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JPH06100212B2 - 合成樹脂構造材の接合構造 - Google Patents

合成樹脂構造材の接合構造

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JPH06100212B2
JPH06100212B2 JP1064641A JP6464189A JPH06100212B2 JP H06100212 B2 JPH06100212 B2 JP H06100212B2 JP 1064641 A JP1064641 A JP 1064641A JP 6464189 A JP6464189 A JP 6464189A JP H06100212 B2 JPH06100212 B2 JP H06100212B2
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hole
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弘史 大矢
紘三 安藤
寛治 加藤
和男 鉛谷
健一 藤田
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、FRPなどの強化プラスチックをはじめとす
る合成樹脂を構造材とする場合の接合構造に関し、従来
の鋼材に代えて合成樹脂材を使う場合に有効であり、特
に冷水塔の主架構をFRP材で構成して耐蝕性の向上と運
転管理の容易化を図る場合などに好適なものである。
［従来の技術］ 木材や金属などに代え、合成樹脂を使用するものも非常
に多いが、大きな荷重が加わる部分などの構造材として
はほとんど使用されていないのが現状である。
例えば温水と周囲の多量にある空気とを直接接触させて
温水を冷却する装置である冷水塔にあっても小型の空調
用のものなどに合成樹脂を一部分に使用するものがあ
る。
しかし、種々の化学工業等に使用される大型の冷水塔
は、その主架構を木材や鋼材で作っており、高温多湿の
腐蝕しやすい環境であることから、通常、米松に加圧防
蝕処理を施して使用したり、鋼材に溶融亜鉛メッキ処理
を施すなどして使用されている。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、このような木材や鋼材に防蝕処理を施しても
塔内部が高温多湿であり、非常に腐蝕しやすい環境とな
っているため、木材を使用する主架構では10年を経過し
た頃から、鋼材を使用した主架構では、７〜８年を経過
した頃から散水装置に近い上部付近を中心に腐蝕が進
み、補修が必要となってしまう。
また、腐蝕が進むと、腐蝕した木材や錆などが冷却され
た水の中に混入し、冷却系統のストレーナがつまり易く
なったり、ポンプの負荷が増大する等冷水塔の性能低下
の問題が生じる場合もある。
そこで、腐蝕環境での使用に適した合成樹脂、特にFRP
（繊維強化プラスチック）を用いて主架構を作ることも
考えられるが、FRP自体の座屈強度や含水による強度へ
の影響、耐候性など多くの解決しなければならない問題
があるとともに、FRP等の合成樹脂材の接続のための構
造についても開発しなければならない。
この発明は、かかる従来技術に鑑みてなされたもので、
合成樹脂を構造材として用いる場合でも強固に接合する
ことができ、施工も容易な合成樹脂構造材の接合構造を
提供しようとするものである。
［課題を解決するための手段］ 耐蝕性のある材料について種々検討し、実験を行って強
度や含水による強度に及ぼす影響などを検討したとこ
ろ、合成樹脂を構造材として使用することが可能である
という結論を得、例えばFRP材を冷水塔の主架構に使用
しても何等支障がないという検討結果が得られた。
そこで、上記課題を解決するためこの発明の合成樹脂構
造材の接合構造は、互いに接合される中空合成樹脂構造
材の表面に予め複数の孔が開けられた連結具を当てて当
該合成樹脂構造材の連結具が当られた側壁部への孔加工
とブラインドリベットの打ち込みとを繰り返して接合す
ることを特徴とするものである。
また、この発明の合成樹脂構造材の接合構造は、中空合
成樹脂構造材の中空部の両側壁間に貫通孔を形成し、こ
の貫通孔の外側壁端間の長さに形成されるとともに、当
該貫通孔と嵌合される外径のディスタンスピースを装着
し、このディスタンスピースにボルトを挿通して予め複
数の孔が開けられた連結具を締付けるとともに、この連
結具に他の合成樹脂構造材を当てて当該他の合成樹脂構
造材の連結具が当られた側壁部への孔加工とブラインド
リベットの打ち込みを繰り返して接合することを特徴と
するものである。
［作用］ この合成樹脂構造材の接合構造によれば、予め複数の孔
が開けられた連結具を用い、これをブラインドリベット
で締付けるようにしており、複数の孔の加工精度を同一
に保持するとともに、接合現場での作業性の向上を図る
ようにしている。
さらに、中空合成樹脂構造材に他の合成樹脂構造材を接
合する接合構造では、中空合成樹脂構造材にディスタン
スピースを装着して変形を防止して連結具をボルトで取
付け、この連結具と他の合成樹脂構造材をブラインドリ
ベットで接合するようにしてリベット打ち込み作業を減
らして強固に接合できるようにしている。
［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。
第１図はこの発明の合成樹脂構造材の接合構造の一実施
例にかかる中空合成樹脂構造材の接合部分の拡大断面図
である。
この合成樹脂構造材の接合構造10は、中空の合成樹脂構
造材11の接合部分に使用されるものであり、中空合成樹
脂構造材としては、例えばFRP製の中空角パイプが用い
られ、これに接合される他の構造材12としては、例えば
金属製型材やFRP製型材等が用いられる。
この合成樹脂構造材の接合構造10では、中空合成樹脂構
造材11としてのFRP製中空角パイプに両側の側壁を貫通
する孔が開けられ、この孔部分に側壁表面に端面が位置
する金属製や合成樹脂製のディスタンスピース13が装着
されている。
このディスタンスピース13としては、その断面形状を円
形のリング状にしたもののほか、リング状の外側にリブ
を形成して座屈強度を高めるようにしたものなど種々の
断面形状のものが使用される。
そして、接合に当たっては、中空合成樹脂構造材11とし
てのFRP製中空角パイプのディスタンスピース13の外側
に他の構造材12が当てられ、これらを貫通するボルト14
を挿通して締付けられる。
このような接合構造10によれば、中空の合成樹脂構造材
11であってもディスタンスピース13によって変形が規制
され、ボルト14を使用しても強固に接合することができ
るとともに、変形による緩みも防止できる。
次に、合成樹脂構造材同志の接合構造を第２図及び第３
図により説明する。
第２図は合成樹脂構造材を交差させて接合する場合の正
面図であり、第３図は合成樹脂構造材を軸方向に接合す
る場合の拡大断面図である。
この合成樹脂構造材の接合構造20では、連結具21,22と
ブラインドリベット23を用いて接合するようにしてい
る。
まず、中空の合成樹脂構造材11、例えばFRP製の中空角
パイプを交差させて接合する場合には、第２図に示すよ
うに、連結具21は、金属や合成樹脂で作られ、中空合成
樹脂構造材11の幅に対応した幅とされ、一端部が交差角
度に合わせて所定の角度に切断されるとともに、予め複
数のブラインドリベット23用の孔が開けられている。
そして、接合に当たっては、中空合成樹脂構造材11が所
定の角度で突合わされ、その表面両側にそれぞれ連結具
21が当てられて予め開けられている孔に合わせて一つづ
つ中空合成樹脂構造材11に孔があけられ、ブレインドリ
ベット23をその都度打ち込んでいき、連結具21を両側に
当てた状態で２つの合成樹脂構造材11を接合する。
また中空合成樹脂構造材11同志を軸方向に接合する場合
には、第３図に示すように、中空合成樹脂接合材11を挿
入することができる中空の連結具22が使用され、例えば
金属製や合成樹脂製の角パイプで構成され、各側面に複
数のブラインドリベット23用の孔が開けられている。
そして接合に当たっては、２本の中空合成樹脂構造材11
が連結具22内に挿入されて端部が突合わされ、連結具22
と各中空合成樹脂構造材11の隙間にスペーサ24が入れら
れ、連結具22に予め開けられている孔に合わせて一つづ
つ中空合成樹脂構造材11に孔があけられ、ブラインドリ
ベット23をその都度打ち込んでいき、連結具21で包んだ
状態で２つの合成樹脂構造材11を接合する。
このような連結具21,22とブラインドリベット23とを用
いる接合構造20によれば、合成樹脂構造材11への孔加工
を１つづつ行ない、その都度ブラインドリベット23を打
ち込むことを繰り返して接合するようにしているので、
多数のブラインドリベット23を用いる場合にも孔加工の
精度が同一となり、均等に各ブラインドリベット23に荷
重を掛けることができる。
すなわち、従来のボルトを用いる接合の場合、それぞれ
の連結具とFRP材に別々に孔加工を行うと、孔径をボル
ト径＋２〜3mmにしておく必要があり、複数のボルトを
用いても加工精度や据付精度上から、その許容荷重をボ
ルト１本で考えておかねばならなかった。
一方、孔加工の精度向上を図るため現場で連結具の孔に
応じてFRP材に孔を形成することも考えられるが、現場
では、中空部を挟む両側のパイプ壁を貫通する高精度な
孔を開けることは不可能に近い。
しかし、この接続構造20では、現場での孔加工を、精度
の確保ができるパイプ壁に対してのみ行なうだけとする
とともに、中空部分を挟むパイプ壁を貫通する孔加工の
必要のないブラインドリベット23及び連結具21,22を用
いて接合するようにしているので、現場でも簡単に作業
することができ、複数のブラインドリベット23に均等に
荷重をかけ、強固な接合ができるのである。
また、ブラインドリベット23の本数を増減することで、
接合に必要な強度を自由に調整できる。
さらに、組み立て時には、中空部分の内側でナットを締
付ける等の作業の必要がなく、能率良く組立作業ができ
る。
次に、中空合成樹脂構造材と他の合成樹脂構造材同志の
接合構造を第４図により説明する。
第４図は中空合成樹脂構造材に他の合成樹脂構造材を交
差させて接合する場合の拡大断面図である。
この合成樹脂構造材の接合構造30では、連結具31とボル
ト32及びブラインドリベット33を用いて接合するように
し、ブラインドリベット33の打ち込み作業を減らすよう
にしている。
そこで、この合成樹脂構造材の接合構造30では、中空合
成樹脂構造材11の接合部分に、既に説明した接続構造10
と同一のディスタンスピース13が装着されており、ボル
ト32を用いて強固に接合できるようになっている。
一方、連結具31は、金属ないし合成樹脂で作られ、他の
合成樹脂構造材11の接合角度に対応する形に成形されて
おり、ボルト32用の孔が１つ予め開けられるとともに、
ブラインドリベット33用の孔が複数開けられている。
そして、接合に当たっては、中空合成樹脂構造材11のデ
ィスタンスピース13が装着された接合部に連結具31を当
てボルト32で接合する。
この後、連結具31の複数のブラインドリベット33用の孔
が開けられた部分に他の合成樹脂構造材11を位置させ、
１つづつ孔加工しながらその都度ブラインドリベット33
を打ち込んでいき、所定の数のブライドリベット33を打
ち込む。
なお、必要に応じて中空合成樹脂構造材11部分にもブラ
インドリベット33を打ち込むようにし、接合強度を高め
るようにしても良い。
このような接合構造30によれば、精度の確保ができる１
本のボルトによって接合する接合構造と、現場での孔加
工を、精度の確保ができるパイプ壁に対してのみ行なう
だけにするとともに、中空部分を挟むパイプ壁を貫通す
る孔加工の必要のないブラインドリベット33及び連結具
31を用いる接合とを組合わせるようにしているので、現
場でのブラインドリベット33の打ち込み本数が減少で
き、接合作業が容易になるとともに、複数のブラインド
リベット33に均等に荷重をかけ、強固な接合ができる。
また、この場合にもブラインドリベット33の本数を増減
することで、接合に必要な強度を自由に調整できる。
さらに、組み立て時には、中空部分の内側でナットを締
付ける等の作業の必要がなく、能率良く組立作業ができ
る。
次に、このような接続構造10,20,30を用いて冷水塔の主
架構をFRP材で構成する場合について第５図及び第６図
に基づき具体的に説明する。
この冷水塔50では、主架構51がFRP材（繊維強化プラス
チック）で構成されており、柱材52には、FRP製の中空
角パイプが用いられ、横梁53には、FRP製の型材が使用
され、補強用の斜材54には、柱材52と同様にFRP製の中
空角パイプが使用される。
これらのFRP製の中空角パイプ及び型材は、予め座屈強
度や含水状態での強度変化などの試験や実験がなされ、
その材料組成はもとより、断面形状や肉厚などが決定さ
れている。
そして、主架構51の組み立てに当たっては、FRP製の中
空角パイプやFRP製型材の連結が必要となるが、木材を
用いる場合のように爪付きの連結具を用い、爪を木材に
打ち込むようにして連結強度を確保するようにしたり、
鋼材の場合のように連結金具のボルト孔に合わせて鋼材
に同一クリアランスの複数のボルト孔を現場で明けて複
数のボルトで締付けて強度を確保するようにすることが
難しい。
さらに、中空部分の内側で締付けることができないため
中空部分を貫通するボルト用の貫通孔を中空角パイプに
現場で開ける必要があるが、一層孔開けが難しいこと、
および貫通ボルトで中空パイプを挟んで締付けるように
するとFRP製の中空角パイプ自体が変形してしまうなど
連結方法が大きな問題となる。
そこで、既に説明した接続構造10,20,30が使用され、各
連結部の形状や必要な強度などに対応した構造とされ、
中空角パイプのパイプ壁にブラインドリベットを打ち込
んで外側からの作業だけで連結できるようにするととも
に、強度が必要な部分には、ボルトによっても変形が生
じない構造にし、かつブラインドリベットとともに締付
けるようにしている。
まず、柱材52については、冷水槽の周囲に打設されたそ
れぞれのコンクリート基礎55上に柱材52の下端部が接続
構造30を用いた基礎用連結具56によって固定されてお
り、冷水塔50の高さに合わせて複数本の柱材52が接続構
造20も用いた上下用連結具57によって連結され、所定の
高さとなるようにしている。
また、それぞれの柱材52の間を水平に連結する横梁53
は、柱材52に形成した接続構造10に相当するボルト連結
部58の表面に当てられて柱材52を貫通するボルトによっ
て固定されるとともに、横梁53同志は、接続構造20を用
いた左右用連結具59によって連結され、冷水塔50の幅に
対応する長さとしている。
さらに、柱材52及び横梁53を補強するため斜材54が一定
の間隔ごとに対角線上に配置され、下端部が基礎用連結
部56に固定される一方、中間部が柱材52及び横梁53の交
差部分で接続構造30を用いた斜材用連結具60によって固
定されるとともに、上端部が接続構造30を用いた上部連
結具61によって柱材52に連結されている。そして、斜材
54同志の軸方向の連結は接続構造30を用いた斜材用連結
具60によってなされるほか、斜材54同志が交差する部分
には、接続構造20を用いた交差用連結具62が用いられて
連結されている。
このような基礎用連結具56、上下用連結具57、ボルト連
結部58、左右用連結具59、斜材用連結具60、上部連結具
61、交差用連結具62をそれぞれの連結部に応じて用いる
ことで、FRP製の中空角パイプやFRP製型材であっても強
固に連結して主架構51とすることができる。
また、冷水塔の組み立て時には、連結の作業性が良くな
るとともに、FRP材を用いているので、重量も軽減さ
れ、能率良く作業できる。
さらに、完成した冷水塔50では、主架構51がFRP材であ
るので、耐蝕性が大巾に向上し、寿命の増大を図ること
ができるとともに、腐蝕物が冷水などに混入することが
なく、運転管理も容易となる。
なお、上記実施例では、合成樹脂構造材をFRP材とし、
その形状を中空角パイプとFRP型材としたが、これらに
限定するものでなく、他の組成のものや他の断面形状で
あっても良い。
また、各連結具の材料も金属に限らず、FRPなどの合成
樹脂材を用いることも可能であり、その形状も適宜変更
することができる。
さらに、合成樹脂構造材としては、熱硬化性プラスチッ
クをマトリックスする狭義の複合材料であるFRP材に限
らず、FRTPなどを含む広義の強化プラスチックをさすも
のである。
また、この発明の要旨を逸脱しない範囲で各構成要素を
変更しても良いことは言うまでもない。
［発明の効果］ 以上、実施例とともに具体的に説明したようにこの発明
の合成樹脂構造材の接合構造によれば、予め複数の孔が
開けられた連結具を用い、これをブラインドリベットで
締付けるようにしたので、複数の孔の加工精度を同一に
保持することができるとともに、接合現場での作業性の
向上を図ることができる。
さらに、中空合成樹脂構造材に他の合成樹脂構造材を接
合する接合構造では、中空合成樹脂構造材にディスタン
スピースを装着して変形を防止して連結具をボルトで取
付け、この連結具と他の合成樹脂構造材をブラインドリ
ベットで接合するようにしたので、リベット打ち込み作
業を減らして強固に接合することができる。
したがって、冷水塔の主架構をFRP材とする場合に用い
るようにすれば、高温高湿環境下でも腐蝕することがな
く、従来の木材や鋼製の場合に比べ、寿命を大巾に長く
することができ、補修費の低減が図れるとともに、腐蝕
物が冷却された水の中に混入することがなく、運転管理
の容易な冷水塔となり、性能劣化のない安定しした性能
を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の合成樹脂構造材の接合構造の一実施
例にかかる中空合成樹脂構造材の接合部分の拡大断面図
である。 第２図はこの発明の合成樹脂構造材の接合構造の一実施
例にかかる合成樹脂構造材を交差させて接合する場合の
正面図であり、第３図は合成樹脂構造材を軸方向に接合
する場合の拡大断面図である。 第４図はこの発明の合成樹脂構造材の接合構造の一実施
例にかかる中空合成樹脂構造材に他の合成樹脂構造材を
交差させて接合する場合の拡大断面図である。 第５図及び第６図はこの発明の接続構造を冷水塔の主架
構をFRP材で構成する場合に適用した一実施例の正面図
及び拡大正面図である。 10:合成樹脂構造材の接続構造、11:中空合成樹脂構造
材、12:他の構造材、13:ディスタンスピース、14:ボル
ト、 20:合成樹脂構造材の接続構造、21,22:連結具、23:ブラ
インドリベット、24:スペーサ、 30:合成樹脂構造材の接合構造、31:連結具、32:ボル
ト、33:ブラインドリベット、50:冷水塔、51:主架構、5
2:柱材、53:横梁、54:斜材、55:コンクリート基礎、56:
基礎用連結具、57:上下用連結具、58:ボルト連結部、5
9:左右用連結具、60:斜材用連結具、61:上部連結具、6
2:交差用連結具。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大矢 弘史 東京都江東区豊洲３丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 安藤 紘三 東京都江東区豊洲３丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 加藤 寛治 東京都江東区豊洲３丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内 (72)発明者 鉛谷 和男 大阪府吹田市西御旅町５番８号 日本触媒 化学工業株式会社吹田製造所内 (72)発明者 藤田 健一 大阪府吹田市西御旅町５番８号 日本触媒 化学工業株式会社吹田製造所内 (72)発明者 長岡 二見 東京都港区三田３―11―36 日本触媒化学 工業株式会社東京支社内 (56)参考文献 実開 昭48−75063（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】互いに接合される中空合成樹脂構造材の表
    面に予め複数の孔が開けられた連結具を当てて当該合成
    樹脂構造材の連結具が当られた側壁部への孔加工とブラ
    インドリベットの打ち込みとを繰り返して接合すること
    を特徴とする合成樹脂構造材の接合構造。
  2. 【請求項２】中空合成樹脂構造材の中空部の両側壁間に
    貫通孔を形成し、この貫通孔の外側壁端間の長さに形成
    されるとともに、当該貫通孔と嵌合される外径のディス
    タンスピースを装着し、このディスタンスピースにボル
    トを挿通して予め複数の孔が開けられた連結具を締付け
    るとともに、この連結具に他の合成樹脂構造材を当てて
    当該他の合成樹脂構造材の連結具が当られた側壁部への
    孔加工とブラインドリベットの打ち込みを繰り返して接
    合することを特徴とする合成樹脂構造材の接合構造。
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