JP5173671B2 - インサートナット - Google Patents

Description

本発明は、インサートナット、詳しくは、相手プラスチック部材穴部に、メネジ有する金属性ナットをインサートして一体的に成し、ビス止めできるようにしたインサートナットに関するものである。

従来、樹脂に対するネジ締結を行う場合、ネジ山ピッチの荒い樹脂用ネジを用いることが知られている。しかしながら、繰り返し樹脂用のネジを着脱していると、樹脂が塑性変形し、破損してしまうメネジの破損が生じることが知られている。そこで、これを防止するために、予めインサートナットを樹脂部品に装着して、ネジ強度を確保する手段がある。

このようなインサートナットの構成として、例えば以下のようなものがある。

切削加工によるインサートナットの例としては、例えば、ＷＥＢ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｉｚ−ｓｂａ．ｏｒ．ｊｐ／ｔｏｋａｉｍｍｃ／ｐａｇｅ−ｆｌａｍｅ／ｉｎｓｅｒｔ−ｔｏｈａ．ｈｔｍ）に開示がある。

また、プレス加工によるインサートナットの例としては、例えば、特許文献１のような構成がある。板状部材を折り曲げて形成されたブッシュ本体を有し、このブッシュ本体は基材の下穴の寸法に対応する径の円筒形状を有し、この本体内周に雌ネジのネジ溝が形成されたネジ部を備えている。そして、このネジ部の一端には多角形の鍔部が設けられ、他端部にはネジ部の外周側に突出した係止突起が設けられている。この係止突起は、本ナットが固定される基材に対する係止の役目を担っている。

また特許文献２では、特許文献１の構成に加え、更にネジ部の外周側に突出した係止隆起部を備えた構成となっている。
特開２００５−１７２０８１号公報 特開２００６−１８３７２６号公報

このインサートナットの固定方法としては、固定する樹脂に対するインサート成形や、温度を加えない機械的圧入や、熱溶着による熱圧入、といった方法がある。

この中で、熱溶着方式のインサートナット圧入の場合、インサートナット側面と樹脂との嵌合力を高めるために、例えば側面にローレット加工を施すことも考えられる。そして、ローレット面と溶着される樹脂は、軟化した樹脂の流動性によって、ローレットの山部及び谷部に対してできる限り密着させる事が望ましい。

しかしながら、従来、ローレットの谷部には樹脂が回りこみにくいうえに、谷部は鋭利に加工されていた為、谷部の隅々まで樹脂が流動して密着する事は難しかった。

よってインサートナットの樹脂からなる基材に対する固定強度は弱かった。

そして更に、熱溶着による熱圧入の場合、ローレット部の圧入方向における上流側の方が、下流側に較べて樹脂が密着しづらいという問題があった。これは、圧入工程の際における溶けた樹脂と接する時間が、下流側に較べて上流側の方が短いためであった。

そこで、インサートナットの加熱温度の上昇あるいは加熱時間の延長を行うことで、相手プラスチック部品の溶融に拠る流動性を上げる事も考えられる。しかしながら、このような方法により樹脂の流動性を上げると、圧入後に位置が不安定になることや、樹脂材質に悪影響を及ぼし変形の原因となる等の課題があった。そして、温度上昇による密着性の向上にも限界があった。更に、時間の延長により工程時間が長くなってしまうという問題もあった。

そこで、本発明は、樹脂からなる基材に対し、熱を加えながら圧入されるインサートナットにおいて、前記基材に圧入される圧入部と、該圧入部の側面に設けられ、複数の山部と谷部とを有する凹凸形状部と、を有し、前記凹凸形状部は、前記谷部が曲率形状を有するように構成され、前記凹凸形状部における第１領域における谷部の曲率半径の値は、該第１領域よりもインサートナット圧入方向下流側の第２領域における谷部の曲率半径の値以上であることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成でインサートナットの固定強度を向上することができる。

以下に図面を用いながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下において、特段の記載がない限り、発明の思想の範囲内において、種々の構成を同様な機能を奏する公知の他の構成に置き換えることが可能である。すなわち、特段の記載がない限り、後述する実施形態に記載された構成だけに限定する意図はない。

（実施例１）
図１は本発明のフランジ付きインサートナットの構成を示す部分断面正面図である。また、図２は、フランジ付きインサートナットの側面図、図３は、フランジ付きインサートナットの正面外観図、図４は、フランジ付きインサートナットの斜視図、を示している。

インサートナット１は、図１及び図３中の矢印方向が、インサートナット圧入方向（挿入方向）となっている。フランジ３のトップ面２から、プレス加工により円筒状に搾り出した筒部（圧入部）７と、その先端部に設けられたＲ形状部８が形成されている。筒部（圧入部）７の側面には、２ヶ所のローレット加工が施されている。１つは、インサートナット圧入方向上流側に位置する第１ローレット部（第１凹凸形状部または第１領域）６である。もう１つは、インサートナット圧入方向下流側に位置する第２ローレット部（第２凹凸形状部または第２領域）１１である。凹凸形状部は、複数の山部と谷部とを有する形状を備えている。このローレット部は、相手方の樹脂体に熱圧入した際に、その表面の凹凸形状の間に樹脂が入り込む事で、ビスを挿入して回転させる際に、ビスと一緒にインサートナットが連れまわる事を防止するためのものである。第１ローレット部及び第２ローレット部の外径は、筒部７の外径よりも大きく、フランジ３のフランジ外周部１６の外径よりも小さく構成されている。一方、内径部には、ネジを誘導するためのネジ誘導部１７から、Ｍ３サイズのメネジ５が転造タップによって形成されている。更に、図７乃至図９に示しているように、インサートナットを圧入する際のセットガイド２１が挿入される。そして、セットガイド２１によって軽保持できるように、メネジ５の内径はリーマ通し等、嵌め合わせ寸法であるところの±０．０２ｍｍ程度の高精度に仕上げられている。

なお、本インサートナットをプレス加工で形成し、プレス最終工程で搾り出し方向からプレス抜きを行う場合には、裏面エッジ１５がプレスダレ面、トップ面エッジ１２がバリ側となるように形成されている。

ここで、ローレット部について更に説明を行う。各ローレット部には、山部１０と谷部９が交互に隣接するように設けられている。そして、第１ローレット部６と第２ローレット部１１は、ねじれ方向（山谷の続く方向）が互いに異なるようにしてある。これは、圧入された後にビスが挿入されて回転される際に、この回転に伴って圧入方向あるいはその逆方向にインサートナットが進むことを防ぐ為である。そして更に、加熱により溶融しながら流れる樹脂がローレットに絡まりながら、隅々まで行き渡るように配慮したものでもある。なお、溶けて流動する樹脂をローレット部に絡ませるべく、ローレット山部１０の数や大きさを、適宜最適化すればよい。

インサートナットの固定強度は、ローレット部の山谷と樹脂との密着度が高いほど向上する。しかしながら谷部は、溶けた樹脂が入り込みにくい状態となっており、特に鋭利に形成されていた場合が厳しい。

そこで本実施例においては、図１０のように、谷部をＲ形状（曲率形状）を有するように構成し、樹脂を入り込みやすくした。具体的には、Ｒ形状の曲率半径の値を、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内とした。Ｒ形状の曲率半径の値が０．０５ｍｍ未満であると、形状が鋭利となるので樹脂が入り込みにくくなってしまう。一方、曲率半径の値が０．５ｍｍを超えると、谷部が浅くなり、インサートナットの固定強度が低下しやすくなってしまう。

さらに、第１ローレット部６の谷部のＲ形状の曲率半径の値は、第２ローレット部１１の谷部のＲ形状９の曲率半径の値以上となるように構成されている。すなわち、インサートナットの圧入方向において、凹凸形状部における上流側の谷部のＲ形状の曲率半径の値は、下流側の谷部のＲ形状の曲率半径の値以上となるように構成されている。

より好ましくは、第１ローレット部６の谷部のＲ形状の曲率半径の値を、第２ローレット部１１の谷部のＲ形状の曲率半径の値よりも、大きくなるように構成する。

熱溶着による熱圧入の場合、圧入工程の際に溶けた樹脂と接する時間が、圧入方向下流側に較べて上流側の方が短くなる。これにより、ローレット部の圧入方向における上流側の方が、下流側に較べて樹脂が密着しづらくなることがあった。

そこで本実施例においては、上流側の第１ローレット部６の谷部のＲ形状の曲率半径は、下流側の第２ローレット部１１の谷部のＲ形状９の曲率半径以上とすることで、この問題の解決を図るものである。

本実施例とは逆に、上流側の第１ローレット部の谷部のＲ形状の曲率半径を、下流側の第２ローレット部の谷部のＲ形状の曲率半径よりも小さく構成した場合には、谷部への密着不良が生じてしまう。それは、第１ローレット部の谷部では、溶けた状態の樹脂と接する時間が第２ローレット部に較べて短いうえに、更に曲率がより小さくなることで、樹脂の入り込み条件が一層厳しくなる為である。

従って、第１ローレット部６の谷部のＲ形状の曲率半径を、第２ローレット部１１の谷部のＲ形状９の曲率半径以上となるように構成することで、インサートナットのより定した固定状態を得ることができる。

また、第１ローレット部６と第２ローレット部１１との間には、これらより外径の小さい筒状部４が設けてあり、これは樹脂が流れる際のバッファとなる。熱圧入の際に、第２ローレットを越えてきた溶融樹脂がここで一旦集まり、更に第１ローレットに至るようにすることで、効率的に樹脂がローレットに密着するようになる。また、この筒状部４は、樹脂が通常の温度時においては、インサートナットが圧入方向または逆方向に移動する際の移動を規制する役目も担っている。

本実施の形態では、インサートナットの材質は真鍮板を用い、相手材料はＰＣ−ＡＳの複合材に雲母を入れたもの（帝人化成ＤＮ１５３０Ｂ）に採用した。ヒータの設定温度は１８０℃乃至２００℃とし、高速のインサートにも十分耐えることが出来るようにヒータはステンレスで直径２５ｍｍのものを用いた。ヒータは２００Ｗで十分な加熱ができるように構成し、且つ温度コントロールにより供給熱量を一定に保てるようにした。

次に、インサートナットを樹脂部品に熱圧入により装着する方法の説明を行う。

熱圧入とは、インサートナットを高温、つまり、相手樹脂が溶融するに至る温度に設定し、治工具により適度な付勢力を付与して、相手樹脂部品の穴部を熱によって溶融させながら挿入する方法である。すなわち、樹脂からなる基材に対し、熱を加えながら圧入する方法である。

図７乃至図９は、インサートナットを加熱治具２９にセットし、相手樹脂部品に熱圧入する状況を示した断面図を示している。図７はセットガイド２１にインサートナット１がセットされ熱溶着を行う前の状態を示した縦断面図である。図８は、インサートナットを熱圧入している状態を示す縦断面図である。図９は、インサートナットを熱圧入後にセットガイドが離間している状態を示す縦断面図である。

図７において、インサートナット１は、加熱ヒータ２０から円柱状に延伸したセットガイド２１に嵌合されていている。セットガイド２１には溝部２２が設けられ、弾性力を付与されている。インサートナット１は、その内径側のメネジ５とセットガイド２１とが嵌合され、セットガイド２１の弾性力によって保持され、加熱されている。圧入方向には、被挿入部材である樹脂からなる基材（樹脂部品）２５であって、装着穴２４に向かって、加熱ヒータ２０が下降していく。

図８は加熱ヒータ２０が下降してインサートナット１が規定の位置に到達した状態を示す。

また、図９において、樹脂部品２５内に熱圧入されたインサートナット１は、適宜冷却されたのち、ローレット部が樹脂部品２５に噛み込むように融着される。これにより、加熱ヒータ２０が上昇する際に、セットガイド２１とメネジ部５の保持力を、噛み込み力が上回ることで、インサートナット１はセットガイド２１から離間する。なお、セットガイド２１の先端には、周囲エッジ部をＲ形状２６にしてある。このＲ形状２６と、インサートナット１のメネジ部５の上部のＲ形状部１７とにより、インサートナットを治具にセットする場合に、スムーズにガイドされながら装着される。

次に、インサートナットの製造方法について、以下に説明を行う。

本実施例のインサートナットは、プレス加工により製造される。まず、プレス加工について、その概略を説明する。

材料はシートコイル材（フープ材）を使用し、アンコイラにより供給される。アンコイラは、金属製品・部品のプレス加工（塑性加工）において用いられるプレス機械の周辺装置の一つである。より詳しくは、プレス加工する材料にコイル材を使用する際、プレス機械にそのコイル材を供給するために、コイル材を心棒で支持して材料を外側から巻きほぐす装置である。

次に、フープ材は、レベラによって歪み矯正し、ロールフィーダ等により連続的に供給される。

レベラフィーダとは、プレス機械の周辺装置の一つで、ロール間に板材を通してひずみを矯正する装置（ローラレベラ）にロールの回転・摩擦力で送り出す機能を一体化した送り装置のことである。

ローラレベラとは、プレス機械の周辺装置の一つで、ロールの間にワーク（板材）をかみこませてロールしながら歪、板材の反りを矯正する装置のことである。材料はコイル材を使用し、シートローダによって送られる。シートローダとは、プレス機械の周辺装置の一種で、プレス加工するための素材（材料）となる板材（シート）を一枚ずつプレスへ送り込む装置のことである。このような、レベラ、ロールフィーダ、レベラフィーダ等、これらの装置によって材料は連続的に供給さる。

供給された材料は、順送プレス金型を用いたプレス加工手段によりプレス加工が行われる。複数の工程を単一型内に等ピッチ（チャンネル）で順番に配置してある。送り装置でプレス機械１回転毎に１ピッチ（１チャンネル）を送り次の工程へと材料を順送りしていく。材料は連続供給し連続自動運転され多くの場合プレス加工完了品としてラインアウトする。

このプレス工程は、順送プレス型と呼ばれる多工程を一つの金型に配備したものである。フープ材である帯状のストリップシート材を一定のピッチで送りながら順にプレス加工を進めていき、最終プレス工程で一つの部品が仕上がり、取り出されるようになっている。従って、従来のように、多数の金型を準備してプレス機械を操作する従来の方法に較べ、安定した自動大量生産に向き、低コストで効率的に生産が可能となる。

本実施例のインサートナットも、この順送プレス加工技術を用いて製造したものであって、最終的にトップ面のフランジをフープ材のチャンネルからプレスで抜き落とすことで仕上がる。

トップ面２の裏面三方向にプレスで絞り出し、バーリングを形成する。次に内側の穴を軸で保持したまま先端部を成形し、更にローレットの加工を行う。次の工程では２種類のローレットをプレスローレットで加工し、第１のローレット１１と第２のローレット６を形成する。また、この時点で、ガイド斜面１４、筒状部４も同様に形成する。

次の工程では、金型内に配備されたハイロールタップによりタップ加工を行い、次いでリーマ加工されることで、高精度のネジ部が形成される。更に、フランジ部のマッチング部がプレスで抜き落とされてフレームからインサートナットが切り離されて完成となる。

図１３及び図１４は、本実施例のインサートナットにおいて、前述した順送プレス金型を用いて加工した場合の、プレス工程を示した図である。

フープ材であるところのシート材３１には、第１工程乃至第７工程にいたるステップ送りをするための穴（３２〜３９）が両端に設けられている。そして、この穴（チャンネル）を基準に各工程において中央部にインサートナットが順を追って加工され仕上げられていく。以下、穴と工程を一致させた前提で説明を行う。

第１工程３２では、インサートナットの中心部でバーリングのセンターになる部位に下穴４０がプレスによって開けられる。

第２工程３４では、更に段付きのバーリング加工が行われ深絞りにより筒状形状であるところのバーリング４１を形成する。

第３工程３５では、外周部にローレット４３を施す。一般的にローレット加工はローレット用工具であるところの回転コロの外径部にローレット歯の対を設けて加圧転写する方式のものが市販されている。これに対し、本実施の形態の場合、市販品はスペースと構造的な面でビルトインが困難であった。よって独自に、リング状の工具に内歯車的な二段構成の工具刃物を配備し、これを金型のストロークを利用して回動させ、インサートナット円筒部の外径バーリング部に押し付ける事で可能となった。また、二段の水平ラック状刃物を対向させて配備し、挟持させながら回動させることによっても同様にローレット４３を形成させることが可能である。この際、第２工程３４同様に、バーリングによる円筒穴の変形を防止するために、内径部にはガイドピンが装備されていることが好ましい。

第４工程３６では、バーリング４１に対して、面取り４４をプレス加工により設ける。本実施の形態の場合、図７乃至図９に示しているように加熱ヒータ２０のセットガイド２１が案内される際に入りやすくする事や、後工程における精度確保の為に設けたものである。

第５工程３７では第５工程で設けた面取り４４に対してリーマ加工４５を施すことによって内径の精度を０、−０．０１ｍｍ程度に仕上げる。

第６工程３８では、バーリング穴４１に対して、タップ加工４６によりメネジを形成させる。

但し、プレス金型内部に切削粉を残さないようにするために、ハイロールタップ工具を用いて、塑性変形加工である転造しながらネジを形成させることが好ましい。

また、ネジの下穴寸法がシビアに必要な場合は、第５工程と第６工程を入れ替える事や、或いはまた、第６工程の後にリーマ加工することも可能である。

第７工程３９では、インサートナット１のフランジ外周部１６をフレーム３１から、プレス加工により切り離す外径抜き４７加工を行う。これによって、インサートナットは一部品として完成する。

この後、必要に応じて、脱脂洗浄等の工程や、メッキ工程、検査工程を経て製品に仕上げられることとなる。

以上のような工程により形成したインサートナットにつき、以下のような試験を実施した。なお、ここで用いられたインサートナットは以下のような仕様のものである。材料は真鍮を用いた。圧入方向における寸法は、全長が５ｍｍ、第２ローレット部１１が１．５ｍｍ、第１ローレット部６が１．０ｍｍとした。そして圧入方向に対する直交方向の長さが、フランジ部３が５．５ｍｍ、第２ローレット部１１が４．０ｍｍ、第１ローレット部６が５．０ｍｍとなっている。そして谷部９の深さが０．６０ｍｍとした。そして、第２ローレット部の谷部のＲ形状の曲率半径を０．１０、第１ローレット部の谷部の曲率半径を０．４０とした。

このようなインサートナットを熱圧入により、相手プラスチック材料ＰＢＴデュポン社クラスティン型番ＨＴＩ６６６ＦＲにて、Ｍ３ネジ締結トルク試験を実施した。その結果、通常の締結基準力８ｋｇｆｃｍのところ、１６ｋｇｆｃｍまで問題なく、最終的に鉄製のネジそのものの頭部首下部が破断するまで耐えることができることができた。そしてインサートナットと相手プラスチックとの熱圧入部分には、変化が見られなかった。同様にＰＰＥ＋ＰＳ、サビック社の型番ノリルＰＸ２７９０Ｊ、或いはＰＥＴ、カネカ社型番３４０６ＮＨにおいても同様の傾向を見ることができた。これによって、谷部にＲ形状を設ける事によるローレット部と相手樹脂の密着性と流動性が改善されることが確認できた。一方、従来のインサートナットの場合、切削加工やローレット工具による加工の為、谷部がシャープエッジになり、溶融樹脂が谷底エッジまで至らず、強度が低下することが生じていた。

一般的に従来のインサートナット１は、快削黄銅棒、快削鋼などを使用しているが、本発明の場合は、プレス加工による形状形成であるので、むしろ冷間鍛造や、転造技術を用いることになる。従って、黄銅板（ＢＳＰ）、鉄板（ＳＰＣＣ−ＳＤ）、ステンレス（ＳＵＳ３０４ＣＳＰ）等の粘性の高い難加工材料を使用することが比較的容易である。また、インサートナットの材質をさらに、アルミニウムを利用することも特徴付けられる。アルミニウム材料を使用するメリットとしては、比熱比が小さく熱伝導性が良好であるので、加熱ヒータ２０の熱が容易にインサートナット１に伝導されるため、熱容量が小さく、加熱時間が短縮されるという点がある。また、展延性に優れているので、微細なプレス成形には好適である。更に、加工硬化若しくはアルマイト等の表面硬化処理を施し、ネジ部やローレット部の強度アップを図ることができる。

アルミニウム等の金属の場合、金属に応力を与えると結晶のすべりが生じ、その滑り面に対しての抵抗が徐々に増してくる。その抵抗がある程度の大きさになると、他の面に順次移動していく塑性変形が生じる。冷間加工により変形が進む程、抵抗が大きくなり硬さを増していく。これが加工硬化である。

また、加工硬化は、絞り加工性の目安となる特性値で「ｎ値」と呼ばれる。降伏点以上の塑性域における応力σと、ひずみεとの関係をσ＝Ｃε＾ｎで近似させた時の指数ｎの事である。このｎ値が大きいほど、局部収縮発生までの伸びが大きいため絞り性が良くなる。一般的に ｎ値は０．１５〜０．４５程度である。代表的な柔らかい金属であるアルミニウム０．２７に対し、固い金属である１８−８ステンレス０．５０とその差は相当の違いがある。

本実施例において、メネジ５ではハイロールタップにより加工を行い、切削粉の発生しないようにタップを形成していく。このような際にアルミを用いると、同時に加工硬化によりネジ山の強度アップを図ることができる。同様に、外周ローレット部においても加工硬化による素材の強度アップを図ることが可能となった。劃して、ステンレスや黄銅よりも、比重の差を含めて、単位体積当たりコスト面で格安なアルミニウムをプレス加工で行うことにより、効果的に性能を引き出すことが出来る事と成った。また、必要に応じてアルマイト処理、硬質アルマイト等の表面処理を施すことも出来る。よって、表面着色による各種のネジ部に対する順番や使用するネジの種類などを視覚的に示すことができるような使い分けが行える。更には、高剛性が求められるネジ締結、或いは、締結やネジの着脱を繰り返し行う場合にも十分に耐えることが可能なインサートナットの提供ができるようになった。

ところで、最近、ＥＵ出されたＲｏＨＳ指令に関連して、鉛等を規制する動きがある。切削加工では、切削くずの処理の容易化のために、材料に鉛を用いることがあった。しかしながら、本実施例のようなプレス加工では、鉛を用いない材料を使用することが可能となる。

（実施例２）
図５は、フランジレスタイプのインサートナットの構成を示す斜視図である。図６は、フランジレスタイプのインサートナットの部分断面正面図を示している。

同図において、インサートナット１は、場合によっては、薄板のプラスチックや、厚みの制約のある場合等の、インサートナットの長さを薄くする必要な場合の用途に対するインサートナットの形状を示したものである。

インサート方向の高さ寸法が短いので、ローレットの形状に対して回転保持強度が低下するので、フランジ部分１６の直径は、第１ローレット６と略同一径と成されている。

また、図１１の変形例のように、星形形状２７のフランジ形状を形成させることによって、回転方向保持強度を高める作用を付与しても良い。これによって、短い長さの外形に対して、このフランジ外周部１６も有効に使用できるようにした。特に、挿入相手溶融樹脂の流動性を確保するために、斜めローレット２８のローレットの山谷形状と、平目ローレット２９との位相を合致させ、十分にトップ面２まで樹脂が密着するように配慮している。このインサートナット１は、特に狭い場所に用いるのに効果的である。

本形状を達成するための順送プレス加工においては、最初にバーリング加工を行い、次プレス工程でフランジ外周部にマッチング部を除いて星形形状２７を生成した。その後、円筒側面のローレット加工を行い、次工程でハイロールタップ加工とリーマ加工を順次行い、最終工程でマッチング部のプレス切断によってフレームと分離させることで加工形成させることが達成される。

（実施例３）
図１２は筒状部に角型平面を装備したインサートナットの斜視図であって、図４の円筒部４に対して、更に性能向上のためにプレス加工ならではのプレス加工によって面を形成したものである。図１２において、第２ローレット１１と第１ローレット６の間の溝部の円筒部４に、多角形で形成される部分（角型平面）３０を設けている。

インサートナットに求められる特性では、ネジによってジャッキアップされる方向に加わる引抜力と、ネジ締結着脱時に生じる回転方向に掛る回転力があり、この両方向に対して保持力のマージンが高いことが好まれる。しかしながら、従来の旋盤加工では、円周方向に面取りを作ることは困難であり、更に別工程を設けて切削加工による平面を形成することはコストアップで実現されていなかった。本角型平面３０は上記の要求に対して考えられたものであり、プレス加工であるが故に、自由な形状を１工程で塑性変形させて面を形成させることができるところを生かしたものである。溝部に加熱溶融したプラスチックは冷却すると固化し、角型平面の形状によりアンカー効果を得ることができる。よって、ローレット部だけでなく、この角型平面においてもグリップ力を得ることで更に強固に固定ができるようになるのである。

この角型平面３０は、先の実施例で示したプレス加工に、塑性変形させる一工程を付加することで、容易に形成することができる。旋盤加工では、円周方向に面取りを作ることは困難であり、更に別工程を設けて切削加工による平面を形成することはコストアップを招いてしまう。

以下に、本実施例３のインサートナットの製造方法を示す。

図１５と図１６は、本実施例３のインサートナットにおいて、順送プレス金型を用いて加工した場合のプレス工程を示した図である。

フープ材であるところのシート材３１には、第１工程乃至第８工程にいたるステップ送りをするための穴（３２〜３９）が両端に設けられている。そして、この穴（チャンネル）を基準に各工程において中央部にインサートナットが順を追って加工され仕上げられていく。以下、穴と工程を一致させた前提で説明を行う。

第１工程３２では、インサートナットの中心部でバーリングのセンターになる部位に下穴４０がプレスによって開けられる。

第２工程３３では、更に段付きのバーリング加工が行われ深絞りにより筒状形状であるところのバーリング４１を形成する。

第３工程３４では、角型平面４２である多面体（本実施の形態では６角形）の面を側面方向からプレスして形成する。この際に、バーリングによる円筒穴の変形を防止するために、内径部にはガイドピンが装備されている。

第４工程３５では、外周部にローレット４３を施す。一般的にローレット加工はローレット用工具であるところの回転コロの外径部にローレット歯の対を設けて加圧転写する方式のものが市販されている。これに対し、本実施の形態の場合、市販品はスペースと構造的な面でビルトインが困難であった。よって独自に、リング状の工具に内歯車的な二段構成の工具刃物を配備し、これを金型のストロークを利用して回動させ、インサートナット円筒部の外径バーリング部に押し付ける事で可能となった。また、二段の水平ラック状刃物を対向させて配備し、挟持させながら回動させることによっても同様にローレット４３を形成させることが可能である。この際、第２工程３４同様に、バーリングによる円筒穴の変形を防止するために、内径部にはガイドピンが装備されていることが好ましい。

第５工程３６では、バーリング４１に対して、面取り４４をプレス加工により設ける。本実施の形態の場合、図７乃至図９に示しているように加熱ヒータ２０のセットガイド２１が案内される際に入りやすくする事や、後工程における精度確保の為に設けたものである。

第６工程３７では第５工程で設けた面取り４４に対してリーマ加工４５を施すことによって内径の精度を０、−０．０１ｍｍ程度に仕上げる。

第７工程３８では、バーリング穴４１に対して、タップ加工４６によりメネジを形成させる。

但し、プレス金型内部に切削粉を残さないようにするために、ハイロールタップ工具を用いて、塑性変形加工である転造しながらネジを形成させることが好ましい。

また、ネジの下穴寸法がシビアに必要な場合は、第６工程と第７工程を入れ替える事や、或いはまた、第７工程の後にリーマ加工することも可能である。

第８工程３９では、インサートナット１のフランジ外周部１６をフレーム３１から、プレス加工により切り離す外径抜き４７加工を行う。これによって、インサートナットは一部品として完成する。

この後、必要に応じて、脱脂洗浄等の工程や、メッキ工程、検査工程を経て製品に仕上げられることとなる。

本実施の形態では、角型平面３０を６面円周等分割で６角形に形成したが、８角形でも他の多角形でも良い。また、Ｄカットや二方取りにような一部のみに平面を設けることも可能である。部品の大きさや、要求される保持強度に応じて形状を変化させることができる。

実施例１のインサートナットの部分断面正面図 実施例１のインサートナットの側面図 実施例１のインサートナットの正面外観図 実施例１のインサートナットの斜視図 実施例２のインサートナットの斜視図 実施例２のインサートナットの部分断面正面図 インサートナットを治具にセットした縦断面図 インサートナットを熱圧入している状態を示す縦断面図 インサートナット熱圧入後離間している状態を示す縦断面図 谷部における曲率形状を説明した断面図 実施例２の他の形態を表した部分断面正面図 実施例３のインサートナットの斜視図 実施例１における順送プレス金型によるプレス工程を示す斜視図 実施例１における順送プレス金型によるプレス工程を示す図 実施例３における順送プレス金型によるプレス工程を示す斜視図 実施例３における順送プレス金型によるプレス工程を示す図

符号の説明

１ インサートナット
２ トップ面
３ フランジ
４ 筒状部
５ メネジ
６ 第１ローレット
７ 圧入部
９ ローレット谷部
１０ ローレット山部
１１ 第２ローレット
１６ フランジ外周部
２０ 加熱ヒータ
２１ セットガイド
２４ 装着穴
２５ 樹脂部品

Claims (5)

1. 樹脂からなる基材に対し、熱を加えながら圧入されるインサートナットにおいて、
   前記基材に圧入される圧入部と、
   該圧入部の側面に設けられ、複数の山部と谷部とを有する凹凸形状部と、
   を有し、
   前記凹凸形状部は、前記谷部が曲率形状を有するように構成され、
   前記凹凸形状部における第１領域における谷部の曲率半径の値は、該第１領域よりもインサートナット圧入方向下流側の第２領域における谷部の曲率半径の値以上であることを特徴とするインサートナット。
2. インサートナット圧入方向における前記第１領域と前記第２領域との間に、前記第１領域及び前記第２領域よりも外径の小さい筒状部を設けることを特徴とする請求項１に記載のインサートナット。
3. 前記第１領域の外径は、前記第２領域の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載にインサートナット。
4. 前記筒状部に、多角形で形成される部分を設けたことを特徴とする請求項２に記載のインサートナット。
5. 前記圧入部及び前記凹凸形状部は、プレス加工によって形成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの項に記載のインサートナット。

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