所
定の未硬化用軸力になるように締付け手段を締付けるの
で、金属材料などに比べて比較的脆い脆性部材を損傷さ
せることなく確実に締付けることができ、また、接着剤
が硬化した時点で、その締付け手段の締付け軸力が所定
の硬化用軸力になるように締付けて接合するので、所望
通りの耐力の向上を図ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明による脆性部材の接合方法
につき、その実施の形態を図面に基づいて説明する。こ
のような脆性部材の接合は、例えば、脆性部材の一例で
ある板ガラスを接合する際に使用されるもので、図１に
示すように、板ガラス製のガラス壁Ａにより建物の外壁
の一部を構成する場合、そのガラス壁Ａの補強用に使用
される帯板状の板ガラス１どうしを上下方向で互いに接
合する際などに使用される。この脆性部材としての補強
用の板ガラス１は、強化ガラスにより構成され、目地シ
ールＳによってガラス壁Ａに固定されていて、上下方向
で突き合わせ状に配置された一対の板ガラス１には、比
較的径の大きい接合用の貫通孔２がそれぞれ複数個穿設
されている。

【００１１】その一対の板ガラス１の厚み方向両側に
は、図２にも示すように、矩形に形成された板材として
のステンレス製の接合板３が位置され、上下の板ガラス
１を跨ぐ状態で、上下の板ガラス１の厚み方向から当て
付けられている。その両側の接合板３と板ガラス１との
間には、接合板３とほぼ同一形状のシート５がそれぞれ
挟み込まれていて、両接合板３には、板ガラス１の貫通
孔２に対応するように、比較的径の小さい接合用の貫通
孔４が穿設され、両シート５には、比較的径の大きい接
合用の貫通孔６が穿設されている。

【００１２】これらの貫通孔２，４，６を利用して上下
の板ガラス１を接合するための接合具は、図３に示すよ
うに、その全長にわたって雄ねじ７ａが形成されたステ
ンレス製の高張力の雄ねじ部材としてのボルト７と、そ
のボルト７に外嵌される合成樹脂製のブッシュ８と、ボ
ルト７に螺合する雌ねじ９ａと頭部９ｂとを有する一対
の雌ねじ部材としてのナット部材９などで構成されてい
る。そのボルト７とナット部材９とは、上下の板ガラス
１と接合板３とをシート５を挟んだ状態で締付ける締付
け手段１０として機能し、ボルト７の両端部には、ドラ
イバーＤ用の係合溝１１が設けられ、ナット部材９の頭
部９ｂには、六角レンチＷ用の六角穴１２が雌ねじ部９
ａと連通して設けられている。

【００１３】前記シート５は、ガラス繊維不織布、フェ
ルト布、不織布、バルカナイズドファイバなどの繊維材
で、その繊維材には、弾性エポキシ系やエマルジョンラ
テックス系の接着剤、変性シリコン系接着剤、あるい
は、変性シリコン系と弾性エポキシ系との混合接着剤な
どが含浸されている。

【００１４】このようなシート５や締付け手段１０など
を用いて上下一対の板ガラス１を接合するには、シート
５に含浸させた接着剤が未硬化の状態で、シート５を接
合板３と板ガラス１との間に挟み込み、板ガラス１の貫
通孔２にブッシュ８を内嵌し、かつ、ブッシュ８内にボ
ルト７を挿入し、その両端部にナット部材９を螺合して
板ガラス１と接合板３とを締付ける。この接着剤が未硬
化での締付けに際しては、ボルト７とナット部材９から
なる締付け手段１０の締付け軸力が、予め設定された所
定の未硬化用軸力になるように前記締付け手段１０を締
付ける。なお、ボルト７に対するナット部材９の締付け
は、ボルト７の一方の係合溝１１にドライバーＤを差し
込み、ボルト７の他方にナット部材９を螺合し、六角穴
１２を利用して六角レンチＷにより締付ける。

【００１５】その後、設定時間の経過に伴ってシート５
に含浸させた接着剤が硬化すると、板ガラス１を中央に
して、その厚み方向の両側にシート５を挟んだ状態で、
シート５に含浸させた接着剤によって板ガラス１と両接
合板３とが互いに接着されるとともに、接着剤の硬化収
縮に伴って、締付け手段１０による締付け軸力が、当初
の未硬化用軸力よりも低下する。そして、この接着剤が
硬化した時点で、再度、ナット部材９を締付けて、締付
け手段１０による締付け軸力が、予め設定された所定の
硬化用軸力になるように締付け手段１０を締め直して接
合作業を完了する。

【００１６】上述した未硬化用軸力や硬化用軸力は、使
用する板ガラス１や接着剤の種類になどによって異な
り、また、接着剤が硬化するまでの設定時間について
は、使用する接着剤の種類や雰囲気温度などによって異
なるので、実際の実施に際しては、各種の条件に応じて
適宜設定することになる。例えば、使用する板ガラス１
が厚さ１２ｍｍ〜１９ｍｍの強化ガラスで、使用する接
着剤がエポキシ系接着剤の場合、未硬化用軸力と硬化用
軸力は、２９．４ｋＮ（３ｔｆ）〜５３．９ｋＮ（５．
５ｔｆ）程度が望ましい。また、エポキシ系接着剤が硬
化するまでの養生期間は、通常、３０℃の恒温で２日間
程度であり、夏季では常温で３日間程度、春や秋では常
温で３日〜５日間程度であり、締付け手段１０による締
め直しの時点は、この養生期間の経過後が望ましい。

【００１７】つぎに、本発明の効果確認のために行った
実験結果の一例を図４〜図６に示して、その実験結果に
ついて説明する。この図４〜図６に示した実験結果は、
縦軸が締付け手段１０の軸力（ｔｆ）、横軸が経過時間
（分）で、実線は未硬化用軸力と硬化用軸力を３ｔｆ
（２９．４ｋＮ）に、点線は４ｔｆ（３９．２ｋＮ）
に、一点鎖線は５．５ｔｆ（５３．９ｋＮ）に設定した
もので、接着剤が未硬化の状態で締付けた後、ほぼ３日
経過後に再び締め直したもので、同じ実験を３回行った
結果である。なお、実験に使用した板ガラスは強化ガラ
スであり、接着剤はエポキシ系接着剤である。

【００１８】この図４〜図６において、丸印は未硬化用
軸力と硬化用軸力を３ｔｆ（２９．４ｋＮ）に設定した
ときの実際の軸力を、四角印は４ｔｆ（３９．２ｋＮ）
に設定したときの実際の軸力を、三角印は５．５ｔｆ
（５３．９ｋＮ）に設定したときの実際の軸力を示すも
のである。このように設定した軸力と実際の軸力との間
に差異があるのは、締付け手段１０の軸力は軸力センサ
で測定したが、締付け手段１０の締付け操作は人為的に
行ったため、必ずしも設定値通りの軸力で締付けること
ができなかったことに起因する。

【００１９】この実験結果より、設定軸力の大きさにか
かわらず、接着剤未硬化の状態で締付けても、その締付
け軸力は比較的短時間のうちに低下するのが明白であ
り、そのまま放置すると、締付け軸力は横這いの状態
か、もしくは、若干低下する。それに対して、接着剤硬
化後に再び締め直すことにより、締め直し時における高
い軸力を維持することが可能となり、この高い軸力の維
持によって耐力の向上を図ることができる。

【００２０】〔別実施形態〕 （１）先の実施形態では、全長にわたって雄ねじ７ａが
形成されたボルト７とそのボルト７に螺合する一対のナ
ット部材９により締付け手段１０を構成し、中央に位置
する板ガラス１の貫通孔２にボルト７を挿通して、その
ボルト７の両端部にナット部材９を螺合した例を示した
が、通常の頭付きボルトとナットによって締付け手段１
０を構成することもでき、更に、先の実施形態とは逆
に、雌ねじが形成されたナット部材の方を板ガラス１の
貫通孔２に挿通し、そのナット部材の両端部に頭付きボ
ルトを螺合するようにして締付け手段１０を構成するこ
ともできる。

【００２１】（２）先の実施形態では、上下方向で突き
合わせ状に配置された一対の板ガラス１の厚み方向両側
に接合板３を位置させ、かつ、板ガラス１と両側の接合
板３との間に接着剤を含浸させたシート５をそれぞれ挟
み込んで接合した例を示したが、板ガラス１の厚み方向
の一側方にのみ接合板３を位置させ、その接合板３と板
ガラス１との間にのみ接着剤を含浸させたシート５を挟
み込んで接合する場合にも適用可能であり、また、いず
れの場合においても、その接合板３の材質としては、特
にステンレスに限るものではなく、ステンレス以外の各
種の金属材料により形成することができる。

【００２２】（３）先の実施形態では、ガラス壁Ａの補
強用に使用される帯板状の板ガラス１どうしを接合する
場合を例に説明したが、屋根や壁などを板ガラスで形成
する場合などにおいて、各板ガラス間の接合に適用する
こともでき、その適用範囲については特に制限はなく、
更に、脆性部材の一例として板ガラス１を例にして説明
したが、セラミックスなどのような脆性部材にも適用可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガラス接合部を示す分解斜視図

【図２】ガラス接合部を示す断面図

【図３】ガラスの接合に使用する接合具の分解図

【図４】試験結果を示す図表

【図５】試験結果を示す図表

【図６】試験結果を示す図表

【符号の説明】

１ 脆性部材 ２ 脆性部材の貫通孔 ３ 板材 ４ 板材の貫通孔 ５ シート ６ シートの貫通孔 ７ 雄ねじ部材 ９ 雌ねじ部材 １０ 締付け手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脆性部材とその脆性部材に対して厚み方
   向から当て付けられる板材との間に、未硬化の接着剤を
   含浸させたシートを挟み、それら脆性部材、シート、な
   らびに、板材とにわたって形成した貫通孔に、雄ねじ部
   材とその雄ねじ部材に螺合される雌ねじ部材とからなる
   締付け手段を挿通して締付け、前記脆性部材と板材とを
   前記シートを挟んだ状態で締付けて接合する脆性部材の
   接合方法であって、 前記シートに含浸させた接着剤が未硬化の状態で、前記
   締付け手段により前記脆性部材と板材とを前記シートを
   挟んだ状態で締付けた後、設定時間の経過に伴って前記
   接着剤が硬化して収縮した時点で、前記締付け手段によ
   り再度締付けて接合する脆性部材の接合方法。
2. 【請求項２】 前記接着剤が未硬化の状態で、前記締付
   け手段の締付け軸力が所定の未硬化用軸力になるように
   前記締付け手段を締付け、前記接着剤が硬化した時点
   で、前記締付け手段の締付け軸力が所定の硬化用軸力に
   なるように前記締付け手段を締付けて接合する請求項１
   に記載の脆性部材の接合方法。