JPH01322048A - 繊維強化樹脂部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば建築作業用足場部材、クレーン用ラチ
スブーム、ＦＲＰ製トシトラス構造物宙作業用構造物ま
たは海洋作業用構造物等に用いて好適な繊維強化樹脂部
材に関し、特に、現場作業で互いに結合することにより
簡単に長尺に形成できるようにした繊維強化樹脂部材に
関する。

〔従来の技術〕

一般に、建築現場等では金属パイプを互いに結合するこ
とによって足場組み作業を行っている。

しかし、金属パイプはパイプ単体の重量が大で、運搬性
が悪く、耐蝕性に劣る等の問題がある。

そこで、第５図、第６図に示す繊維強化樹脂部材を金属
パイプ等に替えて用いることが従来から提案されている
。

即ち、第５図において、１は繊維強化樹脂部材を示し、
該部材１は、例えばエポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維
等の糸状繊維材料を棒状に巻回形成することによって成
形され、その軸方向端部にはねじ部ＩＡが切削加工等の
手段を用いて形成されている。

一方、第６図に示すものは、前記繊維強化樹脂部材１と
ほぼ同様に成形されたロッド２と、金属材料によって形
成されたねじ部材３とからなり、該ねし部材３は小径の
嵌合部３Ａとねし部３Ｂとからなっている。そして、ロ
ッド２の軸方向端部には小径の嵌合穴２Ａが形成され、
該嵌合穴２Ａ内にはねじ部材３の嵌合部３Ａが嵌合され
、接着剤等で固着されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

然るに、第５図に示す従来技術では、繊維強化樹脂部材
１の端部に切削加工を施すことによってねじ部ＩＡを形
成しているから、該ねし部ＩＡめ切削加工によって糸状
繊維材料が短かく切断されてしまい、ねじ部ＩＡの強度
が大幅に低下する上に、ねじ部ＩＡの切削部分から層間
剥離を起こし易く、該ねじ部ＩＡが早期に損傷されると
いう欠点がある。

一方、第６図に示す従来技術では、ねし部材３を金属材
料によって形成しているか□ら、ねじ部３Ｂの強度等は
向上できるものの、ねじ部材３の嵌合部３Ａをロッド２
の嵌合穴２Ａに嵌合して接着剤で固着しているに過ぎず
、接着剤の接着強度には限界があり、ねじ部材３がロッ
ド２から抜は易いという欠点がある。

従って、第５図、第６図に示す従来技術のものは軽量化
を図りうるものの、足場部材等として用いた場合、ねし
部ＩＡの強度やねじ部材３の抜止め強度等が低いために
、建築現場等での作業上の安全性を確保し難いという欠
点がある。

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、軽量化を図ることができ、運搬性や耐蝕性等を向上で
きる上に、強度を大幅に高めることができ、現場作業で
簡単に組立て、分解ができるようにした繊維強化樹脂部
材を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために本発明ば、芯材と、該芯
材の軸方向一端側に設けられ、外周側に繊維材料の引掛
は部が形成された一の取付部材と、該−の取付部材と結
合可能な形状を有して前記芯材の軸方向他端側に設けら
れ、外周側に繊維材料の引掛は部が形成された他の取付
部材と、樹脂を含浸させた繊維材料を前記芯材の外周面
から該名取付部材の外周に亘り、該名取付部材の引掛は
部に引掛けて巻返しつつ、巻回することにより形成され
た外筒とからなる構成を採用している。

ここで、前記繊維材料には、炭素繊維、ガラス繊維、ア
ラミド繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維等が用いら
れ、該繊維材料に含浸させる樹脂には、熱硬化性と接着
性を有するエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミ
ド樹脂等が用いられる。そして、前記繊維材料の巻回方
法としては、糸状繊維材料を用いるフィラメントワイン
ディング法、テープ状繊維材料を用いるテープワインデ
ィング法、織物状繊維材料を用いるハント°レイアンプ
法等が挙げられる。

〔作　用〕

樹脂を含浸させた繊維材料を各取付部材の引掛は部に引
掛けて巻返しつつ、芯材の外周面から各取付部材の外周
に亘り外筒を巻回形成しているから、繊維材料が途中で
切断されたりするようなことがなくなり、該繊維材料が
有す□る強度を十分に活かして、各取付部材を芯材およ
び外筒の軸方向端部に強固に一体化できる。そして、こ
のように構成される当該繊維強化樹脂部材を複数本用意
し、−の取付部材と他の取付部材とを互いに結合−する
ことにより現場作業で簡単に長尺に組立てたり、分解し
たりすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第４図に基づいて
説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示してい
る。

図において、１０は繊維強化樹脂部材、１１は繊維強化
樹脂材料によって円筒状に形成された芯材を示し、該芯
材１１は後述の外筒１５と同様に樹脂を含浸させた糸状
の繊維材料をフィラメントワインディング法等の手段を
用いて一定の巻角、例えば中心軸Ｏ−０に対して零度に
近い、５〜３０度程度の巻角をもって所定の厚さになる
まで交差巻付けした一層以上の巻回層により所定長さを
もって円筒状に形成されている。そして、該芯材１１は
繊維材料の巻角が中心軸０−０に対して零度に近い巻角
をもって巻回形成されているから、曲げ強度や引張強度
等を大きくできる。

１２．１３は芯材１１の軸方向両端側に嵌合固着された
一の取付部材および他の取付部材を示し、該取付部材１
２．１３は金属材料、セラミック材料または短繊維で強
化した樹脂材料等によってそれぞれ所定形状をもって形
成されている。ここで、該取付部材１２は短尺の有蓋筒
状に形成され、蓋部側には大径部１２Ａと軸方向に突出
した小径のおねじ部１２Ｂとが形成され、筒部側には大
径部１２Ａよりも小径の環状段部１２Ｇと芯材１１の内
径に対応する外径を有した小径の嵌合部１２Ｄム とが形成され、環状段部１２Ｃと大径部１２へとの間に
は小径の環状凹部１２Ｅが形成されている。

また、取付部材１３は短尺の段付筒状に形成され、その
外周側には取付部材１２の大径部１２Ａと外径が対応す
る大径部１３Ａと、環状凹部１２Ｂと対応する環状凹部
１３Ｂと、環状段部１２Ｃと対応する環状段部１３Ｃと
、嵌合部１２Ｄと対応する嵌合部１３Ｄとがそれぞれ軸
方向に配列して形成され、大径部１３Ａおよび環状凹部
１３Ｂ等の内周側には取付部材１２のおねじ部１２Ｂと
螺合可能なめねし部１２Ｂが形成されている。また、取
付部材１２．１３の環状段部１２Ｃ，１３Ｃには周方向
に所定間隔をもって複数のピン穴１２Ｆ。

１２Ｆ、・・・、１３Ｆ、１３Ｆ、・・・が所定深さで
形成され、該各ビン穴１２Ｆ、１３Ｆは、例えば２〜４
　＋ａｍ程度の穴径をもって形成されている。

１４．１４．・・・は取付部材１２．１３の各ピン穴１
２Ｆ、１３Ｆにそれぞれ植設され、環状段部１２Ｃ，１
３Ｃから径方向に所定寸法突出したピンを示し、該各ピ
ン１４は繊維強化樹脂材料の一方向引抜き材または金属
材料等からなる高強度材によって小径の円柱状に形成さ
れ、その基端側は各ピン穴１２Ｆ、１３Ｆ内に圧入また
は接着等の手段を用いて固着されている。そして、該各
ピン１４はその突出部分が後述する繊維材料１６の引掛
は部を構成し、外筒１５の成形時には繊維材料１６によ
って周囲が完全に埋められるようになっ１１の外周面か
ら取付部材１２．１３の外周に亘り巻回することによっ
て形成された外筒を示し、該外筒１５は繊維材料１６を
芯材１１等の外周にフィラメントワインディング法等の
手段を用いて一定の巻角θで所定の厚さになるまで張力
をかけつつ交差巻付けすることによって円筒状に形成さ
れている。そして、該繊維材料１６はこの交差巻付は時
に第２図中に例示する如く、芯材１１の軸方向両端側で
各ピン１４に引掛けるようにして、取付部材１２．１３
の環状凹部１２Ｅ、１３Ｂに巻回しつつ、他のピン１４
に引掛けて再び芯材１１の外周側へと巻返されている。

これによって、外筒１５の両端側には取付部材１２．１
３の環状凹部１２Ｂ、１３Ｂ外周側等に位置して巻返し
部１５Ａ、１５Ａが大径部１２Ａ。

１３Ａに対応する外径をもって形成され、取付部材１２
．１３は芯材１１および外筒１５の両端側に強固に一体
化されている。ここで、前記繊維材料１６には炭素繊維
、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ
素繊維等が用いられ、該繊維材料１６に含浸させる樹脂
には熱硬化性と接着性を有するエポキシ樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリイミド樹脂等が用いられる。また、芯材
１１の素材としても外筒１５と同様のものが用いられる
。

本実施例による繊維強化樹脂部材１０ば上述の如き構成
を有するもので、次にその製造方法について説明する。

まず、芯材１１を形成すべく、外周面が所定の表面精度
をもって仕上げられたマンドレル等の型に 材（図示せず）を用意し、この型材の外周面）引張力を
かけなから、樹脂を含浸させた糸状の繊維材料をフィラ
メントワインディング法により、例えば５〜３０度程度
の一定の巻角て所定厚さになるまで交差巻付けして円筒
状の芯材１１を成形し、前記巻角を出来るだけ小さくす
ることによって芯材１１の曲げ強度や引張強度等を高め
るようにする。

次に、このようにして所定長さに形成された芯材１１の
両端部内周に取付部材１２．１３の嵌合部１２Ｄ、１３
Ｄを嵌合させ、両者を接着剤で固着する。この場合、取
付部Ｕ’１２，１３の各ピン穴１２Ｆ、１３Ｆに予め各
ピン１４を圧入または接着等の手段を用いて固着してお
いてもよく、あるいは取付部材１２．１３の取付は後に
各ピン１４を各ピン穴１２Ｆ、１３Ｆに固着してもよい
。

そして、接着剤が完全に硬化した段階で、芯迂シの外周
面から取付部材１２．１３の外周側へと亘り、樹脂を含
浸させた糸状の繊維材料１６をフィラメントワインディ
ング法により一定の巻角θで交差巻付けし、所定の厚さ
をもった複数の巻回層からなる外筒１５を成形する。こ
のとき、繊維材料１６は芯材１１の両端側で取付部材１
２．１３の各ピン１４に引掛け、所定の張力を与えつつ
環状凹部１２Ｅ、１３Ｂ周囲に巻回され、他の各ピン１
４に引掛けて芯材１１の外周側へと巻返され、これによ
って、外筒１５の両端側に各巻返し部１５Ａを形成し、
取付部材１２．１３を強固に一体化する。また、前記巻
角θは当該繊維強化樹脂部材１０の使用形態に応して適
宜に選定すればよく、主に引張強度が要求される場合に
は巻角θを中心軸Ｏ−０に対して零度に近い、例えば５
〜３０度程度とし、ねじり強度が要求される場合には中
心軸○−０に対して４５度に近い、例えば３０〜６０度
程度の巻角θとする。

次に、外筒１５を右同形成した段階で、これらを硬化炉
（図示せず）内に入れ、繊維材料１６に含浸させた樹脂
を熱硬化させ、当該繊維強化樹脂部材１０を所定の長さ
寸法βをもって完成させる。

かくして、本実施例によれば、繊維材料１６が有してい
る強度を十分に活して芯材１１および外筒１５の両端側
に取付部材１２．１３を強固に一体化でき、確実な抜止
めおよび廻止めを行うことができ、耐疲労性や耐蝕性等
が高い軽量な繊維強化樹脂部材１０を得ることができる
。この場合、当該繊維強化樹脂部材１０の長さ寸法ｌは
芯材１１の長さ寸法と取（＝Ｊ部ｉＪ’１２，１３の寸
法とを管理しておくととにより、該取イ」部材１２．１
３の大径部１２Ａ、１３Ａ間の寸法として簡単に所定寸
法を確保できる。

そして、上述の如く形成される当該繊維強化樹脂部材１
０を複数本用意し、現場作業等で第３図に示す如く該各
部材１０の取付部材１２．１３をおねじ部１２Ｂとめね
じ部１３Ｅとで互いに螺着させることにより結合でき、
その全長りを適宜に分解、組立てすることにより簡単に
調整でき、建築現場等で足場部材として最適に用いるこ
とができ、軽量化することにより運搬性を向上できると
共に、その引張強度やねじり強度等を用途に応じて適宜
に高めることができる。

また、その使用目的を終了したときには適宜に分解して
、次なる現場へと簡単に運搬でき、再使用できる上に、
その長さ寸法ｌは製造時に任意に選定しておくことも可
能である。さらに、当該繊維強化樹脂部材１０の外径寸
法を適宜に変えておくことにより、該各部材ＩＯを結合
して長尺なロンド等を形成するときに、このロンドを簡
単に段付形状とすることができ、複雑形状のロンド等に
も適宜に対応できる。

次に、第４図は本発明の第２の実施例を示し、本実施例
の特徴は繊維強化樹脂部材２０を筒状に形成したことに
ある。ここで該部材２０は前記実施例による部材１０と
ほぼ同様に、芯材２１、取付部材２２，２３、各ピン２
４および外筒２５とから構成されるものの、取付部材２
２．２３は共に短尺の段付円筒状に形成されている。そ
して、取付部材２２．２３は大径部２２Ａ、２３Ａ、環
状凹部２２Ｂ、２３Ｂ、環状段部２２Ｃ，２３Ｃおよび
嵌合部２２Ｄ、２３Ｄを有し、取付部材２２の内周側に
はめねじ部２２Ｅが、取付部材２３には該めねし部２２
Ｅと螺合可能なおねじ部２３Ｅが形成されている。また
、環状段部２２Ｃ９２３Ｃには各ピン穴２２Ｆ、２３Ｆ
が、例えば２〜４ｍｍ程度の穴径をもって形成され、外
筒２５の両端側には巻返し部２５Ａ、２５Ａが形成され
ている。

かくして、このように構成される本実施例でも、当該繊
維強化樹脂部材２０を複数本用意しておくことにより、
現場作業で適宜に結合でき、前記第１の実施例とほぼ同
様の作用効果を得ることかできる。

なお、前記各実施例では、取付部材１２．１３（２２，
２３）におねじ部１２〜（２３Ｅ）、めねじ部１３Ｅ（
２２Ｂ）を形成し、両者を螺合することによって複数本
の繊維強化樹脂部材１０（２０）を互いに結合するもの
として述べたが、取付部材１２．１３　（２２，２３）
には必ずしもおねじやめねしを形成する必要はなく、例
えば圧入嵌合等の手段を用いて該各部材１０（２０）を
互いに結合するようにしてもよい。

また、前記各実施例では、芯材１１（２１）および外筒
１５（２５）をフィラメントワインディング法等の手段
を用いて形成するものとして述べたが、これに替えて、
これらをテープワインディング法、ハンドレイアップ法
等の手段を用いて形成してもよく、芯材１１（２１）に
ついては繊維強化樹脂材料からなる一方向引抜き材等に
よって形成してもよい。

さらに、前記各実施例では、繊維強化樹脂部材１０（２
０）を建築現場用の足場部材等として用いるものとして
述べたが、これに替えて、クレーン用ラチスブーム、Ｆ
ＲＰ製トラス構造物、宇宙作業用構造物または海洋作業
用構造物等にも好適に用いることかでき、運搬性や現場
作業での組立て性、分解性等を大幅に向上させることが
できる。

また、前記各実施例では、取付部材１２．１３（２２，
２３）に各ピン１４（２４）を植設することによって引
掛は部を形成するものとして述べたが、これに替えて、
引掛は部を取付部材１２゜１３　（２２，２３）に一体
形成してもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明によれば、芯材の両端側に設
けられる一の取付部材と他の取付部材とを互いに結合可
能に形成し、該名取付部材の外周側には繊維材料の引掛
は部を設け、外筒を形成する繊維材料を該引掛は部に引
掛けて巻返す構成としたから、各取付部材を外筒の両端
側に強固に一体化できる上に、複数本の当該部材を用意
しておくことにより、現場作業で互いに結合して高強度
で長尺なロンドや支柱等を適宜に形成でき、運搬性や分
解組立て性を大幅に向上できる等、種々の効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は繊維強化樹脂部材の半断面図、第２図は外筒の形
成途中を示す芯材や取付部材の外観図、第３図は第１図
に示す部材を複数本結合した状態を示す外観図、第４図
は第２の実施例を示す繊維強化樹脂部材の半断面図、第
５図は従来技術を示す繊維強化樹脂部材の外観図、第６
図は他の従来技術を示す繊維強化樹脂部材の要部縦断面
図である。 １０．２０・・・繊維強化樹脂部材、１１．２１・・・
芯材、１２，１３，２２．２３・・・取付部材、１２Ｂ
、２３Ｂ・・・おねじ部、１２Ｄ、１３Ｄ、２２Ｄ。 ２３Ｄ・・・嵌合部、１２Ｆ、１３Ｆ、２２Ｆ、２３Ｆ
・・・ピン穴、１３Ｅ、２２Ｅ・・・めねし部、１４．
２４・・・ピン、１５．２５・・・外筒、１６・・・繊
維材料。 く Ｏｃ１′１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 芯材と、該芯材の軸方向一端側に設けられ、外周側に繊
   維材料の引掛け部が形成された一の取付部材と、該一の
   取付部材と結合可能な形状を有して前記芯材の軸方向他
   端側に設けられ、外周側に繊維材料の引掛け部が形成さ
   れた他の取付部材と、樹脂を含浸させた繊維材料を前記
   芯材の外周面から該各取付部材の外周に亘り、該各取付
   部材の引掛け部に引掛けて巻返しつつ、巻回することに
   より形成された外筒とから構成してなる繊維強化樹脂部
   材。