ＦＲＰ格子部材
【課題】厳しい引っ張り応力に充分に耐えながら、補強繊維の使用量削減及び製造工程の簡略化によるコスト低減を達成できるＦＲＰ格子部材を提供する。
【解決手段】横方向に向き且つ横方向に間隔をあけて配置された複数の縦壁１１０と、縦方向に向き且つ縦方向に間隔をあけて配置された複数の横壁１２０とが交差し且つこの交差部１３０で一体的に設けられてなり、縦壁が、縦方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維１６０と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された合成樹脂１７０とを備え、横壁が、硬化し成形された合成樹脂を備え、上記補強繊維が、縦壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層１４１、１４２のうち片方又は両方の外層にのみ配置されているＦＲＰ格子部材１００である。
【解決手段】横方向に向き且つ横方向に間隔をあけて配置された複数の縦壁１１０と、縦方向に向き且つ縦方向に間隔をあけて配置された複数の横壁１２０とが交差し且つこの交差部１３０で一体的に設けられてなり、縦壁が、縦方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維１６０と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された合成樹脂１７０とを備え、横壁が、硬化し成形された合成樹脂を備え、上記補強繊維が、縦壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層１４１、１４２のうち片方又は両方の外層にのみ配置されているＦＲＰ格子部材１００である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）で形成した格子部材の技術分野に属し、例えば土木・建築分野などで使用されるＦＲＰ格子部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、補強繊維と樹脂とを複合してなるＦＲＰ格子であって、前記補強繊維は高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強繊維とを含み、かつ、高引張弾性率補強繊維をＦＲＰ格子の全体積に対して４０％を超えない範囲で含んでいるＦＲＰ格子を開示している。このようなＦＲＰ格子を連続的に設けてなるＦＲＰ格子部材は、メッキ工場や下水処理場などの耐触性および水はけ性が要求される箇所の床材や、軽量で強度が要求される高所工事用などの通路、バルコニーなどの床材、道路の側溝や枡などの蓋体、および壁材や天井材など多目的に土木分野や建築分野における部材として用いられる。そして、このようなＦＲＰ格子部材は、強度、剛性が高く、破壊の予知が可能で安全であり、かつ、軽量である。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５９１１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
互いに直交する縦方向、横方向、及び厚さ方向をとると、このＦＲＰ格子部材は、縦方向又は横方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された樹脂とを備えている。そして、このＦＲＰ格子部材では、横方向に向き且つ横方向に間隔をあけて配置された複数の縦壁と、縦方向に向き且つ縦方向に間隔をあけて配置された複数の横壁とが交差するように配置され、縦壁と横壁がこの交差部で一体的に設けられている。
【０００５】
このようなＦＲＰ格子部材の周縁を支持し、ＦＲＰ格子部材の中央部などに厚さ方向に荷重がかかると、ＦＲＰ格子部材には、各部に引っ張り応力、圧縮応力、せん断応力などが発生するが、補強繊維が入ることにより、これらの応力に対する強度が高められることになる。その一方で、この種のＦＲＰ格子部材は、大量に使用する施工例が多いことから、そのコスト低減が切望されている。
【０００６】
本発明は、ＦＲＰ格子部材の縦壁、又は縦壁及び横壁における厚さ方向の両方の端部に形成された外層のうち曲げによる厳しい引っ張り応力が作用する側の外層又は両方の外層に補強繊維を設け、残りの部分には補強繊維を設けないことにより、厳しい引っ張り応力に充分に耐えながら、補強繊維の使用量削減及び製造工程の簡略化によるコスト低減を達成できるＦＲＰ格子部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＦＲＰ格子部材は、互いに直交する縦方向、横方向、及び厚さ方向をとったときに、横方向に向き且つ横方向に間隔をあけて配置された複数の縦壁と、縦方向に向き且つ縦方向に間隔をあけて配置された複数の横壁とが交差し且つこの交差部で一体的に設けられてなり、縦壁が、縦方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された合成樹脂とを備え、横壁が、硬化し成形された合成樹脂を備え、上記補強繊維が、縦壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち片方又は両方の外層にのみ配置されている。
【０００８】
このＦＲＰ格子部材を、例えば厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材の外縁付近で支持しておき、厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材の中央部などにほぼ厚さ方向に荷重がかかると、この荷重によりＦＲＰ格子部材の各部に引っ張り応力、圧縮応力、せん断応力などが発生する。これらの応力状態は縦壁及び横壁の各部寸法、ＦＲＰ格子部材を支持する形態などにより変わる。そのなかで、例えばＦＲＰ格子部材を縦壁の縦方向両端でそれぞれ単純支点でもって支持し、横壁の横方向両端を支持しないときのように、縦壁に曲げによって生じる引っ張り応力が横壁に曲げによって生じる引っ張り応力よりも大きくなる場合、縦壁における厚さ方向の両方の外層のうち、厳しい引っ張り応力が作用すると見込まれる側の外層に補強繊維を配置しておけば、この補強繊維によって厳しい引っ張り応力などを受け止めることができる。その場合、縦壁における補強繊維が配置された外層を除いた残部において、この補強繊維が配置された外層と厚さ方向の反対側になる部分に補強繊維が配置されていないときには、この部分に厳しい圧縮応力が作用するが、一般に合成樹脂は引っ張り強さよりも圧縮強さが勝るので、このうち或る程度の圧縮応力などを受け止めることができる。これに対し、縦壁における厚さ方向の両方の外層に補強繊維を配置したときには、この補強繊維によって厳しい圧縮応力などを受け止めることができる。また、縦壁における厚さ方向の中間部には曲げによる応力がかかりにくいので、この部位に補強繊維を設けずに合成樹脂などで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。さらに、補強繊維の使用量削減及び製造工程の簡略化により、コストが低減される。
【０００９】
本発明のＦＲＰ格子部材は、横壁が、さらに、横方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置されて上記横壁の合成樹脂に取り込まれた補強繊維を備え、この補強繊維が、横壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち片方又は両方の外層にのみ配置されており、縦壁の補強繊維が片方の外層にのみ配置されているときには横壁でも補強繊維が同じ側の片方の外層にのみ配置されていてもよい。
【００１０】
このようにすれば、例えば縦壁と横壁とで各部寸法がほぼ同一であり且つＦＲＰ格子部材を縦壁の縦方向両端と横壁の横方向両端とでそれぞれ単純支点でもって支持したときのように、縦壁に曲げによって生じる引っ張り応力と横壁に曲げによって生じる引っ張り応力とがほぼ同程度の場合、縦壁及び横壁における厚さ方向の両方の外層のうち、厳しい引っ張り応力が作用すると見込まれる側の外層に補強繊維を配置しておけば、この補強繊維によって厳しい引っ張り応力などを受け止めることができる。その場合、縦壁及び横壁における補強繊維が配置された外層を除いた残部において、この補強繊維が配置された外層と厚さ方向の反対側になる部分に補強繊維が配置されていないときには、この部分に厳しい圧縮応力が作用するが、一般に合成樹脂は引っ張り強さよりも圧縮強さが勝るので、このうち或る程度の圧縮応力などを受け止めることができる。これに対し、横壁における厚さ方向の両方の外層に補強繊維を配置したときには、この補強繊維によって厳しい圧縮応力などを受け止めることができる。また、横壁における厚さ方向の中間部には曲げによる応力がかかりにくいので、この部位に補強繊維を設けずに合成樹脂などで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。さらに、補強繊維の使用量削減及び製造工程の簡略化により、コストが低減される。
【００１１】
本発明のＦＲＰ格子部材は、補強繊維が配置された外層を除いた残部が合成樹脂のみで形成されていてもよい。
【００１２】
外層を除いた残部は応力状態が比較的厳しくないので、この部位を合成樹脂のみで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。
【００１３】
本発明のＦＲＰ格子部材は、補強繊維が配置された外層を除いた残部が合成樹脂とフィラーとにより構成されていてもよい。
【００１４】
このフィラーは、合成樹脂に代えて入れる充填材である。外層を除いた残部は応力状態が比較的厳しくないので、この部位を合成樹脂とフィラーとにより構成しても破壊などの問題が起こりにくい。その場合、フィラーとして安価な材料を選択すれば、さらにコストが低減される。また、フィラーとして、例えばガラスバルーン、シラスバルーンなどのような中空素材を用いれば、ＦＲＰ格子部材が、より軽量になる。
【００１５】
本発明のＦＲＰ格子部材を製造する製造方法は、補強繊維に合成樹脂を含浸した状態で引き揃えて成形型の溝に積層し、必要に応じて追加の合成樹脂を流し込む外層の成形工程と、この外層の成形工程の前又は後に行われ、成形型の溝に合成樹脂、又は合成樹脂及びフィラーの混合物を流し込む残部の成形工程と、合成樹脂が硬化したＦＲＰ格子部材を脱型する脱型工程とを備えている。
【００１６】
本発明のＦＲＰ格子部材は、例えば厚さ方向の全長にわたって補強繊維が配置されているＦＲＰ格子部材に較べると、補強繊維が外層にのみ配置されているに過ぎないので、このように、いわゆるウェット成形を行っても、補強繊維に残っている空気が抜けきらず合成樹脂が硬化した後に空洞となって残ることでＦＲＰ格子部材の強度、剛性が低下するという問題が起こりにくい。
【００１７】
本発明のＦＲＰ格子部材を製造する別の製造方法は、補強繊維を引き揃えて成形型の溝に積層してから合成樹脂を流し込み、補強繊維に合成樹脂を含浸させる外層の成形工程と、この外層の成形工程の前又は後に行われ、成形型の溝に合成樹脂、又は合成樹脂及びフィラーの混合物を流し込む残部の成形工程と、合成樹脂が硬化したＦＲＰ格子部材を脱型する脱型工程とを備えている。
【００１８】
本発明のＦＲＰ格子部材は、例えば厚さ方向の全長にわたって補強繊維が配置されているＦＲＰ格子部材に較べると、補強繊維が外層にのみ配置されているに過ぎないので、このように、いわゆるドライ成形を行っても、外層及び残部の各層ごとに合成樹脂を流し込むため、合成樹脂が底面側まで充分にいきわたり、合成樹脂が補強繊維に充分に含浸し、補強繊維に残っている空気が抜けきらず合成樹脂が硬化した後に空洞となって残ることでＦＲＰ格子部材の強度、剛性が低下するという問題が起こりにくい。また、合成樹脂を流し込んでから減圧下で脱泡を行う必要もなくなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のＦＲＰ格子部材は、ＦＲＰ格子部材の縦壁における厚さ方向の両方の端部に形成された外層のうち曲げによる厳しい引っ張り応力が作用する側の外層又は両方の外層に補強繊維を設け、残りの部分には補強繊維を設けないので、厳しい引っ張り応力及び或る程度の圧縮応力など、又は厳しい引っ張り応力及び厳しい圧縮応力などに充分に耐えながら、補強繊維の使用量削減及び製造工程の簡略化によるコスト低減を達成することができる。
【００２０】
ＦＲＰ格子部材の縦壁に加えて横壁においても厚さ方向の両方の端部に形成された外層のうち、曲げによる厳しい引っ張り応力が作用する側の外層又は両方の外層に補強繊維を設け、残りの部分には補強繊維を設けないときには、縦壁及び横壁の各部寸法、ＦＲＰ格子部材の支持形態などが先の場合と異なる場合においても、厳しい引っ張り応力及び或る程度の圧縮応力など、又は厳しい引っ張り応力及び厳しい圧縮応力などに充分に耐えながら、補強繊維の使用量削減及び製造工程の簡略化によるコスト低減を達成することができる。
【００２１】
補強繊維が配置された外層を除いた残部を合成樹脂のみで形成してもよいが、残部を合成樹脂とフィラーとにより構成したときには、フィラーとして安価な材料を選択すれば、さらにコスト低減を達成することができる。また、フィラーとして、例えばガラスバルーン、シラスバルーンなどのような中空素材を用いれば、ＦＲＰ格子部材を、より軽量にすることができる。
【００２２】
いわゆるウェット成形を行っても、いわゆるドライ成形を行っても、空洞が残ってＦＲＰ格子部材の強度、剛性が低下するという問題が起こりにくい。また、いわゆるドライ成形では、合成樹脂を流し込んでから減圧下で脱泡を行う必要もなくなり、作業効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明のＦＲＰ格子部材の第１の実施形態を示す。以下、互いに直交する縦方向、横方向、及び厚さ方向を定義し、これらの方向付けを用いて説明する。この実施形態の場合、縦壁の断面を示す図２で説明すれば、この図の紙面に垂直な方向が縦方向であり、この図の左右方向が横方向であり、この図の上下方向が厚さ方向である。図１に示すように、このＦＲＰ格子部材１００は、複数の縦壁１１０と、これらの縦壁１１０にほぼ直交する複数の横壁１２０とを備えている。これらの縦壁１１０と、横壁１２０とは、この交差部１３０で一体的に設けられている。この縦壁１１０は、板状で、その板厚方向両側の面が横方向にほぼ直交しているので、ほぼ横方向に向いている。この縦壁１１０は、横方向に間隔をあけて配置されている。この横壁１２０は、板状で、その板厚方向両側の面が縦方向にほぼ直交しているので、ほぼ縦方向に向いている。この横壁１２０は、縦方向に間隔をあけて配置されている。縦壁１１０及び横壁１２０がそれぞれ長手方向からみて僅かに楔形になっているのは抜け勾配のためであるが、製造方法によっては抜け勾配を設けなくてもよい。
【００２４】
図２に示すように、縦壁１１０は、縦方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維１６０と、この補強繊維１６０を取り込んで硬化し成形された合成樹脂１７０とを備えている。横壁１２０は、横方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維１６０と、この補強繊維１６０を取り込んで硬化し成形された合成樹脂１７０とを備えている。縦壁と横壁とで各部寸法は同一である。すなわち、縦壁１１０の縦方向の寸法は横壁１２０の横方向の寸法と同一であり、縦壁１１０の横方向の寸法は横壁１２０の縦方向の寸法と同一であり、縦壁１１０の厚さ方向の寸法は横壁１２０の厚さ方向の寸法と同一である。しかし、この実施形態によって本発明のＦＲＰ格子部材の縦壁及び横壁の各寸法が限定解釈されることはない。補強繊維１６０は、ガラス繊維である。このガラス繊維はロービングといわれ、連続した繊維である。このロービングは、繊維径５ないし２０μのガラスフィラメントを数百本、収束材（バインダー）で収束したストランドを、さらに所定の本数引き揃えて束にしたものである。しかし、これによって本発明のＦＲＰ格子部材に補強繊維として用いられるガラス繊維の構成が限定解釈されることはない。交差部１３０では、縦方向に延びる補強繊維１６０と横方向に延びる補強繊維１６０とが立体的に交差している。この実施形態では隣接する縦方向の補強繊維１６０の束と横方向の補強繊維１６０の束とが厚さ方向に位置をずらすことでそれを実現している。層状に配置されるというのは、厚さ方向に広がって分布するように配置されることである。この実施形態の場合、補強繊維１６０の束が厚さ方向に間隔をあけて配置されている。しかし、縦壁１１０で縦方向に延びる補強繊維同士、横壁１２０で横方向に延びる補強繊維同士、交差部１３０で隣り合う補強繊維同士のいずれについても言えることであるが、補強繊維を束にせずに補強繊維を厚さ方向に分散して配置してもよいし、補強繊維を束とし且つ厚さ方向に間隔をあけずに配置してもよい。また、この実施形態の場合、縦壁１１０では補強繊維１６０が横方向にも広がって分布しており、横壁１２０では補強繊維１６０が縦方向にも広がって分布している。このように補強繊維が横方向又は縦方向に分布していなくてもよい。しかし、この実施形態によって本発明のＦＲＰ格子部材に用いられる補強繊維の構成、本数、配置などが限定解釈されることはない。例えば、本発明のＦＲＰ格子部材に用いられる補強繊維は、この補強繊維を取り込む合成樹脂よりも引っ張り強さが大きければよい。したがって、本発明のＦＲＰ格子部材に用いられる補強繊維は他の材質であってもよく、例えば、カーボン繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ボロン繊維又はその他の金属繊維などであってもよいし、例えばガラス繊維とカーボン繊維とを混合したハイブリッドタイプの繊維のように材質の異なる繊維を混合してなる繊維であってもよい。また、交差部において縦方向に延びる補強繊維と横方向に延びる補強繊維とが連続していてもよく、そのときには連続する部分で補強繊維は曲がって形成される。
【００２５】
そして、縦壁１１０においては、図２に示すように、補強繊維１６０は、縦壁１１０における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層１４１、１４２にのみ配置されている。また、補強繊維１６０は、外層１４１、１４２を除いた残部１５０には配置されていない。この実施形態の場合、縦壁１１０の厚さ方向の片方の端部に形成された第１の外層１４１では、補強繊維１６０の束が厚さ方向に六つ配置され、それぞれの束において補強繊維１６０が横方向に広がっている。縦壁１１０の厚さ方向の他の片方の端部に形成された第２の外層１４２では、補強繊維１６０の束が外側では厚さ方向に五つ配置され、内側では厚さ方向に二つ配置されており、それぞれの束において補強繊維１６０が横方向に広がっている。外側とは縦壁１１０における厚さ方向の中間部から遠い側であり、内側とは中間部に近い側である。同様に、横壁１２０においても、補強繊維１６０は、横壁１２０における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層１４１、１４２にのみ配置されている。また、補強繊維１６０は、外層１４１、１４２を除いた残部１５０には配置されていない。この実施形態の場合、横壁１２０の厚さ方向の片方の端部に形成された第１の外層１４１では、補強繊維１６０の束が厚さ方向に六つ配置され、それぞれの束において補強繊維１６０が縦方向に広がっている。横壁１２０の厚さ方向の他の片方の端部に形成された第２の外層１４２では、補強繊維１６０の束が外側では厚さ方向に五つ配置され、内側では厚さ方向に二つ配置されており、それぞれの束において補強繊維１６０が縦方向に広がっている。外側とは横壁１２０における厚さ方向の中間部から遠い側であり、内側とは中間部に近い側である。したがって、横壁１２０の断面は図２に示した縦壁１１０の断面と全く同一である。しかし、この実施形態によって本発明のＦＲＰ格子部材に用いられる補強繊維の構成、本数、配置などが限定解釈されることはない。
【００２６】
さらに、補強繊維１６０が配置された外層１４１、１４２を除いた残部１５０は、合成樹脂のみで形成されている。この第１実施形態では、補強繊維１６０を取り込む合成樹脂１７０も残部１５０を構成する合成樹脂も、共に不飽和ポリエステル樹脂である。しかし、この実施形態によって本発明のＦＲＰ格子部材に用いられる合成樹脂の種類が限定解釈されることはない。本発明における合成樹脂にはあらゆる合成樹脂が含まれ、熱硬化性樹脂であっても熱可塑性樹脂であってもよいが、引っ張り強さよりも圧縮強さが勝る性質が顕著にあらわれる点で、硬質プラスチックが好ましい。この硬質プラスチックの例としては、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、アリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、スチロール樹脂、アクリル樹脂などを挙げることができるが、これによって本発明のＦＲＰ格子部材に用いられる合成樹脂が限定解釈されないのは勿論である。
【００２７】
このＦＲＰ格子部材１００を製造方法を説明する。図３に示すように、成形型２００は、略直方体形をしており、上面から下方へ、縦壁１１０に対応する形状の縦の溝２１０と、横壁１２０に対応する形状の横の溝２２０とが凹陥して形成されている。まず、いわゆるウェット成形による製造方法を説明する。この製造方法は、補強繊維に合成樹脂を含浸した状態で引き揃えて成形型の溝に積層し、必要に応じて追加の合成樹脂を流し込む外層の成形工程と、この外層の成形工程の前又は後に行われ、成形型の溝に合成樹脂を流し込む残部の成形工程と、合成樹脂が硬化したＦＲＰ格子部材を脱型する脱型工程とを備えている。必要に応じて追加の合成樹脂を流し込むとは、追加の合成樹脂を流し込むか否かは任意であり選択的な作業であるということである。第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１及び第２の外層１４２に補強繊維１６０を配置し、これらの外層１４１、１４２を除いた残部１５０が合成樹脂１７０のみで形成されている。そのため、製造方法は、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸した状態で引き揃えて成形型２００の溝２１０、２２０に積層し、必要に応じて追加の合成樹脂１７０を流し込む第２の外層１４２の成形工程、成形型２００の溝２１０、２２０に合成樹脂１７０を流し込む残部１５０の成形工程、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸した状態で引き揃えて成形型２００の溝２１０、２２０に積層し、必要に応じて追加の合成樹脂１７０を流し込む第１の外層１４１の成形工程、合成樹脂１７０が硬化したＦＲＰ格子部材１００を脱型する脱型工程の順で作業を行う。この場合、残部１５０の成形工程が第２の外層１４２の成形工程の後で第１の外層１４１の成形工程の前に行われていることになる。
【００２８】
次に、いわゆるドライ成形による製造方法を説明する。この製造方法は、補強繊維を引き揃えて成形型の溝に積層してから合成樹脂を流し込み、補強繊維に合成樹脂を含浸させる外層の成形工程と、この外層の成形工程の前又は後に行われ、成形型の溝に合成樹脂を流し込む残部の成形工程と、合成樹脂が硬化したＦＲＰ格子部材を脱型する脱型工程とを備えている。第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、縦壁１１０及び横壁１２０における厚さ方向の両方の端部に外層１４１、１４２が形成され、これらの外層１４１、１４２の間に残部１５０が形成されている。そのため、製造方法は、補強繊維１６０を引き揃えて上記した成形型２００の溝２１０、２２０に積層してから合成樹脂１７０を流し込み、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸させる第２の外層１４２の成形工程、成形型２００の溝２１０、２２０に合成樹脂１７０を流し込む残部１５０の成形工程、補強繊維１６０を引き揃えて上記した成形型２００の溝２１０、２２０に積層してから合成樹脂１７０を流し込み、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸させる第１の外層１４１の成形工程、合成樹脂１７０が硬化したＦＲＰ格子部材１００を脱型する脱型工程の順で作業を行う。この場合、残部１５０の成形工程が第２の外層１４２の成形工程の後で第１の外層１４１の成形工程の前に行われていることになる。
【００２９】
第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００の作用及び効果を説明する。このＦＲＰ格子部材１００を、例えば厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材１００の外縁付近で支持しておき、厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材１００の中央部などにほぼ厚さ方向に荷重がかかると、この荷重によりＦＲＰ格子部材１００の各部に引っ張り応力、圧縮応力、せん断応力などが発生する。これらの応力状態は縦壁１１０及び横壁１２０の各部寸法、ＦＲＰ格子部材１００を支持する形態などにより変わる。例えば図９に示すように、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００を、開口３１０のほぼ四角形の端縁からほぼＦＲＰ格子部材１００の厚さに相当する寸法だけそれぞれ落ち込んだほぼ水平な４つの受け面３２０が設けられた排水口３００に嵌めると、厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材１００の外縁付近が上記受け面３２０に接触して受け止められる。ＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１が上側になり第２の外層１４２が下側になるように配置される。この支持形態は、ＦＲＰ格子部材１００を縦壁１１０の縦方向両端と横壁１２０の横方向両端とでそれぞれ単純支点でもって支持した支持形態としてモデル化することができる。そして、ＦＲＰ格子部材１００の中央などにほぼ厚さ方向に沿って下向きの荷重がかかると、縦壁１１０に曲げによって生じる引っ張り応力と横壁１２０に曲げによって生じる引っ張り応力とがほぼ同程度になり、縦壁１１０及び横壁１２０における厚さ方向の両方の外層のうち、下側になる第２の外層１４２に曲げにより厳しい引っ張り応力が作用する。しかし、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は縦壁１１０でも横壁１２０でも第１の外層１４１及び第２の外層１４２に補強繊維１６０を配したので、縦壁１１０及び横壁１２０における第２の外層１４２では、この補強繊維１６０によって厳しい引っ張り応力などを受け止めることができる。そして、縦壁１１０及び横壁１２０における第１の外層１４１では、この補強繊維１６０によって厳しい圧縮応力などを受け止めることができる。また、縦壁１１０及び横壁１２０における厚さ方向の中間部である残部１５０には曲げによる応力がかかりにくいので、この部位に補強繊維１６０を設けずに合成樹脂１７０などで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。さらに、補強繊維１６０の使用量削減及び製造工程の簡略化により、コストが低減される。ここではＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１が上側になり第２の外層１４２が下側になるように配置した。しかし、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１及び第２の外層１４２に補強繊維１６０を配したので、第２の外層１４２が上側になり第１の外層１４１が下側になるように配置してもよい。そのようにしても、抜け勾配、補強繊維１６０の分布の相違による影響はあるものの、同様の作用及び効果が得られる。その場合、第１の外層１４１の補強繊維１６０によって厳しい引っ張り応力などを受け止め、第２の外層１４２の補強繊維１６０によって厳しい圧縮応力などを受け止めるので、第１の外層１４１と第２の外層１４２とで応力状態が逆転することになる。
【００３０】
また、例えば図１０に示すように、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００を、開口４１０のほぼ平行な端縁からほぼＦＲＰ格子部材１００の厚さに相当する寸法だけそれぞれ落ち込んだほぼ水平な二つの受け面４２０が設けられた排水溝４００に、縦壁１１０の縦方向両端が受け面４２０にかかるように嵌めると、厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材１００の外縁付近が上記受け面４２０に接触して受け止められる。ＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１が上側になり第２の外層１４２が下側になるように配置される。この支持形態は、ＦＲＰ格子部材１００を縦壁１１０の縦方向両端でそれぞれ単純支点でもって支持し、横壁１２０の横方向両端を支持しない支持形態としてモデル化することができる。そして、ＦＲＰ格子部材１００の中央などにほぼ厚さ方向に沿って下向きの荷重がかかると、縦壁１１０に曲げによって生じる引っ張り応力が横壁１２０に曲げによって生じる引っ張り応力よりも大きくなり、縦壁１１０における厚さ方向の両方の外層のうち、下側になる第２の外層１４２に曲げにより厳しい引っ張り応力が作用する。しかし、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は縦壁１１０の第１の外層１４１及び第２の外層１４２に補強繊維１６０を配したので、縦壁１１０における第２の外層１４２では、この補強繊維１６０によって厳しい引っ張り応力などを受け止めることができる。そして、縦壁１１０における第１の外層１４１では、この補強繊維１６０によって厳しい圧縮応力などを受け止めることができる。また、縦壁１１０における厚さ方向の中間部である残部１５０には曲げによる応力がかかりにくいので、この部位に補強繊維１６０を設けずに合成樹脂１７０などで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。さらに、補強繊維１６０の使用量削減及び製造工程の簡略化により、コストが低減される。ここではＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１が上側になり第２の外層１４２が下側になるように配置した。しかし、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１及び第２の外層１４２に補強繊維１６０を配したので、第２の外層１４２が上側になり第１の外層１４１が下側になるように配置してもよい。そのようにしても、抜け勾配、補強繊維１６０の分布の相違による影響はあるものの、同様の作用及び効果が得られる。その場合、第１の外層１４１の補強繊維１６０によって厳しい引っ張り応力などを受け止め、第２の外層１４２の補強繊維１６０によって厳しい圧縮応力などを受け止めるので、第１の外層１４１と第２の外層１４２とで応力状態が逆転することになる。
【００３１】
この第１実施形態では、ＦＲＰ格子部材１００の厚さ方向からみた外縁付近をほぼ水平な受け面３２０、４２０で下から支持しておき、ＦＲＰ格子部材１００の中央などにほぼ厚さ方向に沿って下向きの荷重をかけたときの作用及び効果を説明したが、ＦＲＰ格子部材１００を厚さ方向からみた外縁付近で種々の形態で支持しておき、ＦＲＰ格子部材１００の中央などにほぼ厚さ方向に沿っていずれかの向きで荷重をかけたときには同様の作用及び効果が得られる。
【００３２】
本発明のＦＲＰ格子部材は、縦壁が、縦方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された合成樹脂とを備え、横壁が、横方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された合成樹脂とを備え、この補強繊維が、縦壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層と横壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層とにのみ配置されているＦＲＰ格子部材を全て含んでいる。したがって、縦壁及び横壁のうち少なくとも一方が、補強繊維でも合成樹脂でもない他の材料を含んでいる実施形態を含んでいる。しかし、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、縦壁１１０でも横壁１２０でも補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１及び第２の外層１４２を除いた残部１５０が合成樹脂１７０のみで形成されている。この場合、第１の外層１４１及び第２の外層１４２を除いた残部１５０は応力状態が比較的厳しくないので、この部位を合成樹脂１７０のみで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。
【００３３】
本発明のＦＲＰ格子部材は、例えば厚さ方向の全長にわたって補強繊維が配置されているＦＲＰ格子部材に較べると、縦壁、横壁、又は縦壁及び横壁において補強繊維が第１の外層及び第２の外層のうち少なくとも一方にのみ配置されているに過ぎない。第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００においても、縦壁１１０及び横壁１２０で補強繊維１６０が第１の外層１４１及び第２の外層１４２にのみ配置されているに過ぎないので、いわゆるウェット成形を行っても、補強繊維１６０に残っている空気が抜けきらず合成樹脂１７０が硬化した後に空洞となって残ることでＦＲＰ格子部材１００の強度、剛性が低下するという問題が起こりにくい。
【００３４】
同じ理由から、いわゆるドライ成形を行っても、第２の外層１４２、残部１５０、及び第１の外層１４１の各層ごとに合成樹脂１７０を流し込むため、合成樹脂１７０が底面側まで充分にいきわたり、合成樹脂１７０が補強繊維１６０に充分に含浸し、補強繊維１６０に残っている空気が抜けきらず合成樹脂１７０が硬化した後に空洞となって残ることでＦＲＰ格子部材１００の強度、剛性が低下するという問題が起こりにくい。また、合成樹脂を流し込んでから減圧下で脱泡を行う必要もなくなり、作業効率が向上する。
【００３５】
以下、他の実施形態のＦＲＰ格子部材１００を説明する。これらの実施形態の説明では、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００と同一の機能を発揮する部材、部分には第１実施形態で用いた符号と同一の符号を付して、その説明を省略することにする。これらの実施形態で用いる合成樹脂、補強繊維などは第１実施形態で説明したものと同様のものである。図４は第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００の縦壁１１０の断面図を示し、図５は第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００の縦壁１１０の断面図を示す。第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、補強繊維１６０が、縦壁１１０及び横壁１２０における厚さ方向の両方の端部に形成された第１の外層１４１及び第２の外層１４２にのみ配置されていた。これに対し、第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、補強繊維１６０が、縦壁１１０及び横壁１２０における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち片方である第１の外層１４１にのみ配置されている。また、第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、補強繊維１６０が、縦壁１１０及び横壁１２０における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち他の片方である第２の外層１４２にのみ配置されている。したがって、いずれの実施形態でも、縦壁１１０と横壁１２０とで補強繊維１６０が同じ側の外層にのみ配置されている。第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００の横壁１２０の断面は図４に示した縦壁１１０の断面と全く同一であり、第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００の横壁１２０の断面は図５に示した縦壁１１０の断面と全く同一である。いずれの実施形態のＦＲＰ格子部材１００も、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００と同様に、補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１又は第２の外層１４２を除いた残部１５０は合成樹脂１７０のみで形成されている。縦壁、横壁、又は縦壁及び横壁が、補強繊維でも合成樹脂でもない他の材料を含んでいてもよいのは第１実施形態と同様である。
【００３６】
第２実施形態及び第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００の製造方法は第１実施形態のときと同様である。しかし、第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１に補強繊維１６０を配置し、この第１の外層１４１を除いた残部１５０が合成樹脂１７０のみで形成されている。そのため、いわゆるウェット成形による製造方法は、成形型２００の溝２１０、２２０に合成樹脂１７０を流し込む残部１５０の成形工程、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸した状態で引き揃えて成形型２００の溝２１０、２２０に積層し、必要に応じて追加の合成樹脂１７０を流し込む第１の外層１４１の成形工程、合成樹脂１７０が硬化したＦＲＰ格子部材１００を脱型する脱型工程の順で作業を行う。また、いわゆるドライ成形による製造方法は、成形型２００の溝２１０、２２０に合成樹脂１７０を流し込む残部１５０の成形工程、補強繊維１６０を引き揃えて上記した成形型２００の溝２１０、２２０に積層してから合成樹脂１７０を流し込み、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸させる第１の外層１４１の成形工程、合成樹脂１７０が硬化したＦＲＰ格子部材１００を脱型する脱型工程の順で作業を行う。この場合、いずれの製造方法においても残部１５０の成形工程が第１の外層１４１の成形工程の前に行われていることになる。
【００３７】
さらに、第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、第２の外層１４２に補強繊維１６０を配置し、この第２の外層１４２を除いた残部１５０が合成樹脂１７０のみで形成されている。そのため、いわゆるウェット成形による製造方法は、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸した状態で引き揃えて成形型２００の溝２１０、２２０に積層し、必要に応じて追加の合成樹脂１７０を流し込む第２の外層１４２の成形工程、成形型２００の溝２１０、２２０に合成樹脂１７０を流し込む残部１５０の成形工程、合成樹脂１７０が硬化したＦＲＰ格子部材１００を脱型する脱型工程の順で作業を行う。また、いわゆるドライ成形による製造方法は、補強繊維１６０を引き揃えて上記した成形型２００の溝２１０、２２０に積層してから合成樹脂１７０を流し込み、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸させる第２の外層１４２の成形工程、成形型２００の溝２１０、２２０に合成樹脂１７０を流し込む残部１５０の成形工程、合成樹脂１７０が硬化したＦＲＰ格子部材１００を脱型する脱型工程の順で作業を行う。この場合、いずれの製造方法においても残部１５０の成形工程が第２の外層１４２の成形工程の後に行われていることになる。
【００３８】
第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００及び第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００の作用及び効果を説明する。このＦＲＰ格子部材１００を、例えば厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材１００の外縁付近で支持しておき、厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材１００の中央部などにほぼ厚さ方向に荷重がかかると、この荷重によりＦＲＰ格子部材１００の各部に引っ張り応力、圧縮応力、せん断応力などが発生する。これらの応力状態は縦壁１１０及び横壁１２０の各部寸法、ＦＲＰ格子部材１００を支持する形態などにより変わる。例えば図１０に示すように、第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００又は第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００を、開口４１０のほぼ平行な端縁からほぼＦＲＰ格子部材１００の厚さに相当する寸法だけそれぞれ落ち込んだほぼ水平な二つの受け面４２０が設けられた排水溝４００に、縦壁１１０の縦方向両端が受け面４２０にかかるように嵌めると、厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材１００の外縁付近が上記受け面４２０に接触して受け止められる。第２実施形態の場合、ＦＲＰ格子部材１００は、補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１が下側になり残部１５０が上側になるように配置される。第３実施形態の場合、ＦＲＰ格子部材１００は、補強繊維１６０が配置された第２の外層１４２が下側になり残部１５０が上側になるように配置される。この支持形態は、ＦＲＰ格子部材１００を縦壁１１０の縦方向両端でそれぞれ単純支点でもって支持し、横壁１２０の横方向両端を支持しない支持形態としてモデル化することができる。そして、ＦＲＰ格子部材１００の中央などにほぼ厚さ方向に沿って下向きの荷重がかかると、縦壁１１０に曲げによって生じる引っ張り応力が横壁１２０に曲げによって生じる引っ張り応力よりも大きくなり、縦壁１１０における厚さ方向の両方の外層のうち、第２実施形態では下側になる第１の外層１４１に曲げにより厳しい引っ張り応力が作用し、第３実施形態では下側になる第２の外層１４２に曲げにより厳しい引っ張り応力が作用する。しかし、いずれの実施形態でも下側になった外層１４１又は１４２に補強繊維１６０を配したので、この外層１４１又は１４２では、この補強繊維１６０によって厳しい引っ張り応力などを受け止めることができる。その場合、縦壁１１０における補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１又は第２の外層１４２を除いた残部１５０において、この補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１又は第２の外層１４２と厚さ方向の反対側になる部分に補強繊維１６０が配置されておらず、この部分に厳しい圧縮応力が作用するが、一般に合成樹脂は引っ張り強さよりも圧縮強さが勝るので、このうち或る程度の圧縮応力などを受け止めることができる。また、縦壁１１０における残部１５０のうち縦壁１１０における厚さ方向の中間部である部分には曲げによる応力がかかりにくいので、この部位に補強繊維１６０を設けずに合成樹脂１７０などで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。さらに、補強繊維１６０の使用量削減及び製造工程の簡略化により、コストが低減される。
【００３９】
この第２実施形態及び第３実施形態では、ＦＲＰ格子部材１００の厚さ方向からみた外縁付近をほぼ水平な受け面４２０で下から支持しておき、ＦＲＰ格子部材１００の中央などにほぼ厚さ方向に沿って下向きの荷重をかけたときの作用及び効果を説明したが、ＦＲＰ格子部材１００を厚さ方向からみた外縁付近で種々の形態で支持しておき、ＦＲＰ格子部材１００の中央などにほぼ厚さ方向に沿った向きで荷重をかけたときには同様の作用及び効果が得られる。
【００４０】
本発明のＦＲＰ格子部材は、縦壁が、縦方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された合成樹脂とを備え、横壁が、横方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された合成樹脂とを備え、この補強繊維が、縦壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち片方の外層と横壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち同じ側の片方の外層とにのみ配置されているＦＲＰ格子部材を全て含んでいる。したがって、縦壁及び横壁のうち少なくとも一方が、補強繊維でも合成樹脂でもない他の材料を含んでいる実施形態を含んでいる。しかし、第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００及び第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、縦壁１１０でも横壁１２０でも補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１又は第２の外層１４２を除いた残部１５０が合成樹脂１７０のみで形成されている。この場合、第１の外層１４１又は第２の外層１４２を除いた残部１５０は応力状態が比較的厳しくないので、この部位を合成樹脂１７０のみで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。
【００４１】
本発明のＦＲＰ格子部材は、例えば厚さ方向の全長にわたって補強繊維が配置されているＦＲＰ格子部材に較べると、縦壁、横壁、又は縦壁及び横壁において補強繊維が第１の外層及び第２の外層のうち少なくとも一方にのみ配置されているに過ぎない。第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００においても縦壁１１０及び横壁１２０で補強繊維１６０が第１の外層１４１にのみ配置されているに過ぎず、第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００においても縦壁１１０及び横壁１２０で補強繊維１６０が第２の外層１４２にのみ配置されているに過ぎないので、いわゆるウェット成形を行っても、補強繊維１６０に残っている空気が抜けきらず合成樹脂１７０が硬化した後に空洞となって残ることでＦＲＰ格子部材１００の強度、剛性が低下するという問題が起こりにくい。
【００４２】
同じ理由から、いわゆるドライ成形を行っても、第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００では残部１５０及び第１の外層１４１の各層ごとに合成樹脂１７０を流し込み、第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００では第２の外層１４２及び残部１５０の各層ごとに合成樹脂１７０を流し込むため、合成樹脂１７０が底面側まで充分にいきわたり、合成樹脂１７０が補強繊維１６０に充分に含浸し、補強繊維１６０に残っている空気が抜けきらず合成樹脂１７０が硬化した後に空洞となって残ることでＦＲＰ格子部材１００の強度、剛性が低下するという問題が起こりにくい。また、合成樹脂を流し込んでから減圧下で脱泡を行う必要もなくなり、作業効率が向上する。
【００４３】
第２実施形態の変形例として、縦壁１１０及び横壁１２０のうち一方の構成を上述した第２実施形態の縦壁１１０又は横壁１２０の構成とし、他方の構成を上述した第１実施形態の縦壁１１０又は横壁１２０の構成としたＦＲＰ格子部材１００がある。また、第３実施形態の変形例として、縦壁１１０及び横壁１２０のうち一方の構成を上述した第３実施形態の縦壁１１０又は横壁１２０の構成とし、他方の構成を上述した第１実施形態の縦壁１１０又は横壁１２０の構成としたＦＲＰ格子部材１００がある。これらのＦＲＰ格子部材１００も本発明のＦＲＰ格子部材に含まれる。これらの変形例によっても第２実施形態又は第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００と同様の作用及び効果が得られ、また図１０で示した支持形態であれば、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００と同様の作用及び効果が得られる。
【００４４】
第４実施形態のＦＲＰ格子部材１００を説明する。図６はその縦壁１１０の断面図である。このＦＲＰ格子部材１００は、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００に較べると残部１５０の材料のみが異なり、他の構成は同一である。すなわち、この実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、縦壁１１０及び横壁１２０において補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１及び第２の外層１４２を除いた残部１５０が、合成樹脂１７０とフィラー１８０とにより構成されている。横壁１２０の断面は図６に示した縦壁１１０の断面と全く同一である。この合成樹脂１７０はフィラー１８０を取り込んで硬化している。この合成樹脂１７０は、不飽和ポリエステル樹脂であるが、この実施形態によって本発明のＦＲＰ格子部材に用いられる合成樹脂の種類が限定解釈されることはなく、合成樹脂として、例えば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、アリル樹脂などを用いることができる。この第４実施形態で用いたフィラー１８０は砂である。このように合成樹脂１７０よりも安価なフィラー１８０を用いると、ＦＲＰ格子部材１００のコスト低減に寄与することができる。このような目的で用いられるフィラーとして、例えば珪砂、タルク、炭酸カルシューム、カオリン、ガラスパウダーなどがある。また、フィラーとしてガラスバルーンを用いてもよい。これは主として軽量化が目的である。バルーンは中空の粒状材料であり、他にも、例えばシラスバルーン、プラスチックバルーンなどがある。さらに、フィラーとして水酸化アルミニュームを用いると、高温で水分を放出するので、難燃剤としても機能する。この第４実施形態の変形例として、縦壁及び横壁の構成を第２実施形態若しくはその変形例又は第３実施形態若しくはその変形例の構成とし、縦壁及び横壁における補強繊維が配置された外層を除いた残部を、合成樹脂とフィラーとにより構成したＦＲＰ格子部材がある。
【００４５】
第４実施形態のＦＲＰ格子部材１００の製造方法は、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００の製造方法と同様であるが、フィラー１８０を用いるため、残部１５０の成形工程のみが異なる。すなわち、いわゆるウェット成形による製造方法でも、いわゆるドライ成形による製造方法でも、残部１５０の成形工程は、成形型２００の溝２１０、２２０に合成樹脂１７０とフィラー１８０の混合物を流し込む工程になる。このことは上記変形例の製造方法においても同様である。
【００４６】
第４実施形態のＦＲＰ格子部材１００のように、補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１及び第２の外層１４２を除いた残部１５０を合成樹脂１７０とフィラー１８０とにより構成したときの作用及び効果は次のとおりである。すなわち、第１の外層１４１及び第２の外層１４２を除いた残部１５０は応力状態が比較的厳しくないので、この部位を合成樹脂１７０とフィラー１８０とにより構成しても破壊などの問題が起こりにくい。その場合、第４実施形態のようにフィラー１８０として安価な材料を選択すれば、さらにコストが低減される。また、フィラーとして、例えばガラスバルーン、シラスバルーンなどのような中空素材を用いれば、ＦＲＰ格子部材が、より軽量になる。さらに、フィラーとして、例えば水酸化アルミニュームを用いると、ＦＲＰ格子部材の難燃性が高くなる。変形例においても同様の作用及び効果が得られる。
【００４７】
第５実施形態のＦＲＰ格子部材１００を説明する。図７はその横壁１２０の断面図である。このＦＲＰ格子部材１００は、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００に較べると横壁１２０の構成のみが異なり、他の構成は同一である。すなわち、横壁１２０は、硬化し成形された合成樹脂１７０を備えているが、補強繊維を備えていない。この第５実施形態の変形例として、第２実施形態若しくはその変形例、第３実施形態若しくはその変形例、又は第４実施形態若しくはその変形例において横壁１２０を、硬化し成形された合成樹脂１７０を備え且つ補強繊維を備えていない構成としたＦＲＰ格子部材１００がある。製造方法は、いわゆるウェット成形による製造方法でも、いわゆるドライ成形による製造方法でも、縦壁については対応する各実施形態又はその変形例のときと同様であり、横壁１２０については合成樹脂の流し込みにより行う。
【００４８】
この第５実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、例えばＦＲＰ格子部材１００を縦壁１１０の縦方向両端でそれぞれ単純支点でもって支持し、横壁１２０の横方向両端を支持しないときのように、縦壁１１０に曲げによって生じる引っ張り応力が横壁１２０に曲げによって生じる引っ張り応力よりも大きくなるときなどに使用するのに好適である。変形例においても同様の作用及び効果が得られる。
【００４９】
図８は第６実施形態のＦＲＰ格子部材１００を示す。第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、二つの交差部１３０の間の長さが、縦壁１１０と横壁１２０とでほぼ等しかった。これに対し、第６実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、二つの交差部１３０の間の長さが、縦壁１１０よりも横壁１２０の方が長くなっている。その他の構成は第１実施形態と同様である。製造方法は第１実施形態のときと同様である。縦壁及び横壁の構成を第２実施形態若しくはその変形例、第３実施形態若しくはその変形例、第４実施形態若しくはその変形例、又は第５実施形態若しくはその変形例の構成としてもよく、そのときの製造方法は対応する各実施形態又はその変形例のときと同様である。
【００５０】
本発明のＦＲＰ格子部材は、以上の実施形態のＦＲＰ格子部材の特徴を組み合わせた実施形態を全て含む。例えば、以上の実施形態は、いずれも外層及び残部の構成を縦壁と横壁とで同様にしたが、第１実施形態ないし第５実施形態のうちいずれか一つの縦壁と、他の実施形態の横壁とを組み合わせたＦＲＰ格子部材も本発明のＦＲＰ格子部材に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１実施形態のＦＲＰ格子部材の一部を断面して示した斜視図である。
【図２】第１実施形態のＦＲＰ格子部材の縦壁の拡大断面図である。
【図３】第１実施形態の成形型の一部を断面して示した斜視図である。
【図４】第２実施形態のＦＲＰ格子部材の縦壁の拡大断面図である。
【図５】第３実施形態のＦＲＰ格子部材の縦壁の拡大断面図である。
【図６】第４実施形態のＦＲＰ格子部材の縦壁の拡大断面図である。
【図７】第５実施形態のＦＲＰ格子部材の横壁の拡大断面図である。
【図８】第６実施形態のＦＲＰ格子部材の一部を断面して示した斜視図である。
【図９】本発明の実施形態にかかるＦＲＰ格子部材の支持形態の一つを示す斜視図である。ＦＲＰ格子部材を排水口から浮かせて示している。
【図１０】本発明の実施形態にかかるＦＲＰ格子部材の支持形態の他の一つを示す斜視図である。ＦＲＰ格子部材を排水溝に嵌めて示している。
【符号の説明】
【００５２】
１００ ＦＲＰ格子部材
１１０ 縦壁
１２０ 横壁
１３０ 交差部
１４１ 第１の外層
１４２ 第２の外層
１５０ 残部
１６０ 補強繊維
１７０ 合成樹脂
１８０ フィラー
２００ 成形型
２１０ 縦の溝
２２０ 横の溝
３００ 排水口
３１０ 開口
３２０ 受け面
４００ 排水溝
４１０ 開口
４２０ 受け面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）で形成した格子部材の技術分野に属し、例えば土木・建築分野などで使用されるＦＲＰ格子部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、補強繊維と樹脂とを複合してなるＦＲＰ格子であって、前記補強繊維は高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強繊維とを含み、かつ、高引張弾性率補強繊維をＦＲＰ格子の全体積に対して４０％を超えない範囲で含んでいるＦＲＰ格子を開示している。このようなＦＲＰ格子を連続的に設けてなるＦＲＰ格子部材は、メッキ工場や下水処理場などの耐触性および水はけ性が要求される箇所の床材や、軽量で強度が要求される高所工事用などの通路、バルコニーなどの床材、道路の側溝や枡などの蓋体、および壁材や天井材など多目的に土木分野や建築分野における部材として用いられる。そして、このようなＦＲＰ格子部材は、強度、剛性が高く、破壊の予知が可能で安全であり、かつ、軽量である。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５９１１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
互いに直交する縦方向、横方向、及び厚さ方向をとると、このＦＲＰ格子部材は、縦方向又は横方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された樹脂とを備えている。そして、このＦＲＰ格子部材では、横方向に向き且つ横方向に間隔をあけて配置された複数の縦壁と、縦方向に向き且つ縦方向に間隔をあけて配置された複数の横壁とが交差するように配置され、縦壁と横壁がこの交差部で一体的に設けられている。
【０００５】
このようなＦＲＰ格子部材の周縁を支持し、ＦＲＰ格子部材の中央部などに厚さ方向に荷重がかかると、ＦＲＰ格子部材には、各部に引っ張り応力、圧縮応力、せん断応力などが発生するが、補強繊維が入ることにより、これらの応力に対する強度が高められることになる。その一方で、この種のＦＲＰ格子部材は、大量に使用する施工例が多いことから、そのコスト低減が切望されている。
【０００６】
本発明は、ＦＲＰ格子部材の縦壁、又は縦壁及び横壁における厚さ方向の両方の端部に形成された外層のうち曲げによる厳しい引っ張り応力が作用する側の外層又は両方の外層に補強繊維を設け、残りの部分には補強繊維を設けないことにより、厳しい引っ張り応力に充分に耐えながら、補強繊維の使用量削減及び製造工程の簡略化によるコスト低減を達成できるＦＲＰ格子部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＦＲＰ格子部材は、互いに直交する縦方向、横方向、及び厚さ方向をとったときに、横方向に向き且つ横方向に間隔をあけて配置された複数の縦壁と、縦方向に向き且つ縦方向に間隔をあけて配置された複数の横壁とが交差し且つこの交差部で一体的に設けられてなり、縦壁が、縦方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された合成樹脂とを備え、横壁が、硬化し成形された合成樹脂を備え、上記補強繊維が、縦壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち片方又は両方の外層にのみ配置されている。
【０００８】
このＦＲＰ格子部材を、例えば厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材の外縁付近で支持しておき、厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材の中央部などにほぼ厚さ方向に荷重がかかると、この荷重によりＦＲＰ格子部材の各部に引っ張り応力、圧縮応力、せん断応力などが発生する。これらの応力状態は縦壁及び横壁の各部寸法、ＦＲＰ格子部材を支持する形態などにより変わる。そのなかで、例えばＦＲＰ格子部材を縦壁の縦方向両端でそれぞれ単純支点でもって支持し、横壁の横方向両端を支持しないときのように、縦壁に曲げによって生じる引っ張り応力が横壁に曲げによって生じる引っ張り応力よりも大きくなる場合、縦壁における厚さ方向の両方の外層のうち、厳しい引っ張り応力が作用すると見込まれる側の外層に補強繊維を配置しておけば、この補強繊維によって厳しい引っ張り応力などを受け止めることができる。その場合、縦壁における補強繊維が配置された外層を除いた残部において、この補強繊維が配置された外層と厚さ方向の反対側になる部分に補強繊維が配置されていないときには、この部分に厳しい圧縮応力が作用するが、一般に合成樹脂は引っ張り強さよりも圧縮強さが勝るので、このうち或る程度の圧縮応力などを受け止めることができる。これに対し、縦壁における厚さ方向の両方の外層に補強繊維を配置したときには、この補強繊維によって厳しい圧縮応力などを受け止めることができる。また、縦壁における厚さ方向の中間部には曲げによる応力がかかりにくいので、この部位に補強繊維を設けずに合成樹脂などで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。さらに、補強繊維の使用量削減及び製造工程の簡略化により、コストが低減される。
【０００９】
本発明のＦＲＰ格子部材は、横壁が、さらに、横方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置されて上記横壁の合成樹脂に取り込まれた補強繊維を備え、この補強繊維が、横壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち片方又は両方の外層にのみ配置されており、縦壁の補強繊維が片方の外層にのみ配置されているときには横壁でも補強繊維が同じ側の片方の外層にのみ配置されていてもよい。
【００１０】
このようにすれば、例えば縦壁と横壁とで各部寸法がほぼ同一であり且つＦＲＰ格子部材を縦壁の縦方向両端と横壁の横方向両端とでそれぞれ単純支点でもって支持したときのように、縦壁に曲げによって生じる引っ張り応力と横壁に曲げによって生じる引っ張り応力とがほぼ同程度の場合、縦壁及び横壁における厚さ方向の両方の外層のうち、厳しい引っ張り応力が作用すると見込まれる側の外層に補強繊維を配置しておけば、この補強繊維によって厳しい引っ張り応力などを受け止めることができる。その場合、縦壁及び横壁における補強繊維が配置された外層を除いた残部において、この補強繊維が配置された外層と厚さ方向の反対側になる部分に補強繊維が配置されていないときには、この部分に厳しい圧縮応力が作用するが、一般に合成樹脂は引っ張り強さよりも圧縮強さが勝るので、このうち或る程度の圧縮応力などを受け止めることができる。これに対し、横壁における厚さ方向の両方の外層に補強繊維を配置したときには、この補強繊維によって厳しい圧縮応力などを受け止めることができる。また、横壁における厚さ方向の中間部には曲げによる応力がかかりにくいので、この部位に補強繊維を設けずに合成樹脂などで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。さらに、補強繊維の使用量削減及び製造工程の簡略化により、コストが低減される。
【００１１】
本発明のＦＲＰ格子部材は、補強繊維が配置された外層を除いた残部が合成樹脂のみで形成されていてもよい。
【００１２】
外層を除いた残部は応力状態が比較的厳しくないので、この部位を合成樹脂のみで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。
【００１３】
本発明のＦＲＰ格子部材は、補強繊維が配置された外層を除いた残部が合成樹脂とフィラーとにより構成されていてもよい。
【００１４】
このフィラーは、合成樹脂に代えて入れる充填材である。外層を除いた残部は応力状態が比較的厳しくないので、この部位を合成樹脂とフィラーとにより構成しても破壊などの問題が起こりにくい。その場合、フィラーとして安価な材料を選択すれば、さらにコストが低減される。また、フィラーとして、例えばガラスバルーン、シラスバルーンなどのような中空素材を用いれば、ＦＲＰ格子部材が、より軽量になる。
【００１５】
本発明のＦＲＰ格子部材を製造する製造方法は、補強繊維に合成樹脂を含浸した状態で引き揃えて成形型の溝に積層し、必要に応じて追加の合成樹脂を流し込む外層の成形工程と、この外層の成形工程の前又は後に行われ、成形型の溝に合成樹脂、又は合成樹脂及びフィラーの混合物を流し込む残部の成形工程と、合成樹脂が硬化したＦＲＰ格子部材を脱型する脱型工程とを備えている。
【００１６】
本発明のＦＲＰ格子部材は、例えば厚さ方向の全長にわたって補強繊維が配置されているＦＲＰ格子部材に較べると、補強繊維が外層にのみ配置されているに過ぎないので、このように、いわゆるウェット成形を行っても、補強繊維に残っている空気が抜けきらず合成樹脂が硬化した後に空洞となって残ることでＦＲＰ格子部材の強度、剛性が低下するという問題が起こりにくい。
【００１７】
本発明のＦＲＰ格子部材を製造する別の製造方法は、補強繊維を引き揃えて成形型の溝に積層してから合成樹脂を流し込み、補強繊維に合成樹脂を含浸させる外層の成形工程と、この外層の成形工程の前又は後に行われ、成形型の溝に合成樹脂、又は合成樹脂及びフィラーの混合物を流し込む残部の成形工程と、合成樹脂が硬化したＦＲＰ格子部材を脱型する脱型工程とを備えている。
【００１８】
本発明のＦＲＰ格子部材は、例えば厚さ方向の全長にわたって補強繊維が配置されているＦＲＰ格子部材に較べると、補強繊維が外層にのみ配置されているに過ぎないので、このように、いわゆるドライ成形を行っても、外層及び残部の各層ごとに合成樹脂を流し込むため、合成樹脂が底面側まで充分にいきわたり、合成樹脂が補強繊維に充分に含浸し、補強繊維に残っている空気が抜けきらず合成樹脂が硬化した後に空洞となって残ることでＦＲＰ格子部材の強度、剛性が低下するという問題が起こりにくい。また、合成樹脂を流し込んでから減圧下で脱泡を行う必要もなくなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のＦＲＰ格子部材は、ＦＲＰ格子部材の縦壁における厚さ方向の両方の端部に形成された外層のうち曲げによる厳しい引っ張り応力が作用する側の外層又は両方の外層に補強繊維を設け、残りの部分には補強繊維を設けないので、厳しい引っ張り応力及び或る程度の圧縮応力など、又は厳しい引っ張り応力及び厳しい圧縮応力などに充分に耐えながら、補強繊維の使用量削減及び製造工程の簡略化によるコスト低減を達成することができる。
【００２０】
ＦＲＰ格子部材の縦壁に加えて横壁においても厚さ方向の両方の端部に形成された外層のうち、曲げによる厳しい引っ張り応力が作用する側の外層又は両方の外層に補強繊維を設け、残りの部分には補強繊維を設けないときには、縦壁及び横壁の各部寸法、ＦＲＰ格子部材の支持形態などが先の場合と異なる場合においても、厳しい引っ張り応力及び或る程度の圧縮応力など、又は厳しい引っ張り応力及び厳しい圧縮応力などに充分に耐えながら、補強繊維の使用量削減及び製造工程の簡略化によるコスト低減を達成することができる。
【００２１】
補強繊維が配置された外層を除いた残部を合成樹脂のみで形成してもよいが、残部を合成樹脂とフィラーとにより構成したときには、フィラーとして安価な材料を選択すれば、さらにコスト低減を達成することができる。また、フィラーとして、例えばガラスバルーン、シラスバルーンなどのような中空素材を用いれば、ＦＲＰ格子部材を、より軽量にすることができる。
【００２２】
いわゆるウェット成形を行っても、いわゆるドライ成形を行っても、空洞が残ってＦＲＰ格子部材の強度、剛性が低下するという問題が起こりにくい。また、いわゆるドライ成形では、合成樹脂を流し込んでから減圧下で脱泡を行う必要もなくなり、作業効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明のＦＲＰ格子部材の第１の実施形態を示す。以下、互いに直交する縦方向、横方向、及び厚さ方向を定義し、これらの方向付けを用いて説明する。この実施形態の場合、縦壁の断面を示す図２で説明すれば、この図の紙面に垂直な方向が縦方向であり、この図の左右方向が横方向であり、この図の上下方向が厚さ方向である。図１に示すように、このＦＲＰ格子部材１００は、複数の縦壁１１０と、これらの縦壁１１０にほぼ直交する複数の横壁１２０とを備えている。これらの縦壁１１０と、横壁１２０とは、この交差部１３０で一体的に設けられている。この縦壁１１０は、板状で、その板厚方向両側の面が横方向にほぼ直交しているので、ほぼ横方向に向いている。この縦壁１１０は、横方向に間隔をあけて配置されている。この横壁１２０は、板状で、その板厚方向両側の面が縦方向にほぼ直交しているので、ほぼ縦方向に向いている。この横壁１２０は、縦方向に間隔をあけて配置されている。縦壁１１０及び横壁１２０がそれぞれ長手方向からみて僅かに楔形になっているのは抜け勾配のためであるが、製造方法によっては抜け勾配を設けなくてもよい。
【００２４】
図２に示すように、縦壁１１０は、縦方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維１６０と、この補強繊維１６０を取り込んで硬化し成形された合成樹脂１７０とを備えている。横壁１２０は、横方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維１６０と、この補強繊維１６０を取り込んで硬化し成形された合成樹脂１７０とを備えている。縦壁と横壁とで各部寸法は同一である。すなわち、縦壁１１０の縦方向の寸法は横壁１２０の横方向の寸法と同一であり、縦壁１１０の横方向の寸法は横壁１２０の縦方向の寸法と同一であり、縦壁１１０の厚さ方向の寸法は横壁１２０の厚さ方向の寸法と同一である。しかし、この実施形態によって本発明のＦＲＰ格子部材の縦壁及び横壁の各寸法が限定解釈されることはない。補強繊維１６０は、ガラス繊維である。このガラス繊維はロービングといわれ、連続した繊維である。このロービングは、繊維径５ないし２０μのガラスフィラメントを数百本、収束材（バインダー）で収束したストランドを、さらに所定の本数引き揃えて束にしたものである。しかし、これによって本発明のＦＲＰ格子部材に補強繊維として用いられるガラス繊維の構成が限定解釈されることはない。交差部１３０では、縦方向に延びる補強繊維１６０と横方向に延びる補強繊維１６０とが立体的に交差している。この実施形態では隣接する縦方向の補強繊維１６０の束と横方向の補強繊維１６０の束とが厚さ方向に位置をずらすことでそれを実現している。層状に配置されるというのは、厚さ方向に広がって分布するように配置されることである。この実施形態の場合、補強繊維１６０の束が厚さ方向に間隔をあけて配置されている。しかし、縦壁１１０で縦方向に延びる補強繊維同士、横壁１２０で横方向に延びる補強繊維同士、交差部１３０で隣り合う補強繊維同士のいずれについても言えることであるが、補強繊維を束にせずに補強繊維を厚さ方向に分散して配置してもよいし、補強繊維を束とし且つ厚さ方向に間隔をあけずに配置してもよい。また、この実施形態の場合、縦壁１１０では補強繊維１６０が横方向にも広がって分布しており、横壁１２０では補強繊維１６０が縦方向にも広がって分布している。このように補強繊維が横方向又は縦方向に分布していなくてもよい。しかし、この実施形態によって本発明のＦＲＰ格子部材に用いられる補強繊維の構成、本数、配置などが限定解釈されることはない。例えば、本発明のＦＲＰ格子部材に用いられる補強繊維は、この補強繊維を取り込む合成樹脂よりも引っ張り強さが大きければよい。したがって、本発明のＦＲＰ格子部材に用いられる補強繊維は他の材質であってもよく、例えば、カーボン繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ボロン繊維又はその他の金属繊維などであってもよいし、例えばガラス繊維とカーボン繊維とを混合したハイブリッドタイプの繊維のように材質の異なる繊維を混合してなる繊維であってもよい。また、交差部において縦方向に延びる補強繊維と横方向に延びる補強繊維とが連続していてもよく、そのときには連続する部分で補強繊維は曲がって形成される。
【００２５】
そして、縦壁１１０においては、図２に示すように、補強繊維１６０は、縦壁１１０における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層１４１、１４２にのみ配置されている。また、補強繊維１６０は、外層１４１、１４２を除いた残部１５０には配置されていない。この実施形態の場合、縦壁１１０の厚さ方向の片方の端部に形成された第１の外層１４１では、補強繊維１６０の束が厚さ方向に六つ配置され、それぞれの束において補強繊維１６０が横方向に広がっている。縦壁１１０の厚さ方向の他の片方の端部に形成された第２の外層１４２では、補強繊維１６０の束が外側では厚さ方向に五つ配置され、内側では厚さ方向に二つ配置されており、それぞれの束において補強繊維１６０が横方向に広がっている。外側とは縦壁１１０における厚さ方向の中間部から遠い側であり、内側とは中間部に近い側である。同様に、横壁１２０においても、補強繊維１６０は、横壁１２０における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層１４１、１４２にのみ配置されている。また、補強繊維１６０は、外層１４１、１４２を除いた残部１５０には配置されていない。この実施形態の場合、横壁１２０の厚さ方向の片方の端部に形成された第１の外層１４１では、補強繊維１６０の束が厚さ方向に六つ配置され、それぞれの束において補強繊維１６０が縦方向に広がっている。横壁１２０の厚さ方向の他の片方の端部に形成された第２の外層１４２では、補強繊維１６０の束が外側では厚さ方向に五つ配置され、内側では厚さ方向に二つ配置されており、それぞれの束において補強繊維１６０が縦方向に広がっている。外側とは横壁１２０における厚さ方向の中間部から遠い側であり、内側とは中間部に近い側である。したがって、横壁１２０の断面は図２に示した縦壁１１０の断面と全く同一である。しかし、この実施形態によって本発明のＦＲＰ格子部材に用いられる補強繊維の構成、本数、配置などが限定解釈されることはない。
【００２６】
さらに、補強繊維１６０が配置された外層１４１、１４２を除いた残部１５０は、合成樹脂のみで形成されている。この第１実施形態では、補強繊維１６０を取り込む合成樹脂１７０も残部１５０を構成する合成樹脂も、共に不飽和ポリエステル樹脂である。しかし、この実施形態によって本発明のＦＲＰ格子部材に用いられる合成樹脂の種類が限定解釈されることはない。本発明における合成樹脂にはあらゆる合成樹脂が含まれ、熱硬化性樹脂であっても熱可塑性樹脂であってもよいが、引っ張り強さよりも圧縮強さが勝る性質が顕著にあらわれる点で、硬質プラスチックが好ましい。この硬質プラスチックの例としては、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、アリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、スチロール樹脂、アクリル樹脂などを挙げることができるが、これによって本発明のＦＲＰ格子部材に用いられる合成樹脂が限定解釈されないのは勿論である。
【００２７】
このＦＲＰ格子部材１００を製造方法を説明する。図３に示すように、成形型２００は、略直方体形をしており、上面から下方へ、縦壁１１０に対応する形状の縦の溝２１０と、横壁１２０に対応する形状の横の溝２２０とが凹陥して形成されている。まず、いわゆるウェット成形による製造方法を説明する。この製造方法は、補強繊維に合成樹脂を含浸した状態で引き揃えて成形型の溝に積層し、必要に応じて追加の合成樹脂を流し込む外層の成形工程と、この外層の成形工程の前又は後に行われ、成形型の溝に合成樹脂を流し込む残部の成形工程と、合成樹脂が硬化したＦＲＰ格子部材を脱型する脱型工程とを備えている。必要に応じて追加の合成樹脂を流し込むとは、追加の合成樹脂を流し込むか否かは任意であり選択的な作業であるということである。第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１及び第２の外層１４２に補強繊維１６０を配置し、これらの外層１４１、１４２を除いた残部１５０が合成樹脂１７０のみで形成されている。そのため、製造方法は、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸した状態で引き揃えて成形型２００の溝２１０、２２０に積層し、必要に応じて追加の合成樹脂１７０を流し込む第２の外層１４２の成形工程、成形型２００の溝２１０、２２０に合成樹脂１７０を流し込む残部１５０の成形工程、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸した状態で引き揃えて成形型２００の溝２１０、２２０に積層し、必要に応じて追加の合成樹脂１７０を流し込む第１の外層１４１の成形工程、合成樹脂１７０が硬化したＦＲＰ格子部材１００を脱型する脱型工程の順で作業を行う。この場合、残部１５０の成形工程が第２の外層１４２の成形工程の後で第１の外層１４１の成形工程の前に行われていることになる。
【００２８】
次に、いわゆるドライ成形による製造方法を説明する。この製造方法は、補強繊維を引き揃えて成形型の溝に積層してから合成樹脂を流し込み、補強繊維に合成樹脂を含浸させる外層の成形工程と、この外層の成形工程の前又は後に行われ、成形型の溝に合成樹脂を流し込む残部の成形工程と、合成樹脂が硬化したＦＲＰ格子部材を脱型する脱型工程とを備えている。第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、縦壁１１０及び横壁１２０における厚さ方向の両方の端部に外層１４１、１４２が形成され、これらの外層１４１、１４２の間に残部１５０が形成されている。そのため、製造方法は、補強繊維１６０を引き揃えて上記した成形型２００の溝２１０、２２０に積層してから合成樹脂１７０を流し込み、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸させる第２の外層１４２の成形工程、成形型２００の溝２１０、２２０に合成樹脂１７０を流し込む残部１５０の成形工程、補強繊維１６０を引き揃えて上記した成形型２００の溝２１０、２２０に積層してから合成樹脂１７０を流し込み、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸させる第１の外層１４１の成形工程、合成樹脂１７０が硬化したＦＲＰ格子部材１００を脱型する脱型工程の順で作業を行う。この場合、残部１５０の成形工程が第２の外層１４２の成形工程の後で第１の外層１４１の成形工程の前に行われていることになる。
【００２９】
第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００の作用及び効果を説明する。このＦＲＰ格子部材１００を、例えば厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材１００の外縁付近で支持しておき、厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材１００の中央部などにほぼ厚さ方向に荷重がかかると、この荷重によりＦＲＰ格子部材１００の各部に引っ張り応力、圧縮応力、せん断応力などが発生する。これらの応力状態は縦壁１１０及び横壁１２０の各部寸法、ＦＲＰ格子部材１００を支持する形態などにより変わる。例えば図９に示すように、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００を、開口３１０のほぼ四角形の端縁からほぼＦＲＰ格子部材１００の厚さに相当する寸法だけそれぞれ落ち込んだほぼ水平な４つの受け面３２０が設けられた排水口３００に嵌めると、厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材１００の外縁付近が上記受け面３２０に接触して受け止められる。ＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１が上側になり第２の外層１４２が下側になるように配置される。この支持形態は、ＦＲＰ格子部材１００を縦壁１１０の縦方向両端と横壁１２０の横方向両端とでそれぞれ単純支点でもって支持した支持形態としてモデル化することができる。そして、ＦＲＰ格子部材１００の中央などにほぼ厚さ方向に沿って下向きの荷重がかかると、縦壁１１０に曲げによって生じる引っ張り応力と横壁１２０に曲げによって生じる引っ張り応力とがほぼ同程度になり、縦壁１１０及び横壁１２０における厚さ方向の両方の外層のうち、下側になる第２の外層１４２に曲げにより厳しい引っ張り応力が作用する。しかし、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は縦壁１１０でも横壁１２０でも第１の外層１４１及び第２の外層１４２に補強繊維１６０を配したので、縦壁１１０及び横壁１２０における第２の外層１４２では、この補強繊維１６０によって厳しい引っ張り応力などを受け止めることができる。そして、縦壁１１０及び横壁１２０における第１の外層１４１では、この補強繊維１６０によって厳しい圧縮応力などを受け止めることができる。また、縦壁１１０及び横壁１２０における厚さ方向の中間部である残部１５０には曲げによる応力がかかりにくいので、この部位に補強繊維１６０を設けずに合成樹脂１７０などで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。さらに、補強繊維１６０の使用量削減及び製造工程の簡略化により、コストが低減される。ここではＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１が上側になり第２の外層１４２が下側になるように配置した。しかし、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１及び第２の外層１４２に補強繊維１６０を配したので、第２の外層１４２が上側になり第１の外層１４１が下側になるように配置してもよい。そのようにしても、抜け勾配、補強繊維１６０の分布の相違による影響はあるものの、同様の作用及び効果が得られる。その場合、第１の外層１４１の補強繊維１６０によって厳しい引っ張り応力などを受け止め、第２の外層１４２の補強繊維１６０によって厳しい圧縮応力などを受け止めるので、第１の外層１４１と第２の外層１４２とで応力状態が逆転することになる。
【００３０】
また、例えば図１０に示すように、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００を、開口４１０のほぼ平行な端縁からほぼＦＲＰ格子部材１００の厚さに相当する寸法だけそれぞれ落ち込んだほぼ水平な二つの受け面４２０が設けられた排水溝４００に、縦壁１１０の縦方向両端が受け面４２０にかかるように嵌めると、厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材１００の外縁付近が上記受け面４２０に接触して受け止められる。ＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１が上側になり第２の外層１４２が下側になるように配置される。この支持形態は、ＦＲＰ格子部材１００を縦壁１１０の縦方向両端でそれぞれ単純支点でもって支持し、横壁１２０の横方向両端を支持しない支持形態としてモデル化することができる。そして、ＦＲＰ格子部材１００の中央などにほぼ厚さ方向に沿って下向きの荷重がかかると、縦壁１１０に曲げによって生じる引っ張り応力が横壁１２０に曲げによって生じる引っ張り応力よりも大きくなり、縦壁１１０における厚さ方向の両方の外層のうち、下側になる第２の外層１４２に曲げにより厳しい引っ張り応力が作用する。しかし、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は縦壁１１０の第１の外層１４１及び第２の外層１４２に補強繊維１６０を配したので、縦壁１１０における第２の外層１４２では、この補強繊維１６０によって厳しい引っ張り応力などを受け止めることができる。そして、縦壁１１０における第１の外層１４１では、この補強繊維１６０によって厳しい圧縮応力などを受け止めることができる。また、縦壁１１０における厚さ方向の中間部である残部１５０には曲げによる応力がかかりにくいので、この部位に補強繊維１６０を設けずに合成樹脂１７０などで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。さらに、補強繊維１６０の使用量削減及び製造工程の簡略化により、コストが低減される。ここではＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１が上側になり第２の外層１４２が下側になるように配置した。しかし、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１及び第２の外層１４２に補強繊維１６０を配したので、第２の外層１４２が上側になり第１の外層１４１が下側になるように配置してもよい。そのようにしても、抜け勾配、補強繊維１６０の分布の相違による影響はあるものの、同様の作用及び効果が得られる。その場合、第１の外層１４１の補強繊維１６０によって厳しい引っ張り応力などを受け止め、第２の外層１４２の補強繊維１６０によって厳しい圧縮応力などを受け止めるので、第１の外層１４１と第２の外層１４２とで応力状態が逆転することになる。
【００３１】
この第１実施形態では、ＦＲＰ格子部材１００の厚さ方向からみた外縁付近をほぼ水平な受け面３２０、４２０で下から支持しておき、ＦＲＰ格子部材１００の中央などにほぼ厚さ方向に沿って下向きの荷重をかけたときの作用及び効果を説明したが、ＦＲＰ格子部材１００を厚さ方向からみた外縁付近で種々の形態で支持しておき、ＦＲＰ格子部材１００の中央などにほぼ厚さ方向に沿っていずれかの向きで荷重をかけたときには同様の作用及び効果が得られる。
【００３２】
本発明のＦＲＰ格子部材は、縦壁が、縦方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された合成樹脂とを備え、横壁が、横方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された合成樹脂とを備え、この補強繊維が、縦壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層と横壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層とにのみ配置されているＦＲＰ格子部材を全て含んでいる。したがって、縦壁及び横壁のうち少なくとも一方が、補強繊維でも合成樹脂でもない他の材料を含んでいる実施形態を含んでいる。しかし、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、縦壁１１０でも横壁１２０でも補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１及び第２の外層１４２を除いた残部１５０が合成樹脂１７０のみで形成されている。この場合、第１の外層１４１及び第２の外層１４２を除いた残部１５０は応力状態が比較的厳しくないので、この部位を合成樹脂１７０のみで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。
【００３３】
本発明のＦＲＰ格子部材は、例えば厚さ方向の全長にわたって補強繊維が配置されているＦＲＰ格子部材に較べると、縦壁、横壁、又は縦壁及び横壁において補強繊維が第１の外層及び第２の外層のうち少なくとも一方にのみ配置されているに過ぎない。第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００においても、縦壁１１０及び横壁１２０で補強繊維１６０が第１の外層１４１及び第２の外層１４２にのみ配置されているに過ぎないので、いわゆるウェット成形を行っても、補強繊維１６０に残っている空気が抜けきらず合成樹脂１７０が硬化した後に空洞となって残ることでＦＲＰ格子部材１００の強度、剛性が低下するという問題が起こりにくい。
【００３４】
同じ理由から、いわゆるドライ成形を行っても、第２の外層１４２、残部１５０、及び第１の外層１４１の各層ごとに合成樹脂１７０を流し込むため、合成樹脂１７０が底面側まで充分にいきわたり、合成樹脂１７０が補強繊維１６０に充分に含浸し、補強繊維１６０に残っている空気が抜けきらず合成樹脂１７０が硬化した後に空洞となって残ることでＦＲＰ格子部材１００の強度、剛性が低下するという問題が起こりにくい。また、合成樹脂を流し込んでから減圧下で脱泡を行う必要もなくなり、作業効率が向上する。
【００３５】
以下、他の実施形態のＦＲＰ格子部材１００を説明する。これらの実施形態の説明では、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００と同一の機能を発揮する部材、部分には第１実施形態で用いた符号と同一の符号を付して、その説明を省略することにする。これらの実施形態で用いる合成樹脂、補強繊維などは第１実施形態で説明したものと同様のものである。図４は第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００の縦壁１１０の断面図を示し、図５は第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００の縦壁１１０の断面図を示す。第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、補強繊維１６０が、縦壁１１０及び横壁１２０における厚さ方向の両方の端部に形成された第１の外層１４１及び第２の外層１４２にのみ配置されていた。これに対し、第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、補強繊維１６０が、縦壁１１０及び横壁１２０における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち片方である第１の外層１４１にのみ配置されている。また、第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、補強繊維１６０が、縦壁１１０及び横壁１２０における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち他の片方である第２の外層１４２にのみ配置されている。したがって、いずれの実施形態でも、縦壁１１０と横壁１２０とで補強繊維１６０が同じ側の外層にのみ配置されている。第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００の横壁１２０の断面は図４に示した縦壁１１０の断面と全く同一であり、第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００の横壁１２０の断面は図５に示した縦壁１１０の断面と全く同一である。いずれの実施形態のＦＲＰ格子部材１００も、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００と同様に、補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１又は第２の外層１４２を除いた残部１５０は合成樹脂１７０のみで形成されている。縦壁、横壁、又は縦壁及び横壁が、補強繊維でも合成樹脂でもない他の材料を含んでいてもよいのは第１実施形態と同様である。
【００３６】
第２実施形態及び第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００の製造方法は第１実施形態のときと同様である。しかし、第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、第１の外層１４１に補強繊維１６０を配置し、この第１の外層１４１を除いた残部１５０が合成樹脂１７０のみで形成されている。そのため、いわゆるウェット成形による製造方法は、成形型２００の溝２１０、２２０に合成樹脂１７０を流し込む残部１５０の成形工程、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸した状態で引き揃えて成形型２００の溝２１０、２２０に積層し、必要に応じて追加の合成樹脂１７０を流し込む第１の外層１４１の成形工程、合成樹脂１７０が硬化したＦＲＰ格子部材１００を脱型する脱型工程の順で作業を行う。また、いわゆるドライ成形による製造方法は、成形型２００の溝２１０、２２０に合成樹脂１７０を流し込む残部１５０の成形工程、補強繊維１６０を引き揃えて上記した成形型２００の溝２１０、２２０に積層してから合成樹脂１７０を流し込み、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸させる第１の外層１４１の成形工程、合成樹脂１７０が硬化したＦＲＰ格子部材１００を脱型する脱型工程の順で作業を行う。この場合、いずれの製造方法においても残部１５０の成形工程が第１の外層１４１の成形工程の前に行われていることになる。
【００３７】
さらに、第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、第２の外層１４２に補強繊維１６０を配置し、この第２の外層１４２を除いた残部１５０が合成樹脂１７０のみで形成されている。そのため、いわゆるウェット成形による製造方法は、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸した状態で引き揃えて成形型２００の溝２１０、２２０に積層し、必要に応じて追加の合成樹脂１７０を流し込む第２の外層１４２の成形工程、成形型２００の溝２１０、２２０に合成樹脂１７０を流し込む残部１５０の成形工程、合成樹脂１７０が硬化したＦＲＰ格子部材１００を脱型する脱型工程の順で作業を行う。また、いわゆるドライ成形による製造方法は、補強繊維１６０を引き揃えて上記した成形型２００の溝２１０、２２０に積層してから合成樹脂１７０を流し込み、補強繊維１６０に合成樹脂１７０を含浸させる第２の外層１４２の成形工程、成形型２００の溝２１０、２２０に合成樹脂１７０を流し込む残部１５０の成形工程、合成樹脂１７０が硬化したＦＲＰ格子部材１００を脱型する脱型工程の順で作業を行う。この場合、いずれの製造方法においても残部１５０の成形工程が第２の外層１４２の成形工程の後に行われていることになる。
【００３８】
第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００及び第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００の作用及び効果を説明する。このＦＲＰ格子部材１００を、例えば厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材１００の外縁付近で支持しておき、厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材１００の中央部などにほぼ厚さ方向に荷重がかかると、この荷重によりＦＲＰ格子部材１００の各部に引っ張り応力、圧縮応力、せん断応力などが発生する。これらの応力状態は縦壁１１０及び横壁１２０の各部寸法、ＦＲＰ格子部材１００を支持する形態などにより変わる。例えば図１０に示すように、第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００又は第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００を、開口４１０のほぼ平行な端縁からほぼＦＲＰ格子部材１００の厚さに相当する寸法だけそれぞれ落ち込んだほぼ水平な二つの受け面４２０が設けられた排水溝４００に、縦壁１１０の縦方向両端が受け面４２０にかかるように嵌めると、厚さ方向からみたときのＦＲＰ格子部材１００の外縁付近が上記受け面４２０に接触して受け止められる。第２実施形態の場合、ＦＲＰ格子部材１００は、補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１が下側になり残部１５０が上側になるように配置される。第３実施形態の場合、ＦＲＰ格子部材１００は、補強繊維１６０が配置された第２の外層１４２が下側になり残部１５０が上側になるように配置される。この支持形態は、ＦＲＰ格子部材１００を縦壁１１０の縦方向両端でそれぞれ単純支点でもって支持し、横壁１２０の横方向両端を支持しない支持形態としてモデル化することができる。そして、ＦＲＰ格子部材１００の中央などにほぼ厚さ方向に沿って下向きの荷重がかかると、縦壁１１０に曲げによって生じる引っ張り応力が横壁１２０に曲げによって生じる引っ張り応力よりも大きくなり、縦壁１１０における厚さ方向の両方の外層のうち、第２実施形態では下側になる第１の外層１４１に曲げにより厳しい引っ張り応力が作用し、第３実施形態では下側になる第２の外層１４２に曲げにより厳しい引っ張り応力が作用する。しかし、いずれの実施形態でも下側になった外層１４１又は１４２に補強繊維１６０を配したので、この外層１４１又は１４２では、この補強繊維１６０によって厳しい引っ張り応力などを受け止めることができる。その場合、縦壁１１０における補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１又は第２の外層１４２を除いた残部１５０において、この補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１又は第２の外層１４２と厚さ方向の反対側になる部分に補強繊維１６０が配置されておらず、この部分に厳しい圧縮応力が作用するが、一般に合成樹脂は引っ張り強さよりも圧縮強さが勝るので、このうち或る程度の圧縮応力などを受け止めることができる。また、縦壁１１０における残部１５０のうち縦壁１１０における厚さ方向の中間部である部分には曲げによる応力がかかりにくいので、この部位に補強繊維１６０を設けずに合成樹脂１７０などで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。さらに、補強繊維１６０の使用量削減及び製造工程の簡略化により、コストが低減される。
【００３９】
この第２実施形態及び第３実施形態では、ＦＲＰ格子部材１００の厚さ方向からみた外縁付近をほぼ水平な受け面４２０で下から支持しておき、ＦＲＰ格子部材１００の中央などにほぼ厚さ方向に沿って下向きの荷重をかけたときの作用及び効果を説明したが、ＦＲＰ格子部材１００を厚さ方向からみた外縁付近で種々の形態で支持しておき、ＦＲＰ格子部材１００の中央などにほぼ厚さ方向に沿った向きで荷重をかけたときには同様の作用及び効果が得られる。
【００４０】
本発明のＦＲＰ格子部材は、縦壁が、縦方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された合成樹脂とを備え、横壁が、横方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された合成樹脂とを備え、この補強繊維が、縦壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち片方の外層と横壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち同じ側の片方の外層とにのみ配置されているＦＲＰ格子部材を全て含んでいる。したがって、縦壁及び横壁のうち少なくとも一方が、補強繊維でも合成樹脂でもない他の材料を含んでいる実施形態を含んでいる。しかし、第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００及び第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、縦壁１１０でも横壁１２０でも補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１又は第２の外層１４２を除いた残部１５０が合成樹脂１７０のみで形成されている。この場合、第１の外層１４１又は第２の外層１４２を除いた残部１５０は応力状態が比較的厳しくないので、この部位を合成樹脂１７０のみで形成しても破壊などの問題が起こりにくい。
【００４１】
本発明のＦＲＰ格子部材は、例えば厚さ方向の全長にわたって補強繊維が配置されているＦＲＰ格子部材に較べると、縦壁、横壁、又は縦壁及び横壁において補強繊維が第１の外層及び第２の外層のうち少なくとも一方にのみ配置されているに過ぎない。第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００においても縦壁１１０及び横壁１２０で補強繊維１６０が第１の外層１４１にのみ配置されているに過ぎず、第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００においても縦壁１１０及び横壁１２０で補強繊維１６０が第２の外層１４２にのみ配置されているに過ぎないので、いわゆるウェット成形を行っても、補強繊維１６０に残っている空気が抜けきらず合成樹脂１７０が硬化した後に空洞となって残ることでＦＲＰ格子部材１００の強度、剛性が低下するという問題が起こりにくい。
【００４２】
同じ理由から、いわゆるドライ成形を行っても、第２実施形態のＦＲＰ格子部材１００では残部１５０及び第１の外層１４１の各層ごとに合成樹脂１７０を流し込み、第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００では第２の外層１４２及び残部１５０の各層ごとに合成樹脂１７０を流し込むため、合成樹脂１７０が底面側まで充分にいきわたり、合成樹脂１７０が補強繊維１６０に充分に含浸し、補強繊維１６０に残っている空気が抜けきらず合成樹脂１７０が硬化した後に空洞となって残ることでＦＲＰ格子部材１００の強度、剛性が低下するという問題が起こりにくい。また、合成樹脂を流し込んでから減圧下で脱泡を行う必要もなくなり、作業効率が向上する。
【００４３】
第２実施形態の変形例として、縦壁１１０及び横壁１２０のうち一方の構成を上述した第２実施形態の縦壁１１０又は横壁１２０の構成とし、他方の構成を上述した第１実施形態の縦壁１１０又は横壁１２０の構成としたＦＲＰ格子部材１００がある。また、第３実施形態の変形例として、縦壁１１０及び横壁１２０のうち一方の構成を上述した第３実施形態の縦壁１１０又は横壁１２０の構成とし、他方の構成を上述した第１実施形態の縦壁１１０又は横壁１２０の構成としたＦＲＰ格子部材１００がある。これらのＦＲＰ格子部材１００も本発明のＦＲＰ格子部材に含まれる。これらの変形例によっても第２実施形態又は第３実施形態のＦＲＰ格子部材１００と同様の作用及び効果が得られ、また図１０で示した支持形態であれば、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００と同様の作用及び効果が得られる。
【００４４】
第４実施形態のＦＲＰ格子部材１００を説明する。図６はその縦壁１１０の断面図である。このＦＲＰ格子部材１００は、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００に較べると残部１５０の材料のみが異なり、他の構成は同一である。すなわち、この実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、縦壁１１０及び横壁１２０において補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１及び第２の外層１４２を除いた残部１５０が、合成樹脂１７０とフィラー１８０とにより構成されている。横壁１２０の断面は図６に示した縦壁１１０の断面と全く同一である。この合成樹脂１７０はフィラー１８０を取り込んで硬化している。この合成樹脂１７０は、不飽和ポリエステル樹脂であるが、この実施形態によって本発明のＦＲＰ格子部材に用いられる合成樹脂の種類が限定解釈されることはなく、合成樹脂として、例えば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、アリル樹脂などを用いることができる。この第４実施形態で用いたフィラー１８０は砂である。このように合成樹脂１７０よりも安価なフィラー１８０を用いると、ＦＲＰ格子部材１００のコスト低減に寄与することができる。このような目的で用いられるフィラーとして、例えば珪砂、タルク、炭酸カルシューム、カオリン、ガラスパウダーなどがある。また、フィラーとしてガラスバルーンを用いてもよい。これは主として軽量化が目的である。バルーンは中空の粒状材料であり、他にも、例えばシラスバルーン、プラスチックバルーンなどがある。さらに、フィラーとして水酸化アルミニュームを用いると、高温で水分を放出するので、難燃剤としても機能する。この第４実施形態の変形例として、縦壁及び横壁の構成を第２実施形態若しくはその変形例又は第３実施形態若しくはその変形例の構成とし、縦壁及び横壁における補強繊維が配置された外層を除いた残部を、合成樹脂とフィラーとにより構成したＦＲＰ格子部材がある。
【００４５】
第４実施形態のＦＲＰ格子部材１００の製造方法は、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００の製造方法と同様であるが、フィラー１８０を用いるため、残部１５０の成形工程のみが異なる。すなわち、いわゆるウェット成形による製造方法でも、いわゆるドライ成形による製造方法でも、残部１５０の成形工程は、成形型２００の溝２１０、２２０に合成樹脂１７０とフィラー１８０の混合物を流し込む工程になる。このことは上記変形例の製造方法においても同様である。
【００４６】
第４実施形態のＦＲＰ格子部材１００のように、補強繊維１６０が配置された第１の外層１４１及び第２の外層１４２を除いた残部１５０を合成樹脂１７０とフィラー１８０とにより構成したときの作用及び効果は次のとおりである。すなわち、第１の外層１４１及び第２の外層１４２を除いた残部１５０は応力状態が比較的厳しくないので、この部位を合成樹脂１７０とフィラー１８０とにより構成しても破壊などの問題が起こりにくい。その場合、第４実施形態のようにフィラー１８０として安価な材料を選択すれば、さらにコストが低減される。また、フィラーとして、例えばガラスバルーン、シラスバルーンなどのような中空素材を用いれば、ＦＲＰ格子部材が、より軽量になる。さらに、フィラーとして、例えば水酸化アルミニュームを用いると、ＦＲＰ格子部材の難燃性が高くなる。変形例においても同様の作用及び効果が得られる。
【００４７】
第５実施形態のＦＲＰ格子部材１００を説明する。図７はその横壁１２０の断面図である。このＦＲＰ格子部材１００は、第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００に較べると横壁１２０の構成のみが異なり、他の構成は同一である。すなわち、横壁１２０は、硬化し成形された合成樹脂１７０を備えているが、補強繊維を備えていない。この第５実施形態の変形例として、第２実施形態若しくはその変形例、第３実施形態若しくはその変形例、又は第４実施形態若しくはその変形例において横壁１２０を、硬化し成形された合成樹脂１７０を備え且つ補強繊維を備えていない構成としたＦＲＰ格子部材１００がある。製造方法は、いわゆるウェット成形による製造方法でも、いわゆるドライ成形による製造方法でも、縦壁については対応する各実施形態又はその変形例のときと同様であり、横壁１２０については合成樹脂の流し込みにより行う。
【００４８】
この第５実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、例えばＦＲＰ格子部材１００を縦壁１１０の縦方向両端でそれぞれ単純支点でもって支持し、横壁１２０の横方向両端を支持しないときのように、縦壁１１０に曲げによって生じる引っ張り応力が横壁１２０に曲げによって生じる引っ張り応力よりも大きくなるときなどに使用するのに好適である。変形例においても同様の作用及び効果が得られる。
【００４９】
図８は第６実施形態のＦＲＰ格子部材１００を示す。第１実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、二つの交差部１３０の間の長さが、縦壁１１０と横壁１２０とでほぼ等しかった。これに対し、第６実施形態のＦＲＰ格子部材１００は、二つの交差部１３０の間の長さが、縦壁１１０よりも横壁１２０の方が長くなっている。その他の構成は第１実施形態と同様である。製造方法は第１実施形態のときと同様である。縦壁及び横壁の構成を第２実施形態若しくはその変形例、第３実施形態若しくはその変形例、第４実施形態若しくはその変形例、又は第５実施形態若しくはその変形例の構成としてもよく、そのときの製造方法は対応する各実施形態又はその変形例のときと同様である。
【００５０】
本発明のＦＲＰ格子部材は、以上の実施形態のＦＲＰ格子部材の特徴を組み合わせた実施形態を全て含む。例えば、以上の実施形態は、いずれも外層及び残部の構成を縦壁と横壁とで同様にしたが、第１実施形態ないし第５実施形態のうちいずれか一つの縦壁と、他の実施形態の横壁とを組み合わせたＦＲＰ格子部材も本発明のＦＲＰ格子部材に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１実施形態のＦＲＰ格子部材の一部を断面して示した斜視図である。
【図２】第１実施形態のＦＲＰ格子部材の縦壁の拡大断面図である。
【図３】第１実施形態の成形型の一部を断面して示した斜視図である。
【図４】第２実施形態のＦＲＰ格子部材の縦壁の拡大断面図である。
【図５】第３実施形態のＦＲＰ格子部材の縦壁の拡大断面図である。
【図６】第４実施形態のＦＲＰ格子部材の縦壁の拡大断面図である。
【図７】第５実施形態のＦＲＰ格子部材の横壁の拡大断面図である。
【図８】第６実施形態のＦＲＰ格子部材の一部を断面して示した斜視図である。
【図９】本発明の実施形態にかかるＦＲＰ格子部材の支持形態の一つを示す斜視図である。ＦＲＰ格子部材を排水口から浮かせて示している。
【図１０】本発明の実施形態にかかるＦＲＰ格子部材の支持形態の他の一つを示す斜視図である。ＦＲＰ格子部材を排水溝に嵌めて示している。
【符号の説明】
【００５２】
１００ ＦＲＰ格子部材
１１０ 縦壁
１２０ 横壁
１３０ 交差部
１４１ 第１の外層
１４２ 第２の外層
１５０ 残部
１６０ 補強繊維
１７０ 合成樹脂
１８０ フィラー
２００ 成形型
２１０ 縦の溝
２２０ 横の溝
３００ 排水口
３１０ 開口
３２０ 受け面
４００ 排水溝
４１０ 開口
４２０ 受け面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する縦方向、横方向、及び厚さ方向をとったときに、横方向に向き且つ横方向に間隔をあけて配置された複数の縦壁と、縦方向に向き且つ縦方向に間隔をあけて配置された複数の横壁とが交差し且つこの交差部で一体的に設けられてなり、
縦壁が、縦方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された合成樹脂とを備え、
横壁が、硬化し成形された合成樹脂を備え、
上記補強繊維が、縦壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち片方又は両方の外層にのみ配置されているＦＲＰ格子部材。
【請求項２】
横壁が、さらに、横方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置されて上記横壁の合成樹脂に取り込まれた補強繊維を備え、
この補強繊維が、横壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち片方又は両方の外層にのみ配置されており、縦壁の補強繊維が片方の外層にのみ配置されているときには横壁でも補強繊維が同じ側の片方の外層にのみ配置されている請求項１のＦＲＰ格子部材。
【請求項３】
補強繊維が配置された外層を除いた残部が合成樹脂のみで形成されている請求項1又は請求項２のＦＲＰ格子部材。
【請求項４】
補強繊維が配置された外層を除いた残部が合成樹脂とフィラーとにより構成されている請求項1ないし請求項３のうちいずれか１項のＦＲＰ格子部材。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項のＦＲＰ格子部材を製造する製造方法であって、
補強繊維に合成樹脂を含浸した状態で引き揃えて成形型の溝に積層し、必要に応じて追加の合成樹脂を流し込む外層の成形工程と、
この外層の成形工程の前又は後に行われ、成形型の溝に合成樹脂、又は合成樹脂及びフィラーの混合物を流し込む残部の成形工程と、
合成樹脂が硬化したＦＲＰ格子部材を脱型する脱型工程とを備えたＦＲＰ格子部材を製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項のＦＲＰ格子部材を製造する製造方法であって、
補強繊維を引き揃えて成形型の溝に積層してから合成樹脂を流し込み、補強繊維に合成樹脂を含浸させる外層の成形工程と、
この外層の成形工程の前又は後に行われ、成形型の溝に合成樹脂、又は合成樹脂及びフィラーの混合物を流し込む残部の成形工程と、
合成樹脂が硬化したＦＲＰ格子部材を脱型する脱型工程とを備えたＦＲＰ格子部材を製造方法。
【請求項１】
互いに直交する縦方向、横方向、及び厚さ方向をとったときに、横方向に向き且つ横方向に間隔をあけて配置された複数の縦壁と、縦方向に向き且つ縦方向に間隔をあけて配置された複数の横壁とが交差し且つこの交差部で一体的に設けられてなり、
縦壁が、縦方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置された補強繊維と、この補強繊維を取り込んで硬化し成形された合成樹脂とを備え、
横壁が、硬化し成形された合成樹脂を備え、
上記補強繊維が、縦壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち片方又は両方の外層にのみ配置されているＦＲＰ格子部材。
【請求項２】
横壁が、さらに、横方向に延び且つ厚さ方向に層状に配置されて上記横壁の合成樹脂に取り込まれた補強繊維を備え、
この補強繊維が、横壁における厚さ方向の両端部に形成された二つの外層のうち片方又は両方の外層にのみ配置されており、縦壁の補強繊維が片方の外層にのみ配置されているときには横壁でも補強繊維が同じ側の片方の外層にのみ配置されている請求項１のＦＲＰ格子部材。
【請求項３】
補強繊維が配置された外層を除いた残部が合成樹脂のみで形成されている請求項1又は請求項２のＦＲＰ格子部材。
【請求項４】
補強繊維が配置された外層を除いた残部が合成樹脂とフィラーとにより構成されている請求項1ないし請求項３のうちいずれか１項のＦＲＰ格子部材。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項のＦＲＰ格子部材を製造する製造方法であって、
補強繊維に合成樹脂を含浸した状態で引き揃えて成形型の溝に積層し、必要に応じて追加の合成樹脂を流し込む外層の成形工程と、
この外層の成形工程の前又は後に行われ、成形型の溝に合成樹脂、又は合成樹脂及びフィラーの混合物を流し込む残部の成形工程と、
合成樹脂が硬化したＦＲＰ格子部材を脱型する脱型工程とを備えたＦＲＰ格子部材を製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項のＦＲＰ格子部材を製造する製造方法であって、
補強繊維を引き揃えて成形型の溝に積層してから合成樹脂を流し込み、補強繊維に合成樹脂を含浸させる外層の成形工程と、
この外層の成形工程の前又は後に行われ、成形型の溝に合成樹脂、又は合成樹脂及びフィラーの混合物を流し込む残部の成形工程と、
合成樹脂が硬化したＦＲＰ格子部材を脱型する脱型工程とを備えたＦＲＰ格子部材を製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２０８２７９（Ｐ２００９−２０８２７９Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１５６０（Ｐ２００８−５１５６０）
【出願日】平成２０年３月３日（２００８．３．３）
【出願人】（５９６１１６０３１）株式会社旭東樹脂 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３日（２００８．３．３）
【出願人】（５９６１１６０３１）株式会社旭東樹脂 (1)
【Ｆターム（参考）】
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