JP6872286B2 - FRP fastening method, FRP fastening structure and structural members for elevators - Google Patents
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Description
本発明は、繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）と称す）材料から成る構造体の締結方法、およびその締結構造に関する。 The present invention relates to a method for fastening a structure made of a fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as FRP (Fiber Reinforced Plastic)) material, and a fastening structure thereof.
近年、軽量かつ高強度・高剛性である特性を活かし、幅広い分野でＦＲＰが適用されている。ＦＲＰの用途としては、従来は、衛星用筐体構造やアンテナ用リフレクタ・レドーム等、特に軽量性・高剛性が求められる宇宙・通信用途で使用されてきた。しかしながら近年では、航空機・自動車を中心とする大型構造物・移動体にも使用されつつある。このように、従来は、金属製だった構造体に対して、軽量・高強度・高剛性なＦＲＰを適用することにより、構造体を軽量化し、省エネ性・可搬性を向上することができる。以上の背景から、エレベーターかご構造へのＣＦＲＰ適用も検討されつつある。 In recent years, FRP has been applied in a wide range of fields by taking advantage of its light weight, high strength and high rigidity. Conventionally, FRP has been used in space and communication applications where light weight and high rigidity are particularly required, such as a housing structure for satellites and reflectors and radomes for antennas. However, in recent years, it is also being used for large structures and moving bodies centered on aircraft and automobiles. As described above, by applying the lightweight, high-strength, and high-rigidity FRP to the conventional metal structure, the weight of the structure can be reduced and the energy saving and portability can be improved. Against the above background, the application of CFRP to elevator car structures is also being considered.
大型構造体を製造する際に、特に、複雑な構造を構成する場合には、複数の部材を締結して組み立てる必要がある。従来の金属製構造体の場合には、溶接、ボルト・ナット等の機械式締結が多用されてきた。ＦＲＰ製構造体の場合についての締結を考えると、金属のように溶接はできない。このため、機械式締結、または接着剤を用いた接着式締結を用いることが考えられる。 When manufacturing a large structure, especially when forming a complicated structure, it is necessary to fasten and assemble a plurality of members. In the case of conventional metal structures, welding, mechanical fastening of bolts and nuts, etc. have been frequently used. Considering the fastening for the case of FRP structure, welding is not possible like metal. Therefore, it is conceivable to use mechanical fastening or adhesive fastening using an adhesive.
また、ＦＲＰの樹脂が熱可塑性樹脂で構成されている場合には、樹脂の溶着による締結を用いることも考えられる。これらの締結方式のうち、接着または溶着は、締結孔等の荷重が集中する箇所なしに、大面積を、荷重を分散して締結できる利点がある。ただし、接着または溶着は、機械式締結に比べて工程管理が複雑であり、組立現場での作業性に劣るという欠点がある。 Further, when the resin of FRP is composed of a thermoplastic resin, it is conceivable to use fastening by welding the resin. Among these fastening methods, adhesion or welding has an advantage that a large area can be fastened by distributing the load without a place where the load is concentrated such as a fastening hole. However, adhesion or welding has the disadvantages that process control is more complicated than mechanical fastening and workability at the assembly site is inferior.
前述の欠点に鑑み、ＦＲＰの締結方法として、現状では、機械式締結が多用されている。機械式締結法を採用する場合には、ＦＲＰに設けた締結孔へボルト等の締結用部品を挿入することで、締結用部品と被締結体との間の摩擦力によって締結構造が保持される。摩擦力は、締結用部品の軸力により発現する。従って、軸力が低下すると、摩擦力も低下し、締結状態を維持できなくなるおそれがある。 In view of the above-mentioned drawbacks, mechanical fastening is often used as a fastening method for FRP at present. When the mechanical fastening method is adopted, by inserting a fastening part such as a bolt into the fastening hole provided in the FRP, the fastening structure is maintained by the frictional force between the fastening part and the object to be fastened. .. The frictional force is expressed by the axial force of the fastening part. Therefore, when the axial force decreases, the frictional force also decreases, and there is a possibility that the fastening state cannot be maintained.
ＦＲＰは、布状に織った繊維を複数枚積層し、樹脂で一体化した材料である。このため、布の面内方向には繊維が配向しているが、厚み方向には繊維が配向しておらず、締結部においては、樹脂のみで軸力を受け持つこととなる。ＦＲＰに長期的に軸力が作用し続けると、樹脂のクリープにより軸力が低下し、締結構造がゆるむおそれがある。従って、ＦＲＰ締結構造へ機械式締結を適用するにあたっては、このようなゆるみを防止する締結構造が必要となる。 FRP is a material in which a plurality of fibers woven in a cloth shape are laminated and integrated with a resin. Therefore, the fibers are oriented in the in-plane direction of the cloth, but the fibers are not oriented in the thickness direction, and the resin alone is responsible for the axial force at the fastening portion. If the axial force continues to act on the FRP for a long period of time, the axial force may decrease due to the creep of the resin, and the fastening structure may loosen. Therefore, when applying mechanical fastening to the FRP fastening structure, a fastening structure that prevents such loosening is required.
クリープにより樹脂の締結構造がゆるむことを防止する締結構造としては、ＦＲＰ製部材へ開けた締結孔へ、両面からフランジ付のカラーを挿入する、という方法がある（例えば、特許文献１参照）。この方法であれば、カラーで軸力を保持することにより、ＦＲＰ製部材には軸力がほとんど作用せず、厚み方向のクリープを防止することができる。 As a fastening structure for preventing the resin fastening structure from loosening due to creep, there is a method of inserting a collar with flanges from both sides into a fastening hole made in an FRP member (see, for example, Patent Document 1). In this method, by holding the axial force with the collar, the axial force hardly acts on the FRP member, and creep in the thickness direction can be prevented.
しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
特許文献１に記載された締結方法の１つでは、カラー同士をネジ止めするように、ネジ溝を有するフランジ付カラーを締結孔の両面から挿入している。
However, the prior art has the following problems.
In one of the fastening methods described in Patent Document 1, flanged collars having threaded grooves are inserted from both sides of the fastening holes so as to screw the collars together.
ネジの噛み合わせ長さを調節し、フランジ間の距離をＦＲＰ製部材に合わせて固定しておき、カラー内へボルトを挿入して相手方の部材と締結している。回転ゆるみを防止するため、フランジ付カラー同士、またはフランジ付カラーとＦＲＰ製部材は、接着剤で固定されている。このようにして、カラーでボルトの軸力を保持することにより、ＦＲＰ製部材の厚み方向のクリープを防止することができる。 The meshing length of the screw is adjusted, the distance between the flanges is fixed according to the FRP member, and the bolt is inserted into the collar to be fastened to the other member. In order to prevent rotational loosening, the flanged collars or the flanged collars and the FRP member are fixed with an adhesive. In this way, by holding the axial force of the bolt with the collar, it is possible to prevent creep in the thickness direction of the FRP member.
また、特許文献２に記載の締結方法の１つでは、ＦＲＰサンドイッチ部材に設けた穴の一方から第１のブッシュ部材を挿入し、他方から第２のブッシュ部材を挿入することで、ＦＲＰサンドイッチ部材と第１のブッシュ部材とをネジ止めしている。さらに、第１のブッシュ部材は、穴に接着されている。このような構造を採用することで、ＦＲＰサンドイッチ部材の中間層が発泡構造体の場合であっても、ブッシュ部材でボルトの軸力を保持することができ、厚み方向のクリープを防止することができる。 Further, in one of the fastening methods described in Patent Document 2, the FRP sandwich member is inserted by inserting the first bush member from one of the holes provided in the FRP sandwich member and inserting the second bush member from the other. And the first bush member are screwed together. Further, the first bush member is adhered to the hole. By adopting such a structure, even when the intermediate layer of the FRP sandwich member is a foam structure, the bush member can hold the axial force of the bolt and prevent creep in the thickness direction. it can.
しかしながら、これらの特許文献１、２では、回転ゆるみを防止するためには、フランジ付カラー同士、またはフランジ付カラーとＦＲＰ製部材を、接着剤で固定する必要がある。 However, in Patent Documents 1 and 2, in order to prevent rotational loosening, it is necessary to fix the flanged collars or the flanged collars and the FRP member with an adhesive.
接着剤で固定されている場合には、締結構造に荷重がかかることで、接着層が破壊するおそれがある。そして、接着層が破壊した後には、ＦＲＰ部材、またはＦＲＰサンドイッチ部材の穴壁面へ荷重がかかることとなる。この結果、接着層の破壊前後で、剛性（単位荷重あたりの変位）が変化することとなる。このため、繰り返し荷重が作用した際に、変位の再現性が得られず、機器の振動拡大等の不具合が生じるおそれがある。 When fixed with an adhesive, the adhesive layer may be destroyed due to the load applied to the fastening structure. Then, after the adhesive layer is broken, a load is applied to the hole wall surface of the FRP member or the FRP sandwich member. As a result, the rigidity (displacement per unit load) changes before and after the bonding layer is broken. Therefore, when a repetitive load is applied, the reproducibility of the displacement cannot be obtained, and there is a possibility that a problem such as an expansion of vibration of the device may occur.
ここで、接着層の破壊による剛性変化を防止し、繰り返し荷重に対する変位の再現性を得るための従来技術として、接着層を介さずに、カラーを穴へ圧入する、という手法がある（例えば、特許文献３参照）。 Here, as a conventional technique for preventing the change in rigidity due to the destruction of the adhesive layer and obtaining the reproducibility of the displacement with respect to the repeated load, there is a method of press-fitting the collar into the hole without going through the adhesive layer (for example). See Patent Document 3).
特許文献３に記載の部品締結構造の１つでは、ＦＲＰ部材に設けた穴の片側からフランジ付カラーを圧入し、カラー部端面にＦＲＰ部材を挟むように、スペーサーをメタルタッチさせることで、厚み方向のクリープを防止することができる。このように、特許文献３は、フランジ付カラーを圧入することで、接着層を介さずにカラーを固定でき、繰り返し荷重に対する変位の再現性を得ることができる。
In one of the component fastening structures described in
しかしながら、カラーを圧入して、ＦＲＰ部材、またはＦＲＰサンドイッチ部材と固定した場合には、圧入時にＦＲＰの層間、またはＦＲＰと中間層とが剥離し、締結部の強度が低下する、という課題がある。 However, when the collar is press-fitted and fixed to the FRP member or the FRP sandwich member, there is a problem that the layers of the FRP or the FRP and the intermediate layer are peeled off at the time of press-fitting, and the strength of the fastening portion is lowered. ..
本発明は、上記のような課題に鑑みて成されたものであり、樹脂のクリープによる締結構造の破壊を防止し、繰り返し荷重に対する変位の再現性を得ながら、インサート部品の挿入によるＦＲＰ部材自体の強度低下を防止することのできるＦＲＰ締結方法、ＦＲＰ締結構造およびエレベーター用構造部材を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and the FRP member itself due to the insertion of an insert component while preventing the fastening structure from being destroyed by the creep of the resin and obtaining the reproducibility of the displacement with respect to the repeated load. It is an object of the present invention to obtain an FRP fastening method, an FRP fastening structure, and a structural member for an elevator, which can prevent a decrease in strength.
上記の目的を達成するため、本発明に係るＦＲＰの締結方法は、ＦＲＰ成形体、外側フランジ付カラー、および内側フランジ付カラーを備えたＦＲＰの締結方法であって、ＦＲＰ成形体に対して外側フランジ付カラーを挿入するための締結孔を加工する第１工程と、外側フランジ付カラーのカラー部の外面に未硬化の接着剤を塗布する第２工程と、接着剤が塗布された外側フランジ付カラーを、締結孔の片側から、フランジがＦＲＰ成形体に接触するまで挿入する第３工程と、外側フランジ付カラーを介して圧縮荷重が作用する締結孔の圧縮荷重壁面へ、外側フランジ付カラーを押し付けて、圧縮荷重壁面と外側フランジ付カラーの外面の一部とを直接触れさせて、接着剤を硬化させる第４工程と、外側フランジ付カラーのカラー部の内面と内側フランジ付カラーのカラー部の外面とが接触するように、外側フランジ付カラーの内側に対して内側フランジ付カラーを圧入する第５工程とを有するものである。 In order to achieve the above object, the method for fastening the FRP according to the present invention is a method for fastening the FRP having the FRP molded body, the collar with the outer flange, and the collar with the inner flange, and is outside the FRP molded body. The first step of processing the fastening hole for inserting the flanged collar, the second step of applying uncured adhesive to the outer surface of the collar part of the outer flanged collar, and the outer flange with the adhesive applied. The collar is inserted from one side of the fastening hole until the flange comes into contact with the FRP molded body, and the collar with the outer flange is applied to the compressed load wall surface of the fastening hole where the compressive load acts via the collar with the outer flange. The fourth step of pressing and directly touching the compressed load wall surface with a part of the outer surface of the outer flanged collar to cure the adhesive, and the inner surface of the outer flanged collar collar and the inner flanged collar collar. It has a fifth step of press-fitting the inner flanged collar into the inner side of the outer flanged collar so as to come into contact with the outer surface of the outer flange.
また、上記の目的を達成するため、本発明に係るＦＲＰ締結構造は、締結孔を有するＦＲＰ成形体と、締結孔に挿入される外側フランジ付カラーと、外側フランジ付カラーの内側に圧入されることで、ＦＲＰ成形体の締結孔に埋め込まれる内側フランジ付カラーとを備えたＦＲＰ締結構造であって、外側フランジ付カラーのカラー部の外面は、一方が、外側フランジ付カラーを介して圧縮荷重が作用する締結孔の圧縮荷重壁面と直接触れ、他方が、締結孔の圧縮荷重壁面の反対側面との間に接着層を介して固定され、外側フランジ付カラーのカラー部の外面と締結孔の圧縮荷重壁面との間には接着層が存在しないものである。 Further, in order to achieve the above object, the FRP fastening structure according to the present invention is press-fitted into the FRP molded body having the fastening hole, the collar with the outer flange inserted into the fastening hole, and the collar with the outer flange. As a result, the FRP fastening structure includes a collar with an inner flange embedded in the fastening hole of the FRP molded body , and one of the outer surfaces of the collar portion of the collar with the outer flange has a compressive load via the collar with the outer flange. Is directly in contact with the compression load wall surface of the fastening hole on which the fastening hole acts , and the other is fixed via an adhesive layer between the compression load wall surface of the fastening hole and the opposite side surface of the fastening hole. There is no adhesive layer between the compression load wall surface and the wall surface .
本発明によれば、外側・内側フランジ付カラーのフランジ部とＦＲＰ部材、外側フランジ付カラーのカラー部外面の一部と締結孔の圧縮荷重壁面、および外側フランジ付カラーのカラー部内面と内側フランジ付カラーのカラー部外面が直接触れている構造を有し、ＦＲＰ部材締結時に孔壁面へ直接荷重が作用することとなる。この結果、樹脂のクリープによる締結構造の破壊を防止し、繰り返し荷重に対する変位の再現性を得ながら、インサート部品の挿入によるＦＲＰ部材自体の強度低下を防止するＦＲＰ締結方法、ＦＲＰ締結構造およびエレベーター用構造部材を得ることができる。 According to the present invention, the flange portion of the collar with the outer and inner flanges and the FRP member, a part of the outer surface of the collar portion with the outer flange and the compressed load wall surface of the fastening hole, and the inner surface and the inner flange of the collar portion of the collar with the outer flange. It has a structure in which the outer surface of the collar portion of the attached collar is in direct contact, and a load acts directly on the hole wall surface when the FRP member is fastened. As a result, the FRP fastening method, the FRP fastening structure, and the elevator, which prevent the fastening structure from being destroyed by the creep of the resin and prevent the strength of the FRP member itself from being lowered due to the insertion of the insert component while obtaining the reproducibility of the displacement with respect to the repeated load. Structural members can be obtained.
以下、本発明によるＦＲＰの締結方法、ＦＲＰ締結構造およびエレベーター用構造部材を、好適な実施の形態に従って、図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, the FRP fastening method, the FRP fastening structure, and the structural member for an elevator according to the present invention will be described with reference to the drawings according to preferred embodiments. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
実施の形態１．
まず、実施の形態１におけるＦＲＰ締結構造１について、図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。図１は、実施の形態１におけるＦＲＰ締結構造を示す断面図である。図２は、実施の形態１における図１に示したＦＲＰ構造のフランジ付カラーを抜き出した断面図である。具体的には、図２（Ａ）は、外側フランジ付カラーの断面図を示し、図２（Ｂ）は、内側フランジ付カラーの断面図を示す。
Embodiment 1.
First, the FRP fastening structure 1 according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an FRP fastening structure according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the flanged collar of the FRP structure shown in FIG. 1 in the first embodiment. Specifically, FIG. 2A shows a cross-sectional view of the collar with an outer flange, and FIG. 2B shows a cross-sectional view of the collar with an inner flange.
図３は、実施の形態１における図１に示したＦＲＰ構造のＡＡ断面を示す断面図である。さらに、図４は、実施の形態１におけるＦＲＰ製部材を、相手部材にボルト・ナット・ワッシャーで締結した状態を示す断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing an AA cross section of the FRP structure shown in FIG. 1 in the first embodiment. Further, FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the FRP member according to the first embodiment is fastened to the mating member with bolts, nuts, and washers.
図１に示すように、本実施の形態１に係るＦＲＰ締結構造１は、ＦＲＰ製部材２の一部であり、ＦＲＰ成形体３、外側フランジ付カラー４、および内側フランジ付カラー５で構成される。
As shown in FIG. 1, the FRP fastening structure 1 according to the first embodiment is a part of the FRP member 2, and is composed of an FRP molded
ＦＲＰ製部材２は、ＦＲＰ成形体３として形成されたＦＲＰを主材料とし、ＦＲＰ締結構造１を介して、他の部材と締結されることで、特定の製品構造を構成する部材である。外側フランジ付カラー４および内側フランジ付カラー５は、ＦＲＰ成形体３の締結孔３０に埋め込まれている。
The FRP member 2 is a member that constitutes a specific product structure by using FRP formed as the FRP molded
ＦＲＰ成形体３と外側フランジ付カラー４とは、ＦＲＰ成形体３の下面３ａと外側フランジ付カラー４のフランジ部４−１（図２（Ａ）参照）の上面４ｂ、およびＦＲＰ成形体３の締結孔３０の孔壁面の圧縮荷重壁面３ｃと外側フランジ付カラー４のカラー部４−２の外面４ｃが直接触れるようにして、互いに接触している。ＦＲＰ成形体３の締結孔３０の孔壁面の圧縮荷重壁面との反対側面３ｄと、外側フランジ付カラー４のカラー部４−２の外面４ｃとは、接着層６を介して固定されている。
The FRP molded
また、ＦＲＰ成形体３と内側フランジ付カラー５とは、ＦＲＰ成形体３の上面３ｂと内側フランジ付カラー５のフランジ部５−１（図２（Ｂ）参照）の下面５ｂとが直接触れるようにして、互いに接触している。
Further, the FRP molded
外側フランジ付カラー４と内側フランジ付カラー５とは、外側フランジ付カラー４のカラー部４−２（図２（Ａ）参照）の端面４ｄと内側フランジ付カラー５のフランジ部５−１の下面５ｂ、および外側フランジ付カラー４のカラー部４−２の内面４ｅと内側フランジ付カラー５のカラー部５−２の外面５ｃが直接触れるようにして、互いに接触している。
The outer
図１において、内側フランジ付カラー５のカラー部５−２の端面５ｄは、外側フランジ付カラー４のフランジ部４−１の下面４ａより、下方にあってはならない。すなわち、図２（Ｂ）に示す内側フランジ付カラー５の高さｈは、図２（Ａ）に示す外側フランジ付カラー４の高さＨと内側フランジ付カラー５のフランジ部５−１の厚さｔとの和より小さい。
In FIG. 1, the
言い換えると、図１において、内側フランジ付カラー５のカラー部５−２の端面５ｄが外側フランジ付カラー４のフランジ部４−１の下面４ａより下方にあると、後述するワッシャー１０と内側フランジ付カラー５とが干渉する。このため、図１において、内側フランジ付カラー５のカラー部５−２の端面５ｄは、外側フランジ付カラー４のフランジ部４−１の下面４ａより上方になければならない。
In other words, in FIG. 1, when the
外側フランジ付カラー４のカラー部４−２の厚さは、ＦＲＰ締結構造１に作用する締結荷重の大きさによって決定される。一方、内側フランジ付カラー５のカラー部５−２の厚さは、内側フランジ付カラー５と外側フランジ付カラー４の位置ずれの防止に必要な最低限の厚さがあれば良い。また、内側フランジ付カラー５のカラー部５−２の内径は、ＦＲＰ締結構造１に挿入されるボルト８（図４参照）等の締結部品の径によって決定される。
The thickness of the collar portion 4-2 of the outer
外側フランジ付カラー４および内側フランジ付カラー５の材質は、ボルト８の軸力によってクリープが生じず、軸力を保持できる材質であれば良く、特に、限定されない。ボルト８、ナット９、およびワッシャー１０との摩擦力で締結する観点から、ボルト８、ナット９、およびワッシャー１０と同種の金属であって、耐摩耗性向上のため表面硬化処理が施されていることが望ましい。
The material of the
このような材質としては、具体的には、鉄、ステンレス、アルミニウム合金等の金属、カラー部軸方向へ繊維が配向したＦＲＰが考えられる。ただし、使用環境にもよるが、ＦＲＰ成形体３の強化繊維が炭素繊維だった場合、電の観点から、アルミニウム合金は避けた方が良い場合がある。
Specific examples of such a material include metals such as iron, stainless steel, and aluminum alloys, and FRP in which fibers are oriented in the axial direction of the collar portion. However, although it depends on the usage environment, when the reinforcing fiber of the FRP molded
ＦＲＰ成形体３の締結孔３０は、外側フランジ付カラー４のカラー部４−２を挿入する観点から、外側フランジ付カラー４のカラー部４−２の断面形状と同一形状が望ましい。これらの形状は、円形、楕円形、多角形等、特に、限定されない。
The
図１に示すように、ＦＲＰ成形体３の締結孔３０の径（円形の場合は直径、楕円形、多角形の場合は図１中ｘ方向の最大径に相当）を、ｄとする。このＦＲＰ成形体３は、その端面３ｅから距離ｂだけ離れるように設けられている。ｄとｂの関係は、ｂの大きさが少なくともｄの０．５倍以上であることが好ましく、１．２５倍以上であれば、さらに好適である。
As shown in FIG. 1, the diameter of the
ｄに対してｂの大きさが小さ過ぎると、図１の紙面の垂直方向に荷重が作用した場合に、ＦＲＰ成形体３の端面からＦＲＰ成形体３の締結孔３０の壁面までの余肉部でＦＲＰ成形体３が破断するおそれがある。
If the size of b is too small with respect to d, a surplus portion from the end face of the FRP molded
また、図１には示されていないが、ＦＲＰ締結構造１は、１つのＦＲＰ製部材２に対して複数個設けても良い。このとき、隣接するＦＲＰ締結構造１間の距離、すなわち、ＦＲＰ成形体３の締結孔３０の中心間距離は、ＦＲＰ成形体３の締結孔３０の径ｄに対して少なくとも２倍以上であることが好ましく、３．５倍以上であればさらに好適である。
Further, although not shown in FIG. 1, a plurality of FRP fastening structures 1 may be provided for one FRP member 2. At this time, the distance between the adjacent FRP fastening structures 1, that is, the distance between the centers of the fastening holes 30 of the FRP molded
図３に示すように、外側フランジ付カラー４のカラー部４−２の外面は、片方が、ＦＲＰ成形体内面の圧縮荷重壁面３ｃに直に接触されており、他方が、ＦＲＰ成形体内面の圧縮荷重壁面３ｃの反対側面３ｄとの間に接着層６を介して固定されている。
As shown in FIG. 3, one of the outer surfaces of the collar portion 4-2 of the outer
外側フランジ付カラー４のカラー部４−２と内側フランジ付カラー５のカラー部５−２とは、外側フランジ付カラー４のカラー部内面４ｅと内側フランジ付カラー５のカラー部外面５ｃとが「しまりばめ」の関係にあり、全面に渡り直に触れている。締結時に、図３に示す矢印方向へ外側フランジ付カラー４から圧縮荷重壁面３ｃへ直接荷重が作用することで、繰り返し荷重に対する変位の再現性を得ることができる。
The collar portion 4-2 of the
ここで、「しまりばめ」とは、内側フランジ付カラー５のカラー部外面５ｃの外径が公差の下限（最も小さい）で制作され、外側フランジ付カラー４のカラー部内面４ｅの内径が公差の上限（最も大きい）で製作された場合にも隙間ができず、前者の外形が後者の内径を上回っている場合を意味している。従って、内側フランジ付カラー５は、外側フランジ付カラー４の内側に圧入されて、固定される。
Here, "tightening fit" is produced with the outer diameter of the
図４に示すように、ＦＲＰ製部材２は、相手部材７と、ボルト８、ナット９、およびワッシャー１０を介して締結される。ボルト８のネジ部が相手部材７とＦＲＰ締結構造１を貫通し、ナット９のネジ部とネジ止めされて、軸力が発生する。この軸力により、相手部材７とＦＲＰ締結構造１との間に摩擦力が生じ、一体に締結される。
As shown in FIG. 4, the FRP member 2 is fastened to the
軸力は、図３では、内側フランジ付カラー５のフランジ部５−１および外側フランジ付カラー４のカラー部４−２で負担される。ＦＲＰ成形体３には軸力がほとんど作用しないため、ＦＲＰ成形体３にクリープは生じず、軸力の低下を防止することができる。
In FIG. 3, the axial force is borne by the flange portion 5-1 of the
図４においては、相手部材７がＦＲＰ締結構造１の内側フランジ付カラー５のフランジ部５−１に接するように締結されている。ただし、相手部材７は、ＦＲＰ締結構造１の外側フランジ付カラー４のフランジ部４−１に接するように締結されても良い。
In FIG. 4, the
同様に、図４においては、ボルト８の頭部が、相手部材７側に、ナット９が、ＦＲＰ製部材２側にある。ただし、ボルト８の頭部が、ＦＲＰ製部材２側に、ナット９が、相手部材７側にあっても良い。
Similarly, in FIG. 4, the head of the
また、図４においては、ＦＲＰ製部材２と相手部材７との両側にワッシャー１０を使用している。ただし、ＦＲＰ製部材２側のワッシャー１０は、外側フランジ付カラー４または内側フランジ付カラー５で代用可能であるため、必ずしも使用しなくても良い。
Further, in FIG. 4,
次に、ＦＲＰの締結方法について、図５〜図１１を参照して説明する。
図５は、実施の形態１における第１工程において、ＦＲＰ成形体へ締結孔を加工した状態を示す断面図である。図６は、実施の形態１における第２工程において、外側フランジ付カラー側面に接着剤を塗布した状態を示す断面図である。図７は、実施の形態１における第３工程において、締結孔の片側から外側フランジ付カラーを挿入した状態を示す断面図である。
Next, the method of fastening the FRP will be described with reference to FIGS. 5 to 11.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a fastening hole is machined in the FRP molded body in the first step of the first embodiment. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which an adhesive is applied to the side surface of the collar with an outer flange in the second step of the first embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the collar with the outer flange is inserted from one side of the fastening hole in the third step of the first embodiment.
図８は、実施の形態１における第４工程において、圧縮荷重壁面へ外側フランジ付カラーを押し付ける過程を示す断面図である。図９は、実施の形態１における図８に示した過程におけるＡＡ断面を示す断面図である。図１０は、実施の形態１における第４工程において、接着剤を硬化させた状態を示す断面図である。さらに、図１１は、実施の形態１における第５工程において、外側フランジ付カラーの内側へ内側フランジ付カラーを圧入した状態を示す断面図である。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a process of pressing the outer flanged collar against the compressed load wall surface in the fourth step of the first embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a cross section of AA in the process shown in FIG. 8 in the first embodiment. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which the adhesive is cured in the fourth step of the first embodiment. Further, FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which the inner flanged collar is press-fitted into the inner side of the outer flanged collar in the fifth step in the first embodiment.
第１工程において、図５に示すように、ＦＲＰ成形体３に対して締結孔３０を加工する。第２工程において、図６に示すように、外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃに未硬化状態で流動性がある接着剤１１を塗布する。このとき、カラー部外面４ｃ以外の４ａ、４ｂ、４ｄ、４ｅには、接着剤１１は塗布しない。
In the first step, as shown in FIG. 5, the
外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃに接着剤１１を塗布した後、第３工程において、図７に示すように、締結孔３０のＦＲＰ成形体下面３ａ側から、外側フランジ付カラー４を挿入する。このとき、外側フランジ付カラー４のフランジ部上面４ｂが、ＦＲＰ成形体下面３ａに接触するまで、外側フランジ付カラー４を挿入する。
After applying the adhesive 11 to the
外側フランジ付カラー４を締結孔３０に挿入した後、第４工程において、図８および図９に示すように、圧縮荷重壁面３ｃへ外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃを押し付ける。カラー部外面４ｃを押し付けると、圧縮荷重壁面３ｃ側にあった接着剤１１は、図９に示すように、圧縮荷重壁面３ｃの反対側面３ｄ側に移動する。
After inserting the outer
接着剤１１が移動することで、カラー部外面４ｃは、圧縮荷重壁面３ｃに直に接触し、圧縮荷重壁面３ｃの反対側面３ｄ側の隙間は、接着剤１１で充填される。この状態で、接着剤１１を硬化させることにより、図１０に示すように、カラー部外面４ｃが圧縮荷重壁面３ｃに直に接触し、カラー部外面４ｃと圧縮荷重壁面３ｃの反対側面３ｄとの間に接着層６が形成された状態で、外側フランジ付カラー４が固定される。
As the adhesive 11 moves, the
外側フランジ付カラー４を固定した後、第５工程において、図１１に示すように、外側フランジ付カラー４へ内側フランジ付カラー５を圧入する。内側フランジ付カラー５は、ＦＲＰ成形体３のＦＲＰ成形体上面３ｂ側から、内側フランジ付カラー５のフランジ部下面５ｂが外側フランジ付カラー４のカラー部端面４ｄに接触するまで圧入する。
After fixing the outer
以上の工程により、ＦＲＰ成形体３と外側フランジ付カラー４と内側フランジ付カラー５とで構成されたＦＲＰ締結構造１を得ることができる。上記の第３工程および第４工程において、外側フランジ付カラー４を締結孔３０に挿入し、圧縮荷重壁面３ｃに外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃを押さえつけて、接着剤１１を硬化させることにより、圧縮荷重壁面３ｃと外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃが直接触れた状態となる。
Through the above steps, it is possible to obtain an FRP fastening structure 1 composed of an FRP molded
これにより、圧縮荷重壁面３ｃに直接荷重が作用し、繰り返し荷重に対する再現性を得ることができる。また、圧入のような過大な力を必要とせず、外側フランジ付カラー４を締結孔３０に挿入することが出来るため、ＦＲＰ成形体３の層間に剥離を生じさせることなく、締結部の強度低下を防止することができる。
As a result, the load acts directly on the compressed
以上の実施の形態１による効果をまとめると、以下のようになる。
実施の形態１によれば、外側フランジ付カラーの内側に、内側フランジ付カラーが圧入されて、ＦＲＰ成形体の締結孔に埋め込まれており、外側フランジ付カラーと内側フランジ付カラーのフランジ部でＦＲＰ成形体を挟むように構成されている。
The effects of the above embodiment 1 can be summarized as follows.
According to the first embodiment, the collar with the inner flange is press-fitted into the fastening hole of the FRP molded body inside the collar with the outer flange, and the flange portion of the collar with the outer flange and the collar with the inner flange is used. It is configured to sandwich the FRP molded body.
すなわち、本実施の形態のＦＲＰ締結構造は、外側・内側フランジ付カラーのフランジ部とＦＲＰ部材、外側フランジ付カラーのカラー部外面と締結孔の圧縮荷重壁面、および外側フランジ付カラーのカラー部内面と内側フランジ付カラーのカラー部外面が、それぞれ直接触れる構造を有している。このようにして、外側フランジ付カラーと内側フランジ付カラーを組み合わせた状態でＦＲＰ成形体へ埋め込むことにより、樹脂のクリープによる締結構造のゆるみを防止することができる。 That is, in the FRP fastening structure of the present embodiment, the flange portion and the FRP member of the collar with the outer and inner flanges, the outer surface of the collar portion with the outer flange and the compression load wall surface of the fastening hole, and the inner surface of the collar portion of the collar with the outer flange. And the outer surface of the collar part of the collar with the inner flange have a structure in which they come into direct contact with each other. In this way, by embedding the collar with the outer flange and the collar with the inner flange in the FRP molded body in a combined state, it is possible to prevent loosening of the fastening structure due to creep of the resin.
すなわち、外側・内側フランジ付カラーのフランジ部とＦＲＰ部材、外側フランジ付カラーのカラー部外面と締結孔の圧縮荷重壁面、および外側フランジ付カラーのカラー部内面と内側フランジ付カラーのカラー部外面が直接触れていることにより、ＦＲＰ部材締結時に孔壁面へ直接荷重が作用する。このため、樹脂のクリープによる締結構造のゆるみを防止し、繰り返し荷重に対する変位の再現性を得ながら、インサート部品の挿入によるＦＲＰ部材自体の強度低下を防止するＦＲＰの締結方法およびＦＲＰ締結構造を得ることができる。 That is, the flange portion of the outer / inner flanged collar and the FRP member, the outer surface of the collar portion of the outer flanged collar and the compressed load wall surface of the fastening hole, and the inner surface of the collar portion of the outer flanged collar and the outer surface of the collar portion of the inner flanged collar are By directly touching the FRP member, a load acts directly on the hole wall surface when the FRP member is fastened. Therefore, it is possible to obtain an FRP fastening method and an FRP fastening structure that prevent the strength of the FRP member itself from being lowered due to the insertion of the insert component while preventing the fastening structure from loosening due to the creep of the resin and obtaining the reproducibility of the displacement with respect to the repeated load. be able to.
実施の形態２．
実施の形態２におけるＦＲＰの締結方法は、上記の実施の形態１におけるＦＲＰの締結方法と比較すると、第４工程において漏出防止板１３を使用する点が異なっている。ただし、漏出防止板１３を使用する点以外は、実施の形態２の締結方法は実施の形態１の締結方法と同様であり、同様な部分には同じ符号を付記し、説明は省略する。
Embodiment 2.
The FRP fastening method according to the second embodiment is different from the FRP fastening method according to the first embodiment in that the
図１２は、実施の形態１における第４工程において、圧縮荷重壁面３ｃへ外側フランジ付カラー４を押し付ける過程で、接着剤１１の流動に偏りが生じた場合を示す断面図である。一方、図１３は、本発明の実施の形態２における第４工程において、漏出防止板をカラー部端面へあてがいながら、圧縮荷重壁面３ｃへ外側フランジ付カラー４を押し付ける過程を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a case where the flow of the adhesive 11 is biased in the process of pressing the outer
上記の実施の形態１における第４工程において、圧縮荷重壁面３ｃへ外側フランジ付カラー４を押し付ける過程で接着剤の流動に偏りが生じた場合には、図１２に示すように、ＦＲＰ成形体３の圧縮荷重壁面３ｃ上部に接着剤１１が漏れ出したり、あるいは、ＦＲＰ成形体３の圧縮荷重壁面３ｃの反対側面３ｄと外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃとの間に隙間１２が形成されたりする場合がある。隙間１２が形成されると、外側フランジ付カラー４の固定が困難となる場合がある。
In the fourth step of the first embodiment, if the flow of the adhesive is biased in the process of pressing the outer
この対策として、本実施の形態２では、図１３に示すように、第４工程において、漏出防止板１３を外側フランジ付カラー４のカラー部端面４ｄへあてがっている。
As a countermeasure for this, in the second embodiment, as shown in FIG. 13, in the fourth step, the
この漏出防止板１３の働きにより、ＦＲＰ成形体３の圧縮荷重壁面３ｃ上部への接着剤１１の漏出を防止できる。さらに、漏出防止板１３の働きにより、接着剤１１の流動を補助して、圧縮荷重壁面３ｃの反対側面３ｄ側の隙間を、接着剤１１で充填することができる。
By the action of the
なお、漏出防止板１３は、接着剤１１の流動圧で変形しない程度に硬い材料であれば良く、材質は、特に、限定されない。
The
実施の形態３．
実施の形態３におけるＦＲＰ締結構造１は、上記の実施の形態１および２におけるＦＲＰ締結構造１と比較すると、ＦＲＰ成形体３の圧縮荷重壁面３ｃに接着剤溜まり１４が形成されている点が異なっている。
The FRP fastening structure 1 in the third embodiment is different from the FRP fastening structure 1 in the first and second embodiments described above in that the
また、本実施の形態３におけるＦＲＰの締結方法は、上記の実施の形態１および２におけるＦＲＰの締結方法と比較すると、第１工程においてＦＲＰ成形体３の圧縮荷重壁面３ｃに接着剤溜まり用溝１５を加工する点と、第４工程において接着剤溜まり用溝１５を通って接着剤１１が移動する点とが異なっている。ただし、この接着剤溜まり１４の存在および第１・第４工程以外は、実施の形態３の締結方法と実施の形態１、２の締結方法とは同様であり、同様な部分には同じ符号を付記し、説明は省略する。
Further, the method of fastening the FRP in the third embodiment is compared with the method of fastening the FRP in the above-described first and second embodiments, and in the first step, the adhesive collecting groove is formed on the compressed
図１４は、実施の形態３におけるＦＲＰ締結構造を示す断面図である。図１５は、実施の形態３における第１工程において、ＦＲＰ成形体へ締結孔を加工し、圧縮荷重壁面へ接着剤溜まり用溝を加工した状態を示す断面図である。また、図１６は、実施の形態３における第４工程において、圧縮荷重壁面へ外側フランジ付カラーを押し付ける過程を示す断面図である。 FIG. 14 is a cross-sectional view showing the FRP fastening structure according to the third embodiment. FIG. 15 is a cross-sectional view showing a state in which a fastening hole is machined in the FRP molded body and a groove for collecting adhesive is machined on the compression load wall surface in the first step of the third embodiment. Further, FIG. 16 is a cross-sectional view showing a process of pressing the outer flanged collar against the compressed load wall surface in the fourth step of the third embodiment.
本実施の形態３におけるＦＲＰ締結構造１は、図１４に示すように、ＦＲＰ成形体３の圧縮荷重壁面３ｃに接着剤溜まり１４が形成されている。成形体３の圧縮荷重壁面３ｃと外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃとは、接着剤溜まり１４の部分を除いて直接触れている。従って、締結時に外側フランジ付カラー４から圧縮荷重壁面３ｃへ直接荷重が作用することで、繰り返し荷重に対する変位の再現性を得ることができる。
In the FRP fastening structure 1 according to the third embodiment, as shown in FIG. 14, an
次に、本実施の形態３におけるＦＲＰの締結方法について、図１５および図１６を参照して説明する。本実施の形態３におけるＦＲＰの締結方法は、第１工程において、図１５に示すように、ＦＲＰ成形体３へ締結孔３０を加工し、圧縮荷重壁面３ｃに接着剤溜まり用溝１５を加工する。
Next, the method of fastening the FRP in the third embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16. In the method of fastening the FRP in the third embodiment, as shown in FIG. 15, the
次に、上記の実施の形態１および２と同様の手順で、第２工程において、外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃに接着剤１１を塗布し、第３工程において、外側フランジ付カラー４をＦＲＰ成形体３の締結孔３０へ挿入する。
Next, in the second step, the adhesive 11 is applied to the
第４工程において、図１６に示すように、圧縮荷重壁面３ｃへ外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃを押し付ける。カラー部外面４ｃを押し付けると、圧縮荷重壁面３ｃ側にあった接着剤１１は、接着剤溜まり用溝１５を通って圧縮荷重壁面３ｃの反対側面３ｄ側に移動する。
In the fourth step, as shown in FIG. 16, the
接着剤溜まり用溝１５を設けておくことにより、接着剤１１が圧縮荷重壁面３ｃの反対側面３ｄ側へ移動しやすくなる。この結果、図１２に示す隙間１２が生じにくくなる。
By providing the adhesive collecting
圧縮荷重壁面３ｃへ外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃを押し付けた後、上記の実施の形態１および２と同様の手順で、接着剤１１を硬化させ、第５工程において、外側フランジ付カラー４の内側へ内側フランジ付カラー５を圧入することにより、ＦＲＰ締結構造１を得ることができる。
After pressing the
実施の形態４．
実施の形態４におけるＦＲＰ締結構造１は、上記の実施の形態１から３におけるＦＲＰ締結構造１と比較すると、締結孔と外側・内側フランジ付カラーのカラー部の断面形状が多角形状である点が異なっている。ただし、この断面形状以外は、実施の形態４の締結方法と実施の形態１から３の締結方法とは同様であり、同様な部分には同じ符号を付記し、説明は省略する。
The FRP fastening structure 1 in the fourth embodiment is different from the FRP fastening structure 1 in the first to third embodiments described above in that the cross-sectional shape of the fastening hole and the collar portion of the outer / inner flanged collar is polygonal. It's different. However, other than this cross-sectional shape, the fastening method of the fourth embodiment and the fastening method of the first to third embodiments are the same, the same reference numerals are given to the same parts, and the description thereof will be omitted.
図１７は、本発明の実施の形態４におけるＦＲＰ締結構造を示す断面図である。本実施の形態４におけるＦＲＰ締結構造１は、図１７に示すように、締結孔と外側・内側フランジ付カラーのカラー部の断面形状が多角形状である。図１７では、断面形状を例えば、正六角形としているが、断面形状は、多角形状であれば良く、正六角形に限定されない。 FIG. 17 is a cross-sectional view showing the FRP fastening structure according to the fourth embodiment of the present invention. In the FRP fastening structure 1 according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 17, the cross-sectional shape of the fastening hole and the collar portion of the collar with the outer and inner flanges is polygonal. In FIG. 17, the cross-sectional shape is, for example, a regular hexagon, but the cross-sectional shape may be a polygonal shape and is not limited to the regular hexagon.
締結孔と外側・内側フランジ付カラーのカラー部の断面形状が多角形状であれば、円形ではないため、締結孔に対して外側・内側フランジ付カラーは、回転しない。従って、ボルト・ナットで締結した際に、回り止めの効果が得られ、ボルト・ナット締結時の座面間の滑りを防止することができる。 If the cross-sectional shape of the fastening hole and the collar portion of the outer / inner flanged collar is polygonal, the collar with the outer / inner flange does not rotate with respect to the fastening hole because it is not circular. Therefore, when the bolts and nuts are fastened, the effect of preventing rotation can be obtained, and slippage between the seat surfaces when the bolts and nuts are fastened can be prevented.
実施の形態５．
本実施の形態５では、先の実施の形態１〜４で説明した本発明のＦＲＰ締結構造の、エレベーター用構造部材への適用例について、図面を参照しながら具体的に説明する。図１８〜２１は、本発明の実施の形態５におけるＦＲＰ締結構造を、エレベーター用構造部材に適用した例を示す模式図である。
In the fifth embodiment, an example of application of the FRP fastening structure of the present invention described in the previous embodiments 1 to 4 to a structural member for an elevator will be specifically described with reference to the drawings. 18 to 21 are schematic views showing an example in which the FRP fastening structure according to the fifth embodiment of the present invention is applied to a structural member for an elevator.
エレベーター構造は、図１８に示すように、カゴ室２１がカゴ床２２上に固定されている。カゴ床２２は縦柱２３と締結され、縦柱２３は上梁２４と締結され、上梁２４がロープ２５に吊り下げられた構造となっている。上梁２４と縦柱２３には、例えばＣ型断面梁部材などが用いられる。
In the elevator structure, as shown in FIG. 18, the
乗客等を含むカゴ室重量は、図１９に示すように、上梁２４の左右両端に締結された縦柱２３を介してロープに伝達される。このため、上梁２４には、図２０に示すような三点曲げ荷重が加わる。したがって、図２０に示すように、紙面右手方向をＸ、紙面奥行方向をＹ、鉛直上方向をＺとすると、上梁２４の締結部には、図２０に示すようなＺ方向荷重が作用することになる。
As shown in FIG. 19, the weight of the basket chamber including passengers and the like is transmitted to the rope via the
このＺ方向荷重に対して最も適した締結構造は、図２１に示す通りである。すなわち、締結孔のＺ方向下方面を圧縮荷重壁面とするＦＲＰ締結構造である。 The most suitable fastening structure for this Z-direction load is as shown in FIG. That is, it is an FRP fastening structure in which the lower surface of the fastening hole in the Z direction is a compression load wall surface.
この構成によれば、上梁部材に発生する図２０に示すＺ方向荷重が、圧縮荷重壁面に直接作用し、繰り返し荷重に対する再現性を得ることができる。 According to this configuration, the Z-direction load generated in the upper beam member and shown in FIG. 20 acts directly on the compressive load wall surface, and reproducibility with respect to a repetitive load can be obtained.
以下では、上記の実施の形態１におけるＦＲＰ製部材２の製造方法の具体例を、実施例１として、図２２〜図２５を参照して説明する。 Hereinafter, a specific example of the method for manufacturing the FRP member 2 according to the first embodiment will be described as the first embodiment with reference to FIGS. 22 to 25.
＜実施例１＞
図２２は、実施例１におけるＦＲＰ締結構造の製造工程を表すフローチャートである。図２３は、実施例１におけるＦＲＰ製部材を示す斜視図である。図２４は、実施例１における、ＦＲＰ製部材と相手部材との締結部に荷重が作用した状態を示す断面図である。また、図２５は、実施例１における図２４に示す荷重作用状態における相手部材を基準としたＦＲＰ製部材の変位と荷重の関係を示す線図である。
<Example 1>
FIG. 22 is a flowchart showing a manufacturing process of the FRP fastening structure according to the first embodiment. FIG. 23 is a perspective view showing the FRP member according to the first embodiment. FIG. 24 is a cross-sectional view showing a state in which a load is applied to the fastening portion between the FRP member and the mating member in the first embodiment. Further, FIG. 25 is a diagram showing the relationship between the displacement and the load of the FRP member with reference to the mating member in the load acting state shown in FIG. 24 in the first embodiment.
図２３に示すＦＲＰ製部材２は、Ｕ字型の一定断面を有する部材である。Ｕ字型底部の両端には、３か所ずつ計６か所のＦＲＰ締結構造１が設けられている。ＦＲＰ製部材２の寸法は、例えば、幅２００ｍｍ、高さ１００ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、および厚さは、全体に渡って７ｍｍである。 The FRP member 2 shown in FIG. 23 is a member having a U-shaped constant cross section. A total of 6 FRP fastening structures 1 are provided at both ends of the U-shaped bottom. The dimensions of the FRP member 2 are, for example, 200 mm in width, 100 mm in height, 1000 mm in length, and 7 mm in thickness as a whole.
また、ＦＲＰ締結構造１の形状は、図２で示した外側フランジ付カラー４および内側フランジ付カラー５と同じである。外側フランジ付カラー４および内側フランジ付カラー５の寸法は、例えば、Ｈ＝ｈ＝１０ｍｍ、およびＴ＝ｔ＝３ｍｍである。
Further, the shape of the FRP fastening structure 1 is the same as that of the
まず、図２２に示す第０工程において、ＦＲＰ成形体３を成形する。次に、図５に示したように、ＦＲＰ成形体３のＵ字型底部の両端に、３か所ずつ計６か所の締結孔３０（φ１８ｍｍ）を加工する（図２２の第１工程）。
First, in the 0th step shown in FIG. 22, the FRP molded
次に、図６に示したように、外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃへ接着剤１１を塗布する（図２２の第２工程）。接着剤１１は、例えば、ナガセケムテックス製二液エポキシ接着剤ＡＶ１３８／ＨＶ９９８を用いることができる。
Next, as shown in FIG. 6, the adhesive 11 is applied to the
そして、図７に示したように、締結孔３０のＦＲＰ成形体下面３ａ側から、外側フランジ付カラー４を挿入する（図２２の第３工程）。外側フランジ付カラー４は、フランジ部上面４ｂがＦＲＰ成形体下面３ａに直接触れるまで挿入される。
Then, as shown in FIG. 7, the
次に、図８〜１０に示したように、外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃをＦＲＰ成形体３の圧縮荷重壁面３ｃへ押し付けた状態で、接着剤１１を硬化させる（図２２の第４工程）。外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃをＦＲＰ成形体３の圧縮荷重壁面３ｃへ押し付ける操作により、外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃと、ＦＲＰ成形体３の圧縮荷重壁面３ｃとの間の接着剤１１は、ＦＲＰ成形体３の圧縮荷重壁面３ｃの反対側面３ｄ側に移動し、硬化して、接着層６を形成する。
Next, as shown in FIGS. 8 to 10, the adhesive 11 is cured in a state where the
最後に、ＦＲＰ成形体上面３ｂ側から、内側フランジ付カラー５を圧入する（図２２の第５工程）。内側フランジ付カラー５は、フランジ部下面５ｂが外側フランジ付カラー４のカラー部端面４ｄに触れるまで圧入される。
Finally, the
以上の工程を、６か所全ての締結孔３０に対して実施することにより、図２３に示したような、６か所のＦＲＰ締結構造１を含むＵ字型のＦＲＰ製部材２を得る。ＦＲＰ製部材２を相手部材７と締結し、荷重を作用させる。このとき、図２４に示すように、相手部材７にｘ軸正方向、ＦＲＰ成形体３にｘ軸負方向の荷重を加えることにより、ＦＲＰ成形体３の圧縮荷重壁面３ｃに直接荷重が作用する。
By carrying out the above steps for all the fastening holes 30 at the six locations, a U-shaped FRP member 2 including the FRP fastening structure 1 at the six locations as shown in FIG. 23 is obtained. The FRP member 2 is fastened to the
図２５に示すように、相手部材７を基準としたＦＲＰ製部材２の変位と荷重の関係は、線形となる。従って、繰り返し荷重に対する再現性を得ることができる。
As shown in FIG. 25, the relationship between the displacement and the load of the FRP member 2 with respect to the
次に、上記の実施例１に対して、本発明の特徴を有さない製造方法の具体例を、比較例１として、図２５〜図３０を参照して説明する。 Next, with respect to the above-mentioned Example 1, a specific example of the production method having no features of the present invention will be described as Comparative Example 1 with reference to FIGS. 25 to 30.
なお、本比較例１は、実施例１と比較して、ＦＲＰ締結構造およびその製造方法が異なっている。ただし、比較例１と実施例１は、ＦＲＰ締結構造およびその製造方法以外は、同様であり、同様な部分には同じ符号を付記し、説明は省略する。また、符号は、上記の実施例１と同様に実施の形態１のものを使用する。 In addition, this Comparative Example 1 is different from Example 1 in the FRP fastening structure and the manufacturing method thereof. However, Comparative Example 1 and Example 1 are the same except for the FRP fastening structure and the manufacturing method thereof, and the same reference numerals are added to the same parts, and the description thereof will be omitted. Further, as the reference numerals, those of the first embodiment are used in the same manner as in the first embodiment.
＜比較例１＞
図２６は、比較例１におけるＦＲＰ締結構造の製造工程を表すフローチャートである。図２７は、比較例１におけるＦＲＰ締結構造を示す断面図である。図２８は、比較例１において、ＦＲＰ製部材と相手部材との締結部に荷重が作用した状態を示す断面図である。
<Comparative example 1>
FIG. 26 is a flowchart showing a manufacturing process of the FRP fastening structure in Comparative Example 1. FIG. 27 is a cross-sectional view showing the FRP fastening structure in Comparative Example 1. FIG. 28 is a cross-sectional view showing a state in which a load is applied to the fastening portion between the FRP member and the mating member in Comparative Example 1.
図２９は、比較例１における図２８に示す荷重作用状態において、接着層が破壊した状態を示す断面図である。また、図３０は、本発明の比較例１における図２８に示す荷重作用状態において、相手部材を基準としたＦＲＰ製部材の変位と荷重の関係を示す線図であ
る。
FIG. 29 is a cross-sectional view showing a state in which the adhesive layer is broken in the load acting state shown in FIG. 28 in Comparative Example 1. Further, FIG. 30 is a diagram showing the relationship between the displacement and the load of the FRP member with respect to the mating member in the load acting state shown in FIG. 28 in Comparative Example 1 of the present invention.
本比較例１におけるＦＲＰ製部材２の形状および寸法は、図２３に示した実施例１におけるＦＲＰ製部材２と同様である。比較例１におけるＦＲＰ製部材２は、実施例１と同様に、Ｕ字型底部の両端に３か所ずつ、計６か所のＦＲＰ締結構造１を有する。 The shape and dimensions of the FRP member 2 in Comparative Example 1 are the same as those of the FRP member 2 in Example 1 shown in FIG. 23. Similar to the first embodiment, the FRP member 2 in Comparative Example 1 has three FRP fastening structures 1 at both ends of the U-shaped bottom, for a total of six FRP fastening structures 1.
まず、実施例１と同じ形状・寸法のフランジ付カラー４，５を、それぞれ６個ずつ準備する。次に、図２６に示す第０工程において、ＦＲＰ成形体３を成形する。次に、図５に示したように、ＦＲＰ成形体３のＵ字型底部の両端に、３か所ずつ計６か所の締結孔３０（φ１８ｍｍ）を加工する（図２６の第１工程）。
First, six
次に、外側フランジ付カラー４のフランジ部上面４ｂおよびカラー部外面４ｃへ接着剤１１を塗布する（図２６の第２工程）。そして、締結孔３０のＦＲＰ成形体下面３ａ側から外側フランジ付カラー４を挿入する（図２１の第３工程）。
Next, the adhesive 11 is applied to the
次に、内側フランジ付カラー５のフランジ部下面５ｂに接着剤を塗布する（図２６の第４工程）。最後に、ＦＲＰ成形体上面３ｂ側から内側フランジ付カラー５を圧入して接着剤１１を硬化する（図２６の第５工程）。
Next, an adhesive is applied to the
以上の工程により、図２７に示すように、外側フランジ付カラー４のフランジ部上面４ｂとＦＲＰ成形体下面３ａとの間、外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃとＦＲＰ成形体３の圧縮荷重壁面３ｃおよび圧縮荷重壁面３ｃの反対側面３ｄとの間、および内側フランジ付カラー５のフランジ部下面５ｂとＦＲＰ成形体上面３ｂおよび外側フランジ付カラー４のカラー部端面４ｄとの間に、それぞれ接着層６が形成される。
By the above steps, as shown in FIG. 27, the compressive load between the
以上の工程を、６か所全ての締結孔３０に対して実施することにより、６か所のＦＲＰ締結構造１を含むＵ字型のＦＲＰ製部材２を得る。本比較例におけるＦＲＰ製部材２を相手部材７と締結し、荷重を作用させる。
By carrying out the above steps for all six
このとき、図２８に示すように、相手部材７にｘ軸正方向、ＦＲＰ成形体３にｘ軸負方向の荷重を加えることにより、外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃとＦＲＰ成形体３の圧縮荷重壁面３ｃとの間の接着層６には圧縮荷重、外側フランジ付カラー４のカラー部外面４ｃとＦＲＰ成形体３の圧縮荷重壁面の反対側面３ｄとの間の接着層６には引張荷重、外側フランジ付カラー４のフランジ部上面４ｂとＦＲＰ成形体下面３ａとの間、および内側フランジ付カラー５のフランジ部下面５ｂとＦＲＰ成形体上面３ｂとの間の接着層６にはせん断荷重が作用する。
At this time, as shown in FIG. 28, by applying a load in the x-axis positive direction to the
荷重を大きくしていくと、図２９に示すように、接着層６内に亀裂１６が生じ、接着層６が破壊する。接着層６が破壊すると、相手部材７を基準としたＦＲＰ製部材２の変位と荷重の関係は、図３０に示すように非線形となる。この結果、繰り返し荷重に対する再現性が得られない。
As the load is increased, as shown in FIG. 29, cracks 16 are generated in the
繰り返し荷重に対する再現性が得られない結果、荷重がゼロのときの基準位置が変化する。このため、繰り返し荷重に対する機器の振動拡大等の不具合が生じるおそれがある。 As a result of the lack of reproducibility for repeated loads, the reference position changes when the load is zero. For this reason, there is a possibility that problems such as expansion of vibration of the device due to repeated load may occur.
従って、上述した実施例１と比較例１との対比説明からも、本願発明が顕著な効果を有することがわかる。 Therefore, it can be seen from the comparative explanation between Example 1 and Comparative Example 1 described above that the present invention has a remarkable effect.
１ ＦＲＰ締結構造、２ ＦＲＰ製部材、３ ＦＲＰ成形体、３ａ ＦＲＰ成形体下面、３ｂ ＦＲＰ成形体上面、３ｃ ＦＲＰ成形体内面（圧縮荷重壁面）、３ｄ ＦＲＰ成形体内面（圧縮荷重壁面の反対側面）、４ 外側フランジ付カラー、４−１ 外側フランジ付カラーのフランジ部、４−２ 外側フランジ付カラーのカラー部、４ａ 外側フランジ付カラーのフランジ部下面、４ｂ 外側フランジ付カラーのフランジ部上面、４ｃ 外側フランジ付カラーのカラー部外面、４ｄ 外側フランジ付カラーのカラー部端面、４ｅ 外側フランジ付カラー４のカラー部内面、５ 内側フランジ付カラー、５−１ 内側フランジ付カラーのフランジ部、５−２ 内側フランジ付カラーのカラー部、５ａ 内側フランジ付カラーのフランジ部上面、５ｂ 内側フランジ付カラーのフランジ部下面、５ｃ 内側フランジ付カラーのカラー部外面、５ｄ 内側フランジ付カラーのカラー部端面、５ｅ 内側フランジ付カラー５のカラー部内面、６ 接着層、７ 相手部材、８ ボルト、９ ナット、１０ ワッシャー、１１ 接着剤、１２ 隙間、１３ 漏出防止板、１４ 接着剤溜まり、１５ 接着剤溜まり用溝、１６ 亀裂、２１ カゴ室、２２ カゴ床、２３ 縦柱、２４ 上梁、２５ ロープ、３０ 締結孔。 1 FRP fastening structure, 2 FRP member, 3 FRP molded body, 3a FRP molded body lower surface, 3b FRP molded body upper surface, 3c FRP molding inner surface (compressive load wall surface), 3d FRP molding inner surface (opposite side surface of compressive load wall surface) ), 4 Outer flange collar, 4-1 Outer flange collar flange, 4-2 Outer flange collar collar, 4a Outer flange collar flange lower surface, 4b Outer flange collar flange upper surface, 4c Outer surface of collar with outer flange, 4d End of collar with outer flange, 4e Inner surface of collar with outer flange 4, 5 Inner flange collar, 5-1 Inner flange collar flange, 5- 2 Collar part with inner flange, 5a Upper surface of flange part with inner flange, 5b Lower surface of flange part with inner flange, 5c Outer surface of collar part with inner flange, 5d End face of collar part with inner flange, 5e Inner surface of collar 5 with inner flange, 6 adhesive layer, 7 mating member, 8 bolts, 9 nuts, 10 washer, 11 adhesive, 12 gaps, 13 leak prevention plate, 14 adhesive reservoir, 15 adhesive reservoir groove , 16 cracks, 21 basket chambers, 22 basket floors, 23 vertical columns, 24 upper beams, 25 ropes, 30 fastening holes.
Claims (10)
前記ＦＲＰ成形体に対して前記外側フランジ付カラーを挿入するための締結孔を加工する第１工程と、
前記外側フランジ付カラーのカラー部の外面に未硬化の接着剤を塗布する第２工程と、
前記接着剤が塗布された前記外側フランジ付カラーを、前記締結孔の片側から、フランジがＦＲＰ成形体に接触するまで挿入する第３工程と、
前記外側フランジ付カラーを介して圧縮荷重が作用する前記締結孔の圧縮荷重壁面へ、前記外側フランジ付カラーを押し付けて、前記圧縮荷重壁面と前記外側フランジ付カラーの前記外面の一部とを直接触れさせて、前記接着剤を硬化させる第４工程と、
前記外側フランジ付カラーのカラー部の内面と前記内側フランジ付カラーのカラー部の外面とが接触するように、前記外側フランジ付カラーの内側に対して前記内側フランジ付カラーを圧入する第５工程と
を有するＦＲＰの締結方法。 A method for fastening an FRP having an FRP molded body, a collar with an outer flange, and a collar with an inner flange.
The first step of processing a fastening hole for inserting the outer flanged collar into the FRP molded body, and
The second step of applying the uncured adhesive to the outer surface of the collar portion of the collar with the outer flange, and
The third step of inserting the collar with the outer flange coated with the adhesive from one side of the fastening hole until the flange comes into contact with the FRP molded body.
The outer flanged collar is pressed against the compressed load wall surface of the fastening hole on which the compressive load acts via the outer flanged collar, and the compressed load wall surface and a part of the outer surface of the outer flanged collar are directly pressed. The fourth step of touching and curing the adhesive, and
The fifth step of press-fitting the inner flanged collar into the inside of the outer flanged collar so that the inner surface of the collar portion with the outer flange and the outer surface of the collar portion of the inner flanged collar come into contact with each other. FRP fastening method having.
請求項１に記載のＦＲＰの締結方法。 The first aspect of claim 1, wherein the upper surface and the lower surface of the FRP molded product are sandwiched between the flange portion of the collar with the outer flange and the flange portion of the collar with the inner flange by carrying out the third step to the fifth step. How to fasten FRP.
請求項１または２に記載のＦＲＰの締結方法。 The FRP according to claim 1 or 2, further comprising a step of applying a leak prevention plate for preventing leakage of the adhesive to the collar portion of the collar with an outer flange between the third step and the fourth step. How to fasten.
請求項１または２に記載のＦＲＰの締結方法。 The method for fastening an FRP according to claim 1 or 2, wherein when the fastening hole is machined in the first step, a groove for collecting an adhesive is further machined on the compressed load wall surface.
前記締結孔に挿入される外側フランジ付カラーと、
前記外側フランジ付カラーの内側に圧入されることで、前記ＦＲＰ成形体の前記締結孔に埋め込まれる内側フランジ付カラーと
を備えたＦＲＰ締結構造であって、
前記外側フランジ付カラーのカラー部の外面は、一方が、前記外側フランジ付カラーを介して圧縮荷重が作用する前記締結孔の圧縮荷重壁面と直接触れ、他方が、前記締結孔の圧縮荷重壁面の反対側面との間に接着層を介して固定され、
前記外側フランジ付カラーのカラー部の外面と前記締結孔の圧縮荷重壁面との間には前記接着層が存在しない
ＦＲＰ締結構造。 FRP molded body with fastening holes and
A collar with an outer flange inserted into the fastening hole,
An FRP fastening structure including an inner flanged collar that is embedded in the fastening hole of the FRP molded body by being press-fitted inside the outer flanged collar.
One of the outer surfaces of the collar portion of the outer flanged collar directly contacts the compressive load wall surface of the fastening hole on which the compressive load acts via the outer flanged collar , and the other is the compressive load wall surface of the fastening hole. Fixed via an adhesive layer to the opposite side,
An FRP fastening structure in which the adhesive layer does not exist between the outer surface of the collar portion of the collar with the outer flange and the compressed load wall surface of the fastening hole.
請求項６に記載のＦＲＰ締結構造。 The inner diameter of the collar portion of the outer flanged collar and the outer diameter of the collar portion of the inner flanged collar have a tight-fitting relationship, and the inner flanged collar is press-fitted inside the outer flanged collar. The FRP fastening structure according to claim 6, which is in a state.
請求項６または７に記載のＦＲＰ締結構造。 The FRP fastening structure according to claim 6 or 7 , wherein the FRP molded body has an adhesive collecting groove on the compression load wall surface.
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