JPH0780857A - 繊維強化複合材料によるボルトの製造方法 - Google Patents
繊維強化複合材料によるボルトの製造方法Info
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- JPH0780857A JPH0780857A JP25214193A JP25214193A JPH0780857A JP H0780857 A JPH0780857 A JP H0780857A JP 25214193 A JP25214193 A JP 25214193A JP 25214193 A JP25214193 A JP 25214193A JP H0780857 A JPH0780857 A JP H0780857A
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- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 繊維の乱れをなくし且つ軽量化を図る。
【構成】 強化繊維９の方向を揃えたシート状の複合材
料原料１０を、熱可塑性樹脂製のパイプ状の芯材８に巻
き付けて成形材７を作る。成形材７の一端部側には、複
合材料原料１０の一部を傾斜カットすることによりテー
パ部１２を形成しておく。成形材７を成形金型１内に入
れ、型巣２のねじ成形部４にテーパ部１２を対峙させ
る。成形金型１を加熱し、成形材７を軟化させる。成形
材７の芯材８の中に溶融樹脂１３を注入し、成形材７を
拡径してボルト形状に成形させる。
料原料１０を、熱可塑性樹脂製のパイプ状の芯材８に巻
き付けて成形材７を作る。成形材７の一端部側には、複
合材料原料１０の一部を傾斜カットすることによりテー
パ部１２を形成しておく。成形材７を成形金型１内に入
れ、型巣２のねじ成形部４にテーパ部１２を対峙させ
る。成形金型１を加熱し、成形材７を軟化させる。成形
材７の芯材８の中に溶融樹脂１３を注入し、成形材７を
拡径してボルト形状に成形させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は繊維強化複合材料による
ボルトの製造方法に関するものである。
ボルトの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化複合材料（ＦＲＰ）による成形
品は、その特性である軽量、耐食、比強度、非磁性等が
利用されて航空、宇宙分野のほかに、化学プラント、船
舶、海洋構造物等の建設分野等に広く用いられている。
品は、その特性である軽量、耐食、比強度、非磁性等が
利用されて航空、宇宙分野のほかに、化学プラント、船
舶、海洋構造物等の建設分野等に広く用いられている。
【０００３】たとえば、締結部材としてのボルトを繊維
強化複合材で製造する場合の従来方法としては、押し込
み方法がある。すなわち、図３に示す如く、ボルトの形
状に対応させてねじ成形部ｂを有する型巣に加工された
割金型ａを製作し、その一方向に与圧用の孔ｃを、又、
該与圧用の孔ｃの反対側の端面ｄに逃がし穴ｅを設け、
強化繊維ｆの方向を揃えてシート状にした複合材料原料
を巻いてなるボルト素材ｇを割金型ａ内に入れ、次い
で、与圧用の孔ｃに挿入したポンチｈにより複合材料原
料からなるボルト素材ｇに対し繊維方向に圧縮力を加え
てボルト素材ｇを割金型ａ内に充満させ、圧縮方向に対
して周辺方向に膨出するように成形させてボルトを製造
するものである（特開昭６３−２１６７１６号、特公平
４−６９８４６号等）。
強化複合材で製造する場合の従来方法としては、押し込
み方法がある。すなわち、図３に示す如く、ボルトの形
状に対応させてねじ成形部ｂを有する型巣に加工された
割金型ａを製作し、その一方向に与圧用の孔ｃを、又、
該与圧用の孔ｃの反対側の端面ｄに逃がし穴ｅを設け、
強化繊維ｆの方向を揃えてシート状にした複合材料原料
を巻いてなるボルト素材ｇを割金型ａ内に入れ、次い
で、与圧用の孔ｃに挿入したポンチｈにより複合材料原
料からなるボルト素材ｇに対し繊維方向に圧縮力を加え
てボルト素材ｇを割金型ａ内に充満させ、圧縮方向に対
して周辺方向に膨出するように成形させてボルトを製造
するものである（特開昭６３−２１６７１６号、特公平
４−６９８４６号等）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ボルトの製造方法では、強化繊維ｆが方向を揃えられて
配列されてなる複合材料原料からなるボルト素材ｇがそ
のまま繊維方向へ押されて圧縮させられるものであるた
め、繊維ｆが乱れて来て、ねじ成形部ｂでの繊維配列が
不均一になりがちであってねじ山に空洞ができることが
あり、又、特に、繊維ｆがねじ成形部ｂに沿わされると
き、繊維ｆがボルト頭部側へ軸心方向に引き寄せられる
ため、その分を見込んで、複合材料原料からなるボルト
素材ｇの長さを長くしておかなければならず、更に、成
形品としてのボルトの中央部にまで複合材料原料が詰め
られて押し潰されているものが得られるため、高価なも
のとなり、且つ軽量化が図れない、等の問題がある。
ボルトの製造方法では、強化繊維ｆが方向を揃えられて
配列されてなる複合材料原料からなるボルト素材ｇがそ
のまま繊維方向へ押されて圧縮させられるものであるた
め、繊維ｆが乱れて来て、ねじ成形部ｂでの繊維配列が
不均一になりがちであってねじ山に空洞ができることが
あり、又、特に、繊維ｆがねじ成形部ｂに沿わされると
き、繊維ｆがボルト頭部側へ軸心方向に引き寄せられる
ため、その分を見込んで、複合材料原料からなるボルト
素材ｇの長さを長くしておかなければならず、更に、成
形品としてのボルトの中央部にまで複合材料原料が詰め
られて押し潰されているものが得られるため、高価なも
のとなり、且つ軽量化が図れない、等の問題がある。
【０００５】そこで、本発明は、ねじ成形部での繊維の
乱れをなくして品質の向上を図りねじ山の空洞化防止を
図ると共に、安価で軽量化が図れる繊維強化複合材料に
よるボルトの製造方法を提供しようとするものである。
乱れをなくして品質の向上を図りねじ山の空洞化防止を
図ると共に、安価で軽量化が図れる繊維強化複合材料に
よるボルトの製造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、強化繊維の方向を揃えてシート状とした
複合材料原料を熱可塑性樹脂からなるパイプ状の芯材に
巻き付けて一端部側にテーパ部を形成した成形材を作
り、該成形材を、一端部側にねじ成形部を有するボルト
形状の型巣を形成した成形金型内に挿入して、上記テー
パ部をねじ成形部に対峙させ、次に、上記成形金型を加
熱すると共に、上記成形金型の外部から上記成形材の芯
材の中に溶融樹脂を注入し、上記加熱により軟化した成
形材を注入した溶融樹脂により拡径してボルト形状に成
形させることを特徴とする繊維強化複合材料によるボル
トの製造方法とする。
決するために、強化繊維の方向を揃えてシート状とした
複合材料原料を熱可塑性樹脂からなるパイプ状の芯材に
巻き付けて一端部側にテーパ部を形成した成形材を作
り、該成形材を、一端部側にねじ成形部を有するボルト
形状の型巣を形成した成形金型内に挿入して、上記テー
パ部をねじ成形部に対峙させ、次に、上記成形金型を加
熱すると共に、上記成形金型の外部から上記成形材の芯
材の中に溶融樹脂を注入し、上記加熱により軟化した成
形材を注入した溶融樹脂により拡径してボルト形状に成
形させることを特徴とする繊維強化複合材料によるボル
トの製造方法とする。
【０００７】
【作用】芯材に複合材料原料を巻いて作った成形材を、
加熱して軟化させ、その芯材に溶融樹脂を外部から注入
するので、成形材は繊維の方向と直交する方向へ押し拡
げられ、成形金型の型巣に押し付けられて成形される。
この際、成形材の型巣のねじ成形部に対応する部分がテ
ーパ部としてあることから、繊維は乱れることなくねじ
成形部に沿わされる。
加熱して軟化させ、その芯材に溶融樹脂を外部から注入
するので、成形材は繊維の方向と直交する方向へ押し拡
げられ、成形金型の型巣に押し付けられて成形される。
この際、成形材の型巣のねじ成形部に対応する部分がテ
ーパ部としてあることから、繊維は乱れることなくねじ
成形部に沿わされる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【０００９】図１の（イ）（ロ）は本発明の一実施例を
示すもので、成形品としてのボルトの長さ及び径に合わ
せた型巣２を有する２つ割構造の成形金型１を用い、且
つ該成形金型１には、溶融樹脂（たとえば、ポリプロピ
レン、ポリエチレン等）１３を内部に注入するための樹
脂注入孔５を中心部に設けた蓋６を着脱可能に備えてあ
る。又、上記型巣２の上端部には、ボルトの頭部に対応
させた頭部成形部３が形成してあると共に、型巣２の下
部には、ボルトのねじ山に対応させたねじ成形部４が形
成してある。
示すもので、成形品としてのボルトの長さ及び径に合わ
せた型巣２を有する２つ割構造の成形金型１を用い、且
つ該成形金型１には、溶融樹脂（たとえば、ポリプロピ
レン、ポリエチレン等）１３を内部に注入するための樹
脂注入孔５を中心部に設けた蓋６を着脱可能に備えてあ
る。又、上記型巣２の上端部には、ボルトの頭部に対応
させた頭部成形部３が形成してあると共に、型巣２の下
部には、ボルトのねじ山に対応させたねじ成形部４が形
成してある。
【００１０】上記成形金型１内に入れて成形する成形材
７は、図２の（イ）（ロ）に詳細を示す如く、強化繊維
９の方向を揃えて配列してなる所要長さの短形シート状
の複合材料原料１０に、型巣２のねじ成形部４のねじ勾
配に合わせて長手方向の一端から他端へ向けて傾斜カッ
トした傾斜カット部１１を形成し、該複合材料原料１０
を、熱可塑性樹脂製のパイプ状の芯材８に、上記傾斜カ
ット部１１が外周に露出ししかもねじ成形部４の螺旋方
向と対応するように多層に巻き付けて、一端部側に傾斜
カット部１１によるテーパ部１２を形成した棒状体とし
てある。
７は、図２の（イ）（ロ）に詳細を示す如く、強化繊維
９の方向を揃えて配列してなる所要長さの短形シート状
の複合材料原料１０に、型巣２のねじ成形部４のねじ勾
配に合わせて長手方向の一端から他端へ向けて傾斜カッ
トした傾斜カット部１１を形成し、該複合材料原料１０
を、熱可塑性樹脂製のパイプ状の芯材８に、上記傾斜カ
ット部１１が外周に露出ししかもねじ成形部４の螺旋方
向と対応するように多層に巻き付けて、一端部側に傾斜
カット部１１によるテーパ部１２を形成した棒状体とし
てある。
【００１１】なお、芯材８に対する複合材料原料１０の
強化繊維９の方向は、芯材８の軸芯Ｏに対し矢印Ｘで示
す如く平行でも、あるいは、矢印Ｘ′，Ｘ″で示す如く
斜めであってもよい。
強化繊維９の方向は、芯材８の軸芯Ｏに対し矢印Ｘで示
す如く平行でも、あるいは、矢印Ｘ′，Ｘ″で示す如く
斜めであってもよい。
【００１２】ボルトを製造する場合には、先ず、図１の
（イ）に示す如く、成形材７を、テーパ部１２が下向き
となるようにして成形金型１内に入れ、蓋６を装着す
る。この際、上記成形材７とは別に、強化繊維を揃えて
配列させたシート状の複合材料原料を筒状に巻いてなる
頭部成形材１４を用意しておいて、該頭部成形材１４
を、成形材７の上端部外側に嵌めて頭部成形部３に入
れ、空間部を塞ぐようにしておく。次に、成形金型１
を、図示しないヒータにより加熱して成形材７を軟化さ
せるようにする。
（イ）に示す如く、成形材７を、テーパ部１２が下向き
となるようにして成形金型１内に入れ、蓋６を装着す
る。この際、上記成形材７とは別に、強化繊維を揃えて
配列させたシート状の複合材料原料を筒状に巻いてなる
頭部成形材１４を用意しておいて、該頭部成形材１４
を、成形材７の上端部外側に嵌めて頭部成形部３に入
れ、空間部を塞ぐようにしておく。次に、成形金型１
を、図示しないヒータにより加熱して成形材７を軟化さ
せるようにする。
【００１３】しかる後、図１の（ロ）に示す如く、蓋６
の樹脂注入孔５より成形金型１内の成形材７の中心部に
溶融樹脂１３を注入させるようにする。この場合、成形
金型１内の成形材７は、成形金型１がヒータにて加熱さ
れていることにより軟化しているので、その中心部の芯
材８の中に溶融樹脂１３が注入されることにより成形材
７は押し拡げられて拡大させられ、すなわち、層状に巻
かれた複合材料原料１０が芯材８を介し拡径され、型巣
２の内面に押し付けられて成形させられる。このよう
に、成形材７の繊維を長手方向に圧縮するのではなく、
成形材７を半径方向に拡げて成形金型１の型巣２に押し
付けて成形させることから、強化繊維９に乱れが生じる
ことがなくなる。特に、型巣２のねじ成形部４と対応す
る成形材７のテーパ部１２は、ねじ成形部４のねじ勾配
と対応するように複合材料原料１０を傾斜カットした傾
斜カット部１１により形成してあるため、繊維はボルト
頭部側へ引き寄せられることはなく、ねじ成形部４の螺
旋溝形状に無理なく沿わさて密着させられることにな
り、繊維の乱れによる空洞部の発生を防止することがで
き、品質のよいものが得られる。
の樹脂注入孔５より成形金型１内の成形材７の中心部に
溶融樹脂１３を注入させるようにする。この場合、成形
金型１内の成形材７は、成形金型１がヒータにて加熱さ
れていることにより軟化しているので、その中心部の芯
材８の中に溶融樹脂１３が注入されることにより成形材
７は押し拡げられて拡大させられ、すなわち、層状に巻
かれた複合材料原料１０が芯材８を介し拡径され、型巣
２の内面に押し付けられて成形させられる。このよう
に、成形材７の繊維を長手方向に圧縮するのではなく、
成形材７を半径方向に拡げて成形金型１の型巣２に押し
付けて成形させることから、強化繊維９に乱れが生じる
ことがなくなる。特に、型巣２のねじ成形部４と対応す
る成形材７のテーパ部１２は、ねじ成形部４のねじ勾配
と対応するように複合材料原料１０を傾斜カットした傾
斜カット部１１により形成してあるため、繊維はボルト
頭部側へ引き寄せられることはなく、ねじ成形部４の螺
旋溝形状に無理なく沿わさて密着させられることにな
り、繊維の乱れによる空洞部の発生を防止することがで
き、品質のよいものが得られる。
【００１４】溶融樹脂１３の注入により成形材７が押し
拡げられて型巣２の形状に成形された後、所定の時間が
経過すると、溶融樹脂１３が硬化するので、成形金型１
内から取り出すことにより成形品としてのボルトが得ら
れる。得られたボルトは、外周部には強化繊維がある
が、中心部には繊維がなく樹脂が用いられたものとなる
ので、すべて複合材料原料としたものに比して軽量化が
図れると共に安価なものとすることができる。
拡げられて型巣２の形状に成形された後、所定の時間が
経過すると、溶融樹脂１３が硬化するので、成形金型１
内から取り出すことにより成形品としてのボルトが得ら
れる。得られたボルトは、外周部には強化繊維がある
が、中心部には繊維がなく樹脂が用いられたものとなる
ので、すべて複合材料原料としたものに比して軽量化が
図れると共に安価なものとすることができる。
【００１５】なお、上記実施例ではボルトの頭部となる
頭部成形材１４を成形材７とは別体に作った場合を示し
たが、図２の（イ）に示すシート状の複合材料原料１０
の傾斜カット部１１側の端部に、頭部成形材１４となる
部分を一体に延長形成しておくようにしてもよいこと、
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変
更を加え得ることは勿論である。
頭部成形材１４を成形材７とは別体に作った場合を示し
たが、図２の（イ）に示すシート状の複合材料原料１０
の傾斜カット部１１側の端部に、頭部成形材１４となる
部分を一体に延長形成しておくようにしてもよいこと、
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変
更を加え得ることは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の繊維強化複合
材料によるボルトの製造方法によれば、強化繊維を方向
を揃えて配列させた複合材料原料を中空の芯材に巻き付
けてテーパ部を有する成形材を作り、該成形材を成形金
型内に入れて加熱すると共に、成形金型の外部から溶融
樹脂を上記成形材の芯材の中に注入し、加熱により軟化
した成形材を拡径して成形させるので、強化繊維の乱れ
をなくして成形でき、特に、成形材のテーパ部を成形金
型に有する型巣のねじ成形部に無理なく沿わせて密着さ
せることができることから、ねじ山に空洞を形成してし
まうことを防止でき、又、ボルトの中心部には樹脂を用
いることができて軽量化が図れ且つ安価に製造すること
ができる、等の優れた効果を発揮する。
材料によるボルトの製造方法によれば、強化繊維を方向
を揃えて配列させた複合材料原料を中空の芯材に巻き付
けてテーパ部を有する成形材を作り、該成形材を成形金
型内に入れて加熱すると共に、成形金型の外部から溶融
樹脂を上記成形材の芯材の中に注入し、加熱により軟化
した成形材を拡径して成形させるので、強化繊維の乱れ
をなくして成形でき、特に、成形材のテーパ部を成形金
型に有する型巣のねじ成形部に無理なく沿わせて密着さ
せることができることから、ねじ山に空洞を形成してし
まうことを防止でき、又、ボルトの中心部には樹脂を用
いることができて軽量化が図れ且つ安価に製造すること
ができる、等の優れた効果を発揮する。
【図１】本発明の繊維強化複合材料によるボルトの製造
方法の一実施例を示すもので、（イ）は成形金型に成形
材をセットした状態を示す断面図、（ロ）は成形材の中
心部に溶融樹脂を注入した状態を示す断面図である。
方法の一実施例を示すもので、（イ）は成形金型に成形
材をセットした状態を示す断面図、（ロ）は成形材の中
心部に溶融樹脂を注入した状態を示す断面図である。
【図２】成形材を示すもので、（イ）は展開図、（ロ）
は外観図である。
は外観図である。
【図３】従来のボルトの製造方法を示す断面図である。
１ 成形金型 ２ 型巣 ４ ねじ成形部 ７ 成形材 ８ 芯材 ９ 強化繊維 １０ 複合材料原料 １２ テーパ部 １３ 溶融樹脂
Claims (1)
- 【請求項１】 強化繊維の方向を揃えてシート状とした
複合材料原料を熱可塑性樹脂からなるパイプ状の芯材に
巻き付けて一端部側にテーパ部を形成した成形材を作
り、該成形材を、一端部側にねじ成形部を有するボルト
形状の型巣を形成した成形金型内に挿入して、上記テー
パ部をねじ成形部に対峙させ、次に、上記成形金型を加
熱すると共に、上記成形金型の外部から上記成形材の芯
材の中に溶融樹脂を注入し、上記加熱により軟化した成
形材を、注入した溶融樹脂により拡径してボルト形状に
成形させることを特徴とする繊維強化複合材料によるボ
ルトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25214193A JPH0780857A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 繊維強化複合材料によるボルトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25214193A JPH0780857A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 繊維強化複合材料によるボルトの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0780857A true JPH0780857A (ja) | 1995-03-28 |
Family
ID=17233050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25214193A Pending JPH0780857A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 繊維強化複合材料によるボルトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0780857A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09229039A (ja) * | 1996-02-23 | 1997-09-02 | Senshin Zairyo Riyou Gas Jienereeta Kenkyusho:Kk | 繊維強化ボルト |
| JP2019124351A (ja) * | 2018-01-11 | 2019-07-25 | 株式会社タカイコーポレーション | 繊維強化樹脂製ボルト製造方法及び繊維強化樹脂製ボルト |
-
1993
- 1993-09-16 JP JP25214193A patent/JPH0780857A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09229039A (ja) * | 1996-02-23 | 1997-09-02 | Senshin Zairyo Riyou Gas Jienereeta Kenkyusho:Kk | 繊維強化ボルト |
| JP2019124351A (ja) * | 2018-01-11 | 2019-07-25 | 株式会社タカイコーポレーション | 繊維強化樹脂製ボルト製造方法及び繊維強化樹脂製ボルト |
| KR20200105663A (ko) * | 2018-01-11 | 2020-09-08 | 가부시키가이샤 타카이코포레이션 | 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법 및 섬유 강화 수지제 볼트 |
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