JP4918832B2 - How to use stress generating members for sheet glass bonding - Google Patents
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本発明は、貫通孔を擁する板ガラスと接合部材を重ね、貫通孔に挿通させた一対の締め付け部材の締め付けにより生じる力で板ガラスと接合部材を接合する板ガラスの接合部、または、貫通孔を擁する少なくとも2枚以上の板ガラスを重ね、貫通孔に挿通させた一対の締め付け部材の締め付けにより生じる力で板ガラス同士を接合する板ガラスの接合部に使用し、板ガラス内部に応力を発生させるための板ガラス接合用応力発生部材の使用方法に関する。 The present invention includes a plate glass joining portion that joins a plate glass and a joining member with a force generated by tightening a pair of fastening members inserted into the through hole, and a plate glass holding the through hole, or at least a through hole. Sheet glass bonding stress for generating stress in the plate glass by using two or more sheet glasses on the plate glass joint that joins the plate glasses with the force generated by tightening the pair of fastening members inserted through the through holes. The present invention relates to a method of using the generating member.
特に、本発明は、貫通孔を擁する板ガラスと接合部材を重ね、貫通孔にボルトを挿通し、ボルトに螺合させたナットとで板ガラスと接合部材を締め付けて生じるボルト軸方向の力により板ガラスと接合部材を接合する板ガラスの接合部、または、貫通孔を擁する少なくとも2枚以上の板ガラス同士を重ね、貫通孔にボルトを挿通しボルトに螺合させたナットとで少なくとも2枚以上の板ガラスを締め付けて生じるボルト軸方向の力により板ガラス同士を接合する板ガラスの接合部において、板ガラス内部に圧縮応力を発生させる板ガラス接合用応力発生部材の使用方法に関する。 In particular, the present invention relates to a plate glass by a force in the bolt axial direction generated by overlapping a plate glass holding a through hole and a joining member, inserting a bolt into the through hole, and tightening the plate glass and the joining member with a nut screwed into the bolt. At least two or more plate glasses are tightened with a nut joined by joining at least two or more plate glasses each having a through hole, and a bolt inserted into the through hole and screwed into the bolt. The present invention relates to a method for using a stress generating member for joining sheet glass that generates compressive stress inside the sheet glass at a joined part of the sheet glass that joins the sheet glasses by the force in the direction of the bolt axis.
本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法は、建築分野に使用され、使用される建築物は、大型建築物であるガラス壁、ガラス屋根、およびガラススクリーン、例えば、リブガラスを用いたリブガラススクリーンなどが挙げられる。 The method of using the stress generating member for joining plate glass of the present invention is used in the field of construction, and the building used is a glass wall, a glass roof, and a glass screen, which are large buildings, for example, a rib glass screen using rib glass. Etc.
ガラス壁、ガラス屋根、大板ガラスを使用した開口部構成よりなるガラススクリーンなどの大型建築物において、板ガラスを高強度で接合すると、設計の自由度が高められる。例えば、目立つ金属方立の代りに、目立たないガラス方立て(リブガラス)を用いて、正面ガラス(フェイスプレート)に加わる風荷重を支持する工法に、ガラス・スタビライザー工法がある。 In a large building such as a glass screen having a glass wall, a glass roof, and an opening structure using large plate glass, if the plate glass is bonded with high strength, the degree of freedom in design is increased. For example, there is a glass stabilizer method for supporting a wind load applied to a front glass (face plate) by using an inconspicuous glass stand (rib glass) instead of a conspicuous metal stand.
接合部材を介して板ガラスを高強度で接合することを、ガラス・スタビライザー工法に用い、リブガラススクリーンを建設すれば、リブガラスに取り付けた接合板を介してフェイスプレートと接合することも可能であり、接合部材を介してリブガラス同士、フェイスプレート同士が接合されることから、リブガラススクリーンの設計の自由度が高まる。また、板ガラス同士を高強度で接合することを、大型建築物に用いることができれば、大型建築物の設計の自由度が高まる。 It is possible to join the face plate with the face plate via the joining plate attached to the rib glass if the rib glass screen is constructed by using the glass stabilizer construction method to join the plate glass with high strength through the joining member. Since rib glass and face plates are joined via a member, the freedom degree of design of a rib glass screen increases. Moreover, if joining plate glass with high intensity | strength can be used for a large building, the freedom degree of the design of a large building will increase.
従来の板ガラスの接合方法には、板ガラスと接合部材としての金属板とを重ねて、板ガラスと金属板に形成した貫通孔に一対の接合部材、例えば、ボルト・ナットを通して締めて固定することで、板ガラス同士を接合する、板ガラスを建造物などに接合する際に使用される摩擦接合がある。摩擦接合は、一対の締め付け部材で、板ガラスと接合部材とを厚み方向に締め付けて、板ガラスと接合部材との摩擦力で荷重を受け止める接合方法である。 In the conventional method for joining glass sheets, the glass sheet and a metal plate as a joining member are overlapped, and fixed by tightening through a pair of joining members, for example, bolts and nuts, in through holes formed in the glass sheet and the metal plate. There is friction bonding that is used when glass plates are bonded to each other, and when glass plates are bonded to a building or the like. Friction joining is a joining method in which a plate glass and a joining member are fastened in a thickness direction by a pair of fastening members, and a load is received by a frictional force between the sheet glass and the joining member.
摩擦接合においては、接合部を増やし、一対の締め付け部材である、例えば、接合用のボルト・ナットを多く用いることで受け止められる支持荷重を大きくする。摩擦接合において、接合部を増やし接合ボルト・ナットを多く用い、個々の接合部において受け止める荷重を大きくしなかった背景には、ガラスは脆性材料であり、締め付ける際に一箇所に大きな力がかかると割れることがあった。 In friction welding, the joint load is increased, and the support load that can be received is increased by using a large number of bolts and nuts, for example, a pair of fastening members. In friction welding, the number of joints is increased, many joint bolts and nuts are used, and the load received at each joint is not increased.Glass is a brittle material, and a large force is applied to one place when tightening. There was a crack.
一方、板ガラスと他の構造部材とを接合するために板ガラスに添接させた、あるいは板ガラスと板ガラスに掛け渡しした金属板などの接合部材の間に接着シートを挟みこみ、板ガラスと接合部材を接着し接合強度を得、加えて板ガラスと接合部材に設けた貫通孔に、一対の締め付け部材である接合用ネジ部材を貫通させて締め込み、板ガラスと接合部材を固定し留める方法が、特許文献1〜7にて開示されている。
On the other hand, an adhesive sheet is sandwiched between bonding members such as metal plates attached to the plate glass or joined between the plate glass and the plate glass to bond the plate glass and other structural members, and the plate glass and the bonding member are bonded.
例えば、特許文献1には、板ガラスと接合部材との間に、未硬化の接着剤を含浸させてある繊維材からなるシートを挟んで、板ガラスと接合部材とに形成した貫通孔に挿通したネジ部材で締め付け固定するガラスパネルの接合方法が開示されている。接合後のガラスパネルと板材との相対変位の発生を抑制するために、板ガラスと接合部材との間に未硬化の接着剤を含浸させてある繊維材からなるシートを挟んで締め付け接合しておくことにより、その接着剤が硬化するとシートがガラスパネルと板材の双方の表面に沿った形状に固まり、シートと一体に硬化した強固な接着層を介して、ガラスパネルと板材とを接着接合できると開示されている。
For example,
また、特許文献3には、特許文献1よりも接合部の耐久力を高めるため、接着剤を含浸させてある繊維材からなるシートに含浸させた接着剤が未硬化の状態で締め付け、接着剤硬化後に、所定の軸力に再度締め付けて接合する脆性部材の接合方法が開示されている。
Further, in
さらに、特許文献7には、上記の接着による接合方法において、雄ネジ部材と雌ネジ部
材などの締め付け具にて板ガラスと接合部材を締め付ける際に、貫通孔に充填剤を介在させて各締め付け具の外周面と板ガラス側貫通孔の内周面との間に隙間が生じない状態で締め付けることによって、板ガラスと接合部材との間にわたって応力が作用した際に、複数の板ガラス側貫通孔に作用する応力が均一化されるようにして、特定の板ガラス側貫通孔に応力が集中するのを回避して、板ガラスの損傷を抑制する板ガラスの接合方法が開示されている。
Further, in
特許文献1〜7に記載の板ガラスの接合方法は、板ガラスと接合部材とを強く締め付けて接合するものでなく、板ガラスと接合部を接着して接合強度を得る方法である。板ガラスの割れの発生を懸念して接合用のネジ部材による締め付けは程々にし、接合強度は板ガラスと接合部材の接着に依存している。
The joining method of plate glass described in
詳しくは、特許文献3によれば、板ガラスに厚さが12mm〜19mmの強化ガラスであり、且つ、使用する接着剤がエポキシ系接着剤の場合、接合用ネジ部材の締め付け軸力は29.4kN〜53.9kN程度が望ましいとされている。ガラスに貫通孔を開ける場合、孔周りは荒ズリ加工されるため、ガラスの孔周りの強度は、ガラス表面の強度に比べて弱く、ガラスの孔周りに60kN程度の締め付け力が作用するとガラスが破損することがあった。そのため、孔周りに締め付け力が作用する特許文献1や特許文献3の方法では、締め付け軸力を上げることで接合箇所の耐久性を高めるには限界があった。
従来の板ガラスの接合方法である摩擦接合において、板ガラスの貫通孔に挿入した一対の締め付け部材、例えば、ボルト・ナットで強く板ガラスを締め付けると、締め付け部に局所的な力が生じ、特に板ガラスの貫通孔の端部から破損しやすいという問題があった。 In friction welding, which is a conventional method of joining plate glass, when a plate glass is strongly tightened with a pair of fastening members, for example, bolts and nuts inserted into the through holes of the plate glass, a local force is generated in the tightening portion, and in particular, through the plate glass. There was a problem of being easily damaged from the end of the hole.
特に、貫通孔を設けた板ガラス同士を重ねて、ボルト・ナットなどで強く板ガラスを締め付けることは、板ガラスの貫通孔の端部から破損しやすいため、行われたことはなかった。 In particular, it has been never performed to overlap plate glasses provided with through holes and to strongly tighten the plate glasses with bolts and nuts or the like because they are easily damaged from the end portions of the through holes of the plate glass.
また、前述した従来の板ガラスと接合部材を接着する接合方法においては、板ガラスの接合部をネジ部材で留めてはいるものの、接合強度は板ガラスと接合部材である板材の間に挟みこんだ接着シートによる接着に頼っており、一対の締め付け部材として、例えば、ボルト・ナットで強く締め付けて生じるボルト軸方向の力を、板ガラス内部に強い圧縮応力が生じるまで与え、ガラス自体の剛性を利用して板ガラスと板材を接合するものではなかった。 Moreover, in the joining method which adhere | attaches the conventional plate glass and joining member mentioned above, although the junction part of plate glass is fastened with the screw member, joining strength is the adhesive sheet pinched | interposed between the plate glass and the board | plate material which is a joining member As a pair of tightening members, for example, a bolt axial force generated by tightening firmly with bolts and nuts is applied until a strong compressive stress is generated inside the sheet glass, and the glass itself is utilized by utilizing the rigidity of the sheet glass. It was not to join the plate material.
また、接着シートによる接着により接合するため、接合後の解体が困難である。 Moreover, since it joins by adhesion | attachment with an adhesive sheet, the disassembly after joining is difficult.
本発明は、上記問題を解決するための、建築物を構成する板ガラスの接合部において、一対の締め付け部材の締め付けによる力、例えば、ボルト・ナットで強く締め付けて発生するボルト軸方向の力により、板ガラス内部に強い圧縮応力を発生させることで、強い接合強度を得る建築分野で使用する板ガラス接合用応力発生部材の使用方法を提供することを目的とする。 The present invention is to solve the above problems, in the joint portion of the plate glass constituting the building, due to the force by tightening a pair of tightening members, for example, the force in the bolt axial direction generated by tightening strongly with bolts and nuts, It aims at providing the usage method of the stress generation member for plate glass joining used in the construction field which obtains strong joint strength by generating strong compressive stress inside plate glass.
詳しくは、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法は、応力発生部材として、例えば、貫通孔を有する座金を使用し、板ガラスの貫通孔の孔周りには、一対の締め付け部材の締め付けによる力、例えば、ボルト・ナットの締め付けによるボルト軸方向の力を加えないで、孔周りを避けて、ボルト・ナットの締め付けによるボルト軸方向の力を板ガラスに加え、板ガラス内部にクラックの発生および伝播を抑制する圧縮応力を生じさせて、見掛けの強度を増加させることを特徴とし、板ガラスと接合部材を強固に接合する、または接合部材を介して板ガラス同士を強固に接合する、あるいは接合部材を介さないで少なくとも2枚以上の板ガラスを重ね、板ガラス同士を強固に接合するもので、接合部がずれることのない耐久性の高い板ガラスと接合部材との接合部、板ガラス同士の接合部を提供するものである。 Specifically, the method of using the stress generating member for joining plate glass of the present invention uses, for example, a washer having a through hole as the stress generating member, and a pair of fastening members are tightened around the through hole of the plate glass. Do not apply force, for example, force in the bolt axial direction due to bolt and nut tightening, avoid surrounding the hole, apply force in bolt axial direction due to bolt and nut tightening to the plate glass, and generate and propagate cracks inside the plate glass It is characterized in that the apparent strength is increased by generating a compressive stress that suppresses the bonding, and the glass sheet and the bonding member are bonded firmly, or the glass sheets are bonded firmly through the bonding member, or the bonding member is interposed. It is a highly durable plate that stacks at least two plate glasses without bonding and firmly bonds the plate glasses together so that the bonded portion does not shift. Junction between Ras and the joining member, there is provided a joint sheet glass together.
本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法は、一対の締め付け部材であるボルト・ナットなどの強力な締め付けにより生じるボルト軸方向の力を、板ガラスと接合部材の間、または重ねた板ガラスの間、ボルト頭と板ガラスの間、ナットと板ガラスの間に挟みこみ、板ガラスに圧接する応力発生部材、例えば、座金などを介して伝達する際、座金の内径を板ガラスの貫通孔の直径より大きくし同心状に配置することで、割れが発生しやすい板ガラスの孔部を避けてボルト軸方向の力を伝えること、また板ガラスに接触させた座金を介し、板ガラスに直に小面積でボルト軸方向の力を伝え、板ガラス内部に強い圧縮応力を生じさせ、圧縮応力を生じさせた板ガラス圧縮部位のクラックの発生および伝播を抑制し、板ガラスの見掛けの強度を増加させることを特徴とする。 The method of using the stress generating member for joining glass sheets according to the present invention is such that a force in the bolt axial direction generated by strong fastening such as bolts and nuts as a pair of fastening members is applied between the glass sheets and the joining glass sheets or between the laminated glass sheets. When the stress is generated between the bolt head and the plate glass, between the nut and the plate glass, and transmitted through a stress generating member that presses against the plate glass, such as a washer, the inner diameter of the washer is made larger than the diameter of the through hole of the plate glass. By arranging in the shape of the plate, it can transmit the force in the direction of the bolt axis avoiding the hole in the plate glass where cracks are likely to occur, and the force in the direction of the bolt axis can be directly applied to the plate glass with a small area via a washer in contact with the plate glass. , Which generates a strong compressive stress inside the plate glass, suppresses the generation and propagation of cracks in the plate glass compression site that caused the compressive stress, and the apparent strength of the plate glass Wherein the increase.
なお、一対の締め付け部材には、一対の油圧部材、バネ部材、ネジ部材が挙げられるが、トルクレンチなどで締め付け力の調整ができ、ボルト・ナットの締め付けにより強いボルト軸方向の力が容易に得られるボルト・ナットを用いることが好ましく、特に、強いボルト軸方向の力が得られ、ボルト軸方向の力の調整が容易な六角ボルト・ナットを用いることが好ましい。 The pair of tightening members includes a pair of hydraulic members, spring members, and screw members. However, the tightening force can be adjusted with a torque wrench, etc., and bolts and nuts can be easily tightened in the direction of the bolt axis. The obtained bolts and nuts are preferably used. In particular, it is preferable to use hexagon bolts and nuts that can obtain a strong force in the bolt axial direction and can easily adjust the force in the bolt axial direction.
このように、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法は、板ガラスに応力発生部材を強く圧接することで、板ガラス自体の剛性を利用した強い接合強度を得る、いうなれば圧縮接合というべき概念である全く新規の板ガラスの接合構造に関する。 As described above, the method of using the stress generating member for joining glass sheets according to the present invention is a concept that should be referred to as compression joining, in other words, to obtain a strong joining strength utilizing the rigidity of the glass sheet itself by strongly pressing the stress generating member to the glass sheet. The present invention relates to a completely new sheet glass bonding structure.
板ガラス内部に強い圧縮応力を生じさせると、板ガラス圧縮部位のクラックの発生および伝播の方向性が制限されるので、板ガラス圧縮部位のクラックの発生および伝播が抑制され、強い圧縮応力により、板ガラスの見掛けの強度が増加する。 If a strong compressive stress is generated inside the plate glass, the direction of crack generation and propagation in the plate glass compression site is limited, so the generation and propagation of cracks in the plate glass compression site is suppressed. The strength of the increases.
即ち、圧縮接合は、前述の摩擦接合、ガラスと金属板材を接着する接合方法とは全く異なる考えの接合構造であり、一対の締め付け部材である、例えば、ボルト・ナットの強力な締め付けによるボルト軸方向の力を、板ガラスと接合部材の間、または重ねた板ガラスの間、ボルト頭と板ガラスの間、ナットと板ガラスの間に挟んだ応力発生部材、例えば、座金を強く板ガラスに圧接させて、板ガラス内部に強い圧縮応力が生じるように伝達し、圧縮応力を生じさせた板ガラス圧縮部位におけるクラックの発生および伝播を抑制し、板ガラスの見掛の強度を増加させることを特徴とし、板ガラス自体の剛性を利用して板ガラスと接合部材とを接合する、または、接合部材を介して板ガラス同士を接合する、あるいは接合部材を介さないで少なくとも2枚以上の板ガラスを重ねて板ガラス同士を接合するものである。 That is, the compression bonding is a joint structure of a completely different idea from the above-described friction bonding and the bonding method of bonding glass and a metal plate, and is a pair of tightening members, for example, a bolt shaft by strong tightening of bolts and nuts. A stress generating member sandwiched between a plate glass and a bonding member, or between a laminated plate glass, between a bolt head and a plate glass, or between a nut and a plate glass, for example, a washer is strongly pressed against the plate glass, It is transmitted in such a way that a strong compressive stress is generated inside, suppressing the occurrence and propagation of cracks in the compressed portion of the plate glass that has caused the compressive stress, and increasing the apparent strength of the plate glass. Utilize the sheet glass and the bonding member by using them, or bond the glass sheets to each other via the bonding member, or without using the bonding member. It is intended to bond the glass sheets together be stacked two or more glass sheets.
本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法によれば、応力発生部材に座金など使用し、座金の貫通孔の直径、言い換えれば、座金の内径を、板ガラスの貫通孔の直径より大きくして、同心状に配置して締め付けることで、割れが発生しやすい板ガラスの貫通孔部を避けて、一対の締め付け部材の締め付けにより生じる強い力、例えば、ボルト・ナットの締め付けによるボルト軸方向の力を伝えられ、また座金を介して小面積でボルト軸方向の力を伝えるので、座金からの強い単位面積当たりの力により、板ガラスに対する強い圧接が得られ、板ガラスと接合部材に強い接合強度が得られる。 According to the method for using the stress generating member for joining glass sheets of the present invention, a washer or the like is used as the stress generating member, and the diameter of the through hole of the washer, in other words, the inner diameter of the washer is made larger than the diameter of the through hole of the plate glass. By concentrically placing and tightening, avoid the plate glass through-holes where cracks are likely to occur and avoid the strong force generated by tightening a pair of tightening members, for example, the force in the bolt axial direction by tightening bolts and nuts Since the force in the axial direction of the bolt is transmitted through a washer with a small area, strong pressure per unit area from the washer provides strong pressure contact with the plate glass and strong bonding strength between the plate glass and the joining member. .
本発明において、圧接とは、応力発生部材を板ガラスに強く圧することで、応力発生部材を強い力で板ガラスに接触させることを指す。応力発生部材とは、板ガラスを強く圧し、板ガラス内部に圧縮応力を発生させる部材である。 In the present invention, the pressure welding refers to bringing the stress generating member into contact with the plate glass with a strong force by pressing the stress generating member against the plate glass. The stress generating member is a member that presses the plate glass strongly to generate a compressive stress inside the plate glass.
さらに、接合構造を解体するときはボルト・ナットを弛めればよいので、板ガラスと接合部材を接着する従来の接合方法に比べ解体が容易である。 Furthermore, when the joint structure is disassembled, the bolts and nuts may be loosened, so disassembly is easier than in the conventional joining method in which the plate glass and the joining member are bonded.
応力発生部材の貫通孔の直径を、前記板ガラスに形成した貫通孔の直径より大きくすることにより、板ガラスにあけた貫通孔の端部にボルト・ナットの締め付けによるボルト軸方向の力が作用しなくなり、大きなボルト軸方向の力で板ガラスに大きな圧縮応力を生じさせることが可能となり、耐久性の高い板ガラスの接合構造が得られた。即ち、橋やビル等の鋼構造物の接合方法として用いられている、高力ボルト摩擦接合で使用されるボルト・ナットの締め付けによる60kN以上のボルト軸方向の力で板ガラスと接合部材、あるいは板ガラス同士を締め付けても板ガラスが破損せず、強い接合強度が得られた。 By making the diameter of the through hole of the stress generating member larger than the diameter of the through hole formed in the plate glass, the force in the bolt axial direction due to tightening the bolt and nut does not act on the end of the through hole made in the plate glass. It was possible to generate a large compressive stress on the plate glass with a large force in the axial direction of the bolt, and a highly durable plate glass joining structure was obtained. In other words, plate glass and joint members, or plate glass with a force in the bolt axial direction of 60 kN or more by tightening bolts and nuts used in high-strength bolt friction joints, which is used as a method for joining steel structures such as bridges and buildings. Even if they were fastened together, the plate glass was not damaged, and a strong bonding strength was obtained.
板ガラスの接合構造に圧縮接合を用いることで、板ガラスの接合部を、橋やビル等の鋼構造物の接合方法として用いられている高力ボルト摩擦接合で導入される強力なボルト軸方向の力、60kN以上で、板ガラスと接合部材を締め付けることが可能なった。即ち、板ガラスをボルト・ナットで締め付ける際のボルト軸方向の力を、今までにない60kN以上に容易に掛けられる。尚、300kNより大きいと、板ガラス本来の高い剛性があっても破損の恐れがある。本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法において、応力発生部材は、ボルト・ナットの強力な締め付けにより、変形しない硬さおよび剛性が必要である。 By using compression bonding for the plate glass bonding structure, the strong bolt axial force introduced by the high-strength bolt friction bonding used as a method for bonding steel structures such as bridges and buildings, etc. It was possible to fasten the plate glass and the joining member at 60 kN or more. That is, the force in the bolt axial direction when the plate glass is tightened with the bolt and nut can be easily applied to an unprecedented 60 kN or more. In addition, if it is larger than 300 kN, there is a risk of breakage even if the plate glass has the inherent high rigidity. In the method of using the stress generating member for joining glass sheets according to the present invention, the stress generating member needs to have hardness and rigidity not to be deformed by strong tightening of the bolt and nut.
前記応力発生部材、例えば、座金が、ボルト・ナットの締め付けによる60kN以上のボルト軸方向の力に耐え、板ガラス内部に圧縮応力が発生するには、曲げ剛性、たわみ剛性と称され、弾性範囲内において応力に対する歪の値を決める定数であるヤング率において、応力発生部材のヤング率が、180GPa以上であることが好ましい。ヤング率の上限は、鋼鉄など、高剛性の金属におけるヤング率の上限であり、230GPa以下である。230GPaより大きいヤング率を要する材料は実用的ではない。180GPa以上、230GPa以下の範囲のヤング率を有する材料としては、炭素鋼、ステンレス鋼が挙げられる。好ましくは190GPa以上、220GPa以下である。 In order for the stress generating member, for example, a washer, to withstand a force of 60 kN or more in the axial direction of the bolt by tightening a bolt and a nut and to generate a compressive stress inside the plate glass, it is called bending rigidity or flexural rigidity. In the Young's modulus, which is a constant that determines the value of strain with respect to stress, the Young's modulus of the stress generating member is preferably 180 GPa or more. The upper limit of the Young's modulus is the upper limit of the Young's modulus in a highly rigid metal such as steel, and is 230 GPa or less. Materials that require a Young's modulus greater than 230 GPa are not practical. Examples of the material having a Young's modulus in the range of 180 GPa or more and 230 GPa or less include carbon steel and stainless steel. Preferably it is 190 GPa or more and 220 GPa or less.
また、前記応力発生部材、例えば、座金が、ボルト・ナットの締め付けによる60kN以上のボルト軸方向の力に耐え、板ガラス内部に圧縮応力が発生するには、応力発生部材が高硬度であることが必要であり、圧子を用い、試験片に基準荷重、9.8N、試験荷重、再び基準荷重、9.8Nを加えて圧子の侵入深さの差で求めた硬さであるロックウェル硬度において、応力発生部材のロックウェル硬度が、HRC、35以上であることが好ましい。ロックウェル硬度の上限は、鋼鉄などの高硬度の金属のロックウェル硬度の上限であり、HRC、45以下である。45より大きいロックウェル硬度を要する材料は実用的ではない。 In addition, the stress generating member, for example, a washer, can withstand a force in the bolt axial direction of 60 kN or more due to tightening of the bolt and nut and generate a compressive stress inside the plate glass, the stress generating member may have high hardness. In the Rockwell hardness, which is necessary, using the indenter, the reference load, 9.8 N, test load, reference load, 9.8 N again to the test piece, and the hardness determined by the difference in penetration depth of the indenter, The Rockwell hardness of the stress generating member is preferably H R C, 35 or more. The upper limit of Rockwell hardness is the upper limit of Rockwell hardness of a high-hardness metal such as steel, and is H R C, 45 or less. Materials that require Rockwell hardness greater than 45 are not practical.
また、一対の締め付け部材、例えば、ボルト・ナットの締め付けによる60kN以上のボルト軸方向の力を板ガラスの与え、板ガラス内部に圧縮応力を発生させるには、呼び径、M12〜M24のボルト・ナットが用いることが好ましく、それに対応して、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法における座金の内径は、17.0mm以上であることが好ましい。M12より小さいボルトは、ボルト・ナットの締め付けによる60kN以上のボルト軸方向の力を伝えるには不向きであり、座金の内径、17.0mm未満は本発明において使用されない。M24より大きいボルトを使うのは実用的でなく、座金の内径が32.0mmより大きい座金を使うことは、実用的でない。本発明において、座金の内径は、17.0mm以上、32.0mm以下であることが好ましい。 In addition, in order to apply a force in the bolt axial direction of 60 kN or more by tightening a pair of fastening members, such as bolts and nuts, to generate compressive stress inside the plate glass, bolts and nuts having a nominal diameter of M12 to M24 are required. Correspondingly, the inner diameter of the washer in the method of using the stress generating member for joining glass sheets of the present invention is preferably 17.0 mm or more. Bolts smaller than M12 are not suitable for transmitting a force in the bolt axial direction of 60 kN or more by tightening bolts and nuts, and the inner diameter of the washer, less than 17.0 mm, is not used in the present invention. It is not practical to use a bolt larger than M24, and it is not practical to use a washer with an inner diameter of the washer larger than 32.0 mm. In the present invention, the inner diameter of the washer is preferably 17.0 mm or more and 32.0 mm or less.
一対の締め付け部材、例えば、ボルト・ナットの締め付けによる60kN以上のボルト軸方向の力を板ガラスに圧接する座金の好適な単位面積当たりの力として与えるには、座金が二重円状の平座金である場合、平座金の内径と外形との差が13.3mm以上、29.0mm以下であることが好ましい。13.3mm未満であると、ボルト・ナットの締め付けによる60kN以上のボルト軸方向の力を伝えるには不向きであり、また29.0mmより大きいと、ボルト軸方向の力が300kNになったとしても、板ガラスに圧接する座金の好適な単位面積当たりの力が得られない。本発明に使用する平座金は、内径と外形との差が、13.3mm以上、29.0mm以下であることが好ましい。 In order to apply a force in the bolt axial direction of 60 kN or more by tightening a pair of fastening members, such as bolts and nuts, as a suitable force per unit area of the washer pressed against the glass sheet, the washer is a double circular plain washer. In some cases, the difference between the inner diameter and the outer shape of the plain washer is preferably 13.3 mm or more and 29.0 mm or less. If it is less than 13.3 mm, it is not suitable for transmitting a force in the bolt axial direction of 60 kN or more due to tightening of the bolt and nut, and if it is larger than 29.0 mm, even if the force in the bolt axial direction becomes 300 kN A suitable force per unit area of the washer pressed against the plate glass cannot be obtained. The flat washer used in the present invention preferably has a difference between the inner diameter and the outer shape of 13.3 mm or more and 29.0 mm or less.
本発明に使用する座金には平座金を用いることが好ましく、その内径は、17.0mm以上、32.0mm以下、内径と外形との差は、13.3mm以上、29.0mm以下であることが好ましい。 A plain washer is preferably used for the washer used in the present invention, the inner diameter thereof is 17.0 mm or more and 32.0 mm or less, and the difference between the inner diameter and the outer shape is 13.3 mm or more and 29.0 mm or less. Is preferred.
座金の厚みは、一対の締め付け部材、例えば、ボルト・ナットの締め付けによる60kN以上のボルト軸方向の力を板ガラスに圧接する座金の好適な単位面積当たりの力として与えるには、4.0mm以上であることが必要である。座金の厚みが8.7mmより大きい座金を使うことは、実用的でない。本発明において、座金の厚みは、4.0mm以上、8.7mm以下であることが好ましい。 The thickness of the washer is 4.0 mm or more in order to give a force per unit area of the washer that presses against the plate glass as a force in the bolt axial direction of 60 kN or more by tightening a bolt and nut. It is necessary to be. It is not practical to use a washer with a washer thickness greater than 8.7 mm. In the present invention, the thickness of the washer is preferably 4.0 mm or more and 8.7 mm or less.
即ち、本発明は、板ガラスと接合部材を重ね、板ガラスと接合部材に形成した貫通孔に一対の締め付け部材を挿通し、板ガラスと接合部材を締め付けて生じる60kN以上、300kN以下の力により板ガラスと接合部材を接合した板ガラスの接合部において、ヤング率、180GPa以上、230GPa以下、ロックウェル硬度、HRC35以上、HRC45以下の応力発生部材を板ガラスと接合部材との間に挟みこみ、板ガラスに圧接させ、前記応力発生部材が、貫通孔を擁し、該貫通孔の直径が、板ガラスに形成した貫通孔の直径よりも大きい座金であり、板ガラスの貫通孔に対して同心状になるように配置し、貫通孔に一対の締付け部材またはボルトを挿通する、ことを特徴とする建築分野で使用する板ガラス接合用応力発生部材の使用方法である。
That is, in the present invention, a sheet glass and a joining member are stacked, a pair of fastening members are inserted into through holes formed in the sheet glass and the joining member, and the sheet glass and the joining member are joined to each other by a force of 60 kN or more and 300 kN or less. In the joined portion of the plate glass to which the members are joined, a stress generating member having Young's modulus, 180 GPa or more and 230 GPa or less, Rockwell hardness, H R C35 or more, H R C45 or less is sandwiched between the plate glass and the joining member, The pressure generating member has a through hole, and the diameter of the through hole is a washer larger than the diameter of the through hole formed in the plate glass, and is arranged so as to be concentric with the through hole of the plate glass. And a pair of tightening members or bolts are inserted into the through holes, and a stress generating member for joining plate glass used in the construction field How to use.
さらに、本発明は、一対の締め付け部材がボルト・ナットであり、板ガラスと接合部材を重ね、板ガラスと接合部材に形成した貫通孔にボルトを挿通し、ボルトに螺合させたナットとで板ガラスと接合部材を締め付けて生じるボルト軸方向の60kN以上、300kN以下の力により板ガラスと接合部材を接合した板ガラスの接合部において、ヤング率、180GPa以上、230GPa以下、ロックウェル硬度、HRC35以上、HRC45以下の応力発生部材を板ガラスと接合部材との間に挟みこみ、板ガラスに圧接させることを特徴とする上記の建築分野で使用する板ガラス接合用応力発生部材の使用方法である。 Further, according to the present invention, the pair of tightening members are bolts and nuts, the plate glass and the joining member are overlapped, the bolt is inserted into the through hole formed in the plate glass and the joining member, and the nut is screwed to the bolt, In the joint portion of the plate glass where the plate glass and the joining member are joined by a force of 60 kN or more and 300 kN or less in the bolt axial direction generated by tightening the joining member, Young's modulus, 180 GPa or more, 230 GPa or less, Rockwell hardness, H R C35 or more, H A method for using a stress generating member for joining plate glass, which is used in the above-mentioned construction field, is characterized in that a stress generating member of RC 45 or less is sandwiched between a plate glass and a joining member and pressed against the plate glass.
また、本発明は、少なくとも2枚以上の板ガラスを重ね、板ガラスに形成した貫通孔に一対の締め付け部材を挿通し、板ガラスを締め付けて生じる60kN以上、300kN以下の力により板ガラス同士を接合した板ガラスの接合部において、ヤング率、180GPa以上、230GPa以下、ロックウェル硬度、HRC35以上、HRC45以下の応力発生部材をボルト頭部と板ガラスの間、板ガラスと板ガラスとの間に挟みこみ、板ガラスに圧接させることを特徴とする建築分野で使用する板ガラス接合用応力発生部材の使用方法である。 The present invention also relates to a plate glass in which at least two plate glasses are stacked, a pair of fastening members are inserted into through holes formed in the plate glass, and the plate glasses are joined by a force of 60 kN or more and 300 kN or less generated by fastening the plate glass. At the joint, a stress generating member having Young's modulus, 180 GPa or more, 230 GPa or less, Rockwell hardness, H R C35 or more, H R C45 or less is sandwiched between the bolt head and the plate glass, between the plate glass and the plate glass, and the plate glass It is the usage method of the stress generation member for sheet glass joining used in the construction field characterized by making it press-contact to.
さらに、本発明は、一対の締め付け部材がボルト・ナットであり、少なくとも2枚以上の板ガラスを重ね、板ガラスに形成した貫通孔にボルトを挿通し、ボルトとボルトに螺合させたナットとで板ガラスを締め付けて生じるボルト軸方向の60kN以上、300kN以下の力により板ガラス同士を接合した板ガラスの接合部において、ヤング率、180GPa以上、230GPa以下、ロックウェル硬度、HRC35以上、HRC45以下の応力発生部材を板ガラスと板ガラスとの間に挟みこみ、板ガラスに圧接させることを特徴とする建築分野で使用する上記の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法である。 Further, according to the present invention, the pair of fastening members are bolts and nuts, and at least two or more plate glasses are stacked, the bolts are inserted into through holes formed in the plate glass, and the bolts and the nuts screwed to the bolts are used to make the plate glass. In the joint portion of the plate glass in which the plate glasses are joined by a force of 60 kN or more and 300 kN or less in the bolt axis direction generated by tightening, the Young's modulus, 180 GPa or more, 230 GPa or less, Rockwell hardness, H R C35 or more, H R C45 or less It is the usage method of said stress generating member for plate glass joining used in the construction field characterized by sandwiching a stress generating member between plate glass and plate glass, and making it press-contact with plate glass.
さらに、本発明は、一対の締め付け部材がボルト・ナットであり、少なくとも2枚以上の板ガラスを重ね、板ガラスに形成した貫通孔にボルトを挿通し、ボルトとボルトに螺合させたナットとで複数の板ガラスを締め付けて生じるボルト軸方向の60kN以上、300kN以下の力により板ガラス同士を接合した板ガラスの接合部において、ヤング率、180GPa以上、230GPa以下、ロックウェル硬度、HRC35以上、HRC45以下の応力発生部材をボルト頭部と板ガラスの間、板ガラスと板ガラスの間、およびナットと板ガラスの間に挟みこみ、板ガラスに圧接させることを特徴とする上記の建築分野で使用する板ガラス接合用応力発生部材の使用方法である。 Further, in the present invention, the pair of tightening members are bolts and nuts, and at least two or more plate glasses are stacked, the bolts are inserted into through holes formed in the plate glass, and a plurality of bolts and nuts screwed to the bolts are used. In the joined portion of the plate glasses obtained by joining the plate glasses with a force of 60 kN or more and 300 kN or less in the bolt axis direction generated by fastening the plate glass, Young's modulus, 180 GPa or more, 230 GPa or less, Rockwell hardness, H R C35 or more, H R C45 The following stress generating member is sandwiched between the bolt head and the sheet glass, between the sheet glass and the sheet glass, and between the nut and the sheet glass, and is brought into pressure contact with the sheet glass. It is a usage method of a generating member.
また、本発明は、応力発生部材が、ヤング率、180GPa以上、230GPa以下、ロックウェル硬度、HRC35以上、HRC45以下であり、貫通孔を擁し、該貫通孔の直径が、板ガラスに形成した貫通孔の直径よりも大きい座金であり、板ガラスの貫通孔に対して同心状になるように配置し、貫通孔に一対の締付け部材またはボルトを挿通することを特徴とする上記の建築分野で使用する板ガラス接合用応力発生部材の使用方法である。 Further, in the present invention, the stress generating member has Young's modulus, 180 GPa or more and 230 GPa or less, Rockwell hardness, H R C35 or more, H R C45 or less, has a through hole, and the diameter of the through hole is in the plate glass. A washer having a diameter larger than the diameter of the formed through hole, arranged so as to be concentric with the through hole of the plate glass, and a pair of tightening members or bolts are inserted into the through hole. It is the usage method of the stress generation member for plate glass joining used in.
さらに、本発明は、前記座金が、内径、17.0mm以上、32.0mm以下であることを特徴とする上記の建築分野で使用する板ガラス接合用応力発生部材の使用方法である。 Furthermore, the present invention is the method for using a sheet glass joining stress generating member used in the construction field, wherein the washer has an inner diameter of 17.0 mm or more and 32.0 mm or less.
さらに、本発明は、座金が平座金であり、座金の内径と外形との差が、13.3mm以上、29.0mm以下であることを特徴とする上記の建築分野で使用する板ガラス接合用応力発生部材の使用方法である。 Further, in the present invention, the sheet washer is a plain washer, and the difference between the inner diameter and the outer shape of the washer is 13.3 mm or more and 29.0 mm or less. It is a usage method of a generating member.
さらに、本発明は、前記座金が、厚み、4.0mm以上、8.7mm以下であることを特徴とする上記の建築分野で使用する板ガラス接合用応力発生部材の使用方法である。 Furthermore, this invention is a usage method of the stress generation member for sheet glass joining used in the said construction field, wherein the said washer is thickness 4.0mm or more and 8.7mm or less.
ガラスの接合構造に圧縮接合を用い、本発明の板ガラス接合用応力発生部材を用いれば、クラックが発生しやすい板ガラスの端部を避けて応力伝達材料を板ガラスに圧着させられるとともに、圧着時の板ガラスと応力発生部材の接触面積は一定であり、板ガラスに対する圧縮応力を締め付けトルクにより任意に設定できるので、ボルト、ナットの締め付けトルクにより、好ましい圧縮応力を得ることができ、応力発生部材を使わない場合と異なり1点にボルト軸方向の力が集中することなく、締め付けトルクに対しての板ガラスが破壊される限界を飛躍的に上げることが可能となった。よって、強力に板ガラスをボルト、ナットで締め付けるのみで板ガラスと構造部材、または板ガラス同士が高強度で接合される。 If compression bonding is used for the bonding structure of the glass and the stress generating member for bonding sheet glass of the present invention is used, the stress transmitting material can be crimped to the sheet glass while avoiding the edge of the sheet glass where cracks are likely to occur, and the sheet glass during compression bonding The contact area between the stress generating member and the stress generating member is constant, and the compressive stress on the plate glass can be arbitrarily set by the tightening torque. Therefore, the preferable compressive stress can be obtained by the tightening torque of the bolt and nut, and the stress generating member is not used. Unlike the above, the force in the bolt axis direction is not concentrated at one point, and it is possible to dramatically increase the limit of breaking the plate glass against the tightening torque. Therefore, the plate glass and the structural member, or the plate glasses are joined with high strength simply by strongly fastening the plate glass with bolts and nuts.
従来、ガラスは脆性材料であり1点に力がかかると割れる、板ガラスに貫通孔を設けボルトを通して強く板ガラスを締め付けると締め付け部に極所的な力が生じ板ガラスが破損するため、板ガラスに貫通孔を設け強く締め付けることは避けるべきであり、行ってはいけないとされ、板ガラスをボルト・ナットで強く締め付けて接合されることはなかったが、応力発生部材を用い、脆い板ガラスの孔端部を避け、板ガラスにボルト・ナットの締め付け力を決まった面積で伝え、板ガラス内部に好適な圧縮応力が発生するように調整することで、本来の板ガラスの持つ高い剛性を生かした前述の圧縮接合が可能となった。ボルト・ナットで少々強く締め付けても、板ガラスが破壊されることはなく強い接合強度が得られた。これは驚くべき結果である。 Conventionally, glass is a brittle material and breaks when a force is applied to one point. If a plate glass is provided with a through hole and the plate glass is tightened strongly through bolts, a localized force is generated in the tightening portion and the plate glass is damaged. It should be avoided to tighten the plate glass, and it should not be done, and the plate glass was not fastened with bolts and nuts, but it was not joined, but using a stress generating member, avoid the edge of the brittle plate glass hole By transmitting the tightening force of bolts and nuts to the plate glass in a fixed area and adjusting it so that a suitable compressive stress is generated inside the plate glass, it is possible to perform the above-mentioned compression bonding utilizing the high rigidity of the original plate glass became. Even if it was tightened a little with bolts and nuts, the glass plate was not broken and strong joint strength was obtained. This is a surprising result.
本発明の建築用途に使用する板ガラス接合用応力発生部材の使用方法を用いることで、橋やビル等の鋼構造物の接合方法として用いられている高力ボルト摩擦接合で導入される強力なボルト軸方向の力、60kN以上で、板ガラスを締め付けることが可能なった。即ち、板ガラスと接合部材を締め付けるボルト・ナットで締め付ける際のボルト軸方向の力を、今までにない60kN以上に掛けられる。尚、300kNより大きいと、板ガラス本来の高い剛性があっても破損の恐れがある。 Powerful bolts introduced in high-strength bolt friction bonding used as a method for joining steel structures such as bridges and buildings by using the method for using a stress generating member for joining sheet glass used in architectural applications of the present invention It was possible to tighten the plate glass with an axial force of 60 kN or more. That is, it is possible to apply a force in the direction of the bolt axis when tightening with the bolts and nuts for tightening the plate glass and the joining member to 60 kN or more which has never been achieved. In addition, if it is larger than 300 kN, there is a risk of breakage even if the plate glass has the inherent high rigidity.
この際、ボルト頭部・ナットの外径よりも応力発生部材の貫通孔の直径を小さくすることで、60kN以上のボルト軸方向の力で板ガラスと接合部材を締め付けることが容易となる。通常、六角ボルト・ナットにおいては、ボルト頭部、ナットの最大の外径を対角距離と呼ぶ。強い締め付けトルクを伝えるには六角ボルト・ナットを使用することが好ましく、中でも建築用で使用される摩擦接合用高力ボルト・ナットが好適に使用される。 At this time, by making the diameter of the through hole of the stress generating member smaller than the outer diameter of the bolt head / nut, it becomes easy to fasten the plate glass and the joining member with a force in the bolt axial direction of 60 kN or more. Normally, in the hexagon bolt and nut, the maximum outer diameter of the bolt head and nut is called a diagonal distance. In order to transmit a strong tightening torque, it is preferable to use hexagon bolts and nuts, and among them, high-strength bolts and nuts for friction joining used in construction are preferably used.
即ち、本発明は、ボルトの頭部・ナットの外径よりも応力発生部材である座金の貫通孔の直径を小さくしたことを特徴とする上記の建築分野で使用する板ガラス接合用応力発生部材の使用方法である。 That is, the present invention relates to a stress generating member for joining plate glass used in the construction field described above, characterized in that the diameter of the through hole of the washer that is a stress generating member is smaller than the outer diameter of the bolt head and nut. How to use.
さらに、本発明は、ボルト・ナットが六角ボルト・ナットであり、六角ボルト・ナットの対角距離よりも応力発生部材である座金の貫通孔の直径を小さくしたことを特徴とする上記の建築分野で使用する板ガラス接合用応力発生部材の使用方法である。 Furthermore, the present invention is characterized in that the bolt and nut are hexagon bolts and nuts, and the diameter of the through hole of the washer that is a stress generating member is smaller than the diagonal distance of the hexagon bolts and nuts. It is the usage method of the stress generation member for plate glass joining used in.
さらに、本発明は、上記の建築分野で使用する板ガラス接合用応力発生部材の使用方法が用いられてなる板ガラスの接合部である。 Furthermore, this invention is a junction part of the plate glass in which the usage method of the stress generation member for plate glass joining used in the said construction field is used.
さらに、本発明は、上記の板ガラスの接合部を有する板ガラスを用いた建築物である。 Furthermore, the present invention is a building with a glass sheet to have a bonding portion of the glass sheet.
ボルト・ナットの強力な締め付けによるボルト軸方向の力を、板ガラスと接合部材を重ねて板ガラスと接合部材の間に挟んだ応力発生部材、複数の板ガラスを重ねて複数の板ガラスの間に挟んだ応力発生部材、またはボルト頭部と板ガラス、ナットと板ガラスの間に挟んだ応力発生部材、例えば、座金などを介して圧縮応力として板ガラスに伝達し、板ガラスに応力発生部材を圧着することで板ガラス自体の剛性を利用する板ガラス接合構造において、応力発生部材に高剛性および高強度の材料、例えば、高剛性高強度、ヤング率、180GPa以上、ロックウェル硬度、HRC35以上の座金を利用し、座金孔の内径を板ガラスの貫通孔の直径より大きくすることで、割れが発生しやすい板ガラスの孔端部を避けて、ボルト・ナットの締め付けによるボルト軸方向の力を伝えられ、また座金を介して小面積でボルト軸方向の力を板ガラスに伝えるので、座金からの面圧により、板ガラスに強い圧縮応力が生じ、板ガラスと接合部材の優れた接合強度が得られた。 The stress in the bolt axial direction due to the strong tightening of bolts and nuts, the stress generating member that overlaps the plate glass and the bonding member and sandwiched between the plate glass and the bonding member, the stress that stacks the multiple plate glasses and sandwiched between the multiple plate glasses A generating member, or a stress generating member sandwiched between a bolt head and plate glass, a nut and a plate glass, such as a washer is transmitted to the plate glass as a compressive stress, and the stress generating member is crimped to the plate glass so that the plate glass itself In a plate glass bonding structure using rigidity, a high rigidity and high strength material, for example, a high rigidity, high strength, Young's modulus, 180 GPa or more, Rockwell hardness, H R C35 or more washer is used as a stress generating member. By making the inner diameter of the plate larger than the diameter of the through hole of the plate glass, it is possible to avoid tightening the bolt and nut by avoiding the hole end of the plate glass that is likely to crack The force in the bolt axis direction due to attachment can be transmitted, and the force in the bolt axis direction is transmitted to the sheet glass with a small area through the washer, so a strong compressive stress is generated on the sheet glass due to the surface pressure from the washer, and the sheet glass and the joining member Excellent bonding strength was obtained.
また、貫通孔をあけた板ガラスと接合部材を重ねてボルト・ナットで締め付け、ボルト・ナットのボルト軸方向の力で板ガラスに圧縮応力を与えて接合する際に、複数の板ガラスの間に単純な応力発生部材である前記座金を入れることで、座金を介してボルト・ナットで締め付けた際のボルト軸方向の力により板ガラスに生じる圧縮応力を、ボルト・ナットの締め付け加減、および座金の板ガラスへの圧接面積で調整することが可能となった。 In addition, when a plate glass with a through-hole and a joining member are overlapped and tightened with bolts and nuts, and the plate glass is subjected to compressive stress by the force in the bolt axial direction of the bolts and nuts, the plate glass is simply joined between a plurality of plate glasses. By inserting the washer that is a stress generating member, the compressive stress generated in the plate glass due to the force in the bolt axial direction when tightened with the bolt and nut through the washer is adjusted by tightening the bolt and nut, and applying the washer to the plate glass. It became possible to adjust by the pressure contact area.
また、貫通孔をあけた板ガラス同士を重ねてボルト・ナットで締め付け、ボルト・ナットのボルト軸方向の力で板ガラスに圧縮応力を与えて接合する際に、複数の板ガラスの間およびボルト頭と板ガラスの間、板ガラスと板ガラスの間、ナットと板ガラスの間に単純な応力発生部材である前記座金を入れることで、座金を介してボルト・ナットで締め付けた際のボルト軸方向の力による板ガラスへの圧縮応力を、ボルト・ナットの締め付け加減、および座金の板ガラスへの圧接面積で調整することが可能となった。 In addition, when glass plates with through-holes are stacked and tightened with bolts and nuts, and the plate glass is subjected to compressive stress by the force in the bolt axial direction of the bolts and nuts, the plate glass is joined between the glass plates and between the bolt head and the plate glass. Between the plate glass and the plate glass, by inserting the washer, which is a simple stress generating member, between the nut and the plate glass, it is possible to apply the force to the plate glass by the force in the bolt axial direction when tightened with the bolt and nut through the washer. The compressive stress can be adjusted by adjusting the tightening of bolts and nuts and the area where the washer is pressed against the plate glass.
また、前記座金の内径を、前記板ガラスに形成した貫通孔の直径よりも大きく、ボルト頭部の外径よりも小さくすることで、ボルト・ナットで締め付けた際のボルト軸方向の力が、確実に板ガラスにあけた貫通孔の孔端部に加わらなくなり、例えば、橋やビル等の鋼構造物の接合方法として用いられている高力ボルト摩擦接合で導入される強力なボルト軸方向の力、60kN〜300kNで板ガラスと接合部材とを締め付けても、板ガラスが破損しなくなり、接合後の耐久性の高い板ガラス同士の接合が可能となった。即ち、板ガラスと座金の狭い接触面でボルト軸方向の力が確実に伝わるので、接合した板ガラスが滑る恐れは少なくなり、接合後の耐久性の高い板ガラスの接合が可能となった。 In addition, by making the inner diameter of the washer larger than the diameter of the through hole formed in the plate glass and smaller than the outer diameter of the bolt head, the force in the bolt axial direction when tightening with bolts and nuts is ensured. Strong force in the axial direction of the bolt introduced by high-strength bolt friction welding used as a joining method for steel structures such as bridges and buildings, etc. Even if the plate glass and the joining member were tightened at 60 kN to 300 kN, the plate glass was not damaged, and it was possible to join the plate glasses having high durability after joining. That is, since the force in the bolt axis direction is reliably transmitted through the narrow contact surface between the plate glass and the washer, there is less risk of the bonded plate glass slipping, and the highly durable plate glass can be bonded after bonding.
さらに、接合構造を解体するときはボルト・ナットを弛めればよいので、解体が容易である。 Furthermore, when the joint structure is disassembled, the bolts and nuts may be loosened, so disassembly is easy.
最初に、前述の摩擦接合とは異なる圧縮接合というべき考えの本発明の板ガラス接合用応力発生部材を用いた板ガラスの接合構造について、図1を用いて説明する。 First, a sheet glass joining structure using the stress generating member for joining sheet glass according to the present invention, which is considered to be compression joining different from the friction joining described above, will be described with reference to FIG.
図1は、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法による板ガラスと接合部材の接合部の一例の拡大側面図である。なお、ボルト・ナット以外は断面で示している。 FIG. 1 is an enlarged side view of an example of a joined portion between a sheet glass and a joining member according to the method of using the stress generating member for joining sheet glass of the present invention. The parts other than bolts and nuts are shown in cross section.
図2の(A)は、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法による板ガラスと接合部材の接合部の一例の正面図である。(B)はその側面図である。 (A) of FIG. 2 is a front view of an example of the joining part of the plate glass by the usage method of the stress generation member for plate glass joining of this invention, and a joining member. (B) is a side view thereof.
図3は、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法による板ガラス同士の接合部の一例の拡大側面図である。なお、ボルト1、ナット2以外は断面で示している。
FIG. 3 is an enlarged side view of an example of a joint portion between plate glasses according to the method of using the stress generating member for joining plate glasses of the present invention. The sections other than the
図4は、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法による板ガラス同士の接合部の一例の正面図である。 FIG. 4 is a front view of an example of a joint portion between plate glasses according to the method of using the stress generating member for joining plate glasses of the present invention.
図1に示すように、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法は、ボルト1、ナット2の強力な締め付けによるボルト軸方向の力を、板ガラスG1と接合部材である金属板3の間に挟んだ応力発生部材である座金4などを介して板ガラスG1に圧縮応力となるように伝達し、板ガラスG1に座金4を圧着することで板ガラスG1内部に圧縮応力を発生させて、板ガラスG1自体の剛性を利用して接合するものである。
As shown in FIG. 1, the method of using the stress generating member for joining glass sheets according to the present invention is such that the force in the bolt axial direction due to strong tightening of the
また、図3に示すように、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法は、一対の締め付け部材であるボルト1、ナット2の強い締め付けによるボルト軸方向の力を、応力発生部材である座金4、詳しくは、板ガラスG2、G3の間に挟んだ座金4、ボルト1とガラスG2との間に挟んだ座金4、またはナット2とガラスG3の間に挟んだ座金4を介して、板ガラスG2、G3に圧縮応力となるように伝達し、板ガラスG2、G3に座金4が圧接することで、板ガラスG2、G3の内部に圧縮応力を発生させ、板ガラスG2、G3の見掛の強度を増加させて、板ガラスG2、G3自体の剛性を利用して、板ガラスG2、G3同士を接合するものである。
Moreover, as shown in FIG. 3, the method of using the stress generating member for joining glass sheets according to the present invention is a stress generating member that uses a
本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法によれば、座金4の孔の直径、言い換れば、座金4の内径を、板ガラスG1、G2、G3の貫通孔の直径より大きくすることで、割れが発生しやすい板ガラスG1、G2、G3の孔端部5を避けて、ボルト軸方向の力を伝えられ、また、座金4を介して小面積で板ガラスG1、G2、G3にボルト軸方向の力を伝えるので、座金4の圧接により強力な圧着が得られ、接合部がずれる恐れが少ない。
According to the method of using the stress generating member for joining plate glass of the present invention, the diameter of the hole of the
また、この本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法により、板ガラスを接合する際は、座金4の大きさを選ぶことで、板ガラスG1、G2、G3への座金4の圧接面積が任意に設定でき、ボルト軸方向の力の加減により、板ガラスG1、G2、G3へ掛ける単位面積当たりの力が調整され、板ガラスG1、G2、G3の締付け部位で発生する圧縮応力の強さを調整可能となる。この際、応力発生部材である座金4には、二重円状の平座金を使用することが好ましく、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法において、内径、17.0mm以上、32.0mm以下、座金の内径と外形との差、13.3mm以上、29.0mm以下である平座金が好適に用いられる。座金の厚みは、4.0mm以上、8.0mm以下である。
Further, when the plate glass is joined by the method of using the stress generating member for joining the glass plate of the present invention, the size of the
このように、座金4の内径を板ガラスG1、G2、G3の貫通孔の直径より大きくすることで、本発明の本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法によって、板ガラスG1、G2、G3を接合した際、貫通穴に挿入したボルト1、ナット2で板ガラスG1、G2、G3を、応力発生部材である座金4を介して締め付けたとき、板ガラスG1、G2、G3と座金4との接触部からのみ、板ガラスG1、G2、G3にボルト1、ナット2の締め付けによるボルト軸方向の力が作用するようになり、ガラスに割れが発生しやすい板ガラスG1、G2、G3の孔端部5にボルト軸方向の力がかからなくなる、言い換えれば、ガラスに割れが発生しやすい板ガラスG1、G2、G3の孔端部5を避けて、板ガラスG1、G2、G3の内部に圧縮応力を発生させる。その結果、板ガラスG1、G2、G3が破損し難くなる。
In this way, by making the inner diameter of the
この際、ボルト1、ナット2を強く締め付けた際に発生するボルト軸方向の強い力により、割れを生じさせないためには、板ガラスG1、G2、G3に形成した貫通孔の直径より、応力発生部材である座金4の内径を、1.0mm以上、好ましくは4.0mm以上大きくする。この際、板ガラスG1、G2、G3の貫通孔の孔端部5と座金4が重ならないためには、円形の座金4である平座金を用い、板ガラスG1、G2、G3の貫通孔に対して平座金4を同心状に配置することが好ましい。
At this time, in order not to cause a crack due to a strong force in the bolt axial direction generated when the
このように、座金4の内径を、板ガラスG1、G2、G3の貫通孔に対し1.0mm以上、好ましくは4.0mm以上大きくする、要するに、板ガラスG1、G2、G3の貫通孔の孔端部5から座金4までの間隔を0.5mm以上、好ましくは2.0mm以上とする。座金4の内径を、板ガラスGの貫通孔に対し1mm未満、板ガラスG1、G2、G3の貫通孔の孔端部5から座金4の内周までの間隔が、0.5mm未満では、板ガラスG1、G2、G3の貫通孔の孔端部5に応力が発生し、割れが生じる恐れがある。座金4の内径を、板ガラスG1、G2、G3の貫通孔の直径に対して、20mmを超えて大きくすると、ボルト軸方向の力が伝達され難くなるので、20mm以内であることが好ましい。
In this way, the inner diameter of the
図1〜図4に示した、板ガラス接合用応力発生部材において、板ガラスG1、G2、G3および接合部材3のボルト挿通孔を円形とし同心状に配置した際、座金4の内径が、板ガラスG1、G2、G3のボルト挿通孔の孔径よりも小さいと、ボルト1、ナット2でガラスG1、G2、G3または接続板3とを、応力発生部材である座金4を介して締め付けたとき、板ガラスG1、G2、G3の孔端部5に座金4からの軸方向の力により孔端部5に応力が発生し、割れが発生しやすく板ガラスG1、G2、G3が破損する恐れがある。
1 to 4, when the bolt insertion holes of the plate glasses G1, G2, G3 and the joining
また、この本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法を用いて、板ガラスを接合する際は、座金4の大きさを選ぶことで、板ガラスG1、G2、G3への座金4の圧接面積が任意に設定でき、加えて、ボルト1、ナット2の締め付けによるボルト軸方向の力の加減により、板ガラスG1、G2、G3に生じる圧縮応力の強さを調整可能となる。
Moreover, when joining plate glass using the method for using the stress generating member for joining plate glass of the present invention, the pressure contact area of the
ボルト1、ナット2による締め付けトルクは、橋やビル等の鋼構造物の接合方法として用いられている高力ボルト摩擦接合で導入される強力な、ボルト1、ナット2の締め付けによるボルト軸方向の力、60kN〜300kNが得られる100N・m〜1000N・mに設定される。
The tightening torque of the
また、座金4の内径がボルト1の対角距離よりも小さいと、60kN以上のボルト軸方向の力で板ガラスG1、G2、G3、または接合部材3を締め付けることが容易となる。
Further, when the inner diameter of the
圧縮接合において、ボルト、ナットの強い締め付けによるボルト軸方向の力を得るためには、高力六角ボルト・ナット、言い換えると、機械的性質による等級がF8T以上の高力六角ボルト、または、強度区分が、8.8、10.9、12.9の六角ボルト・ナット、または、トルシア形高力ボルトを使用することが好ましく、中でも建築で使用される摩擦接合用高力ボルト・ナット、言い換えると、機械的性質による等級がF8T以上の高力六角ボルト・ナットが好適に使用される。 In compression joining, in order to obtain the force in the bolt axial direction by strong tightening of bolts and nuts, high-strength hexagon bolts and nuts, in other words, high-strength hexagon bolts with a mechanical property grade of F8T or higher, or strength classification However, it is preferable to use hexagon bolts and nuts of 8.8, 10.9, and 12.9, or torcia type high strength bolts, and in particular, high strength bolts and nuts for friction joining used in construction, in other words, A high-strength hexagon bolt and nut having a mechanical property grade of F8T or higher is preferably used.
ボルト1、ナット2の締め付けによる60kN以上のボルト軸方向の力に耐えるには、応力発生部材が高剛性であることが必要であり、弾性範囲内において応力に対する歪の値を決める定数であるヤング率が180GPa以上であることが好ましい。ヤング率は曲げ剛性、たわみ剛性と称される。また、60kN以上のボルト軸方向の力に耐えるには、応力発生部材が高硬度であることが必要であり、圧子を用い、試験片に基準荷重、9.8N、試験荷重、再び基準荷重、9.8Nを加えて圧子の侵入深さの差で求めた硬さであるロックウェル硬度でHRC35以上の硬度があることが必要である。即ち、応力発生部材である座金4には、F8T以上の高力六角ボルト・ナットの締め付けによる強力なボルト軸方向の力に耐え、変形することなきよう、座金の機械的性質による等級がF35以上の座金4が好適に用いられる。
In order to withstand a force in the bolt axial direction of 60 kN or more due to tightening of the
高力六角ボルト・ナット・座金の機械的性質による等級については、JIS B1186−1995「摩擦接合用高力六角ボルト六角ナット、平座金のセット」に準拠する。 The grade of high-strength hexagon bolts, nuts, and washers according to mechanical properties conforms to JIS B1186-1995 “Set of high-strength hexagon bolts, nuts and plain washers for friction joining”.
なお、ボルト1、ナット2を締め付ける際に締め付けやすく締め付け工具のトルクを伝えやすいので、ボルト1、ナット2と接合部材の間に座金6を噛ませると良い。
It should be noted that when tightening the
以上、図1、図3に示すような接合部を多数設けて、図2、図4に示すように、板ガラスG1、G2、G3を接合すると板ガラスG1、G2、G3に優れた接合強度が得られる。 As described above, by providing a large number of joints as shown in FIGS. 1 and 3 and joining the glass sheets G1, G2, and G3 as shown in FIGS. 2 and 4, excellent joint strength is obtained for the glass sheets G1, G2, and G3. It is done.
本発明による合わせガラスに用いる板ガラスG1、G2、G3には、フロート法で製造した板ガラス、強化ガラス、倍強度ガラス、熱線吸収ガラス、熱線反射ガラス、各種表面処理を施してある板ガラスなどの複数枚を適宜組み合わせて構成したものが挙げられる。 Sheet glass G1, G2, G3 used for the laminated glass according to the present invention includes a plurality of sheets such as a sheet glass manufactured by a float process, a tempered glass, a double strength glass, a heat ray absorbing glass, a heat ray reflecting glass, and a sheet glass subjected to various surface treatments. Can be appropriately combined.
圧縮接合により強力なボルト1、ナット2の締め付けにより優れた接合強度を得るために、好ましくは表面圧縮応力が80MPa以上で、厚さが9.0mm以上の強化ガラスを用いることが好ましい。尚、孔部周辺の中間膜に替えて、貫通孔を擁する高剛性のスペーサーを板ガラス間に挟みこみ、ボルト1、ナット2の締め付けによるボルト軸方向の力に耐えるようにした合わせガラスなどにも本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法は適用される。
In order to obtain a strong bonding strength by tightening the
図5は、本実施例における試験片の上面図である。 FIG. 5 is a top view of the test piece in this example.
図5に示すように、中心に24mmφの貫通孔7をあけた板厚、12mm、大きさ、300mm×300mm角の強化ガラスG1を1枚用意した。強化ガラスG1はフロート法で製造した板ガラスを軟化点付近まで加熱後、風冷し表面に圧縮応力を与えたものである。
As shown in FIG. 5, a sheet of tempered glass G1 having a thickness of 12 mm, a size of 300 mm × 300 mm, and a through-
図6は、本実施例における板ガラスの接合部の拡大側面図である。 FIG. 6 is an enlarged side view of a joined portion of plate glass in the present embodiment.
図6に示すように、強化ガラスG1と接合部材としての金属板3とを接合する際に、ボルト1、ナット2と金属板3との間に座金6を挟んだ。座金6は、呼び径、M20、厚み、4.5mm、外形、40mm、内径、21mm、機械的性質による等級はF35の平座金である。
As shown in FIG. 6, the
また、強化ガラスG1と金属板3との間に、応力発生部材として、強化ガラスGの貫通孔の孔端部5にボルト軸方向の力を作用させないために挟み込む座金4には、呼び径、M30、厚み5.5mm、外形、60mm、内径、31mm、機械的性質による等級はF35の平座金を用いた。座金4の内径と外径の差は、29mmであり、ヤング率、210GPa、ロックウェル硬度、HRC40である。
Further, as a stress generating member between the tempered glass G1 and the
これら呼び径、M20の座金6と、M30の座金4との間に、厚さ12mm、ボルト挿通用の24mmφの孔を有する、SS400製の金属板3を挟みこんだ。M30の座金4を強化ガラスG1に圧接する際は、強化ガラスG1の孔端部5には接触させないようにしている。
A
図6に示すように、強化ガラスG1の貫通孔と座金4とが同心となるように配置し、座金4の内周から強化ガラスG1の孔端部5までの距離を3.5mmとしたことで、ボルト軸方向の力を加えた際、クラック発生の開始点となりやすい孔端部5を避けて、ボルト1、ナット2で締め付けられる。なお、強化ガラスG1の貫通孔と座金4の孔とが同心となるように配置する際の位置決めがしやすいように、図示しないゴムまたは樹脂製の貫通孔を有するスペーサーを貫通孔7の空間部に入れた。
As shown in FIG. 6, it arrange | positioned so that the through-hole of tempered glass G1 and
次いで、上記の強化ガラスG1と金属板3の締め付けテストを行った。
Next, a tightening test of the tempered glass G1 and the
締め付け用のボルト1、ナット2は、摩擦接合用高力六角ボルト・ナット座金のセット、株式会社NSボルテン製のものを使用した。ボルト1は呼び径、M20、首下長さ、85mm、対角距離、37mm、機械的性質による等級はF10Tである。ナット2は呼び径、M20、対角距離、37mm、機械的性質による等級はF10である。
As
孔7に貫通させたボルト1にナット2をねじ込み、トルクレンチを用いて150N・mのトルクで一次締めした後、そこからナット2を120度回転させて、ナット回転法に従い締め付けたが、強化ガラスG1は破損しなかった。なお、このときボルト1に発生するボルト軸方向の力は250kNであった。
The
250kNのボルト軸方向の力で締め付けて、強化ガラスG1が破損しなかったのは、割れが生じやすい、強化ガラスG1の貫通孔の孔端部5にボルト1、ナット2の締め付けによるボルト軸方向の力を直接作用させないようにしたことに加え、強化ガラスG1の圧縮部位において、圧縮応力により板ガラスのクラック発生および伝播が抑制され、板ガラスの見掛の強度を増加したことによると思われる。
The reason why the tempered glass G1 was not damaged by tightening with a force of 250 kN in the bolt axis direction was that the cracks were likely to occur, and the bolt axis direction by tightening the
図5に示すように中心に20mmφの孔7をあけた板厚、12mm、大きさ、300mm×300mm角の強化ガラスG1を1枚用意した。強化ガラスG1は軟化点付近まで加熱後、風冷し表面に圧縮応力を与えたものである。
As shown in FIG. 5, a sheet of tempered glass G1 having a thickness of 12 mm, a size of 300 mm × 300 mm, and a
図6に示すように、板ガラスG1と金属板3を接合する際に、ボルト1、ナット2と金属板3との間に座金6を挟んだ。座金6は、M16の座金5、厚み4.5mm、外形、32mm、内径、17mm、機械的性質による等級はF35の平座金である。
As shown in FIG. 6, when the plate glass G <b> 1 and the
また、強化ガラスG1と金属板3との間に、応力発生部材として、強化ガラスGの孔端部5に圧縮応力を作用させないために挟み込む座金4には、呼び径、M24、厚み5.5mm、外形、48mm、内径、25mm、機械的性質による等級はF35の平座金を用いた。座金4の内径と外径の差は、23mmであり、ヤング率、210GPa、ロックウェル硬度、HRC40である。
Further, the
これら呼び径、M16の座金6と、M24の座金4との間に、厚さ12mm、ボルト挿通用の20mmφの孔を有する、SS400製の金属板3を挟みこんだ。M24の座金4を強化ガラスG1に圧接する際は、強化ガラスG1の孔端部5には接触させないようにしている。
A
図6に示すように、強化ガラスG1の貫通孔と座金4とが同心となるように配置し、座金4の内周から強化ガラスG1の孔端部5までの距離を2.5mmとしたことで、ボルト軸方向の力を加えた際、クラック発生の開始点となる懸念の大きい孔端部5を避けて、ボルト1、ナット2で締め付けられる。なお、強化ガラスG1の貫通孔と座金4の孔とが同心となるように配置する際の位置決めがしやすいように、図示しないゴムまたは樹脂製の貫通孔を有するスペーサーを貫通孔7の空間部に入れた。
As shown in FIG. 6, the through hole of the tempered glass G1 and the
次いで、上記の強化ガラスG1と金属板3の締め付けテストを行った。
Next, a tightening test of the tempered glass G1 and the
締め付け用のボルト1、ナット2は、摩擦接合用高力六角ボルト・ナット座金のセット、株式会社NSボルテン製のものを使用した、ボルト1は呼び径、M16、首下長さ、85mm、対角距離、31mm、機械的性質による等級はF10Tである。ナット2は呼び径、M16、対角距離、31mm、機械的性質による等級等はF10である。
The
孔7に貫通させたボルト1にナット2をねじ込み、トルクレンチを用いて100N・mのトルクで一次締めした後、そこからナット2を120度回転させてナット回転法に従い締め付けたが、強化ガラスGは破損しなかった。なお、このときボルト1に発生するボルト軸方向の力は150kNであった。
The
150kNのボルト軸方向の力で締め付けて、強化ガラスG1が破損しなかったのは、割れが生じやすい、強化ガラスG1の貫通孔の孔端部5にボルト1、ナット2の締め付けによるボルト軸方向の力を直接作用させないようにしたことに加え、強化ガラスG1の圧縮部位において、圧縮応力により板ガラスのクラック発生および伝播が抑制され、板ガラスの見掛の強度を増加したことによると思われる。
The reason why the tempered glass G1 was not damaged by tightening with a force in the direction of the bolt axis of 150 kN was that the
座金4に、呼び径、M20、厚み4.5mm、外形、40mm、内径、21m、機械的性質による等級はF35のものを用いた以外は、実施例2と同様の手順でガラスの締め付けテストを行った。座金4の内径と外径の差は、19mmであり、ヤング率、210GPa、ロックウェル硬度、HRC40である。
The glass tightening test was carried out in the same procedure as in Example 2 except that a
座金4の内周から強化ガラスG1の孔端部5までの距離を0.5mmとしたことで、ボルト軸方向の力を加えた際、クラック発生の開始点となりやすい孔端部5を避けて、ボルト1、ナット2で締め付けられるようにした。
By setting the distance from the inner periphery of the
実施例1、2と同様に、強化ガラスG1と金属板3の締め付けテストを行ったが、ガラスは破損しなかった。
As in Examples 1 and 2, a tightening test of the tempered glass G1 and the
150kNのボルト軸方向の力で締め付けて、強化ガラスG1が破損しなかったのは、割れが生じやすい、強化ガラスG1の貫通孔の孔端部5にボルト1、ナット2の締め付けによるボルト軸方向の力を直接作用させないようにしたことに加え、強化ガラスG1の圧縮部位において、圧縮応力により板ガラスのクラック発生および伝播が抑制され、板ガラスの見掛の強度を増加したことによると思われる。
(比較例1)
座金4に、呼び径、M16、厚み4.5mm、外形、32mm、内径、17mm、械的性質による等級はF35のものを用いた以外は、実施例2と同様の手順で強化ガラスGと金属板3の締め付けテストを行った。座金4の内径と外径の差は、15mmであり、ヤング率、210GPa、ロックウェル硬度、HRC40である。
The reason why the tempered glass G1 was not damaged by tightening with a force in the direction of the bolt axis of 150 kN was that the
(Comparative Example 1)
A tempered glass G and a metal were used in the same procedure as in Example 2 except that the
座金4の内周から強化ガラスG5の孔端部5までの距離が、−1.5mmとなったことで、クラックの開始点となる懸念の大きい孔端部5と座金4が接触し、孔端部5にボルト1、ナット2で締め付けたときに生じるボルト軸方向の力が、押圧力として直接作用することになり、強化ガラスGと金属板3の締め付けテストを行った結果、強化ガラスGが破損した。即ち、ガラスの割れが生じやすい、強化ガラスGのボルト1、ナット2の締め付けによる孔端部7にボルト軸方向の力が直接作用し強化ガラスGが破損した。
Since the distance from the inner periphery of the
図7は、本実施例における試験片の上面図である。 FIG. 7 is a top view of the test piece in this example.
図7に示すように、中心に24mmφの貫通孔7をあけた板厚、12mm、大きさ、300mm×300mm角の2枚の強化ガラスG2、G3を用意した。強化ガラスG2、G3はフロート法で製造した板ガラスを軟化点付近まで加熱後、風冷し表面に圧縮応力を与えたものである。
As shown in FIG. 7, two tempered glasses G2 and G3 having a plate thickness of 12 mm, a size, and a 300 mm × 300 mm square with a through
図8は、本発明の実施例における板ガラスの接合部の拡大側面図である。なお、ボルト1、ナット2以外は断面で示している。
FIG. 8 is an enlarged side view of a joined portion of plate glass in the embodiment of the present invention. The sections other than the
図8に示すように、ボルト1、ナット2と座金4の間に座金6を挟んだ。座金6は、呼び径、M20、厚み、4.5mm、外径、40mm、内径、21mm、機械的性質による等級はF35の平座金である。座金6を用いることにより、一対の締め付け部材であるボルト1、ナット2を締め付ける際に締め付けやすく、締め付け工具のトルクを伝えやすい。
As shown in FIG. 8, a
また、強化ガラスG2、G3を重ねて接合する際に、強化ガラスG2、G3の孔端部5に圧縮応力を加えないように、応力発生部材として、強化ガラスG2、G3と座金6の間に挟みこむ座金4、および強化ガラスG2、G3の間に挟み込む座金4には、呼び径、M30、厚み、5.5mm、外径、60mm、内径、31mm、機械的性質による等級はF35の平座金を用いた。座金4の内径と外径の差は、29mmであり、ヤング率、210GPa、ロックウェル硬度、HRC40である。
In addition, when the tempered glasses G2 and G3 are overlapped and joined, the stress generating member is provided between the tempered glasses G2 and G3 and the
各々のM30の座金4を強化ガラスG2、G3に圧接する際は、強化ガラスG2、G3の貫通孔と同心となるように配置して、強化ガラスG2、G3の貫通孔の孔端部5には、座金4を接触させないようにしている。
When the
図8に示すように、強化ガラスG2、G3の貫通孔7と座金4が同心状となるように配置し、座金3の内周から強化ガラスG2、G3の孔端部5までの距離を3.5mmとし、ボルト1、ナット2の締め付けによるボルト軸方向の力を加えた際、割れ発生の開始点となりやすい貫通孔7の孔端部5を避けて、ボルト1、ナット2で締め付けられるようにした。なお、強化ガラスG2、G3の貫通孔7と座金4の貫通孔とが同心状となるように配置する際に、位置決めがしやすいよう、図示しないゴムまたは樹脂製の貫通孔を有するスペーサーを貫通孔7の空間部に入れた。
As shown in FIG. 8, the through
次いで、上記の強化ガラスG2、G3の締め付けテストを行った。 Next, a tightening test of the tempered glasses G2 and G3 was performed.
締め付け用のボルト1、ナット2は、摩擦接合用高力六角ボルト・ナット座金のセット、株式会社NSボルテン製のものを使用した。ボルト1は呼び径、M20、首下長さ、80mm、対角距離、37mm、機械的性質による等級はF10Tである。ナット2は呼び径、M20、対角距離、37mm、機械的性質による等級はF10である。
As
重ね合わせた強化ガラスG2、G3、個々の座金4、6に貫通させたボルト1にナット2をねじ込み、トルクレンチを用いて150N・mのトルクで一次締めした後、そこからナット2を120度回転させて、ナット回転法に従い締め付けたが、強化ガラスG2、G3は破損しなかった。なお、このときボルト1に発生するボルト軸方向の力は250kNであった。
The
250kNのボルト軸方向の力で締め付けて、強化ガラスG2、G3が破損しなかったのは、割れが生じやすい、強化ガラスG2、G3の貫通孔の孔端部4にボルト軸方向の力を直接作用させないようにしたことに加え、強化ガラスG2、G3の圧縮部位において、圧縮応力により板ガラスのクラック発生および伝播が抑制され、板ガラスの見掛の強度を増加したことによると思われる。
Tightening with a force of 250 kN in the bolt axial direction, the tempered glass G2 and G3 were not damaged, the crack was easily generated, and the force in the bolt axial direction was directly applied to the
図7に示すように、中心に20mmφの貫通孔7をあけた板厚、12mm、大きさ、300mm×300mm角の2枚の強化ガラスG2、G3を用意した。強化ガラスG2、G3は軟化点付近まで加熱後、風冷し表面に圧縮応力を与えたものである。
As shown in FIG. 7, two tempered glasses G2 and G3 having a thickness of 12 mm, a size, and a 300 mm × 300 mm square with a through
図8に示すように、一対の締め付け部材であるボルト1、ナット2と座金3との間に座金6を挟んだ。座金6には、呼び径、M16、厚み、4.5mm、外径、32mm、内径、17mm、機械的性質による等級はF35の平座金を用いた。座金6を用いることにより、ボルト1、ナット2を締め付ける際に締め付けやすく、締め付け工具のトルクを伝えやすい。
As shown in FIG. 8, a
また、強化ガラスG2、G3を重ねて接合する際に、強化ガラスG2、G3の貫通孔7の孔端部5に圧縮応力を作用させないよう応力発生部材として、強化ガラスG2、G3と座金6の間、および強化ガラスG2、G3の間に挟み込む座金4には、呼び径、M24、厚み5.5mm、外径、48mm、内径、25mm、機械的性質による等級はF35の平座金を用いた。座金4の内径と外径の差は、23mmであり、ヤング率、210GPa、ロックウェル硬度、HRC40である。
Further, when the tempered glasses G2 and G3 are bonded together, the tempered glasses G2 and G3 and the
各々のM24の座金4を強化ガラスG2、G3に圧接する際は、強化ガラスG2、G3の貫通孔7の孔端部5には、座金4を接触させないようにしている。
When the
図8に示すように、強化ガラスG2、G3の貫通孔7と座金4とが同心状になるように配置し、座金4の内周から強化ガラスG2、G3の孔端部5までの距離を2.5mmとし、ボルト軸方向の力を加えた際、割れ発生の開始点となりやすい貫通孔7の孔端部5を避けて、ボルト1、ナット2で締め付けられるようにした。なお、強化ガラスG2、G3の貫通孔7と座金4とが同心状になるように配置する際の位置決めがしやすいよう、図示しないゴムまたは樹脂製の貫通孔を有するスペーサーを貫通孔7の空間部に入れた。
As shown in FIG. 8, the through
次いで、上記の強化ガラスG2、G3の締め付けテストを行った。 Next, a tightening test of the tempered glasses G2 and G3 was performed.
締め付け用のボルト1、ナット2は、摩擦接合用高力六角ボルト・ナット座金のセット、株式会社NSボルテン製のものを使用した、ボルト1は呼び径、M16、首下長さ、80mm、対角距離、31mm、機械的性質による等級はF10Tである。ナット2は呼び径、M16、対角距離、31mm、機械的性質による等級等はF10である。
The
重ね合わせた強化ガラスG2、G3に、個々の座金4、6に貫通させたボルト1にナット2をねじ込み、トルクレンチを用いて100N・mのトルクで一次締めした後、そこからナット2を120度回転させて、ナット回転法に従い締め付けたが、強化ガラスG2、G3は破損しなかった。なお、このときボルト1に発生するボルト軸方向の力は250kNであった。
The
250kNのボルト軸方向の力で締め付けて、強化ガラスG2、G3が破損しなかったのは、割れが生じやすい、強化ガラスG2、G3の貫通孔の孔端部5にボルト軸方向の力を直接作用させないようにしたことに加え、強化ガラスG2、G3の圧縮部位において、圧縮応力により板ガラスのクラック発生および伝播が抑制され、板ガラスの見掛の強度が増加したことによると思われる。
The reason why the tempered glass G2 and G3 were not damaged by tightening with a force of 250 kN in the bolt axial direction was that the force in the bolt axial direction was directly applied to the
座金4に、呼び径、M20、厚み4.5mm、外径、40mm、内径、21m、機械的性質による等級はF35の平座金を用いた以外は、実施例2と同様の手順でガラスの締め付けテストを行った。座金4の内径と外径の差は、19mmであり、ヤング率、210GPa、ロックウェル硬度、HRC40である。
The glass was tightened in the same manner as in Example 2 except that a flat washer of nominal diameter, M20, thickness 4.5 mm, outer diameter, 40 mm, inner diameter, 21 m, mechanical properties F35 was used for the
座金4の内周から強化ガラスGの貫通孔の孔端部5までの距離を0.5mmとしたことで、ボルト軸方向の力を加えた際、割れ発生の開始点となりやすい孔端部4を避けて、ボルト1、ナット2で締め付けられるようにした。
By setting the distance from the inner periphery of the
実施例1、2と同様に、強化ガラスG2、G3の締め付けテストを行ったが、ガラスは破損しなかった。 As in Examples 1 and 2, a tightening test of tempered glass G2 and G3 was performed, but the glass was not damaged.
150kNのボルト軸方向の力で締め付けて、強化ガラスG2、G3が破損しなかったのは、割れが生じやすい、強化ガラスG2、G3の貫通孔の孔端部5にボルト軸方向の力を直接作用させないようにしたことに加え、強化ガラスG2、G3の圧縮部位において、圧縮応力により板ガラスのクラック発生および伝播が抑制され、板ガラスの見掛の強度が増加したことによると思われる。
(比較例2)
座金4に、呼び径、M16、厚み4.5mm、外径、32mm、内径、17mm、械的性質による等級はF35の平座金を用いた以外は、実施例2と同様の手順で強化ガラスG2、G3の締め付けテストを行った。座金4の内径と外径の差は、15mmであり、ヤング率、210GPa、ロックウェル硬度、HRC40である。
The reason that the tempered glass G2 and G3 were not damaged by tightening with a force of 150 kN in the bolt axis direction was that the force in the bolt axis direction was applied directly to the
(Comparative Example 2)
The tempered glass G2 was made in the same procedure as in Example 2 except that a plain washer of nominal diameter, M16, thickness 4.5 mm, outer diameter, 32 mm, inner diameter, 17 mm, mechanical properties F35 was used for the
座金4の内周から強化ガラスG2、G3の貫通孔の孔端部5までの距離が、−1.5mmとなり、貫通孔7の孔端部5と座金4が重なり、割れ等が発生し易く破損の開始点となる懸念の大きい貫通孔7の孔端部5と座金4が接触し、貫通孔7の孔端部5にボルト1、ナット2で締め付け他時に生じるボルト軸方向の力が、押圧力として直接作用することになり、強化ガラスG2、G3の締め付けテストを行った結果、強化ガラスG2、G3が破損した。即ち、ガラスの割れが生じやすい、強化ガラスG2、G3の貫通孔7の孔端部5にボルト軸方向の力が直接作用し強化ガラスG2、G3が破損した。
(接合部の耐荷重試験)
次いで、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法による板ガラスと金属板の接合強度の評価試験を行った。
The distance from the inner periphery of the
(Joint load resistance test)
Subsequently, the evaluation test of the joining strength of the plate glass and the metal plate by the method of using the stress generating member for joining plate glass of the present invention was performed.
図9が、本発明の接合構造を有するガラス試験片の形状を示す説明図である。 FIG. 9 is an explanatory view showing the shape of a glass test piece having the joint structure of the present invention.
最初に接合強度の評価試験に用いたガラス試験片について説明する。 First, the glass test piece used for the joint strength evaluation test will be described.
試験に用いた強化ガラスG4の寸法は、板厚、19mm、幅500mm、長さ2300mmであり、片方の孔端部に強化ガラスG4の幅方向に300mmの間隔、長さ方向に200mmの間隔で、孔径、24mmのボルト挿入穴8が4箇所設けている。
The dimensions of the tempered glass G4 used in the test are a plate thickness, 19 mm, a width of 500 mm, and a length of 2300 mm. At one end of the hole, an interval of 300 mm in the width direction of the tempered glass G4 and an interval of 200 mm in the length direction. 4
図10の(A)は、接合部の耐荷重試験装置の側面図であり、(B)は上面図である。 (A) of FIG. 10 is a side view of a load resistance test apparatus for a joint, and (B) is a top view.
図10の(A)、(B)に示すように、固定部9にボルト10で締め付けて固定した金属板3としての厚さ、12mmの一対のL字型のステンレス鋼板に、ボルト1、ナット2および座金4、6を用いて、前記強化ガラスGの孔端部を本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法となるように固定した。
As shown in FIGS. 10A and 10B, a pair of L-shaped stainless steel plates having a thickness of 12 mm and a
ボルト1には、呼び径、M20、首下長さ120mmを、機械的性質による等級、F10Tのものを用い、ナット2には、呼び径、M20、機械的性質による等級、F10のものを用い、座金6には、呼び径、M20、厚み4.5mm、外形、40mm、内径、21mm、機械的性質による等級はF35を用いた。
また、強化ガラスG4と金属板3との間に、応力発生部材として、強化ガラスG4の孔端部5に圧縮応力を作用させないために挟み込む座金4には、呼び径、M30の座金6、厚み5.5mm、外形、60mm、内径、31mm、機械的性質による等級はF35のものを用いた。座金4の内径と外径の差は、29mmであり、ヤング率、210GPa、ロックウェル硬度、HRC40である。
In addition, the
ボルト1にナット2をねじ込み、トルクレンチを用いて150N・mのトルクで一次締めした後、そこからナット2を120度回転させて、ナット回転法に従い締め付けた。なお、このときボルト1に発生するボルト軸方向の力は250kNであった。
The
図10に示す耐荷重試験装置において、強化ガラスG4の固定した反対側の端部に、図6中の矢印の方向へ、0〜20kNの鉛直上向きに荷重を作用させた際の、接合部11のボルトの鉛直上向きの変位量、接合部11の真上の強化ガラスG4の鉛直上向きの変位量を計測し、強化ガラスG4の鉛直上向きの変位量からボルトの鉛直上向きの変位量を引いたものを強化ガラスGのすべり量として計測した。 In the load resistance test apparatus shown in FIG. 10, the joint 11 when a load is applied vertically upward of 0 to 20 kN in the direction of the arrow in FIG. 6 on the opposite end of the tempered glass G4 fixed. The amount of vertical upward displacement of the bolt and the amount of vertical upward displacement of the tempered glass G4 directly above the joint 11 are measured, and the amount of vertical upward displacement of the bolt is subtracted from the amount of vertical upward displacement of the tempered glass G4. Was measured as the amount of slip of tempered glass G.
図11は、強化ガラスのすべり量と鉛直上向きの荷重の相関を示すグラフである。 FIG. 11 is a graph showing the correlation between the slip amount of tempered glass and the vertically upward load.
図11のグラフに示すように、荷重が17kNまでは、ボルト1と強化ガラスG4の変位量はほぼ等しく、すべりが発生しなかった。この状態では、ボルト1が強化ガラスG4のボルト挿入孔、言い換えれば貫通孔の孔端部5に接触することがないので、強化ガラスG4が破損しない。
As shown in the graph of FIG. 11, until the load was 17 kN, the displacement amounts of the
それに対して、荷重が17kNより高くなると、強化ガラスG4の変位量が急激に増加し、強化ガラスG4が滑り始め、強化ガラスG4が4つの接合部の中心を支点として回転し始めた。これは、鉛直上向きの荷重を加えることにより本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法による圧縮接合の接合力よりも接合部に働く偶力が大きくなったためと考えられる。つまり、このリブガラスの接合強度は17kNである。言い換えれば、このリブガラスの固定端の反対側に17kNの荷重が加わっても、ガラスが破損することはない。また、強化ガラスG4が滑り始めてからも20kNまで荷重を付加したが強化ガラスG4が破損することはなかった。これは、強化ガラスG4が滑り始めてからも圧縮接合による動摩擦力が働き、強化ガラスG4の貫通孔に作用する力の一部を分担するためと考えられる。 On the other hand, when the load was higher than 17 kN, the amount of displacement of the tempered glass G4 increased rapidly, the tempered glass G4 began to slide, and the tempered glass G4 began to rotate around the centers of the four joints. This is considered to be due to the fact that the couple force acting on the joint became larger than the joint force of the compression joint by the method of using the sheet glass joining stress generating member of the present invention by applying a vertically upward load. That is, the bonding strength of this rib glass is 17 kN. In other words, even if a 17 kN load is applied to the opposite side of the fixed end of the rib glass, the glass is not damaged. Further, even after the tempered glass G4 began to slide, a load was applied up to 20 kN, but the tempered glass G4 was not damaged. This is considered to be due to the fact that the dynamic frictional force due to compression bonding works even after the tempered glass G4 starts to slide, and shares a part of the force acting on the through hole of the tempered glass G4.
この試験結果を、板ガラスと接合部材を接着する従来のガラスパネルの固定方法と比較すると、例えば、特許文献1の実施例では、強化ガラス板の長さが1719mm、固定端の幅が325mm、先孔端部(荷重負荷側)の幅が244mm、厚みが19mmで、100mmのピッチで3本の雄ねじ部材を挿通した場合、約9.8kN(1000kgf)でガラスが破壊したと記載されている。接合部から荷重を与える部位までの距離であるモーメント長を加味して、本接合部の耐荷重試験と比較すると、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法による圧縮接合の接合強度は、モーメント長が長く、耐荷重試験として過酷であるにも拘らず、板ガラスの接合強度が1.7倍高い。
When this test result is compared with the fixing method of the conventional glass panel which adhere | attaches plate glass and a joining member, in the Example of
なお、接着部が破壊されると一気に接合部が破壊される板ガラスと接合部材を接着する従来のガラスパネルの固定方法と比較して、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法による圧縮接合は、ボルト1、ナット2の強力な締め付けボルト軸方向の力による接合部のずれが生じても、圧縮接合による動摩擦力が働き、強化ガラスG4の貫通孔に作用する力の一部を分担するためガラスが破損することはなく、強化ガラスG4が滑り始めてからも20kNまで荷重を付加したが強化ガラスG4が破損することはなかった。強化ガラスG4の貫通孔と座金4が同心となるように配置する際の位置決めに、図示しないゴムまたは樹脂製の同心状のスペーサーを貫通孔の空間部に入れておくと、ずれが生じた際、直接、強化ガラスG4の孔端部5とボルト1の軸部が触れ合うことなく緩衝し破壊が更に抑制されるのでスペーサーを入れることが好ましい。
In addition, compared with the fixing method of the conventional glass panel which adhere | attaches the plate glass and the joining member which will destroy a joining part at once when an adhesion part is destroyed, it is the compression joining by the usage method of the stress generation member for sheet glass joining of this invention. Is a part of the force acting on the through hole of the tempered glass G4 due to the dynamic frictional force due to the compression joining even if the joint 1 is displaced due to the force of the
本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法においては、強化板ガラスG4と座金4とL型金属板3とが、ボルト1とナット2とのボルト軸方向の力により座金4を介して一体化して、鉛直荷重が作用しても強化ガラスGのすべり変位が生じにくくなり、従来の板ガラスと接合部材を接着する接合方法に比較して、より接合部の接合強度および耐久性が向上していることがわかった。
In the method of using the stress generating member for joining glass sheets of the present invention, the reinforced glass sheet G4, the
また、板ガラスと接合部材を接着する従来のガラスパネルの固定方法では板ガラスが滑り始める前に板ガラスが破損していることから、接合数を増やすことでこれ以上接合強度を増やすことができないが、本件の接合方法では、接合数を増やすことで容易に接合強度を高めることも可能である。 In addition, in the conventional glass panel fixing method that bonds the plate glass and the bonding member, the plate glass is damaged before the plate glass starts to slide, so it is not possible to increase the bonding strength any more by increasing the number of bonds. In this joining method, the joining strength can be easily increased by increasing the number of joining.
このことより、例えば、ガラススクリーンを建設する際、ガラススクリーンをなす面ガラスの支持に用いる方立てガラスとしてのリブガラスを長くし、その上で孔端部を接合し支持する際、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法の方が、接合強度が高く、有利であることがわかった。 From this, for example, when constructing a glass screen, the rib glass as a standing glass used for supporting the surface glass forming the glass screen is lengthened, and when the hole end is joined and supported thereon, the plate glass of the present invention is used. It has been found that the method of using the joining stress generating member is more advantageous because the joining strength is higher.
このように、本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法は接着剤を用いないで優れた支持強度を得ることができ、接着剤を使わないことにより、ガラススクリーンを建設後、不用となった際の解体も容易である。 As described above, the method of using the stress generating member for joining glass sheets according to the present invention can obtain an excellent support strength without using an adhesive, and is unnecessary after the construction of the glass screen by using no adhesive. Disassembly is easy.
本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法は、ガラス壁、ガラス屋根、大板ガラスを使用した開口部構成よりなるガラススクリーンなどの大型建築物に使用される。 The method of using the stress generating member for joining glass sheets of the present invention is used for large buildings such as glass screens composed of glass walls, glass roofs, and openings using large glass sheets.
例えば、目立つ金属方立ての代りに、目立たないガラス方立て(リブガラス)を用いて、正面ガラス(フェイスプレート)に加わる風荷重を支持する工法であるガラス・スタビライザー工法によるリブガラススクリーンに使用される。 For example, it is used for a rib glass screen by a glass stabilizer method, which is a method of supporting a wind load applied to a front glass (face plate) by using an inconspicuous glass stand (rib glass) instead of a conspicuous metal stand.
本発明の板ガラス接合用応力発生部材の使用方法および接合方法を用い、ガラス板を接合することで、長いガラス方立て、言い換えれば、長いリブガラスが提供される。 By using the method and method for using the stress generating member for joining glass sheets of the present invention and joining the glass plates, a long glass frame, in other words, a long rib glass is provided.
また、リブガラスに取り付けた接合板をガラススクリーンと接続することも可能であり、ボルトでガラススクリーンと接続できることからリブガラススクリーンの設計の自由度が広がる。 Moreover, it is also possible to connect the joining plate attached to the rib glass to the glass screen, and since the bolt can be connected to the glass screen, the degree of freedom in designing the rib glass screen is expanded.
G1、G2、G3、G4 板ガラス(強化ガラス)
1 ボルト
2 ナット
3 金属板(接合部材)
4 座金(応力発生部材)
5 孔端部
6 座金
7 貫通孔
8 貫通穴
9 固定部
10 ボルト
11 接合部
G1, G2, G3, G4 Sheet glass (tempered glass)
1
4 Washers (stress generating members)
5
Claims (12)
ヤング率、180GPa以上、230GPa以下、ロックウェル硬度、HRC35以上、HRC45以下の応力発生部材を板ガラスと接合部材との間に挟みこみ、板ガラスに圧接させ、
前記応力発生部材が、貫通孔を擁し、該貫通孔の直径が、板ガラスに形成した貫通孔の直径よりも大きい座金であり、
板ガラスの貫通孔に対して同心状になるように配置し、貫通孔に一対の締付け部材またはボルトを挿通する、
ことを特徴とする建築分野で使用する板ガラス接合用応力発生部材の使用方法。 A sheet glass and a joining member are stacked, a pair of fastening members are inserted into through holes formed in the sheet glass and the joining member, and the plate glass and the joining member are joined by a force of 60 kN or more and 300 kN or less generated by fastening the sheet glass and the joining member. At the junction,
Young's modulus, 180 GPa or more, 230 GPa or less, Rockwell hardness, H R C35 or more, H R C45 or less stress generating member is sandwiched between the plate glass and the bonding member, and pressed against the plate glass ,
The stress generating member has a through hole, and the diameter of the through hole is a washer larger than the diameter of the through hole formed in the plate glass,
It is arranged so as to be concentric with the through hole of the plate glass, and a pair of tightening members or bolts are inserted into the through hole.
The usage method of the stress generation member for sheet glass joining used in the construction field characterized by the above-mentioned.
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