JPS6254666B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6254666B2 JPS6254666B2 JP58189028A JP18902883A JPS6254666B2 JP S6254666 B2 JPS6254666 B2 JP S6254666B2 JP 58189028 A JP58189028 A JP 58189028A JP 18902883 A JP18902883 A JP 18902883A JP S6254666 B2 JPS6254666 B2 JP S6254666B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rolling
- fiber
- thread
- plastic
- bolt
- 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)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
技術分野
本発明はプラスチツクボルト製造方法、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製造方法を提供する
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を、吸湿させてのち、
転造加工に供してねじ山を形成することを包含
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。 本発明における吸湿処理は、プラスチツク材料
が可塑的性質を発現しうる程度になされればよ
い。特に、転造加工において、円柱状素材の変形
加工を受けるべき少なくとも表面層が吸湿処理さ
れればよい。吸湿処理としては、例えば、水中浸
漬、50〜80℃の湯中浸漬、加圧下での水中・湯中
浸漬などの方法ある。変形加工を受ける円柱状素
材の表面層の厚みはねじ寸法に依存して異なる
が、例えばM10のボルトにおいては、0.6〜0.8mm
程度である。転造加工時にこの部分が吸湿されて
おればよく、その吸湿度合いは、例えば繊維強化
ポリアミドについては、M10ボルト用の約９mm直
径円柱状素材の場合には表面層の0.8mm厚の部分
が1.5重量％以上、好ましくは２重量％以上、吸
湿しておればよい。水分吸湿量が1.5重量％を下
まわると、充分なねじ山形状が転造加工により形
成されえない。 本発明のボルトねじ加工に採用される転造法
は、格別である必要はなく、金属ねじ山成形加工
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そのまま適用されうる。 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、樹脂ポリアミド（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。これを水中に12時間浸漬した。そのう
ちの５本にM10ねじダイスの取り付けた転造加工
機によりねじ加工を施こした。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、該ボルト両端にナツトを取り付けてJIS Ｂ
1051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。さら
に、転造加工の施こされていない残り３本の円柱
状素材の各表層部を0.8mmにわたつて施盤で削り
取り、その水分率を測定した。３本の平均値を下
表に示す。 実施例 ２ 水中浸漬時間を48時間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 ポリアミド樹脂とガラス繊維との混合体積比を
85：15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 ポリアミド樹脂とガラス繊維との混合体積比を
89：11としたこと以外はすべて実施例１と同様で
ある。 実施例 ５ ポリアミド樹脂とガラス繊維との混合体積比を
62：38としたこと以外はすべて実施例１と同様で
ある。 比較例 １ 実施例１における水中浸漬処理を行なうことな
く、10cm長の円柱状素材を直接転造加工に供し
た。その他はすべて実施例１と同様である。 比較例 ２ 水中浸漬時間を３時間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 ポリアミド樹脂とガラス繊維との混合体積比を
95：５としたこと以外はすべて実施例１と同様で
ある。 比較例 ４ ポリアミド樹脂とガラス繊維との混合体積比を
55：45としたこと以外はすべて実施例１と同様で
ある。
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製造方法を提供する
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を、吸湿させてのち、
転造加工に供してねじ山を形成することを包含
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。 本発明における吸湿処理は、プラスチツク材料
が可塑的性質を発現しうる程度になされればよ
い。特に、転造加工において、円柱状素材の変形
加工を受けるべき少なくとも表面層が吸湿処理さ
れればよい。吸湿処理としては、例えば、水中浸
漬、50〜80℃の湯中浸漬、加圧下での水中・湯中
浸漬などの方法ある。変形加工を受ける円柱状素
材の表面層の厚みはねじ寸法に依存して異なる
が、例えばM10のボルトにおいては、0.6〜0.8mm
程度である。転造加工時にこの部分が吸湿されて
おればよく、その吸湿度合いは、例えば繊維強化
ポリアミドについては、M10ボルト用の約９mm直
径円柱状素材の場合には表面層の0.8mm厚の部分
が1.5重量％以上、好ましくは２重量％以上、吸
湿しておればよい。水分吸湿量が1.5重量％を下
まわると、充分なねじ山形状が転造加工により形
成されえない。 本発明のボルトねじ加工に採用される転造法
は、格別である必要はなく、金属ねじ山成形加工
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そのまま適用されうる。 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、樹脂ポリアミド（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。これを水中に12時間浸漬した。そのう
ちの５本にM10ねじダイスの取り付けた転造加工
機によりねじ加工を施こした。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、該ボルト両端にナツトを取り付けてJIS Ｂ
1051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。さら
に、転造加工の施こされていない残り３本の円柱
状素材の各表層部を0.8mmにわたつて施盤で削り
取り、その水分率を測定した。３本の平均値を下
表に示す。 実施例 ２ 水中浸漬時間を48時間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 ポリアミド樹脂とガラス繊維との混合体積比を
85：15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 ポリアミド樹脂とガラス繊維との混合体積比を
89：11としたこと以外はすべて実施例１と同様で
ある。 実施例 ５ ポリアミド樹脂とガラス繊維との混合体積比を
62：38としたこと以外はすべて実施例１と同様で
ある。 比較例 １ 実施例１における水中浸漬処理を行なうことな
く、10cm長の円柱状素材を直接転造加工に供し
た。その他はすべて実施例１と同様である。 比較例 ２ 水中浸漬時間を３時間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 ポリアミド樹脂とガラス繊維との混合体積比を
95：５としたこと以外はすべて実施例１と同様で
ある。 比較例 ４ ポリアミド樹脂とガラス繊維との混合体積比を
55：45としたこと以外はすべて実施例１と同様で
ある。
【表】
【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。
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を、吸湿させ
てのち、転造加工に供してねじ山を形成すること
を包含する繊維強化プラスチツクボルトの製造方
法。 ２ 前記熱可塑性樹脂が強化繊維を10容量％以上
含有す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 |
|---|---|---|---|
| JP58189028A JPS6079934A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 繊維強化プラスチツクボルトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58189028A JPS6079934A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 繊維強化プラスチツクボルトの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6079934A JPS6079934A (ja) | 1985-05-07 |
| JPS6254666B2 true JPS6254666B2 (ja) | 1987-11-16 |
Family
ID=16234084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58189028A Granted JPS6079934A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 繊維強化プラスチツクボルトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6079934A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0191471U (ja) * | 1987-12-08 | 1989-06-15 |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP58189028A patent/JPS6079934A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0191471U (ja) * | 1987-12-08 | 1989-06-15 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6079934A (ja) | 1985-05-07 |
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