JP2002118371A - 繊維強化プラスチック製成形品の締結構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】強度・剛性等の機械特性、電磁波遮蔽特性に優
れた繊維強化プラスチック製成形品において、成形品と
一体成形されたボスを介して他の部品との締結を強固に
保持し、かつ締結される部品間の導通を可能とする繊維
強化プラスチック製成形品の締結構造を提供すること。 【解決手段】熱可塑性樹脂に炭素繊維からなる強化繊維
８が含まれてなる繊維強化プラスチック製成形品の締結
構造であり、次の［Ａ］、［Ｂ］および［Ｃ］の条件を
備えている。 ［Ａ］該成形品中に含まれる炭素繊維の重量平均繊維長
が０．１〜１．０ｍｍの範囲内であること。 ［Ｂ］該成形品の肉厚が０．６〜５．０ｍｍの範囲内で
あること。 ［Ｃ］該成形品の体積固有抵抗が１０²Ω・ｃｍ以下の
範囲内であり、かつ表面抵抗率が１０⁴Ω／ｓｑ下の範
囲内であること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばノート型パ
ーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、あるいは携帯
電話等、電子機器などを内部に収容する繊維強化プラス
チック製筐体成形品において、セルフタップねじ等のね
じ部材を用いて、２つ以上の筐体部材同士、または筐体
部材と筐体に外装および／または内装される他の部材と
の締結を可能とする、繊維強化プラスチック製成形品の
締結構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のようにノート型パーソナルコンピ
ュータ等の電子機器を内部に収容する筐体材料として、
繊維強化プラスチックが広く用いられてきている。繊維
強化プラスチックは、射出成形など生産性や設計自由度
に優れた成形法が可能で、しかも剛性や強度など機械特
性にも優れた成形品が得られる利点がある。

【０００３】特に強化繊維として炭素繊維を使用した場
合には、剛性や強度がさらに向上することに加えて、炭
素繊維が導電性材料であるために成形品としても導電特
性を示し、高い電磁波遮蔽特性を発揮する。また強化繊
維として長繊維タイプの炭素繊維を使用した場合には、
従来の短繊維材料を使用する場合と比較してその性能は
さらに向上する。

【０００４】ところで、ノート型パーソナルコンピュー
タ等の電子機器を内部に収容するプラスチック製筐体に
おいては、２つ以上の筐体部材同士の締結、および筐体
と筐体に内装・外装される部材との締結は、製品の組立
時や使用時の負荷にも耐え得るように強固に締結され、
かつ長時間安定的に保持される必要がある。

【０００５】図２は従来のプラスチック製電子機器筐体
の締結構造を示す斜視図である。図２において、１はプ
ラスチック製筐体成形品を示し、該筐体に一体成形され
た円筒状のボス２の下穴に、内径にめねじを備えた金属
ナット３を熱圧入し、締結部材４を介してめねじに金属
製のおねじ５を締め付けることによって強固に締結・保
持している。

【０００６】さらに、この金属ナットの圧入方式の締結
構造によれば、筐体成形品が炭素繊維強化プラスチック
や金属フィラー含有プラスチックのような導電材料の場
合には、以下の経路により筐体成形品と、導電性締結部
材との電気的な導通が可能となり、締結する部材同士を
等電位とすることができ、電磁波遮蔽性および静電気非
帯電性に寄与する。

【０００７】・導電性筐体→一体成形ボス→金属ナット
→金属製おねじ→締結部材このように、金属ナット圧入
方式の締結構造では、２つ以上の部材を強固に締結・保
持し、かつ導電性部材同士の導通を可能とする性能は高
い。

【０００８】しかしながら、最近の電子機器製品は薄型
化、軽量化が急速に進んでおり、金属ナット圧入方式で
は、圧入するボスの外径を大径化する必要があり、筐体
内部の電子機器の収容スペースを圧迫している。また、
製品重量削減のために金属ナット自身の重量削減も求め
られている。

【０００９】コスト面でも、金属ナット圧入方式で締結
するためには、締結箇所と同数以上の金属ナットが必要
であり、かつ金属ナットの熱圧入工程も必要となるた
め、締結箇所が多い場合には筐体製造コストの高騰の原
因となる。

【００１０】また、電子機器製品として使用後に筐体材
料をリサイクル使用する場合には、製品を各部品に分解
し、その中から筐体を回収の上、粉砕し、再コンパウン
ドして再生材料として活用する。しかし、筐体のボスに
金属ナットが圧入されたままであると、そのまま粉砕・
再コンパウンドすることができないために、粉砕前に金
属ナットを除去する必要がある。この金属ナットの除去
工程には手間と費用がかかり好ましくない。

【００１１】そこで、現在では金属ナット圧入方式に変
わり、セルフタップ方式が用いられ始めている。図３は
一般的なセルフタップ方式によるプラスチック製電子機
器筐体の締結構造を示す斜視図である。図において、セ
ルフタップ方式は、外径におねじを備えたセルフタップ
ねじ６を直接ボス２の下穴に締め込むことによって、ボ
ス２の下穴にめねじが同時に形成され、別途金属ナット
を挿入する必要なしに、２つ以上の筐体部材同士の締
結、および筐体と筐体に内装・外装される部材との締結
を可能としている。この方法により金具圧入方法の際の
軽量化問題、コスト問題とリサイクル問題を解決してい
る。

【００１２】しかしながら、この方法ではおねじを保持
する部材がプラスチックであることに起因し、金属ナッ
ト圧入方式と比較して製品の組立時・使用時に要求され
る機械的な締結性能を満足することが難しい。この締結
性能とは、一般的に以下のような性能が挙げられる。

【００１３】 ・締め付けトルク ： ２０Ｎ・ｃｍ以下 ・破壊トルク ： ３０Ｎ・ｃｍ以上 ・戻し／設定締め付けトルク比 ： トルク比０．５以上 ・引き抜き荷重 ： ５００Ｎ以上 ・締め付け／戻し繰り返し耐久回数 ： 繰り返し耐久１０回以上 締め付けトルクとは、ねじを締め付けるために必要な最
低限のトルクであり、締め付けトルクが小さい程、小型
のドライバーで簡易に締め付けが可能となる。破壊トル
クとは、ねじを連続的に締め続けたときに、ボスまたは
ねじ山が破壊しねじとして機能しなくなるときのトルク
である。破壊トルクが大きい程、組立時の過大締め付け
トルクによるボスの破壊を防止することができる。戻し
／設定締め付けトルクとは、締め付けトルクより大きく
破壊トルクより小さな設定締め付けトルクで締め付けた
後、常温で２４時間後にねじを緩む方向に戻した際に残
存しているトルクである戻しトルクと、設定締め付けト
ルクとの比である。戻し／締め付けトルク比が大きい
程、長時間強固な締結を保持できることになる。引き抜
き荷重とは、設定締め付けトルクで締め付け後に垂直方
向にねじを引き抜く際に必要な荷重である。引き抜き荷
重が大きいほど、締結後のねじまたはボスに加わる外力
を原因とした締結構造の破壊を防止できる。締め付け／
戻しの繰り返し耐久回数とは、設定締め付けトルクで連
続的な締め付け、戻しの繰り返しが締結構造が破壊する
までに何回可能であるかを表す耐久回数である。締め付
け／戻し繰り返し耐久回数が大きい程、組立工程や補修
時のねじ締め耐久力が向上する。

【００１４】このような締結性能向上のために、材料
的、構造的な改善の試みがなされている。例えば、特開
平１０−２６５６６６号公報では材料的にセルフタップ
性を向上させる樹脂組成物について記載されている。こ
の樹脂組成物ではセルフタップ性は向上するものの、薄
肉、電磁波遮蔽性が要求される筐体用途としては、引張
強度、曲げ弾性率が十分でなく、かつ導電性が得られな
い。また、特開平１０−９３２５８号公報では、セルフ
タップ性を向上させる取り付け構造について記載されて
いる。この取り付け構造ではセルフタップ性は向上する
ものの、導電性が得られない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の欠点に鑑み、繊維強化プラスチック製の電子機器
筐体等に使用される成形品において、成形性を保持した
まま強度・剛性に優れ、かつ締結される部品間の導通を
可能として、電磁波遮蔽性に優れた繊維強化プラスチッ
ク製成形品の締結構造を提供せんとするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次の手段を採用するものである。すな
わち、本発明の繊維強化プラスチック製成形品の締結構
造は、合成樹脂に少なくとも炭素繊維からなる強化繊維
が含まれてなる繊維強化プラスチック製成形品の一部と
して一体成形されたボスの下穴にセルフタップねじを直
接締め込み他の部材との締結を可能とする構造であっ
て、次の［Ａ］、［Ｂ］および［Ｃ］の条件を同時に備
えることを特徴とする。

【００１７】［Ａ］該成形品中に含まれる炭素繊維の重
量平均繊維長が０．１〜１．０ｍｍの範囲内であるこ
と。

【００１８】［Ｂ］該成形品の肉厚が０．６〜５．０ｍ
ｍの範囲内であること。

【００１９】［Ｃ］該成形品の体積固有抵抗が１０²Ω
・ｃｍ以下の範囲内であり、かつ表面抵抗率が１０⁴Ω
／ｓｑ以下の範囲内であること。

【００２０】また、該構成に加えてさらに、繊維強化プ
ラスチック製成形品の一部として一体成形されたボスの
下穴にセルフタップねじを直接締め込み他の部材との締
結を可能とする構造であって、次の［Ｄ］および［Ｅ］
の条件を同時に備えることを特徴とする。

【００２１】［Ｄ］該セルフタップねじを締め込むボス
の下穴径ｄとねじの呼び径ａとの比ｄ／ａが０．７０〜
０．９５の範囲内であり、ねじ山先端がボスのコア層に
接触していること。

【００２２】［Ｅ］該セルフタップねじを締め込むボス
の下穴の軸方向にセルフタップねじが接触しているねじ
込み深さＬと、ねじの呼び径ａとの比Ｌ／ａが１．０〜
１０の範囲内であること。

【００２３】また、該セルフタップねじを締め込むボス
の外径Ｄとねじの呼び径ａとの比Ｄ／ａが１．３〜５．
０の範囲内であることを特徴とする。また、成形品に対
する炭素繊維の含有率が５〜４０重量％の範囲内である
ことを特徴とする。また、セルフタップねじの体積固有
抵抗が１Ω・ｃｍ以下の範囲内であり、かつ表面抵抗率
が１０²Ω／ｓｑ以下の範囲内であることを特徴とす
る。また、成形品が繊維強化熱可塑性樹脂からなること
を特徴とする。また、該セルフタップねじを締め込むボ
スの下穴先端部に面取りまたはザグリ形状を持つことを
特徴とする。さらに、成形品が電子機器を内部に収容す
ることを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施態様
を実施例の図面を参照しながら説明する。

【００２５】図１は、本発明にかかる繊維強化プラスチ
ック製成形品の締結構造の断面図であり、図のものは一
体成形されたボス７を含む繊維強化プラスチック製成形
品２０とセルフタップねじ２１と締結部材２２とからな
る。

【００２６】繊維強化プラスチック製成形品２０は、強
化繊維８が高密度で配向され、高強度かつ高弾性のコア
層９と、コア層９に比べて強化繊維８に対する樹脂成分
の密度が高く、外観面となるスキン層１０とで構成さ
れ、コア層９の両面にスキン層１０がサンドイッチ状に
積層されている。コア層９とスキン層１０は、いずれも
マトリクス樹脂に炭素繊維からなる強化繊維が含まれた
ものである。

【００２７】マトリクス樹脂としては、熱硬化性樹脂を
使用することもできるが、耐衝撃性に優れ、かつ、生産
性の高い射出成形が可能な熱可塑性樹脂がよい。例え
ば、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフ
タレートや液晶ポリエステル等のポリエステル、ポリエ
チレンやポリプロピレンやポリブチレン等のポリオレフ
ィンの他、ポリオキシメチレン、ポリアミド、ポリカー
ボネイト、ポリスチレン、スチレン・アクリルニトリル
共重合体、アクリルニトリル・ブタジエンスチレン共重
合体、アクリレート・スチレン・アクリルニトリル共重
合体、ポリメチレンメタクリレート、ポリ塩化ビニル、
ポリフェニレンスルファイド、ポリフェニレンエーテ
ル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテ
ルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等を使用するこ
とができる。また、これらの共重合体、変成体および２
種類以上のブレンドした樹脂も使用することができる。
また、更に耐衝撃性向上のために、上記樹脂にエラスト
マーもしくはゴム成分を添加した樹脂も使用することが
できる。

【００２８】また、強化繊維８としては、軽量、薄肉で
良好な機械特性、電気特性を得るためには少なくともそ
の一部が炭素繊維であることが好ましい。なお、炭素繊
維以外の繊維なども併用する場合には、例えば、ガラス
繊維やアラミド繊維などを用いることが良い。炭素繊維
としてはポリアクリルニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維を
使用することもできるし、ピッチ系炭素繊維を使用する
こともできる。良好な機械的特性を得るために炭素繊維
単体の引張強度は２,０００〜６,０００ＭＰａの範囲で
あり、引張弾性率は１００〜８００ＧＰａの範囲である
ことが好ましい。

【００２９】成形品中の炭素繊維は、連続繊維でも不連
続繊維でも良いが、良好な機械的特性および電気的特性
を得るために、炭素繊維の重量平均繊維長が０．１〜
１．０ｍｍの範囲であることが重要である。０．１ｍｍ
未満であると炭素繊維の優れた特性である高強度、高弾
性、高導電といった特性を十分に発揮することができな
くなり、１．０ｍｍを越えると成形品中の強化繊維の分
散性が悪化し、成形品表面の外観面に繊維が露出し易く
なり好ましくない。本発明において、炭素繊維の重量平
均繊維長とは、炭素繊維を含む成形品を１０×１０ｍｍ
の大きさで切り出し、該切り出し片を溶剤に２４時間浸
漬して樹脂成分を溶解させる。ここで用いる溶剤は樹脂
の耐溶剤性特性により、最適なものを適宜に選択する。
例えば、ナイロンの場合はギ酸を使用することができ、
あるいはポリカーボネイトの場合は、ジクロロメタンま
たはオルトクロロフェノールを使用することができる。
樹脂分を溶解させた成形品の該切り出し片は、強化繊維
を含む無機分が残存する。これを顕微鏡にて１０〜１０
０倍の倍率で観察し、視野内の炭素繊維の中で任意の４
００本について繊維長を測定する。個々の炭素繊維の繊
維長をＬｉとすると、成形品中の重量平均繊維長Ｌｗ
は、以下の式（１）により求められるものである。

【００３０】

【式１】

【００３１】また、成形品の肉厚は０．６〜５．０ｍｍ
の範囲内であることが好ましい。肉厚が０．６ｍｍ未満
であると、繊維が成形品表面に露出しやすくなるととも
に、十分な剛性が得られないために構造体用途の場合、
脆弱な構造体となり不適である。肉厚が５．０ｍｍより
厚い場合には、十分な強度・剛性が得られるが、樹脂の
収縮量差による成形品の表面の凹凸が顕著となり良好な
表面外観を得ることが困難になってしまう。なお、本発
明において、成形品の肉厚とは、リブ・ボスなどの構造
部分を除いた成形品の厚さをマイクロメータで測定した
結果を平均化した値である。

【００３２】また、成形品中の炭素繊維の含有率として
は、成形性を確保したまま成形品の機械特性、電気特性
を十分に発揮するためには５〜４０重量％であることが
好ましい。最も好ましくは、１０〜３０重量％を含むこ
とである。特に１０〜３０重量％を含むと、射出成形時
の成形材料の流動性を損なうことなく、強化繊維を含ま
ない成形材料のように容易な射出成形を可能とし、良好
な表面外観を備えた成形品が得られる。さらに、１０〜
３０重量％を含むと、ガラス繊維のみで強化した場合と
比較して、成形品にて極めて優れた弾性率、耐衝撃強度
および導電性が得られる。含有率が５重量％未満の場合
には炭素繊維の優れた特性である弾性率、耐衝撃強度、
導電性を十分発揮することができない。また、含有率が
４０重量％より多い場合には、繊維強化樹脂の流動性が
低下し成形性に悪影響を生じたり、成形品表面に強化繊
維の露出が目立つようになり、良好な外観の成形品を得
ることが難しくなる。ここで、成形品の炭素繊維の含有
率の測定方法は、ＪＩＳＫ ７０７５に準拠する。

【００３３】また、成形品として高い電磁波遮蔽性を発
揮するためには、成形品の体積固有抵抗が１０²Ω・ｃ
ｍ以下の範囲内であり、かつ表面抵抗率が１０⁴Ω／ｓ
ｑ以下の範囲内であることが好ましい。各抵抗が前記範
囲外であると、成形品の導電性が十分でなく電磁波を透
過しやすくなるとともに、成形品と締結部材との間の導
通が十分でなくなる。同様に、セルフタップねじの体積
固有抵抗が１Ω・ｃｍ以下の範囲内であり、かつ表面抵
抗率が１０²Ω／ｓｑ以下の範囲内であることが好まし
い。各抵抗が前記範囲外であると、成形品と締結部材と
の間の導通が十分でなくなる。ここで、体積固有抵抗お
よび表面抵抗率はＡＳＴＭ Ｄ−２５７に基づき測定さ
れる。

【００３４】また、強固な締結を保持し、かつ繊維強化
プラスチック製成形品２０とセルフタップねじ２１との
導通を十分とするために、ねじを締め込むボス７の下穴
径ｄとセルフタップねじ２１の呼び径ａとの比ｄ／ａが
０．７０〜０．９５の範囲内であり、セルフタップねじ
２１のねじ山先端がボス７のコア層９に接触しているこ
とが好ましい。ｄ／ａが０．７０未満である場合、ねじ
の締め付け時にボス７に縦割れや横割れが発生し、ボス
が破壊され締結が保持できない。ｄ／ａが０．９５より
も大きい場合、ねじの締め付け時または締め付け後にね
じが空回りし易く締結が保持できない。また、ねじ山先
端がボス７のコア層９に接触している場合には、高強
度、高弾性なコア層９によりねじが把持されるため強固
な締結が可能になるとともに引き抜き強度も向上する。
加えて、セルフタップねじと、炭素繊維が高密度で充填
されたコア層が直接接することによって、ねじと炭素繊
維が接触する機会が増加し、ねじと成形品との間の導電
性が向上する。金属ナット圧入方式の場合には樹脂を加
熱溶融した上で金属ナットを圧入し、樹脂を冷却固化し
てボス内にナットを固定するため、金属ナットは、炭素
繊維の密度が低いスキン層で成形品と接している。その
点、金属ナット圧入方式と比較し、セルフタップ方式の
方が、ねじと成形品との間の導電性は高い。

【００３５】ねじを締め込むボスの下穴の軸方向にセル
フタップねじが接触しているねじ込み深さＬと、ねじの
呼び径ａとの比Ｌ／ａが１．０〜１０の範囲内であるこ
とが好ましい。Ｌ／ａが１．０未満であると、引き抜き
荷重と締め付け／戻し繰り返し耐久回数における十分な
性能が得られない。Ｌ／ａが１０より大きいと成形品と
ねじとの間の摩擦抵抗が増加し、締め付け作業が困難に
なるとともに、薄肉化が求められる電子機器を内部に収
容する筐体用途としては不適である。

【００３６】ねじを締め込むボスの外径Ｄとねじの呼び
径ａとの比Ｄ／ａが１．３〜５．０の範囲内であること
が好ましい。Ｄ／ａが１．３未満である場合、ねじの締
め付け時にボス７に縦割れや横割れが発生し、ボスが破
壊され締結が保持できない。Ｄ／ａが５．０より大きい
場合には、ボスの裏側の面にヒケが発生しやすく、外観
上の問題が発生するとともに、筐体に内装される他の部
品の設置スペースを圧迫するため不適である。

【００３７】ねじを締め込むボスの下穴先端部に面取り
またはザグリ形状を持つことが好ましい。前記形状を備
えることによって、ボス先端部の応力集中を緩和し、ね
じと成形品との締結を長時間強固に保持することができ
る。また、前記形状の設置により締め付け作業において
も、ボス上のねじのすわりが良好で、作業効率が向上す
る。

【００３８】本発明の繊維強化プラスチック製成形品の
締結構造は、特に限定されるものではないが、その特徴
である優れた機械特性および電気特性を十分に発揮する
ために、耐衝撃性、高強度、高剛性、電磁波遮蔽性等の
特性が求められるノート型パーソナルコンピュータ、デ
ジタルカメラ、携帯電話等の電子機器を内部に収容する
筐体に関して適用されることが好ましい。

【００３９】

【実施例】〈実施例１〉本発明の成形品２０の強化繊維
８として、まずＰＡＮ系長繊維炭素繊維束（引張強度４
９００ＭＰａ、引張弾性率２３０ＧＰａ、フィラメント
数１２，０００、繊度８００ＴＥＸ、比重１．８、体積
固有抵抗１．６×１０^-3Ω・ｃｍ）を電線被覆用のコー
ティングダイ中に通し、押し出し機から２５０℃で溶融
させたナイロン６樹脂（重量平均分子量１５，０００）
を吐出させて炭素繊維束の周囲がナイロン６樹脂で被覆
された樹脂被覆炭素繊維を得た。次に、この樹脂被覆炭
素繊維を室温まで冷却後、ストランドカッターで７ｍｍ
にカットして射出成形用長繊維炭素繊維強化ペレットを
得た。このペレット中の炭素繊維含有率は２０重量％で
あり、重量平均炭素繊維長は７ｍｍである。該ペレット
を型締め力３５０ｔｆの射出成形機で成形し、外形が２
５０ｍｍ×２００ｍｍ、厚さが１．５ｍｍの図４の筐体
状をした射出成形品を得た。この筐体状成形品の肉厚は
１．５ｍｍである。またこの筐体状射出成形品中の炭素
繊維の重量平均繊維長は０．５ｍｍである。

【００４０】成形品の体積固有抵抗は５．０×１０^-1Ω
・ｃｍであり、表面抵抗率は９．０Ω／ｓｑであった。
また、この筐体状射出成形品にはセルフタップ用のボス
１１が１５０ｍｍのピッチで２箇所設置してある。ボス
１１の下穴径はφ１．５５（ｄ／ａ＝０．７７５）であ
り、外径はφ４．０（Ｄ／ａ＝２．０）であり、高さは
６ｍｍである。外径該成形品のボス１１の下穴に（株）
ハイオス社製のトルクドライバー”ＣＬ−３０００”を
使用して、厚さ１ｍｍの鋼製ワッシャを介して、日東精
工（株）製のセルフタップねじである”Ｐタイトねじ”
のＭ２×長さ５ｍｍ規格をねじ頭の根本まで締め付ける
（Ｌ／ａ＝２．０）。ここで、締め付けトルクと破壊ト
ルクを（株）ハイオス社製の”ＨＤＰ５”で測定した。
また、２０Ｎ・ｃｍで締め付け／緩めを繰り返したとき
に、ねじが機能しなくなるまでの繰り返し耐久回数を測
定した。本実施例１において、ねじの締結特性はいずれ
も良好であった。さらに、２カ所のボス１１に鋼製ワッ
シャを介してねじをそれぞれ締め付けた後の、２つのワ
ッシャ間の電気抵抗値をデジタルテスタ”ＩＷＡＴＳＵ
ＹＤＡＣ ８１”で測定した。抵抗値は４．０Ωであ
り、本実施例１の締結構造は高い導電性を示した。 〈実施例２〉実施例１と同様の方法で射出成形用長繊維
炭素繊維強化ペレットを得た。このペレット中の炭素繊
維含有率は１０重量％であり、重量平均炭素繊維長は７
ｍｍである。該ペレットから実施例１と同様の方法で同
一形状の筐体状射出成形品を得た。この筐体状射出成形
品中の炭素繊維の重量平均繊維長は０．５ｍｍである。

【００４１】成形品の体積固有抵抗は１．０Ω・ｃｍで
あり、表面抵抗率は１２．０Ω／ｓｑであった。また、
この筐体状射出成形品にはセルフタップ用のボス１１が
１５０ｍｍのピッチで２箇所設置してある。ボス１１の
下穴径はφ１．５５（ｄ／ａ＝０．７７５）であり、外
径はφ４．０（Ｄ／ａ＝２．０）であり、高さは６ｍｍ
である。実施例１と同様の方法でボスにセルフタップね
じを締め付け（Ｌ／ａ＝２．０）、ねじの締結特性と２
つのワッシャ間の電気抵抗値を測定した。ねじの締結特
性は良好であり、抵抗値も１０Ωと高い導電性を示し
た。 〈実施例３〉実施例１と同様の方法で射出成形用長繊維
炭素繊維強化ペレットを得た。このペレット中の炭素繊
維含有率は２０重量％であり、重量平均炭素繊維長は４
ｍｍである。該ペレットから実施例１と同様の方法で同
一形状の筐体状射出成形品を得た。この筐体状射出成形
品中の炭素繊維の重量平均繊維長は０．３ｍｍである。

【００４２】成形品の体積固有抵抗は８．０×１０^-1Ω
・ｃｍであり、表面抵抗率は１０．０Ω／ｓｑであっ
た。また、この筐体状射出成形品にはセルフタップ用の
ボス１１が１５０ｍｍのピッチで２箇所設置してある。
ボス１１の下穴径はφ１．５５（ｄ／ａ＝０．７７５）
であり、外径はφ４．０（Ｄ／ａ＝２．０）であり、高
さは６ｍｍである。実施例１と同様の方法でボスにセル
フタップねじを締め付け（Ｌ／ａ＝２．０）、ねじの締
結特性と２つのワッシャ間の電気抵抗値を測定した。ね
じの締結特性は良好であり、抵抗値も８Ωと高い導電性
を示した。 〈比較例１〉実施例１と同様の方法で射出成形用長繊維
炭素繊維強化ペレットを得た。このペレット中の炭素繊
維含有率は３重量％であり、重量平均炭素繊維長は７ｍ
ｍである。該ペレットから実施例１と同様の方法で同一
形状の筐体状射出成形品を得た。この筐体状射出成形品
中の炭素繊維の重量平均繊維長は０．５ｍｍである。

【００４３】成形品の体積固有抵抗は３．０×１０³Ω
・ｃｍであり、表面抵抗率は１０．０×１０⁵Ω／ｓｑ
であった。また、この筐体状射出成形品にはセルフタッ
プ用のボス１１が１５０ｍｍのピッチで２箇所設置して
ある。ボス１１の下穴径はφ１．５５（ｄ／ａ＝０．７
７５）であり、外径はφ４．０（Ｄ／ａ＝２．０）であ
り、高さは６ｍｍである。実施例１と同様の方法でボス
にセルフタップねじを締め付け（Ｌ／ａ＝２．０）、ね
じの締結特性と２つのワッシャ間の電気抵抗値を測定し
た。ねじの締結特性は良好であるが、抵抗値は５ｋΩと
低い導電性を示した。 〈比較例２〉実施例１と同様の方法で射出成形用長繊維
炭素繊維強化ペレットを得た。その後、この射出成形用
長繊維炭素繊維強化ペレットを（株）日本製鋼所製の２
軸押し出し機”ＴＥＸ３０”で混練して押し出し、射出
成形用短繊維炭素繊維強化ペレットを得た。このペレッ
ト中の炭素繊維含有率は２０重量％であり、重量平均炭
素繊維長は０．２ｍｍである。該ペレットから実施例１
と同様の方法で同一形状の筐体状射出成形品を得た。こ
の筐体状射出成形品中の炭素繊維の重量平均繊維長は
０．０８ｍｍである。

【００４４】成形品の体積固有抵抗は２．０×１０³Ω
・ｃｍであり、表面抵抗率４．０×１０⁵Ω／ｓｑであ
った。また、この筐体状射出成形品にはセルフタップ用
のボス１１が１５０ｍｍのピッチで２箇所設置してあ
る。ボス１１の下穴径はφ１．５５（ｄ／ａ＝０．７７
５）であり、外径はφ４．０（Ｄ／ａ＝２．０）であ
り、高さは６ｍｍである。実施例１と同様の方法でボス
にセルフタップねじを締め付け（Ｌ／ａ＝２．０）、ね
じの締結特性と２つのワッシャ間の電気抵抗値を測定し
た。ねじの締結特性は良好であるが、抵抗値は２ｋΩと
低い導電性を示した。 〈比較例３〉強化繊維８として、３ｍｍの長さで裁断し
たガラス繊維束（引張強度３５００ＭＰａ、引張弾性率
７０ＧＰａ、繊度１３０ＴＥＸ、比重２．６、体積固有
抵抗１０¹⁰Ω・ｃｍ以上）を使用し、該ガラス繊維束と
ナイロン６樹脂を（株）日本製鋼所製の２軸押し出し
機”ＴＥＸ３０”で混練して押し出し、射出成形用短繊
維ガラス繊維強化ペレットを得た。このペレット中のガ
ラス繊維含有率は２０重量％であり、ガラス繊維の重量
平均繊維長は０．７ｍｍである。該ペレットから実施例
１と同様の方法で同一形状の筐体状射出成形品を得た。
この筐体状射出成形品中のガラス繊維の重量平均繊維長
は０．５ｍｍである。

【００４５】成形品の体積固有抵抗は１０¹⁰Ω・ｃｍ以
上であり、表面抵抗率は１０¹⁰Ω／ｓｑ以上であった。
また、この筐体状射出成形品にはセルフタップ用のボス
１１が１５０ｍｍのピッチで２箇所設置してある。ボス
１１の下穴径はφ１．５５（ｄ／ａ＝０．７７５）であ
り、外径はφ４．０（Ｄ／ａ＝２．０）であり、高さは
６ｍｍである。実施例１と同様の方法でボスにセルフタ
ップねじを締め付け（Ｌ／ａ＝２．０）、ねじの締結特
性と２つのワッシャ間の電気抵抗値を測定した。破壊ト
ルク、耐久繰り返し回数ともにねじの締結特性は十分で
あるが、抵抗値は２０ＫΩ以上と低い導電性を示した。 〈比較例４〉ナイロン６樹脂を（株）日本製鋼所製の２
軸押し出し機”ＴＥＸ３０”で混練して押し出し、射出
成形用ナイロンペレットを得た。該ペレットから実施例
１と同様の方法で同一形状の筐体状射出成形品を得た。

【００４６】成形品の体積固有抵抗は１０¹⁰Ω・ｃｍ以
上であり、表面抵抗率は１０¹⁰Ω／ｓｑ以上であった。
また、この筐体状射出成形品にはセルフタップ用のボス
１１が１５０ｍｍのピッチで２箇所設置してある。ボス
１１の下穴径はφ１．５５（ｄ／ａ＝０．７７５）であ
り、外径はφ４．０（Ｄ／ａ＝２．０）であり、高さは
６ｍｍである。実施例１と同様の方法でボスにセルフタ
ップねじを締め付け（Ｌ／ａ＝２．０）、ねじの締結特
性と２つのワッシャ間の電気抵抗値を測定した。破壊ト
ルク、耐久繰り返し回数ともにねじの締結特性は十分で
なく、抵抗値は２０ＫΩ以上と低い導電性を示した。

【００４７】以上の結果をまとめたのが次の表１であ
る。

【００４８】

【表１】

【００４９】この表１から、繊維強化プラスチック製成
形品の締結構造として、低締め付けトルク、高破壊トル
クおよび高繰り返し耐久回数といった高い締結特性を得
るために、また成形品と締結材との高い導電性を得るた
めには、成形品中に含まれる炭素繊維の重量平均繊維長
が０．１〜１．０ｍｍの範囲内であり、成形品の肉厚が
０．６〜５．０ｍｍの範囲内であり、成形品の体積固有
抵抗が１０²Ω・ｃｍ以下の範囲内であり、かつ表面抵
抗率が１０⁴Ω／ｓｑ以下の範囲内であることが必要
で、さらに、ねじを締め込むボスの下穴径ｄとねじの呼
び径ａとの比ｄ／ａが０．７０〜０．９５の範囲内であ
り、ねじ山先端がボスのコア層に接触していて、かつね
じを締め込むボスの下穴の軸方向にセルフタップねじが
接触しているねじ込み深さＬと、ねじの呼び径ａとの比
Ｌ／ａが１．０〜１０の範囲内であるという要件が必要
であることがわかった。

【００５０】

【発明の効果】本発明の繊維強化プラスチック製成形品
の締結構造によれば、成形性を保持したまま強度・剛性
に優れ、かつ締結される部品間の導通を可能として、電
磁波遮蔽性に優れた繊維強化プラスチック製成形品の締
結構造を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る繊維強化プラスチック製成形品の
締結構造の一実施例の断面図である。

【図２】従来の繊維強化プラスチック製成形品の締結構
造の一実施例の斜視図である。

【図３】従来の繊維強化プラスチック製成形品の締結構
造の一実施例の斜視図である。

【図４】本発明に係る繊維強化プラスチック製成形品の
締結構造の一実施例の斜視図である。

【符号の説明】

１：プラスチック製成形品 ２：ボス ３：金属ナット ４：締結部材 ５：おねじ ６：セルフタップねじ ７：ボス ８：強化繊維 ９：コア層 １０：スキン層 ２０：繊維強化プラスチック成形品 ２１：セルフタップねじ ２２：締結部材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｂ 5/02 Ｆ１６Ｂ 5/02 Ｆ // Ｂ２９Ｋ 105:12 Ｂ２９Ｋ 105:12 Ｂ２９Ｌ 31:34 Ｂ２９Ｌ 31:34 Ｆターム(参考） 3J001 FA02 FA11 GA06 GB01 HA02 JA01 KA19 KA21 KB06 4E360 AB12 AB51 BC05 EA12 ED02 ED27 EE02 FA02 GA11 GA32 GA34 GB46 GC08 4F211 AD05 AD19 AD24 AH42 TA06 TC03 TC16 TD11 TH20 TN76 TQ13

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合成樹脂に少なくとも炭素繊維からなる強
   化繊維が含まれてなる繊維強化プラスチック製成形品の
   一部として一体成形されたボスの下穴にセルフタップね
   じを直接締め込み他の部材との締結を可能とする構造で
   あって、次の［Ａ］、［Ｂ］および［Ｃ］の条件を備え
   ることを特徴とする繊維強化プラスチック製成形品の締
   結構造。 ［Ａ］該成形品中に含まれる炭素繊維の重量平均繊維長
   が０．１〜１．０ｍｍの範囲内であること。 ［Ｂ］該成形品の肉厚が０．６〜５．０ｍｍの範囲内で
   あること。 ［Ｃ］該成形品の体積固有抵抗が１０²Ω・ｃｍ以下の
   範囲内であり、かつ表面抵抗率が１０⁴Ω／ｓｑ以下の
   範囲内であること。
2. 【請求項２】繊維強化プラスチック製成形品の一部とし
   て一体成形されたボスの下穴にセルフタップねじを直接
   締め込み他の部材との締結を可能とする構造であって、
   次の［Ｄ］および［Ｅ］の条件を備えることを特徴とす
   る請求項１に記載の繊維強化プラスチック製成形品の締
   結構造。 ［Ｄ］該セルフタップねじを締め込むボスの下穴径ｄと
   該ねじの呼び径ａとの比ｄ／ａが０．７０〜０．９５の
   範囲内であり、ねじ山先端がボスのコア層に接触してい
   ること。 ［Ｅ］該セルフタップねじを締め込むボスの下穴の軸方
   向にセルフタップねじが接触しているねじ込み深さＬ
   と、該ねじの呼び径ａとの比Ｌ／ａが１．０〜１０の範
   囲内であること。
3. 【請求項３】セルフタップねじを締め込むボスの外径Ｄ
   と該ねじの呼び径ａとの比Ｄ／ａが１．３〜５．０の範
   囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の
   繊維強化プラスチック製成形品の締結構造。
4. 【請求項４】成形品に対する炭素繊維の含有率が５〜４
   ０重量％の範囲内であることを特徴とする請求項１〜３
   のいずれかに記載の繊維強化プラスチック製成形品の締
   結構造。
5. 【請求項５】セルフタップねじの体積固有抵抗が１Ω・
   ｃｍ以下の範囲内であり、かつ表面抵抗率が１０²Ω／
   ｓｑ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１〜４
   のいずれかに記載の繊維強化プラスチック製成形品の締
   結構造。
6. 【請求項６】該成形品が繊維強化熱可塑性樹脂からなる
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の繊維
   強化プラスチック製成形品の締結構造。
7. 【請求項７】ねじを締め込むボスの下穴先端部に面取り
   またはザグリ形状を持つことを特徴とする請求項１〜６
   のいずれかに記載の繊維強化プラスチック製成形品の締
   結構造。
8. 【請求項８】成形品が電子機器を内部に収容することを
   特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の繊維強化プ
   ラスチック製筐体成形品の締結構造。