JP6483451B2 - カラー固定構造及びカラー固定方法 - Google Patents

Description

本発明は、カラー固定構造及びカラー固定方法に係り、例えば、金属製の円筒形状のカラーを樹脂製のハウジングに嵌め込むカラー固定構造及びカラー固定方法に関する。

従来より、樹脂製のハウジングに金属製の円筒形状のカラーを埋設する構造が知られている。金属製のカラーを埋設することで、その埋設部分の構造を補強し、例えば、金属製のボルト等による締結を可能にしている。そのような構造として、例えば、カラーの外周面に複数の凹部（ローレット）を設けることで、カラーが埋設した際に、いわゆるアンカー効果によって、カラーが安定して固定されるようにした構造がある（例えば特許文献１参照）。

図１は、ローレットを有するカラーが樹脂製のハウジングにインサート成形された構造を説明する図である。図１（ａ）に示す様に、カラー１１０の外周面１１２には、凹状のローレット１１４が複数形成されている。図１（ｂ）の一部斜視図及び図１（ｃ）の断面図（図１（ｂ）のＡ−Ａ断面）に示す様に、カラー１１０はハウジング１５０の成形時にインサート成形によってカラー挿入部１５２に埋設される。ハウジング成形時に樹脂がローレット１１４に回り込むことで、成形後のカラー保持力が高まっている。

特開２０１４−１６３３９８号公報

ところで、ハウジングとカラーをインサート成形によって一体成形する場合に、熱収縮差の影響によってハウジングに割れが生じやすいという課題があった。より具体的には、図１（ｃ）の所定の領域Ｚを拡大した図１（ｄ）に示す様に、インサート成形では、カラー１１０の外周面１１２の周りに樹脂が流れ込んでカラー挿入部１５２が形成されることになるが、この部分でハウジング１１０（外周面１１２）とハウジング１５０（カラー挿入部１５２）が密着する。その結果、熱収縮差で生じる力を逃がす空間がなくなってしまい、ハウジング１５０が割れやすくなる。

本発明の目的は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決する技術を提供することにある。

本発明は、円筒形のカラーを樹脂製のハウジングに埋設するカラー固定構造であって、前記カラーは、外周面に外方向に延出する延出部を有し、前記ハウジングは、前記カラーを挿入する挿入部を備え、前記挿入部は、前記カラーの前記延出部と挿入方向への移動を規制する挿入方向規制部と、前記挿入方向規制部と反対側の領域で、前記挿入方向と反対方向の移動を規制する挿入逆方向規制部を備え、前記ハウジングは、前記カラーの挿入前の状態において、前記挿入部の入口近傍領域に、突出する入口突出部を備え、前記挿入逆方向規制部は、前記カラーがハウジングに挿入された後に、前記入口突出部を含む前記ハウジングの一部が溶融されて形成されている。
また、前記延出部は、前記外周面に外径が大きく形成された外周円形形状となっており、前記延出部の２つの境界は段差面を構成しており、前記挿入部の前記挿入方向規制部と前記挿入逆方向規制部は、前記段差面と当接してもよい。
本発明は、円筒形の外周面の高さ方向の途中に外径が大きくなっている大外径部を有するカラーを、前記カラーを挿入する領域に前記カラーの挿入位置を決める位置決め手段を有する樹脂製のハウジングに対して、挿入して固定するカラー固定方法であって、前記ハウジングにおける、前記カラーを挿入する挿入部の入口近傍領域に、前記カラーの挿入前の状態において、突出する入口突出部を設け、前記挿入部にカラーを、前記大外径部が前記位置決め手段に当接するまで挿入するカラー挿入工程と、前記カラーが挿入された後に、前記カラーの入口近傍における前記入口突出部を含む領域を溶融して、前記大外径部の前記挿入部の入口側の段差の上を埋める溶融工程と、を備える。

本発明によれば、ハウジングにカラーを埋設する際に、熱収縮差によって生じるハウジングの割れやすさを低減できる。

従来技術に係る、カラーとハウジングの固定構成を示す図である。 実施形態に係る、カラーをハウジングに挿入する直前の状態を示す斜視図である。 実施形態に係る、カラーをハウジングに挿入する直前の状態を示す断面図である。 実施形態に係る、カラーをハウジングに挿入した直後の状態を示す斜視図である。 実施形態に係る、カラーをハウジングに挿入した直後の状態を示す断面図である。 実施形態に係る、カラーをハウジングに完全に埋設した状態を示す斜視図である。 実施形態に係る、カラーをハウジングに完全に埋設した状態を示す断面図である。 実施形態に係る、カラーをハウジングに完全に埋設した状態を示す断面図である。 実施形態に係る、カラーをハウジングに完全に埋設した状態を示す断面図である。 実施形態に係る、図７の領域Ｚ３を拡大して示す図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照しつつ説明する。

図２は、カラー１０をハウジング５０に挿入する直前の状態を示す斜視図である。また、図３は、カラー１０をハウジング５０に挿入する直前の状態を示す断面図であって、図２のＡ１−Ａ１断面である。

カラー１０は、例えばステンレスやアルミニウム合金で円筒形状に形成されている。このカラー１０は、外周面は高さ方向の途中で外径が大きくなるように突出している。具体的には、カラー１０の外周面は、側面上部２２と、側面突出部２４と、側面下部２６とから構成されている。側面上部２２と側面下部２６は、同じ外径を有している。側面突出部２４は、カラー１０のカラー天面１２より若干下がった位置に、側面上部２２と側面下部２６より外径が大きくなるように形成されている。

その結果、側面上部２２と側面突出部２４の境界には上部段差３２が形成されている。同様に、側面突出部２４と側面下部２６の境界面には、下部段差３４が形成されている。

ハウジング５０は、例えば樹脂で成形されている。ハウジング５０は、ハウジング上面５２とハウジング下面５４とを上下方向に貫通するカラー挿入部６０を備える。カラー挿入部６０にカラー１０が挿入される。

ハウジング５０のカラー挿入部６０は、カラー１０が埋設される前の状態では、内径大小の２段の孔形状となっている。具体的には、カラー挿入部６０の内面上部６０ａが相対的に内径が大きく形成され、内面下部６０ｂが相対的に内径が小さく形成されている。内面上部６０ａと内面下部６０ｂとの境界部分は内面段差６４となっている。

内面上部６０ａの内径は、カラー１０の側面突出部２４の外径に略一致している。また、内面下部６０ｂの内径は、カラー１０の側面下部２６の外径に略一致している。

図４は、カラー１０をハウジング５０に挿入した直後の状態を示す斜視図である。図５は、カラー１０をハウジング５０に挿入した直後の状態を示す断面図であって、図４のＡ２−Ａ２断面である。

カラー１０がカラー挿入部６０に埋設するカラー挿入工程では、図４及び図５で示す様に、カラー１０の下部段差３４がカラー挿入部６０の内面段差６４に当接する状態まで挿入される。本実施形態では、カラー１０のカラー底面１４は、ハウジング下面５４から僅かに突出している。また、カラー１０のカラー天面１２は、ちょうどハウジング上面５２と面一になっている。

ここで、図示のように、ハウジング５０のハウジング上面５２には、カラー挿入部６０の境界部分を環状に覆うように上面突起部６２が凸状に形成されている。また、カラー１０の側面上部２２の外径は、ハウジング５０の内面上部６０ａの内径より小さいため、側面上部２２と内面上部６０ａとの間に所定量の空間（隙間）が形成されている（図５の領域Ｚ１参照）。

図６は、カラー１０をハウジング５０に完全に埋設した状態を示す斜視図である。図７は、カラー１０をハウジング５０に完全に埋設した状態を示す断面図であって、図６のＡ３−Ａ３断面である。

図４、５で示した状態の後、溶融工程がなされる。すなわち、カラー１０をハウジング５０のカラー挿入部６０に取り付けた後、上面突起部６２を溶融する。すると、溶融した樹脂が側面上部２２と内面上部６０ａの隙間（図５の領域Ｚ１）に流れ込み、カラー１０の上部段差３２を覆う段差被覆面６６を形成する。

このとき、上面突起部６２は、上記の隙間を完全に埋めることが出来る体積を有するように大きさが設定されている。その結果、図６および図７に示す様に、ハウジング上面５２が、隙間が埋められてカラー天面１２と面一に平らになる（図７の領域Ｚ２参照）。

この様なカラー１０とハウジング５０との固定構造・方法を採用することで、例えば図８に示す様に、カラー１０に対して下方向の力Ｆ１が作用しても、内面段差６４（領域Ｘ１）によって押さえられ、カラー１０はハウジング５０から抜けにくくなる。

同様に、図９に示す様に、カラー１０に対して上方向の力Ｆ２が作用しても、段差被覆面６６（領域Ｘ２）によって押さえられ、カラー１０はハウジング５０から抜けにくくなっている。

また、上部段差３２と段差被覆面６６の境界部分（領域Ｘ２）には、上面突起部６２が溶けた樹脂が流れ込むため、隙間が埋められ、カラー保持力が向上する。

図１０は、図７の領域Ｚ３を拡大して示す図であって、カラー１０の側面突出部２４とハウジング５０の内面上部６０ａの境界部分を拡大して示す図である。

図示のように、カラー１０をハウジング５０に埋設したときに、表面粗さ、成形精度による隙間が生じるが、このとき、カラー１０とハウジング５０との間に熱収縮差によって生じる力が逃げることができるため、それに起因してハウジング５０が割れやすくなると言ったことを防止できる。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、側面上部２２、側面突出部２４、側面下部２６の高さ方向の幅、形成、位置は図示の態様に限る趣旨ではない。具体的には、上面突起部６２は、カラー１０をハウジング５０に挿入したときの隙間の空間より大きな体積となるように構成し、溶解で膨らんだ形状となった部分を後工程で削ってもよい。また、上部段差３２を上下に凹凸形状にすることで、溶融した樹脂が流れ込み、カラー１０の周方向に作用する力（回転力）に対しても強くなる。

１０ カラー
１２ カラー天面
１４ カラー底面
２２ 側面上部
２４ 側面突出部（延出部、大外径部）
２６ 側面下部
３２ 上部段差
３４ 下部段差
５０ ハウジング
５２ ハウジング上面
５４ ハウジング下面
６０ カラー挿入部
６０ａ 内面上部
６０ｂ 内面下部
６２ 上面突起部
６４ 内面段差（挿入方向規制部、位置決め手段）
６６ 段差被覆面（挿入逆方向規制部）

Claims (3)

1. 円筒形のカラーを樹脂製のハウジングに埋設するカラー固定構造であって、
   前記カラーは、外周面に外方向に延出する延出部を有し、
   前記ハウジングは、前記カラーを挿入する挿入部を備え、
   前記挿入部は、前記カラーの前記延出部と挿入方向への移動を規制する挿入方向規制部と、前記挿入方向規制部と反対側の領域で、前記挿入方向と反対方向の移動を規制する挿入逆方向規制部を備え、
   前記ハウジングは、前記カラーの挿入前の状態において、前記挿入部の入口近傍領域に、突出する入口突出部を備え、
   前記挿入逆方向規制部は、前記カラーがハウジングに挿入された後に、前記入口突出部を含む前記ハウジングの一部が溶融されて形成されていることを特徴とするカラー固定構造。
2. 前記延出部は、前記外周面に外径が大きく形成された外周円形形状となっており、前記延出部の２つの境界は段差面を構成しており、
   前記挿入部の前記挿入方向規制部と前記挿入逆方向規制部は、前記段差面と当接していることを特徴とする請求項１に記載のカラー固定構造。
3. 円筒形の外周面の高さ方向の途中に外径が大きくなっている大外径部を有するカラーを、前記カラーを挿入する領域に前記カラーの挿入位置を決める位置決め手段を有する樹脂製のハウジングに対して、挿入して固定するカラー固定方法であって、
   前記ハウジングにおける、前記カラーを挿入する挿入部の入口近傍領域に、前記カラーの挿入前の状態において、突出する入口突出部を設け、
   前記挿入部にカラーを、前記大外径部が前記位置決め手段に当接するまで挿入するカラー挿入工程と、
   前記カラーが挿入された後に、前記カラーの入口近傍における前記入口突出部を含む領域を溶融して、前記大外径部の前記挿入部の入口側の段差の上を埋める溶融工程と、
   を備えることを特徴とするカラー固定方法。

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