JPH11223566A - 導電性繊維束の端子構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製作過程での強度を高く保つことができ、製
作時間や手間の軽減が図れて、コストダウンが可能な導
電性繊維束の端子構造を提供する。 【解決手段】 導電性を有する連続繊維の集束体である
導電性繊維束１１の端部を２枚のプラスチックプレート
１２で挟み込んで固着することにより、導電性繊維束を
含むプラスチック形成体を作成し、このプラスチック形
成体に導電性繊維束１１に交わる孔１４を外部より穿設
して、該孔１４内に、一部が導電性繊維束の孔内露出部
に接触導通し、他の一部がプラスチック形成体の外部に
露出するリベット１５を差込み固定し、リベット１５に
被覆電線４の芯線５を接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭素繊維等の導電
性繊維束の端子構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】炭素繊維は、補強材として種々の分野で
用いられている。最近では、炭素繊維で強化したプラス
チック（ＣＦＲＰ）を、鉄筋の代替品としてコンクリー
ト中に埋設することも行われている。また、補強材とし
て利用された炭素繊維束を、荷重や伸びを測定するセン
サとして使用することも行われている。勿論、センサ専
用品としても使用されている（特開平７−７２０２３号
公報）。

【０００３】このようにセンサとして炭素繊維束を用い
る場合、炭素繊維束と電線、あるいは炭素繊維束同士の
電気的な接続が問題となり、その例として特開平７−２
０１３７４号公報に記載の構造が提供されている。

【０００４】この構造は、図４に示すように、エポキシ
樹脂等のプラスチック材２の内部に炭素繊維束３を配し
てなる炭素繊維強化プラスチック１の端面に、炭素繊維
束３を露出させ、その端面に銅板６を導電性接着剤７で
貼り付け、導電性接着剤７の養生を待ってから、銅板６
に被覆電線４の芯線５を半田８で接合し、接合部全体を
防水絶縁被覆９で覆ったものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
造は、接着面の強度が弱く、製作過程での強度があまり
期待できないので、養生時間を十分にとってからでない
と、電線を半田付けすることができず、製作時間や手間
がかかり、結果的にコストアップになるという問題があ
った。

【０００６】本発明は、上記事情を考慮し、製作過程で
の強度を高く保つことができ、製作時間や手間の軽減が
図れて、コストダウンが可能な導電性繊維束の端子構造
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、導電
性を有する連続繊維の集束体である導電性繊維束の端部
に設けられる端子構造において、前記導電性繊維束の端
部を２枚のプラスチックプレートで挟み込んで固着する
ことにより、導電性繊維束を含むプラスチック形成体を
作成し、このプラスチック形成体に前記導電性繊維束に
交わる孔を外部より穿設して、該孔内に、一部が前記導
電性繊維束の孔内露出部に接触導通し、他の一部が前記
プラスチック形成体の外部に露出する金属部材を差込み
固定してなることを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、導電性を有する連続繊
維の集束体である導電性繊維束の端部に設けられる端子
構造において、前記導電性繊維束の端部を樹脂モールド
することにより、導電性繊維束を含むプラスチック形成
体を作成し、このプラスチック形成体に前記導電性繊維
束に交わる孔を外部より穿設して、該孔内に、一部が前
記導電性繊維束の孔内露出部に接触導通し、他の一部が
前記プラスチック形成体の外部に露出する金属部材を差
込み固定してなることを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２にお
いて、前記金属部材が、リベット、鋲、ネジのうちの一
つであることを特徴とする。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
かにおいて、前記金属部材の他の一部に被覆電線の芯線
を接合したことを特徴とする。

【００１１】請求項５の発明は、請求項４において、前
記プラスチック形成体及び金属部材に対する被覆電線の
芯線接合部を防水絶縁材により被覆したことを特徴とす
る。

【００１２】請求項６の発明は、導電性を有する連続繊
維の集束体である導電性繊維束の端部に設けられる端子
構造において、両端に圧着部を有する圧着端子の一端に
前記導電性繊維束の端部を差込んで圧着接続し、他端に
接続相手の導電性線状体の端部を差込んで圧着接続し、
前記両端の圧着接続部を含めて圧着端子を防水絶縁材に
より被覆したことを特徴とする。

【００１３】請求項７の発明は、導電性を有する連続繊
維の集束体である導電性繊維束の端部に設けられる端子
構造において、前記導電性繊維束の端部と接続相手の導
電性線状体の端部を重ねた状態で圧着端子で圧着接続
し、該圧着端子を防水絶縁材で被覆したことを特徴とす
る。

【００１４】請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれ
かにおいて、前記導電性繊維束が炭素繊維束であること
を特徴とする。

【００１５】請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれ
かにおいて、前記導電性繊維束が、補強材として、補強
すべき構造体の内部に埋設して使用されるものであるこ
とを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は第１実施形態の端子構造を示
す。なお、本図では便宜上、防水絶縁被覆を図示省略し
てあるが、実際には最後の工程で防水絶縁被覆が施され
るものとする。

【００１７】図中符号１１で示すものは、例えば補強材
である鉄筋の代替品としてコンクリート（補強すべき構
造体に相当）中に埋設される炭素繊維束（導電性繊維
束）である。この端子構造を得るには、まず、炭素繊維
束１１の端部付近の数ｃｍ〜１０ｃｍ程度の部分に、エ
ポキシ樹脂やビニルエステル樹脂等の透明あるいは半透
明樹脂（図示略）を塗布し、その部分をガラス繊維強化
プラスチックよりなる２枚のプレート１２、１２で挟み
込み、加圧、乾燥させることで、炭素繊維束１１を含む
強化プラスチック形成体を作る。

【００１８】次いで、ドリルでプラスチック形成体に、
導電性繊維束１１に交わる孔１４を外部より板厚方向に
貫通させて穿設し、この孔１４内に、一部が導電性繊維
束１１の孔内露出部に接触導通し、他の一部がプラスチ
ックプレート１２の外部に露出する金属部材、この例で
はリベット１５（鋲やネジ等でも可）を差込み固定す
る。この場合、リベット１５を差込む前に、穿孔した孔
１４内の汚れや油膜を、アセトン等の有機溶剤を含ませ
た布や綿等で取り除いてきれいにしておき、導電性接着
剤を刷毛等により塗布したリベット１５を、孔１４に入
れて堅牢に固定する。

【００１９】次いで、リベット１５のプラスチックプレ
ート１２外に露出している部分（この部分は電線を接続
しやすいように予め成形してある）１５ａに、被覆電線
４の芯線５を半田１６で接合し、接合後、金属の露出部
分を覆うようにエポキシ樹脂等（防水絶縁被覆）を塗布
し、防水、絶縁する。なお、エポキシ樹脂等の塗布の代
わりに、自己融着テープを巻いたり、絶縁テープを巻い
たりしてもよい。また、シリコン樹脂を塗布した上で熱
収縮テープを被せ、その上で加熱して密着させてもよ
い。また、金属部材がリベット１５でなく、ネジの場合
は、芯線５を接合する部分１５ａの代わりに、ワッシャ
を挟んで、ワッシャに芯線５を接続してもよい。また、
リベット１５に対する電線４（芯線５）の半田付けは、
リベット１５を孔１４に固定する前に行ってもよい。

【００２０】このようにリベット１５（鋲やネジの場合
も同様）を用いたことにより、製作過程での強度を十分
に高めることができる。従って、従来は製作に細心の注
意を払い、製作に時間をかける必要があったが、本構造
によれば、簡単な加工であるため、大した技術の熟練も
要せずに、短時間で製作することができる。

【００２１】なお、孔の向きは、プラスチックプレート
１２の板厚方向に限らず、内部の炭素繊維束１１に交わ
る方向に明けさえすればよい。

【００２２】図２は第２実施形態の端子構造を示す。こ
の構造では、孔２１を、２枚のプラスチックプレート１
２を貼り合わせてなるプラスチック形成体の端面から穿
設しており、孔２１の先端（貫通孔ではない）を炭素繊
維束１１の先端に交わらせている。そして、その端面の
孔２１に、導電性接着剤を塗布したネジ２２を差込み固
定し、ネジ２２の首部に挟み込んだワッシャ２３に、被
覆電線４の芯線５を接合している。この構造も第１実施
形態と同様の作用効果を奏する。

【００２３】なお、第１、第２実施形態では、２枚のプ
ラスチックプレート１２で炭素繊維束１１を挟み込んで
プラスチック形成体を作成する場合を示したが、炭素繊
維束１１の端部を型枠内にセットし、エポキシ等の透明
または半透明樹脂を型枠内に注入して固化を待つ（樹脂
モールド）ことにより、炭素繊維束を含む強化プラスチ
ック形成体を作成してもよい。

【００２４】図３は本発明の第３実施形態の端子構造を
示す。この端子構造を得るには、まず、両端に圧着部
（当初は開放している）を有する圧着端子３１を用意す
る。次いで、炭素繊維束１１の端部付近の数ｃｍ〜１０
ｃｍ程度の部分に付着している汚れや油等をアセトンな
どの有機溶剤を染み込ませた布、綿等を用いて除去し、
炭素繊維束１１の端部を切り揃えて、炭素繊維束１１の
端部に導電性接着剤３０を塗布する。炭素繊維束１１の
端面にも塗布する。このとき、炭素繊維束１１は極細繊
維（フィラメント）を束ねたものであるから、ばらけな
いように炭素繊維束１１の端部に銅等の細線を巻き付け
た上で導電性接着剤３０を塗布するのがよい。

【００２５】次いで、速やかに導電性接着剤３０が塗布
された炭素繊維束１１の端部を圧着端子３１の一方に開
放端に挿入して圧着工具で圧着固定する。導電性接着剤
３０の固化を持ち、被覆電線４の芯線５を圧着端子３１
の反対側の開放端に挿入し、同様に圧着固定する。そし
て、最後に両端の圧着接続部を含めて圧着端子３１をエ
ポキシ樹脂等の防水絶縁被覆３３により被覆し、完成品
を得る。

【００２６】この構造によれば、圧着端子で接続するの
で、製作過程において直ぐにある程度の強度確保が可能
である。従って、従来のように細心の注意を払いながら
の作業は不要であり、大した技術の熟練も要せずに、簡
単に短時間で製作することができる。

【００２７】なお、上記第３実施形態では、両端に圧着
部を有する圧着端子３１を用い、各圧着部に炭素繊維束
１１の端部と電線４の端部を圧着して接続する場合を示
したが、炭素繊維束１１の繊維本数が少なく、圧着端子
の圧着部の内径に比べて炭素繊維束の径がかなり小さい
場合には、炭素繊維束１１と電線４の芯線５を重ね合わ
せて１箇所で圧着してもよい。そうした場合、本数の少
ない炭素繊維束１１のみを圧着端子の一端に圧着する場
合よりも固定度が上がり、電気抵抗値を下げることがで
きる。なお、その場合も、圧着端子の外表面を防水絶縁
被覆で覆うことにより、端子構造を完成することができ
る。

【００２８】また、上記実施形態では、導電性繊維束と
して炭素繊維束の場合を例にとったが、導電性繊維によ
る接触導通が確保できる場合には炭素繊維等の導電性繊
維とガラス繊維等の非導電性繊維を混合した繊維束であ
ってもよく、その場合、必要であれば混合繊維束の端部
で導電性繊維のみをより分ける加工を行なえばよい。ま
た、第３実施形態の場合は、接続相手を電線としたが、
別の炭素繊維束であってもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜５の発
明によれば、導電性繊維束を含んだプラスチック形成体
に導電性繊維束に交わる孔を穿設し、その孔にリベッ
ト、鋲、ネジ等の金属部材を差込み固定して導電性繊維
束に導通させたので、従来のように接着剤の養生を待た
なければ十分な強度を発揮できないものと違い、製作過
程で即座に十分な強度を発揮することができる。従っ
て、従来は製作に細心の注意を払い、製作に時間がかか
っていたが、簡単な加工で、大した熟練も要せずに、短
時間で製作することができ、製作コストの低減が図れ
る。また、請求項４の発明のように金属部材に電線を接
続すれば、炭素繊維束と電線の接続を簡単に行うことが
できるし、請求項５のようにその上で防水絶縁被覆を被
せれば、コンクリート中にそのまま埋設することもでき
る。

【００３０】請求項６、７によれば、圧着端子で導電性
繊維束と相手部材を接続するので、加工後直ぐにある程
度の強度確保が可能であり、簡単かつ確実に短時間で製
作することができ、コスト低減が図れる。また、圧着端
子を使用する場合は、どんな種類の導電性繊維束同士で
も容易に接続することができる。

【００３１】また、請求項８の発明のように、比較的一
般的な炭素繊維束を用いることで、汎用性を高めること
ができるし、請求項９の発明のように、導電性繊維束を
補強材として用いることで、補強材機能とセンサ機能の
両機能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態の構成図であって、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図２】 本発明の第２実施形態の構成図であって、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図３】 本発明の第３実施形態の構成を示す側断面図
である。

【図４】 従来例の側断面図である。

【符号の説明】

４ 被覆電線 ５ 芯線 １１ 炭素繊維束（導電性繊維束） １２ プラスチックプレート １４，２１ 孔 １５ リベット ２２ ネジ ３１ 圧着端子 ３３ 防水絶縁被覆

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関島 謙蔵 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 大塚 靖 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 二川 稔 神奈川県相模原市宮下１丁目２番27号 旭 硝子マテックス株式会社内 (72)発明者 金野 智広 神奈川県相模原市宮下１丁目２番27号 旭 硝子マテックス株式会社内 (72)発明者 本間 智幸 神奈川県相模原市宮下１丁目２番27号 旭 硝子マテックス株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性を有する連続繊維の集束体である
   導電性繊維束の端部に設けられる端子構造において、 前記導電性繊維束の端部を２枚のプラスチックプレート
   で挟み込んで固着することにより、導電性繊維束を含む
   プラスチック形成体を作成し、このプラスチック形成体
   に前記導電性繊維束に交わる孔を外部より穿設して、該
   孔内に、一部が前記導電性繊維束の孔内露出部に接触導
   通し、他の一部が前記プラスチック形成体の外部に露出
   する金属部材を差込み固定してなることを特徴とする導
   電性繊維束の端子構造。
2. 【請求項２】 導電性を有する連続繊維の集束体である
   導電性繊維束の端部に設けられる端子構造において、 前記導電性繊維束の端部を樹脂モールドすることによ
   り、導電性繊維束を含むプラスチック形成体を作成し、
   このプラスチック形成体に前記導電性繊維束に交わる孔
   を外部より穿設して、該孔内に、一部が前記導電性繊維
   束の孔内露出部に接触導通し、他の一部が前記プラスチ
   ック形成体の外部に露出する金属部材を差込み固定して
   なることを特徴とする導電性繊維束の端子構造。
3. 【請求項３】 前記金属部材が、リベット、鋲、ネジの
   うちの一つであることを特徴とする請求項１または２記
   載の導電性繊維束の端子構造。
4. 【請求項４】 前記金属部材の他の一部に被覆電線の芯
   線を接合したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか
   に記載の導電性繊維束の端子構造。
5. 【請求項５】 前記プラスチック形成体及び金属部材に
   対する被覆電線の芯線接合部を防水絶縁材により被覆し
   たことを特徴とする請求項４記載の導電性繊維束の端子
   構造。
6. 【請求項６】 導電性を有する連続繊維の集束体である
   導電性繊維束の端部に設けられる端子構造において、 両端に圧着部を有する圧着端子の一端に前記導電性繊維
   束の端部を差込んで圧着接続し、他端に接続相手の導電
   性線状体の端部を差込んで圧着接続し、前記両端の圧着
   接続部を含めて圧着端子を防水絶縁材により被覆したこ
   とを特徴とする導電性繊維束の端子構造。
7. 【請求項７】 導電性を有する連続繊維の集束体である
   導電性繊維束の端部に設けられる端子構造において、 前記導電性繊維束の端部と接続相手の導電性線状体の端
   部を重ねた状態で圧着端子で圧着接続し、該圧着端子を
   防水絶縁材で被覆したことを特徴とする導電性繊維束の
   端子構造。
8. 【請求項８】 前記導電性繊維束が炭素繊維束であるこ
   とを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の導電性
   繊維束の端子構造。
9. 【請求項９】 前記導電性繊維束が、補強材として、補
   強すべき構造体の内部に埋設して使用されるものである
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の導電
   性繊維束の端子構造。