(57)【要約】【課題】受け入れ孔内に簡単に高い強度でインサート部品を接合することができる成型部品およびその製造方法を提供する。【解決手段】インサート部品２８が受け入れ孔２６に挿入されると、インサート部品２８の外壁面および受け入れ孔２６の内壁面の間にははんだ材３４が挟み込まれる。はんだ材３４が加熱されると、はんだ材３４は溶融する。受け入れ孔２６の内壁面には金属材３３が露出する。はんだ材３４はインサート部品２８の外壁面および受け入れ孔２６の内壁面の間で十分に濡れ広がる。その後、冷却に基づきはんだ材３４は固化する。こうしてはんだ材３４は受け入れ孔２６内にインサート部品２８を高い強度で接合することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成型部品に形成される受け入れ孔にインサート部品を挿入して、前記インサート部品の外壁面、および、金属材を露出する前記受け入れ孔の内壁面の間にはんだ材を挟み込む工程と、
前記はんだ材を加熱して前記はんだ材を溶融させる工程とを備えることを特徴とする成型部品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の成型部品の製造方法において、前記はんだ材は、めっきに基づき前記インサート部品の外壁面に予め塗布されることを特徴とする成型部品の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の成型部品の製造方法において、前記はんだ材は、前記インサート部品の外壁面に形成される溝内に予め配置されることを特徴とする成型部品の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の成型部品の製造方法において、前記成型部品は、金属材料、熱可塑性樹脂材料、熱硬化性樹脂材料、セラミック材料およびガラス材料のうちの少なくともいずれかから形成されることを特徴とする成型部品の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の成型部品の製造方法において、前記はんだ材には低融点はんだが用いられることを特徴とする成型部品の製造方法。
【請求項６】
本体と、
本体に形成されて、内壁面で金属材を露出する受け入れ孔と、
前記受け入れ孔に受け入れられるインサート部品と、
前記受け入れ孔の内壁面および前記インサート部品の外壁面の間に挟み込まれるはんだ材とを備えることを特徴とする成型部品。
【請求項７】
ねじ孔を区画する部品本体と、
少なくとも部品本体の外壁面に配置されるはんだ材とを備えることを特徴とするインサート部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインサート部品を備える成型部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば携帯電話端末といった電子機器は例えば樹脂製の筐体を備える。筐体の内壁面には樹脂製のボスが形成される。ボスは筐体の内壁面から直立する。筐体の表面やボスの表面に例えば蒸着に基づき金属めっき膜が形成される。こうした金属めっき膜の働きで筐体には電磁シールド機能や高放熱機能が実現される。同時に、金属めっき膜は薄肉の樹脂の強度を向上させる。
【０００３】
ボス内には金属製のインサートナットが埋め込まれる。インサートナットの内壁面には雌ねじが切られる。インサートナットには雄ねじがねじ込まれる。こうして例えばプリント基板は筐体に固定される。インサートナットの働きでシールドアースが確保される。
【特許文献１】特開平８−４７９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ボス内へのインサートナットの埋め込みにあたって、インサートナットは例えば高温に加熱される。その結果、インサートナットの圧入時に樹脂製のボスは軟化する。いわゆる熱圧入が実施される。しかしながら、筐体やボスが例えば高耐熱性の樹脂材料や、金属材料、セラミック材料、ガラス材料から形成される場合、ボスは軟化しない。したがって、熱圧入は実施されることができない。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、受け入れ孔内に簡単に高い強度でインサート部品を接合することができる成型部品およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、成型部品の製造方法は、成型部品に形成される受け入れ孔にインサート部品を挿入して、前記インサート部品の外壁面、および、金属材を露出する前記受け入れ孔の内壁面の間にはんだ材を挟み込む工程と、前記はんだ材を加熱して前記はんだ材を溶融させる工程とを備えることを特徴とする。
【０００７】
こうした成型部品の製造方法によれば、インサート部品が受け入れ孔に挿入されると、インサート部品の外壁面および受け入れ孔の内壁面の間にははんだ材が挟み込まれる。はんだ材が加熱されると、はんだ材は溶融する。受け入れ孔の内壁面には金属材が露出する。はんだ材はインサート部品の外壁面および受け入れ孔の内壁面の間で十分に濡れ広がる。その後、冷却に基づきはんだ材は固化する。こうしてはんだ材は受け入れ孔内にインサート部品を高い強度で接合することができる。
【０００８】
前記はんだ材は、めっきに基づき前記インサート部品の外壁面に予め塗布されればよい。その一方で、前記はんだ材は、前記インサート部品の外壁面に形成される溝内に予め配置されればよい。前記成型部品は、金属材料、熱可塑性樹脂材料、熱硬化性樹脂材料、セラミック材料およびガラス材料のうちの少なくともいずれかから形成される。前記はんだ材には低融点はんだが用いられる。こうした低融点はんだの溶融にあたってはんだ材は比較的に低温で加熱されれば足りる。したがって、熱に基づく本体の変形や破損はできる限り回避される。
【０００９】
上記目的を達成するために、成型部品は、本体と、本体に形成されて、内壁面で金属材を露出する受け入れ孔と、前記受け入れ孔に受け入れられるインサート部品と、前記受け入れ孔の内壁面および前記インサート部品の外壁面の間に挟み込まれるはんだ材とを備えることを特徴とする。
【００１０】
こうした成型部品では、インサート部品の外壁面および受け入れ孔の内壁面の間にはんだ材が挟み込まれる。受け入れ孔の内壁面には金属材が露出する。その結果、はんだ材は受け入れ孔内にインサート部品を高い強度で接合することができる。こうした成型部品では、前記本体は、金属材料、熱可塑樹脂材料、熱硬化性樹脂材料、セラミック材料およびガラス材料のうちの少なくともいずれかから形成される。前記はんだ材には低融点はんだが用いられる。
【００１１】
上記目的を達成するために、インサート部品は、ねじ孔を区画する部品本体と、少なくとも部品本体の外壁面に配置されるはんだ材とを備えることを特徴とする。こうしたインサート部品は前述の成型部品の実現に大いに貢献することができる。
【００１２】
前記はんだ材は、めっきに基づき前記部品本体の外壁面に塗布されるめっき膜から形成されればよい。その一方で、前記はんだ材は、前記部品本体の外壁面に形成される溝内に配置される環状のはんだ材から形成されてもよい。前記はんだ材には低融点はんだが用いられる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように成型部品およびその製造方法によれば、受け入れ孔内に簡単に高い強度でインサート部品が接合されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１５】
図１は電子機器の一具体例すなわち折り畳み式の携帯電話端末１１の外観を概略的に示す。この携帯電話端末１１は送話器１２と受話器１３とを備える。送話器１２は本体すなわち本体筐体１４を備える。本体筐体１４内には後述のプリント基板ユニットが組み込まれる。プリント基板ユニットは例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリといった処理回路を備える。送話器１２の表側平坦面にはオンフックボタンやオフフックボタン、ダイヤルキーといった入力ボタン１５が埋め込まれる。入力ボタン１５の操作に応じてＣＰＵは様々な処理を実行する。本体筐体１４は例えば強化樹脂材料から成形される。
【００１６】
受話器１３は本体すなわちディスプレイ用筐体１６を備える。ディスプレイ用筐体１６には液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル１７といった平面ディスプレイパネルが組み込まれる。ディスプレイ用筐体１６の表側平坦面にはディスプレイ用開口１８が区画される。ＬＣＤパネル１７の画面はディスプレイ用開口１８に臨む。ＬＣＤパネル１７の画面にはＣＰＵの処理動作に応じて様々なテキストやグラフィックが表示される。ディスプレイ用筐体１６は例えば強化樹脂材料から成形される。
【００１７】
受話器１３は送話器１２に対してヒンジの働きで水平軸１９回りで揺動することができる。水平軸１９は、本体筐体１４の一端でその表側平坦面に平行に設定される。開き状態の携帯電話端末１１で受話器１３が水平軸１９回りで揺動すると、ディスプレイ用筐体１６の表側平坦面は内向きに本体筐体１４の表側平坦面に重ね合わせられる。携帯電話端末１１は閉じられる。その結果、携帯電話端末１１の閉じ状態が確立される。
【００１８】
図２に示されるように、本体筐体１４内にはプリント基板ユニット２１が収容される。プリント基板ユニット２１は例えば樹脂製のプリント基板２２を備える。プリント基板２２の表面にはＣＰＵチップやメモリといった複数の電子部品２３が実装される。プリント基板２２は例えば複数本のねじ２４で本体筐体１４に固定される。各ねじ２４は、本体筐体１４の底面から立ち上がる円筒状のボス２５にねじ込まれる。ボス２５は一体成形に基づき本体筐体１４の底板に一体化される。
【００１９】
図３に示されるように、ボス２５は例えば円柱状の受け入れ孔すなわちボス孔２６を備える。ボス孔２６は、第１内径を有する大径空間２６ａと、第１内径より小さい第２内径を有する小径空間２６ｂとを区画する。小径空間２６ｂの一端は大径空間２６ａの他端に接続される。大径空間２６ａの一端はボス２５の上端に隣接する。小径空間２６ｂの他端はボス２５の下端に隣接する。大径空間２６ａおよび小径空間２６ｂの間でボス２５の内壁面には環状の段差面２７が形成される。段差面２７は例えば本体筐体１４の底面に平行に広がる。
【００２０】
ボス２５の大径空間２６ａには金属製のインサート部品すなわちインサートナット２８が受け入れられる。インサートナット２８は例えば円筒形の部品本体２９を備える。部品本体２９の外径は大径空間２６ａの第１内径よりも僅かに小さく形成される。ここでは、例えば部品本体２９の外径は大径空間２６ａの第１内径よりも０．２ｍｍ程度小さく設定されればよい。部品本体２９の底面は段差面２７に受け止められる。部品本体２９の外周面には溝３１が形成される。溝３１はインサートナット２８の軸心回りで延びる。溝３１の外側で部品本体２９の外壁面にはローレット３２が形成される。部品本体２９は例えば真鍮やアルミニウム、亜鉛といった金属材料から形成される。
【００２１】
本体筐体１４の底面およびボス２５の内壁面や外壁面、頂上面には均一な膜厚で金属めっき膜３３が形成される。金属めっき膜３３はめっき処理に基づき形成される。金属めっき膜３３は、例えば金、銀、ニッケル、錫、銅といった金属材料や、これらの金属合金から形成される。こうしてボス２５は内壁面で金属めっき膜３３すなわち金属材を露出させる。こうした金属めっき膜３３は電磁シールドとして機能する。例えば電子部品２３で生成されるノイズ成分は金属めっき膜３３で遮断される。その結果、携帯電話端末１１内の無線回路やアンテナといった部品は正常に動作することができる。同時に、金属めっき膜３３は、例えばプリント基板２２から伝達される熱を広い面積で空気中に放出することができる。
【００２２】
部品本体２９の外壁面およびボス２５の内壁面の間にははんだ材３４が挟み込まれる。はんだ材３４は溝３１内に充填される。こうしたはんだ材３４は、例えば錫−インジウム５２合金はんだや、錫−ビスマス５８合金はんだといった低融点はんだから形成される。なお、錫−インジウム５２合金はんだは例えば摂氏１１８度程度の融点を有する。錫−ビスマス５８合金はんだは例えば摂氏１３８度程度の融点を有する。なお、本体筐体１４、ボス２５、インサートナット２８およびはんだ材３４は、本発明に係る成型部品を構成する。
【００２３】
ボス２５の頂上面はプリント基板２２の裏面を受け止める。プリント基板２２には表面から裏面に貫通する貫通孔３５が形成される。貫通孔３５は、ねじ２４のねじ軸２４ａを受け入れる。ねじ２４のねじ頭２４ｂはプリント基板２２の表面に受け止められる。図４を併せて参照し、ねじ軸２４ａには雄ねじが切られる。その一方で、インサートナット２８の部品本体２９にはねじ孔３６が形成される。ねじ孔３６は上端から下端まで部品本体２９を貫通する。部品本体２９の内壁面には雌ねじが切られる。こうしてねじ２４は部品本体２９にねじ込まれる。部品本体２９の内壁面にははんだ材は配置されない。
【００２４】
こうした携帯電話端末１１では、金属製のインサートナット２８がボス２５内に埋め込まれる。ボス２５の内壁面には金属めっき膜３３が形成される。インサートナット２８の部品本体２９の外壁面およびボス２５の内壁面の間にははんだ材３４が満遍なく挟み込まれる。はんだ材３４はボス２５にインサートナット２８を高い強度で接合することができる。しかも、インサートナット２８の部品本体２９の外径はボス２５の内径よりも僅かに小さく設定される。したがって、後述されるように、インサートナット２８の埋め込みにあたってインサートナット２８は簡単にボス孔２６内に挿入されることができる。
【００２５】
次に、本発明に係る成型部品の製造方法を説明する。まず、インサートナット２８が用意される。図５は本発明の第１実施形態に係るインサートナット２８の構造を概略的に示す。このインサートナット２８では部品本体２９の外壁面には予めはんだ材３４が塗布される。はんだ材３４は例えばめっきに基づき形成される。はんだ材３４は例えば２０μｍ程度の厚みを有する。部品本体２９の内壁面にははんだ材３４は形成されない。インサートナット２８は、例えば摂氏１００度に加熱されたパーツフィーダ上に配置される。こうしてはんだ材３４は予め加熱される。その一方で、本体筐体１４ではボス２５の内壁面や外壁面に金属めっき膜３３が予め形成される。
【００２６】
図６に示されるように、インサートナット２８は吸着治具３７で保持される。インサートナット２８はボス孔２６の大径空間２６ａに挿入される。部品本体２９の底面は段差面２７に受け止められる。このとき、吸着治具３７に組み込まれるヒータ（図示されず）は部品本体２９を加熱する。ヒータの温度は例えば摂氏３５０度に設定される。加熱時間は例えば５秒間に設定される。はんだ材３４は例えば摂氏１５０度程度に加熱される。その結果、はんだ材３４は溶融する。はんだ材３４は部品本体２９の外壁面およびボス２５の内壁面の間に濡れ広がる。その後、吸着治具３７はインサートナット２８から引き離される。はんだ材３４は冷却に基づき固化する。こうしてインサートナット２８はボス２５内に埋め込まれる。
【００２７】
こうした製造方法によれば、インサートナット２８の外壁面には予めはんだ材３４が塗布される。部品本体２９の外径はボス孔２６の内径より僅かに小さく設定されることから、インサートナット２８はボス孔２６の大径空間２６ａに簡単に挿入される。はんだ材３４には低融点はんだが用いられることから、はんだ材３４の溶融にあたってインサートナット２８は比較的に低温で加熱されれば足りる。熱に基づく本体筐体１４やボス２５の変形や破損はできる限り回避される。しかも、ボス２５の内壁面には金属めっき膜３３が形成されることから、はんだ材３４は部品本体２９の外壁面およびボス２５の内壁面の間に満遍なく濡れ広がることができる。こうしてはんだ材３４はボス孔２６内にインサートナット２８を高い強度で接合することができる。
【００２８】
なお、インサートナット２８の挿入に先立って、部品本体２９の外壁面のはんだ材３４にはフラックス液が塗布されてもよい。フラックスには例えば有機酸を主成分とするフラックス液が用いられる。有機酸には例えば松ヤニ樹脂やステアリン酸が含まれる。フラックス液の生成にあたってこうした有機酸が溶剤で希釈される。フラックス液の働きではんだ材３４の濡れ性は向上する。その結果、はんだ材３４は部品本体２９の外壁面およびボス２５の内壁面の間に満遍なく広がることができる。部品本体２９の外壁面およびボス２５の内壁面は一層高い強度で接合される。
【００２９】
図７は本発明の第２実施形態に係るインサートナット２８ａの構造を概略的に示す。このインサートナット２８ａでは溝３１に環状のはんだ材３４が配置される。はんだ材３４は、例えば溝３１の全周にわたって延びてもよく、部分的に途切れてもよい。はんだ材３４に用いられる低融点はんだは比較的に高い延性を有する。したがって、環状のはんだ材３４は、例えば図８に示されるように、例えば部品本体２９の下端から溝３１内に比較的に簡単に嵌め込まれることができる。その後、はんだ材３４は例えば押し潰しに基づき溝３１内に収容されればよい。その他、前述のインサートナット２８と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。
【００３０】
こうしたインサートナット２８ａの埋め込みにあたって、前述と同様に、インサートナット２８ａは予め加熱される。吸着治具３７に基づき部品本体２９はボス孔２６の大径空間２６ａに挿入される。吸着治具３７のヒータの加熱に応じてはんだ材３４は溶融する。はんだ材３４は溝３１から部品本体２９の外壁面およびボス２５の内壁面の間に濡れ広がる。はんだ材３４の固化に基づきインサートナット２８ａはボス２５内に埋め込まれる。こうしたインサートナット２８ａによれば、前述のインサートナット２８と同様の作用効果が実現される。
【００３１】
その他、インサートナット２８ａでは、はんだ材３４にはフラックス液を含有する糸はんだが用いられてもよい。糸はんだは例えば筒状に形成される。糸はんだ内に長手方向に形成される中空空間にはフラックス液が充填される。こうしたはんだ材３４は、例えば図９に示されるように、インサートナット２８ａの回転に応じて溝３１に巻き付けられればよい。このとき、部品本体２９の外壁面には１対の押し付けローラ３８が押し付けられればよい。巻き付けにあたってインサートナット２８ａは所定の温度に加熱されればよい。その結果、はんだ材３４は簡単に溝３１内に巻き付けられることができる。
【００３２】
図１０は本発明の第３実施形態に係るインサートナット２８ｂの構造を概略的に示す。このインサートナット２８ｂでは部品本体２９の外壁面に部品本体２９の軸心に沿って複数本の溝３９が形成される。溝３９は部品本体２９の上端および下端まで延びる。隣接する溝３９同士は相互に平行に延びる。溝３９はインサートナット２８ｂの軸心回りに等間隔に配置されればよい。溝３９内にははんだ材３４が配置される。はんだ材３４には糸はんだが用いられればよい。前述のとおり、糸はんだの中空空間にはフラックス液が充填される。その他、前述のインサートナット２８、２８ａと均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。
【００３３】
こうしたインサートナット２８ｂの埋め込みにあたって、前述と同様に、インサートナット２８ｂは予め加熱される。吸着治具３７に基づきインサートナット２８ｂはボス孔２６の大径空間２６ａに挿入される。吸着治具３７のヒータの加熱に応じてはんだ材３４は溶融する。はんだ材３４は溝３９から部品本体２９の外壁面およびボス２５の内壁面の間に濡れ広がる。その後、はんだ材３４は冷却される。はんだ材３４は固化する。こうしたはんだ材３４の固化に基づきインサートナット２８ｂはボス２５内に接合される。こうしたインサートナット２８ｂによれば、前述のインサートナット２８、２８ａと同様の作用効果が実現される。
【００３４】
以上のような携帯電話端末１１では、本体筐体１４は、例えばガラス繊維入りのポリアミド樹脂やガラス繊維入りのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、液晶樹脂といった熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂やイミド樹脂といった熱硬化性樹脂、ＬＣＤ用ガラス、アルミニウムやチタン、鉄といった金属の合金材、セラミックといった非金属材から形成されてもよい。このとき、本体筐体１４が金属材料以外の材料で形成される場合、本体筐体１４の表面には前述と同様に金属めっき膜が形成されればよい。その他、成型部品は、例えばノートブックパーソナルコンピュータやデスクトップ型のコンピュータ、情報処理端末（ＰＤＡ）といったその他の電子機器で確立されてもよい。
【００３５】
（付記１）  成型部品に形成される受け入れ孔にインサート部品を挿入して、前記インサート部品の外壁面、および、金属材を露出する前記受け入れ孔の内壁面の間にはんだ材を挟み込む工程と、
前記はんだ材を加熱して前記はんだ材を溶融させる工程とを備えることを特徴とする成型部品の製造方法。
【００３６】
（付記２）  付記１に記載の成型部品の製造方法において、前記はんだ材は、めっきに基づき前記インサート部品の外壁面に予め塗布されることを特徴とする成型部品の製造方法。
【００３７】
（付記３）  付記１に記載の成型部品の製造方法において、前記はんだ材は、前記インサート部品の外壁面に形成される溝内に予め配置されることを特徴とする成型部品の製造方法。
【００３８】
（付記４）  付記１〜３のいずれかに記載の成型部品の製造方法において、前記成型部品は、金属材料、熱可塑性樹脂材料、熱硬化性樹脂材料、セラミック材料およびガラス材料のうちの少なくともいずれかから形成されることを特徴とする成型部品の製造方法。
【００３９】
（付記５）  付記１〜４のいずれかに記載の成型部品の製造方法において、前記はんだ材には低融点はんだが用いられることを特徴とする成型部品の製造方法。
【００４０】
（付記６）  本体と、
本体に形成されて、内壁面で金属材を露出する受け入れ孔と、
前記受け入れ孔に受け入れられるインサート部品と、
前記受け入れ孔の内壁面および前記インサート部品の外壁面の間に挟み込まれるはんだ材とを備えることを特徴とする成型部品。
【００４１】
（付記７）  付記６に記載の成型部品において、前記本体は、金属材料、熱可塑樹脂材料、熱硬化性樹脂材料、セラミック材料およびガラス材料のうちの少なくともいずれかから形成されることを特徴とする成型部品。
【００４２】
（付記８）  付記６または７に記載の成型部品において、前記はんだ材には低融点はんだが用いられることを特徴とする成型部品。
【００４３】
（付記９）  部品本体と、
少なくとも部品本体の外壁面に配置されるはんだ材とを備えることを特徴とするインサート部品。
【００４４】
（付記１０）  付記９に記載のインサート部品において、前記はんだ材は、めっきに基づき前記部品本体の外壁面に塗布されるめっき膜から形成されることを特徴とするインサート部品。
【００４５】
（付記１１）  付記９に記載のインサート部品において、前記はんだ材は、前記部品本体の外壁面に形成される溝内に配置される環状のはんだ材から形成されることを特徴とするインサート部品。
【００４６】
（付記１２）  付記９に記載のインサート部品において、前記はんだ材には低融点はんだが用いられることを特徴とするインサート部品。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】電子機器の一具体例すなわち携帯電話端末の外観を概略的に示す斜視図である。
【図２】携帯電話端末の部分分解斜視図である。
【図３】図２の３−３線に沿った部分拡大断面図である。
【図４】インサート部品の構造を概略的に示す部分拡大断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るインサート部品の構造を概略的に示す拡大斜視図である。
【図６】インサート部品が受け入れ孔に挿入される工程を概略的に示す部分拡大断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るインサート部品の構造を概略的に示す拡大斜視図である。
【図８】インサート部品の部品本体に形成される溝にはんだ材を嵌め込む工程を概略的に示す拡大斜視図である。
【図９】インサート部品の部品本体に形成される溝にはんだ材を巻き付ける工程を概略的に示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るインサート部品の構造を概略的に示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１４  本体（本体筐体）、２６  受け入れ孔（ボス孔）、２８  インサート部品（インサートナット）、２９  部品本体、３１  溝、３３  金属材（金属めっき膜）、３４  はんだ材、３９  溝。
【図１】
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【図２】
2009234202.tif 000004
【図３】
2009234202.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009234202.tif 000007
【図６】
2009234202.tif 000008
【図７】
2009234202.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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