JP2010264694A - Method of press-fitting insert fitting - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱可塑性樹脂製品に形成された穴に、加熱されて昇温したインサート金具を圧入するインサート金具の圧入方法に関する。 The present invention relates to a method for press-fitting an insert fitting that press-fits an insert fitting that has been heated and heated in a hole formed in a thermoplastic resin product.
合成樹脂製品(以下、単に樹脂製品とする)と他の部品或いは構造物とを結合するため、樹脂製品にねじ穴を設けることがある。しかし、このねじ穴に直接ボルト等を螺合したとき、ボルトを介して加えられた負荷によりねじ穴のねじ面が破壊されたり、クリープによりボルトとねじ穴との螺合が緩んだりするので、ボルトとねじ穴との螺合力を強くすることは難しい。 In order to couple a synthetic resin product (hereinafter simply referred to as a resin product) and other parts or structures, a screw hole may be provided in the resin product. However, when a bolt or the like is screwed directly into this screw hole, the screw surface of the screw hole is destroyed by the load applied through the bolt, or the screw and screw screw are loosened by creep, It is difficult to increase the screwing force between the bolt and the screw hole.
そのため、樹脂製品にナット等をインサートして、そのナットにボルトを螺合して用いることが行われている。そのインサート方法としては、樹脂製品の成形時にナットを成形型にインサートする方法、接着技術を用いてナットを樹脂製品の穴に結合する方法、加熱したナットを樹脂製品の穴に圧入する方法等が挙げられる。それぞれの方法には一長一短があるが、圧入方法が最も簡便な方法といえる。 Therefore, a nut or the like is inserted into a resin product, and a bolt is screwed onto the nut. The insertion method includes a method of inserting a nut into a mold during molding of a resin product, a method of bonding a nut to a hole of a resin product using an adhesion technique, a method of press-fitting a heated nut into a hole of a resin product, and the like. Can be mentioned. Each method has advantages and disadvantages, but the press-fitting method is the simplest method.
特許文献1に開示されている「インサートの圧入装置」は、樹脂成形品の埋め込み穴に挿入されたインサートを加熱する加熱棒と、インサートを押さえる押さえ部と共に空気を吹き出す吹出口が設けられた固定棒とを備えている。この装置によれば、インサートを介して熱せられて軟化した樹脂が、吹出口から吹き出される空気により早急に冷やされ、軟化樹脂の固化時間が短縮されるようになっている。
The “insert press-fitting device” disclosed in
特許文献2に開示されている「ヒートインサート構造」は、インサート金具を圧入する穴部に座ぐり部を設け、その座ぐり部の内縁部に面取り部を設けている。このような構成の穴部に対して、加熱されたインサート金具を圧入している。その圧入により溶かされてバリとなった樹脂は、穴部の外にはみ出すことなく、座ぐり部に留まるようになっている。
In the “heat insert structure” disclosed in
特許文献3に開示されている「圧入方法」においては、圧入部材を取り付けた圧入冶具を、加熱状態で射出成形品の孔の内壁面に接触させながら通過させ、内壁面が溶融状態となった孔に対して圧入部材の圧入を行うようになっている。
In the “press-fitting method” disclosed in
熱可塑性樹脂には、結晶性樹脂と非結晶性樹脂とがあり、結晶性樹脂にはある温度以上に昇温すると溶融して粘度が著しく低下するという性質があり、その温度を溶融温度という。また、非結晶性樹脂には結晶性樹脂のようにある温度を境に熱的性状が明確に変化するという性質がない。そのため、ABSやポリスチロールのような非結晶性樹脂は、軟化状態から溶融状態への変化が徐々に起きるので、加熱インサート金具を圧入する際のインサート金具の温度管理は容易と言える。しかし、結晶性樹脂は、溶融温度を過ぎれば直ちに粘度が低下するため、インサート金具の圧入によりその一部が、インサート金具と樹脂の間から漏れ出ることも起こり得る。また、結晶性樹脂は固化するときの収縮量が大きいので、インサート金具と樹脂との間に隙間が生じることがある。このため、結晶性樹脂製品に対して、圧入されたインサート金具の強い固定力を得ることは容易ではない。 Thermoplastic resins include crystalline resins and non-crystalline resins. Crystalline resins have the property of melting when the temperature rises above a certain temperature and the viscosity is significantly reduced, and this temperature is called the melting temperature. In addition, the amorphous resin does not have the property that the thermal properties clearly change at a certain temperature, unlike the crystalline resin. For this reason, since amorphous resins such as ABS and polystyrene gradually change from a softened state to a molten state, it can be said that the temperature management of the insert fitting when press-fitting the heated insert fitting is easy. However, since the viscosity of the crystalline resin immediately decreases after the melting temperature, a part of the crystalline resin may leak from between the insert metal and the resin due to the press fitting of the insert metal. In addition, since the crystalline resin has a large amount of shrinkage when solidified, a gap may be formed between the insert fitting and the resin. For this reason, it is not easy to obtain a strong fixing force of the press-fitted insert metal fitting to the crystalline resin product.
特許文献1〜3に開示されている加熱インサート金具の樹脂製品への圧入方法は、結晶性樹脂製品に対する圧入に関わる上記問題については不問にされている。
更に、特許文献1の圧入方法によれば、インサートを加熱する時間が圧入の1工程毎に必要であり、時間短縮の問題が伴う。特許文献2の圧入方法によれば、座ぐり部を設けることが必須であり、完成後の製品は意匠的制約を受ける。特許文献3の圧入方法によれば、樹脂製品に圧入冶具の通過が可能な貫通孔が必須であり、有底穴には適用できない。
The method for press-fitting a heating insert fitting into a resin product disclosed in
Furthermore, according to the press-fitting method of
本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、結晶性の熱可塑性樹脂製品の穴に加熱されたインサート金具を圧入する際、樹脂を不必要に溶融することなく圧入できると共に、十分な固定力が得られるインサート金具の圧入方法を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such a problem, and its purpose is to make the resin unnecessary when press-fitting a heated insert metal fitting into a hole of a crystalline thermoplastic resin product. An object of the present invention is to provide a method for press-fitting an insert metal fitting which can be press-fitted without melting and can obtain a sufficient fixing force.
上記問題を解決するために請求項1に記載のインサート金具の圧入方法の発明は、熱可塑性樹脂製品の穴に加熱されたインサート金具を圧入するインサート金具の圧入方法において、前記熱可塑性樹脂は結晶性樹脂であり、その溶融温度以上に加熱されたインサート金具を前記穴に圧入する際、その一部を圧入することにより前記インサート金具の熱を前記熱可塑性樹脂に伝達し、前記インサート金具の表面温度が前記伝達により前記溶融温度よりも低くなるまで圧入を一時停止した後、前記穴に対する前記インサート金具の圧入を再開して、圧入を完了させることを特徴とするものである。なお、ここに用いられた「穴」は、有底穴及び貫通孔のいずれをも意味するものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of the press fitting method of the insert fitting according to
請求項1に記載の発明によれば、インサート金具を結晶性樹脂の溶融温度以上に加熱し、そのインサート金具を樹脂製品の穴に圧入する際、その一部を圧入した状態で、インサート金具の表面温度が溶融温度よりも低くなるまで圧入を一時停止し、その後に穴に対するインサート金具の圧入を再開して、圧入を完了させるようにした。このため、インサート金具は、穴の表面側の樹脂を溶融しながら穴に圧入される。そして、圧入が一時停止されている間に、インサート金具は、その熱が樹脂を溶融及び軟化するために奪われ、その温度が樹脂の溶融温度よりも低くなる。少なくとも表面温度が樹脂の溶融温度よりも下がったインサート金具を樹脂製品の穴に更に圧入することにより、インサート金具は、樹脂を溶融することなく、軟化した穴に圧入されて圧入が完了する。従って、溶融樹脂が漏れ出たり収縮したりして樹脂とインサート金具との間に隙間が生じることにより、樹脂製品に対するインサート金具の固定力が低下することが未然に防止される。
According to the invention described in
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のインサート金具の圧入方法において、前記インサート金具は、前記穴の軸方向に沿って自立できる深さに圧入された後に一時停止されることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the press-fitting method of the insert metal fitting according to the first aspect, the insert metal fitting is temporarily stopped after being press-fitted to a depth capable of self-supporting along the axial direction of the hole. It is a feature.
請求項2に記載の発明によれば、インサート金具を、穴の軸方向に沿って自立できる深さに圧した後に圧入を一時停止するようにした。このため、インサート金具の圧入を一時停止する間、圧入装置によりインサート金具を支持する必要がない。従って、インサート金具の熱は、無駄に圧入装置に伝達されることなく樹脂に効率よく伝達されて、樹脂を軟化させることができる。 According to the second aspect of the present invention, the press fitting is temporarily stopped after the insert fitting is pressed to a depth at which the insert fitting can be self-supported along the axial direction of the hole. For this reason, it is not necessary to support the insert fitting by the press-fitting device while the press fitting of the insert fitting is temporarily stopped. Therefore, the heat of the insert fitting can be efficiently transmitted to the resin without being wastedly transmitted to the press-fitting device, and the resin can be softened.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のインサート金具の圧入方法において、前記インサート金具は、前記樹脂製品と他の部品或いは構造物とを結合するための結合具であることを特徴とするものである。
The invention described in
請求項3に記載の発明によれば、雌ねじ或いは雄ねじが形成された結合具をインサート金具として樹脂製品の穴に圧入するようにした。このため、樹脂製品に強く固定された結合具により、樹脂製品と他の部品或いは構造物との強い結合が可能となった。 According to the third aspect of the present invention, the coupler formed with the female screw or the male screw is press-fitted into the hole of the resin product as an insert fitting. For this reason, strong coupling | bonding of the resin product and other components or structures was attained by the coupling tool fixed to the resin product strongly.
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のうちいずれか一項に記載のインサート金具の圧入方法において、前記インサート金具には鍔部が設けられ、一方、前記樹脂製品の穴の表面側には拡径部が設けられ、前記鍔部が前記拡径部に嵌合することを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the insert fitting press-fitting method according to any one of the first to third aspects, wherein the insert fitting is provided with a flange portion, while the surface of the hole of the resin product is provided. An enlarged diameter portion is provided on the side, and the flange portion is fitted to the enlarged diameter portion.
請求項4に記載の発明によれば、樹脂製品の穴の表面側に設けられた拡径部にインサート金具の鍔部を嵌合するようにした。このため、樹脂製品の穴にインサート金具を圧入したときに生じたバリが、拡径部に漏れ出したとしても、そのバリを鍔部が覆い隠すので、見栄えを損なうことなく樹脂製品に対するインサート金具の圧入を行うことができる。
According to the invention described in
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のうちいずれか一項に記載のインサート金具の圧入方法において、前記インサート金具の本体部の外周面は凹凸状面となっていることを特徴とするものである。
The invention according to
請求項5に記載の発明によれば、軟化した樹脂が、インサート金具の本体部の外周に形成された凹凸状面に密着するので、樹脂製品に対してインサート金具を強く固定することができる。
According to the invention described in
本発明によれば、加熱されたインサート金具の圧入を一時停止させ、その間に、インサート金具の熱を樹脂製品に伝達し、樹脂製品の穴の内壁面を軟化させることにより、温度が下がった状態で圧入を再会したインサート金具が、樹脂を溶融することなく、圧入を完了させることができる。従って、樹脂製品に対するインサート金具の強い固定力が得られるインサート金具の圧入方法を提供することができる。 According to the present invention, the press-fitting of the heated insert metal fitting is temporarily stopped, while the heat of the insert metal fitting is transmitted to the resin product, and the inner wall surface of the hole of the resin product is softened, thereby reducing the temperature. The insert fitting that has been recombined with the press fitting can complete the press fitting without melting the resin. Therefore, it is possible to provide a method for press-fitting an insert fitting that provides a strong fixing force of the insert fitting to a resin product.
(実施形態)
以下、本発明を具体化した実施形態を図1〜図4を用いて説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態の圧入方法に用いられるインサート金具としての鋼製のナット1は、中心部において上下に貫通する雌ねじ3を有し、円盤状の鍔部2と円筒状の本体部4とからなっている。また、本体部4の外周はローレット加工による凹凸状面となっている。本体部4の先端は、面取り部4aとなっている。そして、結晶性熱可塑性樹脂の樹脂製品5には、ナット1が圧入される穴6が形成され、その穴6の表面側には拡径部7が形成されている。本実施形態の樹脂製品5は高密度ポリエチレン(HDPE)の成形品である。
(Embodiment)
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG.1 and FIG.2, the
ナット1の鍔部2の直径D12は、樹脂製品5の拡径部7の直径D22に対して遊嵌可能な寸法となっている。ナット1の本体部4の直径D11は、樹脂製品5の穴6の直径D21よりも大きく、穴6に対するナット1の圧入が完了した時の圧入代9(図4に示す)が得られるようになっている。
The diameter D <b> 12 of the
また、ナット1の全長L11と穴6の全深さL21とは同一寸法となっているが、ナット1の本体部4の長さL12は、穴6の深さL22よりも長くなっている。この長さの差の分だけ、穴6に対するナット1の圧入が完了した時点で、鍔部2の下面と拡径部7の環状平面部7aとの間に溶融して漏れ出たバリを収容することが可能な隙間ができる。
Further, the total length L11 of the
次に、図3及び図4を用いて、本実施形態のナット1の樹脂製品5に対する圧入方法を説明する。
図3に示すように、図示しない加熱装置により加熱され、HDPEの溶融温度の130度C以上の温度となったナット1の一部を、図示しない圧入装置を用いて樹脂製品5の穴6に圧入した状態で圧入を一時停止させる。この時の、ナット1の圧入深さL3は、特に限定されるものではないが、浅ければ、ナット1が一時停止している間に自立していることが難しく、圧入装置によってナット1の姿勢を支持しなければならない。そして、ナット1を支持している間、圧入装置は他のインサート金具の圧入に関わることができず、作業効率が悪くなる。また、ナット1の圧入深さL3が深くなれば、穴6の内壁面の圧入深さL3の相当分が一気に溶融することになり、結果として、ナット1の周囲と穴6との間に隙間ができる等して、ナット1の樹脂製品5に対する所定の固定力が得られない。従って、ナット1の圧入深さL3は、自立可能な深さと本体部4の長さL12の四分の一程度の深さとの間にあることが好ましい。
Next, a method for press-fitting the
As shown in FIG. 3, a portion of the
そして、ナット1が穴6において一時停止している間に、ナット1の熱は穴6の被圧入部を介して樹脂製品5に伝達され、穴6の内壁面を軟化させる。同時に、ナット1は熱を奪われるので、その温度が下がって、130度Cの溶融温度よりも下がる。このように、少なくともナット1の表面温度が溶融温度よりも下がった時、好適には、125度C以下となった時、ナット1の穴6に対する圧入を再開すれば、ナット1は穴6の内壁面を溶融させることなく圧入され、圧入が完了する。
Then, while the
図4に示すように、樹脂製品5内に圧入されたナット1は、その本体部4が周囲の圧入代9を圧縮させた状態となっている。このため、本体部4の外周の凹凸状面に樹脂製品5を形成する樹脂(HDPE)が密着状態で固化しているので、ナット1は樹脂製品5に対して強固に固定される。
As shown in FIG. 4, the
また、拡径部7に嵌合した鍔部2の下面と拡径部7の環状平面部7aとの間には、ナット1の圧入が一時停止している時に、溶融して漏れ出たバリが収容されそのまま固化している。従って、バリの外部への漏出が未然に防止されるばかりか、バリの存在のために鍔部2の下面と拡径部7の環状平面部7aとの当接部の密着により摩擦力が増すことになり、樹脂製品5に対するナット1の抗回転力が得られる。
Further, a burr that has melted and leaked between the lower surface of the
なお、HDPEの溶融温度には、樹脂メーカーによって、或いはグレードによって幅があるので、本実施形態においては、温度を変化させたナット1を樹脂製品5に宛がうことにより、樹脂製品5を形成する樹脂(HDPE)が溶融を開始したときの温度を、溶融温度としている。従って、樹脂製品5に対して加熱したインサート金具を圧入するため、本発明の圧入方法を実施するには、樹脂製品5を形成する樹脂の個別の溶融温度を測定することが好ましい。
Since the melting temperature of HDPE varies depending on the resin manufacturer or grade, in this embodiment, the
従って、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、ナット1を樹脂(HDPE)の溶融温度以上に加熱し、ナット1の一部を穴6に圧入した状態で、ナット1の表面温度がその溶融温度よりも低くなるまで圧入を一時停止し、その後に穴6に対するナット1の圧入を再開して、圧入を完了させるようにした。このため、ナット1は、穴6の表面側の溶融部8で樹脂を溶融しながら穴6の所定深さに圧入された後に一時停止される。そして、温度が下がったナット1を樹脂製品5の穴6に更に圧入することにより、ナット1は、穴6の内壁面の樹脂を溶融することなく、内壁面が軟化した穴6に圧入されて圧入が完了する。従って、溶融樹脂が漏れ出たり収縮したりして樹脂とナット1との間に隙間が生じることが未然に防止され、樹脂製品5に対するナット1の強い固定力が得られるインサート金具の圧入方法を提供することができる。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the above-described embodiment, the surface temperature of the
(2)上記実施形態では、ナット1を、穴6の軸方向に沿って自立できる深さに圧した後に圧入を一時停止するようにした。このため、ナット1の圧入を一時停止する間、圧入装置によりナット1を支持する必要がない。従って、ナット1の熱は、無駄に圧入装置に伝達されることなく樹脂に効率よく伝達されて、樹脂を軟化させることができる。
(2) In the above embodiment, the press-fitting is temporarily stopped after the
(3)上記実施形態では、一時停止したナット1の圧入を、ナット1の表面温度が樹脂の溶融温度よりも5度以上低くなってから再開するようにした。このため、ナット1は、樹脂製品5の穴6の内壁面が十分に軟化した時に圧入され、その周囲に密着した状態で樹脂が固化するので、樹脂製品5に対してナット1を強く固定することができる。
(3) In the above-described embodiment, the press-fitting of the
(4)上記実施形態では、樹脂製品5の穴6の表面側に設けられた拡径部7にナット1の鍔部2を嵌合するようにした。このため、樹脂製品5の穴6にナット1を圧入したときに生じたバリが、拡径部7に漏れ出たとしても、そのバリを鍔部2が覆い隠すので、見栄えを損なうことなく樹脂製品5に対するナット1の圧入を行うことができる。
(4) In the above-described embodiment, the
(5)上記実施形態では、軟化した樹脂が、ナット1の本体部4の外周に形成された凹凸状面に密着するので、樹脂製品5に対してナット1を強く固定することができる。
(変更例)
なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ ナット1には鍔部2を設けたが、鍔部2を設けず一様な径の外周の本体部4のみとし、樹脂製品5には拡径部7を設けず穴6のみとすること。
・ 本体部4を円筒状としたが、六角筒状体等の多角形筒状体とすること。
・ 本体部4の外周をローレット加工による凹凸状面としたが、滑らかな曲面とすること。
・ 穴6を有底穴としたが、上下に貫通する貫通孔とすること。
・ インサート金具としてナット1を樹脂製品5の穴6に圧入したが、ボルトの頭部を樹脂製品5の穴6に圧入して、ボルトのねじ部を樹脂製品5外へ露出させること。
(5) In the above embodiment, since the softened resin is in close contact with the uneven surface formed on the outer periphery of the
(Example of change)
In addition, the said embodiment can also be changed and actualized as follows.
The
-Although the
-Although the outer periphery of the
-Although the
-Although the
L22…深さ、2…鍔部、4…本体部、5…樹脂製品、6…穴、7…拡径部。 L22: Depth, 2 ... Ridge part, 4 ... Body part, 5 ... Resin product, 6 ... Hole, 7 ... Diameter-expanded part.
Claims (5)
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JP2009118924A JP2010264694A (en) | 2009-05-15 | 2009-05-15 | Method of press-fitting insert fitting |
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CN114833324A (en) * | 2021-02-01 | 2022-08-02 | 丰田自动车株式会社 | Cast member joined to insert and method for manufacturing forged member |
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