JP6572792B2 - インサート成形品およびインサート成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本明細書によって開示される技術は、貫通ナットを用いたインサート成形品、およびインサート成形品の製造方法に関する。

従来、ナットを用いたインサート成形品の製造方法として、特開２００５−２８８７６３号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。金型の下型に止め具を着脱可能に取り付けておき、袋状のナットを止め具にねじ込み、その状態で型閉じしてキャビティに溶融樹脂を充填して固化した後、型開きをし、止め具を下型から分離する。その後、止め具をナットから離脱することで、ナットを用いたインサート成形品が得られる。

特開２００５−２８８７６３号公報

しかしながら、上記のナットは、袋状であるため、ナットの内部にめっき処理を施すことができない。このため、ナットの内部に水が浸入した場合、ナットの内部に錆が発生するおそれがある。ナットの内部にめっき処理を施すには、貫通ナットを用いる必要があるものの、貫通ナットを用いると、止め具にねじ込むことでめっきが剥がれてしまう。このように現状では、内部にめっき処理が施された貫通ナットを用いたインサート成形品の製造方法が確立されておらず、新たな製造方法の開発が切望されていた。

本明細書によって開示されるインサート成形品は、ねじ孔が貫通して形成され、前記ねじ孔の内面を含んだ表面全体にめっき処理が施された貫通ナットと、前記貫通ナットの両端開口のうち一側開口を閉止する蓋部材と、前記貫通ナットの他側開口を外部に臨ませつつ前記貫通ナットと前記蓋部材を覆う樹脂部とを備えた構成とした。

このようなインサート成形品によると、貫通ナットを用いることでねじ孔の内部にめっき処理を施すことができる。したがって、ねじ孔の内部に水が浸入した場合でも、ねじ孔の内部に錆が発生することを防止できる。

本明細書によって開示されるインサート成形品は、以下のような構成としてもよい。
前記蓋部材は、前記貫通ナットの一側が内部に嵌合したキャップである構成としてもよい。
キャップの材質としては、樹脂、ゴム、金属などを挙げることができる。樹脂キャップであれば、安価に製造することができる。ゴムキャップであれば、溶融樹脂の射出圧によって亀裂が入ることがない。金属キャップであれば、板厚を薄くすることができ、貫通ナットを覆う樹脂量を少なくして、貫通ナットの周囲を小型化することができる。

また、前記蓋部材は、前記ねじ孔に軸部を組み付けたリベットである構成としてもよい。

このようなインサート成形品を製造するには、以下のような方法が好ましい。
本明細書によって開示されるインサート成形品の製造方法は、貫通ナットを用いたインサート成形品の製造方法であって、前記貫通ナットの上端開口が上型を向き、下端開口が下型で閉止されるように前記貫通ナットを前記下型にセットする工程と、前記上端開口を蓋部材で閉止する工程と、型閉じした後、前記上型に設けられたゲート部から前記蓋部材に向けて溶融樹脂を射出する工程と、前記溶融樹脂が固化して樹脂部が形成された後、型開きして前記樹脂部を前記上型および前記下型から脱型する工程とを備えたものとしてもよい。

貫通ナットの開口を蓋部材で閉止する理由は、貫通ナットの内部に溶融樹脂が入らないようにするためである。また、ゲート部からの溶融樹脂は、蓋部材に向けて射出されるため、この射出圧によって蓋部材が貫通ナットに押圧され、貫通ナットが下型に押圧されることになる。したがって、蓋部材と貫通ナットの間のシール性を満足することができ、貫通ナットと下型の間のシール性を満足することができる。さらに、貫通ナットを下型にねじ止めする工程が不要であるため、成形工数を少なくすることができる。

前記ゲート部は、前記貫通ナットと同軸で配置されているものとしてもよい。
このようにすると、溶融樹脂の射出圧によって貫通ナットが倒れることを防止できる。

前記下型は、前記貫通ナットと前記ゲート部が同軸配置となるように前記貫通ナットを位置決めする位置決め部を備えているものとしてもよい。
このようにすると、ゲート部と貫通ナットを同軸配置しやすくなる。

本明細書によって開示される技術によれば、貫通ナットを用いることでねじ孔の内部にめっき処理を施すことができ、ねじ孔の内部に錆が発生することを防止できる。

実施形態１におけるインサート成形品の正面図 図１におけるＡ−Ａ線断面図 貫通ナットに樹脂キャップを組み付けた状態を示した側面図 貫通ナットを下型にセットした状態を示した断面図 上型と下型を型閉じした状態を示した断面図 ゲート部から樹脂キャップに溶融樹脂を射出してキャビティを充填した状態を示した断面図 関連技術におけるインサート成形品の製造方法を示した断面図であって、図６に対応する断面図 実施形態３におけるインサート成形品の製造方法を示した断面図であって、図６に対応する断面図 実施形態４におけるインサート成形品の断面図であって、図２に対応する断面図 貫通ナットに金属キャップを組み付けた状態を示した側面図 ゲート部から金属キャップに溶融樹脂を射出してキャビティを充填した状態を示した断面図 実施形態５におけるインサート成形品の製造方法において貫通ナットを下型にセットした状態を示した断面図 上型と下型を型閉じした状態を示した断面図 ゲート部から樹脂キャップに溶融樹脂を射出してキャビティを充填した状態を示した断面図 実施形態５におけるインサート成形品の断面図であって、図２に対応する断面図

＜実施形態１＞
実施形態１を図１から図６の図面を参照しながら説明する。本実施形態のインサート成形品１０は、図１に示すように、コネクタにカバーを取り付けるためのボルト締結部である。図２に示すように、インサート成形品１０は、貫通ナット２０と、貫通ナット２０の上側が内部に嵌合した樹脂キャップ３０と、貫通ナット２０の下側開口２３を外部に臨ませつつ貫通ナット２０と樹脂キャップ３０を覆う樹脂部４０とを備えて構成されている。

貫通ナット２０は、全体として円筒状をなし、上下方向に貫通するねじ孔２１を有している。ねじ孔２１には、全高に亘ってねじ溝が形成されており、ボルトが螺合可能とされている。貫通ナット２０の表面全体には、めっき処理が施されている。このため、ねじ孔２１の内部に水が浸入してもねじ孔２１の内部に錆が発生することはない。なお、図示はしないものの、貫通ナット２０の外周側面には、綾目のローレット形状をなすセレーションが形成されている。

樹脂キャップ３０は、貫通ナット２０の上端面２４に密着する本体部３１と、貫通ナット２０の上側開口２２からねじ孔２１に嵌合する内嵌部３２と、貫通ナット２０の外周側に嵌合する外嵌部３３とを備えて構成されている。本体部３１の板厚（上下寸法）は、外嵌部３３の板厚（径方向寸法）よりも大きめとされている。図３に示すように、本体部３１の上面における周囲には、テーパ部３４が周設されている。

樹脂部４０は、貫通ナット２０の下端面２５と揃う高さの下面を有する基板部４１と、貫通ナット２０の外周側面から樹脂キャップ３０の外嵌部３３に亘って上方に立ち上がる周壁部４２と、樹脂キャップ３０の本体部３１を上方から覆う上壁部４３とを備えて構成されている。基板部４１における貫通ナット２０の周囲には、環状をなす外周溝４４が設けられている。また、上壁部４３の上面中央には、外周溝４４よりも浅めの浅皿部４５が設けられている。

次に、インサート成形品１０の製造方法について説明する。図４に示すように、インサート成形品１０を成形する成形型は、下型５０と上型６０によって構成されている。下型５０には、貫通ナット２０の下側開口２３からねじ孔２１に嵌合する位置決め突部５１と、位置決め突部５１の周囲に配された外周リブ５２とが設けられている。外周リブ５２は、貫通ナット２０の外周側面に沿って配され、樹脂部４０の外周溝４４を成形する部分となる。

上型６０は、樹脂キャップ３０が装着された貫通ナット２０よりも一回り大きな凹部６１を有し、凹部６１の奥壁には、ゲート部６２が設けられている。ゲート部６２の開口付近は、わずかに下方に突出した段部６３とされ、この段部６３は、樹脂部４０の浅皿部４５を成形する部分となる。

図５に示すように、型閉じすると、樹脂部４０を構成する溶融樹脂を充填するためのキャビティＣが形成される。ゲート部６２と貫通ナット２０は、同軸配置とされている。また、樹脂キャップ３０の本体部３１の上面は、ゲート部６２に対して直交する配置とされている。このため、ゲート部６２から射出された溶融樹脂は、本体部３１の上面に直撃してからテーパ部３４などを通って下型５０へ流れ込む。

このとき、溶融樹脂の射出圧によって樹脂キャップ３０が貫通ナット２０に強く押圧され、貫通ナット２０も下型５０に強く押圧される。したがって、樹脂キャップ３０と貫通ナット２０の間がシールされ、貫通ナット２０と下型５０の間がシールされる。よって、ねじ孔２１に溶融樹脂が浸入することはないものとされている。

図６に示すように、キャビティＣに溶融樹脂が充填された後、溶融樹脂が冷え固まると、樹脂部４０が形成される。そして、型開きすると、樹脂部４０を上型６０および下型５０から脱型することでインサート成形品１０が得られる。

以上のように本実施形態では、貫通ナット２０を用いることでねじ孔２１の内部にめっき処理を施すことができる。したがって、ねじ孔２１の内部に水が浸入した場合でも、ねじ孔２１の内部に錆が発生することを防止できる。

蓋部材は、貫通ナット２０の一側が内部に嵌合した樹脂キャップ３０であり、樹脂キャップ３０であれば、安価に製造することができる。

本明細書によって開示されるインサート成形品１０の製造方法は、貫通ナット２０を用いたインサート成形品１０の製造方法であって、貫通ナット２０の上側開口２２が上型６０を向き、下側開口２３が下型５０で閉止されるように貫通ナット２０を下型５０にセットする工程と、上側開口２２を蓋部材（樹脂キャップ３０）で閉止する工程と、型閉じした後、上型６０に設けられたゲート部６２から蓋部材に向けて溶融樹脂を射出する工程と、溶融樹脂が固化して樹脂部４０が形成された後、型開きして樹脂部４０を上型６０および下型５０から脱型する工程とを備えたものとしてもよい。

貫通ナット２０の開口（上側開口２２）を蓋部材で閉止する理由は、貫通ナット２０の内部に溶融樹脂が入らないようにするためである。また、ゲート部６２からの溶融樹脂は、蓋部材に向けて射出されるため、この射出圧によって蓋部材が貫通ナット２０に押圧され、貫通ナット２０が下型５０に押圧されることになる。したがって、蓋部材と貫通ナット２０の間のシール性を満足することができ、貫通ナット２０と下型５０の間のシール性を満足することができる。さらに、貫通ナット２０を下型５０にねじ止めする工程が不要であるため、成形工数を少なくすることができる。

ゲート部６２は、貫通ナット２０と同軸で配置されているものとしてもよい。
このようにすると、溶融樹脂の射出圧によって貫通ナット２０が倒れることを防止できる。

下型５０は、貫通ナット２０とゲート部６２が同軸配置となるように貫通ナット２０を位置決めする位置決め部（位置決め突部５１、外周リブ５２）を備えているものとしてもよい。
このようにすると、ゲート部６２と貫通ナット２０を同軸配置しやすくなる。

＜関連技術＞
次に、関連技術を図７の図面を参照しながら説明する。本関連技術のインサート成形品１１は、実施形態１のインサート成形品１０における樹脂キャップ３０に代えてリベット７０を用いたものであり、その他の構成は同じである。リベット７０は金属製であって、ねじ孔２１に嵌合する軸部７１と、貫通ナット２０の上端面２４に密着する頭部７２とを備えて構成されている。頭部７２は、貫通ナット２０よりも小径とされている。このような構成によると、溶融樹脂の射出圧によってリベット７０に亀裂が入ることはない。

＜実施形態３＞
次に、実施形態３を図８の図面を参照しながら説明する。本実施形態のインサート成形品１２は、実施形態１のインサート成形品１０における樹脂キャップ３０に代えてゴムキャップ８０を用いたものであり、その他の構成は同じである。ゴムキャップ８０は樹脂キャップ３０と同様の構成であり、本体部８１と、内嵌部８２と、外嵌部８３とを備えて構成されている。外嵌部８３の内周面には、複数のリップ８４が設けられている。このような構成によると、溶融樹脂の射出圧によってゴムキャップ８０に亀裂が入ることはなく、リップ８４によってシール性能を高めることができる。

＜実施形態４＞
次に、実施形態４を図９から図１１の図面を参照しながら説明する。本実施形態のインサート成形品１３は、実施形態１のインサート成形品１０における樹脂キャップ３０に代えて金属キャップ９０を用い、貫通ナット２０に代えて段付きの貫通ナット１００を用いたものであり、その他の構成は同じである。

貫通ナット１００は実施形態１の貫通ナット２０と同様の構成であるものの、貫通ナット２０との違いは、上側に段付き状をなす係止部１０６を備えている点にある。

金属キャップ９０は金属板を絞り加工したものであって、貫通ナット１００の上端面１０４に密着する本体部９１と、ねじ孔１０１に嵌合する内嵌部９２と、貫通ナット１００の外周側に嵌合する外嵌部９３とを備えて構成されている。外嵌部９３には、内周側に突出する環状の突起９４が設けられている。突起９４は、貫通ナット１００の係止部１０６に係止している。これにより、本体部９１は、常には貫通ナット１００の上端面１０４に密着している。一方、貫通ナット１００の下端面１０５は、実施形態１と同様に、ゲート部６２から射出された溶融樹脂の射出圧によって下型５０に密着することになる。

このように、金属キャップ９０であれば、板厚を薄くすることができ、貫通ナット１００を覆う樹脂量を少なくして、貫通ナット１００の周囲を小型化することができる。ただし、本実施形態では、実施形態１から３と同じ成形型を用いているため、実施形態１から３と同じ大きさのインサート成形品１３とされている。

＜実施形態５＞
次に、実施形態５を図１２から図１５の図面を参照しながら説明する。実施形態５のインサート成形品１４は、実施形態１のインサート成形品１０における樹脂キャップ３０の構成を一部変更したものであり、その他の構成は同じである。この変更に伴い、樹脂部１１０の上壁部１１１の構成が一部変更となるものの、実施形態５の樹脂キャップ１２０は、樹脂部１１０に覆われて見えなくなるため、外観上、実施形態１のインサート成形品１０と実施形態５のインサート成形品１４とは同じになる。実施形態５のインサート成形品１４において実施形態１のインサート成形品１０と同じ構成については、同一の符号を用いるものとし、その説明を省略する。

実施形態５の樹脂キャップ１２０では、ゲート部６２から射出された樹脂を受ける本体部１２３の天面１２１が円錐形状とされている。天面１２１の頂点１２２の直上にゲート部６２が配置されているため、ゲート部６２から射出された樹脂が頂点１２２に直撃した際に、樹脂キャップ１２０の天面１２１が受ける樹脂圧を実施形態１の樹脂キャップ３０よりも低減させることができる。したがって、樹脂キャップ１２０の天面１２１が破損することを防止でき、貫通ナット２０のねじ孔２１に樹脂が流入することを防止できる。

＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
（１）上記実施形態では円筒状をなす貫通ナットを例示しているものの、円錐台形状でねじ孔が貫通して形成された貫通ナットを用いてもよい。

（２）上記実施形態では、便宜上、上型６０と下型５０によって上下方向に型開きする成形型を例示しているものの、左右方向に型開きする成形型など様々な成形型にも適用可能である。

（３）上記実施形態ではゲート部６２が１つだけのものを例示しているものの、ゲート部が複数あるものでもよい。

１０、１１、１２、１３、１４…インサート成形品
２０、１００…貫通ナット
２１、１０１…ねじ孔
２２、１０２…上側開口（一側開口）
２３、１０３…下側開口（他側開口）
３０、１２０…樹脂キャップ（蓋部材）
４０、１１０…樹脂部
５０…下型
５１…位置決め突部（位置決め部）
５２…外周リブ（位置決め部）
６０…上型
６２…ゲート部
７０…リベット
７１…軸部
８０…ゴムキャップ
９０…金属キャップ

Claims (4)

1. ねじ孔が貫通して形成され、前記ねじ孔の内面を含んだ表面全体にめっき処理が施された貫通ナットと、
   前記貫通ナットの両端開口のうち一側開口を閉止する蓋部材と、
   前記貫通ナットの他側開口を外部に臨ませつつ前記貫通ナットと前記蓋部材を覆う樹脂部とを備え、
   前記蓋部材は、前記貫通ナットの上端面に密着する本体部と、前記貫通ナットの上端開口から前記ねじ孔に嵌合する内嵌部と、前記貫通ナットの外周側に嵌合する外嵌部とを備えて構成され、前記本体部の板厚は前記外嵌部の板厚よりも大きいものとされ、
   前記樹脂部は、前記貫通ナットの下端面と揃う高さの下面を有する基板部と、前記貫通ナットの外周側面から前記外嵌部に亘って上方に立ち上がる周壁部と、前記本体部を上方から覆う上壁部とを備えて構成され、前記基板部が前記周壁部の下端部から径方向に拡がるものとされ、
   前記基板部における前記貫通ナットの周囲には環状をなす外周溝が設けられているインサート成形品。
2. 前記蓋部材は、前記貫通ナットの一側が内部に嵌合したキャップである請求項１に記載のインサート成形品。
3. 前記蓋部材は、前記ねじ孔に軸部を組み付けたリベットである請求項１に記載のインサート成形品。
4. 貫通ナットを用いたインサート成形品の製造方法であって、
   前記貫通ナットの上端開口が上型を向き、下端開口が下型で閉止されるように前記貫通ナットを前記下型にセットする工程と、
   前記上端開口を蓋部材で閉止する工程と、
   型閉じした後、前記上型に設けられたゲート部から前記蓋部材に向けて溶融樹脂を射出する工程と、
   前記溶融樹脂が固化して樹脂部が形成された後、型開きして前記樹脂部を前記上型および前記下型から脱型する工程とを備え、
   前記ゲート部は、前記貫通ナットと同軸で配置されており、
   前記下型は、前記貫通ナットと前記ゲート部が同軸配置となるように前記貫通ナットを位置決めする位置決め突部を備え、
   前記貫通ナットにはねじ孔が上下方向に貫通して形成され、前記ねじ孔の内面を含んだ表面全体にめっき処理が施され、前記位置決め突部は前記ねじ孔の内面に接触しない態様で前記貫通ナットの下端開口のみに嵌合するインサート成形品の製造方法。

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