JP2009035908A

JP2009035908A - Ｆｒｐ製型材

Info

Publication number: JP2009035908A
Application number: JP2007200256A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Matsumoto; 隆弘松本
Original assignee: Suido Kiko Kaisha Ltd
Current assignee: Suido Kiko Kaisha Ltd
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2007-08-01
Publication date: 2009-02-19

Abstract

【課題】太陽電池取付パネル、水処理施設に設置される点検歩路等を構築する際の枠組みや柱等に使用するときに、相手型材との接合作業を容易に行うことができるＦＲＰ製型材を提供する。
【解決手段】ＦＲＰ製型材１を、繊維補強プラスチックで形成されたフランジ部１１とウェブ部１２とを有する本体部１０と、本体部１０の長手方向の少なくとも一端部１３に同材質で一体成形され相手型材と接合するための取付穴２４が開設された接合リブ２０とを備えた構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池取付パネル、水処理施設に設置される点検歩路等を構築する際の枠組みや柱等に使用され、長手方向に対して直角に切断した断面がＨ型・コ型・クランク型等の所定の形状を有するＦＲＰ（繊維補強プラスチック）製型材に関する。

従来、太陽電池取付パネル、水処理施設に設置される点検歩路等を構築する際の枠組みや柱等に使用され、フランジ部とウェブ部とから形成され、長手方向に対して直角に切断した断面がＨ型・コ型・クランク型等の所定の形状を有する型材には、金属材料で成形されている型材が用いられていた。このフランジ部１０１とウェブ部１０２とからなる金属製型材１００を使用したときの接合方法は、図７に示すように、接合部１０３を跨ぐようにして補強板１０４をウェブ部１０２に溶接した後、この補強板１０４及びウェブ部１０２を挟み込むようにしてボルト１０５とナット１０６で機械接合し、更に機械接合したボルト１０５とナット１０６を補強板１０４若しくはウェブ部１０２に溶接していた。即ち、金属製型材１００同士の接合は、機械接合と溶接との二重の方法で行われているので、堅固な接合構造を確保することができた。

しかし、金属製型材は重量が重いので、金属製型材を使用して構築した太陽電池取付パネル等を重量制限がなされている屋上等の場所に設置することができず、また型材一片の重量が重いので、太陽電池取付パネル等を構築するために型材同士を接合するとき、クレーン等を用いて作業を行なわざるを得ず、作業が大掛になるとの不具合を有していた。

そのため、型材を軽量化する試みがなされ、現在はＦＲＰ製型材が広く使用されている。しかしながら、このＦＲＰ製型材１１０を使用しての接合方法は、図８に示すように、ＦＲＰ製型材１１０とは別個独立したＬ形取付部材１１７の一の面１１７Ａを一のＦＲＰ製型材１１０Ａのウェブ部１１２Ａにボルト１０５とナット１０６で予め機械接合した後、他のＦＲＰ製型材１１０Ｂのウェブ部１１２ＢにＬ形取付部材１１７の他の面１１７Ｂを同じようにボルト・ナットで機械接合させていたので、取付時間が長く掛かる不具合があった。更に、機械接合させたＬ形取付部材１１７をＦＲＰ製型材１１０に溶接接合することができず、耐久性等が充分とは言えなかった。

本発明は上述の不具合点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、太陽電池取付パネル、水処理施設に設置される点検歩路等を構築する際の枠組みや柱等に使用されるときに、軽量で耐侯・耐食性に優れ、しかも相手型材との接合作業を容易に行うことができ取付作業時間を短縮することができるＦＲＰ製型材を提供することである。

また、他の目的は、相手型材との接合状態を堅固な状態で長期に亘り維持し、耐久性に優れたＦＲＰ製型材を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるＦＲＰ製型材は、太陽電池取付パネル、水処理施設に設置される点検歩路等を構築する際の枠組みや柱等に使用され、繊維補強プラスチックで形成されたフランジ部とウェブ部とを有する本体部と、前記本体部の長手方向の少なくとも一端部に同材質で一体成形され相手型材と接合するための取付穴が開設された接合リブとを備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２によるＦＲＰ製型材は、請求項１に記載のＦＲＰ製型材であって、前記本体部のフランジ部と連接している前記接合リブのフランジ部に相手型材と嵌合するための凹部を形設したことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３によるＦＲＰ製型材は、請求項１若しくは２に記載のＦＲＰ製型材であって、前記本体部及び／または接合リブを形成する繊維補強プラスチックに占める炭素繊維基材の比率が、前記フランジ部の厚さの５〜２０％であることを特徴とするものである。

上記構成を備えた本発明のＦＲＰ製型材は、本体部の長手方向の少なくとも一端部に同材質で一体成形され相手型材と接合するための取付穴が開設された接合リブを備えているので、太陽電池取付パネル、水処理施設に設置される点検歩路等を構築する際の枠組みや柱等に使用したとき、別個独立した取付部材を使用せずに相手型材との接合作業を行うことができる。よって、相手型材との接合作業を容易に行うことができ取付作業時間を大幅に短縮することができる。

更に、接合リブが本体部と一体で成形されていて、しかも、本体部のフランジ部と連接している接合リブのフランジ部に凹部が形設されているので、相手型材に嵌合させた状態で接合させることができ、振動や衝撃等によっても容易に外れることがなく、相手型材との接合状態を堅固な状態で長期に亘り維持し、耐久性を向上することができる。

更に、ＦＲＰ製型材の材質として、前記本体部及び／または接合リブを形成する繊維補強プラスチックに占める炭素繊維基材の比率が、前記フランジ部の厚さの５〜２０％であるので、軽量で、耐侯、耐食性に優れ、上記効果をより一層奏することができる。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示して説明する。ただし、この発明の範囲は、特に限定的記載がない限り、この実施の形態に記載されている内容に限定する趣旨のものではない。

図１は、本発明に係るＦＲＰ製型材の正面図を示しており、図２は、図１のＡ―Ａの位置で切断した断面図である。

本発明に係るＦＲＰ製型材１は、本体部１０と、接合リブ２０とを備えている。

本体部１０は、フランジ部１１とウェブ部１２とが一体に成形されたものであり、長手方向に対して直角に切断したＡ−Ａの位置における切断面は、図２に示すとおり、Ｈ型形状をしている。

本体部１０の長手方向の端部１３には、接合リブ２０が本体部１０と同材質で一体成形されている。接合リブ２０は、本体部１０のフランジ部１１及びウェブ部１２に連接している接合フランジ部２１及び接合ウェブ部２２と、接合フランジ部２１及び接合ウェブ部２２と直角に交わるリブ面２３とで構成されていて、リブ面２３には、組み立て時に相手型材に接合させるための取付穴２４が開設されている。

尚、本実施形態においては、接合リブ２０に接合ウェブ部２２が形設されているとして説明したが、ＦＲＰ製型材１の軽量化等を図る目的で接合ウェブ部２２は形設されていなくても良い。また、接合フランジ部２１には、相手型材と堅固な接合状態を確保するため取付穴２４を開設しても良い。

更に、接合リブ２０の形状は、相手型材に対する接合位置を考慮し、図３の実施形態２に示すようにリブ面２３が接合フランジ部２１に対して直角でなく、所定の角度で形成されていても良く、また、図４の実施形態３に示すように接合フランジ部２１に、相手部材と嵌合するための凹部２５が形設されていても良い。

また、本体部１０の長手方向に対して直角に切断したＡ−Ａの位置における切断面の形状は、図５に示すように、強度や使用目的等を考慮し（１）コの字型、（２）クランク型、（３）山の字型等、どのような形状であっても良い。

本体部１０及び接合リブ２０を形成しているＦＲＰ（繊維強化プラスチック）の補強繊維基材の種類としては、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維などを単独または組み合わせて用いても良い。炭素繊維が含まれることにより、比強度・比剛性を向上することができ、これにより成形体の軽量化を一層図れる利点がある。尚、炭素繊維を含む場合には、本体部１０のフランジ部１１及び／または接合リブ２０の接合フランジ部２１を形成する繊維補強プラスチックの厚さに対し、炭素繊維基材の占める比率を５〜２０％にすると、軽量でしかも強度を確保した型材とするのに好適である。また、強化繊維の形態としては、例えば、繊維長が１〜３ｍｍである短繊維やマット、連続繊維からなるクロス、ストランドなどを適宜組み合わせた基材であっても良い。更に、ＦＲＰとするためのマトリックス樹脂としては、特に限定しないが、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ＡＢＳ（アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン）、ＰＥＥＫ（ポリ・エーテル・エーテル・ケトン）、ポリイミドなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。

また、ＦＲＰ製型材１の成形としては、マトリックス樹脂によって或は強化繊維の形態によって、真空、ブロー、射出、スタンピング、ＢＭＣ（バルク・モールディング・コンパウンド）、ＳＭＣ（シート・モールディング・コンパウンド）、トランスファー成形、及びＲＴＭ（レジン・トランスファー・モールディング）、ＦＷ（フィラメント・ワインディング）、シート・ワインディング、プレス、ハンドレイアップ成形などの様々な方法を用いて、容易に成形することができる。

更に、ＦＲＰに添加される充填材として、増粘目的の粉体（例えば、炭酸カルシウム）の他、層状化合物（例えば、マイカ、二硫化モリブデン、窒化硼素等）や針状化合物（例えば、ゾノトライト、チタン酸カリ、炭素繊維など）、粒状およびシート状化合物（例えば、フェライト、タルク、クレーなど）を添加することによって、無機物結晶同士あるいは無機物とマトリックスとの相互運動による摩擦熱への変換がなされ、上述のフィラーを充填することによって弾性率と密度が増大し振動に対する抵抗が増し、制振特性が向上するため列車運行時の高架橋の振動や道路橋桁上での振動を低減することができる。また、例えば、水酸化アルミニウム、臭素、無機質粉などを添加すると難燃性を向上させることができ好適である。

上記構成のＦＲＰ製型材１によれば、図６に示すとおり、構造がシンプルであり、しかも別個独立した取付部材を使用することなく容易に組み付けることができるので、太陽電池取付パネル、水処理施設に設置される点検歩路等を構築する際の取付固定作業時間を大幅に短縮することが可能となる。即ち、相手型材であるＦＲＰ製型材１Ａのフランジ部１１の外面１１Ａに取り付ける場合には、ＦＲＰ製型材１Ｂであって、接合リブ２０のうちの取付穴２４が形設されているリブ面２３を、相手方のＦＲＰ製型材１Ａであって、取付穴２４が形設されているフランジ部１１の外面１１Ａの位置に当接させ、一のＦＲＰ製型材１Ａのフランジ部１１と、他のＦＲＰ製型材１Ｂの接合リブ２０のリブ面２３を挟み込むようにボルト３１・ナット３２で締め付けるだけで、容易に固定することが可能となる。また、相手型材であるＦＲＰ製型材１Ａのフランジ部１１の内面１１Ｂに取り付ける場合には、接合リブ２０の接合フランジ部２１に凹部２５が形成されたＦＲＰ製型材１Ｃを、相手方のＦＲＰ製型材１Ａであって、取付穴２４が形設されているフランジ部１１の内面１１Ｂの位置に嵌合させ、一のＦＲＰ製型材１Ａのフランジ部１１と、他のＦＲＰ製型材１Ｃの接合リブ２０の接合フランジ部２１を挟み込むようにボルト３１・ナット３２で締め付けるだけで、容易に固定することが可能となる。

しかも、本体部１０と接合リブ２０が一体成形されていて、相手型材であるＦＲＰ製型材１Ａのフランジ部１１の内面１１Ｂに取り付ける場合には、接合リブ２０の凹部２５を嵌合させた嵌合構造により接合しているので、振動や衝撃により外れる虞もなく、接合を堅固な状態で長期に亘り維持することができ、耐久性に優れた接合状態を確保することが可能となる。

さらに、ＦＲＰ製型材１に炭素繊維が含まれる場合には、本体部１０のフランジ部１１及び／または接合リブ２０の接合フランジ部２１を形成する繊維補強プラスチック（ＦＲＰ）の厚さに対し、炭素繊維基材の占める比率が５〜２０％であるので、軽量で、耐侯・耐食性に優れた型材とすることが可能となる。

本発明の実施形態に係るＦＲＰ製型材の正面図図１のＡ―Ａの位置で切断した断面図実施形態２に係るＦＲＰ製型材の正面図実施形態３に係るＦＲＰ製型材の正面図図１のＡ―Ａの位置で切断した本体部における別の実施形態の断面図本発明に係るＦＲＰ製型材を用いた組み立て状態の説明図従来例における金属製型材を用いた組み立て状態の説明図従来例におけるＦＲＰ製型材を用いた組み立て状態の説明図

符号の説明

１ＦＲＰ製型材
１０本体部
１１，２１フランジ部
１２，２２ウェブ部
１３端部
２０接合リブ
２３リブ面
２４取付穴
２５凹部

Claims

太陽電池取付パネル、水処理施設に設置される点検歩路等を構築する際の枠組みや柱等に使用され、繊維補強プラスチックで形成されたフランジ部とウェブ部とを有する本体部と、前記本体部の長手方向の少なくとも一端部に同材質で一体成形され相手型材と接合するための取付穴が開設された接合リブとを備えたことを特徴とするＦＲＰ製型材。
前記本体部のフランジ部と連接している前記接合リブのフランジ部に相手型材と嵌合するための凹部を形設したことを特徴とする請求項１に記載のＦＲＰ製型材。
前記本体部及び／または接合リブを形成する繊維補強プラスチックに占める炭素繊維基材の比率が、前記フランジ部の厚さの５〜２０％であることを特徴とする請求項１若しくは２に記載のＦＲＰ製型材。