JPS6249176B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6249176B2 JPS6249176B2 JP18902983A JP18902983A JPS6249176B2 JP S6249176 B2 JPS6249176 B2 JP S6249176B2 JP 18902983 A JP18902983 A JP 18902983A JP 18902983 A JP18902983 A JP 18902983A JP S6249176 B2 JPS6249176 B2 JP S6249176B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rolling
- cylindrical material
- temperature
- fiber
- thread
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D1/00—Producing articles with screw-threads
- B29D1/005—Producing articles with screw-threads fibre reinforced
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Description
技術分野
本発明はプラスチツクボルトの転造方法、特
に、強化繊維で高度に補強されたプラスチツク材
料のねじ加工を転造加工により行なう方法に関す
る。 従来技術 ボルトとしては従来から金属ボルトが知られて
いる。これはねじ加工としては最も生産速度の速
い転造法により製作される。金属ボルトは、この
ように高生産性のもとで作られるが、重いうえに
錆びやすいという致命的な欠点を有する。これに
対し、軽くて耐蝕性に優れたプラスチツクボルト
もすでに実用化されている。しかしながら、転造
加工の適用可能なプラスチツク材料は、硬質塩化
ビニール樹脂などの非繊維強化プラスチツク材料
に限られる。繊維強化プラスチツク材料は強度が
高いために塑性変形性に乏しく、塑性変形性の必
要な転造加工によるねじ山成形が不可能だからで
ある。これに無理に転造加工を施こしても、ねじ
山は正常な三角形状を成さず、三角形の頂部が二
つの山になつたり、ねじ山にクラツクが発生す
る。それゆえ、強度も低く、ねじとしての体をな
せない。非繊維強化プラスチツク材料を転造加工
して得られるボルトは、強度において劣る。その
引張強度はせいぜい４〜６Kg／mm2であるため、強
固な締結力を要するボルトとしては使用に耐えな
い。 発明の目的 本発明の目的は、軽量で耐蝕性・耐薬品性・電
気絶縁性をもち、しかも強化繊維により高度に補
強されたプラスチツクボルトの転造方法を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、ねじ加工と
して最も経済的な転造加工により高強度のプラス
チツクボルトを製造する方法を提供することにあ
る。 発明の要旨 本発明の繊維強化プラスチツクボルトの転造方
法は、少なくとも表層部が強化繊維の分散された
熱可塑性樹脂で構成された円柱状素材の該表層部
に転造ダイスによりねじ山を形成するにさいし、
該熱可塑性樹脂の転移温度以上でかつ融点以下の
熱媒体を該円柱状素材に接触させつつ転造加工を
行なうことを包含し、そのことにより上記目的が
達成される。 強化繊維としては、例えば、ガラスフイイバ
ー、カーボンフアイバー、ボロンフアイバー、炭
化ケイ素フアイバーなどの無機繊維；そしてアラ
ミドフアイバーなどの有機繊維がある。これら繊
維の二種以上を混合して用いることもできる。繊
維の長さについては特に制限はなく、円柱状素材
に成形された熱可塑性樹脂中に分散されうるよう
な長さであればよい。これら強化繊維は熱可塑性
樹脂と押出機などの混練手段で溶融混合され該樹
脂中に均一に分散される。この強化繊維は、10〜
40容量％、好ましくは15〜35容量％の範囲で含ま
れる。繊維含量が過少になると高強度のプラスチ
ツクボルトを得ることができない。繊維含量が過
多になるとむしろもろくなり補強効果が低下す
る。 熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート、ポリアセタールなどが用いられる。
これに制限される必要のないことはいうまでもな
い。これら樹脂には、必要に応じて充填剤、繊維
との接着性を改善する処理剤、難燃剤、抗酸化剤
などの各種添加剤を混入してもよい。 本発明に用いられる円柱素材は少なくともその
表層部が、上記強化繊維の分散された熱可塑性樹
脂から構成されたものであり、その中心部は表層
部と同じ構成のものであつても強度の高い鉄など
の金属材料、繊維強化熱硬化性樹脂材料などから
形成された芯材であつてもよい。そして、芯材が
用いられる場合には、該芯材表面に熱可塑性樹脂
との結合性を高めるための凹凸や溝が付されてい
てもよい。 本発明に用いられる熱媒体には、例えば、シリ
コンオイル、グリセリンなどの耐熱性・不揮発性
の高沸点流体がある。これを、上記円柱状素材を
構成する熱可塑性樹脂の転移温度以上でかつ融点
以下に加熱して用いる。熱可塑性樹脂が例えばポ
リアミドのときには、熱媒体は85〜260℃の範囲
に維持される。熱媒体を樹脂の転移温度を下まわ
る温度で用いるとねじ加工を施こされるべき樹脂
の変形抵抗が依然として大きいため良好なねじ山
が形成されえない。融点を上まわると、樹脂が溶
融してしまつてねじ山が形成されえない。このよ
うな温度範囲にある熱媒体を、転造加工時に、円
柱状素材に流しかけその樹脂表面層のみを加熱す
る。こうすることにより、表面層のみの塑性変形
能が向上しねじ加工が可能となる。円柱状素材を
転造加工中に熱媒体により加熱することが重要で
あり、これに代えて円柱状素材をあらかじめ上記
熱媒体温度に加温しそれから転造加工に供するこ
とは、円柱状素材全体が弾性的に変形しやすくな
るため好ましくない。円柱状素材が弾性変形しや
すくなると、転造ダイスが円柱状素材を圧縮して
ねじ山を形成するさいに円柱状素材全体もしくは
表層部全体が過度に歪んでしまい、表面層のみに
ねじ山を形成させることが不可能となるからであ
る。 本発明に用いられる転造法は、格別である必要
はなく、金属ねじのねじ山成形加工に通常用いら
れる丸ダイス転造盤、平ダイス転造盤などの転造
加工機械が適用されうる。転造時に円柱状素材が
過度に加熱されるのを防ぐためにも、転造ダイス
を円柱状素材樹脂の転移温度以下の温度にするこ
とが好ましい。第１図にねじ山転造加工方法の一
例を示す。転造機１は同一方向に回転しうる一対
の転造ダイス１１および１２を有する。これらダ
イスはモーターＭにより駆動する。熱媒体２がダ
イス上方の熱媒供給管２０から該ダイス間の円柱
状素材配置部１３に流下している。これらダイス
１１および１２は円柱状素材１３の樹脂の転移温
度以下の温度に保持されている。第２図に示すよ
うに強化繊維３０を分散させて得られる円柱状素
材３をダイス間の該配置部１３に配置し、ダイス
１１および１２を回転させながら該円柱状素材３
を圧迫するように近接させ、該素材３にねじ山を
加工する。ダイス１１，１２は素材樹脂の転移温
度以下に保持されているため、素材１３は過度に
加熱されることがない。素材表面層にねじ山加工
がなされると、転造ダイス１１，１２は素材１３
から離される。配置部１３には、例えば第３図に
示すような所望のプラスチツクボルト４が形成さ
れている。 実施例 以下に本発明を実施例について説明する。 実施例 １ まず、ポリアミド樹脂（東レ(株)製アミランナイ
ロン66）と13μｍ径・６mmチヨツプのガラス繊維
とを体積比70：30でドライブレンドし、これを押
出成形機により直径９mmの丸棒を成形した。次い
で、これを10cmの長さに切断して８本の円柱状素
材を得た。これに250℃のシリコンオイルを流し
かけながら、20℃に制御された転造ダイスを設け
た転造機でねじ山成形を施した。得られた10cm長
のM10ボルトのねじ山形状を目視観察した。同時
に、該ボルトの両端にナツトを取り付けてJIS
B1051に準じた引張試験を行ないその破断強度を
測定した。５本の平均値を下表に示す。破断強度
はボルト本体が破断する寸前の最大引張荷重のみ
ならず、ねじ山が破壊されてボルトがナツトから
抜け出る寸前の最大引張荷重をも包含する。 実施例 ２ シリコンオイルの温度を150℃としたこと以外
はすべて実施例１と同様である。 実施例 ３ シリコンオイルの温度を90℃としたこと以外は
すべて実施例１と同様である。 実施例 ４ 転造ダイスを75℃に制御したこと以外はすべて
実施例１と同様である。 比較例 １ シリコンオイルの温度を75℃としたこと以外は
すべて実施例１と同様である。 比較例 ２ シリコンオイルの温度を280℃としたこと以外
はすべて実施例１と同様である。 比較例 ３ シリコンオイルを用いなかつたこと以外はすべ
て実施例１と同様である。 比較例 ４ 転造ダイスの温度を90℃に制御したこと以外は
すべて実施例１と同様である。 比較例 ５ 円柱状素材をあらかじめ長時間にわたつて150
℃に加熱し、これをシリコンオイルを用いること
なく転造加工に供したこと以外はすべて実施例１
と同様である。
に、強化繊維で高度に補強されたプラスチツク材
料のねじ加工を転造加工により行なう方法に関す
る。 従来技術 ボルトとしては従来から金属ボルトが知られて
いる。これはねじ加工としては最も生産速度の速
い転造法により製作される。金属ボルトは、この
ように高生産性のもとで作られるが、重いうえに
錆びやすいという致命的な欠点を有する。これに
対し、軽くて耐蝕性に優れたプラスチツクボルト
もすでに実用化されている。しかしながら、転造
加工の適用可能なプラスチツク材料は、硬質塩化
ビニール樹脂などの非繊維強化プラスチツク材料
に限られる。繊維強化プラスチツク材料は強度が
高いために塑性変形性に乏しく、塑性変形性の必
要な転造加工によるねじ山成形が不可能だからで
ある。これに無理に転造加工を施こしても、ねじ
山は正常な三角形状を成さず、三角形の頂部が二
つの山になつたり、ねじ山にクラツクが発生す
る。それゆえ、強度も低く、ねじとしての体をな
せない。非繊維強化プラスチツク材料を転造加工
して得られるボルトは、強度において劣る。その
引張強度はせいぜい４〜６Kg／mm2であるため、強
固な締結力を要するボルトとしては使用に耐えな
い。 発明の目的 本発明の目的は、軽量で耐蝕性・耐薬品性・電
気絶縁性をもち、しかも強化繊維により高度に補
強されたプラスチツクボルトの転造方法を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、ねじ加工と
して最も経済的な転造加工により高強度のプラス
チツクボルトを製造する方法を提供することにあ
る。 発明の要旨 本発明の繊維強化プラスチツクボルトの転造方
法は、少なくとも表層部が強化繊維の分散された
熱可塑性樹脂で構成された円柱状素材の該表層部
に転造ダイスによりねじ山を形成するにさいし、
該熱可塑性樹脂の転移温度以上でかつ融点以下の
熱媒体を該円柱状素材に接触させつつ転造加工を
行なうことを包含し、そのことにより上記目的が
達成される。 強化繊維としては、例えば、ガラスフイイバ
ー、カーボンフアイバー、ボロンフアイバー、炭
化ケイ素フアイバーなどの無機繊維；そしてアラ
ミドフアイバーなどの有機繊維がある。これら繊
維の二種以上を混合して用いることもできる。繊
維の長さについては特に制限はなく、円柱状素材
に成形された熱可塑性樹脂中に分散されうるよう
な長さであればよい。これら強化繊維は熱可塑性
樹脂と押出機などの混練手段で溶融混合され該樹
脂中に均一に分散される。この強化繊維は、10〜
40容量％、好ましくは15〜35容量％の範囲で含ま
れる。繊維含量が過少になると高強度のプラスチ
ツクボルトを得ることができない。繊維含量が過
多になるとむしろもろくなり補強効果が低下す
る。 熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート、ポリアセタールなどが用いられる。
これに制限される必要のないことはいうまでもな
い。これら樹脂には、必要に応じて充填剤、繊維
との接着性を改善する処理剤、難燃剤、抗酸化剤
などの各種添加剤を混入してもよい。 本発明に用いられる円柱素材は少なくともその
表層部が、上記強化繊維の分散された熱可塑性樹
脂から構成されたものであり、その中心部は表層
部と同じ構成のものであつても強度の高い鉄など
の金属材料、繊維強化熱硬化性樹脂材料などから
形成された芯材であつてもよい。そして、芯材が
用いられる場合には、該芯材表面に熱可塑性樹脂
との結合性を高めるための凹凸や溝が付されてい
てもよい。 本発明に用いられる熱媒体には、例えば、シリ
コンオイル、グリセリンなどの耐熱性・不揮発性
の高沸点流体がある。これを、上記円柱状素材を
構成する熱可塑性樹脂の転移温度以上でかつ融点
以下に加熱して用いる。熱可塑性樹脂が例えばポ
リアミドのときには、熱媒体は85〜260℃の範囲
に維持される。熱媒体を樹脂の転移温度を下まわ
る温度で用いるとねじ加工を施こされるべき樹脂
の変形抵抗が依然として大きいため良好なねじ山
が形成されえない。融点を上まわると、樹脂が溶
融してしまつてねじ山が形成されえない。このよ
うな温度範囲にある熱媒体を、転造加工時に、円
柱状素材に流しかけその樹脂表面層のみを加熱す
る。こうすることにより、表面層のみの塑性変形
能が向上しねじ加工が可能となる。円柱状素材を
転造加工中に熱媒体により加熱することが重要で
あり、これに代えて円柱状素材をあらかじめ上記
熱媒体温度に加温しそれから転造加工に供するこ
とは、円柱状素材全体が弾性的に変形しやすくな
るため好ましくない。円柱状素材が弾性変形しや
すくなると、転造ダイスが円柱状素材を圧縮して
ねじ山を形成するさいに円柱状素材全体もしくは
表層部全体が過度に歪んでしまい、表面層のみに
ねじ山を形成させることが不可能となるからであ
る。 本発明に用いられる転造法は、格別である必要
はなく、金属ねじのねじ山成形加工に通常用いら
れる丸ダイス転造盤、平ダイス転造盤などの転造
加工機械が適用されうる。転造時に円柱状素材が
過度に加熱されるのを防ぐためにも、転造ダイス
を円柱状素材樹脂の転移温度以下の温度にするこ
とが好ましい。第１図にねじ山転造加工方法の一
例を示す。転造機１は同一方向に回転しうる一対
の転造ダイス１１および１２を有する。これらダ
イスはモーターＭにより駆動する。熱媒体２がダ
イス上方の熱媒供給管２０から該ダイス間の円柱
状素材配置部１３に流下している。これらダイス
１１および１２は円柱状素材１３の樹脂の転移温
度以下の温度に保持されている。第２図に示すよ
うに強化繊維３０を分散させて得られる円柱状素
材３をダイス間の該配置部１３に配置し、ダイス
１１および１２を回転させながら該円柱状素材３
を圧迫するように近接させ、該素材３にねじ山を
加工する。ダイス１１，１２は素材樹脂の転移温
度以下に保持されているため、素材１３は過度に
加熱されることがない。素材表面層にねじ山加工
がなされると、転造ダイス１１，１２は素材１３
から離される。配置部１３には、例えば第３図に
示すような所望のプラスチツクボルト４が形成さ
れている。 実施例 以下に本発明を実施例について説明する。 実施例 １ まず、ポリアミド樹脂（東レ(株)製アミランナイ
ロン66）と13μｍ径・６mmチヨツプのガラス繊維
とを体積比70：30でドライブレンドし、これを押
出成形機により直径９mmの丸棒を成形した。次い
で、これを10cmの長さに切断して８本の円柱状素
材を得た。これに250℃のシリコンオイルを流し
かけながら、20℃に制御された転造ダイスを設け
た転造機でねじ山成形を施した。得られた10cm長
のM10ボルトのねじ山形状を目視観察した。同時
に、該ボルトの両端にナツトを取り付けてJIS
B1051に準じた引張試験を行ないその破断強度を
測定した。５本の平均値を下表に示す。破断強度
はボルト本体が破断する寸前の最大引張荷重のみ
ならず、ねじ山が破壊されてボルトがナツトから
抜け出る寸前の最大引張荷重をも包含する。 実施例 ２ シリコンオイルの温度を150℃としたこと以外
はすべて実施例１と同様である。 実施例 ３ シリコンオイルの温度を90℃としたこと以外は
すべて実施例１と同様である。 実施例 ４ 転造ダイスを75℃に制御したこと以外はすべて
実施例１と同様である。 比較例 １ シリコンオイルの温度を75℃としたこと以外は
すべて実施例１と同様である。 比較例 ２ シリコンオイルの温度を280℃としたこと以外
はすべて実施例１と同様である。 比較例 ３ シリコンオイルを用いなかつたこと以外はすべ
て実施例１と同様である。 比較例 ４ 転造ダイスの温度を90℃に制御したこと以外は
すべて実施例１と同様である。 比較例 ５ 円柱状素材をあらかじめ長時間にわたつて150
℃に加熱し、これをシリコンオイルを用いること
なく転造加工に供したこと以外はすべて実施例１
と同様である。
【表】
発明の効果
本発明によれば、このように、強化繊維で高度
に補強されたプラスチツク素材に転造加工による
ねじ山成形を行なうことが極めて容易になる。転
造加工によるねじ加工は生産性に富むため、ボル
トが経済的に生産されうる。しかも、得られるプ
ラスチツクボルトのねじ山形状は良好で、ねじ山
頂部が二山になつたりクラツクや割れの生じるこ
とがない。そのボルトは、そのうえ、高強度・軽
量であり耐蝕性に富むなどの繊維強化プラスチツ
ク材料の本来有する特徴を余すことなく備えてい
る。
に補強されたプラスチツク素材に転造加工による
ねじ山成形を行なうことが極めて容易になる。転
造加工によるねじ加工は生産性に富むため、ボル
トが経済的に生産されうる。しかも、得られるプ
ラスチツクボルトのねじ山形状は良好で、ねじ山
頂部が二山になつたりクラツクや割れの生じるこ
とがない。そのボルトは、そのうえ、高強度・軽
量であり耐蝕性に富むなどの繊維強化プラスチツ
ク材料の本来有する特徴を余すことなく備えてい
る。
第１図は本発明方法を実施するために用いられ
る転造機の一例の部分断面正面図、第２図は本発
明における円柱状素材の一例を示す斜視図、そし
て第３図は本発明方法により得られるプラスチツ
クボルトの一例の斜視図である。 １……転造機、２……熱媒体、３……円柱状素
材、４……プラスチツクボルト、１１，１２……
転造ダイス、１３……素材配置部。
る転造機の一例の部分断面正面図、第２図は本発
明における円柱状素材の一例を示す斜視図、そし
て第３図は本発明方法により得られるプラスチツ
クボルトの一例の斜視図である。 １……転造機、２……熱媒体、３……円柱状素
材、４……プラスチツクボルト、１１，１２……
転造ダイス、１３……素材配置部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも表層部が強化繊維の分散された熱
可塑性樹脂で構成された円柱状素材の該表層部に
転造ダイスによりねじ山を形成するにさいし、該
熱可塑性樹脂の転移温度以上でかつ融点以下の熱
媒体を該円柱状素材に接触させつつ転造加工を行
なうことを包含する繊維強化プラスチツクボルト
の転造方法。 ２ 前記転造ダイスが熱可塑性樹脂の転移温度以
下の温度に制御される特許請求の範囲第１項に記
載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18902983A JPS6079935A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 繊維強化プラスチツクボルトの転造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18902983A JPS6079935A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 繊維強化プラスチツクボルトの転造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6079935A JPS6079935A (ja) | 1985-05-07 |
| JPS6249176B2 true JPS6249176B2 (ja) | 1987-10-17 |
Family
ID=16234100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18902983A Granted JPS6079935A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 繊維強化プラスチツクボルトの転造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6079935A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102555245A (zh) * | 2012-02-13 | 2012-07-11 | 浙江鼎耐塑胶管阀有限公司 | 一种六角全塑防腐螺栓的制造方法 |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP18902983A patent/JPS6079935A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6079935A (ja) | 1985-05-07 |
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