JPH03140609A - 炭素／炭素複合体ファスナー - Google Patents

炭素／炭素複合体ファスナー

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JPH03140609A
JPH03140609A JP2136889A JP13688990A JPH03140609A JP H03140609 A JPH03140609 A JP H03140609A JP 2136889 A JP2136889 A JP 2136889A JP 13688990 A JP13688990 A JP 13688990A JP H03140609 A JPH03140609 A JP H03140609A
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carbon
core
thread
ceramic
forming
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シャラド　ラムチャンドラ　モジェ
Mark J Purdy
マーク　ジェームズ　パーディ
Wei-Teh Shih
ウェイ―テー　シー
James A Tallon
ジェームズ　エー．タロン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ファスナーとして用いるのに適する、炭素
もしくはセラミック繊維強化／炭素もしくはセラミック
マトリックスのねじ付き部材右よびその製造方法に関す
る。さらに詳しくは、本発明は、多方向に伸びる繊維で
強化され、その繊維の少なくとも一部がねじの方向に伸
び、他の繊維がねじと交差する方向に伸びている、炭素
および／もしくはセラミック繊維／炭素および／もしく
はセラミックマトリックスのねじ付き複合部材およびそ
の製造方法に関する。
発明の背景 繊維強化重合体樹脂複合材料は、それが有する強度対重
量特性のために、現在広く用いられている。これらの特
性を最大にすることが望まれる場合、炭素／炭素複合材
料は、液体樹脂含浸物または固体樹脂プリプレグの熱分
解または化学気相成長または化学気相浸透によって形成
された、熱分解的に形成された炭素のマトリックスによ
り結合されたＰＡＮまたはピッチから誘導された如き炭
素繊維から形成されている。そのような炭素／炭素複合
材料の形成のための基本技術はかなり前から存在してい
るけれども、そのような複合材料の固有の性能特性の必
要性がより広く認識されるようになったことから、現在
広く研究されている。
最近、そのような複合材料の構成成分は、互いに他とま
たは通常の金属ファスナーまたは接着剤の如き他の材料
を用いて、例えば、機体の構造複合体と、組み合わされ
る。通常の金属の機械的ファスナーは、いくつかの理由
で、不十分である。
それらは、重たいという欠点を有し、電蝕を受けやすい
。通常の飛行条件の間に生じる振動および嵐や緊急事態
で経験される過大な負荷は、複合構造接合部に対するフ
ァスナーの破損を生じることもある。そのような炭素／
炭素複合材料が極端な温度差に曝される場合には、その
ような通常の機械的ファスナーと炭素／炭素複合材料の
ファスナーとの熱膨張係数の差が炭素／炭素複合材料の
特性の望ましくない低下または低効用化またはそのよう
な接合部の早期の破損を招き、またはこの組み合わせ材
料が曝される使用条件を限定することとなる。そのよう
な炭素／炭素複合体を接合するのに接着剤が用いられて
いるけれども、そのような接着剤で結合された接合部は
作業および補修のた゛めの分解が容易にできなくなる。
複合プラスチックファスナーを用いて上記の問題を解消
しようとすることが試みられているけれども、経済的お
よび技術的な欠点から、これらの初期の試みは広く採用
されるに到っていない。
これらの初期の試みの例は、下記の米国特許である。
米国特許番号　　　　　筆頭発明者 ３４９５４９４　　　　　　　　Ａ、　Ｌ、５ｃｏｔｔ
４４７８５４４　　　　　　　５ｔｒａｎｄ２３０６５
１６　　　　　　　　　　　　　　　２ａｈｎ４３８９
２６９　　　　　　　　Ｃｏｏｐｅｒ４２６５９８１　
　　　　　　　ＣａｍｐｂｅｌｌＳｃｏｔｔは、複数の
樹脂含浸されたガラス繊維強化フィラメントがねじの断
面を通じて巻き付いた状態で、ねじ付き部材の軸の長さ
方向に伸びている、ガラス繊維強化ねじを有するねじ付
きプラスチック部材を開示している。この部材は、形成
されるべき部材の形状に相当するキャビティーを有する
精密な金型を用いて製造される。
５ｔｒａｎｄは、使用に際して加熱されて固定の前に樹
脂が軟化され、マトリックスの完全な重合が行われる不
完全重合熱樹脂マトリックス中に埋入された炭素繊維か
らなる強化プラスチックリベットを開示している。５ｔ
ｒａｎｄのリベットは、ねじ付きでなく、樹脂の早すぎ
る硬化を防止するために、使用の前にコントロールされ
た低温の環境で貯蔵しなければならないという不利益を
有する。
Ｚａｈｎは、中空の注型用金型を製造するためのパター
ンとして機能するねじ付きファスナー上の、ゴムの如き
離型材料または膜の使用を開示している。
Ｃｏｏｐｅｒは、樹脂含浸されたトウが編まれたトウチ
ューブ部分の回りに巻かれ、次いで編まれたトウチュー
ブがその上に置かれて、内部加圧され、熱硬化されたア
ッセンブリーが形成されている、スポーツラケットフレ
ームを開示している。
Ｃａｍｐｂｅｌｌは、連続マルチフィラメントまたはス
トリップによりらせん状に巻かれ、マトリックス樹脂中
に埋入された多数の平行なフィラメントを含む耐衝撃性
の複合体を開示している。
炭素／炭素複合の機械的ファスナーは、炭素／炭素材料
のより大きなブロックを機械加工することにより形成さ
れている。
完全な調査を行ったわけではないけれども、上記から、
炭素／炭素複合パネル材料または構造部材とももに用い
るのに適するねじ付きの複合ファスナーが必要とされて
いることは明らかである。
高価な金型を用いることなく経済的に製造し得る複合フ
ァスナーが強く望まれており、宇宙用途や過酷な化学的
環境において用いされるものの如き近代的な複合材料に
類似の物理的特性を示すファスナーが必要とされている
のである。
〔発明の要約〕
本発明の観点によれば、延伸コアー、該コアーの外面に
炭質又はセラミク材料により結合される炭素又はセラミ
ック繊維含有ねじ山構成要素（該ねじ山構成要素は、コ
アーの縦方向のまわりに及びそれに沿って螺旋形に延び
、そしてコアーの外側に放射状に突出する）、及び前記
ねじ山構成要素をコアーに固定する強化繊維層を含んで
成る外部ねじ山加工された炭素又はセラミック複合部材
が供給される。コアーは、強化された又は強化されてい
ない中実又は中空繊維であり得る。前記螺旋形のねじ山
構成要素は好ましくは、繊維の東、又は炭素マトリック
スと共にそのような繊維のプレードされた又は巻きつけ
られた部材にねじ山加工され得る連続炭素繊維強化材を
含む。前記ねじ山構成要素は、コアーの外面に炭素マト
リックスにより結合される炭質フィラメントの一体管状
ブレード層の部材であり得る。螺旋形ねじ山構成要素は
、コアー上に予備形成され、そしてその後、強化繊維層
がその上に現場形成され、ここでその繊維層は、組合さ
れたコアー及びねじ山構成要素の外面を囲い、適合し、
そして螺旋形ねじ山構成要素を固定する。いづれかのコ
アー、ねじ山構成要素及び強化繊維層から成るファスナ
ーは、連続又はステープル繊維又は両者のブレンドを含
むことができる。
本発明のもう１つの観点によれば、外部ねじ山加工され
た複合ねじ山部材の製造方法が提供され、ここで前記方
法は、 ａ）炭素、セラミック、炭素の前駆体及びセラミックの
前駆体から成る群から選択された材料から成形される延
伸されたコアーを供給し；ｂ〉前記コアーに螺旋形ねじ
山構成要素を貼り、ここで前記ねじ山構成要素は、炭素
、セラミック、炭素の前駆体及びセラミックの前駆体か
ら成る群から選択された材料から形成されており；Ｃ）
前記ねじ山構成要素を前記コアーに固定する強化繊維層
を前記コアー上に形成し、ここで前記強化繊維層は、炭
素、セラミック、炭素の前駆体及びセラミックの前駆体
から成る群から選択された材料から形成されており；そ
して ｄ）外部ねじ山加工された繊維強化非金属複合部材を形
成するために、組合されたコアー、ねじ山構成要素及び
繊維層を熱分解することを含んで成る。
本発明のもう１つの観点によれば、炭素又はセラミック
マトリックスにおける炭素又はセラミック繊維から形成
される中空の内部ねじ山加工された炭素又はセラミック
複合部材が供給され、ここで前記部材は一体ねじ山を有
する内面を有し、前記ねじ山は、前記部材の軸方向に延
長し、そして前記ねじ山に適合する強化繊維層を含む。
前記強化繊維は好ましくは、ねじ山の輪郭に密接に適合
する連続起伏部材を有する。
本発明のさらにもう１つの観点によれば、中空の内部ね
じ山加工された炭素又はセラミック複合部材を製造する
ための方法が提供され、ここで前記方法は： 剥離剤により処理されている外部ねじ山加工された円柱
状コアーを供給し；そして コアーを囲み、そしてコアーのねじ山に適合する強化繊
維層をコアー上に形成しすることから成り、ここで前記
強化繊維層は、炭素繊維、セラミック繊維、炭素繊維前
駆体、セラミック繊維前駆体から成る群から選択された
材料から形成される。
本発明のもう１つの観点によれば、補足的なねじ山ピッ
チ及びねじ山直径の外部ねじ山加工された炭素又はセラ
ミック部材にねじ山加工的に連結される中空の内部ねじ
山加工された炭素又はセラミック複合部材が組合して供
給される。
本発明のさらにもう１つの観点によれば、補足的なねじ
山ピッチ及びねじ山直径の外部ねじ山加工された部材に
炭素又はセラミックマトリックスによりねじ山加工的に
連結され、そして結合される中空の内部ねじ山加工され
た炭素又はセラミラフ１繊維強化性炭素又はセラミック
マトリックス部材が供給される。
特に好ましい態様においては、コアーは、炭素繊維強化
性炭素マトリックスからそれ自体形成される。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、次の特定の記載
及び請求項並びに添付図面から明らかになるであろう。
〔発明の詳細な記述〕
本明細書で使用されるところの「有する」、「包含する
」、「含んでなる」および「含有する」の語は同意語で
ある。本明細書の「パーセンテージ」、「率」および「
割合」のすべては、請求項を含め使用時点で別に定義を
しない限り容量基準である。具体的な説明を簡略化する
ため、以下の詳細な記述は炭素／炭素複合ファスナーに
焦点を当てるであろう。しかしながら、この発明による
複合ファスナーを作製するのにセラミック材料を単独で
用いるか、あるいは特定の実施態様では炭素繊維および
炭素マ）　ＩＪフックス組み合わせて用いてもよいこと
を理解しなければならない。
用語の定義 Ａ５　本明細書で使用する「ロッド」の語は、中空また
は中実であってもよい細長い棒材を意味する。
３０本明細書で巻型と関連して使用する「ピッチ」の語
は、ねじ込み部材の螺旋ねじ山上のある点から同一の螺
旋部材によって形成される隣接するねじ山の対応する点
までをそのねじ込み部材の軸線に対して平行に実測され
る距離を意味する。
Ｃ１本明細書で使用される「つる巻角」の梧は、ねじ山
が規定する螺旋部材とねじ込み部材の長手方向の巻き路
によって形成される鋭角を意味する。
等しい芯径とねじ山が規定する部材の半径方向の突起を
有するねじ込み部材については、より大きなつる巻角は
より小さなピッチに対応する。
００本明細書で使用する「炭素繊維」の梧は、例えば、
ウール、レーヨン、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）お
よびピッチのような天然および合成繊維を１０００℃以
上の温度で加熱処理することによって製造される繊維を
いう。
Ｅ１本明細書で使用する「黒鉛繊維」の語は、炭素繊維
の２０００℃以上の黒鉛化温度における加熱処理によっ
て製造される繊維をいう。
Ｆ１本明細書で使用する「熱分解材料」の梧は、炭素前
駆体またはセラミック前駆体の熱分解によって支持体上
に付着されている炭素またはセラミックをいう。
Ｇ１本明細書で使用する「熱分解炭素」の語は炭素前駆
体の熱分解によって支持体上付着されている炭素材料を
いう。
Ｈ５本明細書で使用する「熱分解黒鉛」の梧は、１７５
０〜２２５０℃の温度範囲を通して炭化水素から付着さ
れる炭素をいう。それは、熱分解炭素を形成する特殊な
高温である。
１２本明細書で使用する「熱分解浸透」は、多孔質繊維
や粒状支持体の含浸強化加工を説明するために使用され
る語である。普通の加工方法は、化学蒸着（ｃＶＤ）お
よび化学蒸気浸透（ｃＶＩ）である。炭素材料およびセ
ラミック材料は、このような加工を用いてその場で形成
してもよい。
３６本明細書で使用する「炭質」とは、炭素を含有する
かまたは炭素から構成される材料をいう。
Ｋ３本明細書で使用する「炭化性」とは、熱分解にかけ
た場合に炭素まで転化される有機材料をいう。
５１本明細書で使用する「セラミック」とは、無機の非
金属材料ををいう。
炭素／炭素複合材料の設計、製造、使用および特性は次
の特許に例示され、 特許権者　　　特許番号（米国特許）　発行日Ｂａｕｅ
ｒ　　　　　第３．９９１．２４８号　　　１９７６年
１１月９日５ｔｏｖｅｎ　　　　　第４．４００．４２
１号　　　１９８３年８月２３日Ｈａｒｄｅｒ　　　　
第４．５６７、００７号　　　１９８６年１月８日Ｖａ
ｓ　ｉ　ｌｏｓ　　　　第４．６１３．５２２号　　　
１９８６年９月２３日Ｓｔｒａｎｇｍａｎ　ら　第４．
６６８．５７９号　　　１９８７年５月２６日５ｈｕｌ
ｔＺ　　　　　第４．５７６、７７０号　　　１９８６
年３月１８日Ｙｅａｇｅｒら　　　第４．６５９．６２
４号　　　１９８７年４月２１日ならびに以下の刊行物
に例示されているであろう： １、　　Ｅｒ１ｃ　Ｆｉｔｚｅｒ、”Ｃａｒｂｏｎ　Ｆ
ｉｂｅｒｓ−ｔｈｅ　ＭｉｒａｃｌｅＭａｔｅｒｉａｌ
　ｆｏｒ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ　Ｂｅｔｗｅｅｎ
　５　ａｎｄ３ＱＱＱｋ”、　Ｈｉｇｈ　Ｔｅｍｐｅｒ
ａｔｕｒｅｓ−Ｈｉｇｈ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ１１８　
（１９８６）　４７９−５０８゜２、　　Ｅ、Ｆｉｔｚ
ｅｒおよびＷ、Ｈｕｔｔｎｅｒ、　”５ｔｒｕｃｔｕｒ
ｅ　ａｎｄＳｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　Ｃａｒｂｏｎ／Ｃ
ａｒｂｏｎ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ’。
Ｊ、　Ｐｈｙｓ、　Ｑ：Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓｌ、　１
４　（１９８１）　３４７−７１゜３、　εｒｉｃ　Ｆ
ｉｔｚｅｒ、”Ｔｈｅ　Ｆｕｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｃａｒｂ
ｏｎ／ＣａｒｂｏｎＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ”、Ｃａｒｂ
ｏｎ、　２５（１９８７）１６３−１９０゜４、　　Ｄ
ｏｎａｌｄ　Ｍ、Ｃｕｒｒｙ、　Ｈ，Ｃ，５ｃｏｔｔお
よびＣ，Ｎ、　Ｗｅｂｓｔｅｒ。
“Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
　ｏｆ　５ｐａｃｅ　５ｈｕｔｔｌｅＲｅｉｎｆｏｒｃ
ｅｄ　Ｃａｒｂｏｎ−Ｃａｒｂｏｎ”、２４ｔｈ　Ｎａ
ｔｉｏｎａｌＳＡＭＰＥ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、　１５
２４ページ（１９７９）。
５、　　Ｈ，Ｍ、５ｔｏｌｌｅｒ、Ｂ、Ｌ、Ｂｕｔｌｅ
ｒ、Ｊ、、Ｄ、Ｔｈｅｉｓ、Ｍ、Ｌ。
Ｌｉｅｂｅｒｍａｎ、”Ｃｏｍｐｄｓｉｔｅｓ　Ｒｅ５
ｅａｒｃｈ　ａｎｄＭｅｅｔｉｎｇ　ＡＩＭＢ（１９７
１）。
材料 この発明に従う炭素／炭素複合ファスナーの第１の成分
は、約２５〜約７０容積％の量で存在する炭素繊維であ
る。黒鉛繊維を含むすべての炭素繊維が使用できるかも
知れないが、ＰＡＮ　（ポリアクリロニトリル）または
ピッチから製造された炭素繊維を使用することが好まし
い。適当な繊維の例としては、商品名ＧＲＡＦＩＬ　Ｘ
ＡＳの下にコールタアールズーグラフイル（ｃｏｕｒｔ
ａｕｌｄｓ−Ｇｒａｆｉｌ）から入手可能なもの、商品
名ＡＳ−４、ＨＭＳおよびＩＪＨＭＳ　（ＰＡＮ基材）
の下にハーキニルズ社（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ、　Ｉｎｃ、
）から入手可能なもの、商品名ＴＨＯＲＮＥＬ　Ｔ−３
００（ＰＡＮ−基材）およびＰ−２５（ピッチ基材）の
下にアモコ・パー７　オフ　７ンス・プロダクト社（Ａ
＋ｎｏ、ｃｏ　ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＰｒｏｄｕｃｔ
ｓ、　Ｉｎｃ、）から入手可能なもの、商品名ＣＥＬＩ
ＯＮ（ＰＡＮ−基材）の下にバスフ（ＢＡＳＦ）から入
手可能なもの、ならびにタイプＥ−７５およびＢ−１０
０（ピッチ基材）のイー・アイ・デュポンデネモースア
ンドカンパ−’−−（ＩＥ、Ｉ、　ｄｕＰｏｎｔ　ｄｅ
Ｎｅｍｏｕｒｓ　＆　Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能な
ものが挙げられる。この繊維のデニールは、好ましくは
２５０〜３０００の範囲にある。選ばれる特定の繊維お
よび使用される繊維の量は、完成複合ファスナーに求め
られる特性および製造業者がそのような特性を得る際に
負担することを意図する原価により左右される。同一の
構造用特性を有する繊維をより多量に使用することは、
向上した性能を有するこの発明の複合ファスナーをもた
らすであろう。破断や疲労に対して上昇した抵抗性を有
する繊維の同量を使用することは、向上した性能を有す
る複合ファスナーをもたらすことが予期されうる。
炭素繊維の連続トウまたはステーブルもしくはステーブ
ルと連続繊維のブレンドを使用してもよい。後述する例
では、製造工程で使用するための糸またはトウを形成す
るようにステーブルが配列される。
炭素繊維の直径は限定されないものと信じられる。この
炭素／炭素複合材料の製造で使用するための典型的な市
販の炭素繊維は、約４〜約１０ミクロンの直径の範囲内
にある。どのようなものもこの発明で使用するのに適切
であると思われる。しかしながら、直径１０ミクロンを
有するピッチを基材とする繊維は、ねじ山を規定する要
素をオーバーレイする布補強性層が形成される際に遭遇
するようにコーナーの周囲を形成することが困難である
かも知れない。
この発明に従う炭素／炭素複合ファスナーの作製で使用
される第二の成分は、バインダー系である。バインダー
系には、有機樹脂とその樹脂用の任意の有機溶媒を含む
。この有機樹脂は、それらが場合により別のものや心材
に加工される炭素／炭素ファスナーの成形品中にだくわ
えられるときには、炭素繊維を接着するための粘着付与
剤および接着促進剤のようにその分解温度を下まわる温
度で機能する。有機溶媒は、有機樹脂の湿潤や炭素繊維
トウ中への流入を促進する目的で使用することが可能で
ある。特に好ましい樹脂は、それぞれ約５０〜約９０％
の炭化率を有するフェノール樹脂およびコールタールピ
ッチであるが、約４０〜約９５重量％の炭素含有率を有
する炭素を提供する熱分解可能な有機ポリマー前駆体材
料のどのようなものであっても許容される。また、ポリ
イミドおよびフラン樹脂も有用である。これらの炭素繊
維についてのバインダーとして、典型的には、前記のよ
うな有機ポリマー前駆体材料の約２０〜約６０重量％が
使用される。他の適当なバインダーは、分解温度に至る
ときそれらが実質的に少し後にも揮発性を残すかまたは
炭化されないので仮のバインダーとして考慮できるにす
ぎない。このような仮のバインダーの例は、ポリビニル
アルコール類と殆どのエポキシド類である。
外側ねじ山部材およびその製造 外側ねじ山部材の製法には次の２つの主要な製法がある
＝　（１）編組した布帛層内にねじ出画成部材を含まし
める方法および（２）らせん状ねじ出画成部材を適用し
次いで該ねじ出画成部材上に横たわる強化布帛層を適用
する方法。
第１Ａ図、第１Ｂ図、第１Ｃ図、第１Ｄ図、第１Ｅ図お
よび第１Ｆ図は、編組操作を介して本発明に係る外側ね
じ山複合材料部材の種々の態様およびそれらの製造を示
す。
第１Ｂ図および第１Ｃ図において、本発明に係る外側ね
じ山部材１０の一つの態様を示す。外側ねじ山部材１０
は、伸直コア１２および炭素マトリックスの如き熱分解
材料によってコア１２の外表面に結合された管状編組層
１４を含む。編組層１４は、ねじ出画成部材１６を含み
、これはコア１２の円筒のまわりでらせん状でかつそれ
に沿って延びている。ねじ糸面成部材１６は、また管状
編組層１４の必須の部分である。ねじ出画成部材１６（
これは第４図に個々に示される）は、他の非ねじ山画成
の突出１８よりもより大きな円筒方向の突出を有してい
る。該突出１８の一つが第５図に示されてふり、これは
部材１６と共に管状編組層１４を形成する。
与えられた大きさのねじ出画成部材に対して、ねじ山の
らせん角度は、コアの大きさに応じて直接変化する。与
えられた直径のコアに対して、ねじ出画成部材のらせん
角度は、ねじ出画成部材の大きさとは逆に変化する。ね
じ出画成部材のらせん角度は、一般に５０度と９０°度
よりも幾分小さい角度の範囲である。選択されたヘリッ
クス角度は、ファスナーの製造に用いられる材料、ファ
スナーの充てん密度およびファスナーに対して意図され
た適用の企画要求に基づくであろう。
コア棒１２は、好ましくは円筒状であるが、他の断面形
状も例えば六角形並びに６面以上を有する多角形の形状
あるいは長円形もとりうる。コア１２は、図示されるよ
うに充実したものであるか、又は中空でもよい（図示せ
ず）。コアの選択は、基本的には、そのような適用に対
して要求される現実の性質に従って意図された最終使用
に基づいている。低温度および低圧力の適用において、
例えばスタックポールカーボンカンパニーから入手でき
るスタックポール２３０１　（これは例示でありこれに
制限されない）のグラファイトによって形成されたコア
を利用することが適当である。より大きな力が望まれる
か又は必要な場合、炭素又はコアのグラファイトマトリ
ックスは不連続もしくは連続炭素繊維で満たされる。最
大の引張り強度が要求される場合、コアは好ましくは炭
素マトリックスと結合した、軸方向に延びた連続炭素繊
維から好ましく形成される。最大の引張り強度が要求さ
れる場合、繊維は引張荷重中に引き抜きを避けるためマ
トリックスに対して十分な結合力を達成するために要求
される長さに少なくとも等しい最小長さを有しなければ
ならない。軸方向に延びた繊維は、同様にコアの長さ方
向に延びている。多くの適用において、ファスナーは引
張り荷重よりも主にせん断荷重に委ねられるであろう。
これらの適用において、ステープル繊維は適当である。
コア１２の繊維は、炭素質マトリックスのモジュラスよ
りもより大きいかまたはより小さいヤングモジ二ラスを
有しており、このマトリックスにおいて繊維は埋めこま
れておりかつそれによって繊維は互いに結合している。
高モジュラスと高強度および温度抵抗性が要求される場
合の適用に対する特に適当なコアは、炭素マトリックス
中で結合された連続炭素フィラメントから形成された棒
である。このようなコアは、連続フィラメント炭素トウ
を炭素質樹脂プリカーサ−で湿潤しもしくは含浸し、湿
潤したトウを円形グイ内に引張り、しかる後、樹脂を焼
成しそれを構造的に堅い形状に硬化させる。熱分解は、
好ましくはこの時点ではなされない。むしろ、熱分解は
好ましくは、連続的に軸方向に延びた炭素繊維を結合す
る炭素マ）　ＩＪラックス形成するため、ねじ出画成部
材および強化布帛層の適用後に達成される。押出し／引
出棒製品は、例えばタレアティブブルトルージョンから
商業的に入手可能である。
ねじ出画成部材１６は、上記の繊維を含む適当な炭素質
繊維から形成される。例えばアモコパーフォマンスプロ
ダクト社から人手可能なＴＨＯＲＮＥＬＴ−３００の如
き高モジュラスおよび高強度の繊維が極めて適当である
。余りにもろくねじ山の所望の径に対して曲げられない
繊維は、好ましくない。
ヘルトラグラフィテックスＸＡＳの如きステープル繊維
はまた、離層に対して抵抗性を増すため極めて好ましい
。
繊維は、酸化および／または炭素マトリックスに対する
結合に対する抵抗性を増加させるため処理される。この
ような処理は、本発明の範囲内ではないが、炭素繊維強
化複合材の製造における当業者には周知である。
第４図に示すように、ねじ出画成部材１６それ自身は、
例えば一般に断面円形状の炭素繊維の如き複数の副部材
１７から成る。繊維１７は熱分解材料で被覆され、この
材料は後に、外側ねじ山ファスナーの形成後に熱分解さ
れ炭素マトリックスとなる。
繊維１７は、共に力ｑ撚され糸となる。複数のコードは
加熱されより大きなねじ出画成部材を形成する。
複数の繊維束または複数の糸または複数のコードはそれ
ら自身編組されねじ出画成部材を形成する。
ねじ出画成部材１６は、部材１６がコア１２から、編組
層１４の部材１８の残余よりもより多量だけ円周外方に
突出するのを確保するためその断面円形状からの変形に
抵抗すべきである。いくつかの好ましい態様において、
部材１６はコアに適用前に断面円形状でありその後のコ
アの適用は、はぼＤ形の断面形状であり、わずかに形成
されここではこれはコアと接触する。部材１６は、コア
１２上に編組されるので、そのような円形断面形状から
実質的変形に抵抗すべきである。部材１６のこれらの性
質は、内実円形束を形成するため密に圧縮された繊維の
部材１６を形成することによりおよび／ずたは炭素質ポ
リマー樹脂で副部材１７で予備含浸させることによって
達成される。
第５図に示すように、編組層１４の各々の非ねじ出画成
部材１８は、好しくは平らにされた断面形状を有する。
非ねじ出画成部材１８は、撚られたもしくは未燃の適当
な炭素繊維から形成され、糸もしくはカードに形成され
又は平らなストリップに編成される。る。非ねじ出画底
部材は、編組層１４を形成する前に炭素化可能な樹脂で
含浸される。図示される如く、複数の連続炭素フィラメ
ント副部材１９は相並んで位置し非ねじ糸面成部材１８
を形成する。
第１Ｆ図において、本発明に係るねじ山部材５０の別の
態様が示されている。ねじ山部材５０は、それが複数の
ねじ出画成部材１６を含有し、その各々がコア１２に沿
ってらせん状に延びている点において、第１Ｂ図および
第１Ｃ図において示されているものと異なる。ねじ山部
材５０は、１種以上のそのねじ出画成部材が損傷もしく
は破壊される場合においてさえその保持力の重要部分を
維持している。４個のねじ出画底部材が図示されている
けれども、これよりもより多いか又はより少ない数を用
いることができる。
第１Ｂ図、第１Ｃ図、第１Ｆ図に示した実施態様の製造
に利用される製造方法は部分的に第１Ｄ図及び第１Ｅ図
に示されている。常用の管状編組装置２０はそのデツキ
２１中に所望数の糸支持体又はコード支持体を含有する
。支持体の数は限定的ではない。コア１２０表面を完全
に被覆するのに必要な支持体の数は、管状編組の技術分
野の当業者に周知のやり方でコアの寸法に合せて増加さ
せる。
約１　”　　（２，５４ｃｍ）までの直径のファスナに
ついては、共通して利用することができる２４〜３６単
位の単一デツキ編組機を、編組層でコア１２を十分に被
覆するために用いてもよい。本発明によれば、１個又は
複数個の選ばれた支持体２２を、ねじ山−規定要素１６
のスプールに合せるが、説明を簡略化するためにその１
つを第１Ｄ図及び第１Ｅ図に示しである。第４図に示し
たもののように、選ばれた支持体又は残りの支持体２３
のすべてを非−ねじ山−規定要素１８のスプールに合せ
る。コア部材１２が編組装置２０のデツキ２１を介して
通過するにつれ、強化材１６及び１８はコア上に編組さ
れる。この編組作用の結果、ねじ山−規定要素１６は、
複数個の非−ねじ山−規定要素１８によりコア１２に固
定されるが、この非−ねじ山−規定要素１８はねじ山−
規定要素１６のそれとは反対の意味でのらせん状パター
ンでコーア１２を包んでいる。コア１２上のねじ山−規
定要素１６のらせん状経路に沿って移動するものの斜視
図から見ると、ねじ山−規定要素１６はいくつかの地点
で非−ねじ山−規定要素１８と重なり合いかつ他の地点
では非−ねじ山−規定要素１８はねじ山−規定要素１６
とコア１２の間を通過する。このようにして、外部ねじ
重化複合部材は、ねじ出方向を横切って延びる！ａ惟で
強化されると同時にねじ出方向に延びる繊維で強化され
る。
コア１２の円筒状外部表面は、炭素マトリックスへ熱分
解することができる熱可塑性又は熱硬化性高分子で被覆
してもよいしあるいはそのような高分子で形成してもよ
い。編組層の形成の際には、要素１６及び１８のコアへ
の埋封及び結合を促進するためにコアの表面を加熱して
もよい。コアが編組装置を通過する前に又はそれに続け
て、液体結合高分子樹脂をコアに塗布してもよい。この
目的のためには、フェノール性樹脂又はエポキシ樹脂を
利用してもよい。
好ましくは、編組層の要素は、引張り荷重がコアの長さ
方向にかけられた際に、管状編組層が回転に対して安定
であるように管状編組層中に配置される。換言すれば、
合体したコア及び管状編組層の末端に引張り荷重がかけ
られた際にトルクが生じないということである。編組層
とコア間の層間剪断抵抗はステープルファイバーを使用
することにより増加するかもしれない。
編組操作の後、複合部材は熱及び圧力を、例えば、オー
トクレーブ中でかけることによって圧縮固化されてもよ
い。好ましくは、編組に続けて、追加の炭素担持樹脂を
塗布して、編組層を摩耗に対して被覆保護しかつ編組層
のコアへの結合を促進する。別の摩耗抵抗樹脂層を編組
層の結合に弓き続いて施こしてもよい。
第１Ａ図を参考とすれば、本発明による、外側ねじ白化
炭素／炭素複合部材の製造に利用される全行程が略図で
示されている。工程は本明細書に上述したように、コア
の準備からはじまり、コアは第１Ｄ図及び第１Ｅに示し
たもののような編組機を通過して、１個又は複数個のね
じ山−規定要素及び複数個の非−ねじ山−規定要素から
編組層をコア上に形成する。ねじ山−規制要素及び非−
ねじ山−規制要素のそれぞれは繊維性材料、好ましくは
高分子材料から形成される。ねじ山−規定要素及び非−
ねじ山−規定要素の形成に引き続いて、それらは、編組
層の形で、コアへの塗布に先立って又は塗布の際に又は
それに続けて、ポリマー塗布又はポリマー含浸をしても
よい。
編組層の形成後、圧力及び熱を、例えば、オートクレー
ブ中で加えることにより編組層をコーアと圧縮固化する
ことが好ましい。この温度でかける熱の量は結合剤物質
を熱分解させる程には大きくないが、しかし任意の樹脂
結合材を硬化させて編組層の炭素繊維をコアへ結合させ
るのに十分なものである。適切な場合には、ベークアウ
ト回路（ｂａｋｅｏｕｔ　ｃｙｃｌｅ）を用いて、製造
に使用される炭素−担持樹脂の制御分解をおこさせても
よい。その後、昇温しで完全な熱分解をおこさせて炭素
マトリックスを形成する。その後、追加の炭素をその場
で析出させることにより、合体したコア及び編組層を浸
透、強化及び緻密化するために通常のＣＶＤ／ＣＶＩ操
作又は含浸操作を行って、外側ねじ白化炭素繊維強化炭
素複合部材を形成する。
第２Ａ図、第２ＢＩ！ｍ、第２Ｃ図、１２Ｄ図及び第２
Ｅ図には、本発明による外側ねじ白化炭素繊維強化炭素
マ）　ＩＪフックス別の実施態様及びその製造方法が示
されている。第２Ｃ図及び第２Ｄ図に示されているよう
に、本発明による外側ねじ重化炭素複合部材６０の別の
実施態様が示されている。
外側ねじ重化部材６０は、細長いコア１２、コア１２の
円筒状外表面のまわりをそれに沿ってらせん状に延びる
ねじ山−規定要素１６及び合体したコア１２及びねじ山
−規定要素１６の外面を包み、外面に一致しかつ外面と
結合している、編組層６２のような強化繊維層を包含す
る。ねじ山−規定要素１６は、平坦な集束編組要素１８
のような他の非−ねじ山−規定要素のものより、より大
きく直径方向へ突き出しており、その１つを第５図によ
りよく示しであるが、管状編組繊維層６２に形成される
。好ましくは、ねじ山−規定要素１Ｇはコア１２と一体
になっているか又は結合している。
心材１２は前記のようにロッド状である。さらに、心材
は１又は２層の編組布帛、又は心材を捩れ荷重に抵抗性
にするための少な（とも２層の反対方向螺旋状強化繊維
、又は長さ方向即ち心材の軸方向に延びる強化繊維を含
むことができる。好ましいネジ形成部材は炭素質マトリ
ックス中の連続炭素繊維で形成できる。しかし、ネジ形
成部材１６は心材表面に強化繊維層を形成する前に心材
に一体的に形成することができる。ネジ形成部材１６は
第２Ｅ図に示した如き螺旋巻き機７４で心材に対して螺
旋状に適用することが好ましい。ネジ形成部材１６は炭
素短繊維又は連続繊維により作成できる。
第４図に図示した如く、好ましいネジ形成部材はそれ自
身がほぼ円形断面形状の連続炭素繊維である複数のサブ
部材を炭素質重合体前駆体で被覆し心材にレイアップし
た後熱分解して成るものである。
あるいは、ネジ形成部材は心材表面に炭素質樹脂若しく
はピッチ中の粒状炭素材又は繊維単独又は炭素繊維と炭
素前駆体の混合物を押出し又は成形して形成することが
できる。
本発明による雄型ネジ付部材を形成する上記の各態様の
全製造工程は第２Ａ図及び第２Ｂ図に流れ図として示さ
れている。特定の態様の製造工程の一部をさらに第２Ｅ
図に図示する。装置７０は機能順に螺旋巻き機７４及び
布帛層形成機、例えば実線で図示された組み機７６又は
破線で図示された編み機８４を含む。組み機７６は慣用
のもので所望数のヤーン又は組紐キアリャを含む。キア
リャの数は重要ではない。第１Ｄ図及び第１Ｅ図に関し
て前に記載した組み機をこの操作に使用することができ
る。各キアリャ７７は第５図に示す手玉部材（ｆｌａｔ
ｂｕｎｄｌｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ）１３のような連続非ネ
ジ形成部材の先立てに適合する。
心材１２が装置７０を通過する際に、螺旋巻き機７４で
心材１２にネジ形成螺旋部材１６が螺旋状に巻かれた後
、組み機７６が螺旋巻された心材に組み部材を組んで強
化繊維層６２を形成する。ネジ形成部材１６は心材に炭
素質重合体樹脂で一時的に接着される。
ネジ形成部材１６はまた心材１２と螺旋巻されたネジ形
成部材との複合体を複数の非ネジ形成部材１８でネジ形
成部材と同じ及び反対の方向の螺旋パターンに囲繞して
心材に固定する。ネジ形成部材１６は非ネジ形成部材１
８の繊維層６２でさらに覆う。繊維層６２は心材１２と
螺旋巻されたネジ形成部材との複合体の外部表面形状に
従いよく一致する。
まだ第２Ｅ図を参照すると、鎖線で螺旋巻き心材を覆い
それに一致する強化繊維層を形成する代わる手段が図示
されている。心材１２と螺旋巻されたネジ形成部材との
複合体は慣用の編み機８４を通過し、キアリャ８６に配
置されたヤーン８５からチューブ状強化編布帛が形成さ
れる。
第２Ａ図及び第２Ｂ図は本発明による雄ネジ型複合部材
の全製造工程を流れ図として示す。前に述べたように、
心材は本方法の当初には螺旋状ネジ形成部材を含んでも
含まなくてもよい。螺旋状ネジ形成部材が心材上に存在
しない場合、例えば、螺旋状の巻き操作成いは炭素質若
しくは炭素前駆体の押し出しにより限定なく適用できる
。ネジ形成部材は重合体単体、ＩＩｌ維単体、又は重合
体と繊維材の複合体で形成できる。最高の強度と性能が
求められる場合、トウの炭素繊維の連続フィラメントが
用いられる。ネジ形成部材は心材に適用する前又は後に
重合体樹脂を被覆したり含浸できる。
心材の外側円柱状表面は熱硬化性又は熱可塑性樹脂で被
覆又は形成し、後工程で熱分解してもよい。心材の表面
を加熱して螺旋状ネジ形成部材及び布帛層を心材に接着
又は侵入するのを促進することができる。心材が螺旋状
巻き機及び布帛層形成機を通過する前又は後に心材に液
体重合体接着性樹脂を適用してもよい。心材１２と螺旋
巻状延在ネジ形成部材との複合体上に、第２Ｅ図に図示
されているような仕方で強化布帛の層を好ましくは組み
又は編み操作により形成してもよい。強化布帛層を形成
するために使用した繊維材は、使用前に炭素質ベース重
合体で被覆又は含浸して、心材とネジ形成部材との複合
体に対する繊維材の接着を促進することができる。複合
された心材とネジ形成部材と布帛層は、好ましくは炭素
基重合体樹脂による化学結合で相互に結合される。
強化布帛層を成す繊維部材はチューブ状布帛層として配
置して、心材の長さ方向に引っ張り荷重がかかるとき布
帛層が回転に対して安定であるようにすることが好まし
い。言い換えると、引っ張り荷重が心材にかかるときに
心材を回転させようとするトルクが発生しないように、
強化布帛層部材を配置する。
強化布帛層の形成後、形成されつつある複合部材を例え
ばオートクレーブ中で熱と圧力を適用して一体化するこ
とができる。この一体化工程は強化布帛をその下の心材
とネジ形成部材の複合体の形状に対してより一層一致さ
せる。布帛層の後にさらに重合体樹脂を適用して、下部
構造を被覆して磨耗から保護しかつ心材に対する組み層
の結合を促進する外装６３を形成してもよい。重合体樹
脂を複数回適用して保護外装６３を形成してもよい。
強化繊維布帛層の結合後に、耐磨耗性のために選択され
た特異の樹脂を適用してもよい。
心材と螺旋状ネジ形成部材の複合体特上に布帛層を形成
後、製造中の部分を強化し緻密化するために［１’ＶＤ
／ＣνＩ又は含浸処理のような慣用の処理工程を行って
もよい。熱分解で炭素化する重合体を含有する液体を含
浸又は浸透する処理を複数回行ってもよい。場合により
、製造に用いた炭素含有樹脂の熱分解を制御するために
硬化工程及び焼成工程を採用することができる。従って
、温度を上げて完全に熱分解させて炭素マ）　ＩＪフッ
クス形成する。最高の強度が求められる場合には、製造
中の部分の浸透及び緻密化のためにＣＶＤ／ＣＶＩ処理
を採用する。前記のように、意図する用途に応じて、最
終熱分解工程の前又は後に耐摩耗性重合体樹脂の外装を
適用して、雄型ネジ付炭素マトリックス複合体締結具を
得ることができる。
ナツトおよびボルト複合材料並びにそれらの製第３Ｄ、
３Ｅおよび３Ｆ図において、本発明に係るめねじ部材１
１０．１１１および１１２の態様がそれぞれ示される。
中空めねじ部材１１０は、炭素繊維強化炭質マトリック
スにより形成される。ねじ部材１１０の内面は、丸い先
端を有する完全なねじ山を含む。該ねじ山は、めねじ部
材１１０の軸方向に延びそしてそれのめねじ山の輪郭と
合致する強化用織物層を含む。
第３Ｅ図において、第３Ｄ図に示されたものと同様なめ
ねじ部材が示され、ただし部材１１０のような部材を軸
方向長さから切ったものである。部材１１０および１１
１の軸方向に延びる外面は円筒形である。第３Ｆ図は、
六角めねじ部材またはナツト１１２を示し、これは部材
１１０および１１１　と同様な内部強化ねじ山１２６を
有する。部材１１０．１１１゜１１２の内面１２５は、
それの縦方向または軸方向に延びる螺旋ねじ山１２６を
含む。ねじ山を強化する織物層１０６は起伏しており、
そして部材１１０．１１１゜１１２のねじ込み内面の輪
郭に合致しており、輪郭の至る所に伸びている。ねじ山
を強化する織物層１０６は、好ましくは適当な高弾性率
炭素繊維を組むかまたは編むことにより第３Ｃ図に示さ
れた様にして形成された連続の管状織物層である。高い
ヤング率の連続繊維、例えばコアーおよびおねじの成形
に関して上述されたものが好ましい。もちろん、選択さ
れた繊維は、織物層の成形中にひどく破壊されるほど脆
くてはならない。
第３Ｇおよび３Ｈ図において、本発明に係る複合材料ボ
ルトおよびねじ込みキャップ１２０が示される。これは
、ナツト１１２のようなめねじ部材を、上述しそして第
１および２図に示したような別個に作られたおねじ複合
部材１２１にねじ込むことにより作られている。ナツト
１１２はねじ込みシャンク１２１上にねじ込まれ、そし
て接着剤１２２で接着され、シャンク１２１に対するナ
ツト１１２のそれ以上の回転が防止される。低温使用の
ための接着は、熱硬化性高分子材料、例えばフェノール
もしくはエポキシまたは他のマトリックス、例えばセラ
ミック粒子および／または前駆体を含むマトリックスに
より達成される。組合されたナツトとボルトの熱分解お
よびその後のＣＶＤ／ＣＶＩ　についての既知技術また
は液体樹脂含浸炭化／圧縮への暴露を使用して、ナツト
１１２をおねじ複合部材１２１に永久的に接着させるこ
とができる。
第３工図において、本発明に係るボルトまたはねじ込み
キャップ複合材料１３０の他の態様が示される。これは
、ナツト１３１のようなめねじ部材を、別に作られたお
ねじ複合部材１２１にねじ込むことにより作られている
。ねじ込みキャップ１３０の頭部は、レンチのようなト
ルク伝達道具とのかみ合いに適合された平面を直径の反
対側に有する。
第３Ａ図において、本発明に係るめねじの本発明の製造
方法が示される。第３Ｂ図に描かれたコアー１００のよ
うなおねじ円筒形コアーが、部材１１０のようなめねじ
部材の製造のためのキャリヤーおよび型として使われる
。コアー１００は、第３Ｇ図に描写されるようなねじ込
みボルトなどを直接製造することが所望される場合を除
いて、製造しようとするめねじ部材と接着しないであろ
う外面１０１を含まなければならない。おねじ円筒形コ
アー１００は、第３Ａおよび３Ｂ図に示されるように剥
離剤１０２で表面処理される。
コアー１００が主として本発明のめねじ部材の製造にお
いて使用されるマンドレルである場合、該コアーは、木
材、プラスチックもしくは金属を含むいずれかの適当な
材料、または本発明のおねじ複合部材から製造され得る
。硬化中の団結の改善のために、発泡性マンドレルを使
用してもよい−０その後、コアー１００上に１または複
数の強化用織物層が形成される。これは、好ましくは第
３Ｃ図に示されるように、コアー１００を管状編組機も
しくは編機またはそのような機械の連続に通すことによ
り達成される。編組または編機１０４は、コアー１００
上の管状強化用織物層１０６中に貯えられる繊維材料１
０５の連続束を各々出している複数のキャリヤーで用意
される。強化用織物層１０６は、コアー１００の外面１
０１の螺旋ねじ山により限定される輪郭を覆いそしてそ
れと合致している。
強化用織物層１０６は、多方向性である；即ち、形成さ
れるめねじ部材の軸方向に関して様々な角度で延びる繊
維要素を有し、繊維要素の少なくとも幾本かは螺旋ねじ
山と同じ方向に通常延び、そして繊維要素の他のものは
螺旋ねじ山と反対の方向に通常延びている。第３Ｃ図に
示されるように、織物層１０６の繊維要素は、製造され
るめねじの軸方向に関して同じであるが反対の意味の角
度で延びており、この角度はコアー１００上のねじ山の
つる巻角よりも小さい大きさである。
高分子マトリックスのシースまたはカバー１０８が、組
合されたおねじコアーと織物層１０６に適用される。お
ねじ部材は、炭化性高分子材料、セラミック材料または
いずれかの前駆体で、織物層の形成後にプレコーティン
グされるかまたは含浸され得る。織物層自体をコーティ
ングまたは含浸することもできる。他の方法は、マトリ
□ックスシースの形成前の、部材を製造する時点での熱
分解を含む。
単一の強化用織物層１０６の形成は第３Ｃ図において示
されているが、前に下敷した織物層の上に複数の織物層
を連続して形成することができる。
それらの強化用織物層のいずれも、編まれるか、組まれ
るか、反対の方向で螺旋巻きされるか、または押出され
得る。
それらの技術の組合せを、単一のファスナーの製造にお
いて使用することができる。例えば、抽出されたマトリ
ックスまたはマトリックス前駆体の層を管状の編物また
は編組層の間に差込むことができる。あるいは、マ）　
ＩＪフックス駆体材料を例えば加圧含浸により連続強化
用織物層の全ての適用後に適用することもできる。適用
時に、マトリックス前駆体材料は、液体であるならば、
繊維材料と共に残りそして製造される結合めねじ部材お
よびそれの下にあるコアーからしたたり落ちないように
十分に粘性でなければならない。液体マトリックス前駆
体材料が重力の影響により流れる性質を回避するために
、製造されるコアーおよびめねじ部材は、水平に配向さ
れたコアー１００の軸線の回りに回転させることができ
る。
封入し、１０６の如き下にある強化織物層上に外装置０
８を形成するマトリックス先駆物質もしくは最終マトリ
ックスの適用後、アセンブリーは、好ましくは、マトリ
ックスもしくはマトリックス先駆物質および織物層を、
第３Ｄ図に示される部材１１０の如き統一、安定な、内
部ねじ付き複合部材に圧縮し結合するために、熱および
圧力に付される。このことは、普通のオートクレーブ中
で便利に達成されてもよい。表面用金型は、まったく必
要とされない。
アセンブリーは、圧縮を行なうために減圧バッグ中に置
かれてもよい。圧縮アセンブリーは、ポリマーマトリッ
クスおよび織物層を、統一したねじ複合部材に結合する
ために、オートクレーブもしくは炉中に置かれてもよい
。交互に、アセンブリーは、炉もしくはオートクレーブ
中にある間、圧縮されてもよい。
結合操作の次に、結合された内部ねじ部材およびそのコ
アー（ｃｏｒｅ）は、オートクレーブから取出される。
その後、新たに形成されためねじ部材１１０は、コアー
１００から、コアー１００に対して部材１１０を回転さ
せることにより除去される。第３Ｄ図に示されるように
、コアー１００は、めねじ部材１１０の右側部分から部
分的にひっこめられた。
前に適用した離型剤１０１は、コアー１００からのめね
じ部材１１０の分離を容易にする。
コアーの結合および除去の次に、製造されているその部
分は、熱分解に、および次に、マトリックス先駆物質を
、炭質もしくはセラミック繊維を適所に結合するカーボ
ンもしくはセラミックマトリックスに変えるために、公
知のＣＶＤ／ＣＶＩ浸透および高密度化（ｄｅｎｓｉｆ
　１ｃａｔｉｏｎ）技術に付されてよい。
好ましくは、めねじ部材１１０は、第３Ｅ図に示される
めねじ部材１１１の如き多数の小さなめねじ部材に切断
されることとなるような十分な軸長で製造される。部材
１１１の外側円筒表面１２７は、第３Ｆ図、３Ｇ図およ
び３Ｅ図中の部材１１２として示されるものの如き、六
角外表面１２８を形成するために機械にかけられてよい
。また、多数の六角ナツトにスライスする前に、および
熱分解および高密度化工程の完成の前に、めねじ部材１
１０の外表面を機械にかけることが可能である。
好ましくは、管状織物層１２８は、レンチの如き工具の
使用でトルクの適用の際の破壊に対して、めねじ部材１
１００表面を機械にかけてさらに強化部材１１０にされ
た外面を形成される。織物層１２８の適用後、製造され
ているその部分は、その強度および破壊耐性を十分に高
めるために、さらに熱分解および高密度化工程に付され
る。
六角ナツト１１２は、その中心開口部内のナツト１１２
の軸方向にのびる連続螺旋ねじ１２６を含む。
螺旋めねじ１２６は、コアー１００の外部螺旋ねじによ
り限界を決められた輪郭に適合する強化織物層１０６に
より強化される。第３Ｈ図に示されるように、ナツト１
１２は、半径方向に外に、そのねじ込み強化織物層１０
６のその横断面積を通して分布される多数の付加同軸織
物強化層１２９を含む。
ナツト１１２は、第３Ｇ図および３Ｈ図に示されるシャ
ンク１２１の如きおねじ複合部材にねじ連結されてよい
。シャンク１２１に適当な部材の製造は、前記に詳細に
、その第１図および２図に関して記述しである。ナツト
１１２は、シャンク１２１　に、複合ボルト１２０を形
成するのに適当なセラミックに基づく接着剤またはフェ
ノールもしくはエポキシ接着剤の如きポリマー材料１２
２で結合されてよい。
また、Ｂ−段階にあってよい樹脂材料を利用することが
可能である。ポリエステノペフェノールおよびエポキシ
が、かような樹脂の例である。この例において、第３Ｇ
図および３Ｈ図に示されたボルト１２０の如き品目の形
成のための所望の方法は、ねじ連結の前のナツトおよび
シャンクの如きめねじおよびおねじ部材が、Ｂ−段階に
あること、ならびにその後のめねじ部材をシャンクに圧
縮しそれらの間の化学結合を行なうために熱および圧力
を適用することを含む。
炭素繊維強化カーボンマトリックス複合ボルトもしくは
キャップスフＩＪ、−が所望である所では、第３Ｇ図お
よび３Ｈ図に関して示され議論されたアセンブリーは、
次に熱分解され、炭素／炭素複合材料の製造のための公
知の浸透／高密度化手順に付される。類似した方法で、
セラミック繊維強化複合材料が形成されている所では、
アセンブリーは、次に、セラミック先駆物質のセラミッ
クマトリックスへの転化のための公知の手順に付される
。
強化織物層１０６の特性、ならびにそれが、起伏があり
、従ってねじコアー１００により提供されるおねじパタ
ーンにきっちり適合するという事実により、めねじ部材
１１０のめねじおよびそれから誘導されるものは、破壊
に対して強化される。強化織物層の繊維の多方向特性に
より、布強化材料の繊維の内の少くともいくつかは、平
面内でかなりの角度で部材１１０のめねじに作用するせ
ん断力の平面に対して配向される。
第１Ｄ図、ＩＥ図、２Ｅ図を参照すると、ファスナーの
ヘッドとして役立つであろう製造されている部分上に完
全に付着部分を形成することが可能である。このことは
、織物形成操作の間、コアー１２の軸の動きを遅らせも
しくはちょっとの間止めることにより達成されてよい。
第３Ｊ図に示されたような生成付着部分１４０は、第３
Ｉ図に示されたもののような直径の反対側の平らな面、
または第３Ｇ図および３に図に示されたもののような六
角ヘッド、またはトルク伝達工具（示されてない）によ
りかみ合わされるのに適合した他の造形品（示されてな
い）を形成するために、機械にかけられもしくは圧縮成
形されてよい。さらに、管状編物もしくはブレード層が
、機械にかけた後に、添加されてよい。交互に、付着部
分は、コアーの逆の動きを含む、織物形成操作の間の逐
次バスにより得られてよい。
第３に図および３Ｌ図において、さらに本発明の実施例
による複合ファスナー１３９が示しである。
ファスナー１３９は、第３Ｊ図に示されたものの如き予
備成形物から圧縮成形される。ファスナー１３９は、そ
のヘッド１４１およびシャンク１４２およびねじ部材１
４３を通しての層１４４および１４５の如き螺旋でのび
る繊維状強化材を含む。コアー１４６は、ヘッド１４１
を通してのびる。ねじ部材１４３中のねじの角度は、繊
維状強化材のそれに相当してよい。かような予備成形物
の圧縮成形は、寸法精度を有する複合ファスナーを生じ
る。金型中での硬化後、製造されているその部分は、通
常のべ一りアウ）　（ｂａｋｅｏｕｔ）および高密度化
サイクルに付される。
本発明のいくつかの特徴を、今、次の例によりさらに説
明する。
例１ ２４個のキャリヤー管状編組機の１２個のキャリヤーを
それぞれ１２．０００フイラメントを有するＴ−３００
カーボンヤーンで装填した。１／４インチの直径の埋め
木ロッドを編組機の甲板を通して引き出したとき、管状
の編組編地層が約４５度の角度の合せビン上に形成され
た。編地層を有する合せピンをフェノール樹脂で塗装し
たその後、塗装されたアセンブリーを室温で減圧バッグ
に配置し、編組層を圧縮し、そして閉じ込められた空気
を排除した。
アセンブリーの圧縮の後、一体的にねじを規定する要素
を含む第二編組層がその上に形成された。
この第二層のために、２の１２個のキャリヤーを２４、
０００フイラメントを有するＴ−３００ｒシニーストリ
ング」ヤーンで装填した。このＴ−３０Ｏｒシュースト
リング」ヤーンは３００フイラメントヤーンでそれぞれ
装填された８個のキャリヤーを用いて既に編組されてい
た。そして１０個のキャリヤーは３０００フイラメント
を有するＴ−３００ヤーンで装填された。フェノール樹
脂を第二編組層上に塗装した。
減圧バッグを行った後、アセンブリーを２５０’Ｆ　７
３時間硬化させた。その後、硬化されたアセンブリーを
高温ノＣＶＯ／ＣＶＩ炉に設置し、約１８５０’Ｆ　（
７）温度で減圧下の炭化水素含有ガス流（天然ガス）を
用いて圧縮した。
２のねじを規定する要素を有する中空、外部ねじ付、円
筒カーボン／カーボン複合部材がこれによって製造され
た。埋め木ロッドはねじ付製造物複合材料の中から兄事
に縮んだ。
例２ サンプルを硬化アセンブリーの製造を通して例１に記載
されたように製造した。硬化アセンブリーを高温ＣＶＤ
／ＣＶＩ炉に設置し、そしてその場でのシリコンカーバ
イド（ＳｉＣ）の生成によって、約２０５０’Ｆの温度
で水素で希薄にした減圧下のメチルトリクロロシラン（
ｃＨ，ＳｉＣ１３）流を用い圧縮した。この製造物は中
空、編組、カーボンファイバー強化、外部ねじ付ロッド
であり、シリコンカーバイドマトリックス塗膜および結
合用ファイバーを有した。炉処理の間に編組られたカー
ボンファイバーの末はぐれかわずかに生じた。埋め木ロ
ッドは縮み、そして製造物の内面の一部に軽く結合した
。埋め木ロッドは複合製造物に明らかなダメージを負わ
すことなく容易に取り除かれた。
例３ 一体的な編組みファイバー強化ヘッドおよび圧縮成形ね
じを有するボルトを以下のようにして製造した。中央の
トウストランド上のいくつかのＴ−３００６にカーボン
ファイバートウの同心編組み層を有するローブの長さを
、その端の近接した一方が近接した一端の直径より大き
い面積に束ねられた面を有するプレフォームを生成する
ように手動で直した。ローブのファイバー含有量は約５
０体積％と見積もられた。ローブは約１／２インチの直
径を有した（引張らずに）。全プレフォームは真空下３
０分間の浸漬によりフェノール樹脂で湿潤させ、それか
らバスから取り除き１５０’Ｆで一夜乾燥させた。この
湿潤サイクルを一度繰り返した。その後、プレプレグプ
レフォームを加熱された段プレスに置かれている金属型
に設置した。この型は三片に長く分割させることのでき
るように設計した。この型は成形および硬化プレフォー
ムを離す助けとなるようにＰＴＦＥ塗布内部を有した。
この型は１／２インチシャンク直径およびシャンク末端
ヘッドの端に１インチあたり１２個のねじを規定する内
部空洞を有した。硬化プレフォームを標準炭化炉中に装
入し、遅い熱分解サイクルを通り、硬化樹脂からカーボ
ンへ転化させた。得られたカーボン／カーボンボルトは
、第３に図に示したものと似ているが、ヘッドは六角で
なく、手動造形操作の間にこの面からヘッドへのファイ
バーの移動のためにヘッドに近接した減少したシャンク
直径面が存在することが異なる。炭化プレフォームはカ
ーボンで圧縮されたＣｖ■である。得られたカーボンフ
ォイバー強化／カーボンマトリックスボルトは非常に良
好に製造されたシャンクであった。
ヘッド面は良好に圧縮されていなかった。シャンクのネ
ックダウンされた面はヘッド近くに残った。
ねじは単に大ざっばに限定された。これはあまりに大き
すぎる（Ｔ−３００，６Ｋ）　）つなのでより良好な限
定ができなかったためと考えられる。シャンク面（ネッ
クダウンされた面以外）は剪断ピンとしての使用に極め
て適当であると考えられる。
前記記述および態様は本発明の説明を意図し、これによ
って本発明は限定されない。詳細に記載された好ましい
態様からさまざまな変更ができると理解されるであろう
。これらの変更は本発明の明細書および請求の範囲内に
含まれることを意図する。このような変更の例を次に示
す。
外部もしくは内部に編組された複合ファスナー工業のこ
こに記載された方法を中空管状部材工業に用いることが
できる。材料はポリマーの、カーボンもしくはセラミッ
クでもよい。ファイバーはポリマーの、カーボンもしく
はセラミックでもよい。異なるクラスの材料の組合せを
単一ファスナーもしくは管状部材に用いてもよい。例え
ば、Ｎｅｘｔｅｌ　（商標〉　アルミナ７フイバー（Ｍ
ｉｎｎｅｓｏｔａＭｉｎｉｎｇおよびＭａｎｕｆａｃｔ
ｕｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙで市販）、Ｎ１ｃａｌｏｎ
（商標）ガラスシリコンカーバイドファイバー（ｎｏｗ
　Ｃｏｒｎｉｎｇおよび日本の日本炭素会社で市販）の
ごときセラミックファイバーをカーボンファイバーの代
りにあるいは組合せて用いてもよい。
プレフォームはセラミック粒子の成長したスラリーもし
くは樹脂あるいはゾルゲルのごときセラミック前駆体と
湿潤もしくは含浸させてもよい。適当なセラミック材は
アルミナなどのごときセラミック酸化物；金属カーバイ
ド硼化物および窒化物などのセラミック非酸化物並びに
ガラスセラミックを含むがこれに限定されない。セラミ
ック酸化物は高温でカーボンと反応するため、バリヤー
層がカーボンファイバーとマトリックスの間に必要とさ
れる。シリコンカーバイドは適当なバリヤー層の元素で
ある。
【図面の簡単な説明】
第１Ａ図は、本発明によるある特定の態様の外部ネジ山
加工複合部材を製造するための方法を略示したフローチ
ャートであり、図中の実線は好ましい方法を示しかつ点
線はその方法の変法及び別法を示し、 第１Ｂ図及び第１ＣＩ！ｌは、それぞれ、本発明に従っ
て製造されるネジ山加工複合部材の一部を示した側面図
及び斜視図であり、 第１Ｄ図は、本発明によるネジ山加工複合部材の製造を
図示した側面図であり、 第１Ｅ図は、第１Ｄ図の線分Ｅ−Ｅにそった断面図であ
り、 第１Ｆ図は、本発明によるネジ山加工部材の別の態様を
示す斜視図であり、 第２Ａ図及び第２Ｂ図は、−緒に組み合さって、本発明
によるある特定の態様の外部ネジ山加工複合部材を製造
するための方法を略示したフローチャートであり、図中
の実線は好ましい方法を示しかつ点線はその方法の変法
及び別法を示し、第２Ｃ図及び第２Ｄ図は、それぞれ、
本発明に従って製造されるある態様の外部ネジ山加工複
合部材の一部を示した斜視図及び側面図であり、第２Ｅ
図は、第２Ｃ図及び第２Ｄ図に示したような本発明によ
る外部ネジ山加工複合部材の製造を示した側面図であり
、 第３Ａ図は、本発明によるある特定の態様の内部ネジ山
加工部材及び外部ネジ山加工部材を製造するための方法
を略示したフローチャートであり、図中の実線は好まし
い方法を示しかつ点線はその方法の変法及び別法を示し
、 第３Ｂ図は、本発明による内部ネジ山加工部材を製造す
るのに用いられる外部ネジ山加工円筒形−コアを示した
一部拡大側面図であり、 第３Ｃ図は、本発明による内部ネジ山加工部材の強化用
布帛層の形成を示した一部拡大側面図であり、 第３Ｄ図は、本発明による完成内部ネジ山加工部材と外
部ネジ山加工コアの組み合わせを示した一部切欠、一部
拡大側面図であり、 第３Ｅ図は、第３Ｄ図に示した部材から本発明による内
部ネジ山加工部材を除いたものを示した一部拡大側面図
であり、 第３Ｆ図は、本発明による六角ナツトの側面図であり、 第３Ｇ図は、本発明による複合ボルトの側面図であり、 第３Ｈ図は、第、３Ｇ図の線分３　Ｈ−３Ｈにそった一
部拡大断面図であり、 第３Ｉ図は、本発明による別の態様の複合ボルトを長手
方向に垂直な面で切断して示した断面図であり、 第３Ｊ図は、本発明によるネジ山加工部材の組立後のヘ
ッド部を示した側面図であり、第３に図は、本発明によ
る圧縮成形ネジ山加工部材の一部拡大側面図であり、 第３Ｌ図は、第３に図の線分３Ｌ−３Ｌにそった拡大断
面図であり、 第４図は、本発明において有用な好ましいネジ山構成要
素を示した断面図であり、そして第５図は、本発明にお
いて有用な非ネジ山構成要素を示した断面図である。 図中において用いられている参照番号の主なものを説明
すると、次の通りである： １０・・・外部ネジ山加工部材；１２・・・コア；１４
・・・編組層：１６・・・ネジ山構成要素；及び１８・
・・非ネジ山構成要素。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、伸長した心、炭素及びセラミック繊維を少なくとも
    １種含むねじ山形成要素（このねじ山形成要素は炭素及
    びセラミック物質の少なくとも１種により心の外面に結
    合されている）を含む外部にねじ山を付けた炭素もしく
    はセラミック複合部材であって、前記ねじ山形成要素が
    心の縦方向に沿ってそのまわりを螺旋状に伸び、強化織
    物層が前記ねじ山形成要素を心に固定する複合部材。 ２、ねじ山形成要素が少なくとも１種のねじ山形成要素
    及び多くの非ねじ山形成要素より形成されるチューブ状
    の編組された層の一体部品である（前記ねじ山形成要素
    は非ねじ山形成編組要素よりも心に関してより大きな半
    径方向の突起を有する）、請求項１記載のねじ山付部材
    。 ３、心の縦方向に沿ってそのまわりに螺旋状に伸び心の
    表面に半径方向に突出しているねじ山形成要素並びに組
    み合せた心及びねじ山形成要素の外面に相似して囲み固
    定された強化織物層を含み、強化織物層がねじ山形成要
    素の方向に螺旋状に伸びるその繊維の最初の部分及びね
    じ山形成要素の方向と反対の方向に螺旋状に伸びる繊維
    の残りの部分を有する、請求項１記載の外面にねじ山を
    付けた部材。 ４、心が円形断面形状のロッドであり、強化織物層がチ
    ューブ状の編組されたニットもしくは織物であり、心及
    び強化織物層の少なくとも１種が炭素及びセラミックマ
    トリックスの少なくとも１種内に炭素及びセラミック繊
    維の少なくとも１種を含む、請求項１〜３のいずれか記
    載のねじ山付部材。 ５、ねじ山形成要素が炭素及びセラミックフィラメント
    の少なくとも１種より形成されたトウ、撚り繊維束、編
    組コード及び撚りコードの１種を含む、請求項１〜４の
    いずれか記載のねじ山付部材。 ６、多くの螺旋状ねじ山形成要素が存在する、請求項１
    〜５のいずれか記載のねじ山付部材。 ７、ねじ山が機械加工もしくは成形されず、丸みをつけ
    た頂点を有する、請求項１〜６のいずれか記載の部材。 ８、炭素繊維及び炭素マトリックスを含み、その少なく
    とも１つが酸化に耐えるよう化学的に処理されている、
    請求項１〜７のいずれか記載の部材。 ９、ねじ山形成要素が熱分解炭素及びセラミックの少な
    くとも１種により心に結合された炭素及びセラミック繊
    維の少なくとも１種のトウより形成されている、請求項
    １〜４及び６〜８のいずれか記載の部材。 １０、非ねじ山形成要素の少なくとも一部が繊維材料の
    平担なストリップである、請求項２記載の部材。 １１、外部にねじ山を付けた炭素又はセラミック複合部
    材の製造方法であって、 （ａ）炭素、セラミック、炭素の前駆体及びセラミック
    の前駆体からなる群より選ばれる材料より形成される伸
    長した心を提供し； （ｂ）前記心に螺旋状ねじ山形成要素を取り付け（前記
    ねじ山形成要素は炭素、セラミック、炭素の前駆体及び
    セラミックの前駆体からなる群より選ばれた材料より形
    成される）； （ｃ）前記心上に強化織物層を形成し前記ねじ山形成要
    素を前記心に固定し（前記強化織物層は炭素、セラミッ
    ク、炭素の前駆体及びセラミックの前駆体からなる群よ
    り選ばれた材料より形成される）； （ｄ）組み合せた心、ねじ山形成要素及び織物層を熱分
    解し、外部にねじ山を付けた繊維強化非金属複合部材を
    形成する、 ことを含んでなる方法。 １２、浸透／含浸圧縮／熱分解サイクルを１回以上含む
    、請求項１１記載の方法。 １３、前記心上に編組強化織物層（この編組層は心に対
    し編組層を形成する要素より大きな半径方向の突起を有
    する少なくとも１種のねじ山形成要素を含み、より大き
    な半径方向の突起を有する要素は心上に螺旋状ねじ山を
    形成する）を形成することを含む、請求項１１又は１２
    記載の方法。 １４、さらに、まず心の半径方向の外側に突出する丸い
    断面形状の螺旋状要素を心上に形成し；その後、組み合
    せた心及び螺旋状要素に相似し囲むチューブ状編組ニッ
    トもしくは布強化織物層を形成し（前記織物層は螺旋状
    要素の方向に螺旋状に伸びる繊維の第１の部分及びねじ
    山形成要素の方向と反対の方向に螺旋状に伸びる繊維の
    第２の部分を有する）； 熱分解で形成した物質により心、螺旋状要素及び強化織
    物層を結合する、 ことを含む請求項１１記載の方法。 １５、さらに、繊維強化された螺旋状要素を形成し、こ
    の螺旋状要素を心上に螺旋状に巻くことを含む、請求項
    １４記載の方法。 １６、さらに、強化織物層を形成する前に螺旋状要素及
    び部材を高分子炭化物質に含浸し、強化織物層を形成す
    ることを含む、請求項１１〜１５のいずれか記載の方法
    。 １７、さらに、強化織物層を形成した後に熱及び／又は
    圧力を加え織物層と螺旋状要素及び心を一体化すること
    を含む、請求項１１〜１６のいずれか記載の方法。 １８、真空バッグ及び雌型の少なくとも１つにおいて一
    体化を行なう、請求項１１〜１７のいずれか記載の方法
    。 １９、炭素もしくはセラミックスマトリックス内の炭素
    もしくはセラミック繊維より形成される中空ねじ山付炭
    素もしくはセラミック複合部材（前記部材は丸い頂上を
    有する一体ねじ山を有する内面を有し、前記ねじ山は炭
    素及びセラミック繊維の少なくとも１種より形成される
    チューブ状強化織物層を含み、前記強化織物層は部材の
    軸方向に伸びねじ山に相似している）。 ２０、その内面から外面に半径方向に分布した強化織物
    の層を多く含む、請求項１９記載の中空部材。 ２１、さらに、中空部材の軸方向全体にわたって多数の
    連続的に塗布された同軸強化織物層を結合する熱分解物
    質を含み、強化織物の最も深い層が内部のねじ山の外形
    にほぼ相似した連続的に波打つ繊維部材を有する、請求
    項１９又は２０記載の中空部材。 ２２、所望により熱分解物質により結合された、補助ね
    じ山を有する請求項１〜１０のいずれか記載の外部にね
    じ山を付けた部材に結合した、請求項１９〜２１のいず
    れか記載の中空部材の組み合せ。 ２３、外部にねじ山を付けた部材が繊維強化炭素もしく
    はセラミック材料の伸長した心及び心の外面に炭素もし
    くはセラミック材料により結合した炭素繊維の一体チュ
    ーブ状編組層を含み、編組層が心の外面にあらわれる螺
    旋状ねじ山を形成する大きな半径方向の突起の要素を少
    なくとも１種含む、請求項２２記載の組み合せ。 ２４、外部にねじ山を付けた部材が、心の縦方向のまわ
    りに沿って螺旋状に伸び及び心の外に向い半径方向に突
    出している炭素もしくはセラミックマトリックスねじ山
    形成要素を有する繊維強化炭素もしくはセラミックマト
    リックスロッド、並びに組み合せた心及びねじ山形成要
    素の外面に炭素もしくはセラミック材料により囲み、相
    似固定された炭素もしくはセラミック繊維材料より形成
    された織物層を含む、請求項２２記載の組み合せ。 ２５、中空炭素もしくはセラミック複合一体ねじ山付き
    部材の製造方法であって、 伸長した外部にねじ山を付けた円筒形心を提供し； 心上に心を囲み心のねじ山に相似する強化織物層を形成
    し（前記強化織物層は炭素繊維、炭素繊維前駆体、セラ
    ミック繊維及びセラミック繊維前駆体からなる群より選
    ばれる物質より形成される）；強化織物層を熱分解物質
    もしくは熱分解物質の前駆体内に埋封し； 心を除去する、 ことを含んでなる方法。 ２６、さらに、前記部材の軸の螺旋状に伸びるその繊維
    要素の第１の部分並びにその第１の部分に対し反応方向
    に前記部材の軸の螺旋状に伸びるその繊維要素の第２の
    部分を有する、多方向強化織物層を形成することを含む
    、請求項２５記載の方法。 ２７、さらに、炭素マトリックス及びセラミックマトリ
    ックスの少なくとも１種の前駆体を貼り、その後、前記
    心上で組み合わせた強化織物層及びマトリックス前駆体
    に熱及び圧力の少なくとも一方を加えることを含んでな
    る、請求項２５又は２６記載の方法。 ２８、さらに、心を取り除いて中空複合一体ねじ山付き
    部材を形成した後、炭素、セラミック、炭素前駆体及び
    セラミック前駆体からなる群より選ばれる物質より形成
    された外部にねじ山を付けた部材を提供し（この部材は
    前記の一体ねじ山付き部材を補足するねじ山ピッチ及び
    ねじ山直径を有する）、熱分解マトリックスにより前記
    一体ねじ山付き部材及び前記外部にねじ山を付けた部材
    を回転結合することを含んでなる、請求項２５〜２７の
    いずれか記載の方法。 ２９、さらに、前記心上に多くの織物層を形成し、前記
    多数の織物層の一部より少なくとも１対の直径方向と反
    対の平坦な面を形成することを含んでなる、請求項２５
    〜２８のいずれかに記載の方法。 ３０、さらに、強化織物層上に続けて多数の強化織物層
    を乗せ、それにより大きなサイズの局部堆積部分を形成
    し、その後トルク伝動工具によりこの堆積部分を機械加
    工し適合させ、機械加工した部分に少なくとも１種の織
    物強化層を形成することを含んでなる、請求項２５〜２
    ９のいずれか記載の方法。 ３１、強化織物層形成操作により制御されたねじ付シャ
    ンクの動きにより一体繊維強化ヘッドを有する外部にね
    じ山を付けたシャンクを形成し、強化織物の連続形成に
    より大きな直径を有する局部堆積部分を形成することを
    含んでなる、請求項２５〜３０のいずれか記載の方法。 ３２、一体繊維強化ヘッドを有する前記外部にねじ山を
    付けたシャンクが雌型の形状に圧力形成され及び硬化さ
    れる、請求項２５〜３１のいずれか記載の方法。 ３３、ねじ山形成要素の螺旋角度が雌型に付けられたね
    じ山の角度に一致し、ねじ山形成要素が繊維強化材を含
    む、請求項２５〜３２のいずれか記載の方法。
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