JP5490181B2

JP5490181B2 - 樹脂成形品

Info

Publication number: JP5490181B2
Application number: JP2012128523A
Authority: JP
Inventors: 直紀保西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-06-06
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2032-06-06
Also published as: JP2013253627A

Description

この発明は、樹脂成品にインサートして使用される金属製のインサートナット、及びインサートナットを備えた樹脂成形品に関するものである。

従来の樹脂成形品においては、図７〜図９に示すように、複数のバスバー４０を樹脂成形品１０にボルト５０で締結する場合、ボルト５０の締結時にナット２０内に発生する金属切粉５６及び金属筐体３０とボルト５０の先端部間の空間絶縁距離Ｌ１、あるいはナット２０と金属筐体３０間の沿面絶縁距離Ｌ２を確保する対策として、樹脂成形品１０もしくは金属筐体３０に絶縁紙７０を貼付けることにより絶縁距離を確保している。

特開２００２−１６１９１０号公報

従来の樹脂成形品では、使用電圧の多様化や樹脂成形品の更なる低背化が必要となる場合、金属筐体の掘り込み追加や絶縁紙の面積拡大により絶縁対策は可能であるが、コストＵＰや製品面積の拡大を伴うといった問題が挙げられる。
この発明は、前記のような問題を解決するためになされたものであり、使用電圧の多様化や樹脂成形品の小型化に対しても、簡素かつ安価な構造で複数のバスバーをボルト締結可能とするインサートナットを提供し、又、該インサートナットを備えた樹脂成形品を提供することを目的とする。

この発明に係わる樹脂成形品は、適数のインサートナットが埋設され、このインサートナットに螺入したボルトによって複数のバスバーを締結する接続用端子台として適用される樹脂成形品であって、上記インサートナットは、上記ボルトのねじ部を有するナット体と、このナット体の端部外周に設けられ端面が上記ねじ部の開口部端面と同一面上に配置されたフランジと、このフランジの端面部に設けられたナット体抜け止め用環状段部と、この環状段部の蹴上部に設けられたセレーション状又は多角状のナット体回り止め部と、上記ナット体と一体に形成され上記ねじ部の底部を覆うことによって袋ナット体を形成するナット体蓋部とで構成され、且つ上記インサートナットは、第１金型にセットしたとき、上記フランジの開口側端面部と上記ねじ部の開口端面とが上記第１金型に当接するように配置し、更に、上記ナット体蓋部を離間させるために上記ナット体の体長より長く設定して設けた複数本の脚部を有する第２金型にセットしたとき、上記脚部が上記フランジの反開口側端面を押し付けるように配置し、上記第１金型と上記第２金型による挟持状態で、上記ナット体蓋部の離間部を含む部分に樹脂を充填することによって樹脂成形し、上記インサートナットを樹脂部に埋設したものである。

この発明のインサートナットによれば、インサートナットの特徴的な構成と樹脂成形時のインサートナット保持構成により、樹脂成形品におけるインサートナットに作用するトルクと軸推力を十分に受け止めることができると共に、樹脂成形品の絶縁性能の大幅な向上及び小型化が容易となるため、多様化する電力変換装置等への柔軟な対応が可能となる。

インサートナットを埋設した樹脂成形品の展開斜視図である。（ａ）はこの発明の実施の形態１におけるインサートナットを示す平面図、（ｂ）はインサートナットの変形例を示す平面図である。図２中のＡ−Ａ線を矢印方向に見た断面図である。（ａ）はこの発明の実施の形態１におけるインサートナットを埋設する樹脂成形品の樹脂成形時の状態を示す断面図、（ｂ）は図４（ａ）中のＣ−Ｃ線を矢印方向に見た断面図である。この発明の実施の形態１におけるインサートナットの沿面絶縁距離を示す説明図である。この発明の実施の形態２におけるインサートナットを埋設する樹脂成形品の樹脂成形時の状態を示す断面図である。従来の樹脂成形品を示す平面図である。図７中のＢ−Ｂ線を矢印方向に見た断面図である。図８中のＣ部分の部分拡大図である。

以下、図面に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。

実施の形態１
図１は、この発明の実施の形態１におけるインサートナットを埋設した樹脂成形品の展開斜視図である。
図１において、１は樹脂成形品で、例えば電力変換装置における複数のバスバー４の接続用の端子台として適用される。金属筐体３に固定される樹脂成形品１には、適数のインサートナット２がインサートされ、そのインサートナット２とボルト５により複数のバスバー４が締結される。

次に、インサートナット２の構成を、図２、３に基づいて説明する。
インサートナット２は、円筒形状のナット本体６ａの中心部にねじ部６ｂを有し、ナット本体６ａの底部（ねじ部６ｂの底部）に当たる端部には、ねじ部６ｂを塞ぐナット体蓋８が一体に成形され、又ねじ部６ｂの開口部である他端部外周には、フランジ９が一体成形され、これらの部材によって袋状のナット体（以下「袋ナット体６」という）を構成している。
又、フランジ９は、そのねじ部開口側端面が袋ナット体６のねじ部開口端面と同じ面上に位置するよう配置され、その端面の外側には、抜け止め用の環状段部９ａを設けると共に、その蹴上部（フランジの外周面部）には、セレーション状（図示せず）、又は多角状のナット体回り止め部９ｂが設けられている。
又、ねじ部６ｂを塞ぐナット体蓋８は、その外側が後述するように樹脂成形時に樹脂材で覆われ外部に露出しない構造になされている。

なお、図３では、ナット本体６ａに対し、ナット体蓋８とフランジ９を一体に形成したが、インサートナット２の一体成形が困難な場合には、ナット体蓋８及びフランジ９の何れか一方もしくはその両方をナット本体６ａとはそれぞれ別体に形成し、カシメ又は溶接の何れかの方法でナット本体６ａに固着させることによっても構成可能である。

ナット体回り止め部９ｂは、図２（ａ）の多角形状のものに置き換えて図２（ｂ）のようにパイロット穴（９ｃ）をフランジ９に設け、このパイロット穴９ｃに袋ナット体６の回り止め機能を持たせることで実施することも可能である。なお、このパイロット穴９ｃの採用によれば、図２（ｂ）のようにフランジ９に平坦部９ｄを有し袋ナット体６に形状方向性がある場合には、このパイロット穴９ｃによってその位置決めが可能となり、また平坦部９ｄはナット体回り止め部として機能する。

次に、図４に基づき樹脂成形金型による袋ナット体６の樹脂材へのインサート、すなわち樹脂成形品１の成形について説明する。
図４において、例えば複数個の袋ナット体６を、固定側樹脂成形金型（第１金型とする）１０２の所定位置に配置する。このときフランジ９の端面と袋ナット体６のねじ部開口端面とが固定側樹脂成形金型（第１金型）１０２に当接するように配置する。その配置完
了後、可動側樹脂成形金型（第２金型とする）１０１の複数本の脚部１０１ａでねじ部反開口側のフランジ９の端面を押し付ける。すなわち、フランジ９のねじ部開口側端面とねじ部反開口側端面の両端面を挟持して袋ナット体６を保持する。

そして、このフランジ９の挟持状態で樹脂の成形が行われる。このフランジ９が挟持された状態の時、可動側樹脂成形金型（第２金型）１０１とナット体蓋８間には離間距離が設定（脚部１０１ａを袋ナット体６の体長より長くする）され当該離間部に樹脂が充填されるので、ナット体蓋８は樹脂で覆われ露出することはない。
従って、従来の技術のように、インサートナット２のナット体蓋８を露出させることなく、インサートナット２を確実に保持した状態で樹脂成形が可能となる。なお、樹脂成形金型は、固定側と可動側とを図４とは逆の構成にしても樹脂成形品を形成することが可能である。

上述の実施の形態１によって期待できる効果は、次のとおりである。
インサートナット２がインサートされた樹脂成形品において、ボルト締結のトルクは、袋ナット体６のフランジ周縁部に形成されたセレーション、三角形以上の多角形形状の周面部、パイロット穴９ｃが受け持つことにより袋ナット体６の周り止め作用し、インサートナット２の空転が防止される。又、ボルト締結の軸推力は、袋ナット体６のフランジ９及びフランジ９に形成された環状段部（ナット体抜け止め用）９ａが受け持つことにより、インサートナット２の脱落が防止される。これら機能により、インサートナット２と樹脂成形品１との剥離が防止され、バスバー４のボルト５締結が確実に行われる。
又、ナット本体６ａの底部をナット体蓋８で覆い袋ナット状にしたことにより、複数のバスバー４をボルト５で締結する時に発生する金属切粉がインサートナット外へ飛散するのを防止できる。

又、樹脂成形時に、インサートナットを樹脂成形用金型の固定側にセットして、フランジ９のねじ部開口側端面を固定側金型に、又フランジのねじ部反開口側端面を可動側金型に当接してフランジ９（袋ナット体６）を挟持保持するので、樹脂成形後、両金型を取り除くと、空所１０１ｂ（図５）が形成され、フランジ９のねじ部開口側端面とねじ部反開口側端面の両面が露出部となる。
このため、インサートナット２の露出部と金属筐体３間の空間絶縁距離及び沿面絶縁距離が、図５と図９の比較で明らかなように、従来の樹脂成形品に比べて大幅に増加するので、使用電圧を高くでき樹脂成形品の小型化が可能となる。さらに前述したようにナット体蓋８が樹脂から露出するのを防止できる。
これらにより、インサートナット２がインサートされた樹脂成形品１と金属筐体３間の絶縁性能が大幅に向上できる。又、ナット本体６ａに付加されたフランジ９により、バスバー４をボルト５で締結する際の面圧が分散され、バスバー４間の接触抵抗が低減可能となる。

実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２におけるインサートナットを埋設する樹脂成形品の樹脂成形時の状態を示す断面図である。
この実施の形態２は、図６に示すように袋ナット体６を、固定側の金型にセットして、可動側の金型のナット付近にゲートＧ（樹脂注入口）を設けることにより，樹脂成形時にフランジ９のねじ部開口側端面を矢印の方向に働く成形樹脂圧Ｐにより固定側の金型に押圧することで保持し、樹脂成形を行うものである。
この金型によれば、インサートナット２の開口面側以外は樹脂で完全に覆われ、樹脂成形後のインサートナット２の露出部は、フランジ９の開口側の面のみとなる。
実施の形態１では図５に示すように沿面絶縁距離が存在するが、この実施の形態２ではこのような沿面絶縁距離が存在せずインサートナット２の露出部と金属筐体３間の空間絶
縁距離及び沿面絶縁距離を考慮する必要がないため、実施の形態１の樹脂成形品より大きな絶縁効果が得られる。

実施の形態３．
この実施の形態３は、袋ナット体６を樹脂成形材に圧入することにより樹脂成形を行うものである。この圧入は，袋ナット体６と同一形状の凹形状部（図１の２ａに相当）を予め樹脂成形品に形成しておき，そこへ袋ナット体６を圧入するものである。
この実施の形態３によると、樹脂成形品の形状によっては、実施の形態１又は実施の形態２の金型が使用困難な場合や，ナット抜け荷重が必要ない場合にインサートナットをインサートせず樹脂成形品に付加することが可能となり、実施の形態１、２と同等の効果が得られる。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１樹脂成形品
２インサートナット
２ａ袋ナット体６と同一形状の凹形状部
３金属筐体
４バスバー
５ボルト
６袋ナット体
６ａナット本体
６ｂねじ部
８ナット体蓋
９フランジ
９ａ環状段部（ナット体抜け止め用）
９ｂナット体回り止め部
９ｃパイロット穴
９ｄ平坦部（ナット体回り止め部）
１０１樹脂成形金型（可動側）
１０１ａ脚部
１０１ｂ空所
１０２樹脂成形金型（固定側）
Ｌ１空間絶縁距離
Ｌ２沿面絶縁距離。

Claims

適数のインサートナットが埋設され、このインサートナットに螺入したボルトによって複数のバスバーを締結する接続用端子台として適用される樹脂成形品であって、
上記インサートナットは、上記ボルトのねじ部を有するナット体と、このナット体の端部外周に設けられ端面が上記ねじ部の開口部端面と同一面上に配置されたフランジと、このフランジの端面部に設けられたナット体抜け止め用環状段部と、この環状段部の蹴上部に設けられたセレーション状又は多角状のナット体回り止め部と、上記ナット体と一体に形成され上記ねじ部の底部を覆うことによって袋ナット体を形成するナット体蓋部とで構成され、且つ上記インサートナットは、第１金型にセットしたとき、上記フランジの開口側端面部と上記ねじ部の開口端面とが上記第１金型に当接するように配置し、更に、上記ナット体蓋部を離間させるために上記ナット体の体長より長く設定して設けた複数本の脚部を有する第２金型にセットしたとき、上記脚部が上記フランジの反開口側端面を押し付けるように配置し、上記第１金型と上記第２金型による挟持状態で、上記ナット体蓋部の離間部を含む部分に樹脂を充填することによって樹脂成形し、上記インサートナットを樹脂部に埋設したことを特徴とする樹脂成形品。
上記インサートナットは、第１金型にセットしたとき、上記フランジの開口側端面部と上記ねじ部の開口端面とが上記第１金型に当接するように配置し、更に、第２金型にセットしたとき、上記ナット体蓋部を離間させるために上記ナット体の体長より長く設定した位置に配置し、上記第２金型から充填した樹脂によって生じた成形樹脂圧により、上記フランジの反開口側端面と上記ナット体蓋部とを押圧する状態で、上記ナット体蓋部の離間部を含む部分に樹脂を充填することによって樹脂成形し、上記インサートナットを樹脂部に埋設したことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品。