JPS59147111A - 合成樹脂製ボルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合成樹脂製のゲルト及びその製造方法に関する
。

従来より合成樹脂製のボルト、ナツト類は腐食防止、軽
量化等の目的で用いられており、補強のためにガラス繊
維その他の補強材が用いられるのが一般的である。そし
てこの様な繊維補強合成樹脂製ボルトを製造する方法と
しては、ＦＲＰその他の強度の強い材料で形成した芯材
の周囲をガラス等の繊維を未硬化プラスチック材料中に
分散させたいわゆるプレミックスで被覆し硬化させて芯
材と一体的に結合したのち、プレミックス硬化部分を切
削加工等によりねじ山を設けてボルトを製造することが
知られている。

しかしながら、この様にして製造されたボルトはねじ山
形成の際にその部分で繊維が切断されるため、ｌＲ維に
よる補強効果が十分発揮出来ず、例えばねじ山部への応
力が強くなるとねし山がＧｌ壊され、従ってねじ締め強
度が十分用ないものであり、より高い強度の合成樹脂製
ボｌレトの出現が望まれていた。

本発明は上記の如き現状にかんがみ、すぐれた強度を有
する合成樹脂製ボルトを提供することを目的としてなさ
れたもので、その要旨はボルト中心部を構成する芯材部
の周囲に、多数の繊維で補強された合成樹脂からなるね
じ山が形成された外周部が一体的に設けられてなシ、核
外周部のねじ山形酸部分に含まれる繊維は、ねじ山の傾
斜面に沿つ様に配向され、かつねじ山の谷の部分で該谷
を形成する二つの傾斜面に沿う様に彎曲せしめられてい
ることを特徴とする合成樹脂製ボルト、及び、ボルト中
心部を構成する芯材部の周囲を多数の繊維を含有する熱
硬化性樹脂高粘性組成物で被覆し、これにボルト成形型
を適用し、上記組成物にねじ山を賦型すると共に、該組
成物中のねし山が形成される部分の繊維を高粘性組成物
の賦型時の流動によってねじ山の傾斜面に沿う様に配向
せしめると共に、ねじ山の谷の部分で該谷を形成する二
つの傾斜面に沿う様に彎曲せしめ、加熱硬化して前記芯
材部と一体的に成型することを特徴とする合成樹脂製ボ
ルトの製造方法に存する。

以下図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明合成樹脂製ボルトの一例を示す断面図で
ある。図中１はボルト中心部を構成する芯材部であり、
該芯材部１の周囲に、ねじ山２が形成された外周部が一
体的に設けられており、この外周部は多数？繊維で補強
された合成樹脂からなっている。上記芯材部１としては
、ボルト用材料として強度や耐久性に問題がない材料が
用いられ、例えば一方向に揃えられたガラス繊維、炭素
繊維、金属繊維等の補強繊維にエボキノ樹脂、ポリエス
テル等の硬化性樹脂を含浸させ硬化させた棒状のＦＲＰ
成形物、金属製の棒状物等が用いられるが、軽量化を計
る点ではＦＲＰ製のものが好ましい０又、ねじ山２が形
成される外周部を構成する合成樹脂としては、強度耐久
性、製造のし易さ等の点から、エボキ／樹＆　、ポリエ
ステル、フェノール樹脂、ポリ□ウレタン等の熱硬化性
樹脂を用いるのが好適である。又、上記合成樹脂を補強
する゛繊維としては前述の補強繊維がいずれも用途に応
じ適宜選定されて使用されることが出来る。

第２図は本発明ボルトのねじ山形酸部分に含まれる繊維
の配向状態を示す断面図であシ、芯材部１に一体的に設
けられた外周部のねじ山２形成部分において、繊維３．
３はねじ山の傾斜面２１．２２に沿う様に配向されてい
る。そして、特にねじ山の谷ηの部分で、その部分に含
まれる繊維は、該谷ｎを形成する二つの傾斜面２１．２
２に沿う様に彎曲せしめられているのであり、この様に
、谷ηの部分で繊維が傾斜面２１．２２に沿９様に彎曲
されていることにより、ボルトとしての強度が著るしく
向上するのである。

すなわち、本発明者等の知見によれば、ボルトにナツト
をはめて締めつけたり、ナツトを引張って応力を加えた
際、とくに従来の合成樹脂製ボルトではねじ山が谷に近
い部分で破壊されやすく、それによって強度が十分でな
かつだのであるが、本発明において繊維を第２図の如く
にねじ山の傾斜面に沿う様に配向せしめ、とくにねじ山
の谷の部分で、この谷を形成する二つの傾斜面に沿つ様
彎曲せしめることにより、締めつけ、引つ張シ等の応力
による上記破壊が有効に防止され、ボルトとしての強度
が著るしく向上したのである。

なお、本発明ボルトのねじ山部分を補強する繊維の長さ
はボルトねじのピッチの１／　以上の長２ さであることが好ましく、よシ好ましくは１ピツチ以北
である。

第３図及び第４図は従来の製法によって得られた本発明
に含まれない合成樹脂製ボルトのねじ山部における繊維
の配向状態を示す断面図であり、第３図に示されるのけ
、芯材１の周りに形成された長手方向の長繊維で補強さ
れた外周部を切削加工してねじ山２を形成したボルトで
あり、この中の繊維３はねじ山２の斜面に沿う様な方向
に配向されていないので該繊維３による補強効果が十分
でなく、ボルトに対する引張り力や締付は力等の応力に
よりねじ山部分が破壊され易く、従ってボルトとしての
強度が子分でないものである。又、第４図に示さ゛れる
のは、６祠１の周りを繊維含有熱硬化性樹脂で被接（−
だものをねじ成形用型に入れて加圧、加熱してねじ山２
を成形したものの例であり、硬化前の熱硬化性樹脂の良
好な流動性により、ねじ山成形時に、型のねし山部分に
該樹脂のみが繊維と分離されて入り込み、そのま＼硬化
したもので、ねじ山２の部分には繊維３け殆んど含まれ
ておらず、従ってこの様なボルトは強度において劣って
いる。

次に本発明のボルトを製造する方法につき説明すると、
ボルト中心部を構成する前記芯材部の周囲を多数の繊維
を含有する熱硬化性樹脂高粘性組成物で被覆する。この
高粘性組成物に含まれる繊維の方向は特定の方向に限定
されることはなく、各繊維が任意の方向に向いていても
良く、父、その長さはボルトねじの１／　ピッチ以と、
と＜Ｋ１ピッチ以上であるのが好ましい。

そして、上記高粘性組成物被覆層の上からボルト成形型
を適用し、この被覆層にねじ山を賦型し、これを加熱硬
化して前記芯材部と一体的に成型するのであるが、上記
ねじ山の賦型においては、組成物中に含有される繊維を
、成形型の凹部すなわちねじ山突出部分に流入する樹脂
成分と分離されるとと々く、該樹脂成分の高粘性の流れ
にともなって上記成形型の四部にはいυ込み、ねじ山及
び谷にそって凹凸状に彎曲させるのである。この様に、
本発明方法においてはねじ山が形成される部分の繊維を
ねじ山の傾斜面に沿う様に配向させ、かつねじ山の谷の
部分で該谷を形成する二つの傾斜面に沿う様に彎曲せし
めるのである。

ボルト成形型の賦型時に上記の如くに繊維を配されない
程度に高粘性であるととが必要とされ、該粘度は１万ボ
イズ以上とくに５〜５０万ボイズであるのが好ましい。

上記の如く、賦型時における樹脂粘度を高粘性める様に
すると、組成物の粘度が高まり、かつ加熱を伴う賦型に
おいて加熱により粘度が大きく低下することがなく、１
万ボイズ以上の粘度を維持出来る本発明方法に適した高
粘性組成物を用意することが出来る。

かくして本発明方法により得られるボルトは、該ボルト
の全長若しくは部分的にねじ山部が設けられたものであ
るが、必要に応じ該ボルトの一端にナツトを接着剤等で
固着した構造のものとすることも可能である。又、ナツ
トとしては金属製のもの、ＦＲＰ製のもの等が用途に応
じ適宜採用されて使用され得る。

本発明合成樹脂製ボルトは上述の通りの構成のものであ
り、とくに、芯材部の周囲に一体的に設けられた外周部
に含まれる繊維はねじ山の傾斜面に沿う様に配向され、
かつねじ山の谷の部分で該谷を形成する二つの傾斜面に
沿う様Ｋｇｔ曲せしめられているので、該ボルトのねじ
山形酸部分が繊維によって有効に補強されており、ボル
ト締め応力やボルトセット後の引張り応力に対してねじ
山部分が破壊されに＜＜、合成樹脂製ボルトとして従来
にないすぐれた強度を発揮し得るものであり、とくに軽
量性、耐蝕性、絶縁性等が要求される個所に用いられて
有用なるものである。

又、本発明の製造方法は前述の通シ、芯材部の周囲を多
数の繊維を含有する熱硬化性樹脂高粘性組成物で被覆し
、これにボルト成形型を適用し、上記組成物にねじ山を
賦型し、加熱硬化して前記芯材部と一体的に成型する方
法であり、それによって組成物中の繊維を前述の特定の
方向に配向させ、彎曲せしめることが出来るので、すぐ
れた強度を有する合成樹脂製ボルトを簡単Ｋｌ造するこ
とが出来るのである。

以１本発明を実施例にもとづいて説明する。

実施例１ 不飽和ポリエステル１００重量部、ジクミルパーオキサ
イド１ｔｆｆｃ部、多官能性イソ７アネート５重歌部及
びウレタン反応触媒０５重量部からなる硬′化性樹脂を
一方向に揃えたガラス繊維に含浸させ、シート状に広げ
た状態となして６０〜８０℃で約３０分増粘させ、１３
０℃の粘度が約５万ボイズになる様に調整した。次に、
一方向に揃えたガラス長繊維に上記と同様な硬化性樹脂
を含浸させ、硬化させて用意した断面円形の約１６１１
１＋径の芯材の回りに上記で用意したノート状物をその
中の繊維の方向が芯材の軸方向と略一致する様に１約２
謂の厚さで巻きつけた。次にこれを１３０℃に加熱され
たボルト成２０型ボルトを得、これを２０℃で５時間静
置後１．後述する方法で引張強さ及びネジ締トルクを測
定した。その結果は第１表に示される通シであった。

実進例２ 実施例１で用いた芯材の代シに、断面円形で径約１６間
の棒状鉄材を用いた以外は実施例と同様にしてＪ　Ｉ　
８Ｍ２０型ボルトを製造し、これを試験したところ、第
１表の結果を得た。

実施例３ 実施例１で用いた一方に揃えたガラス繊維の代りにガラ
スチョップファイノ（−マットを用い、こ九に実施例１
と同じ硬化性樹脂を含浸させて増粘させ、以下実施例１
と同様にしてＪＩＳＭ２０型ボルトを製造し、これを試
験したところ第１表の結果を得た。

比較例１ 一方向に引き揃えたガラス繊維に実施例１゛と同様の硬
化性樹脂を含浸させ、径約２０鯖の断面円形棒状に成形
して硬化させ、これにネジ切りを行ってＪ　Ｉ　８Ｍ２
０型ボルトを製造した。これを試験した所、第１表に示
される通りであった０ 比較例２ 一方向に引き揃えたガラス繊維に実施例１と同様の硬化
性樹脂を含浸させた径約１６＋ｎの樹脂含浸繊維棒状体
の回りを、同様の硬化性樹脂を含浸させたガラスチョッ
プファイバーマットで厚さが約２１Ｆ１１になる様に被
覆し、これを型内で加圧下に加熱し硬化させ、径約２０
輔の断面円形の棒状体に成型した。これをねじ切りして
、Ｊ　Ｉ　８Ｍ２０型ボルトを作成し、試験したところ
、第１表の結果を得た。

比較例３ 実施例Ｉにおいて、１３０℃の粘度が約５万ポイズとな
る様Ｋｗ！４整する代りに、該粘度（１３０℃）を約５
０００ボイズとなる様に調整した以外は実施例１と同様
にしてボルト　（ＪＩＳＭ２０型）を作成し、試験を行
った。　　　− その結果は第１表に示される通りであった。

なお、上記実施例及び比較例を通じ、ボルト外周部ない
しはねじ山形酸部を形成させるだめに用いた樹脂組成物
中に含まれるガラス繊維の量は、樹脂成分とガラス繊維
の合計景に対し６０重ｔチであった。

第１表 測定方法 引張強さ：試料（ボルト）の上下に各１個のＪＩＳＭ２
０ｍナツト　（スチール環） をナツト間の距帥が５Ｃになるよう にはめ、このナツトをオートグラフ にて１鰭／−の速さで引き離し、そ の際に測定された最大応力で表示し た０ ネジ締トルク：試料（ボルト）にワツ／ヤを挾むように
２個のＪＩＳＭ型ナツ ト　（スチール環）をはめ、片方 のナツトをトルクレンチにて締 め、その際に測定した最大トル クで表示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の合成樹脂製ボルトの一例を示す断面図
、第２図は本発明ボルトのねじ山部における繊維の配向
状態を示す断面図、第３図及び第４図は本発明以外のボ
ルトのねじ山部における繊維の配向状態を示す断面図で
ある。 １：芯材部、２：ねじ山、３：繊維。 特許出願人 積水化学工業株式会社 代表者　藤　沼　基　利 才１図 才２　囚 し ２３ｆｌ！Ｊ ２４図 戸−一〜〜ｌ 堕、７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ボルト中心部を構成する芯材部の周囲に１多数の繊
   維で補強された合成樹脂からなるねじ山が形成された外
   周部が一体的に設けられてなり、該外周部のねじ山形酸
   部分に含まれる繊維は、ねじ山の傾斜面に沿う様に配向
   され、かつねじ山の谷の部分で該谷を形成する二つの傾
   斜面忙沿う様に彎曲せしめられていることを特徴とする
   合成樹脂製ボルト。 ある第１項記載の合成樹脂製ボルト。 ３、ボルト中心部を構成する芯材部の周囲を多数の繊維
   を含有する熱硬化性樹脂高粘性組成物で被覆し、これに
   ボルト成形型を適用し、上記組成物にねじ山を賦型する
   と共に、該組成物中のねじ山が形成される部分の繊維を
   高粘性組成物の賦型時の流動によってねじ山の傾斜面に
   沿う様に配向せしめると共に、ねじ山の谷の部分で該谷
   を形成する二つの傾斜面に沿う様に彎曲せしめ、加熱硬
   化して前記芯材部と一体的に成型することを特徴とする
   合成樹脂製ボルトの製造方法０ ４、ボルト成形型を適用する際の高粘性組成物の樹脂粘
   度が１万ボイズ以上である第四項記載の合成樹脂製ボル
   トの製造方法。 ５、高粘性組成物に含まれる多数の繊維の長さが、ボル
   トねじのし　ピッチ以上より好ましくは１ピッチ以上で
   ある第３項又は第４項記載の合成樹脂製ボルトの製造方
   法。