JPH0332822Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜考案の目的＞ 産業上の利用分野 本考案は炭素系積層材のコンポジツトねじに係
り、詳しくは、平面内に炭素繊維のフイラーが少
なくとも２つの方向に配位された複数個の基材層
が積層されて一体化されたコンポジツト材料から
加工されて製造され、上下の基材層が剥離により
脱落することなく、しかも、このねじを利用して
ボルトなども容易に製造でき、耐熱性が要求され
るところに使用できるコンポジツトねじに係る。

従来の技術 一般に、電極の接合部や高熱、高温条件下の部
材の接合には、通常の金属製ねじやボルトの使用
が困難であるため、これにかわつて炭素材料のね
じやボルトが用いられている。この炭素材料のね
じの中で、複数個の基材層が積層一体化され、し
かも、各基材層に炭素繊維のフイラー（以下、単
にフイラーという。）が平面内で２方向以上に配
位したコンポジツト材料からねじやボルトをつく
ることが試みられている。このねじは各基材層で
一つの平面内でフイラーが２つ以上の方向に配位
されているために、この平面に沿つて若しくは平
行に力が作用しても支障がなく、通常の炭素材料
から成るものに比べると、機械的強度が大きいた
め、高負荷条件でも使用できる。しかし、コンポ
ジツト材料は各基材層の面方向の強度が高いが基
材層間の結合部分の強度が劣り、このため、ねじ
部が形成されると、上下のねじ部が離脱し易く、
この点が問題になつている。

例えば、第５図はコンポジツト材料からつくら
れたねじの一つの例の説明図である。第５図で符
号１として示すコンポジツト材料は、複数個の基
材層２ａ〜２ｈから成つて、これら各基材層の平
面内に少なくとも２つ以上のフイラー３ａ，３ｂ
が２つ以上の方向に配位されている。この材料１
からねじ４を切り出すと、そのねじ部４ａの一部
は上下の基材層２ａ，２ｈから構成されることに
なつて、これら上下層に対応するねじ部は基材層
２ａ，２ｂの結合部と基材層２ｇ，２ｈの結合部
とによつて支持されているため、機械加工時や使
用時に剥離することが多い。

更に、このコンポジツト材料１からボルト（図
示せず）を切り出すときには、ねじの一端にナツ
トをつけることになるため、ナツトの一部が上下
の基材層２ａ，２ｈに対応することになり、ねじ
に比べると複雑な形状になるため、その切り出し
等の加工がきわめて複雑になる。

考案が解決しようとする問題点 本考案は上記欠点の解決を目的とし、具体的に
は、複数個の基材層を積層させて成るコンポジツ
ト材料のねじ若しくはボルトであるが、上下面に
ねじ部が存在しない構造であつて機械加工もきわ
めて容易なコンポジツトねじを提案する。

＜考案の構成＞ 問題点を解決するための手段ならびにその作用 すなわち、本考案に係るコンポジツトねじは、
平面内に炭素繊維のフイラーが少なくとも２つの
方向に配位された複数個の基材層が積層されて一
体化された積層体の上下各基材層を構成する上下
に平行なフラツト面とこのフラツト面の両側に円
弧状面を具え、これら円弧状面にねじ部を形成し
て成ることを特徴とする。

そこで、これら手段たる構成ならびにその作用
について図面によつて具体的に説明すると、次の
通りである。

まず、第１図は本考案の一つの実施例に係るね
じの斜視図であり、第２図はそのねじをコンポジ
ツト材料から切り出すときの状態の説明図であ
る。第１図において符号１０で示すねじは本考案
の一つの実施例に係るねじであつて、このねじ１
０は複数個の基材層１１ａ〜１１ｆが積層され一
体化されたものである。これら各基材層１１ａ〜
１１ｆは第１図ならびに第２図に示す通り平面内
で少なくとも２つの炭素繊維のフイラー１２ａ，
１２ｂが少なくとも２方向に配位され、第５図に
示すコンポジツト材料１と同様に構成されてい
る。従つて、これらフイラー１２ａ，１２ｂの配
位によつて各基材層１１ａ〜１１ｆにおいてその
平面に沿つて若しくは平行に応力が作用してもほ
とんど問題がない。

次に、このねじ１０において上下面に平行なフ
ラツト面１３ａ，１３ｂを形成し、両側は円弧状
面１４ａ，１４ｂとして構成する。すなわち、各
基材層１１ａ〜１１ｆはバインダにより一体に加
圧結合されているが、これら各基材層間の結合部
に平行な応力が作用すると、結合部がせん断さ
れ、各基材層は剥離し易く、とくに、上下の基材
層に相当するねじ部は剥離し脱落し易い。そこ
で、本考案においては第１図に示す如く上下面に
フラツト面１３ａ，１３ｂを形成し、上下の基材
層１１ａ，１１ｆにはねじ部を形成せずにフラツ
ト面のままとして残す。なお、このように上下の
基材層１１ａ，１１ｆに全くねじ部を設けなくと
も、その一部にねじ部を設けることもできる。こ
のように一部にねじ部を設けても、このねじ部は
基材層間の結合部によつて支持される構造になら
ないため、十分に強度が保持できる。

また、両側の円弧状面１４ａ，１４ｂにねじ部
１５を形成する。このねじ部１５は上下の基材層
１１ａ，１１ｆの上にはねじ部を形成しないた
め、この部分でしや断されて不連続のものになる
が、全体として通常のねじの如く形成されていれ
ば、相手方のねじ部への螺合に全く支障がない。

また、上記構成のねじ１０をコンポジツト材料
１６から切り出すときには、第２図に示す如く、
ねじ軸に対して各基材層１１ａ〜１１ｆは平行で
かつ上下のフラツト面１３ａ，１３ｂが上下の基
材層１１ａ，１１ｆの表面になるようにねじ１０
を切り出すことが必要である。このように切り出
すと、切り出し等の機械加工がきわめて容易であ
り、使用時に作用するねじり力にも十分に耐えら
れ、所定の機械的強度が保持できる。

更に、この構成のねじであると、その一端にナ
ツトを次の通りに結合すると、ボルトが構成でき
る。

例えば、第３図は本考案の一つの実施例に係る
ねじによつて構成したボルトの一例の斜視図であ
り、第４図は第３図のＡ−Ａ線上の断面図であ
り、第３図ならびに第４図で示すボルトはねじ１
０とナツト１７とから成つている。すなわち、ね
じ１０の一端に例えば炭素系材料から成るナツト
１７を螺合し一体化する。この一体化はナツト１
７の上下面から貫通させて注入孔１８ａ，１８ｂ
を設け、これら注入孔１８ａ，１８ｂに対応させ
てねじ１０の一端にも注入孔１９を設ける。結合
時には、これら注入孔１８ａ，１８ｂにバインダ
２０を注入し、このバインダ２０により充填して
から焼成すると、一体化し、きわめて簡単にボル
トをつくることができる。

＜考案の効果＞ 以上詳しく説明した通り、本考案に係るコンポ
ジツトねじは、平面内に炭素繊維のフイラーが少
なくとも２つ以上の方向に配位された複数個の基
材層が積層されて一体化された積層体の上下各基
材層を構成する上下に平行なフラツト面とこのフ
ラツト面の両側に円弧状面を具え、これら円弧状
面にねじ部を形成して成るものである。

従つて、ねじやボルト等には部材の締結時にね
じ山にはせん断力、本体には軸方向の引張り力や
圧縮力が加わるが、これら応力に十分に対応でき
る。

また、全周にわたつてねじ部を形成せずに、上
下面はフラツト面として構成するため、ねじ部が
基材層間剥離により欠けることがなく、当然破片
がねじの螺合部に喰い込んで噛みつきを生じるこ
ともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一つの実施例に係るねじの斜
視図、第２図はそのねじをコンポジツト材料から
切り出すときの状態の説明図、第３図は本考案の
一つの実施例に係るねじによつて構成したボルト
の一例の斜視図、第４図は第３図のＡ−Ａ線上の
断面図、第５図はコンポジツト材料からつくられ
たねじの一つの例の説明図である。 符号、１０……ねじ、１１ａ〜１１ｆ……基材
層、１２ａ，１２ｂ……フイラー、１３ａ，１３
ｂ……フラツト面、１４ａ，１４ｂ……円弧状
面、１５……ねじ部、１６……コンポジツト材
料、１７……ナツト、１８ａ，１８ｂ……注入
孔、１９……注入孔、２０……バインダ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 平面内に炭素繊維のフイラーが少なくとも２つ
   の方向に配位された複数個の基材層が積層されて
   一体化された積層体の上下各基材層を構成する上
   下に平行なフラツト面とこのフラツト面の両側に
   円弧状面を具え、これら円弧状面にねじ部を形成
   して成ることを特徴とする炭素積層材のコンポジ
   ツトねじ。