JPS6237131A - Plastic screw material containing reinforcing fiber - Google Patents
Plastic screw material containing reinforcing fiberInfo
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- JPS6237131A JPS6237131A JP61079898A JP7989886A JPS6237131A JP S6237131 A JPS6237131 A JP S6237131A JP 61079898 A JP61079898 A JP 61079898A JP 7989886 A JP7989886 A JP 7989886A JP S6237131 A JPS6237131 A JP S6237131A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、繊維強化プラスチック(以下、FRPと云う
、)製ネジ部材に関し、更に詳しくは、締付時のネジ山
剪断強度が強く、効率的に多量生産でき、安価で高品質
のFRPネジ製品に係るものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a screw member made of fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as FRP), and more specifically, the present invention relates to a screw member made of fiber-reinforced plastic (hereinafter referred to as FRP), and more specifically, it has a high thread shear strength during tightening, and is highly efficient. This relates to FRP screw products that can be mass-produced at low cost and of high quality.
[従来の技術]
FRPネジ製品は、耐蝕性、電気絶縁性に優れ軽量であ
ることから、各方面で実用化されつつある。[Prior Art] FRP screw products are being put into practical use in various fields because they have excellent corrosion resistance, electrical insulation properties, and are lightweight.
今日まで、FRPネジ部材は種々の方法を用いて作られ
てきた。To date, FRP threaded members have been made using a variety of methods.
例えば引そろえたロービングに樹脂を含浸させ、円筒の
加熱金型の中を引抜く事によりロッドを作製し、このロ
ッドに後で機械加工によりネジ切りを行う方法がある。For example, there is a method in which a rod is produced by impregnating a stretched roving with resin and pulling it out through a cylindrical heating mold, and then threading the rod later by machining.
しかしこの方法で作られたネジ部材は、ネジ山の繊維が
ネジの軸方向と平行方向に並んでいるため、ネジが切ら
れていない芯部とネジ山との間に繊維のつながりがない
ため、ネジ山強度が極端に低いネジしか作りえない。However, in screw members made using this method, the thread fibers are aligned parallel to the axial direction of the screw, so there is no fiber connection between the unthreaded core and the thread. , only screws with extremely low thread strength can be made.
又、別な方法としてチョツプドストランドと樹脂をニー
ダ−で混ぜ合せ、これをネジの形状をした金型を使用し
加圧プレス成形してネジ部材を得る方法がある。Another method is to mix chopped strands and resin in a kneader, and press-mold the mixture using a screw-shaped mold to obtain a screw member.
この方法だとネジの芯部からネジ山部へガラス繊維がつ
きささっている形となり、ネジ山の強度は改善される。With this method, glass fibers extend from the core of the screw to the threads, improving the strength of the threads.
しかし繊維がネジの軸方向に配向していないため、ネジ
部材の軸方向の引張強度が極端に低くなり、引張応力に
対してネジ山がとぶのでなく、しばしばネジ部材そのも
のが切断する結果を生じる。However, because the fibers are not oriented in the axial direction of the screw, the tensile strength in the axial direction of the screw member is extremely low, and the screw thread itself often breaks rather than the threads breaking due to tensile stress. .
FRP製のネジ部材を得る又別な方法は、樹脂を含浸し
たヤーンクロスをハンドレイアップで積層して積層板を
作製するか又は樹脂を含浸したクロスを重ねてプレス成
形し積層板を作り、この板より棒やブロックを削り出し
、ネジ加工を施してボルトナツトを得る方法である。Another method for obtaining a screw member made of FRP is to create a laminate by laminating resin-impregnated yarn cloth by hand lay-up, or by stacking resin-impregnated cloth and press-molding to create a laminate. This method involves carving out rods or blocks from this plate and machining them with screws to obtain bolt nuts.
この方法で作られたFRPネジ部材は先に述べた2つめ
方法で作られたFRPネジ部材と比較して強度の優れた
ものが得られる。しかしこの種のネジ部材の製造コスト
は極端に高くつき、その上ネジ部材における居間剥離が
起こり、強度の満足なものが得られないという欠点を有
する。それ故この種のFRPネジ部材は、実際には特殊
な用途に使われているだけである。The FRP screw member made by this method has superior strength compared to the FRP screw member made by the second method described above. However, the production cost of this type of screw member is extremely high, and in addition, the screw member suffers from peeling and has the disadvantage that it cannot have satisfactory strength. Therefore, this type of FRP screw member is actually only used for special purposes.
これらの通常の方法によるネジ部材の弱点を克服するた
めに、現発明の発明者の一人は、ロービング又はヤーン
クロステープを用いてこれをうまく配列させる事により
、ネジ部材の強度を改善しえる方法を出願した(特願昭
58−3087E1号及び特願昭58−30877号)
。In order to overcome the weaknesses of these conventional threaded members, one of the inventors of the present invention proposed a method that can improve the strength of threaded members by arranging them using roving or yarn cloth tape. (Japanese Patent Application No. 58-3087E1 and Patent Application No. 58-30877)
.
しかし、この方法によるネジ部材においても更に品質改
善を要するいくつかの事項があり、開発研究を継続して
きた。However, there are some issues that require further quality improvement in screw members made using this method, and we have continued to conduct research and development.
又特開昭5l−12Ei2B2号に部材の最外層を筒状
の編んだクロスで覆って種々の形態のFRP部材を連続
して引抜成形する方法が記載されている。この発明の目
的は棒状の、たとえばT形をした棒の軸方向と直角方向
の強度を強くする事にあり、ネジ部材を作る事を意図し
ていない、すなわち筒状に編んだクロスの厚みが薄いた
め、これにより得られた棒状の部材からボルトのような
ネジ部材を作製したとしても、ネジ切削の段階で筒状の
編クロスは切りきざまれ、ポルトネジ山強度は低下して
しまう事になる。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-12Ei2B2 describes a method of sequentially pultruding various types of FRP members by covering the outermost layer of the member with a cylindrical knitted cloth. The purpose of this invention is to increase the strength of a rod-shaped rod, for example, a T-shaped rod, in the axial direction and perpendicular direction, and is not intended to be used to make a threaded member. Because it is thin, even if a threaded member such as a bolt is made from the resulting bar-shaped member, the cylindrical knitted cloth will be cut into pieces during the thread cutting stage, reducing the strength of the port thread. .
[発明が解決しようとする問題点]
先にも述べたようにFRP製のネジ部材は、耐蝕性、電
気絶縁性等が非常に優れているため市場性のある物品で
あるが、現状ではその強度物性が劣っている事と極端に
高い製造コストのため、用途が限定されているのが実状
である。[Problems to be solved by the invention] As mentioned earlier, screw members made of FRP are marketable products due to their excellent corrosion resistance and electrical insulation properties. In reality, its uses are limited due to its poor strength and physical properties and extremely high manufacturing cost.
本発明の目的は、ボルトのようなネジ部材においてナツ
トで締めつけた際、ネジ山部の剪断強度が十分にあり、
かつボルト自体の引張強度も十分あるネジ部を提供する
事にあり、又ナツトのようなメネジ部材においても十分
な締めつけトルク強度を有するネジ部材を提供する事に
ある。The object of the present invention is to provide a threaded member such as a bolt with sufficient shear strength when tightened with a nut.
The object of the present invention is to provide a threaded portion having sufficient tensile strength for the bolt itself, and also to provide a threaded member having sufficient tightening torque strength even in a female threaded member such as a nut.
又もう一つの目的は、このようなネジ部材が効果的に大
量生産出来、FRP製ネジ部材が安価に提供しうる事に
ある。Another purpose is that such screw members can be effectively mass-produced and that FRP screw members can be provided at low cost.
[問題点を解決するための手段及び作用]この発明の目
的は多数の強化繊維と熱硬化性樹脂からなるFRP製ネ
ジ部材を提供する事にあり、ネジは部材の外側の場合オ
ネジとなり、部材の内側の場合メネジとなる。その特徴
とする所は強化繊維の配列にあり、ネジの軸方向に強化
繊維束が筒状に編まれ、しかもその一層の厚さがネジ山
の高さより厚いため、ネジが切られていない芯部よリネ
ジ山部にかけて強化繊維束がつながった形で存在する事
を特徴とするネジ部材を提供する事にある。[Means and effects for solving the problems] An object of the present invention is to provide a screw member made of FRP made of a large number of reinforcing fibers and a thermosetting resin, in which the screw is a male thread when it is on the outside of the member. If it is inside, it will be a female thread. Its characteristic feature lies in the arrangement of the reinforcing fibers, in which the reinforcing fiber bundles are woven into a cylindrical shape in the axial direction of the screw, and each layer is thicker than the height of the screw thread, so the unthreaded core To provide a screw member characterized in that reinforcing fiber bundles exist in a connected form from the threaded part to the threaded part.
すなわち、本発明によれば、熱硬化性樹脂と強化繊維束
の束から構成されてなる繊維強化プラスチック製のネジ
部材であって、強化繊維束により編まれた、その軸方向
がネジ山部材の軸と同方向の筒状編物の少なくとも一層
が、ネジ部材の外表面又は内表面に作られたネジ山とそ
れに近接するネジの芯部にまたがって存在することを特
徴とする繊維強化プラスチックネジ部材が提供される。That is, according to the present invention, there is provided a screw member made of fiber-reinforced plastic made of a thermosetting resin and a bundle of reinforcing fiber bundles, the axial direction of which is woven by the reinforcing fiber bundles. A fiber-reinforced plastic screw member, characterized in that at least one layer of the tubular knitted material in the same direction as the axis is present across the thread formed on the outer or inner surface of the thread member and the core of the thread adjacent thereto. is provided.
本発明によれば、ネジ部材中の強化繊維は何層かの筒編
み層として存在する事になる。更にネジ部材が棒状のネ
ジ部材(例えばボルトのような)又はナツトのように内
面にネジを切ったようなものの場合、ネジ部とネジ部に
隣接する芯部に強化繊維束で編んだ筒状ニットの一層が
またがった形で存在し1強化繊維束が芯部よりネジ山部
につながった形で存在する(又は芯部よりネジ部につき
ささった形で存在する)事がその特徴である。又この筒
状編物の芯部にはネジ用部材の軸方向と同方向に引そろ
えた繊維束を入れる事により、ネジ部材の引張強度をあ
げる事が可能となる。According to the present invention, the reinforcing fibers in the screw member are present as several tube-knit layers. Furthermore, if the threaded member is a rod-shaped threaded member (such as a bolt) or something with a thread cut on the inside like a nut, a cylindrical shape woven with reinforcing fiber bundles is added to the threaded part and the core adjacent to the threaded part. It is characterized by the fact that one layer of knit is straddled and one reinforcing fiber bundle is connected from the core to the threaded part (or it is present from the core to the threaded part). Furthermore, by inserting fiber bundles aligned in the same direction as the axial direction of the screw member into the core of this tubular knitted fabric, it is possible to increase the tensile strength of the screw member.
よく知られているように、編組織においては編物を構成
しているヤーン<FiAm束)はループ状に編まれてお
り、3次元構造となっている。すなわち、ヤーン又は繊
維束のループは、編組織の設計とヤーン又は繊維束等の
太さに依存する傾角をもって、編物の平面から規則的に
立上る事になる。As is well known, in a knitted structure, the yarns constituting the knitted fabric (<FiAm bundle) are knitted in a loop shape, resulting in a three-dimensional structure. That is, the loops of yarn or fiber bundles regularly rise from the plane of the knitted fabric with an inclination angle that depends on the design of the knitting structure and the thickness of the yarns or fiber bundles.
それ故、編ひもがネジ切りが施されたネジ部とそれに隣
接する芯部にまたがるようにうまく編構成しうるならば
、筒編物のヤーン又は繊維束はネジ部とそれに隣接する
芯部にまたがり、しかもヤーン又は繊維束の編ひもにお
ける繊維角度をネジ部材のネジ勾配にそわず事も可能で
ある。Therefore, if the braid can be successfully knitted to straddle the threaded thread and the adjacent core, the yarns or fiber bundles of the tubular knit will straddle the thread and the adjacent core. Moreover, it is also possible to make the fiber angle in the braided string of yarn or fiber bundle not in accordance with the thread slope of the threaded member.
このように、もしヤーン又は繊維束をネジ部とネジに隣
接する芯部にまたがらせうるならば、繊維強化プラスチ
ックのネジ部材のネジ部における剪断強度を飛躍的に増
大させる事が可能となる。In this way, if the yarn or fiber bundle can span the threaded part and the core part adjacent to the thread, it is possible to dramatically increase the shear strength at the threaded part of a threaded member made of fiber-reinforced plastic. .
本発明の目的を達成するためには、筒状編物の−eが、
ネジ部とそれに隣接する芯部にまたがっている事が重要
である。In order to achieve the object of the present invention, -e of the tubular knitted material is
It is important that it straddles the threaded part and the adjacent core part.
そうすれば樹脂で固められたネジ部と芯部がヤーン又は
繊維束によりしっかりと結ばれる事になる。By doing so, the threaded portion hardened with resin and the core portion will be firmly connected by the yarn or fiber bundle.
本発明のネジ部材に使用される強化繊維としては、低価
格から、ガラス繊維を使用するのが好ましい。しかしな
がら他の繊維、たとえばアラミド繊維又はカーボン繊維
などがガラス繊維の替わりに使用可能である。これらの
強化繊維は主として多数のフィラメントを集めて集束し
たストランドの形で使われる。As the reinforcing fiber used in the screw member of the present invention, glass fiber is preferably used because of its low cost. However, other fibers can be used instead of glass fibers, such as aramid fibers or carbon fibers. These reinforcing fibers are primarily used in the form of bundled strands made up of a large number of filaments.
又、強化繊維のマトリックスとなる熱硬化性樹脂との接
着強度を上げるため、繊維をカプリング剤等で処理する
事が望ましい。Furthermore, in order to increase the adhesive strength with the thermosetting resin that forms the matrix of the reinforcing fibers, it is desirable to treat the fibers with a coupling agent or the like.
熱硬化性樹脂としては、通常繊維強化プラスチックに使
われている樹脂、すなわちエポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ビニルエステル樹脂等が本発明のネジ部材
用樹脂として使われる。As the thermosetting resin, resins normally used in fiber-reinforced plastics, such as epoxy resins, unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, etc., are used as the resin for the screw member of the present invention.
しかしながら、高い機械的強度を持つネジ部材を得るた
めには、エポキシ樹脂の使用が望ましい。However, in order to obtain a screw member with high mechanical strength, it is desirable to use epoxy resin.
ネジ部材中の強化繊維の割合は55〜78重量%が好ま
しいが、特に60〜75重量%が最も好ましい重量割合
である。もしこの割合が55重量%未満であると物性に
対する強化繊維の貢献度が低下してしまい、高い機械物
性を持つネジ部材を得る事が出来なくなる。又、もしこ
の比率が78重量%を超えると樹脂が含浸していない強
化繊維部分が生じ、その結果強化繊維間の完全な結合が
失われ、ネジ部材の機械物性がばらつく事になる。The proportion of reinforcing fibers in the screw member is preferably 55 to 78% by weight, and most preferably 60 to 75% by weight. If this proportion is less than 55% by weight, the contribution of the reinforcing fibers to the physical properties will decrease, making it impossible to obtain a screw member with high mechanical properties. If this ratio exceeds 78% by weight, some reinforcing fibers are not impregnated with resin, resulting in complete loss of bonding between the reinforcing fibers and variations in the mechanical properties of the screw member.
ネジ部の補強効果を増すために、他の物質、例えばチョ
ツプドストランドやカールした状態のストランドを上記
の強化繊維、すなわち筒状の編ひちゃ繊維束に加える事
も出来る。In order to increase the reinforcing effect of the threads, other substances, for example chopped strands or curled strands, can also be added to the reinforcing fibers, ie the tubular braided fiber bundles.
又、追加のla維強化材を適量樹脂に練り込んで使う事
も可能である。この際追加される繊維強化材の量は、筒
状線ひもの形や太さ、編設計等や作られるネジ部材の大
きさ、用途等により変わって来る。It is also possible to knead an appropriate amount of additional LA fiber reinforcing material into the resin. The amount of fiber reinforcing material added at this time varies depending on the shape and thickness of the cylindrical wire string, the knitting design, etc., the size of the screw member to be made, the use, etc.
本発明の理解を助けるために、本発明による強化#am
を用いたプラスチック製ネジ部材の背景にある木質的な
技術的アイデアについて添付図に基づき詳細に記載する
事にする。To aid in understanding the invention, enhancement #am according to the invention
We will describe in detail the wood-based technical idea behind the plastic screw member using the attached drawings.
先に述べたように、本発明によるネジ部材には、ボルト
、ナツトが含まれるが、まず本発明に基づくボルトにつ
いて説明する事にする。As mentioned above, the screw member according to the present invention includes a bolt and a nut, but the bolt according to the present invention will be explained first.
第1図に本発明によるボルトの典型的な例を示す。FIG. 1 shows a typical example of a bolt according to the present invention.
ボルトlはネジ部2と芯部3からなる。第2図に図式化
されているようにネジ部2は第2図のらせん4で示され
ているようにボルトのネジ部を含んでいる。第1図のボ
ルト1には、筒状あみひもの2層(5a、5b)が配置
されており、ボルトlのコア部(中心部)には強化繊維
からなる1本以上の繊維束6を持っている。The bolt l consists of a threaded portion 2 and a core portion 3. As schematically illustrated in FIG. 2, the threaded portion 2 includes the threaded portion of the bolt, as indicated by the helix 4 in FIG. Two layers (5a, 5b) of cylindrical thread are arranged on the bolt 1 in FIG. have.
強化繊維は樹脂7により固められている。最外層に位置
する筒状の編ひも5aは、ネジ部2とネジ部2に隣接す
る芯部3の3a部にまたがって存在している。それ故、
以下の第5図の説明で詳細に述べられているように、筒
状線ひも5aを構成している繊維束はネジ部2から芯部
3まで延びており、それ故ネジ部2はしっかりと芯部3
に連結されているわけである。よって本発明に基づくポ
ル)lのネジ部2は強い剪断強度を有する事が可能とな
る。The reinforcing fibers are hardened with resin 7. The cylindrical braid 5a located in the outermost layer extends across the threaded portion 2 and the portion 3a of the core portion 3 adjacent to the threaded portion 2. Therefore,
As detailed in the description of FIG. 5 below, the fiber bundles constituting the tubular lace 5a extend from the threaded portion 2 to the core 3, so that the threaded portion 2 is tightly Core part 3
It is connected to. Therefore, the threaded portion 2 of the pole according to the present invention can have strong shear strength.
筒状線ひもは数百から数百のフィラメントからなる1本
又は数十水のストランドを集束したロービングを編む事
により製作出来る。ロービングは編機上で直径が0.5
〜lhaある。Cylindrical wire strings can be made by weaving rovings made of single or tens of water strands of several hundred to several hundred filaments. The roving has a diameter of 0.5 on the knitting machine.
There is ~lha.
第3図は筒状線ひもの正面写真を示す。Figure 3 shows a front photograph of the cylindrical wire string.
第3図の筒状編物において、繊維束51.52.53は
最初のコースで左方向に傾斜して走っており、次のコー
スでは繊維束51’、 52’、 53’が右に傾斜し
た角度でもって編込まれている。繊維束55.58から
れかるように、繊維束55.58のそれぞれにおいてa
の部分は筒状線ひもの面からそれぞれ外向きに出て来て
おり、それぞれのmIn束55.58のbの部分は筒状
線ひもの中心部へ向ってつきささっている形となってい
る。更に繊維束55と56はそれぞれのam束の太さと
ふり角度のニット設計により、定まった角度でもって交
叉している。In the tubular knitted fabric shown in Fig. 3, the fiber bundles 51, 52, and 53 run tilted to the left in the first course, and the fiber bundles 51', 52', and 53' run tilted to the right in the next course. It is woven at an angle. As can be seen from the fiber bundles 55.58, in each of the fiber bundles 55.58, a
The parts of the cylindrical wire come out outward from the surface of the cylindrical wire, and the part b of each mIn bundle 55.58 extends toward the center of the cylindrical wire. There is. Furthermore, the fiber bundles 55 and 56 intersect at a predetermined angle depending on the thickness of each am bundle and the knit design of the swing angle.
又、繊維束の各部分は第3図のように編まれて行くので
、それぞれの繊維束中におけるフィラメントファイバー
の配置は棒状の成形品において各位置で全く位置関係が
変わってしまう事になる。Furthermore, since each part of the fiber bundle is knitted as shown in FIG. 3, the positional relationship of the filament fibers in each fiber bundle changes completely at each position in the rod-shaped molded product.
第4図は芯部(コア部6)及び5a 、 5b 。Figure 4 shows the core part (core part 6), 5a, and 5b.
5cの3層の筒状編物からなるネジ切り前のロンドの断
面を示す。5C shows a cross section of a rondo made of three layers of tubular knitted fabric before thread cutting.
第4図において、それぞれの繊維束中の各フィラメント
の配置、すなわち最外層の筒状の編ひも5aを構成して
いる繊維束の傾斜方向は、棒状の円周方向の位置に応じ
て変ってくる。In FIG. 4, the arrangement of each filament in each fiber bundle, that is, the inclination direction of the fiber bundle constituting the outermost cylindrical braid 5a, changes depending on the position in the circumferential direction of the rod. come.
第5図においてボルトのネジ山における1a維束の配列
の例を図式的に繊維束55.58を使って説明する事に
する。In FIG. 5, an example of the arrangement of fiber bundles 1a in the thread of a bolt will be schematically explained using fiber bundles 55 and 58.
X軸方向はネジの谷底に対する0点を通る接線であり、
ネジの軸方向と平行である。Y軸はポルトの半径方向を
示す。Z軸はネジの谷底の0点を通る接線方向であるが
、ネジ山の円周方向を向いた軸である。The X-axis direction is the tangent line passing through the 0 point to the root of the screw,
parallel to the axial direction of the screw. The Y axis indicates the radial direction of the port. The Z axis is a tangential direction passing through the zero point of the root of the thread, but is an axis directed in the circumferential direction of the thread.
第5図を左から右手方向にながめた時、繊維束55はネ
ジの芯部3から出てまずネジ部2の傾斜面2bにそって
ネジ部2の頂点2cに達した後、繊維束55はその方向
を下方にかえ、Z軸の更に進んだ地点でネジ部2の傾斜
面2aに近づく。そして最終的にはネジの芯RB3に到
達する。When viewing FIG. 5 from the left to the right, the fiber bundle 55 comes out from the core 3 of the screw, first reaches the apex 2c of the threaded part 2 along the inclined surface 2b of the threaded part 2, and then the fiber bundle 55 changes its direction downward and approaches the inclined surface 2a of the threaded portion 2 at a point further along the Z-axis. Finally, the screw core RB3 is reached.
それ故に繊維束は実質的にネジ山の円周方向にそって一
定の間隔をおいてネジ部の傾斜面にそって位置する事に
なる。この状況を第5図で示すと、右手方向に傾斜した
方向に向いている#a維束は、ネジの傾斜面2bに実質
的にそっており、55cの丸印で表わされている。又、
右手方向に傾斜した方向を向いている繊維束は、実質的
にネジの傾斜面2aにそっており、×印56cで表わさ
れている。Therefore, the fiber bundles are located along the inclined surface of the threaded portion at regular intervals substantially along the circumferential direction of the threaded portion. This situation is shown in FIG. 5, where the #a fibers oriented in a direction inclined to the right are substantially along the inclined surface 2b of the screw and are represented by a circle 55c. or,
The fiber bundles oriented in a right-handed direction substantially follow the sloped surface 2a of the screw and are represented by the cross mark 56c.
第6図から明らかなように55c及び58cの点は連続
ではなく一定間隔をおいて配列されている。As is clear from FIG. 6, the points 55c and 58c are not continuous but are arranged at regular intervals.
しかしながら1つのネジ山について考えるなら、その各
点においてmMlの集束体は一つのネジ山の円周方向に
ネジの傾斜面にそって配置されており、しかもその個々
のmi集束体はネジの芯部(ネジが切られていない軸芯
部)に入り込んでいるわけである。したがってボルトが
ナツトにより締めつけられたり、ナツトで締めつけであ
るボルトに引張力が1動いて、ネジ山に剪断力が作用し
てもこの繊維集束体がその剪断力に耐えてもちこたえて
くれるわけである。However, if we consider one screw thread, at each point, the mMl focus is arranged along the circumferential direction of the thread along the slope of the screw, and each mi focus is located at the core of the screw. (the unthreaded shaft core part). Therefore, even if a bolt is tightened by a nut, or a tensile force is applied to a bolt tightened by a nut, and a shearing force is applied to the threads, this fiber bundle can withstand the shearing force. .
第7図は本発明のボルトにおける1つのネジ山の断面写
真である。FIG. 7 is a cross-sectional photograph of one thread in the bolt of the present invention.
55cの位置にある繊維の束は、実際にネジ山の右側の
傾斜面にそって走っており、他方5?、 58の繊維束
は図の面に直角な平面内を実際上走っているわけである
。The fiber bundle at position 55c actually runs along the slope on the right side of the thread, and on the other hand at 5? , 58 actually run in a plane perpendicular to the plane of the figure.
以上に述べた事から理解しえるように、ネジ山部材、す
なわちボルトやナツトに使用される筒状編ひもの最外層
(又はナツトの場合は最内層)の層の厚みはネジ山の高
さ以上あって、u&雄束がネジ芯部(ネジのネジ山が切
られていない部分)からネジ部にまでつながる事が大切
である。As can be understood from the above, the thickness of the outermost layer (or innermost layer in the case of nuts) of the cylindrical braid used for threaded members, i.e. bolts and nuts, is the height of the thread. For this reason, it is important that the u and male bundles connect from the screw core (the unthreaded part of the screw) to the threaded part.
この種の性質を持つ筒状編物の製造方法を第8図と第9
図により説明する。Figures 8 and 9 show the method for manufacturing a tubular knitted fabric with this type of property.
This will be explained using figures.
例えば筒状編物は第9図において模式的に示されるよう
な、12の編針を有する円形編機により製造し得る。For example, a tubular knitted fabric can be produced on a circular knitting machine having twelve knitting needles, as shown schematically in FIG.
第9A図は、1つの繊維束51が編針81と82を往復
して編まれて行く場合を示している。この場合の編構造
が第8A図に模式化されて示されている(いわゆる1針
振り)。第9B図は1つの繊維束51が編針91と93
の間を往復して編まれて行く場合を示す。この場合の編
組織が第8B図に示されている(いわゆる2針振り)。FIG. 9A shows a case in which one fiber bundle 51 is knitted by moving back and forth between knitting needles 81 and 82. The knitting structure in this case is schematically shown in FIG. 8A (so-called one stitch swing). FIG. 9B shows that one fiber bundle 51 is connected to knitting needles 91 and 93.
This shows the case in which the yarn is knitted by going back and forth between the two. The knitting structure in this case is shown in FIG. 8B (so-called two-stitch swing).
更に第9C図に1つのta維束51が編針91と94の
間を往復して編まれて行く場合を示す、この場合の編組
織は第8C図に示されている(いわゆる3針振りのケー
スである)。第3図において説明した筒状編ひもは、第
8C図及び第9C図で説明した編組織で編まれた編ひも
に対応する。すなわちこの編組織は3針振りの組織とし
て知られているものである。第8C図及び第9C図の編
組織に基づいて編まれた筒状編物は、第8A図及び第9
c図による編物に比較して厚みの厚い編物となる。Further, Fig. 9C shows a case in which one TA fiber bundle 51 is knitted back and forth between knitting needles 91 and 94, and the knitting structure in this case is shown in Fig. 8C (so-called three-needle swing). case). The tubular braid explained in FIG. 3 corresponds to the braid knitted with the knitting structure explained in FIGS. 8C and 9C. In other words, this knitting structure is known as a three-stitch stitch structure. The tubular knitted fabrics knitted based on the knitting structures shown in FIGS. 8C and 9C are as shown in FIGS. 8A and 9.
The knitted fabric is thicker than the knitted fabric shown in Figure c.
かつ、第8A図及び第9A図に基づく筒状編物に比べ、
第8C図、第9C図の繊維束5!は内部よりもっと立上
がった構造をとっている。And, compared to the tubular knitted fabric based on FIGS. 8A and 9A,
Fiber bundle 5 in Figures 8C and 9C! has a more upright structure than the interior.
第1O図に本発明による棒材の一例を示す。それには強
化繊維の構成と樹脂で固められた部位が表わされている
。FIG. 1O shows an example of a bar according to the present invention. It shows the structure of the reinforcing fibers and the parts hardened with resin.
すなわち繊維束6は中心部のコア材であり、この繊維束
6を連続的に筒状編ひも5a、5cがおおっている。こ
の棒状部材の右端の部分は樹脂で固められている0本発
明の棒状部材において、通常複数の筒編ひもを上へ上へ
とかぶせた構造をとる。この際筒編ひもの層の間はお互
いに適当な方法で結合される事が望ましい。That is, the fiber bundle 6 is a core material at the center, and the fiber bundle 6 is continuously covered with tubular braids 5a and 5c. The right end portion of the rod-shaped member is hardened with resin.The rod-shaped member of the present invention usually has a structure in which a plurality of cylindrical braids are placed over each other. At this time, it is desirable that the layers of the tube-knitted string be bonded to each other in an appropriate manner.
複数の筒編ひもを使う場合、内層の編ひもは太い繊維束
を本数を少なく使って粗く編み、外層の編ひもは細い編
ひも多数使用して細かく編むのがよい。先に記載した構
造をした複数の筒編層からなる棒部材は、筒状編ひも間
の剥離現象が、締めたネジ部に引張応力がかかっても、
トルク応力がかかっても、生じる事がない。なぜなら引
抜成形法により棒状部材が作られる吟、外層の凸凹部に
内層の凹凸部がそれぞれかみ合うからである。When using multiple tube-knitted strings, it is best to use a small number of thick fiber bundles for the inner layer to knit coarsely, and for the outer layer to knit finely by using many thin strings. The rod member having the structure described above, which is made up of multiple cylindrical knitted layers, will not cause the peeling phenomenon between the cylindrical braids even if tensile stress is applied to the tightened threaded part.
Even if torque stress is applied, it will not occur. This is because when the rod-shaped member is made by the pultrusion method, the uneven portions of the inner layer engage with the uneven portions of the outer layer.
軸芯部に使用されるtaM1束は実質上、ネジ部材の軸
と平行な方向へ引そろえられる。又、筒状編ひもや軸芯
部に使われる繊維束は撚があってもなくてもよい。通常
はわずかに撚がかかったia維束がその取扱いを容易に
するために用いられる。The taM1 bundle used in the core portion is substantially aligned in a direction parallel to the axis of the screw member. Further, the fiber bundle used for the cylindrical braid or the shaft core may or may not be twisted. Usually, slightly twisted IA bundles are used to facilitate their handling.
第11図にナツト8の具体的構造を示す。ナツト8も又
樹脂を含浸させた筒状編ひもから作られる。その際筒状
編ひも5の繊維束は、ポルト1の場合に述べたのと同じ
ようにナツトのむく部よりネジ部2に延び′ているので
ある。FIG. 11 shows the specific structure of the nut 8. The nut 8 is also made from resin-impregnated tubular braid. In this case, the fiber bundles of the tubular braid 5 extend from the exposed part of the nut to the threaded part 2 in the same way as described in the case of the port 1.
ナツトはそのネジ部に高い剪断強度を有する事が必要で
あるが、通常はネジの軸方向の引張強度は必要としない
。したがってナツトの軸方向と平行に繊維束を配向させ
る必要は通常ない。Nuts are required to have high shear strength in their threaded portions, but usually tensile strength in the axial direction of the thread is not required. Therefore, it is usually not necessary to orient the fiber bundles parallel to the axial direction of the nut.
ナツトのネジ山を作る方法について第13図〜第16図
を使って説明する。第13図〜第16図の各図は六角ナ
ツトを作る際の各ステップを表わしている。まず必要な
厚みを有する筒状編ひも(必要な厚みが一層で達成出来
ない時は多層に重ねる)を作製する。The method of making the thread of a nut will be explained using FIGS. 13 to 16. Each of the figures in FIGS. 13 to 16 represents each step in making a hexagonal nut. First, a cylindrical braid having the required thickness is produced (if the required thickness cannot be achieved in one layer, multiple layers are stacked).
芯13を筒状編ひもの中央部の穴に通す(又は筒状編ひ
もを編みあげる際に中心に芯を通して回りに編みあげて
行ってもよい)。次いでこれを熱硬化性樹脂11の樹脂
液につけ、筒状編ひもの空隙部を樹脂で満す、この場合
芯に入れる棒は離型剤を塗布しておく事が好ましい、こ
のようにして熱硬化性樹脂11を含浸させた筒状編ひも
5は、次いで六角形の形をした形に押込まれる。そして
熱をかけて硬化される。The core 13 is passed through the hole in the center of the tubular braid (or when knitting the tubular braid, the core may be passed through the center and knitted around it). Next, this is immersed in a resin liquid of thermosetting resin 11, and the cavity of the cylindrical braid is filled with the resin.In this case, it is preferable that the rod inserted into the core be coated with a mold release agent. The tubular braid 5 impregnated with the curable resin 11 is then pressed into a hexagonal shape. It is then hardened by applying heat.
この成形工程は第18図に模式的に示しであるようなプ
レス金型を作って行なってもよい。This molding step may be carried out by making a press mold as schematically shown in FIG. 18.
プレス成形金型17は雄型18aと雌型18bからなり
、六角ナツトを作るに必要な形状をしている。The press molding die 17 consists of a male die 18a and a female die 18b, and has a shape necessary for making a hexagonal nut.
そして製造されるナツトの大きさに応じた@aを有して
いる。And it has @a according to the size of the nut to be manufactured.
成形方法としては、中空の金型又は2つ割の金型を用い
て成形し、モして各金型を加熱し硬化させる方法、中空
の加熱金型の中を樹脂を含浸させた強化繊維を連続的に
引抜いて成形する方法等が可能である。ネジ部材の総重
量に占める強化繊維の比率は金型に強化ta維と樹脂を
満たす工程を調整する事によりコントロール可能である
。The molding method is to mold using a hollow mold or a split mold, and then heat and harden each mold, and the inside of the hollow heating mold is filled with reinforcing fibers impregnated with resin. A method of continuously drawing out and molding is possible. The ratio of reinforcing fibers to the total weight of the screw member can be controlled by adjusting the process of filling the mold with reinforcing ta fibers and resin.
たとえば引抜成形の際筒状編ひもは5〜15%伸ばされ
る。よって樹脂量は定められた値が得られるよう筒状編
ひもの伸びを考慮して決定する事が必要である。更に棒
状部材において何らのエアだまりが生じないよう、強化
繊維の間を樹脂で満たす事が必要である。For example, during pultrusion, the tubular braid is stretched by 5 to 15%. Therefore, it is necessary to determine the amount of resin in consideration of the elongation of the cylindrical braid so as to obtain a predetermined value. Furthermore, it is necessary to fill the spaces between the reinforcing fibers with resin so that no air pockets occur in the rod-shaped member.
硬化させて後金型17と芯13は棒状部材16から取除
かれ、棒状部材は一定の長さに切断される。それからカ
ット片の中央の穴にネジ15が切られる。After curing, the mold 17 and core 13 are removed from the rod-shaped member 16, and the rod-shaped member is cut into a predetermined length. Then a screw 15 is cut into the central hole of the cut piece.
容易に切断可能な物、たとえば樹脂棒等が芯として使わ
れると、芯を切断すると同時に棒状部材にネジ切りを施
す事によるナツトの製造が可能となる。If an easily cuttable material, such as a resin rod, is used as the core, it becomes possible to manufacture the nut by cutting the core and simultaneously threading the rod-like member.
又更にネジが外周に切っである鉄芯に離型剤を □
コーティングし、それを芯として棒状部材を作成し、芯
をらせん状にまわして抜く事により内ネジを切った棒状
部材を作製する事も可能である。この方法を用いて作製
したメネジは、ネジ山における強化#amが切削等によ
って傷付けられていないため、強いネジ山強度を有する
。又強化ta維や樹脂のロスがない事から、低価格で製
作が可能となる。Furthermore, apply mold release agent to the iron core with screws cut on the outer periphery □
It is also possible to create a rod-like member with an internal thread by coating it, creating a rod-like member using it as a core, and then turning the core in a spiral and pulling it out. The female thread produced using this method has strong thread strength because the reinforced #am on the thread is not damaged by cutting or the like. Furthermore, since there is no loss of reinforced TA fibers or resin, it can be manufactured at a low cost.
筒状編ひもをガラス繊維のフィラメントの束から製造す
る際には次の条件を満足する事が好ましい。When manufacturing a tubular braid from a bundle of glass fiber filaments, it is preferable to satisfy the following conditions.
・繊維束中のガラス繊維フィラメント本数の望ましい範
囲は800本から30000本である。- The desirable range of the number of glass fiber filaments in the fiber bundle is 800 to 30,000.
・Fi&m束の望ましい単位重量は0−1g/mから1
0g/mの範囲である。・The desirable unit weight of Fi&m bundle is 0-1g/m to 1
It is in the range of 0 g/m.
・ガラス繊維の望ましいフィラメント直径の範囲は6ル
mから28ルmである。- The preferred filament diameter range for glass fibers is 6 lm to 28 lm.
・筒状編ひもを編むのに使用される#a維束の数の望ま
しい範囲(すなわち好ましいニードルa)は3〜24本
である。- The desirable range of the number of #a fibers used to knit the tubular braid (ie, preferred needle a) is 3 to 24.
本発明によるボルトも又ナツトの製造方法と同様な手段
で作る事が出来る。但しこの場合、引張強度の強いボル
トを作るために棒状部材の中心部(コア部)にロービン
グのような長繊維の繊維束を使うのがよい。Bolts according to the invention can also be made by means similar to the method of making nuts. However, in this case, in order to make a bolt with strong tensile strength, it is preferable to use a long fiber bundle such as a roving in the center (core part) of the rod-shaped member.
更に、筒状線ひものようなひもは柔軟性に富んでいるの
で、例えば第12図に示すような両端にネジを有するU
型のボルトのようなものでも筒状線ひもを樹脂に含浸さ
せ、作りたいボルトの形状をした金型内で硬化させる事
により自由に得る事が可能である。Furthermore, since a string such as a cylindrical wire string is highly flexible, it can be used, for example, as shown in FIG.
Even things like molded bolts can be freely obtained by impregnating a cylindrical wire string with resin and hardening it in a mold shaped like the bolt you want to make.
もし必要ならば、この方法を用いて■型ポルトとか表面
に凹凸を有するボルト等の特殊ボルトを作る事も可能で
ある。ネジ部材中のネジの切り方に関しては筒状線ひも
の一層以内にネジ山が切られている事が重要である。す
なわち編ひものループにおける繊維束の端はネジを切ら
れていない芯部から出て、ネジ部に入っていっている事
が重要であり、繊維束の一方の端はネジが切られていな
い芯部のひもにしっかりとつながっている1バが必要で
ある。その結果としてネジ山の剪断強度は著しく向上す
る。If necessary, it is also possible to use this method to make special bolts such as ■-shaped ports or bolts with uneven surfaces. Regarding the method of cutting the threads in the threaded member, it is important that the threads are cut within one layer of the cylindrical wire string. In other words, it is important that the end of the fiber bundle in the loop of the braid exits from the unthreaded core and enters the threaded part, and one end of the fiber bundle exits from the unthreaded core. You will need one bar that is firmly connected to the string at the end. As a result, the shear strength of the thread is significantly improved.
本発明において強化繊維としてガラス繊維束を用いた時
の機械的性質を次に記載する。The mechanical properties when glass fiber bundles are used as reinforcing fibers in the present invention will be described below.
以下に述べるトルク強度は、鉄のブロックの穴を通した
ボルトにワッシャーをはめ、これに鉄のナツトをはめて
通常のトルクメーターにより締めつけ、破損時のトルク
強度を測定したものである。The torque strength described below is measured by fitting a washer to a bolt passed through a hole in an iron block, fitting an iron nut to the bolt, tightening it with a normal torque meter, and measuring the torque strength at the time of failure.
又以下に述べる引張強度に関しては1通常の引張試験機
を用い、第17図に示されているようにボルト1の両端
にワッシャー22a、 22bおよび鉄ナツ) 23a
、 23bをはめ、これを引張治具ホルダー21a。Regarding the tensile strength described below, an ordinary tensile tester was used to test the bolt 1 with washers 22a, 22b and iron nut 23a on both ends of the bolt 1, as shown in FIG.
, 23b and pull it into the jig holder 21a.
21bの間にはめ、上下に引っ張ってその破断強度を測
定する。21b and pull it up and down to measure its breaking strength.
先に述べたように強化繊維の繊維束により編まれた筒状
線ひもは、ネジ部をネジの切られていないむく部にまた
がって存在しているので、本発明によるネジ部の剪断強
度は通常のFRP製ネジ部材より強くなる。又、強化材
として使用されている筒状線ひもは柔軟性に富んでいる
ので、特別な形状をした種々のボルトを容易に作る事が
出来る。As mentioned above, the cylindrical wire string woven from reinforcing fiber bundles extends from the threaded part to the unthreaded part, so the shear strength of the threaded part according to the present invention is Stronger than normal FRP screw members. Furthermore, since the cylindrical wire string used as the reinforcing material is highly flexible, it is possible to easily make various bolts with special shapes.
更に筒状線ひもを使う事により、連続生産が可能となり
、製造コスト等が低減され、その結果としてFRPネジ
部材の用途が広がる事になる。Furthermore, by using a cylindrical wire string, continuous production becomes possible, manufacturing costs are reduced, and as a result, the uses of FRP screw members are expanded.
本発明によるネジ部材は以上に述べて来たような顕著な
特徴を有する事により、化学プラント用ネジ部材として
、トンネル内のアンカーボルトとして、又コンクリート
型枠用ボルトとして、又電気絶縁ボルトとして使用可能
である。Because the screw member according to the present invention has the remarkable features described above, it can be used as a screw member for chemical plants, as an anchor bolt in tunnels, as a bolt for concrete formwork, and as an electrical insulation bolt. It is possible.
[実施例]
本発明を更に実施例により説明するが、本発明を限定す
るものではない。[Example] The present invention will be further explained by Examples, but the present invention is not limited to the following.
実施例1
中心部に引そろえたtam束のコア層とその外に筒状線
ひもの2層からなる編ひもが本発明によりなるボルトを
作るために準備された。Example 1 A braid consisting of a core layer of TAM bundles aligned in the center and two layers of cylindrical wire string outside was prepared for making a bolt according to the present invention.
コア部;米国PP0社のガラス繊維ロービング712(
88007eり 3本
内層の筒状編物;
米国PP0社10E!2 (1100Tex)ロービン
グを12本使用しシリンダー内径17mm、ニードル数
12本の筒編機により、先のコア部の上に筒編を行なっ
たもの
外層の筒状編物:
同じく米国PP0社(7) 1082 (1100Te
x)のロービングを12本使用し、シリンダー内径25
mm、ニードル数12本の筒編機により上述の内層筒状
編物の上に筒編を行なったもの
このようにしてコア部を入れれば3重構造の直径が10
.5〜11.0mm+、重量125g/mの編ひもを作
製した。この編ひもを下記の組成の均一に混合した樹脂
組成液に浸した。Core part: Glass fiber roving 712 manufactured by PP0 in the US (
88007e 3 inner layer tubular knitted fabric; US PP0 company 10E! 2 (1100Tex) Using 12 rovings, cylinder inner diameter 17 mm, cylinder knitting machine with 12 needles, cylinder knitting was performed on the previous core part.Tubular knitted fabric of outer layer: Also made by US company PP0 (7) 1082 (1100Te
x) using 12 rovings, cylinder inner diameter 25
mm, tube knitting was performed on the inner layer tubular knitted fabric using a tube knitting machine with 12 needles.If the core part is inserted in this way, the diameter of the triple structure will be 10 mm.
.. A braided cord having a length of 5 to 11.0 mm+ and a weight of 125 g/m was produced. This braided cord was immersed in a uniformly mixed resin composition liquid having the following composition.
この樹脂を含浸せしめた編ひもを120°Cに加熱した
1、5mの長さの金型の内径10.5mmの穴の中を1
0cfflZ分の速度で通過させ、10.5mmの外径
を有する杯を作成した。この棒を120°0,3時間、
更に150°Cで5時間ポストキュア(後硬化)しだの
ち、センタレスマシーンを使用して直径10+amの棒
とした。この棒より実施例1(表1参照)に対応するボ
ルトを10のダイスを使用しネジ切りを施し作製した。The braided string impregnated with this resin was heated to 120°C and inserted into a hole with an inner diameter of 10.5 mm in a 1.5 m long mold.
It was passed at a speed of 0 cfflZ to create a cup with an outer diameter of 10.5 mm. Hold this rod at 120° for 3 hours.
After further post-curing at 150°C for 5 hours, a rod with a diameter of 10+ am was made using a centerless machine. From this rod, a bolt corresponding to Example 1 (see Table 1) was threaded using 10 dies.
このようにして得られたボルトの物性が表1に、熱硬化
性樹脂L050%のガラス繊維を混入して得られたロッ
ドに転造法によりネジ切りを施して作られた市販のMI
Oボルトとの比較のもとに示されている。The physical properties of the bolts obtained in this way are shown in Table 1.A commercially available MI is made by threading a rod obtained by mixing thermosetting resin L050% glass fiber by a rolling method.
Shown in comparison to O volts.
表1
実施例2
本発明からなるナツトを作製するため、次の条件のもと
に3層構造を有する編ひもを作製した。Table 1 Example 2 In order to produce a nut according to the present invention, a braided cord having a three-layer structure was produced under the following conditions.
各層に用いられたガラス繊維ロービングは米国PP0社
の品番10B2 (2000Tex)のロービングであ
る。The glass fiber roving used in each layer was a roving manufactured by PP0 Company in the United States, product number 10B2 (2000Tex).
内層筒状編物;
離型剤を塗布した直径1haの鉄のロッドの上に内径1
7mm、ニードル数12本を有する筒編機により、上に
述べたロービングを12本使用して筒編を実施した。Inner layer cylindrical knitted fabric; inner diameter 1 ha on iron rod coated with mold release agent.
Tube knitting was performed using a tube knitting machine having a diameter of 7 mm and 12 needles using 12 of the above-mentioned rovings.
中間層筒状編物;
上の内層筒状編物の上にシリンダー内径23II1m、
ニードル数12の筒編機を用い、上に述べたロービング
を12本使用して作製した筒状編物を更にかぶせた。Middle layer cylindrical knitted fabric; Cylinder inner diameter 23II1m on top of the inner layer cylindrical knitted fabric;
Using a tubular knitting machine with 12 needles, a tubular knitted fabric produced using 12 of the rovings described above was further covered.
最外層筒状編物;
このようにして得られた2重筒状編物の上にシリンダー
内径25+++m、ニードル数12木を有する筒編機を
使用し、12本の先に述べたロービングにより筒編物を
作製し更にかぶせた。Outermost layer tubular knitted fabric: A tubular knitted fabric is placed on the thus obtained double tubular knitted fabric using a tubular knitting machine having a cylinder inner diameter of 25+++ m and a needle count of 12, and 12 of the above-mentioned rovings. I made it and covered it.
このようにして得られた直径約20.0〜21.0mm
、重fi373g/mからなる3重構造の編ひもを実施
例1と同一の樹脂液中に浸し、その後第1B図に示され
ているような金型により、金型温度120℃、圧力50
kg/c+s2の条件で加圧時間1時間で加圧成形を実
施し、六角形状の棒を作製した。The diameter obtained in this way is approximately 20.0 to 21.0 mm.
A triple-structure braided cord having a weight fi of 373 g/m was immersed in the same resin solution as in Example 1, and then placed in a mold as shown in FIG. 1B at a mold temperature of 120°C and a pressure of 50°C.
Pressure molding was performed under the conditions of kg/c+s2 for 1 hour to produce a hexagonal bar.
この棒を120℃、3時間、150℃、5時間ポストキ
ュア(後硬化)した後、IElmmの厚みに切断した。This rod was post-cured at 120° C. for 3 hours and at 150° C. for 5 hours, and then cut into a thickness of IElmm.
中心部の鉄のコアをたたく事によりひき抜き去り、この
穴に12のタップを用い、ネジを切って実施例2のナツ
トを作製した。このナツトの物性を表2に示す。The central iron core was removed by tapping, and a thread was cut using a 12 tap in this hole to produce the nut of Example 2. Table 2 shows the physical properties of this nut.
実施例3
実施例3のナツトは実施例2の鉄芯のかわりにM12の
ボルトを芯材として使用し製作した。ガラス繊維組成及
び作製方法は実施例2と全く同一である。得られた六角
の形をした棒はIf(amの厚みに切断し、芯材として
使用したボルトは回転して取り除いた。実施例3として
このようにして得られたナツトの物性を表2に示した。Example 3 The nut of Example 3 was manufactured using an M12 bolt as a core material instead of the iron core of Example 2. The glass fiber composition and manufacturing method are exactly the same as in Example 2. The obtained hexagonal rod was cut to a thickness of If (am), and the bolt used as the core material was rotated and removed. The physical properties of the nut thus obtained as Example 3 are shown in Table 2. Indicated.
表2
[発明の効果]
本発明のプラスチック製ネジ部材は、筒状編物の形態を
した強化繊維がネジ部とそれに隣接するネジを切られて
いないむく部にまたがって存在するために、ネジ部にお
いて大きな剪断強度を示す。また、強化繊維を筒状編物
の形態で使用するため、強化繊維への熱硬化樹脂の含浸
、成形、硬化、離型等の各工程が連続して行うことがで
き、大量生産が可能になり製造コストを低減することが
できる。Table 2 [Effects of the Invention] The plastic screw member of the present invention has reinforcing fibers in the form of a tubular knitted fabric extending over the threaded portion and the unthreaded bare portion adjacent thereto. shows large shear strength. In addition, since the reinforcing fibers are used in the form of a tubular knitted fabric, each process such as impregnation of the reinforcing fibers with thermosetting resin, molding, curing, and mold release can be performed continuously, making mass production possible. Manufacturing costs can be reduced.
第1図は本発明によるボルトの一部断面図を有する平面
図である。
第2図はボルトの軸と直径方向の断面図を示す。
第3図は本発明によるボルトの強化繊維として使用され
る筒状編ひもの拡大写真である。
第4図は本発明による筒状編ひもをエポキシ樹脂を含浸
し硬化させネジ部材用ロッドを作製した、そのロッドの
断面拡大写真である。
第5図はネジ山部における#J1m束の入り方と模式図
的に説明するために描いた、本発明によるボルトのネジ
山部の透視図である。
第6図はネジ部の傾斜にそって強化ta維が傾きをもっ
て交互に配向している事を図式的に示すためのボルトの
断面図である。
第7図はボルトの軸方向に切断されたネジ部を35倍に
拡大した顕微鏡写真である。
第8図は本発明によるネジ部材を作製するための筒状編
ひもを作るための編設計の3つの例を示す正面図である
。
第9図は本発明によるネジ部材を製造するために必要な
筒状編ひもを作るための編機における、編みニードルと
繊維束の関係を模式図的に示した平面図である。
第1θ図は本発明による棒状物の正面写真であり、三層
構造の編ひもを部分的に樹脂で硬化させたものである。
第11図は本発明によるナツトの部分断面図である。
第12図は本発明によるネジ部材の例としてU型ポルト
を示す斜視図である。
第13図〜第15図は本発明によるナツトの製造プロセ
スを模式図的に示す斜視図である。ここで第13図は棒
状物の製作の第1段階を示し、第14図は六角形状の外
面を有する棒状物の形状を示し、第15図は棒状物から
ナツトを切り出した状態を示す。
第16図は六角形をした棒状物を成形するための金型を
示す断面図である。
第17図は本発明によるネジ部材の引張強度を測定する
ための装置を示す斜視図である。
1・・・ボルト、
2・・・ネジ部、
2a、2b・・・ネジ部の傾斜面、
2C・・・ネジ部の頂点。
3・・・芯部、
4・・・らせん、
5.5a、5b・・・筒状編ひも
(但し、5aと5bは異なる層を示す)、6・・・コア
部の繊維束。
7・・・熱硬化性樹脂。
8・・・ナツト、
91、92.93.94・・・編針、
10・・・熱硬化性樹脂で固められた部分、11・・・
熱硬化性樹脂、
12・・・中空棒、
13・・・芯、
14・・・成形型、
15・・・ネジ、
16・・・棒状部材、
17・・・金型、
18a・・・雄型、
18b・・・雌型、
21a、 21b・・・引張治具ホルダー、22a、
22b・・・ワッシャー、
23a、 23b・・・鉄ナツト。FIG. 1 is a plan view, partially in section, of a bolt according to the invention. FIG. 2 shows an axial and diametrical cross-section of the bolt. FIG. 3 is an enlarged photograph of a cylindrical braid used as a reinforcing fiber for a bolt according to the present invention. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional photograph of a rod for a threaded member prepared by impregnating and curing the cylindrical braid of the present invention with an epoxy resin. FIG. 5 is a perspective view of the threaded portion of the bolt according to the present invention, drawn to schematically explain how the #J1m bundle enters the threaded portion. FIG. 6 is a cross-sectional view of the bolt to schematically show that the reinforcing TA fibers are oriented alternately with an inclination along the inclination of the threaded portion. FIG. 7 is a 35 times enlarged photomicrograph of the threaded portion of the bolt cut in the axial direction. FIG. 8 is a front view showing three examples of knitting designs for making a tubular braid for making a screw member according to the present invention. FIG. 9 is a plan view schematically showing the relationship between knitting needles and fiber bundles in a knitting machine for making a cylindrical knitted string necessary for manufacturing a screw member according to the present invention. FIG. 1θ is a front photograph of a rod-shaped article according to the present invention, which is a three-layered braid partially cured with resin. FIG. 11 is a partial sectional view of a nut according to the invention. FIG. 12 is a perspective view showing a U-shaped port as an example of the screw member according to the present invention. 13 to 15 are perspective views schematically showing the nut manufacturing process according to the present invention. Here, FIG. 13 shows the first stage of manufacturing the rod-shaped object, FIG. 14 shows the shape of the rod-shaped object having a hexagonal outer surface, and FIG. 15 shows a nut cut out from the rod-shaped object. FIG. 16 is a sectional view showing a mold for molding a hexagonal rod-shaped object. FIG. 17 is a perspective view showing an apparatus for measuring the tensile strength of a screw member according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Bolt, 2... Threaded part, 2a, 2b... Inclined surface of threaded part, 2C... Vertex of threaded part. 3... Core part, 4... Helix, 5.5a, 5b... Cylindrical braid (however, 5a and 5b indicate different layers), 6... Fiber bundle of core part. 7...Thermosetting resin. 8... Nut, 91, 92.93.94... Knitting needle, 10... Portion hardened with thermosetting resin, 11...
Thermosetting resin, 12...Hollow rod, 13...Core, 14...Mold, 15...Screw, 16...Bar-shaped member, 17...Mold, 18a...Male Mold, 18b... Female mold, 21a, 21b... Tension jig holder, 22a,
22b... washer, 23a, 23b... iron nut.
Claims (11)
る繊維強化プラスチック製のネジ部材であって、強化繊
維束により編まれた、その軸方向がネジ山部材の軸と同
方向の筒状編物の少なくとも一層が、ネジ部材の外表面
又は内表面に作られたネジ山とそれに近接するネジの芯
部にまたがって存在することを特徴とする繊維強化プラ
スチックネジ部材。(1) A threaded member made of fiber-reinforced plastic made of a thermosetting resin and a bundle of reinforcing fiber bundles, the axial direction of which is woven with the reinforcing fiber bundles and whose axis is in the same direction as the axis of the threaded member. A fiber-reinforced plastic screw member, characterized in that at least one layer of the tubular knitted material is present across a screw thread formed on the outer or inner surface of the screw member and the core of the screw adjacent thereto.
多重構造を形成した特許請求の範囲第1項記載の繊維強
化プラスチックネジ部材。(2) Multiple tubular knitted fabrics made of reinforcing fiber bundles are layered,
The fiber-reinforced plastic screw member according to claim 1, which has a multilayer structure.
ぎ合わされた構造を有する特許請求の範囲第2項記載の
繊維強化プラスチックネジ部材。(3) The fiber-reinforced plastic screw member according to claim 2, which has a structure in which tubular knitted fabrics forming a multilayer structure are connected to each other.
の軸方向に平行に引そろえられた強化繊維束の束を有す
る特許請求の範囲第1項記載の繊維強化プラスチックネ
ジ部材。(4) The fiber-reinforced plastic screw member according to claim 1, wherein the core portion of the fiber-reinforced plastic screw member has a bundle of reinforcing fiber bundles aligned parallel to the axial direction of the screw member.
材中55〜78重量%である特許請求の範囲第1項記載
の繊維強化プラスチックネジ部材。(5) The fiber-reinforced plastic screw member according to claim 1, wherein the total weight of the reinforcing fibers is 55 to 78% by weight in the fiber-reinforced plastic screw member.
らなり、該フィラメントの本数が800〜30000本
の範囲にあり、これを平行に引そろえた繊維束をもって
筒状編物となした特許請求の範囲第1項記載の繊維強化
プラスチックネジ部材。(6) A patent claim in which the reinforcing fiber bundle is composed of a plurality of filaments of reinforcing fibers, the number of the filaments is in the range of 800 to 30,000, and the fiber bundles are arranged in parallel to form a tubular knitted fabric. A fiber-reinforced plastic screw member according to scope 1.
にある特許請求の範囲第6項記載の繊維強化プラスチッ
クネジ部材。(7) The fiber-reinforced plastic screw member according to claim 6, wherein the weight of the reinforcing fiber bundle is within the range of 0.1 to 10 g/m.
直径を有する特許請求の範囲第6項記載の繊維強化プラ
スチックネジ部材。(8) The fiber-reinforced plastic screw member according to claim 6, wherein the reinforcing fiber filaments have a diameter in the range of 6 to 28 μm.
で編まれた特許請求の範囲第6項記載の繊維強化プラス
チックネジ部材。(9) The number of fiber bundles (number of needles) in the tubular knitted fabric is 3 to 24
A fiber-reinforced plastic screw member according to claim 6, which is woven with.
ジが形成された棒状又はボルト状のネジ部材である特許
請求の範囲第1項記載の繊維強化プラスチックネジ部材
。(10) The fiber-reinforced plastic screw member according to claim 1, wherein the fiber-reinforced plastic screw member is a rod-shaped or bolt-shaped screw member partially formed with an external thread.
ジが形成された筒状又はナット状のネジ部材である特許
請求の範囲第1項記載の繊維強化プラスチックネジ部材
。(11) The fiber-reinforced plastic screw member according to claim 1, wherein the fiber-reinforced plastic screw member is a cylindrical or nut-shaped screw member partially formed with a female thread.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60-71181 | 1985-04-05 | ||
| JP7118185 | 1985-04-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6237131A true JPS6237131A (en) | 1987-02-18 |
| JPH0530614B2 JPH0530614B2 (en) | 1993-05-10 |
Family
ID=13453225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61079898A Granted JPS6237131A (en) | 1985-04-05 | 1986-04-04 | Plastic screw material containing reinforcing fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6237131A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012528746A (en) * | 2009-06-03 | 2012-11-15 | エスケー ケミカルズ カンパニー リミテッド | Fiber-reinforced resin bolt and method for manufacturing the same |
| CN108823785A (en) * | 2018-07-03 | 2018-11-16 | 天津工大航泰复合材料有限公司 | A kind of the 3 D weaving precast body and its manufacturing method of prevailing thread |
| JP2019015399A (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-31 | 小松マテーレ株式会社 | Screw-like molding |
| JP2019044961A (en) * | 2017-08-30 | 2019-03-22 | 小松マテーレ株式会社 | nail |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5845926A (en) * | 1981-09-16 | 1983-03-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for manufacturing fiber-reinforced plastic pipes with threaded joints |
-
1986
- 1986-04-04 JP JP61079898A patent/JPS6237131A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5845926A (en) * | 1981-09-16 | 1983-03-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for manufacturing fiber-reinforced plastic pipes with threaded joints |
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| CN108823785A (en) * | 2018-07-03 | 2018-11-16 | 天津工大航泰复合材料有限公司 | A kind of the 3 D weaving precast body and its manufacturing method of prevailing thread |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0530614B2 (en) | 1993-05-10 |
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