強化ガラス板の接合方法
【課題】 穴をあけた強化ガラス板と穴をあけた添接板、または添接板を介して強化ガラス板同士を単純な接合部材を介して高力ボルトで締め付けることによる摩擦接合により強化ガラス板を接合することで、例えば、リブガラススクリーンのリブガラスを作製した際、リブガラスとして採用するに充分な強さの強化ガラスの接合方法を提供する。
【解決手段】 強化ガラス板の接合において、その接合部が強化ガラス板を両側から添接板で摩擦部材を介して挟んでなり、強化ガラス板と添接板とに高力ボルト挿入用の穴をあけ貫通させたボルトおよびナットにて締め付けることにより生じる摩擦力で添接板を介して強化ガラス板同士を接合する、または強化ガラスと添接板を接合する摩擦接合であることを特徴とする強化ガラス板の接合方法。
【解決手段】 強化ガラス板の接合において、その接合部が強化ガラス板を両側から添接板で摩擦部材を介して挟んでなり、強化ガラス板と添接板とに高力ボルト挿入用の穴をあけ貫通させたボルトおよびナットにて締め付けることにより生じる摩擦力で添接板を介して強化ガラス板同士を接合する、または強化ガラスと添接板を接合する摩擦接合であることを特徴とする強化ガラス板の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化ガラス板の接合方法に関し、特に、ビル用窓等をリブガラススクリーンとした際、ガラススクリーンを構造的に支持するリブガラスの接合方法に用いる。
【背景技術】
【０００２】
複数のガラス板を組み合わせ、大型のガラススクリーンを施工すると、建物の外部空間を視覚的に内部へ連続させる効果があり、開放的な雰囲気を演出する。
【０００３】
ガラススクリーンの施工方法にガラス・スタビライザー工法等が挙げられ、通常、高さ、４ｍ〜１０ｍの大板ガラスを用い、大型のガラススクリーンが施工されている。
【０００４】
ガラス・スタビライザー工法は、目障りな金属方立の代りにガラス方立て（以下、リブガラスと呼称する）を用いて、正面ガラス（以下、面板ガラスと呼称する）に加わる風荷重を支持する工法で、通常、面板ガラスとリブガラスとの接合部に、シリコーン系シーリング材を充填しリブガラススクリーンとして一体化させており、広々とした透視性のある開口部が得られ、連続したガラススクリーンを構成する。このようなリブガラススクリーンの構造が特許文献１、特許文献２、特許文献３等で開示されている。リブガラススクリーンを施工する際、リブガラスに強化ガラスを使うと、製造後、加熱風冷等の強化処理を何ら行っていないガラス板、言い換えれば、生板ガラスによるリブガラスより、リブガラスの板厚をより薄くし、しかも奥行き寸法の少ないものを使用してもガラススクリーンの強度を保てるが、高さ４〜１０ｍのリブガラススクリーンに対応する長尺状の強化ガラス板からなるリブガラスを製造することは甚だ難しい。そこで、強化ガラス板を子割りにして縦に繋ぎ合わせて接合させ、それを長尺状にしてリブガラスとして用いれば、生板ガラスをリブガラスに用いるより、板厚を薄くし、しかも奥行き寸法が小さくなる。
【０００５】
リブガラスを縦に繋ぐための方法として、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が挙げられる。
【０００６】
摩擦接合は添接板を介してボルトおよびナットにて締め付けることにより、添接板と母材の間に圧縮力を導入し、その間の摩擦抵抗力により力を伝達する機能を有する。この摩擦接合の研究はアメリカが先行し、日本においては１９５３年頃からボルトの研究から着手され、ＪＩＳ規格が１９６４年に制定された。特に、頭が６角形の高力ボルトによる摩擦接合、言い換えれば、高力ボルト摩擦接合については、日本道路協会より「摩擦接合設計指針」が１９６６年に制定され、１９７３年に道路橋示方書（Ｓ４８）に初めて登場し、以後追加改正等を経て現在に至っている。このような高力ボルト摩擦接合の先行技術として特許文献４、特許文献５、特許文献６等が開示されている。詳しくは、特許文献４にて高力ボルトによる摩擦接合部構造が開示され、特許文献５にて高力ボルト摩擦接合構造が開示され、特許文献６にて建物骨組の摩擦ボルト接合構造が開示されている。
【０００７】
しかしながら、高力ボルト摩擦接合をガラス板の接合に使用すると、例えば、リブガラススクリーンのリブガラスの接合等に使用すると、接合時にガラスが割れる心配があり高力ボルト摩擦接合は応用された例はなく、例えば、リブガラスの接合においては、特許文献７、特許文献８、特許文献９等に記載のように金属とガラスが直接接触しないよう金属の接合部材とガラスの間には接着シートまたは接着材が介在しており、また、締め付けるボルトやナットも特殊な形状をしていた。
【特許文献１】特開平１０−６１０７０号公報
【特許文献２】特開２００３−３２８４７６号公報
【特許文献３】特開２００３−３２８４７７号公報
【特許文献４】特開平６−３３０５６６号公報
【特許文献５】特開平６−２７２３２３号公報
【特許文献６】特開平５−２２２７７７号公報
【特許文献７】特開２０００−８７９２４号公報
【特許文献８】特開２００３−３２７４５３号公報
【特許文献９】特開２００４−３４０１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
穴を開けたガラス板を、穴をあけた金属板等を接合治具とし、ボルトおよびナットできつく締め付けるとガラスが破損する。例え、ガラス板が割れなくても接続したガラス板同士を引っ張るとガラス板と金属板等の接合治具が滑り、接合し得ないという意識があり、ボルトおよびナットによる接着材を用いない摩擦接合はガラス板に対して検討されることもなく、ガラススクリーン等の大板ガラスにおける建造物では実用化されるに至っていない。
【０００９】
本発明は、穴をあけた強化ガラス板同士を単純な接合部材を介してボルトで締め付けることによる摩擦接合により強化ガラス板を接合することで、例えば、リブガラススクリーンのリブガラスを作製した際、リブガラスとして採用するに充分な強さの強化ガラスの接合方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の強化ガラス板の接合方法において、穴をあけた添接板を接合部材とし穴をあけた強化ガラス板同士をボルトおよびナットで締め付け接合する際に、添接板と強化ガラス板と単純な接合部材である座金を入れ、該座金を介してボルトおよびナットで締め付けることにより強化ガラス板を接合するボルト摩擦接合を使用することで、締め付けた際のボルトの軸方向における締め付け力である軸力を各ボルト単位で調整することが可能となった。即ち、単純な接合部材である座金を使用しない場合と異なり、ボルト摩擦接合を利用することによって、添接板と強化ガラス板の間に座金を挟むことで、各ボルトの締め付け力である軸力を調整可能となり、締め付けが偏り、強化ガラス板が破損する虞が少なくなった。また、強化ガラス板と座金の狭い接触面で軸力が伝わることにより、接合した強化ガラス板同士が滑ってずれる虞が少なくなり、接着材を用いる必要はない
更に、接合する強化ガラスの板厚、強化ガラス板および接合部材である添接板の穴の数、座金の材料等を選定することによって、例えばリブガラススクリーンのリブガラスを作製した際、リブガラスとして採用するに充分な強さの強化ガラス板の接合方法が得られた。
【００１１】
即ち、本発明は、強化ガラス板の接合方法において、その接合部が強化ガラス板を両側から添接板で摩擦部材を介して挟んでなり、強化ガラス板と添接板とにボルト挿入用の穴をあけ貫通させたボルトおよびナットにて締め付けることにより強化ガラス板と摩擦部材とに生じる摩擦力で添接板を介して強化ガラス板同士を接合する摩擦接合であることを特徴とする強化ガラス板の接合方法である。
【００１２】
強化ガラス板と添接板とを接合することで、強化ガラス同士のみならず他の部材、例えば金属部材等とも接合することが可能となる。リブガラススクリーンにおいては、例えば、天井、梁、方立て等と接合する。
【００１３】
更に、本発明は、接合部が強化ガラス板を両側から添接板で摩擦部材を介して挟んでなり、強化ガラス板と添接板とにボルト挿入用の穴をあけ貫通させたボルトおよびナットにて締め付けることにより強化ガラス板と摩擦部材とに生じる摩擦力で強化ガラス板と添接板を接合することを特徴とする強化ガラス板の接合方法である。
【００１４】
更に、本発明は、ボルトおよびナットが、ＪＩＳ Ｂ１１８６−１９７９に準拠した高力６角ボルトおよび高力６角ナットであることを特徴とする上記の強化ガラス板の接合方法である。
【００１５】
更に、本発明は、前記強化ガラス板が板厚、９．０ｍｍ以上、１９．０ｍｍ以下の単板強化ガラスであり、前記ボルトで締め付けた際の軸力が６０ｋＮ以上、３００ｋＮ以下であること特徴とする上記の強化ガラス板の接合方法である。
【００１６】
本発明において、強化ガラス板とは強化ガラス単板のみならず、強化ガラス単板からなる合わせガラス構造のものも指す。
【００１７】
更に、本発明は、前記強化ガラス板が強化ガラスを用いた合わせガラス構造であることを特徴とする上記の強化ガラス板の接合方法である。
【００１８】
更に、本発明は、接合する強化ガラス板に少なくとも２以上のボルト挿入用の穴加工をし、前記添接板に４ヶ所以上の穴加工してある添接板を用いたことを特徴とする上記の強化ガラス板の接合方法。
【００１９】
更に、本発明は、前記添接板と強化ガラス板に介在させる摩擦部材が、ボルトに挿通させた接触座金であることを特徴とする上記の強化ガラス板の接合方法である。
【００２０】
上記、強化ガラスの接合方法により接合された強化ガラスはリブガラススクリーンにおける長尺上のリブガラスとなる。
【００２１】
更に、本発明は、上記の強化ガラスの接合方法により接合された強化ガラスからなるリブガラスを用いたことを特徴とするリブガラススクリーンである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、穴をあけた強化ガラス同士を単純な接合部材を介して、ボルトで締め付けることにより強化ガラス同士、または強化ガラスと他の部材とを接合する強化ガラス板の接合方法であり、本発明の強化ガラス板の接合方法を用いて、強化ガラスを繋ぎ合わせることで、接着材を用いることなくリブガラススクリーンのリブガラスとして用いるに十分な強さのリブガラスが作製された。
【００２３】
穴をあけた添接板を接合部材とし穴をあけた強化ガラス板同士をボルトで締め付け接合する際に、添接板と強化ガラス板と単純な接合部材である座金を入れ、座金を介してボルトで締め付けるボルト摩擦接合を使用することで、締め付けた際のボルトの軸方向における締め付け力である軸力が各ボルト単位で調整されることになり、強化ガラスが軸力の偏りで破損する虞が少なくなり、座金と強化ガラス板の小さな接触面積で軸力が伝わることによる接触部位の摩擦で強化ガラス板と添接板がずれて滑る虞が少なった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１が、本発明の強化ガラス板の接合方法によるリブガラスの一例の説明図である。
【００２５】
図１の（Ａ）が、リブガラスを正面から見た図、（Ｂ）が側面から見た図である。
【００２６】
図１の（Ｂ）に示すように、接合部は強化ガラス板Ｇを両側から添接板１で摩擦部材２を介して挟んでなり、強化ガラス板Ｇと添接板１とにボルト３挿入用の穴をあけ、ボルト３を貫通させて摩擦部材２を介して、ナット４にて締め付けることにより生じる強化ガラス板Ｇと摩擦部材２とに生じる摩擦力で強化ガラス板Ｇ同士を接合する摩擦接合のみにより接合される。摩擦部材２を添接板１と強化ガラス板Ｇの間に挟んだ摩擦接合を使用することによって、個々のボルト３の締め付け力、言い換えれば、軸力が調整が容易となり、摩擦部材２と強化ガラス板Ｇが接触する面での摩擦力により、安易にガラス板が滑りずれることがない。それに比較して、摩擦部材２を使用しないと、添接板１の撓み等で、個々のボルト３で軸力が変化し、添接板１と強化ガラス板Ｇの接触面積が広いために、強化ガラス板Ｇが滑ってずれ易くなる。
【００２７】
本発明の強化ガラス板の接合方法において使用する単板のガラス板のみからなる強化ガラス板の前記強化ガラス板Ｇの厚みは、９．０ｍｍ以上、１９．０ｍｍ以下の範囲が好適である。９．０ｍｍより薄いと、リブガラスとして使用するに十分な強度がなく破損し易い。１９．０ｍｍより厚い強化ガラス板Ｇは用途が限られ、量販されておらず実用的でない。
【００２８】
１９．０ｍｍより厚い強化ガラス板に、本発明の強化ガラス板の接合方法を使用する場合には、厚み、１９．０ｍｍ以下の単板強化ガラスをポリビニルブチラール樹脂等の中間膜を用いて合わせガラス構造とした強化ガラス板を用いる。
【００２９】
本発明において、強化ガラス板とは強化ガラス単板のみならず、強化ガラス単板からなる合わせガラス構造のものも指す。
【００３０】
また、ボルト３を締め付ける際の好適な軸力、言い換えれば、ボルト３による軸方向の締め付け力、言い換えれば、軸力は６０ｋＮ以上、２５０ｋＮ以下である。軸力が６０ｋＮより弱いと、接合部の強化ガラス板Ｇが滑ってずれる虞がある。２５０ｋＮを超えると、圧縮応力のため強化ガラス板Ｇといえ破損することがある。また、本発明の強化ガラス板の接合方法に好適に用いられるボルト呼び径、Ｍ１６、Ｍ２２の市販高力ボルト３のボルトメーカー各社の推奨軸力は６０ｋＮ以上、３００ｋＮの範囲内にある。
【００３１】
高力ボルト３とは、Ｈｉｇｈ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｂｏｌｔｓの訳で通常、頭が六角形の高力６角ボルト３のことを指すが、市販されている高力ボルト３には、頭が６角形の高力６角ボルト３の他に、一定の締め付けトルクでピンテールが破損する高力ＮＫボルトがある。本発明の強化ガラスの接合方法においては、ボルト３の締め付け力、即ち、軸力の調整がし易く、本発明の強化ガラスの接合方法を用いたリブガラススクリーンを解体する際、交換する際等に外すことが容易な高力６角ボルトを使用することが好ましい。高力６角ボルトには、耐力（単位、Ｎ／ｍｍ２）、引っ張り強さ（単位、Ｎ／ｍｍ２）、伸び（単位、％）、絞り（単位、％）等のボルトの機械的性質によりＦ８Ｔ、Ｆ１０Ｔ、Ｆ１２Ｔ、Ｆ１３Ｔ等の種類に分けられ、材料には低炭素ボロン鋼、ステンレス鋼等が用いられる。本発明の強化ガラス板の接合方法には、ＪＩＳ Ｂ１１８６−１９７９（摩擦接合用高力六角ボルト・六角ナット・平座金のセット）に準拠する機械的性質に優れた高力６角ボルト３を用いることが好ましい。例えば、軟鋼製のボルトおよびナットを用いると、締め付けトルクを維持できず緩みが生じる、また締め付けによる応力集中の可能性がある。高力６角ボルト３は、例えば、光精工株式会社、中山三星建材株式会社等より市販されている。
【００３２】
接合した強化ガラス板Ｇを滑ってずれることなきよう安定させるためには、接合する強化ガラス板Ｇの双方に２箇所以上のボルト３挿入用の穴をあけ、添接板１に４箇所以上のボルト３挿入用の穴をあけ、該複数の穴にボルト３を貫通させて、図１の（Ｂ）に示すように、強化ガラス板Ｇを摩擦部材２としての例えば座金等を介して添接板１で挟み、それらにボルト３とナット４にて締め付けることによって接合する。穴の数が多くなる程、個々のボルト３の締め付けトルクを弱くしたとしても、強化ガラス板Ｇが安定し良好な接合状態となるが、穴加工が大変となる。
【００３３】
本発明の強化ガラス板の接合方法を、実際に、リブガラスに使用する際は、ボルト呼び径、Ｍ１６の高力６角ボルト３、ボルト呼び径、Ｍ２０、またはボルト呼び径、Ｍ２２の高力６角ボルト３を使用することが好ましい。ＪＩＳ Ｂ １１８６−１９７９（摩擦接合用高力六角ボルト・六角ナット・平座金のセット）において、このサイズ付近では、高力６角ボルト３の径＋２ｍｍが推奨されるので、強化ガラス板Ｇにあける穴の径は、ボルト呼び径、Ｍ１６の高力６角ボルト３を用いた場合、２０ｍｍ、ボルト呼び径、Ｍ２０の高力６角ボルト３を用いた場合、２４ｍｍ、ボルト呼び径、Ｍ２２の高力６角ボルト３を用いた場合、２６ｍｍとなる。例えば、ボルト呼び径、Ｍ１６の高力６角ボルト３の場合、ＪＩＳ Ｂ １１８６−１９７９にて推奨される軸力は１１０ｋＮ〜１３３kＮの範囲である。径、１１．８ｍｍ未満の高力６角ボルトは締め付けトルクの推奨値が低く、リブガラスの接合に対して強固な接合を得ることができない。径、２４．５ｍｍより大きい高力６角ボルトは見栄えが悪くなるとともに締め付けトルクの推奨値が大き過ぎる。よって、本発明の強化ガラス板の接合方法に使用するに好適なボルト３の径は、１１．８ｍｍ以上、２４．５ｍｍ以下である。
【００３４】
本発明の強化ガラス板の接合方法には、ボルト呼び径Ｍ１２、ボルト呼び径Ｍ２４の高力６角ボルト３も使用されるが、ボルト呼び径Ｍ１６、またはボルト呼び径Ｍ２０の高力６角ボルト３が特に好適に使用される。尚、ＪＩＳ Ｂ １１８６−１９７９（摩擦接合用高力六角ボルト・六角ナット・平座金のセット）において、ボルト呼び径、Ｍ１２とは、径１２．０ｍｍを基準として＋０．７ｍｍ、−０．２ｍｍ、即ち、径１１．８ｍｍ〜１２．７ｍｍの範囲、Ｍ１６とは径１６．０ｍｍを基準として＋０．７ｍｍ、−０．２ｍｍ、即ち、径１５．８ｍｍ〜１６．７ｍｍの範囲、Ｍ２０とは径２０．０ｍｍを基準として＋０．８ｍｍ、−０．４ｍｍ、即ち、径１９．６〜２０．８ｍｍの範囲、Ｍ２２とは、径２２．０ｍｍを基準として＋０．８ｍｍ、−０．４ｍｍ、即ち、径２１．６ｍｍ〜２２．８ｍｍの範囲、Ｍ２４とは、径２４．０ｍｍを基準として＋０．８ｍｍ、−０．４ｍｍ、即ち、径２３．６〜２４．８ｍｍと明記されている。
【００３５】
また、強化ガラス板Ｇと添接板１の間に介在させる摩擦部材２としては、機械構造用炭素鋼、ステンレス鋼製等の硬く機械的強度に優れた材料からなる座金を使用することが好ましい。高力６角ボルト用に市販されている、座金を用いると経時変化により高力ボルト３の締め付けにおける軸力が減少する等の不具合がなく、これら座金を摩擦部材２として用いることが好ましい。尚、ＪＩＳ Ｇ ４０５１（１９７９）に準拠した機械構造用炭素鋼は、高力ボルト用ナット４および座金の材料として用いられ、本発明の強化ガラス板の接合方法における摩擦部材２である座金に好適な材料である。また、ＪＩＳ Ｂ １１８６−１９７９（摩擦接合用高力六角ボルト・六角ナット・平座金のセット）に準拠した平座金は、本発明の強化ガラス板の接合方法における摩擦部材２として使用するに好ましい。
【００３６】
一方、焼入れをしていない軟鋼製の座金等の硬さの足りない座金をリブガラス等の接合に摩擦部材２として使用すると、経時変化等によりボルト３の締め付けにおける軸力が減少し、接合部の強度が減少する。座金は中心の穴にボルト３を貫通させて使用する。
【００３７】
本発明の強化ガラス板の接合方法において、摩擦部材２として使用する座金の厚みは、３．５ｍｍ以上、１０．０ｍｍ以下であることが好ましい。３．５ｍｍより薄いと座金が変形し、ボルト３を締め付けた際の軸力が強化ガラス板Ｇと座金の接触部に均等に加わらず、強化ガラス板Ｇに穴部よりクラックが入る懸念がある。１０．０ｍｍより厚いと、ボルト３の締め付けが緩む等の不具合が発生しやすく、１０．０ｍｍより厚くする必要もない。より好ましい接触座金の厚みは、３．５ｍｍ以上である。
【００３８】
尚、本発明に使用する強化ガラス板Ｇとは、フロート法等で製造されたガラス板を加熱後、急冷し表面に圧縮応力を与え割れ難くした風冷強化板や、倍強度ガラスであり、例えば、セントラル硝子株式会社製、商品名、テンパレックス、ＨＳレックス等が市販されている。
【実施例１】
【００３９】
（万能材料試験機での引っ張り試験による摩擦力の測定）
高力６角ボルトとして、Ｍ１６、Ｍ２０、Ｍ２２を用いて、摩擦部材である座金を介し強化ガラスと添接板を摩擦接合したときの摩擦接合1ヶ所当たりに生じる摩擦力を測定した。
【００４０】
図３は、強化ガラス板Ｇと添接板１とを摩擦部材２を介し摩擦接合したときの側面図である。
【００４１】
図３に示すように、径２０．０ｍｍの穴を開けた厚み１１．６ｍｍ、大きさ３５０ｍｍ×３５０ｍｍの強化ガラス板Ｇに、高力ボルト３として、ＪＩＳ Ｂ１１８６−１９７９に準拠した呼び径がＭ１６のボルト、ナットを用い、ボルト３、ナット４と添接板１との間に、Ｍ１６の摩擦接合用平座金、ハイテンＰＷ１６（大きさ、厚み４．２ｍｍ、外径３１．６ｍｍ、内径１７．４ｍｍ）を、添接板１と強化ガラス板Ｇとの間に、摩擦部材２として呼び径がＭ２４の摩擦接合用平座金ハイテンＰＷ２４（大きさ、厚み５．５ｍｍ、外径４７．６ｍｍ、内径２５．２ｍｍ）を用いて、強化ガラス板Ｇに開けた穴にＭ１６高力ボルト３を貫通させて、トルクレンチを用いて３００Ｎ−ｍのトルクで、軸力、１１８ｋＮに高力６角ボルト用ナット４で締め付け固定した試験片を、万能材料試験機で引っ張り試験を行い、強化ガラス板Ｇと添接板１の間の摩擦部材２である座金が滑り始める引っ張り荷重、言い換えれば、摩擦部材２である座金と強化ガラス板Ｇ、および、添接板１との間に生じる摩擦力を測定した。
【００４２】
図４が万能材料試験機にて引っ張り試験をした際の平面図である。
【００４３】
図５が万能材料試験機にて引っ張り試験をした際の側面図であり、（Ａ）が、高力６角ボルト引っ張り金具の側面図、（Ｂ）がガラス引っ張り金具の側面図である。
【００４４】
万能材料試験機試験は株式会社オリエンテック製 型式、ＵＣＴ−１０Ｔを用い、図５の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、高力６角ボルト３をボルト引っ張り金具９にあけた穴に通した後、軸力、１１８ｋＮにナット４を締め付けて接合し、ガラス引っ張り金具１０を図示しない万能材料試験機ロードセルに連結し、図５の（Ｂ）に示すように、ガラス引っ張り金具１０に強化ガラス板Ｇを挟みこんで固定し、ボルト引っ張り金具９を図示しない万能材料試験機固定金具に連結した。万能材料試験機ロードセルにより矢印方向に引っ張り、摩擦部材２である座金が滑り始めた際の荷重をつまり摩擦力を測定した。摩擦力の測定は５回行った。測定結果は、２３．６ｋＮ、２４．６ｋＮ、２３．２ｋＮ、２４，７ｋＮおよび２３．７ｋＮであり、平均値は２４．０ｋＮであった。
【００４５】
このように、呼び径がＭ１６の高力ボルト３、ナット４を用いた場合、平均で２４．０ｋＮの摩擦力が発生していた。即ち、Ｍ１６の高力ボルト３、ナット４、１ヶ所当たり許容できるせん断力は、平均で２４．０ｋＮである。このように軸力１１８ｋＮでＭ１６の高力ボルト３、ナット４を締め付けることでせん断力２４．０ｋＮが得られた。
【００４６】
例えば、図１に示すようなリブガラスに使用する際に、実用に対して充分な接合強度となるように、添接板１と強化ガラス板Ｇとを摩擦部材２を介して摩擦接合する際の、穴あけ数、使用するボルト数、ナット数が決まるが、図１では２枚の強化ガラス板の接合に対し４ヶ所のＭ１６の高力ボルト３とナット４を用いており、それぞれのボルトナットを軸力１１８ｋＮで締め付けると、１ヶ所あたりせん断力２４．０ｋＮが得られるので、合計で９６．０ｋＮのせん断強度を有する、強化ガラス板Ｇ同士を接合したリブガラスが得られた。言い換えると、４ヶ所のＭ１６の高力ボルト３摩擦接合部に９６．０ｋＮの力が加わっても、強化ガラス板Ｇと高力ボルト３は摩擦力で保持されているため、強化ガラス板Ｇと高力ボルト３とが接触しないので、強化ガラス板Ｇが破損することはない。つまり、強化ガラス板Ｇの厚み方向から摩擦接合部に９６．０ｋＮの力が加わっても壊れない強化ガラス板Ｇ同士を摩擦接合で接合したリブガラスを得た。
【実施例２】
【００４７】
実施例１と同じく、強化ガラス板Ｇに開けた穴径を、径２４．０ｍｍとし、高力ボルト３として、ＪＩＳ Ｂ１１８６−１９７９に準拠した呼び径がＭ２０のボルト３、ナット４を用い、ボルト３、ナット４と添接板１との間に、摩擦部材２としてＭ２０の摩擦接合用平座金、ハイテンＰＷ２０（大きさ、厚み４．３ｍｍ、外径３９．０ｍｍ、内径２１．３ｍｍ）を、添接板１と強化ガラス板Ｇとの間に、摩擦部材２として呼び径がＭ２７の摩擦接合用平座金ハイテンＰＷ２７（大きさ、厚み６．１ｍｍ、外径５１．５ｍｍ、内径２８．８ｍｍ）を用いて、強化ガラス板Ｇに開けた穴にＭ２０高力ボルト３を貫通させて、トルクレンチを用いて４７０Ｎ−ｍのトルクで、軸力、１８２ｋＮに高力６角ボルト用ナット４で締め付け固定した試験片を、万能材料試験機で引っ張り試験を行い、摩擦部材２である座金と強化ガラス板Ｇ、および、添接板１との間に生じる摩擦力を実施例１と同様に測定した。摩擦力の測定は５回行った。測定結果は、２９．４ｋＮ、３２．９ｋＮ、２９．４ｋＮ、３１．９ｋＮおよび３１．７ｋＮであり、平均値は３１．１ｋＮであった。
【００４８】
このように、呼び径がＭ２０のボルト３、ナット４を用いた場合、平均で３１．１ｋＮの摩擦力が発生していた。即ち、Ｍ２０の高力ボルト１ヶ所当たり許容できるせん断力は、平均で３１．１ｋＮであり、軸力、１８２ｋＮでぼるとナットを締め付けることで、せん断力、３１．１ｋＮが得られた。
【００４９】
例えば、図１に示すようなリブガラスに使用する際に、実用に対して充分な接合強度となるように、添接板１と強化ガラス板Ｇとを摩擦部材２を介して摩擦接合する際の、穴あけ数、使用するボルト数、ナット数が決まるが、図１では２枚の強化ガラス板Ｇの接合に対し４ヶ所のＭ２０の高力ボルト３とナット４を用いており、それぞれのボルトナットを軸力１８２ｋＮで締め付けると、１ヶ所あたりせん断力３１．１ｋＮが得られるので、合計で１２４．４ｋＮのせん断強度を有する、強化ガラス板Ｇ同士を接合したリブガラスが得られた。言い換えると、４ヶ所のＭ２０の高力ボルト３摩擦接合部に１２４．４ｋＮの力が加わっても、強化ガラス板Ｇと高力ボルト３は摩擦力で保持されているため、強化ガラス板Ｇと高力ボルト＃とが接触しないので、強化ガラス板Ｇが破損することはない。つまり、強化ガラス板Ｇの厚み方向から摩擦接合部に１２４．４ｋＮの力が加わっても壊れない強化ガラス板同士を摩擦接合で接合したリブガラスを得た。
【実施例３】
【００５０】
実施例１と同じく、強化ガラス板Ｇに開けた穴径を、径２６．０ｍｍとし、高力ボルト３として、ＪＩＳ Ｂ１１８６−１９７９に準拠した呼び径がＭ２２のボルト３、ナット４を用い、ボルト３、ナット４と添接板１との間に、摩擦部材２としてＭ２２の摩擦接合用平座金、ハイテンＰＷ２２（大きさ、厚み５．５ｍｍ、外径４３．８ｍｍ、内径２４．２ｍｍ）を、添接板１と強化ガラス板Ｇとの間に、摩擦部材２として呼び径がＭ３０の摩擦接合用平座金ハイテンＰＷ３０（大きさ、厚み５．８ｍｍ、外径５７．４ｍｍ、内径３３．２ｍｍ）を用いて、強化ガラス板Ｇに開けた穴にＭ２２高力ボルト３を貫通させて、トルクレンチを用いて６５０Ｎ−ｍのトルクで、軸力が２２６ｋＮになるように高力６角ボルト用ナット４で締め付け固定した試験片を、万能材料試験機で引っ張り試験を行い、摩擦部材２である座金と強化ガラス板Ｇ、および、添接板１との間に生じる摩擦力を測定した。摩擦力の測定は５回行った。測定結果は、４３．８ｋＮ、４３．２ｋＮ、４６．４ｋＮ、４２．６ｋＮおよび４２．３ｋＮであり、平均値は４３．７ｋＮであった。
【００５１】
このように、高力ボルト３の呼び径がＭ２２のボルトを用いた場合、平均で４３．３ｋＮの摩擦力が発生していた。即ち、Ｍ２２の高力ボルト１ヶ所当たり許容できるせん断力は、平均で４３．３ｋＮである。このように、Ｍ２２のボルト、ナットを軸力、２２６ｋＮで締め付けることで、せん断力、４３．３ｋＮが得られた。
【００５２】
例えば、図１に示すようなリブガラスに使用する際に、実用に対して充分な接合強度となるように、添接板１と強化ガラス板Ｇとを摩擦部材２を介して摩擦接合する際の、穴あけ数、使用するボルト数、ナット数が決まるが、図１では２枚の強化ガラス板の接合に対し４ヶ所のＭ２２の高力ボルト３とナット４を用いており、それぞれのボルトナットを軸力２２６ｋＮで締め付けると、１ヶ所あたりせん断力４３．３ｋＮが得られるので、合計で１７３．２ｋＮのせん断強度を有する、強化ガラス板Ｇ同士を接合したリブガラスが得られた。言い換えると、４ヶ所のＭ２２の高力ボルト摩擦接合部に１７３．２ｋＮの力が加わっても、強化ガラス板Ｇと高力ボルト３は摩擦力で保持されているため、強化ガラス板Ｇと高力ボルト３とが接触しないので、強化ガラス板Ｇが破損することはない。つまり、強化ガラス板Ｇの厚み方向から摩擦接合部に１７３．２ｋＮの力が加わっても壊れない強化ガラス板Ｇ同士を摩擦接合で接合したリブガラスを得た。
【実施例４】
【００５３】
図６は、本発明の強化ガラス板の接合方法により添接板と強化ガラスとを接合したリブガラスの一例の説明図であり、（Ａ）がリブガラスを正面から見た図、（Ｂ）が側面から見た図である。
【００５４】
図６に示すように、強化ガラス板Ｇと添接板１を摩擦部材であるワッシャー２を介してＪＩＳ Ｂ１１８６−１９７９に準拠した高力ボルト３とナット４によって摩擦接合したリブガラスを作製した。強化ガラス板Ｇは、厚みが１１．６ｍｍ、大きさは５００ｍｍ×２０００ｍｍで、径２６．０ｍｍの穴を４ヶ所開けたものを用いた。高力ボルト３、ナット４としては、呼び径がＭ２２のボルト、ナットを用い、ボルト３、ナット４と添接板１との間に、摩擦部材２としてＭ２２の摩擦接合用平座金、ハイテンＰＷ２２（大きさ、厚み５．５ｍｍ、外径４３．８ｍｍ、内径２４．２ｍｍ）を、添接板１と強化ガラス板Ｇとの間に、摩擦部材２として呼び径がＭ３０の摩擦接合用平座金ハイテンＰＷ３０（大きさ、厚み５．８ｍｍ、外径５７．４ｍｍ、内径３３．２ｍｍ）を用いて、強化ガラス板Ｇに開けた穴にＭ２２高力ボルト３を貫通させて、トルクレンチを用いて６５０Ｎ−ｍのトルクで、軸力が２２６ｋＮになるように高力６角ボルト用ナット４で締め付け、強化ガラスＧと添接板１にあけた４ヶ所の穴を摩擦部材２である座金を介して摩擦接合した。
【００５５】
次に、こうして得られたリブガラスを、強化ガラス板Ｇの厚み方向の面下部を、図６に示すように、図示しない油圧式ジャッキにて１０ｋＮの力に及ぶまで矢印方向に加力したが、強化ガラス板Ｇは破損しなかった。即ち、１０ｋＮの矢印方向の加力に耐え得るリブガラスが得られた。
（万能材料試験機によるガラス板の加圧試験）
強化ガラス板Ｇ、フロート法で製造後、何ら強化処理を行っていない生板ガラスを用い、ガラス板をボルト３、ナット４で締め付けた際のガラス板が破壊される虞がないか確認するための万能材料試験機（株式会社オリエンテック製、型番、ＵＣＴ−３０）によるガラス板の加圧試験を行った。ボルト３には、中山三星建材株式会社製の、低炭素ボロン鋼からなる高力６角ボルト３で、ボルトの機械的性質による等級がＦ１０Ｔの市販品を用い、ナット４には、中山三星建材株式会社製の構造用炭素鋼からなる高力ボルト用ナット４で、ナットの機械的性質による等級がＦ１０の市販品を用いた。
【００５６】
図２は、万能材料試験機によるガラス板の加圧試験を説明するための説明図である。図２に示すように、中央部に径、２０．０ｍｍの穴を開けた呼び厚み、１２ｍｍ、実測で板厚、１１．６ｍｍ、大きさ、３５０．０ｍｍ×３５０．０ｍｍの強化ガラス板Ｇにあけた穴部の上に、呼びＭ２４の摩擦接合用平座金ハイテンＰＷ２４（大きさ、厚み５．５ｍｍ、外径４７．６ｍｍ、内径２５．２ｍｍ）を摩擦部材２として用い、強化ガラス板Ｇにあけた径２０．０ｍｍ穴が、前記平座金の内径２５．２ｍｍの穴とが重なるように置き、万能材料試験機の押さえ金具５と受け金具６との間に挟んだ状態で万能材料試験機を操作し加圧して２５０ｋＮの圧縮力を、平座金を介して強化ガラス板Ｇに加えたが、強化ガラス板Ｇは破壊しなかった。更に、同様の強化ガラス板Ｇを２枚用意し、同様に万能材料試験機によるガラスの加圧試験を行ったが、２枚ともに破壊しなかった。
【００５７】
次いで、前記強化ガラス板Ｇに替えて、中央部に径、２０．０ｍｍの穴を開けた板厚、１１．６ｍｍ、大きさ、３５０．０×３５０．０ｍｍのフロート法にて製造後、何ら強化処理を行っていない３枚の生板ガラスを用い、同様に万能材料試験機によるガラスの加圧試験を行った。生板ガラスを加圧する力が個々１３４ｋＮ、１８４ｋＮ、２０３ｋＮに達した際に生板ガラスに亀裂が発生した。生板ガラスは、加圧１３４ｋＮで亀裂が発生したことより、本発明の強化ガラスの接合方法に使用するには不適であった。
（各種座金を用いた際のガラスの破壊強度試験）
次いで、各種座金２を用いた際のガラスの破壊強度試験を行った結果について説明する。表１に座金の種類を示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
表１に示すように、摩擦部材２として使用した各種座金は、実施例５に示した呼び径、Ｍ２２高力ボルト用座金、即ち、機械構造用炭素鋼の厚み５．５ｍｍ、外径４３．５ｍｍ、内径、２３．３ｍｍの座金、実施例６に示した呼び径、Ｍ２４高力ボルト用座金、即ち、機械構造用炭素鋼製の厚み、５．５ｍｍ、外径、４７．６ｍｍ、内径、２５．２ｍｍの座金、実施例７に示したステンレス鋼製の厚み、４．０ｍｍ、外径３９．０ｍｍ、内径、２５．０ｍｍの座金、実施例８に示した焼入れをした鋼鉄製の厚み、１０．０ｍｍ、外形は５０．０ｍｍ角の正方径であり、あけた穴は円形で径は１７．０ｍｍ、言い換えれば、内径、１７．０ｍｍの座金、比較例１に示した呼び径、Ｍ２４ボルト用座金、即ち、ステンレス鋼製の厚み、２．９ｍｍ、外径、４７．９ｍｍ、内径、２５．７ｍｍの座金、比較例２に示したボルト呼び径、Ｍ２２ボルト用の焼入れをしていない軟鋼製の厚み、４．１ｍｍ、外径、３８．７ｍｍ、内径、２４．８ｍｍの座金の６種類である。
【００６０】
図７に示すように、中央部に径、２０．０ｍｍの孔を開けた板厚、１１．６ｍｍ、大きさ、３５０．０×３５０．０ｍｍの強化ガラス板Ｇにあけた径、２０．０ｍｍの穴の上に上述の摩擦部材２としての６種類の座金と、ボルト呼び径、Ｍ１６ボルト用の座金７を重ねておき、長さ８０．０ｍｍのＳＵＳ６３０鋼製のボルト呼び径、Ｍ１６の高力６角ボルト３（光精工株式会社製、商品名、Ｆ１０ＴＭ１６）を通し高力ボルト用ナット４（光精工株式会社製、商品名、Ｆ１０Ｍ１６）と螺合した。尚、高力ボルトナットを締め付けた際の軸力は、高力ボルト用ナット４側の座金を２枚用い、軸力センサーであるロードワッシャー８（日本キスラー株式会社製、商品名、ロードワッシャー９０４１Ａ）を座金の間に挟み込み、ロードワッシャー８にケーブルにて図示しない軸力計（日本キスラー株式会社製、商品名、チャージメーター５０１５Ａ１０１０）を取り付けて測定した。
【００６１】
上述の６種類の座金を使用し、図３に示した状態で強化ガラス板Ｇを貫通した高力６角ボルト３の頭を万力で固定し、締め付けトルクを３００Ｎ−ｍに設定したトルクレンチにて高力ボルト用ナット４を締め付けた。軸力計にて軸力を測定したところ、軸力は１１８ｋＮであった。
【００６２】
上述の６種類の座金に関し、軸力は１１８ｋＮとなるように高力６角ボルト用ナットを締め付けて、強化ガラス板Ｇの破棄強度試験を複数回行った結果、摩擦部材２に実施例５〜８に示した座金を用いた場合、強化ガラス板Ｇにクラックが発生することがなく、座金の変形も見られなかった。しかしながら、比較例１に示しに示したステンレス鋼製の厚み、２．９ｍｍ、外径４７．９ｍｍ、内径、２５．７ｍｍの座金を用いた場合には、強化ガラス板Ｇにあけた穴よりクラックが入った。このことは、比較例１に示した座金が厚み２．９ｍｍで薄いために、強化ガラス板Ｇと該座金との接触部に均等に軸力が加わらず、穴部付近に局所的に軸力が加えられたことによると考えられる。このことを裏づけるように、比較例２に示した焼入れをしていない軟鋼製の厚み、４．０ｍｍ、外径、３８．７ｍｍ、内径、２４．８ｍｍの座金を使用した場合、強化ガラス板Ｇの破損は見られなかったが、強化ガラス板Ｇの破壊強度試験を５回行ったところ、穴付近で０.２ｍｍ〜０.５ｍｍ程、強化ガラス板Ｇ側に接触座金２が凹み変形した。摩擦部材２に用いた座金の種類には関係なく、厚み、３．０ｍｍ未満では、強化ガラス板Ｇが破損する問題のあることを確認した。
【００６３】
摩擦部材２に用いる座金の厚みが、３．５ｍｍ以上、更に、好ましくは、４．０ｍｍ以上あれば、トルクレンチで軸力１１８ｋＮに強化ガラス板Ｇを締め付けても、均等に軸力が強化ガラス板Ｇに加わり、強化ガラス板Ｇが割れる懸念が少ない。また、焼入れしていない軟鋼製の座金を摩擦部材２に用いた場合では、焼き入れをしていない軟鋼製の座金が長期使用等において軸力により変形し軸力が低下することが懸念され、リブガラスの接合部材としての耐久性に乏しい。
（万能材料試験機による引っ張り試験）
次いで、摩擦部材２として用いる前述６種類の座金のうち、実施例６に示した機械構造用炭素鋼製の厚み、５．５ｍｍ、外径、４７．６ｍｍ、内径、２５．７ｍｍの座金、実施例７に示したステンレス鋼製の厚み、４．０ｍｍ、外径３９．０ｍｍ、内径、２５．０ｍｍの座金、実施例８に示した焼入れをした鋼鉄製の厚み、１０．０ｍｍ、外形は５０．０ｍｍ角の正方径、外形は５０．０ｍｍ角の正方径であり、あけた穴は円形で径は１７．０ｍｍ、言い換えれば、内径１７．０ｍｍの座金を介して、強化ガラス板Ｇに空けた穴に高力６角ボルト３を貫通させて、３００Ｎ−ｍの締め付けトルクでトルクレンチにより、軸力、１１８ｋＮになるように高力６角ボルト用ナット４で締め付け固定した試験片の万能材料試験機での引っ張り試験を行い、摩擦部材２である座金と強化ガラス板Ｇが滑って当たり、強化ガラス板Ｇにクラックが発生した際の破壊荷重を測定した。尚、引っ張り試験に際して、高力６角ボルト３はボルト締め付け金具にあけた穴に通した。
【００６４】
万能材料試験機試験は株式会社オリエンテック社製 型式、ＵＣＴ−１０Ｔを用い、図５の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、高力６角ボルト３をボルト引っ張り金具９にあけた穴に通した後、軸力、１１８ｋＮになるようにナット４を締め付けて接合し、ガラス引っ張り金具１０を図示しない万能材料試験機ロードセルに連結し、図５の（Ｂ）に示すように、ガラス引っ張り金具１０に強化ガラス板Ｇを挟みこんで固定し、ボルト引っ張り金具９を図示しない万能材料試験機固定金具に連結した。万能材料試験機ロードセルにより矢印方向に引っ張り、摩擦部材２である座金と強化ガラス板Ｇが滑って当たり、強化ガラス板Ｇである強化ガラス板Ｇにクラックが発生した際の破壊荷重を測定した。
【００６５】
表１に示すように、実施例５〜８に示した座金を用いた全ての場合において、一般的に金属の摩擦接合で好ましいとされる破壊荷重３０ｋＮを上回り、いずれも良好な結果を得た。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の穴の開いた強化ガラス板を、添接板および摩擦部材としての座金を用い、両側からボルト３およびナット４で締め付ける接合方法で強化ガラス板を接合することにより、長い方立てガラス、言い換えれば、長い、リブガラスが提供される。
【００６７】
また、リブガラスに取り付けた接触金具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高まる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の強化ガラス板の接合方法によるリブガラスの説明図であり、（Ａ）がリブガラスを正面ら見た図、（Ｂ）が側面から見た図である。
【図２】万能材料試験機によるガラスの加圧試験を説明するための説明図である。
【図３】強化ガラスと添接板とを摩擦部材を介し摩擦接合したときの側面図である。
【図４】図３を万能材料試験機にて引っ張り試験をした際の平面図である。
【図５】万能材料試験機にて引っ張り試験をした際の側面図であり、（Ａ）が高力６角ボルト引っ張り金具の側面図、（Ｂ）がガラス引っ張り金具の側面図である。
【図６】本発明の強化ガラス板の接合方法により添接板と強化ガラスとを接合したリブガラスの一例の説明図であり、（Ａ）がリブガラスを正面から見た図、（Ｂ）が側面から見た図である。
【図７】万能材料試験機によるガラス板の加圧試験を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ｇ 強化ガラス板
１ 添接板
２ 摩擦部材
３ ボルト（高力６角ボルト）
４ ナット（高力６角ボルト用ナット）
５ （万能材料試験機の）押さえ金具
６ （万能材料試験機の）押さえ金具
７ 呼び径、Ｍ１６ボルト用の座金
８ ロードワッシャー
９ ボルト引っ張り金具
１０ ガラス引っ張り金具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化ガラス板の接合方法に関し、特に、ビル用窓等をリブガラススクリーンとした際、ガラススクリーンを構造的に支持するリブガラスの接合方法に用いる。
【背景技術】
【０００２】
複数のガラス板を組み合わせ、大型のガラススクリーンを施工すると、建物の外部空間を視覚的に内部へ連続させる効果があり、開放的な雰囲気を演出する。
【０００３】
ガラススクリーンの施工方法にガラス・スタビライザー工法等が挙げられ、通常、高さ、４ｍ〜１０ｍの大板ガラスを用い、大型のガラススクリーンが施工されている。
【０００４】
ガラス・スタビライザー工法は、目障りな金属方立の代りにガラス方立て（以下、リブガラスと呼称する）を用いて、正面ガラス（以下、面板ガラスと呼称する）に加わる風荷重を支持する工法で、通常、面板ガラスとリブガラスとの接合部に、シリコーン系シーリング材を充填しリブガラススクリーンとして一体化させており、広々とした透視性のある開口部が得られ、連続したガラススクリーンを構成する。このようなリブガラススクリーンの構造が特許文献１、特許文献２、特許文献３等で開示されている。リブガラススクリーンを施工する際、リブガラスに強化ガラスを使うと、製造後、加熱風冷等の強化処理を何ら行っていないガラス板、言い換えれば、生板ガラスによるリブガラスより、リブガラスの板厚をより薄くし、しかも奥行き寸法の少ないものを使用してもガラススクリーンの強度を保てるが、高さ４〜１０ｍのリブガラススクリーンに対応する長尺状の強化ガラス板からなるリブガラスを製造することは甚だ難しい。そこで、強化ガラス板を子割りにして縦に繋ぎ合わせて接合させ、それを長尺状にしてリブガラスとして用いれば、生板ガラスをリブガラスに用いるより、板厚を薄くし、しかも奥行き寸法が小さくなる。
【０００５】
リブガラスを縦に繋ぐための方法として、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が挙げられる。
【０００６】
摩擦接合は添接板を介してボルトおよびナットにて締め付けることにより、添接板と母材の間に圧縮力を導入し、その間の摩擦抵抗力により力を伝達する機能を有する。この摩擦接合の研究はアメリカが先行し、日本においては１９５３年頃からボルトの研究から着手され、ＪＩＳ規格が１９６４年に制定された。特に、頭が６角形の高力ボルトによる摩擦接合、言い換えれば、高力ボルト摩擦接合については、日本道路協会より「摩擦接合設計指針」が１９６６年に制定され、１９７３年に道路橋示方書（Ｓ４８）に初めて登場し、以後追加改正等を経て現在に至っている。このような高力ボルト摩擦接合の先行技術として特許文献４、特許文献５、特許文献６等が開示されている。詳しくは、特許文献４にて高力ボルトによる摩擦接合部構造が開示され、特許文献５にて高力ボルト摩擦接合構造が開示され、特許文献６にて建物骨組の摩擦ボルト接合構造が開示されている。
【０００７】
しかしながら、高力ボルト摩擦接合をガラス板の接合に使用すると、例えば、リブガラススクリーンのリブガラスの接合等に使用すると、接合時にガラスが割れる心配があり高力ボルト摩擦接合は応用された例はなく、例えば、リブガラスの接合においては、特許文献７、特許文献８、特許文献９等に記載のように金属とガラスが直接接触しないよう金属の接合部材とガラスの間には接着シートまたは接着材が介在しており、また、締め付けるボルトやナットも特殊な形状をしていた。
【特許文献１】特開平１０−６１０７０号公報
【特許文献２】特開２００３−３２８４７６号公報
【特許文献３】特開２００３−３２８４７７号公報
【特許文献４】特開平６−３３０５６６号公報
【特許文献５】特開平６−２７２３２３号公報
【特許文献６】特開平５−２２２７７７号公報
【特許文献７】特開２０００−８７９２４号公報
【特許文献８】特開２００３−３２７４５３号公報
【特許文献９】特開２００４−３４０１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
穴を開けたガラス板を、穴をあけた金属板等を接合治具とし、ボルトおよびナットできつく締め付けるとガラスが破損する。例え、ガラス板が割れなくても接続したガラス板同士を引っ張るとガラス板と金属板等の接合治具が滑り、接合し得ないという意識があり、ボルトおよびナットによる接着材を用いない摩擦接合はガラス板に対して検討されることもなく、ガラススクリーン等の大板ガラスにおける建造物では実用化されるに至っていない。
【０００９】
本発明は、穴をあけた強化ガラス板同士を単純な接合部材を介してボルトで締め付けることによる摩擦接合により強化ガラス板を接合することで、例えば、リブガラススクリーンのリブガラスを作製した際、リブガラスとして採用するに充分な強さの強化ガラスの接合方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の強化ガラス板の接合方法において、穴をあけた添接板を接合部材とし穴をあけた強化ガラス板同士をボルトおよびナットで締め付け接合する際に、添接板と強化ガラス板と単純な接合部材である座金を入れ、該座金を介してボルトおよびナットで締め付けることにより強化ガラス板を接合するボルト摩擦接合を使用することで、締め付けた際のボルトの軸方向における締め付け力である軸力を各ボルト単位で調整することが可能となった。即ち、単純な接合部材である座金を使用しない場合と異なり、ボルト摩擦接合を利用することによって、添接板と強化ガラス板の間に座金を挟むことで、各ボルトの締め付け力である軸力を調整可能となり、締め付けが偏り、強化ガラス板が破損する虞が少なくなった。また、強化ガラス板と座金の狭い接触面で軸力が伝わることにより、接合した強化ガラス板同士が滑ってずれる虞が少なくなり、接着材を用いる必要はない
更に、接合する強化ガラスの板厚、強化ガラス板および接合部材である添接板の穴の数、座金の材料等を選定することによって、例えばリブガラススクリーンのリブガラスを作製した際、リブガラスとして採用するに充分な強さの強化ガラス板の接合方法が得られた。
【００１１】
即ち、本発明は、強化ガラス板の接合方法において、その接合部が強化ガラス板を両側から添接板で摩擦部材を介して挟んでなり、強化ガラス板と添接板とにボルト挿入用の穴をあけ貫通させたボルトおよびナットにて締め付けることにより強化ガラス板と摩擦部材とに生じる摩擦力で添接板を介して強化ガラス板同士を接合する摩擦接合であることを特徴とする強化ガラス板の接合方法である。
【００１２】
強化ガラス板と添接板とを接合することで、強化ガラス同士のみならず他の部材、例えば金属部材等とも接合することが可能となる。リブガラススクリーンにおいては、例えば、天井、梁、方立て等と接合する。
【００１３】
更に、本発明は、接合部が強化ガラス板を両側から添接板で摩擦部材を介して挟んでなり、強化ガラス板と添接板とにボルト挿入用の穴をあけ貫通させたボルトおよびナットにて締め付けることにより強化ガラス板と摩擦部材とに生じる摩擦力で強化ガラス板と添接板を接合することを特徴とする強化ガラス板の接合方法である。
【００１４】
更に、本発明は、ボルトおよびナットが、ＪＩＳ Ｂ１１８６−１９７９に準拠した高力６角ボルトおよび高力６角ナットであることを特徴とする上記の強化ガラス板の接合方法である。
【００１５】
更に、本発明は、前記強化ガラス板が板厚、９．０ｍｍ以上、１９．０ｍｍ以下の単板強化ガラスであり、前記ボルトで締め付けた際の軸力が６０ｋＮ以上、３００ｋＮ以下であること特徴とする上記の強化ガラス板の接合方法である。
【００１６】
本発明において、強化ガラス板とは強化ガラス単板のみならず、強化ガラス単板からなる合わせガラス構造のものも指す。
【００１７】
更に、本発明は、前記強化ガラス板が強化ガラスを用いた合わせガラス構造であることを特徴とする上記の強化ガラス板の接合方法である。
【００１８】
更に、本発明は、接合する強化ガラス板に少なくとも２以上のボルト挿入用の穴加工をし、前記添接板に４ヶ所以上の穴加工してある添接板を用いたことを特徴とする上記の強化ガラス板の接合方法。
【００１９】
更に、本発明は、前記添接板と強化ガラス板に介在させる摩擦部材が、ボルトに挿通させた接触座金であることを特徴とする上記の強化ガラス板の接合方法である。
【００２０】
上記、強化ガラスの接合方法により接合された強化ガラスはリブガラススクリーンにおける長尺上のリブガラスとなる。
【００２１】
更に、本発明は、上記の強化ガラスの接合方法により接合された強化ガラスからなるリブガラスを用いたことを特徴とするリブガラススクリーンである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、穴をあけた強化ガラス同士を単純な接合部材を介して、ボルトで締め付けることにより強化ガラス同士、または強化ガラスと他の部材とを接合する強化ガラス板の接合方法であり、本発明の強化ガラス板の接合方法を用いて、強化ガラスを繋ぎ合わせることで、接着材を用いることなくリブガラススクリーンのリブガラスとして用いるに十分な強さのリブガラスが作製された。
【００２３】
穴をあけた添接板を接合部材とし穴をあけた強化ガラス板同士をボルトで締め付け接合する際に、添接板と強化ガラス板と単純な接合部材である座金を入れ、座金を介してボルトで締め付けるボルト摩擦接合を使用することで、締め付けた際のボルトの軸方向における締め付け力である軸力が各ボルト単位で調整されることになり、強化ガラスが軸力の偏りで破損する虞が少なくなり、座金と強化ガラス板の小さな接触面積で軸力が伝わることによる接触部位の摩擦で強化ガラス板と添接板がずれて滑る虞が少なった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１が、本発明の強化ガラス板の接合方法によるリブガラスの一例の説明図である。
【００２５】
図１の（Ａ）が、リブガラスを正面から見た図、（Ｂ）が側面から見た図である。
【００２６】
図１の（Ｂ）に示すように、接合部は強化ガラス板Ｇを両側から添接板１で摩擦部材２を介して挟んでなり、強化ガラス板Ｇと添接板１とにボルト３挿入用の穴をあけ、ボルト３を貫通させて摩擦部材２を介して、ナット４にて締め付けることにより生じる強化ガラス板Ｇと摩擦部材２とに生じる摩擦力で強化ガラス板Ｇ同士を接合する摩擦接合のみにより接合される。摩擦部材２を添接板１と強化ガラス板Ｇの間に挟んだ摩擦接合を使用することによって、個々のボルト３の締め付け力、言い換えれば、軸力が調整が容易となり、摩擦部材２と強化ガラス板Ｇが接触する面での摩擦力により、安易にガラス板が滑りずれることがない。それに比較して、摩擦部材２を使用しないと、添接板１の撓み等で、個々のボルト３で軸力が変化し、添接板１と強化ガラス板Ｇの接触面積が広いために、強化ガラス板Ｇが滑ってずれ易くなる。
【００２７】
本発明の強化ガラス板の接合方法において使用する単板のガラス板のみからなる強化ガラス板の前記強化ガラス板Ｇの厚みは、９．０ｍｍ以上、１９．０ｍｍ以下の範囲が好適である。９．０ｍｍより薄いと、リブガラスとして使用するに十分な強度がなく破損し易い。１９．０ｍｍより厚い強化ガラス板Ｇは用途が限られ、量販されておらず実用的でない。
【００２８】
１９．０ｍｍより厚い強化ガラス板に、本発明の強化ガラス板の接合方法を使用する場合には、厚み、１９．０ｍｍ以下の単板強化ガラスをポリビニルブチラール樹脂等の中間膜を用いて合わせガラス構造とした強化ガラス板を用いる。
【００２９】
本発明において、強化ガラス板とは強化ガラス単板のみならず、強化ガラス単板からなる合わせガラス構造のものも指す。
【００３０】
また、ボルト３を締め付ける際の好適な軸力、言い換えれば、ボルト３による軸方向の締め付け力、言い換えれば、軸力は６０ｋＮ以上、２５０ｋＮ以下である。軸力が６０ｋＮより弱いと、接合部の強化ガラス板Ｇが滑ってずれる虞がある。２５０ｋＮを超えると、圧縮応力のため強化ガラス板Ｇといえ破損することがある。また、本発明の強化ガラス板の接合方法に好適に用いられるボルト呼び径、Ｍ１６、Ｍ２２の市販高力ボルト３のボルトメーカー各社の推奨軸力は６０ｋＮ以上、３００ｋＮの範囲内にある。
【００３１】
高力ボルト３とは、Ｈｉｇｈ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｂｏｌｔｓの訳で通常、頭が六角形の高力６角ボルト３のことを指すが、市販されている高力ボルト３には、頭が６角形の高力６角ボルト３の他に、一定の締め付けトルクでピンテールが破損する高力ＮＫボルトがある。本発明の強化ガラスの接合方法においては、ボルト３の締め付け力、即ち、軸力の調整がし易く、本発明の強化ガラスの接合方法を用いたリブガラススクリーンを解体する際、交換する際等に外すことが容易な高力６角ボルトを使用することが好ましい。高力６角ボルトには、耐力（単位、Ｎ／ｍｍ２）、引っ張り強さ（単位、Ｎ／ｍｍ２）、伸び（単位、％）、絞り（単位、％）等のボルトの機械的性質によりＦ８Ｔ、Ｆ１０Ｔ、Ｆ１２Ｔ、Ｆ１３Ｔ等の種類に分けられ、材料には低炭素ボロン鋼、ステンレス鋼等が用いられる。本発明の強化ガラス板の接合方法には、ＪＩＳ Ｂ１１８６−１９７９（摩擦接合用高力六角ボルト・六角ナット・平座金のセット）に準拠する機械的性質に優れた高力６角ボルト３を用いることが好ましい。例えば、軟鋼製のボルトおよびナットを用いると、締め付けトルクを維持できず緩みが生じる、また締め付けによる応力集中の可能性がある。高力６角ボルト３は、例えば、光精工株式会社、中山三星建材株式会社等より市販されている。
【００３２】
接合した強化ガラス板Ｇを滑ってずれることなきよう安定させるためには、接合する強化ガラス板Ｇの双方に２箇所以上のボルト３挿入用の穴をあけ、添接板１に４箇所以上のボルト３挿入用の穴をあけ、該複数の穴にボルト３を貫通させて、図１の（Ｂ）に示すように、強化ガラス板Ｇを摩擦部材２としての例えば座金等を介して添接板１で挟み、それらにボルト３とナット４にて締め付けることによって接合する。穴の数が多くなる程、個々のボルト３の締め付けトルクを弱くしたとしても、強化ガラス板Ｇが安定し良好な接合状態となるが、穴加工が大変となる。
【００３３】
本発明の強化ガラス板の接合方法を、実際に、リブガラスに使用する際は、ボルト呼び径、Ｍ１６の高力６角ボルト３、ボルト呼び径、Ｍ２０、またはボルト呼び径、Ｍ２２の高力６角ボルト３を使用することが好ましい。ＪＩＳ Ｂ １１８６−１９７９（摩擦接合用高力六角ボルト・六角ナット・平座金のセット）において、このサイズ付近では、高力６角ボルト３の径＋２ｍｍが推奨されるので、強化ガラス板Ｇにあける穴の径は、ボルト呼び径、Ｍ１６の高力６角ボルト３を用いた場合、２０ｍｍ、ボルト呼び径、Ｍ２０の高力６角ボルト３を用いた場合、２４ｍｍ、ボルト呼び径、Ｍ２２の高力６角ボルト３を用いた場合、２６ｍｍとなる。例えば、ボルト呼び径、Ｍ１６の高力６角ボルト３の場合、ＪＩＳ Ｂ １１８６−１９７９にて推奨される軸力は１１０ｋＮ〜１３３kＮの範囲である。径、１１．８ｍｍ未満の高力６角ボルトは締め付けトルクの推奨値が低く、リブガラスの接合に対して強固な接合を得ることができない。径、２４．５ｍｍより大きい高力６角ボルトは見栄えが悪くなるとともに締め付けトルクの推奨値が大き過ぎる。よって、本発明の強化ガラス板の接合方法に使用するに好適なボルト３の径は、１１．８ｍｍ以上、２４．５ｍｍ以下である。
【００３４】
本発明の強化ガラス板の接合方法には、ボルト呼び径Ｍ１２、ボルト呼び径Ｍ２４の高力６角ボルト３も使用されるが、ボルト呼び径Ｍ１６、またはボルト呼び径Ｍ２０の高力６角ボルト３が特に好適に使用される。尚、ＪＩＳ Ｂ １１８６−１９７９（摩擦接合用高力六角ボルト・六角ナット・平座金のセット）において、ボルト呼び径、Ｍ１２とは、径１２．０ｍｍを基準として＋０．７ｍｍ、−０．２ｍｍ、即ち、径１１．８ｍｍ〜１２．７ｍｍの範囲、Ｍ１６とは径１６．０ｍｍを基準として＋０．７ｍｍ、−０．２ｍｍ、即ち、径１５．８ｍｍ〜１６．７ｍｍの範囲、Ｍ２０とは径２０．０ｍｍを基準として＋０．８ｍｍ、−０．４ｍｍ、即ち、径１９．６〜２０．８ｍｍの範囲、Ｍ２２とは、径２２．０ｍｍを基準として＋０．８ｍｍ、−０．４ｍｍ、即ち、径２１．６ｍｍ〜２２．８ｍｍの範囲、Ｍ２４とは、径２４．０ｍｍを基準として＋０．８ｍｍ、−０．４ｍｍ、即ち、径２３．６〜２４．８ｍｍと明記されている。
【００３５】
また、強化ガラス板Ｇと添接板１の間に介在させる摩擦部材２としては、機械構造用炭素鋼、ステンレス鋼製等の硬く機械的強度に優れた材料からなる座金を使用することが好ましい。高力６角ボルト用に市販されている、座金を用いると経時変化により高力ボルト３の締め付けにおける軸力が減少する等の不具合がなく、これら座金を摩擦部材２として用いることが好ましい。尚、ＪＩＳ Ｇ ４０５１（１９７９）に準拠した機械構造用炭素鋼は、高力ボルト用ナット４および座金の材料として用いられ、本発明の強化ガラス板の接合方法における摩擦部材２である座金に好適な材料である。また、ＪＩＳ Ｂ １１８６−１９７９（摩擦接合用高力六角ボルト・六角ナット・平座金のセット）に準拠した平座金は、本発明の強化ガラス板の接合方法における摩擦部材２として使用するに好ましい。
【００３６】
一方、焼入れをしていない軟鋼製の座金等の硬さの足りない座金をリブガラス等の接合に摩擦部材２として使用すると、経時変化等によりボルト３の締め付けにおける軸力が減少し、接合部の強度が減少する。座金は中心の穴にボルト３を貫通させて使用する。
【００３７】
本発明の強化ガラス板の接合方法において、摩擦部材２として使用する座金の厚みは、３．５ｍｍ以上、１０．０ｍｍ以下であることが好ましい。３．５ｍｍより薄いと座金が変形し、ボルト３を締め付けた際の軸力が強化ガラス板Ｇと座金の接触部に均等に加わらず、強化ガラス板Ｇに穴部よりクラックが入る懸念がある。１０．０ｍｍより厚いと、ボルト３の締め付けが緩む等の不具合が発生しやすく、１０．０ｍｍより厚くする必要もない。より好ましい接触座金の厚みは、３．５ｍｍ以上である。
【００３８】
尚、本発明に使用する強化ガラス板Ｇとは、フロート法等で製造されたガラス板を加熱後、急冷し表面に圧縮応力を与え割れ難くした風冷強化板や、倍強度ガラスであり、例えば、セントラル硝子株式会社製、商品名、テンパレックス、ＨＳレックス等が市販されている。
【実施例１】
【００３９】
（万能材料試験機での引っ張り試験による摩擦力の測定）
高力６角ボルトとして、Ｍ１６、Ｍ２０、Ｍ２２を用いて、摩擦部材である座金を介し強化ガラスと添接板を摩擦接合したときの摩擦接合1ヶ所当たりに生じる摩擦力を測定した。
【００４０】
図３は、強化ガラス板Ｇと添接板１とを摩擦部材２を介し摩擦接合したときの側面図である。
【００４１】
図３に示すように、径２０．０ｍｍの穴を開けた厚み１１．６ｍｍ、大きさ３５０ｍｍ×３５０ｍｍの強化ガラス板Ｇに、高力ボルト３として、ＪＩＳ Ｂ１１８６−１９７９に準拠した呼び径がＭ１６のボルト、ナットを用い、ボルト３、ナット４と添接板１との間に、Ｍ１６の摩擦接合用平座金、ハイテンＰＷ１６（大きさ、厚み４．２ｍｍ、外径３１．６ｍｍ、内径１７．４ｍｍ）を、添接板１と強化ガラス板Ｇとの間に、摩擦部材２として呼び径がＭ２４の摩擦接合用平座金ハイテンＰＷ２４（大きさ、厚み５．５ｍｍ、外径４７．６ｍｍ、内径２５．２ｍｍ）を用いて、強化ガラス板Ｇに開けた穴にＭ１６高力ボルト３を貫通させて、トルクレンチを用いて３００Ｎ−ｍのトルクで、軸力、１１８ｋＮに高力６角ボルト用ナット４で締め付け固定した試験片を、万能材料試験機で引っ張り試験を行い、強化ガラス板Ｇと添接板１の間の摩擦部材２である座金が滑り始める引っ張り荷重、言い換えれば、摩擦部材２である座金と強化ガラス板Ｇ、および、添接板１との間に生じる摩擦力を測定した。
【００４２】
図４が万能材料試験機にて引っ張り試験をした際の平面図である。
【００４３】
図５が万能材料試験機にて引っ張り試験をした際の側面図であり、（Ａ）が、高力６角ボルト引っ張り金具の側面図、（Ｂ）がガラス引っ張り金具の側面図である。
【００４４】
万能材料試験機試験は株式会社オリエンテック製 型式、ＵＣＴ−１０Ｔを用い、図５の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、高力６角ボルト３をボルト引っ張り金具９にあけた穴に通した後、軸力、１１８ｋＮにナット４を締め付けて接合し、ガラス引っ張り金具１０を図示しない万能材料試験機ロードセルに連結し、図５の（Ｂ）に示すように、ガラス引っ張り金具１０に強化ガラス板Ｇを挟みこんで固定し、ボルト引っ張り金具９を図示しない万能材料試験機固定金具に連結した。万能材料試験機ロードセルにより矢印方向に引っ張り、摩擦部材２である座金が滑り始めた際の荷重をつまり摩擦力を測定した。摩擦力の測定は５回行った。測定結果は、２３．６ｋＮ、２４．６ｋＮ、２３．２ｋＮ、２４，７ｋＮおよび２３．７ｋＮであり、平均値は２４．０ｋＮであった。
【００４５】
このように、呼び径がＭ１６の高力ボルト３、ナット４を用いた場合、平均で２４．０ｋＮの摩擦力が発生していた。即ち、Ｍ１６の高力ボルト３、ナット４、１ヶ所当たり許容できるせん断力は、平均で２４．０ｋＮである。このように軸力１１８ｋＮでＭ１６の高力ボルト３、ナット４を締め付けることでせん断力２４．０ｋＮが得られた。
【００４６】
例えば、図１に示すようなリブガラスに使用する際に、実用に対して充分な接合強度となるように、添接板１と強化ガラス板Ｇとを摩擦部材２を介して摩擦接合する際の、穴あけ数、使用するボルト数、ナット数が決まるが、図１では２枚の強化ガラス板の接合に対し４ヶ所のＭ１６の高力ボルト３とナット４を用いており、それぞれのボルトナットを軸力１１８ｋＮで締め付けると、１ヶ所あたりせん断力２４．０ｋＮが得られるので、合計で９６．０ｋＮのせん断強度を有する、強化ガラス板Ｇ同士を接合したリブガラスが得られた。言い換えると、４ヶ所のＭ１６の高力ボルト３摩擦接合部に９６．０ｋＮの力が加わっても、強化ガラス板Ｇと高力ボルト３は摩擦力で保持されているため、強化ガラス板Ｇと高力ボルト３とが接触しないので、強化ガラス板Ｇが破損することはない。つまり、強化ガラス板Ｇの厚み方向から摩擦接合部に９６．０ｋＮの力が加わっても壊れない強化ガラス板Ｇ同士を摩擦接合で接合したリブガラスを得た。
【実施例２】
【００４７】
実施例１と同じく、強化ガラス板Ｇに開けた穴径を、径２４．０ｍｍとし、高力ボルト３として、ＪＩＳ Ｂ１１８６−１９７９に準拠した呼び径がＭ２０のボルト３、ナット４を用い、ボルト３、ナット４と添接板１との間に、摩擦部材２としてＭ２０の摩擦接合用平座金、ハイテンＰＷ２０（大きさ、厚み４．３ｍｍ、外径３９．０ｍｍ、内径２１．３ｍｍ）を、添接板１と強化ガラス板Ｇとの間に、摩擦部材２として呼び径がＭ２７の摩擦接合用平座金ハイテンＰＷ２７（大きさ、厚み６．１ｍｍ、外径５１．５ｍｍ、内径２８．８ｍｍ）を用いて、強化ガラス板Ｇに開けた穴にＭ２０高力ボルト３を貫通させて、トルクレンチを用いて４７０Ｎ−ｍのトルクで、軸力、１８２ｋＮに高力６角ボルト用ナット４で締め付け固定した試験片を、万能材料試験機で引っ張り試験を行い、摩擦部材２である座金と強化ガラス板Ｇ、および、添接板１との間に生じる摩擦力を実施例１と同様に測定した。摩擦力の測定は５回行った。測定結果は、２９．４ｋＮ、３２．９ｋＮ、２９．４ｋＮ、３１．９ｋＮおよび３１．７ｋＮであり、平均値は３１．１ｋＮであった。
【００４８】
このように、呼び径がＭ２０のボルト３、ナット４を用いた場合、平均で３１．１ｋＮの摩擦力が発生していた。即ち、Ｍ２０の高力ボルト１ヶ所当たり許容できるせん断力は、平均で３１．１ｋＮであり、軸力、１８２ｋＮでぼるとナットを締め付けることで、せん断力、３１．１ｋＮが得られた。
【００４９】
例えば、図１に示すようなリブガラスに使用する際に、実用に対して充分な接合強度となるように、添接板１と強化ガラス板Ｇとを摩擦部材２を介して摩擦接合する際の、穴あけ数、使用するボルト数、ナット数が決まるが、図１では２枚の強化ガラス板Ｇの接合に対し４ヶ所のＭ２０の高力ボルト３とナット４を用いており、それぞれのボルトナットを軸力１８２ｋＮで締め付けると、１ヶ所あたりせん断力３１．１ｋＮが得られるので、合計で１２４．４ｋＮのせん断強度を有する、強化ガラス板Ｇ同士を接合したリブガラスが得られた。言い換えると、４ヶ所のＭ２０の高力ボルト３摩擦接合部に１２４．４ｋＮの力が加わっても、強化ガラス板Ｇと高力ボルト３は摩擦力で保持されているため、強化ガラス板Ｇと高力ボルト＃とが接触しないので、強化ガラス板Ｇが破損することはない。つまり、強化ガラス板Ｇの厚み方向から摩擦接合部に１２４．４ｋＮの力が加わっても壊れない強化ガラス板同士を摩擦接合で接合したリブガラスを得た。
【実施例３】
【００５０】
実施例１と同じく、強化ガラス板Ｇに開けた穴径を、径２６．０ｍｍとし、高力ボルト３として、ＪＩＳ Ｂ１１８６−１９７９に準拠した呼び径がＭ２２のボルト３、ナット４を用い、ボルト３、ナット４と添接板１との間に、摩擦部材２としてＭ２２の摩擦接合用平座金、ハイテンＰＷ２２（大きさ、厚み５．５ｍｍ、外径４３．８ｍｍ、内径２４．２ｍｍ）を、添接板１と強化ガラス板Ｇとの間に、摩擦部材２として呼び径がＭ３０の摩擦接合用平座金ハイテンＰＷ３０（大きさ、厚み５．８ｍｍ、外径５７．４ｍｍ、内径３３．２ｍｍ）を用いて、強化ガラス板Ｇに開けた穴にＭ２２高力ボルト３を貫通させて、トルクレンチを用いて６５０Ｎ−ｍのトルクで、軸力が２２６ｋＮになるように高力６角ボルト用ナット４で締め付け固定した試験片を、万能材料試験機で引っ張り試験を行い、摩擦部材２である座金と強化ガラス板Ｇ、および、添接板１との間に生じる摩擦力を測定した。摩擦力の測定は５回行った。測定結果は、４３．８ｋＮ、４３．２ｋＮ、４６．４ｋＮ、４２．６ｋＮおよび４２．３ｋＮであり、平均値は４３．７ｋＮであった。
【００５１】
このように、高力ボルト３の呼び径がＭ２２のボルトを用いた場合、平均で４３．３ｋＮの摩擦力が発生していた。即ち、Ｍ２２の高力ボルト１ヶ所当たり許容できるせん断力は、平均で４３．３ｋＮである。このように、Ｍ２２のボルト、ナットを軸力、２２６ｋＮで締め付けることで、せん断力、４３．３ｋＮが得られた。
【００５２】
例えば、図１に示すようなリブガラスに使用する際に、実用に対して充分な接合強度となるように、添接板１と強化ガラス板Ｇとを摩擦部材２を介して摩擦接合する際の、穴あけ数、使用するボルト数、ナット数が決まるが、図１では２枚の強化ガラス板の接合に対し４ヶ所のＭ２２の高力ボルト３とナット４を用いており、それぞれのボルトナットを軸力２２６ｋＮで締め付けると、１ヶ所あたりせん断力４３．３ｋＮが得られるので、合計で１７３．２ｋＮのせん断強度を有する、強化ガラス板Ｇ同士を接合したリブガラスが得られた。言い換えると、４ヶ所のＭ２２の高力ボルト摩擦接合部に１７３．２ｋＮの力が加わっても、強化ガラス板Ｇと高力ボルト３は摩擦力で保持されているため、強化ガラス板Ｇと高力ボルト３とが接触しないので、強化ガラス板Ｇが破損することはない。つまり、強化ガラス板Ｇの厚み方向から摩擦接合部に１７３．２ｋＮの力が加わっても壊れない強化ガラス板Ｇ同士を摩擦接合で接合したリブガラスを得た。
【実施例４】
【００５３】
図６は、本発明の強化ガラス板の接合方法により添接板と強化ガラスとを接合したリブガラスの一例の説明図であり、（Ａ）がリブガラスを正面から見た図、（Ｂ）が側面から見た図である。
【００５４】
図６に示すように、強化ガラス板Ｇと添接板１を摩擦部材であるワッシャー２を介してＪＩＳ Ｂ１１８６−１９７９に準拠した高力ボルト３とナット４によって摩擦接合したリブガラスを作製した。強化ガラス板Ｇは、厚みが１１．６ｍｍ、大きさは５００ｍｍ×２０００ｍｍで、径２６．０ｍｍの穴を４ヶ所開けたものを用いた。高力ボルト３、ナット４としては、呼び径がＭ２２のボルト、ナットを用い、ボルト３、ナット４と添接板１との間に、摩擦部材２としてＭ２２の摩擦接合用平座金、ハイテンＰＷ２２（大きさ、厚み５．５ｍｍ、外径４３．８ｍｍ、内径２４．２ｍｍ）を、添接板１と強化ガラス板Ｇとの間に、摩擦部材２として呼び径がＭ３０の摩擦接合用平座金ハイテンＰＷ３０（大きさ、厚み５．８ｍｍ、外径５７．４ｍｍ、内径３３．２ｍｍ）を用いて、強化ガラス板Ｇに開けた穴にＭ２２高力ボルト３を貫通させて、トルクレンチを用いて６５０Ｎ−ｍのトルクで、軸力が２２６ｋＮになるように高力６角ボルト用ナット４で締め付け、強化ガラスＧと添接板１にあけた４ヶ所の穴を摩擦部材２である座金を介して摩擦接合した。
【００５５】
次に、こうして得られたリブガラスを、強化ガラス板Ｇの厚み方向の面下部を、図６に示すように、図示しない油圧式ジャッキにて１０ｋＮの力に及ぶまで矢印方向に加力したが、強化ガラス板Ｇは破損しなかった。即ち、１０ｋＮの矢印方向の加力に耐え得るリブガラスが得られた。
（万能材料試験機によるガラス板の加圧試験）
強化ガラス板Ｇ、フロート法で製造後、何ら強化処理を行っていない生板ガラスを用い、ガラス板をボルト３、ナット４で締め付けた際のガラス板が破壊される虞がないか確認するための万能材料試験機（株式会社オリエンテック製、型番、ＵＣＴ−３０）によるガラス板の加圧試験を行った。ボルト３には、中山三星建材株式会社製の、低炭素ボロン鋼からなる高力６角ボルト３で、ボルトの機械的性質による等級がＦ１０Ｔの市販品を用い、ナット４には、中山三星建材株式会社製の構造用炭素鋼からなる高力ボルト用ナット４で、ナットの機械的性質による等級がＦ１０の市販品を用いた。
【００５６】
図２は、万能材料試験機によるガラス板の加圧試験を説明するための説明図である。図２に示すように、中央部に径、２０．０ｍｍの穴を開けた呼び厚み、１２ｍｍ、実測で板厚、１１．６ｍｍ、大きさ、３５０．０ｍｍ×３５０．０ｍｍの強化ガラス板Ｇにあけた穴部の上に、呼びＭ２４の摩擦接合用平座金ハイテンＰＷ２４（大きさ、厚み５．５ｍｍ、外径４７．６ｍｍ、内径２５．２ｍｍ）を摩擦部材２として用い、強化ガラス板Ｇにあけた径２０．０ｍｍ穴が、前記平座金の内径２５．２ｍｍの穴とが重なるように置き、万能材料試験機の押さえ金具５と受け金具６との間に挟んだ状態で万能材料試験機を操作し加圧して２５０ｋＮの圧縮力を、平座金を介して強化ガラス板Ｇに加えたが、強化ガラス板Ｇは破壊しなかった。更に、同様の強化ガラス板Ｇを２枚用意し、同様に万能材料試験機によるガラスの加圧試験を行ったが、２枚ともに破壊しなかった。
【００５７】
次いで、前記強化ガラス板Ｇに替えて、中央部に径、２０．０ｍｍの穴を開けた板厚、１１．６ｍｍ、大きさ、３５０．０×３５０．０ｍｍのフロート法にて製造後、何ら強化処理を行っていない３枚の生板ガラスを用い、同様に万能材料試験機によるガラスの加圧試験を行った。生板ガラスを加圧する力が個々１３４ｋＮ、１８４ｋＮ、２０３ｋＮに達した際に生板ガラスに亀裂が発生した。生板ガラスは、加圧１３４ｋＮで亀裂が発生したことより、本発明の強化ガラスの接合方法に使用するには不適であった。
（各種座金を用いた際のガラスの破壊強度試験）
次いで、各種座金２を用いた際のガラスの破壊強度試験を行った結果について説明する。表１に座金の種類を示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
表１に示すように、摩擦部材２として使用した各種座金は、実施例５に示した呼び径、Ｍ２２高力ボルト用座金、即ち、機械構造用炭素鋼の厚み５．５ｍｍ、外径４３．５ｍｍ、内径、２３．３ｍｍの座金、実施例６に示した呼び径、Ｍ２４高力ボルト用座金、即ち、機械構造用炭素鋼製の厚み、５．５ｍｍ、外径、４７．６ｍｍ、内径、２５．２ｍｍの座金、実施例７に示したステンレス鋼製の厚み、４．０ｍｍ、外径３９．０ｍｍ、内径、２５．０ｍｍの座金、実施例８に示した焼入れをした鋼鉄製の厚み、１０．０ｍｍ、外形は５０．０ｍｍ角の正方径であり、あけた穴は円形で径は１７．０ｍｍ、言い換えれば、内径、１７．０ｍｍの座金、比較例１に示した呼び径、Ｍ２４ボルト用座金、即ち、ステンレス鋼製の厚み、２．９ｍｍ、外径、４７．９ｍｍ、内径、２５．７ｍｍの座金、比較例２に示したボルト呼び径、Ｍ２２ボルト用の焼入れをしていない軟鋼製の厚み、４．１ｍｍ、外径、３８．７ｍｍ、内径、２４．８ｍｍの座金の６種類である。
【００６０】
図７に示すように、中央部に径、２０．０ｍｍの孔を開けた板厚、１１．６ｍｍ、大きさ、３５０．０×３５０．０ｍｍの強化ガラス板Ｇにあけた径、２０．０ｍｍの穴の上に上述の摩擦部材２としての６種類の座金と、ボルト呼び径、Ｍ１６ボルト用の座金７を重ねておき、長さ８０．０ｍｍのＳＵＳ６３０鋼製のボルト呼び径、Ｍ１６の高力６角ボルト３（光精工株式会社製、商品名、Ｆ１０ＴＭ１６）を通し高力ボルト用ナット４（光精工株式会社製、商品名、Ｆ１０Ｍ１６）と螺合した。尚、高力ボルトナットを締め付けた際の軸力は、高力ボルト用ナット４側の座金を２枚用い、軸力センサーであるロードワッシャー８（日本キスラー株式会社製、商品名、ロードワッシャー９０４１Ａ）を座金の間に挟み込み、ロードワッシャー８にケーブルにて図示しない軸力計（日本キスラー株式会社製、商品名、チャージメーター５０１５Ａ１０１０）を取り付けて測定した。
【００６１】
上述の６種類の座金を使用し、図３に示した状態で強化ガラス板Ｇを貫通した高力６角ボルト３の頭を万力で固定し、締め付けトルクを３００Ｎ−ｍに設定したトルクレンチにて高力ボルト用ナット４を締め付けた。軸力計にて軸力を測定したところ、軸力は１１８ｋＮであった。
【００６２】
上述の６種類の座金に関し、軸力は１１８ｋＮとなるように高力６角ボルト用ナットを締め付けて、強化ガラス板Ｇの破棄強度試験を複数回行った結果、摩擦部材２に実施例５〜８に示した座金を用いた場合、強化ガラス板Ｇにクラックが発生することがなく、座金の変形も見られなかった。しかしながら、比較例１に示しに示したステンレス鋼製の厚み、２．９ｍｍ、外径４７．９ｍｍ、内径、２５．７ｍｍの座金を用いた場合には、強化ガラス板Ｇにあけた穴よりクラックが入った。このことは、比較例１に示した座金が厚み２．９ｍｍで薄いために、強化ガラス板Ｇと該座金との接触部に均等に軸力が加わらず、穴部付近に局所的に軸力が加えられたことによると考えられる。このことを裏づけるように、比較例２に示した焼入れをしていない軟鋼製の厚み、４．０ｍｍ、外径、３８．７ｍｍ、内径、２４．８ｍｍの座金を使用した場合、強化ガラス板Ｇの破損は見られなかったが、強化ガラス板Ｇの破壊強度試験を５回行ったところ、穴付近で０.２ｍｍ〜０.５ｍｍ程、強化ガラス板Ｇ側に接触座金２が凹み変形した。摩擦部材２に用いた座金の種類には関係なく、厚み、３．０ｍｍ未満では、強化ガラス板Ｇが破損する問題のあることを確認した。
【００６３】
摩擦部材２に用いる座金の厚みが、３．５ｍｍ以上、更に、好ましくは、４．０ｍｍ以上あれば、トルクレンチで軸力１１８ｋＮに強化ガラス板Ｇを締め付けても、均等に軸力が強化ガラス板Ｇに加わり、強化ガラス板Ｇが割れる懸念が少ない。また、焼入れしていない軟鋼製の座金を摩擦部材２に用いた場合では、焼き入れをしていない軟鋼製の座金が長期使用等において軸力により変形し軸力が低下することが懸念され、リブガラスの接合部材としての耐久性に乏しい。
（万能材料試験機による引っ張り試験）
次いで、摩擦部材２として用いる前述６種類の座金のうち、実施例６に示した機械構造用炭素鋼製の厚み、５．５ｍｍ、外径、４７．６ｍｍ、内径、２５．７ｍｍの座金、実施例７に示したステンレス鋼製の厚み、４．０ｍｍ、外径３９．０ｍｍ、内径、２５．０ｍｍの座金、実施例８に示した焼入れをした鋼鉄製の厚み、１０．０ｍｍ、外形は５０．０ｍｍ角の正方径、外形は５０．０ｍｍ角の正方径であり、あけた穴は円形で径は１７．０ｍｍ、言い換えれば、内径１７．０ｍｍの座金を介して、強化ガラス板Ｇに空けた穴に高力６角ボルト３を貫通させて、３００Ｎ−ｍの締め付けトルクでトルクレンチにより、軸力、１１８ｋＮになるように高力６角ボルト用ナット４で締め付け固定した試験片の万能材料試験機での引っ張り試験を行い、摩擦部材２である座金と強化ガラス板Ｇが滑って当たり、強化ガラス板Ｇにクラックが発生した際の破壊荷重を測定した。尚、引っ張り試験に際して、高力６角ボルト３はボルト締め付け金具にあけた穴に通した。
【００６４】
万能材料試験機試験は株式会社オリエンテック社製 型式、ＵＣＴ−１０Ｔを用い、図５の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、高力６角ボルト３をボルト引っ張り金具９にあけた穴に通した後、軸力、１１８ｋＮになるようにナット４を締め付けて接合し、ガラス引っ張り金具１０を図示しない万能材料試験機ロードセルに連結し、図５の（Ｂ）に示すように、ガラス引っ張り金具１０に強化ガラス板Ｇを挟みこんで固定し、ボルト引っ張り金具９を図示しない万能材料試験機固定金具に連結した。万能材料試験機ロードセルにより矢印方向に引っ張り、摩擦部材２である座金と強化ガラス板Ｇが滑って当たり、強化ガラス板Ｇである強化ガラス板Ｇにクラックが発生した際の破壊荷重を測定した。
【００６５】
表１に示すように、実施例５〜８に示した座金を用いた全ての場合において、一般的に金属の摩擦接合で好ましいとされる破壊荷重３０ｋＮを上回り、いずれも良好な結果を得た。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の穴の開いた強化ガラス板を、添接板および摩擦部材としての座金を用い、両側からボルト３およびナット４で締め付ける接合方法で強化ガラス板を接合することにより、長い方立てガラス、言い換えれば、長い、リブガラスが提供される。
【００６７】
また、リブガラスに取り付けた接触金具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高まる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の強化ガラス板の接合方法によるリブガラスの説明図であり、（Ａ）がリブガラスを正面ら見た図、（Ｂ）が側面から見た図である。
【図２】万能材料試験機によるガラスの加圧試験を説明するための説明図である。
【図３】強化ガラスと添接板とを摩擦部材を介し摩擦接合したときの側面図である。
【図４】図３を万能材料試験機にて引っ張り試験をした際の平面図である。
【図５】万能材料試験機にて引っ張り試験をした際の側面図であり、（Ａ）が高力６角ボルト引っ張り金具の側面図、（Ｂ）がガラス引っ張り金具の側面図である。
【図６】本発明の強化ガラス板の接合方法により添接板と強化ガラスとを接合したリブガラスの一例の説明図であり、（Ａ）がリブガラスを正面から見た図、（Ｂ）が側面から見た図である。
【図７】万能材料試験機によるガラス板の加圧試験を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ｇ 強化ガラス板
１ 添接板
２ 摩擦部材
３ ボルト（高力６角ボルト）
４ ナット（高力６角ボルト用ナット）
５ （万能材料試験機の）押さえ金具
６ （万能材料試験機の）押さえ金具
７ 呼び径、Ｍ１６ボルト用の座金
８ ロードワッシャー
９ ボルト引っ張り金具
１０ ガラス引っ張り金具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化ガラス板の接合方法において、その接合部が強化ガラス板を両側から添接板で摩擦部材を介して挟んでなり、強化ガラス板と添接板とにボルト挿入用の穴をあけ貫通させたボルトおよびナットにて締め付けることにより強化ガラス板と摩擦部材とに生じる摩擦力で添接板を介して強化ガラス板同士を接合する摩擦接合であることを特徴とする強化ガラス板の接合方法。
【請求項２】
接合部が強化ガラス板を両側から添接板で摩擦部材を介して挟んでなり、強化ガラス板と添接板とにボルト挿入用の穴をあけ貫通させたボルトおよびナットにて締め付けることにより強化ガラス板と摩擦部材とに生じる摩擦力で強化ガラス板と添接板を接合することを特徴とする強化ガラス板の接合方法。
【請求項３】
ボルトおよびナットが、ＪＩＳ−Ｂ１１８６−１９７９に準拠した高力６角ボルトおよび高力６角ナットであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の強化ガラス板の接合方法。
【請求項４】
前記強化ガラス板が板厚、９．０ｍｍ以上、１９．０ｍｍ以下であり、前記ボルトで締め付けた際の軸力が６０ｋＮ以上、３００ｋＮ以下であること特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の強化ガラス板の接合方法。
【請求項５】
前記強化ガラス板が強化ガラスを用いた合わせガラス構造であることを特徴とする請求項1乃至請求項４のいずれか１項に記載の強化ガラス板の接合方法。
【請求項６】
接合する強化ガラス板に少なくとも２以上のボルト挿入用の穴加工をし、前記添接板に４ヶ所以上の穴加工してある添接板を用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の強化ガラス板の接合方法。
【請求項７】
前記添接板と強化ガラス板に介在させる摩擦部材が、ボルトに挿通させた接触座金であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の強化ガラス板の接合方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求７のいずれか１項に記載の強化ガラスの接合方法により接合された強化ガラス板からなるリブガラスを用いたリブガラススクリーン。
【請求項１】
強化ガラス板の接合方法において、その接合部が強化ガラス板を両側から添接板で摩擦部材を介して挟んでなり、強化ガラス板と添接板とにボルト挿入用の穴をあけ貫通させたボルトおよびナットにて締め付けることにより強化ガラス板と摩擦部材とに生じる摩擦力で添接板を介して強化ガラス板同士を接合する摩擦接合であることを特徴とする強化ガラス板の接合方法。
【請求項２】
接合部が強化ガラス板を両側から添接板で摩擦部材を介して挟んでなり、強化ガラス板と添接板とにボルト挿入用の穴をあけ貫通させたボルトおよびナットにて締め付けることにより強化ガラス板と摩擦部材とに生じる摩擦力で強化ガラス板と添接板を接合することを特徴とする強化ガラス板の接合方法。
【請求項３】
ボルトおよびナットが、ＪＩＳ−Ｂ１１８６−１９７９に準拠した高力６角ボルトおよび高力６角ナットであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の強化ガラス板の接合方法。
【請求項４】
前記強化ガラス板が板厚、９．０ｍｍ以上、１９．０ｍｍ以下であり、前記ボルトで締め付けた際の軸力が６０ｋＮ以上、３００ｋＮ以下であること特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の強化ガラス板の接合方法。
【請求項５】
前記強化ガラス板が強化ガラスを用いた合わせガラス構造であることを特徴とする請求項1乃至請求項４のいずれか１項に記載の強化ガラス板の接合方法。
【請求項６】
接合する強化ガラス板に少なくとも２以上のボルト挿入用の穴加工をし、前記添接板に４ヶ所以上の穴加工してある添接板を用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の強化ガラス板の接合方法。
【請求項７】
前記添接板と強化ガラス板に介在させる摩擦部材が、ボルトに挿通させた接触座金であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の強化ガラス板の接合方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求７のいずれか１項に記載の強化ガラスの接合方法により接合された強化ガラス板からなるリブガラスを用いたリブガラススクリーン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２５０３４５（Ｐ２００６−２５０３４５Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５０５４８（Ｐ２００５−３５０５４８）
【出願日】平成１７年１２月５日（２００５．１２．５）
【出願人】（０００００２２００）セントラル硝子株式会社 (1,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月５日（２００５．１２．５）
【出願人】（０００００２２００）セントラル硝子株式会社 (1,198)
【Ｆターム（参考）】
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