JP5905373B2

JP5905373B2 - 締結部の構造

Info

Publication number: JP5905373B2
Application number: JP2012228747A
Authority: JP
Inventors: 祐樹新井
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: JP2014081026A

Description

本発明は、樹脂成形部品を支持部材に締結する締結部の構造に関するものである。

樹脂成形部品をフレームやシャシー等の支持部材に固定するため、固定孔に金属製の円環部材（ブッシュ）を嵌装して、これにボルト等を貫通させて締結する構造が一般に知られている。

樹脂成形部品は一般的に成型時の精度が低くばらつきが大きいため、ブッシュを圧入した場合に、ブッシュの径が大きいと樹脂成形部品に亀裂が発生し、信頼性や耐久性が低下する可能性があった。これを防ぐために、ブッシュを加熱して、樹脂成形部品に形成された貫通孔に熱圧入させるものも知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−２８２６７９号公報

特許文献１に記載されたように、熱圧入によって樹脂成形部品に金属製のブッシュを固定する場合、ブッシュを加熱するための装置、この装置をメンテナンスする管理工程、加熱されたブッシュを圧入する工程等が増加するため、製造コストが増加するという問題があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、信頼性、耐久性を確保しながら、コストを増加させることがない締結部の構造を提供することを目的とする。

本発明の実施形態によると、固定孔が貫通する樹脂成形部品と、樹脂成形部品よりも硬質の部材で形成され、固定孔に嵌装される円環部と、を有する樹脂成形部品の締結部の構造であって、固定孔には、固定孔と円環部とで形成される隙間よりも大きな高さに形成された凸部が、固定孔の内周側に向かって起立して複数形成され、凸部は、固定孔の一方側から他方側に渡って形成されると共に、挿入方向に従って徐々に高さが大きくなるように形成され、円環部は、固定孔の一方側から他方側に渡って形成された凸部に支持されて固定孔に固定されることを特徴とする。

本発明によると、円環部を固定孔に挿入するときに、固定孔と円環部との隙間よりも大きな高さに形成された凸部が、固定孔の一部を潰しながら又は削りながら挿入されるように構成した。このように構成することにより、固定孔の内周が円環部により拡大されることがないので、固定孔の破損を防止できる。また、固定孔と円環部との隙間よりも大きな高さに形成された凸部が、固定孔の内周面の一部を削りながら挿入されるように構成した。このように構成することにより、固定孔の内周が凸部と密着すると共に円環部の外周が固定孔の内周に密接するため、固定孔を強固に支持できて、固定孔の破損を防止できる。また、熱圧入のための装置も必要ないので、締結部の構造を製造するコストを増加することがない。

本発明の第１の実施形態のファンシュラウドの説明図である。本発明の第１の実施形態の固定部の説明図である。本発明の第１の実施形態の固定孔の説明図である。本発明の第１の実施形態のブッシュの説明図である。本発明の第１の実施形態のブッシュを固定孔に固定する組立て方法を示す説明図である。本発明の第２の実施形態のブッシュ及び固定孔の説明図である。

以下に、本発明の実施形態の締結部の構造について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態の締結部の構造が適用されるファンシュラウド１０の説明図である。

ファンシュラウド１０は、二つのファン２０ａ、２０ｂを、略円形に形成されたファン開口部３１ａ、３１ｂに固定支持するものである。ファンシュラウド１０は、樹脂により一体に成形された樹脂成形部品である。

各ファン２０ａ、２０ｂには、それぞれモータ２１ａ、２１ｂが備えられる。モータ２１ａ、２１ｂは、ファン開口部３１ａ、３１ｂの略中心に設けたファン固定部３２ａ、３２ｂにそれぞれ固定される。

各ファン固定部３２ａ、３２ｂは、ファン開口部３１ａ、３１ｂの外周を形成する略円筒形状のファンリング部３３ａ、３３ｂから伸びる複数のファンステー３４により連結され、ファン開口部３１ａ、３１ｂのほぼ中心に配置される。

二つのファン２０ａ、２０ｂが支持されるファン開口部３１ａ、３１ｂは、連結部３５により連結される。

各ファン開口部３１ａ、３１ｂの上部には、ファンシュラウド１０を図示しないラジエタコアサポート等の支持部材に固定するための固定部４０ａ、４０ｂが図１の上方側へと延設して形成される。

固定部４０ａ、４０ｂは、それぞれ固定孔４１ａ、４１ｂが形成されている。各固定孔４１ａ、４１ｂは、支持部材の対応する位置に形成される図示しない固定孔とでボルト等に締結されることにより、ファンシュラウド１０が支持部材に対して固定される。すなわち、固定部４０ａ、４０ｂは、ファンシュラウド１０を、ボルト等を介して支持部材へと締結する締結部として構成されている。

次に、固定部４０ａ、４０ｂの詳細な構造を説明する。なお、各固定部４０ａ、４０ｂの構造は共通であることから、以降は固定部４０及び固定孔４１とのみ表記する。

図２は、本発明の第１の実施形態の固定部４０の説明図である。図２（Ａ）は固定部４０の要部の上面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。

固定部４０は、樹脂材料によって、ファンシュラウド１０と一体にファンシュラウド１０の上方へと延設されて形成される。

固定部４０には固定孔４１が貫通して形成されている。固定孔４１には円環状に形成された金属製の円環部（ブッシュ）６０が嵌装される。

ブッシュ６０は円環形状を有し、その筒方向の一端には周方向の外側に張り出して形成されたフランジ部６１が備えられる。

ブッシュ６０は、固定孔４１に嵌装されることにより固定のためのボルト締結の強度や寸法精度を確保する。ブッシュ６０は、固定孔４１に後述のように固定される。ブッシュ６０が嵌装された固定孔４１にボルト等を挿通して支持部材に共締めすることにより、ファンシュラウド１０が支持部材に固定される。

図３は、本発明の第１の実施形態の固定孔４１のより詳細な説明図であり、固定孔４１の上面図及びＢ−Ｂ断面図を示す。

固定孔４１は、固定部４０を貫通する略円形の孔として形成される。固定孔４１は、その一方側に周方向に所定のテーパー又は所定のＲにより面取りされた面取部（第１の面取部）４３が形成されている。また、固定孔４１には、内周に複数の凸部（第１の凸部）４２が形成されている。

凸部４２は、円筒形状の固定孔４１の内周の壁部から、それぞれ内周側に向かって起立して形成される。図３に示す例では、四つの凸部４２が固定孔４１の内周で等間隔に９０度の間隔で形成されている。

凸部４２は、固定部４０の一方側の面（矢視α）から他方側の面（矢視β）へとその起立高さが徐々に大きくなるように形成されると共に、筒方向の途中からは略一定の高さで他方側へと連設される。なお、凸部４２以外の固定孔４１の内周は略円形に形成されている。

このような構造により、固定孔４１は、面取部４３及び凸部４２によって、一方側から他方側へと向かうに従って徐々にその最内周部の内径が小さくなるように構成される。これにより、後述するように、ブッシュ６０の挿入が容易となる。

図４は、本発明の第１の実施形態のブッシュ６０の詳細な説明図であり、ブッシュ６０の上面図及びＣ−Ｃ断面図を示す。

ブッシュ６０は、金属材料により円環形状に形成され、その筒方向の一端には外周方向に張り出して形成された円板状のフランジ部６１が備えられる。

ブッシュ６０は、フランジ部６１とは逆側の端部６５が固定孔４１に向かって挿入される。ブッシュ６０の外径は、固定孔４１の内径よりも若干小さく、かつ、固定孔４１の凸部４２の頂点を結ぶ径よりも若干大きく形成される。

ブッシュ６０には、端部６５の周方向に所定のテーパー又は所定のＲにより径が縮小方向に面取りされた面取部（第２の面取部）６３が形成されている。

図５は、本発明の第１の実施形態のブッシュ６０を固定孔４１に固定する組立て方法を示す説明図である。

まず、ブッシュ６０の端部６５を、固定部４０の固定孔４１の一方側と対峙させる（図５（Ａ））。

次に、ブッシュ６０を、固定孔４１へと挿入する。固定孔４１の一方側には面取部４３が形成され、ブッシュ６０の端部６５には面取部６３が形成されているので、ブッシュ６０が固定孔４１の略中心へと位置決めされる。また、固定孔４１の凸部４２は、一方側から他方側へと向かって徐々に起立する構成であるので、ブッシュ６０が固定孔４１の略中心へと位置決めされる。また、固定孔４１の一方側では、ブッシュ６０の外周に対して固定孔４１の内周に余裕があるため、ブッシュ６０を挿入するときの抵抗が小さくなり、ブッシュ６０の挿入が容易となる。

この状態で、ブッシュ６０が、固定孔４１の一方側から他方側へと向かって押し込まれる。ブッシュ６０が固定孔４１の一方側から他方側に移動するときに、ブッシュ６０の端部６５の外周が、各凸部４２の頂部を潰しながら、又は、削りながら他方側へと移動する（図５（Ｂ））。

すなわち、固定孔４１には、ブッシュ６０の外径と固定孔４１の内径とで形成される隙間よりも大きい高さに形成された凸部４２が形成されており、ブッシュ６０の外周が固定孔４１の凸部４２を潰し又は削ることで、ブッシュ６０が固定孔４１に挿入される。なお、削られた凸部４２の切削片は、固定孔４１の他方側へと落下する。

そして、ブッシュ６０のフランジ部６１が固定部４０の一方側の面αに接触したときに、ブッシュ６０の固定孔４１への挿入が完了する（図５（Ｃ））。固定孔４１の各凸部４２の頂部がブッシュ６０に削られることにより、ブッシュ６０の外周に各凸部４２が密着して、ブッシュ６０が固定孔４１に支持固定される。

この図５に示す手順により、固定孔４１にブッシュ６０が嵌装され、固定部４０の組立が完了する。

固定孔４１は樹脂成形部品である。一般的に、樹脂形成部品は、成型時に溶融した樹脂が冷却する際のヒケ等により成型品が必ずしも狙った精度とはならない。従来、この成型時のばらつきにより、固定孔４１にブッシュ６０を圧入するとき、ブッシュ６０の外径が固定孔４１の内周の径より大きい場合は、ブッシュ６０が固定孔４１を拡大することで固定孔４１に亀裂が発生し、固定部４０の信頼性、耐久性が低下する可能性があった。

一方で、ブッシュを加熱処理して熱圧入することで固定孔の内周を溶融して亀裂の発生を防止することも可能である。この場合は、熱圧入のための装置の導入や管理、工程の増加により製造コストが上昇していた。

本発明の第１の実施形態では、固定孔４１には、ブッシュ６０の外径と固定孔４１の内径とで形成される隙間よりも大きい高さに形成された凸部４２が形成されており、ブッシュ６０を固定孔４１に嵌装するときに、ブッシュ６０が固定孔４１の凸部４２を潰しながら又は削りながら挿入されるように構成した。このように構成することにより、ブッシュ６０を嵌装するときに固定孔４１の内周がブッシュ６０により拡大されることなく、固定孔４１の破損を防止できる。また、熱圧入のための装置も必要ないので、ブッシュ６０を嵌装するためのコストを増加することがない。

固定孔４１の一方側には固定孔の径が拡大された面取部４３が形成され、ブッシュ６０の端部には面取部６３が形成されるとともに、凸部４２は、ブッシュ６０の挿入方向に従って、凸部４２の高さが徐々に大きくなるように構成されているので、ブッシュ６０の位置決めが容易になされる。また、固定孔４１の一方側では、ブッシュ６０の外周に対して固定孔４１の内周に余裕があるため、ブッシュ６０を挿入するときの抵抗が小さくなり、ブッシュ６０の挿入が容易となる。

固定孔４１の内周には複数の凸部４２が形成される。凸部４２の形状及びその数は、ブッシュ６０を固定孔４１に挿入するときに潰れ又は削れが容易であって、固定孔４１の径を広げることなく、かつ、固定孔４１にブッシュ６０が嵌装されたときの強度を保つように、適宜設定される。凸部４２の数は四つでもよいし、それより多くても少なくてもよい。複数の凸部４２によりブッシュ６０を支持することで、ブッシュ６０が固定孔４１へと確実に固定される。

なお、ブッシュ６０が固定孔４１に嵌装されたとき、ブッシュ６０の外周は必ずしも凸部４２のみに支持されるとは限らず、樹脂の精度によっては、凸部４２を削り、ブッシュ６０の外周の一部が固定孔４１の内周に直接接するように嵌装される場合もある。

次に、本発明の第２の実施形態の締結部の構造を説明する。

前述の第１の実施形態では、複数の凸部４２が形成された円形の孔を有する固定孔４１にブッシュ６０を嵌装する例を示した。一方で第２の実施形態では、ブッシュ１６０側に凸部を備えるように構成した。

図６は、本発明の第２の実施形態のブッシュ１６０及び固定孔１４１の説明図である。

図６（Ａ）は第２実施形態のブッシュ１６０の構成を示し、図６（Ｂ）は、第２実施形態の固定孔１４１の構成を示す。

ブッシュ１６０は、前述の第１の実施形態と同様に、金属材料により円環形状に形成され、その筒方向の一端には周方向の外側に張り出して形成されたフランジ部１６１が備えられる。

第２の実施形態において、ブッシュ１６０は、その外周に複数の凸部（第２の凸部）１６２が備えられる。凸部１６２は、円筒形状のブッシュ１６０の外周に、ブッシュ１６０の径方向外側に向かって起立して形成される。図６（Ａ）に示す例では、四つの凸部１６２がブッシュ１６０の外周で等間隔に９０度の間隔で形成されている。

凸部１６２は、ブッシュ１６０のフランジ部１６１とは逆側の端部１６５からフランジ部１６１側へと、その高さが徐々に大きくなるように形成されると共に、ブッシュ１６０の筒方向の途中からは略一定の高さでフランジ部１６１側へと連設される。なお、凸部１６２以外のブッシュ１６０の外周は略円形に形成されている。ブッシュ１６０には、端部１６５において、周方向に所定のテーパー又は所定のＲにより径が縮小方向に面取りされた面取部（第２の面取部）１６３が形成されている。

図６（Ｂ）に示すように、固定部４０の固定孔１４１は、固定部４０を貫通して略円筒形状に形成され、その一方側の面（矢視α）に周方向に一定のテーパーにより面取りされた面取部１４３が形成されているが、第１の実施形態とは異なり、凸部は形成されていない。固定孔１４１の内周面は凹凸がない略円形である。

このように構成された第２の実施形態においても、前述の第１の実施形態の同様の方法により組立てられる。

すなわち、まず、ブッシュ１６０の端部１６５を、固定部４０の固定孔１４１の一方側と対峙させる。

次に、ブッシュ１６０を、固定孔１４１へと挿入する。固定孔４１の一方側には面取部１４３が形成され、ブッシュ１６０の端部１６５には面取部１６３が形成されているので、ブッシュ６０が固定孔１４１の略中心へと位置決めされる。また、固定孔１４１の一方側では、ブッシュ１６０の外周に対して固定孔１４１の内周に余裕があるため、ブッシュ１６０を挿入するときの抵抗が小さくなり、ブッシュ１６０の挿入が容易となる。

この状態で、ブッシュ１６０が、固定孔１４１の一方側から他方側（矢視β）へと向かって押し込まれる。ブッシュ１６０が固定孔１４１の一方側から他方側に移動するときに、ブッシュ１６０の凸部１６２が、固定孔４１の内周の一部を潰しながら、又は、削りながら他方側へと移動する。

すなわち、ブッシュ１６０には、ブッシュ１６０の外径と固定孔１４１の内径とで形成される隙間よりも大きい高さに形成された凸部１６２が形成されており、凸部１６２により固定孔４１の内周の一部を潰し又は削ることで、ブッシュ１６０が固定孔１４１に挿入される。なお、削られた固定孔４１の内周の切削片は、固定孔１４１の他方側へと落下する。

そして、ブッシュ１６０のフランジ部１６１が固定部４０の一方側の面αに接触したときに、ブッシュ１６０の固定孔１４１への挿入が完了する。ブッシュ１６０の各凸部１６２の頂部が固定孔４１の内周の一部を潰す又は削ることにより、ブッシュ１６０の各凸部１６２と固定孔１４１の内周とが密着して、ブッシュ１６０が固定孔１４１に固定される。

このような手順により、固定孔１４１にブッシュ１６０が嵌装され、固定部４０の組立が完了する。

本発明の第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、ブッシュ１６０を固定孔１４１に嵌装するときに、ブッシュ６０の凸部１６２が固定孔４１の内周の一部を潰しながら又は削りながら挿入されるように構成した。このように構成することにより、ブッシュ１６０を嵌装するときに固定孔１４１の内周がブッシュ１６０により拡大されることなく、固定孔１４１の破損を防止できる。また、熱圧入のための装置も必要ないので、ブッシュ１６０を嵌装するためのコストを増加することがない。

固定孔４１の一方側には固定孔１４１の径が拡大された面取部４３が形成され、ブッシュ１６０の端部には面取部１６３が形成されるとともに、凸部１６２は、ブッシュ１６０の挿入方向に従って、凸部１６２の頂部を結ぶ径が徐々に大きくなるように構成されているので、ブッシュ１６０の位置決めが容易になされる。また、固定孔１４１の一方側では、ブッシュ１６０の外周に対して固定孔１４１の内周に余裕があるため、ブッシュ１６０の挿入時の抵抗が小さくなり、ブッシュ１６０を嵌装する工程が容易となる。

ブッシュ１６０の外周には複数の凸部１６２が形成される。凸部１６２の形状及びその数は、ブッシュ１６０を固定孔１４１に挿入するときに固定孔１４１の内周の潰れ又は削れが容易であって、固定孔１４１の径を広げることなく、かつ、固定孔１４１にブッシュ１６０が嵌装されたときの強度を保つように、適宜設定される。凸部４２の数は四つでもよいし、それより多くても少なくてもよい。複数の凸部１６２によりブッシュ１６０が固定されることで、ブッシュ１６０が固定孔１４１へと確実に固定される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

第１及び第２の実施形態では、ブッシュ６０及びブッシュ１６０を金属製としたが、これに限られるものではなく、例えば固定部４０の樹脂よりも硬度が大きい樹脂材料やセラミックス等により構成されていてもよい。

また、前述の第１の実施形態では固定孔４１が凸部４２を備え、第２の実施形態ではブッシュ１６０が凸部１６２備える例を説明したが、これらを組み合わせて構成してもよい。すなわち、図６（Ａ）に示すブッシュ１６０を図３に示す固定孔４１に嵌装する構成であってもよい。

この場合、ブッシュ１６０の凸部１６２が固定孔４１の内周を削ると共に、ブッシュ１６０の外周が固定孔４１の凸部４２を削りながら、ブッシュ１６０が固定孔４１に嵌装される。このように構成することで、ブッシュ１６０と固定孔４１との密着度がより高まり、より強く固定することができる。

１０ファンシュラウド（樹脂成形部品）
２０ａファン
４０固定部
４１固定孔
４２凸部
４３面取部（第１の面取部）
６０ブッシュ（円環部）
６１フランジ部
６３面取り部（第２の面取部）
６５端部
１４１固定孔
１４３面取部
１６０ブッシュ
１６１フランジ部
１６２凸部
１６３面取り部（第２の面取部）
１６５端部

Claims

固定孔が貫通する樹脂成形部品と、
前記樹脂成形部品よりも硬質の部材で形成され、前記固定孔に嵌装される円環部と、を有する前記樹脂成形部品の締結部の構造であって、
前記固定孔には、前記固定孔と前記円環部とで形成される隙間よりも大きな高さに形成された凸部が、前記固定孔の内周側に向かって起立して複数形成され、
前記凸部は、前記固定孔の一方側から他方側に渡って形成されると共に、挿入方向に従って徐々に高さが大きくなるように形成され、
前記円環部は、前記固定孔の一方側から他方側に渡って形成された前記凸部に支持されて前記固定孔に固定される
ことを特徴とする締結部の構造。
請求項１に記載の締結部の構造であって、
前記円環部は、その外周が略円形であると共に、その外周の一部から径方向外側に向かって起立して形成された第２の凸部を有することを特徴とする締結部の構造。
請求項２に記載の締結部の構造であって、
前記円環部は、前記第２の凸部を複数有することを特徴とする締結部の構造。
請求項１から３のいずれか一つに記載の締結部の構造であって、
前記固定孔は、前記円環部が挿入される側の径が拡大された第１の面取部が形成されていることを特徴とする締結部の構造。
請求項１から４のいずれか一つに記載の締結部の構造であって、
前記円環部は、前記固定孔へと挿入される側の径が縮小された第２の面取部が形成されていることを特徴とする締結部の構造。
請求項１から５のいずれか一つに記載の締結部の構造であって、
前記樹脂成形部品は、ファンを支持するシュラウドであり、
前記シュラウドが前記締結部を介して固定部材へと締結されることを特徴とする締結部の構造。