(57)【要約】【課題】外れ防止機能を備えた部品組付技術を提供する。【解決手段】部品組付構造１は、係合片１０を設けた弾性柱１１を有する第１部品１２と、係合片１０が係合する切欠き１３を有する第２部品１４と、を備え、係合片１０は、弾性柱１１の側方へ突出する第１突出部１５と、第１突出部１５の突出方向とは反対側に突出する第２突出部１６と、を有し、切欠き１３は、第１部品１２及び第２部品１４の組立後に、第１突出部１５に対向する第１縁部１７と、第２突出部１６の一部に対向し第２突出部１６の残部を開放させる第２縁部１８と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
係合片を設けた弾性柱を有する第１部品と、
前記係合片が係合する切欠きを有する第２部品と、
を備え、
前記係合片は、前記弾性柱の側方へ突出する第１突出部と、前記第１突出部の突出方向とは反対側に突出する第２突出部と、を有し、
前記切欠きは、前記第１部品及び前記第２部品の組立後に、前記第１突出部に対向する第１縁部と、前記第２突出部の一部に対向し前記第２突出部の残部を開放させる第２縁部と、を有することを特徴とする部品組付構造。
【請求項２】
前記係合片は前記第１部品及び前記第２部品の組立中に前記第１縁部上を摺動する第１摺動面を備え、前記第１摺動面が前記係合片を前記第１突出部の突出方向とは反対側に移動させる、請求項１に記載の部品組付構造。
【請求項３】
前記係合片は前記第１部品及び前記第２部品の組立中に前記第２縁部上を摺動する第２摺動面を備え、前記第２摺動面が前記係合片を前記第２突出部の突出方向と直交する方向に移動させる、請求項１又は２に記載の部品組付構造。
【請求項４】
前記第１部品及び前記第２部品の組立後に前記第２突出部と前記第２縁部との間に隙間が形成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の部品組付構造。
【請求項５】
前記係合片を前記弾性柱の先端に設けた、請求項１から４のいずれか一項に記載の部品組付構造。
【請求項６】
前記第２縁部がＬ字型である、請求項１から５のいずれか一項に記載の部品組付構造。
【請求項７】
前記第１部品及び前記第２部品の組立位置を位置決めする位置決め部材を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の部品組付構造。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の部品組付構造を備え、前記第１部品及び前記第２部品を組立てるロボットを備えた自動組立システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品組付技術に関し、特に外れ防止機能を備えた部品組付構造及び自動組立システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スナップフィットを利用した部品組立は、工具フリーで簡単に部品同士を組付けることができるため、広く採用されている。図７Ａは従来のスナップフィットを示している。スナップフィットでは、係合片７０を設けた弾性柱７１を有する第１部品７２と、係合片７０が係合する切欠き７３を有する第２部品７４と、を備え、係合片７０が弾性柱７１の側方へ突出し、切欠き７３が係合片７０に対向する縁部７５を有している。斯かる部品組付技術としては、例えば下記の文献が公知である。
【０００３】
特許文献１には、ガイドピンがガイド穴に挿入され、嵌合雌部材を締付けるリングばねの圧縮力に打ち勝ってガイドピン貫通孔を拡開させ、嵌合雌部材がガイドピンの係止段部に嵌合係止されるワンタッチジョイントが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、第１のベース部材に突設された固定軸に回転可能に支持される歯車と、歯車を覆うように第１のベース部材に対向して設置される第２のベース部材と、を備え、第１のベース部材には歯車が係止されて抜止めされると共に第２のベース部材に係止される係止片が設けられた駆動ユニットが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、脚部及び係止頭部を有するスナップ片が変形用間隙を挟んで対称的に配置されたスナップフィットにおいて、変形用間隙を部分的に拡大させる間隙拡大部がスナップ片の先端部に設けられたスナップフィットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２８０２１９号公報
【特許文献２】特開２０１６−１８０４８９号公報
【特許文献３】特開２００９−１８０３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スナップフィットを利用した部品組立は、組立作業性が良いが、ねじ締め等による部品組付のように部品を完全に固定できる訳ではないので、部品に力が加わった際にスナップフィットが外れてしまう恐れがある。図７Ｂ及び図７Ｃは従来のスナップフィットが外れる様子を示している。スナップフィットに対してモーメントが働く位置は図７Ｃに示すように弾性柱７１の根元部分７１ａと係合片７０の引掛部分７０ａとの２箇所あるため、第２部品７４が抜ける方向に力が働くと弾性柱７１が倒れてスナップフィットが外れてしまう。斯かる問題は、特に振動、衝撃等が伝達される装置、例えば工作機械を制御する数値制御装置の筐体、回路基板、ヒートシンク等の部品組立において表出し易い。
【０００８】
スナップフィット以外にも種々の組付方法があるが、下記の表に示すように組立作業性と部品同士の係合強度（構造強度）とはトレードオフであるため、組立作業性と部品同士の係合強度とを両立した部品組付構造が望まれている。特にロボットによる自動組立では組立作業性が重要な観点になる。
【０００９】
【表１】
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【００１０】
そこで、本発明は少なくとも外れ防止機能を備えた部品組付技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の一態様は、係合片を設けた弾性柱を有する第１部品と、係合片が係合する切欠きを有する第２部品と、を備え、係合片は、弾性柱の側方へ突出する第１突出部と、第１突出部の突出方向とは反対側に突出する第２突出部と、を有し、切欠きは、第１部品及び第２部品の組付後に、第１突出部に対向する第１縁部と、第２突出部の一部に対向し第２突出部の残部を開放させる第２縁部と、を有する、部品組付構造を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の一態様によれば、部品が外れる方向に力が働いて弾性柱が倒れたとしても弾性柱が第２縁部に当たるため、係合が勝手に外れなくなる。つまり第２縁部がストッパの役割を果たすため、部品同士の係合強度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態における部品組付構造を示す斜視図である。
【図２】一実施形態における切欠きを示す平面図である。
【図３】一実施形態における部品組付構造を示す平面図である。
【図４】一実施形態における部品組付構造を示すＡ−Ａ断面図である。
【図５Ａ】部品組立時における部品組付構造の挙動を示す平面図である。
【図５Ｂ】部品組立時における部品組付構造の挙動を示す平面図である。
【図５Ｃ】部品組立時における部品組付構造の挙動を示す平面図である。
【図５Ｄ】部品組立時における部品組付構造の挙動を示す平面図である。
【図６】部品取外し時における部品組付構造の挙動を示す平面図である。
【図７Ａ】従来のスナップフィットを示す斜視図である。
【図７Ｂ】従来のスナップフィットが外れる様子を示す平面図である。
【図７Ｃ】従来のスナップフィットが外れる様子を示すＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を詳細に説明する。各図面において、同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号が付与されている。また、以下に記載する実施形態は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲及び用語の意義を限定するものではない。
【００１５】
図１−図４は本実施形態の部品組付構造１を示している。図１に示すように部品組付構造１は、係合片１０を設けた弾性柱１１を有する第１部品１２と、係合片１０が係合する切欠き１３を有する第２部品１４と、を備えている。第１部品１２及び第２部品１４の組付位置は位置決め部材１９によって位置決めされる。位置決め部材１９は第２部品１４を支持する位置決め柱であるが、他の形態のものを採用してもよい。
【００１６】
図３及び図４に示すように係合片１０は、弾性柱１１の側方へ突出する第１突出部１５と、第１突出部１５の突出方向とは反対側に突出する第２突出部１６と、を有している。本例の係合片１０は弾性柱１１の先端に設けられているが、弾性柱１１の中腹に設けられてもよいし、又は弾性柱１１の先端、中腹等に複数設けられてもよい。後者の場合には、複数部品が多段で組付けることも可能である。
【００１７】
図２及び図３に示すように切欠き１３は異形切欠きであり、第１部品１２及び第２部品１４の組立後に、第１突出部１５に対向する第１縁部１７と、第２突出部１６の一部に対向し第２突出部１６の残部を開放させる第２縁部１８と、を有している。第２縁部１８は平面視でＬ字型であるが、第２突出部１６の一部に対向し第２突出部１６の残部を開放させる形状であれば、くの字型、半楕円型等でもよい。
【００１８】
図４に示すようにモーメントが働く位置は弾性柱１１の根元部分１１ａと係合片１０の引掛部分１０ａとの２箇所あるが、第２部品１４が抜ける方向に力が働いて弾性柱１１が倒れたとしても弾性柱１１が第２縁部１８に当たるため、係合が勝手に外れることは無い。つまり、第２縁部１８がストッパの役割を果たすため、従来のスナップフィットと比べて係合強度が向上する。本例の部品組付構造は、特に振動、衝撃等が伝達される装置、例えば工作機械を制御する数値制御装置の筐体、回路基板、ヒートシンク等の部品組立に適用されると効果的である。
【００１９】
また第１部品１２及び第２部品１４の組立後には、第２突出部１６と第２縁部１８との間に隙間Ｓが形成されることが望ましい。斯かる隙間Ｓによって係合片１０が引掛かる箇所は第１縁部１７のみになるが、第２縁部１８によるモーメントが第２突出部１６に働かないため、第２部品１４が抜ける方向に力が働いたとしても弾性柱１１が図３の紙面上の下側へ倒れることは無い。つまり隙間Ｓは、第２突出部１６が第２縁部１８に引掛かることによる二次的な係合解除を防止する役割を果たしている。
【００２０】
図５Ａ−図５Ｄは部品組立時における部品組付構造の挙動を示している。係合片１０は第１部品１２及び第２部品１４の組立中に、第１縁部１７上を摺動する第１摺動面２０と、第２縁部１８上を摺動する第２摺動面２１と、を備えていてもよい。第１摺動面２０及び第２摺動面２１は双方とも弾性柱１１の伸長方向に対して傾斜した傾斜面である。本例の第２縁部１８は対向辺１８ａ及び開放辺１８ｂを有するＬ字型であるため、第２摺動面２１は開放辺１８ｂ上を摺動するが、第２縁部１８がくの字型、半楕円型等である場合には、第２摺動面２１が辺ではなく点上を摺動することもある。
【００２１】
図５Ａ及び図５Ｂで示すように、第１摺動面２０は係合片１０を第１突出部１５の突出方向とは反対側（Ｘ方向）に移動させ、第２摺動面２１は係合片１０を第１突出部１５の突出方向と直交する方向（Ｙ方向）に移動させる。これにより、弾性柱１１が矢印方向へ撓んで傾いた状態になる。図５Ｂに示すように第１突出部１５が第１縁部１７に引掛かる直前においては、第２縁部１８（即ち、開放辺１８ｂ）が弾性柱１１の側面と接触しているため、図５Ｃに示すように弾性柱１１のＸ方向の傾きが先ず戻り、第１突出部１５が第１縁部１７に引掛かることになる。そして、弾性柱１１のＸ方向の傾きが戻るのと同時に又はその直後に、弾性柱１１と第２縁部１８との間の接触が解除され、弾性柱１１のＹ方向の傾きが戻る。これにより弾性柱１１が元の位置に戻る。弾性柱１１の元の位置は前述の位置決め部材１９によって位置決めされている。
【００２２】
部品組立時における部品組付構造の上記挙動は、係合片１０に設けたテーパ形状（即ち、第１摺動面２０及び第２摺動面２１）によって一方の部品を他方の部品に押込むことで動作する。つまり、部品同士を押合わせれば自動的にスナップフィットが動作し、係合状態となる。従って斯かるテーパ形状によれば、従来のスナップフィットと同じように部品の組立てが可能である。また本例の部品組付構造は、第１部品１２及び第２部品１４を組立てるロボットを備えた自動組立システムにも適用できる。
【００２３】
図６は部品取外し時の部品組付構造の挙動を示している。係合状態では弾性柱１１が第２縁部１８（対向辺１８ａ）に当たるため、弾性柱１１をＸ方向に倒せない。従って、先ず（１）弾性柱１１をＹ方向に倒し、次いで（２）弾性柱１１をＹ方向に倒した状態で弾性柱１１をＸ方向に倒す。これにより、部品組付け構造の係合が解除され、第１部品１２及び第２部品１４を取外せる。従って、係合解除には必ず人為的又は機械的な作業が必要であり、振動、衝撃等の外乱によって係合が勝手に外れることはない。
【００２４】
本実施形態によれば、部品が外れる方向に力が働いて弾性柱１１が倒れたとしても弾性柱１１が第２縁部１８に当たるため、係合が勝手に外れることはない。つまり第２縁部１８がストッパの役割を果たすため、部品同士の係合強度が向上する。
【００２５】
本明細書において種々の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に記載された範囲内において種々の変更を行えることを認識されたい。
【符号の説明】
【００２６】
１    部品組付構造
１０    係合片
１０ａ    引掛部分
１１    弾性柱
１１ａ    根元部分
１２    第１部品
１３    切欠き
１４    第２部品
１５    第１突出部
１６    第２突出部
１７    第１縁部
１８    第２縁部
１８ａ    対向辺
１８ｂ    開放辺
１９    位置決め部材
２０    第１摺動面
２１    第２摺動面
Ｓ    隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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