JPH07293535A - 樹脂製ボルト及びその成形方法 - Google Patents
樹脂製ボルト及びその成形方法Info
- Publication number
- JPH07293535A JPH07293535A JP8340294A JP8340294A JPH07293535A JP H07293535 A JPH07293535 A JP H07293535A JP 8340294 A JP8340294 A JP 8340294A JP 8340294 A JP8340294 A JP 8340294A JP H07293535 A JPH07293535 A JP H07293535A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- bolt
- fiber
- long
- bolt head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0005—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fibre reinforcements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 引張り破壊強度の高い樹脂製ボルトを提供す
る。 【構成】 平均繊維長さが0.3mm 以上の長繊維を含有し
た熱可塑性合成樹脂組成物を、製品部キャビティ４内へ
ボルトヘッドに相当する部位４Ｂに設けたゲート３Ｃ．
３Ｄより射出させ、前記長繊維を、軸方向と平行に強く
配向させる。
る。 【構成】 平均繊維長さが0.3mm 以上の長繊維を含有し
た熱可塑性合成樹脂組成物を、製品部キャビティ４内へ
ボルトヘッドに相当する部位４Ｂに設けたゲート３Ｃ．
３Ｄより射出させ、前記長繊維を、軸方向と平行に強く
配向させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維を混入させること
により強化された樹脂製ボルト及びその成形方法に関す
る。
により強化された樹脂製ボルト及びその成形方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】樹脂製ボルトは軽量であることに加え、
錆による腐食の心配がないので水と接する箇所で使用す
るに有利である反面、樹脂単独では引張り破壊強度に乏
しい欠点がある。そのため樹脂内に繊維を混入せしめて
強化を図る試みがされている。従来その繊維としては、
0.2mm 以下の短繊維が採用され、製品内における繊維の
配向に関する検討は成されていなかった。
錆による腐食の心配がないので水と接する箇所で使用す
るに有利である反面、樹脂単独では引張り破壊強度に乏
しい欠点がある。そのため樹脂内に繊維を混入せしめて
強化を図る試みがされている。従来その繊維としては、
0.2mm 以下の短繊維が採用され、製品内における繊維の
配向に関する検討は成されていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】短繊維の混入によって
強化されたとは言っても、引張り破壊強度はとても金属
ボルトには及ばない。そのため強度不足で、用途はおの
ずと特殊な範囲に限定されてしまう。
強化されたとは言っても、引張り破壊強度はとても金属
ボルトには及ばない。そのため強度不足で、用途はおの
ずと特殊な範囲に限定されてしまう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、繊維の含有に
より高められた引張り破壊強度をより向上させ、用途範
囲の拡大に成功した樹脂製ボルトであって、その構成
は、平均繊維長さが0.3mm 以上の長繊維を含有した熱可
塑性合成樹脂組成物により成形し、前記長繊維を、軸方
向と平行に配向させ、又樹脂組成物を、製品部キャビテ
ィのボルトヘッドに相当する部位に設けられたゲートを
介して射出成形することにある。尚本発明は、平均繊維
長さが0.3mm 以上の長繊維を含有した熱可塑性合成樹脂
組成物を使用することにあるが、長繊維の長さは1.0mm
以上がより好ましい。
より高められた引張り破壊強度をより向上させ、用途範
囲の拡大に成功した樹脂製ボルトであって、その構成
は、平均繊維長さが0.3mm 以上の長繊維を含有した熱可
塑性合成樹脂組成物により成形し、前記長繊維を、軸方
向と平行に配向させ、又樹脂組成物を、製品部キャビテ
ィのボルトヘッドに相当する部位に設けられたゲートを
介して射出成形することにある。尚本発明は、平均繊維
長さが0.3mm 以上の長繊維を含有した熱可塑性合成樹脂
組成物を使用することにあるが、長繊維の長さは1.0mm
以上がより好ましい。
【０００５】
【作用】強化繊維が長い為、樹脂との結合、密着力が高
く、複合材料としての強度は格段に向上する。又、成形
品中の繊維の配向を考慮し、最適化することにより更に
強度は向上する。更に、ボルトヘッド相当部位にゲート
位置を設定することにより、樹脂製ボルトに最適な繊維
配向とすることができる。
く、複合材料としての強度は格段に向上する。又、成形
品中の繊維の配向を考慮し、最適化することにより更に
強度は向上する。更に、ボルトヘッド相当部位にゲート
位置を設定することにより、樹脂製ボルトに最適な繊維
配向とすることができる。
【０００６】
【実施例】本発明に係る樹脂製ボルト及びその成形方
法、ならびにその方法で使用する金型構造を図面に基づ
いて説明する。図１から図３は、固定型と可動型とから
成る射出成形用金型を例示したもので、１は成形機ノズ
ルに接続されるスプルーで、４は製造せんとするボルト
形状に形成された製品部キャビティ、２Ａから２Ｄはス
プルーから製品部キャビティに向けて溶融樹脂を流す為
のランナー、３Ａから３Ｄはランナーから製品部キャビ
ティに樹脂を流入させる為のゲートである。成形品、ラ
ンナーを突き出す為のエジェクター、金型の冷却温調を
行なう為の冷却回路は金型に配置されている（図示せ
ず）。スプルーは先端部でφ４mm、根元部でφ８mm、ラ
ンナーはφ８mmの円形断面形状でゲートはφ４mmの円形
断面形状とした。又、２Ｃ、２Ｄのランナーは、スプル
ーからゲートまでの距離が同一の対称形状となってい
る。図１はボルトヘッドに相当する部位４Ｂ側の１点ゲ
ート３Ａから溶融樹脂を充填させる構造で、図２はボル
トネジに相当する部位４Ａ側の底面部に形成された１点
ゲート３Ｂから溶融樹脂を充填させる構造で、図３はボ
ルトヘッドに相当する部位４Ｂ側の側面部に形成された
２点ゲート３Ｃ．３Ｄから溶融樹脂を充填させる構造と
なっている。金型製品部を入れ子構造で交換して、Ｍ１
０及びＭ６の二種のボルト成形品を成形できる構造とし
た。
法、ならびにその方法で使用する金型構造を図面に基づ
いて説明する。図１から図３は、固定型と可動型とから
成る射出成形用金型を例示したもので、１は成形機ノズ
ルに接続されるスプルーで、４は製造せんとするボルト
形状に形成された製品部キャビティ、２Ａから２Ｄはス
プルーから製品部キャビティに向けて溶融樹脂を流す為
のランナー、３Ａから３Ｄはランナーから製品部キャビ
ティに樹脂を流入させる為のゲートである。成形品、ラ
ンナーを突き出す為のエジェクター、金型の冷却温調を
行なう為の冷却回路は金型に配置されている（図示せ
ず）。スプルーは先端部でφ４mm、根元部でφ８mm、ラ
ンナーはφ８mmの円形断面形状でゲートはφ４mmの円形
断面形状とした。又、２Ｃ、２Ｄのランナーは、スプル
ーからゲートまでの距離が同一の対称形状となってい
る。図１はボルトヘッドに相当する部位４Ｂ側の１点ゲ
ート３Ａから溶融樹脂を充填させる構造で、図２はボル
トネジに相当する部位４Ａ側の底面部に形成された１点
ゲート３Ｂから溶融樹脂を充填させる構造で、図３はボ
ルトヘッドに相当する部位４Ｂ側の側面部に形成された
２点ゲート３Ｃ．３Ｄから溶融樹脂を充填させる構造と
なっている。金型製品部を入れ子構造で交換して、Ｍ１
０及びＭ６の二種のボルト成形品を成形できる構造とし
た。
【０００７】熱可塑性合成樹脂組成物としては、ガラス
繊維やカーボン繊維、合成繊維などの長繊維に、押出し
機で溶融した熱可塑性プラスチックを含浸させ、適当な
長さに切断してペレット化したもの（商品名セルストラ
ン・ポリプラスチックス株式会社製造）が好適に使用さ
れる。この熱可塑性合成樹脂組成物は、長繊維の折損を
最低限に留めるため、圧縮比が小さく、深溝のスクリュ
ーを備え、ノズルの大きな射出装置を使用することが望
ましく、逆流防止弁を備えたものを理想とする。
繊維やカーボン繊維、合成繊維などの長繊維に、押出し
機で溶融した熱可塑性プラスチックを含浸させ、適当な
長さに切断してペレット化したもの（商品名セルストラ
ン・ポリプラスチックス株式会社製造）が好適に使用さ
れる。この熱可塑性合成樹脂組成物は、長繊維の折損を
最低限に留めるため、圧縮比が小さく、深溝のスクリュ
ーを備え、ノズルの大きな射出装置を使用することが望
ましく、逆流防止弁を備えたものを理想とする。
【０００８】このような熱可塑性合成樹脂組成物を用い
て前記射出成形用金型により、周知の射出手段によって
樹脂製ボルトの射出成形品を成形する。この射出成形工
程においては、図２又は図３のように、ボルトヘッドに
相当する部位４Ｂ側から製品部キャビティ４内に溶融樹
脂を充填開始した場合、ボルトヘッド部の厚肉部分から
ネジ部側に向けて縮小流動することにより、溶融樹脂中
の繊維は、流動方向（ボルト軸と平行な方向）に強く配
向し、溶融樹脂中の繊維長が長い場合はこの傾向がより
顕著となって、ボルト使用時の荷重応力に対して強度向
上をもたらすことになる。
て前記射出成形用金型により、周知の射出手段によって
樹脂製ボルトの射出成形品を成形する。この射出成形工
程においては、図２又は図３のように、ボルトヘッドに
相当する部位４Ｂ側から製品部キャビティ４内に溶融樹
脂を充填開始した場合、ボルトヘッド部の厚肉部分から
ネジ部側に向けて縮小流動することにより、溶融樹脂中
の繊維は、流動方向（ボルト軸と平行な方向）に強く配
向し、溶融樹脂中の繊維長が長い場合はこの傾向がより
顕著となって、ボルト使用時の荷重応力に対して強度向
上をもたらすことになる。
【０００９】〈実験例１〉先ずＭ１０ボルト成形品にお
いて、ポリアミド６６をマトリックスとし、ガラス繊維
を５０重量％含有させた（以下の実験例も同様）短繊維
強化樹脂材料と長繊維強化樹脂材料（ペレット長１２．
７mm）との引張破壊荷重と重量平均繊維長の比較を試み
た。成形は図３の如く、２点ゲート金型を使用した。成
形条件、実験条件、実験結果は下記表１から表３に示
す。
いて、ポリアミド６６をマトリックスとし、ガラス繊維
を５０重量％含有させた（以下の実験例も同様）短繊維
強化樹脂材料と長繊維強化樹脂材料（ペレット長１２．
７mm）との引張破壊荷重と重量平均繊維長の比較を試み
た。成形は図３の如く、２点ゲート金型を使用した。成
形条件、実験条件、実験結果は下記表１から表３に示
す。
【００１０】
【表１】 尚、成形機は株式会社大隈鐵工所製のＯＫＭ１５０を使
用した。
用した。
【００１１】
【表２】 尚、試験機は島津製作所製 万能試験機 ＤＳＳー５０
００を使用した。
００を使用した。
【００１２】
【表３】
【００１３】これらの結果より、長繊維強化樹脂の採用
によって、引張り破壊強度は短繊維強化樹脂に比べて２
割弱の強化が図られたことがわかる。
によって、引張り破壊強度は短繊維強化樹脂に比べて２
割弱の強化が図られたことがわかる。
【００１４】〈実験例２〉続いてＭ１０ボルトとＭ６ボ
ルトにて、ゲートをボルトヘッド相当部位４Ｂに設けた
場合（図２及び図３）と、ボルトネジ相当部位４Ａ側に
設けた場合（図１）との比較を試みた。尚、試験条件は
前記表１．表２と同様で、試験結果は下記表４に示す。
ルトにて、ゲートをボルトヘッド相当部位４Ｂに設けた
場合（図２及び図３）と、ボルトネジ相当部位４Ａ側に
設けた場合（図１）との比較を試みた。尚、試験条件は
前記表１．表２と同様で、試験結果は下記表４に示す。
【００１５】
【表４】
【００１６】成形には、ポリアミド６６をマトリックス
としたガラス繊維を５０重量％含有させた長繊維強化樹
脂材料（ペレット長１２．７mm）を使用し、これらの結
果から、ゲートをボルトヘッドに相当する部位に設けた
場合は、ボルトネジに相当する部位に設けた場合より高
い強度を得られることが確認された。その理由は、長繊
維がボルトヘッド部分から充填過程で縮小流動により軸
方向と平行に配向する割合が高いからであり、その傾向
はボルトヘッドのつけ根部位に顕著に見られる。以上の
結果を総合すると、樹脂に繊維を含有させて強化を図る
には、短繊維より長繊維の方が有利であると共に、ゲー
トをボルトヘッドに相当する部位に設けると、強度アッ
プの効果は向上する。
としたガラス繊維を５０重量％含有させた長繊維強化樹
脂材料（ペレット長１２．７mm）を使用し、これらの結
果から、ゲートをボルトヘッドに相当する部位に設けた
場合は、ボルトネジに相当する部位に設けた場合より高
い強度を得られることが確認された。その理由は、長繊
維がボルトヘッド部分から充填過程で縮小流動により軸
方向と平行に配向する割合が高いからであり、その傾向
はボルトヘッドのつけ根部位に顕著に見られる。以上の
結果を総合すると、樹脂に繊維を含有させて強化を図る
には、短繊維より長繊維の方が有利であると共に、ゲー
トをボルトヘッドに相当する部位に設けると、強度アッ
プの効果は向上する。
【００１７】本実施例及び実験例は総てポリアミドにつ
いて説明したが、他の熱可塑性合成樹脂組成物、例えば
ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ポリプロピレン、ポリウレタ
ン、ポリアセタール等でも、数値の違いはあるにしろ同
様の結果が確認され、本発明で使用される熱可塑性合成
樹脂、繊維の種類は自由に選択できる。又本発明の樹脂
製ボルトは、図１〜図３に一例として示したゲート形状
に制限されるものでなく、ボルトヘッドに相当する部位
に設けたゲートであれば、ゲートの数は１或は複数であ
ってもよい。
いて説明したが、他の熱可塑性合成樹脂組成物、例えば
ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ポリプロピレン、ポリウレタ
ン、ポリアセタール等でも、数値の違いはあるにしろ同
様の結果が確認され、本発明で使用される熱可塑性合成
樹脂、繊維の種類は自由に選択できる。又本発明の樹脂
製ボルトは、図１〜図３に一例として示したゲート形状
に制限されるものでなく、ボルトヘッドに相当する部位
に設けたゲートであれば、ゲートの数は１或は複数であ
ってもよい。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、長繊維を含有させるこ
とで引張り破壊強度が飛躍的に向上し、而も軸方向と平
行に配向させることによってその効果は顕著となる。又
ボルトヘッドに相当する部位にゲートを設定すること
で、高強度発現に適した繊維配向を可能とする。
とで引張り破壊強度が飛躍的に向上し、而も軸方向と平
行に配向させることによってその効果は顕著となる。又
ボルトヘッドに相当する部位にゲートを設定すること
で、高強度発現に適した繊維配向を可能とする。
【図１】 本発明に係るゲートをボルトネジに相当する
部位に１箇所設けた樹脂製ボルト成形用金型の説明図で
ある。
部位に１箇所設けた樹脂製ボルト成形用金型の説明図で
ある。
【図２】 本発明に係るゲートをボルトヘッドに相当す
る部位に１箇所設けた樹脂製ボルト成形用金型の説明図
である。
る部位に１箇所設けた樹脂製ボルト成形用金型の説明図
である。
【図３】 本発明に係るゲートをボルトヘッドに相当す
る部位に２箇所設けた樹脂製ボルト成形用金型の説明図
である。
る部位に２箇所設けた樹脂製ボルト成形用金型の説明図
である。
１・・スプルー、２Ａ〜２Ｄ・・ランナー、３Ａ〜３Ｄ
・・ゲート、４・・製品部キャビティ、４Ａ・・ボルト
ネジ部に相当する部位、４Ｂ・・ボルトヘッドに相当す
る部位。
・・ゲート、４・・製品部キャビティ、４Ａ・・ボルト
ネジ部に相当する部位、４Ｂ・・ボルトヘッドに相当す
る部位。
Claims (3)
- 【請求項１】 平均繊維長さが0.3mm 以上の長繊維を含
有した熱可塑性合成樹脂組成物によって成形された樹脂
製ボルト。 - 【請求項２】 前記長繊維を、軸方向と平行に強く配向
させた請求項１の樹脂製ボルト。 - 【請求項３】 平均繊維長さが0.3mm 以上の長繊維を含
有した熱可塑性合成樹脂組成物を、製造せんとするボル
ト形状の製品部キャビティ内へ、ボルトヘッドに相当す
る部位に設けられたゲートより射出させることを特徴と
する樹脂製ボルトの成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8340294A JPH07293535A (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 樹脂製ボルト及びその成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8340294A JPH07293535A (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 樹脂製ボルト及びその成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07293535A true JPH07293535A (ja) | 1995-11-07 |
Family
ID=13801441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8340294A Pending JPH07293535A (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 樹脂製ボルト及びその成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07293535A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017148948A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | ダイセルポリマー株式会社 | 棒状成形体の製造方法 |
| US10533596B2 (en) | 2014-11-21 | 2020-01-14 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Fiber reinforced resin screw |
-
1994
- 1994-04-21 JP JP8340294A patent/JPH07293535A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10533596B2 (en) | 2014-11-21 | 2020-01-14 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Fiber reinforced resin screw |
| JP2017148948A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | ダイセルポリマー株式会社 | 棒状成形体の製造方法 |
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