JP4715713B2

JP4715713B2 - 締結部品および締結方法

Info

Publication number: JP4715713B2
Application number: JP2006281084A
Authority: JP
Inventors: 洋岩本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2026-10-16
Also published as: JP2008095914A

Description

本発明は、部材や部品を被締結体に締結させる締結部品に関し、具体的にはクリップ型の締結部品に関するものである。

近年、電子機器などの家庭電化製品は、資源の有効利用の観点から、製品に用いられている部材や部品をリサイクルする取組みがなされている。部材や部品を金属類やプラスチック類などの材質ごとに分別してリサイクルするためには、使用済みの家庭電化製品を解体しなくてはならない。しかし製品の仕様が一様でなく、しかも複数の部材や部品がビスやナットなどの締結部品で被締結体に締結されているため、締結部品を取り外すのに多くの人手と時間を要している。そこで、取り外しの容易な締結部品がいろいろ提案されている。

このような締結部品として、従来からアンカークリップ・ブラッシュクリップ・カヌークリップなどと称するクリップ型の締結部品が一般によく知られている。クリップ型締結部品は、挿入係止部と、弾性体からなる脚部とからなり、被締結体に設けた締結孔に脚部を圧入して、挿入係止部と、脚部の弾性力によって複数の被締結体を締結するものである。代表的なクリップ型締結部品であるプラスチック製のカヌークリップの一例を図７に示す。

図７（ａ）はカヌークリップの構成を示す斜視図、図７（ｂ）は第１の被締結体と第２の被締結体とをカヌークリップで締結した締結例を示した断面概略図である。図７において、７０１はカヌークリップ、７０２は第１の被締結体、７０３は第２の被締結体、７０４は第１の被締結体７０２に設けた挿入孔、７０５は第２の被締結体７０３に設けた締結孔である。

カヌークリップ７０１は、ナイロン６・ポリエチレン樹脂・ポリアセタールなどの弾性プラスチックで構成され、図７（ａ）に示すように、円板状の挿入係止部７０６と、一対の膨出部７０８を有するリング状の脚部７０７とを有している。以下に、第１の被締結体７０２と第２の被締結体７０３とをカヌークリップ７０１で締結する方法について、図７（ｂ）に基づいて説明する。

まず、脚部７０７を圧入するための締結孔７０５を第２の被締結体７０３に設ける。締結孔７０５の直径は、膨出部７０８の頂点間距離より小さく設定する。また、第１の被締結体７０２には脚部７０７を挿入させるための挿入孔７０４を設ける。挿入孔７０４の直径は、膨出部７０８の頂点間距離より大きく設定する。

つぎに、挿入孔７０４と締結孔７０５とを位置合わせして第１の被締結体７０２と第２の被締結体７０３とを重ね合わせ、挿入係止部７０６が第１の被締結体７０２に接触するまで脚部７０７を締結孔７０５に圧入する。すると、膨出部７０８は締結孔７０５の壁面によって圧縮変形され、圧縮変形された膨出部７０８の弾性力によって脚部７０７が締結孔７０５の壁面に押圧保持される。第１の被締結体７０２は、挿入係止部７０６と、脚部７０７で押圧保持された第２の被締結体７０３とで挟持され、第１の被締結体７０２と第２の被締結体７０３とがカヌークリップ７０１で締結される。

カヌークリップ７０１で締結された第１の被締結体７０２と第２の被締結体７０３とを解体する場合は、挿入係止部７０６を専用の工具で引き上げ、脚部７０７を締結孔７０５から引き抜いて解体していた。
特開２００２−５１２４号公報

しかしながら、従来のカヌークリップは、脚部を締結孔から引き抜いて締結解除するには５〜３０ｋｇｆの抜却力が必要であった。したがって、締結解除に労力を要する問題があった。

そこで本発明は、労力をかけずに自動的に締結解除できるクリップ型の締結部品を提供することを目的とする。

本発明による締結部品は、形状記憶合金からなる挿入係止部と、弾性体からなる脚部とを有し、被締結体に設けた締結孔に脚部を圧入して複数の被締結体を締結する締結部品であって、挿入係止部が、形状回復により、締結時に接触している側の被締結体を押圧する方向に自発形状変化することを特徴とする。このような構成にすることにより、挿入係止部の自発形状変化によって脚部が締結孔から自動的に抜却されるため、被締結体を自動で解体することが可能になる。

また、挿入係止部は、脚部に対して垂直方向にかつ互いに反対方向に延出している一対の延出部を有していることを特徴とする。このような構成にすることによって、挿入係止部の製造が容易になりかつ延出部の長さを調節するだけで延出部の自発形状変化による抜却力を簡単に調節することが可能になる。
また、延出部は、挿入係止部の形状回復により、脚部に対して水平方向に形状変化することを特徴とする。このような構成にすることによって、延出部の自発形状変化によって、被締結部品から完全に抜却することができる。
また、脚部は、挿入係止部に対して水平方向にかつ互いに反対方向に膨出している一対の膨出部を有していることを特徴とする。このような構成にすることによって、被締結部品の締結孔を脚部が押圧し、締結力が被締結部品に直接かかるため、被締結部品と脚部との締結力をさらに大きくすることができる。
また、一対の膨出部を有する脚部は互いに結合していることを特徴とする。このような構成にすることによって、締結部品の頂部と膨出部とによる被締結部品を押圧する力がより強固となり、安定した押圧保持が可能となる。

また、挿入係止部と脚部とが導電性を呈することを特徴とする。このような構成にすることによって、挿入係止部が接触している被締結体の導電体部と、脚部が接触している被締結体の導電体部とを電気的に短絡させることが可能になる。

本発明の締結部品によれば、挿入係止部の自発形状変化によって脚部が自動的に締結孔から抜却されるため、被締結体の自動解体が図れる効果が得られる。

以下、本発明の締結部品の実施形態例について図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明による締結部品の一構成例を示す斜視図である。図１（ａ）は締結前における締結部品の形態を示し、図１（ｂ）は形状記憶処理した締結部品の形態を示している。図２は、図１に示した締結部品で複数の被締結体を締結した締結状態を示す断面図である。図３は、図２に示した締結部品が締結解除する様子を模式的に示した断面図である。

[締結部品の構成]
締結部品１０１は、形状記憶合金からなる挿入係止部１０５と、弾性体からなる脚部１０２とが接合部１０７で接合された構成になっている。脚部１０２は、互いに反対方向に膨出している一対の膨出部１０３を有している。１０４は膨出部１０３の頂部である。
締結前の挿入係止部１０５は、図１（ａ）に示すように、脚部１０２に対して垂直方向にかつ互いに反対方向に延出している一対の延出部１０６を有している。

そして延出部１０６は、図１（ｂ）に示すように、脚部１０２に対して水平方向に形状変化するように形状記憶処理されている。したがって、図１（ａ）に示す挿入係止部１０５を形状回復温度に加熱すると、延出部１０６は形状回復して図１（ｂ）に示す形状に自発形状変化する。

脚部１０２は、一対の脚の両端が結合されかつ各脚が互いに反対方向へ膨出している膨出部１０３を有している。図では、膨出部１０３の形状が「く」の字形をしているが、円弧形など他の形状であってもよい。

挿入係止部１０５を構成する形状記憶合金としては、Ｔｉ−Ｎｉ系合金・Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系合金など一般に良く知られているものであればいずれでも用い得る。これらの形状記憶合金を所定温度、例えばＴｉ−Ｎｉ系合金であれば８００〜９５０℃に加熱して形状記憶処理することにより、挿入係止部１０５を図１（ｂ）に示す形状に記憶させることができる。

脚部１０２を構成する弾性体としては、鋼・リン青銅・ＳＵＳ３０４・ＳＵＳ６０１などのバネ弾性金属、あるいはナイロン６・ポリエチレン樹脂・ポリアセタールなどの弾性プラスチックなど一般に良く知られているものであればいずれでも用い得る。中でもバネ弾性金属は、形状記憶合金との接合が容易でしかも強固に接合できる点で好ましい。

挿入係止部１０５と脚部１０２との接合は、脚部１０２がバネ弾性金属の場合は、蝋付け・スポット溶接・ＹＡＧレーザー溶接などの接合方法で接合することができる。また、脚部１０２がバネ弾性プラスチックの場合は、かしめ・接着・嵌合などの接合方法で接合することができる。

締結部品１０１を導電性にするには、Ｔｉ−Ｎｉ系合金などの導電性記憶形状合金で挿入係止部１０５を構成し、脚部１０２をリン青銅・ＳＵＳ３０４などの導電性金属あるいは弾性プラスチックの表面を金・銅・クロムなどの導電性金属でメッキしたもので構成することにより容易に得られる。あるいは、締結部品１０１の表面全体を導電性金属でメッキ処理しても良い。

図１で説明した締結部品１０１を用いて、複数の被締結体を締結させる締結方法およびその締結解除方法について、それぞれ図２および図３を用いて以下に説明する。尚、図１、２、３において同じ構成要素には同一の符号を付与し、重複する説明については省略する。

２０１は第１の被締結体、２０２は第２の被締結体、２０４は第１の被締結体２０１に設けた挿入孔、２０５は第２の被締結体に設けた締結孔である。ここで、締結孔２０５の直径は、対向する頂部１０４ａ、１０４ｂ間の距離ｄ（図２（ｂ）参照）より小さく設定する。通常、締結孔２０５の直径は頂部間距離ｄの７５〜８５％に設定する。

[締結方法]
第１の被締結体２０１と第２の被締結体２０２とを締結するには、図２（ａ）に示すように、挿入孔２０４と締結孔２０５とを位置合わせして第１の被締結体２０１と第２の被締結体２０２とを重ね合わせ、挿入係止部１０５の延出部１０６が第１の被締結体２０１の表面２０６に接触するまで脚部１０２を締結孔２０５に圧入する。すると、膨出部１０３は締結孔２０５の壁面２０３によって圧縮変形され、圧縮変形された膨出部１０３の弾性力によって脚部１０２が壁面２０３に押圧保持される。その結果、第１の被締結体２０１は、延出部１０６と、脚部１０２で押圧保持された第２の被締結体２０２とで挟持され、第１の被締結体２０１と第２の被締結体２０２とが締結部品１０１で締結される。

[締結解除方法]
第１の被締結体２０１と第２の被締結体２０２との締結を解除するには、挿入係止部１０５を形状回復温度で所定時間加熱することにより達せられる。

挿入係止部１０５を形状回復条件で加熱すると、挿入係止部１０５は図１（ｂ）に示した形状に回復するように自発形状変化する。その結果、図３に示すように、挿入係止部１０５の延出部１０６が第１の被締結体２０１の表面２０６を下方に押圧するため、締結部品１０１が上方に押し上げられる。そして、膨出部１０３が締結孔２０５を通過して挿入孔２０４に達するまで延出部１０６が自発形状変化した時点で、第１の被締結体２０１と第２の被締結体２０２との締結が解除され、第１の被締結体２０１と第２の被締結体２０２と締結部品１０１がバラバラになる。さらに、挿入係止部１０５を重力方向に向けた場合、締結状態では締結部品１０１が反鉛直方向に被締結体２０１に締結していることになる。このとき、挿入係止部１０５は自発形状変化した時点で締結部品１０１が下方に押し下げられる。すると、締結部品１０１は自重で落下するため、第１の被締結体２０１と第２の被締結体２０２とを簡単に解体することができる（図示せず）。

尚、図２では２個の被締結体を締結する例を示したが、図２と同様の締結方法で複数個の被締結体を締結することができる。例えば、図２に示した第１の被締結体２０１の挿入孔２０４と同じ径の挿入孔を第３の被締結体に設け、第１の被締結体２０１、第３の被締結体、第２の被締結体２０２をこの順に重ね合わせて、締結部品１０１で締結することにより３個の被締結体を締結することができる。このとき、締結部品１０１の脚部１０２の長さは、頂部１０４が第２の被締結体２０２の締結孔２０５壁面を押圧する位置になるように設定する（図示せず）。

（実施の形態２）
図４および図５は、導電性の締結部品（以下、導電性締結部品と言う）を用いてプリント回路基板とフレームシャーシとを締結した締結例を示した断面概略図である。この締結原理は図２と基本的に同じである。したがって、ここでは図２との相違点についてのみ説明する。

図４において、４０１はプリント回路基板、４０２はプリント回路基板４０１上に設けられた接地電極、４０３はアルミニウムなどで構成された導電性のフレームシャーシである。

図４に示すように、挿入係止部１０５’を接地電極４０２に接触させ、かつ膨出部１０３’をフレームシャーシ４０３に設けた締結孔４０４の壁面に圧入して、プリント回路基板４０１とフレームシャーシ４０３とを導電性締結部品１０１’で締結する。

すると、接地電極４０２とフレームシャーシ４０３とが導電性締結部品１０１’を介して電気的に短絡される。したがって、フレームシャーシ４０３を接地するだけ接地電極４０２が接地できるため、プリント回路基板４０１の配線回路パターンの簡略化が図れる。

通常、導電性締結部品１０１’は、脚部１０３を非導電性の弾性プラスチックで構成した締結部品１０１に比べて製造コストが高くなる。そこで、プリント回路基板４０１とフレームシャーシ４０３とを複数の締結部品で締結する場合は、導電性締結部品１０１’を１個にして、他を上記弾性プラスチックで構成した締結部品１０１にすることによって部品コストの低減が図れる。

尚、図４ではフレームシャーシ４０３を接地したが、導電性締結部品１０１’を接地しても同じ効果が得られる（図示せず）。

図５は、プリント回路基板の構成が異なる以外は図４と基本的に同じである。したがって、ここでは図４との相違点についてのみ説明する。

図４に示すプリント回路基板４０１との相違点は、プリント回路基板５０１がスルーホールメッキされた挿入孔５０３の壁面と導通している接地電極５０２を有している点である。このようなプリント回路基板５０１とフレームシャーシ４０３とを締結する場合は、図５に示すように、挿入係止部１０５’をフレームシャーシ４０３に接触させ、膨出部１０３’をスルーホールメッキされた挿入孔５０３の壁面に圧入して、接地電極５０２とフレームシャーシ４０３とを導電性締結部品１０１’を介して電気的に短絡させることができる。

尚、本実施形態では、被締結体としてプリント回路基板４０１とフレームシャー４０３とを用いたが、同様の方法で他の形態の導電性被締結体同士を導電性締結部品１０１’で導通させることができることは勿論である。

（実施例１）
図１に示した締結部品１０１の製造方法について、図６に基づいて以下に説明する。

挿入係止部１０５を形成する挿入係止部材として、Ｔｉ−Ｎｉ系合金を図６（ａ）に示す形状に加工したのち８５０℃に加熱して形状記憶させたものを用意した。６０１ａと６０１ｂおよび６０２ａと６０２ｂは、それぞれ切り込みを入れた切断線および折り曲げ線である。

脚部１０２を形成する脚部材として、リン青銅を図６（ｂ）に示す形状に加工したものを用意した。６０３は切り込みを入れた切断線である。

つぎに、挿入係止部材の接合部１０７ａと、脚部材の接合部１０７ｂとを位置合わせして銀合金で蝋付けした後、折り曲げ線６０２ａに沿って延出部１０６ａを紙面に対して前方に、また折り曲げ線６０２ｂに沿って延出部１０６ｂを紙面に対して後方に折り曲げて、図１（ａ）に示した形状の挿入係止部１０５を形成した。

つぎに、切断線６０３の中心線上の折り曲げ線Ａに沿って頂部１０４ａとなる部分を紙面に対して前方に、また切断線６０３の中心線上の折り曲げ線Ｂに沿って頂部１０４ｂとなる部分を紙面に対して後方に押し曲げて膨出させ、図１（ａ）に示した形状の脚部１０２を形成して、締結部品１０１を作製した。

（実施例２）
実施例１で作製した締結部品でも導電性を有するが、電気伝導度を高くかつ均一にするために実施例１の締結部品を無電界金メッキして導電性締結部品を作製した。作製した導電性締結部品の電気伝導度は２３×１０⁶Ｓ／ｃｍであった。

本発明の締結部品は、家庭電化製品などの電子機器を解体して部材や部品をリサイクルする分野に有用である。

本発明による締結部品の構成例を示した図本発明の締結部品による締結方法の一例を示した図本発明の締結部品による締結解除の様子を模式的に示した模式図本発明による他の締結部品を用いた締結例を示した図本発明による他の締結部品を用いた締結例を示した図本発明による締結部品の製造方法の一例を示した図従来の締結部品の構成を示した図

符号の説明

１０１締結部品
１０２脚部
１０３膨出部
１０４頂部
１０５挿入係止部
１０６延出部
２０１第１の被締結体
２０２第２の被締結体
２０４挿入孔
２０５締結孔

Claims

形状記憶合金からなる挿入係止部と、弾性体からなる脚部とを有し、被締結体に設けた
締結孔に前記脚部を圧入して複数の被締結体を締結する締結部品であって、前記挿入係止
部が、形状回復により、締結時に接触している側の前記被締結体を押圧する方向に自発形
状変化することを特徴とする締結部品。
前記挿入係止部は、前記脚部に対して垂直方向にかつ互いに反対方向に延出している一対の延出部を有している請求項１に記載の締結部品。
前記延出部は、前記挿入係止部の形状回復により、前記脚部に対して水平方向に形状変化することを特徴とする請求項１に記載の締結部品。
前記脚部は、前記挿入係止部に対して水平方向にかつ互いに反対方向に膨出している一対の膨出部を有していることを特徴とする請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の締結部品。
一対の膨出部を有する前記脚部は互いに結合していることを特徴とする請求項４に記載の締結部品。
前記挿入係止部と前記脚部とが導電性を呈することを特徴とする請求項１に記載の締結部品。
請求項１から請求項６のいずれかに記載の前記締結部品を少なくとも１つ用いることを特徴とする電子機器。