JP4222667B2 - Resin frame and refrigeration container provided with the frame - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂製フレーム及びその用途に関し、特に、海上輸送等に使用される冷凍コンテナに取り付られる樹脂製フレームに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、食品等の各種の荷物を冷凍状態で船、鉄道又は車両などによって運搬するために、冷凍機を内蔵した冷凍コンテナが使用されている。通常、冷凍コンテナは開放面を有する略箱形のコンテナ本体に対し、冷凍機を搭載したフレームが、この開放面を覆うように取り付けられて構成されている。
【0003】
この種のコンテナは、輸送時には複数個が積み上げられるので、フレームには、上に積み上げられるコンテナの重量に耐えうる強度が求められる。また、フレームには、コンテナ内の荷物に対する外界からの熱伝導を防止するために高い断熱性が必要である。そこで、一般に、冷凍コンテナのフレームはスチール又はアルミ等の金属材料からなる外板又は内板とウレタン発泡体等からなる断熱材とを組み合わせて形成されている。
【0004】
ところで、効率的な輸送のためには、コンテナ自体の重量は軽い方が好ましい。そこで、特開平10−157792号公報、特開平10−170129号公報及び特開平10−160326号公報には、補強繊維が混入された樹脂からなる外板及び内板の間に発泡樹脂からなる断熱材を挟んだ、いわゆるフォームコアサンドイッチボードによってフレームを構成することが開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フォームコアサンドイッチボードのような樹脂製の構造材料で冷凍コンテナのフレームを形成した場合における最大の問題は、フレームの本体部分をコンテナ本体にボルト等を介して取り付けるための取付孔を有するフランジ部のラッキング強度である。
【0006】
すなわち、前記取付孔の形状等については、同一のフレームをどのコンテナ本体にも取り付けることができるように国際統一規格が採用されているが、この規格はスチール板製のフランジを基準にしているために、局所的な圧壊強度が比較的弱い通常の繊維強化樹脂材料からなるフランジでは、ボルト等を介して前記取付孔の部分から加わる荷重に対してフランジが耐えきれずに破損するおそれがある。フレームのフランジ部が破損すると、最悪の場合にはコンテナ本体からフレームが外れてコンテナ内の荷物が外部へ放出されてしまう。
【0007】
そこで、上記した特開平10−157792号公報、特開平10−170129号公報及び特開平10−160326号公報記載のフレームでは、フレーム本体の外板と内板の外周縁部が一体化されて形成されたフランジ内部に骨格部材として金属製の枠体をインサートすることが提案されている。
【0008】
しかし、フレームのフランジ内部に上記したような金属製の骨格部材をインサートすることはコンテナ全体の重量を増大させてしまう。また、フレームの製造工程が複雑化し、製造時間と製造コストの増大は避けられない。しかも、金属製の骨格部材を介して外部からの熱がコンテナ内に伝導されるおそれもある。
【0009】
本発明は上記したような従来の技術における問題点を解決することをその課題とする。すなわち、本発明の目的は、製造が容易で軽量であり、しかも、フランジ部の剛性が高く十分なラッキング強度を有する新規な樹脂製フレームを提供し、これを用いて高強度の冷凍コンテナを製作することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、コンテナ本体に取り付けるための取付孔を有する繊維強化樹脂材料層からなるフランジ部を備えた樹脂製フレームであって、前記繊維強化樹脂材料層に含まれる連続繊維の配向方向と前記フランジ部の縁に平行な方向のなす角が30゜〜60゜である樹脂製フレームによって達成される。また、前記繊維強化樹脂材料層中の全補強繊維に占める前記連続繊維の割合は10%以上であることが好ましい。前記連続繊維としては炭素繊維が好ましい。なお、「フランジ部の縁に平行な方向」とはフランジ部の縁(エッジ)に沿う方向を指し、必ずしも直線方向である必要はない。
【0011】
本発明のフレームのフランジ部の取付孔は後加工により形成されていてもよく、また、前記取付孔にはメタルブッシュが嵌合されていてもよい。本発明のフレームはコンテナ本体に取り付けられて冷凍コンテナを構成する。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1(a)及び(b)は、それぞれ、本発明の樹脂製フレームの実施の形態の一例である冷凍コンテナ用樹脂製フレーム1(以下、単に「フレーム1」という)の正面図及び側面図である。なお、図1(a)及び(b)には、フレーム1のフランジ部1bの層構造を拡大して示す。
【0013】
図1の樹脂製フレーム1はフレーム本体1aとフランジ部1bとからなり、フレーム本体1aの下部にはコンテナ内部へ向かって窪み2が形成されている。窪み2にはコンテナ内の荷物を冷却するための図示しない冷凍機が収納され、該冷凍機からの冷気は図示しない通路を介して窪み2からコンテナ内部へと供給される。
【0014】
一方、フレーム本体1aの上方には、フレーム本体1aを貫通する左右一対の点検窓3が形成されている。図1における点検窓3は略長方形であり、図示しない点検扉によって開閉自在とされている。前記点検扉はコンテナ内部及び上記冷却機の点検の際に開放される。
【0015】
まず、フレーム本体1aについて説明する。図1(b)の部分拡大図に示されるように、本実施の形態では、繊維強化樹脂材料層からなる外板4aと内板4bの間に断熱材としてのプラスチックフォーム5が挟まれてフレーム本体1aが構成されている。フレーム本体1aを構成する部分の外板4a及び内板4bに含まれる補強繊維の材質は特に限定されるものではなく、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、炭化珪素繊維、ホウ素繊維、パルプなどの天然繊維、ステンレススチール繊維などの公知の繊維が使用可能であるが、フレーム本体1aの高剛性化のためには炭素繊維を使用することが好ましい。なお、2種以上の繊維を組み合わせて補強繊維としてもよい。
【0016】
前記補強繊維による強化形態としては、連続した強化繊維を一方向に引き揃えたもの、連続した強化繊維を製織して織布としたもの、5〜50mm程度に短く切断した強化繊維を所定の方向に配向又は不定方向に分散したものなどを挙げることができるが、強度の点では、異なる方向に配向する補強繊維からなる織布が好ましい。なお、フレーム本体1aにおいて特に高い剛性が求められない部分については外板4a又は内板4bは補強繊維を含まなくともよい。
【0017】
外板4a及び内板4bを構成する繊維強化樹脂材料層のマトリックス樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、マレイミド樹脂、アクリル樹脂などの、繊維強化樹脂材料に従来より使用されているものを採用することができるが、耐熱性の点で熱硬化性の樹脂が好ましい。なお、前記マトリックス樹脂には、耐摩耗性の向上などを目的として各種の粉体、フィラーなどを混合してもよい。
【0018】
プラスチックフォーム5の材質としては、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ネオプレン、クロロプレン、ポリスルフィド、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、アセチルセルロース、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリイミド、アクリル樹脂などの公知の熱可塑性樹脂、及び、ポリウレタン、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、フェノール樹脂、ユリア樹脂、ウレア樹脂などの公知の熱硬化性樹脂などを用いることができる。なお、プラスチックフォーム5には難燃性の付与などを目的として三酸化アンチモン、酸化ジルコン、メタホウ酸バリウム、ホウ酸亜鉛、リン酸エステルなどの各種添加剤が混合されていてもよい。
【0019】
プラスチックフォーム5と外板4a及び内板4bは直接、相互に接着されてもよいが、接着性の向上のために、接着層を介して接着されることが好ましい。前記接着層を構成する材質としては、プラスチックフォーム5と外板4a及び内板4bとを強固に接着することができるものであれば特に限定されるものではないが、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂が好ましく、特に、ウレタン樹脂が好ましい。なお、接着性の更なる向上のために、前記接着剤層には繊維マットが含まれていてもよい。ただし、前記繊維マットを構成する繊維は補強作用を有する必要はない。また、前記接着層の他にビス、ネジなどの機械的手段を用いてプラスチックフォーム5と外板4a及び内板4bの接合を補強してもよい。
【0020】
次に、フランジ部1bについて説明する。図1に示すフレーム1では、外板4aと内板4bの外周縁部が一体化されてフランジ部1bとされており、フランジ部1bはフレーム本体1aを構成する繊維強化樹脂材料層と同一のマトリックス樹脂6と連続補強繊維7とからなる繊維強化樹脂材料層により形成されている。
【0021】
図1(a)の部分拡大図から明らかなように、図1のフレーム1では、フランジ部1bに含まれる連続補強繊維7は、平織りの補強繊維シートとされており、該補強繊維シート中の連続繊維束はフランジ部1bの縁に平行な方向に対して傾斜して配向している。すなわち、フランジ部1bは、フランジ部1bの縁に平行な方向とは異なった方向に配向する連続繊維によって補強されている。連続補強繊維7の材質としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、炭化珪素繊維、ホウ素繊維、パルプなどの天然繊維、ステンレススチール繊維などが使用可能であるが、フランジ部1bについて十分なラッキング強度を得るためには剛性の高い炭素繊維を用いることが好ましい。なお、2種以上の補強繊維束を製織して連続補強繊維7としてもよい。
【0022】
連続補強繊維7としては、上記平織りの補強繊維シートの他に、連続繊維束を綾織り、朱子織り、一方織り等によって製織した織布タイプの補強繊維シート、または、連続繊維束を一方向に平面的に引き揃えた補強繊維シートを使用することができるが、前記補強繊維シート中の連続繊維は、少なくともその一部の配向方向がフランジ部1bの縁に平行な方向とは異なる必要がある。なお、フランジ部1bのあらゆる方向に対する強度を補強する点では、連続補強繊維7の形態としては、異なる方向に配向する連続補強繊維を製織して得られた織布タイプの補強繊維シートが好ましい。
【0023】
フランジ部1bの縁に平行な方向と連続補強繊維7中の連続繊維束の配向方向とのなす角度は30〜60゜の範囲であり、更に40〜50゜の範囲がより好ましい。そして、フランジ部1bの強度向上の点では前記角度を45゜と設定することが最も好ましい。前記角度が30゜未満又は60゜より大きいとフランジ部1bのラッキング強度の向上の程度が低くなる。
【0024】
図1のフレーム1ではフランジ部1bは補強繊維として、フランジ部1bの縁に平行な方向とは異なる方向に繊維が配向する連続補強繊維7のみを含んでいるが、本発明においては、フレームのフランジ部を構成する繊維強化樹脂材料層はフランジ部の縁に平行な方向に配向する連続補強繊維又は不連続な形態の補強繊維を更に含んでいてもよい。ただし、その場合には、フランジ部の部分に含まれる全ての補強繊維中において、フランジ部の縁に平行な方向とは異なった方向、特に、フランジ部の縁に平行な方向に対して傾斜した方向に配向する連続繊維の割合を少なくとも10%以上とすることが好ましい。前記割合が10%未満の場合は、フランジ部のラッキング強度の向上を図ることが困難となる。
なお、フランジ部の縁に対して平行な方向、垂直な方向、+45゜傾斜した方向及び−45゜傾斜した方向のそれぞれに配向する連続補強繊維の割合を1:1:1:1とすると、フランジ部の面圧強度が最大となるので、特に好ましい。
【0025】
なお、連続補強繊維7は少なくともフランジ部1bに存在していればよいが、フレーム全体の強度の向上、及び、製造作業の容易性の点でフレーム本体1aについてもフランジ部1bにおける連続補強繊維7と同一の補強繊維によって補強することが好ましい。
【0026】
フレーム1のフランジ部1bには、フレーム本体1aを図1には図示しないコンテナ本体の開口面に取り付けるための取付孔8が、その全周にわたって複数個形成されている。取付孔8は、フレーム1の製造にあたって中子を金型内の所定箇所に配置する等して、予めマトリックス樹脂6及び連続補強繊維7が存在しない部分をフランジ部1bに形成することにより製作されてもよいが、取付孔8周辺のラッキング強度を確保するためには、取付孔8はドリル、パンチによる穿孔等の後加工によってフランジ部1bに形成されることが好ましい。
【0027】
図2に、フレーム1をコンテナ本体9の開口面に取り付けた冷凍コンテナ10の斜視図を示す。本発明のフレーム1は、フランジ部1bに形成された複数の取付孔8を介してボルト等の締結治具によってコンテナ本体9に取り付けられ固定される。コンテナ本体9には図示しない搬入口が形成されており、該搬入口は扉等により開閉自在とされている。
【0028】
ところで、冷凍コンテナ10の移動時又は荷物積載時には、コンテナ本体9から前記ボルト等を介してフレーム1に対して押圧力、衝撃力等が加わるが、局部的にみるとその大きさはフランジ部1bの取付孔8の部分が最も大きい。したがって、そのような応力が集中する取付孔8にはメタルブッシュ11を嵌合して補強することにより、取付孔8の破損を防止して、より安全な冷凍コンテナ10を得ることができる。
【0029】
図1のフレーム1は、例えば以下のようにして製造することができる。
【0030】
まず、所定の厚み及び形状を有するシート状のプラスチックフォーム5を製造する。プラスチックフォーム5の製造方法は特に限定されるものではなく、押出発泡法、射出発泡法、モールド発泡法、吹付発泡法、二液混合法等の公知の連続的又はバッチ的な発泡成形法を適宜採用することができる。また、発泡剤も特に限定されるものではなく、窒素等のような気体そのもの、又は、気化可能な溶剤の他に、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウムなどの無機系発泡剤、ベンゼンスルホヒドラジン系、アゾニトリル系、アゾカルボン系、ジアゾアセトアミド系、ニトロソ化合物系などの有機系発泡剤のように公知の発泡剤を使用することができる。
【0031】
次に、金型のキャビティのフランジ部1bに対応する部分に連続補強繊維7を配置する。一方、フレーム本体1aについては必ずしも補強繊維を含む必要はないが、フレーム全体の強度向上のためにはフレーム本体1aに対応するキャビティ部分にも補強繊維を配置することが好ましく、特に、フランジ部1bに使用される連続補強繊維7と同一の補強繊維を配置することがより好ましい。
【0032】
連続補強繊維7は、その繊維の配向方向がフランジ部1bの縁に沿った方向に対して傾斜するようにキャビティ内に配置される。なお、高い強度が必要とされる部分等には連続補強繊維7以外にも他の補強繊維を更に重ねて配置してもよいが、フランジ部1bに存在する補強繊維全体に占める連続補強繊維7の割合を10%以上に保つことが好ましい。
【0033】
次に、キャビティ内に配置された補強繊維の上に、プラスチックフォーム5を載置し、更にその上に必要に応じて補強繊維を配置する。その後、金型を型締めして、液状の硬化性樹脂をキャビティ内に注入し、キャビティ内の補強繊維に含浸させる。次いで、加熱等により前記樹脂を硬化させ、これによりキャビティ内の補強繊維と硬化性樹脂を一体化させてフレーム1を得る。つまり、前記補強繊維に前記硬化性樹脂を含浸・硬化させることによりキャビティ内において外板4a及び内板4bを形成し、これによりプラスチックフォーム5を被覆し、かつ、それぞれの外周縁部において外板4a及び内板4bが一体化した形状のフランジ部1bを製作する。そして、前記樹脂の十分な硬化を確認した後、型開きにより金型からフレーム1が取り出される。
【0034】
このようにして製造されたフレーム1のフランジ部1bには、ドリル、パンチ等により取付孔8が穿孔されて形成される。また、必要に応じてメタルブッシュ11が嵌合される。
【0035】
【実施例】
以下、本実施の形態を実施例により、更に詳細に説明する。
<実施例>
補強繊維としてパイロフィルTR50S−12L(三菱レイヨン(株)社登録商標)を用い、目付け650g/m2の平織りの炭素繊維クロスを製造した。また、断熱材として密度200kg/m3の発泡ポリウレタン樹脂製プラスチックフォームを予めモールド発泡成形により製造した。
次に、フレーム製造用の金型のキャビティに、キャビティの縁に平行な方向と垂直な方向に繊維が配向するように前記炭素繊維クロスを8枚セットし、更に、キャビティの縁に平行な方向に対して繊維の配向方向が±45゜傾斜するように前記炭素繊維クロスを2枚セットした。
そして、その上に前記プラスチックフォームをセットした後、金型を閉じて液状の未硬化の常温硬化型エポキシ樹脂を注入し、更に8時間室温で放置して樹脂を硬化させた。
樹脂硬化を確認後、金型を外してフレームを得た。フレームのフランジ部に所定の位置にドリルで取付孔を加工した。また、応力の集中する取付孔にはメタルブッシュを圧入嵌合した。
【0036】
【発明の効果】
本発明の樹脂製フレームは、金属製フレームに比べて軽量であり、また、海水等に対しても十分な耐食性を有している。そして、フランジ部が繊維強化樹脂材料層からなり、その縁に平行な方向とは異なる方向に配向する連続繊維を含むために、すなわち、繊維強化樹脂材料層に含まれる連続繊維の配向方向とフランジ部の縁に平行な方向のなす角が30゜〜60゜であるために、フランジ部の剛性が高く、十分なラッキング強度を有している。したがって、高強度の冷凍コンテナを製作することができる。また、フランジ部に金属製の補強部材を使用していないので、フレーム全体の重量が増大することもなく、製造も容易である。なお、プラスチックフォーム等からなる心材を有する場合には、適度な断熱特性を得ることができる。
【0037】
また、前記繊維強化材料層中の全補強繊維に占める前記連続繊維、すなわち、繊維強化樹脂材料層に含まれる連続繊維の配向方向とフランジ部の縁に平行な方向のなす角が30゜〜60゜であり、この連続繊維の割合が10%以上である場合は、フランジ部の剛性を効果的に高めることができる。
【0038】
そして、前記連続繊維として炭素繊維を使用する場合には、フレームの軽量性を維持した上で、フランジ部の剛性を更に高めることが可能となる。
【0039】
本発明の樹脂製フレームのフランジ部に取付孔が後加工により形成されている場合は、補強繊維により強化されたフランジ部の強度を十分に利用することが可能となる。また、前記取付孔にメタルブッシュが嵌合されている場合には、取付孔が過剰な応力によって破損するおそれがない。
【0040】
本発明の樹脂製フレームが取り付けられた冷凍コンテナは、船舶等の輸送手段への搭載等の際に大きな応力がフレームのフランジ部とコンテナ本体との接合箇所に加わってもフレームのフランジ部が破損することがなく、安全である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の樹脂製フレームの一実施の形態の正面図及び側面図。
【図2】 本発明の樹脂製フレームをコンテナ本体の開口面に取り付けた本発明の冷凍コンテナの斜視図。
【符号の説明】
1 フレーム
2 窪み
3 点検窓
4a 外板
4b 内板
5 プラスチックフォーム
6 マトリックス樹脂
7 連続補強繊維
8 取付孔
9 コンテナ本体
10 冷凍コンテナ
11 メタルブッシュ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin frame and its use, and more particularly, to a resin frame attached to a refrigerated container used for marine transportation and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a refrigeration container with a built-in refrigerator is used for transporting various kinds of luggage such as food by a ship, a railroad, or a vehicle in a frozen state. Usually, a refrigeration container is configured such that a frame on which a refrigerator is mounted is attached to a substantially box-shaped container body having an open surface so as to cover the open surface.
[0003]
Since a plurality of containers of this type are stacked during transportation, the frame is required to have a strength that can withstand the weight of the container stacked on top. In addition, the frame needs to have high heat insulation properties in order to prevent heat conduction from the outside to the load in the container. Therefore, generally, the frame of the refrigeration container is formed by combining an outer plate or inner plate made of a metal material such as steel or aluminum and a heat insulating material made of urethane foam or the like.
[0004]
By the way, the weight of the container itself is preferably light for efficient transportation. Therefore, in JP-A-10-157792, JP-A-10-170129, and JP-A-10-160326, a heat insulating material made of foamed resin is provided between an outer plate and a inner plate made of resin mixed with reinforcing fibers. It is disclosed that a frame is constituted by a sandwiched so-called foam core sandwich board.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the biggest problem when the frame of a refrigerated container is formed of a resin-made structural material such as a foam core sandwich board is the flange having a mounting hole for mounting the main body of the frame to the container main body via bolts or the like. The racking strength of the part.
[0006]
That is, for the shape of the mounting hole, etc., an international standard is adopted so that the same frame can be attached to any container body, but this standard is based on a steel plate flange. In addition, in a flange made of a normal fiber reinforced resin material having a relatively low local crushing strength, the flange may not be able to withstand the load applied from the mounting hole portion via a bolt or the like, and may be damaged. When the flange portion of the frame is damaged, in the worst case, the frame is detached from the container body, and the cargo in the container is discharged to the outside.
[0007]
Therefore, in the frames described in JP-A-10-157792, JP-A-10-170129, and JP-A-10-160326, the outer plate of the frame body and the outer peripheral edge of the inner plate are integrally formed. It has been proposed to insert a metal frame as a skeleton member into the flange.
[0008]
However, inserting the metal skeleton member as described above inside the flange of the frame increases the weight of the entire container. Further, the manufacturing process of the frame becomes complicated, and an increase in manufacturing time and manufacturing cost is inevitable. Moreover, heat from the outside may be conducted into the container through the metal skeleton member.
[0009]
An object of the present invention is to solve the problems in the conventional techniques as described above. That is, the object of the present invention is to provide a new resin frame that is easy to manufacture and lightweight, has a high flange portion rigidity, and has a sufficient racking strength, and uses this to produce a high-strength refrigeration container. There is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is a resin frame having a flange portion made of a fiber reinforced resin material layer having an attachment hole for attachment to a container body, and an orientation direction of continuous fibers contained in the fiber reinforced resin material layer; This is achieved by a resin frame having an angle formed by a direction parallel to the edge of the flange portion of 30 ° to 60 °. Moreover, it is preferable that the ratio of the said continuous fiber to all the reinforcing fibers in the said fiber reinforced resin material layer is 10% or more. The continuous fiber is preferably carbon fiber. The “direction parallel to the edge of the flange portion” refers to a direction along the edge (edge) of the flange portion, and is not necessarily a linear direction.
[0011]
The mounting hole of the flange portion of the frame of the present invention may be formed by post-processing, and a metal bush may be fitted into the mounting hole. The frame of the present invention is attached to a container body to constitute a refrigerated container.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A and 1B are a front view and a side view of a resin frame 1 for a refrigeration container (hereinafter simply referred to as “frame 1”), which is an example of an embodiment of the resin frame of the present invention. It is. 1A and 1B show an enlarged layer structure of the flange portion 1b of the frame 1. FIG.
[0013]
The resin frame 1 shown in FIG. 1 includes a frame main body 1a and a flange portion 1b. A recess 2 is formed in the lower portion of the frame main body 1a toward the inside of the container. A refrigeration machine (not shown) for cooling the cargo in the container is accommodated in the dent 2, and cold air from the refrigeration machine is supplied from the dent 2 to the inside of the container through a passage (not shown).
[0014]
On the other hand, a pair of left and right inspection windows 3 penetrating the frame body 1a are formed above the frame body 1a. The inspection window 3 in FIG. 1 is substantially rectangular, and can be opened and closed by an inspection door (not shown). The inspection door is opened when checking the inside of the container and the cooler.
[0015]
First, the frame body 1a will be described. As shown in the partially enlarged view of FIG. 1B, in this embodiment, a plastic foam 5 as a heat insulating material is sandwiched between an outer plate 4a and an inner plate 4b made of a fiber reinforced resin material layer, and the frame A main body 1a is configured. The material of the reinforcing fiber contained in the outer plate 4a and the inner plate 4b constituting the frame main body 1a is not particularly limited, and glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, polyester fiber, silicon carbide fiber, boron fiber, Known fibers such as natural fibers such as pulp and stainless steel fibers can be used, but it is preferable to use carbon fibers in order to increase the rigidity of the frame body 1a. In addition, it is good also as a reinforcing fiber combining 2 or more types of fibers.
[0016]
As the form of reinforcement by the reinforcing fibers, continuous reinforcing fibers are aligned in one direction, continuous reinforcing fibers are woven to form a woven fabric, and reinforcing fibers cut shortly to about 5 to 50 mm in a predetermined direction. Examples of the woven fabric made of reinforcing fibers oriented in different directions are preferable in terms of strength. In addition, the outer plate 4a or the inner plate 4b does not need to include the reinforcing fiber in a portion where the frame body 1a does not require particularly high rigidity.
[0017]
As the matrix resin of the fiber reinforced resin material layer constituting the outer plate 4a and the inner plate 4b, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, epoxy resin, phenol resin, polyamide resin, polyimide resin, furan resin, maleimide resin, acrylic resin Although what is conventionally used for fiber reinforced resin materials, such as these, can be employ | adopted, A thermosetting resin is preferable at a heat resistant point. The matrix resin may be mixed with various powders, fillers and the like for the purpose of improving wear resistance.
[0018]
The material of the plastic foam 5 is natural rubber, styrene-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, neoprene, chloroprene, polysulfide, polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol. , Known thermoplastic resins such as acetylcellulose, polyamide, polycarbonate, polyphenylene oxide, polysulfone, polyimide, acrylic resin, polyurethane, epoxy resin, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, phenol resin, urea resin, urea resin, etc. Any known thermosetting resin can be used. The plastic foam 5 may be mixed with various additives such as antimony trioxide, zircon oxide, barium metaborate, zinc borate, and phosphate for the purpose of imparting flame retardancy.
[0019]
The plastic foam 5 and the outer plate 4a and the inner plate 4b may be directly bonded to each other, but are preferably bonded via an adhesive layer in order to improve adhesion. The material constituting the adhesive layer is not particularly limited as long as it can firmly adhere the plastic foam 5 to the outer plate 4a and the inner plate 4b, but phenol resin, epoxy resin, urea Thermosetting resins such as resins and urethane resins are preferable, and urethane resins are particularly preferable. In addition, the fiber layer may be contained in the said adhesive bond layer for the further improvement of adhesiveness. However, the fibers constituting the fiber mat need not have a reinforcing action. Moreover, you may reinforce the joining of the plastic foam 5 and the outer plate 4a and the inner plate 4b by using mechanical means such as screws and screws in addition to the adhesive layer.
[0020]
Next, the flange portion 1b will be described. In the frame 1 shown in FIG. 1, the outer peripheral edge portions of the outer plate 4a and the inner plate 4b are integrated into a flange portion 1b. The flange portion 1b is the same as the fiber reinforced resin material layer constituting the frame body 1a. It is formed of a fiber reinforced resin material layer composed of a matrix resin 6 and continuous reinforcing fibers 7.
[0021]
As is clear from the partially enlarged view of FIG. 1 (a), in the frame 1 of FIG. 1, the continuous reinforcing fiber 7 included in the flange portion 1b is a plain-woven reinforcing fiber sheet. The continuous fiber bundle is inclined with respect to a direction parallel to the edge of the flange portion 1b. That is, the flange portion 1b is reinforced by continuous fibers oriented in a direction different from the direction parallel to the edge of the flange portion 1b. As the material of the continuous reinforcing fiber 7, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, polyester fiber, silicon carbide fiber, boron fiber, natural fiber such as pulp, stainless steel fiber, etc. can be used, but the flange portion 1b is sufficient. In order to obtain a good racking strength, it is preferable to use a carbon fiber having high rigidity. Two or more types of reinforcing fiber bundles may be woven to form continuous reinforcing fibers 7.
[0022]
As the continuous reinforcing fiber 7, in addition to the plain weave reinforcing fiber sheet, the continuous fiber bundle is woven fabric type reinforcing fiber sheet woven by twill weaving, satin weaving, one-side weaving or the like, or the continuous fiber bundle is unidirectional Reinforcing fiber sheets arranged in a plane can be used, but the continuous fibers in the reinforcing fiber sheet need to have at least a part of the orientation direction different from the direction parallel to the edge of the flange portion 1b. . In addition, in the point which reinforces the intensity | strength with respect to all the directions of the flange part 1b, as a form of the continuous reinforcement fiber 7, the woven fabric type reinforcement fiber sheet obtained by weaving the continuous reinforcement fiber oriented in a different direction is preferable.
[0023]
The angle formed between the direction parallel to the edge of the flange portion 1b and the orientation direction of the continuous fiber bundle in the continuous reinforcing fiber 7 is in the range of 30 to 60 °, and more preferably in the range of 40 to 50 °. The angle is most preferably set to 45 ° from the viewpoint of improving the strength of the flange portion 1b. If the angle is less than 30 ° or greater than 60 °, the degree of improvement in the racking strength of the flange portion 1b becomes low.
[0024]
In the frame 1 of FIG. 1, the flange portion 1 b includes only continuous reinforcing fibers 7 in which the fibers are oriented in a direction different from the direction parallel to the edge of the flange portion 1 b as a reinforcing fiber. The fiber reinforced resin material layer constituting the flange portion may further include continuous reinforcing fibers or discontinuous reinforcing fibers oriented in a direction parallel to the edge of the flange portion. However, in that case, in all the reinforcing fibers included in the flange portion, the direction is different from the direction parallel to the edge of the flange portion, in particular, the direction inclined to the direction parallel to the edge of the flange portion. The proportion of continuous fibers oriented in the direction is preferably at least 10%. When the ratio is less than 10%, it is difficult to improve the racking strength of the flange portion.
When the ratio of the continuous reinforcing fibers oriented in the direction parallel to the edge of the flange portion, the direction perpendicular to the edge, the direction inclined + 45 ° and the direction inclined −45 ° is 1: 1: 1: 1, This is particularly preferable because the surface pressure strength of the flange portion is maximized.
[0025]
The continuous reinforcing fiber 7 is only required to be present at least in the flange portion 1b. However, the continuous reinforcing fiber 7 in the flange portion 1b is also used for the frame main body 1a in terms of improvement in strength of the entire frame and ease of manufacturing work. It is preferable to reinforce with the same reinforcing fiber.
[0026]
A plurality of attachment holes 8 for attaching the frame main body 1a to the opening surface of the container main body (not shown in FIG. 1) are formed in the flange portion 1b of the frame 1 over the entire circumference. The mounting hole 8 is manufactured by forming a portion where the matrix resin 6 and the continuous reinforcing fiber 7 do not exist in the flange portion 1b in advance by, for example, disposing the core at a predetermined position in the mold when the frame 1 is manufactured. However, in order to ensure the racking strength around the mounting hole 8, the mounting hole 8 is preferably formed in the flange portion 1b by post-processing such as drilling or punching.
[0027]
FIG. 2 shows a perspective view of a refrigerated container 10 in which the frame 1 is attached to the opening surface of the container body 9. The frame 1 of the present invention is attached and fixed to the container body 9 by a fastening jig such as a bolt through a plurality of attachment holes 8 formed in the flange portion 1b. The container main body 9 is formed with a carry-in port (not shown), and the carry-in port can be opened and closed by a door or the like.
[0028]
By the way, when the refrigerated container 10 is moved or loaded, a pressing force, an impact force, etc. are applied from the container body 9 to the frame 1 via the bolts and the like. The mounting hole 8 is the largest. Therefore, by fitting and reinforcing the metal bush 11 in the mounting hole 8 where such stress is concentrated, the mounting hole 8 can be prevented from being damaged and the safer refrigeration container 10 can be obtained.
[0029]
The frame 1 of FIG. 1 can be manufactured as follows, for example.
[0030]
First, a sheet-like plastic foam 5 having a predetermined thickness and shape is manufactured. The manufacturing method of the plastic foam 5 is not particularly limited, and a known continuous or batch foaming method such as an extrusion foaming method, an injection foaming method, a mold foaming method, a spray foaming method, or a two-component mixing method is appropriately used. Can be adopted. Also, the blowing agent is not particularly limited. In addition to a gas such as nitrogen or a vaporizable solvent, an inorganic blowing agent such as sodium bicarbonate and ammonium carbonate, a benzenesulfohydrazine, an azonitrile Known foaming agents such as organic, azocarboxylic, diazoacetamide, nitroso compound, and the like can be used.
[0031]
Next, the continuous reinforcing fiber 7 is disposed in a portion corresponding to the flange portion 1b of the mold cavity. On the other hand, the frame main body 1a does not necessarily include reinforcing fibers, but it is preferable to dispose reinforcing fibers also in the cavity portion corresponding to the frame main body 1a in order to improve the strength of the entire frame, and in particular, the flange portion 1b. It is more preferable to arrange the same reinforcing fiber as the continuous reinforcing fiber 7 used in the above.
[0032]
The continuous reinforcing fiber 7 is disposed in the cavity so that the orientation direction of the fiber is inclined with respect to the direction along the edge of the flange portion 1b. In addition to the continuous reinforcing fiber 7, other reinforcing fibers may be further stacked in a portion where high strength is required, but the continuous reinforcing fiber 7 occupies the entire reinforcing fiber existing in the flange portion 1 b. It is preferable to keep the ratio of 10% or more.
[0033]
Next, the plastic foam 5 is placed on the reinforcing fiber disposed in the cavity, and the reinforcing fiber is further disposed thereon as necessary. Thereafter, the mold is clamped, a liquid curable resin is injected into the cavity, and the reinforcing fibers in the cavity are impregnated. Next, the resin is cured by heating or the like, whereby the reinforcing fiber in the cavity and the curable resin are integrated to obtain the frame 1. That is, the reinforcing fiber is impregnated and cured with the curable resin to form the outer plate 4a and the inner plate 4b in the cavity, thereby covering the plastic foam 5, and the outer plate at each outer peripheral edge portion. The flange portion 1b having a shape in which the 4a and the inner plate 4b are integrated is manufactured. And after confirming sufficient hardening of the said resin, the flame | frame 1 is taken out from a metal mold | die by mold opening.
[0034]
A mounting hole 8 is formed by drilling, punching or the like in the flange portion 1b of the frame 1 thus manufactured. Moreover, the metal bush 11 is fitted as needed.
[0035]
【Example】
Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail with reference to examples.
<Example>
Pyrofil TR50S-12L (registered trademark of Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) was used as the reinforcing fiber to produce a plain weave carbon fiber cloth having a basis weight of 650 g / m 2 . In addition, a foamed polyurethane resin plastic foam having a density of 200 kg / m 3 was previously produced as a heat insulating material by mold foam molding.
Next, eight carbon fiber cloths are set in the cavity of the mold for manufacturing the frame so that the fibers are oriented in a direction perpendicular to the direction parallel to the edge of the cavity, and further in the direction parallel to the edge of the cavity. The two carbon fiber cloths were set so that the fiber orientation direction was inclined by ± 45 ° with respect to the surface.
And after setting the said plastic foam on it, the metal mold | die was closed, liquid uncured normal temperature curing type epoxy resin was inject | poured, and also it was left to stand at room temperature for 8 hours, and resin was hardened.
After confirming resin curing, the mold was removed to obtain a frame. A mounting hole was drilled at a predetermined position in the flange portion of the frame. A metal bush was press-fitted into the mounting hole where the stress was concentrated.
[0036]
【The invention's effect】
The resin frame of the present invention is lighter than a metal frame and has sufficient corrosion resistance against seawater and the like. The flange portion is made of a fiber reinforced resin material layer and includes continuous fibers oriented in a direction different from the direction parallel to the edge thereof, that is, the orientation direction of the continuous fibers contained in the fiber reinforced resin material layer and the flange Since the angle formed by the direction parallel to the edge of the portion is 30 ° to 60 °, the rigidity of the flange portion is high and the racking strength is sufficient. Therefore, a high-strength refrigeration container can be manufactured. Further, since a metal reinforcing member is not used for the flange portion, the weight of the entire frame does not increase, and manufacturing is easy. In addition, when it has the core material which consists of plastic foam etc., a moderate heat insulation characteristic can be acquired.
[0037]
Further, an angle formed by the orientation direction of the continuous fibers in all the reinforcing fibers in the fiber reinforced material layer, that is, the direction parallel to the edge of the flange portion, included in the fiber reinforced resin material layer is 30 ° to 60 °. When the ratio of the continuous fibers is 10% or more, the rigidity of the flange portion can be effectively increased.
[0038]
And when using a carbon fiber as said continuous fiber, it becomes possible to further raise the rigidity of a flange part, maintaining the lightweight property of a flame | frame.
[0039]
When the mounting hole is formed in the flange portion of the resin frame of the present invention by post-processing, the strength of the flange portion reinforced by the reinforcing fiber can be fully utilized. Further, when a metal bush is fitted in the mounting hole, the mounting hole is not likely to be damaged by excessive stress.
[0040]
The refrigerated container to which the resin frame of the present invention is attached may be damaged even if a large stress is applied to the joint between the frame flange and the container main body when mounted on a transportation means such as a ship. There is no need to be safe.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view and a side view of an embodiment of a resin frame of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the refrigerated container of the present invention in which the resin frame of the present invention is attached to the opening surface of the container body.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Frame 2 Depression 3 Inspection window 4a Outer plate 4b Inner plate 5 Plastic foam 6 Matrix resin 7 Continuous reinforcement fiber 8 Mounting hole 9 Container body 10 Refrigerated container 11 Metal bush

Claims (2)

コンテナ本体に取り付けるための取付孔を有する繊維強化樹脂材料層からなるフランジ部を備えた樹脂製フレームであって、前記繊維強化樹脂材料層に含まれる連続繊維の配向方向と前記フランジ部の縁に平行な方向のなす角が30゜〜60゜であり、前記取付孔は、後加工により形成され、かつ、メタルブッシュが嵌合されている樹脂製フレーム。A resin frame having a flange portion made of a fiber reinforced resin material layer having an attachment hole for attachment to a container body, wherein the continuous fiber orientation direction included in the fiber reinforced resin material layer and an edge of the flange portion Ri is 30 ° to 60゜Dea angle in the direction parallel, the mounting hole is formed by post-processing, and a resin frame that have been fitted into metal bush. 請求項1記載の樹脂製フレームが取付けられたことを特徴とする冷凍コンテナ。  A refrigerated container having the resin frame according to claim 1 attached thereto.
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