JP2011148212A - Press-fitting method and press-fitting apparatus to synthetic resin molding of nut - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は合成樹脂成形ケース部体、その他の合成樹脂部材に締着ないし取付けのためのナットを埋設する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for embedding a nut for fastening or attachment to a synthetic resin molded case part or other synthetic resin member.
合成樹脂成形体に形成されたインサートホールにナットを埋設し、螺子を用いて機器部体を構成し、或いは蓋やカバーなどを固定することは従来から種々に実施されている。このナットの埋設のため従来採用されている方法はインサートホールをナットを介して加熱して軟化させ、その状態で押し込んで前記ナットを所定の深さまで圧入するものである(例えば、特許文献1、特許文献2など)。
Various methods have been conventionally employed in which a nut is embedded in an insert hole formed in a synthetic resin molded body and a device part is configured using a screw, or a lid, a cover, or the like is fixed. A conventionally employed method for embedding this nut is to heat and soften the insert hole through the nut, and push the nut into a predetermined depth by pressing in that state (for example,
特許文献1(特開昭62−142632号公報)には次のような技術が開示されている。
インサートであるナットを載置して加熱するための加熱板(電熱板)を用い、この加熱板上でナットを所定温度に加熱しておき、その加熱されているナットに、治具(工具)の回転軸先端に固定された保持部体を螺合させて取り出す。次いで、加熱ナットを、治具の回転軸で回転させながら合成樹脂成形体(ワーク)のインサートホールに圧入し、その保有熱量によって周囲合成樹脂を軟化させながら埋設する。
Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 62-142632) discloses the following technique.
Using a heating plate (electric heating plate) for placing and heating the nut as an insert, the nut is heated to a predetermined temperature on this heating plate, and a jig (tool) is attached to the heated nut. The holding part fixed to the tip of the rotating shaft is screwed and taken out. Next, the heating nut is pressed into the insert hole of the synthetic resin molding (work) while being rotated by the rotating shaft of the jig, and the surrounding synthetic resin is buried while being softened by the amount of heat retained.
一方、特許文献2(特開平11−325029号公報)には次のような技術が記載されている。
樹脂部品に、超音波振動を用いて締結用金属部材となる、外周に格子状に溝が形成されたあやめローレット形状の金属ねじを圧入することは、従来から行われている。超音波振動により樹脂部品と金属ねじの間に摩擦熱が生じ、樹脂部品が溶融し、溶融した樹脂が金属ねじの溝内に充填されながら金属ねじは樹脂部品に圧入される。
On the other hand, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-325029) describes the following technique.
It has hitherto been performed to press-fit a knurled metal screw, which is a fastening metal member using ultrasonic vibration and has a grid-like groove formed on its outer periphery, into a resin component. The frictional heat is generated between the resin component and the metal screw by the ultrasonic vibration, the resin component is melted, and the metal screw is press-fitted into the resin component while the molten resin is filled in the groove of the metal screw.
しかしながら、これらの技術にはそれぞれ次のような点からナットの圧入状態がばらつくという問題点があった。
特許文献1に開示されている技術によると加熱板(電熱板)を用意しておかなければならない。加熱版から取り出して圧入するまでに時間がかかるが、この時間にばらつきがあるため一定の温度で圧入することができない。
However, each of these technologies has a problem that the press-fit state of the nut varies from the following points.
According to the technique disclosed in
特許文献2に記載されている技術によると超音波振動により生じる摩擦熱であるため正確な温度再現性が得られないので一定の温度で圧入することができない。さらに超音波振動を付与する接触面での接触状態が圧入の度に一定でない。
According to the technique described in
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、良好な温度再現性と均一な圧力でナットを合成樹脂成型体のインサートホールに圧入する方法を提供することを第1の目的とし、この圧入方法を実現可能にする圧入装置を提供することを第2の目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has as its first object to provide a method for press-fitting a nut into an insert hole of a synthetic resin molded body with good temperature reproducibility and uniform pressure. It is a second object of the present invention to provide a press-fitting device that can realize this press-fitting method.
請求項1に係る発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法は、合成樹脂成型体に形成されたインサートホール上に位置合わせされたナットを挟持・加熱手段の挟持部材により第1の圧力で挟持しながら、この挟持部材間を前記ナットを介して通電すること、または前記ナットを介さないでそれぞれの挟持部材ごとに通電することで前記ナットを第1の温度に昇温し、さらにこの温度を第1の時間保持した後に押送手段により第2の圧力を加えて前記ナットを前記インサートホールに圧入することで前記インサートホールの内壁の合成樹脂を溶融しながら埋設することを特徴とするものである。
The method of press-fitting a nut into the synthetic resin molded body according to the invention of
請求項2に係る発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法は、請求項1記載の挟持部材を前記ナット挟持前に第2の温度に昇温・保持することを特徴とするものである。 A method for press-fitting a nut into a synthetic resin molded body according to a second aspect of the invention is characterized in that the clamping member according to the first aspect is heated and held at a second temperature before the nut is clamped. is there.
請求項3に係る発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法は、請求項1または2記載の挟持部材による前記ナットの挟持力は前記押送手段により前記ナットを前記インサートホールに圧入しているときは第3の圧力とすることを特徴とするものである。
The method of press-fitting a nut into a synthetic resin molded body according to a third aspect of the present invention is the method of pressing the nut into the insert hole by the pushing means by the holding force of the nut by the holding member according to
請求項4に係る発明になるナットの合成樹脂成型体に形成されたインサートホールへの圧入装置は、前記ナットを第1、第3の圧力で圧入方向と直交する方向から挟持し;前記ナットを挟持しながら前記ナットを介しまたは介さずに第1の温度に昇温して保持し;前記ナットを挟持する前に第2の温度に昇温して保持する挟持・加熱手段と、前記ナットを圧入方向の上部から第2の圧力でインサートホールに押送する押送手段とを備えることを特徴とするものである。 A press-fitting device into an insert hole formed in a synthetic resin molded body of a nut according to a fourth aspect of the present invention clamps the nut from the direction orthogonal to the press-fitting direction with first and third pressures; Holding and heating to the first temperature while holding the nut through or without the nut; holding and heating means to raise and hold the second temperature before holding the nut; And a pushing means for pushing into the insert hole with a second pressure from the upper part in the press-fitting direction.
請求項5に係る発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入装置は、請求項4記載の加熱手段がパルスヒート電源であることを特徴とするものである。 An apparatus for press-fitting a nut into a synthetic resin molded body according to a fifth aspect of the invention is characterized in that the heating means according to the fourth aspect is a pulse heat power source.
請求項6に係る発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入装置は、請求項4記載の加熱手段が抵抗溶接電源であることを特徴とするものである。 An apparatus for press-fitting a nut into a synthetic resin molded body according to a sixth aspect of the invention is characterized in that the heating means according to the fourth aspect is a resistance welding power source.
請求項1〜3に係る発明によれば、挟持・加熱手段によりインサートホール上でナットを挟持しながら通電し、所定の温度になるように加熱制御することとしたのでナットの温度再現性が良くなるから、ばらつきの少ないナットの合成樹脂成型体への圧入方法を提供することができる。 According to the first to third aspects of the present invention, the nuts are reproducible because the energization is performed while clamping the nut on the insert hole by the clamping / heating means, and the heating is controlled to reach a predetermined temperature. Therefore, it is possible to provide a method for press-fitting a nut into a synthetic resin molded body with little variation.
特に請求項3に係る発明によれば、ナット挟持前に予め所定の温度に加熱しておくのでナットの温度上昇が早く所定の温度に到達するからタクトタイムを短縮できるナットの合成樹脂成型体への圧入方法を提供することができる。
In particular, according to the invention according to
請求項4〜6に係る発明によれば、上記のナットの圧入方法に好適なナットの合成樹脂成型体への圧入装置を提供することができる。 According to the invention which concerns on Claims 4-6, the press injection apparatus to the synthetic resin molding of a nut suitable for the press injection method of said nut can be provided.
次に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入装置の概略構成図、図2は本発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法の概略フローチャート図、図3は本発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法の概略タイミングチャート図である。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for press-fitting a nut into a synthetic resin molded body according to the present invention, FIG. 2 is a schematic flowchart diagram of a method for press-fitting a nut into a synthetic resin molded body according to the present invention, and FIG. It is a general | schematic timing chart figure of the press injection method to the synthetic resin molding of the nut which becomes.
なお、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。 The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are indispensable as means for solving the present invention. Not always.
(実施例:パルスヒート電源を用いる例)
図1において、1は後記するインサートホール2aに圧入される外周に格子状に溝が形成されたナット、2はインサートホール2aを有する合成樹脂成型体、3は合成樹脂成型体2を載置し、合成樹脂成型体2のインサートホール2aにナット1を圧入する工程で合成樹脂成型体2を搬送するベルトコンベア、4はナット1のインサートホール2aへの圧入工程に従ってベルトコンベア3の動作を制御する搬送制御部である。
(Example: Example using a pulse heat power source)
In FIG. 1,
5はナット集積部(図示せず。)からナット1を1個ずつ吸着し、インサートホール2aの真上まで搬送する吸着ノズル、6は吸着ノズル5でナット1の吸着・搬送を制御する吸着・搬送制御部である。
7、9はナット1を所定の圧力で対向する面(例えば、図1のように左右方向)から挟持し、電流を流すことで自身が発熱し、その熱で挟持しているナット1を所定の温度に加熱するヒータツール、8、10はそれぞれヒータツール7、9の挟持力と発熱による温度を制御する加圧・加熱制御部、11はナット1を押送してインサートホール2aに圧入する押送ヘッド、12は押送ヘッド11の押送を制御する押送制御部、13は搬送制御部4、吸着搬送制御部6、加圧・加熱制御部8、10および押送制御部12を制御することでナットの合成樹脂成型体への圧入の全工程を制御する全体制御部である。
7 and 9 hold the
ヒータツール7、9と加圧・加熱制御部8、10とで挟持・加熱手段が構成され、ヒータツール7、9が挟持部材に相当する。また、押送制御部12と押送ヘッド11とで押送手段を構成する。
なお、ナット1の吸着・搬送、ベルトコンベア3による合成樹脂成型体2の搬送、ヒータツール7、9のナット1の挟持加圧・加熱、およびナット1のインサートホール2aへの押送に必要な各機構、機材は本発明の主旨には直接関係しないので図示も説明も省略する。
The
It should be noted that each of the
次に、本発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法について図1〜図3を用いて工程順に説明する。
図3はタイミングと温度と圧力とをそれぞれ模式的に示すもので絶対値を示すものではない。しかし、図示の通り第2の温度2より第1の温度1の方が高く、合成樹脂成型体2の溶融温度は第2温度よりも高く、第1温度よりも低い。そして、ナット1の温度はインサートホール2aへ圧入している間は合成樹脂成型体2の溶融温度よりも高い。また、第1の圧力1は第3の圧力3よりも高い。
なお、全ての制御は全体制御部13からの制御の下に行われるのであるが、説明が煩雑となるので敢えて省略する。
Next, a method for press-fitting a nut into a synthetic resin molded body according to the present invention will be described in the order of steps with reference to FIGS.
FIG. 3 schematically shows timing, temperature, and pressure, but not absolute values. However, as illustrated, the
Note that all control is performed under the control of the overall control unit 13, but the explanation is complicated and will be omitted.
最初に全体制御部13内に別途設けた操作部からパラメータとして、ナット1の材質、形状等に合わせてヒータツール7、9のアイドル温度となる第2の温度、ヒータツール7、9でナット1を加熱する時に加える圧力である第1の圧力1と第1の温度1とこの温度を保持する時間である第1の時間、ナット1をインサートホール2aに圧入する時に押送ヘッド11加える圧力である第2の圧力2、そして、この時のヒータツール7、9に加える圧力である第3の圧力を時系列で設定する(図2のS201、図3)。
なお、これらの温度、圧力そして、それぞれの所要時間は実際に使用されるナットや合成樹脂成型体を用いて予め実験的に求めておくのがよい。
First, as a parameter from the operation unit separately provided in the overall control unit 13, the second temperature that becomes the idle temperature of the
In addition, it is preferable to experimentally obtain these temperatures, pressures, and respective required times in advance using nuts or synthetic resin moldings that are actually used.
次に、別途設けた公知の搬送手段を用いて合成樹脂成型体2をベルトコンベア3に載置する(図2のS202)。そして、搬送制御部4の制御の下にベルトコンベア3を動作させ、合成樹脂成型体2のインサートホール2aが押送ヘッド11の真下になるように搬送する。
Next, the synthetic resin molded
この間に加圧・加熱制御部8、10からそれぞれヒータツール7、9に電流を流し、ヒータツール7、9自身を発熱させ、この熱をフィードバックして、それぞれのヒータツール7、9に流す電流を制御することでヒータツール7、9を第2の温度2に加熱する(図2のS203、図3の(1))。このように前もってヒータツール7、9を加熱しておくのは実際にナット1を加熱する時に確実、速やかに第1の温度1に到達させるためである。
During this time, current is supplied from the pressurization /
次に、吸着・搬送制御部6の制御の下に吸着ノズル5を用いてナットの集積部(図示せず。)からナット1の上部を吸着してインサートホール2aの真上のそのまま下降させればナット1がインサートホール2aに埋設される位置に移送する(図2のS204)。なお、この位置合わせは予め移動量、移動方向を設定しておき、これに従って吸着・搬送制御部6で吸着ノズルの移動を制御することで実現してもよいし、別途画像による位置合わせ機構を備え、インサートホール2aを画像として捉えて画像計測を行いながら、この計測情報に従って吸着・搬送制御部6で吸着ノズル5の移動を制御することで実現してもよい。これらの方法も公知の技術を利用できる。
Next, under the control of the suction /
次に、加圧・加熱制御部8、10の制御の下にヒータツール7、9でナット1を挟持し、第1の圧力1まで加圧する(図2のS205、図3の(2))。ここで、第1の圧力1は後記ヒータツール7、9の熱のナット1への良好な伝導を確保するのに必要十分なものであり、かつナット1の内部のねじ部を変形させない程度のものである。
Next, the
こうして、ナット1の挟持力が第1の圧力に到達すると加圧・加熱制御部8、10からそれぞれヒータツール7、9に電流(この電流は前記電流よりは大きな電流である。)を流し、ヒータツール7、9自身をさらに発熱させる。そして、この熱をフィードバックして、それぞれのヒータツール7、9に流す電流を制御することでヒータツール7、9を第1の温度1に加熱する(図2のS206、図3の(3))。なお、この第1の温度1は時系列で設定されているので第1の時間が経過するとヒータツール7、9には電流が流れなくなるのでこの後は自然冷却により温度は低下していく。
Thus, when the clamping force of the
第1の温度1はヒータツール7、9の温度であるが、前記パラメータ設定前の実験によってナット1がインサートホール2aの形成されている合成樹脂成型体2の材質に応じて定まる温度に到達する温度として求められているので、第1の温度1到達後第1の時間経過後はナット1の温度が合成樹脂成型体2のインサートホール2aの内壁を溶融しながらナット1をインサートホール2aに圧入する準備が整ったことになる。
The
第1の時間経過後に押送制御部12の制御の下に、押送ヘッド11に図中下方に第2の圧力2の押送力を加えて押送を開始する(図2のS207、図3の(4))。この押送力を検知すると加圧・加熱制御部8、10は挟持圧力を第3の圧力3に低下させて(図2のS208、図3の(5))、押送ヘッド11の押送力でナット1が円滑に下方に押送されるようにする。
Under the control of the push control unit 12 after the first time has elapsed, a push force of the
このようにヒータツール7、9間のナット1の挟持力が第3の圧力3になっている状態で押送制御部12からの制御の下に押送ヘッド11の下方への押送を継続し、所定距離ナット1を移動させる(図2のS209、図3の(6))。
In this manner, while the clamping force of the
このようにして、ヒータツール7、9による加熱されたナット1はインサートホール2aの内壁を溶融しながら進み、最終的には所定の位置に埋設される。
In this manner, the
(他の実施例:抵抗溶接電源を用いる例)
この時はヒータツール7、9に替えて、溶接電極7、9を用い、ナット1を所定の圧力で対向する面(例えば、図1のように左右方向)から挟持し、ナット1を介して溶接電極に電流を流すことでナット1を発熱させて挟持しているナット1を所定の温度に加熱する。このようなナット1の昇温過程に相違があるだけで他の点は前記パルスヒート電源を用いる例と同じである。
(Another example: Example using resistance welding power source)
At this time, instead of the
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるところである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。 Although the present embodiment has been described in detail as described above, it should be readily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention.
例えば、合成樹脂成型体2の間近に加圧・加熱を実行するヒータツール7、9を上下に配してその間にナット1を挟持して所定の温度に加熱した後、別途設けた搬送ヘッドでナット1の側面を挟持してインサートホール2aに位置合わせして移送し、その後押送ヘッド11でナット1をインサートホール2aに圧入するようにすることができる。
For example,
また、予め第2の温度2に加熱しておく工程を省略して、第1の圧力1でナット1を挟持後に第21温度1に一気に加熱することもできる。
Alternatively, the step of heating to the
1 ナット
2 合成樹脂成型体
2a インサートホール
3 ベルトコンベア
4 搬送制御部
5 吸着ノズル
6 吸着・搬送制御部
7、9 ヒータツール(溶接電極)
8、10 加圧・加熱制御部
11 押送ヘッド
12 押送制御部
13 全体制御部
DESCRIPTION OF
8, 10 Pressurization / heating control unit 11 Pushing head 12 Pushing control unit 13 Overall control unit
Claims (6)
前記ナットを第1、第3の圧力で圧入方向と直交する方向から挟持し;前記ナットを挟持しながら前記ナットを介しまたは介さずに第1の温度に昇温して保持し;前記ナットを挟持する前に第2の温度に昇温して保持する挟持・加熱手段と、
前記ナットを圧入方向の上部から第2の圧力でインサートホールに押送する押送手段と
を備えることを特徴とするナットの合成樹脂成型体への圧入装置。 A device for press-fitting into an insert hole formed in a synthetic resin molding of a nut,
Holding the nut from the direction orthogonal to the press-fitting direction with the first and third pressures; holding the nut while raising the temperature to the first temperature with or without the nut; Clamping and heating means for raising the temperature to the second temperature and holding it before clamping;
A device for press-fitting a nut into a synthetic resin molding, comprising: a pushing means for pushing the nut into an insert hole with a second pressure from above in a press-fitting direction.
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