JP2007263300A - 樹脂部材の締結構造、ならびに樹脂部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被取付部材１に樹脂部材２が面接触された状態でねじ部品４で締結された締結構造において、比較的簡単かつ安価な構成で、かつ特別高強度でもないねじ部品４を用いながら、ねじ部品４の疲労破損や緩みを抑制または防止可能とし、信頼性向上を図る。
【解決手段】樹脂部材２は、ねじ部品４の締結方向に沿う貫通孔２ａを有し、この貫通孔２ａの外側開口の周囲領域が、貫通孔２ａにその長さＬ１より短い金属カラー３を嵌合した後で、金属カラー３の外端面３ａとほぼ面一となるように塑性加工されていて、この塑性加工面（２ｃ）と金属カラー３の外端面３ａとに跨ってねじ部品４の座面４ｄが当接されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、被取付部材に樹脂部材を面接触させた状態で締結した構造に関する。また、本発明は、前記樹脂部材を製造する方法に関する。

従来から、必要に応じて軽量化、低コスト化等を目的として金属部材の代わりに樹脂部材を用いることがある。

このような樹脂部材を被取付部材に取り付ける場合、単純に樹脂部材の貫通孔にボルトを通して被取付部材に螺合装着すると、ボルトの軸力によって樹脂部材が変形、破損するおそれがある。

そのようなことから、一般的に、図１９に示すように、被取付部材８１に樹脂部材８２を面接触させた状態で、樹脂部材８２に設けられる貫通孔８２ａに金属カラー８３を嵌合装着し、この金属カラー８３の内孔にボルト８４を挿通し、このボルト８４を被取付部材８１のねじ孔８１ａに螺合装着するような方法が知られている。

通常、樹脂部材８２の貫通孔８２ａ長さと金属カラー８３の長さとを同じに設定して、貫通孔８２ａの外側開口の周囲と金属カラー８３の外端面８３ａとを面一にすることにより、ボルト８４の頭部８４ａに設けられるフランジ８４ｂの座面８４ｃを、金属カラー８３の外端面８３ａと貫通孔８２ａの外側開口の周囲領域とに跨って当接させるようにしている。

このような構造であれば、ボルト８４を適宜の締め付けトルクで取り付けるだけで、前記当接面に適宜の摩擦力を付与するとともに適宜の軸力を付与することができ、それによって、樹脂部材８２の破損や、樹脂部材８２のクリープ現象に起因するボルト８４の緩みを防止することが可能になる。

このような構造では、樹脂部材８２の厚みに対する金属カラーの長さを高精度に設定する必要がある。一般的に、樹脂成形における精度向上が困難であるために、金属カラー８３の切削加工等の微妙な機械加工の精度を向上する必要が生じる等、金属カラー８３の生産効率が低下し、コストアップにつながる。

ところで、金属カラーの長さを樹脂部材の長さより所定量だけ短くすることによって、金属カラーを樹脂部材の貫通孔に圧入したときに金属カラーの圧入方向後端側を樹脂部材の貫通孔内に埋没させるようにし、ボルトの締め付け時にボルトの頭部座面で樹脂部材の貫通孔の外側開口の周囲領域を押し潰すようにし、樹脂部材表面を弾性変形により陥没させることが考えられている（例えば特許文献１の図８、段落［０００６］参照。）。

その他、金属カラーの外側開口の周囲領域に、それを囲むような輪状リブを設けるか、あるいは円周数ヶ所に放射状に延びる突条リブを設け、ボルトの頭部座面で前記リブを押し潰すようにすることが考えられている（例えば特許文献２，３参照。）。
特開平１１−１０１２１８号公報 実開昭５７−７３４０６号公報 特許第２８０６１９３号公報

上記従来例では、樹脂部材の厚みと金属カラーの長さとの比や、金属カラーやリブ等の寸法公差の関係で、樹脂部材の表面側やリブの潰れが不十分になるおそれがあり、上述した軸力や摩擦力が不足してボルトの緩みが発生しやすくなることが懸念される。

これに対しては、単純にボルトの締め付けトルクを大きくすればいいと考えられるものの、その場合には使用時に振動等が多いような環境であると、ボルトが疲労破損しやすくなることが懸念され、例えば高強度で高価なボルトおよび金属カラーを用いて対処する必要が生ずる等、コストが嵩むことが指摘される。

この他、上述した特許文献１には、金属カラーを薄くするとともに長さを樹脂部材の貫通孔長さより大きくしておき、金属カラーの突出部分をボルトの締め付けトルクでもって加圧して潰すことにより、この金属カラーのスプリングバックに伴う反力をボルトに付与し、ボルトの緩み止めを行うようにする技術が記載されている。

しかしながら、この場合も、高価となる特殊な金属カラーを必要とするうえ、高強度で高価なボルトを用いる必要があって、コストが嵩むと言える。

本発明は、金属カラーが嵌合された貫通孔を有する樹脂部材を被取付部材に面接触させた状態でねじ部品で締結した締結構造において、比較的簡単かつ安価な構成で、かつ特別高強度でもないねじ部品を用いながら、ねじ部品の疲労破損や緩みを抑制または防止可能とし、信頼性向上を図ることを目的としている。

また、本発明は、前記樹脂部材を製造する方法において、比較的簡単に製造できるようにし、製造コストを低減可能とすることを目的としている。

本発明は、被取付部材に樹脂部材が面接触された状態でねじ部品で締結された構造であって、前記樹脂部材は、前記ねじ部品の締結方向に沿う貫通孔を有し、この貫通孔の外側開口の周囲領域が、前記貫通孔にその長さより短い金属カラーが嵌合された後で前記金属カラーの外端面とほぼ面一となるように塑性加工されていて、この塑性加工面と前記金属カラーの外端面とに跨って前記ねじ部品の座面が当接されていることを特徴としている。

なお、樹脂部材としては、例えば自動車、自動二輪車あるいはそれら以外の移動体等に搭載されるエンジン関連製品（例えばインテークマニホールド、シリンダヘッドカバー、ウォーターインレット、ウォーターアウトレット、タイミングベルトカバー等）が挙げられるが、これら以外の樹脂製品であってもよい。

また、被取付部材としては、例えばエンジンの鉄系金属製あるいは、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽合金製のシリンダヘッドやシリンダブロック等が挙げられるが、これ以外の金属材料であってもよい。この被取付部材は、前記以外の製品とする場合には樹脂材料であってもよい。

さらに、ねじ部品としては、例えば頭付のおねじや、ナットおよびスタッドの組み合わせ等とされる。おねじとする場合には被取付部材におねじが螺合されるねじ孔が設けられ、ナットおよびスタッドとする場合には被取付部材に前記スタッドが螺合植設されるねじ孔が設けられる。なお、前記頭付のおねじについては、例えばフランジ付ボルト、フランジ無しボルト、座金付ボルト、フランジ無しボルトに座金を後組みしたもの、あるいは各種の小ねじ等を含む。

この構成では、樹脂部材の貫通孔より短い金属カラーを用いたうえで、樹脂部材の貫通孔の外側開口の周囲領域を金属カラーの外端面とほぼ面一となるように塑性加工しているから、高精度に加工された金属カラーや高精度に寸法管理された樹脂部材を用いなくて済み、それらを安価に調達することが可能になる。

しかも、金属カラーの外端面および塑性加工面に跨ってねじ部品の座面が当接する状態を確保しているから、従来例のように樹脂部材の潰し代を大きくする必要がなくなって高強度でかつ高価なねじ部品（例えばボルト、スタッドおよびナット等）を用いずに済む結果となる。

このように、比較的簡単かつ安価な構成で、かつ特別高強度でもない廉価なねじ部品を用いながら、ねじ部品の疲労破損や緩みを抑制または防止することが可能となり、信頼性の高い締結状態を確保できるようになる。

また、本発明は、被取付部材に樹脂部材が面接触された状態でねじ部品で締結された構造であって、前記樹脂部材は、前記ねじ部品の締結方向に沿う貫通孔を有し、この貫通孔の外側開口の周囲領域が、前記貫通孔にその長さより短い金属カラーが嵌合された後で前記金属カラーの外端面とほぼ面一となるように塑性加工により陥没されており、前記塑性加工面つまり前記陥没部分の内底面と前記金属カラーの外端面とに跨って前記ねじ部品の座面が当接されていることを特徴としている。
この構成では、樹脂部材に塑性加工によって陥没部を設けるように特定したものであり、基本的には、上記同様の作用、効果が得られる。

さらに本発明は、被取付部材に樹脂部材が面接触された状態でねじ部品で締結された構造であって、前記樹脂部材は、前記ねじ部品の締結方向に沿う貫通孔を有し、この貫通孔の外側開口の周囲領域が、塑性加工前において他領域よりも隆起されていて、かつ、前記貫通孔にその長さより短い金属カラーが嵌合された後で、前記貫通孔の外側開口が前記金属カラーの外端面とほぼ面一となるように前記隆起部が塑性加工により所定量潰されており、前記塑性加工面と前記金属カラーの外端面とに跨って前記ねじ部品の座面が当接されていることを特徴としている。
この構成では、樹脂部材が一定の厚みでなく、片面側に隆起した部分を有するものを前提にしていて、この隆起部分を塑性加工によって潰すように特定したものであり、基本的には、上記同様の作用、効果が得られる。

次に、本発明は、被取付部材にねじ部品で締結される樹脂部材を製造する方法であって、前記樹脂部材に備えるねじ部品締結方向に沿う貫通孔に、その長さより短い金属カラーを埋没させるよう嵌合する工程と、前記樹脂部材において貫通孔の外側開口の周囲領域を塑性加工によって押し潰すことにより、当該塑性加工面を前記金属カラーの外端面とほぼ面一とする工程とを含むことを特徴としている。

この構成では、樹脂部材の貫通孔より短い金属カラーを用いたうえで、樹脂部材の貫通孔の外側開口の周囲領域を金属カラーの外端面とほぼ面一となるように塑性加工しているから、高精度に加工された金属カラーや高精度に寸法管理された樹脂部材を用いなくて済み、それらを安価に調達することが可能になる。

また、このような樹脂部材を被取付部材にねじ部品で締結する場合、樹脂部材の金属カラーの外端面および塑性加工面に跨ってねじ部品の座面が当接する状態を確保することが可能になるから、従来例のようにねじ部品の締め付けトルクを過大にして樹脂部材の潰し代を大きくする必要がなくなる。

これにより、高強度でかつ高価なねじ部品（例えばボルトや、ナットおよびスタッド等）を用いずに済む結果となる。しかも、ねじ部品の締め付けトルクが比較的小さくて済むから、塑性加工面をねじ部品の座面で弾性変形させても、その弾性変形部分が塑性変形状態に発展しにくくなり、ひいては、ねじ部品を一旦緩めてから再度樹脂部材を被取付部材に締結する際に、樹脂部材の初期締結時における締め付けトルクと変わらないレベルの締め付けトルクでねじ部品を螺着することが可能になる。このことは、仮に、被取付部材と樹脂部材との間にシールを介装している場合だと、このシールの締め代変化が少なくて済むことになり、密封性の観点からも好ましい。

また、本発明は、被取付部材にねじ部品で締結される樹脂部材を製造する方法であって、前記樹脂部材に備えるねじ部品締結方向に沿う貫通孔に、その長さより短い金属カラーを埋没させるよう嵌合する工程と、前記樹脂部材において貫通孔の外側開口の周囲領域を塑性加工によって陥没させることにより、当該陥没部の内底面を前記金属カラーの外端面とほぼ面一とする工程とを含むことを特徴としている。

この構成では、樹脂部材に塑性加工によって陥没部を設けるように特定したものであり、基本的には、上記同様の作用、効果が得られる。

さらに本発明は、被取付部材にねじ部品で締結される樹脂部材を製造する方法であって、片面に隆起部分を有するとともにこの隆起部にねじ部品締結方向に沿う貫通孔が設けられた樹脂部材を用意し、この樹脂部材の貫通孔に、その長さより短い金属カラーを埋没させるよう嵌合する工程と、前記樹脂部材において貫通孔の外側開口周囲の隆起部分を塑性加工によって所定量潰すことにより、当該塑性加工面を前記金属カラーの外端面とほぼ面一とする工程とを含むことを特徴としている。

この構成では、樹脂部材が一定の厚みでなく、片面側に隆起した部分を有するものを前提にしていて、この隆起部分を塑性加工によって潰すように特定したものであり、基本的には、上記同様の作用、効果が得られる。

なお、上記製造方法において、前記金属カラーの嵌合工程と前記塑性加工の工程とを単一のプレス工具を用いた一回のプレス動作で連続して行うことが可能である。

この構成によれば、作業が分断する工程が少なくなるから、製造効率が向上し、コスト低減を図るうえで有利となる。

本発明によれば、比較的簡単かつ安価な構成で、かつ特別高強度でもないねじ部品を用いながら、ねじ部品の疲労破損や緩みを抑制または防止することが可能となり、信頼性向上に貢献できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１から図６に本発明の一実施形態を示している。

図１および図２において、１は被取付部材、２は樹脂部材、３は金属カラー、４はねじ部品としてのボルト、５はガスケットである。

被取付部材１は、所定位置にねじ孔１ａが設けられている。この被取付部材１は、例えばエンジンにおける鉄系金属、あるいはアルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽合金からなるシリンダヘッドとされる。

樹脂部材２は、板状とされており、その所定位置に板厚方向に貫通する貫通孔２ａが設けられている。この樹脂部材２は、例えばインテークマニホールドの吸入路下流側に設けられる板状の取付片とされる。すべての図において、インテークマニホールドの全体を示さずに、取付片の一部を示している。

この樹脂部材２の貫通孔２ａの外側開口部分には、例えば平面視ほぼ円形の陥没部２ｂが塑性加工により設けられている。この陥没部２ｂの内底面２ｃは、金属カラー３の外端面３ａとほぼ面一とされている。

金属カラー３は、その長さが樹脂部材２の板厚より短く、かつ樹脂部材２の貫通孔２ａ長さとほぼ同じにされている。この金属カラー３の素材としては、例えばＪＩＳ規格ＳＣＰ２７０やＪＩＳ規格ＳＵＳ等の金属とされる。

ボルト４は、例えばフランジ付六角ボルトとされており、外周にねじ溝が形成されたねじ軸部４ａと、ねじ軸部４ａの軸方向一端側に設けられる六角形状の頭部４ｂとを有する。頭部４ｂには、径方向外向きに延びるフランジ４ｃが一体に設けられており、このフランジ４ｃの内面が座面４ｄとされる。

そして、図１に示すように、樹脂部材２が被取付部材１に面接触された状態で、ボルト４が金属カラー３の内孔に挿通されて被取付部材１のねじ孔１ａに螺合されており、ボルト４の頭部４ｂの座面４ｄが樹脂部材２の陥没部２ｂの内底面２ｃおよび金属カラー３の外端面３ａに当接されている。

なお、樹脂部材２と被取付部材１との結合面に、ガスケット５が介在されている。このガスケット５は、Ｏリング、ラバーコーテッドメタル（ＲＣＭ）等とされるが、樹脂部材２をインテークマニホールドとする場合には、その吸入路の下流端を囲むように配置される。

そして、この実施形態では、図２に示すように、樹脂部材２の貫通孔２ａが金属カラー３よりわずかに長くなっていて、金属カラー３の外端面３ａが貫通孔２ａの外側開口端からわずかに埋没した状態になっている。そのため、ボルト４を被取付部材１のねじ孔１ａに螺合すると、ボルト４の座面４ｄが樹脂部材２の陥没部２ｂの内底面２ｃを少し押し潰した状態になり、その弾性復元力に伴う反力がボルト４に作用するとともに、ボルト４の座面４ｄに対し陥没部２ｂの内底面２ｃおよび金属カラー３の外端面３ａの摩擦力が作用するようになっている。

このような状態にしていれば、陥没部２ｂの内底面２ｃと金属カラー３の外端面３ａとを面一とする場合に比べて、陥没部２ｂの内底面２ｃおよび金属カラー３の外端面３ａに対するボルト４の座面４ｄの摩擦力を大きくすることが可能になり、ボルト４の緩み止め効果を増すことが可能になる。

次に、上述した樹脂部材２の製造方法について、図３から図６を参照して詳細に説明する。

まず、図３に示すように、貫通孔２ａを設けた樹脂部材２を適宜の作業台８上に載置しておいて、その樹脂部材２の貫通孔２ａの上方に、樹脂部材２の板厚Ｔ（貫通孔２ａの長さＬ１）より短い長さＬ２の金属カラー３を同軸上に配置する。この状態で、金属カラー３を、円柱形状のプレス工具９で下向きに加圧する。

このとき、プレス工具９の押し下げストロークについては、樹脂部材２の外面までとせずに、樹脂部材２の外面を所定量陥没させるように設定する。また、プレス工具９の外径Ｒ３は、必要な陥没部２ｂの外径Ｒ２にもよるが、ボルト４のフランジ４ｃの外径Ｒ１より大きく設定される。

つまり、図４に示すように、プレス工具９を樹脂部材２の外表面に当接させるまで押し下げた段階で、金属カラー３が樹脂部材２の貫通孔２ａ内に完全に嵌合されることになるが、この段階では、金属カラー３の下側端面が作業台８に届いておらず、所定量ｈだけ浮いた状態になっている。

そこで、図５に示すように、さらにプレス工具９を押し下げるのであるが、それに伴い金属カラー３の下側端面が作業台８上に当接すると、プレス工具９を停止させる。この停止位置では、プレス工具９が樹脂部材２の貫通孔２ａの外側開口およびその周囲を塑性変形させて陥没させることになり、陥没部２ｂが形成されることになる。この例では、プレス工具９の押し下げ量Ｓは、前記浮き量ｈと同じとしている。

このようにプレス工具９を下降させたままの状態（図５参照）では、陥没部２ｂの内底面２ｃつまりプレス工具９の下端面で形成される塑性加工面は、金属カラー３の外端面３ａと面一になるが、プレス工具９を上昇させて、樹脂部材２から引き離すと、図６に示すように、樹脂部材２において前記塑性加工して陥没させた部分つまり陥没部２ｂの内底面２ｃが、樹脂素材自体のスプリングバック現象により浮くことになって、陥没部２ｂの深さが浅くなるために、金属カラー３の外端面３ａが貫通孔２ａの外側開口より内側に所定量αだけ埋没した状態になる。この時点での樹脂部材２が完成品であり、図２に示したものと同じものとなる。

このようにして製造した樹脂部材２を被取付部材１に取り付けると、図１に示したような状態になる。

つまり、すでに上述したが、ボルト４を適宜の締め付けトルクで被取付部材１のねじ孔１ａに螺合すると、ボルト４の座面４ｄが、樹脂部材２の陥没部２ｂの内底面２ｃを所定量βだけ押し潰した状態になるとともに、金属カラー３の外端面に当接するようになる。この潰し量βは、前述した製造過程での浮き量αとほぼ等しい。

これにより、陥没部２ｂの内底面２ｃを押し潰した部分の弾性復元力がボルト４に作用するとともに、金属カラー３に対する加圧の反力もボルト４に作用するので、これらの反力および、ボルト４の座面４ｄに対する陥没部２ｂの内底面２ｃおよび金属カラー３の外端面３ａの摩擦力が、ボルト４の緩みを防止するように働く。

なお、前述した陥没部２ｂの内底面２ｃを押し潰した部分の弾性復元力は、樹脂部材２の素材、板厚、プレス工具９による加圧時間等によって決まるので、樹脂部材２の取付対象や使用条件等を考慮し、浮き量α（潰し量β）を必要に応じて適宜設定するのが好ましい。

以上説明したように、本実施形態では、次のような作用、効果が得られる。

まず、要するに、樹脂部材２の貫通孔２ａより短い金属カラー３を用いたうえで、樹脂部材２の貫通孔２ａの外側開口の周囲領域を金属カラー３の外端面３ａとほぼ面一となるように塑性加工しているから、高精度に加工された金属カラー３や高精度に寸法管理された樹脂部材２を用いなくて済み、それらを安価に調達することが可能になる等、コスト面で好ましい。

また、樹脂部材２を被取付部材１にボルト４で締結する場合、樹脂部材２に組み付けた金属カラー３の外端面３ａおよび陥没部２ｂの内底面２ｃに跨ってボルト４の頭部４ｂが当接する状態を確保することが可能になるから、従来例のようにボルト４の締め付けトルクを過大にして樹脂部材２の潰し代を大きくする必要がなくなる。

これにより、高強度でかつ高価なボルト４を用いずに済む結果となる。しかも、ボルト４の締め付けトルクが比較的小さくて済むから、塑性加工されてなる陥没部２ｂの内底面２ｃをボルト４の座面４ｄで弾性変形させても、その弾性変形部分が塑性変形状態に発展しにくくなり、ひいては、ボルト４を一旦緩めてから再度樹脂部材２を被取付部材１に締結する際に、樹脂部材２の初期締結時における締め付けトルクと変わらないレベルの締め付けトルクでボルト４を螺着することが可能になる。このことは、被取付部材１と樹脂部材２との間にガスケット５を介装している場合において、ガスケット５の締め代変化が少なくて済むことになり、密封性の観点からも好ましい。

さらに、上述した実施形態のように被取付部材１をエンジンのシリンダヘッドとする場合、高温になって樹脂部材２としてのインテークマニホールドへの熱影響が大きくなり、樹脂部材２のクリープ現象が増大することが懸念されるが、そのような場合でも、クリープによるボルト４の緩みを抑制または防止するうえで有利となる。

以下、本発明の他の実施形態を説明する。

（１）上記実施形態では、陥没部２ｂの内底面２ｃが塑性加工後のスプリングバック現象により浮くことを利用して、金属カラー３の外端面３ａを貫通孔２ａの外側開口より内側に所定量αだけ埋没させた状態にしているが、金属カラー３の外端面３ａと陥没部２の内底面２ｃとを面一とすることも可能である。

このようにするための方法を説明する。

まず、第１の方法を図７から図９に示して説明する。つまり、陥没部２ｂを塑性加工した後でのスプリングバック現象による浮き量（例えば図８のα１参照）を予め調べておき、この浮き量α１を見込んで、図７に示すように下端面に円形凹部９ａを設けたプレス工具９を用いて、樹脂部材２において金属カラー３の外端面３ａの外周領域を当該外端面３ａより下側へ深く塑性加工するようにする。

なお、前記円形凹部９ａの深さＺは、前記浮き量α１とほぼ等しく設定される。

このような塑性加工の後で、プレス工具９を上昇させると、塑性加工した部分、つまり樹脂部材２において金属カラー３の外端面３ａの外周領域がスプリングバック現象により所定量α１だけ浮くことになって、陥没部２の内底面２ｃが金属カラー３の外端面３ａと面一になるのである。

このようにして製造した樹脂部材２を被取付部材１に取り付けると、図９に示すような状態になる。

第２の方法を図１０から図１２に示して説明する。つまり、図１０に示すように上面に円形凹部８ａを設けた作業台８上に樹脂部材２を載置しておいて、上記実施形態の図３で示したプレス工具９と同一のプレス工具９で金属カラー３を樹脂部材２の貫通孔２ａ内に圧入嵌合するとともに、樹脂部材２において貫通孔２ａの外側開口の外周領域を陥没させるように塑性加工する。

但し、このとき、図１０に示すように、金属カラー３の下側端面を樹脂部材２の貫通孔２ａの下側開口から所定量Ｚ１だけ突出させて作業台８の円形凹部８ａ内に入れた状態とする。

こうしてからプレス工具９を上昇させると、図１１に示すように、塑性加工して得た陥没部２ｂの内底面２ｃつまり樹脂部材２における貫通孔２ａの外周領域は、スプリングバック現象によって金属カラー３の外端面３ａより上側に所定量α２だけ浮くことになる。言い換えれば、金属カラー３の外端面３ａが貫通孔２ａの上側（外側）開口より下側（内側）に所定量α２だけ埋没した状態になる。

この後で、図１２に示すように、下側に突出している金属カラー３を上向きに押し上げることによって、金属カラー３の下側端面を樹脂部材２の下面と面一とすれば、金属カラー３の外端面３ａが陥没部２の内底面２ｃと面一になる。

ここで、上述した塑性加工時に金属カラー３を下側へ突出させる量Ｚ１についても、上記第１の方法と同様、前記浮き量α２とほぼ等しく設定される。つまり、前記浮き量α２を予め実験等により経験値としておき、この浮き量α２を予め見込んで、前記突出量Ｚを管理するようにすればよいのである。

このようにして製造した樹脂部材２を被取付部材１に取り付けると、上記第１の方法と同様、図９に示すような状態になる。

以上説明したように、金属カラー３の外端面３ａを陥没部２の内底面２ｃと面一にした場合、ボルト４を所定の締め付けトルクで螺合すると、ボルト４の座面４ｄで陥没部２ｂの内底面２ｃと金属カラー３とをほぼ均等に加圧することが可能になる。この場合も、上記実施形態とほぼ同様、ボルト４の緩みを防止することができる。

（２）上記（１）で説明した第１、第２の方法は、図１から図６に示した実施形態のように、金属カラー３の外端面３ａを貫通孔２ａの外側開口より内側に所定量αだけ埋没させるような場合にも、利用することができる。

但し、その場合、図７に示す突出量Ｚまたは図１０に示す突出量Ｚ１は、塑性加工して得る陥没部２ｂの内底面２ｃつまり樹脂部材２における貫通孔２ａの外周領域の浮き量（図２のα参照）より小さくする必要がある。

（３）上記各実施形態では、樹脂部材２に陥没部２ｂを設けた例を挙げているが、例えば図１３および図１４に示すように、樹脂部材２についてその貫通孔２ａの外側開口側領域が他領域より隆起しているようなものの場合、上記実施形態のような陥没部２ｂを設けるのではなく、隆起部２ｅを塑性加工により所定量だけ押し潰すことにより、金属カラー３の外端面３ａと隆起部２ｅにおける塑性加工面とをほぼ面一にすることができる。

このような樹脂部材２を製造する方法について、図１５から図１７を参照して詳細に説明する。

まず、図１５に示すように、片面に隆起部分２ｅを有するとともにこの隆起部２ｅに貫通孔２ａが設けられた樹脂部材２を用意し、この樹脂部材２を適宜の作業台８上に載置する。このとき、隆起部２ｅが上になるように作業台８上に載置する。

この樹脂部材２の貫通孔２ａの上方に、樹脂部材２の隆起部２ｅにおける板厚Ｔ１（貫通孔２ａの長さＬ４）より短い長さＬ２の金属カラー３を同軸上に配置する。この状態で、金属カラー３をプレス工具９で下向きに加圧する。

このとき、プレス工具９の押し下げストロークについては、樹脂部材２の隆起部２ｅの表面までとせずに、樹脂部材２の隆起部２ｅを所定量押し下げるように設定する。また、プレス工具９の外径Ｒ３は、塑性加工前の隆起部２ｅの外径Ｒ４より大きく設定される。

つまり、図１６に示すように、プレス工具９を樹脂部材２の隆起部２ｅ表面まで押し下げた段階で、金属カラー３が樹脂部材２の貫通孔２ａ内に完全に嵌合されることになるが、この段階では、金属カラー３の下側端面が作業台８に届いておらず、所定量ｈ１だけ浮いた状態になっている。

そこで、図１７に示すように、さらにプレス工具９を押し下げるのであるが、それに伴い金属カラー３の下側端面が作業台８上に当接すると、プレス工具９を停止させる。この停止位置では、プレス工具９が樹脂部材２の隆起部２ｅを塑性変形させて押し潰すことになり、隆起部２ｅの高さが低くなる。この例では、プレス工具９の押し下げ量Ｓ１は、前記浮き量ｈ１と同じとしている。

このようにプレス工具９を下降させたままの状態（図１７参照）では、隆起部２ｅの表面つまりプレス工具９の下端面による塑性加工面は、金属カラー３の外端面３ａと面一になっているが、プレス工具９を上昇させて、樹脂部材２から引き離すと、図１４に示すように、樹脂部材２において前記塑性加工して潰した面つまり隆起部２ｅの表面が、樹脂素材自体のスプリングバック現象により浮くことになるために、金属カラー３の外端面３ａが貫通孔２ａの外側開口より内側に所定量αだけ埋没した状態になる。この段階での樹脂部材２が完成品となり、この段階（図１４参照）における隆起部２ｅの外径Ｒ４’は、塑性加工前の外径Ｒ４より拡大している。

このようにして製造した樹脂部材２を被取付部材１に取り付けると、図１３に示したような状態になる。このときに、ボルト４を適宜の締め付けトルクで被取付部材１のねじ孔１ａに螺合すると、ボルト４の座面４ｄが、樹脂部材２の隆起部２ｅを所定量βだけ押し潰した状態になるとともに、金属カラー３の外端面に当接するようになる。この潰し量βは、前述した製造過程での浮き量αとほぼ等しい。

これにより、隆起部２ｅを押し潰した部分の弾性復元力がボルト４に作用するとともに、金属カラー３に対する加圧の反力もボルト４に作用するので、これらの反力および、ボルト４の座面４ｄに対する隆起部２ｅの表面および金属カラー３の外端面３ａの摩擦力が、ボルト４の緩みを防止するように働く。

（４）上記各実施形態では、金属カラー３の嵌合作業と塑性加工を行う作業とを一回のプレス動作でもって行うようにしているが、別々に行うようにしてもよい。

（５）上記各実施形態では、ねじ部品としてフランジ付六角ボルト４などのおねじを例に挙げているが、例えばナットおよびスタッドを用いることも可能である。

その一例を、図１８に示して説明する。まず、被取付部材１のねじ孔１ａには、スタッド６の逆ねじ軸部６ａが螺合されることで植設されている。

そして、樹脂部材２の貫通孔２ａの外側開口部分には、図１と同様に、例えば平面視ほぼ円形の陥没部２ｂが塑性加工により設けられている。

このような場合、被取付部材１の外面から突出しているスタッド６の正ねじ軸部６ｂに、樹脂部材２の金属カラー３の内孔を挿通させつつ、樹脂部材２を被取付部材１に面接触させておき、その状態で、樹脂部材２の金属カラー３から突出しているスタッド６の正ねじ軸部６ｂにナット７を螺着する。このとき、ナット７の下側の座面７ａが、金属カラー３の外端面３ａと塑性加工面２ｃとに跨って当接されている。これによって、樹脂部材２が被取付部材１に面接触された状態で締結される。

この実施形態の場合も、上記実施形態と同様の作用、効果が得られる。但し、この実施形態の場合には、高強度でかつ高価なスタッド６やナット７を用いずに済む。なお、ナット７については、フランジ付ナットであってもよい。

本発明に係る樹脂部材の締結構造を示す断面図である。 図１の樹脂部材を被取付部材に締結する前の分離状態を示す断面図である。 図１の樹脂部材を製造する方法を示す断面図である。 図３の続き説明するための断面図である。 図４の続き説明するための断面図である。 図３から図５の工程を経て得た樹脂部材単体を示す断面図である。 本発明に係る樹脂部材の製造方法の他実施形態で、図５に対応する図である。 図７の実施形態で、塑性加工後の樹脂部材単体を示す断面図である。 図８の樹脂部材を用いた締結構造で、図１に対応する図である。 本発明に係る樹脂部材の製造方法の他実施形態で、図５に対応する図である。 図１０の塑性加工後にプレス工具を上昇させた状態を示す断面図である。 図１１の続きを説明するための断面図である。 本発明に係る樹脂部材の締結構造の他実施形態で、図１に対応する図である。 図１３の実施形態で、図２に対応する図である。 図１３および図１４の樹脂部材を製造する方法を示す断面図である。 図１５の続きを説明するための断面図である。 図１６の続きを説明するための断面図である。 本発明に係る樹脂部材の締結構造の他実施形態で、図１に対応する図である。 従来例に係る樹脂部材の締結構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 被取付部材
１ａ 被取付部材のねじ孔
２ 樹脂部材
２ａ 樹脂部材の貫通孔
２ｂ 樹脂部材の陥没部
２ｃ 陥没部の内底面
３ 金属カラー
３ａ 金属カラーの外端面
４ ボルト（ねじ部品）
４ｂ ボルトの頭部
４ｄ ボルトの座面
８ 作業台
９ プレス工具

Claims (9)

1. 被取付部材に樹脂部材を面接触させた状態でねじ部品で締結された構造であって、
   前記樹脂部材は、前記ねじ部品の締結方向に沿う貫通孔を有し、この貫通孔の外側開口の周囲領域が、前記貫通孔にその長さより短い金属カラーが嵌合された後で前記金属カラーの外端面とほぼ面一となるように塑性加工されていて、
   この塑性加工面と前記金属カラーの外端面とに跨って前記ねじ部品の座面が当接されていることを特徴とする樹脂部材の締結構造。
2. 被取付部材に樹脂部材を面接触させた状態でねじ部品で締結された構造であって、
   前記樹脂部材は、前記ねじ部品の締結方向に沿う貫通孔を有し、この貫通孔の外側開口の周囲領域が、前記貫通孔にその長さより短い金属カラーが嵌合された後で前記金属カラーの外端面とほぼ面一となるように塑性加工により陥没されており、
   前記塑性加工面つまり前記陥没部分の内底面と前記金属カラーの外端面とに跨って前記ねじ部品の座面が当接されていることを特徴とする樹脂部材の締結構造。
3. 被取付部材に樹脂部材を面接触させた状態でねじ部品で締結された構造であって、
   前記樹脂部材は、前記ねじ部品の締結方向に沿う貫通孔を有し、この貫通孔の外側開口の周囲領域が、塑性加工前において他領域よりも隆起されていて、かつ、前記貫通孔にその長さより短い金属カラーが嵌合された後で、前記貫通孔の外側開口が前記金属カラーの外端面とほぼ面一となるように前記隆起部が塑性加工により所定量潰されており、
   前記塑性加工面と前記金属カラーの外端面とに跨って前記ねじ部品の座面が当接されていることを特徴とする樹脂部材の締結構造。
4. 請求項１から３のいずれかにおいて、前記ねじ部品は、頭付のおねじとされ、前記被取付部材には、前記おねじが螺合されるねじ孔が設けられていることを特徴とする樹脂部材の締結構造。
5. 請求項１から３のいずれかにおいて、前記ねじ部品は、ナットおよびスタッドからなり、前記被取付部材には、前記スタッドが螺合植設されるねじ孔が設けられていることを特徴とする樹脂部材の締結構造。
6. 被取付部材にねじ部品で締結される樹脂部材を製造する方法であって、
   前記樹脂部材に備えるねじ部品締結方向に沿う貫通孔に、その長さより短い金属カラーを埋没させるよう嵌合する工程と、
   前記樹脂部材において貫通孔の外側開口の周囲領域を塑性加工によって押し潰すことにより、当該塑性加工面を前記金属カラーの外端面とほぼ面一とする工程とを含むことを特徴とする樹脂部材の製造方法。
7. 被取付部材にねじ部品で締結される樹脂部材を製造する方法であって、
   前記樹脂部材に備えるねじ部品締結方向に沿う貫通孔に、その長さより短い金属カラーを埋没させるよう嵌合する工程と、
   前記樹脂部材において貫通孔の外側開口の周囲領域を塑性加工によって陥没させることにより、当該陥没部の内底面を前記金属カラーの外端面とほぼ面一とする工程とを含むことを特徴とする樹脂部材の製造方法。
8. 被取付部材にねじ部品で締結される樹脂部材を製造する方法であって、
   片面に隆起部分を有するとともにこの隆起部にねじ部品締結方向に沿う貫通孔が設けられた樹脂部材を用意し、この樹脂部材の貫通孔に、その長さより短い金属カラーを埋没させるよう嵌合する工程と、
   前記樹脂部材において貫通孔の外側開口周囲の隆起部分を塑性加工によって所定量潰すことにより、当該塑性加工面を前記金属カラーの外端面とほぼ面一とする工程とを含むことを特徴とする樹脂部材の製造方法。
9. 請求項６から８のいずれかにおいて、前記金属カラーの嵌合工程と前記塑性加工の工程とを単一のプレス工具を用いた一回のプレス動作で連続して行うことを特徴とする樹脂部材の製造方法。

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