JP5464728B2 - 圧入部材付き樹脂製品 - Google Patents

Description

本発明は、貫通穴を有する樹脂製品にその樹脂製品より硬い圧入部材が圧入されて固定される樹脂製品に関するもので、特にそのとき発生するバリのバリ取り不要の樹脂製品と圧入部材、およびこれらを用いた圧入部材付き樹脂製品に関するものである。

図４は貫通穴を有する樹脂製品にその樹脂製品より硬い圧入部材が圧入される従来製品を説明する図で、（ａ）は圧入部材の斜視図、（ｂ）は樹脂製品の貫通穴の部分の斜視図である。
〈従来の圧入部材〉
図４（ａ）において、４０は従来の圧入部材の１例としてのカラーである。このカラー４０は、圧入先端４０Ｆから圧入後端４０Ｂまで、外径４０Ｄが同じの円筒状をしている。圧入部材としては、カラーの他に、四角柱や六角柱をしたナットのような金属製品を挙げることができる。以下では、カラーの例で説明をしていく。
〈従来の樹脂製品〉
図４（ｂ）において、３０は従来の樹脂製品にあけられた貫通穴である。この貫通穴３０は入口から出口まで内径が同一の中空円筒状（カラーの挿入の場合）や、横断面内形が同じの四角柱や六角柱（ナットの挿入の場合）をしている。
以後、考え方は同じなので中空円筒状のカラーの例で説明するが、ナットの場合にも同じように適用することができる。
樹脂製品の貫通穴３０の内壁には全周に亘って軸方向に平行な山３０Ｍが複数個形成してあり、圧入されたカラー４０が圧入されて前進するとき、山３０Ｍを押し潰して反力を得て貫通穴３０にカラー４０がしっかり固定されるようになる。

図５は図４（ａ）のカラーを図４（ｂ）の樹脂製品に圧入する前後を同時に示す従来の樹脂製品３の斜視図である。
図５において、４０１は図の左の圧入される前のカラーで、４０２は図の右の圧入された後のカラーである。カラー４０２が圧入されている樹脂製品の下部からバリＢが飛散している。

〈バリの発生する理由〉
ここで、バリの発生する理由を図６を用いて説明する。
図６はバリの発生する理由を説明する縦断面図で、（ａ）は圧入前、（ｂ）は圧入途中、（ｃ）は圧入完了の図である。
（ａ）圧入前：
樹脂製品を造る場合、図６（ａ）で示すように、貫通穴３０内の複数の山３０Ｍで作る内径３０Ｄの方が円筒状カラー４０の外径４０Ｄよりも小さくできている。
（ｂ）圧入途中：
したがって、カラー４０が貫通穴３０に圧入されると、図６（ｂ）で示すように、カラー４０の圧入方向先端４０Ｆが貫通穴３０の山３０Ｍを押し潰し、その際削り落としながら下へ圧入が進行していく。削り落ちた山の一部はバリＢとなって貫通穴３０の内部から下方へ落下する。
（ｃ）圧入完了：
カラー４０の圧入が完了すると、図６（ｃ）で示すように、カラー４０の先端４０Ｆは貫通穴３０最下端に達している。そしてこれまで削り落とされた山３０ＭはバリＢとなって貫通穴３０の内部から下方に落下している。

〈バリの引き起こす問題〉
このように、バリが発生したのは、圧入されたカラー４０が山３０Ｍを押し潰すとき削り取られた山３０Ｍの一部がバリＢとなって落下したからである。
落下したバリＢは樹脂製品に付着して、組み付け時や製品使用時にバリＢが移動して、接続不良や不純物混入の原因になったり、製品の重要な部分に付着してさまざまなトラブルを起こすことになった。
そこで、従来はこのバリＢを除去するため、わざわざバリ除去工程を設け、バキューム吸引等によりバリＢを吸引して除去していた。

〈先行関連技術〉
一方、バリ対策として、バリが発生してもナットを所定の突当底壁に確実に埋め込むことのできるナット収納部付き樹脂成形品が開示されている（特許文献１参照）。
それによると、ナットが嵌（はめ）込まれる樹脂成形品の凹所を次のように形成している。すなわち、その凹所が、ナットの外周の平行面を規制してナットを回り止めする一対の左右側壁と、ナットの前後端面を規制する一対の前後壁と、ナットの外周の一部を突き当てることでナットの嵌込み深さ位置を規制する突当底壁と、突当底壁と対向するナット挿入用開口とを備え、嵌込んだナットに対しボルトを挿入する切欠が前壁に形成され、ナットを嵌込む際にナットの外周の平行面によって押し潰されるリブが左右側壁に設けられている。そのリブの削りカスを溜める空所を突当底壁に設けている。
これにより、リブの削りカスは空所に溜まるので、ナットを所定の突当底壁に確実に埋め込むことができるようになる、と言うものである。
特開平９−２９６８１５号公報

しかしながら、特許文献１記載の発明は「有底の凹所」にナットを嵌合させる場合には効果があるものの、本発明が対象としている「底を有しない貫通穴」の場合には、バリは従来製品と同じく製品の下方へ飛散してしまい、効果がない。

本発明は、上記した課題を解決するもので、圧入部材によって削り取られた樹脂の一部がバリとなって発生しても、そのバリが樹脂製品から外部に飛散しないようにした樹脂製品を提供することにより、バリ除去工程を不要にして、製品のコスト削減に寄与することを目的としている。

上記目的を達成するために、第１の発明はバリ取り不要の圧入部材付き樹脂製品に係り、貫通穴を有する樹脂製品と、前記樹脂製品より硬い材質で造られた圧入部材とを備え、前記圧入部材が前記貫通穴に圧入されて成る圧入部材付き樹脂製品において、前記貫通穴は、山が形成された被圧入領域を前記圧入部材の挿入側に、かつ、山が形成されていない非圧入領域を該被圧入領域に続けて出口部に向けて備え、前記被圧入領域の開口穴よりも前記非圧入領域の開口穴が小さく、かつ、前記被圧入領域と前記非圧入領域の境界は直角な壁で繋がっており、前記被圧入領域の内壁には軸方向に平行に延びる複数の山が形成され、前記圧入部材は、先端側に小径の案内部分と後端側に大径の圧入部分を前記案内部分に続けて備え、前記案内部分は前記山を押し潰すことなく前記非圧入領域の開口穴まで挿入され、前記圧入部分は前記貫通穴に圧入されて前進するとき前記被圧入領域の前記山を押し潰して反力を得ることで前記貫通穴に確実に固定され、前記圧入部分が前記山を押し潰す際に生じて落下したバリは、前記山と山の間の隙間と前記直角な壁と前記案内部分の後端とで形成される空間に堆積することを特徴としている。
第２の発明は前記第１の発明の圧入部材付き樹脂製品において、前記樹脂製品の前記非圧入領域の貫通穴内側の横断面形状と前記圧入部材の前記案内部分の外側の横断面形状とが略同一であることを特徴としている。

このような構成により、樹脂製品からバリを飛散しないようにでき、したがってバリ除去工程が不要となり、製品のコスト削減に寄与することとなる。

以下、本発明に係る樹脂製品について図面に基づいて説明する。
〈本発明に係るカラー付き樹脂製品〉
図１は本発明に係るカラーと、このカラーが圧入される本発明に係る樹脂製品とを説明する斜視図で、（ａ）は本発明に係るカラーで、（イ）は表側、（ロ）は裏側のそれぞれの斜視図である。（ｂ）は樹脂製品の本発明に係る貫通穴の表側斜視図である。
〈本発明に係るカラー〉
図１（ａ）から判るように、カラー２０は樹脂製品１の貫通穴１０（図１（ｂ））に形成された山１０Ｍを押し潰すだけの樹脂製品１よりも固い材料、例えば金属でできている。カラー２０は形成された山１０Ｍを押し潰すだけの太い外径２０Ｐｄ（図３）を有する圧入部分２０Ｐと、この圧入部分２０Ｐの先端から圧入方向先端に向かう案内部分２０Ｇとを備えている。案内部分２０Ｇの方は、山を押し潰すだけの大きさを有しない外径２０Ｇｄ（図３）となっている。
圧入部分２０Ｐにも圧入抵抗を小さくするため軸方向に平行な溝が複数本切られていて、結果的に前記径の山２０Ｍが複数本形成されている。
圧入方向の後端部はさらに大きな直径として、鍔（つば）２０Ｔを形成している。

〈本発明に係る樹脂製品〉
一方、樹脂製品１の貫通穴１０には、内壁に軸方向に平行に延びる複数の山１０Ｍが形成されている被圧入領域１０Ａと被圧入領域１０Ａから出口部（図で下方）に向けて山が形成されていない非圧入領域１０Ｎとを備えている。
そして、被圧入領域１０Ａの開口穴よりも非圧入領域１０Ｎの開口穴が小さくなっている。
さらに、被圧入領域１０Ａと非圧入領域１０Ｎとの境界は直角な壁１０Ｗで繋がっている

図２は図１（ａ）のカラーを図１（ｂ）の樹脂製品に圧入する前後を同時に示す本発明の樹脂製品１の斜視図である。
図２において、２０１は図の左の圧入される前のカラーで、２０２は図の右の圧入された後のカラーである。これによると、カラー２０２が圧入されている樹脂製品の下部からは従来製品で発生したバリＢ（図５）が飛散していない。

〈バリの飛散しない理由〉
ここで、本発明によりバリが飛散しなくなる理由を図３を用いて説明する。
図３はバリの飛散しない理由を説明する縦断面図で、（ａ）は圧入前、（ｂ）は圧入途中、（ｃ）は圧入完了の図である。
（ａ）圧入前：
樹脂製品を造る場合、図３（ａ）で示すように、貫通穴１０の複数の山１０Ｍで作る被圧入領域１０Ａの内径１０Ａｄは、カラー２０の圧入部分２０Ｐの外径２０Ｐｄよりも小さく、また案内部分２０Ｇの外径２０Ｇｄよりも大きくできている。さらに、貫通穴１０の非圧入領域１０Ｎの内径１０Ｎｄは、カラー２０の案内部分２０Ｇの外径２０Ｇｄと略同一にできている。
（ｂ）圧入途中：
したがって、カラー２０が貫通穴１０に圧入されると、図３（ｂ）で示すように、カラー２０の案内部分２０Ｇは貫通穴の山１０Ｍを潰すことなく進むが、圧入部分２０Ｐの先端が貫通穴の山１０Ｍに当接すると山１０Ｍを押し潰し、削り落としながら下へ進んでいく。削り落ちた山１０Ｍの一部はバリＢとなって直角な壁１０Ｗの上に落下する。しかしながら、非圧入領域１０Ｎの内径１０Ｎｄは案内部分２０Ｇの外径２０Ｇｄと略同一にできているので樹脂製品１と案内部分２０Ｇとの間にバリＢが漏れ落ちるほどの隙間はなく、したがって直角な壁１０Ｗの上に落下したバリがさらに案内部分２０Ｇの横を通って樹脂製品１の下に排出されるようなことはない。
（ｃ）圧入完了：
カラー２０の圧入が完了すると、図３（ｃ）で示すように、カラー２０の先端の案内部分２０Ｇは貫通穴１０の最下端に達している。そしてこれまで削り落とされたバリＢは、すべて直角な壁１０Ｗの上に落下し、直角な壁１０Ｗとカラーの案内部分２０Ｇの後端と圧入部分２０Ｄの先端とで形成される空間に押し潰されて堆積される。バリＢがさらに案内部分２０Ｇの横を通って樹脂製品１の下に排出されるようなことはない。

このように、本発明によれば、圧入されたカラー２０が山１０Ｍを押し潰してバリが発生しても、落下したバリはすべて直角な壁１０Ｗとカラーの案内部分１０Ｇの後端と圧入部分１０Ｄの先端とで形成される空間に堆積されることとなるので、樹脂製品１の下に排出されるようなことはない。
したがって、組み付け時や製品使用時にバリが移動して、接続不良や不純物混入の原因になったり、製品の重要な部分に付着してさまざまなトラブルを起こすことは本発明によれば一切起きない。

本発明に係るカラーと、このカラーが圧入される本発明に係る樹脂製品とを説明する斜視図で、（ａ）は本発明に係るカラーの斜視図で、（イ）は表側、（ロ）は裏側のそれぞれの斜視図である。（ｂ）は樹脂製品の本発明に係る貫通穴の表側斜視図である。 図１（ａ）のカラーを図１（ｂ）の樹脂製品に圧入する前後を同時に示す本発明に係る樹脂製品の斜視図である。 バリの飛散しない理由を説明する縦断面図で、（ａ）は圧入前、（ｂ）は圧入途中、（ｃ）は圧入完了の図である。 貫通穴を有する樹脂製品にその樹脂製品より硬いカラーが圧入されて固定された従来製品を説明する図で、（ａ）はカラーの斜視図、（ｂ）は樹脂製品の斜視図である。 図４（ａ）のカラーを図４（ｂ）の樹脂製品に圧入する前後を同時に示す従来の樹脂製品の斜視図である。 バリの発生する理由を説明する縦断面図で、（ａ）は圧入前、（ｂ）は圧入途中、（ｃ）は圧入完了の図である。

符号の説明

１ 本発明に係る樹脂製品
１０ 貫通穴
１０Ａ 被圧入領域
１０Ａｄ 被圧入領域の内径
１０Ｍ 山
１０Ｎ 非圧入領域の内径
１０Ｎｄ 非圧入領域
１０Ｗ 直角な壁
２０、２０１、２０２ 圧入部材（ここでは、カラー）
２０Ｇ 案内部分
２０Ｇｄ 案内部分の外径
２０Ｐ 圧入部分
２０Ｐｄ 圧入部分の外径
２０Ｔ 鍔部分

Claims (2)

1. 貫通穴を有する樹脂製品と、前記樹脂製品より硬い材質で造られた圧入部材とを備え、前記圧入部材が前記貫通穴に圧入されて成る圧入部材付き樹脂製品において、
   前記貫通穴は、山が形成された被圧入領域を前記圧入部材の挿入側に、かつ、山が形成されていない非圧入領域を該被圧入領域に続けて出口部に向けて備え、
   前記被圧入領域の開口穴よりも前記非圧入領域の開口穴が小さく、かつ、前記被圧入領域と前記非圧入領域の境界は直角な壁で繋がっており、
   前記被圧入領域の内壁には軸方向に平行に延びる複数の山が形成され、
   前記圧入部材は、先端側に小径の案内部分と後端側に大径の圧入部分を前記案内部分に続けて備え、
   前記案内部分は前記山を押し潰すことなく前記非圧入領域の開口穴まで挿入され、
   前記圧入部分は前記貫通穴に圧入されて前進するとき前記被圧入領域の前記山を押し潰して反力を得ることで前記貫通穴に確実に固定され、
   前記圧入部分が前記山を押し潰す際に生じて落下したバリは、前記山と山の間の隙間と前記直角な壁と前記案内部分の後端とで形成される空間に堆積することを特徴とするバリ取り不要の圧入部材付き樹脂製品。」
2. 前記樹脂製品の前記非圧入領域の貫通穴内側の横断面形状と前記圧入部材の前記案内部分の外側の横断面形状とが略同一であることを特徴とする請求項１記載の圧入部材付き樹脂製品。

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