JP2015102169A

JP2015102169A - Nut installation structure to resin component

Info

Publication number: JP2015102169A
Application number: JP2013243155A
Authority: JP
Inventors: 小川　明輝; Akiteru Ogawa; 明輝小川
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2015-06-04

Abstract

【課題】本発明は、シリンダヘッドカバーなどの樹脂部材に取り付ける金属製ナットの取付方法を改良し、樹脂使用量の低減、及び、製造性を向上する一方、金属製ナットの取付強度を向上することを目的としている。
【解決手段】このため、樹脂部材に金属製ナットを取り付ける樹脂部品へのナット取付構造において、金属製ナットは、ねじ穴部が形成される筒部と、筒部の樹脂部材取付側端部に筒部より外側に広がる平面部とからなり、摩擦エネルギによって、金属製ナットの平面部を加熱して、樹脂部材の平面部に接合する。
【選択図】図１An object of the present invention is to improve a method for attaching a metal nut to be attached to a resin member such as a cylinder head cover, to reduce the amount of resin used and to improve manufacturability, while improving the attachment strength of the metal nut. It is an object.
Therefore, in a nut mounting structure for a resin part in which a metal nut is attached to a resin member, the metal nut is provided at a cylindrical portion where a screw hole is formed, and at a resin member mounting side end portion of the cylindrical portion. The flat part which spreads outside from a cylinder part is heated, and the flat part of a metal nut is heated with friction energy, and it joins to the flat part of a resin member.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は樹脂部品へのナット取付構造に係り、特にシリンダヘッドカバーなどの樹脂部材に取り付ける金属製ナットの取付方法を改良を図る樹脂部品へのナット取付構造に関するものである。 The present invention relates to a structure for attaching a nut to a resin component, and more particularly to a structure for attaching a nut to a resin component to improve a method for attaching a metal nut attached to a resin member such as a cylinder head cover.

従来、シリンダヘッドカバーなどの樹脂部材に金属製ナットを取り付ける場合には、この金属製ナットの外周面に抜け止め用の凹凸形状を形成したものを使用するのが一般的である。
また、他の方策としては、前記樹脂部材によって前記金属製ナットの周囲部位を保持する方法もある。 Conventionally, when a metal nut is attached to a resin member such as a cylinder head cover, it is common to use a metal nut formed with an uneven shape for retaining it on the outer peripheral surface.
As another measure, there is a method of holding the peripheral portion of the metal nut by the resin member.

特許第５１７３６６７１号公報Japanese Patent No. 51736671 特開２００２−１８１２７４号公報JP 2002-181274 A

ところで、従来、樹脂部品へのナット取付構造において、前記金属製ナットの外周面に抜け止め用の凹凸形状を形成する場合には、この凹凸形状を形成することで、金属製ナット自体の製造コストがアップしてしまい、経済的に不利であるという不都合がある。
また、前記樹脂部材によって前記金属製ナットの周囲部位を保持する場合には、金属製ナットを堅固に保持する必要があるために、金属製ナットの周囲に肉厚な保持部を有する樹脂部材を確保しなければならず、樹脂部材の外径が大きくなってしまい、レイアウト的に不利であるという不都合がある。
例えば、図７及び図８に示す如く、前記樹脂部材をエンジン１０１のシリンダヘッドカバー１０２とした場合には、このシリンダヘッドカバー１０２に取り付けた金属製ナット１０３を利用してエアクリーナケース１２１を取り付けている。
このとき、前記シリンダヘッドカバー１０２内には、図９に示す如く、エンジン１０１内の換気のための換気用ブリーザ通路やブリーザ室１０４を形成している。
このブリーザ室１０４は、シリンダヘッドカバー１０２内でオイルミストとエンジン内部ガスを分離する気液分離機能を有している。
しかし、前記樹脂部材によって前記金属製ナット１０３の周囲を堅固に保持する際には、この金属製ナット１０３の周囲に肉厚な保持部を有する前記樹脂部材を確保する必要があるため、前記シリンダヘッドカバー１０２内の気液分離用のブリーザ室１０４の容積が減少してしまうとともに、換気用ブリーザ通路の通路面積が確保できないなどの問題があり、レイアウトの制約や他の部分への影響が発生してしまうという不都合がある。
また、前記樹脂部材によって前記金属製ナットの周囲を堅固に保持する構造においては、金属製ナットの取付位置の変更を行う場合に、周辺部位の肉厚を確保するために樹脂部材の金型を変更する必要があり、その場合、金型の修正や部分的な新作のために費用と相応の期間とが必要となってしまい、設計的な自由度が制約されるという不都合がある。 By the way, in the conventional nut mounting structure for resin parts, when forming an uneven shape for retaining on the outer peripheral surface of the metal nut, the manufacturing cost of the metal nut itself is formed by forming this uneven shape. However, there is a disadvantage that it is economically disadvantageous.
In addition, when the peripheral portion of the metal nut is held by the resin member, it is necessary to hold the metal nut firmly. Therefore, a resin member having a thick holding portion around the metal nut is provided. This has the disadvantage that the outer diameter of the resin member becomes large, which is disadvantageous in terms of layout.
For example, as shown in FIGS. 7 and 8, when the resin member is the cylinder head cover 102 of the engine 101, the air cleaner case 121 is attached using a metal nut 103 attached to the cylinder head cover 102.
At this time, in the cylinder head cover 102, as shown in FIG. 9, a ventilation breather passage and a breather chamber 104 for ventilation in the engine 101 are formed.
The breather chamber 104 has a gas-liquid separation function for separating oil mist and engine internal gas within the cylinder head cover 102.
However, when the periphery of the metal nut 103 is firmly held by the resin member, it is necessary to secure the resin member having a thick holding portion around the metal nut 103. The volume of the breather chamber 104 for gas-liquid separation in the head cover 102 is reduced, and there is a problem that the passage area of the breather breather passage cannot be secured, resulting in layout restrictions and effects on other parts. There is an inconvenience.
In addition, in the structure in which the periphery of the metal nut is firmly held by the resin member, when the mounting position of the metal nut is changed, a resin member mold is used to ensure the thickness of the peripheral portion. In this case, there is an inconvenience that a cost and an appropriate period are required for the modification of the mold or a partial new work, and the degree of freedom in design is restricted.

この発明は、シリンダヘッドカバーなどの樹脂部材に取り付ける金属製ナットの取付方法を改良し、樹脂使用量の低減、及び、製造性を向上する一方、金属製ナットの取付強度を向上することを目的とする。 The object of the present invention is to improve the mounting method of a metal nut attached to a resin member such as a cylinder head cover, to reduce the amount of resin used and to improve the manufacturability, while improving the mounting strength of the metal nut. To do.

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、樹脂部材に金属製ナットを取り付ける樹脂部品へのナット取付構造において、前記金属製ナットは、ねじ穴部が形成される筒部と、この筒部の樹脂部材取付側端部に筒部より外側に広がる平面部とからなり、摩擦エネルギによって、前記金属製ナットの平面部を加熱して、前記樹脂部材の平面部に接合することを特徴とする。 Accordingly, in order to eliminate the above-described disadvantages, the present invention provides a nut mounting structure for a resin component in which a metal nut is attached to a resin member. The metal nut includes a tube portion in which a screw hole portion is formed, and the tube. The resin member mounting side end portion of the portion is composed of a flat portion extending outward from the cylindrical portion, and the flat portion of the metal nut is heated by friction energy and joined to the flat portion of the resin member. To do.

この発明によれば、従来のインサートナットの外周のようにインサートナットを包みこむ樹脂部分を作らずに済み、樹脂の使用量を減らし、樹脂部材の製造性を向上することができる。
また、樹脂部材の内側に肉厚が膨らまずに、内側に容積空間が必要なときに必要な空間を確保できる。
更に、金属製ナットの配置の自由度が広がるとともに、取付位置変更をする際も、樹脂部材の金型修正が容易など、修正に対しても製造性が向上する。 According to this invention, it is not necessary to make a resin portion that wraps around the insert nut like the outer periphery of a conventional insert nut, the amount of resin used can be reduced, and the productivity of the resin member can be improved.
In addition, a necessary space can be secured when a volume space is required on the inner side without increasing the thickness on the inner side of the resin member.
Furthermore, the degree of freedom of arrangement of the metal nuts is widened, and also when changing the mounting position, the mold of the resin member can be easily corrected, so that the productivity is improved for the correction.

図１は樹脂部品へのナット取付構造の金属製ナットの取付状態を示す概略拡大斜視図である。（実施例１）FIG. 1 is a schematic enlarged perspective view showing a mounting state of a metal nut of a nut mounting structure to a resin part. (Example 1) 図２は樹脂部材であるシリンダヘッドカバーの平面図である。（実施例１）FIG. 2 is a plan view of a cylinder head cover which is a resin member. (Example 1) 図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による樹脂部材であるシリンダヘッドカバーの拡大断面図である。（実施例１）FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a cylinder head cover which is a resin member taken along line III-III in FIG. (Example 1) 図４は樹脂部材であるシリンダヘッドカバーの平面部に金属製ナットを取り付けた状態の要部拡大断面図である。（実施例１）FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part in a state where a metal nut is attached to a flat part of a cylinder head cover which is a resin member. (Example 1) 図５は金属製ナットの拡大斜視図である。（実施例１）FIG. 5 is an enlarged perspective view of a metal nut. (Example 1) 図６は樹脂部材であるシリンダヘッドカバーの拡大断面図である。（実施例２）FIG. 6 is an enlarged sectional view of a cylinder head cover which is a resin member. (Example 2) 図７はこの発明の従来技術を示すエンジン上部の概略斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view of the upper part of the engine showing the prior art of the present invention. 図８はこの発明の従来技術を示す樹脂部材であるシリンダヘッドカバーの平面図である。FIG. 8 is a plan view of a cylinder head cover which is a resin member showing the prior art of the present invention. 図９はこの発明の従来技術を示す図８のＩＸ−ＩＸ線による樹脂部材であるシリンダヘッドカバーに金属製ナットを取り付けた状態の要部拡大断面図である。FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a main part in a state where a metal nut is attached to a cylinder head cover which is a resin member taken along line IX-IX of FIG. 8 showing the prior art of the present invention.

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図１〜図５はこの発明の実施例を示すものである。
図２及び図３において、樹脂部材を、例えばエンジン１のシリンダヘッドカバー２とする。
そして、樹脂部材であるシリンダヘッドカバー２に金属製ナット３を取り付ける樹脂部品へのナット取付構造を説明する。
また、前記シリンダヘッドカバー２内には、エンジン１内の換気のための換気用ブリーザ通路やブリーザ室４を形成する。 1 to 5 show an embodiment of the present invention.
2 and 3, the resin member is, for example, the cylinder head cover 2 of the engine 1.
Then, a description will be given of a nut mounting structure to a resin component in which the metal nut 3 is attached to the cylinder head cover 2 that is a resin member.
Also, a ventilation breather passage and a breather chamber 4 for ventilation in the engine 1 are formed in the cylinder head cover 2.

前記金属製ナット３は、ねじ穴部５が形成される筒部６と、この筒部６の樹脂部材取付側端部に筒部６より外側に広がる平面部７とからなる。
そして、摩擦エネルギによって、前記金属製ナット３の平面部７を加熱して、前記樹脂部材である前記シリンダヘッドカバー２の平面部８に接合する構造とする。
詳述すれば、前記金属製ナット３は、図５に示す如く、金属製板材からなる前記平面部７を形成し、この平面部７の中央部位に金属製の前記筒部６を立設し、この筒部６の外側に摩擦取付用スペース９を確保している。
また、前記筒部６の内周面には、図示しないエアクリーナケースを取り付けるための前記ねじ穴部５を形成している。 The metal nut 3 includes a cylindrical portion 6 in which a screw hole portion 5 is formed, and a planar portion 7 that extends outward from the cylindrical portion 6 at an end portion on the resin member attachment side of the cylindrical portion 6.
And it is set as the structure which heats the flat part 7 of the said metal nut 3 with friction energy, and joins to the flat part 8 of the said cylinder head cover 2 which is the said resin member.
More specifically, as shown in FIG. 5, the metal nut 3 forms the flat portion 7 made of a metal plate material, and the metallic tube portion 6 is erected at the central portion of the flat portion 7. The space 9 for frictional attachment is secured outside the cylindrical portion 6.
Further, the screw hole portion 5 for attaching an air cleaner case (not shown) is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 6.

上述した構造によって、前記金属製ナット３を前記シリンダヘッドカバー２の平面部８に接合（「摩擦重ね接合」とも換言できる。）する際には、図１に示す如く、先ず、任意の位置である前記シリンダヘッドカバー２の平面部８に金属製ナット３を載置する。
そして、この金属製ナット３の前記平面部７に確保した摩擦取付用スペース９部位に摩擦接合用の回転ツール１０を上方から接触させる。
その後、この摩擦接合用の回転ツール１０を回転させることによって回転ツール１０の先端と金属製ナット３の平面部７との間の摩擦によって、摩擦エネルギ、つまり摩擦熱が発生する。
この金属製ナット３の平面部７の上面に摩擦熱が発生すると、摩擦接合用の回転ツール１０の接触している上面側から下面側である前記シリンダヘッドカバー２の平面部８側へ熱伝達される。
この熱伝達によって、前記金属製ナット３の平面部７の下面に接触しているシリンダヘッドカバー２の平面部８が加熱されることとなり、この平面部８の上面側が摩擦熱によって溶解される。
そして、前記摩擦接合用の回転ツール１０の回転を停止すると、この回転ツール１０の先端と金属製ナット３の平面部７との間の摩擦による、摩擦エネルギである摩擦熱の発生が止まって、前記シリンダヘッドカバー２の平面部８の溶解が止まる。
その後、シリンダヘッドカバー２の平面部８の溶解部分が、時間経過によって逆に冷却されることによって、シリンダヘッドカバー２の平面部８に前記金属製ナット３の平面部７が接合される。 When the metal nut 3 is joined to the flat surface portion 8 of the cylinder head cover 2 by the above-described structure (also referred to as “friction lap joining”), as shown in FIG. A metal nut 3 is placed on the flat surface portion 8 of the cylinder head cover 2.
Then, the friction welding rotary tool 10 is brought into contact with the friction attachment space 9 portion secured in the flat portion 7 of the metal nut 3 from above.
Thereafter, by rotating the rotary tool 10 for friction welding, friction energy, that is, friction heat, is generated by friction between the tip of the rotary tool 10 and the flat portion 7 of the metal nut 3.
When frictional heat is generated on the upper surface of the flat portion 7 of the metal nut 3, heat is transferred from the upper surface side in contact with the rotary tool 10 for friction welding to the flat surface portion 8 side of the cylinder head cover 2, which is the lower surface side. The
By this heat transfer, the flat surface portion 8 of the cylinder head cover 2 that is in contact with the lower surface of the flat surface portion 7 of the metal nut 3 is heated, and the upper surface side of the flat surface portion 8 is melted by frictional heat.
When the rotation of the rotary tool 10 for friction welding is stopped, generation of frictional heat, which is frictional energy, due to friction between the tip of the rotary tool 10 and the flat portion 7 of the metal nut 3 is stopped. Dissolution of the flat surface portion 8 of the cylinder head cover 2 stops.
Thereafter, the melted portion of the flat portion 8 of the cylinder head cover 2 is cooled in reverse with the passage of time, whereby the flat portion 7 of the metal nut 3 is joined to the flat portion 8 of the cylinder head cover 2.

これにより、従来のインサートナットの外周のようにインサートナットを包みこむ樹脂部分を作らずに済み、樹脂の使用量を減らし、樹脂部材である前記シリンダヘッドカバー２の製造性を向上することができる。
また、樹脂部材である前記シリンダヘッドカバー２の内側に肉厚が膨らまずに、内側に容積空間が必要なときに必要な空間を確保でき、例えばレイアウトの制約や他の部分への影響を小さくでき、前記エンジン１内の換気のための換気用ブリーザ通路やブリーザ室４を確保することができる。
更に、前記金属製ナット３の配置の自由度が広がるとともに、取付位置変更をする際も、樹脂部材の金型修正が容易など、修正に対しても製造性が向上する。
更にまた、前記金属製ナット３を形成する際に、外周面に抜け止め用の凹凸形状を付ける必要がなく、金属製ナット３のコスト低減が可能である。
また、前記金属製ナット３を前記シリンダヘッドカバー２の平面部８に取り付ける際に、金属製ナット３のねじ穴部５が形成される筒部６より外側の平面部８部分で行うため、金属製ナット３ヘのボルト等の締め付け時と緩め時の回り止め性能が向上し、より大きいトルクに耐えられる強度を実現できる。
更に、前記樹脂部材であるシリンダヘッドカバー２側の金型修正、部分的な金型追加が不要になるため、金型費用を低減することができる。しかも、変更に必要な期間も短縮できる。
更にまた、前記金属製ナット３の取付位置の自由度が大きくなることにより、個別の機種に対応して、金属製ナット３取付位置を変更したり、追加したりすることが可能である。 Thereby, it is not necessary to make the resin part which wraps around the insert nut like the outer periphery of the conventional insert nut, the usage-amount of resin can be reduced, and the manufacturability of the said cylinder head cover 2 which is a resin member can be improved.
In addition, the inner space of the cylinder head cover 2 that is a resin member does not swell, and a necessary space can be secured when a volume space is required on the inner side. For example, layout restrictions and influence on other parts can be reduced. The ventilation breather passage and the breather chamber 4 for ventilation in the engine 1 can be secured.
Furthermore, the degree of freedom of the arrangement of the metal nut 3 is widened, and when changing the mounting position, the mold of the resin member can be easily corrected, so that the productivity is improved for the correction.
Furthermore, when the metal nut 3 is formed, it is not necessary to provide an uneven shape for retaining the outer peripheral surface, and the cost of the metal nut 3 can be reduced.
Further, when the metal nut 3 is attached to the flat surface portion 8 of the cylinder head cover 2, the metal nut 3 is formed at the flat surface portion 8 portion outside the cylindrical portion 6 where the screw hole portion 5 of the metal nut 3 is formed. The anti-rotation performance at the time of tightening and loosening the bolt etc. to the nut 3 is improved, and the strength capable of withstanding a larger torque can be realized.
Furthermore, since it is not necessary to modify the mold on the cylinder head cover 2 side, which is the resin member, and to add a partial mold, it is possible to reduce mold costs. Moreover, the period required for the change can be shortened.
Furthermore, since the degree of freedom of the mounting position of the metal nut 3 is increased, it is possible to change or add the mounting position of the metal nut 3 according to individual models.

図６はこの発明の実施例２を示すものである。
この実施例２において、上述実施例１のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。 FIG. 6 shows Embodiment 2 of the present invention.
In the second embodiment, portions having the same functions as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.

この実施例２の特徴とするところは、前記樹脂部材であるシリンダヘッドカバー２の平面部８に、前記金属製ナット３の平面部７を収納する深さの凹部１１を形成した点にある。 The feature of the second embodiment is that a concave portion 11 having a depth for accommodating the flat portion 7 of the metal nut 3 is formed in the flat portion 8 of the cylinder head cover 2 which is the resin member.

すなわち、前記シリンダヘッドカバー２の平面部８に凹部１１を形成する際に、図６に示す如く、前記金属製ナット３の平面部７の厚み及び幅や長さ寸法を勘案し、周囲平面から前記金属製ナット３の平面部７を収納することのできる深さ寸法及びその他の寸法とするものである。 That is, when the concave portion 11 is formed in the flat surface portion 8 of the cylinder head cover 2, the thickness, width and length of the flat surface portion 7 of the metal nut 3 are taken into consideration as shown in FIG. The depth and other dimensions that can accommodate the flat portion 7 of the metal nut 3 are used.

さすれば、前記金属製ナット３の平面部７の厚さ部分が、前記凹部１１に収納されて樹脂部材であるシリンダヘッドカバー２に接触する。
これにより、前記金属製ナット３へ強い回転力がかかっても、接触部分である凹部１１によって回転力を止めることができ、前記シリンダヘッドカバー２と前記金属製ナット３の平面部７との接合面に負担がかからず、取付強度を向上させることができる。 Then, the thickness portion of the flat portion 7 of the metal nut 3 is accommodated in the concave portion 11 and contacts the cylinder head cover 2 that is a resin member.
Thereby, even if a strong rotational force is applied to the metal nut 3, the rotational force can be stopped by the concave portion 11 as a contact portion, and the joint surface between the cylinder head cover 2 and the flat portion 7 of the metal nut 3. The mounting strength can be improved.

１エンジン
２樹脂部材であるシリンダヘッドカバー
３金属製ナット
４ブリーザ室
５ねじ穴部
６筒部
７金属製ナットの平面部
８シリンダヘッドカバーの平面部
９摩擦取付用スペース
１０摩擦接合用の回転ツール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Cylinder head cover which is resin member 3 Metal nut 4 Breather chamber 5 Screw hole part 6 Cylindrical part 7 Plane part of metal nut 8 Plane part of cylinder head cover 9 Friction mounting space 10 Rotating tool for friction joining

Claims

In a nut mounting structure for a resin component in which a metal nut is attached to a resin member, the metal nut is formed on a tube portion where a screw hole portion is formed, and on a resin member mounting side end portion of the tube portion on an outer side from the tube portion. A structure for attaching a nut to a resin component, comprising: a flat surface portion that spreads out, and heats the flat surface portion of the metal nut by friction energy to join the flat surface portion of the resin member.

2. The nut mounting structure for a resin part according to claim 1, wherein a concave portion having a depth for accommodating the flat portion of the metal nut from a peripheral plane is formed in the flat portion of the resin member.