(57)【要約】【課題】  軽く薄く設計された成形品部材に設けられるボス孔を貫通孔にしても取り付けに支障なく固定強度を保つことのできる固着具と成形品部材を提供する。【解決手段】  本発明の固着具１は、短い円柱状の本体２の先端部に端面ａを有する栓体３、第１の小径部４、本体の外側周面上に突出させてローレット（凹凸条）を有する大径部５、第２の小径部６、および底部（フランジ部）７が端面ｂを有して設けられている。また、本体２には、端面ａから端面ｂに貫通した雌ねじ８が設けられている。成形品部材に形成されたボスは、固着具１の底部７が埋め込まれる孔と固着具１が加熱・加圧されて挿入される貫通孔とが設けられている。このボスの貫通孔に固着具１が加熱・加圧されて挿入された後、栓体３側から雄ねじが締結される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂の成形品部材に設けられた貫通孔に、加熱・加圧されることにより挿入されて固定される雌ねじが設けられた固着具であって、
円柱状の本体の先端に突出して設けられ、上記貫通孔の孔径より小さい外径の栓体と、
この栓体に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上に設けられ、当該栓体の外径より小さい外径の第１の小径部と、
この第１の小径部に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上に設けられ、上記貫通孔の孔径より大きく多数の凹凸条を有すると共に前記先端側が面取り加工された大径部と、
この大径部に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上に設けられ、当該大径部の外径より小さい外径の第２の小径部と、
この第２の小径部に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上の後端に設けられ、前記大径部の外径より大きい外径で上記貫通孔に挿入されない底部とを有し、
当該固着具が先端から上記成形品部材の貫通孔に挿入されて当該固着具が加熱・加圧されることにより嵌め込まれる際、前記貫通孔の孔径より大きく多数の凹凸条を有する大径部による前記貫通孔の周面樹脂の削りかすと加熱により溶融される前記貫通孔の周面樹脂とが、前記第１の小径部と前記第２の小径部に充満して前記栓体に堰き止められて前記栓体の先端側にはみ出さないで固定され、
前記成形品部材の貫通孔に固定された当該固着具に設けられた雌ねじに前記栓体側から雄ねじが締結された際、前記雄ねじを介して生じる前記成形品部材に固定された固着具の先端方向への引っ張り力に対して前記凹凸条を有する大径部と前記貫通孔に挿入されない底部とが固定強度を保つことを特徴とする固着具。
【請求項２】
合成樹脂の成形品部材に設けられた貫通孔に、加熱・加圧されることにより挿入されて固定される雌ねじが設けられた固着具と成形品部材であって、
上記固着具は、円柱状の本体の先端に突出して設けられ、上記貫通孔の孔径より小さい外径の栓体と、
この栓体に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上に設けられ、当該栓体の外径より小さい外径の第１の小径部と、
この第１の小径部に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上に設けられ、上記貫通孔の孔径より大きく多数の凹凸条を有すると共に前記先端側が面取り加工された大径部と、
この大径部に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上に設けられ、当該大径部の外径より小さい外径の第２の小径部と、
この第２の小径部に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上の後端に設けられ、前記大径部の外径より大きい外径で上記貫通孔に挿入されない底部とを有し、
上記成形品部材は、前記固着具が挿入される貫通孔に前記底部の外径より大きい孔径で前記底部が埋め込まれる埋込み孔を有し、
前記固着具が先端から前記成形品部材の貫通孔に挿入されて当該固着具が加熱・加圧されることにより嵌め込まれる際、前記貫通孔の孔径より大きく多数の凹凸条を有する大径部による前記貫通孔の周面樹脂の削りかすと加熱により溶融される前記貫通孔の周面樹脂とが、前記第１の小径部と前記第２の小径部に充満して前記栓体に堰き止められて前記栓体の先端側にはみ出さないで固定され、
前記成形品部材の貫通孔に固定された固着具に設けられた雌ねじに前記栓体側から雄ねじが締結された際、前記雄ねじを介して生じる前記成形品部材に固定された固着具の先端方向への引っ張り力に対して前記凹凸条を有する大径部と前記埋込み孔に埋め込まれて前記貫通孔に挿入されない底部とが固定強度を保つことを特徴とする固着具と成形品部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、例えば携帯電話機等の筐体に用いられる合成樹脂の成形品部材に嵌め込み固定して使用するのに適した固着具と成形品部材に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、合成樹脂の成形品からなる部材にねじ孔を形成してボルトなどをねじ込み固定すると、引張り、ねじり、振動その他の外力を受けたとき、あるいはボルトなどを反覆して着脱したときにねじ孔が変形し、または破壊して使用できなくなる。
そこで、合成樹脂等の成形品部材に設けられた孔に対して、嵌め込み固定してボルトなどを安定よく固定しておくことができると共に反覆着脱に耐えるようにしたナット状の金属製固着具が実用化されている。さらに、このような固着具が成形品部材の孔に喰い込んで充分な強度で固定されるように固着具の外側周面にローレット状その他の凹凸を設ける方法が提案されている（例えば特許文献１、２）。【０００３】  このような固着具には先端側に栓体（突起部あるいは頭部ということもあるが以下、栓体と記述する）が設けられている。この固着具を成形品部材に嵌め込む際、固着具はその栓体により成形品部材に設けられたボスの孔に案内（ガイド）され、固着具が加熱・加圧されて挿入されることにより嵌め込まれる。【０００４】  近年、例えば携帯電話機等の筐体においては「軽薄短小」と形容されるように成形品部材を軽くし、また薄くするような設計需要が増えてきている。このような需要に対応するために成形品部材そのものを薄くした場合、ボスの孔を浅くしなければならないが、例えば、携帯電話機の筐体に用いられる成形品部材のボスの高さは１．７ｍｍ程度のものがあり、あまりにも低いためボス孔の深さを十分に確保できないという問題があった。【０００５】  そこで、このようなときにはボス孔を貫通孔にして対応することが考えられるが、この場合、固着具を加熱・加圧して挿入した際に貫通孔から孔の周面樹脂がはみ出したり、削りかすが出て化粧板の取り付けに支障が出るとか、あるいは固定強度を保つことが難しいという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】  特開昭５０−８５７５６号公報
【特許文献２】  特開昭５８−１２４８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  上記したように、成形品部材を軽くし、また薄くするような設計需要に対応するために成形品部材そのものを薄くしてボス孔を貫通孔にして固着具を加熱・加圧して挿入した場合、貫通孔から孔の周面樹脂がはみ出したり、削りかすが出て化粧板の取り付けに支障が出るとか、あるいは固定強度を保つことが難しいという課題があった。
この発明の目的は、軽く薄く設計された成形品部材に設けられるボス孔を貫通孔にしても取り付けに支障なく固定強度を保つことのできる固着具と成形品部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  そこで、本発明は、合成樹脂の成形品部材に設けられた貫通孔に、加熱・加圧されることにより挿入されて固定される雌ねじが設けられた固着具であって、円柱状の本体の先端に突出して設けられ、上記貫通孔の孔径より小さい外径の栓体と、この栓体に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上に設けられ、当該栓体の外径より小さい外径の第１の小径部と、この第１の小径部に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上に設けられ、上記貫通孔の孔径より大きく多数の凹凸条を有すると共に前記先端側が面取り加工された大径部と、この大径部に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上に設けられ、当該大径部の外径より小さい外径の第２の小径部と、この第２の小径部に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上の後端に設けられ、前記大径部の外径より大きい外径で上記貫通孔に挿入されない底部とを有し、当該固着具が先端から上記成形品部材の貫通孔に挿入されて当該固着具が加熱・加圧されることにより嵌め込まれる際、前記貫通孔の孔径より大きく多数の凹凸条を有する大径部による前記貫通孔の周面樹脂の削りかすと加熱により溶融される前記貫通孔の周面樹脂とが、前記第１の小径部と前記第２の小径部に充満して前記栓体に堰き止められて前記栓体の先端側にはみ出さないで固定され、前記成形品部材の貫通孔に固定された当該固着具に設けられた雌ねじに前記栓体側から雄ねじが締結された際、前記雄ねじを介して生じる前記成形品部材に固定された固着具の先端方向への引っ張り力に対して前記凹凸条を有する大径部と前記貫通孔に挿入されない底部とが固定強度を保つことを特徴とする。【０００９】  また、本発明は、合成樹脂の成形品部材に設けられた貫通孔に、加熱・加圧されることにより挿入されて固定される雌ねじが設けられた固着具と成形品部材であって、上記固着具は、円柱状の本体の先端に突出して設けられ、上記貫通孔の孔径より小さい外径の栓体と、この栓体に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上に設けられ、当該栓体の外径より小さい外径の第１の小径部と、この第１の小径部に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上に設けられ、上記貫通孔の孔径より大きく多数の凹凸条を有すると共に前記先端側が面取り加工された大径部と、この大径部に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上に設けられ、当該大径部の外径より小さい外径の第２の小径部と、この第２の小径部に隣接して前記円柱状の本体の外側周面上の後端に設けられ、前記大径部の外径より大きい外径で上記貫通孔に挿入されない底部とを有し、上記成形品部材は、前記固着具が挿入される貫通孔に前記底部の外径より大きい孔径で前記底部が埋め込まれる埋込み孔を有し、前記固着具が先端から前記成形品部材の貫通孔に挿入されて当該固着具が加熱・加圧されることにより嵌め込まれる際、前記貫通孔の孔径より大きく多数の凹凸条を有する大径部による前記貫通孔の周面樹脂の削りかすと加熱により溶融される前記貫通孔の周面樹脂とが、前記第１の小径部と前記第２の小径部に充満して前記栓体に堰き止められて前記栓体の先端側にはみ出さないで固定され、前記成形品部材の貫通孔に固定された固着具に設けられた雌ねじに前記栓体側から雄ねじが締結された際、前記雄ねじを介して生じる��記成形品部材に固定された固着具の先端方向への引っ張り力に対して前記凹凸条を有する大径部と前記埋込み孔に埋め込まれて前記貫通孔に挿入されない底部とが固定強度を保つことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】  本発明の固着具は、軽く薄く設計された成形品部材に設けられるボス孔を貫通孔にしても、孔の周面樹脂のはみ出し、削りかす等の取り付けに支障がなく固定強度を保つことのできる固着具と成形品部材を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態が適用可能な固着具の一例を示す片側断面図である。
【図２】成形品部材の形状を示す断面図である。
【図３】固着具が成形品部材の貫通孔に嵌め込まれる前の状態を示す図である。
【図４】固着具が成形品部材の貫通孔に嵌め込まれた状態を示す図である。
【図５】固着具に雄ねじが締結された状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】  以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、この発明に係るインサートと呼ばれる固着具１を示す片側断面図である。すなわち、この固着具１は、短い円柱状の本体２の先端部に端面ａを有する栓体３、第１の小径部４、本体の外側周面上に突出させてローレット（凹凸条）を有する大径部５、第２の小径部６、および底部（フランジ部）７が端面ｂを有して設けられている。また、栓体３の端面ａに沿って面取り加工され、大径部５も第１の小径部４に接する先端側が面取り加工されている。
【００１３】  この大径部５の面取り量と面取り角度は特に重要で、詳しくは後述するが大径部５がボスの貫通孔に嵌め込まれる際に削られる貫通孔の周面樹脂を第２の小径部側に逃がす効果を持たせている。なお、大径部５の面取り量と面取り角度は成形品部材の材質により所定値が定められる。
また、本体２には、端面ａから端面ｂに貫通した雌ねじ８が設けられている。この雌ねじ８には後述する雄ねじが締結される。
【００１４】  本実施例の固着具１は、１／１００ｍｍ単位で切削加工され、大径部の外径と第１、第２の小径部とも成形品部材の材質によって変えられる。
例えば、固着具１の寸法は、全長（端面ａから端面ｂ）が１．６０ｍｍ、栓体３の外径が２．３０ｍｍ、第１の小径部４の外径が２．００ｍｍ、大径部５の外径が２．８０ｍｍ、第２の小径部６の外径が２．２０ｍｍ、底部７の外径が３．００ｍｍで切削加工されている。
【００１５】  なお、大径部５のローレット形状は、嵌め込む成形品部材の材質に応じて変えられる。固着具１は、本実施例では黄銅を用いているが、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、亜鉛等の比較的硬質の金属を用いても良い。
【００１６】  図２は、合成樹脂で成形された成形品部材に形成されたボス１０の構成例を示す断面図である。成形品部材に形成されたボス１０は、固着具１の挿入の案内（ガイド）となる孔１１と固着具１が嵌め込まれる貫通孔１２とが設けられている。ボス１０は、固着具１が挿入される孔１１の側が上面ｃであり、貫通孔１２の側が底面ｄとなっている。
孔１１は固着具１の底部７の外径より大きい孔径に形成され、貫通孔１２は栓体３より大きい外径で大径部５の外径より所定値小さい孔径に形成されている。
【００１７】  例えば、成形品部材のボス１０は全長が１．７０ｍｍ、孔１１は孔径が３．２０ｍｍ、深さが０．５０ｍｍ、貫通孔１２は孔径が２．４０ｍｍで成形されている。ボス１０の全長が１．７０ｍｍで固着具１の全長が１．６０ｍｍであるので、固着具１が嵌め込まれた際に栓体３が貫通孔１２の底面ｄから飛び出す寸法差ではない。さらに、孔１１の孔径が３．２０ｍｍであり、固着具１の底部７の外径が３．００ｍｍであり、固着具１がボス１０に嵌め込まれた際、底部７が孔１１に埋め込まれた状態となる。この際、固着具１の底部７は、ボス１０の上面ｃより飛び出すことなく孔１１内に収まるようになっている。すなわち、孔１１は、固着具１の底部７の埋込み孔として機能する。
【００１８】  次に、このような構成において、成形品部材のボス１０の孔１１と貫通孔１２に固着具１を嵌め込む動作について説明する。本嵌め込み動作は、固着具１を加熱しながら加圧して成形品部材のボス１０の貫通孔１２へ嵌め込むものである。
【００１９】  まず、固着具１は成形品部材のボス１０の孔１１と貫通孔１２に供給（挿入）される。
図３は、成形品部材のボス１０の孔１１と貫通孔１２に供給された状態を示すものである。固着具１の栓体３が貫通孔１２に入り、大径部５が孔１１内で大径部５の外径より所定値小さい孔径の貫通孔１２の入口で挿入が止められた状態になっている。
これにより、嵌め込み動作の主工程である加熱・加圧の前段として固着具１の位置が確定される。
【００２０】  図４は、成形品部材のボス１０の孔１１と貫通孔１２に固着具１が加熱・加圧されて挿入され、固着具１が嵌め込まれた状態を示すものである。すなわち、図３に示す状態になっている固着具１が上方（図上）から加熱・加圧され、固着具１の大径部５に接する貫通孔１２の周囲の合成樹脂が軟化・溶融し、大径部５の進入を可能ならしめ、底部７の端面ｂが成形品部材のボス１０の上面ｃに達して停止される。
この挿入時に固着具１は、大径部５の面取り部分により、ボス１０の貫通孔１２の中心軸に対して真っ直ぐ（片寄らない）に挿入される。つまり、大径部５の面取り部分により、斜めに片寄って挿入されることを防ぐことができる。これは、従来の大径部に面取り部分がない場合、ボスの孔の外周の肉厚が薄いと側面がひび割れるという問題をも解決している。
また、底部７の外径は、貫通孔１２の孔径より十分に大きいので貫通孔１２に嵌め込まれることなく、これ以上の固着具１の挿入を止めるように作用する。
【００２１】  この際、加熱された固着具１の大径部５に接する貫通孔１２の周面樹脂が軟化溶融し、周面樹脂の一方は進入側の第１の小径部４に押し出され、他方は第２の小径部６に押し出される。このとき貫通孔１２の周面樹脂は、大径部５の第１の小径部４に接する先端側の面取りにより、多くが挿入方向の後方側になる第２の小径部６に押し出され、進入側の第１の小径部４には比較的少ない量となる。このようにして貫通孔１２の周面樹脂は、大径部５を中心にして本体２を包み込むことになる。そして、軟化溶融した貫通孔１２の周面樹脂は、大径部５のローレット凹部、第１の小径部４、および第２の小径部６に充満した状態で冷却硬化し、固着具１がボス１０の孔１１と貫通孔１２内で固定される。
【００２２】  なお、軟化溶融した貫通孔１２の周面樹脂は、上述したように比較的少ない量ではあるが第１の小径部４に押し出された際、栓体３によって堰き止められることにより、貫通孔１２から周面樹脂が溶け出したり削りかす等が出ないようになっている。
従来は、貫通孔から溶け出した周面樹脂が雄ねじの締結する際の邪魔になり、溶け出した周面樹脂を削り取ったり、ドリルで削り取るなどの後工程の作業が加わっていた。
また、成形品部材の全体の強度を増すため金属メッキ（例えば、ニッケルメッキ）を施すことがある。このような場合でも、貫通孔１２から軟化溶融した周面樹脂が溶け出したり削りかす等が出ないので回路ショート等の不具合を出すこともない。
【００２３】  なお、固着具１の加熱温度は、固着具１の大径部５の外径及び形状（ローレット等）、成形品部材（ボス１０）の材質により異なっている。例えば、成形品部材の材質が、ＡＢＳ樹脂の場合は２２０±１０℃、ポリカーボネートの場合は２７０±１０℃、ＡＢＳ樹脂とポリカーボネートの場合は２６０±１０℃である。
【００２４】  次に、図４に示すように成形品部材のボス１０に固着具１が嵌め込まれた状態において、雄ねじによる締結について図５を参照して説明する。
本実施形態の固着具１は、従来の有底孔に嵌め込む固着具のように固着具の底部側から雄ねじを締結するのではなく、栓体３側から雄ねじを締結するものである。
【００２５】  図５は、固着具１の栓体３側から雄ねじ２０を締結した状態を示すものである。ボス１０の底面ｄと雄ねじ２０との間に、例えば一点鎖線で示すような基板３０を矜持して締結する。
図５に示すように、固着具１に雄ねじ２０を締結した際、固着具１は成形品部材のボス１０内で図５に示す矢印Ａ方向（固着具の先端方向）に引っ張る力が加わる。
【００２６】  この矢印Ａ方向の力に対して、固着具１は、ボス１０の貫通孔１２に挿入されず孔１１内に止まっているフランジ部の底部７と、ローレット（凹凸条）を有する大径部５とにより、成形品部材のボス１０内で引き抜かれない十分な固定強度を保つことができる。
【００２７】  以上説明したように上記発明の実施の形態によれば、軽く薄く設計された成形品部材に設けられるボス孔を貫通孔にしても、孔の周面樹脂のはみ出し、削りかす等の取り付けに支障がなく固定強度を保つことのできる固着具と成形品部材を提供することができる。
なお、上記実施形態では、固着具１の底部７を成形品部材のボス１０に設けられた貫通孔１２とは別の孔１１に埋込むようにしたが、埋込む必要がないならば孔１１を設けなくて貫通孔１２のみにしてもよい。この場合、底部７は、貫通孔１２に挿入されずボス１０の上面ｃに止まった状態となる。
【００２８】  なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００２９】１    固着具
２    本体
３    栓体
４    第１の小径部
５    大径部
６    第２の小径部
７    底部（フランジ部）
８    雌ねじ
１０  ボス（成形品部材）
１１  孔（埋込み孔）
１２  貫通孔
２０  雄ねじ
３０  基板
【図１】
2011153702.tif 000003
【図２】
2011153702.tif 000004
【図３】
2011153702.tif 000005
【図４】
2011153702.tif 000006
【図５】
2011153702.tif 000007