JPH11280396A

JPH11280396A - 樹脂製ロックボルトの雄ネジ部、その形成方法、樹脂製ロックボルト及び長尺化ロックボルト

Info

Publication number: JPH11280396A
Application number: JP8147298A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Mitsuma; 正三間; Motohiro Katayama; 元廣片山; Takayuki Ito; 尊之伊藤; Haruo Gonda; 治男権田
Original assignee: Mitsubishi Engineering Plastics Corp; Fudow Co Ltd; Tokai Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd; Mitsubishi Engineering Plastics Corp; Fudow Co Ltd
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 1999-10-12

Abstract

(57)【要約】【目的】実用性に優れた継手螺合用雄ネジ部を有する樹
脂製ロックボルトを提供する。【構成】樹脂製ロックボルトの端部外周面に抜止め用の
係止手段を一体的又は固定的に設け、その外周に係止手
段を埋設した状態で樹脂製雄ネジ部材を射出成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製ロックボル
トの雄ネジ部、その形成方法、樹脂製ロックボルト及び
長尺化ロックボルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】ロックボルトは、トンネル等の掘削にお
いて定着材と共に地山補強のために用いられる補強材で
あって、旧来は棒鋼製や鋼管製等の金属製ロックボルト
が主流であったが、重いために搬送や取扱いが困難であ
る点、土中での発錆により強度劣化を招く点、短期使用
の仮設ロックボルトにおいては後の掘削時に切削機器に
損傷を与え易い点等から、最近は樹脂製ロックボルトが
注目されている。

【０００３】そしてロックボルトの長さは通常は３ｍ〜
４ｍ程度であるが、最近はトンネル掘削設備の改良もあ
って、工期短縮化等の狙いから、ロックボルトを従来よ
り深く打設する事が求められる場合も多い。このような
場合、余りに長いロックボルトは輸送車両による運搬や
現場での取扱いに不便なことから、従来寸法のロックボ
ルトに雄ネジ部を設けておき、現場使用時にロックボル
ト用継手で軸方向に螺合接続して、長尺化ロックボルト
として使用することが一般的である（パイプ型ロックボ
ルトでは雄ネジ部を薬液注入ホースの接続に利用する事
もある）。

【０００４】ところで、細長い形状の樹脂製ロックボル
トは引抜き成形（ＦＲＰ製の場合）や押出し成形で製造
されることが多いため、雄ネジ部の同時成形が困難であ
って、通常は、一旦成形された樹脂製ロックボルト本体
に雄ネジ部を追加形成することとなる。従ってその場
合、追加形成のコストと、雄ネジ部のロックボルト本体
に対する接合強度とが問題となる。

【０００５】雄ネジ部を設けた樹脂製ロックボルトの従
来技術として、図１に示すように、ロックボルト本体
１の端部外周面に接着剤２を塗布してから、インサート
成形によって必要な長さＬの樹脂製雄ネジ部材３を射出
成形したもの、上記において不必要に長い雄ネジ部
材を射出成形することで、接合面積の増大による接合強
度アップを図ったもの、図２に示すように、ロックボ
ルト本体１の端部をやや細径に削り加工して、この部分
に樹脂製雄ネジ部材４をワッシャ５によって固定したも
の、等がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来
技術では、必要な長さの雄ネジ部材４とロックボルト本
体１の接合強度が一般的に３０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ²
程度に止まり、ロックボルト長尺化の際に一般的に要求
される接合強度である８０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ²に及
ばない。又、接着剤２の塗布と言う余分な下地処理を要
するために、コスト高となる。

【０００７】上記及びの従来技術では、雄ネジ部材
の接合強度あるいは抜け強度の向上は可能であるが、
においては余分な下地処理と、雄ネジ部材のうちの過剰
な長さ部分の樹脂材料費によるコストアップを、にお
いても削り加工及び別部品であるワッシャ５の取付けに
よる工数増と部品費のコストアップを、それぞれ避ける
ことができない。

【０００８】そこで本発明は、ロックボルト本体から抜
け難く、しかも簡易な構成でコスト的に有利な樹脂製ロ
ックボルトの雄ネジ部とその有効な形成方法、、かかる
雄ネジ部を備えた樹脂製ロックボルト及びこれを利用し
た長尺化ロックボルトを提供することを、解決すべき課
題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】（第１発明の構成）上記
課題を解決するための本願第１発明（請求項１に記載の
発明）の構成は、樹脂製ロックボルトのパイプ状あるい
は棒状本体における一端部あるいは両端部に設けた雄ネ
ジ部であって、該雄ネジ部は、前記ロックボルト本体の
外周面に一体的又は固定的に設けた任意形状の凸部及び
／又は凹部からなる係止手段と、この係止手段を埋設し
てロックボルト本体の外周部に射出成形された樹脂製雄
ネジ部材とを備えている、樹脂製ロックボルトの雄ネジ
部である。

【００１０】（第２発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第２発明（請求項２に記載の発明）の構成は、
前記第１発明における係止手段が、前記ロックボルト本
体の周方向あるいは軸線に対する螺旋方向に設けられた
突条及び／又は凹溝である、樹脂製ロックボルトの雄ネ
ジ部である。

【００１１】（第３発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第３発明（請求項３に記載の発明）の構成は、
前記第１発明又は第２発明におけるロックボルト本体が
ガラス長繊維束に樹脂を含浸させて引抜き成形されたも
のであり、かつ、前記係止手段が前記ロックボルト本体
の外周面に巻付け固定されたロープ材からなる突条及び
／又は前記ロックボルト本体の外周面に形成された凹溝
である、樹脂製ロックボルトの雄ネジ部である。

【００１２】（第４発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第４発明（請求項４に記載の発明）の構成は、
樹脂製ロックボルトのパイプ状あるいは棒状本体におけ
る少なくとも端部の外周面に第１発明〜第３発明に係る
係止手段を形成した後、ロックボルト本体の前記端部を
射出成形型にインサートして、その外周部に樹脂製雄ネ
ジ部材を射出成形する、雄ネジ部の形成方法である。

【００１３】（第５発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第５発明（請求項５に記載の発明）の構成は、
樹脂製ロックボルトのパイプ状あるいは棒状本体におけ
る一端部あるいは両端部に、第１発明〜第３発明のいず
れかにかかる雄ネジ部を備えている、樹脂製ロックボル
トである。

【００１４】（第６発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第６発明（請求項６に記載の発明）の構成は、
前記第５発明にかかる樹脂製ロックボルトが継手を介し
て螺合接続されている、長尺化ロックボルトである。

【００１５】

【発明の作用・効果】（第１発明の作用・効果）第１発
明において、樹脂製雄ネジ部材は、ロックボルト本体に
一体的又は固定的に設けた係止手段を埋設して射出成形
されているので、樹脂製雄ネジ部材固有の接合力と係止
手段による抜止め効果とが相乗して、大きな抜け強度を
示す。このため、前記したロックボルト長尺化の際の、
雄ネジ部材とロックボルト本体との一般的要求接合強度
である８０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ²をクリアすることは
容易である。

【００１６】（第２発明の作用・効果）第２発明におい
ては、上記の係止手段がロックボルト本体の周方向ある
いは軸線に対する螺旋方向に設けられた突条及び／又は
凹溝であるため、係止手段による抜止め効果が一層有効
に発揮される。

【００１７】（第３発明の作用・効果）第３発明におい
ては、ロックボルト本体が樹脂製ロックボルトとして高
く評価される、いわゆるＦＲＰ製であるため、第１発明
又は第２発明の雄ネジ部を設ける事の技術的価値が特に
高い。

【００１８】又、係止手段としてロックボルト本体の外
周面に巻付け固定されたロープ材からなる突条を形成す
る場合には、ロックボルト本体の成形と同時に係止手段
を形成すると言う効率の良い製造方法が可能になるし、
係止手段としてロックボルト本体の外周面に形成された
凹溝を形成する場合には、ＦＲＰ製ロックボルトの強度
上の特質から、凹溝形成によるロックボルト本体の強度
低下が最小限度に抑えられる。

【００１９】（第４発明の作用・効果）第４発明によっ
て、第１発明〜第３発明に係る雄ネジ部を有する樹脂製
ロックボルトを、射出成形と言う比較的簡易な手段によ
って製造することができる。しかも、樹脂製雄ネジ部材
を射出成形するための前処理として要求されるのは、係
止手段の形成だけであるから、総合的に評価すれば、工
数、必要部品及びコストの面においても前記従来技術に
比較して有利である。

【００２０】（第５発明の作用・効果）第５発明によっ
て、第１発明〜第３発明に係る雄ネジ部を備えた、強度
面及びコスト面で有利な樹脂製ロックボルトが提供され
る。

【００２１】（第６発明の作用・効果）第６発明によっ
て、第５発明にかかる樹脂製ロックボルトが継手を介し
て螺合接続された、強度面及びコスト面で有利な長尺化
ロックボルトが提供される。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、第１発明〜第６発明の実施
の形態について説明する。以下において単に「本発明」
と言うときは、第１発明〜第６発明を一括して指してい
る。

【００２３】〔樹脂製ロックボルト〕本発明の樹脂製ロ
ックボルトの本体部分は、任意の熱可塑性樹脂又は熱硬
化性樹脂、更には各種の補強材や添加剤を用いてなるも
のであり、その成形方法も、例えば押出成形法や、ガラ
ス長繊維束に樹脂を含浸させて引抜き／圧縮成形する引
抜き成形法等、公知の各種の成形法によるものを含む。
ロックボルト本体は中空のパイプ体でも中実の棒体でも
良い。

【００２４】〔雄ネジ部〕雄ネジ部は、樹脂製ロックボ
ルトのパイプ状あるいは棒状本体における一端部あるい
は両端部に設けられるものであり、ロックボルト本体の
外周面に一体的又は固定的に設けた任意形状の凸部及び
／又は凹部からなる係止手段と、この係止手段を埋設し
てロックボルト本体の外周部に射出成形された樹脂製雄
ネジ部材とを備えている。

【００２５】〔係止手段〕係止手段は、樹脂製雄ネジ部
材に対して有効な抜止め効果を発揮する限りにおいて実
施形態を限定されない。係止手段の形成形態について、
「一体的」とは、ロックボルト本体そのものの一部が凸
部及び／又は凹部を形成していることを言い、「固定
的」とは、他部材から構成される凸部及び／又は凹部が
ロックボルト本体に強固に固定されていることを言う。
又、係止手段は本質的にはロックボルト本体の軸方向の
一端又は両端に形成されていれば足りるが、その形成工
程上の都合その他の理由により、ロックボルト本体の軸
方向の全長にわたって形成されていても構わない。

【００２６】係止手段の好ましい実施形態は、樹脂製ロ
ックボルト本体の周方向あるいは軸線に対する螺旋方向
に設けられた突条及び／又は凹溝であり、とりわけ、ロ
ックボルト本体がガラス長繊維束に樹脂を含浸させて引
抜き成形されたＦＲＰ製のものである場合には、その外
周面に巻付け固定されたロープ材からなる突条及び／又
はロックボルト本体の外周面に形成された凹溝である事
が好ましい。

【００２７】上記のロープ材として、例えばガラス長繊
維フィラメントやカーボン長繊維フィラメント等の長繊
維フィラメントからなる繊維集束体、ヨリ紐、あるいは
ロープが使用される。又、ロープ材はロックボルト本体
の外周部に巻付けられると共に、適宜な固定手段により
固定される。

【００２８】ロープ材の固定手段は、必要な固定強度を
伴う限りにおいて限定されないが、例えば、ロープ材に
溶融樹脂を含浸させてロックボルト本体に巻付け、溶融
樹脂の固化によって接着固定させる方法や、ロープ材を
成形後未固化又は半固化状態にあるロックボルト本体に
巻付けることにより、ロックボルト本体に食込み固定さ
せる方法が好ましい。そしてロックボルト本体が引抜き
成形によるＦＲＰ製である場合には、その圧縮固化前に
ロープ材を巻付けることにより、ロックボルト本体の圧
縮固化とロープ材の食込み固定を同時に行うこともでき
る。

【００２９】上記の溶融樹脂による接着固定方法とロー
プ材の食込み固定方法を同時に行えば、特に強い固定力
をもたらすことができる。

【００３０】上記の凹溝は、樹脂製ロックボルト本体の
外周面に所定のパターンで凹溝を切削加工することによ
っても形成できるし、成形後未固化又は半固化状態にあ
る樹脂製ロックボルト本体に細幅の押圧用ロール等の賦
形用部材を周方向あるいは螺旋方向に作用させることに
よっても形成できる。ロックボルト本体がＦＲＰ製であ
る場合、凹溝の切削加工加工によるロックボルト本体の
強度低下は少ない。

【００３１】〔雄ネジ部材とその形成方法〕雄ネジ部材
は、樹脂製ロックボルト本体の外周面に上記の係止手段
が形成された後、これを埋設する状態でロックボルト本
体の外周部に樹脂を射出成形して形成されるものであ
り、その外周部にはロックボルト用継手と螺合するネジ
山が形成されている。従って、雄ネジ部材は前記係止手
段の凹凸が少なくとも外部に露出したり、あるいはネジ
山の形状に影響を与えたりしない程度の厚みを以て係止
手段を埋設するものである。

【００３２】雄ネジ部材を構成する樹脂の種類は熱可塑
性樹脂でも熱硬化性樹脂でも良いが、ネジ山の磨耗やツ
ブレ防止のためになるべく強度の大きな樹脂を、かつ射
出成形の障害にならない範囲において短ガラス繊維等で
強化されたものを使用することが好ましい。又、雄ネジ
部材は係止手段の形成部分を除いては樹脂製ロックボル
ト本体と直接に接合し、その接合強度も雄ネジ部の抜け
強度に影響するので、ロックボルト本体との接合強度の
大きい樹脂、例えば同種樹脂を使用することも好まし
い。

【００３３】雄ネジ部材の射出成形は、係止手段が形成
されたロックボルト本体の端部を射出成形型にインサー
トして、その外周部に樹脂製雄ネジ部材を射出成形する
ことにより行われる。射出成形は、一般に用いられてい
る方法の他、射出圧縮、注入プレス等の公知の成形法に
よるものを含む。その射出成形の際、成形型における上
下型の合せ面に設けられるロックボルト本体インサート
用開口部の内面は、係止手段の凹凸に合致する凹凸面と
しておくことが望ましい。更に、樹脂製ロックボルト本
体が特にパイプ型である場合には、上下金型のいわゆる
噛切りによるパイプの破壊を避けるために、パイプに中
ピンを挿入して補強したり、噛切り部となる前記開口部
内面を比較的柔軟なエラストマー材料で形成したりして
おくことも望ましい。

【００３４】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００３５】（実施例１）図３は第１発明に係る樹脂製
ロックボルトの雄ネジ部を示し、円筒パイプ型ロックボ
ルト本体６（中実丸棒状であっても構わない）の外周
に、係止手段として、ガラス長繊維フィラメントからな
る繊維集束体を編織して形成し、液状熱硬化性樹脂を含
浸させたロープ材７が螺旋状に巻付け固定されている。

【００３６】パイプ状のロックボルト本体１は任意の成
形法による任意の材質のものであり、例えば、押出し成
形法による樹脂製あるいはガラス繊維強化樹脂製のもの
や、引抜き成形法によって成形されたＦＲＰ製のもので
あって良い。

【００３７】図３の要部拡大断面を示す図４から分かる
ように、ロープ材７はロックボルト本体６の外周部に溝
８を形成して、必要な固定力を得られる程度の深さに食
込み固定されている。そして、ロープ材７に含浸されて
いた液状熱硬化性樹脂が硬化することにより、ロープ材
７に充分な固さを付与すると共に、硬化樹脂の一部が金
属溶接におけるハンダ様の接合部９を形成して、ロープ
材７をロックボルト本体６に接着固定している。

【００３８】ロックボルト本体６の外周部には、このロ
ープ材７を埋設すると共に、それ以外の部分ではロック
ボルト本体６に接合して、樹脂製の雄ネジ部材１０（断
面状態で図示する）が形成されている。雄ネジ部材１０
はその外周部にネジ山１１を備えている。

【００３９】（実施例２）図５は実施例１にかかる雄ネ
ジ部付き樹脂製ロックボルト（ＦＲＰ製のもの）の製造
方法を示す。

【００４０】同図において、まず前記の適宜な手段でロ
ープ材７（図において、螺旋状の実線で示す）を巻付
け、含浸樹脂の固化を伴って固定させておいたロックボ
ルト本体６を、成形型１２の上下型の合せ面に設けたイ
ンサート用の開口部１３に挿入する。開口部１３の開口
面１４には、ロープ材７の巻付けによる凹凸に合致する
凹凸面が形成されている。成形型１２における他端側か
らはロックボルト本体６の中空部に向けて補強用のピン
１５が挿入されている。

【００４１】この状態で射出孔１６よりキャビティ１７
に溶融樹脂が射出され、雄ネジ部材１０がロープ材７を
埋設する状態で成形されると共に、キャビティ１７内面
のネジ形状（図示省略）に従ってネジ山１１が成形され
るのである。

【００４２】（実施例３）図６〜図８は本発明に係る樹
脂製ロックボルトの他の実施例を示す。図６においては
ロックボルト本体６の外周に、係止手段として、実施例
１と同様のロープ材７がリング状に複数本、巻付け固定
されている。図７においては、ロックボルト本体６の外
周に、係止手段として、複数のリング状の凹溝１８が切
削加工され、これらの凹溝１８を埋めて雄ネジ部材１０
（断面状態で図示する）が形成されている。図８におい
ては、ロックボルト本体６の外周に、係止手段として、
螺旋状の凹溝１９が切削加工され、この凹溝１９を埋め
て雄ネジ部材１０（断面状態で図示する）が形成されて
いる。

【００４３】図６〜図８に示す実施例において、その他
の点の構成は実施例１と同様であり、製造方法も実施例
２と同様であるため、説明を省略する。

【００４４】（実施例４）図９は長尺化ロックボルトの
一実施例を示し、実施例１に係る２本の樹脂製ロックボ
ルトが、その雄ネジ部材１０（断面状態で図示する）
を、ナット型の継手２０（断面状態で図示する）に螺合
させることにより接続されて、長尺化ロックボルト２１
を構成している。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術に係る樹脂製ロックボルトの雄ネジ部
を示す断面図である。

【図２】従来技術に係る樹脂製ロックボルトの雄ネジ部
を示す断面図である。

【図３】実施例に係る樹脂製ロックボルトの雄ネジ部を
一部断面で示す図である。

【図４】図３の要部拡大断面図である。

【図５】実施例にかかる樹脂製ロックボルトの製造工程
を示す図である。

【図６】実施例に係る樹脂製ロックボルトの雄ネジ部を
一部断面で示す図である。

【図７】実施例に係る樹脂製ロックボルトの雄ネジ部を
一部断面で示す図である。

【図８】実施例に係る樹脂製ロックボルトの雄ネジ部を
一部断面で示す図である。

【図９】実施例に係る長尺化ロックボルトを一部断面で
示す図である。

【符号の説明】

６ロックボルト本体７ロープ材１０雄ネジ部材１１ネジ山１８凹溝１９凹溝２１長尺化ロックボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三間正愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地東海ゴム工業株式会社内 (72)発明者片山元廣愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地東海ゴム工業株式会社内 (72)発明者伊藤尊之神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社技術センター内 (72)発明者権田治男東京都大田区西六郷４丁目11番26号フドー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂製ロックボルトのパイプ状あるいは
棒状本体における一端部あるいは両端部に設けた雄ネジ
部であって、該雄ネジ部は、前記ロックボルト本体の外
周面に一体的又は固定的に設けた任意形状の凸部及び／
又は凹部からなる係止手段と、この係止手段を埋設して
ロックボルト本体の外周部に射出成形された樹脂製雄ネ
ジ部材とを備えていることを特徴とする樹脂製ロックボ
ルトの雄ネジ部。
【請求項２】前記係止手段が、前記ロックボルト本体
の周方向あるいは軸線に対する螺旋方向に設けられた突
条及び／又は凹溝であることを特徴とする請求項１に記
載の樹脂製ロックボルトの雄ネジ部。
【請求項３】前記ロックボルト本体がガラス長繊維束
に樹脂を含浸させて引抜き成形されたものであり、か
つ、前記係止手段が前記ロックボルト本体の外周面に巻
付け固定されたロープ材からなる突条及び／又は前記ロ
ックボルト本体の外周面に形成された凹溝であることを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂製ロック
ボルトの雄ネジ部。
【請求項４】樹脂製ロックボルトのパイプ状あるいは
棒状本体における少なくとも端部の外周面に請求項１〜
請求項３のいずれかに記載の係止手段を形成した後、ロ
ックボルト本体の前記端部を射出成形型にインサートし
て、その外周部に樹脂製雄ネジ部材を射出成形すること
を特徴とする雄ネジ部の形成方法。
【請求項５】樹脂製ロックボルトのパイプ状あるいは
棒状本体における一端部あるいは両端部に、請求項１〜
請求項３のいずれかに記載の雄ネジ部を備えていること
を特徴とする樹脂製ロックボルト。
【請求項６】請求項５に記載の樹脂製ロックボルトが
継手を介して螺合接続されていることを特徴とする長尺
化ロックボルト。