(57)【要約】【課題】接着剤のみで部材同士を接合することで、コストの低減を図るようにした。【解決手段】接合構造１は、隣接する鋼管矢板の継手管３，３同士の隙間Ｓを、止水ゴム板１０を継手管３に接合することで塞ぐものである。接合構造１は、止水ゴム板１０に形成した貫通孔１１と、止水ゴム板１０及び継手管３を接合位置に配置させた状態で、貫通孔１１に接着剤１２Ａを充填して硬化させてなる硬化充填部１２とを備え、硬化充填部１２は、その接合面で継手管３に接合し、接合面と反対側の面に貫通孔１１の孔径より大きな外径の拡径部１２ａを形成している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の部材と他方の部材の部材同士の接合構造であって、
前記一方の部材には、前記他方の部材側の面から前記他方の部材側とは反対側の外面に至る貫通孔が形成され、
前記貫通孔部分が前記他方の部材との接合位置に配置されるとともに前記貫通孔内に硬化性接着剤が充填されて充填部が形成され、
前記充填部は、前記他方の部材に接着された接着面と、前記一方の部材の外面側に拡径部とを有していることを特徴とする部材同士の接合構造。
【請求項２】
前記一方の部材の外面側の貫通孔端部に切欠部が形成され、前記貫通孔内切欠部に硬化性接着剤が充填されて充填部の拡径部とされていることを特徴とする請求項１に記載の部材同士の接合構造。
【請求項３】
前記拡径部が、前記一方の部材の外面側に設けられて前記充填部に接着された拡径補強部材によって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の部材同士の接合構造。
【請求項４】
前記一方の部材は弾性力を有してなり、
前記一方の部材の一端に前記充填部が形成され、
前記一方の部材の他端が、前記弾性力によって前記他方の部材又は第三の部材に当接していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の接着剤を用いた接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材同士を接合する接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、河川、港湾における締切工のように鋼管矢板の用途が仮設工事である場合、複数の鋼管矢板を連結配置させ、その鋼矢板同士の連結部をなす継手管内に袋体（グラウトジャケット）を入れてその中にモルタルを充填する方法により施工されている。一方、鋼管矢板を橋脚基礎、すなわち本設構造物として構築する場合には、隣接する鋼管矢板同士の継手部分に確実にモルタルを充填させる必要があり、上記グラウトジャケットではその充填性が不十分であることから一般的には使用されていない。そのため、この場合には、継手部分に直接モルタルを充填して鋼管矢板の連結を図る方法が行われている。
継手管は、パイプ形状をなし、その管軸方向にスリットが形成され、互いのスリットを嵌め合わせることで連結する構造である。そして、連結した継手管のスリット部には隙間が形成されるため、モルタルの充填前に、その隙間を外側から塞ぐように、鉄板やゴム部材などの止水板を溶接やボルトなどによって取り付ける作業が行なわれている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１は、鋼管矢板の継手管のスリット部付近にボルト孔を開け、同様に鉄板やゴム板などの止水板にもボルト孔を形成させ、両部材（継手管、止水板）をボルトで固定する構造のものである。また、継手管の表面に防食塗装が施されている場合においては、継手管にボルト孔を設けない方法とされ、具体的には防食塗装面の一部を削って別の部材を溶接で固定し、その別の部材に止水板を取り付ける止水構造とするものである。
【特許文献１】特開２００２−１０５９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１は、防食塗装されている部材（継手管）の場合、溶接箇所の塗装を除去するという手間と時間がかかる作業が発生するといった問題があった。そのうえ、止水板は別の部材を介して継手管に取り付けられることになり、部材のコストが増大する構造になっていた。
また、防食塗装されるような部材では、ボルト孔を開けると、その孔から腐食が進行するため、ボルト接合を採用しにくいといった欠点があった。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、接着剤のみで部材同士を接合することで、コストの低減を図るようにした接着剤を用いた接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る部材同士の接合構造では、一方の部材と他方の部材の部材同士の接合構造であって、一方の部材には、他方の部材側の面から他方の部材側とは反対側の外面に至る貫通孔が形成され、貫通孔部分が他方の部材との接合位置に配置されるとともに貫通孔内に硬化性接着剤が充填されて充填部が形成され、充填部は、他方の部材に接着された接着面と、一方の部材の外面側に拡径部とを有していることを特徴としている。
本発明では、一方の部材の接合面を他方の部材に接触させた状態で配置し、硬化性接着剤を一方の部材に形成した貫通孔に充填させると、所定時間後に硬化して充填部が形成される。そして、充填部は、その接着面が他方の部材に接着して一体化され、接合面とその反対側の面には拡径部が形成される。そのため、一方の部材は、充填部の拡径部によって他方の部材に押え付けられた状態で接合されることになる。
【０００６】
また、本発明に係る部材同士の接合構造では、一方の部材の外面側の貫通孔端部に切欠部が形成され、貫通孔内切欠部に硬化性接着剤が充填されて充填部の拡径部とされていることが好ましい。
本発明では、例えば拡径部と接する貫通孔の箇所に切欠部を設けることで、充填部の拡径部を大きくすることができる。
【０００７】
また、本発明に係る部材同士の接合構造では、拡径部が、一方の部材の外面側に設けられて充填部に接着された拡径補強部材によって形成されていることが好ましい。
本発明では、充填部の拡径部が拡径補強部材に接着するため、この拡径補強部材を介して両部材を一体となるように接合させることができる。
【０００８】
また、本発明に係る部材同士の接合構造では、一方の部材は弾性力を有してなり、一方の部材の一端に充填部が形成され、一方の部材の他端が、弾性力によって他方の部材又は第三の部材に当接していることが好ましい。
本発明では、例えば他方の部材と第三の部材との間に隙間ある場合に、一方の部材の一端が充填部により他方の部材に接合し、一方の部材の他端が第三の部材に当接しているため、一方の部材で他方の部材と第三の部材との両者間の隙間を塞ぐことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の部材同士の接合構造によれば、一方の部材が接着剤に接着しにくいゴムなどの材料であっても、他方の部材が接着剤と接着する材料であれば、両部材同士を硬化した充填部を介して接合することができる。
そのため、従来のように両部材に貫通孔を開けることなく、一方の部材に貫通孔を設けるだけの構造となり、ボルト孔を形成するなどの加工を削減できるうえ、溶接も不要となる接合構造であることから、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の第一の実施の形態による部材同士の接合構造について、図１乃至図４に基づいて説明する。
図１は本発明の第一の実施の形態による嵌合状態にある継手管を示す部分斜視図、図２は図１に示す継手管のＡ−Ａ断面図、図３は図２に示した連結止水構造の拡大図、図４は図３に示した止水ゴム板と継手管との接合状態の拡大図である。
【００１１】
図１に示すように、本第一の実施の形態による接合構造１は、例えば複数の鋼管矢板２を用い、隣接する鋼管矢板２、２の継手管３、３同士を連結させて地盤中に打設し、それら継手管３、３内にモルタル材４を充填して構築される橋脚基礎の建設工事に採用される。その橋脚基礎は、鋼管矢板２において海底地盤Ｇより浅い部分を本設構造物とする場合を対象としている。
【００１２】
そして、鋼管矢板２，２同士を連結する連結止水構造Ｔは、隣接する鋼管矢板２、２が連結された状態で継手管３、３の管軸方向に延在するスリット部３ａ、３ａに生じている２箇所の隙間Ｓ、Ｓを、各継手管３の外側から取り付けられた止水ゴム板１０で止水する構造となっている（図２参照）。
なお、止水ゴム板１０が本発明の「一方の部材」に相当し、継手管３が「他方の部材」に相当する。
【００１３】
ここで、鋼管矢板２及び継手管３の構成ついて説明する。
図２に示すように、継手管３は、管軸方向に沿ってスリット３ａが形成された小径の円形鋼管をなしている。鋼管矢板２は、その両側面に継手管３、３を取り付けた継手構造となっている。なお、継手管３の外周面３ｂには、防食被覆などが施されてなる塗料層３Ａ（図３参照）が形成されている。
隣接する鋼管矢板２、２同士は、一方の継手管３（必要に応じて符号３１とする）に形成されたスリット３ａに、他方の継手管３（必要に応じて符号３２とする）の一部が嵌合するようにして連結される。そのとき、上述したように継手管３、３が嵌合したスリット３ａには隙間Ｓが生じる。この隙間Ｓを外側から塞ぐために、図３に拡大して示したような継手管３の管軸方向に細長い形状をなす止水ゴム板１０が継手管３のスリット３ａの近傍の外周面３ｂに接合される構成となっている。
なお、本第一の実施の形態では、他方の継手管３２は、本発明の「第三の部材」に相当する。
【００１４】
そして、図１に示すように、鋼管矢板２の施工にあたっては、隣接する鋼管矢板２、２の互いの継手管３、３のスリット３ａ、３ａ部分を嵌め合わせて順次鋼管矢板２を所定形状の内部空間を形成するように地盤中に打設した後、その継手管３内の土砂を掘削、排土し、継手管３内の清掃を行い、継手管３内にモルタル４を充填して鋼管矢板２の連結を図るものである。
【００１５】
図３に示す止水ゴム板１０は、鋼管矢板２（図１参照）を打設する前にあらかじめ継手管３１の所定位置にその一端を取り付けておき、鋼管矢板２の打設に伴い、継手管３１、３２がスリット３ａで嵌合するのと同時に継手管３の止水を果たすことができるようになっている。
この止水ゴム板１０には、例えば天然ゴムなどの材料が使用され、十分な剛性を有し、その弾性力によって嵌合状態にある他方の継手管３２の外周面３ｂにその他端が当接して確実に密着するようになっている。
【００１６】
次に、止水ゴム板１０を継手管３に取り付けるための接合構造１の構成について詳細に説明する。
図４に、止水ゴム板１０（一方の部材）と継手管３（他方の部材）との接合構造１を示す。止水ゴム板１０の短手方向の一端で所定箇所には、止水ゴム板１０の継手管３側の面（接合面）１０ｂから継手管３とは反対側の面（外面）１０ａに至る貫通孔１１が形成されている。そして、貫通孔１１部分が継手管３との接合位置に配置されるとともに貫通孔１１内に硬化性接着剤１２Ａが充填され硬化充填部（充填部）１２形成されている。充填部１２の下面は継手管３に接着されて接着面１２ｂとなっている。
貫通孔１１は、止水ゴム板１０の長手方向に所定の間隔を持って複数形成されている。なお、貫通孔１１の大きさや形状は任意である。
【００１７】
そして、貫通孔１１の軸方向両端部（止水ゴム板１０の外面１０ａ側、接合面１０ｂ側）には、貫通孔１１を斜めに拡げるように、即ち貫通孔１１の孔径Ｄ１の端部を拡径するようにしてテーパ状の切欠部１１ａ、１１ｂ（孔径Ｄ２の外面側切欠部１１ａ、接合面側切欠部１１ｂ）が形成されている。
外面側切欠部１１ａの形成により、硬化充填部１２は、止水ゴム板１０の継手管３への接合面とは反対側の面(外面)１０ａ側に、貫通孔１１の孔径Ｄ１より大きな外径Ｄ２をなすボルトの頭部形状の拡径部１２ａが形成される。
また、接合面側切欠部１１ｂの形成により、硬化充填部１２の接着面１２ｂ側も拡径部となり、継手管３の外周面３ｂとの接着面積を大きくしている。
【００１８】
接着剤１２Ａとして、エポキシ系の材料、例えば「トーホーダイト（登録商標）ＣＦ５Ｐ」や「トーホーダイト（登録商標）ＡＣ４０６Ｔ」（東邦アーステック社製）などが採用される。このような接着剤１２Ａは、防食塗装などの表面の被覆の有無に関係なく、硬い部材（本実施の形態では継手管３が対象）に対する接着性が高い。
【００１９】
図４に示すように、このような接着剤１２Ａは、貫通孔１１に充填されると、所定時間後に硬化して硬化充填部１２を形成する。また、硬化充填部１２は、その接着面１２ｂが継手管３（塗料層３Ａ）の外周面３ｂに接着し、継手管３と一体化されている。
このように、硬化充填部１２は、図４に示すように略ボルト形状に形成される。そのため、止水ゴム板１０は、硬化充填部１２の拡径部１２ａによって継手管３に押え付けられた状態で接合されることになる。また、突出部１２ｃが形成されていることにより、接合がより確実になる。
【００２０】
また、図３に示すように、止水ゴム板１０の他端１０ｃは、他方の継手管３２に接合されていないが、止水ゴム板１０の弾性による付勢力により継手管３２に押し付けられた状態となる。
このようなことから、例えば止水ゴム板１０と接着剤１２Ａ（硬化充填部１２）とが互いに接着しにくい場合であっても、硬化充填部１２を介して止水ゴム板１０を継手管３に固定することができる。そのため、このような連結止水構造Ｔを構成することで、隙間Ｓ、Ｓが塞がれて継手管３、３の内側に充填されるモルタル４（図１参照）が外側に漏出することを防ぐことができる。
【００２１】
なお、図１に示すように、このように構成される止水構造１０は、予め、例えば工場などにおいて、所定の形状で且つ所定の間隔で複数の貫通孔１１、１１、…が形成された止水ゴム板１０を継手管３のスリット３ａに沿うように配置し、貫通孔１１、１１、…に接着剤１２Ａを充填して接合しておく。そして、鋼管矢板２を打設する現場において、隣接する双方の継手管３，３を嵌合させることで隙間Ｓ、Ｓが塞がれた状態となり、その後、モルタル材４を継手管３内に充填して施工が完了することになる。
したがって、従来のように継手管同士を水中溶接するような施工が不要となり、現場における施工が簡略化でき、作業時間の短縮を図ることができる。
【００２２】
上述のように本第一の実施の形態による部材同士の接合構造では、止水ゴム板１０が接着剤１２Ａに接着しにくいゴムなどの材料であっても、継手板３が接着剤１２Ａと接着する材料であれば、両部材１０、３同士を硬化充填部１２を介して接合することができる。
そのため、従来のように両部材に貫通孔を開けることなく、一方の部材に貫通孔を設けるだけの構造となり、他方の部材にボルト孔を形成するなどの加工を削減できるうえ、溶接も不要となる接合構造であることから、コストの低減を図ることができる。
【００２３】
次に、本発明の第一の実施の形態の第一乃至第三変形例、および第二の実施の形態について、図５乃至図７に基づいて説明するが、上述の第一の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一の実施の形態と異なる構成について説明する。
先ず、図５（ａ）、（ｂ）は接合構造の変形例を示す図であって、図３に対応する図である。
図５（ａ）に示す第一変形例は第一の実施の形態の貫通孔１１にテーパ状の切欠部１１ａ、１１ｂ（図４参照）を形成しないで、止水ゴム板１０の外面１０ａ側に突出させて貫通孔１１よりも大径の拡径部１２ａが形成された硬化充填部１２による接合構造であり、図５（ｂ）に示す第二変形例は接合面側切欠部１１ｂがなくかつ外面側切欠部１１ａの形状が段状をなして拡径されており、それに合わせて拡径部１２ａが形成された硬化充填部１２による接合構造である。
このように、切欠部１１ａ、１１ｂの有無、形状の相異により、形成される第一及び第二変形例による硬化充填部１２も夫々形状が異なることになるが、第一の実施の形態と同様に両部材（止水ゴム板１０と継手管３）同士を接着剤１２Ａのみで接合することができる。
【００２４】
また、図６は第一の実施の形態の第三変形例による接合構造を示す図であって、図４に対応する図である。
図６に示すように、第三変形例による接合構造１は、止水ゴム板１０の外面１０ａ側に、断面視略矩形状の拡径補強部材５を環状に設けたものである。拡径補強部材５の材質は接着剤１２Ａと接着しやすい部材とされる。そして、拡径補強部材５は、環状内周部の一方の辺５ａを充填部１２の拡径部１２ａの外周に合わせ、拡径補強部材５の環状内周部５ａと充填部１２（拡径部１２ａの外周）に接着されている。そして底面５ｂを接着剤やボルトなどの固着手段によって止水ゴム板１０の外周面１０ａに固定させている。
本第三変形例によれば、硬化充填部１２の拡径部１２ａと拡径補強部材５とが接着されてさらに大きな拡径部１２ａ´となっている。なお、本第三変形例において、拡径補強部材５の内周部５ａの径の大きさは、外周部５ｃの大きさが貫通孔の径より大径である限り、貫通孔より大径でなくてもよい。拡径補強部材５の外周部５ｃが貫通孔の径より大径であれば、拡径補強部材５そのものが拡径部１２ａになる。さらに、本第三変形例において、止水ゴム１０の貫通孔１１には外面側切欠部１１ａが形成されていないが、外面側切欠部１１ａを形成するようにしてもよい。
なお、上記の第一の実施の形態及びその変形例において接合面側切欠部１１ｂの形成は接着強度との関係で決まるものであり、必要接着強度が得られれば接合面側切欠部１１ｂはなくてもよいし、必要接着強度が得られなければ、接合面側切欠部１１ｂを形成することになる。
【００２５】
次に、図７は本発明の第二の実施の形態による止水構造の継手管同士の嵌合前の状態を示す図、図８は継手管同士を嵌合させた状態を示す図である。
図７に示すように、第二の実施の形態では、第一の実施の形態の止水ゴム板１０（図２参照）に代えて湾曲止水板２０（本発明の「一方の部材」に相当する）を設けたものである。この湾曲止水板２０は、厚さの薄い鉄板などからなり、一端２０ａが第一の実施の形態と同様に硬化充填部１２によって継手管３に固定され、他端の湾曲端部２０ｂが継手管３１側に湾曲している。
本第二の実施の形態においては、湾曲止水板２０と継手管３との接合構造は、上記の第１の実施の形態及び変形例を採用しているので説明を省略する。また、湾曲止水板２０を鉄板でなく第一の実施の形態及びその変形例のようにゴム製にしてもかまわない。
そして、図８に示すように、継手管３１、３２を嵌合状態とさせると、湾曲端部２０ｂがさらに硬化充填部１２側へ湾曲し、湾曲止水板２０の表面が継手管３の外周面３ｂに当接した状態となる。
このとき、湾曲止水板２０の弾性による付勢力によって、湾曲止水板２０の湾曲端部２０ｂに継手管３２に押し付ける方向の押圧力がかかる。そして、押圧力がかかると、継手管３と湾曲止水板２０との間に摩擦力が作用することから、湾曲端部２０ｂが継手管３に対して外側に滑って折り返しが解除されるようなことはない。このように、湾曲止水板２０で継手管３への当接状態を維持できるので、継手管３内に充填されるモルタル４（図１参照）が漏出することがなくなる。
なお、湾曲端部２０ｂの折り返し部分(継手管３に当接する部分)は、摩擦力を高めるため止水が確保できる範囲で粗面とすることが好ましい。
【００２６】
以上、本発明による部材同士の接合構造の第一及び第二の実施の形態、第一乃至第三変形例について説明したが、本発明は上記の第一及び第二の実施の形態、第一乃至第三変形例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では接合対象となる部材として、止水ゴム板１０（湾曲止水板２０）と継手管３としているが、これらの材料、形状に限定されることはない。要は、接合する部材の少なくとも一方が接着剤１２Ａに接着可能な材質であればよいのである。また、接合構造を適用する用途についても、本実施の形態では橋脚基礎としているが、これに限らず、また建設工事に限定されず構造物の接合構造に用いることができる。とくに、一方の部材がゴム材料などで、接着剤との接着が不十分な場合に効果的とされる。
また、硬化充填部１２の形状は、実施の形態や変形例に示した形状に限定されることはなく、要は、拡径部１２ａによって止水ゴム板１０や湾曲止水板２０を継手管３に押し付けるようにして固定できる構造となればよいのである。
そのため、例えば、本第一の実施の形態における拡径部１２ａの突出部１２ｃ、本第一の実施の形態の第二変形例における拡径部１２ａの突出部１２ｃについては、必ずしも形成する必要がなく、止水ゴム板１０の外面とほぼ面一になるような拡径部１２ａにしてもよい。
また、図示はしないが、止水ゴム板１０と継手管３との接合において、双方の部材の間に貫通孔付きの中間部材を介在させ、止水ゴム板１の貫通孔と中間部材の貫通孔の内部に硬化性接着剤１２Ａを充填して硬化充填部１２と継手管３とを接着させることでもよい。この場合、止水ゴム板１０の外面側に硬化充填部１２の拡径部１２ａが形成され、中間部材とともに止水ゴム板１０が継手管３に接合される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一の実施の形態による嵌合状態にある継手管を示す部分斜視図である。
【図２】図１に示す継手管のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２に示した連結止水構造の拡大図である。
【図４】図３に示した止水ゴム板と継手管との接合状態の拡大図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は接合構造の変形例を示す図であって、それぞれ図３に対応する図である。
【図６】第一の実施の形態の第三変形例による接合構造を示す図であって、図４に対応する図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態による止水構造の継手管同士の嵌合前の状態を示す図である。
【図８】継手管同士を嵌合させた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  接合構造
２  鋼管矢板
３、３１、３２  継手管（他方の部材）
５  拡径補強部材
１０  止水ゴム板（一方の部材）
１１  貫通孔
１１ａ、１１ｂ  切欠部
１２  硬化充填部（充填部）
１２ａ  拡径部
１２Ａ  接着剤
２０  湾曲止水板（一方の部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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