(57)【要約】【課題】繊維ロープの強度を損なうことなく、簡便にかつ再現性の高い繊維ロープの末端固定具および末端固定方法を提供すること。【解決手段】薄肉部と肉厚部を有する筒状体であり、当該筒状体の内部が平滑であることを特徴とする繊維ロープの末端固定具。さらには、薄肉部が筒状体の軸方向に平行な溝を形成していることが好ましい。または、薄肉部と肉厚部を有する筒状体であり、当該筒状体の内部が平滑である筒状体の内部に繊維ロープを挿入し、筒状体をねじることにより固定することを特徴とする繊維ロープの末端固定方法である。さらには、繊維ロープが挿入された筒状体をさらに保護筒状体に挿入することや、繊維ロープが合成繊維ロープであることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄肉部と肉厚部を有する筒状体であり、当該筒状体の内部が平滑であることを特徴とする繊維ロープの末端固定具。
【請求項２】
薄肉部が、筒状体の軸方向に平行な溝を形成している請求項１記載の繊維ロープの末端固定具。
【請求項３】
薄肉部と肉厚部を有する筒状体であり、当該筒状体の内部が平滑である筒状体の内部に繊維ロープを挿入し、筒状体をねじることにより固定することを特徴とする繊維ロープの末端固定方法。
【請求項４】
繊維ロープが挿入された筒状体を、さらに保護筒状体に挿入する請求項３記載の繊維ロープの末端固定方法。
【請求項５】
繊維ロープが合成繊維ロープである請求項３または４記載の繊維ロープの末端固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維ロープの末端固定具に関し、さらに詳しくは簡便かつ速やかに繊維ロープを固定する末端固定具および末端固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維ロープを構造体の補強用に用いる場合、繊維ロープの強度以上に末端を固定する手段が、その補強の有効性に大きく関与することが知られている。特にロープの構成要素となる繊維の高強度化に伴って末端固定部に応力集中が生じ、本来のロープ強度を大きく損なう傾向がある。単純に繊維ロープを結ぶ等の従来の方法では、この問題は解決されない。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１は金属ケーブルに関する技術であるが、金属製の筒状体に金属ケーブルを通した後に、筒状体を上下から圧縮し、かしめることにより端部を固定する方法を開示している。しかしこの方法を繊維ロープに応用した場合、ロープにかかる圧縮力の僅かな不均等によって、その圧縮部分に応力集中が生じ、ここで組織が切断され、繊維ロープ本来の強度を損なうという問題があった。
また特許文献２では、十分な剛性を有する筒状体にロープを通したのちに、膨張性コンクリートでロープと筒状体の間を埋め、その膨張性コンクリートの膨張力により均一な圧縮力をロープに付与する方法が開示されている。しかしこの方法では、膨張性コンクリートが固化するまでに長い養生時間が必要となる、という問題があった。
【０００４】
そして特許文献３では、内部にその直径が変化するテーパーを有する筒状体を用いる方法が開示されている。筒状体にロープを通した後に端部のロープ組織をほぐし、その中心に円筒クサビ状物を配置する方法である。この方法ではロープに張力がかかり引っ張られる際にクサビ状物が移動し、筒状体テーパー部とクサビ状物との間に存在するロープ組織に均等な圧力をかけることができる。しかしこの方法は、ロープ組織の中心とくさびの中心のわずかなずれが接合強度に大きな影響を与える、という問題があった。技術の熟練度や作業者による差異が、大きく効果に影響するのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３５２６２号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１３３０５号公報
【特許文献３】特開２００９−２３５６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、繊維ロープの強度を損なうことなく、簡便にかつ再現性の高い繊維ロープの末端固定具および末端固定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の繊維ロープの末端固定具は、薄肉部と肉厚部を有する筒状体であり、当該筒状体の内部が平滑であることを特徴とする。
さらには、薄肉部が筒状体の軸方向に平行な溝を形成していることが好ましい。
またもう一つの本発明の繊維ロープの末端固定方法は、薄肉部と肉厚部を有する筒状体であり、当該筒状体の内部が平滑である筒状体の内部に繊維ロープを挿入し、筒状体をねじることにより固定することを特徴とする。
さらには、繊維ロープが挿入された筒状体をさらに保護筒状体に挿入することや、繊維ロープが合成繊維ロープであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、繊維ロープの強度を損なうことなく、簡便にかつ再現性の高い繊維ロープの末端固定具および末端固定方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の繊維ロープの末端固定具の断面模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の繊維ロープの末端固定具は、薄肉部と肉厚部を有する筒状体であり、当該筒状体の内部が平滑であるものである。
末端固定具を使用する繊維ロープとしては、繊維からなるロープであって使用する繊維としては、汎用的な繊維である、芳香族ポリアミド（アラミド）、ポリエステル、ポリアミド（ナイロン等）の各種合成繊維や、レーヨン等の再生繊維、半合成繊維、天然繊維等に用いることができる。さらには、炭素繊維などの無機繊維を一部であれば用いても良い。
【００１１】
本発明の末端固定具は、特には高強力繊維に用いることが最適であり、中でも高強力かつ加締め性に強い芳香族ポリアミド（アラミド）繊維、特には高強力なパラ系アラミド繊維、中でも加締め性に優れる共重合パラ系芳香族ポリアミド繊維であることが好ましい。より具体的には、コポリパラフェニレン・３．４‘オキシジフェニレン・テレフタラミド繊維である例えば帝人株式会社製「テクノーラ（登録商標）」に用いることが好ましい。
繊維ロープとしては、このような繊維から構成されたものであるが、特には複数本の単繊維からなる繊維束に撚りを掛け、そのような繊維束を複数本撚り合わせたストランドを、さらに編み上げたものであることが好ましい。
【００１２】
本発明の繊維ロープの末端固定具は、このような繊維ロープを固定するものであって、薄肉部と肉厚部を有する筒状体であるが、筒状態はねじった状態を保持する必要が有り、金属部品、特には鉄製部品であることが好ましい。この末端固定具は、薄肉部と肉厚部を有する筒状体であるため、ねじりによって変形しやすく繊維ロープを容易に固定することが可能である。そしてこの筒状体の内部は平滑であることを必須とする。ねじりによって繊維ロープは損傷しやすくなるのであるが、この平滑化面によって、繊維ロープへの強力劣化を最小限度に抑えることが可能となった。
さらには本発明の繊維ロープの末端固定具としては、薄肉部が、筒状体の軸方向に平行な溝を形成していることが好ましい。繊維ロープを構成する繊維の内、軸方向に平行な繊維成分が特に強力維持に関与しており、その損傷を最小に抑えることができるためである。
【００１３】
末端固定具の内径としては、繊維ロープ直径の８０〜１０５％であることが、特には同じ直径であることが好ましい。肉厚部の肉厚としては１〜５ｍｍの範囲に有ることが好ましい。薄肉部を形成するためには溝を形成することが好ましく、薄肉部の溝の深さとしては肉厚の１０〜９０％、特には２０〜６０％の範囲であることが好ましい。薄肉部の幅としては末端固定具の内径の１〜６０％、特には５〜３０％の範囲であることが好ましい。さらには薄肉部の本数としては複数であることが、さらには２〜５０本、特には５〜２５本の範囲であることが好ましく、等間隔であることが特には好ましい。後のねじり加工が行いやすくなるからである。また薄肉部の面積の合計は末端固型具の外部面積の５〜６０％、特には１０〜５０％の範囲であることが好ましい。
溝の形状としては通常は断面が長方形の箱形のものであるが、三角形、台形、５角形、半円形等の様々な形状であっても良く、あるいは肉厚部が半円状であって、薄肉部の形状はそれに伴って形成される形状であっても良い。
【００１４】
さらに繊維ロープが挿入される筒状体の外側に保護筒状体が存在することが好ましく、保護筒状体の内径としては、ねじる前の筒状体の外径より小さく、ねじった後の筒状体の外径と同じ径か、少し大きいことが好ましい。さらには繊維ロープが挿入されたねじり処理を行った筒状体の外径と、ねじり構造を固定するための保護筒状体の内径との差は、プラスマイナス２ｍｍ以内であることが好ましい。このような保護筒状体を設けることにより経時による筒状体の形態変化を有効に抑え、繊維ロープの保持力を長期間にわたり確保することが可能となる。また保護筒状体としては金属製であることが好ましい。
【００１５】
そしてもう一つの本発明の繊維ロープの末端固定方法は、薄肉部と肉厚部を有する筒状体であり、当該筒状体の内部が平滑である筒状体の内部に繊維ロープを挿入し、筒状体をねじることにより、繊維ロープを固定する方法である。さらに用いる筒状体としては、上記の本発明の末端固定具であることが好ましく、特には軸方向に溝が設けられた金属製パイプであることが好ましい。そのような治具（筒状体）にロープを通し、ねじることにより、治具の内径を減少させ、これにより発生した均一な高圧縮力により、柔軟にロープを固定することが可能となった。
【００１６】
本発明では、薄肉部と肉厚部を有する筒状体であることにより、筒状体を均一にねじることが可能となったのであるが、ねじるという物理的な手段のみで構成されているため、従来の膨張性コンクリートを用いた場合のような、養生時間を必要としない。
【００１７】
さらに、繊維ロープが挿入された筒状体を、さらに保護筒状体に挿入する方法であることが好ましい。外側の保護筒状体によって、ねじり処理を行った繊維ロープと筒状体の固定具のねじり状態を、強固に保持することが可能となる。繊維ロープに張力がかかることによりねじり加工は元の形に戻りやすいのであるが、外側に保護筒状体を配置することにより、ねじり状態を経時変化により元の形へと戻ることを防ぐこととなるのである。そして保護筒状体の内径としては、ねじる前の筒状体の外径より小さく、ねじった後の筒状体の外径と同じ径か、少し大きいことが好ましい。さらには繊維ロープが挿入されたねじり処理を行った筒状体の外径と、ねじり構造を固定するための保護筒状体の内径との差は、プラスマイナス２ｍｍ以内であることが好ましい。本発明の方法では、高張力等により捻じった筒状体がもとに戻る現象を防ぐためにも、減少した径と同じ径を持つ筒状体で覆う方法を採用することが好ましい。また保護筒状体としては金属製であることが好ましい。
【００１８】
そしてこのような本発明の繊維ロープの末端固定方法に用いる繊維ロープに使用する繊維としては、汎用的な繊維である、芳香族ポリアミド（アラミド）、ポリエステル、ポリアミド（ナイロン等）、セルロース、ビニロン、ポリアクリル、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリアセタール等の合成繊維や、レーヨン等の再生繊維、アセテート等の半合成繊維、絹、羊毛、麻、綿などの天然繊維等であればいずれも可能である。さらには、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維などの無機繊維を一部であれば用いても良い。
【００１９】
特には繊維ロープが合成繊維からなるものであることが好ましく、特には高強力繊維である芳香族ポリアミド（アラミド）繊維（パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維）、炭素繊維、バサルト繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズオキサゾール）繊維、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ繊維）などを用いることが好ましい。中でも高強力かつ加締め性に強い芳香族ポリアミド（アラミド）繊維、特には高強力なパラ系アラミド繊維や、加締め性に優れる共重合パラ系芳香族ポリアミド繊維であることが好ましい。具体的には、コポリパラフェニレン・３．４’オキシジフェニレン・テレフタラミド繊維である例えば帝人株式会社製「テクノーラ（登録商標）」を用いることが好ましい。
【００２０】
さらに繊維ロープとしては、このような繊維から構成されたものであり、複数の単繊維が撚りや編み構造により組み合わされたものである。特には複数本の単繊維からなる繊維束に撚りを掛け、そのような繊維束を複数本撚り合わせたストランドを、さらに編み上げたものであることが好ましい。繊維ロープの太さとしてはその目的とする強力に応じて定めることができるが、１〜１００ｍｍの範囲に、特には５〜５０ｍｍの範囲にあることが好ましい。
【００２１】
本発明の繊維ロープの末端固定具を用いて、上記のように繊維ロープを固定することにより、柔軟な繊維ロープの強度を損なうことなく、簡便かつ強力の繊維ロープの端部を固定することが可能となる。本発明の末端固定具および固定方法を用いることにより、繊維ロープの強度を損なうことなく、簡便な作業でロープ端部を固定でき、固定の耐久性を向上させることが可能となった。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００２３】
［実施例１］
呼称太さ直径１０ｍｍの繊維ロープ（東京製綱繊維ロープ株式会社製「エースライン−Ｔ００８Ｂ−Ｂ  φ１０」）を準備した。繊維としては共重合芳香族ポリアミド繊維であるコポリパラフェニレン・３．４’オキシジフェニレン・テレフタラミド繊維（帝人株式会社製「テクノーラ（登録商標）」）を編組したロープである。なお万能試験機（株式会社エー・アンド・デイ社製「テンシロンＲＦＴ２４１０」）用いて破断引張強度を測定したところ、破断強度は５４．１ｋＮであった。
末端固定具として、内径１０ｍｍ、肉厚３ｍｍ、長さ３００ｍｍの鉄製丸パイプに長手方向に深さ１ｍｍ、幅１ｍｍの谷型の溝を長手方向に１０本均等幅で切削加工を行ったものを準備した。
【００２４】
前記の呼称太さ直径１０ｍｍの繊維ロープを８０ｃｍ切り出し、これを末端固定具の中に通した後、固定具の端部を万力で固定し、パイプレンチを用いて緩やかに捻じり、急激に反力が高くなった時点から、さらに１８０°捻じり、端部を固定した。また、同じようにロープの反対側の端部にも同じ処理を行った。
両端が金具により固定されたロープを、万能試験機を用いて引張破断強度を測定した。ロープの破断強度は４５ｋＮであり、破断は端部金具内のほぼ中央で発生した。すなわち端部の接合強度はロープ強度の８８％との高い値であった。ただし、ねじりを入れた固定部分について、引張強度測定の過程において僅かに捻じりが戻っていることが確認された。
【００２５】
［実施例２］
末端固定具の保護筒状体（スリーブ）として、内径が１２ｍｍ、長さが３００ｍｍの金属製丸パイプを用意した。
実施例１と同様にして末端を１８０°捻じり、端部を固定した。このねじった後の末端固定具の最大外径は１１．９ｍｍであった。その外側に、内径が１２ｍｍの末端固定具のスリーブを配置した。
両端が金具により固定され、金属製のスリーブにより処理した繊維ロープとした。
この両端が金具により固定されたロープを、万能試験機を用いて引張破断強度を測定した。ロープの破断強度は４６ｋＮであり、破断は端部金具内のほぼ中央で発生した。
また、ねじりを入れた固定金具は、引張強度測定の過程において、スリーブと干渉し、ねじりの戻りは確認さなかった。この丸パイプによるスリーブがねじりの戻り抑制に効果がかることが確認された。
【００２６】
［比較例１］
実施例１と異なり溝加工処理を行っていない、同寸法の金属製の筒を固定金具として準備した。実施例１と同じ繊維ロープを８００ｍｍ切り出した。これを固定金具の中に通した後、金具の端部を万力で固定し、パイプレンチを用いて緩やかに捻じりを加えたところ、万力でパイプを固定した部分で金具が折れ曲がり、ロープに均一な圧縮力をかけることができず、均一な固定はできなかった。
【００２７】
［比較例２］
比較例１の鉄製丸パイプに、繊維ロープを固定金具の中に通した。その後比較例１と異なり、５０ｔプレスを用いて上下から力を加えパイプをつぶすことにより、ロープをかしめた。また、同じようにロープの反対側の端部にも同じ処理を行った。
この両端が金具により固定されたロープを、万能試験機を用いて引張破断強度を測定した。ロープの破断強度は２１ｋＮであり、ロープの破断は金具の端部で発生した。この結果より端部金具の接合強度はロープ強度の４１％であった。
【図１】
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