JPH0823367B2 - 繊維強化樹脂締結ボルト - Google Patents

繊維強化樹脂締結ボルト

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JPH0823367B2
JPH0823367B2 JP4334726A JP33472692A JPH0823367B2 JP H0823367 B2 JPH0823367 B2 JP H0823367B2 JP 4334726 A JP4334726 A JP 4334726A JP 33472692 A JP33472692 A JP 33472692A JP H0823367 B2 JPH0823367 B2 JP H0823367B2
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fastening bolt
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resin fastening
long fibers
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正人 藤井
洋 西谷
史郎 佐藤
豊 下村
康宏 伊藤
源司 水嶋
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Fukuvi Chemical Industry Co Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Fukuvi Chemical Industry Co Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、長繊維で補強された合
成樹脂を素材とした繊維強化樹脂締結ボルトに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来より、合成樹脂製の締結ボルトは軽
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、合成樹脂のみによって製造された場合には
引張り強度が必ずしも十分ではないので、カーボンファ
イバ等の長繊維により補強することが行なわれている。
【0003】そして、このような長繊維で補強された繊
維強化樹脂締結ボルトを製造するに際して、例えば長繊
維を含有させた未硬化の樹脂から円柱状の素材を造り、
その樹脂を硬化させた後に軸部にねじ部等を切削加工す
るという方法が知られていた。しかし、直線状に配され
た長繊維を切削加工によって切断しているため、加工部
分の強度が低下し、更に、長繊維を含む合成樹脂は機械
的加工性に不適であって、加工コストを上昇させるとい
った難点があった。
【0004】また、上記の方法とは別に、棒状の素材を
成形型によってプレス加工し、繊維強化樹脂締結ボルト
を成形すると同時にねじ部等を形成する方法がある。こ
れについては、成形型と素材との合わせ面附近の長繊維
が折れ曲ってしまうため、ねじ部等の強度が低下し、更
に、ねじ部等が形成される素材の中心部に関する圧力の
確保が困難であるといった難点があった。
【0005】そこで、これらの方法の問題点に対応し
て、図3ないし図6に示すような方法が提供されてい
る。図3において、まず合成樹脂にカーボンファイバ等
の長繊維1a、…を長手方向に配向させて棒状の素材1
を形成する。次に、この棒状の素材1を一次成形用治具
2に組み合わせた後、棒状の素材1を加熱溶融させ、一
次成形用治具2によって加圧する。この加圧によって成
形された成形品を取り出した後、冷却して頭部3aおよ
び軸部3bを有する丸棒材3(図4参照)を製作する。
【0006】上記の作業の次工程において、図5に示す
ように丸棒材3を二次成形用治具4に組み合わせた後、
加熱溶融しながら、この溶融した丸棒材3の頭部3a側
から成形棒5を突き合わせてリセス部6(繊維強化樹脂
締結ボルト完成後ドライバ等締結用工具と咬合する部
分)を成形し、軸部3b側から成形ピン7をその軸心部
へ突入させる。この成形ピン7は、段部7aから先端部
7bへ向かって先細り形状を有しており、この先端部7
bを突入させることによって軸部3bを半径方向に押し
広げ、かつ二次成形用治具4で加圧することによって、
そのねじ溝型4aに合わせたねじ部8を成形するもので
ある。この成形品は取り出し、冷却された後、バリ等の
トリミングを行なうことにより、完成品としてのボルト
9を形成する(図6参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法で繊維強化樹脂締結ボルトを製作するに関し
て、以下のような問題が残っている。すなわち、上記の
方法によって製作された繊維強化樹脂締結ボルトは、そ
の断面が図7に示すように全体に亘って直線状の長繊維
1a、…が含有されてなる構成であり、このように長繊
維1a、…で補強してもなお、繊維強化樹脂締結ボルト
として特に剪断強度が不十分であることが実験的に確認
されている。この場合、長繊維を方向を変えて多層巻き
にしたり、三次元方向に配置することも考えられるが、
繊維強化樹脂締結ボルトの製作コスト全体が甚だ大きく
なり、経済的効率の悪いものであった。
【0008】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、繊維強化樹脂締結ボルトとしての引張り強度を保
持しつつ、剪断強度を向上することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の繊維強化樹脂締
結ボルトは、合成樹脂にカーボンファイバ等の長繊維を
長手方向に配されるように含有させてなる棒状の素材を
プレス成形してなる繊維強化樹脂締結ボルトであって、
前記繊維強化樹脂締結ボルトの少なくともストレート部
の前記長繊維が、該繊維強化樹脂締結ボルトの外周部で
は軸方向に沿う直線状に配され、軸心部では屈曲状に配
されていることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の繊維強化樹脂締結ボルトは、外周部で
は長繊維が直線状に配されているので、従来と同様の引
張り強度が確保され、また軸心部では長繊維が屈曲状に
配された構成となっているので、剪断強度も向上する。
【0011】
【実施例】以下、本発明の繊維強化樹脂締結ボルトの実
施例を図面を参照して詳細に説明する。図1および図2
は本発明の実施例を示す図である。図において、符号1
0は本発明の繊維強化樹脂締結ボルトである。この繊維
強化樹脂締結ボルト10は、図4に示した丸棒材3を成
形する段階までは従来と同様に製作され、この後の工程
において、丸棒材3は成形用治具11に組み合わされ
る。この成形用治具11は、上部11aおよび下部11
bとからなり、この上下部11a、11bによって丸棒
材3からリセス部およびねじ部が成形されるプレス型で
あって、これらは夫々駆動機構および駆動源(共に図示
せず)と連結し、上下方向に移動自在に構成されてい
る。また、この上部11aおよび下部11bに熱の伝達
を行なうための熱伝達手段(図示せず)が成形用治具1
1と一体的に設けられている。
【0012】駆動機構および駆動源によって上下部11
a、11bを移動させて丸棒材3を組み合わせた後、熱
伝達手段によって上下部11a、11bを高温にし、丸
棒材3の加熱溶融を行なう。これによって、丸棒材3が
変形可能なまでに溶融した後、リセス部10aの成形さ
れる端部3a側から軸線方向に向かって成形棒12を突
入させる。次に、ねじ部10bの成形される端部3b側
から、このねじ部のねじ径より小径の成形柱13を同様
に軸線方向に向かって突入させる。この成形柱13は図
5の成形ピン7と異なり、先端が平面に形成され、この
先端面13aによって丸棒材3を軸線方向に押圧するこ
とによって、丸棒材3の内部圧力を高めるものである。
【0013】このような操作を行なうと、丸棒材3内部
の長繊維1a、…には以下のような変化がおこる。ま
ず、加熱溶融によってねじ部10bを成形した時点で、
ねじ部10bの長繊維1a、…は若干ねじ山に沿って屈
曲状に変化する。そして、成形棒12および成形柱13
によって加圧した時点で、ねじ部10bにおいては丸棒
材3が押し広げられて成形用治具11のねじ溝に沿うね
じ山が形成され、またストレート部10cにおいては、
丸棒材3の軸心部14の長繊維がその軸線に沿って連続
的に屈曲状に変化する。これに対して軸部の外周部15
では、成形棒12および成形柱13が軸径より小径であ
ることから変化を受けず、直線状に配されたままとな
る。
【0014】この後、丸棒材3は成形用治具11から取
り外され、冷却された後、図2に示すL1およびL2の
部分が切り落とされ、更にバリ等のトリミングを行なっ
て完成品となる。
【0015】このようにして製作された繊維強化樹脂締
結ボルト10と図7に示す従来提供されていた繊維強化
樹脂締結ボルトとの剪断力に関する試験結果を図8およ
び図9に示す。図8は本発明の繊維強化樹脂締結ボルト
10、図9は従来の繊維強化樹脂締結ボルトの結果であ
り、夫々ストレート部10cの外径が5/16インチの
ものを使用した。この数値から明らかなように、本発明
品は従来品と比較して剪断力が約12%向上した。この
結果から、より大きな剪断力のかかる部分への繊維強化
樹脂締結ボルト10の利用が可能になり、使用範囲が拡
大できる。一方、引張り強度は、本実施例の繊維強化樹
脂締結ボルトも従来の繊維強化樹脂締結ボルトも共に約
2tonで、同等の強度を示した。
【0016】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の繊維強化樹脂締結ボルトによれば、軸心部の長繊維を
屈曲状に配することによって剪断力の向上を実現するこ
とができる。略従来と同様な製法により製作し得るの
で、コスト高を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る繊維強化樹脂締結ボルトの断面図
である。
【図2】図1の成形状態を示す断面図である。
【図3】棒状の素材から丸棒材を成形する状態を示す斜
視図である。
【図4】図3によって成形された丸棒材である。
【図5】従来の繊維強化樹脂締結ボルトの成形状態を示
す斜視図である。
【図6】完成後の繊維強化樹脂締結ボルトの外観斜視図
である。
【図7】従来の繊維強化樹脂締結ボルトの断面図であ
る。
【図8】本発明に係る繊維強化樹脂締結ボルトの剪断強
度を示す数値表である。
【図9】従来の繊維強化樹脂締結ボルトの剪断強度を示
す数値表である。
【符号の説明】
1 棒状の素材 1a、… 長繊維 10 繊維強化樹脂ボルト 10c ストレート部 14 軸心部 15 外周部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 史郎 福井県福井市三十八社町33字66番地 フク ビ化学工業株式会社内 (72)発明者 下村 豊 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工業 株式会社 岐阜工場内 (72)発明者 伊藤 康宏 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工業 株式会社 岐阜工場内 (72)発明者 水嶋 源司 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工業 株式会社 岐阜工場内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成樹脂にカーボンファイバ等の長繊維
    を長手方向に配されるように含有させてなる棒状の素材
    をプレス成形してなる繊維強化樹脂締結ボルトであっ
    て、 前記繊維強化樹脂締結ボルトの少なくともストレート部
    の前記長繊維が、該繊維強化樹脂締結ボルトの外周部で
    は軸方向に沿う直線状に配され、軸心部では屈曲状に配
    されていることを特徴とする繊維強化樹脂締結ボルト。
JP4334726A 1992-12-15 1992-12-15 繊維強化樹脂締結ボルト Expired - Fee Related JPH0823367B2 (ja)

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JP3862978B2 (ja) * 2001-08-10 2006-12-27 Ykk株式会社 長繊維強化熱可塑性樹脂からなる安全靴先芯の製造方法
JP2012073504A (ja) * 2010-09-29 2012-04-12 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd グランドピアノのアクション
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