JP2017187066A - 樹脂成形体の締結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂のクリープ変形の発生を防止でき、かつ十分な締結力が得られる樹脂成形体の締結構造を提供する。【解決手段】シール材４を介して筐体壁部（被締結体）２に樹脂板（樹脂成形体）３がボルト締結された樹脂成形体の締結構造１Ａであって、樹脂板３は、ボルト６が挿通する金属カラー付きの挿通孔８を有し、金属カラー９の一端が挿通孔８の一端から突出して筐体壁部２に突き当たることによって、シール材４の圧縮量が規定され、ボルト６の座面６ｂは、金属カラー９の他端のみに接触し、樹脂板３に対して非接触となっている。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂成形体の締結構造に関する。

従来、シール材を介して被締結体に樹脂成形体がボルト締結された締結構造がある。例えば特許文献１に記載の電気自動車用バッテリケースでは、トレイの外壁の端面に埋め込みナットとシール材とが設けられ、カバー部材のフランジ部側から螺入したボルトによって、シール材が圧縮された状態でカバー部材とトレイの外壁との締結がなされている。

特開２０１０−１５３１２８号公報

シール材がシール性を発揮するためには、シール材の圧縮量を規定するための構造が必要である。このような構造として、シール材の圧縮量を規定するスペーサを被締結体と樹脂成形体との間に配置することが考えられる。しかしながら、スペーサを用いた締結構造では、樹脂成形体において、スペーサとの接触部分、及びボルト座面との接触部分に常に荷重（締結力）が加わることになる。荷重が継続的に加わり続けると、樹脂にクリープ変形が生じ、ボルトによる締結力が低下してしまうおそれがある。

また、被締結体と樹脂成形体との間にスペーサを設ける代わりに、段付きボルトを用いる構造も考えられる。この場合、ボルトによる締結力が樹脂成形体に加わらないため、樹脂のクリープ変形の問題は回避できる。しかしながら、シール材からの反力に起因して発生するボルト座面との間の摩擦力のみで樹脂成形体と被締結体とが締結されるため、十分な締結力が得られないおそれがある。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、樹脂のクリープ変形の発生を防止でき、かつ十分な締結力が得られる樹脂成形体の締結構造を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る樹脂成形体の締結構造は、シール材を介して被締結体に樹脂成形体がボルト締結された樹脂成形体の締結構造であって、樹脂成形体は、ボルトが挿通する金属カラー付きの挿通孔を有し、金属カラーの一端が挿通孔の一端から突出して被締結体に突き当たることによって、シール材の圧縮量が規定され、ボルトの座面は、金属カラーの他端のみに接触し、樹脂成形体に対して非接触となっている。

この樹脂成形体の締結構造では、挿通孔から金属カラーの一端が突出して被締結体に突き当たることにより、スペーサを介することなくシール材の圧縮量を規定できる。また、この樹脂成形体の締結構造では、ボルトによる締結力が、金属カラーの一端と被締結体との間、及び金属カラーの他端とボルトの座面との間に加わる。このため、樹脂成形体と被締結体との締結力が十分に得られる一方で、ボルトによる締結力が樹脂成形体に直接的に加わらないので、樹脂のクリープ変形の発生を防止できる。

また、金属カラーの他端が挿通孔の他端から突出してボルトの座面に突き当たることによって、ボルトの座面が樹脂成形体から離間していてもよい。この場合、ボルトによる締結力が樹脂成形体に直接的に加わることを一層確実に回避できる。したがって、樹脂のクリープ変形の発生を好適に防止できる。

また、被締結体は、樹脂成形体であると共に、ボルトが螺合するボルト孔付き金属カラーを有していてもよい。この場合、被締結体が樹脂成形体であっても、ボルトとの締結部分が金属カラーで保護されるので、樹脂のクリープ変形の発生を防止できる。

また、挿通孔から突出する金属カラーの一端が、ボルト孔付き金属カラーに突き当たっていてもよい。この場合、金属カラー同士が突き当たり、樹脂と金属カラーとの突き当たりを回避できるので、樹脂のクリープ変形の発生をより確実に防止できる。

本発明によれば、樹脂のクリープ変形の発生を防止でき、かつ十分な締結力が得られる。

一実施形態に係る樹脂成形体の締結構造を示す断面図である。 比較例に係る樹脂成形体の締結構造を示す断面図である。 別の比較例に係る樹脂成形体の締結構造を示す断面図である。 変形例に係る樹脂成形体の締結構造を示す断面図である。 別の変形例に係る樹脂成形体の締結構造を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係る樹脂成形体の締結構造の好適な実施形態について詳細に説明する。
［樹脂成形体の締結構造の構成例］

図１は、一実施形態に係る樹脂成形体の締結構造を示す断面図である。同図に示す樹脂成形体の締結構造１Ａでは、シール材４を介して筐体壁部（被締結体）２に樹脂板（樹脂成形体）３をボルト締結し、筐体壁部２を備える筐体の開口部５を気密に封止する構造を例示する。

筐体壁部２は、例えば鉄などの金属によって板状に形成されている。筐体壁部２には、断面矩形若しくは断面円形の開口部５が設けられている。開口部５は、例えば筐体の内部空間に繋がる部分である。筐体壁部２には、ボルト６が螺合するボルト孔７が開口部５周りに複数設けられている。

シール材４は、例えばＯリングのような可撓性を利用したシール材である。シール材４は、筐体壁部２に樹脂板３をボルト６で締結する際の締結力によって厚さ方向に圧縮され、シール性を発揮するようになっている。シール材４は、筐体壁部２における開口部５の縁部周りに連続的に配置されている。

樹脂板３は、例えばポリプロピレンといった樹脂によって板状に形成されている。樹脂板３は、筐体壁部２の開口部５を塞ぐように配置されている。樹脂板３の厚さは、筐体壁部２の厚さよりも小さくてもよく、大きくてもよい。樹脂板３には、ボルト孔７の位置に対応するように、ボルト６が挿通する挿通孔８が設けられている。挿通孔８には、筒状をなす金属カラー９がインサート成形又は圧入によって設けられている。

金属カラー９は、ボルト６のネジ部６ａの径よりも大きい内径を有している。金属カラー９の一端は、挿通孔８の一端から筐体壁部２側に突出しており、金属カラー９の他端は、挿通孔８の他端から筐体壁部２と反対側に突出している。

ボルト６は、挿通孔８の他端側から金属カラー９内に通され、ネジ部６ａは、挿通孔８の一端及び金属カラー９の一端から突出して筐体壁部２のボルト孔７に螺合している。ボルト６の締結により、筐体壁部２と樹脂板３との間でシール材４が厚さ方向に圧縮され、開口部５が樹脂板３によって気密に封止される。

上述したように、金属カラー９の一端は、挿通孔８の一端から樹脂板３側に突出している。このため、ボルト６の締結により、金属カラー９の一端側の端面９ａは、筐体壁部２の外側面２ａに突き当たった状態となっている。したがって、シール材４の厚さ方向の圧縮量は、挿通孔８の一端から突出する金属カラー９の一端の突出量によって規定される。

また、金属カラー９の他端は、挿通孔８の他端から樹脂板３と反対側に突出している。このため、ボルト６の座面６ｂは、金属カラー９の他端側の端面９ｂに突き当たった状態となっている。これにより、ボルト６の座面６ｂと樹脂板３の外側面３ａとは、金属カラー９の他端の突出量の分だけ離間し、樹脂板３の外側面３ａとは非接触となっている。
［樹脂成形体の締結構造の作用効果］

図２は、比較例に係る樹脂成形体の締結構造を示す断面図である。同図に示すように、比較例に係る樹脂成形体の締結構造１０１Ａは、樹脂板３の挿通孔８に金属カラー９が設けられていない点で、図１に示した樹脂成形体の締結構造１Ａと異なっている。この樹脂成形体の締結構造１０１Ａでは、筐体壁部２と樹脂板３との間において、挿通孔８の位置よりも外側にスペーサ１０２が配置されており、スペーサ１０２の高さによってシール材４の厚さ方向の圧縮量が規定されている。

この比較例に係る樹脂成形体の締結構造１０１Ａでは、樹脂板３において、スペーサ１０２との接触部分（図２のＣ部分）、及びボルト６の座面６ｂとの接触部分（図２のＤ部分）に常に荷重（締結力）が加わることになる。荷重が樹脂板３に継続的に加わり続けると、樹脂にクリープ変形が生じ、ボルト６による締結力が低下してしまうおそれがある。

また、図３は、別の比較例に係る樹脂成形体の締結構造を示す断面図である。同図に示すように、別の比較例に係る樹脂成形体の締結構造１０１Ｂは、図２に示した比較例と同様に、樹脂板３の挿通孔８に金属カラー９が設けられていない点で、図１に示した樹脂成形体の締結構造１Ａと異なっている。この樹脂成形体の締結構造１０１Ｂでは、スペーサ１０２を用いる代わりに、円筒部１０６ｃの先端部分のみにネジ部１０６ａが設けられた段付きボルト１０６が用いられており、挿通孔８の一端から突出する円筒部１０６ｃの長さによってシール材４の厚さ方向の圧縮量が規定されている。

この比較例に係る樹脂成形体の締結構造１０１Ｂでは、段付きボルト１０６による締結力が樹脂板３に加わらないため、樹脂のクリープ変形の問題は回避できる。しかしながら、この樹脂成形体の締結構造１０１Ｂでは、シール材４からの反力Ｅに起因して発生する段付きボルト１０６の座面１０６ｂとの間の摩擦力（図３のＦ部分）のみで樹脂板３と筐体壁部２とが締結されるため、十分な締結力が得られないおそれがある。

これらの比較例の構成に対し、本実施形態に係る樹脂成形体の締結構造１Ａでは、図１に示すように、挿通孔８から金属カラー９の一端が突出して筐体壁部２に突き当たることにより、スペーサ１０２を介することなくシール材４の圧縮量を規定できる。また、樹脂成形体の締結構造１Ａでは、ボルト６による締結力が、金属カラー９の一端と筐体壁部２との間（図１のＡ部分）、及び金属カラー９の他端とボルト６の座面６ｂとの間（図１のＢ部分）に加わる。このため、樹脂板３と筐体壁部２との締結力が十分に得られる一方で、ボルト６による締結力が樹脂板３に直接的に加わらないので、樹脂のクリープ変形の発生を防止できる。

また、本実施形態に係る樹脂成形体の締結構造１Ａでは、金属カラー９の他端が挿通孔８の他端から突出してボルト６の座面６ｂに突き当たることによって、ボルト６の座面６ｂが樹脂板３から離間している。これにより、ボルト６による締結力が樹脂板３に直接的に加わることを一層確実に回避できる。したがって、樹脂のクリープ変形の発生を好適に防止できる。
［樹脂成形体の締結構造の変形例］

図４は、変形例に係る樹脂成形体の締結構造を示す断面図である。同図に示すように、変形例に係る樹脂成形体の締結構造１Ｂは、金属カラー１９の他端が挿通孔８の他端から突出していない点で、図１に示した樹脂成形体の締結構造１Ａと異なっている。この樹脂成形体の締結構造１Ａでは、金属カラー１９が図１の形態に比べて肉厚となっている。

金属カラー１９の一端は、挿通孔８の一端から筐体壁部２側に突出しており、一端側の端面１９ａは、筐体壁部２の外側面２ａに突き当たった状態となっている。また、金属カラー１９の他端は、樹脂板３の外側面３ａと面一になっているが、ボルト６の座面６ｂは、肉厚な金属カラー１９の他端側の端面１９ｂのみに接触し、樹脂板３の外側面３ａとは非接触となっている。

このような形態においても、図１の場合と同様に、ボルト６による締結力が、金属カラー１９の一端と筐体壁部２との間（図４のＧ部分）、及び金属カラー１９の他端とボルト６の座面６ｂとの間（図４のＨ部分）に加わる。したがって、樹脂板３と筐体壁部２との締結力が十分に得られる一方で、ボルト６による締結力が樹脂板３に直接的に加わらないので、樹脂のクリープ変形の発生を防止できる。

また、図５は、別の変形例に係る樹脂成形体の締結構造を示す断面図である。同図に示すように、別の変形例に係る樹脂成形体の締結構造１Ｃは、被締結体が樹脂成形体である点で、図１に示した樹脂成形体の締結構造１Ａと異なっている。すなわち、この樹脂成形体の締結構造１Ｃでは、筐体壁部２が樹脂製となっている。樹脂成形体の締結構造１Ｃでは、挿通孔８に対応する挿通孔２０が筐体壁部２に設けられており、当該挿通孔２０にボルト孔付き金属カラー２１がインサート成形又は圧入によって設けられている。

このような形態においても、ボルト６による締結力が、金属カラー９の一端とボルト孔付き金属カラー２１との間（図５のＩ部分）、及び金属カラー９の他端とボルト６の座面６ｂとの間（図５のＪ部分）に加わる。したがって、樹脂板３と筐体壁部２との締結力が十分に得られる一方で、ボルト６による締結力が樹脂板３に直接的に加わらないので、筐体壁部２が樹脂製である場合においても、樹脂のクリープ変形の発生を防止できる。

また、この形態では、挿通孔８の一端から突出する金属カラー９の一端側の端面９ａは、挿通孔２０に設けられたボルト孔付き金属カラー２１の端面に突き当たった状態となっている。金属カラー９，２１同士が突き当たることで、樹脂と金属カラー９との直接的な突き当たりを回避できるので、樹脂のクリープ変形の発生をより確実に防止できる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…樹脂成形体の締結構造、２…筐体壁部（被締結体）、３…樹脂板（樹脂成形体）、４…シール材、６…ボルト、６ｂ…座面、８…挿通孔、９，１９…金属カラー、２１…ボルト孔付き金属カラー。

Claims (4)

1. シール材を介して被締結体に樹脂成形体がボルト締結された樹脂成形体の締結構造であって、
   前記樹脂成形体は、前記ボルトが挿通する金属カラー付きの挿通孔を有し、
   前記金属カラーの一端が前記挿通孔の一端から突出して前記被締結体に突き当たることによって、前記シール材の圧縮量が規定され、
   前記ボルトの座面は、前記金属カラーの他端のみに接触し、前記樹脂成形体に対して非接触となっている樹脂成形体の締結構造。
2. 前記金属カラーの他端が前記挿通孔の他端から突出して前記ボルトの座面に突き当たることによって、前記ボルトの座面が前記樹脂成形体から離間している請求項１記載の樹脂成形体の締結構造。
3. 前記被締結体は、樹脂成形体であると共に、前記ボルトが螺合するボルト孔付き金属カラーを有している請求項１又は２記載の樹脂成形体の締結構造。
4. 前記挿通孔から突出する前記金属カラーの一端が、前記ボルト孔付き金属カラーに突き当たっている請求項３記載の樹脂成形体の締結構造。

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