JP4896679B2

JP4896679B2 - ホールプラグ

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Publication number: JP4896679B2
Application number: JP2006316615A
Authority: JP
Inventors: 宏中里
Original assignee: Piolax Inc
Current assignee: Piolax Inc
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2012-03-14
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Description

本発明は、例えば、自動車の板状部材に形成された開口を閉塞するための、ホールプラグに関する。

例えば、自動車のボディパネル等の板状部材には、組付け工程等において用いられる複数の開口が形成されている。これらの開口を閉塞するためのホールプラグとして、下記特許文献１には、板状部材の開口よりも大径の基部及び前記開口に突入される突入部を有する本体と、該本体を開口縁部に固着させる環状の熱軟化性樹脂部材（溶融可能部材）とを有するホールプラグが開示されている。

上記ホールプラグでは、前記突入部の外周に、前記開口の裏側周縁に係合する拡頭部が全周に亘って形成されており、該拡頭部は、基部側が前記開口よりもやや大径で、先端側に向かって縮径する形状をなしている。そして、板状部材の開口に突入部を挿入し、開口の裏側周縁に拡頭部を係合させ、ホールプラグを仮固定させた後、熱軟化性樹脂部材を加熱溶融させることにより、板状部材にホールプラグが取付けられるようになっている。
特開平２−２９３２７８号公報

しかしながら、上記特許文献１のホールプラグでは、突入部外周の全周に拡頭部が形成され、その基部側が開口よりも大径とされているので、突入部を開口に挿入して拡頭部を係合させる際の挿入抵抗が大きくなるという問題があった。

これに対処するため、例えば、突入部の外周の複数箇所に、開口の裏側周縁に係合する撓み可能な係止脚を設けることが考えられる。しかしながら、そのようなホールプラグにおいては、開口内周と突入部外周との間に隙間が形成されるため、熱軟化性樹脂部材を加熱溶着させる際に、溶融した熱軟化性樹脂が、上記の隙間から板状部材の裏側に流れ込む場合があることがわかった。

このため、上記ホールプラグを、自動車のボディパネル等のような、いわゆる焼付け塗装を施す板状部材に適用した場合には、板状部材の裏側に流れ込んだ熱軟化性樹脂が、熱風等によって糸を引いて飛散して、上方のボディパネルに付着し、ボディパネルの塗装不良が生じる虞れがあった。

したがって、本発明の目的は、挿入抵抗を大きくすることなく、溶融した熱軟化性樹脂が板状部材の裏側に流れ込むことを確実に防止できるホールプラグを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の第１は、板状部材に設けられた開口を閉塞するためのホールプラグであって、前記開口を覆うカバーフランジ部と、このカバーフランジ部の裏面中央部から延出されて前記開口に挿入される挿入部と、この挿入部の外周に設けられ、前記開口の裏側周縁に係合する係合部とを有する本体部と、前記カバーフランジ部の裏面周縁に装着され、加熱溶融されることによって前記カバーフランジ部と前記板状部材の開口周縁との隙間に流れ込んで、両者を固着させる熱軟化性樹脂部材とを備えており、前記本体部の前記カバーフランジ部の裏面の前記熱軟化性樹脂部材より内周から、前記開口の周縁に向けてスカート状に延出されて、前記熱軟化性樹脂部材の下端面よりも下方に突出し、前記板状部材の前記開口周縁に弾性的に当接する弾性フランジ部が設けられていることを特徴とするホールプラグを提供するものである。

上記発明によれば、プラグ本体の挿入部を、板状部材の開口に挿入することにより、その外周に設けられた係合部が、前記開口の裏側周縁に係合して、ホールプラグを板状部材に取付けることができる。この状態で、スカート状の弾性フランジ部が板状部材の開口の表側周縁に弾性的に当接する。

そして、板状部材及びホールプラグを熱軟化性樹脂部材の溶融温度以上に加熱すると、熱軟化性樹脂部材が溶融してカバーフランジ部と板状部材の開口周縁との隙間に流れ込んで、両者を固着させる。

このとき、弾性フランジ部が板状部材の開口周縁に弾性的に当接しているので、板状部材開口と係合する係合部を全周に亘り設けなくとも、溶融した熱軟化性樹脂部材が、ホールプラグの挿入部と開口との隙間を通って、板状部材の裏面側に流れ込むことが防止される。それによって、例えば自動車の焼付け塗装工程などの熱風雰囲気下等において、板状部材の裏面側に流れ込んだ熱軟化性樹脂が糸を引いて飛散し、自動車のボディ等に付着して塗装不良を起こしたりすることを、ホールプラグの挿入抵抗を上げることなく、防止できる。

本発明の第２は、前記第１の発明において、前記熱軟化性樹脂部材は、前記カバーフランジ部の周縁部全周を挟み込むような形状にインサート成形されて、前記カバーフランジ部に装着されているホールプラグを提供するものである。

上記発明によれば、熱軟化性樹脂部材は、カバーフランジ部の周縁部の全周を挟み込むような形状にインサート成形されているので、カバーフランジ部に強固に装着させることができる。すなわち、カバーフランジ部の裏側に弾性フランジ部を設けることによって、熱軟化性樹脂部材の、カバーフランジ部の裏側周縁に係合する部分が小さくなるが、インサート成形によって、熱軟化性樹脂部材をカバーフランジ部に一体的に装着でき、外れたりする虞れがない。

本発明の第３は、前記第１又は第２の発明において、前記熱軟化性樹脂部材は、その融解温度が６０〜１００℃であるホールプラグを提供するものである。

上記発明によれば、６０〜１００℃の融解温度の、比較的溶融しやすい熱軟化性樹脂部材を用いるので、板状部材に対して低い処理温度で焼き付き塗装等を行っても、熱軟化性樹脂部材を容易に軟化させることができる。その結果、熱軟化性樹脂部材を板状部材に迅速に接着させて、作業性を向上させると共に、熱軟化性樹脂部材と板状部材表面とのシール性を高めることができる。また、比較的低い融解温度の熱軟化性樹脂部材を用いても、上記弾性フランジ部によって、板状部材の裏面側への漏れを防止できる。
本発明の第４は、前記第１〜３のいずれか１つの発明において、前記熱軟化性樹脂部材は、前記カバーフランジ部の外径にほぼ適合する内径で、環状に形成された環状部と、該環状部の厚さ方向上方の内周縁から、半径方向内方に向かって突出した上側リブと、該上側リブからカバーフランジ部の肉厚分だけ離れた位置であって、前記環状部の厚さ方向下方の内周縁から、半径方向内方に向かって突出した下側リブとから形成されており、前記下側リブの内径は、前記上側リブの内径よりも大きく形成されているホールプラグを提供するものである。

本発明のホールプラグによれば、ホールプラグを板状部材に取付けて、スカート状の弾性フランジ部を板状部材の開口の表側周縁に弾性的に当接させた状態で、板状部材及びホールプラグを、熱軟化性樹脂部材の溶融温度以上に加熱すると、熱軟化性樹脂部材が溶融してカバーフランジ部と板状部材の開口周縁との隙間に流れ込んで、両者を固着させる。

このとき、弾性フランジ部が板状部材の開口周縁に弾性的に当接しているので、板状部材開口と係合する係合部を全周に亘り設けなくとも、溶融した熱軟化性樹脂部材が、ホールプラグの挿入部と開口との隙間を通って、板状部材の裏面側に流れ込むことがなく、自動車のボディ等に付着して塗装不良を起こしたりすることを、ホールプラグの挿入抵抗を上げることなく、防止できる。

以下、図面を参照して本発明のホールプラグの一実施形態について説明する。

このホールプラグ１０（以下、「プラグ１０」という）は、例えば、自動車のボディパネル等の板状部材１に形成された丸孔状の開口３を閉塞するために用いられるもので、図１に示すように、本体部２０と、該本体部２０のカバーフランジ部２５に装着される熱軟化性樹脂部材５０とを備えている。

本体部２０は、焼付け塗装工程を考慮して耐熱性の高い材質のものが用いられ、この実施形態では、後述する熱軟化性樹脂部材５０の融解温度よりも高い融解温度とされた樹脂材料で形成されている。そして、この本体部２０は、前記開口３を覆うべく、開口３の内径よりも大きな外径で形成された円板状のカバーフランジ部２５を有しており、該カバーフランジ部２５の裏面中央部から、前記開口３に挿入される挿入部３０が延設されている。

この挿入部３０は、カバーフランジ部２５の裏面から筒状に延出した外壁部３１と、この外壁部３１の下端部開口を閉塞する底壁３３と、この底壁３３の内側からカバーフランジ部２５側に向かって、台形状に***した内壁部３５（図２（ｂ）参照）とから形成されている。前記内壁部３５の内側には、略十字状をなした補強片３５ａが設けられている。

また、図１に示すように、挿入部３０の外壁部３１は、一方の対向する両側面が円弧状に湾曲して円弧状面３１ａ,３１ａをなし、もう一方の対向する両側面が平坦な平坦面３１ｂ,３１ｂとなっている。前記円弧状面３１ａ,３１ａの外周には、開口３に挿入されたときの挿入部３０のガタツキを防止するリブ３１ｃが、それぞれ３本ずつ突設している。

図２を併せて参照すると、平坦面３１ｂ,３１ｂの外周には、撓み可能であると共に、開口３の裏側周縁に係合する係合部４０,４０がそれぞれ設けられている。すなわち、この係合部４０は、平坦面３１ｂの基端部中央から外方に向かって平行に伸び、更にその先端からカバーフランジ部２５側に向かって斜め外方に延出する腕部４１と、該腕部４１の先端からカバーフランジ部２５側に垂直に伸びる先端部４３と、腕部４１及び先端部４３の角部外方から突出し、開口３の裏側周縁に係合する爪部４４とから形成されている。

図３を併せて参照すると、前記カバーフランジ部２５の裏面には、開口３の周縁に向けてスカート状に延出され、開口３の表側周縁に弾性的に当接する弾性フランジ部４５が設けられている。弾性フランジ部４５は、カバーフランジ部２５の裏面側であって、挿入部３０の基端部周縁から斜め下方に向けて、スカート状に広がって延出している。

図３（ａ）に示すように、弾性フランジ部４５の先端部における外径ｂは、開口３の内径ｆよりも大きく形成されている。更に、弾性フランジ部４５の下縁部の位置は、熱軟化性樹脂部材５０の下端面よりも、長さｄだけ下方に突出している。

その結果、挿入部３０を開口３に挿入して、一対の係合部４０,４０を開口３の裏側周縁に係合させると共に、熱軟化性樹脂部材５０を開口３の表側周縁に当接させて、開口３にプラグ１０を仮固定した状態では、前記弾性フランジ部４５が、開口３の表側周縁の全周に亘って、弾性的に当接するようになっている。

次に、本体部２０のカバーフランジ部２５の周縁に装着される熱軟化性樹脂部材５０について説明する。この熱軟化性樹脂部材５０は、いわゆるホットメルト接着剤と同様の材質からなり、加熱溶融した後、冷却固化したときに接着力が発現するものである。その材質としては、熱を加えると軟化し冷却すると固化する熱可塑性樹脂を主成分として、それに接着性樹脂等を添加したものからなる。この実施形態では、熱軟化性樹脂部材５０として、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）系樹脂に、ポリオレフィン系の接着性樹脂を添加した樹脂材料が用いられている。

熱軟化性樹脂部材５０は、その融解温度が６０〜１００℃としたものが好ましく用いられる。なお、融解温度が６０℃よりも小さい場合は、夏場等の気温が高いときに、再融解する虞れがあるので好ましくなく、一方、融解温度が１００℃よりも大きい場合には、焼付け塗装時の温度を高く設定しなければならず、製造コストが増大する結果となるので好ましくない。

熱軟化性樹脂部材５０は、前記カバーフランジ部２５の外径にほぼ適合する内径で、環状に形成された環状部５１と、該環状部５１の厚さ方向上方の内周縁から、半径方向内方に向かって突出した上側リブ５３と、該上側リブ５３からカバーフランジ部２５の肉厚分だけ離れた位置であって、前記環状部５１の厚さ方向下方の内周縁から、半径方向内方に向かって突出した下側リブ５５とから形成されている（図３参照）。

この場合、下側リブ５５は、上側リブ５３よりも半径方向内方に短く突出し、下側リブ５５の内径ｃは、上側リブ５３の内径ｃ’よりも大きく形成されている（ｃ’＜ｃ）。また、下側リブ５５は、上側リブ５３よりも厚く形成されている。すなわち、下側リブ５５は肉厚で短く形成され、上側リブ５３は肉薄で長く形成されている。また、環状部５１の外周には、上方から下方に向かって次第に拡径するテーパ面５１ａが形成されており、インサート成形後に型枠から抜型する際の抜け勾配となっている。

この実施形態では、上記熱軟化性樹脂部材５０が、本体部２０にインサート成形されて、カバーフランジ部２５に一体的に装着されるようになっている。すなわち、図示しない射出成形機の型枠に予め本体部２０をセットした後、該型枠の熱軟化性樹脂部材５０を成形するためのキャビティ内に、上述した樹脂材料を射出することにより、本体部２０に熱軟化性樹脂部材５０がインサート成形される。このとき、上側リブ５３がカバーフランジ部２５の表側周縁に係合し、下側リブ５５が同カバーフランジ部２５の裏側周縁に係合して、両者によりカバーフランジ部２５の表裏周縁部が挟み込まれ、更に、カバーフランジ部２５の外周縁に環状部５１が当接して、カバーフランジ部２５の周縁部全周を挟み込むようにして熱軟化性樹脂部材５０が成形される。

このようにして、熱軟化性樹脂部材５０は、カバーフランジ部２５の周縁部全周を挟み込むようにインサート成形されているので、カバーフランジ部２５に強固に装着させることができる。また、カバーフランジ部２５の裏側に弾性フランジ部４５を設けることによって、熱軟化性樹脂部材５０の、カバーフランジ部２５の裏側周縁に係合する部分が小さくなるが、上記のインサート成形によって、熱軟化性樹脂部材５０をカバーフランジ部２５に一体的に形成できるので、カバーフランジ部２５から熱軟化性樹脂部材５０が外れることがなく、ガタ付くこともない。

なお、図３（ａ）には、本体部２０、熱軟化性樹脂部材５０、及び板状部材１の開口３の各寸法が併せて示されている。すなわち、一対の係合部４０,４０の爪部４４,４４の距離をａとし、弾性フランジ部４５の先端部における外径をｂとし、熱軟化性樹脂部材５０の下側リブ５５の内径をｃとし、板状部材１の開口３の内径をｆとしたとき、ｆ＜ａ＜ｂ＜ｃの関係となるように設定されている。これにより、プラグ１０を開口３に挿入して仮固定させる際に、下側リブ５５に干渉することなく、弾性フランジ部４５を開口３の表側周縁に弾性的に当接させることができる。

また、熱軟化性樹脂部材５０の下端面から係合部４０の爪部４４までの高さ方向の距離をｅとしたとき、ｅは板状部材１の厚さよりも短くなるように設定することが好ましい。これによって、板状部材１を、熱軟化性樹脂部材５０と係合部４０の爪部４４とで弾性的に挟持させることができる。

次に、上記構成からなるプラグ１０の使用方法について説明する。すなわち、インサート成形により本体部２０に熱軟化性樹脂部材５０が一体的に装着されたプラグ１０の挿入部３０を、板状部材１の表側から開口３に挿入していく。

すると、開口３の内周に各腕部４１の外周が押圧されて、一対の係合部４０,４０が内側に撓み、各爪部４４が開口３を乗り越えて板状部材１の裏側に至ると、一対の係合部４０,４０が弾性復帰して、図４に示すように、各先端部４３が開口３の内周に当接すると共に、各爪部４４が開口３の裏側周縁に係合する。それと共に、板状部材１の表側周縁に熱軟化性樹脂部材５０の下端面が当接し、これにより、熱軟化性樹脂部材５０及び前記係合部４０の両者によって板状部材１が挟み込まれた状態で、プラグ１０が板状部材１に仮固定されて、カバーフランジ部２５により開口３が閉塞される。

このとき、カバーフランジ部２５の裏面からスカート状に延出した弾性フランジ部４５は、その先端部が板状部材１の表面に押圧されて外側にやや撓んで、丸孔状をなした開口３の表側周縁の全周に、その先端部が弾性的に当接するようになっている。

また、上記のように、一対の係合部４０,４０を撓ませつつ、開口３に挿入部３０が挿入されるので、比較的軽い押し込み力で、挿入部３０を開口３に挿入することができ、作業性を向上させることができる。

そして、この実施形態においては、上記のように開口３にプラグ１０が仮固定された状態で、板状部材１に焼付け塗装が施され、板状部材１及びプラグ１０が、熱軟化性樹脂部材５０の融解温度まで加熱されるようになっている。これによって、熱軟化性樹脂部材５０が軟化して溶融し、カバーフランジ部２５と板状部材１の開口３周縁との隙間に流れ込んで、カバーフランジ部２５及び板状部材１の両者を固着させる。

このときの状態が、図５（ａ）〜（ｄ）に示されている。すなわち、図５（ａ）に示すように、加熱時の初期段階では、主として熱軟化性樹脂部材５０外周の角部近傍が軟化して変形する。更に、加熱されると、溶融した下側リブ５５が、カバーフランジ部２５と板状部材１の表面との隙間Ｓ１に流れ込んでいき、図５（ｂ）に示すように、開口３の表側周縁に弾性的に当接した弾性フランジ部４５の外周面上に流れ込んでいく。

なおも加熱されると、熱軟化性樹脂部材５０が外方に広がっていくと共に、上側リブ５３が肉薄になりつつ下方に回りこんでいき、図５（ｃ）に示すように、隙間Ｓ１内に熱軟化性樹脂部材５０が完全に充填される。その後、溶融して下方に溜まった熱軟化性樹脂部材５０によって、図５（ｄ）に示すように、カバーフランジ部２５が上方に若干持上げられ、その状態で、熱軟化性樹脂部材５０が冷却固化されて板状部材１に固着し、熱軟化性樹脂部材５０を介してプラグ１０が開口３にしっかりと固定される。

なお、熱軟化性樹脂部材５０が加熱溶融されたときには、上述したように、上側リブ５３が下方に回りこむように流れて次第に肉薄となるが、この実施形態においては、上側リブ５３は、下側リブ５５に比べて長く突出するように形成されているので、図５（ｃ）,（ｄ）に示すように、カバーフランジ部２５の表面に上側リブ５３を残存させることができる。したがって、カバーフランジ部２５の表裏両面を、上側リブ５３及び下側リブ５５により挟み込んだ状態に維持することができるので、カバーフランジ部２５に熱軟化性樹脂部材５０が強固に装着された状態を保持できる。

そして、本発明においては、加熱溶融前の開口３にプラグ１０が仮固定された状態で、開口３の表側周縁に弾性フランジ部４５が弾性的に当接して、開口３の全周が弾性フランジ部４５により囲まれた状態で、弾性フランジ部４５と板状部材１との間が隙間なくシールされている。したがって、溶融した熱軟化性樹脂部材５０が、カバーフランジ部２５と板状部材１の表面との隙間Ｓ１に流れこんだとしても、弾性フランジ部４５によって、弾性フランジ部４５の内周側へ流れ込むことが阻止されて、その結果、熱軟化性樹脂部材５０が、挿入部３０外周と開口３内周との隙間Ｓ２（図５参照）を通って、板状部材１の裏面側に流れ込むことを確実に防止することができる。

それによって、自動車の焼付け塗装工程などの熱風雰囲気下等において、板状部材１の裏面側に流れ込んだ熱軟化性樹脂部材５０が熱風によって糸を引いて上方に回りこむように飛散して、自動車のボディ等に付着して塗装不良を起こしたりすることを防止できる。

また、この実施形態においては、６０〜１００℃の融解温度の、比較的溶融しやすい熱軟化性樹脂部材５０を用いるので、板状部材１に対して低い処理温度で焼き付き塗装等を行っても、熱軟化性樹脂部材５０を容易に軟化させることができる。その結果、熱軟化性樹脂部材５０を板状部材１に迅速に接着させて、作業性を向上させると共に、熱軟化性樹脂部材５０と板状部材１の表面とのシール性を高めることができる。また、比較的低い融解温度の熱軟化性樹脂部材５０を用いても、上記の弾性フランジ部４５によって、板状部材１の裏面側への漏れを防止できる。

なお、この実施形態では、丸孔状の開口３が形成された板状部材１が用いられているが、この形態に限定されるものではなく、図６に示すような形状であってもよい。例えば、図６（ａ）に示すような、開口３の周縁から下方に屈曲した角部３ａが形成された板状部材１ａや、図６（ｂ）に示す、開口３の周縁部に凹部４が形成された板状部材１ｂでもよく、更に、図６（ｃ）に示す、開口３の周縁部が、斜め下方に傾斜した傾斜部３ｂをなす板状部材１ｃであってもよい。上記のような板状部材であっても、プラグ１０の本体部２０の挿入部３０を開口３に挿入して、その裏面周縁に係合部４０を係合させた状態では、開口３の表側周縁に弾性フランジ部４５が弾性的に当接するようになっているので、溶融した熱軟化性樹脂部材５０が、挿入部３０と開口３との隙間を通って、板状部材の裏面側に流れ込むことを防止することができる。

本発明のホールプラグの一実施形態を示す斜視図である。同ホールプラグを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。同ホールプラグを示しており、（ａ）は図２（ａ）のＡ−Ａ矢視線における断面図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’矢視線における断面図である。同ホールプラグを板状部材に仮固定させた状態を示す断面図である。同ホールプラグを加熱溶融させる際の状態を示しており、（ａ）は第１加熱状態での断面図、（ｂ）は第２加熱状態での断面図、（ｃ）は第３加熱状態での断面図、（ｄ）は第４加熱状態での断面図である。同ホールプラグが取付けられる板状部材の他形状が示されており、（ａ）は第１の形状の板状部材を示す断面図、（ｂ）は第２の形状の板状部材を示す断面図、（ｃ）は第３の形状の板状部材を示す断面図である。

符号の説明

１板状部材
３開口
１０ホールプラグ
２０本体部
２５カバーフランジ部
３０挿入部
４０係合部
４５弾性フランジ部
５０熱軟化性樹脂部材

Claims

板状部材に設けられた開口を閉塞するためのホールプラグであって、
前記開口を覆うカバーフランジ部と、このカバーフランジ部の裏面中央部から延出されて前記開口に挿入される挿入部と、この挿入部の外周に設けられ、前記開口の裏側周縁に係合する係合部とを有する本体部と、
前記カバーフランジ部の裏面周縁に装着され、加熱溶融されることによって前記カバーフランジ部と前記板状部材の開口周縁との隙間に流れ込んで、両者を固着させる熱軟化性樹脂部材とを備えており、
前記本体部の前記カバーフランジ部の裏面の前記熱軟化性樹脂部材より内周から、前記開口の周縁に向けてスカート状に延出されて、前記熱軟化性樹脂部材の下端面よりも下方に突出し、前記板状部材の前記開口周縁に弾性的に当接する弾性フランジ部が設けられていることを特徴とするホールプラグ。
前記熱軟化性樹脂部材は、前記カバーフランジ部の周縁部全周を挟み込むような形状にインサート成形されて、前記カバーフランジ部に装着されている請求項１記載のホールプラグ。
前記熱軟化性樹脂部材は、その融解温度が６０〜１００℃である請求項１又は２記載のホールプラグ。
前記熱軟化性樹脂部材は、前記カバーフランジ部の外径にほぼ適合する内径で、環状に形成された環状部と、該環状部の厚さ方向上方の内周縁から、半径方向内方に向かって突出した上側リブと、該上側リブからカバーフランジ部の肉厚分だけ離れた位置であって、前記環状部の厚さ方向下方の内周縁から、半径方向内方に向かって突出した下側リブとから形成されており、前記下側リブの内径は、前記上側リブの内径よりも大きく形成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載のホールプラグ。