JP7067390B2

JP7067390B2 - インサート成形品の製造方法

Info

Publication number: JP7067390B2
Application number: JP2018180168A
Authority: JP
Inventors: 佑次伊藤; 清貴居附
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2022-05-16
Anticipated expiration: 2038-09-26
Also published as: JP2020049735A; CN110948780A

Description

本明細書によって開示される技術は、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。

外部機器に対してボルト締めにより固定される締結部を備える部材として、ナットがインサート成形により樹脂部に埋設されたインサート成形品が知られている。

ナットとしては、インサート成形の際にねじ孔の内部に樹脂が入り込むことを避けるために、一端が閉じた袋ナットが用いられてきた。しかし、例えば、錆止めのためのメッキを施したい場合に、袋ナットでは、ねじ孔の内面にメッキ未着が生じやすいという問題がある。このため、ねじ孔が貫通孔であるナット本体と、このナット本体の一端部に被せ付けられ、ねじ孔の一方の開口部を塞ぐキャップとを備える蓋付きナットが提案されている（特許文献１参照）。

実用新案登録第３１４４８８５号公報

上記の蓋付きナットでは、インサート成形の際に、溶融樹脂の樹脂圧によりナット本体からキャップが外れたり、キャップが破損したりすることが懸念される。

本明細書によって開示されるインサート成形品は、第１の開口部と第２の開口部とを有する貫通孔であるねじ孔を有するナット本体と、前記ナット本体に装着されて前記第１の開口部を塞ぐキャップと、前記ナット本体と前記キャップとを覆う樹脂部とを備え、前記キャップが、前記樹脂部から露出する露出面を有している。

また、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、第１の開口部と第２の開口部とを有する貫通孔であるねじ孔を有するナット本体に、前記第１の開口部を塞ぐようにキャップを装着する装着工程と、下型と、付勢部材を備える上型とを備える成形型の内部に前記ナット本体と前記キャップとをセットし、前記付勢部材によって前記キャップを前記ナット本体に向かって付勢するセット工程と、前記キャップが前記付勢部材によって付勢された状態で、前記成形型の内部に溶融樹脂を注入する注入工程と、注入された前記溶融樹脂を硬化させる硬化工程と、を含む。

上記の構成によれば、インサート成形の際に、成形型に備えられた付勢部材によって、キャップをナット本体に向かって付勢する。このとき、付勢部材によるキャップに対する付勢力を適切に設定することにより、キャップを適切な押圧力で押圧することができ、キャップがナット本体から外れることを避けるとともに、押圧力が強すぎてキャップが破損するといった事態も避けることができる。

上記の構成において、前記キャップが、前記第１の開口部を塞ぐ蓋本体と、前記蓋本体から前記ナット本体と反対側に延びる押圧突起を備えており、前記蓋本体が前記樹脂部に埋設されており、前記押圧突起が前記露出面を有していても構わない。

このような構成によれば、成形の際にキャップを押圧するのに必要最低限の面のみが、樹脂部から露出されることとなり、蓋本体が樹脂部に埋設されているから、成形後にキャップが樹脂部から脱落してしまうことを避けることができる。

上記の構成において、前記押圧突起が、前記ナット本体の軸線上に位置していても構わない。

このような構成によれば、キャップをバランスよくナット部材に向かって押圧することができるので、成形の際にキャップがナット本体から外れてしまうことを、確実に避けることができる。

本明細書によって開示される技術によれば、インサート成形の際に、キャップがナット本体から外れたり、破損したりすることを回避することができる。

実施形態の蓋付きナットの分解斜視図実施形態の蓋付きナットの上面図図２のＡ－Ａ線断面図実施形態のインサート成形体の断面図実施形態において、成形型を型閉じ前の様子を示す断面図実施形態において、成形型を型閉じ後、溶融樹脂を注入前の様子を示す断面図実施形態において、キャビティ内に溶融樹脂を注入した様子を示す断面図変形例のインサート成形体の断面図

＜実施形態＞
実施形態を、図１～図７を参照しつつ説明する。本実施形態のインサート成形品１は、図４に示すように、外部機器にボルト締めにより固定されるボルト締結部２を備えている。ボルト締結部２は、蓋付きナット１０と、この蓋付きナット１０を覆う樹脂部３０とを備えている。蓋付きナット１０は、インサート成形により樹脂部３０に埋設されている。

蓋付きナット１０は、図１に示すように、ナット本体１１と、このナット本体１１に装着されるキャップ２１とを備えている。

ナット本体１１は、金属製であって、図１および図３に示すように、キャップ面１２と、このキャップ面１２と対をなす座面１３とを有する円柱状であり、ねじ孔１４を有している。ねじ孔１４は、図３に示すように、キャップ面１２に第１の開口部１４Ａを、座面１３に第２の開口部１４Ｂを有する貫通孔である。ねじ孔１４の内周面には、詳細には図示しないが、ねじ溝が形成されている。図１および図３に示すように、ナット本体１１において、キャップ面１２に隣接する一部分は、残りの部分（大径部１５）よりも径の小さい小径部１６となっている。ナット本体１１は、小径部１６の外周面と、大径部１５の外周面との間に、キャップ面１２および座面１３と平行な段差面１７を有している。ねじ孔１４の内周面を含むナット本体１１の表面全体には、錆止めのためのメッキ処理が施されている。ねじ孔１４が貫通孔となっているため、ねじ孔１４の内周面を含むナット本体１１の表面全体にメッキを施すことが容易である。

キャップ２１は、合成樹脂製であって、図１および図３に示すように、円板状の蓋板部２２（蓋本体に該当）と、この蓋板部２２の周縁から延びる筒壁部２３とを有する有底の円筒状の部材である。蓋板部２２の外面（筒壁部２３とは反対側の面）からは、円柱状の押圧突起２４が延びている。蓋板部２２と筒壁部２３とで囲まれたキャップ２１の内部空間は、図３に示すように、ナット本体１１の小径部１６を収容可能なナット収容部２５となっている。

キャップ２１がナット本体１１に装着された状態では、図３に示すように、小径部１６の全体がキャップ２１の内部に収容されている。蓋板部２２がキャップ面１２を覆い、第１の開口部１４Ａが塞がれている。また、筒壁部２３が小径部１６の外周面を覆い、筒壁部２３の先端縁が、全周にわたって段差面１７に突き当てられている。筒壁部２３の外径は、大径部１５の外径と等しく、大径部１５の外周面と筒壁部２３の外周面とが揃っている。押圧突起２４は、ナット本体１１と反対側に延び、ナット本体１１の軸線Ａ上に位置している。

樹脂部３０は、図４に示すように、ナット本体１１の座面１３と面一の取付面３１Ａを有する基板部３１と、基板部３１から立ち上がり、蓋付きナット１０の外周面を覆う筒状の側壁部３２と、側壁部３２から連なり、蓋板部２２を覆う上壁部３３とを備えている。押圧突起２４の先端面２４Ａは、上壁部３３から露出する露出面となっている。また、座面１３は基板部３１から露出しており、第２の開口部１４Ｂからねじ孔１４の内部にボルトを進入させることができるようになっている。蓋付きナット１０は、押圧突起２４の先端面２４Ａと座面１３とを除く全体が樹脂部３０に埋設されている。

次に、インサート成形品１を製造するための成形型４０について説明する。成形型４０は、図５に示すように、下型４１と上型４２とを備えている。下型４１と上型４２とは、金属製であって、互いに組み付け可能に構成されている。下型４１と上型４２とが組み付けられた（型閉じされた）状態では、図６に示すように、下型４１と上型４２とで囲まれた内部空間が、キャビティ４３となっている。このキャビティ４３は、成形の際に、蓋付きナット１０が配置されるとともに、溶融樹脂３０Ｍが充填される空間である。成形型４０は、溶融樹脂３０Ｍをキャビティ４３内に流し込むための通路を有しており、この通路のうち、キャビティ４３への溶融樹脂３０Ｍの流入口であるゲート４４は、キャビティ４３内に配置される蓋付きナット１０の側面に向かって開口している。

成形型４０は、キャビティ４３の内部に流れ込む溶融樹脂３０Ｍの圧力（樹脂圧）によってキャップ２１がナット本体１１から外れてしまうことを防ぐための付勢部材４５を備えている。付勢部材４５は、ピン４６と、このピン４６に接続され、ピン４６をキャビティ４３内部に向かって付勢する圧縮コイルばね４７とを備えており、上型４２に組み付けられている。

次に、上記の成形型４０を用いてインサート成形品１を成形する方法について説明する。

まず、蓋付きナット１０を組み立てる。ナット本体１１に、第１の開口部１４Ａを塞ぐようにキャップ２１を装着する（装着工程）。

次に、図５に示すように、下型４１に、座面１３が下型４１に当接し、キャップ２１が上型４２の方を向くようにして、蓋付きナット１０を載置する。次いで、図６に示すように、成形型４０を型閉じする（セット工程）。このとき、上型４２に組み付けられている付勢部材４５が、キャップ２１をナット本体１１に向かって付勢する。具体的には、ピン４６が押圧突起２４の先端面２４Ａに当接する。このとき、圧縮コイルばね４７は僅かに圧縮された状態とされており、圧縮コイルばね４７の弾性復元力によって、ピン４６が、キャップ２１をナット本体１１に向かって押圧する。これにより、キャップ２１はナット本体１１に押し付けられた状態となり、蓋板部２２がキャップ面１２に密着し、筒壁部２３の先端縁が段差面１７に密着する。また、ナット本体１１は下型４１に押し付けられた状態となり、座面１３が下型４１に密着する。

このとき、圧縮コイルばね４７により、蓋付きナット１０の高さ寸法（座面１３と押圧突起２４の先端面２４Ａとの距離）の公差を吸収し、キャップ２１を確実にナット本体１１に押し付けることができる。さらに、下型４１と付勢部材４５によって蓋付きナット１０が挟み付けられていることにより、蓋付きナット１０がキャビティ４３内で位置決め状態で確実に保持される。

次に、樹脂部３０の材料となる樹脂を溶融させて、図７に示すように、ゲート４４からキャビティ４３の内部に注入する（注入工程）。注入は、成形型４０内に溶融樹脂３０Ｍを確実に充填するために相当な圧力をもってなされる。しかし、キャップ２１は、付勢部材４５によってナット本体１１に押し付けられているので、キャップ２１とナット本体１１との隙間から溶融樹脂３０Ｍがねじ孔１４の内部に流れ込むことが避けられる。

このとき、圧縮コイルばね４７による付勢力を適切に設定することにより、キャップ２１を適切な押圧力で押圧することができ、キャップ２１がナット本体１１から外れることを避けるとともに、押圧力が強すぎてキャップ２１が破損するといった事態も避けることができる。

ここで、キャップ２１がナット本体１１から外れることを避けるために、溶融樹脂３０Ｍをキャップ２１に向けて射出し、樹脂圧によってキャップ２１をナット本体１１に向かって押圧するという方法も考えられる。しかし、この方法では、ゲートの位置がキャップ２１に向かって開口する位置に限定されてしまう。これに対し、付勢部材４５によりキャップ２１を押圧する方法では、ゲート４４の位置が制約を受けず、キャビティ４３内の全体に十分に溶融樹脂３０Ｍが行き渡るようにゲート４４の位置を適切に設定することができる。

溶融樹脂３０Ｍの注入が終了したら、溶融樹脂３０Ｍを冷却して硬化させ、樹脂部３０を形成させる（硬化工程）。硬化後、成形型４０を型開きして成形品を取り出し、所定の後加工等を行うことによって、インサート成形品１が完成する。得られたインサート成形品１は、下型４１に当接していた座面１３と、ピン４６に当接していた押圧突起２４の先端面２４Ａとが樹脂部３０から露出しており、その他の部分が樹脂部３０に埋設されたものとなる。

上記のように、本実施形態のインサート成形品１は、ねじ孔１４を有するナット本体１１と、ナット本体１１に装着されるキャップ２１と、樹脂部３０とを備えている。ねじ孔１４は、第１の開口部１４Ａと第２の開口部１４Ｂを有する貫通孔であり、キャップ２１は、第１の開口部１４Ａを塞ぐ部材である。樹脂部３０は、ナット本体１１とキャップ２１とを覆っており、キャップ２１が、樹脂部３０から露出する先端面２４Ａを有している。

また、本実施形態のインサート成形品１の製造方法は、第１の開口部１４Ａと第２の開口部１４Ｂとを有する貫通孔であるねじ孔１４を有するナット本体１１に、第１の開口部１４Ａを塞ぐようにキャップ２１を装着する装着工程と、下型４１と、付勢部材４５を備える上型４２とを備える成形型４０の内部にナット本体１１とキャップ２１とをセットし、付勢部材４５によってキャップ２１をナット本体１１に向かって付勢するセット工程と、キャップ２１が付勢部材４５によって付勢された状態で、成形型４０の内部に溶融樹脂３０Ｍを注入する注入工程と、注入された溶融樹脂３０Ｍを硬化させる硬化工程と、を含む。

上記の構成によれば、インサート成形の際に、成形型４０に備えられた付勢部材４５によってキャップ２１をナット本体１１に向かって付勢する。このとき、付勢部材４５によるキャップ２１に対する付勢力を適切に設定することにより、キャップ２１を適切な押圧力で押圧することができ、キャップ２１がナット本体１１から外れることを避けると同時に、押圧力が強すぎてキャップ２１が破損するといった事態も避けることができる。

また、キャップ２１が、第１の開口部１４Ａを覆う蓋板部２２と、蓋板部２２からナット本体１１と反対側に延びる押圧突起２４を備えており、蓋板部２２が樹脂部３０に埋設されており、押圧突起２４が、樹脂部３０から露出する先端面２４Ａを有している。

このような構成によれば、成形の際にキャップ２１をナット本体１１に向かって押圧するのに必要最低限の面のみが、樹脂部３０から露出されることとなり、蓋板部２２が樹脂部３０に埋設されているから、成形後にキャップ２１が樹脂部３０から脱落してしまうことを避けることができる。

また、押圧突起２４が、ナット本体１１の軸線Ａ上に位置している。このような構成によれば、キャップ２１をバランスよくナット本体１１に向かって付勢することができるので、キャップ２１がナット本体１１から外れてしまうことを、確実に避けることができる。

＜変形例＞
図８に示す変形例のインサート成形品５０は、蓋付きナット５１の構成が部分的に実施形態と異なる。

蓋付きナット５１は、実施形態と同様に、ねじ孔５３を有するナット本体５２と、このナット本体５２に装着されるキャップ５５とを備えている。

ナット本体５２は、小径部を有さず、全長にわたって等径の円柱状をなしている。また、ねじ孔５３の両端部は、それぞれ、残りの部分よりも形の大きな拡径部５４となっている。

キャップ５５は、円板状の蓋板部５６と、この蓋板部５６の両面のそれぞれから延びる押圧突起５７とを備える。各押圧突起５７は、円柱状であって、互いに等しい外形を有しており、蓋板部５６の中心位置に配置されている。

一方の拡径部５４は、２つの押圧突起５７のいずれもを内部に受け入れ可能となっている。他方の拡径部５４についても同様である。

その他の構成については実施形態と同様であるため、同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。本変形例のインサート成形品５０は、実施形態と同様の方法で製造することができる。

上記の構成によれば、ナット本体５２のキャップ５５に対する向き（図８の上下の向き）、または、キャップ５５のナット本体５２に対する向き（図８の上下の向き）のいずれが逆となっても、ナット本体５２にキャップ５５を組み付けることができる。このため、ナット本体５２をキャップ５５に組み付ける際に、向きを考慮しなくてもよくなり、組み付けが容易となる。

＜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、キャップ２１が押圧突起２４を備えていたが、キャップが押圧突起を備えず、蓋板部２２の上面が露出部となっていても構わない。

（２）上記実施形態では、ナット本体は円柱状であったが、ナット本体の形状は上記実施形態の限りではなく、例えば角柱状であっても構わない。

（３）上記実施形態では、ゲート４４がキャビティ４３内に配置される蓋付きナット１０の側面に向かって開口していたが、ゲートの開口位置は上記実施形態の限りではなく、キャビティ全体に十分に溶融樹脂が行き渡るように適切な位置に設定されていればよい。

（４）上記実施形態では、付勢部材４５がピン４６と圧縮コイルばね４７とを備えていたが、付勢部材の構成は上記実施形態の限りではなく、例えば、圧縮コイルばねの代わりに板ばねを備えていても構わない。

１、５０…インサート成形品
１１、５２…ナット本体
１４Ａ…第１の開口部
１４Ｂ…第２の開口面
２１、５５…キャップ
２２、５６…蓋板部（蓋本体）
２４、５７…押圧突起
２４Ａ…先端面（露出面）
３０…樹脂部
３０Ｍ…溶融樹脂
４０…成形型
４１…下型
４２…上型
４５…付勢部材

Claims

第１の開口部と第２の開口部とを有する貫通孔であるねじ孔を有するナット本体に、前記第１の開口部を塞ぐようにキャップを装着する装着工程と、
下型と、付勢部材を備える上型とを備える成形型の内部に前記ナット本体と前記キャップとをセットし、前記付勢部材によって前記キャップを前記ナット本体に向かって付勢するセット工程と、
前記キャップが前記付勢部材によって付勢された状態で、前記成形型の内部に溶融樹脂を注入する注入工程と、
注入された前記溶融樹脂を硬化させる硬化工程と、を含むインサート成形品の製造方法。