JP2005217125A - 部品の固定構造及び部品固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂材の筐体に基板などの部品を固定する方法において、インサートナットによるネジ締めでは、樹脂材の薄型化に限界があり、かつ解体作業において樹脂材から金属材を分離できないか、あるいは分離するのに作業工数がかかることで埋立て処分され、樹脂材がリサイクルできなかった。
【解決手段】樹脂材と部品外周部に差し込み穴を形成し、樹脂材の部品搭載面の反対側となる面に突起部を形成し、差し込み穴を通して、ばね付きで工具が使用できる頭部を持ち、かつ先端がＬ字か、あるいは２又以上に分岐に成形した金属留め具を差し込み、これを回転させて固定することにより達成することができる。
【選択図】 図１Ｃ

Description

本発明は、電気製品、例えばノート型パーソナルコンピュータなどの樹脂製筐体に搭載する部品の固定方法に関する。

近年、工業製品の環境配慮製品化の要求は益々高まり、電気製品の実装や組み立て方法にも３Ｒ（リデュース、リユース、リサイクル）に配慮した製品の開発が要求されている。現在、ノート型パーソナルコンピュータの樹脂筐体に部品を固定するための従来技術としてはインサートナット１が一般に用いられる。インサートナット１による固定方法は、図７Ａ、図７Ｂに示すように、筐体となる樹脂材２の一部にインサートナット１埋め込み用の孔を形成し、この孔に金属製のインサートナット１を打ち込む。搭載するプリント基板などの部品４の外周部にボルト３を中通しするための孔を形成し、この孔を介してボルト３とインサートナット１をネジ締めすることで固定される。

なお、リサイクル性を考慮した部品固定方法として、特許文献１に記載されたものがある。

特開平１１−２３３９５７号公報

しかしながら、上記従来技術には、以下のような問題があった。即ち、図７に示すような部品の固定構造では、第１に、打ち込みにより樹脂材２に強固に固定された金属材であるインサートナット１は樹脂材２から分離できないか、あるいは分離するのに工数がかかる。例えば、インサートナット１が埋め込まれた部分を打ち抜きにより除去する場合、筐体に形成された大きさの様々なインサートナット１部の数だけ打ち抜かなければならず、その打ち抜き工数は多大である。このため、廃棄物として処理されるときに、一般に金属材が樹脂材２から分離されることなく異種材料混合廃棄物として埋立て処分されることになる。即ち、樹脂材２を筐体に使用する例えばノート型パーソナルコンピュータのような電気製品において樹脂材２のリサイクル率向上の阻害要因であるという問題があった。第２に、ネジ締めによる締付け強度を確保するため、一定のネジ部長さが必要となるので、部品固定部における樹脂材の厚さをネジ部長さに応じて確保せねばならず薄型化に限界があるという問題があった。第３に、ネジ締めの場合、使用環境の振動によってはネジが緩む可能性があるという問題があった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を改善して、樹脂材の厚さを薄型化でき、樹脂材と金属材の分離が容易な部品の固定構造及び部品固定方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、樹脂材に搭載部品を固定する構造であって、前記搭載部品及び前記樹脂材に形成された対を成す少なくとも１組の差し込み穴と、前記樹脂材の表側の前記差し込み穴の周囲に形成された係止部と、頭部および先端部を有し前記頭部にばねが設けられた金属製止め具とを備え、前記金属製止めの具の先端部を前記樹脂材の裏側から前記対を成す差し込み穴を通して差し込み、該止め具の先端部を前記樹脂材の係止部に係合させばね力により保持することにより前記搭載部品を前記樹脂材に固定することを特徴とする。

たとえば、部品を固定するために、樹脂材に差し込み穴とテーパー状の突起部を形成し、搭載部品には差し込み穴を形成し、頭部を有しかつ先端がＬ字形か２又以上に分岐した金属製留め具にばねを装着して、樹脂材と搭載部品に形成した差し込み穴に差し込み、所定の角度回して、係止部たとえば突起部を乗り越えさせることにより、ばねで固定されるようにしたものである。あるいは、樹脂材に差し込み穴と係止部としての窪み部を形成し、搭載部品には差し込み穴を形成し、頭部が一般的な工具で作業できる形状を有し、先端が２又以上に分岐かつ突起部を形成した留め具にばねを装着して、樹脂材と搭載部品に形成した差し込み孔に差し込み、所定の角度回して、留め具に形成した突起部と樹脂材に形成した窪み部を嵌合させて、ばねで固定されるようにしたものである。

本発明によれば、製品廃棄時の解体作業において特別な技術や設備がなくても容易に樹脂材からの金属材を取り除くことができ、解体工数の低減、樹脂材のリサイクル率向上、及び金属材の再利用が達成できる。電気製品の筐体に用いる樹脂材に部品を固定する場合に、ネジを使わずに樹脂材に施した所定の形状とばね付きの止め具により部品を固定するため樹脂材の薄型化が達成できる。また、留め具がばねにより固定され、かつ樹脂の突起部や樹脂窪み部と留め具突起部の嵌合によって固定されるため、振動があっても嵌合部を乗り上げることはできないのでネジのように緩むことなく信頼性の高い固定方法が得られる。

以下、本発明による部品の固定方式を、ノート型パーソナルコンピュータの樹脂製筐体に搭載する部品の固定に用いた実施例について、説明する。

（実施例１）
本発明の一実施例における部品固定構造および固定方法に関する実施例１を、図１Ａ〜図２Ｂで説明する。図１Ａは、ノート型パーソナルコンピュータの樹脂製筐体部分の組み立て状態を示す図である。図１Ｂおよび図１Ｃは、部品固定部の断面模式図である。また、図２Ａは留め具挿入方向を上としたときに本実施例の樹脂材を上から見た図であり、図２Ｂは樹脂材の断面、留め具の挿入方向を上側としたときの下側から見た図、および横に展開した図を示しており、図２Ｃは、留め具の正面および側面を示す模式図である。

図１Ａは、樹脂製筐体２に搭載部品４を固定する場合を示している。樹脂製筐体(以下単に樹脂材)２及び搭載部品４には、対を成す少なくとも１組の差し込み穴５が設けられており、また、樹脂材２の差し込み穴の周囲には突起部６が形成されている。搭載部品４は、留め具９を用いて樹脂材２に固定される。搭載部品４は、たとえばパーソナルコンピュータのハードウエアを構成する半導体チップなどの電子部品である。

留め具９は、軸方向に伸びた留め具本体９ａと、軸に直角方向に伸びた先端８とを有しており、この先端８が突起部６に係止するように構成されている。図１Ｂの例は、留め具９の一方の先端８がＬ字型の場合である。図１Ｃは留め具９の他の例であり、先端８が二又の場合である。

次に、図２Ａから図２Ｃを用い、樹脂材および留め具９について詳しく説明する。図２Ａは、留め具挿入方向を上としたときに本実施例の樹脂材を上から見た図であり、樹脂材２には、留め具９の差し込み穴５が形成されている。図２Ｂは、樹脂材２の断面および留め具９の挿入方向を上側としたときの下側から見た図および横に展開した図を示しており、樹脂材の下側には突起部６が形成されている。
この突起部６の高さは、ばねの縮む高さよりも短くしており、留め具９を滑らかに回せるようにテーパー形状とし、その終端は段になっている。

次に、図２Ｃに示すように、留め具９は、留め具本体９ａとばね１０から構成されている。留め具本体９ａの頭部７には、一般的な工具で取り付けや取り外し作業ができるように窪み部を形成している。本実施例の場合はプラスドライバーで作業できるプラス型の窪み部を形成している。

搭載部品４の樹脂材２への固定に際しては、ばねを付けた留め具９を、樹脂製筐体２の裏側から、樹脂製筐体２と搭載部品４に設けられた一対の差し込み穴５を通して差し込み、所定の角度回す。これにより、先端８が樹脂製筐体２の表側に形成された突起部６のテーパー形状に沿って移動し、終端部を乗り越えた段差ある位置において、ばね力により固定される。取り外す場合は、留め具９を押して段差を超えさせ、取り付け時と逆方向に回せば容易に外すことができる。

なお、ここでは樹脂製筐体２に関して、突起部側を表側、搭載部品側を裏側としたが、これは樹脂製筐体２と搭載部品４の取り付け関係での定義であり、製品の筐体としての表裏ではない。よって、複数の搭載部品が樹脂製筐体の両面に取り付けられる場合は、搭載部品毎に表裏が異なる。

次に、上述した本発明の一実施例の部品固定方法における樹脂材２、留め具９の製造方法について詳しく説明する。まず、樹脂材２の差し込み穴５と突起部６は、所望の形状になるように金型を作製し、ＡＢＳ＋ＰＣ材を一般的な射出成形により形成した。また、搭載部品はガラス・エポキシ基板であり、その差し込み用の穴５は一般的なドリルを用いて旋盤加工により形成した。次に、留め具９は、プレス成形により所定の形状に成形した後、これを加熱し頭部が窪み部を有する皿形になるようにプレス成形し、亜鉛めっきを施した。頭部本体９ａの形状は、作業性を考えるとプラスドライバー、マイナスドライバーか六角レンチが使用できる形状が望ましい。

本実施例によれば、製品の筐体に用いる樹脂材に、搭載部品４を固定する場合に、ネジを使わずに樹脂材２に施した所定の形状とばね付きの止め具９により部品を固定するため樹脂材の薄型化が達成できる。具体的には、筐体の樹脂厚さ１ｍｍ強に対し、従来例のインサートナット部が４ｍｍ弱であったとすると、これを本発明の方式にした場合、樹脂厚さ３ｍｍ、留め側の深さが２ｍｍ、金属留め具の太さを１ｍｍにすれば板厚３ｍｍあればよく、ネジを使う場合に比べ厚さが６０％になる。留め具がばね１０により固定され、かつ樹脂の突起部６と留め具先端８係止によって止め具９が固定されるため、振動があっても段差部を乗り上げることはできないのでネジのように緩むことなく信頼性の高い固定方法が得られる。

また、ばね付きの止め具９は分解作業も容易であり、製品廃棄時の解体作業において特別な技術や設備がなくても容易に樹脂材か金属材すなわち金属製留め具９を取り除くことができ、解体工数の低減、樹脂材のリサイクル率向上、及び金属材の再利用が達成できる。

（実施例２）
次に、本発明における他の実施例について図３、図４を用いて説明する。図３Ａ，図３Ｂは、本発明この実施例における部品固定方法を示す断面模式図である。この実施例では、樹脂材２に窪み部１１が形成されており、一方、留め具９には突起部１２が形成されている。

留め具９を用いて搭載部品４を固定するには、樹脂材２と搭載部品４に形成した差し込み穴５に、留め具９にばね１０を付けて差し込み、所定の角度回して、樹脂材２の窪み部１１と留め具９の突起部１２を嵌合させると、ばねにより固定される。取り外す場合は、押し回しにより取り付け時と逆方向に回せば容易に外すことができる。なお、図３Ａは留め具９の一方の先端８がＬ字型の場合であり、図３Ｂは留め具９の他の例であり、先端８が二又の場合である。

次に、この実施例における樹脂材および留め具について図４Ａから図４Ｃを用いて詳しく説明する。図４Ａは留め具挿入方向を上としたときに本実施例の樹脂材を上から見た図であり、樹脂材２には、留め具９の差し込み穴５を形成している。図４Ｂは樹脂材２の断面および留め具９の挿入方向を上側としたときの下側から見た図を示しており、樹脂材の下側には窪み部１１を形成している。

留め具９は、図２Ｃに示すように留め具９とばね１０から構成されている。留め具９の頭部７は一般的な工具で取り付けや取り外し作業ができるように窪み部を形成している。留め具９の先端８には樹脂材２の窪み部１１と嵌合させるために、窪み部１１の内寸よりもやや小さい寸法の突起部１２を形成している。

次に、上述した本発明の一実施例の部品固定方法における樹脂材２、留め具９の製造方法について詳しく説明する。まず、樹脂材２の差し込み穴５と窪み部１１は、所望の形状になるように金型を作製し、ＡＢＳ＋ＰＣ材を一般的な射出成形により形成した。また、搭載部品はガラス・エポキシ基板であり、その差し込み用の穴５は一般的なドリルを用いて旋盤加工により形成した。次に留め具９は、プレス成形により所定の形状に成形し、亜鉛めっきを施した。

この実施例でも、樹脂材の筐体に部品を固定する場合に、樹脂材の薄型化が可能となり、製品解体作業時に樹脂材と金属材の分離が容易になるという効果がある。また、ネジのように緩むことなく信頼性の高い固定方法が得られる。

（実施例３）
本発明の他の実施例について、図５を用いて説明する。固定方法の基本的な構成と製造方法は実施例１と同じであるが、留め具９の形状を変更したものである。図５は留め具９の模式図であるが、樹脂材２と接触する面に鋸状の窪み突起部１３を形成し、さらにその断面を楔形断面１４にしている。これにより、樹脂に留め具が実施例１の固定方法がさらに緩みにくい構造となるようにしている。

この実施例でも、樹脂材の筐体に部品を固定する場合に、樹脂材の薄型化が可能となり、製品解体作業時に樹脂材と金属材の分離が容易になるという効果がある。また、ネジのように緩むことなく信頼性の高い固定方法が得られる。

（実施例４）
本発明の他の実施例について、図６を用いて説明する。固定方法の基本的な構成と製造方法は実施例１と同じであるが、留め具９の形状を変更したものである。

図６は、留め具９の模式図であるが、留め具の先端８が留め具の軸１５に対しなす角度１６を０°から９０°の範囲にしている。実施例１から実施例３では、留め具の軸とのなす角度がほぼ９０°であるが、この角度を０°から９０°の範囲とすることにより、留め具を製造する上での寸法精度を低くすることができ、製造コストが低減できるようにしている。

この実施例でも、樹脂材の筐体に部品を固定する場合に、樹脂材の薄型化が可能となり、製品解体作業時に樹脂材と金属材の分離が容易になるという効果がある。また、ネジのように緩むことなく信頼性の高い固定方法が得られる。

以上、本発明の部品固定方法について実施例に基づき具体的に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、本発明に係る金属留め具やばねの材質は、一般に入手できる金属であれば如何なるものであってもよく、特定の材質に限定されない。ばねは、金属製留め具と樹脂材を固定するのに十分なばね定数があればとくに形状を限定されない。例えばスプリングワッシャ−などを使用してもよい。樹脂材に形成したテーパー部の形状や角度も機能を満足する範囲において種々の値を取り得る。例えば、上記実施例においては、製品筐体外側にある開口部に留め具が露出するが、この部分の耐食性を改善するためにめっきや塗装などを行ってもよい。また製品外観上の見栄えを良くするために、樹脂などでその開口部に蓋をしてもよい。

また、製造方法においても一実施例に過ぎず、材質の種類によって様々な加工方法の組み合わせを取り得る。例えば上記実施例ではプレスによる一体成形であるが、個々の部品に分割して、金属なら溶接、樹脂なら接着などの方法により製造できる。

本発明の実施例１における部品固定構造を示す模式図。 本発明の実施例１における部品固定構造を示す断面模式図。 本発明の実施例１の、留め具の他の例を示す断面模式図。 本発明の実施例１における樹脂材を上から見た図。 本発明の実施例１における樹脂材および突起部を示す模式図。 本発明の実施例１における留め具を示す模式図。 本発明の実施例２の、留め具の他の例を示す断面模式図。 本発明の実施例２における部品固定構造を示す断面模式図。 本発明の実施例２における樹脂材を上から見た図。 本発明の実施例２における樹脂材および突起部を示す模式図。 本発明の実施例２における留め具を示す模式図。 本発明の実施例３における留め具を示す模式図。 本発明の実施例４における留め具を示す模式図。 従来技術における部品固定構造の模式図。 従来技術における部品固定構造の断面模式図。

符号の説明

１…インサートナット、２…樹脂材、３…ボルト、４…搭載部品、５…差し込み穴、６…樹脂材の突起部、７…留め具の頭部、８…留め具の先端部、９…留め具、１０…ばね、１１…樹脂材の窪み部、１２…留め具の突起部、１３…鋸状の窪み突起部、１４…楔形断面、１５…留め具の軸、１６…留め具の先端が留め具の軸となす角度。

Claims (8)

1. 樹脂材に搭載部品を固定する固定構造であって、
   前記搭載部品及び前記樹脂材に形成された対を成す少なくとも１組の差し込み穴と、前記樹脂材の表側の前記差し込み穴の周囲に形成された係止部と、頭部および先端部を有し前記頭部にばねが設けられた金属製止め具とを備え、前記金属製止めの具の先端部を前記樹脂材の裏側から前記対を成す差し込み穴を通して差し込み、該止め具の先端部を前記樹脂材の係止部に係合させばね力により保持することにより前記搭載部品を前記樹脂材に固定することを特徴とする部品の固定構造。
2. 請求項１に記載の部品の固定構造であって、
   前記係止部は、前記樹脂材に形成された突起部であり、前記金属製止め具は先端部がＬ字形もしくは２又以上に分かれた形状であり、該止め具の先端部を前記樹脂材の突起部に係合させばね力により保持することにより前記搭載部品を固定することを特徴とする部品の固定構造。
3. 請求項１に記載の部品の固定構造であって、
   前記係止部は、樹脂材に形成された窪み部であり、前記金属製止め具は先端部がＬ字形もしくは２又以上に分かれた形状であり、該止め具の先端部を前記樹脂材の窪み部に係合させばね力により保持することにより前記搭載部品を固定することを特徴とする部品の固定構造。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の部品の固定構造であって、前記金属製止め具の頭部が、工具作業用の窪みを有することを特徴とする部品の固定構造。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載の部品の固定構造であって、前記金属製止め具の先端部でかつ前記樹脂材との接触面に、鋸状の凹凸を形成したことを特徴とする部品の固定構造。
6. 請求項１ないし３のいずれかに記載の部品の固定構造であって、前記金属製止め具においてＬ字形か少なくとも２又以上に分かれた一端が前記止め具の軸に対する角度が０°から９０°の範囲であることを特徴とする部品の固定構造。
7. 前記樹脂材が樹脂製筐体であり、前記部品が電子部品であり、請求項１ないし３のいずれかに記載の部品の固定構造を備えたことを特徴とするノート型パーソナルコンピュータ。
8. 樹脂材に搭載部品を固定する方法であって、
   前記搭載部品及び前記樹脂材に対を成す少なくとも１組の差し込み穴と、前記樹脂材の表側の前記差し込み穴の周囲に形成された係止部と、頭部および先端部を有し前記頭部にばねが設けられた金属製止め具とを準備し、
   前記金属製止めの具の先端部を前記樹脂材の裏側から前記対を成す差し込み穴を通して差し込み、
   該止め具の先端部を前記樹脂材の係止部に係合させばね力により保持することにより前記搭載部品を前記樹脂材に固定することを特徴とする部品の固定方法。

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