JP6742810B2 - ボルトキャップ - Google Patents

Description

本発明は、建築構造物、特に洋上風力発電施設で用いられるボルトキャップに関する。

近年世界的に自然エネルギー発電の機運が高まり、その一つとして太陽光や地熱、潮力、小規模水力などと並び風力が注目されており、国内でも沿岸部や山間部を中心に風力発電施設の建設が顕著になってきている。

従来、風力発電施設は建設の容易な陸上に建てられていたが、騒音問題、日照問題、用地確保、落雷時や破損時の被害の影響、安定した風力が得にくいなど陸上に建設することが難しくなり、今後はこれらの問題の少ない洋上に建設される事が多くなってくると予想される。

しかし、洋上建設では陸上より潮風が強いことから海塩粒子の付着が多くなり、短時間で金属部品の腐食が進行する一方、洋上拠点には作業者が行きにくくなることからメンテナンスフリー化を求められるため、耐久性向上の観点で陸上建設より防食対策を厳重にしなければならない。

一方で、ボルトの保護においては、建設後の各部の緩み対策からボルトの増し締めを必要とし、その際ボルトの保護具を一旦脱着する必要が生じている。この対策の一つとしてボルトの締結部を防食材質のキャップで覆う、ボルトキャップが有効である。

従来の防食用ボルトキャップは、硬いキャップ内部に接着剤を充填してボルトの締結部全体を覆う方式（特許文献１、特許文献２）や、ボルトの締結部全体を被覆するように樹脂を成型したものを用いる方式（特許文献３）が知られている。

両者を比較すると、ボルトの増し締めによる取り外しの必然性があるためボルトの締結部全体を被覆するように樹脂を成型した特許文献３のボルトキャップがより望ましい。

実開平４−４４５１３号公報 実公平８−３７０１号公報 特開２０１２−１５４３７７号公報

特許文献３のボルトキャップ（防錆キャップ）は、同文献の段落００１２、００１４等で説明されるように、樹脂やゴムなどの素材で形成されており、軟質、硬質のいずれも使用できるとされているが、硬質なものを用いるのが好ましいとされている。また、同文献の段落００２２などでも説明されるように、このボルトキャップは、ボルト・ナット組立体から容易に離脱することがないように取り付けられている。

すなわち、特許文献３のボルトキャップは同文献の各図から明らかなように密閉性が高いため、取付時に内部に溜まった空気が抵抗となり、ボルトキャップ取付に大きな力を要する、或いは、ボルトキャップの正常取付が難しいという問題が発生する可能性がある。また、ボルトの増し締めの際には、ボルトキャップを一旦取り外す必要があるが、ボルトキャップを取り外そうとすると内部が負圧になるため、ボルトキャップの取外しが難しいという問題も発生する。

そこで、本発明は、ボルト締結部に確実に密着させて防食性能を維持しつつ、取り付け、取外しの何れも容易なボルトキャップを提供することを目的とする。

上記課題は、ボルトとナットの締結部を保護する樹脂製のボルトキャップであって、該ボルトキャップ内部と外部を連通する空気連通流路と、該空気連通流路を閉鎖する密閉手段と、を備え、前記密閉手段は、前記ボルトキャップの周囲に巻かれた、薄金属板製または樹脂製のベルトであり、該ベルトを締めることで前記ボルトキャップを変形させ、前記空気連通流路を閉じるボルトキャップによって解決される。

本発明によれば、ボルト締結部に確実に密着させて防食性能を維持しつつ、取り付け、取外しの何れも容易なボルトキャップを提供することができる。

風車におけるフランジ結合部の説明図 フランジ結合部におけるボルト締結部の説明図 ボルト結合部の拡大断面図 実施例１のボルトキャップの斜視図 実施例１のボルトキャップの断面構造 実施例１のボルトキャップの取付模式図 実施例２のボルトキャップの断面構造 実施例３のボルトキャップの断面構造

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

図１に実施例１の風車１００の全体図を示す。ここに示すように、風車１００のハブ２２には三枚一組のブレード２１が取り付けられており、風力を受けることでハブ２２が回転する。ハブ２２の回転はナセル２３内部の発電機に伝えられ発電が行われる。タワー２４は、ハブ２２とナセル２３を支えるものであり、金属製の輪切り状の部品を複数連結して作られているため、部品の結合部であるフランジ結合部２５（点線で示す）が多数存在する。なお、図１では省略しているが、通常のタワー２４は、高さ２ｍ程度の金属製の輪切り状の部品を５０個程度積み重ねたものであるため、通常のタワー２４には５０ヶ所程度のフランジ結合部２５が存在している。

図２にフランジ結合部２５の要部を示す。フランジ結合部２５は円周上に配置された多数のボルト締結部２６を有する。また、図３に各ボルト締結部２６の断面図を示す。ここに示すように、ボルト締結部２６は、上側輪切り状部品の下端に設けられた環状の上部フランジ２７と下側輪切り状部品の上端に設けられた環状の下部フランジ２８の間に樹脂製のＯリングを挟み、これらを貫通させた亜鉛めっき鋼鉄製のボルト１０とナット２９により締結したものである。後述するボルトキャップ１は、ボルト１０とナット２９の結合部のうち上部フランジ２７から上方向に露出した最も腐食しやすいボルト締結部２６を保護するものである。

図４Ａおよび図４Ｂに実施例１のボルトキャップ１の斜視図および断面図を示す。ボルトキャップ１はポリ塩化ビニールなど防水防食性の柔軟材質で構成され、ボルト１０とナット２９の上部フランジ２７から上方向に露出した部位を覆うものである。また、ボルトキャップ１の下端には上部フランジ２７と密着するようにつば２が設けられている。さらに、ナット２９よりも高い位置には、後述するベルト３が外れるのを防止するための突起部５が設けられている。

図４Ａおよび図４Ｂに示す点線は、ボルト１０およびナット２９の周囲に設けられた空気連通流路１１であり、ベルト３を締める前は、ボルト１０の上部空間と外部空間の間を空気が自由に流通する。

また、このボルトキャップ１の突起部５とつば２の間には、薄金属板製または樹脂製のベルト３が巻かれており、図５の下図に示すように、ベルト可変長締め付け器具４でベルト３を締めることで樹脂製のボルトキャップ１を変形させて、空気連通流路１１を閉じることができる。すなわち、本実施例ではボルトキャップ１を変形させるベルト３が空気連通流路１１を閉鎖する密閉手段の機能を担っている。これにより、ボルト１０とナット２９を包む空間はボルトキャップ１により密閉され、金属腐食条件下でもボルト１０とナット２９に腐食は発生しない。

更に、取り付け後にナット２９の増し締めの目的でボルトキャップ１を取り外したい場合は、図５の上図に示すように、ベルト可変長締め付け器具４を緩めてボルトキャップ１の周囲の薄金属板製または樹脂製のベルト３を外し、空気連通流路１１を開く。これによりボルト１０とナット２９を包む空間は開放され、負圧が発生しないので、ボルトキャップ１を容易に取り外すことが出来る。

以上より取り付け時にボルトキャップ内部に空気が溜まって取り付け時に抵抗になることからボルトキャップでは取り付けが難しい、あるいは密閉がきちんと得られないなど、防食の機能に障害が出ることはなくなるという特長を示す。

同時に、増し締めの際一旦ボルトキャップを取り外す必要があるが、取り外し時にボルトキャップ周囲の密閉手段である前記薄金属板製または樹脂製のベルト３をボルトキャップ内側側面がボルトから離れるまで緩めることで、ボルトキャップ内部が負圧になることもなくなり、取り外しが難しいという問題も生じないという特長を示す。

以上で説明したように、実施例１の構成によれば、ベルト３によって自由に開閉できる空気連通流路１１をボルトキャップ１に設けることで、取付後はボルト締結部２６に確実に密着させてボルト締結部２６での防食性能を維持しつつ、増し締めを行う際の取外しの何れも容易なボルトキャップ１を提供することができる。

図６に実施例２のボルトキャップ１の断面図を示す。なお、実施例１と共通する点は説明を省略し、新たに設けた空気抜き１２およびバルブ６を中心に説明を行う。

図６に示すように、実施例２のボルトキャップ１には、ボルト１０およびナット２９との上方空間と外部空間を繋ぐ空気抜き１２が設けられており、バルブ６の操作によって、点線で示した空気連通流路１１を開閉することができる。

すなわち、本実施例では空気抜き１２を閉じるバルブ６が空気連通流路１１を閉鎖する密閉手段の機能を担っており、バルブ６を閉じ、空気抜き１２を通る空気を遮断することで空気連通流路１１を閉じている。これによりボルト１０とナット２９を包む空間は密閉され、金属腐食条件下でもボルト１０とナット２９に腐食は発生しない効果が生じる。

また、取り付け後にナット２９の増し締めの目的でボルトキャップ１を取り外したい場合、バルブ６を緩めて空気抜き１２を通る空気を開放することで空気連通流路１１を開く。これによりボルト１０とナット２９を包む空間は開放され、負圧を発生することなくボルトキャップ１を外すことが出来る。

以上より取り付け時にボルトキャップ内部に空気が溜まって抵抗になることからボルトキャップでは取り付けが難しい、あるいは密閉がきちんと得られないなど防食の機能に障害が出ることはなくなるという特長を示す。

同時に、増し締めの際一旦ボルトキャップを取り外す必要があるが、取り外し時にキャップ頭部のバルブを開くことでボルトキャップ内部が負圧になることもなくなり、取り外しが難しいという問題も生じないという特長を示す。

図７に実施例３のボルトキャップを示す。上記の実施例と共通する点は説明を省略する。本実施例の基本は実施例１のボルトキャップであるが、付随して設置する隙間腐食試験金属片１３を定期的に観察することにより、本実施例のボルトキャップの設置している環境をモニタリングしつつ、ボルト１０とナット２９を保護するという特長を有する。なお、本実施例の構成は一部のボルト締結部２６にボルトキャップ１を取り付け、他のボルト締結部２６にボルトキャップ１を取り付けていない場合に、ボルトキャップ１を取り付けていないボルト締結部２６での腐食の進行を予測できるという点で特に有効である。

ボルトキャップ１はポリ塩化ビニールなど防水防食材質で構成され、ボルト１０とナット２９の上部フランジ２７から上方向に露出した部位を覆う。この時ボルト１０およびナット２９との間に点線で示した空気連通流路１１が介在していることが必須である。またボルトキャップ１と上部フランジ２７はつば２で密着していることが必須である。

次いでボルトキャップ１の周囲に薄金属板製または樹脂製のベルト３を巻き、ベルト可変長締め付け器具４でベルト３を締め、空気連通流路１１を閉じる。これによりボルト１０とナット２９を包む空間はボルトキャップ１により密閉され、金属腐食条件下でもボルト１０とナット２９に腐食は発生しない効果が生じる。

その後、ボルトキャップ１の突起部分に、ボルト１０やナット２９と同じく亜鉛めっき鋼鉄製の隙間腐食試験金属片１３をかぶせ、その上に隙間腐食試験樹脂板１４をかぶせる。図７に示すように、隙間腐食試験金属片１３は隙間腐食試験樹脂板１４よりも大きい部材であり、また、両者間に所定の隙間が設けられている。この構成により、タワー２４内部に侵入し上方から落下した海水が隙間腐食試験金属片１３と隙間腐食試験樹脂板１４の隙間に入り込み、隙間腐食試験金属片１３を腐食させる。すなわち、この隙間腐食試験金属片１３を定期的に観察することで、ボルトキャップ１を取り付けていないボルト締結部２６における腐食の進行を容易に予測することができる。

なお、ここでは、隙間腐食試験金属片１３を亜鉛めっき鋼鉄製としたが腐食が観測できる限り、他の金属材料としても良いことは言うまでもない。また、隙間腐食試験金属片１３の上方に隙間を形成するための隙間腐食試験樹脂板１４を樹脂製としたのは、両者を金属製とすると腐食により両者が一体化してしまうため、隙間腐食を観測したいという本実施例の目的を達成できなくなるからである。

更に取り付け後にナット２９の増し締めの目的でボルトキャップを取り外したい場合、まず隙間腐食試験樹脂板１４、隙間腐食試験金属片１３の順でボルトキャップ１の突起部分から外し、ついでベルト可変長締め付け器具４を緩めてボルトキャップ１の周囲の薄金属板製または樹脂製のベルト３を外し、空気連通流路１１を開く。これによりボルト１０とナット２９を包む空間は開放され、負圧を発生することなくボルトキャップ１を外すことが出来る。

本実施例によれば隙間腐食試験金属片１３と隙間腐食試験樹脂板１４の間に大気中の海塩粒子などの腐食成分が付着すると、隙間腐食試験金属片１３が隙間腐食を発生する。

これによりボルト本体を保護しつつ、他の金属勘合部品での隙間腐食の発生を予測することが出来るという特長を示す。

１ ボルトキャップ、２ つば、３ ベルト、４ ベルト可変長締め付け器具、５ 突起部、６ バルブ、１０ ボルト、１１ 空気連通流路、１２ 空気抜き、１３ 隙間腐食試験金属片、１４ 隙間腐食試験樹脂板、２１ ブレード、２２ ハブ、２３ ナセル、２４ タワー、２５ フランジ結合部、２６ ボルト締結部、２７ 上部フランジ、２８ 下部フランジ、２９ ナット、１００ 風車

Claims (3)

1. ボルトとナットの締結部を保護する樹脂製のボルトキャップであって、
   該ボルトキャップ内部と外部を連通する空気連通流路と、
   該空気連通流路を閉鎖する密閉手段と、
   を備え、
   前記密閉手段は、前記ボルトキャップの周囲に巻かれた、薄金属板製または樹脂製のベルトであり、該ベルトを締めることで前記ボルトキャップを変形させ、前記空気連通流路を閉じることを特徴とするボルトキャップ。
2. 請求項１に記載のボルトキャップの着脱方法であって、
   前記ボルトキャップを前記締結部に取り付けるとき、および、前記ボルトキャップを前記締結部から取り外すときには、前記密閉手段を開放し前記空気連通流路を連通させるとともに、
   前記ボルトキャップを前記締結部に固定しているときには、前記密閉手段を閉鎖し前記空気連通流路を連通させないことを特徴とするボルトキャップの着脱方法。
3. 請求項１に記載のボルトキャップにおいて、
   前記ベルトは、前記ボルトキャップに設けた突起部とつば部の間に巻かれていることを特徴とするボルトキャップ。

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