JP2001032810A

JP2001032810A - 樹脂ロッドの製造方法

Info

Publication number: JP2001032810A
Application number: JP11209501A
Authority: JP
Inventors: Mitsunari Sasaki; 光成佐々木; Hiromi Shiraishi; 博己白石; Kenji Kitano; 健次北野
Original assignee: PLANTEC SUPPLY KK; SASAKI GIKEN KK; Sumitomo Metal Plantec Co Ltd
Current assignee: PLANTEC SUPPLY KK; SASAKI GIKEN KK; Sumitomo Metal Plantec Co Ltd
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2001-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ロッド本体に対するネジ金具の固着強度及び
ネジ金具自体の剛性強度を十分に確保して、樹脂ロッド
の耐久性、汎用性及び生産性などを高め得る樹脂ロッド
の製造方法を提供する。【解決手段】樹脂ロッドは、合成樹脂製のロッド本体
の端部に、外周面にネジ部を有するネジ金具を装着して
なる。この樹脂ロッドの製造方法は、先ず、金属製の薄
肉円筒部材１２に対しスレッディング加工を施してその
内外周面に亘って所定形状のネジ部を形成し、ネジ金具
２を成形する。一方、合成樹脂製のロッド本体１の端部
に、上記ネジ金具２のネジ部に対応した形状のネジ部６
を形成する。しかる後、上記ロッド本体端部のネジ部及
びネジ金具の内周面の少なくとも一方に接着剤を塗布し
た後、その接着剤が硬化する前にネジ金具をロッド本体
端部のネジ部にねじ込んで接着剤により両者を固着す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル工事で穿
孔ロッドやアンカーボルトなどとして用いられる樹脂ロ
ッドの製造方法に関し、詳しくはロッド本体の端部にネ
ジ金具を装着してなるものの改良に係わる。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種の工事用資材として、鋼鉄製
のロッドの代わりに、合成樹脂製のロッド（単に樹脂ロ
ッドともいう）が耐腐食性及び軽量化などの点で優れて
いることから多く用いられるようになって来ている。例
えば特公平５−２０５５９号公報には、ガラス繊維強化
合成樹脂からなる中実ロッドを、炭坑などの坑道壁部を
支持するためのアンカーボルトとして使用することが開
示されており、また特開平９−１８４４００号公報に
は、繊維強化合成樹脂からなる中空ロッドを、トンネル
工事での穿孔機能及び注入材料の充填機能を兼備させた
自穿孔ロッドとして使用することが開示されている。

【０００３】ところで、この種の樹脂ロッドにおいて
は、他の部材（例えばアンカーボルトの場合加圧ナッ
ト、自穿孔ロッドの場合削孔クラウン及び穿孔機など）
と自在に結合するために、端部にネジ部を形成する必要
があり、またそのネジ部の剛性を高めるために、外周面
にネジ部を有する金属製の部材つまりネジ金具をロッド
本体の端部に装着することが通常行われている。そし
て、このネジ金具の装着方法としては、上記例示の特開
平９−１８４４００号公報にも開示されるように、次の
２つの方法が知られている。

【０００４】（１）金属製の薄肉円筒部材にスレッディ
ングによりネジ部を形成した後、この円筒部材を２つに
分割してネジ金具を構成する。そして、この２つの分割
ネジ金具の谷部にそれぞれ多数の小孔を形成し、ロッド
の製造時にロッド本体の端部を２つの分割ネジ金具で挟
むようにセットし、小孔から外側に樹脂が食み出た状態
でロッドを製造した後、食み出た部分を削り取って、ロ
ッド本体に対しネジ金具を一体化して装着する。

【０００５】（２）金属製の厚肉円筒部材の外周面に切
削などによりネジ部を形成してネジ金具を構成する。そ
して、このネジ金具をロッド本体の端部外周面に圧入し
て装着したり、あるいはネジ金具の内周面又はロッド本
体の端部外周面に接着剤を塗布した後ネジ金具をロッド
本体の端部外周面に嵌め込んで接着剤により固着する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
装着方法のうち、（１）の方法では、分割ネジ金具をロ
ッド本体と一体化しているものの、樹脂ロッドの端部で
あるネジ金具を穿孔機のクランプ部で強く掴んで打撃な
どを連続的に加えるとネジ金具がへたりを生じ易く、耐
久性に欠けるという問題がある。このため、分割ネジ金
具をロッド本体と一体化した後、分割ネジ金具同士の合
わせ面を溶接することも行われているが、それでも十分
な剛性強度が得られていないのが実情である。しかも、
この場合、樹脂ロッドの製造工程では溶接工程と溶接箇
所を研磨する工程とが、基本工程であるスレッディング
工程、分割切断工程、孔開け工程及び食み出し部の削り
取り工程などに加わることになり、工程数が非常多くな
り、その分製造コストが高くつくなどの問題もある。

【０００７】また、（２）の方法では、ロッド本体の端
部に対するネジ金具の固着強度が十分でないため、例え
ば樹脂ロッドを穿孔ロッドとして岩盤に打ち込んだ後穿
孔機によりそのロッドのネジ金具を掴んだ状態でロッド
を引き抜くときにネジ金具がロッド本体から外れる虞が
あり、樹脂ロッドの用途が限定されるという問題があ
る。

【０００８】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その課題とするところは、特に、従来のネジ金
具の装着方法について抜本的に改良することにより、ロ
ッド本体に対するネジ金具の固着強度及びネジ金具自体
の剛性強度を十分に確保して、樹脂ロッドの耐久性、汎
用性及び生産性などを高め得る樹脂ロッドの製造方法を
提供せんとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に係る発明は、合成樹脂製のロッド本体の
端部に、外周面にネジ部を有するネジ金具が装着されて
なる樹脂ロッドの製造方法として、金属製の薄肉円筒部
材に対しスレッディング加工を施してその内・外周面に
亘って所定形状のネジ部を形成し、ネジ金具を成形する
工程と、合成樹脂製のロッド本体の端部に、上記ネジ金
具のネジ部に対応した形状のネジ部を形成する工程と、
上記ロッド本体端部のネジ部及びネジ金具の内周面の少
なくとも一方に接着剤を塗布した後、その接着剤が硬化
する前にネジ金具をロッド本体端部のネジ部にねじ込ん
で接着剤により両者を固着する工程とを備える構成とす
る。

【００１０】この構成では、金属製の薄肉円筒部材にス
レッディング加工によりネジ部を形成してなるネジ金具
を、従来の如く２つに分割することなく、１つのままロ
ッド本体の端部に装着したことにより、ネジ金具自体の
剛性強度を高くすることができる。また、上記ネジ金具
は、ロッド本体の端部に対し、接着剤による固着力と、
ネジ金具の内周面側のネジ部とロッド本体端部のネジ部
とのねじ込み締結力との相乗的効果により強固に固着さ
れることになり、ネジ金具の固着強度をも高くすること
ができる。その上、樹脂ロッドの製造工程では工程数が
少なくなり、また各工程が機械化を図り易いものである
ため、樹脂ロッドの量産化に適し、製造コストの低廉化
を図ることができる。

【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１記載の樹
脂ロッドの製造方法において、上記ネジ金具をロッド本
体端部のネジ部にねじ込んで固着するとき、ネジ金具の
内周面とロッド本体端部のネジ部とのクリアランスを
０．２〜０．６ｍｍの範囲内に設定する構成とする。こ
の構成では、上記クリアランスを０．２ｍｍより小さく
した場合の如くねじ込みが困難になることはなく、また
クリアランスを０．６ｍｍより大きくした場合の如く接
着剤の効果が弱くなることもなく、作業性の向上と固着
強度の確保との両立化が図られる。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項１又は２記
載の樹脂ロッドの製造方法において、特に樹脂ロッドを
トンネル工事で穿孔用ロッドやアンカーボルトなどとし
て用いる場合に好適な形態を提供するものである。すな
わち、ロッド本体を繊維強化合成樹脂で、ネジ金具をス
テンレスでそれぞれ構成する。この構成では、繊維強化
合成樹脂製のロッド本体により樹脂ロッドの剛性強度を
高めることができるとともに、ステンレス製のネジ金具
によりその剛性及び耐腐食性を高めることができ、過酷
な条件下でのトンネル工事にも適することになる。

【００１３】請求項４に係る発明は、請求項３記載の樹
脂ロッドの製造方法において、特に上記ロッド本体が軸
心上に中空孔を有するものであり、かつそのロッド本体
の中空孔端部に鍔部を有するパイプ体を挿入する場合の
好ましい形態を提供する。すなわち、ロッド本体の端部
にネジ金具を固着した後、ロッド本体の中空孔端部に鍔
部を有するパイプ体を挿入するに当たり、予めパイプ体
の外径を中空孔の内径よりも若干大きく設定するととも
に、パイプ体の先端部外周面に先端側に向かうに従って
内周面寄りに傾斜する尖塔状のテーパー面を形成してお
き、このテーパー面によりロッド本体の中空孔端部を拡
径しながらその内部にパイプ体を圧入する構成とする。
この構成では、ロッド本体の中空孔端部へのパイプ体の
圧入によりロッド本体の端部では中空のロッド本体は内
・外周面双方からパイプ体とネジ金具とにより圧縮され
てこれらとの固着強度が一層高められることになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１及び図２は本発明の一実施形
態に係る製造方法を用いて製造した樹脂ロッドＡを示
し、この樹脂ロッドＡはトンネル工事用の穿孔ロッドと
して用いられるものであり、その全長は３ｍ、４ｍ及び
６ｍの３種類がある。

【００１５】上記樹脂ロッドＡは、ガラス繊維を内包し
たポリエステル樹脂製のロッド本体１と、このロッド本
体１の両端部にそれぞれ装着されたステンレス製のネジ
金具２，２とを備えている。ネジ金具２の長さは１００
ｍｍ、肉厚は０．５〜０．８ｍｍであり、その内・外周
面に亘って略全長に延びる右回りのネジ部３が形成され
ている。このネジ部３は、山頂及び谷底に丸みを持たせ
たいわゆるロープネジであり、そのピッチｐ、山径ｄ１
及び谷径ｄ２はそれぞれＪＩＳ規格に従って１２．７ｍ
ｍ、３０．５ｍｍ及び２８．０ｍｍに設定されている。

【００１６】上記ロッド本体１は軸心上に中空孔５を有
する中空ロッドであり、このロッド本体１の端部にはネ
ジ金具２のネジ部３に対応した形状のネジ部６が形成さ
れ、このネジ部６に対しネジ金具２がねじ込まれかつ両
者間に充填した二液性硬化型エポキシ樹脂などの接着剤
７により固着されている。ネジ金具２の内周面とロッド
本体１のネジ部６とのクリアランスｃは０．２〜０．６
ｍｍの範囲内に設定されている。

【００１７】上記ロッド本体１の中空孔５端部内には鍔
部８ａを有する鋼鉄製のパイプ体８がその鍔部８ａをロ
ッド本体１の端面に当接させる位置にまで挿入されてい
る。このパイプ体８の外径は中空孔５の内径よりも若干
大きく設定されているとともに、パイプ体８の先端部
（鍔部８ａと反対側の端部）の外周面には先端側に向か
うに従って内周面寄りに傾斜する尖塔状のテーパー面８
ｂが形成されており、パイプ体８の中空孔５端部内への
挿入時にはこのテーパー面８ｂによりロッド本体１の中
空孔５端部を拡径しながらパイプ体８が圧入されてい
る。

【００１８】次に、上記樹脂ロッドＡの製造方法につい
て、図３などを参照しながら説明する。先ず、図３
（ａ）に示すような所定寸法の略矩形状のステンレス製
薄板１１を用意し、この薄板１１を例えばロール成形加
工により円筒状に丸めながら一対の側辺同士を溶接で接
合してステンレス製の薄肉円筒部材１２を成形するとと
もに（図３（ｂ）参照）、この円筒部材１２の溶接箇所
１２ａを研磨する。

【００１９】続いて、図３（ｃ）に示すように、上記円
筒部材１２に対しスレッディング加工を施してその内・
外周面に亘って所定寸法・形状のネジ部３を形成し、ネ
ジ金具２を成形する。スレッディング加工は、冷間鍛造
加工の一種であって、薄肉円筒部材１２を、各々ネジ溝
を有する一対のビードロール１３，１４で内・外周面よ
り挟んで両ビードロール１３，１４を駆動して円筒部材
１２を従動回転させながらその内・外周面に亘るネジ部
３を形成するものである。

【００２０】上記ネジ金具２の成形とは別に、図３
（ｄ）に示すような所定寸法のガラス繊維強化合成樹脂
製ロッド本体１を用意し、このロッド本体１の両端部に
それぞれ切削工具１６などを用いた機械的加工又はヒー
トプレスなどの物理的・化学的加工により、上記ネジ金
具２のネジ部３に対応した形状のネジ部６を形成する
（図３（ｅ）参照）。尚、ネジ部６の形成はロッド本体
１の成形と同時に行ってもよい。

【００２１】続いて、上記ロッド本体１の両端部でそれ
ぞれそのネジ部６及びネジ金具２の内周面の少なくとも
一方に接着剤７を塗布した後、その接着剤７が硬化する
前にネジ金具２をロッド本体１のネジ部６にねじ込んで
接着剤７により両者１，２を固着する（図３（ｆ）参
照）。

【００２２】最後に、ロッド本体１の両端部でそれぞれ
その中空孔５内に対し、鍔部８ａを有するパイプ体８を
その鍔部８ａがロッド本体１の端面に当接する位置にま
で圧入する（図２参照）。その際、パイプ体８の外径は
中空孔５の内径よりも若干大きく設定されているが、パ
イプ体８の圧入先端部は尖塔状のテーパー面８ｂを有し
ているので、パイプ体８の圧入をスムーズに行うことが
でき、また圧入に伴ってロッド本体１の中空孔５端部は
拡径される。以上によって、１つの樹脂ロッドＡが製造
される。

【００２３】従って、このような製造方法によれば、薄
肉円筒部材１２にスレッディング加工によりネジ部３を
形成してなるネジ金具２を、従来の如く２つに分割する
ことなく、１つのままロッド本体１の端部に装着したこ
とにより、ネジ金具２自体の剛性強度を高くすることが
できる。特に、ネジ金具２がステンレスからなるので、
その剛性強度をより高めることができる。また、薄肉円
筒部材１２を成形する場合、略矩形状のステンレス製薄
板１１をロール成形加工などにより円筒状に丸めながら
一対の側辺同士を溶接で接合しているが、この溶接強度
は、従来の如く２つの分割ネジ金具をロッド本体と一体
化した後、分割ネジ金具同士の合わせ面を溶接した場合
の溶接強度とは溶接条件などが異なることから格段に高
くなり、ステンレスそのものの強度と殆ど等しくなるの
で、ネジ金具２の剛性強度をより一層高めることができ
る。

【００２４】しかも、上記ネジ金具２は、ロッド本体１
の端部に対し、接着剤７による固着力と、ネジ金具２の
内周面側のネジ部３とロッド本体１端部のネジ部６との
ねじ込み締結力との相乗的効果により強固に固着される
ので、ネジ金具２の固着強度を高くすることができる。
この結果、ネジ金具２の剛性強度を高めることができる
ことと相俟って樹脂ロッドＡの耐久性の向上を図ること
ができ、また樹脂ロッドＡの用途を広げることもでき
る。その上、製造工程数も少なくなり、また各工程が機
械化を図り易いものであるため、樹脂ロッドＡの量産化
に適し、製造コストの低廉化をも図ることができる。

【００２５】ここで、本発明の製造方法で製造した本発
明例１〜７の樹脂ロッドについて、引張試験を行った結
果を下記の表１に示す。引張試験は、試験機の一方のク
ランプでステンレス製のネジ金具を所定長さ（差込長
さ）分掴み、他方のクランプでロッド本体を掴んで破壊
するまで荷重を加えるものであり、この引張試験では、
本発明例との比較のために、ロッド本体の端部にネジ部
を形成することなく、接着剤のみでステンレス製のネジ
金具を固着してなる比較例１〜６の樹脂ロッドについて
も同様に行った。尚、接着剤はＡ社及びＢ社共に二液性
硬化型エポキシ樹脂系のものである。

【００２６】

【表１】表１から分かるように、比較例１〜６の場合、その最大
荷重は８６．９〜１４５．６ＫＮとかなりバラツキがあ
るが、破壊状況はいずれもネジ変形抜け、つまりネジ金
具が変形しながらロッド本体の端部から抜けるものであ
る。これに対し、本発明例１〜７の場合、その最大荷重
は１６１．３〜１９６．０ＫＮとバラツキがあるが、全
体として比較例よりもかなり増大する。また、破壊状況
は、比較例の如きネジ変形抜けは一例もなく、ネジ金具
とロッド本体との一体化がなされていることが分かる。

【００２７】また、本発明の製造方法で樹脂ロッドＡを
製造する場合、ネジ金具２の内周面とロッド本体１端部
のネジ部６とのクリアランスｃと引張最大荷重との関係
を調べるために行った実験（引張試験）の結果を下記の
表２に示す。尚、この実験では、ロッド本体１にガラス
繊維強化ポリエステル樹脂製のものを、ネジ金具２に厚
さ０．５ｍｍのステンレス製のものを、接着剤７に二液
性硬化型エポキシ樹脂系のものをそれぞれ用いた。

【００２８】

【表２】表２から分かるように、クリアランスｃが０．６ｍｍよ
りも大きくなると引張最大荷重が大きく低下し、また破
壊状況も相違することになる。このため、クリアランス
ｃは強度面からは０．６ｍｍ以内に設定することが望ま
しい。一方、クリアランスｃを０．２ｍｍより小さくす
ると、樹脂ロッドＡの製造時にネジ金具２の内周面など
に樹脂剤７を塗布した後そのネジ金具２をロッド本体１
端部のネジ部６にねじ込むことが容易でなく、作業性が
悪くなる。従って、クリアランスｃは０．２〜０．６ｍ
ｍの範囲内に設定することが望ましい。

【００２９】尚、上記実施形態では、本発明の製造方法
を、トンネル工事用の穿孔ロッドとしての樹脂ロッドＡ
に適用した場合について述べたが、この穿孔ロッドに限
らず、アンカーボルトなどの他の工事用資材としての樹
脂ロッドに広く適用することができるのは勿論である。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明における樹脂ロッ
ドの製造方法によれば、ロッド本体に対するネジ金具の
固着強度及びネジ金具自体の剛性強度を共に十分に確保
することができるので、樹脂ロッドの耐久性及び汎用性
を高まることができる。その上、製造の工程数を少なく
することができるとともに、各工程の機械化が図り易い
ので、樹脂ロッドの量産化に適し、製造コストの低廉化
を図ることができ、実用性に優れた効果を有するもので
ある。

【００３１】特に、請求項２に係る発明では、ネジ金具
の内周面とロッド本体端部のネジ部とのクリアランスを
適切に設定することにより、作業性の向上と固着強度の
確保との両立化を高い次元で図ることができる。

【００３２】請求項３に係る発明では、繊維強化合成樹
脂製のロッド本体により樹脂ロッドの剛性強度を高める
ことができるとともに、ステンレス製のネジ金具により
その剛性及び耐腐食性を高めることができるので、過酷
な条件下でのトンネル工事にも好適な樹脂ロッドの製造
方法として利用することができる。

【００３３】さらに、請求項４に係る発明では、ロッド
本体の中空孔端部へのパイプ体の圧入によりロッド本体
の端部ではロッド本体がその内・外周面双方からパイプ
体とネジ金具とにより圧縮されてこれらとの固着強度を
一層高めることができるので、樹脂ロッドの耐久性の向
上をより図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る製造方法を用いて製造
した樹脂ロッドＡの一部を切開した側面図である。

【図２】図１の要部の拡大図である。

【図３】本発明の実施形態に係る樹脂ロッドの製造方法
を説明するための工程図である。

【符号の説明】

Ａ樹脂ロッド１ロッド本体２ネジ金具３ネジ金具のネジ部５中空孔６ロッド本体のネジ部７接着剤８パイプ体８ａ鍔部８ｂテーパー面１２円筒部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木光成大阪府柏原市玉手町25番32号株式会社ササキ技建内 (72)発明者白石博己大阪府堺市出島西町２番地住友金属プランテック株式会社内 (72)発明者北野健次大阪府堺市出島西町２番地プランテックサプライ株式会社内Ｆターム(参考） 3J023 BA01 BA02 CA09 FA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成樹脂製のロッド本体の端部に、外周
面にネジ部を有するネジ金具が装着されてなる樹脂ロッ
ドの製造方法であって、金属製の薄肉円筒部材に対しスレッディング加工を施し
てその内・外周面に亘って所定形状のネジ部を形成し、
ネジ金具を成形する工程と、合成樹脂製のロッド本体の端部に、上記ネジ金具のネジ
部に対応した形状のネジ部を形成する工程と、上記ロッド本体端部のネジ部及びネジ金具の内周面の少
なくとも一方に接着剤を塗布した後、その接着剤が硬化
する前にネジ金具をロッド本体端部のネジ部にねじ込ん
で接着剤により両者を固着する工程とを備えたことを特
徴とする樹脂ロッドの製造方法。
【請求項２】上記ネジ金具をロッド本体端部のネジ部
にねじ込んで固着するとき、ネジ金具の内周面とロッド
本体端部のネジ部とのクリアランスを０．２〜０．６ｍ
ｍの範囲内に設定することを特徴とする請求項１記載の
樹脂ロッドの製造方法。
【請求項３】樹脂ロッドはトンネル工事に穿孔用ロッ
ドやアンカーボルトなどとして用いられるもので、ロッ
ド本体は繊維強化合成樹脂からなり、ネジ金具はステン
レスからなることを特徴とする請求項１又は２記載の樹
脂ロッドの製造方法。
【請求項４】上記ロッド本体は軸心上に中空孔を有す
るものであり、このロッド本体の端部にネジ金具を固着
した後、ロッド本体の中空孔端部に鍔部を有するパイプ
体を挿入するに当たり、予めパイプ体の外径を中空孔の
内径よりも若干大きく設定するとともに、パイプ体の先
端部外周面に先端側に向かうに従って内周面寄りに傾斜
する尖塔状のテーパー面を形成しておき、このテーパー
面によりロッド本体の中空孔端部を拡径しながらその内
部にパイプ体を圧入することを特徴とする請求項３記載
の樹脂ロッドの製造方法。