紧固部件和用于形成紧固部件的方法与流程

本发明涉及一种例如在组成装置的组成构件之间实现紧固的部件。

背景技术：

例如，为了冷却发热部件，诸如安装在电路板中的半导体元件，有时将散热器附接至电路板。已经提出各种结构作为将散热器附接至电路板的结构。ptl1公开了其中一种提出方案。在ptl1中，散热器通过使用下列紧固部件(推动销)附接到电路板。特别地，图10是示意性地示出ptl1中公开的紧固部件的示意图。

在图10的示例中，在被布置在安装在电路板101的板表面上的发热部件(例如，半导体元件)102的上侧上的状态下，散热器100通过紧固部件104附接到电路板101。供紧固部件104插入穿过的贯通孔106和107在散热器100和电路板101处形成。

紧固部件104包括轴本体110，轴本体110能够被插入穿过贯通孔106和107。轴本体110的一端侧为远端部111，其在轴本体110被插入贯通孔106和107中时用作前端，并且具有朝着远端变细的渐缩形状，以便易于插入贯通孔106和107中。轴环部112被形成在轴本体110的另一端侧上。

此外，锁定部113被形成在轴本体110中的下列部分处，该部分在轴本体110被插入穿过电路板101的贯通孔107时从电路板101朝着图10的下侧突出。锁定部113包括多个弹性块114。这些弹性块114在沿着轴本体110的轴线的方向上延伸，在延伸远端侧上形成自由端，并且在近端侧上形成固定端。弹性块115的延伸远端侧能够在远离和靠近轴本体110的轴线的方向上弹性变形，近端侧起基点的作用。在该示例中，当挤压力未作用在弹性块114上时，弹性块114处于图10中的打开状态。在朝着轴本体110的轴线的方向上作用在弹性块114上的挤压力引起弹性块114的自由端侧在挤压力的作用方向上弹性地变形，使得弹性块114处于闭合状态。

使弹性块114闭合使得锁定部113能够被插入穿过贯通孔106和107。在已经穿过贯通孔106和107的锁定部113处，弹性块114被打开，由此，弹性块114的延伸远端被锁定在电路板101中的贯通孔107的开口边缘上。因此，防止紧固部件104从贯通孔106和107掉落(防止滑落)。

轴本体110在其轴环部112侧上被配合到螺旋形弹簧115中。弹簧115被布置成在轴环部112和散热器100的贯通孔106的开口边缘部之间处于压缩状态，并且对轴环部112和散热器100赋予偏压力。该弹簧115的偏压力，以及基于该偏压力并从锁定部113导向到电路板101的挤压力将紧固部件104固定到电路板101和散热器100。

[引用列表]

[专利文献]

[ptl1]日本专利公报特开2014-183258号

技术实现要素：

[技术问题]

在图10中所示的紧固部件104中，锁定部113的弹性块114需要具有如下尺寸，该尺寸能够实现弹性变形，并通过能防止紧固部件104滑落的力压靠电路板101。为此，存在难以减小紧固部件104的尺寸的问题。

此外，当紧固部件104的轴本体110被插入穿过贯通孔106和107时，轴本体110需要通过使多个弹性块114弹性变形的大推动力推入贯通孔106和107中。存在推动力引起的冲击被施加至散热器100和电路板101，由此负面地影响散热器100和电路板101的可能性。

为了解决上述问题，已经构想了本发明。即，本发明的主要目标在于提供一种紧固部件技术，这种紧固部件能够易于附接至附接目标构件，并且能够进一步实现滑落防止的可靠性和部件小型化的改进。

[问题的解决方案]

本发明的紧固部件包括：

销本体，该销本体被插入穿过在附接目标构件中形成的贯通孔。

销本体包括：

成对的可弹性变形弹性区段，每个弹性区段沿着被插入贯通孔中的方向延伸，并且具有自由端，该自由端处于当被插入贯通孔中时用作前端的远端侧上；和

锁定部，锁定部从每个弹性区段的自由端侧凸出，并且在彼此相反的方向上突出，锁定部的凸出方向是与弹性区段的自由端由于弹性区段的弹性变形而移动的方向交叉的方向。

弹性区段以如下方式弹性变形，即，使得锁定部在与凸出方向相反的方向上移位，由此使得销本体能够被插入贯通孔中，并且锁定部被锁定在供销本体插入穿过的贯通孔的开口边缘上，由此防止销本体滑出贯通孔。

一种形成本发明的紧固部件的方法，包括：

在插入穿过在附接目标构件中形成的贯通孔的销本体中形成成对的可弹性变形弹性区段，每个弹性区段沿着被插入贯通孔中的方向延伸，并且具有自由端，该自由端处于当被插入贯通孔时用作前端的远端侧上；和

进一步在销本体中形成锁定部，锁定部从每个弹性区段的自由端侧凸出，并且在彼此相反的方向上突出，锁定部的凸出方向是与弹性区段的自由端由于弹性区段的弹性变形而移动的方向交叉的方向。

[本发明的有利效果]

根据本发明，可以提供一种紧固部件，其能够易于附接到附接目标构件，并且能够进一步实现滑落防止的可靠性和部件小型化的改进。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一示例实施例的紧固部件的三平面图。

图2是示出根据第一示例实施例的紧固部件的示意性透视图。

图3是示出根据第一示例实施例的紧固部件的示意图。

图4是示出根据第一示例实施例的紧固部件中的弹性区段的锁定部的示意图。

图5是进一步示出根据第一示例实施例的紧固部件中的弹性区段的锁定部的示意图。

图6是又进一步示出根据第一示例实施例的紧固部件中的弹性区段的锁定部的示意图。

图7是示出根据第一示例实施例的紧固部件的使用状态的一个示例的示意图。

图8是进一步示出图7中的紧固部件的使用状态的示意图。

图9是示出根据本发明的第二示例实施例的紧固部件的三平面图。

图10是示出ptl1中的紧固部件的构造的示意图。

具体实施方式

下面参考附图描述根据本发明的示例实施例。

<第一示例实施例>

图1是示意性地示出根据本发明的第一示例实施例的紧固部件的三平面图。图2是从图1中的下侧观察的，根据图1中的第一示例实施例的紧固部件的透视图。根据第一示例实施例的紧固部件1包括销本体3和轴环部4。

如图3中所示，销本体3是被插入穿过在附接目标构件9中形成的贯通孔10的区段。在该销本体3中形成间隙(狭缝)13，间隙13在沿着插入方向s的方向上从远端部11延伸，远端部11在被插入贯通孔10中时用作前端。在销本体3中，间隙13形成弹性区段12a和12b，弹性区段12a和12b被布置成经由间隙13彼此紧靠并且形成一对。这些弹性区段12a和12b在远端侧上形成自由端，并且能够弹性变形。在第一示例实施例中，在弹性区段12a和12b的自由端由弹性变形导致的移位方向为远离和接近间隙13的方向α(参考图1)。图1、图2和图3中所示的弹性区段12a和12b处于未弹性变形的状态下。

在相应的弹性区段12a和12b中的自由端侧(远端侧)上设置有从弹性区段12a和12b向外突出的锁定部14a和14b。这里，如图1中所示，通过弯曲弹性区段12a和12b而使弹性区段12a和12b移位的方向被假定为方向α，并且垂直于方向α的方向被假定为方向β。虽然锁定部14a和14b按形状被成形为以相对于间隙13近似直线对称的方式移位，但是锁定部14a和14b被布置成在弹性区段12a和12b未弹性变形的状态下在方向β上彼此相反地指向。在这种状态下，如图3和图4中所示，锁定部14a和14b被锁定在供销本体3插入穿过的贯通孔10的开口边缘上。

弹性区段12a和12b被设计成以如下方式弹性变形，即，使得缩窄间隙13并且消除锁定部14a和14b之间在方向β上的移位量，以便锁定部14a和14b能够处于如图6的平面图中所示的对齐状态。即，如图5的模型图中所示，弹性区段12a和12b可在消除锁定部14a和14b之间在方向β上的移位量的γ方向上弹性变形，并且可在缩窄间隙13的δ方向上弹性变形(即，在p方向)，以便锁定部14a和14b能够处于对齐状态。在这种对齐状态下，如图6的平面图中所示，使得锁定部14a和14b能够被插入穿过贯通孔10。

通过考虑贯通孔10的尺寸和形状，以如下方式设计锁定部14a和14b的尺寸和形状，即，使得锁定部14a和14b能够如上所述被锁定在贯通孔10的开口边缘上，并且被插入穿过贯通孔10。

弹性区段12a和12b的远端面被形成为设有倾斜部的渐缩面。在第一示例实施例中，渐缩面被形成为圆锥表面形状的曲面。如图1中所示，渐缩面的圆锥顶点位置ot从销本体3的中心轴线op移位。

在第一示例实施例中，渐缩面是当销本体3被插入贯通孔10中时引导弹性区段12a和12b的弹性变形的倾斜部。即，渐缩面设有能够在贯通孔10的开口边缘上滑动的同时接收图5中所示的p方向上的挤压力的倾斜部。为此，渐缩面能够引导弹性区段12a和12b的弹性变形，以便使得锁定部14a和14b能够插入贯通孔10中。

图7是示出散热器16通过使用根据第一示例实施例的紧固部件1安装在作为附接目标构件的电路板9中的构造示例的模型图。图8是示意性地示出具有附接至电路板9的散热器16的紧固部件1的侧视图。在图7和图8的示例中，发热部件(例如，半导体元件)17被安装在电路板9上，并且散热器16被布置在电路板9中，处于将发热部件17保持在其自身和电路板9之间的状态下。分别在电路板9和散热器16中形成供紧固部件1的销本体3插入穿过的贯通孔10和18。当散热器16被布置在电路板9中时，以贯通孔10和18的中心轴线彼此同轴的方式实现对齐。

在作为弹性构件的螺旋形弹簧20被附接到销本体3的状态下，销本体3从远端部11依次插入穿过散热器16的贯通孔18和电路板9的贯通孔10。此时，由于在销本体3的远端处的渐缩面与贯通孔10和18的开口边缘之间的滑动，如图5中所示的挤压力p使弹性区段12a和12b弹性变形，由此使锁定部14a和14b处于图6中的对齐状态。因而，销本体3能够被插入穿过贯通孔10和18。当销本体3的锁定部14a和14b穿过贯通孔10和18，并且挤压力停止作用在弹性区段12a和12b上时，锁定部14a和14b被锁定在贯通孔10的开口边缘上。

在第一示例实施例中，轴环部4在沿着散热器16的贯通孔18的开口边缘的方向上从销本体3向外凸出，并且被构造成具有能够锁定附接至销本体3的弹簧20的尺寸。在销本体3的锁定部14a和14b被锁定在贯通孔10的开口边缘上的状态下，弹簧20被布置成在轴环部4和散热器16的贯通孔的开口边缘之间处于压缩状态下。由此，由于弹簧20引起的偏压力作用在轴环部4和贯通孔18的开口边缘上。虽然这种偏压力是使销本体3在与插入方向s相反的方向(即，将销本体3从贯通孔10和18拉动的方向)上移动的力，但是锁定部14a和14b被压靠并锁定在贯通孔10的开口边缘上，然后防止销本体3滑落。紧固部件1通过锁定部14a和14b用以挤压贯通孔10的开口边缘的力以及由于弹簧20引起的偏压力稳固地附接到电路板9和散热器16。

根据第一示例实施例的紧固部件1被如上所述构造，并且能够获得下列有益效果。即，紧固部件1中的锁定部14a和14b在彼此相反的方向上突出，并且在与弹性区段12a和12b的自由端的移位方向α交叉的方向β上凸出。为此，例如，甚至当弹性区段12a和12b通过由于掉落等引起的被施加至电路板9的冲击而在移位方向α上弹性变形时，锁定部14a和14b也能够防止被锁定在电路板9的贯通孔10的开口边缘上的状态被解除的情况。由此，能够防止紧固部件1从电路板9掉落的情况。

在第一示例实施例中，锁定部14a和14b被布置成在方向β上彼此移位。为此，锁定部14a和14b的凸出量能够增大取决于该移位量的量。这也是有助于防止将锁定部14a和14b锁定在电路板9的贯通孔10的开口边缘上的状态被解除的情况的有效因素。

如上所述，根据第一示例实施例的紧固部件1通过简单构造实现了能够防止锁定部14a和14b的锁定状态被解除的情况的构造。

由于能够防止锁定部14a和14b的锁定状态被解除的情况，所以甚至在由树脂材料形成的情况下，紧固部件1也能够实现与由金属材料形成的情况等效水平的附接可靠性。由此，由树脂材料形成紧固部件1使得能够以低成本制造紧固部件1，而可靠性不恶化。

在第一示例实施例中，渐缩面被形成在销本体3的远端部11处。渐缩面包括倾斜部，该倾斜部能够在通过插入贯通孔10和18中而在贯通孔10和18的开口边缘上滑动的同时接收p方向的挤压力(即，使弹性区段12a和12b以锁定部14a和14b被置于对齐状态下的方式弹性变形的力)。为此，由于远端部11的渐缩面，所以即使锁定部14a和14b被形成在销本体3的远端部11处，紧固部件1也能够在不使用专用工具或配合装置的情况下通过将销本体3推入贯通孔10和18中而易于附接。

因此，根据第一示例实施例的紧固部件1能够易于附接至附接目标构件，并且能够进一步实现滑落防止的可靠性和部件小型化的改进。

<第二示例实施例>

下文描述根据本发明的第二示例实施例。

图9是示意性地示出根据第二示例实施例的紧固部件的三平面图。

根据该第二示例实施例的紧固部件30包括销本体31，销本体31被插入穿过在附接目标构件中形成的贯通孔。与第一示例实施例类似，在销本体31中形成间隙33，间隙33在沿着插入贯通孔中的方向的方向上从远端部32延伸，远端部32在被插入贯通孔中时用作前端，并且间隙33形成成对的弹性区段34a和34b。弹性区段34a和34b在远端侧上形成自由端，并且弹性地变形。在第二示例实施例中，弹性区段34a和34b的自由端被构造成易于在图9中所示的方向α上弹性移位。

在弹性区段34a和34b的自由端侧上，锁定部35a和35b被形成为突出。即，锁定部35a和35b被构造成在沿着与自由端的移位方向α交叉的方向β彼此相反的方向上，从弹性区段34a和34b的自由端侧凸出。锁定部35a和35b被锁定在销本体31已插入穿过的贯通孔的开口边缘上，由此防止销本体31滑出贯通孔。此外，锁定部35a和35b具有的形状和尺寸使得能够通过弹性区段34a和34b在解除锁定部35a和35b的锁定状态的方向上的弹性变形而插入贯通孔中。

在第二示例实施例中，锁定部35a和35b在与弹性区段34a和34b的自由端的移位方向α交叉的方向β上凸出。为此，与第一示例实施例类似，甚至当弹性区段34a和34b由于由掉落等引起的外部力而弯曲和变形时，也能够防止锁定部35a和35b的锁定状态被解除的情况，因为移位方向是与锁定部35a和35b的凸出方向不同的方向。由此，紧固部件30能够提高附接的可靠性。此外，由于构造简单，所以紧固部件30能够易于实现小型化，并且能够易于附接到附接目标构件。

<其它示例实施例>

本发明不限于第一和第二示例实施例，并且能够被不同地构造从而具体实施。例如，在第一示例实施例中，锁定部14a和14b的形状为圆形(扇状)，而在第二示例实施例中，锁定部35a和35b的形状为四边形。与此相比，锁定部可被构造成至少在与弹性区段的自由端的移位方向交叉的方向上凸出，并且能够被锁定在贯通孔的开口边缘上，并且不存在对锁定部的形状的限制。

在第一示例实施例和第二示例实施例中，锁定部14a、14b、35a和35b的凸出方向β是与弹性区段的自由端的移位方向α垂直的方向。与此相比，锁定部的凸出方向可与移位方向α交叉，并且不限于垂直方向。例如，虽然由于制造方式，贯通孔的开口形状通常为圆形，但是也提出贯通孔的开口形状具有除圆形形状以外的形状的情况。在这种情况下，通过考虑贯通孔的开口形状，以如下方式设计锁定部，即，使得锁定部的凸出方向是与弹性区段的自由端的移位方向交叉的适当方向。

此外，在第一示例实施例中，弹性区段12a和12b的远端面被形成为渐缩面。与此相比，例如，取决于紧固部件的尺寸，存在弹性区段能够易于弹性变形的情况，并且在这种情况下，弹性区段的远端面不需要为渐缩面。

此外，取决于例如所要求的价格、强度等，形成根据本发明的紧固部件的材料可以为树脂或者金属。

上文通过引用作为模型示例的上述示例实施例描述了本发明。然而，本发明不限于上述示例实施例。即，在本发明的范围内，本领域技术人员能够理解的各种构造可应用于本发明。

本申请要求基于2015年5月29日提交的日本专利申请2015-109942号的优先权，其全部公开内容被并入本文。

[附图标记列表]

1、30紧固部件

3、31销本体

4轴环部

12a、12b、34a、34b弹性区段

14a、14b、35a、35b锁定部

10、18贯通孔