JP2004276333A - かしめ結合部品 - Google Patents

Abstract

【課題】小さな部品における合成樹脂製のボスのかしめ変形量を精度良く調整することができ、またそのかしめ変形量の良否を簡易に、しかも的確に検査することのできるかしめ結合部品を提供する。
【解決手段】第１部品（例えば基板）に開口された貫通孔を挿通させて第２部品（例えばカバー体）に突設された合成樹脂製のボスを嵌め込み、ボスの頭部を加熱して貫通孔の周囲に溶融変形させて第１部品と第２部品とを一体に結合するかしめ結合部品であって、前記貫通孔の周囲にボスの頭部の溶融変形量を目視するためのマーク５を設ける。特にマーク５をボスの適正な溶融変形時にその溶融変形部位にて覆われる第１の部位５ａと、前記ボスの過度な溶融変形時にその溶融変形部位にて覆われる第２の部位５ｂとを有するものとする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１部品の貫通孔に通通させた第２部品の合成樹脂製のボスの頭部を加熱溶融変形させて上記貫通孔にかしめて前記第１部品と第２部品とを一体に結合するかしめ結合部品に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
２つの部品を一体化する手法の１つに、第１部品の貫通孔に通通させた第２部品の合成樹脂製のボスの頭部を加熱・加圧して溶融変形させ、この溶融変形部と前記ボスの基部との間に前記第１部品をかしめる技術がある。具体的には電子部品を搭載した回路基板の表面に電子部品を覆う保護カバーを取り付ける際、合成樹脂製の保護カバーの四隅の近傍に突設形成したピン（ボス）を、回路基板に穿設したピン孔（貫通孔）に挿通させ、回路基板の裏面において前記ピンの頭部に加熱体を押し付けて該ピンの頭部を扁平に変形させて前記回路基板上に保護カバーを一体に固定する技術が知られている（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１６７６６８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで一体化の対象が５ｍｍ角程度の小さい部品である場合、例えばピン（ボス）自体が直径１ｍｍ程度の細いものとなり、このピンの頭部を加熱溶融させてかしめ変形させる場合、そのかしめ変形部自体も小さくなることが否めない。そしてそのかしめ結合強度を十分に確保するには、ピン（ボス）の頭部をピン孔（貫通孔）の周囲に所定の拡がり量だけかしめ変形させることが必要となる。
【０００５】
しかしながらこのようなかしめ加工を精度良く行うには、例えば顕微鏡やルーペを用いてかしめ変形量（溶融変形量）を確認しながらかしめ作業を行う必要があり、作業効率が非常に悪い。ちなみにかしめ加工精度が悪い場合、具体的にはかしめ変形量が少ない場合には、僅かな外力を受けてピン（ボス）がピン孔（貫通孔）から抜け落ちる虞があり、また変形量が少ない分、裏面側でのピン（ボス）の突出長が高くなり過ぎる虞がある。逆にかしめ変形量が過剰な場合には、ピン（ボス）の頭部の変形部が薄くなり過ぎてかしめ強度が不足する。この結果、かしめ変形部が僅かな外力を受けて破損し、変形部を失ったピン（ボス）がピン孔（貫通孔）から抜け落ちる虞がある。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、小さな部品における合成樹脂製のピン（ボス）の頭部を加熱変形させて他の部品にかしめ結合する場合であっても、そのかしめ変形量を精度良く調整することができ、またそのかしめ変形量の良否を簡易に検査することのできるかしめ結合部品を提供することにある。
【０００７】
特に本発明は、例えば微小流量を計測する５ｍｍ角程度の小さな部品として実現される流量センサの、例えばプリント基板と合成樹脂製のカバー体とを一体にかしめ結合するに好適な構成要素を備えたかしめ結合部品を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係るかしめ結合部品は、第１部品（例えば基板）に開口された貫通孔を挿通させて第２部品（例えばカバー体）に突設された合成樹脂製のボスを嵌め込み、上記貫通孔から突出した前記ボスの頭部を加熱して前記貫通孔の周囲に溶融変形させて前記第１部品と第２部品とを一体に結合するものであって、
前記第１部品の前記貫通孔の周囲に、前記ボスの頭部の溶融変形量を目視するためのマークを設けたことを特徴としている。
【０００９】
ちなみに前記マークは、少なくとも前記ボスの適正な溶融変形時にその溶融変形部位にて覆われる第１の部位と、前記ボスの過度な溶融変形時にその溶融変形部位にて覆われる第２の部位とを有するものからなる。具体的には前記マークは、前記貫通孔の周囲に付された所定幅の円環状のパターンからなり、その内周縁を上記第１の部位、外周縁を上記第２の部位としたものからなる。
【００１０】
このようなマークを備えておれば、該マークの第１の部位（内周縁）が隠れるまで前記ボスの頭部を加熱溶融変形させ、該マークの第２の部位（外周縁）が見えなくなる前に前記ボスの頭部の加熱溶融変形を停止させるだけで、その加熱溶融変形量（かしめ変形量）を適正化することが可能となる。従ってボスの頭部の加熱変形作業（かしめ作業）の容易化を図り得る。またかしめ結合された部品（チップ部品）を検査する場合には、前記マークの第１および第２の部位がそれぞれ目視できるか否かを調べるだけで、その良否を簡単に判定することができる。従ってその作業効率・検査効率を高めて、信頼性の高い部品だけを容易に選択することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るかしめ結合部品について説明する。
このかしめ結合部品は図１にその概念を示すように、かしめ用の貫通孔１を備えた第１部品２と、かしめ用の棒状のボス（ピン）３を備えた第２部品４とからなる。そして上記ボス３を前記貫通孔１に嵌め込み、貫通孔１を挿通して突出するボス３の頭部（先端部）を図示しない発熱体を用いて加熱・加圧して前記貫通孔１の周囲に溶融変形させることで、その溶融変形部と第２部品４の表面との間に前記第１部品を挟み込む（かしめる）ものである。
【００１２】
ちなみに貫通孔１は、内径ｄの丸孔として形成される。またボス３はその外径が上記貫通孔１の内径よりも僅かに小さく、前記第１の部品２の厚みｔよりも所定長だけ長い丸棒体として形成される。このボス３の長さは、その頭部をかしめ変形（溶融変形）させる量、具体的には図２（ａ）に示すようにかしめ変形部３ａの大きさ（径；Ｄ）とその高さ（ｈ）に応じて設定される。
【００１３】
さてこのようなかしめ結合部品において本発明が特徴とするところは、図１に示すように第１部品２の表面の貫通孔１の周囲に、ボス３の溶融変形量を目視するためのマーク５を設けた点にある。このマーク５は、例えば上記貫通孔１と同軸に設けられた所定幅の環状パターンからなり、その内周縁を少なくとも前記ボス３が適正に溶融変形したときにそのかしめ変形部３ａにて覆われる第１の部位５ａとし、また前記ボス３が過度に溶融変形したときにそのかしめ変形部３ａにて覆われる第２の部位５ｂとしたものからなる。
【００１４】
具体的にはかしめ変形部３ａの大きさが直径Ｄとなったとき、その高さがｈとなって所望とするかしめ強度が確保される場合には、前記環状パターンからなるマーク５は、その内周縁（第１の部位５ａ）の径Ｄ１および外周縁（第２の部位５ｂ）の径Ｄ２が、［Ｄ１＜Ｄ＜Ｄ２］となるように設定される。このマーク５については、第１部品２の表面に印刷したものであっても良く、或いは金属膜を蒸着したものであっても良い。また第１部品２の表面自体をエッチング等によって凹状または凸状に機械加工したり、梨地状に表面加工してマーク５を形成することも可能である。
【００１５】
このようなマーク５を備えたかしめ結合部品によれば、ボス３の頭部を加熱溶融して貫通孔１の周囲にかしめ変形部３ａを形成する際、マーク５の第１の部位（内縁部）５ａがかしめ変形部３ａに覆われて見えなくなり、またマーク５の第２の部位（外縁部）５ｂが見える状態でその加熱溶融作業（かしめ作業）を停止すれば、これによって図２（ａ）に示すように機械的強度を十分に確保し得る適正なかしめ変形部３ａを形成して第１部品２と第２部品４とを一体に結合することが可能となる。
【００１６】
ちなみにかしめ変形部３ａが図２（ｂ）に示すように、その軸心から外れて偏った状態で形成される場合には、マーク５の第２の部位（外縁部）５ｂの一部がかしめ変形部３ａにて覆われて見えなくなる。この状態は、いわゆる片持ちのかしめ状態であり、かしめ不良である。従って上記第２の部位（外縁部）５ｂの全体を視認することができないことから、これを不良品として排除することが可能となる。
【００１７】
またボス３の頭部を過剰に加熱溶融変形させた場合には、そのかしめ変形部３ａは図２（ｃ）に示すように横方向に拡がって大径化し、しかもその厚みも薄くなる。するとマーク５における第１の部位（内縁部）５ａおよび第２の部位（外縁部）５ｂが共にかしめ変形部３ａにて覆われて見えなくなるので、この状態をもってかしめ不良であると判定することが可能となる。
【００１８】
尚、特に図示しないが、ボス３の頭部の加熱溶融変形量（かしめ量）が不足する場合には、マーク５における第２の部位（外縁部）５ｂのみならず、第１の部位（内縁部）５ａもかしめ変形部３ａにて覆われることがない。従ってかしめマーク５における第１の部位（内縁部）５ａおよび第２の部位（外縁部）５ｂが共に見えることになるので、この状態をかしめ加工前、或いはかしめ不足（かしめ不良）として判定することが可能となる。
【００１９】
従ってマーク５における第１の部位（内縁部）５ａおよび第２の部位（外縁部）５ｂがそれぞれ見えるか（視認し得るか）否かを判定するだけで、ボス３の頭部のかしめ変形による第１部品２と第２部品４との結合一体化が適正になされたいるか否かを容易に判定することが可能となる。尚、この目視検査については、必要に応じて顕微鏡やルーペを用いてかしめ変形部３ａの状態を観察したり、或いは画像処理等によってマーク５が見える領域（部位）を判定するようにしても良い。従ってかしめ変形部３ａの大きさを個々に計測しなくても、そのかしめ状態の良否を簡易に、しかも的確に判定することができるので、その製造品質管理を効率的に実行することが可能となる。
【００２０】
特にこのようなかしめ変形量管理用のマーク５を設けておけば、例えば図３に例示するような小型の流量計（マイクロフローセンサ）を製作する場合等に多大な効果を奏する。ちなみに図３に示する流量計は、６．５ｍｍ×８．５ｍｍ×０．７ｍｍなる大きさの、例えばセラミック製またはガラスエポキシ製等からなるプリント基板（第１部品）１１上に熱流量センサ１２を搭載し、この熱流量センサ１２の上部を覆って前記プリント基板１１の表面に所定の流体流路を形成する合成樹脂製の６．５ｍｍ×７．０ｍｍ×２．５ｍｍなる外形寸法を有する樋状のカバー体（第２部品）１３を一体に設けた構造を有する。そしてその結合は、カバー体１３の底面に突設した直径０．８ｍｍのボス１４を前記プリント基板１１に設けた貫通孔１５に嵌め込み、プリント基板１１の裏面側において前記ボス１４の頭部をかしめ変形させることによってなされる。
【００２１】
この場合、プリント基板１１の裏面からのかしめ変形部の最大突出高さｈが、例えば０．８ｍｍ以下である等の制約があることから、上述した直径０．８ｍｍのボス１４の頭部の加熱溶融によるかしめ作業には細心の注意が必要となる。また製作した流量計の品質を検査する場合にも、プリント基板１１とカバー体１３とが確実に一体化されているか否かを判定することが重要となる。この点、上述したマーク５をプリント基板１１に設けておけば、そのかしめ作業と品質検査を容易に、しかも的確に行うことが可能となる。従って図３に示すような小型の流量計に代表されるようなチップ部品を製作する上で、上述したマーク５が果たす効果は絶大であり、その実用的利点が極めて大きい。
【００２２】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えばマーク５としては前述した円環状のパターンに限られず、図４に例示するようなものであっても良い。図４（ａ）に示すものは、貫通孔１の周囲に該貫通孔１の軸心を通って互いに直行する２つの方向に前述した円環状のパターンの一部をなすマーク５ｍを部分的に設けたものである。このように部分的に設けたマーク５ｍであっても、基本的にはかしめ変形部３ａの位置ずれの向きを判定しながら、その大きさを判定することができるので先の実施形態と同様な効果が奏せられる。また図４（ｂ）に示すものは、前述した円環状のマーク５の幅に相当する直径の複数の円形マークｎを、かしめ変形部３ａの大きさＤに相当する径に沿って円形に並べたものである。従ってこのような形状のマーク５ｎであっても先の実施形態と同様な効果が奏せられる。
【００２３】
更に図４（ｃ）に示すものは、前述した円環状のマーク５の内周縁および外周縁にそれぞれ相当する２本の細線５ｘ，５ｙを円形に同軸に設けたものである。この場合には細線５ｘ，５ｙがそれぞれ見えるか否かによってかしめ変形部３ａの良否を判定することが可能となる。このようにマーク５（５ｍ，５ｎ，５ｘ，５ｙ）としては、かしめ変形部３ａの適正な大きさＤを判定する上で必要な許容幅の下で、その最小径Ｄ１と最大径Ｄ２とを視覚的に容易に判定し得る第１の部位５ａと第２の部位５ｂとをそれぞれ備えたものであれば良いので、そのパターン形状については特に限定されない。また前述した２本の細線５ｘ，５ｙの色を異ならせておくことも有用である。
【００２４】
またかしめ対象とする第１部品については、金属やその他の合成樹脂であっても良い。またかしめ対象とする部品の種類についても特に限定されないことは言うまでもなく、部品の大きさやボス・貫通孔の大きさ等についても限定されない。要は本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ボスの頭部を加熱溶融させてかしめられる貫通孔の周囲に、適正なかしめ変形部によって覆い隠される第１の部位、また過剰なかしめ変形部によって覆い隠される第２の部位を備えたマークを設けておくだけで、そのかしめ変形量を容易に、しかも適切に管理することができる。従って各種かしめ結合部品を製作する上で実用的利点が多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るかしめ結合部品の概要を示す図。
【図２】かしめ結合部品のかしめ状態と、かしめ変形部によるマークの見え方を示す図。
【図３】かしめ結合部品の具体例を示す図。
【図４】マークの変形例を示す図。
【符号の説明】
１ 貫通孔
２ 第１部品
３ ボス
４ 第２部品
５，５ｍ，５ｎ，５ｘ，５ｙ マーク
５ａ 第１の部位（内周縁）
５ｂ 第２の部位（外周縁）

Claims (2)

1. 第１部品に開口された貫通孔を挿通させて第２部品に突設された合成樹脂製のボスを嵌め込み、上記貫通孔から突出した前記ボスの頭部を加熱して前記貫通孔の周囲に溶融変形させて前記第１部品と第２部品とを一体に結合するかしめ結合部品であって、
   前記第１部品の前記貫通孔の周囲に、前記ボスの溶融変形量を目視するためのマークを設けたことを特徴とするかしめ結合部品。
2. 前記マークは、少なくとも前記ボスが適正に溶融変形したときにその溶融変形部位にて覆われる第１の部位と、前記ボスが過度に溶融変形したときにその溶融変形部位にて覆われる第２の部位とを有するものである請求項１に記載のかしめ結合部品。

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