(57)【要約】【課題】  合成樹脂成型体のインサートホールにナットを圧入作業において、圧入状態にばらつきが生じる。【解決手段】  本発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法は、合成樹脂成型体に形成されたインサートホール上に位置合わせされたナットを挟持・加熱手段の挟持部材により第１の圧力で挟持しながら、この挟持部材間を前記ナットを介して通電すること、または前記ナットを介さないでそれぞれの挟持部材ごとに通電することで前記ナットを第１の温度に昇温し、さらにこの温度を第１の時間保持した後に押送手段により第２の圧力を加えて前記ナットを前記インサートホールに圧入することで前記インサートホールの内壁の合成樹脂を溶融しながら埋設することを特徴とするものである。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂成型体に形成されたインサートホール上に位置合わせされたナットを挟持・加熱手段の挟持部材により第１の圧力で挟持しながら、この挟持部材間を前記ナットを介して通電すること、または前記ナットを介さないでそれぞれの挟持部材ごとに通電することで前記ナットを第１の温度に昇温し、さらにこの温度を第１の時間保持した後に押送手段により第２の圧力を加えて前記ナットを前記インサートホールに圧入することで前記インサートホールの内壁の合成樹脂を溶融しながら埋設することを特徴とするナットの合成樹脂成型体への圧入方法。
【請求項２】
前記挟持部材を前記ナット挟持前に第２の温度に昇温・保持することを特徴とする請求項１記載のナットの合成樹脂成型体への圧入方法。
【請求項３】
前記挟持部材による前記ナットの挟持力は前記押圧手段により前記ナットを前記インサートホールに圧入しているときは第３の圧力とすることを特徴とする請求項１または２いずれかに記載のナットの合成樹脂成型体への圧入方法。
【請求項４】
ナットの合成樹脂成型体に形成されたインサートホールへの圧入装置であって、
前記ナットを第１、第３の圧力で圧入方向と直交する方向から挟持し；前記ナットを挟持しながら前記ナットを介しまたは介さずに第１の温度に昇温して保持し；前記ナットを挟持する前に第２の温度に昇温して保持する挟持・加熱手段と、
前記ナットを圧入方向の上部から第２の圧力でインサートホールに押送する押送手段と
を備えることを特徴とするナットの合成樹脂成型体への圧入装置。
【請求項５】
前記加熱手段はパルスヒート電源であることを特徴とする請求項４記載のナットの合成樹脂成型体への圧入装置。
【請求項６】
前記加熱手段は抵抗溶接電源であることを特徴とする請求項４記載のナットの合成樹脂成型体への圧入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は合成樹脂成形ケース部体、その他の合成樹脂部材に締着ないし取付けのためのナットを埋設する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂成形体に形成されたインサートホールにナットを埋設し、螺子を用いて機器部体を構成し、或いは蓋やカバーなどを固定することは従来から種々に実施されている。このナットの埋設のため従来採用されている方法はインサートホールをナットを介して加熱して軟化させ、その状態で押し込んで前記ナットを所定の深さまで圧入するものである（例えば、特許文献１、特許文献２など）。
【０００３】
特許文献１（特開昭６２−１４２６３２号公報）には次のような技術が開示されている。
インサートであるナットを載置して加熱するための加熱板（電熱板）を用い、この加熱板上でナットを所定温度に加熱しておき、その加熱されているナットに、治具（工具）の回転軸先端に固定された保持部体を螺合させて取り出す。次いで、加熱ナットを、治具の回転軸で回転させながら合成樹脂成形体（ワーク）のインサートホールに圧入し、その保有熱量によって周囲合成樹脂を軟化させながら埋設する。
【０００４】
一方、特許文献２（特開平１１−３２５０２９号公報）には次のような技術が記載されている。
樹脂部品に、超音波振動を用いて締結用金属部材となる、外周に格子状に溝が形成されたあやめローレット形状の金属ねじを圧入することは、従来から行われている。超音波振動により樹脂部品と金属ねじの間に摩擦熱が生じ、樹脂部品が溶融し、溶融した樹脂が金属ねじの溝内に充填されながら金属ねじは樹脂部品に圧入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１４２６３２号公報
【特許文献２】特開平１１−３２５０２９号公報（従来技術）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらの技術にはそれぞれ次のような点からナットの圧入状態がばらつくという問題点があった。
特許文献１に開示されている技術によると加熱板（電熱板）を用意しておかなければならない。加熱版から取り出して圧入するまでに時間がかかるが、この時間にばらつきがあるため一定の温度で圧入することができない。
【０００７】
特許文献２に記載されている技術によると超音波振動により生じる摩擦熱であるため正確な温度再現性が得られないので一定の温度で圧入することができない。さらに超音波振動を付与する接触面での接触状態が圧入の度に一定でない。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、良好な温度再現性と均一な圧力でナットを合成樹脂成型体のインサートホールに圧入する方法を提供することを第１の目的とし、この圧入方法を実現可能にする圧入装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法は、合成樹脂成型体に形成されたインサートホール上に位置合わせされたナットを挟持・加熱手段の挟持部材により第１の圧力で挟持しながら、この挟持部材間を前記ナットを介して通電すること、または前記ナットを介さないでそれぞれの挟持部材ごとに通電することで前記ナットを第１の温度に昇温し、さらにこの温度を第１の時間保持した後に押送手段により第２の圧力を加えて前記ナットを前記インサートホールに圧入することで前記インサートホールの内壁の合成樹脂を溶融しながら埋設することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法は、請求項１記載の挟持部材を前記ナット挟持前に第２の温度に昇温・保持することを特徴とするものである。  
【００１１】
請求項３に係る発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法は、請求項１または２記載の挟持部材による前記ナットの挟持力は前記押送手段により前記ナットを前記インサートホールに圧入しているときは第３の圧力とすることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に係る発明になるナットの合成樹脂成型体に形成されたインサートホールへの圧入装置は、前記ナットを第１、第３の圧力で圧入方向と直交する方向から挟持し；前記ナットを挟持しながら前記ナットを介しまたは介さずに第１の温度に昇温して保持し；前記ナットを挟持する前に第２の温度に昇温して保持する挟持・加熱手段と、前記ナットを圧入方向の上部から第２の圧力でインサートホールに押送する押送手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に係る発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入装置は、請求項４記載の加熱手段がパルスヒート電源であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に係る発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入装置は、請求項４記載の加熱手段が抵抗溶接電源であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１〜３に係る発明によれば、挟持・加熱手段によりインサートホール上でナットを挟持しながら通電し、所定の温度になるように加熱制御することとしたのでナットの温度再現性が良くなるから、ばらつきの少ないナットの合成樹脂成型体への圧入方法を提供することができる。
【００１６】
特に請求項３に係る発明によれば、ナット挟持前に予め所定の温度に加熱しておくのでナットの温度上昇が早く所定の温度に到達するからタクトタイムを短縮できるナットの合成樹脂成型体への圧入方法を提供することができる。
【００１７】
請求項４〜６に係る発明によれば、上記のナットの圧入方法に好適なナットの合成樹脂成型体への圧入装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入装置の概略構成図である。
【図２】本発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法の概略フローチャート図である。
【図３】本発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法の概略タイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入装置の概略構成図、図２は本発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法の概略フローチャート図、図３は本発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法の概略タイミングチャート図である。
【００２０】
なお、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２１】
（実施例：パルスヒート電源を用いる例）
図１において、１は後記するインサートホール２ａに圧入される外周に格子状に溝が形成されたナット、２はインサートホール２ａを有する合成樹脂成型体、３は合成樹脂成型体２を載置し、合成樹脂成型体２のインサートホール２ａにナット１を圧入する工程で合成樹脂成型体２を搬送するベルトコンベア、４はナット１のインサートホール２ａへの圧入工程に従ってベルトコンベア３の動作を制御する搬送制御部である。
【００２２】
５はナット集積部（図示せず。）からナット１を１個ずつ吸着し、インサートホール２ａの真上まで搬送する吸着ノズル、６は吸着ノズル５でナット１の吸着・搬送を制御する吸着・搬送制御部である。
【００２３】
７、９はナット１を所定の圧力で対向する面（例えば、図１のように左右方向）から挟持し、電流を流すことで自身が発熱し、その熱で挟持しているナット１を所定の温度に加熱するヒータツール、８、１０はそれぞれヒータツール７、９の挟持力と発熱による温度を制御する加圧・加熱制御部、１１はナット１を押送してインサートホール２ａに圧入する押送ヘッド、１２は押送ヘッド１１の押送を制御する押送制御部、１３は搬送制御部４、吸着搬送制御部６、加圧・加熱制御部８、１０および押送制御部１２を制御することでナットの合成樹脂成型体への圧入の全工程を制御する全体制御部である。
【００２４】
ヒータツール７、９と加圧・加熱制御部８、１０とで挟持・加熱手段が構成され、ヒータツール７、９が挟持部材に相当する。また、押送制御部１２と押送ヘッド１１とで押送手段を構成する。
なお、ナット１の吸着・搬送、ベルトコンベア３による合成樹脂成型体２の搬送、ヒータツール７、９のナット１の挟持加圧・加熱、およびナット１のインサートホール２ａへの押送に必要な各機構、機材は本発明の主旨には直接関係しないので図示も説明も省略する。
【００２５】
次に、本発明になるナットの合成樹脂成型体への圧入方法について図１〜図３を用いて工程順に説明する。
図３はタイミングと温度と圧力とをそれぞれ模式的に示すもので絶対値を示すものではない。しかし、図示の通り第２の温度２より第１の温度１の方が高く、合成樹脂成型体２の溶融温度は第２温度よりも高く、第１温度よりも低い。そして、ナット１の温度はインサートホール２ａへ圧入している間は合成樹脂成型体２の溶融温度よりも高い。また、第１の圧力１は第３の圧力３よりも高い。
なお、全ての制御は全体制御部１３からの制御の下に行われるのであるが、説明が煩雑となるので敢えて省略する。
【００２６】
最初に全体制御部１３内に別途設けた操作部からパラメータとして、ナット１の材質、形状等に合わせてヒータツール７、９のアイドル温度となる第２の温度、ヒータツール７、９でナット１を加熱する時に加える圧力である第１の圧力１と第１の温度１とこの温度を保持する時間である第１の時間、ナット１をインサートホール２ａに圧入する時に押送ヘッド１１加える圧力である第２の圧力２、そして、この時のヒータツール７、９に加える圧力である第３の圧力を時系列で設定する（図２のＳ２０１、図３）。
なお、これらの温度、圧力そして、それぞれの所要時間は実際に使用されるナットや合成樹脂成型体を用いて予め実験的に求めておくのがよい。
【００２７】
次に、別途設けた公知の搬送手段を用いて合成樹脂成型体２をベルトコンベア３に載置する（図２のＳ２０２）。そして、搬送制御部４の制御の下にベルトコンベア３を動作させ、合成樹脂成型体２のインサートホール２ａが押送ヘッド１１の真下になるように搬送する。
【００２８】
この間に加圧・加熱制御部８、１０からそれぞれヒータツール７、９に電流を流し、ヒータツール７、９自身を発熱させ、この熱をフィードバックして、それぞれのヒータツール７、９に流す電流を制御することでヒータツール７、９を第２の温度２に加熱する（図２のＳ２０３、図３の（１））。このように前もってヒータツール７、９を加熱しておくのは実際にナット１を加熱する時に確実、速やかに第１の温度１に到達させるためである。
【００２９】
次に、吸着・搬送制御部６の制御の下に吸着ノズル５を用いてナットの集積部（図示せず。）からナット１の上部を吸着してインサートホール２ａの真上のそのまま下降させればナット１がインサートホール２ａに埋設される位置に移送する（図２のＳ２０４）。なお、この位置合わせは予め移動量、移動方向を設定しておき、これに従って吸着・搬送制御部６で吸着ノズルの移動を制御することで実現してもよいし、別途画像による位置合わせ機構を備え、インサートホール２ａを画像として捉えて画像計測を行いながら、この計測情報に従って吸着・搬送制御部６で吸着ノズル５の移動を制御することで実現してもよい。これらの方法も公知の技術を利用できる。
【００３０】
次に、加圧・加熱制御部８、１０の制御の下にヒータツール７、９でナット１を挟持し、第1の圧力１まで加圧する（図２のＳ２０５、図３の（２））。ここで、第１の圧力１は後記ヒータツール７、９の熱のナット１への良好な伝導を確保するのに必要十分なものであり、かつナット１の内部のねじ部を変形させない程度のものである。
【００３１】
こうして、ナット１の挟持力が第１の圧力に到達すると加圧・加熱制御部８、１０からそれぞれヒータツール７、９に電流（この電流は前記電流よりは大きな電流である。）を流し、ヒータツール７、９自身をさらに発熱させる。そして、この熱をフィードバックして、それぞれのヒータツール７、９に流す電流を制御することでヒータツール７、９を第１の温度１に加熱する（図２のＳ２０６、図３の（３））。なお、この第１の温度１は時系列で設定されているので第１の時間が経過するとヒータツール７、９には電流が流れなくなるのでこの後は自然冷却により温度は低下していく。
【００３２】
第１の温度１はヒータツール７、９の温度であるが、前記パラメータ設定前の実験によってナット１がインサートホール２ａの形成されている合成樹脂成型体２の材質に応じて定まる温度に到達する温度として求められているので、第１の温度１到達後第１の時間経過後はナット１の温度が合成樹脂成型体２のインサートホール２ａの内壁を溶融しながらナット１をインサートホール２ａに圧入する準備が整ったことになる。
【００３３】
第１の時間経過後に押送制御部１２の制御の下に、押送ヘッド１１に図中下方に第２の圧力２の押送力を加えて押送を開始する（図２のＳ２０７、図３の（４））。この押送力を検知すると加圧・加熱制御部８、１０は挟持圧力を第３の圧力３に低下させて（図２のＳ２０８、図３の（５））、押送ヘッド１１の押送力でナット１が円滑に下方に押送されるようにする。
【００３４】
このようにヒータツール７、９間のナット１の挟持力が第３の圧力３になっている状態で押送制御部１２からの制御の下に押送ヘッド１１の下方への押送を継続し、所定距離ナット１を移動させる（図２のＳ２０９、図３の（６））。
【００３５】
このようにして、ヒータツール７、９による加熱されたナット１はインサートホール２ａの内壁を溶融しながら進み、最終的には所定の位置に埋設される。
【００３６】
（他の実施例：抵抗溶接電源を用いる例）
この時はヒータツール７、９に替えて、溶接電極７、９を用い、ナット１を所定の圧力で対向する面（例えば、図１のように左右方向）から挟持し、ナット１を介して溶接電極に電流を流すことでナット１を発熱させて挟持しているナット１を所定の温度に加熱する。このようなナット１の昇温過程に相違があるだけで他の点は前記パルスヒート電源を用いる例と同じである。
【００３７】
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるところである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【００３８】
例えば、合成樹脂成型体２の間近に加圧・加熱を実行するヒータツール７、９を上下に配してその間にナット１を挟持して所定の温度に加熱した後、別途設けた搬送ヘッドでナット１の側面を挟持してインサートホール２ａに位置合わせして移送し、その後押送ヘッド１１でナット１をインサートホール２ａに圧入するようにすることができる。
【００３９】
また、予め第２の温度２に加熱しておく工程を省略して、第１の圧力１でナット１を挟持後に第２１温度１に一気に加熱することもできる。
【符号の説明】
【００４０】
１  ナット
２  合成樹脂成型体
２ａ  インサートホール
３  ベルトコンベア
４  搬送制御部
５  吸着ノズル
６  吸着・搬送制御部
７、９  ヒータツール（溶接電極）
８、１０  加圧・加熱制御部
１１  押送ヘッド
１２  押送制御部
１３  全体制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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