JPH06100213B2 - 芯金付合成樹脂製ボルト及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、芯金付合成樹脂製ボル
ト及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、全体を合成樹脂により成形したボ
ルトが公知である。このようなボルトは、樹脂原料を選
択することにより素材の強度を高め、ボルトの折損を防
止するように努力されている。即ち、樹脂素材の研究が
進み、各種用途に応じたエンジニアリングプラスチック
が開発されつつある今日、このような新素材を用いて比
較的高強度のボルトを一体成形することが可能になっ
た。

【０００３】然しながら、これらの合成樹脂製ボルト
は、全て、小型のボルトに限られている。新素材による
強度向上にはめざましい発展が見られるが、それでも樹
脂の宿命として、高荷重に耐えられる大型のボルトには
適しないからである。そこで、従来、大型のボルトは、
全て、金属製にすべきと考えるのが常識になっている。

【０００４】ところが、例えば、薬液中に浸漬して使用
されるポンプ等においては、ハウジングを耐薬品性に優
れる樹脂素材により成形することが望ましいが、この場
合、ハウジングの締着のために用いられるボルトだけを
金属製とすることは片手落ちであり、薬品によるボルト
の腐食を甘受せねばならないことになる。このため、こ
のようなボルトにおいては、高荷重に耐えられるだけで
なく、耐薬品性に優れること、好ましくは、ボルトをポ
ンプハウジングに用いられている耐薬品性に優れる樹脂
素材と同材により成形することが望まれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前述のよ
うなボルトを提供するためには、耐薬品性等の所望の物
性を有する合成樹脂によりボルト本体を成形する一方、
このボルト本体に芯金を埋入することにより高荷重に耐
え得るように構成することが有利であることを知見し
た。

【０００６】この点について、一般的な成形技術によれ
ば、芯金を金型にインサートし、芯金を包囲するように
して合成樹脂によりボルト本体を成形することになる。
然しながら、この場合、前述したような耐薬品性を保証
するためには、芯金の全周全体を合成樹脂により被覆し
なければ意味がない。換言すれば、通常のインサート成
形のように芯金を金型内で保持する結果、成形されたボ
ルト本体が前記保持部分において芯金一部を露出するよ
うなものでは、その露出部分から芯金が腐食することを
避けられないため、所期の目的を達することができな
い。

【０００７】一方、芯金を金型にインサートした状態
で、芯金を自由に浮動せしめつつ合成樹脂素材を射出し
てボルト本体を成形することも考えられる。そして、こ
の場合は、芯金の全周全体を合成樹脂により被覆するこ
とが可能である。然しながら、このように芯金を金型内
で浮動せしめる場合は、樹脂の射出圧により芯金が金型
内で移動し、成形されたボルト本体に対して芯金をセン
タリングしつつ埋入することが困難となる。また、最悪
の場合は、成形されたボルト本体の一部に芯金が剥き出
しの状態になり、不良品を続出する虞れがある。

【０００８】そこで、本発明者は、芯金を正確にセンタ
リングしつつインサート成形することを可能にするた
め、成形を二回以上にわけて行うことが有利であること
を知得した。即ち、芯金のシャンク部を保持して芯金頭
部を金型内にセンタリングしつつインサートしてボルト
本体の頭部を射出成形すれば、成形されたボルト本体の
頭部内に芯金頭部を位置決め状態で埋入することが可能
になる。また、芯金の頭部（ボルト本体の頭部を成形後
は、該ボルト本体の頭部）を保持して芯金のシャンク部
を金型内にセンタリングしつつインサートしてボルト本
体のシャンク部を射出成形すれば、成形されたボルト本
体のシャンク部内に芯金シャンク部を位置決め状態で埋
入することが可能になる。

【０００９】ところが、このようにボルト本体の頭部と
シャンク部を別体のものとして成形した場合、今度は、
これら両者の接合部の処理に問題を生じることになる。
即ち、ボルトを被締着物に締着せしめた場合、ボルトの
頭部とシャンク部との間には大なる引張応力が生じ、そ
のため、前述のように別体に成形したボルト本体の頭部
とシャンク部は、相互に離反方向に引張られ、両者の接
合部に隙間を生じることになる。然しながら、このよう
な隙間を生じることは、前述したように該隙間から薬液
が浸入して芯金を腐食させる原因となるため、所期の目
的を達することができなくなる。

【００１０】そこで、本発明者は、前述のようにボルト
本体の頭部とシャンク部を別体に成形しつつも、ボルト
締着時における引張応力に対抗できるストッパーを設け
ることにより、前述したような隙間の発生を防止し、接
合部を常に密接に接合できることを知得した。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決した芯金付合成樹脂製ボルトを提供するものであり、
その第一の手段として構成したところは、工具に係合す
る樹脂頭部と、雌ねじに螺合する螺糸を有する樹脂シャ
ンク部とを備えた合成樹脂製のボルト本体において、該
ボルト本体に埋入された芯金が、前記樹脂頭部に埋入さ
れた芯金頭部と、前記樹脂シャンク部に埋入された芯金
シャンク部と、芯金頭部と芯金シャンク部の間に位置す
る芯金首部とを一体に形成して成り、前記ボルト本体
は、樹脂頭部と樹脂シャンク部とを別体に成形すると共
に、該樹脂頭部と樹脂シャンク部を相互に芯金首部の近
傍において密接に接合して成り、該接合部にボルト締着
時に樹脂頭部と樹脂シャンク部の相互離反を防止するス
トッパーを設けて成る点にある。

【００１２】また、第二の手段として構成したところ
は、前記ストッパーが、樹脂頭部と樹脂シャンク部の接
合部を離反方向に対して対抗せしめる楔面となるテーパ
状接合面により形成されて成る点にある。

【００１３】また、第三の手段として構成したところ
は、前記ストッパーが、樹脂シャンク部から一体に張出
してボルトの被締着物に接当するフランジ部により形成
されて成る点にある。

【００１４】更に、本発明は、上記課題を解決した芯金
付合成樹脂製ボルトの製造方法を提供するものであり、
その手段として構成したところは、芯金頭部と、芯金シ
ャンク部と、芯金頭部と芯金シャンク部の間に位置する
芯金首部とを一体に形成した芯金を用い、前記芯金頭部
を埋入する樹脂頭部と、前記芯金シャンク部を埋入する
樹脂シャンク部とを有する合成樹脂製のボルトを成形す
るに際し、第一金型を用いて樹脂頭部を成形する頭部成
形工程と、第二金型を用いて樹脂シャンク部を成形する
シャンク部成形工程との二工程により、樹脂頭部と樹脂
シャンク部とを別体に成形すると共に、第一工程後の第
二工程時に樹脂頭部と樹脂シャンク部を芯金首部の近傍
において密接に接合すると共に、該接合部にボルト締着
時に樹脂頭部と樹脂シャンク部の相互離反を防止するス
トッパーを同時に成形する点にある。

【００１５】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を詳述す
る。

【００１６】（第１実施例）図１において、ボルト１
は、ステンレス等の金属製の芯金２と、該芯金を被覆す
る合成樹脂製のボルト本体３とから成る。

【００１７】前記ボルト本体３は、工具に係合する例え
ば六角形とされた外周部を有する樹脂頭部４と、図示省
略したナット等の雌ねじに螺合する螺糸を有する樹脂シ
ャンク部５とを備えており、後述するように、樹脂頭部
４が第一の成形体６を構成し、樹脂シャンク部５が第二
の成形体７を構成しており、これらの第一、第二の成形
体６、７は、適宜選択された合成樹脂素材により別体に
成形されている。この際、ボルト本体３を高強度ならし
めるためには、ナイロンその他の強靱な合成樹脂にガラ
ス繊維又はカーボン繊維等の短繊維を混入して強化した
樹脂素材を用いることが好ましいが、このような強化繊
維を混入していない樹脂素材を用いても良い。尚、第
一、第二の成形体６、７の樹脂素材は、同材とすること
が好ましいが、異材としても良い。

【００１８】前記芯金２は、前記ボルト本体の樹脂頭部
４に埋入された芯金頭部８と、樹脂シャンク部５に埋入
された芯金シャンク部９と、芯金頭部と芯金シャンク部
の間に位置する芯金首部１０とを一体に形成している。
芯金頭部８は、樹脂頭部４とほぼ相似形の六角形に形成
されて樹脂頭部４の中心に位置しており、芯金首部１０
を樹脂頭部４の底部（下端近傍部）に位置せしめる。芯
金シャンク部９は、樹脂シャンク部５の中心に位置し、
該樹脂シャンク部５の先端近傍部まで延び、外周面にね
じ切り部１１を形成し、ねじ切り部１１を中断せしめ且
つ小径となる凹部１２を軸方向に適宜間隔をおいて形成
している。この際、図１において、芯金シャンク部９の
先端部を断面により示すように、ねじ切り部１１を構成
するねじ山１３は、先端側に向くフランクの軸線に対す
る角度よりも、頭部側に向くフランクの軸線に対する角
度を大に形成し、この頭部側に向くフランクを軸線に対
してほぼ直交するように形成することが好ましい。

【００１９】前記第一の成形体６と第二の成形体７は、
芯金首部１０の近傍において密接に接合された接合部を
有し、ボルト１を締着したとき第一、第二の成形体６、
７が相互に離反することを防止するストッパー１５を該
接合部に設けている。

【００２０】図１に示す第１実施例において、前記スト
ッパー１５は、芯金首部１０の外周に位置して樹脂頭部
４の底部に形成した孔１６と、該孔１６に充填された樹
脂シャンク部５の延長侵入部１７とを構成し、孔１６と
延長侵入部１７との接合部を離反方向に対して対抗する
楔面となるテーパ状接合面としている。即ち、このテー
パは、樹脂シャンク部９から芯金頭部８に向けて徐々に
大径となる。

【００２１】図２は、図１に示したボルト１の成形方法
を示している。先ず、図２の（Ａ）に示すように、芯金
２を第一金型１８にインサートし、金型１８内で芯金頭
部８を被覆する樹脂頭部４を成形する。この際、芯金シ
ャンク部９は雄型１９に保持されるので、芯金頭部８を
雌型２０のキャビティー内にセンタリングできる。雄型
１９は、芯金首部１０を包囲して芯金頭部８の底面に密
接するコアー部２１を有し、該コアー部２１の外周面に
テーパを形成しているので、ランナー２２からキャビテ
ィー内に樹脂素材を射出することにより成形された樹脂
頭部４には、上述したテーパ孔１６（図１）が形成され
る。

【００２２】樹脂頭部４を成形した後、雄雌型１９、２
０を離型して芯金２を取り出す。この際、雄型１９のコ
アー部２１が樹脂頭部４のテーパ孔１６に係合している
ので、樹脂頭部４は雄型１９に追従して雌型２０のキャ
ビティーから容易に離型される。尚、離型後は、樹脂が
完全硬化する前に樹脂頭部４を前記コアー部２１から引
抜けば、樹脂頭部４と一体化された芯金２が雄型１９か
ら取り出される。

【００２３】次に、図２の（Ｂ）に示すように、前述の
ようにして樹脂頭部４を設けた芯金２を第二金型２３に
インサートし、金型２３内で芯金シャンク部９を被覆す
る樹脂シャンク部５を成形する。第二金型２３は、芯金
２を径方向両側から抱持する一対の割型２４、２５から
成り、両型間に樹脂頭部４を保持するので、芯金シャン
ク部９を両型のキャビティー内にセンタリングできる。
両型２４、２５は、キャビティーに面して樹脂シャンク
部５の螺糸（図１）を形成する内ねじ部を有すると共
に、キャビティーを先に成形した樹脂頭部４のテーパ孔
１６に連通せしめている。従って、ランナー２６からキ
ャビティー内に樹脂素材を射出すると、芯金シャンク部
９を被覆する樹脂シャンク部５が成形されると共に、樹
脂素材を樹脂頭部４のテーパ孔１６に充填せしめること
により延長侵入部１７（図１）が成形される。この延長
侵入部１７は、テーパ孔１６に密接した接合面を構成
し、前述した楔面を構成するストッパー１５（図１）を
同時に成形する。

【００２４】樹脂シャンク部５を成形した後、一対の型
２４、２５を離型して、製品を取り出す。この製品は、
図１に示した通りのボルト１である。

【００２５】尚、図２には、芯金２に対して、先に樹脂
頭部４をインサート成形し、次に樹脂シャンク部５をイ
ンサート成形する方法を示したが、これらの成形工程を
逆に行うことも自由である。

【００２６】この第１実施例のボルト１によれば、使用
に際し、被締着物の一方の面に樹脂頭部４が接当され、
他方の面において挿出した樹脂シャンク部５にナットが
螺合される。ボルトを強く締着すると、樹脂頭部４及び
樹脂シャンク部５には、相互に離反する方向への引張応
力を生じる。即ち、樹脂頭部４に対して樹脂シャンク部
５を引抜く方向への引張力が生じる。ところが、この引
張力に対しては、テーパ孔１６と延長侵入部１７の接合
面により構成されたストッパー１５が楔面として対抗す
るので、この接合面の部分に隙間を生じることはない。

【００２７】また、上述のように、芯金シャンク部９に
ねじ切り部１１及び凹部１２を形成しておけば、樹脂シ
ャンク部５と芯金シャンク部９との結合が強固になり、
芯金シャンク部９に対する樹脂シャンク部５の軸方向へ
の移動を阻止するので、この点でも前述したストッパー
１５における接合面の相互剥離を防止する。更に、ねじ
切り部１１におけるねじ山１３のフランクを上述のよう
に形成しておけば、樹脂シャンク部５の先端方向への移
動阻止のために貢献できる。

【００２８】（第２実施例）図３に示す第２実施例は、
ストッパー１５の構成を除いては、上述した第１実施例
と同様であり、同じ構成部分は同じ符号で示している。
従って、第１実施例と異なるストッパー１５の構成につ
いてのみ説明する。

【００２９】この第２実施例において、樹脂頭部４の底
部は、芯金首部１０の外周部において大小の径が異なる
異径孔２７を形成している。即ち、芯金首部１０の直上
周部には異径孔２７の小径孔が臨み、樹脂頭部４の底面
には異径孔２７の大径孔が開口せしめられている。

【００３０】樹脂シャンク部５は、異径孔２７の小径孔
に充填される延長部２８と、異径孔２７の大径孔に充填
されるフランジ部２９を一体に成形しており、これらの
延長部２８及びフランジ部２９と異径孔２７との接合面
は密接されている。この際、フランジ部２９は、樹脂シ
ャンク部５から張出しているが、該フランジ部２９の露
出面を樹脂頭部４の底面と面一に形成しており、このフ
ランジ部２９によりストッパー１５を構成する。

【００３１】この第２実施例のボルト本体３に芯金２を
インサートして成形する方法は、図２に基づいて上述し
た成形方法とほとんど同様であり、図２の金型の形状を
変更するだけで実施できるので、詳細な説明は省略す
る。

【００３２】この第２実施例のボルト１によれば、使用
に際し、被締着物３０の一方の面に樹脂頭部４を接当
し、他方の面において挿出した樹脂シャンク部５にナッ
トを螺合して強く締着するに際し、樹脂シャンク部５に
一体成形されたフランジ部２９が被締着物３０の一方の
面に接当する。従って、第１実施例について上述したよ
うな樹脂頭部４と樹脂シャンク部５の間における相互離
反方向への引張応力は生じない。即ち、ボルト締着時に
おいて、樹脂シャンク部５は、一体成形されたフランジ
部２９がストッパー１５として機能し、一体物とされた
第二の成形体７における該フランジ部２９と樹脂シャン
ク部５との間に引張応力を生じるだけで、第一の成形体
６と第二の成形体７との間に引張力を生じないから、そ
の結果、第一の成形体６と第二の成形体７の接合部、即
ち、前述した延長部２８及びフランジ部２９と異径孔２
７との接合面に剥離を生じることはない。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成した結果、
次の効果を奏する。 （１） 請求項１又は請求項４に記載の本発明によれ
ば、ボルト本体３が合成樹脂製とされているので、耐薬
品性等に優れ、金属製のボルトに宿命とされた腐食等の
点に関する問題を解決できる。

【００３４】また、このような合成樹脂製のボルト本体
３としつつも、該ボルト本体の樹脂頭部４から樹脂シャ
ンク部５に延びる芯金２を埋入しているので、該ボルト
本体３の引張強度及び剪断強度を保証し、大荷重に耐え
得る大型のボルトを提供することができる。

【００３５】しかも、芯金２をボルト本体３に埋入する
に際しては、ボルト本体３の樹脂頭部４と樹脂シャンク
部５を二回の成形工程によりそれぞれ別体に成形するの
で、ボルト本体３に埋入される芯金２のセンタリングを
確実に行うことができる。

【００３６】更に、このように樹脂頭部４と樹脂シャン
ク部５を別体に成形しつつも、両者を芯金首部１０の近
傍において密接に接合すると共に、ボルト締着時に両者
の相互離反を防止するストッパー１５を設けたものであ
るから、ボルト締着時の引張力により該接合部が剥離し
て隙間を生じることはなく、従って、ボルト本体３の内
部において芯金２が腐食することを好適に防止できる。

【００３７】（２） 請求項２に記載の本発明によれ
ば、前記効果に加えて、ボルト締着時にストッパー１５
が樹脂頭部４と樹脂シャンク部５の接合面を食い込み方
向に圧接せしめる楔面を構成するので、該接合面の密封
効果に優れる。

【００３８】（３） 請求項３に記載の本発明によれ
ば、ボルト締着時にストッパー１５を構成するフランジ
部２９が樹脂頭部４と樹脂シャンク部５の間における引
張力を阻止するので、接合面の剥離防止効果に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第１実施例に係るボルト本体を成形す
る工程を示し、（Ａ）は樹脂頭部の成形工程を示す断面
図、（Ｂ）は樹脂シャンク部の成形工程を示す断面図で
ある。

【図３】本発明の第２実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ ボルト ２ 芯金 ３ ボルト本体 ４ 樹脂頭部 ５ 樹脂シャンク部 ６ 第一の成形体 ７ 第二の成形体 ８ 芯金頭部 ９ 芯金シャンク部 １０ 芯金首部 １５ ストッパー １６ 孔 １７ 延長侵入部 １８ 第一金型 ２３ 第二金型 ２７ 異径孔 ２８ 延長部 ２９ フランジ部 ３０ 被締着物

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具に係合する樹脂頭部と、雌ねじに螺
   合する螺糸を有する樹脂シャンク部とを備えた合成樹脂
   製のボルト本体において、該ボルト本体に埋入された芯
   金が、前記樹脂頭部に埋入された芯金頭部と、前記樹脂
   シャンク部に埋入された芯金シャンク部と、芯金頭部と
   芯金シャンク部の間に位置する芯金首部とを一体に形成
   して成り、前記ボルト本体は、樹脂頭部と樹脂シャンク
   部とを別体に成形すると共に、該樹脂頭部と樹脂シャン
   ク部を相互に芯金首部の近傍において密接に接合して成
   り、該接合部にボルト締着時に樹脂頭部と樹脂シャンク
   部の相互離反を防止するストッパーを設けて成ることを
   特徴とする芯金付合成樹脂製ボルト。
2. 【請求項２】 前記ストッパーが、樹脂頭部と樹脂シャ
   ンク部の接合部を離反方向に対して対抗せしめる楔面と
   なるテーパ状接合面により形成されて成ることを特徴と
   する請求項１に記載の芯金付合成樹脂製ボルト。
3. 【請求項３】 前記ストッパーが、樹脂シャンク部から
   一体に張出してボルトの被締着物に接当するフランジ部
   により形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載
   の芯金付合成樹脂製ボルト。
4. 【請求項４】 芯金頭部と、芯金シャンク部と、芯金頭
   部と芯金シャンク部の間に位置する芯金首部とを一体に
   形成した芯金を用い、前記芯金頭部を埋入する樹脂頭部
   と、前記芯金シャンク部を埋入する樹脂シャンク部とを
   有する合成樹脂製のボルトを成形するに際し、第一金型
   を用いて樹脂頭部を成形する頭部成形工程と、第二金型
   を用いて樹脂シャンク部を成形するシャンク部成形工程
   との二工程により、樹脂頭部と樹脂シャンク部とを別体
   に成形すると共に、第一工程後の第二工程時に樹脂頭部
   と樹脂シャンク部を芯金首部の近傍において密接に接合
   すると共に、該接合部にボルト締着時に樹脂頭部と樹脂
   シャンク部の相互離反を防止するストッパーを同時に成
   形することを特徴とする芯金付合成樹脂製ボルトの製造
   方法。