JPS6069313A - Frp製めねじ - Google Patents

Frp製めねじ

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JPS6069313A
JPS6069313A JP17776083A JP17776083A JPS6069313A JP S6069313 A JPS6069313 A JP S6069313A JP 17776083 A JP17776083 A JP 17776083A JP 17776083 A JP17776083 A JP 17776083A JP S6069313 A JPS6069313 A JP S6069313A
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JP
Japan
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fiber
frp
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female
resin
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菊沢 賢二
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Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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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】 この発明はFRP製のめねじに関する。その目的は強度
が高く、製造に当シ生産性が高く、低コスト化を図り得
るFRP製めねじを提案するにある。
FRP製のねじ、めねじは腐蝕せず、電気絶縁性を備え
ているため、海水で腐蝕され易い人工魚礁等の海洋構造
物、電気絶縁を必要とする電車、重電機器等のねじ、め
ねじとして用いられている。
これら用途に用いる高強度を備えためねじは、通常高い
引張1禄、引張強度をもったガラスfa fa等の高価
なり−ンクロスを補強材として用い、これに、エポキシ
樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸せしめた層を数十枚積重ね
硬化せしめた積層材を基板となし、これに孔加工、ネジ
加工を施した構造であった。
すなわち、ガラス線維のヤーンクロスを樹脂層を通l−
で含浸した後、しぼシローラーを通しガラス繊維の含量
が60%前後になるように調槓し、この樹脂含浸ガラス
のクロスを半硬化させ、これを加熱プレス上で数十枚積
み重ね、プレスし加熱硬化させる製造方法である。この
方法によればクロスの厚みは0,1u〜0.25 vm
程度であるので、めねじのネジ山のピッチが0.5 r
nx〜3 mmであるねじサイズがMIO〜M25又は
それ以上のねじ用めねじとしては、ネジ山にクロスが入
り込み非常に強度のあるめねじを作ることができる。し
かしながら、欠点としては高価なり−ンクロスを使う必
要のあることと、プレス成形の際、樹脂を含浸させたク
ロス(以下、プリプレグと称する)を数十枚積み重ねる
(通常30〜80枚)必要があシ非常に手間がかかシ、
生産性が低くコスト高となる欠点があった。
本発明者らは上記問題点に着目し、鋭童研究の結果、こ
の発明を完成したものである。
その要旨は熱硬化性樹脂を補強用繊維で補強したFRP
を基板としたFRP製めねじにおいて、補強用繊維は、
2つの平行な繊維群が交差してなる繊維層を複数層重ね
配してあり、ネジ孔は繊維群を重ね配した厚み方向に穿
設しであることを特徴とするFRP4めねじである。
菌1図はとのFRPiめねじで用いる補強用繊維の繊維
層Aであり、補強用繊維糸条1は交差する2つの平行な
繊維群1a、lbに分れている。
第2図は多数の繊維層Aを重ね配し、熱硬化性樹脂Bを
含浸、硬化せしめてなった基板に、繊維層Aを重ねた厚
み方向にネジ孔2を穿設して、このFRP製めねじは構
成されている。なお、多数の繊維層Aを重ね配す際、第
3図のごとく平行な繊維群1aあるいは1bを繊維層A
間で略直角方向に配向せしめたり、あるいは繊維層A間
で所定角度旋回してすらせ配向せしめ、補強方向の均一
化を図る場合がある。しかし必ずしも、このように繊維
群の配向方向を繊維層間でかえる必要はない。
むしろ現実においては、繊維層間で繊維群を直角方向に
配向せしめfC場合には、プレス成形した際に、成形板
の端部に繊維の乱れによるロスの発生が増大し、あるい
は眉間界面で剥離が生じ易い等多くの欠点を生じる。本
願発明者らの研究によると、繊り#層内の2つの平行な
繊維群の交差角がある程度大きいならば、繊維層間の繊
維群方向を平行にしても、充分実用に耐える強度のFR
P製めねじを得ることができた。
この発明になるFRP製めねじは以上の構成である。こ
のめねじの基板には、2つの平行な繊維群が互に交差し
てなる繊維層が複数層重ねて配しである。そしてネジ孔
はこの基板の厚み方向に穿設しであるので、ネジ山に補
強繊維が基板方向から連続して入り込み、しかも入り込
んだ繊維の方向は少なくとも2方向に配向している。従
ってネジ山部分の母料樹脂は交差する方向の補強繊維に
よって強固に拘束され、ネジ山における層間剥離が起こ
シ難<、ネジ山強度を著しく向上せしめることが可能と
々る。また、とのめねじの基板はネジ山部分と同様に、
補強繊維が少なくとも2方向にかわり配向し母材樹脂を
拘束している。従ってめねじ締付時にめねじ基板に作用
するトルク、特にモンキのような締付治具が小さな面の
基板の局所で作用し大きな歪応力を局部に与える場合に
も耐えうる強度とすることができる。
このFRP製のめねじを製造するには、次の方法によシ
製造できる。すなわち、熱硬化性樹脂を含浸せしめた補
強用繊維糸条を円筒形または多角筒形のマンドレルに綾
角度をマンドレルの回転軸に対し450〜87.5°の
角度となし巻きつけ、ついでこれを軸方向に沿いカット
して切開き繊維層を形成し、この繊維層を複数層重ね加
圧成形してFRP基板をつ<シ、この基板に厚み方向に
ネジ孔を穿設しこのFRP製めねじはつくられる。
第4図はこの製法で、円筒形マンドレル3に熱硬化性樹
脂を含浸せしめた補強用繊維糸条1を綬角度θで巻きつ
けた状態であり、行きの糸条1a(綾角度θ)と帰シの
糸条1b(綾角度θ′ )とは逆方1Gに綾を形成する
。このマンドレル3に巻きつけた補強用繊維糸条1をマ
ンドレル軸方向に切開くならば、第1図に示す。熱硬化
性樹脂を含浸した繊m層Aが得られる。すなわち繊維層
Aは交差する2つの平行な繊維群1a、lbよシ構成さ
れる。
第5図は補強用繊維糸条1をマンドレルに巻きつける状
態を示し、ボビンクリル4から引出された補強用繊維糸
条1は櫛形のガイド5を経て樹脂浸漬@6に入り樹脂を
含浸し、並列した状態で、綾振装置7で450〜87.
50の綾角度となし、マンドレル3に在役を繰返し巻き
とられる。巻き厚みはマンドレルの直径により異なるが
、この巻きとった糸条を軸方向に切開いて繊維層となし
た時に、シワが発生しない厚みとして、通常3−〜10
Uが好適である。綾角度は450〜87.50の範囲で
ある。45°以下の綾角度は切開いて繊維層とした場合
、その綾角度の余角で巻いたものを同じになり意味をも
たない。
なお、綾角度が鋭角に力る場合にはマンドレルへの糸条
の巻取りが不安定に々り易い。第6図のごとくマンドレ
ル3の両端部寄りにビン8を突設し、このビン8に糸条
1を係止して綬振りを縁返すことによシ、正確な綾角度
で糸条を巻くことができる。好ましい綾角度は60°〜
87.5°である。
600以下の綾角度では、先に述べたようにマンドレル
の両端にビン等のta維のもどり止めが必要となJ、8
7.5°以上となると平行巻きに近づきめねじにした際
、補強方向の均一性が低下し、モンキーで締付けた時に
繊維方向にクラックが発生し易くなる。
このFRP製めねじの製法は以上の楡成である。この製
法は、高価なり−ンクロスを用い、これに樹脂を含浸せ
しめてプリプレグとなし、これを数十枚重ねて基板とす
る従来の方法に比べ、高価なり−ンクロスを用いず、マ
ンドレルに樹脂を含浸した糸条を比較的厚く巻きつけて
繊維層を形成しこれを数枚重ねて基板をつくるので、原
料コストの低減と生産性の向上を図ることができる。
この発明で用いる補強用繊維としては、ガラス繊維が安
価で経済面での実用性が高いが、炭素繊維、アラミド繊
維等の引張弾性率6000 K9/ma以上、引張強度
100 K9/ma以上のプラスチック補強用繊維であ
れば、いずれを用いてもよい。熱硬化性樹脂としては、
エポキシ樹脂が最も好適であるが、不飽和ポリエステル
樹脂、ビニルエステル樹脂、その他の熱硬化性樹脂を用
いることもできる。
以下実施例により、更に本発明を説明する。
〔実力出側1〕 2000 Texからなるガラス繊維ロービングを24
本引き揃え、エポキシ樹脂(AER354・・・旭化成
工業株式会社製品番)100部、メチルテトラヒドロ無
水フタル酸75部、N−(4’−メトロキシベンジリデ
ン)−4−アルキル(04−7のアルキル基)アニリン
2部からなる樹脂を通して樹脂を含浸せしめ、絞シロを
通すことにより、樹脂量を23部1重量%に絞シ、これ
を幅6.4側に引き揃え直径92cInのマンドレル上
に綾角度85°でもって均一に巻きつけこれをマンドレ
ルの軸方向にカットしM量12Kg/rrlの繊維層を
作成した。
この繊維層を30n+角に裁断し、3枚を積み重ね、中
央の1枚を他の2枚に対し緩方向を直角方向になし、プ
レス金型でプレス成形によシ板を作製した(これをA板
と名付ける)。プレス条件は金型温度120°C,プレ
ス圧100トン、プレス時間は1時間であった。
成形板の厚みは、18韮であった。この板よシ22mm
角のめねじを切シ出し、ねじM12(ピッチ1.75m
m)用のネジ山をタップ加工によシ、作製した。
〔実施例2〕 〔実施例1〕と同一条件で綾角度を850にし12Kq
−/コの樹脂を含浸した繊維層からなる成形材料を作成
しこれを繊維方向を平行l:し3層積み重ね、実施例1
と同一条件でプレス成形を行ない厚み18mmの成形板
を作成した(これをB板と名付ける)。
〔実施例3〕 〔実施例2〕と同様にし綾角度75°にし成形板を作成
した(これをC板と名付ける)。
これら成形板からなるめねじ強度を測定するため、ヤー
ンクロスを107訓幅にスリットし、これを75本引揃
えエポキシ樹脂に含浸し、〔実施例1〕と同じ硬化剤、
同じ促進剤を使用し引抜き成形で12ψの丸棒を作成し
、ダイスによりこれにM12のネジ山を加工(ピッチ1
.75mm)l。
FRPねじ棒をつくった。
このFRPねじ棒を前記A、B、C板からなるめねじに
螺合し、引張強度テストを行った結果は第1表の通りで
ある。
なお、試験には第7図に示す引張治具を用いた。図面で
9はFRPねじ律、10はFRPめねじ、11は保持金
具、12はスペーサーである。
(第1表) 〔実施例4〕 前記のA、B、(:’板より切シ出した22wn角の板
にM12.ピッチ1.75mmのねじをタップによりね
じ切りし、金属ポル)(M12)を使用してトルク強5
度を測定した。測定結果を第2表に示(第2表) 〔実施例5〕 前記したM12のFRPねじ棒(第1表で用いたFRP
ねじ棒)をA板より作成したM12のめねじに螺合し、
トルク試験を行った結果を第3表に示す。
(第3表) 第3表から、FRPねじ棒と螺合して用いるめねじとし
ては、FRPねじ棒の螺合ねじ山部分がトルクによシめ
ねじより先に破損することが判る。
従ってめねじ強度としてはA板、B板、C板いずれであ
っても実用上充分の強度である。
なお、トルク強度は第8図に示す装置を用いトルクメー
ターでFRPJjJめねじを締めつけていき破損するト
ルクを測定した。第8図で13はめねじ試験片、14は
六角頭付き鉄ポル)(M12’。
ピッチ1.75yIM) 、15は鉄ワツシヤ−,16
はFRPスペーサー(厚み34麟)である。
この発明は以上の通シであシ、とのFRPめねじは強度
が高く、しかも原料コストの低減と生産性の向上を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は繊a層の平面図、第2図はこの発明″のFRP
製めねじの縦断面図、第3図は繊維層を2層綾方向を直
角方向となし重ね配した状態の平面図、第4図はマンド
レルに補強用繊維糸条を綾角度θで巻きつけた状態の正
面図、゛第5図は多数の補強用繊維糸条に樹脂を含浸せ
しめマンドレルに巻取る装置の斜視図、第6図は綾角度
が小さい糸条を巻取るマンドレルの正面図、第7図はF
RP製めねじの強度を測定する引張試験機、第8図はF
RP製めねじのトルク強度を測定する装置の正面図であ
る。 1・・補強用繊維糸条 la、lb・・平行な繊維群 2・・ネジ孔3・争マン
ドレル 4・・ボビンクリル5・・ガイド 6・・樹脂
浸漬槽 7・・綾振装置 8・・ピン 9・ ・FRPねじ棒 10・ ・FRPめねじ11・
・保持金具 12・・スペーサー13・・めねじ試験片
 14・・六角頭付きポルト 15・・鉄ワツシヤ−161−FRPスペーサー A・・交差する2つの平行な繊維群からなる繊維層 B・・熱硬化性樹脂 θ、θ′・・綾角度

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) M硬化性樹脂を補強用繊維で補強したFRPを
    基板としたFRP製めねじにおいて、補強用繊維は2つ
    の平行な繊維群が互に交差してなる繊維層を複数層重ね
    配してあシ、ネジ孔は繊維層を重ね配した厚み方向に穿
    設しであることを特徴とするFRP製めねじ。
JP17776083A 1983-09-26 1983-09-26 Frp製めねじ Granted JPS6069313A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17776083A JPS6069313A (ja) 1983-09-26 1983-09-26 Frp製めねじ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17776083A JPS6069313A (ja) 1983-09-26 1983-09-26 Frp製めねじ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6069313A true JPS6069313A (ja) 1985-04-20
JPH0375770B2 JPH0375770B2 (ja) 1991-12-03

Family

ID=16036645

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17776083A Granted JPS6069313A (ja) 1983-09-26 1983-09-26 Frp製めねじ

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JP (1) JPS6069313A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6367419A (ja) * 1986-09-05 1988-03-26 タイオダイズ・カンパニ−・インコ−ポレ−テツド 締結装置部材
JPH05502286A (ja) * 1990-01-30 1993-04-22 テキストロン・インコーポレイテッド 複合ねじ切カラー

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6367419A (ja) * 1986-09-05 1988-03-26 タイオダイズ・カンパニ−・インコ−ポレ−テツド 締結装置部材
JPH05502286A (ja) * 1990-01-30 1993-04-22 テキストロン・インコーポレイテッド 複合ねじ切カラー

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