JP2629130B2 - Ｆｒｐ製ロツクボルト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネル掘削や急勾配
の法面カツトに際しての地山の補強において、地山本来
の保持能力をより発揮させるようにする、有用なＦＲＰ
製ロツクボルトに関する。ことに山岳型の工事だけでな
く、大断面化や多断面化する都市あるいは海底型地下空
間等の工事、さらには各種地山性状の条件の良くない切
土ないし盛土法面等の補強工事など、多様化や高性能化
ならびに取扱い易さのニーズに対応して適合し広く採用
し得るＦＲＰ製ロツクボルトを提供するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、各種トンネルや各種地下空間あるい
は道路や住宅地の造成法面等における地山補強の一つと
して、従来の鋼鉄製ボルトに代えて、軽くて強くしかも
腐食がなく電気絶縁性でありさらに容易に切断加工がで
きるＦＲＰ製ロツクボルトが普及し、益々多用化される
ようになりつつある。

【０００３】例えば本出願人が既に出願した特開昭54ー
148087号公報には、熱硬化性樹脂を含浸したガラス繊維
からなる棒状樹脂基体表面の外周軸線方向に糸状繊維を
螺旋状に一体的に巻きつけられており、該糸状繊維によ
り連続凸状線が形成されてなるガラス繊維補強樹脂体。
ならびにガラス繊維補強樹脂体の連続成形方法におい
て、熱硬化性樹脂を含浸したガラス繊維を配向板、スク
イズ用金型および加熱金型から引き抜いて棒状樹脂基体
を成形した後、該棒状樹脂基体表面の外周軸線方向に糸
状繊維を螺旋状に連続的に巻きつけ、連続凸状線を形成
し、ついで硬化加熱炉で加熱硬化させるガラス繊維補強
樹脂体を製造する方法が記載されており、棒状樹脂基体
がプラスチツク等の棒材を芯材として使用し、該棒材上
に熱硬化性樹脂を含浸させたガラスロービングを引き揃
えてなること、および糸状繊維としてはガラスロービン
グ、ナイロン、ビニロンまたはテトロン等を使用するこ
とを開示している。

【０００４】また例えば本出願人が既に出願した特公昭
57ー18484 号公報には、ガラス繊維補強樹脂体の表面に
凹凸模様を成形する方法が記載されており、ガラス繊維
補強樹脂体の連続引抜成形方法において、マンドレルの
表面に熱硬化性樹脂を含浸したガラス繊維を引き揃えた
ガラス繊維補強樹脂体を加熱金型中を通過させて半硬化
状とした後、該樹脂体表面の外周軸線方向に圧接具によ
り連続的に螺旋状溝を形成し、ついで硬化加熱炉で前記
樹脂体を加熱硬化させることでなすことを開示してい
る。

【０００５】一方、例えば実公平３ー18555 号公報に
は、地盤中の削孔内に定着用の自硬性材料とともに挿入
される引張補強材において、前記引張補強材は未硬化の
熱硬化性樹脂を含浸した補強用繊維束の外周面を、熱可
塑性樹脂で被覆した複合ストランドを、撚り合せ、ある
いは編組した後、前記熱硬化性樹脂を硬化し、かつ隣接
する前記複合ストランドの熱可塑性樹脂同士を、その相
互の接触部において長手方向にわたつて全面的に融着接
合されたロープ状構造よりなる地盤削孔に挿入される引
張補強材が記載されている。

【０００６】また例えば特公平３ー49358 号公報には、
ロツクアンカー工法において、ロツクボルトが、削孔に
充填した自硬性材料に抗して挿入できる150kg ／mm² 以
上の圧縮弾性率を有すると共に、削孔口の曲げと削孔自
体の曲がりに対応できる15kg／mm² 〜100kg ／mm² の範
囲の曲げ弾性率を有するロープ状構造であつて、該ロー
プ状構造を補強繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させたもの
を芯材とし、該芯材の外周を熱可塑性樹脂で被覆した複
合ストランドを撚合せ或いは編組した後、前記熱硬化性
樹脂を加熱硬化し、かつ前記撚合せ或いは編組した複合
ストランドにおける熱可塑性樹脂の接触部を融着接合し
た繊維強化熱硬化性樹脂・複合材料とし、これを前記削
孔内に挿入することが記載されている。

【０００７】さらにまた例えば特公平４ー89346 号公報
には、コンクリート補強部材及びその製造法が記載され
ており、長手方向に配した強化用繊維で熱硬化性樹脂を
補強したロッド状のコア材の外周に強化用繊維を長手方
向に配設し、この強化用繊維に熱硬化性樹脂を含浸し、
この樹脂含浸被覆層の表面に適宜な手段により長手方向
に凹凸を並設し、この被覆層とロッド状のコア材とを一
体に熱硬化せしめたものであり、また熱硬化性樹脂が含
浸された強化用繊維をダイに通して未硬化もしくは半硬
化状のコア材を形成し、このコア材の外周に強化用繊維
を長手方向に配設し、この強化用繊維に熱硬化性樹脂を
含浸し、この樹脂含浸被覆層の外層に締付材を間隔をお
いて捲回し、被覆層の表面に長手方向に凹凸を並設し、
この被覆層と未硬化もしくは半硬化状態のロッド状のコ
ア材とを加熱して一体に熱硬化せしめることでなしたと
いう製造法が記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする問題点】前述したように、前
記特開昭54ー148087号公報に記載のガラス繊維補強樹脂
体およびその製造方法は、例えばトンネルの壁面に注入
されたモルタル等に打ち込んだ場合、充分な剛直性を保
有し、ガラスロービングでの補強で耐剪断力ならびに耐
引張力に優れ、また表面螺旋状に巻くガラスロービング
による凹凸状で強固に固定され、トンネル壁面の強化に
充分寄与するものであって、さらに需要が高まり多様化
するなかで、より頑固な補強材とより効果的構造ならび
により効率的な製造ができるような方法が場合によって
は必要になりつつあり、この点で極めて充分であるとは
必ずしも言い難いものである。

【０００９】また、前記特公昭57ー18484 号公報に記載
のガラス繊維補強樹脂体の表面に凹凸模様を形成する方
法は、前記樹脂体が加熱金型で半硬化状でもって、離型
剤を塗布または被覆した金属線条を巻き付けて巻き取り
して外すこと、あるいは内面に連続ねじ山を有するダイ
ス状金型である圧接具を、樹脂体軸芯を中心として回転
せしめる方法で行うため、ライン上で行うことでの高生
産性があるものの、前者では巻き付けによる凹凸模様が
必ずしも充分ではなく、両者とも莫大な機械力を必要と
し、巻き取りして外す設備あるいはダイス状金型等の圧
接具も必要とするものであって、より頑固な補強材とよ
り効果的構造ならびにより効率的な製造ができるような
方法というようなニーズに対し、必ずしも充分答えられ
るとは言い難いものである。

【００１０】さらに、前記実公平３ー18555 号公報なら
びに特公平３ー49358 号公報に記載のロープ状構造より
なる引張補強材、あるいは特定弾性率を有するロープ状
構造を加工して芯材とし、その外周にさらに加工を加え
繊維強化熱硬化性樹脂・複合材料としたロツクボルト等
は、その工程が必ずしも簡単とは言い難く、また曲げ弾
性率等物性面で優れるものとは必ずしも言えず、より頑
固な補強材とより効果的構造ならびにより効率的な製造
ができるような方法というようなニーズに対し、到底及
ばないと言えるものである。

【００１１】

【問題点を解決するための手段】本発明はこのような点
に鑑みてなしたものであり、要求される多様でかつより
高度な性能を有ししかも多用し得、トンネルの掘削時あ
るいはトンネル自体等、各種地下構造物や崖等を含む各
種地面の軟弱な地盤の補強改良に、補強用鉄筋等に代わ
る従来のＦＲＰ製ロックボルトより頑固な補強材ならび
により効果的な構造を備える有用なＦＲＰ製ロツクボル
トを提供するものである。

【００１２】すなわち、本発明は、長繊維状繊維物と熱
硬化性樹脂とから成るＦＲＰ製ロツクボルトにおいて、
熱硬化性樹脂を含浸し長さ方向に連続する棒状長繊維状
繊維物の表面に、糸状繊維物を外周軸方向で間隔をおい
て螺旋状に一体的に巻付けて締め上げ、該巻付け締め上
げた糸状繊維物部が螺旋状の凹状溝部を、かつ隣合う該
螺旋状の凹状溝部の間隔の間が凸状山部をそれぞれ形成
し、該凸状山部と前記凹状溝部の高低差が0.5 〜2.5mm
であって、かつ前記凹状溝部の半径に対する該高低差の
値の割合が0.02〜0.25であり、しかも前記凸状山部ある
いは前記凹状溝部のピッチが 5〜20mmになるよう繰り返
し連続して硬化して成ることを特徴とするＦＲＰ製ロツ
クボルト。

【００１３】ならびに、前記長繊維状繊維物が、ガラス
繊維であることを特徴とする上述したＦＲＰ製ロツクボ
ルト。また、前記ＦＲＰ製ロツクボルトが、その表面に
熱硬化性樹脂を被覆してなることを特徴とする上述した
ＦＲＰ製ロツクボルト。

【００１４】さらに、前記熱硬化性樹脂が、不飽和ポリ
エステル樹脂、ビニルエステル樹脂あるいはエポキシ系
樹脂であることを特徴とする上述したＦＲＰ製ロツクボ
ルトをそれぞれ提供するものである。

【００１５】ここで、前記長繊維とは、例えば好ましく
はガラス繊維、なかでもＥーガラス繊維等からなるガラ
スロービングであって、主に入手し易さ、切断荷重や抗
張力（一般に径が小さい方が大きい）等から例えば６〜
30μｍ径程度、好ましくは11〜27μｍ程度、より好まし
くは13〜24μｍ径程度の繊維径を用い、また樹脂の含浸
程度や断面上の配列化と均一化、生産効率ならびに製造
時の安定性、所期の製品強度の達成等から例えば1150〜
9240tex程度、好ましくは2310〜4620tex 程度のロービ
ングであり、さらに例えば該テツクス（tex ）のロービ
ングを約100 乃至250 本程度、好ましくは約120 乃至23
0 本程度、より好ましくは約130 乃至210 本程度を用い
る。他の繊維としては、例えばガラス繊維のなかでも抗
張力が大きいＳガラス、YMガラス、強度アップガラス等
でもよく、さらにカーボン繊維、ケプラー繊維等各種有
機あるいは他の無機繊維を混入せしめる複合繊維、さら
に場合によっては微細な金属繊維をも単一または組み合
わせ含むものでもよいものであって、各種繊維の特徴が
相乗するようにする。

【００１６】また、前記熱硬化性樹脂とは、例えば不飽
和ポリエステル系樹脂、ビニルエステル系樹脂あるいは
エポキシ系樹脂等である。なかでも経済的には不飽和ポ
リエステル系樹脂であり、好ましいのはビニルエステル
系樹脂あるいはエポキシ系樹脂であるが、エポキシ樹脂
はどちらかと言えば高価であるので採用し難いものであ
る。該熱硬化性樹脂の調製としては、例えばビニルエス
テル系樹脂の場合には、t-Butyl peroxy-2-ethylhexano
nte 等を適宜添加混合し、含浸のし易さと均一性ならび
に含浸量を所期の程度内にすることおよび次工程の条件
を満たすことができるためには、樹脂溶液の粘度を例え
ば550 〜750cps程度、好ましくは600 〜700CPS程度とす
るものである。

【００１７】さらに、前記熱硬化性樹脂を含浸し長さ方
向に連続する棒状長繊維状繊維物については、通常は心
材なしで充分長繊維であるロービングが断面で均一分散
して長さ方向に連続するなかで熱硬化性樹脂が含浸し、
前記凹状溝部と前記凸状山部を形成する最適な状態に適
宜保持し、糸状繊維物を外周軸方向で間隔をおいて螺旋
状に一体的に所期の巻付け締め上げができることが肝心
であり、長繊維であるロービングと含浸せしめる樹脂の
割合は、例えばガラス繊維の場合にはガラス繊維が約60
〜70 vol％程度であり、この範囲程度から外れると次第
に前記巻き上げ時に変形や製品の各種強度、ことに所期
の引張強度や剪断強度等を得ることが困難になる等であ
って、好ましくは約62〜68vol ％程度である。

【００１８】なお、基本的には心材は不要であるが、前
記凹状溝部と前記凸状山部を形成することに対し阻害と
ならない程度の大きさの径の心材であって、かつめざす
ＦＲＰ製ロックボルトをより強度アップし、より軽量化
に結びつくような心材であれば好ましく、使用を妨げな
いことは言うまでもない。

【００１９】また、前記糸状繊維物を外周軸方向で間隔
をおいて螺旋状に一体的に巻付けて締め上げることにつ
いては、確実にかつ安定したテーパー状でかつ凸起の頂
点が円弧状の凸状山部ならびに充分な引っ掛かりを有す
る凹状溝部をなし、基本的には改めて例えば螺刻する必
要がないようにするためであって、巻付けて締め上げる
力である巻張力が約0.5 〜5 kgf 程度、好ましくは約 1
〜 4kgf 程度であり、該間隔である前記凹状溝部あるい
は前記凸状山部のピツチとしては、約 5〜20mm程度、好
ましくは約 6〜17mm程度、より好ましくは約 7〜15mm程
度であって、前記凹状溝部と前記凸状山部のピツチがほ
ぼ同程度となり、凹状溝部と凸状山部の形成、柔軟の程
度ならびにロービングの割合さらに棒状長繊維状繊維物
の柔軟の程度および径等によって適宜自在に調整し所期
のものを得るものである。

【００２０】さらに、前記糸状繊維物とは、充分な凹状
溝部をなすとともに巻張力に耐えしかも少なくとも巻き
付けによって染み出す樹脂を充分含浸して一体的になる
もので凹状溝部としてそのまま残し得るものであり、し
かも全体の強度アップに繋がるものであり、例えばビニ
ロン（例えば約1500〜2000デニール程度、具体的には約
1700〜1900デニール）であって、また例えばテトロン、
ケプラー、ナイロン、さらにガラスヤーン（5.6 〜135t
ex）やガラスロービング（1150〜4620tex ）等であっ
て、その径は 4〜18μｍ程度例えば 6〜13μｍ程度であ
り、該各種のうち１種単一状であるいは複数種例えば２
〜３種を組み合わせ複合混在状で用いてもよく、その断
面形状は特に限定されるものではないが、例えば適宜帯
状となる断面形状でなるようにすると螺子としてもよ
い。なお該糸状繊維物は樹脂を含浸し用いてもよいが必
ずしも含浸を必要としない。

【００２１】また、前記巻付け締め上げた糸状繊維物部
が螺旋状の凹状溝部を形成することについては、前記螺
刻的な形状や使用時の引っ掛かりとしての馴染み等か
ら、該凹状溝部の深さである前記凸状山部と該凹状溝部
の高低差としては0.5 〜2.5mm程度であり、0.5 mm未満
では引っ掛かりとしての螺子や使用時の馴染みが不充分
となり、2.5mm を超えると凹状溝部が深くなりすぎて樹
脂の割合が少なくなりすぎ、しかも凸状山部の変形や樹
脂の垂れ状ならびに繊維のバラツキを生じ、しいては強
度の低下を招く等が発現することとなり、好ましくは該
深さが約0.7 〜2.3mm 程度、より好ましくは約0.8 〜2.
0mm 程度である。

【００２２】さらに、前記凹状溝部の半径に対する該高
低差の値の割合が0.02〜1.15であるとしたのは、前記Ｆ
ＲＰ製ロツクボルトの外径として、重量的な作業性なら
びに使用時の必要本数等から例えば約18〜38mm径程度、
好ましくは約20〜32mm程度、より好ましくは約22〜28mm
程度であって、該外径の範囲内で前記凹状溝部の深さを
適宜選択するに当たり、所期のめざす強度を得るための
一因子として凹状溝部の半径に対する該高低差の値の割
合を加味する必要がありその範囲が約0.02〜0.25程度で
あって、好ましくは約0.03〜0.22程度、より好ましくは
約0.04〜0.2 程度である。

【００２３】さらに、前記引取装置については、特に限
定されるものではないが、例えば約15〜60cm／min 程
度、好ましくは約20〜50cm／min 程度、より好ましくは
約25〜40cm／min 程度の引張速度がトラブルもなく安定
して操業でき、しかも製品として曲がり等の変形も発現
することなく、所期の形状と強度を得ることができるこ
となる。

【００２４】さらにまた、本発明のＦＲＰ製ロックボル
トを製造するに当たり重要なことは、樹脂、繊維、含浸
量、形状、大きさ等前記したことはもちろん、前記金型
から出た直後で適宜最適な柔軟度を有する状態にある棒
状長繊維状繊維物に、糸状繊維物を巻き上げる要領であ
る。

【００２５】さらに、前記ＦＲＰ製ロツクボルトの大き
さについては、外径としては前記したように強度や取扱
上等から約18〜38mmφ程度、好ましくは約20〜32mmφ程
度、より好ましくは約22〜28mmφ程度であり、長さとし
ては単品では特に制限はなく適宜自在に切断し選択でき
るものであり、製造場所や製品ニーズ等の関係からおの
ずと制約を受ける程度の制約であって、好ましくは約0.
8 〜3 ｍ程度、より好ましくは約１〜２ｍ程度であり、
さらに繋ぎ合わした結果の長さとしては約0.8〜10ｍ程
度、通常約１〜6 ｍ程度であって、好ましくは約1.2 〜
5 ｍ程度であり、その径とその長さを必要に応じて適宜
自在に選べることは言うまでもない。

【００２６】また、製品としての特性は、例えば曲げ弾
性率が4,000kgf／ mm²（４点曲げ）程度以上、引張り強
度が40kgf ／ mm²程度以上、好ましくは70kgf ／ mm²程
度以上（例えば70〜110kgf／mm² 程度）、剪断強さが 7
kgf ／ mm²程度以上、好ましくは10kgf ／ mm²程度以上
（例えば10〜30kgf ／ mm²程度）、曲げ強さが45〜80kg
f ／ mm²程度、伸び率が1.5 〜2.5 ％程度、引張り弾性
率が2,100 〜3,000 kgf ／ mm²程度以上、好ましくは引
張り弾性率が３,５00 〜7,000 kgf ／ mm²程度、比重が
1.2 程度等である。

【００２７】

【作用】前述したように、本発明のＦＲＰ製ロツクボル
トによれば、ガラス繊維等である長繊維状繊維物とビニ
ルエステル系樹脂等である熱硬化性樹脂とから成り、熱
硬化性樹脂を含浸し長さ方向に連続する特異な状態にあ
る棒状長繊維状繊維物の表面に、ビニロン等である糸状
繊維物を外周軸方向で間隔をおいて螺旋状に一体的に巻
付けて締め上げ、螺旋状の凹状溝部とこれに隣合う凸状
山部をそれぞれ連続に形成し、該凸状山部と前記凹状溝
部の高低差が0.5 〜2.5mm であって、かつ前記凹状溝部
の半径に対する該高低差の値の割合が0.02〜0.25であ
り、しかも前記凸状山部あるいは前記凹状溝部のピッチ
が 5〜20mmになるよう繰り返し連続し硬化して成るＦＲ
Ｐ製ロツクボルトとしたことにより、特異に限定された
形状とともに、特定されるような樹脂と長繊維状繊維物
との割合で均一の配列分散の状態となり、凸状山部と凹
状溝部の繊維と樹脂の前記状態をできるだけ変化しない
ように最小限に押さえることができ、繊維自身が表面に
露出することなく樹脂でカバーできるものとなって表面
がきれいに仕上がり、ＦＲＰ製ロツクボルト自身の特性
に加え各種強度アップすることはもちろん確実で正確な
螺子をなし、螺刻の必要をする必要もなく、螺刻作業も
必要なくしかもそれによる強度低下を招くこともないも
のとなり、少ない本数でもって要求される多様でかつよ
り高度な性能を有ししかも多用し得、トンネルの掘削時
あるいはトンネル自体等、各種地山性状の条件の良くな
い急勾配の切土ないし盛土法面等、さらに山岳型の工事
だけでなく、大断面化や多断面化する都市あるいは海底
型地下空間等各種地下構造物や崖等を含む各種地面の軟
弱な地盤の補強改良に、地山本来の保持能力をより発揮
させるようにする、補強用鉄筋等に代わる従来のＦＲＰ
製ロックボルトより頑固な補強材ならびにより効果的な
構造を備え、多様化や高性能化ならびに取扱い易さのニ
ーズに対応して適合し広く採用し得る有用なＦＲＰ製ロ
ツクボルトである。

【００２８】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の一実施
例を詳細に説明する。ただし本発明は係る実施例に限定
されるものではない。

【００２９】図１は、本発明のＦＲＰ製ロツクボルトを
一部切欠、省略し示す部分拡大した正面図であって、該
ＦＲＰ製ロツクボルト１は、長繊維状繊維物と熱硬化性
樹脂とから成り、さらにその構成が熱硬化性樹脂を含浸
し長さ方向に連続する棒状長繊維状繊維物の表面に、糸
状繊維物２を外周軸方向で間隔をおいて螺旋状に一体的
に巻付けて締め上げ、該巻付け締め上げた糸状繊維物部
２が螺旋状の凹状溝部４を径ｄとし、かつ隣合う該螺旋
状の凹状溝部４の間隔の間が凸状山部３をＦＲＰ製ロツ
クボルト１の外径Ｄとしてそれぞれ形成し、該凸状山部
３と前記凹状溝部４の高低差Δｄが0.5 〜2.5mm であっ
て、かつ前記凹状溝部４の径ｄの半径に対する該高低差
の値の割合が0.02〜0.25であり、しかも前記凸状山部３
あるいは前記凹状溝部４のピッチであるＡまたはａが 5
〜20mmになるよう繰り返し連続して硬化して成るもので
ある。

【００３０】図２は、本発明の他の一実施例のＦＲＰ製
ロツクボルトを示す部分拡大した正面図であって、該Ｆ
ＲＰ製ロツクボルト１’は、上記したＦＲＰ製ロツクボ
ルト１と同様長繊維状繊維物と熱硬化性樹脂とから成る
ものであって、その構成が熱硬化性樹脂を含浸し長さ方
向に連続する棒状長繊維状繊維物の表面に、２本の糸状
繊維物２を平帯状に外周軸方向で間隔をおいて螺旋状に
一体的に巻付けて締め上げ、該巻付け締め上げた糸状繊
維物部２が螺旋状の平帯状の凹状溝部４’を形成し、か
つ隣合う該螺旋状の凹状溝部４’の間隔の間が凸状山部
３’をＦＲＰ製ロツクボルト１’の外径となるよう形成
し、その凹状溝部４’の径をｄとし前記外径をＤとした
際、図１に示すと同様に該凸状山部３’と前記凹状溝部
４’の高低差Δｄが0.5 〜2.5mm であって、かつ前記凹
状溝部４’の径ｄの半径に対する該高低差の値の割合が
0.02〜0.25であり、しかも前記凸状山部３’あるいは前
記凹状溝部４’のピッチであるＡまたはａが 5〜20mmに
なるよう繰り返し連続して硬化して成るものである。

【００３１】図３は、本発明のＦＲＰ製ロツクボルトを
製造するための一部断面を含む一実施例の引抜装置全体
の概要図であって、該装置に基づいて本発明のＦＲＰ製
ロツクボルトの製法を併せ説明する。

【００３２】必要数の複数個のロービング巻束６（図で
は１本のみ示す）を床面上に設けた支持ラツク（図示せ
ず）に巻軸がその支軸のまわりを自由自在に回転するよ
うセツトし、該ロービング巻束６の回転によってその巻
束からロービング７が引き出され、相当多数本のロービ
ング７が同時に熱硬化性樹脂液を満たした樹脂液槽８に
送られる。なお該液槽８もロービング７の数に応じて適
宜複数個配置する。

【００３３】送られてくる該各ロービング７は前記樹脂
液槽８内の熱硬化性樹脂液の中をガイドロール20、21に
よつてガイドされて通過することで、前記樹脂液が含浸
されて右方向に引き出され、含浸ロービング７’が適宜
支持されている配向板９に進む。

【００３４】該配向板９は、中央部に径が多少大きい程
度の円形開孔を有し、該開孔の周囲に複数列に略一様に
分散するよう配置した含浸ロービング７’用細孔22が設
けられており、前記含浸ロービング７’が円形断面上で
できるだけ所定の分布となるよう細孔22を選択し通過せ
しめ、ガイドおよびスクイズ用であるヒーター23付きの
金型10に到る。

【００３５】該金型10では、熱硬化性樹脂を含浸し長さ
方向に連続する、例えば断面でロービングが正しく整列
し引き揃えられ一様に分散した棒状長繊維状繊維物24に
形成し、余分な樹脂液のしぼり除去および脱泡をするこ
とさらにヒーター23による温度調整等でもって、外径が
ほぼ18〜38mm程度の範囲でかつ繊維の割合がほぼ60〜70
vol％程度にするとともに、該金型から出た直後で柔軟
性を有し、充分凹状溝部と凸状山部を形成するための巻
付けて締め上げる操作が可能なような状態にあるものと
する。

【００３６】次いで、前記棒状長繊維状繊維物24の回り
を公転するワインディングマシン11が支持され、巻束か
ら引き出される例えばビニロン（例えば約1500〜2000デ
ニール程度）の糸状繊維物２を公転しつつ棒状長繊維状
繊維物24に対し螺旋状で一体的に巻付けて締め上げる力
である巻張力が約0.5 〜5 kgf 程度で適宜自在に調整し
巻き付ける。キュア後、該間隔である前記凹状溝部ある
いは前記凸状山部のピツチとしては約 5〜20mm程度であ
って、該凹状溝部の深さである前記凸状山部と該凹状溝
部の高低差としては約0.5 〜2.5mm 程度、前記凹状溝部
の半径に対する該高低差の値の割合が0.02〜1.15程度、
前記ＦＲＰ製ロツクボルトの外径として例えば約18〜38
mm径程度であるものになるように調整する。

【００３７】続いて、遠赤外線加熱炉12のヒーター13で
もって約80〜100 ℃程度で第一段階の加熱を、高周波加
熱炉14のヒーター15でもって約100 〜120 ℃程度で第二
段階の加熱を、さらに遠赤外線加熱炉16のヒーター17で
もって約120 〜140 ℃程度で第三段階の加熱を行いキュ
アし、充分内部まで成熟するようにする。なお本装置で
は三つの炉でもってガスが拡散するようにしているが、
例えばガスの処理さえできれば当然一つにまとめた加熱
炉としてもよいことは言うまでもない。

【００３８】上述のキュアまででなる本発明のＦＲＰ製
ロックボルトの表面に連続する波状の規則正しいと言え
る凹凸面と、上下から該ＦＲＰ製ロックボルトの表面を
挟持するキャタビラ状を備える引抜機18によって矢印で
示す右方向に引き出す。なお、該キャタビラ状を備える
引抜機18は、回動ベルトの外側にゴム板を多数等間隔に
突出させ、目的物を弾力的に把持し、その表面に傷を付
けることない。

【００３９】次に、引き出されたＦＲＰ製ロックボルト
を切断機19によって所要の長さに切断し定尺のＦＲＰ製
ロックボルト１を得る。実施例１ 第３図に示した引抜装置でもって第１図に示すような外
径約28mmφのＦＲＰ製ロックボルトを得た。

【００４０】該引抜装置において、ロービングとしては
約24μのガラス繊維で約4630tex のものを約210本程度
用い、該ロービングに含浸させる熱硬化性樹脂としては
ビニルエステル樹脂を用い、該ビニルエステル樹脂100
部に対してt-Butyl peroxy-2-ethylhexanonte 約２部程
度を混合したものを主体とし約650 ±20cps 程度の粘度
に調製した樹脂液とした。また糸状繊維物としては繊維
径約14μで1800デニールのビニロン繊維を用い、巻張力
としては約1.5 〜4 kgf 程度で適宜自在に調整し巻き付
けた。

【００４１】さらに遠赤外線加熱炉としては約90±10℃
程度で、高周波加熱炉で糸状繊維物を巻き付けた棒状長
繊維状繊維物の芯部を約100〜120℃程度になるよう周波
数を約70MHz に設定し高周波加熱を、さらに遠赤外線加
熱炉としては約120 ±10℃程度で加熱を行い合計約11±
2 分程度のキュアをした。

【００４２】さらにまた引抜機の引き抜き速度としては
約35±5cm ／min 程度で行った。得られたＦＲＰ製ロッ
クボルトは、外径が約28mmφ程度、凸状山部と凹状溝部
の高低差が約0.9 ±0.1mm 程度、かつ凹状溝部の半径に
対する該高低差の値の割合が0.069 ±0.005 であり、し
かも凸状山部あるいは凹状溝部のピッチは約10±1mm 程
度となり、またガラス繊維の vol％としては約62％前後
程度であって、引張強さが約85kgf ／mm² 以上ならびに
剪断強さが約10kgf ／mm² 以上と現行品の約 2〜2.5 倍
以上であり、引張り弾性率が約4,000 〜7,000kgf／mm²
程度となり、しかも充分ジョイントナットや金具の取り
付けがそのままの表面で可能なものとなり、めざす本発
明のＦＲＰ製ロックボルトであった。

【００４３】実施例２ 実施例１と同様に第３図に示した引抜装置でもって、第
２図に示すような外径約22mmφのＦＲＰ製ロックボルト
を得た。

【００４４】ロービングとしては、実施例１と同様なも
のを約130本程度用い、樹脂液ならびに糸状繊維物は実
施例１と同様なものとし、ただ糸状繊維物を２本用い平
帯状に外周軸方向で間隔をおいて螺旋状に一体的に巻付
けて締め上げ平帯状の凹状溝部を形成した。

【００４５】加熱温度および加熱時間とも実施例１と同
様にしてキュアするとともに、引抜機の引き抜き速度も
ほぼ実施例１と同様にした。得られたＦＲＰ製ロックボ
ルトは、外径が約22mmφ程度、凸状山部と凹状溝部の高
低差が約1.5 ±0.7mm 程度、かつ凹状溝部の半径に対す
る該高低差の値の割合が0.079 ±0.005 であり、しかも
凸状山部あるいは凹状溝部のピッチは約11±1mm 程度と
なり、ガラス繊維の vol％としては約65％前後程度であ
って、引張強さが約60kgf ／mm² 以上ならびに剪断強さ
が約 8kgf ／mm² 以上と現行品の約1.5 〜 2倍程度以上
であり、しかも充分ジョイントナットや金具の取り付け
がそのままの表面で可能なものとなり、所期のめざす本
発明のＦＲＰ製ロックボルトであった。

【００４６】

【発明の効果】上述したように、本発明のＦＲＰ製ロツ
クボルトは、螺旋状の凹状溝部とこれに隣合う凸状山部
を連続に形成し、凸状山部と凹状溝部の高低差が0.5 〜
2.5mm、かつ凹状溝部の半径に対する高低差の値の割合
が0.02〜0.25、しかも凸状山部あるいは凹状溝部のピッ
チが 5〜20mmになるよう連続し硬化して成るＦＲＰ製ロ
ツクボルトとしたことにより、特異に限定された形状で
あって、特定されるような樹脂と長繊維状繊維物との割
合内で均一の配列分散の状態となり、凸状山部と凹状溝
部の繊維と樹脂の前記状態をできるだけ変化しないよう
にでき、繊維自身が表面に露出することなく樹脂でカバ
ーできて表面が滑らかに仕上がり、ＦＲＰ製ロツクボル
ト自身の特性に加え各種強度アップし、引抜成形で確実
で正確な賦形した凹凸が螺子をなし、後工程で螺刻の必
要性がなて螺刻作業を必要とせず、しかもそれによる強
度低下を招くこともなくナット止めが可能なものとな
り、少ない本数でもって要求される多様でかつより高度
な性能を有し、トンネルの掘削時あるいはトンネル自体
等、各種地山性状の条件の良くない急勾配の切土ないし
盛土法面等、さらに山岳型の工事だけでなく、大断面化
や多断面化する都市あるいは海底型地下空間等各種地下
構造物や崖等を含む各種地面の軟弱な地盤の補強改良
に、地山本来の保持能力をより発揮させるようにする、
補強用鉄筋等に代わる従来のＦＲＰ製ロックボルトより
頑固な補強材ならびにより効果的な構造を備え、多様化
や高性能化ならびに取扱い易さのニーズに対応して適合
し広く採用し得る有用なＦＲＰ製ロツクボルトを提供す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＦＲＰ製ロツクボルトを一部切欠、省
略し示す部分拡大した正面図である。

【図２】本発明の他の一実施例のＦＲＰ製ロツクボルト
を示す部分拡大した正面図である。

【図３】本発明のＦＲＰ製ロツクボルトを製造するため
の一部断面を含む一実施例の引抜装置全体の概要図であ
る。

【符号の説明】１ ＦＲＰ製ロツクボルト１ ’ＦＲＰ製ロツクボルト ２ 糸状繊維物 ３ 凸状山部 ３’凸状山部 ４ 凹状溝部 ４’凹状溝部 ５ 側断面部 ６ ロービング巻束 ７ ロービング ８ 樹脂液槽 ９ 配向板 10 金型 11 ワインディングマシン 12 遠赤外線加熱炉 14 高周波加熱炉 16 遠赤外線加熱炉 18 引抜機 19 切断機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽馬 徹 大阪府大阪市北区西天満三丁目２番17号 株式会社ケー・エフ・シー内 (72)発明者 田中 裕一 新潟県上越市南本町一丁目５番５号 株 式会社有沢製作所内 (72)発明者 鈴木 捷宏 東京都千代田区神田錦町３ー７ー１ セ ントラル硝子株式会社内 (72)発明者 神川 良顕 東京都千代田区神田錦町３ー７ー１ セ ントラル硝子株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−225814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−312823（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−222298（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長繊維状繊維物と熱硬化性樹脂とから成
   るＦＲＰ製ロツクボルトにおいて、熱硬化性樹脂を含浸
   し長さ方向に連続する棒状長繊維状繊維物の表面に、糸
   状繊維物を外周軸方向で間隔をおいて螺旋状に一体的に
   巻付けて締め上げ、該巻付け締め上げた糸状繊維物部が
   螺旋状の凹状溝部を、かつ隣合う該螺旋状の凹状溝部の
   間隔の間が凸状山部をそれぞれ形成し、該凸状山部と前
   記凹状溝部の高低差が0.5 〜2.5mm であって、かつ前記
   凹状溝部の半径に対する該高低差の値の割合が0.02〜0.
   25であり、しかも前記凸状山部あるいは前記凹状溝部の
   ピッチが 5〜20mmになるよう繰り返し連続して硬化して
   成ることを特徴とするＦＲＰ製ロツクボルト。
2. 【請求項２】 前記長繊維状繊維物が、ガラス繊維であ
   ることを特徴とする請求項１記載のＦＲＰ製ロツクボル
   ト。
3. 【請求項３】 前記ＦＲＰ製ロツクボルトが、その表面
   に熱硬化性樹脂を被覆してなることを特徴とする請求項
   １乃至２記載のＦＲＰ製ロツクボルト。
4. 【請求項４】 熱硬化性樹脂が、不飽和ポリエステル樹
   脂、ビニルエステル樹脂あるいはエポキシ樹脂であるこ
   とを特徴とする請求項１乃至３記載のＦＲＰ製ロツクボ
   ルト。