JP7046353B2 - ファスナ構造 - Google Patents

Description

本発明は電子部品を基板に取り付けるためのファスナ構造に関し、特に基板に設けられた孔に圧入状態に挿入して取り付けを行うためのファスナ構造に関するものである。

電子機器の基板に各種電子部品を取り付ける際には、電子部品に設けたファスナ部を基板に設けた孔に挿入して取り付けることが行われている。この種のファスナ部の構造として、基板の表面側から基板に設けた孔を貫通させ、基板の裏面側において係止させることでその離脱を防止したスナップ方式のファスナ構造が一般的である。

一方、基板の孔が深いとき、あるいは基板の裏面側における係止が困難な場合には、圧入方式のファスナ構造が採用される。特許文献１には、孔に挿入される脚部に外側方向に突出するバネ部を設け、これら脚部とバネ部とにそれぞれ互いに当接される傾斜面を設けた固定具が提案されている。特許文献１の技術は、バネ部を内径方向に撓めながら孔に挿入させ、脚部を孔から引き抜くときに脚部とバネ部との当接によるテーパ作用によってバネ部に外径方向の力を作用させ、孔から離脱させ難くしている。

特許第２６１２９３号公報

特許文献１の技術は、脚部に対してバネ部が固定的に設けられているので、両部の相対位置は一定である。そのため、孔に挿入する際においても脚部とバネ部の傾斜面が当接する状態となり、バネ部に外径方向の力が作用される。これにより、孔に挿入する際にバネ部と孔の内面との間に大きな接触摩擦力が発生し、孔に挿入することも困難になる。すなわち、特許文献１の技術は、孔から離脱させ難くすれば、これに伴って孔に挿入することも困難になる。反対に、孔に挿入することを容易にすれば、孔から離脱され易くなる。したがって、孔への挿入を容易にする一方で孔からの離脱を困難にすることができないという課題が生じている。

本発明の目的は、孔への挿入を容易にする一方で孔からの離脱を困難にしたファスナ構造を提供するものである。

本発明は、基板に取り付けられる被取付部材に設けられ、当該基板の孔に圧入状態に挿入されるファスナ部を備えるファスナ構造であって、前記ファスナ部は、前記被取付部材から突出されたポストと、両端部が前記被取付部材に連結され、前記ポストの両側部から先端部を囲むように延設された嵌合帯片を備える。その上で、前記ポストは突出方向に向けて幅寸法が増大されたテーパ面部を備える。また、前記嵌合帯片は前記テーパ面部に対向されかつ前記突出方向に向けて幅寸法が低減された逆テーパ面部を備え、前記嵌合帯片は、前記逆テーパ面部が前記テーパ面部に対して、前記突出方向及びこれと交差する幅方向に相対移動可能とする易変形部を備えている。

本発明においては、さらに、前記ポストの前記テーパ面部は、その両側面が突出方向のほぼ先端に至るまでテーパ面として構成された三角形に形成され、前記嵌合帯片の前記逆テーパ面部は前記テーパ面にそれぞれ対向する逆テーパ面を有する一対の逆テーパ面部として構成される。

本発明によれば、嵌合帯片に設けた易変形部によって逆テーパ面部をポストの突出方向に相対移動可能としているので、その相対位置の変化によりポストのテーパ面部との当接位置が変化され、逆テーパ面部に生じる径方向の応力が変化される。これにより、ファスナ部を孔に挿入する際の摩擦力を低減して挿入を容易にする一方で、離脱する際の摩擦力を増大して離脱を困難にするファスナ構造が得られる。

本発明のファスナ構造をケーブルクランプに適用した実施形態の斜視図。 図１のケーブルクランプの、（ａ）正面図、（ｂ）右側面図、（ｃ）底面図。 ファスナ部の拡大正面図。 ケーブルクランプの装着前の状態の正面図。 ケーブルクランプの装着途中の状態の正面図。 ケーブルクランプの装着時の状態の正面図。 ケーブルクランプの装着時の状態変化を示す正面図。 ケーブルクランプを取り外す際の状態を示す正面図。

次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明のファスナ構造を、基板ＢＢに固定する被取付部材としてのケーブルクランプ１に適用した実施形態の斜視図、図２（ａ）～（ｃ）はその正面図、右側面図、底面図である。ケーブルクランプ１は樹脂の一体成型により形成されており、矩形板状をしたベース４の下側にファスナ部２が、上側にクランプ部３がそれぞれ一体に形成されている。

このケーブルクランプ１は、基板、例えば木製の基板ＢＢに取り付けられるが、その際には当該基板ＢＢに開けられた孔Ｈにファスナ部２が圧入状態に挿入される。そして、当該ファスナ部２と孔Ｈとの嵌合によってケーブルクランプ１が容易には離脱されることがない状態で基板ＢＢに取り付けられる。

クランプ部３は、円弧状に近く曲げ形成された細幅の上帯部３１と下帯部３２からなる輪帯部３０を備えており、図１に仮想線で示すように、上帯部３１は下帯部３２に対してヒンジ部３３を支点にして上下方向に弾性変形可能とされている。前記上帯部３１の先端には係止爪３４が設けられ、前記下帯部３２の先端には係止溝３５が設けられており、これらで係合部３６が構成されている。

前記係合部３６は既に広く知られている構造であるため詳細な説明は省略するが、前記係止爪３４は、前記上帯部３１の先端にＵ字型に形成されている。前記係止溝３５は前記下帯部３２の先端に設けられて前記係止爪３４の係合突起３４ａが係合される溝として構成されている。

このクランプ部３は、図１の仮想線で示すように、上帯部３１が開いた状態から、当該上帯部３１を弾性変形させながら、図１実線で示すように係止爪３４を係合溝３５に挿入させることにより、係止爪３４が係止溝３５に係止される。この状態では、上帯部３１と下帯部３２とで輪帯部３０が環状に構成され、この輪帯部３０内に図外のケーブルを挿通させて支承するようになっている。なお、この実施形態では、前記上帯部３１の先端側の一部には内方に向けて舌片状の拘束片３７が突出されており、この拘束片３７によって輪帯部３０内に支承されるケーブルをベース４との間に挟持し、ケーブルに節度を与えるようになっている。

一方、前記ファスナ部２は、図３に拡大正面図を示すように、前記ベース４の下面のほぼ中央位置に設けられている。すなわち、前記ベース４の底面の中央から下方に向けて垂直にポスト２０が所要の長さで突出されている。このポスト２０の先端部２１は正面方向から見たときに、下方の先端側に向けて徐々に幅寸法、すなわち板厚が増大された二等辺三角形の形状に形成されており、これにより当該先端部２１は、その両側面に突出方向のほぼ先端に至るまでテーパ面２１ａを有するテーパ面部２１として構成されている。したがって、以降は、当該先端部をテーパ面部２１と称する。また、このテーパ面部２１の先端面２１ｂは略平面状に形成されている。なお、テーパ面部２１の先端両側は角に丸みを付けているが、設計上はこの丸みは形成しなくてもよい。

また、前記ベース４の下面側には、正面方向から見たときに、前記ポスト２０の両側方領域から下方領域わたってポスト２０を囲むほぼ逆台形枠状に形成された帯状の嵌合帯片２２が配設されている。この嵌合帯片２２の両端部は前記ベース４の下面に連結されており、この両端部からそれぞれ斜め内側下方に向けて延長される領域は側片部２４として構成され、下側の先端領域は底片部２５として構成されている。

これら両側の側片部２４は、前記ポスト２０のテーパ面部２１に対向配置されるとともに、その内側面が上方に向けて徐々に幅寸法、すなわち板厚が増大する逆三角形の形状に形成されており、逆テーパ面部２４として構成されている。したがって、以降はこの側片部を逆テーパ面部２４と称する。この逆テーパ面部２４の各内側面は逆テーパ面２４ａとして構成され、前記先端片部２５の内底面２５ａは前記ポスト２０の先端面２１ｂに対向する平面板状に形成されている。また、電気逆テーパ面部２４の逆テーパ面２４ａは、前記テーパ面部２１のテーパ面２１ａよりもポスト２０の突出方向に沿った長さが短い寸法に形成されている。

前記嵌合帯片２２においては、その両端部、すなわち前記ベース４と前記逆テーパ面部２４とを連結している部位にはそれぞれ幅寸法が低減され、かつ外側に向けて略Ｕ字型に屈曲された易変形部２３が形成されている。この易変形部２３により、前記嵌合帯片２２はポスト２０の突出方向、すなわち図３の上下方向に弾性変形されることが可能であり、さらにこの弾性変形によって両側の逆テーパ面部２４はポスト２０に対して、換言すればテーパ面部２１に対して上下方向に相対移動することが可能とされている。この易変形部２３によって前記嵌合帯片２２がポスト２０の突出方向に変形する長さは、前記テーパ面部２１のポスト２０の突出方向の長さよりも短く設計されている。また、この易変形部２３を設けることにより、両側の逆テーパ面部２４は幅方向、すなわちポスト２０の突出方向と交差する図３の左右方向に弾性変形することが可能とされている。

前記嵌合帯片２２の各逆テーパ面部２４の外側面にはそれぞれ外方に向けて突出された複数枚の係止羽根２６が形成されている。この実施形態では各逆テーパ面部２４にそれぞれ長さ方向に沿って所要の間隔をおいて３枚ずつの係止羽根２６が形成されている。前記各係止羽根２６は、図２（ｃ）から判るように、底面方向から見たときに外縁部がほぼ円弧の一部となるような形状とされている。

ここで、前記ポスト２０と前記嵌合帯片２２は、常態のとき、すなわち外力が加えられていないときには、ポスト２０のテーパ面部２１の先端面２１ｂと、嵌合帯片２２の先端片部２５の内底面２５ａとの間には所要の隙間が存在する状態となっている。同時に、ポスト２０のテーパ面２１ａと、嵌合帯片２２の両側の逆テーパ面２４ａの対向間にも所要の隙間が存在する状態となっている。

以上の構成のケーブルクランプ１を基板ＢＢに対して取り付ける際の動作を説明する。図４Ａ～図４Ｃはケーブルクランプ１の嵌入直前、嵌入中、嵌入完了の各状態を示す図である。基板ＢＢの孔Ｈに対して図４Ａのように、ケーブルクランプ１のファスナ部２を対向配置した上で、図４Ｂのようにファスナ部２を下方向（矢印Ａ方向）に向けて孔Ｈ内に挿入する。

ファスナ部２を孔Ｈに挿入を開始することにより、嵌合帯片２２は係止羽根２６が孔Ｈの内面に当接され、この当接により発生する摩擦力によって孔Ｈ内への挿入に抵抗を受け、一時的に挿入が停止される。一方、ポスト２０は孔Ｈ内に進入されて行くるため、嵌合帯片２２の易変形部２３における弾性変形によって、ポスト２０は嵌合片部２３に対して相対的に下方に移動される。そして、ポスト２０の先端部２１の先端面２１ｂが嵌合帯片２２の先端片部２５の内底面２５ａに当接された状態になる。

さらにポスト２０の挿入が継続されると、嵌合帯片２２はポスト２０に押されて一体となって孔Ｈ内への挿入が継続される。このとき、嵌合帯片２２の逆テーパ面部２４はそれぞれ係止羽根２６と孔Ｈの内面との当接により内方に向けての応力が発生し、内方に向けて弾性変形する。

このとき、易変形部２３での変形により、ポスト２０のテーパ面部２１は、嵌合帯片２２の逆テーパ面部２４に対して相対的に下方に移動された状態にある。したがって、テーパ面２１ａと逆テーパ面２４ａの間には相対的に大きな隙間が生じることになり、両側の逆テーパ面部２４はこの大きくされた隙間の寸法分だけ内側に弾性変形される。したがって、両側の逆テーパ面部２４における嵌合帯片２２の外幅寸法も小さくなり、この状態のまま孔Ｈ内に進入される。したがって、係止羽根２６と孔Ｈの内面との摩擦力が小さくなり、ファスナ部２をより小さい力で孔Ｈ内に挿入することが可能になる。

最終的には、図４Ｃのように、ファスナ部２はベース４の底面が基板ＢＢの表面に当接するまで挿入される。この状態では係止羽根２６は孔Ｈの内面に弾性的に当接されており、この弾性力により生じる摩擦力によって孔Ｈに対してファスナ部２の挿入状態が保持される。したがって、ケーブルクランプ１は基板ＢＢに固定された状態となる。特に、この状態では両側の逆テーパ面２４ａはそれぞれテーパ面２１ａに当接した状態にあるので、この当接により生じる外径方向の応力により係止羽根２６と孔Ｈの内面との当接による摩擦力が生じる。一方、この当接により両側の逆テーパ面部２４が内方に向けて移動することが防止され、係止羽根２６と孔Ｈの内面との当接による摩擦力が保持され、強固な固定状態が保持される。

なお、この状態のときに、孔Ｈの径寸法のバラツキ、例えば製造誤差等によっては、テーパ面部２１と逆テーパ面部２４との間に隙間が生じ、テーパ面部２１と逆テーパ面部２４の間に生じる応力が相対的に小さくなり、係止羽根２６による保持力が小さくなることが考えられる。このような場合にはファスナ部２における固定状態が低下するおそれが生じる。

しかし、このような場合においても、実施形態のファスナ部２では、図４Ｄに示すように、経時的には非常に緩やかであるが、嵌合帯片２２は易変形部２３での弾性復帰力によって逆テーパ面部２４及び先端片部２５は徐々に孔Ｈ内において下方に弾性変形されて行き、ポスト２０に対して相対的に下方に移動された状態になる。このような状態になると、逆テーパ面部２４はテーパ面部２１の下方の幅寸法の大きな領域に当接する状態になり、この当接により生じる応力による係止羽根２６と孔Ｈの内面との当接による摩擦力が保持され、強固な固定状態が保持される。

一方、ファスナ部２が孔Ｈに挿入されてケーブルクランプ１が基板ＢＢに固定されている状態のとき、すなわち図４Ｃあるいは図４Ｄに示した状態のときに、ケーブルクランプ１を基板ＢＢに対して引き上げる方向の力が作用したときには、ポスト２０は孔Ｈ内において上方（矢印Ｂ方向）に移動されようとする。

しかし、ポスト２０が上方に移動されようとしても、その移動力は易変形部２７での変形によって嵌合帯片２２には伝達されず、嵌合帯片２２は挿入されている位置に保たれる。したがって、図５に示すように、ポスト２０は嵌合帯片２２に対して相対的に上方に移動され、逆テーパ面部２４はテーパ面部２１の下方の幅寸法の大きな領域に当接する。そして、ポスト２０の移動力は、テーパ面部２１と逆テーパ面部２４との当接面に作用し、この当接面において外径方向（矢印Ｃ方向）の相対的に大きな分力が生じ、この分力により両側の側片部２４に外径方向の力が加えられる。

これにより、両側の係止羽根２６が孔Ｈの内面により強い力で当接されることになり、両者間での摩擦力がさらに増大し、ファスナ部２が孔Ｈから離脱され難くなる。したがって、ファスナ部２における固定強度が高められることになり、ケーブルクランプ１を基板から取り外すことは極めて困難になる。なお、図４Ｄの状態にあったときには、図５に示したようにポスト２０の上方への移動力が直ちに逆テーパ面部２４を通して嵌合帯片２２に作用し、ファスナ部２が孔Ｈから離脱され難くなる。

このとき、テーパ面部２１は逆テーパ面部２４よりもポスト２０の突出方向に長く形成されているので、逆テーパ面部２４は全長、すなわちポスト２０の突出方向の全領域においてテーパ面部２１に当接した状態が保持され、この全領域にわたって外径方向の力が加えられる。これにより、複数の係止羽根２６の全てにおいて孔Ｈとの摩擦力が増大されることになる。また、テーパ面部２１はほぼ先端に至るまで幅寸法が増大する三角形をしており、その先端面２１ｂは平面であるので、係止羽根２６の数およびその配列の数を多くしても、ポスト２０の突出方向の長さ、および嵌合帯片２２の長さを必要以上に長くすることはなく、ファスナ部２の小型化が可能になる。したがって、深さ寸法の小さい孔に対しても適用できる。

以上のように、実施形態のファスナ部２は、ポスト２０に設けたテーパ面部２１と、嵌合帯片２２に設けた逆テーパ面部２４が孔Ｈの径方向に当接するように構成するとともに、易変形部２３を備えてポスト２０と嵌合帯片２２とが上下方向、すなわちポスト２０の長さ方向に相対移動可能に構成しているので、この相対移動によってテーパ面部２１と逆テーパ面部２４との当接により生じる応力を変化させることができる。これにより、ファスナ部２を孔Ｈに挿入する際の力を小さくし、孔Ｈから離脱する際の力を大きくすることができる。

また、仮に、孔Ｈの径寸法が所定よりも大径の場合、あるいは何らかの理由により拡径された場合に、ポスト２０が上方に大きく移動されてテーパ面部２１の先端寄りの部位と逆テーパ面部２４の上端寄りの部位が当接される状況になったとしても、易変形部２３での変形はそれ以上に嵌合帯片２２が延びる状態にはならないので、テーパ面部２１と逆テーパ面部２４との当接状態が崩れることは防止される。すなわち、ポスト２０のみが上方に引き抜かれて係止羽根２６が孔Ｈから離脱されるようなことが防止される。

ここで、嵌合片部２３の易変形部２３は、逆テーパ面部２４をポスト２０に対して相対移動可能とする構成であれば実施形態の形状に限定されるものではない。また、嵌合片部２３両端部は、ベース４に連結するのに代えてベース４に近いポスト２０の一部に連結してもよい。すなわち、ベース４から突出されているポスト２０の基端の近傍であれば、実質的にベース４に連結されていても、前記実施形態のファスナ構造と等価な作用効果を奏することができるためである。

本発明において、ポストのテーパ面部に設けたテーパ面と、逆テーパ面部の逆テーパ面はそれぞれ１つずつの構成であっても良い。すなわち、テーパ面部の一方の側面にのみテーパ面が形成され、嵌合帯片の一方にのみ逆テーパ面部及び逆テーパ面が設けられた構成であってもよい。また、逆テーパ面部の外面に設けた係止羽根の枚数や形状、寸法等は適宜に変更可能であってもよく、例えば係止羽根は単なる突起あるいは突条であってもよい。

本発明のファスナ構造は、実施形態のケーブルクランプに限定されるものではなく、ベルト構造のケーブルクランプや、その他の基板の孔に挿入して固定を行う構成の電子部品への適用が可能である。

１ ケーブルクランプ
２ ファスナ部
３ クランプ部
４ ベース
２０ ポスト
２１ テーパ面部（先端部）
２１ａ テーパ面
２２ 嵌合帯片
２３ 易変形部
２４ 逆テーパ面部（側片部）
２４ａ 逆テーパ面
２５ 先端片部
２６ 係止羽根
ＢＢ 基板
Ｈ 孔

Claims (3)

1. 基板に取り付けられる被取付部材に設けられ、当該基板の孔に圧入状態に挿入されるファスナ部を備えるファスナ構造であって、前記ファスナ部は、前記被取付部材から突出されたポストと、両端部が前記被取付部材に連結され、前記ポストの両側部から先端部を囲むように延設された嵌合帯片を備え、前記ポストは突出方向に向けて幅寸法が増大されたテーパ面部を備え、前記嵌合帯片は前記テーパ面部に対向されかつ前記突出方向に向けて幅寸法が低減された逆テーパ面部を備え、前記嵌合帯片は、前記逆テーパ面部が前記テーパ面部に対して、前記突出方向及びこれと交差する幅方向に相対移動可能とする易変形部を備え、さらに前記テーパ面部は、その両側面が前記突出方向のほぼ先端に至るまでテーパ面として構成された三角形に形成され、前記嵌合帯片の前記逆テーパ面部は前記テーパ面にそれぞれ対向する逆テーパ面を有する一対の逆テーパ面部として構成されることを特徴とするファスナ構造。
2. 前記テーパ面部は前記逆テーパ面部よりも前記ポストの突出方向に長い寸法に形成されている請求項１に記載のファスナ構造。
3. 前記逆テーパ面部の外側面に係止羽根を備える請求項１または２に記載のファスナ構造。

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