JP5110617B2 - 組立及び解体用のファスナ - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は組立及び解体における改良に関する。本発明は特に、通例使用される方式より効率的及び／又はより手間のかからないものとなる組立・解体方式に関する。
【０００２】
本発明は特に、印刷回路基板の組立及び解体に関する。だが、本発明はこれに限るものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
印刷回路基板（印刷配線基板とも云う）は通常、従来的締結材、即ち台及びネジ類を用いて組み立てられる。印刷回路基板の組立には、効率をより高くすることが望ましい。また、部品のリサイクル及び処理を助けるため、かかる製品を「逆製造」、即ち解体できることが望ましい。
【０００４】
また、組立工程前又は中に、取り付けの有効性と電子部品の検査が行えるのが望ましい。組立の完了時ではなく組立中に、欠陥の有る取付けや電子部品が検出されるなら、使用部品の交換ができ、且つ／或いは欠陥部品のために、製造が終わった後になって組立品を廃棄しなければならない損失を回避することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明は、第１のエレメントを第２のエレメントに取付けるためのファスナ装置であって、このファスナ装置には、ピンを有する第１の部材と、ピンの少なくとも一部を受容するための空洞部を有する第２の部材とが備わり、第２の部材の少なくとも一部が第１のエレメントの穴部内に受容されるか、又は受容可能であって、
特定の温度で第１の形状から第２の形状に変化可能な材料を、第１の部材が含むか、或いは第２の部材がその構成材料とするか、又は含むものであり、
第１の部材のピンは、上記材料の上記第２部材空洞部との相互作用を通して上記第２の形状になると、ピンの変形を伴わずに上記空洞部にロック可能になるように構成されて成るファスナ装置を提供するものである。
【０００６】
本発明はまた、第１のエレメントを第２のエレメントに取付けるためのファスナ装置であって、このファスナ装置には、ピンを有する第１の部材と、ピンの少なくとも一部を受容するための空洞部を有する第２の部材とが備わるものであって、
特定の温度で第１の形状から第２の形状に変化可能な材料を、第１の部材が含むか、或いは第２の部材がその構成材料とするか、又は含むものであり、上記特定の温度が、第１の部材に含まれる加熱手段を通して発生されるように構成されて成るファスナ装置を提供する。
【０００７】
本発明のファスナはまた、取外し（解体）を可能にするものである。このことは益々、重要になっている。組立品、特に印刷基板組立品の部品を、特に再生利用を目的として回収する要求が強まっている。このため、本発明はその実施態様によっては、第１の部材が第２の形状になれば第２の部材にロック可能にすると共に、第１の部材が第１又は別の形状になれば第２の部材からアンロック可能になるようにする。
【０００８】
従って、本発明はまた、第１のエレメントを第２のエレメントに取付けるためのファスナ装置であって、このファスナ装置には、ピンを有する第１の部材と、ピンの少なくとも一部を受容するための空洞部を有する第２の部材とが備わり、第２の部材の少なくとも一部が第１のエレメントの穴部内に受容されるか、又は受容可能であって、
特定の温度で第１の形状から第２の形状に変化可能な材料を、第１の部材が含むか、或いは第２の部材がその構成材料とするか、又は含むものであり、
第１の部材のピンは、上記第２の形状になると、ピンの変形を伴わずに上記空洞部にロック可能になり、
第１の部材のピンは、第１の部材が第１の形状又は第３の形状になると、第２の部材からアンロック可能になるように構成されて成るファスナ装置を提供する。
【０００９】
本発明は更に、本発明のファスナ又は方法を用いて、第２のエレメントに取付けた第１のエレメント、好ましくは印刷回路基板を提供する。
【００１０】
本発明はまた、本発明のファスナの第１の部材又は第２の部材と組み合わせとしての第１のエレメント、好ましくは印刷回路基板を提供する。
【００１１】
本発明はまた、第１のエレメントを第２のエレメントに取付ける方法であって、
（ａ）ピンを有する第１の固着部材と、ピンの少なくとも一部を受容するための空洞部を有する第２の固着部材であって、第２の部材の少なくとも一部が第１のエレメントの穴部内に受容されるか、又は受容可能であって、特定の温度で第１の形状から第２の形状に変化可能な材料を、第１の部材が含むか、或いは第２の部材がその構成材料とするか、又は含むようにして成る第１の固着部材と第２の固着部材とを準備し、
（ｂ）ピンを空洞部に出来るだけ深く挿入し、
（ｃ）材料を特定温度以上に加熱して、材料が空洞部と相互作用してピンを空洞部に、ピンの変形を伴わずに、ロックするようにして成る方法を提供する。
【００１２】
本発明はまた、第１のエレメントを第２のエレメントに取付ける方法であって、
（ａ）ピンを有する第１の固着部材と、ピンの少なくとも一部を受容するための空洞部を有する第２の固着部材であって、特定の温度で第１の形状から第２の形状に変化可能な材料を、第１の固着部材が含むか、或いは第２の固着部材がその構成材料とするか、又は含むようにして成り、上記特定温度と異なる或る温度で第３の形状に変化可能な材料を第１の固着部材が含むようにして成る第１の固着材料と第２の固着材料を準備し、
（ｂ）ピンを空洞部に挿入し、
（ｃ）材料を特定温度以上に加熱して、材料が空洞部と相互作用してピンを空洞部にロックするようにして成る方法を提供する。
【００１３】
本発明はそのもう一つの側面において、第１のエレメントを第２のエレメントに取付けるためのファスナ装置であって、このファスナ装置には、ピンを有する第１の部材と、ピンの少なくとも一部を受容するための空洞部を有する第２の部材とが備わるものであって、
特定の温度で第１の形状から第２の形状に変化可能な材料を、第１の部材が含むか、或いは第２の部材がその構成材料とするか、又は含むものであり、
第１の部材のピンは第２の形状になると、第２の部材の空洞部にロック可能になり、
第１の部材のピンは、第１の部材が第３の形状になると、第２の部材からアンロック可能になるように構成されてなるファスナ装置を提供する。
【００１４】
本発明はまた、第１のエレメントを第２のエレメントから取外す方法であって、第１のエレメントが本発明のファスナ装置により第２のエレメントに固着されたものであり、前記材料を前記特定温度に加熱して成る方法を提供する。
【００１５】
本発明はまた、第１のエレメントを第２のエレメントから取外す方法であって、第１のエレメントが請求項８に記載のファスナ装置により第２のエレメントに固着されたものであり、第１の部材を加熱して、それが前記第３の形状を呈するようにして成る方法を提供する。
【００１６】
第１のエレメントは、好ましくは印刷回路基板である。この実施例においては、上記加熱に要するエネルギーが、回路基板に備わる抵抗等により、第２のエレメント内または上の手段、又は前記固着部材の一方又は両方と一体の手段により提供される。
【００１７】
第２のエレメントは、回路基板のケーシングの一部又は支持体とすると良いが、第２の印刷回路でも良い。
【００１８】
第１のエレメントは好ましくは回路基板であるが、本発明は種々の側面においてこれに限らない。例えば、本発明のファスナは販売店において商品をその支持体に固着するものでも良い。一つの特定例は、ＣＤをＣＤケースに収めたものを、ＣＤが買われるまで支持体に固着させておき、購買時に売り手がファスナにＣＤケースを解放するように指示し、買い手がＣＤにアクセスできるようにする。
【００１９】
もう一つの例として、車両、船舶又は飛行機内でコンピュータ内の部品及びコンピュータ自体を、並びに他の振動感受性装置をより良好に保護するために、本発明のファスナを用いることができる。本発明のファスナは、そのような状況での固着手段と共に、緩衝作用を提供する。一特定例は、車上、船上又は機上コンピュータのケーシングの固定である。本発明のファスナは、コンピュータ部品をケーシング内に固定することができる。本発明のファスナは更に、アクセスを制限し、セキュリティの確保のため、ケーシングを車内、船内及び機内に固着することができる。このような場合には、盗難防止を目的として、ピンが金属磁心を要することもある。
【００２０】
もう一つの非限定例として、サービスアクセスパネルを本発明のファスナで固定しても良い。
【００２１】
他の多くの例が当業者には明らかであろう。従って、第１のエレメント及び第２のエレメントは何れも、範囲が広いものである。
【００２２】
第１の部材のピンは、固定スピゴット（栓）の形式を取ることができる。第２の部材は一具体例として、形状記憶ポリマーや他の適宜の材料から成るスリーブであり、これにピンの少なくとも一部が嵌め込まれる。ピンは僅かに大きめにし、材料が特定の温度で第１の形状から第２の形状に変わるまで、一部嵌合するに留まるようにすると良い。ピンは拡大部、又はリブ等の他の形状を有しこれが、材料が第２の形状に変わるとき、スリーブとの間に締まり嵌めを形成するようにすると良い。
【００２３】
ピンが拡大部、又はリブ等の他の形状を有しこれが、材料が第２の形状に変わるとき、スリーブとの間に締まり嵌めを形成するようにしても良いが、ピンは他の形状を有するようにしても良い。例えば、ピンは凹部を有しても良い。ピンは断面が一定で、凸部やアンダーカットの無いものでも良い。ピンは、円形や方形、その他適宜の断面を有するようにしても良い。
【００２４】
ピンはスリーブのように、断面が一定のものでも良い。この場合、材料が特定の温度に加熱されると、第１の形状から第２の形状に変化しようとするその性向が、ピンとスリーブの間に、ピンをスリーブにロックするために十分な摩擦を生じさせる。当業者には明らかなように、ピンの空洞部へのロックを可能にする種々の形状例がある。
【００２５】
スリーブの材料を再び加熱することにより、ピンを解放することができる。スリーブの材料は十分に加熱されると元の形状に戻るか、又は第３の形状となって、取外しを可能にする。好ましくは、加熱と再加熱は繰り返すことができるようにする。
【００２６】
ピンは、例えば印刷回路基板のケース又は支持体と一体に形成されるようにしても、別個に形成されるようにしても良い。
【００２７】
第２の部材をスリーブ又はプレートとする場合、これが一つ又は複数の穴又は空洞（又は凹部）を有するようにしても良い。この例の利点は例えば、印刷回路基板をケーシングともう一つの印刷回路基板の両方に固着することができることである。これにより、複数の回路基板及び他の部品の段積みが容易になる。ピンはまた回路基板間の電気的接続を可能にするが、この場合にはワイヤ等の導電性材料をピンに組み込む必要が有る。
【００２８】
上記特定温度は好ましくは、抵抗に電流を流すことにより熱を発生して得られる。これ等の抵抗は通常の回路基板組立品の一部として装着されるもので良く、２つの目的、即ち回路基板組立品における抵抗の主機能と、取付け又は取外し中に材料の形状を変化させるための特定温度の到達を可能にする副機能をもつことになる。
【００２９】
抵抗を用いる代わりに、加熱素子又は他の手段を組立品内に一体として設けるか、外部に設け、適宜の熱量をファスナに加えるようにしても良い。
【００３０】
第１の部材と第２の部材との何れかが上記材料から成るか、これを含むようにする。第２の部材がスリーブの場合、この部材のほうを、上記材料から成るか、これを含む部材とするとのが良い。
【００３１】
材料は形状記憶材料、又はホットメルト接着剤等の、適宜の温度で溶融する材料でも良い。第１の部材及び／又は第２の部材が適宜に成形されている場合、ホットメルト接着剤を用いると良い。ある種の金属又は金属合金も良い。特定の熱量を加えると、相変化する材料も良い。例えば、９０〜１３０℃で液体化する発熱性エポキシ接着剤が知られているが、これも良い。回路基板のエレメントへの接続をファスナの部材が自己はんだ付けするようにする、はんだ等の他の材料でも良い。その他の材料も当業者に明らかであり、適宜試してみれば確認することができる。
【００３２】
形状記憶物質は周知である。任意の形状記憶物質を用いることができる。形状記憶物質は本質的に、一時的に変形されうるが、通常その都度熱を加えれば元の形状に復元させることができる。ニッケル・チタン合金等の形状記憶物質も排除されないが、本発明の目的のためには形状記憶物質はプラスティックポリマーであると良い。
【００３３】
適切な形状記憶プラスティックポリマーが米国カリフォルニア州のポリマー・テクノロジー・インコーポレイテッドから登録商標Ｃａｌｏ．ＭＥＲの下に入手可能である。この形状記憶製品は一般に、ポリウレタン又はポリエステル熱可塑性エラストマー等の非反応性熱可塑性樹脂である。これ等は、押出しや射出成形を含む、特に溶融加工を介した種々の方法で成形可能である。この材料は充填材や染料の配合によっても、形状記憶特性を失うことが無い。
【００３４】
このようなポリマーには、化学的に異なり、且つ夫々主ガラス遷移温度を保持する「硬質」部と「軟質」部とをもつブロック共重合体がある。このような共重合体には、低いガラス遷移温度と、高いガラス遷移温度をもつものがある。低ガラス遷移温度は「軟質」部のものであり、高遷移温度（結晶融点とも云う）は「硬質」部のものである。
【００３５】
そのようなブロック共重合体の場合、低ガラス遷移温度より高く、上位ガラス遷移温度より低い温度では、軟質部は柔軟で、ラバー状であり、硬質部は堅く、柔軟性が無い。従って、このような共重合体は弾性力のある熱可塑性エラストマーとして作用する。このような共重合体は軟質部の分子量と化学構造のため、これ等の温度でモビリティがかなり高い。このような共重合体は粘性変形と、応力緩和の特性を示す。
【００３６】
温度が硬質部のガラス遷移温度を超えると、この共重合体は粘稠液体になり、所定の形状への押し出し又は射出成形が可能になる。上位ガラス遷移温度下への冷却により、この形状が「ロックイン」（固定）」される。
【００３７】
一時的形状を「ロックイン」するには、共重合体を低ガラス遷移温度と上位ガラス遷移温度の間の温度に加熱して、軟質部のみが粘稠、且つ変形可能にし、次いで共重合体を低ガラス遷移温度下の温度まで冷却すれば良い。共重合体を低ガラス遷移温度上に加熱すると、共重合体は高温処理で前に形成された永久形状に戻ることになる。
【００３８】
本発明に応用するとき、形状記憶物質は特定温度（共重合体の場合は、低ガラス遷移温度）以上に加熱され、この段階で形状記憶物質が本発明のファスナの他の構成部材の周りで変形されるようにすれば良い。低ガラス遷移温度下に冷却されると、これ等の構成部材は、低ガラス遷移温度上下では形状記憶物質の弾性率が違うため生じる輪形応力によってもたらされる適宜の締まり嵌め力により互いに固定される。この形状状態でファスナは、印刷回路基板をエレメントに固着する。
【００３９】
エレメントを回路基板から解放して逆製造、即ち解体を可能にするためには、形状記憶物質を再度、低ガラス遷移温度上に加熱して、軟化させ、変形し易くすれば良く、この形状状態でエレメントは回路基板から解放可能になる。
【００４０】
本発明のファスナは、バネや他の能動偏倚手段を要せずに、解体を可能にできることに注意すべきである。
【００４１】
特定温度は、用いられる形状記憶物質によって決まる。Ｃａｌｏ．ＭＥＲ（登録商標）形状記憶ポリマーの場合には、特定温度は５０〜６０℃として良い。ガラス遷移温度の異なる他の形状記憶ポリマーも、１００℃前後であれば良い。選ばれる物質とその特定温度は、組立品の目的と、それが使用中に曝されることになる予想温度により変えれば良い。
【００４２】
要すれば、形状記憶物質を他の部品から絶縁する。これは、物質の加熱で影響を受ける部品の場合である。
【００４３】
物質は、適宜の熱が加わると、第１の形状から第２の形状に変化するのに適したものである。形状記憶物質の場合、物質は「覚えている」形状に出来るだけ変わる（物質が第２の形状に完全に変化するのを妨げる物理的制約があったとしても）ことができる。他の物質の場合には、変化は、物質の環境により全て、又は一部決定される形状に対してと云える。
【００４４】
上記のように、加熱温度を得るには、電流を抵抗に流すことによる熱発生によると良い。これ等の抵抗は通常の印刷回路基板に装着されるもので良く、２つの目的をもつことになる。第１の目的は組立品における抵抗としての主機能であり、第２の目的は所望の温度に達して、組立又は解体中に物質の形状を変えることである。斯くして、抵抗はたとえ本発明のファスナが関係しなくても回路基板組立品の一部であるから、余分にかかる経費は殆ど無い。だが、所望温度がかなり高い場合には、所望温度が確実に達成されるように、第２の目的のため抵抗を別途設ける必要があることもある。
【００４５】
本発明のファスナは、印刷回路基板、又はエレメントに任意の向きで取り付けることができる。その数例を図面を参照して後で述べる。この場合、第１の部材（例えばピン）が都合の良い方向を向くようにすると良い。
【００４６】
第１の部材と第２の部材を、適宜の取り付け技術何れかを用いて、印刷回路基板組立品に関連させる。例えば、各部材を接着、はんだ付け、リベット留め又はネジ留めする。各部材を通常のように、又は遠隔手段、例えば国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ９９／００１８５（ＷＯ９９／４７８１９）に記載のように固定する。各部材を印刷回路基板の両側面に、又は印刷回路基板を通して取付けることができる。各部材を印刷回路基板、即ちエレメントと一体にすることができる（第１の部材の場合は、後者の方が良い）。
【００４７】
上記材料と、必要温度への加熱のためのエネルギー源との接続は適宜の手段を用いて良い。
【００４８】
本発明のファスナは、エネルギー・バス及び／又はデータ・バスに随意接続できる。
【００４９】
上記のように、印刷回路基板本体は従来の材料から成っても、他の適宜の材料から成っても良い。この目的に対して、ガラスが提案されている。ガラス製印刷回路基板の欠点は、本来的に脆く、ネジを用いる場合に問題があることである。ガラス製印刷回路基板の場合に、本発明のファスナは十分な弾力性を有して、緩衝材として作用し、ネジ等が付加される場合にも、ガラスへ損傷の防止に資するようにすることができる。第１の形状から第２の形状に変化可能な材料によりこの弾性力が得られて好都合である。本発明のファスナは、ガラス上に行う印刷回路基板の製造を容易にすることが当業者には理解されよう。
【００５０】
本発明のファスナは、状況報告、温度制御、エネルギー切換え、他の同様のファスナとの処理情報交換を可能にする高度処理能力（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ）手段を備えるようにすることができる。本発明のファスナはまた、バネや他の偏倚手段を組み込み、又は随伴させて、ファスナの部材が一旦アンロック状態になると、印刷回路基板のエレメントからの分離に資するようにすることができる。
【００５１】
本発明のファスナは第１の部材及び第２の部材に、又は別途、種々の部品を有し、これ等を個々に制御自在にすることができる。これは例えば、一つの制御形式として組立指示を、もう一つの制御形式として解体指示を可能にする目的とする場合である。これにより、挿入力をゼロにすることも、引き抜き力をゼロにすることもできる。
【００５２】
例示として、第１の部材がピン上に第１のスリーブを有し、この第１のスリーブが受容される第２のスリーブを第２の部材がなすようにできる。このとき、図面の図８〜１０に示すように、第２のスリーブの加熱は組立（取付け）を制御し、第１のスリーブの加熱は解体（取外し）を制御することになる。
【００５３】
本発明のファスナは、印刷回路基板の組立に重要な利点をもたらすことが理解されるだろう。特に、本発明のファスナを用いて、印刷回路の全体又は一部を、第１の部材と第２の部材を直接にロックすることなく、且つ基板をネジ挿入段に止めずに、組み立てることができる。これは、電子部品及びファスナ部品をその場で有効性を検査でき、部品がその場で上手く働くなら、印刷回路基板組立品を組立ラインの次の段に進ませることができることを意味する。これにより、固着に欠陥のある印刷回路基板の不良品を削減することによる大きな経済的効果がもたらされることが予想される。また、ネジ挿入段の必要を無くし、組立をより迅速化することができる。
【００５４】
本発明のファスナ及び装置を用いてケーシング、又はケーシングの種々の部品を印刷回路基板に取付けることができることが理解されよう。これは、印刷回路基板をケーシングに取付ける従来の組立とは逆である。ケーシングを回路基板に取付けることの利点は、組立ラインで先ず回路基板を組み立て、ラインの更に下流でケーシングを導入できることである。これにより、組立が容易になるだけでなく、組立に遠隔指示がより容易に用いられるようになる。製品が使用に供された後、その保守が容易になる。
【００５５】
本発明のファスナを用いて、クリスタル（振動子）やインクカートリッジ等の、印刷回路基板の着脱自在又は交換可能な部品を取付けることもできる。本発明のファスナを電気コネクタとしてもちいることも、回路基板同士を接続する場合など、可能である（後述、図１１参照）。
【００５６】
本発明のファスナは少なくともその実施態様によっては、また本発明の方法は、特にリサイクルを助けるものとして、印刷回路基板の「逆製造」（解体）を容易にすることが理解されよう。
【００５７】
本発明を以下、添付図面に示す非限定実施例に関して説明する。
【実施態様】
【００５８】
先ず図１〜３を参照すると、印刷回路基板組立品１０はファスナ１２を備え、印刷回路基板１３の四隅の各々に一つずつ設けられている。
【００５９】
図４により詳細に示されているように各ファスナ１２は、加熱素子として作用し得る多数の抵抗１４に囲まれている。図示の例では、各々がサイズ０８０５、電力消費０．１２５ワットの面付け抵抗１４が１２個設けられている。１２個ではなく、例えば８個の抵抗１４でも良い。他の加熱配置も可能である。電流を抵抗１４に流すことにより熱が発生するが、抵抗１４からファスナ１２への連結は印刷導電路１５による。これは、電子及び印刷回路基板設計プロセスの一部として設計に組み入れられる。抵抗１４への電流は、基板１３に含まれる制御・エネルギー供給システム１７により制御・供給される。要すれば、温度センサ（図示せず）を含ませ、ファスナ温度をフィードバックして、ファスナの部材が固定されているか、解放されているかを表示させることができる。
【００６０】
一般には、１ファスナ１２当たり加熱電力２ワットが実際的である。小・中基板では図１〜３のように基板１３ごとに４ファスナが通常必要であり、基板が大きければファスナ数を多くすることになる。
【００６１】
図５〜６を参照して、ファスナ１２の第１の部材１９は、フランジ１８及びシャンク２０が備わる栓１６を有する。
【００６２】
シャンク２０には、下に説明する締まり嵌めを提供する目的で、拡大部２２が備わる。シャンク２０と拡大部２２は、射出成形の可能な、アセチルプラスティック等の適宜の耐熱性材料から成る。
【００６３】
ファスナ１２にはまた、銅製シース２６で囲まれた、第２部材であるスリーブ２４が備わる。スリーブ２４は熱軟化性プラスティック材料から成り、図５にはその第１の形状、即ち一定断面幅で示されている。この形状状態で、シャンク２０は空洞２８に部分的に入れるが、空洞２８に嵌合するには径が大きすぎる拡大部２２のため、それ以上入ることができない。
【００６４】
スリーブ２４としての熱軟化性材料は、形状記憶ポリマー又はホットメルト接着剤である。
【００６５】
スリーブ２４をシャンク２０にロックするため、抵抗１４を通して導電路１５に沿って電流を流すことにより、スリーブ２４が加熱され、このとき熱は銅製シース２６によりスリーブ２４に伝わる。温度が閾値温度（例えば６０℃）に達すると、スリーブ２４は軟化し、変形して、拡大部２２を含むシャンク２０が空洞２８内に入れるようにする。
【００６６】
図６に示されているように、シャンク２０が空洞２８内に入り込むと、更に入るのをフランジ１８が妨げる。この状態で、抵抗１４への通電を中止して、スリーブ２４を冷却させ、シャンク２０と拡大部２２の周りで硬化させる。それにより拡大部２２と、第２の形状となったスリーブ２４の間に締まり嵌めが生じ、スリーブ２４がシャンク２０から抜けるのを阻止する。その結果、印刷回路基板組立品１０はその取付物（図示せず）に、ファスナ１２を介して固着される。
【００６７】
図７の配置は図６の配置とは、栓１６がトレー４４と一体化成形されている点でのみ異なる。この実施例ではトレー４４が取付物であり、これに基板１３が固着される。
【００６８】
解体のためには、スリーブ２４は前と同様に、閾値以上の温度まで加熱され、そこで軟化し（スリーブ２４が形状記憶ポリマーの場合は、元の形状に戻り）、シャンク２０と拡大部２２が空洞部２８から引き抜かれ、或いは重力の影響下で落下するようにする。
【００６９】
次に図８の実施例では、ファスナの構成部材は三つ以上である。これ等の構成部材には、ケーシング６２と一体に形成されるピン６０が含まれる。ピン６０の周りには、形状記憶材料から成るカラー６４が取付けられている。印刷回路基板６６には、第２の型式の形状記憶材料から成る部材６８が取付けられている。印刷回路基板６６はまた、抵抗７０を含んでいる。
【００７０】
カラー６４は、部材６８の貫通孔７２に嵌合可能となっている。抵抗７０を介して十分な熱が供給されると、部材６８の材料は形状を変化して、カラー６４上の凹部７２に嵌合する凸部７４（図９参照）を提供し、両者をロックさせる。
【００７１】
ケーシング６２から印刷回路基板６６を解体する（取外す）には、適宜の手段（抵抗７０等）により熱がカラー６４に供給され、図１０に示されているように形状を変化して、凸部７８（図８参照）を溝部（ｃｈａｎｎｅｌ）８０からアンロックする。これにより、ピン６０を印刷回路基板６６から外すことができる。バネ（図示せず）を設け、印刷回路基板６６をケーシング６２から離間する方向に偏倚させるようにしても良い。
【００７２】
次に図１１を参照して、本発明のファスナの部材に付き、更に異なる４つの実施例を説明する。第３の実施例では、ファスナ１１０は平らな第１の部材１１６と、ピン型の第２の部材１１８を有する。第１の部材１１６には、めくら穴（空洞）１１９と貫通孔１２１が含まれている。第３の実施例の一部をなすのは、この空洞部１１９の方である。ピン１１８には（カラー１２２の下方に）、ピン１１８の各コーナー部に突起（複数）１２０が備わる。これ等の突起１２０は形状可変材料から成る。
【００７３】
十分な熱がピン１１８に（下に示す抵抗１４２を介して、又は他の手段により）加えられると、突起１２０が変形して、ピン１１８はめくら空洞部１１９に嵌合し、それとの摩擦嵌めを生じる。
【００７４】
この第３の実施例では、ピン１１８は印刷回路基板１１２を第２の、積重ね印刷回路基板１２６に固着するのに用いられる。印刷回路基板１２６には第１の実施例と同様に、電流源に接続する、抵抗１４２である加熱手段を備える平板（フラットプレート）状の、第１の部材１３２が備わる。平板１３２には貫通孔１３４が備わる。印刷回路基板１２６は、ピン１１８の上部が貫通孔１３４の下部に支えられて固定される。抵抗１４２が作動されると、プレート１３２内の電気接点１３５の下の形状可変物質が十分加熱されて、形状を変化し、ピン１１８をプレート１３２の穴１３４にロックさせる共に、接点１３５をピン１１８押し付けて、下に更に説明するように電気的接触を形成する。その結果、カラー１２２で離間された印刷回路基板１１２及び１２６の二層スタックが形成される。
【００７５】
穴１１９と穴１３４は何れも、電気接点１３５を有している。ピン１１８には金属ストリップ１２３が備わり、プレート１１６とプレート１３２とを接点１３５を介して電気的に接続し、従って基板１１２及び１２６同士を電気的に接続する。従って、ピン１１８は基板１１２と基板１２６間のプラグとして機能する。
【００７６】
解体のためには、電流を抵抗１４２に加える。ピン１１８に十分の熱が加えられと、突起１２０は形状を変化し、プレート１３２内の接点１３５下の形状記憶物質も形状を変化して、回路基板１１２と回路基板１２６は分離可能になる。
【００７７】
第４の実施例では、印刷回路基板１１２及び１２６の二層積重ねが、又は要すれば回路基板１１２のみが、一体ピン１２４によりケーシング１１４に固着される。プレート１１６の貫通孔１２１は形状可変材料を含んで、リッジ（隆起）１３６を形成する。適宜の熱が加わると、リッジ１３６は上下に拡がり、ピン１２４が貫入でき、バネ１２５の偏倚に逆らって摩擦嵌めによりロックさせる。
【００７８】
解体のため熱が加えられると、リッジ部１３６は軟化し、ピン１２４の離脱を可能にする。バネ１２５の偏倚力を受けて、基板１２４は支持体１１４から押し離される。
【００７９】
第５実施例では、第１の部材１３８は基板１１２と一体に取付けられる。これは、部材１１６の場合のように矩形のプレートではなく、円形のプレートである。プレート１３８には、方形の貫通孔１４０が有る。貫通孔１４０にロックするようにした第２の部材は示されていないが、例えばケーシング１１４上のもう一つのピン、又は印刷回路基板１２６から下がるピンでも良い。この実施例は他の点では、第３または第４実施例と同様である。
【００８０】
ファスナの第６実施例における部材は、円形の貫通孔１４４の備わるプレート１４２で表されている。プレート１１６、１３２、１３８はピンを上下方向に受容するようにした空洞又は穴を含む一方、穴１４４はピンを水平方向に受容しようとするものである。この実施例も他の点において、第３または第４実施例と同様である。
【００８１】
これが有用であることが、側面４８、５０及び５２と上面５４を有するケーシングに、印刷回路基板４６を取付けるようにした図１２に示されている。この実施例では、印刷回路基板４６には、貫通孔を有する部材５６複数個が取付けられている。これ等の貫通孔は、本発明の方法に従って、側面４８、５０及び５２と上面５４にそれぞれ一体に形成されたピン５８を受容するようにしている。
【００８２】
次に図１３を参照して、多数のファスナ１２に対する加熱を、インターフェース・コネクタ３２を介して制御する外部制御装置３０が示されている。この場合装置には、温度センサ３４が備わる。この実施例では、印刷回路基板組立品に加熱用抵抗（図示せず）が設けられている。
【００８３】
図１４に示す実施例では、ファスナの加熱を制御するのはマイクロコントローラ３６であり、これが印刷回路基板組立品の一部をなし、特定の印刷回路基板組立品に関連する主機能と共に、ファスナの加熱を制御する機能をもつようにしている。この実施例には、加熱用抵抗（図示せず）と共に、マイクロコントローラ３６の制御下で加熱電流をオン・オフする、トランジスタ等の電源スイッチ３８が備わる。温度センサ３４も備わる。抵抗加熱用の電力を電源４０が供給する。
【００８４】
マイクロコントローラ３６を介したファスナ１２の制御指示は、組立品１０上の押しボタン又はジャンパ等により、或いは外部制御インターフェース４２から行えば良い。
【産業上の適用性】
【００８５】
本発明のファスナ、組み合わせ及び方法は、当該技術分野における重要な進歩を表すものである。ファスナを特定して、これに熱を局部的に加えられるようになり、優れた制御結果をもたらす。このことは、従来提案されている、解体時に熱トンネル、熱風、或いは赤外線エネルギーを用いようとするものと対照をなす。本発明はより正確であり、順応性があり、且つ制御可能なものである。
【００８６】
印刷回路基板の組立において、固定（ファスニング）は品質管理手続の後など、任意の望ましい時に行えば良い。ファスニングが、この手順の柔軟な一部となる。全部品が所定の位置に有り、作動可能であることが確認された後、自動化組立プログラムがファスニングを指示するようにすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】各コーナー部に本発明の第１の実施例であるファスナを設けた印刷回路基板組立品を示す平面図である。
【図２】図１の組立品の側面図である。
【図３】図１の組立品の断面図である。
【図４】本発明のファスナの第１実施例の詳細図である。
【図５】本発明のファスナの第１実施例の断面図であって、第１の部品を第２の部品に挿入する前の状態を示す。
【図６】同ファスナ第１実施例であって、第１の部品及び第２の部品同士が固着されている状態を示す。
【図７】 図１〜６の実施例の変更例を示す。
【図８】本発明のファスナの第２実施例の側断面図であって、印刷回路基板をケーシングに取り付けて組み立てる前の状態を示す。
【図９】組立後の図８の実施例を示す。
【図１０】解体後の図８及び９の実施例を示す。
【図１１】ケースと２つの印刷回路基板の拡大部分斜視図であり、本発明の第３、第４、第５及び第６の実施例を示す。
【図１２】本発明のファスナの各実施例を、向きを変えて設置できるようにする仕方を示す。
【図１３】本発明のファスナを外部制御装置で加熱するようにしたもののブロック図である。
【図１４】印刷回路基板上の抵抗を用いて、本発明のファスナを加熱するようにしたもののブロック図である。

Claims (33)

1. 第１のエレメントを第２のエレメントに取付けるためのファスナ装置であって、このファスナ装置には、ピンを有する第１の部材と、ピンの少なくとも一部を受容するための空洞部を有する第２の部材とが備わり、第２の部材の少なくとも一部が第１のエレメントの穴部内に受容されるか、又は受容可能であって、
   特定の温度で第１の形状から第２の形状に変化可能な材料を、第１の部材が備えるか、或いは第２の部材がその構成材料とするか、又は含むものであり、
   第１の部材のピンは、上記特定の温度で第１の形状から第２の形状になる材料が第２の形状になると、上記材料の上記第２部材の空洞部との相互作用を通してピンの変形を伴わずに上記空洞部にロック可能になるように構成されて成るファスナ装置。
2. 第１のエレメントを第２のエレメントに取付けるためのファスナ装置であって、このファスナ装置には、ピンを有する第１の部材と、ピンの少なくとも一部を受容するための空洞部を有する第２の部材とが備わるものであって、
   特定の温度で第１の形状から第２の形状に変化可能な材料を、第１の部材が備えるか、或いは第２の部材がその構成材料とするか、又は含むものであり、上記特定の温度が、第１の部材に含まれる加熱手段を通して発生されるように構成されて成るファスナ装置。
3. 第１のエレメントを第２のエレメントに取付けるためのファスナ装置であって、このファスナ装置には、ピンを有する第１の部材と、ピンの少なくとも一部を受容するための空洞部を有する第２の部材とが備わり、第２の部材の少なくとも一部が第１のエレメントの穴部内に受容されるか、又は受容可能であって、
   特定の温度で第１の形状から第２の形状に変化可能な材料を、第１の部材が備えるか、或いは第２の部材がその構成材料とするか、又は含むものであり、
   第１の部材のピンは、上記第２の形状になると、ピンの変形を伴わずに上記空洞部にロック可能になり、
   第１の部材のピンは、第１の部材が第１の形状又は第３の形状になると、第２の部材からアンロック可能になるように構成されて成るファスナ装置。
4. ピンには第１の部分と、この第１の部分より断面積が小さい第２の部分が有って、空洞部は第２の部分を受容するが、材料が第２の形状になるまでは第１の部分を受容しないように構成されて成る請求項１〜３の何れか一つに記載の装置。
5. 第１の部材がスリーブを備え、
   特定温度とは異なる或る温度で第１の形状から第２の形状に変化可能な材料を、上記スリーブが構成材料とするか、又は含むように構成されて成る請求項１〜４の何れか一つに記載の装置。
6. 第１の部材のスリーブが第１の形状又は第３の形状になると、ピンが第２の部材からアンロック可能になるように構成されて成る請求項３に記載の装置。
7. 第３の形状が第１の形状とは異なる請求項６に記載の装置。
8. 第１のエレメントを第２のエレメントに取付けるためのファスナ装置であって、このファスナ装置には、ピンを有する第１の部材と、ピンの少なくとも一部を受容するための空洞部を有する第２の部材とが備わるものであって、
   特定の温度で第１の形状から第２の形状に変化可能な材料を、第１の部材が含むか、或いは第２の部材がその構成材料とするか、又は含むものであり、
   第１の部材のピンは第２の形状になると、第２の部材の空洞部にロック可能になり、
   第１の部材のピンは、第１の部材が第３の形状になると、第２の部材からアンロック可能になるように構成されて成るファスナ装置。
9. 前記材料が形状記憶ポリマーである請求項１〜８の何れか一つに記載の装置。
10. 前記材料がホットメルト接着剤である請求項１〜９の何れか一つに記載の装置。
11. 第２の部材が前記材料から成るか、又は前記材料を含むようにして成る請求項１〜１０の何れか一つに記載の装置。
12. 第１のエレメントが印刷回路基板である請求項１〜１１の何れか一つに記載の装置。
13. 第２のエレメントが第２の印刷回路基板、又は回路基板のケーシングである請求項１２に記載の装置。
14. 前記特定温度が、回路基板に備わる加熱手段により発生されるようにして成る請求項１２又は１３に記載の装置。
15. 加熱手段が一つ又は複数の抵抗である請求項１４に記載の装置。
16. 回路基板がガラスから成る請求項１２〜１５の何れか一つに記載の装置。
17. 請求項１〜１６の何れか一つに記載のファスナ装置により第２のエレメントに固着される第１のエレメント。
18. 請求項１〜１６の何れか一つに記載のファスナ装置の第１の部材又は第２の部材との組み合わせとしての第１のエレメント。
19. 請求項１７又は１８に記載の第１のエレメントであって、第１のエレメントを第２のエレメントから離間する方向に偏倚するバネとの組み合わせとしての第１のエレメント。
20. 第１のエレメントを第２のエレメントに取付ける方法であって、
    （ａ）ピンを有する第１の固着部材と、ピンの少なくとも一部を受容するための空洞部を有する第２の固着部材であって、第２の部材の少なくとも一部が第１のエレメントの穴部内に受容されるか、又は受容可能であって、特定の温度で第１の形状から第２の形状に変化可能な材料を、第１の部材が含むか、或いは第２の部材がその構成材料とするか、又は含むようにして成る第１の固着部材と第２の固着部材とを準備し、
    （ｂ）ピンを空洞部に出来るだけ深く挿入し、
    （ｃ）材料を特定温度以上に加熱して、材料が空洞部と相互作用してピンを空洞部に、ピンの変形を伴わずに、ロックするようにして成る方法。
21. ピンには第１の部分と、この第１の部分より断面積の小さい第２の部分とが有って、挿入段階（ｂ）において空洞部には第２の部分は挿入されるが、第１の部分は挿入されないようにして成る請求項２１に記載の方法。
22. 第１のエレメントを第２のエレメントに取付ける方法であって、
    （ａ）ピンを有する第１の固着部材と、ピンの少なくとも一部を受容するための空洞部を有する第２の固着部材であって、特定の温度で第１の形状から第２の形状に変化可能な材料を、第１の固着部材が含むか、或いは第２の固着部材がその構成材料とするか、又は含むようにして成り、上記特定温度と異なる或る温度で第３の形状に変化可能な材料を第１の固着部材が含むようにして成る第１の固着材料と第２の固着材料を準備し、
    （ｂ）ピンを空洞部に挿入し、
    （ｃ）材料を特定温度以上に加熱して、材料が空洞部と相互作用してピンを空洞部にロックするようにして成る方法。
23. 前記材料が形状記憶ポリマーである請求項２０〜２２の何れか一つに記載の方法。
24. 前記材料がホットメルト接着剤である請求項２０〜２２の何れか一つに記載の方法。
25. 第２の部材が前記材料から成る、又は前記材料を含むようにして成る請求項２０〜２４の何れか一つに記載の方法。
26. 第１のエレメントを第２のエレメントから取外す方法であって、第１のエレメントが請求項１〜７の何れか一つに記載のファスナ装置により第２のエレメントに固着されたものであり、前記材料を前記特定温度に加熱することを特徴とする方法。
27. 第１のエレメントを第２のエレメントから取外す方法であって、第１のエレメントが請求項６に記載のファスナ装置により第２のエレメントに取付けたものであり、第１の部材のスリーブを前記異なる温度に加熱することを特徴とする方法。
28. 第１のエレメントを第２のエレメントから取外す方法であって、第１のエレメントが請求項８に記載のファスナ装置により第２のエレメントに取付けたものであり、第１の部材を加熱して、それが前記第３の形状を呈するようにして成る方法。
29. 第２のエレメントが第１のエレメントのケーシングの一部を構成するようにして成る請求項２０〜２８の何れか一つに記載の方法。
30. ファスナ装置が、第１のエレメントを第２のエレメントから離れる方向に偏倚するバネを備えるようにして成る請求項２９の何れか一つに記載の方法。
31. 第１のエレメントと第２のエレメントが印刷回路基板である請求項２０〜２８の何れか一つに記載の方法。
32. 請求項２０〜２５の、又は請求項２０〜２５の何れか一つに従属する請求項２９の、何れか一つに記載の方法により第２のエレメントに取付けた第１のエレメント。
33. 請求項２６〜２８又は３０の、又は請求項２６又は２７に従属する請求項２９の、何れか一つに記載の方法により第２のエレメントから取外された第１のエレメント。

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