【手続補正書】
【提出日】平成17年2月3日(2005.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書【発明の名称】  ＦＲＰ構造体ブロック継手とそのブロック及びその縫合装置【特許請求の範囲】    【請求項１】 繊維強化プラスチックからなるＦＲＰ構造体の主板部と、該主板部に他の繊維強化プラスチックからなるＦＲＰ構造体の主板部とを機械的に接合するＦＲＰ構造体ブロック継手であって、前記主板部はいずれも縫合用連結穴を持ち、該縫合用連結穴を介して緊張材で縫合して一体化され、前記緊張材の張力により圧縮の状態となるコア部の中に接合端面を持つことを特徴とするＦＲＰ構造体ブロック継手。    【請求項２】  請求項１において、前記接合端面が平面形状であり、前記縫合されてＩ型突合わせ構造に接合されていることを特徴とするＦＲＰ構造体ブロック継手。    【請求項３】  請求項１において、前記接合端面が前記主板部の平面に対して互いに所望の角度に傾斜した２面によるＶ字型であり、前記縫合されてＴ字型突合わせ構造に接合されていることを特徴とするＦＲＰ構造体ブロック継手。    【請求項４】  請求項１において、前記接合端面が前記主板部の平面に対して所望の角度に傾斜した面であり、前記縫合されてＬ字型突合わせ構造に接合されていることを特徴とするＦＲＰ構造体ブロック継手。    【請求項５】  請求項１〜４のいずれかにおいて、前記縫合用連結穴より前記端面に達して設けられた緊張材保護溝を有し、該緊張材保護溝に沿って前記緊張材が縫合されていることを特徴とするＦＲＰ構造体ブロック継手。    【請求項６】  請求項１〜５において、前記緊張材及び縫合用連結穴は、防水用又は補強用のシール材に覆われていることを特徴とするＦＲＰ構造体ブロック継手。    【請求項７】  請求項６において、前記防水用又は補強用のシール材は、熱可塑性樹脂からなることを特徴とするＦＲＰ構造ブロック継手。    【請求項８】  主板部と、該主板部に他の主板を緊張材で縫合して接合するコア部とを有する繊維強化プラスチックからなるＦＲＰ構造体ブロックであって、前記コア部は前記主板部の厚さ方向に沿って貫通し、前記緊張材を通して縫合する縫合用連結穴を有することを特徴とするＦＲＰ構造体ブロック。    【請求項９】  請求項８において、前記コア部は該コア部端部から前記主板部にかけて徐々に厚さが小さくなる移行部を有することを特徴とするＦＲＰ構造体ブロック。    【請求項１０】  請求項８又は９において、前記コア部は前記接合端面が平面形状を有し、突合わせ接合における構造がＩ型であることを特徴とするＦＲＰ構造体ブロック。    【請求項１１】  請求項８又は９において、前記コア部は前記接合端面が前記主板部の平面に対して互いに所望の角度に傾斜した２平面によるＶ字型形状を有し、突合わせ接合における構造がＴ字型であることを特徴とするＦＲＰ構造体ブロック。    【請求項１２】  請求項８又は９において、前記コア部は前記接合端面が前記主板部の平面に対して所望の角度に傾斜した面形状を有し、突合わせ接合における構造がＬ字型であることを特徴とするＦＲＰ構造体ブロック。    【請求項１３】  請求項８〜１２のいずれかにおいて、前記コア部は前記縫合用連結穴より前記接合端面に達して設けられた緊張材保護溝を有することを特徴とするＦＲＰ構造体ブロック。    【請求項１４】  主板部と、該主板部に他の主板を機械的に結合するコア部とを有する繊維強化プラスチックからなる複数のＦＲＰ構造体ブロック継手同志を前記コアに貫通して設けられた連結穴を介して緊張材によって互いに縫合する縫合装置において、前記緊張材を巻回する巻取りリールと、該リールを回転させるハンドルと、前記緊張材の張力を検出する張力検出機と、前記継手の一方を固定する固定側固定用テーブルと、前記継手の他方を固定し前記縫合面に直交する方向に移動可能な移動側固定用テーブルと、前記巻取りリールと張力検出機とが設置され前記縫合方向に移動可能な移動テーブルと、を備えたことを特徴とする縫合装置。【発明の詳細な説明】      【０００１】    【発明の属する技術分野】  本発明は、新規なＦＲＰ構造体ブロック継手とそれを用いたＦＲＰ構造体ブロック及びその縫合装置に関する。      【０００２】    【従来の技術】  従来のＦＲＰ構造体の継手は、接着接合と機械的接合に大別され、接着接合が広く用いられてきた。ＦＲＰは耐水性、耐薬品性に強い特徴をいかした用途が多く、水密性が要求されるため、機械的接合に比べコスト、品質信頼性の両者に優れた接着接合が主流となってきた。      【０００３】  寸法的には、陸上輸送可能な最大寸法までが主として接着接合で、それ以上の一部大型品に限り現地で機械的接合あるいは、機械的接合と接着接合が併用されている。      【０００４】    【発明が解決しようとする課題】  ＦＲＰは３０から４０年使用され、長期劣化、破損などから新規に代替えせざるをえない構造体も多くなってきたが、形状が大きく、強度も大きいため廃棄処理方法が大きな問題になっている。      【０００５】  また、近年、循環形社会の構築や、資源の有効活用、物流コストの低減が強く求められているが、接着接合の大型構造物ではこれに応えることが、困難になりつつある。      【０００６】  接着接合を採用する代表的ＦＲＰ構造体は、舟艇、船舶と大型耐食槽などがある。接着接合はバットジョイント、Ｔ型ジョイントが多く、二つのＦＲＰ部材を使用しオーバレイアップする。これは危険物の樹脂、硬化材を使用しガラス繊維を積層する湿式接着法であり、熟練作業者を必要とし施工性も悪い。さらに大型構造物は一体化され、ＦＲＰ接着強度が高いため容易には解体出来ず、大型クラッシャか特殊切断装置が必要である。また解体しても再利用は不可能である。      【０００７】  機械的接合を採用する代表的ＦＲＰ構造体には、ユニットバスと組立て水槽などがある。ユニットバスの上部パネル接合は、外フランジリベット接合を採用するのが一般的であり、軽量で組立て性は良いが、分解は出来ない。      【０００８】  組立て水槽は外フランジボルト接合である。ＦＲＰフランジは剛性が低いため、フランジ厚さとボルトピッチの最適化を図り水蜜性の向上を図る。また剛性不足の場合はスチール補強部材を併用し締結力及び、負荷の均一性を向上させるため、ＦＲＰフランジの増厚、ボルト本数増加、スチール補強部材などから継手関連の重量増は避けられない。固定式水槽は問題ないが、舟艇船舶など軽量化が要求される構造体には適用出来ない。      【０００９】  フランジ接合は、外フランジが一般的で、ユニットバスは裏側で見えないが、水槽は目に触れるため外観は良くない。      【００１０】  接着接合と機械的接合を併用する代表的なＦＲＰ構造体は、火力発電所の排脱装置用スクラバ、ダクトなどである。外フランジボルト接合し且つ、内面はＦＲＰ接着接合の併用である。解体には、内側のＦＲＰを除去しなければならず、サンダでの研削作業に莫大な時間を要し、研削作業による粉塵により最悪の作業環境にならざるをえない。また、接合は、接着接合の湿式法で施工性が悪い。      【００１１】  本発明の目的は、ＦＲＰ構造物の一部が劣化、破損した場合の修繕、廃棄を容易に行えると共に、接合及び解体が容易で、接合強度の高い継手構造を得ることができるＦＲＰ構造体ブロック継手とそのＦＲＰ構造体ブロック及びその縫合装置を提供することにある。      【００１２】    【課題を解決するための手段】  本発明は、主板部と、該主板部に他の主板を緊張材で縫合して機械的に接合するコア部とを有する繊維強化プラスチックからなるＦＲＰ構造体ブロック継手であって、前記コア部は前記主板部の厚さ方向に沿って貫通し、前記緊張材を通して縫合する縫合用連結穴を有することを特徴とする。      【００１３】  前記コア部は主板部より厚肉とし、該コア部から前記主板部にかけて徐々に厚さが小さくなる移行部を有すること、又前記連結穴より前記端面に達して設けられた緊張材保護溝を有することが好ましい。又、半円形を基本として構造物の接合構造に応じて接合端面の形状を以下のように設定することが好ましい。      【００１４】  又、コア部は、前記接合端面が平面形状を有し、突合わせ接合における構造がＩ型であること、前記接合端面が前記主板部の平面に対して互いに所望の角度に傾斜した２面によるＶ字型形状を有し、突合わせ接合における構造がＴ字型であること、前記接合端面が前記主板部の平面に対して所望の角度に傾斜した平面形状を有し、突合わせ接合における構造がＬ字型であることが好ましい。      【００１５】  本発明は、繊維強化プラスチックからなるＦＲＰ構造体の主板部と、該主板部に他の繊維強化プラスチックからなるＦＲＰ構造体の主板部とを機械的に接合するＦＲＰ構造体ブロック継手であって、前記主板部はいずれも縫合用連結穴を持ち、該縫合用連結穴を介して緊張材で縫合して一体化され、前記緊張材の張力により圧縮の状態となるコア部の中に接合端面を持つことを特徴とする。      【００１６】  更に、本発明は、前記接合端面が平面形状であり、突合わせ構造がＩ型であること、又、前記接合端面が互いに所望の角度に傾斜した２平面によるＶ字型形状を有し、突合わせ接合構造がＴ字型であること、前記接合端面が前記主板部の平面に対して所望の角度に傾斜した平面であり、突合わせ接合構造がＬ字型であることが好ましい。      【００１７】  前記コア部は前記縫合用連結穴より前記端面に達して設けられた緊張材保護溝を有し、前記ブロック継手同志が前記連結穴及び溝に沿って前記緊張材によって互いに縫合されて結合されていること、又前記縫合されたコア部に前記緊張材及び連結穴を覆う防水用又は補強用シール材が貼られていこと、前記防水用又は補強用のシール材は、熱可塑性樹脂からなることが好ましい。      【００１８】  本発明は、主板部と、該主板部に他の��板を機械的に結合するコア部とを有する繊維強化プラスチックからなる複数のＦＲＰ構造体ブロック継手同志をコア部に貫通して設けられた連結穴を介して緊張材によって互いに縫合する縫合装置において、前記緊張材を巻回する巻取りリールと、該リールを回転させるハンドルと、前記緊張材の張力を検出する張力検出機と、前記継手の一方を固定する固定側固定用テーブルと、前記継手の他方を固定し前記縫合面に直交する方向に移動可能な移動側固定用テーブルと、前記巻取りリールと張力検出機とが設置され前記縫合方向に移動可能な移動テーブルと、を備えたことを特徴とする。      【００１９】  前述のシール材は縫合した継手部の水蜜性あるいは、接合強度を増すために接合部に貼ることが好ましい。又、ＦＲＰ構造物の解体は、シール材を剥がし緊張材を切断することにより、ユニット、ブロックごとに解体することができる。      【００２０】    【発明の実施の形態】  （実施例１）  図１は、２枚のＦＲＰブロックを突き合わせて縫合せ締結する場合の本発明のブロック継手の斜視図である。ＦＲＰブロック継手は主板に対し断面積が増加する半円筒形コア１０と、その半円筒形コア１０から主板への移行部１１を持ち、コア１０を介してブロックを締結する縫合用連結穴１２と、縫合用連結穴１２間を結びコア１０に接する、縫合用の緊張材１４を保護するためのスパイラル状の緊張材保護溝１３から構成される。尚、この緊張材保護溝１３はなくても本目的を達成することができる。ＦＲＰブロック継手は、結合端面がＩ型であり、お互い突き合わせた状態で配置し、緊張材１４を穴１２及び、緊張材保護溝１３に添って縫合する。その後緊張材１４を緊張して、ＦＲＰブロック継手を締結する。      【００２１】  接合部全体は、シール材１５を貼付け止水処理もしくは、縫合部の補強を施す。この場合の緊張材１４は、たとえばアラミド繊維等の紐材で、充分な引張り弾性強度を持ち、刃物などで簡単に切断できるもので、シール材１５は、ＦＲＰブロック継手部材及び緊張材１４と接着し、水蜜性を発揮でき、且つＦＲＰブロック継手部材及び緊張材１４からはく離可能な熱可塑性樹脂材料単独もしくは、これらの樹脂材料と補強材との複合材で構成される。シール材１５の貼付けは、シート材１５を加熱し熱可塑性樹脂を溶融させた後、加圧して行う。      【００２２】  ブロック継手の解体は、再度シール材１５を加熱して取り外し、緊張材１４を切断することにより、解体できる。      【００２３】  図２は、本発明の縫合装置の斜視図及びその縫合方法を示す斜視図である。２枚のＦＲＰブロックを突き合わせて締結する場合の縫合方法の手順は次ぎのとおりである。（１）  ＦＲＰブロック継手を、お互い突き合わせた状態で配置する。（２）  緊張材１４の片端に端末金具１６を圧着固定する。（３）  ＦＲＰブロック継手の縫合用連結穴１２及び、緊張材保護溝１３に添って緊張材１４を巻付ける。（４）  緊張材１４に張力を加える。（５）  ピン治具１７を、緊張材１４を通した縫合用連結穴１２に挿入する。（６）  （３）から（５）を縫合最終端まで繰り返す。（７）  縫合用連結穴１２の最終部において端末金具１６を固定する。（８）  縫合部全体にシール材１５を貼る。      【００２４】  以下、縫合手順を詳細に説明する。（２）及び（８）の端末金具１６は、ブロック継手の縫合用連結穴１２よりも直径が大きい物である。（６）の動作は、緊張材１４の縫合用連結穴１２及び、緊張材保護溝１３への巻付けと、張力を加える動作を、１巻き毎に行う。これは緊張材１４と縫合用連結穴１２、緊張材保護溝１３の摩擦抵抗により、巻き初めと巻き終わり張力のばらつきを少なくするためである。（５）はブロック継手の次の縫合用連結穴１２に緊張材１４を巻付ける際、縫合を終えた部分での緊張材１４のゆるみを防止するためである。（７）は緊張材１４に張力を加えた状態で行い、コア１０を圧縮応力状態に保つためである。      【００２５】  図３及び図４は、緊張材に張力を加える本発明に係る縫合装置の上面図及び正面図である。縫合装置は、緊張材１４が巻回される巻取りリール１８、巻取りハンドル３４、緊張材１４の張力を検出する張力検出部１９、巻取りリール１８及び張力検出部１９が設置され縫合せ方向に移動可能な移動テーブル２０、継手の一方を拘束機構によって固定する固定側の固定用テーブル及び拘束機構２１と、継手の他方を拘束機構によって固定し縫い合せ面に直交する方向に移動可能な移動側の固定用テーブル及び拘束機構２１から構成されている。      【００２６】  巻取りリール１８は、直接または、歯車、プーリを介し回転可能で、緊張材１４を巻付け、手動または、電動機により巻取りリール１８を回転し張力を加える。又、電磁クラッチによっても張力を制御することができる。      【００２７】  緊張材１４に加えられた張力は、張力検出部１９で監視し、目標の張力に達した場合、手動または、張力検出部からの信号で、巻取りリールの回転を自動的に止めることによって、張力の制御が可能となる。張力検出部１９は張力検出ロール及びロードセルを有し、制御装置によって表示された張力値に基づいて手動又は自動で張力を制御するものである。      【００２８】  継手固定用テーブル及び拘束機構２１は、ＦＲＰブロック継手を表面方向から手動または、油圧、空圧などのクランプにより拘束される。また固定用テーブルの一方は、ＦＲＰブロック継手を拘束した状態で移動可能なため、緊張材１４で縫合した際、ＦＲＰブロック継手のコア部同士が充分密着し、圧縮応力状態となる。これによりＦＲＰブロック継手も安定して拘束できるため、安定した縫合が可能となり、縫合部の品質も向上する。      【００２９】  移動テーブル２０は、手動または電動機を介して自動的に巻取りリール１８、張力検出部１９を長手方向、縫合方向に移動できる。これにより巻取りリール１８、張力検出部１９を待避させることができるため、ＦＲＰブロック継手の継手固定用テーブル及び拘束機構２１への取付け、取り外しが容易におこなえる。また巻取りリール１８、張力検出部１９が縫合ピッチ位置に移動可能で、１巻き毎に緊張材１４へ加える張力を管理する際、どの縫合個所においても緊張材１４と、巻取りリール１８、張力検出部１９の位置関係が同一条件となるため、張力計測精度の向上が図れ、安定した縫合が可能となる。      【００３０】  図５は、シール材貼付けの一実施例を示す断面図である。シール材１５はＦＲＰブロック継手縫合部���配置させ、熱風式加熱器２２により加熱しシール材１５の熱可塑性樹脂が溶融させたのち、回転ローラ２３により加圧する。これによりシール材１５を皺なく均一にＦＲＰブロック継手縫合部に貼付けることができる。      【００３１】  図６は、シール材貼付けの他の実施例を示す断面図である。先のシール材１５貼付けの第一の実施例同様シール材１５をＦＲＰブロック継手縫合部に配置させ、ＦＲＰブロック継手のコア部１０と、コア部から主板への移行部１１と同一寸法で電熱器２４を内蔵した凹型の加圧治具２５を押し当て貼付ける。これによりシール材１５の熱可塑性樹脂の溶融と、シール材１５の加圧が同時におこなえ、作業効率が向上する。      【００３２】  本実施例によれば、接合、解体が容易であり、ＦＲＰ大型構造物であってもブロック化、ユニット化でき、熟練作業者を必要とせず、現地で容易に接合が出来るため、輸送コストと共に、組立てコスト低減が図れる。また継手接合部がＦＲＰ構造体の一部が劣化、破損した場合でもその個所のみを取り替え、低コストで、修復が可能となる。ＦＲＰ構造物の廃棄においても、大型クラッシャや特殊切断装置を必要とせず、クリーンな作業環境で、容易に解体が出来る。解体は、粉砕等で行うものと異なるため、分別廃棄、再利用が可能となる。      【００３３】  （実施例２）  図７は、２枚のＦＲＰブロックをＬ字型に縫合せ締結する場合のブロック継手の斜視図である。実施例１の突き合わせて締結する場合のブロック継手の実施例同様、コア部２６、移行部２７、コア部２６に貫通した縫合用連結穴２８、縫合用連結穴２８より接合端面に達したスパイラル状の緊張材保護溝２９から構成されるが、コア部２５は端面が所望の角度を有する傾斜面を持つ半円筒形状とする。この傾斜面を合せ、先の縫合方向の実施例同様に、緊張材を巻付け、張力を加えて縫合せした後、縫合せ全体を前述と同様に熱可塑性樹脂シート材を貼り付けることにより、２枚のＦＲＰブロックをＬ字型に締結することができる。尚、コア部の傾斜面の角度によりＦＲＰブロックのＬ字型の角度を任意に変えることができる。本実施例においても前述と同様の効果が得られる。      【００３４】  （実施例３）  図８は、３枚のＦＲＰブロックをＴ字型に締結する場合のブロック継手の斜視図である。前記突き合わせ及び、Ｌ字型に締結する場合のブロック継手の実施例同様それぞれ３枚のブロック継手は、コア部３０、移行部３１、コア部３０を貫通する縫合用連結穴３２、スパイラル状の緊張材保護溝３３から構成される。お互いが突き合わせの状態で、締結される２枚のブロック継手のコア部は、２つ端面が１３５°の角度を持つＶ字型の半円柱形状で、もう１枚のブロック継手のコア部は、２端面が９０°の角度を持つ半円柱形状とする。この端面を合せ、前述と同様の縫合方法によって、緊張材を巻付け、張力を加えて縫合せした後、縫合せ全体を前述と同様に熱可塑性樹脂シート材を貼り付けることにより、３枚のＦＲＰブロックをＴ型に締結することができる。本実施例においても前述と同様の効果が得られる。      【００３５】    【発明の効果】  本発明によれば、接合、解体が容易であり、ＦＲＰ大型構造物であってもブロック化、ユニット化でき、熟練作業者を必要とせず、現地で容易に接合が出来るため、輸送コストと共に、組立てコスト低減が図れる。また継手接合部がＦＲＰ構造体の一部が劣化、破損した場合でもその個所のみを取り替え、修復が可能であり、その廃棄においても、大型クラッシャや特殊切断装置を必要とせず、クリーンな作業環境で、容易に解体が出来る。解体は、粉砕等で行うものと異なるため、分別廃棄、再利用が可能となる。【図面の簡単な説明】【図１】  本発明のブロック突合わせ継手の斜視図である。【図２】  本発明の縫合装置の斜視図及びその縫合方法を示す斜視図である。【図３】  本発明の緊張装置の上面図である。【図４】  図３の緊張装置の正面図である。【図５】  本発明のブロック突合わせ継手へのシート材貼付けを示す図である。【図６】  本発明のブロック突合わせ継手へのシート材貼付けを示す図である。【図７】  本発明のＬ字型継手の斜視図である。【図８】  本発明のＴ字型継手の斜視図である。    【符号の説明】  １０…コア、１１…移行部、１２…縫合用連結穴、１３…緊張材保護溝、１４…緊張材、１５…シール材、１６…端末金具、１７…ピン治具、１８…巻取りリール、１９…張力検出部、２０…移動テーブル、２１…継手固定用テーブル及び拘束機構、２２…熱風式加熱器、２３…回転ローラ、２４…電熱器、２５…加圧治具、２６…コア、２７…移行部、２８…縫合用連結穴、２９…緊張材保護溝、３０…コア、３１…移行部、３２…縫合用連結穴、３３…緊張材保護溝、３４…ハンドル。