JPS6054730B2 - 合成樹脂碍子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、強化プラスチック製の棒またはパイプ（以下
強化プラスチック棒という）に把持金具を接合した合成
樹脂碍子に関するものである。

軸方向に配列された繊維束または編み組みされた繊維束
に合成樹脂を含浸、結合させた強化プラスチック棒は非
常に大きな引張応力に耐えることができ、極めて大きな
強度対重量比を有している。このような強化プラスチッ
ク棒を耐張碍子として使用する場合において、亀裂、劣
化等を生起することなく、使用時の大きな引張力下でも
その機能を充分満足するよう強化プラスチック棒と把持
金具を接合することに１よ大きな困難があり、過去に種
々の接合構造の研究が試みられてきた。この中にあつて
特に代表的なものとしては第１図および第２図に示すよ
うに、把持金具１またはその一部を構成するスリーブ２
の内腔部３に強化プラスチック棒４の把持部５を挿入し
、このスリーブ２の外周を二つ割多角ダイスで径方向に
圧縮し、圧縮後スリーブ２の断面か第３図に示すように
六角形など多角形状になるように永久変形させてスリー
ブと強化プラスチック棒との間に摩擦力を生起させ、強
化プラスチック棒４に把持金具１を接合したものが知ら
れている（イギリス特許明細書第８１６９２６号、米国
特許明細書第３１５２３９角）。

この接合構造は、強化プラスチック棒の端部にテーパ部
を設け、このテーパ部に嵌着するテーパ金具、挿入孔を
有する接続体、この挿入孔の内壁に設けられたネジ部に
螺合する締め金具により、押し込みテーパ金具を前記テ
ーパ金具に摺動接触させてなる強化プラスチック棒の接
続装置（実公昭４９一２６４７腸公報）等の従来構造に
比較して強化プラスチック棒の把持部形状あるいは把持
金具の構造・が簡潔で、かつ把持金具重量も少なく、さ
らに接合に用いる装置も簡便なもので有用なものである
。しカルこの構造においては、スリーブを六角形などの
多角形状に圧縮変形させることによつて強化プラスチッ
ク棒を把持するため、把持された・強化プラスチック棒
に生ずる圧縮変形量は第４図に示すようにスリーブの多
角形の面に相対する部分ａと角に相対する部分をでは圧
縮量が異なり、面に相対する部分ａでは圧縮量が大きく
、角に相対する部分ｂでは少なく、その差が極めて大き
い。そしてこの圧縮量の差が強化プラスチック棒のスリ
ーブの角に相対する部分ｂに周方向の引張力を発生させ
、強化プラスチック棒内に剪断力を発生させる。

そして強化プラスチック棒の横断面におけるその大きさ
の分布は第５図のように花弁状になる。（第５図におい
て、ｃは引張力発生部分、ｅは剪断力の大きい部分、ｆ
は剪断力の小さい部分である。）一方強化プラスチック
棒は軸方向には非常に大きな引張応力に耐えることがで
きるか、繊維間の引張力および剪断力には弱いため、前
記引張力および剪断力により第６図に示すように強化プ
ラスチック棒の把持部５のスリーブ２の角に相対する部
分の表面に微細な亀裂ｇか引張力によつて発生し、また
中心軸に向う深さ方向に繊維と合成樹脂が剥離する白化
現象ｈが剪断力の大きいところで発生する。さらに強化
プラスチック棒４の把持部５に生起される摩擦力はスリ
ーブの面に相対する部分が大きく、角部に相対する部分
では小さく、強化プラスチック棒の同一円周上で不均一
となる。

すなわち把持部の強化プラスチック棒の全表面積か摩擦
力に有効に寄与しないため、引張荷重下では強化プラス
チック棒表面の摩擦力の大きくなる部分に応力の集中が
発生し、前記欠陥と相まつて、欠陥および応力集中のな
い理想的なケースに較べて低値で強化プラスチック棒が
破壊する。本発明は上記諸欠点を除去し、把持部の信頼
性．を向上すると共に、従来の把持構造よりも高い把持
強度の合成樹脂碍子をうるためになされたもので、強化
プラスチック棒を把持金具に挿入固着した把持部を有す
る合成樹脂碍子において、前記把持金具またはその一部
を構成するスリーブの内表；面がその中に挿入されてい
る強化プラスチック棒の外表面を求心方向にかつ該強化
プラスチック棒の任意の同一円周上では均等に圧縮して
プラスチック棒と把持金具スリーブを強固に結合した合
成樹脂碍子である。

本発明の構成によれば、強化プラスチック棒の横断面の
外周に沿う円周上では、圧縮量に差がなくなり、従つて
亀裂、白化等の原因となるせん断力の発生はなくなる。

）またスリーブと強化プラスチック棒との摩擦力は任意
の周上で均等となり、引張荷重下ての応力の集中はなく
なり、従つて従来のものでは得られなかつた高い把持強
度が得られる。

以下、図示の実施例に従い、本発明のさらに詳しい構成
を説明する。

なお、これらの図中における符号のうち、第１図ないし
第６図と同一符号は同一または該当する部分を示す。本
発明の合成樹脂碍子は第７図に示すとおり、長手方向に
配列されたガラス等の繊維束または編み組みされた繊維
束にエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の合成樹脂を含
浸結合した強化プラスチック棒４の把持部５を把持金具
１またはその一部を構成するスリーブ２の内腔部３に挿
入し、そのスリーブ内腔部３の全周をそのスリーブの外
表面からたとえば高液圧などで均等に圧縮変形させるこ
とにより、強化プラスチック棒４の把持部５をスリーブ
２で均一に求心方向へ圧縮して、把持金具１と強化プラ
スチック棒４とを強固に接合して構成される把持部を特
徴とする。

そして把持金具１と強化プラスチック棒４との接合は、
上述のようにスリーブ２の内周を均等に縮小変形させる
ことにより、強化プラスチック棒４の把持部５を、円周
上どの点においても第８図の点線で示すように均等に圧
縮して両者を接合するのが一般的であるが、他にも、た
とえば第９図に示すように、スリーブ２の外面をその外
径とほぼ同一円径の曲率を有する分割ダイス６で円周上
のどの点においても実質的に均等圧縮して強化プラスチ
ック棒４を接合してもよく、この場合スリーブ２の外表
面は圧縮変形後第１０図に点線で示すように、円周上の
大部分がほぼ円形状になり、スリーブ２の内周３を実質
的に均等縮小変形してもよい。

この場合、スリーブの内周を実質的に均等縮小変形させ
るには、分割ダイスのスリーブに対向する全押し圧面の
周方向の長さはスリーブ外周の５０％以上が必要である
。

また分割ダイスの分割数は三つ割以上が必要である。さ
らに、強化プラスチック棒をスリーブに挿入し、公知の
たとえばエポキシ樹脂などの接着剤を強化プラスチック
棒とスリーブの間隙に充填した後、スリーブ内周を均等
縮小変形させて両者を接合してもよい。このような構成
は、把持部の長さが短かい場合の補強および把持部への
水分等の浸入を防止する場合に適用すればよい。また、
このようにスリーブ内周を均等に縮小変形させる方法の
好適例としては、たとえば第１１図に示すように、スリ
ーブ２の外表面を高液圧で求心方向に圧縮する方法ある
いは第１２図に示すように、軸方向に沿つて外径に勾配
を施したスリーブ２を、これと同じ勾配の内径を有する
ダイス７（いわゆるテーパーダイス）の中へ設置し、ス
リーブ２またはダイス７の少なくとも一方を長手方向（
矢示方向）に押圧することにより、スリーブ２の外周全
面に径方向圧縮力を生起させて圧縮する方法でもよい。
本発明はさらには図示しないか、スリーブを軸方向に両
端から押圧してスリーブ内腔を拡げ、これに強化プラス
チック棒の把持部を挿入し、その後スリーブの押圧を取
り除くことによりスリーブ内腔を実質上縮小変形させる
方法あるいはスリーブを高温とし、強化プラスチック棒
の把持部を低温とし、この把持部をスリーブ内腔部に挿
入し、その後に両者の温度差を消失させることによりス
リーブ内腔を実質上縮小変形させる方法などを用い得る
。

また、把持金具またはその一部を構成するスリーブの形
状には、例えば第１３図に示すように強化プラスチック
棒４の挿入端に向つて細くなるものあるいは第１４図に
示すようにスリーブの中央にふくらみを持つもの等が用
い得る。

以上、均等圧縮の好ましい実施例を説明したが、本発明
の範囲は前記の実施例により限定されるものでなく、特
許請求の範囲記載のすべてにおよぶものであることは勿
論である。

なお、このような強化プラスチック棒の把持部表面に生
起させる圧縮変形には、たとえば第１５図に圧縮変形量
と測定位置の関係を示すように強化プラスチック棒の軸
方向に沿つた均等分布イ、スリーブ開口部に向かつて減
少する分布口、または増加する分布ハ、スリーブ内に極
大値を持つ分布二あるいはこれ等の組み合せがある。い
ずれの場合においても、同一把持長さにおける把持強度
は、第１６図に具体例として強化プラスチック棒の径ｄ
＝１９？、スリーブの外径Ｄ＝３３７ｕの場合の引張強
度の比較を示すが、これからも明らかなとおり、多角形
状に圧縮変形させた従来のもの（点線で示す）に比べ、
全周均等縮小変形させた本発明のものの方向が第１６図
実線で示すように静的引張荷重における把持強度が約２
０％以上増大することが確認された。また、従来の強化
プラスチック棒の破壊点となつていた亀裂、白化などの
損傷も本発明の把持部構造を有する碍子によれば全くみ
られず、強化プラスチック棒のもつ機械的強度を充分発
揮させることが可能となつた。そのため長時間荷重下の
劣化寿命は第１７図に示すとおり大幅に伸びることも確
認された。このように本発明によれば、強化プラスチッ
ク棒に亀裂、白化などの損傷欠陥を何等与えることなく
把持し、かつ把持強度を増大させ強化プラスチック棒の
持つ非常に大きな引張応力に耐える特性をそのままに把
持金具を接合した碍子をうることができる。

また、このように強固な把持構造を有する碍子は、その
ままあるいは適宜外皮等を装着、複合させて、電車線、
送電線等の電気絶縁材として用いることができるなど幅
広い応用分野を有し本発明は産業上極めて有用なもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は従来の把持部接合構造の説明図で
、第１図は把持部接合構造の一部切欠正面図、第２図は
第１図の接合構造を■−■線に沿つて切断し矢印方向よ
り見た断面図、第３図は圧縮後の把持部断面図、第４図
は圧縮後の強化プラスチック棒の圧縮変形量を示す図、
第５図は圧縮後の把持部に生起する剪断力の分布を示す
横断面図、第６図は圧縮後の把持部のスリーブの一部切
・欠断面図、第７図および第８図は、本発明の接合構造
の説明図で、第７図は把持部の一部切欠正面図、第８図
は第７図の接合構造の■−■矢視図、第９図ないし第１
２図は本発明の実施例における圧縮構造の説明図で、第
９図は把持部を分割ダイ門スで圧縮する場合のダイスの
圧縮方向を示す説明図、第１０図は第９図の分割ダイス
て圧縮した場合のダイスの圧縮方向を示す説明図、第１
１図は高液圧により圧縮する方向を説明する一部切欠正
面図、第１２図は均等圧縮するためのテーパダインスと
把持部の位置関係を示す一部切欠正面図、第１３図およ
び第１４図は本発明の実施例を説明する一部切欠正面図
、第１５図は強化プラスチック棒の把持部表面圧縮変形
量の分布説明図、第１６図は把持部の従来構造と本発明
の構造のものの引張強度を比較した図で、実線が本発明
のものＡ１点線が従来構造のものＢであり、第１７図は
把持部の従来構造と本発明の構造のものの長時間荷重下
の劣化特性の説明図であつて、実線か本発明のものＡ１
一点鎖線か従来構造のものＢで点線は各々推定を表わす
。 １・・・把持金具、２・・・スリーブ、３・・・スリー
ブ内腔部、４・・・強化プラスチック棒、５・・・強化
プラスチック棒の把持部、６，７・・・ダイス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 強化プラスチック棒を把持金具に挿入固着した把持
   部を有する合成樹脂碍子において、前記把持金具または
   その一部を構成するスリーブの内腔部表面がその中に挿
   入されている強化プラスチック棒の外表面を求心方向に
   かつ該強化プラスチック棒の任意の同一円周上では均等
   に圧縮して、強化プラスチック棒と把持金具スリーブを
   強固に結合したことを特徴とする合成樹脂碍子。 ２ 把持金具スリーブの内面で強化プラスチック棒の外
   表面を圧縮する力が軸方向に沿つて実質的に均一である
   特許請求の範囲第１項記載の合成樹脂碍子。