JPH05172129A - 集成材のボルト接合における接着剤注入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本発明は、大断面構造用集成材を高力ボルト
接合締結する場合における集成材のボルト孔とボルトと
の間の隙間に接着剤を注入する注入方法に係り、従来で
はボルトに形成される比較的小径の孔から接着剤を注入
していたが、注入作業効率が悪いため、円滑、かつ簡単
な注入方法と、空胴等の生じない確実な接着剤充填が可
能である注入方法を目的とする。 【構成】 本発明の係る接着剤注入方法は、ボルト頭お
よび又はナットの締付面又は該締付面に接する座金と集
成材との間の空隙にキャップで外側を被包された接着剤
を介在させ、ボルトに螺合するナットの回転により接着
剤を隙間内に注入，充填するもの。また、接着剤はエポ
キシ樹脂，酢酸ビニール樹脂，ユリア樹脂等及びそれ等
に常温で適合する溶剤を含むものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大断面構造用集成材を
締結するボルトとそのボルト孔間の隙間を埋める接着剤
の注入方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

（１）第１の従来技術 従来技術を広く見ると、集成材の接合方法の先行技術と
しては実開平１−１５４２０１号公報に開示されたよう
なものがある。しかし、この技術は、接合すべき双方の
集成材を突き合わせると共に、双方の補強板に接合具を
密着させて配置し、該接合具と両補強板とをボルト接合
するようにしただけのものである。 （２）第２の従来技術 大断面構造用集成材は多数枚の板部材を積重したものか
ら形成される。前記集成材の場合、その応力緩和のた
め、例え高力ボルトを使用しても鋼構造のような摩擦接
合を施すことが出来ない。そのため、集成材のボルト孔
と締結用のボルト外周との間には数［ｍｍ］の隙間が生
ずる。集成材の接合部の変形を防止し応力分布を均一に
するためには、前記隙間に接着剤，例えばエポキシ樹脂
等を注入，充填して隙間を埋めてガタを防止することが
必要である。従来では、前記隙間を埋める方法として締
結用のボルトにその機能をもたせるものが採用されてい
た。図５に示すエポキシ注入ボルト１９はその一例を示
すものである。エポキシ注入ボルト１９はシマリスとい
う商品名で販売されるもので公知のボルトである。図示
のようにボルトの頭部に貫通孔２０とそれに連通するク
ロス孔２１と、ボルトのネジ部端から軸線方向に沿って
穿設された比較的長い穴２２とそれに連通するクロス孔
２３等が形成される。例えば、ボルト径が１６［ｍｍ］
乃至２４［ｍｍ］の場合、貫通孔２０，穴２２、クロス
孔２１，２３は５［ｍｍ］位であり、穴２２の長さは６
５［ｍｍ］と長い。以上の構造のエポキシ注入ボルト１
９を図略の集成材のボルト孔内に挿入し、ねじ部にナッ
トを螺着し、前記集成材を比較的軽く締結した後、貫通
孔２０からエポキシ樹脂を注入して前記集成材のボルト
孔とエポキシ注入ボルト１９との間の隙間内にエポキシ
樹脂を充填する。前記隙間内のエアは穴２２から放出さ
れエア抜きが行われる。勿論、逆に穴２２からエポキシ
樹脂を注入し、貫通孔２０からエア抜きをしてもよい。

【０００３】

【本発明の目的：解決すべき課題】しかしながら、前記
第１の従来技術は、ボルト孔とボルトの外面との間の隙
間がそのままになっているので、一体化された接合状態
ではなく、接合部にガタを生じ、応力分布も不均一にな
り、従って接合部の強度も不充分という問題点がある。
前記の第２の従来技術のエポキシ注入ボルト１９を用い
ることにより集成材のボルト孔とボルト外周との間の隙
間にエポキシ樹脂を充填させることが出来る。しかしな
がら、貫通孔２０，穴２２，クロス孔２１，２３はいず
れも小径であり、粘着性のあるエポキシ樹脂を円滑に注
入することは難しい。また、貫通孔２０及び穴２２とク
ロス孔２１及び２３が交叉するため、その交叉部位でエ
ポキシ樹脂の流れが悪くなり、空胴等が生ずる問題点が
ある。また、貫通孔２０等内にエポキシ樹脂がつまった
場合に、それを取り除くことは難しい。更に、小径の貫
通孔２０等や細長な穴２２を加工することは難しく、加
工具の折損等の事故も生じ易い。以上により、前記隙間
内にエポキシ樹脂を十分に充填し得ない場合が生じ易
く、ガタ止めが不十分となる問題点がある。

【０００４】本発明は、以上の問題点を解決するもの
で、接着剤の注入，充填が円滑にかつ確実に出来、注入
作業効率が向上すると共に、集成材とボルトとがガタな
く連結され、ボルトから集成材側に伝えられる集中力を
均等化し得る集成材のボルト接合における接着剤注入方
法を提供することを目的とする。

【０００５】

【本発明の構成：課題解決の手段】本発明は、以上の目
的を達成するために、集成材のボルト孔とボルト外周と
の間の隙間に接着剤を注入，充填してガタ止めをする接
着剤注入方法において、締め付け前のボルト頭及び又は
ナットの締付面又は該締付面に接する座金と前記集成材
側との間の空隙に、その外面をキャップで被包された接
着剤を介在させ、前記ナットの回転により前記接着剤を
前記隙間内に注入，充填するようにした集成材のボルト
結合における接着剤注入方法を特徴とするものである。
また、この方法に使用される接着剤としては、例えばエ
ポキシ樹脂系接着剤，酢酸ビニール樹脂エマルジョン，
ユリア樹脂系接着剤，メラミン樹脂系接着剤，フェノー
ル樹脂系接着剤，レゾルシノール樹脂系接着剤，合成ゴ
ム系接着剤，ニカワ，カゼイン等が採用され、注入後に
硬化するものが望ましい。尚、これらの接着剤を常温で
用いて加工する場合の溶剤は例えば次の通りで、通常使
用されるものである。エポキシ樹脂系は不要（無）であ
るが、酢酸ビニール樹脂以下について上記の順序に記載
すると、水，水，水，水又はアルコール，水又はアルコ
ール，トルエン，水，水を用いればよい 更に、本発明方法では、望ましくは接着剤注入時に、注
入方向と反対の側のボルト頭部及び又はワッシャの一部
に設けられた貫通孔により、エア抜き操作を行なって益
々密に接着剤を隙間に充填する。

【０００６】

【作用】集成材の上下に例えば座金を配置し、ボルト孔
に締結用のボルトを挿入する。該ボルトの挿入前又は挿
入後にボルト及び又はナットの締付面又は該締付面に接
する座金と前記集成材の上下の座金との間に、例えばそ
の外面をキャップで被包され内面を薄膜のシート部材で
覆われた接着剤を介在させる。接着剤の量は前記ボルト
孔と前記ボルトの外周間の隙間の体積に等しいか又はや
や多くする。ナットを回転することにより、ボルト頭及
び又はナットの締付面又はそれに接する座金により接着
剤は押されて薄膜のシート部材が破れ、接着剤が前記隙
間内に流れ込む。更に、ナットを回転してボルトを締結
することによりキャップ内にあった接着剤は隙間内にす
べて流れ込み、更にエア抜きもされることにより隙間内
に充填される。用済みの前記キャップを取り除くことに
より接着剤の注入，充填作業が終了する。以上のよう
に、本発明は単にナットを締結方向に回転するだけの簡
単な動作により、隙間内に接着剤を確実に充填すること
が出来る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。 （１）実施例１ 図１は本実施例における接着剤充填前の状態を示すもの
であり、図２は充填後の状態を示すものである。なお、
接着剤としてはエポキシ樹脂１を使用する。集成材２は
３枚の板部材３，４，５を積重したものからなり、ボル
ト孔６が穿孔される。ボルト孔６は締結用のボルト７の
外径よりも大きく、それ等の間には隙間８が形成され
る。なお、本実施例では集成材２の上下には座金９，１
０が配置され、ボルト７にはナット１１が螺合する。ま
た、ナット１１側の座金１０にはエア抜き孔１２が貫通
形成される。エポキシ樹脂１は、本実施例ではボルト６
と集成材２の上側の座金９間に介在される。すなわち、
エポキシ樹脂１はその外面をキャップ１３で被包され、
内面側を薄膜のシート部材１４で覆われ、ボルト頭１５
の締付面１６とボルト７の外周とキャップ１３の内周と
座金９の上面で囲まれた空隙内に充填される。なお、キ
ャップ１３はボルト頭１５も被包する。次に、図２に示
すように、図１の状態からナット１１を回転する。それ
により、ボルト頭１５の締付面１６が前記空隙内のエポ
キシ樹脂１を圧縮する。その圧縮力によりシート部材１
４が破れ、キャップ１３内のエポキシ樹脂１が前記隙間
８内に注入される。更に、ナット１１を締め込むことに
より、エポキシ樹脂１は隙間８を充填し、座金１０のエ
ア抜き孔１２から空気を放出する。ボルト頭１５の締付
面１６が座金９に接触した状態でナット１１の回転を停
止する。以上により、図２のように隙間８内にエポキシ
樹脂１が充填され、集成材２の締結が終了する。注入作
業終了後、キャップ１３をボルト頭１５から取り外す
（２点鎖線で示す）。 （２）実施例２ 図３及び図４は本発明の別の実施例を示す。本実施例は
ナッ卜１１側にエポキシ樹脂１ａを介在させるものであ
る。図中、図１及び図２と同一符号のものは同一物又は
同一機能のものを示し、その説明を省略する。エポキシ
樹脂１ａはナット１１の締付面１８に接する座金１７と
集成材２の板部材５に接する座金１０とボルト７の外周
及び座金１３ａの内周で囲まれ空隙内に介在される。ま
た、エポキシ樹脂１ａの内面は薄膜のシート部材１４ａ
で覆われる。以上により、エポキシ樹脂１ａは外面をキ
ャップ１３ａで被包され内面をシート部材１４ａにより
覆われて座金１７と集成材２側の座金１０間に介在す
る。また、集成材２の板部材３と接する座金９ａにはエ
ア抜き穴１２ａが貫通形成される。図４に示すように、
ナット１１を回転するとナッ卜１１の締付面１８に接す
る座金１７がエポキシ樹脂１ａを圧縮する。その圧縮力
によりシート部材１４ａが破れ、エポキシ樹脂１ａは隙
間８内に注入される。更に、ナット１１を回転し、座金
１７が座金１０に接触するまで回転することによりエポ
キシ樹脂１ａはすべて隙間８内に注入され、隙間８が充
填される。隙間８内の空気はエア抜き孔１２ａから放出
される。注入作業終了後、キャップ１３ａを座金１７，
１０から外す（２点鎖線で示す）。本実施例の場合も、
単にナット１１を回転するだけの簡単な注入作業によ
り、エポキシ樹脂１ａの充填が完了する。

【０００８】以上の実施例において、集成材２の上下に
座金９，９ａ，１０等を配置したが、これ等は必ずしも
配置しなくてもよい。また、薄膜のシート部材１４，１
４ａは注入前のエポキシ樹脂１，１ａが流出することを
防止するもので、場合により使用しなくてもよい。ま
た、エア抜き孔１２，１２ａの形成位置や、形成，数な
ども以上の実施例のものに限定されない。更に、隙間８
内に注入する接着剤としてエポキシ樹脂を採用したが、
接着性及び流動性があり、時間経過と共に硬化する性質
を有するその他の接着剤を採用してもよい。

【０００９】

【発明の効果】本発明の接着剤注入方法によれば、次の
ような効果が上げられる。 （１）ボルト頭及び又はナットの締付面又は該締付面に
接する座金と集成材間の空隙にキャップ等により被包さ
れた接着剤を介在し、ナットの回転によりキャップ内の
接着剤を集成材のボルト孔とボルトの外径の隙間内に注
入する注入方法を採用するため、注入作業が極めて簡単
で、かつ確実な注入が行われる。それにより、注入作業
効率が向上する。 （２）隙間内に接着剤が十分に充填されるため、ボルト
孔のガタがなくなる。 （３）ボルトを比較的弱い締付力で緊締しても隙間内に
充填された接着剤によりガタがなくなるため、ボルトか
ら集成材への力の伝達を等分布化することが出来る。 （４）空隙内の接着剤をナットの回転により隙間内に押
し出して注入するもので、望ましくはエア抜きもするこ
とにより理想的な充填が行なわれるので従来技術のよう
に、その途中で接着剤がつまったり、空胴が発生したり
しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における接着剤注入前の
状態を示す軸断面図である。

【図２】図１の第１の実施例における接着剤の充填状態
を示す軸断面図である。

【図３】本発明の第２の実施例における接着剤注入前の
状態を示す軸断面図である。

【図４】図３の第２の実施例における接着剤の充填状態
を示す軸断面図である。

【図５】従来のエポキシ注入ボルトを示す軸断面図であ
る。

【符号の説明】

１ エポキシ樹脂 ２ 集成材 ３ 板部材 ４ 板部材 ５ 板部材 ６ ボルト孔 ７ ボルト ８ 隙間 ９ 座金 ９ａ 座金 １０ 座金 １１ ナッ卜 １２ エア抜き孔 １２ａ エア抜き孔 １３ キャップ １３ａ キャップ １４ シート部材 １４ａ シート部材 １５ ボルト頭 １６ 締付面 １７ 座金 １８ 締付面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集成材のボルト孔とボルト外周との間の
   隙間に接着剤を注入，充填してガタ止めをする接着剤注
   入方法において、締め付け前のボルト頭及び又はナット
   の締付面又は該締付面に接する座金と前記集成材側との
   間の空隙に、その外面をキャップで被包された接着剤を
   介在させ、前記ナットの回転により前記接着剤を前記隙
   間内に注入，充填することを特徴とする集成材のボルト
   接合における接着剤注入方法。
2. 【請求項２】 前記接着剤がその外面をキャップで被包
   されると共にその内面又は底面側を薄膜のシート部材で
   覆われて密封保持されたものからなり、前記シート部材
   はナット回転による接着剤の圧縮力により破断するもの
   である請求項１に記載の集成材のボルト接合における接
   着剤注入方法。
3. 【請求項３】 前記接着剤を注入する工程が、前記ボル
   ト頭部及び又はワッシャの一部分に設けられた貫通孔に
   よりエア抜きをする操作を含むものである請求項１又は
   ２に記載の集成材のボルト接合における接着剤注入方
   法。