KR20200105663A - 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법 및 섬유 강화 수지제 볼트 - Google Patents

섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법 및 섬유 강화 수지제 볼트 Download PDF

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가부시키가이샤 타카이코포레이션
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Abstract

종래의 섬유 강화 수지제 볼트에 비해 강도가 높은 섬유 강화 수지제 볼트를 제공한다. CFRP(12)의 방향이 긴 변 방향으로 되도록, 열경화성 수지와 일체화하여 띠 형상으로 형성된 CFRP 수지 테이프(14)를, CFRP(12)가 권회 축의 둘레에 동심 형상으로 되도록 권회함으로써 CFRP 수지 테이프층(10)을 형성하는 권회 공정과, 권회 공정에 의해 형성한 CFRP 수지 테이프층(10)을, 내경 벽면에 나사 형상이 실시된 금형(40)에 넣고, CFRP 수지 테이프층(10)을 넣은 금형(40)을 권회 축의 방향의 한쪽으로부터 다른 쪽을 향하여 가압하고, 히터(82)로 가열함으로써 CFRP 수지 테이프층(10)을 포함한 수지를 경화시키는 경화 공정에 의해 형성한 섬유 강화 수지제 볼트(1).

Description

섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법 및 섬유 강화 수지제 볼트
본 발명은, 강화 섬유 및 수지 재료로 이루어지는 고강도의 볼트에 관한 것이다.
종래, 섬유 강화 수지제의 볼트로서, 합성 수지에 카본 파이버 등의 장섬유를 긴 변 방향에 배치되도록 함유시켜 이루어지는 막대 형상의 소재를 프레스 성형하여 이루어지는 섬유 강화 수지제 볼트이며, 적어도 스트레이트부의 장섬유가, 섬유 강화 수지성 볼트의 외주부에서는 축 방향을 따르는 직선상으로 배치되고, 축의 중심부에서는 굴곡상으로 배치되어 있는 구성의 것이 있었다(예를 들어, 특허문헌 1).
일본 특허 공개 평06-185514호 공보
그러나, 상기 종래의 섬유 강화 수지제 볼트는, 스트레이트부의 장섬유가 외주부에 있어서 축 방향을 따라서 직선상으로 배치되고, 축의 중심부에서는 굴곡상으로 배치되어 있는 구조이기 때문에, 볼트로서의 강도가 충분하지 않다는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 종래의 섬유 강화 수지제 볼트에 비해 강도가 높은 섬유 강화 수지제 볼트의 제조 방법 및 섬유 강화 수지제 볼트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[적용예 1]
본 발명에 따른 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법은,
강화 섬유(12)의 방향이 긴 변 방향으로 되도록, 수지와 일체화하여 띠 형상으로 형성된 강화 섬유 수지 테이프(14)를, 상기 강화 섬유(12)가 권회 축의 둘레에 동심 형상이 되도록 권회하여 강화 섬유 수지 테이프층(10)을 형성하는 권회 공정과,
상기 권회 공정에 의해 형성한 상기 강화 섬유 수지 테이프층(10)을, 내경 벽면에 나사 형상이 실시된 형(40)에 넣고, 해당 형(40)에 넣은 상기 강화 섬유 수지 테이프층(10)을 상기 권회 축의 방향의 한쪽으로부터 다른 쪽을 향하여 가압하고, 상기 강화 섬유 수지 테이프층(10)의 수지를 경화시키는 경화 공정
에 의해 섬유 강화 수지제 볼트(1)를 형성하는 것을 요지로 한다.
이러한 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법에서는, 강화 섬유 수지 테이프(14)가 권회 축의 둘레에 동심원 형상으로 권회되어서 강화 섬유 수지 테이프층(10)이 형성된다.
그리고, 형성된 강화 섬유 수지 테이프층(10)이 형(40)에 넣어진 상태에서, 권회 축의 일방향으로부터 다른 쪽을 향하여 가압되어서, 강화 섬유 수지 테이프층(10)의 수지가 경화한다(경화 공정).
여기서, 강화 섬유 수지 테이프층(10)이 가압됨으로써 강화 섬유의 층은 권회 축 방향에 나선 형상으로 연장하여 강화 섬유층(70)을 형성한다.
또한, 형(40)의 내벽면에는 나사 형상이 실시되고, 강화 섬유 수지 테이프층(10)은 그 권회 축이, 나사 형상이 실시된 내벽면과 평행해지도록 형(40) 내에 넣어져 있다. 따라서, 수지가 경화했을 때에는, 외벽면에 나사가 형성된다.
이러한 제조 방법에 의해 제조된 섬유 강화 수지제 볼트(1)는, 경화한 수지의 내부에, 권회 축의 둘레에 나선 형상으로 권회된 형상의 강화 섬유층(70)을 갖는 볼트(1)로 된다.
이러한 섬유 강화 수지제 볼트(1)를 사용한 경우, 섬유 강화 수지제 볼트(1)에는 축 방향의 인장력과 둘레 방향으로의 굽힘력이 가해진다. 이 인장력과 굽힘력을 강화 섬유(12)에서 받게 되지만, 강화 섬유층(70)이 나선 형상으로 되어 있기 때문에, 인장력과 굽힘력의 양쪽의 힘을 강화 섬유(12)로 받게 된다.
따라서, 종래의 축 방향으로만 강화 섬유가 배치되어 있는 볼트에 비해 강도가 높은 섬유 강화 수지제 볼트(1)로 할 수 있다.
[적용예 2]
적용예 1에 기재된 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법에 있어서, 상기 권회 공정 후에, 상기 권회 공정에 의해 형성한 강화 섬유 수지 테이프층(10)을 상기 권회 축에 평행한 축에 대하여 절곡하는 절곡 공정을 갖고 있는 것을 요지로 한다.
이러한, 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법에 의하면, 권회 공정에 의해 형성된 강화 섬유 수지 테이프층(10)이 절곡 공정에 의해, 권회 축과 평행한 축에 대하여 추가로 절곡된다. 따라서, 보다 다층의 강화 섬유 수지 테이프층(10)이 형성되기 때문에, 보다 강도가 높은 섬유 강화 수지제 볼트(1)를 제조할 수 있다.
또한, 권회 공정 시에, 권회하여 형성되는 강화 섬유 수지 테이프층(10)의 직경을 크게 해도, 그 후의 절곡 공정에 의해 적당한 직경의 강화 섬유 수지 테이프층(10)을 형성할 수 있기 때문에, 권회 공정을 용이하게 할 수 있다.
[적용예 3]
본 발명에 따른 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법은,
강화 섬유(12)의 방향이 긴 변 방향으로 되도록 띠 형상으로 형성된 강화 섬유 테이프(62)를, 상기 강화 섬유(12)가 권회 축의 둘레에 동심 형상이 되도록 권회함으로써 강화 섬유 테이프층(60)을 형성하는 권회 공정과,
상기 권회 공정에 의해 형성한 상기 강화 섬유 테이프층(60)을 내경 벽면에 나사 형상이 실시된 형(40)에 넣고, 상기 강화 섬유 테이프층(60)을 넣은 상기 형(40)에 수지를 주입하는 수지 주입 공정과,
상기 수지 주입 공정에 의해 수지를 주입한 상기 형(40)을 상기 권회 축의 방향의 한쪽부터 다른 쪽을 향하여 가압하고, 상기 강화 섬유 테이프층(60)을 포함한 수지를 경화시키는 경화 공정
에 의해 섬유 강화 수지제 볼트(1)를 형성하는 것을 요지로 한다.
이러한 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법에서는, 강화 섬유 테이프(62)가 권회 축의 둘레에 동심원 형상으로 권회되어서 강화 섬유 테이프층(60)이 형성된다.
그리고, 형성된 강화 섬유 테이프층(60)이 형(40)에 넣어져, 수지가 주입되고(수지 주입 공정), 수지가 주입된 형(40)에 권회 축의 일방향부터 다른 쪽을 향하여 가압하고, 강화 섬유 테이프층(60)을 포함한 수지가 경화한다(경화 공정).
여기서, 강화 섬유 테이프층(60)이 가열, 가압될 때에 나선 형상으로 권회 축 방향으로 연장된다. 또한, 형(40)의 내벽면에는 나사 형상이 실시되어, 강화 섬유 테이프층(60)이, 그 권회 축이, 나사 형상이 실시된 내벽면과 평행해지도록 형(40) 내에 넣어져 있다. 따라서, 수지가 경화했을 때에는, 외벽면에 나사가 형성된다.
이러한 제조 방법에 의해 제조된 섬유 강화 수지제 볼트(1)는, 적용예 1에 있어서의 섬유 강화 수지제 볼트(1)와 마찬가지로, 종래의 축 방향으로만 강화 섬유가 배치되어 있는 볼트에 비해 강도가 높은 섬유 강화 수지제 볼트(1)로 할 수 있다.
[적용예 4]
적용예 3에 기재된 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법에 있어서, 상기 권회 공정 후에, 상기 권회 공정에 의해 형성한 강화 섬유 테이프층(60)을 상기 권회 축에 평행한 축에 대하여 절곡하는 절곡 공정을 갖고, 상기 수지 주입 공정은, 상기 절곡 공정에 의해 형성한 상기 강화 섬유 테이프층(60)을 내경 벽면에 나사 형상이 실시된 형(40)에 넣고, 상기 강화 섬유 테이프층(60)을 넣은 상기 형(40)에 수지를 주입하는 것을 요지로 한다.
이러한, 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법에 의하면, 적용예 3과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
[적용예 5]
본 발명에 따른 섬유 강화 수지제 볼트(1)는, 섬유의 방향이 긴 변 방향으로 되도록 띠 형상으로 형성된 강화 섬유(12)를, 상기 강화 섬유(12)가 중심축의 둘레에 나선 형상으로 권회한 상태로 형성한 강화 섬유층(70)과, 상기 강화 섬유층(70)을 포함하는 수지층(20)과, 상기 강화 섬유층(70)을 상기 수지층(20)에서 포함한 상태에서 가열 및 가압함으로써 외주면에 형성한 나사부(30)를 구비한 것을 요지로 한다.
이러한 섬유 강화 수지제 볼트(1)는, 적용예 1의 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법으로 제조한 섬유 강화 수지제 볼트(1)와 마찬가지로, 종래의 축 방향으로만 강화 섬유가 배치되어 있는 볼트에 비해 강도가 높은 섬유 강화 수지제 볼트(1)로 할 수 있다.
[적용예 6]
적용예 3에 기재된 섬유 강화 수지제 볼트(1)에 있어서, 상기 강화 섬유(12)는, 탄소 섬유 강화 플라스틱인 것을 요지로 한다.
이러한 섬유 강화 수지제 볼트(1)에서는, 강화 섬유(12)로서 탄소 섬유 강화 플라스틱을 사용하고 있기 때문에, 경량으로 강도가 높은 섬유 강화 수지제 볼트(1)로 할 수 있다.
도 1은, CFRP 수지 테이프, CFRP 테이프, CFRP 수지 테이프층 및 CFRP 테이프층의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는, 링 형상으로 형성한 CFRP 수지 테이프층 또는 CFRP 테이프층을 금형에 넣었을 때의 도면이다.
도 3은, 금형의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 4는, 금형에 삽입 관통 도구(50)를 삽입하여 금형 내의 수지를 가압하는 모습을 도시하는 개략도이다.
도 5는, 섬유 강화 수지제 볼트의 단면 사진이다.
도 6은, 섬유 강화 수지제 볼트에서의 인장 파단 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은, 탄소 섬유 함유율 및 수지 함유율이 다른 경우의 섬유 강화 수지제 볼트의 인장 파단 시험 결과를 도시하는 도면이다.
도 8은, 제3 실시 형태 및 제5 실시 형태에 있어서의 CFRP 수지 테이프 및 CFRP 테이프의 권회 방법과 CFRP 수지 테이프층 및 CFRP 테이프층의 절곡 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 본 발명이 적용된 실시 형태에 대하여 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 본 발명의 실시 형태는, 하기의 실시 형태에 전혀 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 여러가지 형태를 채용할 수 있다.
[제1 실시 형태]
(섬유 강화 수지제 볼트의 제조)
도 1 내지 도 4에 기초하여, 섬유 강화 수지제 볼트(1)(이하, 단순히 「볼트(1)」라고도 칭함)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 강화 섬유(12)로서, 탄소 섬유 강화 플라스틱(이하, 「CFRP(12)」라고도 칭함)을 사용한다.
우선, 도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, CFRP(12)를, 그 섬유의 방향이 긴 변 방향으로 되도록, 소정의 양의 수지와 일체화하여 띠 형상으로 형성된 CFRP 수지 테이프(14)를, 도 1의 (b)(평면도) 및 도 1의 (c)(측면도)에 도시하는 바와 같이, 권회 축의 둘레에 동심원 형상으로 권회하고, 링 형상의 CFRP 수지 테이프층(10)을 형성한다(권회 공정). 이때, CFRP 수지 테이프(14)를 권회 축의 둘레에 가능한 한 간극이 없도록 권회한다.
여기서, 「CFRP를, 소정의 양의 수지와 일체화한다」란, CFRP의 장섬유를 띠 형상으로 배치하고, 그것을 수지에 침지하여 굳혀, 테이프 형상으로 형성하는 것을 의미하고 있다. 이때의 CFRP와 수지의 양은, 볼트(1)를 소정의 강도로 하기 위하여 필요로 하는 CFRP의 양이고, 또한, 볼트(1)로서 나사부(30)를 형성하기 위하여 필요로 하는 수지의 양(권회 후의 수지의 양), 혹은, 열경화성 수지의 종류에 의해 결정된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 수지로서 비닐에스테르 등의 열경화성 수지를 사용하고 있다. 또한, CFRP(12)와 열경화성 수지의 비율은, CFRP(12): 50 내지 60중량％, 열경화성 수지: 50 내지 40중량％이고, 특히 본 실시 형태에서는, CFRP(12): 57％, 열경화성 수지: 43％로 하였다.
또한, 도 1의 (a) 및 도 1의 (c)에 있어서는, CFRP(12)의 섬유를 나타내기 위하여, 개념화한 도면으로 하고, 도 1의 (b)에 있어서는, 권회된 CFRP 수지 테이프(14)의 적층 상태를 이해하기 쉽게 하기 위해서, 실제보다도 간극을 크게 그리고 있다.
이어서, 금형(40)의 히터(82)에 전력을 공급하고, 열경화성 수지의 경화 온도보다도 낮은 온도로 되도록, 금형(40)을 예열(비닐에스테르의 경우 90℃ 정도)해 둔다.
이어서, 도 2에 도시한 바와 같이, 링 형상으로 형성한 CFRP 수지 테이프층(10)을 권회 축이 금형(40)의 나사부(46)의 축 방향과 대략 일치하도록 금형(40)의 나사부(46)의 원통부(44)에 가까운 부분에 넣는다.
금형(40)은, 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, SUS재 등의 금속의 블록을 반할 형상(한쪽을 금형(40a), 다른 쪽을 금형(40b)으로 함)으로 한 것이고, 볼트(41) 및 너트(42)로 일체화 할 수 있게 되어 있다. 또한, 반할 형상의 각각의 금형(40a) 및 금형(40b)의 내면의 형상이 볼트(1)의 외경 형상으로 되어 있다.
또한, 도 3에 있어서 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는 이점 쇄선 A-A'에 대하여 선 대칭의 관계가 되어 있다.
즉, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 볼트(1)의 헤드부(43a), 원통부(44a), 불완전 나사부(45a), 나사부(46a)를 형성하기 위한 형 형상으로 되어 있다. 또한, 금형(40)의 일단부에, 수지를 압축하기 위한 삽입 관통 도구(50)의 삽입부(51)를 삽입하는 구멍인 삽입 구멍(47a)이 마련되어 있다.
금형(40b)에는, 금형(40b)의 선 대칭의 위치에, 금형(40a)의 것과 동일 형상의 헤드부(43b), 원통부(44b), 불완전 나사부(45b), 나사부(46b) 및 삽입 구멍(47b)이 형성되어 있다. 또한, 이하 삽입 구멍(47a)과 삽입 구멍(47b)으로 형성되는 구멍을 삽입 구멍(47)이라고 칭한다.
또한, 금형(40a)에는, 볼트(41) 및 너트(42)로 금형(40b)과 일체화하기 위한 4개의 관통 구멍(49a) 및 일체화 시에 위치 결정을 행하기 위한 2개의 핀(48a)이 마련되어 있다.
금형(40b)에는, 금형(40a)의 선 대칭의 위치에 4개의 관통 구멍(49b) 및 2개의 핀(48a) 각각에 끼워 맞추는 2개의 구멍(48b)이 마련되어 있다.
또한, 금형(40a 및 40b)에는, 각각 2개(금형(40)으로서는 계 4개)의 히터(82)가 매립되어 있고, 외부로부터 히터(82)에 전원을 공급함으로써 금형(40)을 가열할 수 있게 되어 있다.
이 금형(40)에 CFRP 수지 테이프층(10)을 넣은 후, 볼트(41)와 너트(42)로 반할 형상의 금형(40)을 일체화한 후, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 삽입 구멍(47)에 삽입 관통 도구(50)를 삽입한다. 이 삽입 관통 도구(50)는, SUS재 등의 금속제이고, 삽입 구멍(47)의 직경에 대하여 약간 작은 외경을 갖는 삽입부(51)와 삽입부(51)의 일단부에 마련된 원주상의 헤드부(52)를 구비하고 있다.
그리고, 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 삽입 구멍(47)에 삽입 관통 도구(50)의 삽입부(51)를 삽입한 상태에서, 금형(40)을, 헤드부(52)를 위로 하여 프레스기의 볼스터 플레이트(80) 상에 적재하고, 헤드부(52)를 프레스기의 슬라이드(81)로 누름으로써 금형(40) 내의 수지를 가압한 후, 히터(82)에 전원 공급을 하여, 금형(40)의 온도(즉 수지의 온도. 비닐에스테르의 경우 150℃ 정도)를 수지의 경화 온도까지 상승시켜서 수지를 경화시킨다(경화 공정).
경화 공정이 종료된 후, 히터(82)로의 전원 공급을 정지하고, 금형(40)의 너트(42)를 느슨하게 하여, 금형(40)을 분해하고, 볼트(1)를 금형(40)으로부터 취출한다.
(볼트(1)의 특징)
이러한 제조 방법에 의해 제조된 섬유 강화 수지제 볼트(1)는, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 수지층(20), 나사부(30), 헤드부(31), 원통부(32), 불완전 나사부(33)를 구비한 것으로 된다. 또한, 섬유 강화 수지제 볼트(1)는, 권회 공정에 의해 링 형상으로 형성한 CFRP 수지 테이프층(10)이 경화 공정에서의 가압에 의해, 금형(40)의 내부에서 권회 축 방향으로 눌려서 나선 형상이 된다.
따라서, 섬유 강화 수지제 볼트(1)는, 경화한 수지층(20)의 내부에, 권회 축의 둘레에 나선 형상으로 권회된 형상의 CFRP층(70)을 갖는 볼트로 된다. 실제의 섬유 강화 수지제 볼트(1)의 전체의 단면 사진을 도 5의 (a)에 나타내고, 섬유 강화 수지제 볼트(1)의 나사부(30)를 확대한 단면 사진을 도 5의 (b)에 나타내었다.
도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, CFRP층(70)이 섬유 강화 수지제 볼트(1)의 수지층(20)의 내부 전체에 걸쳐 형성되어 있는 것을 알 수 있다.
이러한 섬유 강화 수지제 볼트(1)에 가해지는 축 방향의 인장력과 둘레 방향으로의 굽힘력을 CFRP(12)에서 받게 되지만, CFRP층(70)이 나선 형상으로 되어 있기 때문에, 인장력과 굽힘력의 양쪽의 힘을 CFRP(12)에서 받게 된다.
따라서, 종래의 축 방향으로만 강화 섬유가 배치되어 있는 볼트에 비해 강도가 높은 섬유 강화 수지제 볼트(1)로 할 수 있다.
또한, 섬유 강화 수지제 볼트(1)에서는, 강화 섬유(12)로서 CFRP(탄소 섬유 강화 플라스틱)를 사용하고 있기 때문에, 경량으로 강도가 높은 섬유 강화 수지제 볼트(1)로 할 수 있다.
여기서, 도 6에, JIS B 1051에 준거한 시험 방법에 의해, M8 사이즈의 섬유 강화 수지제 볼트(1), RENY(등록 상표)제 볼트(유리 섬유 50％ 강화 폴리아미드 MXD6제 볼트), PEEK제 볼트(폴리에테르에테르케톤제 볼트)로 인장 파단 시험을 행한 결과를 나타낸다. 또한, 전술한 바와 같이, 섬유 강화 수지제 볼트(1)는, CFRP(12): 57중량％, 열경화성 수지 43％로 되어 있다.
도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 섬유 강화 수지제 볼트(1)에서는, 볼트가 파단하는 인장 파단 하중은, 14346.3[N]으로 되고, 종래의 RENY제 볼트의 인장 파단 하중의 6023.5[N]에 비해 약 2.4배, PEEK제 볼트의 인장 파단 하중의 3158.6[N]에 비해 약 4.5배의 인장 파단 강도를 얻을 수 있다.
[제2 실시 형태]
이어서, 섬유 강화 수지제 볼트(1)의 탄소 섬유 함유율과 수지 함유율을 변화시킨 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 제2 실시 형태에 있어서의 섬유 강화 수지제 볼트(1)의 소재나 제법은, 제1 실시 형태에 있어서의 섬유 강화제 볼트(1)의 소재나 제법과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
도 7에 탄소 섬유 함유율 및 수지 함유율을 변화시킨 경우의 섬유 강화 수지제 볼트(1)의 인장 파단 시험 결과를 나타낸다. 인장 파단 시험은, 도 6에 나타내는 경우와 마찬가지로, JIS B 1051에 준거한 시험 방법으로 행하였다.
시험체로서, M3 사이즈의 섬유 강화 수지제 볼트(1)를 사용하고, 도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, ·케이스 No.1: 탄소 섬유 함유율 43.8％, 수지 함유율 56.2％·케이스 No.2: 탄소 섬유 함유율 50.9％, 수지 함유율 49.1％·케이스 No.3: 탄소 섬유 함유율 56.4％, 수지 함유율 43.6％의 세 케이스로 인장 파단 시험을 행하였다.
도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 섬유 강화 수지제 볼트(1)의 인장 단렬(斷裂) 강도는, 케이스 No.1에서는, 인장 파단 하중: 2030[N], 케이스 No.2에서는, 인장 파단 하중: 2370[N], 케이스 No.3에서는, 인장 파단 하중: 2042[N]로 되어 있다.
이에 비해, 종래의 M3의 RENY제 볼트는, 762[N]의 인장 단렬(斷裂) 하중으로 되어 있고, 섬유 강화 수지제 볼트(1)는, RENY제 볼트에 비해 약 2.7배 내지 3.1배의 인장 파단 강도로 되어 있는 것을 알 수 있다.
또한, 종래의 M3의 PEEK제 볼트는, 430[N]의 인장 단렬 하중으로 되어 있고, 섬유 강화 수지제 볼트(1)는, PEEK제 볼트에 비해 약 4.7배 내지 5.5배의 인장 파단 강도로 되어 있는 것을 알 수 있다.
이상에서, CFRP(12)와 열경화성 수지의 비율은, CFRP(12): 40 내지 60중량％, 열경화성 수지: 60 내지 40중량％의 함유 비율에 있어서도 충분한 인장 단렬 강도가 얻어지는 것을 알 수 있다.
[제3 실시 형태]
이어서, 제1 실시 형태에 있어서의 권회 공정 후에, 절곡 공정을 추가한 제3 실시 형태에 대하여 설명한다.
(권회 공정)
제3 실시 형태에 있어서의 권회 공정에서는, 제1 실시 형태에 있어서의 CFRP 수지 테이프(14)의 권회 형상과 다르고, CFRP 수지 테이프(14)를 직경이 몇 cm로 되도록, 권회 축의 둘레에 동심원 형상으로 권회하고, 링 형상의 CFRP 수지 테이프층(10)을 형성한다.
이때의 권회 방법으로서는, 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 원주상이나 원통상의 바재(90) 혹은 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 평행하게 배치된 2개의 막대 형상의 바재(91a, 91b)에 감도록 한다.
(절곡 공정)
절곡 공정에서는, 도 8의 (c)에 도시하는 바와 같이, 권회 공정으로 형성한 링 형상의 CFRP 수지 테이프층(10)을 가로 방향으로부터 찌부러 뜨려서 띠 형상으로 하고, 일단부를 2개의 가는 금속 막대(92a, 92b)에 끼우고, 금속 막대(92a)의 축을 중심으로 하여, 도 8의 (c) 및 도 8의 (d) 중에 화살표로 나타낸 바와 같이 동심원상으로 감아 간다. 이렇게 함으로써, 보다 층수가 많은 CFRP 수지 테이프층(10)을 형성하는 것이 가능하게 된다.
(경화 공정)
제3 실시 형태에 있어서의 경화 공정은, 제1 실시 형태에 있어서의 경화 공정과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
이상과 같은 공정의 제조 방법으로 제조된 섬유 강화 수지제 볼트(1)는, CFRP층(60)이 보다 다층화되기 때문에, 볼트로서의 강도(인장 파단 하중)가 향상된다.
또한, 권회 공정 시에, 권회하여 형성되는 CFRP 수지 테이프층(10)의 직경을 크게 해도, 그 후의 절곡 공정에 의해 적당한 직경의 CFRP 수지 테이프층(10)을 형성할 수 있기 때문에, 권회 공정을 용이하게 할 수 있다.
[제4 실시 형태]
이어서, CFRP 수지 테이프(14) 대신에 CFRP 테이프(62)를 사용한 섬유 강화 수지제 볼트(1)에 대하여 설명한다.
CFRP 수지 테이프(14)는, CFRP의 섬유의 방향이 긴 변 방향으로 되도록, 소정의 양의 수지와 일체화하여 띠 형상으로 형성한 것이었지만, CFRP 테이프(62)는, CFRP의 섬유의 방향이 긴 변 방향으로 되도록 CFRP의 장섬유를 늘어놓아 결속하거나, 소량의 수지로 섬유 다발을 띠 형상으로 형성하거나 한 것이다.
(권회 공정)
제4 실시 형태에 있어서의 권회 공정은, CFRP 수지 테이프(14)를 사용하여 CFRP 수지 테이프층(10)을 형성하는 대신, CFRP 테이프(62)를 사용하여 CFRP 테이프층(60)을 형성하는 것을 제외하면, 제1 실시 형태의 권회 공정과 동일하기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
(수지 주입 공정)
이 금형(40)에 CFRP 테이프층(60)을 넣은 후, 볼트(41)과 너트(42)로 반할 형상의 금형(40)을 일체화하고, 삽입 구멍(47)으로부터, 비닐에스테르 등의 열경화성 수지를 금형(40)의 내부에 주입한다.
(경화 공정)
금형(40)에 수지를 주입한 후, 제1 실시 형태와 동일하게, 삽입 구멍(47)에 삽입 관통 도구(50)를 삽입하고, 그 상태에서, 헤드부(52)를 프레스기의 슬라이드(81)로 누름으로써 금형(40) 내의 수지를 가압하면서, 히터(82)에 전원을 공급함으로써 금형(40)을 가열하고, 수지를 경화시킨다.
경화 공정이 종료된 후, 금형(40)의 너트(42)를 느슨하게 하여, 금형(40)을 분해하고, 볼트(1)를 금형(40)으로부터 취출한다.
이러한 제조 방법에 의해 제조된 섬유 강화 수지제 볼트(1)는, 제1 실시 형태와 동일한 구조 및 성능을 갖는 섬유 강화 수지제 볼트(1)로 된다(도 5 및 도 6 참조)
[제5 실시 형태]
다음으로 제5 실시 형태에 대하여 설명한다. 제5 실시 형태는, 제3 실시 형태와 동일하게(제1 실시 형태에 있어서 권회 공정 후에, 절곡 공정을 추가함), 제4 실시 형태에 있어서, 절곡 공정을 추가하는 실시 형태이다. 이 경우에는, 제3 실시 형태에 있어서 사용한 CFRP 수지 테이프(14) 대신 CFRP 테이프(62)를 사용하는 것을 제외하면, 제3 실시 형태와 동일 내용의 공정으로 되기 때문에, 상세한 설명은 생략한다(도 8 참조).
제5 실시 형태에 의한 제조 방법으로 제조된 섬유 강화 수지제 볼트(1)는, 제3 실시 형태에 의한 제조 방법으로 제조된 섬유 강화 수지제 볼트(1)와 동일한 구조 및 성능을 가진다. 또한, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 권회 공정을 용이하게 할 수 있다.
[그 밖의 실시 형태]
(1) 상기 실시 형태에서는, 강화 섬유(12)로서 CFRP(탄소 섬유 강화 플라스틱)를 사용했지만, CFRP 대신에 유리 섬유 강화 플라스틱(GFRP) 등의 무기 섬유계의 강화 섬유나 아라미드 섬유 강화 플라스틱(AFRP) 등의 유기 섬유계의 강화 섬유를 사용해도 된다.
(2) 상기 실시 형태에서는, 수지로서 비닐에스테르 등의 열경화성 수지를 사용했지만, PEEK(폴리에테르에테르케톤), 테플론(등록 상표) 등의 열가소성 수지를 사용해도 된다. 그 경우, 경화 공정에 있어서, 금형(40)을 열경화 온도까지 가열할 필요는 없다.
(3) 상기 실시 형태에서는, CFRP 수지 테이프층(10) 및 CFRP 테이프층(60)을 형성하는 절곡 공정에 있어서, 링 형상의 CFRP 수지 테이프층(10) 및 CFRP 테이프층(60)을 가로 방향으로부터 찌부러 뜨려서 띠 형상으로 하고, 일단부가 중심축으로 되도록 동심원상으로 감았지만, 링 형상의 CFRP 수지 테이프층(10) 및 CFRP 테이프층(60)을 권회 축에 평행한 축을 절곡 축으로 하여 몇회 절곡하도록 해도 된다. 바꾸어 말하면, CFRP 수지 테이프층(10) 및 CFRP 테이프층(60)을 CFRP(12)의 섬유 방향과 직각 방향으로 몇회 절곡하도록 해도 된다.
(4) 상기 실시 형태에서는, 금형(40)의 내면 형상을 볼트(1)의 외형 형상의 일례로서 나타냈지만, 이 형상에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 원통부(32)가 없게 한 것 등 다른 형상이어도 된다.
(5) 상기 실시 형태에서는, 금형(40)을 가열하기 위하여 히터(82)를 사용했지만, 열경화성 수지의 경화 온도까지 금형(40)을 가열할 수 있는 방법, 예를 들어 가열한 액체를 금형(40) 내에 순환시키거나, 금형(40)의 주위에 니크롬선을 감거나 하는 등, 다른 가열 수단을 사용해도 된다.
1: 섬유 강화 수지제 볼트(볼트)
10: 강화 섬유 수지 테이프층(CFRP 수지 테이프층)
12: 강화 섬유(CFRP)
14: 강화 섬유 수지 테이프(CFRP 수지 테이프)
20: 수지층
30: 나사부
31: 헤드부
32: 원통부
33: 불완전 나사부
40, 40a, 40b: 금형
41: 볼트
42: 너트
43, 43a, 43b: 헤드부
44, 44a, 44b: 원통부
45, 45a, 45b: 불완전 나사부
46, 46a, 46b: 나사부
47: 삽입 구멍
48a: 핀
48b: 구멍
49a, 49b: 관통 구멍
50: 삽입 관통 도구
51: 삽입부
52: 헤드부
60: 강화 섬유 테이프층(CFRP 테이프층)
62: 강화 섬유 테이프(CFRP 테이프)
70: 강화 섬유층(CFRP층)
80: 볼스터 플레이트
81: 슬라이드
82: 히터
90, 91a, 91b: 바재
92a, 92b: 금속 막대

Claims (6)

  1. 강화 섬유(12)의 방향이 긴 변 방향으로 되도록, 수지와 일체화하여 띠 형상으로 형성된 강화 섬유 수지 테이프(14)를, 상기 강화 섬유(12)가 권회 축의 둘레에 동심 형상이 되도록 권회하여 강화 섬유 수지 테이프층(10)을 형성하는 권회 공정과,
    상기 권회 공정에 의해 형성한 상기 강화 섬유 수지 테이프층(10)을, 내경 벽면에 나사 형상이 실시된 형(40)에 넣고, 해당 형(40)에 넣은 상기 강화 섬유 수지 테이프층(10)을 상기 권회 축의 방향 한쪽으로부터 다른 쪽을 향하여 가압하고, 상기 강화 섬유 수지 테이프층(10)의 수지를 경화시키는 경화 공정
    에 의해 섬유 강화 수지제 볼트(1)를 형성하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 권회 공정 후에, 상기 권회 공정에 의해 형성한 상기 강화 섬유 수지 테이프층(10)을 상기 권회 축에 평행한 축에 대하여 절곡하는 절곡 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법.
  3. 강화 섬유(12)의 방향이 긴 변 방향으로 되도록 띠 형상으로 형성된 강화 섬유 테이프(62)를, 상기 강화 섬유(12)가 권회 축의 둘레에 동심 형상으로 되도록 권회함으로써 강화 섬유 테이프층(60)을 형성하는 권회 공정과,
    상기 권회 공정에 의해 형성한 상기 강화 섬유 테이프층(60)을, 내경 벽면에 나사 형상이 실시된 형(40)에 넣고, 상기 강화 섬유 테이프층(60)을 넣은 상기 형(40)에 수지를 주입하는 수지 주입 공정과,
    상기 수지 주입 공정에 의해 수지를 주입한 상기 형(40)을, 상기 권회 축의 방향의 한쪽으로부터 다른 쪽을 향하여 가압하고, 상기 강화 섬유 테이프층(60)을 포함한 수지를 경화시키는 경화 공정
    에 의해 섬유 강화 수지제 볼트(1)를 형성하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 권회 공정 후에, 상기 권회 공정에 의해 형성한 강화 섬유 테이프층(60)을 상기 권회 축에 평행한 축에 대하여 절곡하는 절곡 공정을 갖고,
    상기 수지 주입 공정은,
    상기 절곡 공정에 의해 형성한 상기 강화 섬유 테이프층(60)을, 내경 벽면에 나사 형상이 실시된 형(40)에 넣고, 상기 강화 섬유 테이프층(60)을 넣은 상기 형(40)에 수지를 주입하는
    것을 특징으로 하는 섬유 강화 수지제 볼트 제조 방법.
  5. 섬유의 방향이 긴 변 방향으로 되도록 띠 형상으로 형성된 강화 섬유(12)를, 상기 강화 섬유(12)가 중심축의 둘레에 나선 형상으로 권회한 상태로 형성한 강화 섬유층(70)과,
    상기 강화 섬유층(70)을 포함하는 수지층(20)과,
    상기 강화 섬유층(70)을 상기 수지층(20)에서 포함한 상태에서 가열 및 가압함으로써 외주면에 형성한 나사부(30)를
    구비한 것을 특징으로 하는 섬유 강화 수지제 볼트(1).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 강화 섬유(12)는, 탄소 섬유 강화 플라스틱인 것을 특징으로 하는 섬유 강화 수지제 볼트(1).
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102282924B1 (ko) * 2020-02-07 2021-07-28 주식회사 건호엔지니어링 복합소재 체결부재의 제조방법
US20220260104A1 (en) * 2021-02-17 2022-08-18 Prototype Investments, LLC Vehicle engine carbon fiber head bolt
CN113478861A (zh) * 2021-06-18 2021-10-08 中冶建筑研究总院（深圳）有限公司 一种可用于化学植筋的树脂基复合材料螺栓及其制备方法
CN113799418B (zh) * 2021-08-23 2022-10-21 厦门大学 智能复合材料螺栓的制备方法、复合材料螺栓及使用方法
CN115091784B (zh) * 2022-06-17 2023-04-28 浙江新纳复合材料有限公司 玻璃钢锚杆模压成型装置及其使用方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06185514A (ja) 1992-12-15 1994-07-05 Fukuvi Chem Ind Co Ltd 繊維強化樹脂締結ボルト

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3669158A (en) * 1969-03-10 1972-06-13 Technology Uk Continuous carbon fiber tapes
US4017348A (en) * 1975-03-10 1977-04-12 Shumaker Gerald C Method of making a composite vehicle wheel
US4063838A (en) * 1976-05-07 1977-12-20 Fiber Glass Systems, Inc. Rod construction and method of forming the same
DE2705336A1 (de) * 1977-02-09 1978-08-10 Sigri Elektrographit Gmbh Kohlenstoffaserverstaerkte schraube
JPS59148635A (ja) * 1983-02-15 1984-08-25 Sekisui Chem Co Ltd 合成樹脂製ボルトの製造方法
US4717302A (en) * 1984-06-18 1988-01-05 Tiodize Company, Inc. Composite fastener
CA1238205A (en) * 1985-04-26 1988-06-21 Cerminco Inc. Structural rod for reinforcing concrete material
US4863330A (en) * 1987-07-15 1989-09-05 Northrop Corporation Composite fastener and method of manufacture
US5033925A (en) * 1988-12-16 1991-07-23 The B. F. Goodrich Company Composite nut and bolt
US5080547A (en) * 1990-03-30 1992-01-14 The B. F. Goodrich Company Triaxially braided composite nut and bolt
JPH0780857A (ja) * 1993-09-16 1995-03-28 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 繊維強化複合材料によるボルトの製造方法
JPH07279933A (ja) * 1994-04-05 1995-10-27 Taihei Kk 繊維強化合成樹脂製ボルト
JP3251485B2 (ja) * 1995-12-28 2002-01-28 株式会社カテックス 自穿孔ボルト
US6800164B2 (en) * 2000-04-06 2004-10-05 Randel Brandstrom Method of making a fiber reinforced rod
JP2003201800A (ja) * 2001-10-31 2003-07-18 Asahi Glass Matex Co Ltd ロックボルト
EP1998056A1 (en) * 2007-05-29 2008-12-03 Sgl Carbon Ag Composite fastener for ceramic components
GB0818467D0 (en) * 2008-10-08 2008-11-12 Blade Dynamics Ltd An insert for forming an end connection in a uni-axial composite material
KR20100130286A (ko) * 2009-06-03 2010-12-13 에스케이케미칼주식회사 섬유강화수지 볼트 및 그 제조방법
CN102612427B (zh) * 2009-06-18 2016-08-03 Xene公司 一种纤维复合材料和生产工艺
US8613580B2 (en) * 2011-04-28 2013-12-24 Lockheed Martin Corporation Fastening device
US8892406B2 (en) * 2011-10-23 2014-11-18 The Boeing Company Geometric modeling of composite parts
JP2015025545A (ja) * 2013-07-29 2015-02-05 三星産業貿易株式会社 繊維強化樹脂製の締結部品およびその製造方法
JP2017003091A (ja) * 2015-06-15 2017-01-05 三星産業貿易株式会社 ねじ締結部品の製造方法
US10792873B2 (en) * 2016-09-23 2020-10-06 The Uab Research Foundation Fastening devices for landing string buoyancy and other solutions
JP6659658B2 (ja) * 2017-12-12 2020-03-04 ハードロック工業株式会社 炭素繊維強化複合材料からなるネジ山を有するネジ筒の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06185514A (ja) 1992-12-15 1994-07-05 Fukuvi Chem Ind Co Ltd 繊維強化樹脂締結ボルト

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