JPH0510318A - 繊維強化樹脂製ボルト・ナツト - Google Patents
繊維強化樹脂製ボルト・ナツトInfo
- Publication number
- JPH0510318A JPH0510318A JP16035591A JP16035591A JPH0510318A JP H0510318 A JPH0510318 A JP H0510318A JP 16035591 A JP16035591 A JP 16035591A JP 16035591 A JP16035591 A JP 16035591A JP H0510318 A JPH0510318 A JP H0510318A
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- Japan
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- fiber
- nuts
- bolt
- bolts
- reinforcing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 強度、剛性が高いと同時に、トルク強度、ト
ルク軸力の高いボルト・ナットを提供することにある。 【構成】 一方向に引き揃えた強化用繊維束の周囲に、
右ネジならば、左ネジ方向にネジった強化用長繊維を表
面に配し、未硬化状態で、右ネジ方向にネジリ、表面に
配された強化用長繊維を弛ませた後、捩子山を賦形させ
た後硬化させたことを特徴とするボルト・ナット。
ルク軸力の高いボルト・ナットを提供することにある。 【構成】 一方向に引き揃えた強化用繊維束の周囲に、
右ネジならば、左ネジ方向にネジった強化用長繊維を表
面に配し、未硬化状態で、右ネジ方向にネジリ、表面に
配された強化用長繊維を弛ませた後、捩子山を賦形させ
た後硬化させたことを特徴とするボルト・ナット。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般産業分野、航空宇
宙分野、船舶分野、自動車分野、建築土木分野などに広
く使用されるボルト・ナットに関するものである。
宙分野、船舶分野、自動車分野、建築土木分野などに広
く使用されるボルト・ナットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ボルト・ナットは、近代文明に必要不可
欠な機材として、主に金属製ボルト・ナットが使用され
ている。しかし、金属製ボルト・ナットは、重い、錆び
やすい等の欠点を持っており、繊維強化樹脂製のボルト
・ナットも提案されている。例えば、ネジ山に強化用長
繊維を充填するために、円柱部分のうち表面の鞘部分に
選択的に圧力をかけ、ネジ山に巧妙に充填することを提
案している。（例えば、特開平０１−２２２９１１号公
報）しかし、このような方法によれば、工程上複雑にな
るばかりでなく、円柱の芯部分も圧縮力をうけて、強化
用長繊維が歪むため、ネジが応力を受けたとき本来の強
度を示さない。更にボルト・ナットは本来回転させ（ト
ルク強度）、軸方向に移動させることによる応力（トル
ク軸力）によって締め付けを行うものであるので、ボル
ト自体の引張強度が必要以上高くても、実用上トルク軸
力の制限を受けて、その使用に大きな制約があり、一般
的普及に至っていない。
欠な機材として、主に金属製ボルト・ナットが使用され
ている。しかし、金属製ボルト・ナットは、重い、錆び
やすい等の欠点を持っており、繊維強化樹脂製のボルト
・ナットも提案されている。例えば、ネジ山に強化用長
繊維を充填するために、円柱部分のうち表面の鞘部分に
選択的に圧力をかけ、ネジ山に巧妙に充填することを提
案している。（例えば、特開平０１−２２２９１１号公
報）しかし、このような方法によれば、工程上複雑にな
るばかりでなく、円柱の芯部分も圧縮力をうけて、強化
用長繊維が歪むため、ネジが応力を受けたとき本来の強
度を示さない。更にボルト・ナットは本来回転させ（ト
ルク強度）、軸方向に移動させることによる応力（トル
ク軸力）によって締め付けを行うものであるので、ボル
ト自体の引張強度が必要以上高くても、実用上トルク軸
力の制限を受けて、その使用に大きな制約があり、一般
的普及に至っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】繊維強化樹脂製ボルト
・ナットにおいて、強化用繊維の強度を十分に利用し、
かつボルトおよびナットの引張強度と締め付けのトルク
軸力のバランスのとれた配向の繊維強化樹脂製ボルト・
ナットを提供するものである。
・ナットにおいて、強化用繊維の強度を十分に利用し、
かつボルトおよびナットの引張強度と締め付けのトルク
軸力のバランスのとれた配向の繊維強化樹脂製ボルト・
ナットを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明はボル
ト・ナットの全部又は一部が、強化用長繊維束を含んで
なるウェブに単繊維状の熱可塑性樹脂繊維が間に入り込
んで交絡一体化した複合シートを溶融成形してなること
を特徴とする繊維強化樹脂製ボルト・ナットである。
ト・ナットの全部又は一部が、強化用長繊維束を含んで
なるウェブに単繊維状の熱可塑性樹脂繊維が間に入り込
んで交絡一体化した複合シートを溶融成形してなること
を特徴とする繊維強化樹脂製ボルト・ナットである。
【０００５】好ましくはボルトの軸芯部およびナットの
枠部の強化用長繊維が、ネジ進行方向に対して回転する
方向３度以上４５度以下の角度でねじれのある繊維強化
樹脂製ボルト・ナットである。本発明に用いられる強化
用長繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、その他の無
機あるいは有機繊維等で成形温度でその強化用長繊維の
物性が失われない物であれば、何れの繊維でもよいが製
品の高機能を追求する場合には炭素繊維が物性的に有利
であり、また適している。
枠部の強化用長繊維が、ネジ進行方向に対して回転する
方向３度以上４５度以下の角度でねじれのある繊維強化
樹脂製ボルト・ナットである。本発明に用いられる強化
用長繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、その他の無
機あるいは有機繊維等で成形温度でその強化用長繊維の
物性が失われない物であれば、何れの繊維でもよいが製
品の高機能を追求する場合には炭素繊維が物性的に有利
であり、また適している。
【０００６】本発明で用いられる熱可塑性樹脂は、繊維
になるものであればよく、一般的にはナイロン、ポリエ
ステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリフェ
ニレンスルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリエーテルイミド等がある。本発
明で用いる強化用長繊維束を含んでなるウェブに単繊維
状の熱可塑性樹脂繊維が入り込んで交絡一体化した複合
シートは強化用長繊維束に熱可塑性樹脂繊維を均一に分
散したもので、その詳細はＷＯ９０−７０２４号公報に
記載されている。その一例を示すと、強化用長繊維をシ
ート状に引揃え、その上に熱可塑性樹脂繊維よりなる不
織布を重ねたものに、気体又は液体の柱状流で処理する
ことにより交絡一体化した複合シートが得られる。
になるものであればよく、一般的にはナイロン、ポリエ
ステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリフェ
ニレンスルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリエーテルイミド等がある。本発
明で用いる強化用長繊維束を含んでなるウェブに単繊維
状の熱可塑性樹脂繊維が入り込んで交絡一体化した複合
シートは強化用長繊維束に熱可塑性樹脂繊維を均一に分
散したもので、その詳細はＷＯ９０−７０２４号公報に
記載されている。その一例を示すと、強化用長繊維をシ
ート状に引揃え、その上に熱可塑性樹脂繊維よりなる不
織布を重ねたものに、気体又は液体の柱状流で処理する
ことにより交絡一体化した複合シートが得られる。
【０００７】この複合シートよりボルト・ナットを直接
成形してもよいが、あらかじめ、加熱加圧成形して、柔
軟性のあるシートとして使用することも出来る。本発明
のボルトの製造方法としては、例えば複合シートを強化
用長繊維がボルト軸方向になるように巻いて、円柱状体
を作製しその円柱状体に、長手方向に強化用長繊維を配
列したテープ状の複合シートを軸方向に３度以上８５度
以下になるように巻き（図１の）、その後少なくとも
３度以上、テープの巻き方向と逆の方向にねじって（図
１の）、図２に示す金型に挿入して、溶融、圧縮、冷
却して成形（図１の）する。
成形してもよいが、あらかじめ、加熱加圧成形して、柔
軟性のあるシートとして使用することも出来る。本発明
のボルトの製造方法としては、例えば複合シートを強化
用長繊維がボルト軸方向になるように巻いて、円柱状体
を作製しその円柱状体に、長手方向に強化用長繊維を配
列したテープ状の複合シートを軸方向に３度以上８５度
以下になるように巻き（図１の）、その後少なくとも
３度以上、テープの巻き方向と逆の方向にねじって（図
１の）、図２に示す金型に挿入して、溶融、圧縮、冷
却して成形（図１の）する。
【０００８】尚、成形時のねじりは、右ネジであれば、
右進行方向に、左ネジならば、左進行方向にねじって、
ボルト軸芯部および、ナット枠部の強化用長繊維を緊張
させた状態で成形することによりトルク強度が、大幅に
向上する。さらにネジ山形成部分は、強化用長繊維をあ
らかじめ右ネジならば左進行方向に逆に巻いておき、成
形時のねじりによってたるみが与えられるようにしてお
く。こうして、たるみを与えることで、ネジ山に強化用
長繊維が充填され、実質的なトルク強度、軸力が大幅に
向上する。
右進行方向に、左ネジならば、左進行方向にねじって、
ボルト軸芯部および、ナット枠部の強化用長繊維を緊張
させた状態で成形することによりトルク強度が、大幅に
向上する。さらにネジ山形成部分は、強化用長繊維をあ
らかじめ右ネジならば左進行方向に逆に巻いておき、成
形時のねじりによってたるみが与えられるようにしてお
く。こうして、たるみを与えることで、ネジ山に強化用
長繊維が充填され、実質的なトルク強度、軸力が大幅に
向上する。
【０００９】前述のテープを巻いた円柱状物をブルトル
ージョン成形方法により、溶融成形して、繊維強化樹脂
の円柱を成形し、該円柱を溶融し、前述のようにねじり
を与えて、図２の金型で成形することも出来る。ナット
のネジ部成形は、金属製ボルトに複合シートを強化用長
繊維が長手方向になるように切出したテープ状物をネジ
進行方向に対して回転する逆方向３度以上８５度以下の
角度になるように巻きつけて、ネジ形成部を構成し、更
にナット本体部を形成させ、ボルトと同様に３度以上巻
きほぐす方向に戻して、溶融、圧縮、冷却して成形する
ことが出来る。
ージョン成形方法により、溶融成形して、繊維強化樹脂
の円柱を成形し、該円柱を溶融し、前述のようにねじり
を与えて、図２の金型で成形することも出来る。ナット
のネジ部成形は、金属製ボルトに複合シートを強化用長
繊維が長手方向になるように切出したテープ状物をネジ
進行方向に対して回転する逆方向３度以上８５度以下の
角度になるように巻きつけて、ネジ形成部を構成し、更
にナット本体部を形成させ、ボルトと同様に３度以上巻
きほぐす方向に戻して、溶融、圧縮、冷却して成形する
ことが出来る。
【００１０】尚、本発明でいうボルトの軸芯部とは、ボ
ルトのネジ山部分の形成層を除いた軸のことをいう。さ
らに、本発明でいうナットの枠部とは、ナットのネジ山
部分の形成層を除いた枠のことをいう。本発明でいうね
じれの角度とは軸方向に配位置した強化用長繊維と軸方
向に直行する面とのなす角で現わす。
ルトのネジ山部分の形成層を除いた軸のことをいう。さ
らに、本発明でいうナットの枠部とは、ナットのネジ山
部分の形成層を除いた枠のことをいう。本発明でいうね
じれの角度とは軸方向に配位置した強化用長繊維と軸方
向に直行する面とのなす角で現わす。
【００１１】
【実施例１】ナイロン６重合体を溶融紡糸して、マルチ
フィラメントを得た。このマルチフィラメントを多数本
集めて、小野打製作所製Ｄ型ギロチン式カッターにて、
５ｍｍの長さに切断して、ナイロン樹脂短繊維を得た。
次いで、この短繊維から抄造シートをえた。
フィラメントを得た。このマルチフィラメントを多数本
集めて、小野打製作所製Ｄ型ギロチン式カッターにて、
５ｍｍの長さに切断して、ナイロン樹脂短繊維を得た。
次いで、この短繊維から抄造シートをえた。
【００１２】次に、ＰＡＮ系炭素繊維（新旭化成カーボ
ンファイバー株式会社製、ハイカーボロン）束を引き揃
えて、１５０ｇ／ｍ2 になるように、５０ｃｍの幅にす
きまなくならべたシートを上記の抄造シートの上に置き
更に、抄造シートをこのシートの上に置き、サンドイッ
チ状にした。次いでこのウェブに高圧水を当てて処理す
ると、ナイロン樹脂繊維が強化長繊維束に埋め込まれ、
ナイロン樹脂繊維同志および強化長繊維に絡まって一体
となった柔軟性のある炭素繊維体積含有量が５５％の複
合シートが得られた。そして、このシートを、右ネジの
Ｍ１０×１５０Ｌの大きさの全ネジボルト形状に合わせ
て切り出し、ボルトの軸方向に炭素繊維が並ぶようにロ
ール状に巻き、次いで、上記シートを炭素繊維の方向に
幅３ｍｍのテープ状に切りだし、このテープを、このロ
ールの表面に左ネジ方向５度の角度で、螺旋状に巻き付
けた。次に、この円柱状の棒を右ネジ５度の方向にネジ
り、ボルト成形金型に挿入して、溶融、圧縮、冷却、成
形して取り出した。
ンファイバー株式会社製、ハイカーボロン）束を引き揃
えて、１５０ｇ／ｍ2 になるように、５０ｃｍの幅にす
きまなくならべたシートを上記の抄造シートの上に置き
更に、抄造シートをこのシートの上に置き、サンドイッ
チ状にした。次いでこのウェブに高圧水を当てて処理す
ると、ナイロン樹脂繊維が強化長繊維束に埋め込まれ、
ナイロン樹脂繊維同志および強化長繊維に絡まって一体
となった柔軟性のある炭素繊維体積含有量が５５％の複
合シートが得られた。そして、このシートを、右ネジの
Ｍ１０×１５０Ｌの大きさの全ネジボルト形状に合わせ
て切り出し、ボルトの軸方向に炭素繊維が並ぶようにロ
ール状に巻き、次いで、上記シートを炭素繊維の方向に
幅３ｍｍのテープ状に切りだし、このテープを、このロ
ールの表面に左ネジ方向５度の角度で、螺旋状に巻き付
けた。次に、この円柱状の棒を右ネジ５度の方向にネジ
り、ボルト成形金型に挿入して、溶融、圧縮、冷却、成
形して取り出した。
【００１３】図１および、図２参照のこと。得られたボ
ルトは、ネジ山にも炭素繊維が充填されていることが断
面を顕微鏡観察することによって判った。物性値は〔表
１〕に示す。
ルトは、ネジ山にも炭素繊維が充填されていることが断
面を顕微鏡観察することによって判った。物性値は〔表
１〕に示す。
【００１４】
【実施例２】実施例１で得られたテープを、金属製の全
右ネジボルト（長さ６０ｃｍ）の表面に左ネジ方向５度
の角度で、螺旋状に巻き付けた。更に、実施例１と同様
にシートをロール状に巻いて円柱を作った後同じ様にネ
ジり、これを、六角柱を成形する金型に挿入して、成形
した。得られた六角柱を取りだし、金属製ボルトが、傷
付かないように円周方向に切りだし、右ネジ方向に捩じ
る事によって、ナットを取り出した。このナットの断面
もネジ山に炭素繊維が充填されていることが判った。物
性値は〔表１〕に示す。
右ネジボルト（長さ６０ｃｍ）の表面に左ネジ方向５度
の角度で、螺旋状に巻き付けた。更に、実施例１と同様
にシートをロール状に巻いて円柱を作った後同じ様にネ
ジり、これを、六角柱を成形する金型に挿入して、成形
した。得られた六角柱を取りだし、金属製ボルトが、傷
付かないように円周方向に切りだし、右ネジ方向に捩じ
る事によって、ナットを取り出した。このナットの断面
もネジ山に炭素繊維が充填されていることが判った。物
性値は〔表１〕に示す。
【００１５】
【比較例１】実施例１および２において、全てに角度を
つけず、ネジることなく成形してボルトおよびナットを
得た。これらの成形品断面を観察すると、ネジ山の部分
に炭素繊維が充填されていないのが観察された。得られ
たボルト・ナットの引張強度、トルク強度、トルク軸力
について物性を調べてみた。尚、比較例におけるボルト
・ナットは、全て、ネジ山が破壊することによって、測
定出来なくなったので、参考例として、ネジ山に充分充
填された状態での強度がどのようになるかを、ネジ山の
部分を溶融一体化させた状態で調べてみた。物性値は
〔表１〕示す。
つけず、ネジることなく成形してボルトおよびナットを
得た。これらの成形品断面を観察すると、ネジ山の部分
に炭素繊維が充填されていないのが観察された。得られ
たボルト・ナットの引張強度、トルク強度、トルク軸力
について物性を調べてみた。尚、比較例におけるボルト
・ナットは、全て、ネジ山が破壊することによって、測
定出来なくなったので、参考例として、ネジ山に充分充
填された状態での強度がどのようになるかを、ネジ山の
部分を溶融一体化させた状態で調べてみた。物性値は
〔表１〕示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【発明の効果】本発明の繊維強化樹脂製ボルト・ナット
は、ネジ山の締め付け方向のトルク強度を高くできるの
で、トルク軸力の高い、実用性に優れたボルト・ナット
である。
は、ネジ山の締め付け方向のトルク強度を高くできるの
で、トルク軸力の高い、実用性に優れたボルト・ナット
である。
【図１】プリプレグをロール状に巻き、ボルト軸芯部と
し、その周りにテープ状ヤーンに角度をつけて巻いた図
１の、のプリフォーム全体に、ねじりを与えて、ネ
ジ山形成部分にたるみを与えたボルト成形用金型に挿入
直前のプリフォーム図１ののプリフォームを図２の
ボルト成形用金型に挿入して硬化させて成形したボルト
し、その周りにテープ状ヤーンに角度をつけて巻いた図
１の、のプリフォーム全体に、ねじりを与えて、ネ
ジ山形成部分にたるみを与えたボルト成形用金型に挿入
直前のプリフォーム図１ののプリフォームを図２の
ボルト成形用金型に挿入して硬化させて成形したボルト
【図２】ボルトを成形するための金型
ア ボルトネジ山形成部分の強化用長繊維が軸方向とな
す角度 イ ボルト軸芯部分の強化用長繊維が軸方向となす角度
す角度 イ ボルト軸芯部分の強化用長繊維が軸方向となす角度
Claims (3)
- 【請求項１】 ボルト・ナットの全部又は一部が、強化
用長繊維束を含んでなるウェブと単繊維状の熱可塑性樹
脂繊維とからなる複合シートであって、該熱可塑性樹脂
繊維が該ウェブを構成する強化用長繊維の間に入り込ん
で交絡一体化している複合シートを溶融成形してなるこ
とを特徴とする繊維強化樹脂製ボルト・ナット。 - 【請求項２】 ボルトの軸芯部およびナットの枠部の強
化用長繊維が、ネジ進行方向に対して回転する方向３度
以上４５度以下の角度でねじれのあることを特徴とする
請求項１の繊維強化樹脂製ボルト・ナット。 - 【請求項３】 ボルト・ナットのネジ山形成部分の軸方
向強化用長繊維の５０％以上に、少なくとも３度以上８
５度以下のねじりを与えて巻き、その後少なくとも３度
以上ねじり戻すことにより、たるみを与えて、ネジ山を
賦形させることを特徴とする製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16035591A JPH0510318A (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 繊維強化樹脂製ボルト・ナツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16035591A JPH0510318A (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 繊維強化樹脂製ボルト・ナツト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510318A true JPH0510318A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=15713187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16035591A Withdrawn JPH0510318A (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 繊維強化樹脂製ボルト・ナツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0510318A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09229039A (ja) * | 1996-02-23 | 1997-09-02 | Senshin Zairyo Riyou Gas Jienereeta Kenkyusho:Kk | 繊維強化ボルト |
| JP2013500764A (ja) * | 2009-07-31 | 2013-01-10 | ナイキ インターナショナル リミテッド | 非金属の留め具を伴うゴルフクラブ |
-
1991
- 1991-07-01 JP JP16035591A patent/JPH0510318A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09229039A (ja) * | 1996-02-23 | 1997-09-02 | Senshin Zairyo Riyou Gas Jienereeta Kenkyusho:Kk | 繊維強化ボルト |
| JP2013500764A (ja) * | 2009-07-31 | 2013-01-10 | ナイキ インターナショナル リミテッド | 非金属の留め具を伴うゴルフクラブ |
| US9566478B2 (en) | 2009-07-31 | 2017-02-14 | Nike, Inc. | Golf club with non-metallic fasteners |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |