特開 2022-180882 締結部材用キャップの接着方法及びその接着構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022180882

(43)【公開日】2022-12-07

(54)【発明の名称】締結部材用キャップの接着方法及びその接着構造

(51)【国際特許分類】

   F16B 37/14 20060101AFI20221130BHJP

【ＦＩ】

F16B37/14 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021087621

(22)【出願日】2021-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】504145308

【氏名又は名称】国立大学法人 琉球大学

(71)【出願人】

【識別番号】395013212

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩインフラ建設

(71)【出願人】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(71)【出願人】

【識別番号】390012689

【氏名又は名称】株式会社エポゾール

(74)【代理人】

【識別番号】110001863

【氏名又は名称】特許業務法人アテンダ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】下里 哲弘

(72)【発明者】

【氏名】田井 政行

(72)【発明者】

【氏名】赤松 輝雄

(72)【発明者】

【氏名】石川 直

(72)【発明者】

【氏名】岩本 達志

(72)【発明者】

【氏名】赤嶺 健一

(72)【発明者】

【氏名】井合 雄一

(72)【発明者】

【氏名】福岡 麻里

(72)【発明者】

【氏名】矢ヶ部 菜月

(72)【発明者】

【氏名】吉田 利樹

(57)【要約】

【課題】キャップの接着に透明の接着剤を用いた場合でも、接着部分の変色を防止または大幅に抑制することのできる締結部材用キャップの接着方法及びその接着構造を提供する。
【解決手段】つば部１２の接着面１２ａを透明なコーティング材３０で被覆した後、接着剤２０をコーティング材３０の上に塗布し、コーティング材３０の上に塗布された接着剤２０によってつば部１２を締結対象物の表面に接着するようにしたので、例えば接着剤２０がキャップ１０の樹脂に直接接触することによる接着部分の変色を防止することができ、接着部分の透明性を維持することができる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボルトを含む締結部材のうち締結対象物の表面から突出する部分に透明樹脂製のキャップを被着するとともに、キャップに形成されたつば部と締結対象物の表面とを透明な接着剤によって接着するようにした締結部材用キャップの接着方法であって、
前記キャップのうち少なくともつば部の接着面を透明なコーティング材で被覆した後、
前記接着剤をコーティング材の上に塗布し、
コーティング材の上に塗布された接着剤によってつば部を締結対象物の表面に接着する
ことを特徴とする締結部材用キャップの接着方法。

【請求項2】

ボルトを含む締結部材のうち締結対象物の表面から突出する部分に透明樹脂製のキャップを被着するとともに、キャップに形成されたつば部と締結対象物の表面とを透明な接着剤によって接着するようにした締結部材用キャップの接着方法であって、
前記キャップのうち少なくともつば部の接着面に前記接着剤を薄膜状に塗布して硬化させることにより第１の接着剤層を形成した後、
前記接着剤を第１の接着剤層の上に塗布することにより第２の接着剤層を形成し、
第２の接着剤層の接着剤によってつば部を締結対象物の表面に接着する
ことを特徴とする締結部材用キャップの接着方法。

【請求項3】

前記キャップのつば部のみを締結対象物の表面に接着する
ことを特徴とする請求項１または２記載の締結部材用キャップの接着方法。

【請求項4】

ボルトを含む締結部材のうち締結対象物の表面から突出する部分に透明樹脂製のキャップを被着するとともに、キャップに形成されたつば部と締結対象物の表面とを透明な接着剤によって接着するようにした締結部材用キャップの接着構造であって、
前記キャップのうち少なくともつば部の接着面を被覆する透明なコーティング材を備え、
コーティング材の上に塗布された前記接着剤によってつば部が締結対象物の表面に接着されている
ことを特徴とする締結部材用キャップの接着構造。

【請求項5】

ボルトを含む締結部材のうち締結対象物の表面から突出する部分に透明樹脂製のキャップを被着するとともに、キャップに形成されたつば部と締結対象物の表面とを透明な接着剤によって接着するようにした締結部材用キャップの接着構造であって、
前記キャップのうち少なくともつば部の接着面に前記接着剤を薄膜状に塗布して硬化させることにより形成された第１の接着剤層と、
第１の接着剤層の上に前記接着剤を塗布することによって形成された第２の接着剤層とを備え、
第２の接着剤層の接着剤によってつば部が締結対象物の表面に接着されている
ことを特徴とする締結部材用キャップの接着構造。

【請求項6】

前記キャップのつば部のみが締結対象物の表面に接着されている
ことを特徴とする請求項４または５記載の締結部材用キャップの接着構造。

【請求項7】

前記締結対象物の表面から突出する部分は、前記締結部材としてのボルトの先端側、ナット及びワッシャからなる
ことを特徴とする請求項４、５または６記載の締結部材用キャップの接着構造。

【請求項8】

前記締結対象物の表面から突出する部分は、前記締結部材としてのボルトの頭部側及びワッシャからなる
ことを特徴とする請求項４、５または６記載の締結部材用キャップの接着構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば橋梁等の構造物の鋼製部分において、部材締結部分に用いられるボルトやナット等の締結部材の腐食を防止するための締結部材用キャップの接着方法及びその接着構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、橋梁等の構造物の鋼製部分においては、ボルトやナット等の締結部材によって鋼材を締結する部分が多く存在するが、ボルトやナットは風雨による錆等の腐食を生じやすいため、防錆塗装を施すなどの対策がとられている。しかしながら、ボルトやナットは形状が複雑であるため、塗料の塗布ムラを生じやすく、塗装のみでは長期間に亘って防食効果を維持することが困難であった。

【0003】

そこで、ボルトやナット等の締結部材のうち鋼材の表面から突出する部分に透明樹脂製のキャップを被着し、キャップを鋼材に接着することにより、ボルト及びナットの突出部分への雨水の浸入を防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６４８７５８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前述のように透明のキャップでボルト及びナットを覆うようにしたものでは、キャップの内部のボルトやナット等を外部から視認することができるため、ボルトやナット等の状態をキャップを外すことなく外部から目視点検することができる。また、キャップの接着には有色の接着剤が用いられるが、ボルト及びナットへの視認性を確保するため、キャップのつば部のみを接着剤で接着するようにしている。

【0006】

しかしながら、つば部のみを接着するようにしても、接着剤がナットやワッシャの周縁まで達し、接着剤で覆われた部分を目視することができなくなる場合があった。また、鋼材側の色が接着剤の色と異なる場合は、接着剤がリング状の異色部分として目立ち、構造物の鋼製部分の外観が損なわれる場合もあった。

【0007】

そこで、キャップの接着に透明の接着剤を用いれば、接着剤によって視認性が損なわれることがなくなる。しかしながら、キャップに用いられる透明の樹脂や接着剤には、樹脂と接着剤との接触により化学変化を生ずる物質が含まれている場合がある。例えば、キャップの樹脂に含まれる紫外線吸収剤は、接着剤に含まれる他の物質に反応して接着部分を黄変させる場合があり、このような接着部分の変色（例えば、透明から黄色みがかった透明に変色）を生ずると、前述のように有色の接着剤を用いた場合よりは改善されるものの、やはり視認性や外観が損なわれるという不具合を生ずる可能性がある。また、キャップの接着部分の変色による外観上の経時変化は、構造物の製造者や使用者にキャップの劣化を印象づけるおそれもあった。

【0008】

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、キャップの接着に透明の接着剤を用いた場合でも、接着部分の変色を防止または大幅に抑制することのできる締結部材用キャップの接着方法及びその接着構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の締結部材用キャップの接着方法は、前記目的を達成するために、ボルトを含む締結部材のうち締結対象物の表面から突出する部分に透明樹脂製のキャップを被着するとともに、キャップに形成されたつば部と締結対象物の表面とを透明な接着剤によって接着するようにした締結部材用キャップの接着方法であって、前記キャップのうち少なくともつば部の接着面を透明なコーティング材で被覆した後、前記接着剤をコーティング材の上に塗布し、コーティング材の上に塗布された接着剤によってつば部を締結対象物の表面に接着するようにしている。

【0010】

また、本発明の締結部材用キャップの接着構造は、前記目的を達成するために、ボルトを含む締結部材のうち締結対象物の表面から突出する部分に透明樹脂製のキャップを被着するとともに、キャップに形成されたつば部と締結対象物の表面とを透明な接着剤によって接着するようにした締結部材用キャップの接着構造であって、前記キャップのうち少なくともつば部の接着面を被覆する透明なコーティング材を備え、コーティング材の上に塗布された前記接着剤によってつば部が締結対象物の表面に接着されている。

【0011】

これにより、接着剤とキャップとの間にコーティング材が介在することから、接着剤がキャップに直接接触することがなく、例えばキャップの樹脂と接着剤との化学変化による接着部分の変色を生じさせることがない。

【0012】

また、本発明の締結部材用キャップの接着方法は、前記目的を達成するために、ボルトを含む締結部材のうち締結対象物の表面から突出する部分に透明樹脂製のキャップを被着するとともに、キャップに形成されたつば部と締結対象物の表面とを透明な接着剤によって接着するようにした締結部材用キャップの接着方法であって、前記キャップのうち少なくともつば部の接着面に前記接着剤を薄膜状に塗布して硬化させることにより第１の接着剤層を形成した後、前記接着剤を第１の接着剤層の上に塗布することにより第２の接着剤層を形成し、第２の接着剤層の接着剤によってつば部を締結対象物の表面に接着するようにしている。

【0013】

また、本発明の締結部材用キャップの接着構造は、前記目的を達成するために、ボルトを含む締結部材のうち締結対象物の表面から突出する部分に透明樹脂製のキャップを被着するとともに、キャップに形成されたつば部と締結対象物の表面とを透明な接着剤によって接着するようにした締結部材用キャップの接着構造であって、前記キャップのうち少なくともつば部の接着面に前記接着剤を薄膜状に塗布して硬化させることにより形成された第１の接着剤層と、第１の接着剤層の上に前記接着剤を塗布することによって形成された第２の接着剤層とを備え、第２の接着剤層の接着剤によってつば部が締結対象物の表面に接着されている。

【0014】

これにより、第２の接着剤層の接着剤とキャップとの間に第１の接着剤層の接着剤が介在することから、第２の接着剤層の接着剤がキャップに直接接触することがなく、例えばキャップの樹脂と接着剤との化学変化による変色を生ずる場合があっても、樹脂と直接接触することのない第２の接着剤層の接着剤には変色が生じないことから、接着部分の全体としての変色が大幅に抑制される。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、キャップの樹脂と接着剤との化学変化による変色を生ずる場合があっても、接着部分の変色を防止または大幅に抑制することができるので、接着部分の透明性を維持することができ、外部からの目視による点検をキャップの内部全体に亘って確実に行うことができる。また、有色の接着剤を用いた場合のように接着部分がリング状の異色部分として目立つことがないので、締結対象物の外観が損なわれることがないという利点もある。更に、キャップの接着部分の変色による外観上の経時変化が視認されることがないので、締結対象物の製造者や使用者にキャップの劣化を印象づけるおそれがないという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態を示すキャップ及び締結部材の斜視図

【図2】キャップを締結部材に被着した状態を示す斜視図

【図3】キャップの側面断面図

【図4】締結部材へのキャップの被着工程を示す側面断面図

【図5】締結部材へのキャップの被着状態を示す側面断面図

【図6】締結部材へのキャップの被着工程を示す平面図

【図7】締結部材へのキャップの被着工程を示す要部側面断面図

【図8】締結部材へのキャップの被着工程を示す要部側面断面図

【図9】締結部材へのキャップの被着工程を示す要部側面断面図

【図10】締結部材へのキャップの被着状態を示す要部側面断面図

【図11】本発明の他の実施形態における締結部材へのキャップの被着工程を示す要部側面断面図

【図12】締結部材へのキャップの被着工程を示す要部側面断面図

【図13】締結部材へのキャップの被着工程を示す要部側面断面図

【図14】締結部材へのキャップの被着状態を示す平面図

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１乃至図１０は本発明の一実施形態を示すもので、例えば橋梁等の構造物の鋼製部分において、部材締結部分に用いられるボルトやナットの腐食を防止するための締結部材用キャップの接着方法及びその接着構造を示すものである。

【0018】

同図に示す締結対象物としての鋼材１は、締結部材としてのボルト２、ナット３及びワッシャ４によって締結され、ナット３と鋼材１との間にワッシャ４が介装されている。鋼材１の表面にはボルト２の先端部、ナット３及びワッシャ４が突出しており、この突出部分をキャップ１０によって覆うことにより雨水等から保護するようにしている。その際、キャップ１０は接着剤２０によって鋼材１に接着される。

【0019】

キャップ１０は透明な合成樹脂からなり、例えば、ポリ塩化ビニル、フタル酸ビス(２－エチルヘキシル)、 ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を主成分とする混合物、ＰＶＣコンパウンド、プラスチゾル、老化防止剤（紫外線吸収剤）等を配合してなる周知の液状プラスチック成形材料が用いられる。キャップ１０は、ボルト２、ナット３及びワッシャ４に被着されるキャップ本体１１と、接着剤２０によって鋼材１に接着されるつば部１２とからなる。キャップ本体１１は、ナット３から軸方向に突出するボルト２の先端部の外形に沿うように形成された第１の本体部１１ａと、ナット３の外形に沿うように形成された第２の本体部１１ｂと、ナット３から径方向に突出するワッシャ４の周縁部の外形に沿うように形成された第３の本体部１１ｃとからなる。つば部１２はキャップ本体１１の第３の本体部１１ｃから径方向外側に延出するように形成され、径方向外側に向かって徐々に厚さが小さくなるように形成されている。

【0020】

接着剤２０には、例えば一成分形変成シリコーン系の高耐候シーリング材等、周知の透明接着剤が用いられる。

【0021】

前記キャップ１０は、ボルト２、ナット３及びワッシャ４に被着され、接着剤２０によって鋼材１の表面に接着される。その際、接着剤２０をキャップ１０に直接塗布すると、接着剤２０とキャップ１０の樹脂との化学変化により接着部分が変色（例えば、透明から黄色みがかった透明に変色）する場合がある。これは、例えばキャップ１０の樹脂に含まれる紫外線吸収剤が接着剤２０に含まれる他の物質に反応して接着部分を黄変させることがあるためと考えられる。

【0022】

そこで、本実施形態では、以下のようにキャップ１０を接着することにより、接着部分の変色を防止するようにしている。

【0023】

まず、図８に示すようにつば部１２の裏面（接着面１２ａ）に透明な液状のコーティング材３０を塗布する。その際、つば部１２の接着面１２ａから第３の本体部１１ｃの内側面に亘ってコーティング材３０を塗布しておくことが好ましい。尚、コーティング材３０としては、塗布後に硬化して透明性を維持するものであれば、周知の各種コーティング材を用いることができる。

【0024】

次に、キャップ１０に塗布したコーティング材３０が硬化した後、図９に示すようにコーティング材３０の上に接着剤２０を塗布する。

【0025】

続いて、図１０に示すように、ボルト２、ナット３及びワッシャ４からなる突出部分にキャップ１０を被着するとともに、接着剤２０によってつば部１２を鋼材１の表面に接着する。その際、キャップ１０を被着する際の押圧により、つば部１２の外側及び第３の本体部１１ｃの内側面側に接着剤２０が若干はみ出すように接着される状態が密閉性を高める上で好ましい。

【0026】

この後、接着剤２０が硬化することによりキャップ１０が鋼材１の表面に接着されるが、接着剤２０とキャップ１０との間にはコーティング材３０が介在しているため、接着剤２０がキャップ１０に直接接触することがなく、例えばキャップ１０の樹脂と接着剤２０との化学変化による接着部分の変色を生じさせることがない。

【0027】

このように、本実施形態によれば、つば部１２の接着面１２ａを透明なコーティング材３０で被覆した後、接着剤２０をコーティング材３０の上に塗布し、コーティング材３０の上に塗布された接着剤２０によってつば部１２を締結対象物の表面に接着するようにしたので、接着剤２０がキャップ１０の樹脂に直接接触することによる接着部分の変色を防止することができ、接着部分の透明性を維持することができる。

【0028】

これにより、接着剤２０がワッシャ４の周縁まで達していても外部からの視認性が損なわれることがなく、目視による点検をキャップ１０の内部全体に亘って確実に行うことができる。また、接着部分の透明性を維持することができるので、有色の接着剤を用いた場合のように接着部分がリング状の異色部分として目立つことがなく、鋼材１を含む構造物の外観が損なわれることがないという利点もある。更に、キャップ１０の接着部分の変色による外観上の経時変化が視認されることがないので、鋼材１を含む構造物の製造者や使用者にキャップ１０の劣化を印象づけるおそれがないという利点もある。

【0029】

また、キャップ１０のつば部１２のみを接着剤２０によって鋼材１の表面に接着するようにしたので、接着剤２０及びコーティング材３０の使用量及びこれらの塗布作業を最小限にすることができ、ボルト２及びナット３による締結箇所が多数存在する構造物の鋼製部分においても、キャップ１０の接着を効率よく行うことができる。

【0030】

図１１乃至図１４は本発明の他の実施形態を示すもので、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。

【0031】

前記実施形態では、つば部１２の接着面１２ａにコーティング材３０を塗布するようにしたものを示したが、本実施形態では、以下のように接着剤２０のみを用いてキャップ１０を接着するようにしている。

【0032】

まず、図１１に示すようにつば部１２の接着面１２ａに接着剤２０を薄膜状に塗布することにより第１の接着剤層２１を形成する。その際、つば部１２の接着面１２ａから第３の本体部１１ｃの内側面に亘って第１の接着剤層２１を塗布しておくことが好ましい。第１の接着剤層２１はキャップ１０の樹脂に直接接触しているので、
次に、キャップ１０に塗布した第１の接着剤層２１が硬化した後、図１２に示すように、つば部１２の裏面に第１の接着剤層２１の上から同じ接着剤２０を塗布することにより第２の接着剤層２２を形成する。

【0033】

続いて、図１３に示すように、ボルト２、ナット３及びワッシャ４からなる突出部分にキャップ１０を被着するとともに、第２の接着剤層２２の接着剤２０によってつば部１２を鋼材１の表面に接着する。その際、キャップ１０を被着する際の押圧により、つば部１２の外側及び第３の本体部１１ｃの内側面側に接着剤２０が若干はみ出すように接着される状態が密閉性を高める上で好ましい。

【0034】

この後、第２の接着剤層２２の接着剤２０が硬化することによりキャップ１０が鋼材１の表面に接着されるが、第２の接着剤層２２の接着剤２０とキャップ１０との間には第１の接着剤層２１の接着剤２０が介在しているため、第２の接着剤層２２の接着剤２０がキャップ１０に直接接触することがなく、例えばキャップ１０の樹脂と接着剤２０との化学変化による接着部分の変色を生じさせることがない。

【0035】

このように、本実施形態によれば、つば部１２の接着面１２ａに接着剤２０を薄膜状に塗布することにより第１の接着剤層２１を形成した後、接着剤２０を第１の接着剤層２１の上に塗布することにより第２の接着剤層２２を形成し、第２の接着剤層の接着剤２２によってキャップ１０を鋼材１の表面に接着するようにしたので、例えばキャップ１０の樹脂と接着剤２０との化学変化による変色を生ずる場合があっても、キャップ１０の樹脂と直接接触することのない第２の接着剤層２２の接着剤には変色を生じさせないようにすることができる。即ち、接着部分に変色が生じた場合でも、接着剤２０は薄膜状の第１の接着剤層２１のみが変色することから、図１４に示すようにやや透明性は低下するものの、接着部分全体の変色は大幅に抑制することができる。

【0036】

これにより、前記実施形態と同様、接着剤２０がワッシャ４の周縁まで達していても、接着剤２０によって外部からの視認性が損なわれることがなく、目視による点検をキャップ１０の内部全体に亘って確実に行うことができる。また、接着部分全体の変色を大幅に抑制することができるので、前記実施形態と同様、有色の接着剤を用いた場合のように接着部分がリング状の異色部分として目立つことがないことから、鋼材1を含む構造物の外観が損なわれることがなく、経時変化によるキャップ１０の劣化を印象づけるおそれもないという利点がある。

【0037】

更に、本実施形態では、第１及び第２の接着剤層２１，２２からなる接着剤２０のみにより、接着剤２０の変色を大幅に抑制することができるので、前記実施形態のコーティング材３０のような他の材料を別途必要とせず、低コスト化に有利であるという利点もある。

【0038】

この場合、キャップ１０のつば部１２のみを接着剤２０によって鋼材１の表面に接着するようにしたので、接着剤２０の使用量及びその塗布作業を最小限にすることができ、ボルト２及びナット３による締結箇所が多数ある構造物の鋼製部分においてもキャップ１０の接着を効率よく行うことができる。

【0039】

尚、前記各実施形態では、鋼材１の表面から突出する部分がボルト２の先端側、ナット３及びワッシャ４からなるものを示したが、鋼材１の表面から突出する部分がボルトの頭部側及びワッシャからなるものにも本発明を適用することができる。

【0040】

また、前記実施形態は本発明の実施例であり、本発明は前記各実施形態に記載されたものに限定されない。特に、前記各実施形態におけるキャップ１０及び接着剤２０の材料は一例であり、他の材料を用いることも可能である。

【0041】

更に、前記各実施形態では、接着部分を変色させる原因として、キャップ１０の樹脂に含まれる紫外線吸収剤が接着剤２０に含まれる物質に反応して接着部分を黄変させる場合があることを例示したが、変色の原因は紫外線吸収剤によるものとは限らず、キャップ１０の樹脂または接着剤２０の材料や成分が前記各実施形態と異なる場合も含め、他の物質の化学変化による変色を生ずることもあると考えられる。

【0042】

また、前記各実施形態では、キャップ１０のつば部１２のみにコーティング材３０または第１の接着剤層２１の接着剤２０を塗布するようにしたものを示したが、これらをキャップ１０の内面全体に塗布するようにしてもよい。キャップ１０のつば部１２以外は接着剤２０に直接接触することはないが、キャップ１０の内面全体をコーティング材３０または第１の接着剤層２１で被覆しておくことにより、例えばつば部１２に塗布した接着剤２０に含まれる物質が揮発してキャップ１０の内面に変色を生じさせることを防止することができる。

【0043】

更に、つば部１２を含むキャップ１０の内部に接着剤２０を充填し、つば部１２と鋼材１との接着のみならず、ボルト２、ナット３及びワッシャ４からなる突出部分全体とキャップ１０とを接着するようにすれば、キャップ１０の接着強度をより高めることができる。この場合、接着剤２０は透明であるため、キャップ１０の内部に充填しても視認性及び外観が損なわれることはない。

【符号の説明】

【0044】

１…鋼材、２…ボルト、３…ナット、４…ワッシャ、１０…キャップ、１１…キャップ本体、１２…つば部、１２ａ…接着面、２０…接着剤、２１…第１の接着剤層、２２…第２の接着剤層、３０…コーティング材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】