特許 6815879 インサートボルトを有する樹脂ブラケット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6815879

(24)【登録日】2020年12月25日

(45)【発行日】2021年1月20日

(54)【発明の名称】インサートボルトを有する樹脂ブラケット

(51)【国際特許分類】

   F16B 35/04 20060101AFI20210107BHJP

   B29C 45/14 20060101ALI20210107BHJP

   B29C 45/26 20060101ALI20210107BHJP

   B29L 9/00 20060101ALN20210107BHJP

【ＦＩ】

   F16B35/04 B

   B29C45/14

   B29C45/26

   B29L9:00

【請求項の数】1

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-10975(P2017-10975)

(22)【出願日】2017年1月25日

(65)【公開番号】特開2018-119597(P2018-119597A)

(43)【公開日】2018年8月2日

【審査請求日】2019年12月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】308039414

【氏名又は名称】株式会社ＦＴＳ

(73)【特許権者】

【識別番号】000228981

【氏名又は名称】日本スタッドウェルディング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001276

【氏名又は名称】特許業務法人 小笠原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】蓑輪 健一

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 繁

(72)【発明者】

【氏名】鶴田 誠

【審査官】 谷口 耕之助

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１２１６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１４８５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０６９０１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｂ ３５／０４

Ｂ２９Ｃ ４５／１４

Ｂ２９Ｃ ４５／２６

Ｂ２９Ｌ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボルトと、当該ボルトの頭部をインサート成形した第１樹脂部と、当該第１樹脂部の一部をインサート成形した第２樹脂部とを備えた、インサートボルトを有する樹脂ブラケットであって、
前記第１樹脂部の前記一部には、
軸心が前記ボルトと一致した円筒部と、
前記円筒部の外径側面から前記ボルトの軸心に対して垂直な外方向に突出したリブと、
前記円筒部の一端側から前記ボルトの軸心に対して垂直な外方向に延出して設けられ、前記ボルトの軸心方向に貫通した貫通孔が形成されたフランジ部と、が設けられ、
前記第２樹脂部は、前記貫通孔から前記フランジ部外縁までの外周部を樹脂材で取り囲みかつ前記フランジ部および前記リブを埋め込むように、インサート成形されている、
ことを特徴とする、インサートボルトを有する樹脂ブラケット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボルトを樹脂材でインサート成形した樹脂ブラケットに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１に、ボルトまたはナットなどのインサート部材を第１の樹脂でインサート成形し、このインサート成形品をさらに第２の樹脂に埋め込んで成形した樹脂成形品が、開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】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】

【0004】

インサート部材をインサート成形する第１の樹脂と、このインサート成形品と結合させる第２の樹脂とに、異なる種類の樹脂材料（異種樹脂材）を用いる場合がある。このような場合には、第１の樹脂と第２の樹脂との間の機械的な結合（接着）が破壊されないように、例えばインサート部材がボルトであれば、ボルトの軸心周りの回転方向による破壊に抵抗する「耐回転力」や、ボルトの引き抜き方向（軸心方向）による破壊に抵抗する「耐引き抜き力」などを、向上させる必要がある。

【0005】

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、異種樹脂材が結合された結合箇所における耐回転力および耐引き抜き力を向上させ、異種樹脂材間における結合力（接着力）を向上させることができる、インサートボルトを有する樹脂ブラケット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】

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、ボルトと、ボルトの頭部をインサート成形した第１樹脂部と、第１樹脂部の一部をインサート成形した第２樹脂部とを備えた、インサートボルトを有する樹脂ブラケットであって、第１樹脂部の一部には、軸心がボルトと一致した円筒部と、円筒部の外径側面からボルトの軸心に対して垂直な外方向に突出したリブと、円筒部の一端側から前記ボルトの軸心に対して垂直な外方向に延出して設けられ、ボルトの軸心方向に貫通した貫通孔が形成されたフランジ部と、が設けられ、第２樹脂部は、貫通孔からフランジ部外縁までの外周部を樹脂材で取り囲みかつフランジ部およびリブを埋め込むように、インサート成形されている、ことを特徴とする。

【0007】

本態様の樹脂ブラケットは、第１樹脂部の円筒部の外径側面に、ボルトの軸心に対して垂直な外方向に突出したリブを設ける。このリブに対して、第２樹脂部を、リブを埋め込むように成形する。

【0008】

これにより、第１樹脂部と第２樹脂部とがリブを介して噛み合う構造となるため、ボルトの軸心周りの回転方向に対する樹脂部間の耐回転力が向上する。

【0009】

また、本態様の樹脂ブラケットは、第１樹脂部の円筒部の一端側からボルトの軸心に対して垂直な外方向に延出したフランジ部に、ボルトの軸心方向に貫通した貫通孔を設ける。この貫通孔に対して、第２樹脂部を、貫通孔からフランジ部外縁までの外周部を樹脂材で取り囲み、かつ、フランジ部を埋め込むように成形する。

【0010】

これにより、第１樹脂部のフランジ部の外周部を第２樹脂部が取り囲んで掴む構造となるため、ボルトの引き抜き方向（軸心方向）に対する樹脂部間の耐引き抜き力が向上する。また、第１樹脂部の貫通孔に第２樹脂部の樹脂材が充填されるので、ボルトの軸心周りの回転方向に対する樹脂部間の耐回転力が向上する。よって、第１樹脂部と第２樹脂部との間の結合力（接着力）が向上する。

【0011】

さらに、本態様の樹脂ブラケットは、第１樹脂部の円筒部の一端側からボルトの軸心に対して垂直な外方向に延出するフランジ部を設ける。このフランジ部に対して、第２樹脂部を、フランジ部を覆うように成形する。

【0012】

これにより、第２樹脂部が第１樹脂部のフランジ部を挟んだカギ型構造となるため、ボルトの引き抜き方向（軸心方向）に対する樹脂部間の耐引き抜き力が向上する。よって、第１樹脂部と第２樹脂部との間の結合力（接着力）が向上する。

【発明の効果】

【0013】

上記本発明のインサートボルトを有する樹脂ブラケットによれば、異種樹脂材が結合された結合箇所における耐回転力および耐引き抜き力を向上させ、異種樹脂材間における結合力（接着力）を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る樹脂ブラケットの構造例を示す図

【図2A】図１に示す樹脂ブラケットのＡ−Ａ断面図

【図2B】図１に示す樹脂ブラケットのＢ−Ｂ断面図

【図2C】図１に示す樹脂ブラケットのＣ−Ｃ断面図

【図2D】図１に示す樹脂ブラケットのＤ−Ｄ断面図

【図3】本実施形態の樹脂ブラケットを構成するボルトを示す図

【図4】本実施形態の樹脂ブラケットを構成するボルトおよび第１樹脂部を示す図

【図5A】図４に示す第１樹脂部のＦ−Ｆ断面図

【図5B】図４に示す第１樹脂部のＧ−Ｇ断面図

【発明を実施するための形態】

【0015】

［概要］
本発明のインサートボルトを有する樹脂ブラケットは、種類が異なる第１樹脂部と第２樹脂部とが、リブを用いた噛み合い構造、貫通孔を用いた掴み合い構造、およびフランジを用いたカギ型構造を、有している。これらの構造により、第１樹脂部と第２樹脂部との結合箇所における耐回転力および耐引き抜き力を向上させることができる。

【0016】

［樹脂ブラケットの構造］
図１は、本発明の一実施形態に係るインサートボルトを有する樹脂ブラケット１の構造例を示す上面図（ａ）、正面図（ｂ）、および底面図（ｃ）である。図２Ａ〜図２Ｄは、それぞれ、図１（ａ）および（ｂ）に示した本実施形態に係る樹脂ブラケット１のＡ−Ａ線による断面図、Ｂ−Ｂ線による断面図、Ｃ−Ｃ線による断面図、およびＤ−Ｄ線による断面図である。図３は、本実施形態に係る樹脂ブラケット１を構成するボルト１０の形状を示す図である。図４は、本実施形態に係る樹脂ブラケット１を構成するボルト１０をインサート成形した第１樹脂部２０の形状を示す正面図（ａ）および底面図（ｂ）である。図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、図４（ａ）に示した第１樹脂部２０のＦ−Ｆ線による断面図およびＧ−Ｇ線による断面図である。

【0017】

本実施形態に係る樹脂ブラケット１は、図１および図２Ａ〜図２Ｄに示すように、インサート部材であるボルト１０と、ボルト１０の頭部１１を所定の樹脂材料でインサート成形した第１樹脂部２０と、第１樹脂部２０の一部をインサート成形した第２樹脂部３０と、を含んで構成されている。

【0018】

・ボルト１０
ボルト１０は、図３に示すように、六角形のボルト頭部１１と、ボルト頭部１１から突出するボルト軸部１２と、を備えている。ボルト軸部１２には、例えば、ナット（図示せず）などが螺合される雄ネジが形成されている。ボルト頭部１１は、インサート成形によって、第１樹脂部２０に埋め込まれる。このボルト頭部１１は、ボルト軸部１２にナットなどが螺合された際に、ボルト１０が供回り（空回り）しないように、後述する第１樹脂部２０と係合して回転力を抑止する役割を果たす。よって、ボルト頭部１１の形状は、上述した役割を果たすことができれば、六角形に限られたものではなく、他の形状であってもよい。

【0019】

・第１樹脂部２０
第１樹脂部２０は、図４に示すように、ボルト軸部１２が露出し、かつボルト頭部１１が埋め込まれるように、ボルト１０を所定の樹脂材料でインサート成形した部材である。この第１樹脂部２０には、例えばポリアミド（ＰＡ６６）などの樹脂材料を使用することができる。

【0020】

第１樹脂部２０は、円筒部２１と、円筒部２１の一端側（一方底面）からボルト１０の軸心に対して垂直な外方向に延出して設けられたフランジ部２３と、円筒部２１の他端側（他方底面）からボルト１０の軸心に対して垂直な外方向に延出して設けられた埋込部２２と、を有している。

【0021】

埋込部２２には、円筒部２１の軸心とボルト１０の軸心とを一致させた状態で、ボルト１０のボルト頭部１１が埋め込まれる。

【0022】

円筒部２１の外径側面２１ｓには、図４および図５Ａに示すように、ボルト１０の軸心周りの回転方向に対して垂直に突出する、換言するとボルト１０の軸心に対して垂直な外方向に突出するリブ２１ｒが、等角度間隔で４つ設けられている。すなわち、円筒部２１の外径側面２１ｓには、９０度の間隔で、外方向に延出した４つのリブ２１ｒが立設されている。各々のリブ２１ｒは、その先端が、埋込部２２の外周縁およびフランジ部２３の外縁を越えないように形成されている。

【0023】

なお、円筒部２１の外径側面２１ｓに設けられるリブ２１ｒの数は、４つに限られたものではなく、１つ以上の任意の数であっても構わない。また、円筒部２１の外径側面２１ｓに設けられるリブ２１ｒの角度間隔は、等角度間隔に限られたものではなく、任意の角度であっても構わない。

【0024】

フランジ部２３には、図４および図５Ｂに示すように、ボルト１０の軸心方向に貫通した貫通孔２３ａが４つ設けられている。この貫通孔２３ａは、第１樹脂部２０のインサート成形時に溶融した第２樹脂部３０の樹脂材料が流れ込むことによって、フランジ部２３の外周部２３ｆを第２樹脂部３０の樹脂材料で取り囲む役割を果たす。本実施形態では、この４つの貫通孔２３ａが、円筒部２１の外径側面２１ｓに設けられた隣り合うリブ２１ｒとリブ２１ｒとの間に設けられている。

【0025】

なお、フランジ部２３に設けられる貫通孔２３ａの数は、円筒部２１の外径側面２１ｓに設けられるリブ２１ｒの数に対応した４つに限られたものではなく、１つ以上の任意の数であっても構わない。また、フランジ部２３に設けられる貫通孔２３ａは、隣り合うリブ２１ｒとリブ２１ｒとの間に１つだけとは限られず、複数の貫通孔２３ａが設けられても構わない。

【0026】

・第２樹脂部３０
第２樹脂部３０は、図１（ｂ）および図２Ａ〜図２Ｄに示すように、第１樹脂部２０の一部（円筒部２１およびフランジ部２３）をインサート成形した部材である。第２樹脂部３０には、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などの樹脂材料を使用することができる。

【0027】

第２樹脂部３０は、図２Ａ〜図２Ｄに示すように、第１樹脂部２０の円筒部２１の外径側面２１ｓを覆い、４つのリブ２１ｒを埋め込むようにインサート成形される。また、第２樹脂部３０は、図２Ａ〜図２Ｄに示すように、第１樹脂部２０の貫通孔２３ａからフランジ部２３の外縁までの外周部２３ｆを樹脂材料で取り囲み、かつ、フランジ部２３を覆うようにインサート成形される。つまり第２樹脂部３０は、図２Ｃに示すように、フランジ部２３の外周部２３ｆが第２樹脂部３０の樹脂材料で覆われることになる。これにより、第２樹脂部３０が第１樹脂部２０と結合する。

【0028】

［樹脂ブラケット作用・効果］
上述したように、本実施形態に係るインサートボルトを有する樹脂ブラケット１は、第１樹脂部２０において、円筒部２１の外径側面２１ｓに、ボルト１０の軸心周りの回転方向に対して垂直に突出した、換言するとボルト１０の軸心に対して垂直な外方向に突出した４つのリブ２１ｒを、設けている。これに対して、第２樹脂部３０を、埋め込むようにインサート成形している。

【0029】

この構造により、第１樹脂部２０と第２樹脂部３０とがリブ２１ｒを介して噛み合うこととなり、第１樹脂部２０と第２樹脂部３０とが強く結合される。従って、ボルト１０の軸心周りの回転方向に対する樹脂部間の耐回転力を向上させることができる。

【0030】

また、本実施形態に係るインサートボルトを有する樹脂ブラケット１は、第１樹脂部２０において、円筒部２１の一端側からボルト１０の軸心に対して垂直な外方向に延出したフランジ部２３に、ボルト１０の軸心方向に貫通した４つの貫通孔２３ａを、設けている。これに対して、第２樹脂部３０を、貫通孔２３ａからフランジ部２３の外縁までの外周部２３ｆを樹脂材料で取り囲み、かつ、フランジ部２３を埋め込むようにインサート成形している。

【0031】

この構造により、第１樹脂部２０のフランジ部２３の外周部２３ｆを第２樹脂部３０が取り囲んで掴むこととなるため、第１樹脂部２０と第２樹脂部３０とが強く結合される。従って、ボルト１０の引き抜き方向（軸心方向）に対する樹脂部間の耐引き抜き力を向上させることができる。また、第１樹脂部２０の貫通孔２３ａに第２樹脂部３０の樹脂材が充填されるので、ボルト１０の軸心周りの回転方向に対する樹脂部間の耐回転力を向上させることができる。よって、第１樹脂部２０と第２樹脂部３０との間の結合力（接着力）を向上させることができる。

【0032】

さらに、本実施形態に係るインサートボルトを有する樹脂ブラケット１は、第１樹脂部２０において、円筒部２１の一端側からボルト１０の軸心に対して垂直な外方向に延出するフランジ部２３を、設けている。これに対して、第２樹脂部３０を、フランジ部２３を覆うように成形している。

【0033】

この構造により、第１樹脂部２０のフランジ部を第２樹脂部３０が挟んだカギ型構造となるため、第１樹脂部２０と第２樹脂部３０とが強く結合される。従って、ボルト１０の引き抜き方向（軸心方向）に対する樹脂部間の耐引き抜き力を向上させることができる。よって、第１樹脂部２０と第２樹脂部３０との間の結合力（接着力）を向上させることができる。

【0034】

なお、本実施形態のように、第１樹脂部２０の樹脂材がポリアミドであり、第２樹脂部３０の樹脂材が高密度ポリエチレンである場合、ボルト１０が周辺の熱源による輻射熱によって加熱された場合でも、ボルト１０からポリアミドを介した高密度ポリエチレンへの熱伝達を抑制でき、高密度ポリエチレンが溶融することを回避できる。

【産業上の利用可能性】

【0035】

本発明の樹脂ブラケットは、樹脂部品を異なる種類の樹脂材料でインサート成形した樹脂成形品などに利用可能であり、特に異種樹脂材が結合された結合箇所の耐回転力および耐引き抜き力の向上を図りたい場合などに有用である。

【符号の説明】

【0036】

１ 樹脂ブラケット
１０ ボルト
１１ ボルト頭部
１２ ボルト軸部
２０ 第１樹脂部
２１ 円筒部
２１ｒ リブ
２１ｓ 外径側面
２２ 埋込部
２３ フランジ部
２３ａ 貫通孔
２３ｆ 外周部
３０ 第２樹脂部

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】