(57)【要約】【課題】合成樹脂の成形品部材に対して変形させることなく強固な固定強度を得るように固着具を成形品部材に固定する。【解決手段】本発明の固着具１は、短い円柱状の本体２の外側周面上に突出させてローレット状その他の凹凸部３，４が設けられ、凹凸部３，４が本体２の中央を挟んで少しの間隔を有し、さらに本体２に基準面から先端面に貫通した雌ねじ孔５が設けられ、全体が結合剤と樹脂の混合剤６で表面処理されている。成形品部材７に固着具１を押し込む際、固着具１が加熱加圧され、加熱された固着具１に表面処理されている結合剤と樹脂の混合剤６と、加熱された固着具１に接する孔８の周面樹脂とが軟化溶融して固着具１の本体２を包み、凹凸部３，４の凹部及び間隔部に充満した状態で冷却硬化して固着具１が固定される。【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孔に固定される固着具であって、
円柱状の本体の外側周面上に表出して凹凸部と、当該凹凸部間の間隔部とが設けられ、前記本体の基端面から先端面に貫通した雌ねじが設けられ、全体が結合剤と樹脂の混合剤で表面処理されていることを特徴とする固着具。
【請求項２】
前記固着具が熱可塑性の合成樹脂の成形品部材に設けられた孔に固定される際、前記固着具が加熱、加圧され、前記固着具が加熱されることにより前記固着具に表面処理された結合剤と樹脂の混合剤と前記合成樹脂の成形品部材の孔周面樹脂とが軟化溶融して前記凹部と前記間隔部とに固着されることを特徴とする請求項１に記載の固着具。
【請求項３】
前記固着具が熱硬化性の合成樹脂の成形品部材に設けられた孔に固定される際、前記固着具が加熱、加圧され、前記固着具が加熱されることにより前記固着具に表面処理された結合剤と樹脂の混合剤が溶融して前記孔と前記凹部と前記間隔部に固着されることを特徴とする請求項１に記載の固着具。
【請求項４】
前記結合剤と樹脂の混合剤ではなく、結合剤単体で前記固着具を表面処理することを特徴とする請求項１、２、３に記載の固着具。
【請求項５】
合成樹脂の成形品部材に設けられた孔に固着具を固定する固着方法であって、
円柱状の本体の外側周面上に表出した凹凸部と当該凹凸部間の間隔部と前記本体の基端面から先端面に貫通した雌ねじとが設けられて全体が結合剤と樹脂の混合剤で表面処理されている固着具が、加熱、加圧されて前記合成樹脂の成形品部材に設けられた孔に埋め込まれることを特徴とする固着具の固定方法。
【請求項６】
前記固着具の加熱温度は、前記合成樹脂の成形品部材の材料及び孔の内径と、前記凹凸部の形状及び外径とに応じて設定されることを特徴とする請求項５に記載の固着具の固定方法。
【請求項７】
前記結合剤と樹脂の混合剤ではなく、結合剤単体で前記固着具を表面処理することを特徴とする請求項５に記載の固着具の固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、合成樹脂の成形品部材に埋め込み固定して使用するのに適した固着具と固着具の固定方法に関する。
【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、埋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）。
このような固着具を成形品部材に埋め込む際は、成形品部材に設けられた孔に固着具を加圧して埋め込んでいる。
しかしながら、成形品部材に設ける孔径と固着具の外径とにより、この寸法差が小さいと、引張り強度、ねじり強度、または振動に対して弱いものになってしまう。また、寸法差が大きいと成形品部材側の外径寸法を大きく変形させてしまうという課題があった。
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  上記したように、外側周面にローレット状その他の凹凸を設けた固着具を用いても、成形品部材に対して、引張り強度、ねじり強度、または振動に対して弱かったりするといった強固な固定強度が得られず、さらに成形品部材側の外径寸法を大きく変形させてしまうという課題があった。
この発明の目的は、合成樹脂の成形品部材に対して変形させることなく強固な固定強度を得ることのできる固着具と固着具の固定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本発明によれば、合成樹脂の成形品部材に設けられた孔に固定される固着具であって、円柱状の本体の外側周面上に表出して凹凸部と、当該凹凸部間の間隔部とが設けられ、前記本体の基端面から先端面に貫通した雌ねじが設けられ、全体が結合剤と樹脂の混合剤で表面処理されていることを特徴とする固着具が提供される。
また、本発明によれば、合成樹脂の成形品部材に設けられた孔に固着具を固定する固着方法であって、円柱状の本体の外側周面上に表出した凹凸部と当該凹凸部間の間隔部と前記本体の基端面から先端面に貫通した雌ねじとが設けられて全体が結合剤と樹脂の混合剤で表面処理されている固着具が、加熱、加圧されて前記合成樹脂の成形品部材に設けられた孔に埋め込まれることを特徴とする固着具の固定方法が提供される。
【発明の効果】
【０００５】  本発明の固着具は、合成樹脂の成形品部材に対して変形させることなく、強固な固定強度を得るように固着具を成形品部材に固定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  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を示すものである。すなわち、この固着具１は、短い円柱状の本体２の外側周面上に突出させてローレット状その他の凹凸部３，４が設けられている。この凹凸部３，４は、本体２の中央を挟んで少しの間隔を有して形成されている。また、本体２には、基端面ａから先端面ｂに貫通した雌ねじ孔５が設けられている。なお、凹凸部３，４の形状（間隔、個数を含む）は、詳しくは後述するが埋め込む成形品部材の材質に応じて変えられる。本実施例では、凹凸部を２つにしているが、１つあるいは複数、さらに凹凸部の外径と間隔も成形品部材の材質によって変えられる。
なお、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。【０００７】  ここで、本発明について説明する。
本出願人は、平成１８年１月５日に出願した固着具に全体が接着剤と樹脂の混合剤（接着剤単体、樹脂単体でも条件次第で可）で予め表面処理（コーティング）された固着具を提案した。この結果、従来では得られない成形品部材と固着具との固定強度を飛躍的に向上させることができた。
しかしながら、さらなる固定強度の要望があり、本出願人は表面処理剤について検討を重ね本出願ができるところまできた。
本発明の固着具１は、全体がカップリング剤といわれる結合剤と樹脂の混合剤６で予め表面処理（コーティング）されている。
例えば、シランカップリング剤とエポキシ樹脂とを混合した混合剤とした場合、シランカップリング剤は樹脂改質として応用される。また、固着具１に対する表面処理により、結合剤と樹脂の混合剤６からなる例えば厚さ３０μｍの皮膜が形成される。この皮膜の厚さは、例えば、１５μｍ、２０μｍ等で皮膜を形成するようにしても良く、要は固着具１と後述する成形品部材との固定強度が得られれば良い。
ここで、一般的なカップリング剤（結合剤）は本来このような目的で使用されるものではなく、本出願人も接着剤に固執していたが、本発明で用いられた結合剤は金属の表面処理剤として一般的なものである。
例えば、シランカップリング剤と反応する活性基を持たない熱可塑性樹脂は、熱硬化性複合樹脂に比べ、一般的に効果は低いものの、例えばナイロンなど極性の高い熱可塑性樹脂に対しては高い効果が現れ、プラスチックマグネットなどに応用されている。
なお、本発明で用いられた結合剤（カップリング剤）は一般的な表面処理剤であるので詳細（公開公報で知ることができる）は本願の主旨とは異なるので省略する。【０００８】  図２は、合成樹脂の成形品部材７の断面を示すもので、成形時の外径ｃの部分に内径ｄで深さｅの孔８が形成されている。成形品部材７の材質は、例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂とポリカーボネートとの混合体等である。【０００９】  図１，２において、凹凸部３，４の外径は、成形品部材７の孔８の内径ｄより大きく成形されている。しかしながら、固着具１を押し込んだ際、成形品部材７の成形された外径ｃが変形しないようにしなければならない。凹凸部３，４の外径を孔８の内径ｄより十分大きくすれば外径ｃに変形をもたらし、不十分だと固着具の固定後の引張り強度、ねじり強度が不足する。
本発明は、このような課題を解決するものである。【００１０】  例えば、本実施例における固着具１の凹凸部３，４の外径を２．６±０．０５ｍｍ、成形品部材７の孔８の内径ｄを２．３０ｍｍ−２．４０ｍｍの参考寸法としている。なお、固着具１の高さを３．５±０．０５ｍｍとし、成形品部材７の孔８の深さｅを４．０ｍｍ以上の参考寸法、成形品部材７の外径ｃを４．００ｍｍの参考寸法としている。【００１１】  次に、このような構成において、成形品部材７の孔８に固着具１を埋め込む方法について説明する。
すなわち、固着具１を加熱しながら加圧して成形品部材７の孔８へ押し込むもので、加熱された固着具１により、固着具１に接する孔８の周囲の合成樹脂が軟化し溶融して凹凸部３，４の進入を可能ならしめ、孔８の底に達して停止される。
この際、加熱された固着具１に表面処理されている結合剤と樹脂の混合剤６と、加熱された固着具１に接する孔８の周面樹脂とが、軟化溶融して固着具１の本体２を包み、凹凸部３，４の凹部及び間隔部に充満した状態で冷却硬化して固着具１が固定される。【００１２】  なお、固着具１の加熱温度は、固着具１の凹凸部３，４の外径及び形状、成形品部材７の材質によって異なっている。例えば、成形品部材７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。【００１３】  図３は、成形品部材７の孔８へ固着具１が押し込まれた状態を示すものである。
このように固着具１が固定された成形品部材７において、固着具１の雌ねじ５にボルト（図示せず）をねじ込み固定して、引張り強度、ねじり強度を調べたところ、従来と同じ寸法での強度をはるかに超える強度が得られた。
また、本実施の形態では、固着具１の表面処理に結合剤と樹脂の混合剤を使用したが、結合剤単体でも上述した条件（固着具の凹凸部の外径及び形状、成形品部材の材質と孔内径、加熱温度）が合った場合に効果が認められた。【００１４】  以上説明したように上記発明の実施の形態によれば、成形品部材と固着具との固定において、固着具の凹凸部の外径及び形状、加熱温度、及び結合剤と樹脂の混合剤（結合剤単体でも条件次第で可）で表面処理された固着具を用いることにより、接着剤と樹脂の混合剤で表面処理された固着具よりさらに強い固定強度を得ることができる。
また、上述した固着具により、成形品部材の外径寸法を変形することなく成形品部材と固着具との固定強度を向上させることができる。【００１５】  また、成形品部材と固着具との固定強度を飛躍的に向上させることができるので、固着具の高さを低くすることが可能である。例えば、固着具の高さを従来３ｍｍのものを２ｍｍ、１ｍｍにすることが可能である。この場合、必要に応じてねじ山の寸法を従来より細かいものにする。この結果、成形品部材の全体の厚みをさらに薄くすることが可能である。
また、成形品部材をリサイクルする場合に加熱することにより固着具（インサート）を簡単に取ることができる。【００１６】  次に、他の実施の形態について説明する。
合成樹脂の成形品部材には、上述した熱可塑性の材質のものだけでなく熱硬化性の合成樹脂の成形品部材もある。この場合、成形品部材の孔の周面樹脂が軟化溶融することはない。
それに対して本実施の形態では、熱硬化性の合成樹脂の成形品部材に従来用いられていた固着具に対して、全体を結合剤と樹脂の混合剤で予め表面処理（コーティング）した。【００１７】  その固着具を加熱しながら加圧して熱硬化性の合成樹脂の成形品部材の孔へ押し込んだ。
このようにして固着具が固定された熱硬化性の合成樹脂の成形品部材において、固着具の雌ねじにボルト（図示せず）をねじ込み固定して、引張り強度、ねじり強度を調べたところ、従来と同じ寸法での強度をはるかに超える強度が得られた。
また、本実施の形態では、固着具の表面処理に結合剤と樹脂の混合剤を使用したが、結合剤単体でも上述した条件（固着具の凹凸部の外径及び形状、成形品部材の材質と孔内径、加熱温度）が合った場合に効果が認められた。【００１８】  以上説明したように他の発明の実施の形態によれば、熱硬化性の合成樹脂の成形品部材と固着具との固定において、固着具の凹凸部の外径及び形状、加熱温度、及び結合剤と樹脂の混合剤（結合剤単体でも条件次第で可）で表面処理された固着具を用いることにより、接着剤と樹脂の混合剤で表面処理された固着具よりさらに強い固定強度を得ることができる。【００１９】  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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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概略図。
【図２】成形品部材の形状を示す断面図。
【図３】成形品部材に固着具を固定した状態を示す図。
【符号の説明】
【００２１】  １…固着具、２…本体、３，４…凹凸部、５…雌ねじ、６…結合剤と樹脂の混合剤、７…成形品部材、８…孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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