JP6647894B2 - 樹脂部品の係止構造 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂部品に設けられた係止爪を相手部品に設けられた係止部に引掛けて係止する樹脂部品の係止構造に関する。

下記特許文献１の第１０図〜第１２図には、リヤルーフレールとコーナージョイントを連結するための連結具が記載されている。この連結具では、コーナージョイントが固定される基体の先端面に、首部（腕部）が一体に突設されている。この首部の一面先端部には、先側がテーパー面をなす係合爪が一体に突設されており、当該係合爪がリヤルーフレールの係合孔に挿入される。この係合爪は、首部の基端側を向く面が上記係合孔の縁部に対して垂直な垂直面とされており、当該垂直面が上記係合孔の縁部と係合（接触）する。

下記特許文献２には、カバー体と樹脂製品との取付構造が記載されている。この取付構造では、カバー体としてのマスクが平板部と該平板部に突設された複数の係止爪とを有しており、樹脂製品としてのフロントバンパープロテクターに設けられた開口の縁部に上記複数の係止爪が係合する。各係止爪の先端側には、断面三角形状の爪部が形成されている。この爪部は、係止爪の基端側（平板部側）を向く面が上記開口の縁部に対して傾斜した傾斜面とされており、当該傾斜面が上記開口の縁部と係合（接触）する。

実用新案登録第２５１４６８１号公報 特許第３１１２１５２号公報

上記特許文献１に記載された連結具では、首部の係合爪（以下、「爪部」と称する）に設けられた上記の垂直面がリヤルーフレールの係合孔の縁部と係合するため、リヤルーフレールから連結具を抜き去ろうとする力が作用した際に、首部を撓ませる分力が生じ難い。したがって、リヤルーフレールからの連結具の抜去力を大きく設定することができる。しかしながら、爪部が係合孔に確実に挿入されるようにするためには、上記垂直面と係合孔の縁部との間に多少の隙間を設定する必要があるため、爪部と係合孔の縁部との間にガタが生じてしまう。

一方、上記特許文献２に記載された取付構造では、マスクの係止爪に設けられた上記の傾斜面がフロントバンパープロテクターの開口の縁部と係合するため、当該開口の縁部と係止爪との間のガタを上記の傾斜面によって吸収することができる。しかしながら、フロントバンパープロテクターからマスクを抜き去ろうとする力が作用した際に、上記の傾斜面が係止爪を撓ませる分力を生じさせるため、フロントバンパープロテクターからのマスクの抜去力が小さくなってしまう。

本発明は上記事実を考慮し、係止爪の抜去力の確保とガタの吸収とを両立できる樹脂部品の係止構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る樹脂部品の係止構造は、係止爪が設けられた樹脂部品と、前記係止爪が引掛けられて係止される係止部が設けられた相手部品と、を備えた樹脂部品の係止構造であって、前記係止爪は、前記樹脂部品の本体部から延出された腕部と、前記腕部において延出方向と直交する方向を向く一面の先端側に突設され、前記腕部の基端側を向く係止面が前記係止部と接触する爪部と、を有し、前記係止面は、前記爪部の基端側に設けられ、前記爪部の先端側へ向かうほど前記腕部の先端側へ向かうように傾斜したガタ吸収面と、前記爪部の先端側に前記ガタ吸収面と連続して設けられ、前記ガタ吸収面よりも前記腕部の前記一面に対して直立した抜止面と、によって構成されており、前記抜止面における前記ガタ吸収面側の端部が前記係止部に接触した状態における前記係止爪の撓み角を前記一面と前記抜止面とのなす角の補角から減じた値が、前記ガタ吸収面の中間部が前記係止部に接触した状態における前記係止爪の撓み角を前記一面と前記ガタ吸収面とのなす角の補角から減じた値よりも大きくなるように設定されている。

請求項１に記載の樹脂部品の係止構造では、樹脂部品に設けられた係止爪が相手部品に設けられた係止部に引掛けられて係止される。係止爪は、樹脂部品から延出された腕部と、該腕部において延出方向と直交する方向を向く一面の先端側に突設された爪部とを有しており、該爪部において腕部の基端側を向く係止面が上記の係止部と接触する。この係止面は、爪部の基端側に設けられたガタ吸収面と、爪部の先端側に設けられた抜止面とによって構成されている。

ガタ吸収面は、爪部の先端側へ向かうほど腕部の先端側へ向かうように傾斜しているため、当該ガタ吸収面の傾斜によって係止爪と係止部との間のガタを吸収することができる。また、抜止面は、腕部の上記一面（先端側に爪部が突設された面）に対してガタ吸収面よりも直立している（切り立っている）。このため、当該抜止面が係止部と接触した状態では、ガタ吸収面が係止部と接触した状態よりも、係止爪の抜去力が増加する。これにより、係止爪の抜去力を確保することができる。

請求項２に記載の発明に係る樹脂部品の係止構造は、請求項１において、前記ガタ吸収面は、前記腕部の前記一面とのなす角が１０５度±５度の範囲内に設定されている。

請求項２に記載の樹脂部品の係止構造では、係止爪において腕部の一面（先端側に爪部が突設された面）と爪部のガタ吸収面とのなす角が１０５度±５度の範囲内に設定されている。つまり、腕部の上記一面を基準面（水平面）とした場合に、ガタ吸収面の傾斜角度（勾配）が７５度±５度の範囲内に設定されている。これにより、ガタ吸収面の傾斜によって係止爪と係止部との間のガタを吸収しつつ、係止部とガタ吸収面とが接触した状態での係止爪の抜去力を高く確保することができる。

請求項３に記載の発明に係る樹脂部品の係止構造は、請求項１又は請求項２において、前記抜止面は、前記腕部の前記一面とのなす角が９０度に設定されている。

請求項３に記載の樹脂部品の係止構造では、係止爪において腕部の一面（先端側に爪部が突設された面）と爪部の抜止面とのなす角が９０度に設定されている。これにより、抜止面が設けられた爪部の先端側にアンダーカットとなる部位が形成されないようにすることができるので、係止爪の成形性を良好に確保することができると共に、抜止面が係止部と接触した状態での係止爪の抜去力を最大限に確保することができる。
請求項４に記載の樹脂部品の係止構造では、請求項１〜請求項３のいずれか１項において、前記腕部は、前記一面を構成する連結壁によって互いに連結されると共に前記樹脂部品の前記本体部から延出された第１の一対の側壁を備え、前記相手部品は、前記係止部によって互いに連結されると共に前記相手部品の本体部から延出された第２の一対の側壁を備え、前記第１の一対の側壁と前記第２の一対の側壁とは、接触又は近接した状態で対向して配置されている。

以上説明したように、本発明に係る樹脂部品の係止構造では、係止爪の抜去力の確保とガタの吸収とを両立できる。

本発明の実施形態に係る樹脂部品の係止構造が適用されて構成された樹脂ケースの斜視図である。 図１において符号Ａした領域を図１とは異なる角度から見た斜視図である。 同樹脂ケースの正面図である。 図３のＦ４−Ｆ４線に沿った切断面を拡大して示す拡大断面図である。 図４の一部を拡大して示す拡大断面図である。 係止部に対する爪部の係り代とガタ吸収代との関係について説明するための図５に対応した断面図である。 ガタ吸収面における抜止面とは反対側の端部が係止部と接触した状態を示す概略的な断面図である。 ガタ吸収面の中間部が係止部と接触した状態を示す断面図である。 抜止面におけるガタ吸収面側の端部に係止部が接触した状態を示す断面図である。 係止爪における抜去方向の変位と抜去力との関係を示す線図である。

以下、図１〜図８を用いて本発明の実施形態に係る樹脂部品の係止構造１０（以下、単に「係止構造１０」と称する）について説明する。図１〜図４に示されるように、本実施形態に係る係止構造１０は、樹脂部品としての第１樹脂部品１２と、相手部品としての第２樹脂部品１４とによって構成されている。第１樹脂部品１２及び第２樹脂部品１４は、何れも樹脂によって形成されており、両者が結合されることで扁平な箱状の樹脂ケース１６が形成される構成になっている。

第１樹脂部品１２は、略矩形（略Ｕ字形）の皿状ないし盆状に形成された第１部品本体１８を有しており、第２樹脂部品１４は、第１部品本体１８と同様の形状に形成された第２部品本体２０を有している。第１部品本体１８と第２部品本体２０とは、厚さ方向一側に開口しており、各々の開口を互いに向かい合わせて重ね合わされている。

また、第１樹脂部品１２は、第１部品本体１８の内側かつ外周側から第２樹脂部品１４側へ延出された複数の雄爪２４を有しており、第２樹脂部品１４は、第２部品本体２０の内側かつ外周側から第１樹脂部品１２側に延出された複数の雌爪２６を有している。複数の雄爪２４は、複数の雌爪２６に嵌合係止されている。これにより、第１樹脂部品１２と第２樹脂部品１４とが結合されている。上記の雄爪２４は、本発明に係る「係止爪」に相当する。以下、雄爪２４及び雌爪２６の構成について詳細に説明する。

図２に示されるように、雌爪２６は、第２部品本体２０から第１部品本体１８側へ延出されており、延出された方向と直交する方向に互いに対向した一対の側壁２８と、一対の側壁２８の先端側において一対の側壁２８の幅方向一端部を連結した係止部（係止壁）３０とを備えている。一対の側壁２８及び係止部３０は、何れも板状（平板状）に形成されている。

雄爪２４は、第１部品本体１８から第２部品本体２０側へ延出された腕部２４Ａと、該腕部２４Ａにおいて延出方向と直交する方向を向く一面２４Ａ１の先端側に突設された爪部２４Ｂとによって構成されている。腕部２４Ａは、先端側が一対の側壁２８の間に挿入されており、係止部３０の片側面（図２及び図４では下側の面）に対して接触又は近接して配置されている。この腕部２４Ａの先端側は、係止部３０よりも雌爪２６の基端側へ延びている。

この腕部２４Ａは、一対の側壁２８の対向方向と同じ方向に対向した一対の側壁３２（図２では一方の側壁３２のみ図示）と、一対の側壁３２の幅方向一端部（係止部３０側の端部）を連結した連結壁３４とを有している。これにより、腕部２４Ａは、当該腕部２４Ａの延出方向から見て断面略Ｕ字状をなしている。一対の側壁３２及び連結壁３４は、何れも板状（平板状）に形成されている。一対の側壁３２は、一対の側壁２８に対して接触又は近接して配置されており、連結壁３４は、係止部３０に対して接触又は近接して配置されている。

連結壁３４の片側面（係止部３０側を向く面）は、腕部２４Ａの上記一面２４Ａ１を構成している。この一面２４Ａ１の先端側に突設された爪部２４Ｂは、腕部２４Ａの先端側へ向かうほど腕部２４Ａからの突出高さが減少するテーパー形状（楔形状）をなしている。この爪部２４Ｂは、腕部２４Ａの基端側を向く面が係止面３６とされており、当該係止面３６が係止部３０の一端部（第１樹脂部品１２とは反対側の端部）と接触する。これにより、雄爪２４が係止部３０すなわち雌爪２６に引掛けられて係止される構成になっている。なお、雄爪２４が係止部３０に係止される際には、テーパー形状の爪部２４Ｂが係止部３０と摺接することにより、雄爪２４が係止部３０とは反対側（爪部２４Ｂの突出方向とは反対側）へ撓むと共に、雄爪２４が弾性復帰することで係止面３６が係止部３０の一端部と係合するようになっている。

図５に示されるように、上記の係止面３６は、ガタ吸収面３６Ａと抜止面３６Ｂとによって構成されている。ガタ吸収面３６Ａは、爪部２４Ｂの基端側に設けられており、爪部２４Ｂの先端側へ向かうほど腕部２４Ａの先端側へ向かうように傾斜している。本実施形態では、ガタ吸収面３６Ａと腕部２４Ａの一面２４Ａ１とのなす角θ１（図５参照）が、１０５度に設定されている。つまり、腕部２４Ａの一面２４Ａ１を基準面（水平面）とした場合に、ガタ吸収面３６Ａの傾斜角度（勾配）θ２が７５度に設定されている。なお、図５の破線ＢＬは、爪部２４Ｂと腕部２４Ａとの境界を示している。また、上記のなす角θ１は、１０５度に限るものではないが、１０５度±５度の範囲内に設定することが好ましい。

抜止面３６Ｂは、爪部２４Ｂの先端側に設けられており、ガタ吸収面３６Ａよりも腕部２４Ａの一面２４Ａ１に対して直立している。この抜止面３６Ｂは、腕部２４Ａの一面２４Ａ１とのなす角θ３（図５参照）が９０度に設定されている。つまり、この抜止面３６Ｂは、腕部２４Ａの一面２４Ａ１に対して垂直に形成されている。なお、上記のなす角θ３は、厳密に９０度である必要はなく、多少の寸法誤差（例えば、１度〜２度程度の誤差）は許容される。

また、本実施形態では、図５に示される連結壁３４の厚さ寸法Ｔと、爪部２４Ｂの高さ寸法Ｈ（腕部２４Ａからの突出寸法）と、抜止面３６Ｂの高さ寸法ｈ（爪部２４Ｂの突出方向に沿った寸法）との比が、１：２：０．８に設定されている。具体的には、連結壁３４の厚さ寸法Ｔが１ｍｍに設定されており、爪部２４Ｂの高さ寸法Ｈ（腕部２４Ａからの突出寸法）が２ｍｍに設定されており、抜止面３６Ｂの高さ寸法ｈ（爪部２４Ｂの突出方向に沿った寸法）が０．８ｍｍに設定されている。なお、抜止面３６Ｂの高さ寸法ｈが０．８ｍｍよりも大きく設定された構成にしてもよいが、０．８ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。

上記構成の係止構造１０では、雄爪２４が雌爪２６に嵌合係止された状態において、係止部３０と爪部２４Ｂのガタ吸収面３６Ａとが接触するように各部の寸法が設定されている。詳細には、図６に示されるように、係止部３０に対する爪部２４Ｂの係り代ＯＬが１．０ｍｍ〜１．２５ｍｍの範囲内に設定されており、当該係り代ＯＬが確保された状態で係止部３０とガタ吸収面３６Ａとが接触するように構成されている。

また、係り代ＯＬが上記のように設定されることにより、図６に示されるガタ吸収代ＡＬが少なくとも０．２ｍｍは確保される構成になっている。つまり、係り代ＯＬを１．２５ｍｍ残した状態で０．２ｍｍのガタ吸収代ＡＬが確保される構成になっている。これにより、雄爪２４の延出方向における係止部３０と爪部２４Ｂとの相対位置に、上記ガタ吸収代ＡＬの範囲内の誤差がある場合でも、係止部３０の一端部とガタ吸収面３６Ａとの接触状態が維持されるように構成されている。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
上記構成の係止構造１０では、第１樹脂部品１２に設けられた雄爪２４を第２樹脂部品に設けられた雌爪２６の係止部３０に引掛けて係止する。雄爪２４は、第１樹脂部品１２から延出された腕部２４Ａと、該腕部２４Ａの一面２４Ａ１の先端側に突設された爪部２４Ｂとを有しており、該爪部２４Ｂにおいて腕部２４Ａの基端側を向く係止面３６が上記の係止部３０と接触する。この係止面３６は、爪部２４Ｂの基端側に設けられたガタ吸収面３６Ａと、爪部２４Ｂの先端側に設けられた抜止面３６Ｂとによって構成されている。

ガタ吸収面３６Ａは、爪部２４Ｂの先端側へ向かうほど腕部２４Ａの先端側へ向かうように傾斜しているため、当該ガタ吸収面３６Ａの傾斜によって雄爪２４と係止部３０との間のガタを吸収することができる。また、抜止面３６Ｂは、腕部２４Ａの上記一面２４Ａ１（先端側に爪部２４Ｂが突設された面）に対してガタ吸収面３６Ａよりも直立している（切り立っている）。このため、当該抜止面３６Ｂが係止部３０と接触した状態では、ガタ吸収面３６Ａが係止部３０と接触した状態よりも、雄爪２４の抜去力（抜き強度）が増加する。これにより、雄爪２４の抜去力を確保することができる。

上記の効果について、図７Ａ〜図７Ｃを用いて補足する。なお、図７Ａ〜図７Ｃでは、説明を分かり易くするために、雄爪２４及び係止部３０の断面のハッチを省略すると共に、ガタ吸収面３６Ａの傾斜角度θ２を実際よりも小さくしている。

本実施形態では、雄爪２４の抜去力Ｆは、図７Ａに示されるようにガタ吸収面３６Ａにおける抜止面３６Ｂとは反対側の端部が係止部３０と接触した状態よりも、図７Ｂに示されるようにガタ吸収面３６Ａの中間部が係止部３０と接触した状態において小さくなる。つまり、図７Ｂに示される状態では、雄爪２４が爪部２４Ｂの突出方向とは反対側（図７Ｂでは下側）へ撓むことにより、係止部３０に対するガタ吸収面３６Ａの傾斜が緩やかになる。また、図７Ａ及び図７Ｂにおいて、θ５＝θ２−θ４であるため、雄爪２４の撓み角θ４が大きくなるほど抜去力Ｆが減少する。

但し、本実施形態では、図７Ｃに示されるように、抜止面３６Ｂにおけるガタ吸収面３６Ａ側の端部が係止部３０と接触することにより、雄爪２４の抜去力Ｆが増加する。つまり、図７Ｂ及び図７Ｃにおいて、θ６＝９０°−θ７（θ７は雄爪２４の撓み角）であり、θ５＜θ６であるため、図７Ｃに示される状態の方が、図７Ｂに示される状態よりも雄爪２４の抜去力Ｆが増加する。なお、図８には、雄爪２４の抜去方向の変位Ｄと抜去力Ｆとの関係が線図にて示されている。図８に示されるように、抜止面３６Ｂにおけるガタ吸収面３６Ａ側の端部が係止部３０と接触した時点（図８の領域Ｂ参照）で抜去力Ｆが増加する。

このように、本実施形態では、爪部２４Ｂの係止面３６を、ガタ吸収面３６Ａと抜止面３６Ｂとの２段階の面とすることにより、雄爪２４と雌爪２６との間のガタの吸収と、雄爪２４の抜去力を確保とを両立することができる。その結果、雄爪２４と雌爪２６との間のガタや隙間の不具合を調整するための手間や費用が少なくなると共に、雄爪２４が雌爪２６から不用意に外れる不具合が生じ難くなる。

また、本実施形態では、腕部２４Ａの一面２４Ａ１（先端側に爪部２４Ｂが突設された面）と爪部２４Ｂのガタ吸収面３６Ａとのなす角θ１が１０５度±５度の範囲内に設定されている。これにより、ガタ吸収面３６Ａの傾斜によって雄爪２４と係止部３０との間のガタを吸収しつつ、係止部３０とガタ吸収面３６Ａとが接触した状態での雄爪２４の抜去力を高く確保することができる。

さらに、本実施形態では、腕部２４Ａの一面２４Ａ１と爪部２４Ｂの抜止面３６Ｂとのなす角θ３が９０度に設定されている。これにより、抜止面３６Ｂが設けられた爪部２４Ｂの先端側にアンダーカットとなる部位が形成されないようにすることができるので、雄爪２４の成形性を良好に確保することができると共に、抜止面３６Ｂが係止部３０と接触した状態での雄爪２４の抜去力を最大限に確保することができる。

なお、上記実施形態では、腕部２４Ａの一面２４Ａ１と爪部２４Ｂのガタ吸収面３６Ａとのなす角θ１が１０５度±５度の範囲内に設定された構成にしたが、請求項１に係る発明はこれに限らず、なす角θ１が上記の範囲外に設定された構成にしてもよい。

また、上記実施形態では、腕部２４Ａの一面２４Ａ１と爪部２４Ｂの抜止面３６Ｂとのなす角θ３が９０度に設定された構成にしたが、請求項１及び請求項２に係る発明はこれに限らず、なす角θ３が９０度よりも大きく又は小さく設定された構成にしてもよい。但し、抜止面３６Ｂは、ガタ吸収面３６Ａよりも腕部２４Ａの一面２４Ａ１に対して垂直又は垂直に近い角度で直立している必要がある。

また、上記実施形態では、樹脂によって形成された第２樹脂部品１４が相手部品とされた構成にしたが、請求項１〜請求項４に係る発明はこれに限らず、相手部品が金属などによって形成された構成にしてもよい。

また、上記実施形態では、腕部２４Ａが一対の側壁３２を備えた構成にしたが、請求項１〜請求項３に係る発明はこれに限らず、一対の側壁３２が省略された構成にしてもよい。

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは勿論である。

１０ 樹脂部品の係止構造
１２ 第１樹脂部品（樹脂部品）
１４ 第２樹脂部品（相手部品）
１８ 第１部品本体（樹脂部品の本体部）
２０ 第２部品本体（相手部品の本体部）
２４ 雄爪（係止爪）
２４Ａ 腕部
２４Ａ１ 一面
２４Ｂ 爪部
２８ 一対の側壁（第２の一対の側壁）
３２ 一対の側壁（第１の一対の側壁）
３６ 係止面
３６Ａ ガタ吸収面
３６Ｂ 抜止面
θ２ ガタ吸収面の傾斜角
θ４、θ７ 撓み角

Claims (4)

1. 係止爪が設けられた樹脂部品と、前記係止爪が引掛けられて係止される係止部が設けられた相手部品と、を備えた樹脂部品の係止構造であって、
   前記係止爪は、
   前記樹脂部品の本体部から延出された腕部と、
   前記腕部において延出方向と直交する方向を向く一面の先端側に突設され、前記腕部の基端側を向く係止面が前記係止部と接触する爪部と、
   を有し、
   前記係止面は、
   前記爪部の基端側に設けられ、前記爪部の先端側へ向かうほど前記腕部の先端側へ向かうように傾斜したガタ吸収面と、
   前記爪部の先端側に前記ガタ吸収面と連続して設けられ、前記ガタ吸収面よりも前記腕部の前記一面に対して直立した抜止面と、
   によって構成されており、
   前記抜止面における前記ガタ吸収面側の端部が前記係止部に接触した状態における前記係止爪の撓み角を前記一面と前記抜止面とのなす角の補角から減じた値が、前記ガタ吸収面の中間部が前記係止部に接触した状態における前記係止爪の撓み角を前記一面と前記ガタ吸収面とのなす角の補角から減じた値よりも大きくなるように設定されている樹脂部品の係止構造。
2. 前記ガタ吸収面は、前記腕部の前記一面とのなす角が１０５度±５度の範囲内に設定されている請求項１に記載の樹脂部品の係止構造。
3. 前記抜止面は、前記腕部の前記一面とのなす角が９０度に設定されている請求項１又は請求項２に記載の樹脂部品の係止構造。
4. 前記腕部は、前記一面を構成する連結壁によって互いに連結されると共に前記樹脂部品の前記本体部から延出された第１の一対の側壁を備え、
   前記相手部品は、前記係止部によって互いに連結されると共に前記相手部品の本体部から延出された第２の一対の側壁を備え、
   前記第１の一対の側壁と前記第２の一対の側壁とは、接触又は近接した状態で対向して配置されている、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の樹脂部品の係止構造。