JPH0780252B2 - 合成樹脂製ナット部材およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オス・メスを有する締
結部材のメス側のナット部材であって、詳しくは、合成
樹脂を素材とすることにより軽量化されながら十分な強
度を有する合成樹脂製ナット部材およびその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、オス・メスを有する合成樹脂
製の締結部材は軽量かつ耐食性が要求される場合等にお
いて広く用いられているが、合成樹脂のみにより製造さ
れた場合には強度が必ずしも十分ではないため、カーボ
ンファイバ等の長繊維により補強することが通常行なわ
れている。

【０００３】そして、合成樹脂製締結部材のうち、メス
側のナッ卜部材は、オス側のボルト部材に螺合する際の
強度を確保し締結の際のボルト部材に生じる引張力によ
って不要な変形あるいは破損を生じることがないように
するため、ネジ穴の軸線方向すなわち力の方向に沿って
長繊維を配向させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の合成樹脂製ナット部材は、ネジ穴の軸線方向に沿っ
て長繊維を配向させているため、締結の際にレンチ等に
より回転させようとする力（すなわち回転トルク）が与
えられる外郭の強度が十分でなく、該外郭の特に側面部
のエッジ部分にこのレンチ等の回転させようとする力に
よってつぶれあるいは破損等を生じる可能性があった。

【０００５】したがって、本発明の目的は、オス側のボ
ルト部材に螺合する際の強度を確保しつつ、回転させよ
うとする力に対する外郭の強度をも向上させることがで
き、外郭の側面部のエッジ部分につぶれあるいは破損を
生じることがない合成樹脂製ナット部材およびその製造
方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の合成樹脂製ナット部材は、中心に設けられ
たネジ穴と、該ネジ穴の軸線方向に沿って延在する複数
の側面部を有する外郭とを有するものであって、前記ネ
ジ穴付近には該ネジ穴の軸線方向に沿って長繊維が配向
し、前記外郭付近には該外郭に沿って周方向に長繊維が
配向していることを特徴としている。

【０００７】また、本発明の合成樹脂製ナット部材の製
造方法は、中心に設けられたネジ穴と、該ネジ穴の軸線
方向に沿って延在する複数の側面部を有する外郭とを有
するものの製造方法において、オスネジ状の内型の外側
に、該内型の軸線方向に沿って長繊維を配向させた状態
の第一合成樹詣部材を設け、該第一合成樹脂部材の外側
に、周方向に沿って長繊維を配向させた状態の第二合成
樹脂部材を設けて、前記第一合成樹脂部材および第二合
成樹脂部材を高温状態で、前記合成樹脂製ナット部材の
外郭に応じた形状のキャビティを有する外型により加圧
成形することを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明の合成樹脂製ナット部材によれば、ネジ
穴付近に設けられた該ネジ穴の軸線方向すなわちかかる
力の方向に沿って配向する長繊維が、オス側のボルト部
材との螺合時の強度を確保し、外郭付近に設けられた該
外郭すなわちかかる力の方向に沿って周方向に配向する
長繊維が締結の際の回転させようとする力に対する強度
を確保する。

【０００９】また、本発明の合成樹脂製ナット部材の製
造方法によれば、オスネジ状の内型の外周部に、該内型
の軸線方向に沿って長繊維を配向させた状態の第一合成
樹脂部材を設け、該第一合成樹脂部材の外周部に、周方
向に沿って長繊維を配向させた状態の第二合成樹脂部材
を設けて、前記第一合成樹脂部材および第二合成樹脂部
材を高温状態で、前記合成樹脂製ナット部材の外郭に応
した形状のキャビティを有する外型により加圧成形する
ことになる。そして、これにより成形された合成樹脂製
ナット部材は、複数の側面部を有する外郭と、中心に設
けられたネジ穴とを有し、ネジ穴付近には該ネジ穴の軸
線方向に沿って長繊維が配向し、外郭付近には該外郭に
沿って周方向に長繊維が配向することになる。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例による合成樹脂製ナット部
材について、図１〜図３を参照して以下に説明する。

【００ｌ１】図１に示すように、本実施例の合成樹脂製
ナット部材１は、中心に所定ピッチのネジ穴２が設けら
れており、このネジ穴２の軸線に直交する方向に上面部
３および下面部４がそれぞれ所定の間隔をなすよう設け
られている。また、ネジ穴２の軸線に沿う方向に正六角
形状の外郭５を構成する６ケ所の側面部５ａが隣り合う
もの同士を連結した輪形状で設けられている。この合成
樹脂製ナット部材１は、例えば熱可塑性の合成樹脂で主
に構成されており、この熱可塑性の合成樹脂として、例
えば軽量で十分な強度を有するＰＥＥＫ（ポリエーテル
エーテルケトン）樹脂が採用されている。そして、図２
に示すように合成樹脂製ナット部材１のネジ穴２付近に
は、該ネジ穴２から外郭５に向う所定幅の範囲内に、ネ
ジ穴２の軸線方向に沿って長繊維６が配向して複数設け
られており、このネジ穴２付近の長繊維６のうち、ネジ
穴２の内周部の長繊維６は、ネジ穴２のネジ山およびネ
ジ溝に沿うように湾曲している。また、図３に示すよう
に合成樹脂製ナット部材１の外郭５付近には、該外郭５
からネジ穴２に向う所定幅の範囲内に、外郭５に沿って
周方向に長繊維６が配向して複数設けられており、この
長繊維６はネジ穴２に近づくにつれて円形状に近いもの
となっている。ここで、この長繊維６として、例えばカ
ーボンファイバ等が採用されている。

【００１２】このような構成の合成樹脂製ナット部材１
によれば、ネジ穴２付近に設けられた、該ネジ穴２の軸
線方向、すなわちかかる力（図示せぬオス側のボルト部
材に生じる引張力）の方向に沿って配向する長繊維６
が、図示せぬオス側のボルト部材との螺合の際の強度を
確保し、外郭５付近に設けられた、該外郭５、すなわち
該外郭５にかかる力（レンチ等の回転力）の方向に沿っ
て周方向に配向する長繊維６が締結の際の回転させよう
とする力に対する強度を確保する。したがって、ネジ穴
２のネジ山につぶれあるいは破損等を生じることがな
く、かつ外郭５の側面部５ａのエッジ部分につぶれある
いは破損を生じることがなくなる。

【００１３】次に、本発明の一実施例による合成樹脂製
ナット部材の製造方法について図４〜図１１を参照して
以下に説明する。なお、本実施例の製造方法は、上記し
た合成樹脂製ナット部材１を製造するものである。

【００１４】まず、本実施例の製造方法に用いられる製
造装置の要部について説明する。この製造装置７は、主
に内型８および外型９から構成されており、内型８は、
図４に示すように、所定長さの小径軸部１０と、該小径
軸部１０の所定の中間位置に所定長さ形成された、製造
する合成樹脂製ナット部材１のネジ穴２のピッチと等し
いピッチのオスネジ部１１と、小径軸部１０の一端に所
定長さ設けられた、該小径軸部１０より所定量大径の大
径軸部１２とを有している。なお、小径軸部１０の外径
はオスネジ部１１のネジ溝の最小径よりも所定量小径と
なっている。また、大径軸部１２の反小径軸部１０側の
端部には軸線方向に沿って六角形状の取外穴１３が設け
られており、この取外穴１３には、成形された合成樹脂
製ナット部材１を外す際等に図示せぬ六角状の回転子を
有する取外装置の該回転子が嵌合されることになる。

【００１５】図５〜図７に示すように、外型９は、中央
に内型８が導入される一対の半割型１４を有しており、
各半割型１４は、相互に接合した状態のとき、内型８の
オスネジ部１１より反大径軸部１２側の部分が嵌合され
る第一嵌合穴１５が形成される第一型１６と、相互に接
合した状態のとき、内型８のオスネジ部１１より大径軸
部１２側の部分が嵌合される第二嵌合穴１７が形成され
る一対の第二型１８と、第一型１６および第二型１８の
対応するもの同士を所定距離離間させた状態で固定する
固定型１９とからそれぞれ構成されている。

【００１６】また、外型９は、相互に接合状態となって
いる上記一対の半割型１４の第一型１６と第二型１８と
の空間部分で構成されるスライド穴２０に隙間なく嵌合
され相互に接合する嵌合部２１を有する一対のスライド
型２２を有している。各スライド型２２のそれぞれの嵌
合部２１の接合面２３付近には、成形される合成樹脂製
ナット部材１の六角形状の外郭５に対しこれを半割した
メス形状をなす凹部２４がそれぞれ対応して設けられて
おり、各スライド型２２が相互に接合した状態におい
て、両凹部２４により正六角形状のキャビティ２５（図
１１参照）が形成されることになる。なお、各スライド
型２２の接合時において、上記キャビティ２５の中心軸
は、内型８の軸線に一致することになる。

【００１７】そして、以上に述べた製造装置７を用いた
本実施例の合成樹脂製ナット部材１の製造方法について
以下に順を追って説明する。

【００１８】まず、２種類の円筒状部材を作製する。す
なわち、図８に示すように、熱可塑性の合成樹脂中に高
強度の長繊維６を多数含有させてそれを押出成形あるい
は引抜成形することによって軸線方向に沿って長繊維６
が多数配向する、内型８のオスネジ部１１の外径より所
定量内径が大きくかつ後述する第二合成樹脂部材２７の
内径より所定量外径が小さい円筒状の第一合成樹脂部材
２６を作製する。なお、この第一合成樹脂部材２６は、
同一方向に長繊維６が多数配向された図示せぬ合成樹脂
シートをその長繊維が軸線方向に沿うように円筒状に巻
いて形成してもよい。一方、同一方向に長繊維６が多数
配向された合成樹脂シートをその長繊維が周方向に沿う
ように円筒状に巻いて、図９に示すように、所定の内外
径を有する円筒状の第二合成樹脂部材２７を作製する。
なお、上記にように長繊維６の配向方向の異なる円筒状
の第一合成樹脂部材２６および第二合成樹脂部材２７を
組み合わせる他に、押出成形または引抜成形により成形
された円筒状の合成樹脂部材の外周部にフィラメントワ
インディングにより連続的に長繊維を巻回してなるプリ
プレグパイプを使用することもできる。

【００１９】上記のようにして作製された第一合成樹脂
部材２６および第二合成樹脂部材２７を所定の長さに切
断し、図１０に示すように、第二合成樹脂部材２７の内
周部に第一合成樹脂部材２６を該第一合成樹脂部材２６
の内周部に上記内型８をそれぞれ所定位置に挿入する。
そして、これら第一合成樹脂部材２６および第二合成樹
脂部材２７を設けた内型８を外型９の半割型１４内に装
着した状態で該半割型１４同士を接合させる。

【００２０】そして、上記半割型１４、内型８、第一合
成樹脂部材２６および第二合成樹脂部材２７を、図示せ
ぬ温度センサからのデータに照し合せながら所定温度ま
で図示せぬヒータにより加熱して、相互に接合された状
態の半割型１４のスライド穴２０に相互に相反する方向
から上記と同様の温度に加熱されたスライド型２２の嵌
合部２１を挿入し、両スライド型２２が同時に内型８の
軸線上に至って接合するように加圧する。これにより、
図１１に示すように、第一合成樹脂部材２６および第二
合成樹脂部材２７は半割型１４およびスライド型２２を
有する外型９により形成されるキャビティ２５に応じた
形状に外郭５等が成形され、第一合成樹脂部材２６およ
び第二合成樹脂部材２７間も熱融着されることになる。

【００２１】その後、第一合成樹脂部材２６および第二
合成樹脂部材２７が硬化する所定温度まで冷却して、ス
ライド型２２および半割型１４を離型し、内型８を離型
した後、所定の長さに切断することによって、上面部３
および下面部４が形成されて上述した合成樹脂製ナット
部材１が製造されることになる。

【００２２】このようにして成形された合成樹脂製ナッ
ト部材１は、上述したように、ネジ穴２付近に、ネジ穴
２の軸線方向に沿って長繊維６が配向して複数設けら
れ、しかも、成形時の圧力が高いネジ穴２の内周部の長
繊維６は、ネジ穴２のネジ山およびネジ溝に沿うように
湾曲することになる。また成形時の圧力が高い外郭５付
近に該外郭５に沿って周方向に長繊維６が配向して複数
設けられることになり、外郭５近傍から離間するほど成
形時の圧力が低いため長繊維６の形状は、第二合成樹脂
部材２７段階に近い円形状をなすことになる。本実施例
の合成樹脂製ナット部材の製造方法によれば、このよう
な合成樹脂製ナット部材１を容易に製造することができ
るのである。

【００２３】なお、上記第一合成樹脂部材２６および第
二合成樹脂部材２７の大きさは、外型９により形成され
るキャビティ２５の容積からこのキャビティ２５内に存
在する内型８のオスネジ部１１の体積を減じた容積に対
応して適宜設定されるものである。

【００２４】また、上記した合成樹脂製ナット部材１
は、正六角形状のものでなくとも、例えば正方形等種々
の形状のものに適用することができるのは勿論であり、
この場合スライド型２２の接合面２３の凹部形状２４を
これに合せて適宜変更することになる。

【００２５】さらに、上記した合成樹脂製ナット部材１
は、その合成樹脂として、熱可塑性樹脂を使用するもの
を例にとり説明したが、成形時に十分軟化させることが
できるものであれば熱硬化性の合成樹脂を用いてもよ
い。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の合成樹脂
製ナット部材によれば、ネジ穴付近に設けられた該ネジ
穴の軸線方向に沿って配向する長繊維が、オス側のボル
ト部材との螺合の際の強度を確保し、外郭付近に設けら
れた該外郭に沿って周方向に配向する長繊維が締結の際
の回転させようとする力に対する強度を確保する。した
がって、外郭の側面部のエッジ部分につぶれあるいは破
損を生じることがなくなる。

【００２７】また、本発明の合成樹脂製ナット部材の製
造方法によれば、オスネジ状の内型の外周部に、該内型
の軸線方向に沿って長繊維を配向させた状態の第一合成
樹脂部材を設け、該第一合成樹脂部材の外周部に、周方
向に沿って長繊維を配向させた状態の第二合成樹脂部材
を設けて、前記第一合成樹脂部材および第二合成樹脂部
材を高温状態で、前記合成樹脂製ナット部材の外郭に応
じた形状のキャビティを有する外型により加圧成形する
ことになる。したがって、これにより成形された合成樹
脂製ナット部材は、複数の側面部を有する外郭と、中心
に設けられたネジ穴とを有し、ネジ穴付近には該ネジ穴
の軸線方向に沿って長繊維が配向し、外郭付近には該外
郭に沿って周方向に長繊維が配向することになり、上記
効果が得られることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による合成樹脂製ナット部材
を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施例による合成樹脂製ナット部材
の縦断面図である。

【図３】本発明の一実施例による合成樹脂製ナット部材
の横断面図である。

【図４】本発明の一実施例による合成樹脂製ナット部材
の製造方法に用いられる内型を示す断面図である。

【図５】本発明の一実施例による合成樹脂製ナット部材
の製造方法に用いられる内型および外型を示す断面図で
ある。

【図６】本発明の一実施例による合成樹脂製ナット部材
の製造方法に用いられる外型を示すものであって、図５
に示すＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図７】本発明の一実施例による合成樹脂製ナット部材
の製造方法に用いられる外型の平面図であって、スライ
ド型を除いたものである。

【図８】本発明の一実施例による合成樹脂製ナット部材
の第一合成樹脂部材を示す縦断面図である。

【図９】本発明の一実施例による合成樹脂製ナット部材
の第二合成樹脂部材を示す横断面図である。

【図１０】本発明の一実施例による合成樹脂製ナット部
材の製造方法における内型に第一合成樹脂部材および第
二合成樹脂部材を設けた状態を示す断面図である。

【図１１】本発明の一実施例による合成樹脂製ナット部
材の製造方法における内型および外型により合成樹脂製
ナット部材を成形した状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 合成樹脂製ナット部材 ２ ネジ穴 ５ 外郭 ５ａ 側面部 ６ 長繊維 ８ 内型 ９ 外型 ２５ キャビティ ２６ 第一合成樹脂部材 ２７ 第二合成樹脂部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心に設けられたネジ穴と、該ネジ穴の
   軸線方向に沿って延在する複数の側面部を有する外郭と
   を有する合成樹脂製ナット部材において、 前記ネジ穴付近には該ネジ穴の軸線方向に沿って長繊維
   が配向し、前記外郭付近には該外郭に沿って周方向に長
   繊維が配向していることを特徴とする合成樹脂製ナット
   部材。
2. 【請求項２】 中心に設けられたネジ穴と、該ネジ穴の
   軸線方向に沿って延在する複数の側面部を有する外郭と
   を有する合成樹脂製ナット部材の製造方法において、 オスネジ状の内型の外側に、該内型の軸線方向に沿って
   長繊維を配向させた状態の第一合成樹脂部材を設け、 該第一合成樹脂部材の外側に、周方向に沿って長繊維を
   配向させた状態の第二合成樹脂部材を設けて、 前記第一合成樹脂部材および第二合成樹脂部材を高温状
   態で、前記合成樹脂製ナット部材の外郭に応じた形状の
   キャビティを有する外型により加圧成形することを特徴
   とする合成樹脂製ナット部材の製造方法。