JP2015102169A

JP2015102169A - 樹脂部品へのナット取付構造

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。

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。

特許第５１７３６６７１号公報特開２００２−１８１２７４号公報

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。

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。

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。

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。

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）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）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）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）図５は金属製ナットの拡大斜視図である。（実施例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）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。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。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims

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樹脂部品へのナット取付構造。
前記樹脂部材の平面部に周囲平面から前記金属製ナットの平面部を収納する深さを有する凹部を形成することを特徴とする請求項１記載の樹脂部品へのナット取付構造。