(57)【要約】【課題】画像処理等が必要になる検出機能を用いなくても、部品の位置決め及びその位置の保持を確実かつ容易に行うことを可能とする位置決め保持機構、及びそれを用いて組み立てられた画像形成装置を提供する。【解決手段】位置決め保持機構は、穴１０１を有する第１板金部品１Ａと突起部２０１を有する第２板金部品１Ｂとを備え、穴１０１に突起部２０１を挿入することにより第１板金部品１Ａと第２板金部品１Ｂとの位置決め及びその位置の保持を行う。第１板金部品１Ａには穴１０１の縁から内部に向かって突出した凸部１０２が形成されており、第２板金部品１Ｂの突起部２０１には第１板金部品１Ａの凸部１０２と係合可能な大きさを有する係合穴２０５が形成されている。穴１０１に突起部２０１が挿入され、突起部２０１が穴の輪郭２０５に沿いながら穴２０１に対する篏合状態へと誘導され、凸部１０２が係合穴２０５に入って係止されることにより、第１板金部品１Ａと第２板金部品１Ｂとが所定位置で保持状態となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
穴を有する第１板金部品と突起部を有する第２板金部品とを備え、前記穴に前記突起部を挿入することにより第１板金部品と第２板金部品との位置決め及びその位置の保持を行う位置決め保持機構であって、
前記第１板金部品には前記穴の縁から内部に向かって突出した凸部が形成されており、
前記第２板金部品の突起部には前記第１板金部品の凸部と係合可能な大きさを有する係合穴又は係合溝が形成されており、
前記穴に前記突起部が挿入され、その突起部が前記穴の輪郭に沿いながら穴に対する篏合状態へと誘導され、前記凸部が前記係合穴又は係合溝に入って係止されることにより、第１板金部品と第２板金部品とが所定位置で保持状態となるように構成されていることを特徴とする位置決め保持機構。
【請求項２】
前記第２板金部品の突起部には凹部が形成されており、
前記穴に前記突起部が挿入される過程において、前記凸部に前記凹部が接触して互いの輪郭に沿いながら前記突起部が前記穴に対する篏合状態へと誘導されることにより、第１板金部品と第２板金部品とが位置決めされた後、前記凸部が前記係合穴又は係合溝に入って係止されることを特徴とする請求項１記載の位置決め保持機構。
【請求項３】
前記第１板金部品に形成されている穴が長方形に内接する形状を有し、前記穴の縁には、前記凸部が形成されている側の辺に対して対向する側の辺の片側又は両側に、Ｒ部又は斜面部が形成されており、
前記第２板金部品の突起部の片側又は両側には、Ｒ部又は斜面部が形成されており、
前記穴に前記突起部が挿入される過程において、前記穴のＲ部又は斜面部に前記突起部のＲ部又は斜面部が接触して互いの輪郭に沿いながら前記突起部が前記穴に対する篏合状態へと誘導されることにより、第１板金部品と第２板金部品とが位置決めされた後、前記凸部が前記係合穴又は係合溝に入って係止されることを特徴とする請求項１又は２記載の位置決め保持機構。
【請求項４】
前記係合穴又は係合溝に対する係止によって前記凸部が嵌合状態となるように、前記凸部の両端面が前記穴の中心軸に対して平行な平面を含んだ構成になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置決め保持機構。
【請求項５】
前記第１板金部品に形成されている穴が長方形に内接する形状を有し、その長方形の２辺の長辺のうち、一方の長辺側に前記凸部が１つ以上設けられており、他方の長辺側には穴の縁から内部に向かって突出したＲ部又は斜面部が２つ以上設けられており、
前記穴が内接する長方形の長辺よりも前記突起部の根元の幅が短くなっており、
前記凸部が前記係合穴又は係合溝に入って係止されたときに前記穴全体に嵌合する長さを有し、
前記第２板金部品の突起部には凹部が形成されており、
前記穴に前記突起部が挿入される過程において、前記凸部に前記凹部が接触して互いの輪郭に沿いながら前記凹部が前記凸部の頂点方向へ移動するように前記突起部が前記穴に対する篏合状態へと誘導され、前記穴のＲ部又は斜面部に前記突起部のＲ部又は斜面部が接触して互いの輪郭に沿いながら求心されるように前記突起部が前記穴に対する篏合状態へと誘導されることにより、第１板金部品と第２板金部品とが位置決めされた後、前記凸部が前記係合穴又は係合溝に入って係止されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置決め保持機構。
【請求項６】
前記第１板金部品の凸部の輪郭が円弧状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置決め保持機構。
【請求項７】
前記第１板金部品の凸部の輪郭が三角形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置決め保持機構。
【請求項８】
前記第１板金部品の凸部の輪郭が先端Ｒの長方形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置決め保持機構。
【請求項９】
前記第１板金部品の凸部の輪郭が長方形の先端に三角形を有する形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置決め保持機構。
【請求項１０】
前記第１板金部品の凸部の輪郭が長方形の先端に円弧を有する形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置決め保持機構。
【請求項１１】
前記第２板金部品の突起部先端に輪郭が円弧状の凸部が形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の位置決め保持機構。
【請求項１２】
前記第２板金部品の突起部先端に輪郭が三角形状の凸部が形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の位置決め保持機構。
【請求項１３】
前記第２板金部品の突起部先端の凹部の輪郭が円弧状であることを特徴とする請求項２又は５記載の位置決め保持機構。
【請求項１４】
前記第２板金部品の突起部先端の凹部の輪郭が三角形状であることを特徴とする請求項２又は５記載の位置決め保持機構。
【請求項１５】
前記Ｒ部又は斜面部全てに接するように前記穴に内接する長方形の短辺と、前記第２板金部品の厚さと、が略同一であることを特徴とする請求項３又は５記載の位置決め保持機構。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の位置決め保持機構を用いて組み立てられたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置決め保持機構に関するものであり、例えば、プリンタやＭＦＰ(Multifunction Peripheral)等の画像形成装置を組み立てる際に用いられる位置決め保持機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
板金で構成される部品（例えば、プリンタやＭＦＰの筺体フレーム）を組み付ける際には、ダボとダボ穴（サイズは直径３〜５ｍｍ程度）による位置決め、あるいはスリットと突起による位置決めが通常行われる。これらの位置決め作業を人が行うと、組付け対象の板金部品とそれに組み付ける板金部品との位置が通常ずれてしまう。このため、両者の位置を目視で確認し、その後、部品の保持及び位置確認を行いながら、例えばダボとダボ穴による位置決めの後、ネジ締結等が行われる。また位置決めの完了についても、人が目視で判断するか、あるいは篏合時の感触を手指で認識することにより行われる。
【０００３】
上記位置決め・保持作業を改善するため、一方の板金部品の穴に他方の板金部品の突出部を圧入し、穴側に設けられている弾性片で突出部を基準面に押し付けて、その歪み弾性力により保持する構造が、特許文献１で提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−６３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、部品の組立てを自動化する場合、上述したいずれの位置決め構成を採用しても、位置決めの自動化は困難である。つまり、従来の位置決め作業を自動化しようとすれば、位置決めに必要な画像処理等を行うためにセンサーで位置を検出し、部品の位置を補正してから組付けを行わなければならず、結果として、装置コストの大幅な増大を招くことになる。また、ダボとダボ穴が干渉したり、スリットと突起が干渉したりすることで、位置決めが正常に完了しなくなるおそれもある。
【０００６】
さらに、従来より知られている位置決め機構では、部品に対して所定の位置決めを行ってもその位置は維持されないため、例えばネジ締めを完了するまで位置決め後の部品を保持し続ける必要がある。また、特許文献１で提案されている位置決め保持機構では、位置決め後の部品保持が可能であるが、板金部品の弾性変形を利用しているため、繰り返し着脱を行うと板金部品に変形を与えてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、画像処理等が必要になる検出機能を用いなくても、部品の位置決め及びその位置の保持を確実かつ容易に行うことを可能とする位置決め保持機構、及びそれを用いて組み立てられた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１の発明の位置決め保持機構は、穴を有する第１板金部品と突起部を有する第２板金部品とを備え、前記穴に前記突起部を挿入することにより第１板金部品と第２板金部品との位置決め及びその位置の保持を行う位置決め保持機構であって、
前記第１板金部品には前記穴の縁から内部に向かって突出した凸部が形成されており、
前記第２板金部品の突起部には前記第１板金部品の凸部と係合可能な大きさを有する係合穴又は係合溝が形成されており、
前記穴に前記突起部が挿入され、その突起部が前記穴の輪郭に沿いながら穴に対する篏合状態へと誘導され、前記凸部が前記係合穴又は係合溝に入って係止されることにより、第１板金部品と第２板金部品とが所定位置で保持状態となるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
第２の発明の位置決め保持機構は、上記第１の発明において、前記第２板金部品の突起部には凹部が形成されており、
前記穴に前記突起部が挿入される過程において、前記凸部に前記凹部が接触して互いの輪郭に沿いながら前記突起部が前記穴に対する篏合状態へと誘導されることにより、第１板金部品と第２板金部品とが位置決めされた後、前記凸部が前記係合穴又は係合溝に入って係止されることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明の位置決め保持機構は、上記第１又は第２の発明において、前記第１板金部品に形成されている穴が長方形に内接する形状を有し、前記穴の縁には、前記凸部が形成されている側の辺に対して対向する側の辺の片側又は両側に、Ｒ部又は斜面部が形成されており、
前記第２板金部品の突起部の片側又は両側には、Ｒ部又は斜面部が形成されており、
前記穴に前記突起部が挿入される過程において、前記穴のＲ部又は斜面部に前記突起部のＲ部又は斜面部が接触して互いの輪郭に沿いながら前記突起部が前記穴に対する篏合状態へと誘導されることにより、第１板金部品と第２板金部品とが位置決めされた後、前記凸部が前記係合穴又は係合溝に入って係止されることを特徴とする。
【００１１】
第４の発明の位置決め保持機構は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記係合穴又は係合溝に対する係止によって前記凸部が嵌合状態となるように、前記凸部の両端面が前記穴の中心軸に対して平行な平面を含んだ構成になっていることを特徴とする。
【００１２】
第５の発明の位置決め保持機構は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記第１板金部品に形成されている穴が長方形に内接する形状を有し、その長方形の２辺の長辺のうち、一方の長辺側に前記凸部が１つ以上設けられており、他方の長辺側には穴の縁から内部に向かって突出したＲ部又は斜面部が２つ以上設けられており、
前記穴が内接する長方形の長辺よりも前記突起部の根元の幅が短くなっており、
前記凸部が前記係合穴又は係合溝に入って係止されたときに前記穴全体に嵌合する長さを有し、
前記第２板金部品の突起部には凹部が形成されており、
前記穴に前記突起部が挿入される過程において、前記凸部に前記凹部が接触して互いの輪郭に沿いながら前記凹部が前記凸部の頂点方向へ移動するように前記突起部が前記穴に対する篏合状態へと誘導され、前記穴のＲ部又は斜面部に前記突起部のＲ部又は斜面部が接触して互いの輪郭に沿いながら求心されるように前記突起部が前記穴に対する篏合状態へと誘導されることにより、第１板金部品と第２板金部品とが位置決めされた後、前記凸部が前記係合穴又は係合溝に入って係止されることを特徴とする。
【００１３】
第６の発明の位置決め保持機構は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記第１板金部品の凸部の輪郭が円弧状であることを特徴とする。
【００１４】
第７の発明の位置決め保持機構は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記第１板金部品の凸部の輪郭が三角形状であることを特徴とする。
【００１５】
第８の発明の位置決め保持機構は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記第１板金部品の凸部の輪郭が先端Ｒの長方形状であることを特徴とする。
【００１６】
第９の発明の位置決め保持機構は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記第１板金部品の凸部の輪郭が長方形の先端に三角形を有する形状であることを特徴とする。
【００１７】
第１０の発明の位置決め保持機構は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記第１板金部品の凸部の輪郭が長方形の先端に円弧を有する形状であることを特徴とする。
【００１８】
第１１の発明の位置決め保持機構は、上記第１〜第１０のいずれか１つの発明において、前記第２板金部品の突起部先端に輪郭が円弧状の凸部が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
第１２の発明の位置決め保持機構は、上記第１〜第１０のいずれか１つの発明において、前記第２板金部品の突起部先端に輪郭が三角形状の凸部が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
第１３の発明の位置決め保持機構は、上記第２又は第５の発明において、前記第２板金部品の突起部先端の凹部の輪郭が円弧状であることを特徴とする。
【００２１】
第１４の発明の位置決め保持機構は、上記第２又は第５の発明において、前記第２板金部品の突起部先端の凹部の輪郭が三角形状であることを特徴とする。
【００２２】
第１５の発明の位置決め保持機構は、上記第３又は第５の発明において、前記Ｒ部又は斜面部全てに接するように前記穴に内接する長方形の短辺と、前記第２板金部品の厚さと、が略同一であることを特徴とする。
【００２３】
第１６の発明の画像形成装置は、上記第１〜第１５のいずれか１つの発明に係る位置決め保持機構を用いて組み立てられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の位置決め保持機構によれば、第１板金部品の穴に第２板金部品の突起部が挿入され、その突起部が穴の輪郭に沿いながら穴に対する篏合状態へと誘導され、穴の凸部が突起部の係合穴又は係合溝に入って係止されることにより、第１板金部品と第２板金部品とが所定位置で保持状態となる。したがって、画像処理等が必要になる検出機能を用いなくても、部品の位置決め及びその位置の保持を確実かつ容易に行うことが可能である。しかも、部品の変形を利用していないため、繰り返し着脱しても部品に変形を与えることがない。結果として、部品を歪ませることなく高精度の位置決め及び組付けが可能となる。そして、板金部品の自動機械による位置決めが容易になるため、画像形成装置等の自動組立を低コストで実現することができる。また、組み立て作業を人が行う場合でも、コストを増加させることなく作業性を向上させて組立て時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】位置決め保持機構の一実施の形態を示す斜視図。
【図２】図１の実施の形態を構成する第１，第２板金部品の第１具体例を示す平面図。
【図３】図１の実施の形態における第１板金部品に対する第２板金部品の組み付け作業を示す斜視図。
【図４】第１板金部品の第２具体例を示す平面図。
【図５】第１板金部品の第３〜第６具体例を示す平面図。
【図６】第２板金部品の第２〜第４具体例を示す平面図。
【図７】第１板金部品の第５具体例と第２板金部品の第３具体例との組み合わせを説明するための平面図。
【図８】第１板金部品の第７具体例と第２板金部品の第１具体例との組み合わせを説明するための平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施した位置決め保持機構等を、図面を参照しつつ説明する。なお、具体例等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
【００２７】
図１に、位置決め保持機構の一実施の形態を示し、図２に、それを構成する第１，第２板金部品１Ａ，１Ｂ（第１具体例）を示す。また図３に、複数の板金部品が結合してなる構造体３０１（製品：例えば、プリンタ，複写機，ＭＦＰ等の画像形成装置）において、第１板金部品１Ａに第２板金部品１Ｂを組み付ける様子を示す。この位置決め保持機構は、第１板金部品１Ａに形成されている穴１０１に、第２板金部品１Ｂの一部から成る突起部２０１を挿入することにより、第１板金部品１Ａと第２板金部品１Ｂとの位置決め及びその位置の保持を行うものである。その一例として、図１（Ａ）〜（Ｅ）では、第１板金部品１Ａに対して第２板金部品１Ｂが右側から左側へ移動することにより位置決めされ、嵌合状態で結合保持される様子を順に示している。
【００２８】
第１板金部品１Ａには、前述したように位置決め用の穴１０１が形成されている。この穴１０１は、長方形に内接する形状を有している。つまり、図２（Ａ）に示すように、長方形Ｐ１が外接する形状を穴１０１が有しており、その外接長方形Ｐ１の中心である穴１０１の中心、又は穴１０１の基準となる位置（例えば、穴１０１の辺，コーナー等である。設計上、第１板金部品１Ａの基準位置から寸法が規定されている部位を指す。）は、第１板金部品１Ａの基準位置（第１板金部品１Ａの設計上の寸法基準又は加工される際の寸法基準となる点である。例えば、ダボ中心，ピン穴中心，突き当ての角等である。）に対して位置精度が確保されるように加工されている。
【００２９】
穴１０１の外接長方形Ｐ１の長辺に対応する２辺のうち、一方の辺側には、穴１０１の縁から内部に向かって突出するように凸部１０２（図２（Ａ））が設けられている。凸部１０２は、その先端部が外接長方形Ｐ１の中央部に位置するように形成されており、その輪郭に沿いながら突起部２０１を穴１０１に対する篏合状態へと誘導する機能と、係合穴２０７（図２（Ｂ））に入って係止されることにより第１，第２板金部品１Ａ，１Ｂを所定位置で保持状態とするロック機能と、を有している。なお、本実施の形態では凸部１０２が半円状（輪郭が円弧状）となっているが、これに限らない。例えば、小判形状，三角形状，台形状等、いずれの形状でもよい。
【００３０】
穴１０１の外接長方形Ｐ１の四隅には、穴１０１の縁から内部に向かって突出するように４つのＲ部１０３，１０４，１０５，１０６が設けられている。Ｒ部１０３〜１０６は、その輪郭に沿いながら突起部２０１を穴１０１に対する篏合状態へと誘導する機能と、突起部２０１の上下方向（厚み方向）の位置を規制する機能と、を有している。また、Ｒ部１０３とＲ部１０５との間には左右嵌合端面１１０ａが形成されており、Ｒ部１０４とＲ部１０６との間には左右嵌合端面１１０ｂが形成されている。左右嵌合端面１１０ａ，１１０ｂは、穴１０１の内壁から成っており、穴１０１に挿入された突起部２０１の左右方向の位置を規制する機能を有している。なお、Ｒ部１０３〜１０６は、その輪郭がほぼ円弧状となっているが、これに限らない。例えば、小判形状，斜面状，三角形状，台形状等、いずれの形状でもよい。
【００３１】
第２板金部品１Ｂには、前述したように位置決め・保持用の突起部２０１が形成されている。この突起部２０１の先端には、図２（Ｂ）に示すように、２つの凸部２０２，２０３が形成されており、凸部２０２と凸部２０３との中間位置には凹部２０４が形成されている。凹部２０４は、前述したように、凸部１０２との組み合わせにより、互いの輪郭に沿いながら突起部２０１を穴１０１に対する篏合状態へと誘導する機能を有している。本実施の形態では凸部２０２，２０３が半円状（輪郭が円弧状）となっているが、これに限らない。例えば、小判形状，三角形状，台形状等、いずれの形状でもよい。また、本実施の形態では凹部２０４が半円状（輪郭が円弧状）となっているが、これに限らない。例えば、小判形状，三角形状等、いずれの形状でもよい。
【００３２】
突起部２０１の根元には左右方向の位置を規制するための左右嵌合端面２１０ａ，２１０ｂが形成されており、凸部２０２と左右嵌合端面２１０ａとの間にはＲ部２０５が形成されており、凸部２０３と左右嵌合端面２１０ｂとの間にはＲ部２０６が形成されている。Ｒ部２０５，２０６は、前述したように、Ｒ部１０３〜１０６との組み合わせにより、互いの輪郭に沿いながら突起部２０１を穴１０１に対する篏合状態へと誘導する機能を有している。
【００３３】
突起部２０１の中央根元側には、第１板金部品１Ａの凸部１０２と係合可能な大きさを有する前記ロック用の係合穴２０７が形成されている。この係合穴２０７は、前述したように凸部１０２が入って係止されることにより、第１，第２板金部品１Ａ，１Ｂを所定位置で保持状態とするロック機能を有している。
【００３４】
第２板金部品１Ｂの切欠き４０８，４０９（図２（Ｂ））は、第１板金部品１Ａと第２板金部品１Ｂとが篏合状態（図２）となった際に、部品同士が確実に接触するための逃げ部である。また、穴１０１に突起部２０１を確実かつ円滑に篏合させるために、第２板金部品１Ｂの突起部２０１根元の左右嵌合端面２１０ａ，２１０ｂには（図２（Ｂ））、第１板金部品１Ａの板厚以上の直線領域が形成されている。
【００３５】
Ｒ部１０３〜１０６全てに接するように穴１０１に内接する長方形Ｐ２（図２（Ａ））の長辺は、突起部２０１の根元幅よりも長くなっている。つまり、第２板金部品１Ｂの突起部２０１の根元幅は、第１板金部品１Ａの穴１０１の内接長方形Ｐ２の長辺の幅より少しだけ短くなっており、この寸法差により篏合精度が決まるようになっている。また、Ｒ部１０３〜１０６全てに接するように穴１０１に内接する長方形Ｐ２（図２（Ａ））の短辺は、第２板金部品１Ｂの厚さよりも長くなっている。つまり、第１板金部品１Ａの穴１０１の内接長方形Ｐ２の短辺寸法は、第２板金部品１Ｂの板厚より少しだけ大きくなっており、この寸法差により篏合精度が決まるようになっている。したがって、篏合精度を考慮すれば、長方形Ｐ２の長辺の幅と突起部２０１の根元幅とは略同一であり、長方形Ｐ２の短辺と第２板金部品１Ｂの厚さとは略同一である。
【００３６】
次に、第１板金部品１Ａと第２板金部品１Ｂとの位置決め及び篏合保持動作を説明する。まず、構造体３０１（図３）を構成している第１板金部品１Ａの穴１０１に対して、ほぼ垂直方向から第２板金部品１Ｂの突起部２０１の挿入を開始する（図１（Ａ））。このとき、穴１０１の高さが広い部分（Ｒ部１０３〜１０６で突起部２０１の厚み方向の位置が規制されていない部分）に、突起部２０１の各凸部２０２，２０３の先端が挿入されるようにすれば、第２板金部品１Ｂの位置が第１板金部品１Ａの穴１０１の空間範囲内でずれても、位置決め及び篏合が可能な状態にすることができる。
【００３７】
図１（Ａ）の状態から、第２板金部品１Ｂを弱い力で保持しながら移動させることにより突起部２０１の挿入を続けると、凸部１０２に凹部２０４が接触する（図１（Ｂ））。突起部２０１はその先端中央の凹部２０４が凸部１０２と干渉するため、凸部１０２と凹部２０４との接触状態を保ちながら突起部２０１の挿入を続けると、突起部２０１は求心される。つまり、凹部２０４が凸部１０２の頂点方向へ移動するように、凸部１０２と凹部２０４の互いの輪郭に沿いながら突起部２０１は移動して、凸部１０２に乗り上げた状態となる（図１（Ｃ））。この輪郭に沿った突起部２０１の移動をより円滑に行うには、穴１０１の凸部１０２の曲率半径を、突起部２０１の凹部２０４の曲率半径よりも大きくすることが好ましい。
【００３８】
さらに、突起部２０１はその両端のＲ部２０５，２０６が穴１０１の上側のＲ部１０３，１０４に干渉することにより再び求心される。つまり、突起部２０１の根元が穴１０１の内接長方形Ｐ２に向けて移動するように、Ｒ部１０３，１０４とＲ部２０５，２０６の互いの輪郭に沿いながら突起部２０１が移動する。この輪郭に沿った突起部２０１の移動をより円滑に行うには、突起部２０１のＲ部２０５，２０６の曲率半径を、穴１０１のＲ部１０３，１０４の曲率半径よりも大きくすることが好ましい。
【００３９】
突起部２０１の挿入を更に続けると、凸部１０２が係合穴２０７に到達し（図１（Ｄ））、最終的には凸部１０２と係合穴２０７とが係合した状態となる（図１（Ｅ），図２）。凸部１０２と係合穴２０７とが係合すると同時に、図２（Ａ）に示すように、第１板金部品１ＡのＲ部１０３〜１０６と第２板金部品１Ｂの板厚とで上下方向の位置決めが完了し、第１板金部品１Ａの左右嵌合端面１１０ａ，１１０ｂと第２板金部品１Ｂの左右嵌合端面２１０ａ，２１０ｂとで左右方向の位置決めが完了する。つまり、穴１０１の内接長方形Ｐ２と第２板金部品１Ｂの突起部２０１の断面とが、図２（Ａ）に示すように一致する状態となって篏合することにより、第１板金部品１Ａに対して第２板金部品１Ｂを位置決めすることができる。
【００４０】
ところで、板金部品で構成される装置においては、例えば、図３に示すように複数の板金部品を組み合わせて構造体３０１を形成することが多い。その場合、加工誤差や取付け誤差等により累積的に部品の位置ズレが増加する。したがって、組み付けられる側の部品位置には、正規の位置に対して上下左右方向にズレが発生する可能性がある。このような位置ズレを考慮しながら部品の組付け作業を人が行う場合には、目視により穴位置を確認し、組み付ける部品をずれた穴位置付近に移動させ、篏合位置を決定して取付けを行う必要がある。この動作を自動化しようとすれば、組み付けられる側の部品の穴位置を画像処理等で確認し、ロボット等で保持されている組み付ける側の部品の位置を補正して篏合させる、という動作を行う必要がある。
【００４１】
本実施の形態の位置決め保持機構によれば、上記バラツキがあっても嵌合を行うことができる。つまり、本実施の形態に係る位置決め保持機構によれば、第１板金部品１Ａの位置がずれても、第１板金部品１Ａの穴１０１に構成された遊び空間と第２板金部品１Ｂの突起部２０１の形状とにより、画像センサー等により第１板金部品１Ａの位置を確認することなしに篏合及び位置決めを行うことができる。
【００４２】
また、本実施の形態の位置決め保持機構によれば、前述したように、第１板金部品１Ａの穴１０１に第２板金部品１Ｂの突起部２０１が挿入され、その突起部２０１が穴１０１の輪郭に沿いながら穴１０１に対する篏合状態へと誘導され、穴１０１の凸部１０２が突起部２０１の係合穴（後述するように係合溝でもよい。）に入って係止されることにより、第１板金部品１Ａと第２板金部品１Ｂとが所定位置で保持状態となる。したがって、画像処理等が必要になる検出機能を用いなくても、穴１０１に対し突起部２０１をほぼ垂直方向に挿入するだけで、部品の位置決め及びその位置の保持を確実かつ容易に行うことが可能である。しかも、部品の変形を利用していないため、繰り返し着脱しても部品に変形を与えることがない。結果として、部品を歪ませることなく高精度の位置決め及び組付けが可能となる。そして、板金部品の自動機械による位置決めが容易になるため、画像形成装置等の自動組立を低コストで実現することができる。また、組み立て作業を人が行う場合でも、コストを増加させることなく作業性を向上させて組立て時間を短縮することができる。
【００４３】
さらに、組付け時の自己保持が可能となるため、従来の部品組付け時の作業完了までの３工程（すなわち、位置決めと、部品保持と、ビス締め等の締結と、の３工程）を、位置決め保持と締結との２工程として分離できることになる。したがって、部品のまとめ組付けや部品のネジ止めを２台のロボットで行う場合、第１のロボットが部品を組み付けた後に第２のロボットがネジ止めするとき、第１のロボットが部品を保持し続ける必要はない。したがって、次の部品の組み付け作業が可能となり、工程の効率化や工数削減が可能となるため、組立工程におけるコストダウンが期待できる。
【００４４】
第１，第２板金部品１Ａ，１Ｂが所定位置で保持状態となるように位置決めされた後、凸部１０２が係合穴２０７（係合溝でもよい。）に入って係止されるようにするには、穴１０１に挿入された突起部２０１が穴１０１の輪郭に沿いながら穴１０１に対する篏合状態へと誘導されるようにする必要がある。本実施の形態では、突起部２０１を穴１０１に対する篏合状態へと誘導するために、穴１０１に突起部２０１が挿入される過程において、凸部１０２に凹部２０４を接触させて互いの輪郭に沿わせながら求心させており、穴のＲ部１０３，１０４（曲面に限らず平面でもよい。）に突起部２０１のＲ部１０３，１０４を接触させて互いの輪郭に沿わせながら求心させている。
【００４５】
つまり、第１板金部品１Ａには、１つ以上の凸部１０２と、２つ以上のＲ部１０３，１０４が穴１０１の縁に必要である。また、第２板金部品１Ｂの突起部２０１には、１つ以上の凹部２０４が必要であり、そのためには２つ以上の凸部２０２，２０３が必要である。そこで、上述した第１，第２板金部品１Ａ，１Ｂとは異なったタイプの凸部１０２，２０２，２０３，凹部２０４，Ｒ部１０３〜１０６，２０５，２０６等を有する第１，第２板金部品の具体例を以下に説明する。
【００４６】
図４に、本実施の形態に適用可能な第１板金部品２Ａ（第２具体例）を示す。この第１板金部品２Ａは、係止外れ防止機構を構成するために、第１板金部品１Ａの凸部１０２の輪郭を長方形の先端に円弧を有する形状としたタイプである。つまり、係合穴２０７に対する係止によって凸部１０２が嵌合状態となるように、凸部１０２の両端面１０２ｓが穴１０１の中心軸ＡＸに対して平行な平面を含んだ構成になっており、その凸部１０２の先端が円弧状となっている。また、凸部１０２が係合穴２０７に入ると、凸部１０２の先端が寸法規制範囲である内接長方形Ｐ２の上端に達するように、凸部１０２の長さが設定されている。
【００４７】
凸部１０２が係合穴２０７に入ると、凸部１０２と係合穴２０７との接触面（係合穴２０７の内壁面と凸部１０２の両端面１０２ｓ）は垂直に位置する（つまり、中心軸ＡＸに対して平行に位置する）ので、凸部１０２と係合穴２０７との係止による結合保持が完了した後に、結合方向とは逆方向（図１では右方向である。）の力を受けても係止が外れず、保持状態を維持することができる。さらに、凸部１０２の先端が内接長方形Ｐ２の上端に達する長さ（すなわち、係合穴２０７全体に嵌合する長さ）を有するので、その係止は更に外れにくくなり、保持状態を確実に維持することができる。
【００４８】
図５に、本実施の形態に適用可能な第１板金部品３Ａ〜６Ａ（第３〜第６具体例）を示す。図５（Ａ），（Ｂ）に示す第１板金部品３Ａ，４Ａでは、穴１０１の縁に構成される凸部１０２の輪郭が三角形状になっている。このように凸部１０２の輪郭を三角形状にすると、凸部１０２が係合穴２０７に入りやすくなるというメリットがある。また、第１板金部品３Ａ，４Ａでは、Ｒ部１０３，１０４（図２等）と同様の機能を有する斜面部１０３ａ，１０４ａが、穴１０１の上両側に形成されている。
【００４９】
図５（Ａ）に示す第１板金部品３Ａでは、穴１０１の下両側にＲ部１０５，１０６が形成されているが、図５（Ｂ）に示す第１板金部品４Ａでは、穴１０１の下両側にＲ部１０５，１０６は形成されていない。Ｒ部１０５，１０６が設けられていれば、最初に突起部２０１を穴１０１に挿入する際のレンジが広くなり、その輪郭に沿いながら突起部２０１を穴１０１に対する篏合状態へと誘導することが容易になるが、Ｒ部１０５，１０６が無くても、斜面部１０３ａ，１０４ａにより突起部２０１を求心することは可能である。
【００５０】
図５（Ｃ）に示す第１板金部品５Ａでは、係止外れ防止機構を構成するために、第１板金部品１Ａの凸部１０２の輪郭を長方形の先端に三角形を有する形状としたタイプになっている。つまり、係合穴２０７に対する係止によって凸部１０２が嵌合状態となるように、凸部１０２の両端面１０２ｓが穴１０１の中心軸ＡＸに対して平行な平面を含んだ構成になっており、その凸部１０２の先端が三角形状となっている。また、凸部１０２が係合穴２０７に入ると、凸部１０２の先端が寸法規制範囲である内接長方形Ｐ２の上端に達するように、凸部１０２の長さが設定されている。
【００５１】
凸部１０２が係合穴２０７に入ると、凸部１０２と係合穴２０７との接触面（係合穴２０７の内壁面と凸部１０２の両端面１０２ｓ）は垂直に位置する（つまり、中心軸ＡＸに対して平行に位置する）ので、凸部１０２と係合穴２０７との係止による結合保持が完了した後に、結合方向とは逆方向（図１では右方向である。）の力を受けても係止が外れず、保持状態を維持することができる。さらに、凸部１０２の先端が内接長方形Ｐ２の上端に達する長さ（すなわち、係合穴２０７全体に嵌合する長さ）を有するので、その係止は更に外れにくくなり、保持状態を確実に維持することができる。
【００５２】
図５（Ｄ）に示す第１板金部品６Ａでは、第１板金部品６Ａの穴１０１の縁には、凸部１０２のみが構成されており、第２板金部品１Ｂ（図２（Ｂ）等）の突起部２０１を第１板金部品６Ａの好ましい位置に誘導する機能は設けられていない。ただし、係止外れ防止機構を構成するために、第１板金部品１Ａの凸部１０２の輪郭を先端Ｒの長方形状としたタイプになっている。つまり、係合穴２０７に対する係止によって凸部１０２が嵌合状態となるように、凸部１０２の両端面１０２ｓが穴１０１の中心軸ＡＸに対して平行な平面を含んだ構成になっており、その凸部１０２の先端がＲ付きの長方形状となっている。また、凸部１０２が係合穴２０７に入ると、凸部１０２の先端が寸法規制範囲の上端に達するように、凸部１０２の長さが設定されている。
【００５３】
凸部１０２が係合穴２０７に入ると、凸部１０２と係合穴２０７との接触面（係合穴２０７の内壁面と凸部１０２の両端面１０２ｓ）は垂直に位置する（つまり、中心軸ＡＸに対して平行に位置する）ので、凸部１０２と係合穴２０７との係止による結合保持が完了した後に、結合方向とは逆方向（図１では右方向である。）の力を受けても係止が外れず、保持状態を維持することができる。さらに、凸部１０２の先端が寸法規制範囲の上端に達する長さ（すなわち、係合穴２０７全体に嵌合する長さ）を有するので、その係止は更に外れにくくなり、保持状態を確実に維持することができる。
【００５４】
図６に、本実施の形態に適用可能な第２板金部品２Ｂ〜４Ｂ（第２〜第４具体例）を示す。図６（Ａ），（Ｂ）に示す第２板金部品２Ｂでは、穴１０１に対する突起部２０１の挿入位置ズレに対応するために、突起部２０１先端の凸部２０２，２０３と凹部２０４の輪郭をいずれも三角形状としたタイプになっている。さらに図６（Ｂ）に示す第２板金部品３Ｂでは、係止外れ防止機構を構成するために、係合穴２０７の輪郭を長方形の先端に三角形を有する形状（五角形のホームベース型）としたタイプになっている。
【００５５】
図６（Ｃ）に示す第２板金部品４Ｂでは、係合穴２０７の代わりに係合溝２０７ａが設けられている。第２板金部品４Ｂでは、曲げ部分４０８ａ，４０９ａが形成されているため、係合穴２０７を形成するだけの寸法を確保することは困難である。係合溝２０７ａであれば狭いスペースでも形成可能であり、しかも係合穴２０７と同様の機能が得られる。
【００５６】
図７に、図５（Ｃ）に示す第１板金部品５Ａ（第５具体例）と、図６（Ｂ）に示す第２板金部品３Ｂ（第３具体例）と、を組み合わせた場合の結合保持状態を示す。図７（Ｂ）に示すように、係合穴２０７の長方形部分に凸部１０２が嵌合するようになっており、係合穴２０７の長方形部分の短辺寸法は第１板金部品５Ａの厚みと略同一になっている。凸部１０２の左右幅と係合穴２０７の長辺とは略同一になっている。凸部１０２の先端から上の穴１０１の高さは第２板金部品３Ｂの厚みより広くなっている。凹部２０４の成す角度は凸部１０２先端の三角形の角度と略同一であり、斜面部１０３ａ，１０４ａの成す角度は斜面部２０５ａ，２０６ａの成す角度とそれぞれ略同一である。
【００５７】
穴１０１に突起部２０１が挿入されると、凸部１０２と凹部２０４との干渉、斜面部２０５ａ，２０６ａと斜面部１０３ａ，１０４ａ又はＲ部１０５，１０６との干渉が発生し、求心が開始される。突起部２０１が穴１０１の略中央に到達すると、凸部１０２と凹部２０４との干渉により突起部２０１が上昇し、凸部１０２の先端から上の穴１０１の範囲に移動する。突起部２０１の挿入を更に進めると、斜面部１０３ａ，１０４ａと斜面部２０５ａ，２０６ａの傾斜に倣って突起部２０１が求心され、突起部２０１が下降する。凸部１０２の頂点が係合穴２０７の三角形部分から見え始め、斜面部１０３ａ，１０４ａと斜面部２０５ａ，２０６ａの倣いが終わると、係合穴２０７の長方形部分に凸部１０２が丁度嵌り込み、位置が決まると同時に係止される。
【００５８】
組込み又は部品加工性を考慮すると、係合穴２０７の長方形部分と三角形部分３０１との境界の角には若干Ｒを施す必要があり、その場合の長方形部分の短辺寸法は第１板金部品５Ａの厚みより若干長い寸法となる。係合穴２０７の形成位置は、第２板金部品３Ｂが斜面部１０３ａ，１０４ａと斜面部２０５ａ，２０６ａの傾斜で下降を始める時に、凸部１０２の頂点が係合穴２０７に入り始めるように設定する必要がある。凹部２０４の成す角度よりも凸部１０２先端の三角形の角度を大きめにすると、突起部２０１を滑らかに上昇させることが可能となる。
【００５９】
凸部１０２と凹部２０４の輪郭が接触しない範囲で、穴１０１に突起部２０１が挿入された場合、斜面部１０３ａ，１０４ａと斜面部２０５ａ，２０６ａでの輪郭で求心させるために、穴１０１の左右下側にはＲ部１０５，１０６（その輪郭は斜面部１０３ａ，１０４ａのような平面状でもよく円弧状でもよい。）を有している。第１板金部品５Ａと第２板金部品３Ｂがど真ん中の位置に挿入された際の組込不可を回避するために、凸部１０２に両端面１０２ｓを形成する場合、少なくとも凸部１０２と凹部２０４の一部輪郭が接触するように第１板金部品５Ａと第２板金部品３Ｂの設計をするのが好ましい。
【００６０】
図８に、第１板金部品７Ａ（第７具体例）と、図２（Ｂ）に示す第２板金部品１Ｂ（第１具体例）と、を組み合わせた場合の結合保持状態を示す。図８（Ｂ）に示すように、凸部１０２は係合穴２０７に内接するように嵌合する寸法が設定されている。凸部１０２の左右幅と係合穴２０７の直径とは略同一になっている。凸部１０２の先端から上の穴１０１の高さは第２板金部品１Ｂの厚みより広くなっている。凹部２０４の曲率は凸部１０２先端の半円状の曲率と略同一であり、Ｒ部１０３，１０４の曲率はＲ部２０５，２０６の曲率とそれぞれ略同一である。
【００６１】
図８（Ａ）に示す第１板金部品７Ａでは、係止外れ防止機構を構成するために、第１板金部品１Ａの凸部１０２の輪郭を長方形の先端に円弧を有する形状としたタイプになっている。つまり、係合穴２０７に対する係止によって凸部１０２が嵌合状態となるように、凸部１０２の両端面１０２ｓが穴１０１の中心軸ＡＸに対して平行な平面を含んだ構成になっており、その凸部１０２の先端が円弧形状となっている。また、凸部１０２が係合穴２０７に入ると、凸部１０２の先端が寸法規制範囲のほぼ上端に達するように、凸部１０２の長さが設定されている。
【００６２】
穴１０１に突起部２０１が挿入されると、凸部１０２と凹部２０４との干渉、Ｒ部２０５，２０６とＲ部１０３，１０４又はＲ部１０５，１０６との干渉が発生し、求心が開始される。突起部２０１が穴１０１の略中央に到達すると、凸部１０２と凹部２０４との干渉により突起部２０１が上昇し、凸部１０２の先端から上の穴１０１の範囲に移動する。突起部２０１の挿入を更に進めると、Ｒ部１０３，１０４とＲ部２０５，２０６の傾斜に倣って突起部２０１が求心され、突起部２０１が下降する。凸部１０２の頂点が係合穴２０７の三角形部分から見え始め、Ｒ部１０３，１０４とＲ部２０５，２０６の倣いが終わると、係合穴２０７の長方形部分に凸部１０２が丁度嵌り込み、位置が決まると同時に係止される。
【００６３】
組込み又は部品加工性を考慮すると、可能な限り角には若干のＲを施す必要があり、係合穴２０７の形成位置は、第２板金部品３ＢがＲ部１０３，１０４とＲ部２０５，２０６の傾斜で下降を始める時に、凸部１０２の頂点が係合穴２０７に入り始めるように設定する必要がある。凹部２０４の曲率半径よりも凸部１０２先端の曲率半径を大きめにすると、突起部２０１を滑らかに上昇させることが可能となる。
【００６４】
凸部１０２と凹部２０４の輪郭が接触しない範囲で、穴１０１に突起部２０１が挿入された場合、Ｒ部１０３，１０４とＲ部２０５，２０６での輪郭で求心させるために、穴１０１の左右下側にはＲ部１０５，１０６（その輪郭は平面状でもよく円弧状でもよい。）を有している。第１板金部品５と第２板金部品３Ｂがど真ん中の位置に挿入された際の組込不可を回避するために、凸部１０２に両端面１０２ｓを形成する場合、少なくとも凸部１０２と凹部２０４の一部輪郭が接触するように第１板金部品５と第２板金部品３Ｂの設計をするのが好ましい。
【符号の説明】
【００６５】
１Ａ〜７Ａ    第１板金部品
１０１    穴
１０２    凸部
１０２ｓ    端面
１０３〜１０６    Ｒ部
１０３ａ，１０４ａ    斜面部
１Ｂ〜４Ｂ    第２板金部品
２０１    突起部
２０２，２０３    凸部
２０４    凹部
２０５，２０６    Ｒ部
２０５ａ，２０６ａ    斜面部
２０７    係合穴
２０７ａ    係合溝
５０１    構造体（画像形成装置）
Ｐ１    外接長方形
Ｐ２    内接長方形
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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