JP2011089388A - 調整素子 - Google Patents

Abstract

【課題】構造部分に対して付設部材を水準調整するための調整素子において、容易に適用可能であり、さらに、付設部材の精確な整列を可能にする調整素子を提案する。
【解決手段】構造部分（13）に対して付設部材（12）を水準調整するための調整素子（21）は、弾性的な基体（22；32）と、基体（22；32）の内部に設けられた硬化可能物質を有する。硬化可能物質は、基体（22）の材料内に分配して埋め込まれている。硬化可能物質は、基体（22）を変形可能状態から硬化した状態へと移行するために、基体（22）の圧縮時に活性化可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、構造部分に対して付設部材を水準調整するための調整素子に関し、特に、弾性的な基体と、基体の内部に設けた硬化可能物質とを有する調整素子に関する。

フレーム、手すり、ファサード部などの付設部材は、例えば、コンクリートまたはレンガなどの材料から成る床、壁または天井などの構造部分に対し、施工精度に関して様々な要求が課される。上述の付設部材は、固定素子を含む固定手段によって構造部分に固定される。

特許文献１（独国特許出願公開第10208362号明細書）には、調整素子としての機械的な調節装置が開示されている。この調節装置は、ねじ山を含むボルトを有しており、ボルトはサポート部に設けた雌ねじに固定される。その際、サポート部を水準調整するために、このようなボルトは軸線方向に調節可能である。

この従来技術の欠点は、上述の調節装置がその設置および操作のために広いスペースを必要とし、さらに構造が複雑であるためにコストが高い点にある。

調整素子としては、例えばＵ字状の円板素子も既知である。これらの円板素子は、その材料の厚さにおいて様々であり、固定素子を包囲するように配置される。付設部材の裏打ちに際しては、所望の高さ調整に必要な数量の円板素子を積み重ねて配置する。付設部材の水準調整においては、付設部材を暫定的に構造部分に固定した後、構造部分に対して整列させる必要がある。固定素子を緩めた後、個々の固定素子に追加の円板素子を設けるか、または先に設けた円板素子のうち、過剰に配置した円板素子を取り外す。その後、固定素子を再度固定して確認用の測定を実施するが、付設部材の位置が依然として正確でない場合、付設部材が所望の位置に合うまで上述の工程を繰り返す必要がある。

この従来技術の欠点は、付設部材の水準調整において、多段階の作業工程が必要であるため、付設部材を設ける上で時間およびコストがかかってしまう点にある。

特許文献２（独国特許出願公開第102007058861号明細書）には、構造部分に対して付設部材を水準調整するための調整素子が開示されている。この調整素子は、弾性基体と、この基体の個々のチャンバーに配置される硬化可能物質とを有する。

この従来技術では、硬化可能物質を収容するための複数のチャンバーを基体に設ける必要があり、したがって基体の圧縮率が均等ではなく、結果的に付設部材を正確に整列させるための妨げとなることが欠点である。さらに、この従来技術の調整素子の架橋結合密度が低いため、硬化状態において、限られた物理的な耐荷重性または耐圧性しか持たない。さらに、場合によっては引き続き若干の弾性を有するため、付設部材の機能状態においては望ましくない。

独国特許出願公開第10208362号明細書 独国特許出願公開第102007058861号明細書

本発明の課題は、構造部分に対して付設部材を水準調整するための調整素子を、容易に適用可能とすると共に、付設部材の正確な整列を可能とすることにある。

上述の課題を解決するため、本発明に係る調整素子においては、硬化可能物質が基体の材料内に分配して埋め込まれており、硬化可能物質が、基体を変形可能状態から硬化状態へと移行させるために基体の圧縮時に活性化可能である。好適な改良形態に関しては、従属請求項に記載されている。

本発明における基体は、対応する構造部分および付設部材の表面形状に好適な形で適合し、基体の体積全体において、ほぼ均等な圧縮性を有する。硬化可能物質が、好適に基体全体に渡って細かく分配されているため、硬化可能物質の活性化後に基体の完全な硬化が確実になる。付設部材の設置に際して、調整素子の基体がある程度圧縮され、硬化可能物質の硬化工程が始まる。

硬化可能な調整素子は、硬化前の状態では、材料がゴム状のばね弾性的な材料特性を有しており圧縮可能であるため、付設部材の位置を容易に調整することができる。硬化可能物質の硬化に際しては、調整素子の材料特性を制御しながら、堅固な剛体特性に移行させ、付設部材の作動時に生じる荷重を完全に支持できるようにする。

調整素子の硬化は、好適には例えば調整素子への加圧開始後に付設部材の整列に十分な時間が確保でき、同時に、水準調整工程が終了した際に、硬化プロセスが十分に進行しているように調整する。例えば、ファサード部など長い付設部材において、補正に十分な時間が確保できるように、硬化可能物質の硬化時間を、５〜７時間の範囲で調整可能とすることが望ましい。用途に応じて、硬化可能物質の硬化時間を数分間〜数時間の範囲で調整することができる。付設部材の水準調整が容易であればあるほど、硬化可能物質の硬化時間を短縮することができる。

基体は、好適には直方体状または板状に形成し、構造部分または付設部材の設置に十分な載置面積を確保可能とする。

基体は、好適には80％までの圧縮においては一定のばね定数を有するため、付設部材を再度水準調整する目的で固定した固定素子を緩めた場合に、調整素子を確実に拡張させることが可能となる。

さらに基体が多孔性、特に好適には微孔性の構造を有するため、圧縮により流出した硬化可能物質が基体におけるマトリックス内に容易に拡散し、反応することが可能となる。これにより、調整素子が硬化した状態において、基体における均質な安定化が確実となる。例えば、基体はスポンジ状の構造を有する。

硬化可能物質は、好適には圧縮により破壊可能な微小素子に設けられており、これらの素子は容易に割れて硬化可能物質を流出させ、硬化可能物質の硬化プロセスを開始させる。硬化可能物質は、好適にはマイクロカプセルおよび／または中空のマイクロ繊維に設けられており、これらのカプセルおよび繊維は、特に上述の目的に適している。圧縮により破壊可能な微小素子は、好適には、その内壁の物理的な特性において脆弱に構成されているため、基体の素材に良好に固着し、基体の変形に際しては即座に割れやすい。

硬化可能物質は、好適には複数の成分を含んでおり、これらの成分は相互に分離した状態で基体の材料内に埋め込まれる。好適には、樹脂ならびに硬化剤を成分として含み、相互の接触に際して反応し、好適に基体全体を硬化させる。例えば樹脂は、エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、予備硬化促進したラジカル硬化可能樹脂（例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ビニールエステルウレタン樹脂）などを含み、好適には、それぞれスチロールおよび／またはメタクリル樹脂ならびにイソシアネートなどで希釈させる。硬化剤は、例えば、アミン硬化剤、過酸化ベンゾイルまたは他の適した過酸化物開始剤、ポリオールまたはポリアミンなどを含む。

基体が、多孔性または微孔性の構造を有している場合、硬化可能物質の成分のうち少なくとも１つを基体の孔に設けることができる。多孔性の基体により、硬化プロセスの開始後すぐに硬化可能物質における成分同士の接触が生じ、これにより、即座に成分相互反応を引き起こす。

硬化可能物質は、好適には触媒を有しており、必要に応じて硬化時間および付設部材の整列に必要な時間を調整する。この目的に適した触媒として、例えばエポキシ樹脂に関しては、第３級アミン、フェノール類、メルカプタン、三フッ化ホウ素錯体、マンニッヒ塩基があり、さらに、グラブス触媒（ルテニウムカルベン錯体の第１または第２世代）またはホベイダ触媒、さらに、ラジカルに硬化可能な樹脂におけるアミン促進剤、ならびに、アミン系ポリウレタン（およびその誘導体）および有機スズ化合物、ビスマスオクトエートなどがある。これらの触媒は、樹脂または硬化剤に添加する。ジシクロペンタジエン樹脂に関しては、触媒を硬化可能物質における独立した成分とすることもできる。代案としては、触媒が、例えば硬化可能物質における樹脂および硬化剤以外の更なる成分を構成するようにしてもよい。

好適には、基体の材料は好適な弾性を有し、多数の硬化可能物質と反応するポリマーであり、この場合には硬化可能物質が活性化した後に、基体全体が好適に硬化する。

基体の素材は、好適にはエラストマーであり、望ましい弾性を有する。基体の材料に適しているエラストマーには、一般的なエラストマー、例えば、アクリルゴム、エチレンアクリルゴム、ポリウレタンゴム、ブロモブチルゴム、クロロブチルゴム、エピクロロヒドリン化合物、クロロブタジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、エチレンオキシドエピクロルヒドリンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、パーフルオロゴム、フルオロゴム、フルオロメチルポリシロキサン、ブチルゴム、アクリルニトリルブタジエンゴム、天然ゴムまたはスチレンブタジエンゴムなどがある。代案として、熱可塑性を有するエラストマー、例えば、TPE-OまたはTPO（熱可塑性を有するオレフィン系エラストマーも適している。主にPP/EPDMから構成され、例えばSantoprene（AESおよびMonsanto社））がある。また、TPE-VまたはTPV（結合された熱可塑性を有するオレフィン系エラストマー。主にPP/EPDMから構成され、例えばSarlink、（DSM社）、Forprene（SoFter社））がある。さらに、TPE-UまたはTPU（熱可塑性を有するウレタン系エラストマーであり、例えばDesmopan、Texin、Utechllan（Bayer社））がある。他にTPE-EまたはTPC（熱可塑性を有するコーポリエステル、例えばHytrel（DuPont社））、さらに、TPE-SまたはTPS（スチロール・ブロックコーポリマー（SBS、SEBS、SEPS、SEEPSおよびMBS）、例えばSepton（Kuraray社）またはThermolast K（Kraiburg社）、もしくはTPE-AまたはTPA（熱可塑性を有するコーポリアミド、例えばPEBAX（Arkema社））などがある。

エラストマーは、好適には硬化可能物質と反応する架橋結合可能な基を含み、それにより硬化可能物質の活性化後に、基体がほぼ完全に硬化することが確実となる。この目的に適した基は、例えば、上述のエポキシ樹脂においてはエポキシまたは第１級／第２級のアミノ基であり、グラブス触媒においてはノルボルニル基である。さらに、ペルオキシド結合においては不飽和基（２重結合）または容易に抽出可能な水素原子であり、イソシアネートにおいてはヒドロキシルおよび／またはアミノ基である。

基体は、好適には固定素子用に少なくとも１つの貫通孔を有しているため、調整素子を設置した状態では、基体を貫通する固定素子が基体に取り囲まれる格好となる。このような固定素子に対する調整素子の配置により、有利には付設部材を精確に整列されることが可能となる。

２つの調整素子を設けた状態の付設部材の構造を示す図である。 図１における調整素子の斜視図である。 調整素子の一部を示す拡大図である。 図３における調整素子に若干の変更を加えた、第２の実施例を示す図である。

実施例に基づいて、本発明を以下にさらに詳述する。原則的に、図面における同一の部位には、同一の符号を付してある。図１には設置状態で、図２、３には取り外した状態で、構造部分13に対して付設部材12を水準調整するための調整素子21が示されている。この調整素子21は、弾性的な基体22、およびこの基体22の内部に設けられる硬化可能物質を有する。

基体22の材料はポリマーであり、特に好適には、硬化可能物質と反応する架橋結合可能な基を含むエラストマーである。基体22の材料は、微孔性の構造を有する。適切な材料としては、特に一般的なエラストマーならびに熱可塑性を有するエラストマーがある。基体22、従って調整素子21は、設置されていない状態においては、高さＨを有する。基体22は、好適には圧縮に際して、ある程度まで一定のばね定数を示す。

多成分から構成される硬化可能物質は、樹脂24および硬化剤25を含む。これらの成分は、基体22の素材に相互に分離した状態で埋め込まれる。樹脂24および硬化剤25はマイクロカプセルに含まれ、圧縮により破壊可能な微小素子として設けられる。さらに硬化可能物質は触媒を有する。硬化可能物質は、基体22を変形可能状態から硬化状態へと移行する際に、例えば基体22を縮小した高さＡに圧縮することにより活性化可能である。

以下に、多成分から構成される硬化可能物質として適した例を４つ示すが、この４例に限定されるわけではない。

構造部分13に対して付設部材を水準調整するために（図１に示した構造11を参照）、初めに固定素子14の数量に応じた複数個の調整素子21を構造部分に設け、その後、付設部材12を調整素子21に載置する。調整素子21は、硬化していない状態においても、付設部材12固有重量を支持するために十分な固有剛性を有している。付設部材12を調整するために、構造部分13に固定された固定素子14を通して、調整素子21の高さＨが、必要な高さＡ１またはＡ２に低減される。その際、微小素子が破壊され、樹脂24および硬化剤25が基体22の材料に放出され、相互の反応が始まる。構造部分13の整列または構造部分13の表面における精度に応じて、調整素子21は、設置状態において異なる圧縮度を示すため、低減される高さＡ１またはＡ２も異なる。

調整素子21は、少なくとも硬化時間の開始時においては、予め規定された時間に渡って引き続き圧縮可能であり、柔軟である。硬化可能物質の硬化後、調整素子21は高い剛性を有するようになり、全体の荷重を支持することが可能になる。

図４に示されている調整素子31は、第１の実施例同様、弾性的な基体32を有し、調整素子21とは以下の点においてのみ異なっている。すなわち、圧縮により活性化可能な硬化可能物質の成分34および35が、圧縮により破壊可能な中空のマイクロ繊維の内部に微小素子として設けられているのである。

12 付設部材
13 構造部分
14 固定素子
21 調整素子
22 基体
23 貫通孔
24 樹脂
25 硬化剤
31 調整素子
32 基体
34 成分
35 成分
Ｈ 高さ
Ａ１低減した高さ
Ａ２低減した高さ

Claims (8)

1. 構造部分（13）に対して付設部材（12）を水準調整するための調整素子であって、弾性的な基体（22；32）と、基体（22； 32）の内部に設けられた硬化可能物質とを有する調整素子において、前記硬化可能物質は、前記基体（22；32）の材料内に分配して埋め込まれており、前記硬化可能物質が、前記基体（22；32）を変形可能状態から硬化状態へと移行させるために、前記基体（22；32）の圧縮時に活性化可能であることを特徴とする調整素子。
2. 請求項１に記載の調整素子において、前記硬化可能物質が、圧縮により破壊可能な微小素子の内部に配置されていることを特徴とする調整素子。
3. 請求項１又は２に記載の調整素子において、前記硬化可能物質が、複数の成分（24、25；34、 35）を含み、該複数の成分が、相互に分離して前記基体（22；32）の材料内に分配された状態で埋め込まれていることを特徴とする調整素子。
4. 請求項３に記載の調整素子において、前記硬化可能物質が触媒を含むことを特徴とする調整素子。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の調整素子において、前記基体（22；32）の材料がポリマーであることを特徴とする調整素子。
6. 請求項５に記載の調整素子において、前記基体（22；32）の素材が、エラストマーであることを特徴とする調整素子。
7. 請求項６に記載の調整素子において、前記エラストマーが、前記硬化可能物質と反応する架橋結合可能な基を含むことを特徴とする調整素子。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の調整素子において、固定素子（14）のために少なくとも１つの貫通孔（23）が、前記基体（22）に設けられていることを特徴とする調整素子。

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