樹脂成形体の締結構造

【課題】樹脂量を増やして、ねじ部材周辺の強度を高めることができる樹脂成形体の締結構造を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂製の樹脂成形体２０の壁面２１に被締結部材１２を雄ねじ部材１１で締結する樹脂成形体の締結構造１０は、筒体３０を有する。筒体３０は、インサート成形により樹脂成形体２０の壁部２３に一体化されるインサート部品であり、樹脂成形体２０の成形時に壁部２３を外側から内側に向けて部分的に陥没させる。筒体３０は、陥没部２５に包み込まれる外周面３１と、壁面２１に開口して雄ねじ部材１１がねじ込まれる内周面３２と、を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形体の締結構造に関し、より詳細には、合成樹脂製の中空成形体に被締結部材をねじ部材で締結する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂製の中空成形体に、他の部材をねじ部材で締結することが要望されている。中空成形体は、特に薄い壁で形成される。このため、雄ねじ部材を中空成形体の壁部に単にねじ込んでも、ねじの嵌合長が十分に確保できず、必要な締結力が得られない。したがって、中空成形体には、ねじの嵌合長を十分に確保できる締結構造が求められる。中空成形体の締結構造として、各種の技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７に示すように、特許文献１に記載の締結構造１００では、合成樹脂製の中空パネル１０１のブロー成形において、壁部１０２の一部に凹状のナット埋設孔１０３を設け、成形後、このナット埋設孔１０３にナット１０４を嵌める。この技術によれば、ナット１０４を壁部１０２に嵌めることで、薄い壁部１０２であってもねじの嵌合長を大きくすることができる。
【０００４】
また、特許文献２には、樹脂成形品の製造方法において、硬質の樹脂の中にナットを鋳込んで硬質樹脂成形体を成形し、さらに、この硬質樹脂成形体を樹脂成形品に鋳込むようにした技術が開示されている。この技術によれば、硬質樹脂成形体により、ナット周辺の強度を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７９１８２６号公報
【特許文献２】特開２００９−１２１６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献1の締結構造において、ナット１０４を保持する保持部１０５は、中空成形体１０１の壁部１０２と略同じ厚みであり、肉厚が小さい。このような薄肉の保持部１０５であっても、保持部１０５に加わる力が小さければ、強度上の問題はない。しかしながら、近年、より剛性を高めた締結構造が求められており、ねじ部材周辺の強度をより高める技術が望まれる。
【０００７】
この点、特許文献２に開示される技術では、ナットが硬質樹脂成形体で包まれる。この技術によれば、ねじ部材周辺の樹脂量が増すことができ、ねじ部材周辺の強度を高めることができる。
【０００８】
しかしながら、中空成形体の壁部は、一般に筒状のパリソンやシートを金型の成形面に押し付けることで成形される。このように成形される壁部に硬質樹脂成形体を鋳込むことは困難である。すなわち、特許文献２の技術は、溶融樹脂を金型内で流動させて得られる射出成形品等には適するが、中空成形体には適さない。このため、中空成形体において、ねじ部材周辺の樹脂量を増やすことができる技術が求められる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂量を増やし、ねじ部材周辺の強度向上が実現できる樹脂成形体、特に中空成形体の締結構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、合成樹脂製の中空成形体の壁面に被締結部材を雄ねじ部材で締結する中空成形体の締結構造において、インサート成形により前記中空成形体の壁部に一体化されるインサート部品であって、前記壁部を外側から内側に向けて部分的に陥没させる合成樹脂製の筒体を有し、前記筒体は、前記壁部の陥没部に包み込まれる外周面と、前記壁面に開口して前記雄ねじ部材がねじ込まれる内周面と、を有することを特徴とする。
【００１１】
上記発明は、前記外周面には、前記筒体の開口端に向けて縮径し、前記陥没部からの前記筒体の引き抜けを防止するテーパ面が設けられることを特徴とする。
上記発明は、前記外周面には、前記筒体の軸線に沿って帯状に延び、前記陥没部に対する前記筒体の軸線回りの回転を防止する凸部または凹部が設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、合成樹脂製の筒体によって、雄ねじ部材周辺の樹脂量を大幅に増やすことができる。したがって、雄ねじ部材周辺の締め付け強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかる中空成形体の締結構造の断面図である。
【図２】（ａ）は筒体の斜視図、（ｂ）は筒体の横断面図、（ｃ）は（ｂ）の変更例を示す図である。
【図３】中空成形体の成形方法を示す図であり、（ａ）は筒体を差し込む工程を示す図、（ｂ）はパリソンを押し出す工程を示す図、（ｂ）はブロー工程を示す図である。
【図４】中空成形体の締結構造の分解図である。
【図５】筒体のテーパ面の作用を説明する図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図であり、凸部の作用を説明する図である。
【図７】従来の締結構造の基本構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
【００１５】
図１に示すように、中空成形体の締結構造１０は、中空成形体２０の壁面２１に雄ねじ部材１１で被締結部材１２を締結するものであり、インサート成形により中空成形体２０に一体化される筒体３０を有する。
【００１６】
締結構造１０の各部の構成を詳細に説明する。
中空成形体２０は、たとえば、コンピュータや複写機等の電気装置の外装体を構成するパネル、あるいは、キャビネットやロッカー等の収納体を構成するパネルなどである。中空成形体２０の材質は、種々の合成樹脂材料から選択可能であるが、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂が好適である。なお、中空部分２２に発泡材料を充填することで、高い剛性と高い断熱性を有する中空成形体２０を得ることも可能である。
【００１７】
中空成形体２０は、中空部分２２を隔てて対向する２つの壁部２３，２４を有する。一方の壁部２３には、壁面２１側（外側）から内側に凹む陥没部２５が成形される。陥没部２５は、中空成形体２０の成形時に筒体３０によって成形される部分であり、筒体３０の外周面３１を包み込む。
【００１８】
被締結部材１２は、たとえば、ヒンジ等の金属製の板材である。雄ねじ部材１１は、たとえば、金属製のビスやボルトである。なお、被締結部材は、金属製の板材に限られるものではなく、壁面２１に取り付け可能な部材であれば、種類や形状、材質は任意である。また、雄ねじ部材は、雄ねじを有するものであれば、形状、材質は任意であり、特に、雄ねじ部材は雄ねじが円筒面状の内周面３２をねじ切りながら固定がされるため、ねじ山の高さ及びピッチなど任意のものを利用することができ、ナットをインサートした場合のようにナットのねじ山に合ったものを選択する必要がない。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、筒体３０は、中空成形体２０（図１参照）の成形に先立ち、予め金型に差込まれる合成樹脂製のインサート部品である。筒体３０は、略樽型の有底筒状を呈しており、壁面２１（図１参照）に開口する円筒面状の内周面３２を有する。内周面３２には、雄ねじ部材１１（図１参照）がねじ込まれる。内周面３２の内径は、雄ねじ部材１１がねじ込まれる程度に、雄ねじ部材１１のねじ外径よりも小さく設定される。筒体３０の周壁の厚みは、壁部２３（図１参照）の厚みより大きく設定されることが好ましい。
【００２０】
筒体３０の材質は、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂を含む種々の材料から選択可能であるが、中空成形体２０との溶着を考慮すると、中空成形体２０と同一の材料で成形されることが好ましい。たとえば、中空成形体２０の成形時に金型のキャビティからはみ出した余分な材料（いわゆるバリ）を利用して筒体３０を成形してもよい。この場合、中空成形体２０との良好な溶着が得られるうえ、材料損失を低減することができる。
【００２１】
外周面３１における開口端３３側には、開口端３３に向けて縮径するテーパ面３５が設けられる。さらに、外周面３１には、筒体３０の軸線３０ａに沿うように開口端３３から底部３４に向けて帯状に延びる凸部３６が設けられる。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、凸部３６は、断面半円柱状に形成されており、たとえば、外周面３１の周方向に複数個（ここでは、等間隔に４個）設けられる。また、図２（ｃ）に示すように、凸部３６の代わりに断面半円状の凹部３７を外周面３１に設けてもよい。なお、凸部３６や凹部３７の個数や形状は、実施形態に格別に限定されるものではなく、任意である。
【００２３】
次に、中空成形体２０の成形方法を図３に基づいて説明する。
図３に示すように、この成形方法では、中空成形体の一方の壁部２３（図１参照）を成形する第1の金型４１と、他方の壁部２４（図１参照）を成形する第２の金型４２を用いる。第1の金型４１の成形面４１ａには、第２の金型４２に向けて突出する突起部４３が設けられる。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、先ず、突起部４３に筒体３０を差し込む。次に、図３（ｂ）に示すように、溶融状態の筒状のパリソン４４を金型４１，４２の間に押し出した後、金型４１，４２を型閉めして、パリソン４４を金型４１，４２で挟む。そして、図３（ｃ）に示すように、パリソン４４に気体を吹き込んで、パリソン４４を成形面４１ａ，４２ａおよび筒体３０の外周面３１に密接するように膨ます。このとき、テーパ面３５と成形面４１ａの間に形成される狭い空間４５に、パリソン４４を十分に行き渡らせる（矢印（１））。
【００２５】
結果、外周面３１の全体を包み込むように陥没部２５が成形される。同時に、陥没部２５には、テーパ面３５を押えて保持するテーパ状の保持部２６が成形される。冷却後、金型４１，４２を型開きして中空成形体２０を取り出し、キャビティ４６からはみ出したバリを切除する。
【００２６】
すると、図４に示すように、筒体３０が一体化した中空成形体２０が得られる。そして、雄ねじ部材１１を被締結部材１２の貫通穴１２ａに通し、筒体３０の内周面３２にねじ込む。これにより、被締結部材１２は、雄ねじ部材１１の頭部１１ａと壁面２１との間に締結される。
【００２７】
以上、説明した本発明にかかる実施形態によれば、合成樹脂製の筒体３０によって、雄ねじ部材１１周辺の樹脂量を大幅に増やすことができ、雄ねじ部材１１周辺の強度を高めることができる。
【００２８】
また、図５に示すように、雄ねじ部材１１の締め込みや被締結部材１２の動き等に起因して、筒体３０が引き抜かれる方向（図中の矢印で示す向き）に力Ｆを受けても、保持部２６がテーパ面３５をしっかりと押える。結果、筒体３０の引き抜けが防止される。なお、テーパ面３５の代わりに、段差部や溝部、鍔部を周方向に沿って形成することで、引き抜け防止を図ることも可能である。
【００２９】
さらに、図６に示すように、雄ねじ部材１１がねじ込まれるとき、筒体３０は、図中の矢印で示す向きのトルクＴを受けるが、凸部３６が壁部２３の凹部に係合しているため、軸線３０ａ回りの回転が防止される。これにより、雄ねじ部材１１をより高いトルクで締め付けることができ、締結力を高めることができる。なお、凸部３６の代わりに凹部３７（図２（ｃ）参照）を用いても、凸部３６と同様の作用が得られる。また、凸部３６や凹部３７の代わりに、筒体３０の横断面を異形（非円形）断面とすることで、回転防止を図ることも可能である。
【００３０】
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００３１】
たとえば、実施形態では、筒状のパリソンを用いたブロー成形法により、中空成形体を成形したが、成形方法は、ブロー成形法に格別に限定されるものではなく、任意である。たとえば、筒状のパリソンの代わりに２枚の溶融状態のシートを複数の分割金型の間に配置し、シートと分割金型との間の密閉空間を吸引することで、中空の成形体を成形してもよい。このような成形法では、２枚のシートの間に発泡材料等を芯材として入れることが容易であるため、より剛性の高い樹脂成形体の製造に好適である。その他、熱可塑性樹脂シートを用いた真空・圧空成形、溶融樹脂を用いた射出成形など、金型を用いて樹脂成形体を形成する際にインサート部品を金型内にセットして樹脂成形体の壁面に一体化するものであれば良い。
【符号の説明】
【００３２】
１０締結構造
１１雄ねじ部材
１２被締結部材
２０中空成形体
２１壁面
２３壁部
２５陥没部
３０筒体
３０ａ軸線
３１外周面
３２内周面
３３開口端
３５テーパ面
３６凸部
３７凹部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂製の樹脂成形体の壁面に被締結部材を雄ねじ部材で締結する樹脂成形体の締結構造において、
インサート成形により前記樹脂成形体の壁部に一体化される熱可塑性樹脂製のインサート部品であって、前記壁部を外側から内側に向けて部分的に陥没させる合成樹脂製の筒体を有し、
前記筒体は、前記壁部の陥没部に包み込まれる外周面と、前記壁面に開口して前記雄ねじ部材がねじ込まれる内周面と、を有することを特徴とする樹脂成形体の締結構造。
【請求項２】
前記外周面には、前記筒体の開口端に向けて縮径し、前記陥没部からの前記筒体の引き抜けを防止するテーパ面が設けられることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形体の締結構造。
【請求項３】
前記外周面には、前記筒体の軸線に沿って帯状に延び、前記陥没部に対する前記筒体の軸線回りの回転を防止する凸部または凹部が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂成形体の締結構造。

【図１】