(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、確実かつ容易な位置決めを可能とする部品位置決め機構、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】部品位置決め機構は、第１板金部品１Ａの穴１０１に第２板金部品１Ｂの突起部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との位置決めを行う。穴１０１内部の凸部先端間の空間に突起部２０１先端の凸部が挿入され、その挿入過程で突起部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て最終的に第１板金部品１Ａの凸部で挟持されることにより、位置決めが行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１板金部品に形成されている穴に、第２板金部品の一部から成る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を行う部品位置決め機構であって、
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、一方の長辺側には穴の縁から内部に向かって突出した凸部が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凸部が２つ以上設けられており、
前記凸部全てに接するように前記穴に内接する長方形の短辺が前記第２板金部品の厚さよりも長くなっており、
前記凸部全てに接するように前記穴に内接する長方形の長辺が前記突起部の根元の幅よりも長くなっており、
前記突起部の先端には２つ以上の凸部と１つ以上の凹部が形成されており、
前記穴が内接する長方形の一辺側にある凸部先端と他辺側にある凸部先端との間の空間に前記突起部先端の凸部が挿入され、その挿入過程で前記突起部が前記穴の輪郭に沿いながら前記穴に対する篏合状態へと誘導されて最終的に前記第１板金部品の凸部で挟持されることにより、前記位置決めが行われるように構成されていることを特徴とする部品位置決め機構。
【請求項２】
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記載の部品位置決め機構。
【請求項３】
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記載の部品位置決め機構。
【請求項４】
前記第２板金部品の突起部先端の凸部の輪郭が円弧状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品位置決め機構。
【請求項５】
前記第２板金部品の突起部先端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１〜３のいずれか１項に記載の部品位置決め機構。
【請求項６】
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１〜５のいずれか１項に記載の部品位置決め機構。
【請求項７】
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１〜５のいずれか１項に記載の部品位置決め機構。
【請求項８】
前記穴が内接する長方形の一辺側にある凸部先端と他辺側にある凸部先端との間の空間に、前記穴が内接する長方形の短辺と同じ長さの長辺を持つ長方形空間が存在することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の部品位置決め機構。
【請求項９】
第１板金部品に形成されている穴に、第２板金部品の一部から成る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を行う部品位置決め機構であって、
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辺の長辺側には穴の縁から内部に向かって突出した凸部が２つ以上それぞれ設けられており、
前記凸部全てに接するように前記穴に内接する長方形の短辺が前記第２板金部品の厚さよりも長くなっており、
前記凸部全てに接するように前記穴に内接する長方形の長辺が前記突起部の根元の幅よりも長くなっており、
前記突起部の先端には１つ以上の凸部が形成されており、
前記穴が内接する長方形の長辺側にある凸部先端と前記穴が内接する長方形の２つの長辺とで囲まれた空間に前記突起部先端の凸部が挿入され、その挿入過程で前記突起部が前記穴の輪郭に沿いながら前記穴に対する篏合状態へと誘導されて最終的に前記第１板金部品の凸部で挟持されることにより、前記位置決めが行われるように構成されていることを特徴とする部品位置決め機構。
【請求項１０】
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９記載の部品位置決め機構。
【請求項１１】
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９記載の部品位置決め機構。
【請求項１２】
前記第２板金部品の突起部先端の凸部の輪郭が円弧状であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の部品位置決め機構。
【請求項１３】
前記第２板金部品の突起部先端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９〜１１のいずれか１項に記載の部品位置決め機構。
【請求項１４】
前記穴が内接する長方形の長辺側にある凸部で囲まれた空間に、前記穴が内接する長方形の短辺と同じ長さの辺を持つ長方形空間が存在することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に記載の部品位置決め機構。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の部品位置決め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】
本発明は部品位置決め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部品位置決め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１〜５ｍｍ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ずれてしまうことがある。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が行われる。また位置決めの完了も、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分が差し込まれることによって、その突出部分を穴内部の３点で挟持する位置決め構造が従来より知られている（例えば、特許文献１参照。）。その一例を図１４に示す。
【０００４】
図１４（Ａ）は一方の板金部品１０Ａを示す平面図であり、図１４（Ｂ）は他方の板金部品１０Ｂを示す平面図である。板金部品１０Ａの穴１１の内部には、板金部品１０Ｂを挟持するための突起１２，１３，１４が設けられている。一方、板金部品１０Ｂには、板金部品１０Ａの穴１１に挿入された際に挟持される突出部分２１が形成されている。板金部品１０Ｂの位置は、穴１１に対する突出部分２１の挿入が完了した際に、穴１１の幅と突出部分２１の幅、及び突起１２，１３，１４の先端間の距離と板金部品１０Ｂの板厚ｔで決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１６６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１４に示すような位置決め構造においても、板金部品１０Ｂの突出部分２１を板金部品１０Ａの穴１１に挿入する際には、目視又は相応の手段で予め位置を確認する必要がある。そのようにしないと、突出部分２１が突起１２〜１４に干渉するおそれがあるからである。
【０００７】
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、板金部品１０Ｂの突出部分２１が板金部品１０Ａの突起１２〜１４に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。
【０００８】
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、確実かつ容易な位置決めを可能とする部品位置決め機構、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】
【０００９】
上記目的を達成するために、第１の発明の部品位置決め機構は、第１板金部品に形成されている穴に、第２板金部品の一部から成る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を行う部品位置決め機構であって、
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、一方の長辺側には穴の縁から内部に向かって突出した凸部が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凸部が２つ以上設けられており、
前記凸部全てに接するように前記穴に内接する長方形の短辺が前記第２板金部品の厚さよりも長くなっており、
前記凸部全てに接するように前記穴に内接する長方形の長辺が前記突起部の根元の幅よりも長くなっており、
前記突起部の先端には２つ以上の凸部と１つ以上の凹部が形成されており、
前記穴が内接する長方形の一辺側にある凸部先端と他辺側にある凸部先端との間の空間に前記突起部先端の凸部が挿入され、その挿入過程で前記突起部が前記穴の輪郭に沿いながら前記穴に対する篏合状態へと誘導されて最終的に前記第１板金部品の凸部で挟持されることにより、前記位置決めが行われるように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明の部品位置決め機構は、上記第１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。
【００１１】
第３の発明の部品位置決め機構は、上記第１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。
【００１２】
第４の発明の部品位置決め機構は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第２板金部品の突起部先端の凸部の輪郭が円弧状であることを特徴とする。
【００１３】
第５の発明の部品位置決め機構は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第２板金部品の突起部先端の凸部の輪郭が三角形状であることを特徴とする。
【００１４】
第６の発明の部品位置決め機構は、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。
【００１５】
第７の発明の部品位置決め機構は、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。
【００１６】
第８の発明の部品位置決め機構は、上記第１〜第７のいずれか１つの発明において、前記穴が内接する長方形の一辺側にある凸部先端と他辺側にある凸部先端との間の空間に、前記穴が内接する長方形の短辺と同じ長さの長辺を持つ長方形空間が存在することを特徴とする。
【００１７】
第９の発明の部品位置決め機構は、第１板金部品に形成されている穴に、第２板金部品の一部から成る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を行う部品位置決め機構であって、
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辺の長辺側には穴の縁から内部に向かって突出した凸部が２つ以上それぞれ設けられており、
前記凸部全てに接するように前記穴に内接する長方形の短辺が前記第２板金部品の厚さよりも長くなっており、
前記凸部全てに接するように前記穴に内接する長方形の長辺が前記突起部の根元の幅よりも長くなっており、
前記突起部の先端には１つ以上の凸部が形成されており、
前記穴が内接する長方形の長辺側にある凸部先端と前記穴が内接する長方形の２つの長辺とで囲まれた空間に前記突起部先端の凸部が挿入され、その挿入過程で前記突起部が前記穴の輪郭に沿いながら前記穴に対する篏合状態へと誘導されて最終的に前記第１板金部品の凸部で挟持されることにより、前記位置決めが行われるように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
第１０の発明の部品位置決め機構は、上記第９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。
【００１９】
第１１の発明の部品位置決め機構は、上記第９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。
【００２０】
第１２の発明の部品位置決め機構は、上記第９〜第１１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の凸部の輪郭が円弧状であることを特徴とする。
【００２１】
第１３の発明の部品位置決め機構は、上記第９〜第１１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の凸部の輪郭が三角形状であることを特徴とする。
【００２２】
第１４の発明の部品位置決め機構は、上記第９〜第１３のいずれか１つの発明において、前記穴が内接する長方形の長辺側にある凸部で囲まれた空間に、前記穴が内接する長方形の短辺と同じ長さの辺を持つ長方形空間が存在することを特徴とする。
【００２３】
第１５の発明の画像形成装置は、上記第１〜第１４のいずれか１つの発明に係る部品位置決め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】
本発明の部品位置決め機構によれば、第１板金部品の凸部を有する穴に第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る過程で、穴中心と突起部中心とが揃う。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、確実かつ容易な位置決めが可能である。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】第１の実施の形態に係る部品位置決め機構を示す斜視図。
【図２】第１の実施の形態を構成する第１板金部品の第１具体例を示す外観図。
【図３】第１の実施の形態を構成する第２板金部品の第１具体例を示す外観図。
【図４】第１の実施の形態における第１板金部品の穴と外接長方形及び内接長方形との関係を説明するための平面図。
【図５】第１の実施の形態における部品ズレの対応例を説明するための外観図。
【図６】第１の実施の形態における部品ズレの許容範囲を説明するための平面図。
【図７】第１の実施の形態を構成する第１，第２板金部品の第２具体例を示す平面図。
【図８】第１の実施の形態を構成する第１，第２板金部品の第３具体例を示す平面図。
【図９】第１の実施の形態を構成する第１，第２板金部品の第４具体例を示す平面図。
【図１０】第１の実施の形態を構成する第１，第２板金部品の第５具体例を示す平面図。
【図１１】第２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１２】第２の実施の形態を構成する第１板金部品の第２具体例と第２板金部品の第１具体例との組み合わせを示す平面図。
【図１３】第２の実施の形態を構成する第１板金部品の第２具体例と第２板金部品の第３具体例との組み合わせを示す平面図。
【図１４】従来より知られている部品位置決め機構の一例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施した部品位置決め機構等を、図面を参照しつつ説明する。なお、実施の形態，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】
〈第１の実施の形態〉
図１に、第１の実施の形態に係る部品位置決め機構を示し、図２及び図３に、それを構成する第１，第２板金部品１Ａ，１Ｂ（第１具体例）をそれぞれ示す。この部品位置決め機構は、第１板金部品１Ａ（図２）に形成されている穴１０１に、第２板金部品１Ｂ（図３）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との位置決めを行うものである。その位置決め作業において、穴１０１に突起部２０１が挿入される直前の状態を図１（Ａ）が示しており、穴１０１に突起部２０１が嵌合した状態を図１（Ｂ）が示している。なお、図２（Ａ）は第１板金部品１Ａの斜視図、図２（Ｂ）は第１板金部品１Ａの平面図、図３（Ａ）は第２板金部品１Ｂの斜視図、図３（Ｂ）は第２板金部品１Ｂの平面図である。
【００２８】
第１板金部品１Ａ（図２）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４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１０５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が設けられている。凸部１０２の先端部は、外接長方形Ｐ１の中央部に位置するように形成されている。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、これらは小判型でもよいし、三角形状でもよいし、台形状であってもよい。また、穴１０１の外接長方形Ｐ１の長辺に対応する２辺のうち、他方の辺１０６側には、穴１０１の縁から内部に向かって突出するように２つの凸部１０３，１０４が設けられている。凸部１０３，１０４は、その輪郭がほぼ円弧状となっているが、これに限るものではない。
【００３０】
辺１０５，１０６には、凸部１０２，１０３，１０４が形成されていない部分がある。つまり、穴１０１の一辺の凸部１０２と他辺の凸部１０３，１０４との間の区間１０７，１０８には、外接長方形Ｐ１の長辺の対向方向に凸部１０２，１０３，１０４が形成されていない部分が存在する。本実施の形態では、図４に示すように、穴１０１が内接する外接長方形Ｐ１の一辺側にある凸部１０２先端と他辺側にある凸部１０３，１０４先端との間の空間に、穴１０１が内接する外接長方形Ｐ１の短辺と同じ長さの長辺を持つ長方形空間Ｐ３が存在することで、区間１０７，１０８を構成している。
【００３１】
第２板金部品１Ｂ（図３）には、前述したように位置決め用の突起部２０１が形成されている。この突起部２０１の先端には、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。また、凸部２０２から突起部２０１の根元２０５に向かって連続的に傾斜するスロープ形状が形成されており、同様に、凸部２０３から突起部２０１の根元２０６に向かって連続的に傾斜するスロープ形状が形成されている。本実施の形態では凸部２０３，２０２が円弧状となっているが、小判形状や三角形状であってもよい。
【００３２】
第２板金部品１Ｂの凸部２０２，２０３は、穴１０１に突起部２０１を篏合する際に、第１板金部品１Ａの区間１０７，１０８（図２（Ｂ），図４）の位置に挿入されるように配置されている。また、第２板金部品１Ｂの凹部２０４は、穴１０１に突起部２０１を篏合する際に、第１板金部品１Ａの凸部１０２がその先端位置から挿入してくるように配置されている。
【００３３】
第２板金部品１Ｂの切欠き２０７，２０８（図３（Ｂ））は、図１（Ｂ）に示すように第１板金部品１Ａと第２板金部品１Ｂとが篏合状態となった際に、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の根元２０５，２０６には（図３（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。
【００３４】
凸部１０２〜１０４全てに接するように穴１０１に内接する長方形Ｐ２（図４）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Ｗ（図３（Ｂ））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、凸部１０２〜１０４全てに接するように穴１０１に内接する長方形Ｐ２（図４）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。
【００３５】
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動作を説明する。図１（Ａ）に示す篏合開始時の状態から、まず、第１板金部品１Ａの穴１０１の中央部に第２板金部品１Ｂの突起部２０１の先端の凸部２０２，２０３（図３）を挿入する。このとき、穴１０１の高さが広い部分（区間１０７，１０８の長方形空間Ｐ３）に、２つの凸部２０２，２０３の先端が挿入されれば、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。この状態から、図１（Ｂ）に示す挿入完了位置まで、第２板金部品１Ｂを保持する力を弱くして挿入を行うと、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。
【００３６】
最終的には、第１板金部品１Ａの凸部１０２〜１０４で突起部２０１が挟持されることにより、第１，第２板金部品１Ａ，１Ｂ同士の位置決めが行われる。つまり、穴１０１の内接長方形Ｐ２（図４）と第２板金部品１Ｂの突起部２０１の断面とが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。
【００３７】
例えば、第２板金部品１Ｂの位置が第１板金部品１Ａの位置に対して左上側にずれて挿入が開始された場合には、第２板金部品１Ｂの左側の凸部２０２と根元２０５とを結ぶスロープが第１板金部品１Ａの穴１０１の左側短辺に沿いながら挿入され、挿入の進行に応じて第２板金部品１Ｂの位置が右側にずれながら移動する。そして、第２板金部品１Ｂの凹部２０４が第１板金部品１Ａの凸部１０２に沿う状態に至り、第２板金部品１Ｂの位置が穴１０１の中央部に自動的に移動させられて位置決め及び篏合状態が完了する。
【００３８】
また、第２板金部品１Ｂの位置が第１板金部品１Ａの位置に対して左下側にずれて挿入が開始された場合には、第２板金部品１Ｂの左側の凸部２０２と根元２０５とを結ぶスロープが第１板金部品１Ａの穴１０１の左側短辺に沿いながら挿入され、挿入の進行に応じて第２板金部品１Ｂの位置が右側にずれながら移動する。そして、第２板金部品１Ｂの凸部２０２が第１板金部品１Ａの凸部１０３に沿う状態に至り、第２板金部品１Ｂの位置が穴１０１の中央部に自動的に移動させられて位置決め及び篏合状態が完了する。
【００３９】
第２板金部品１Ｂが第１板金部品１Ａに対して右上側・右下側にずれた場合も、上記のように第２板金部品１Ｂが第１板金部品１Ａに対して左上側・左下側にずれた場合と同様にして、位置決め及び篏合動作が行われる。なお、嵌合完了状態では、凸部１０２が突起部２０１に乗り上げた状態となって、突起部２０１が上側の凸部１０２と下側の凸部１０３，１０４とで挟まれた状態になる。
【００４０】
ところで、板金部品で構成される装置においては、複数の板金部品を組み合わせて構造体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例えば上下左右方向に１ｍｍ程度の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】
図５に、本実施の形態における部品ズレの対応例を示す。図５（Ａ）の正面図及び図５（Ｂ）の斜視図に示すように、複数の板金部品が結合してなる構造体５０１（製品：例えば、プリンタ，複写機，ＭＦＰ等の画像形成装置）の最上部に、第１板金部品１Ａが取り付けられている場合、部品公差の累積により、構造体５０１の位置決め基準点５０２に対して寸法Ｄだけズレた位置に、第１板金部品１Ａの取付けが行われることがある。その結果、第１板金部品１Ａの穴１０３の位置も正規位置に対して寸法Ｄだけズレることになる。
【００４２】
上記ズレ量Ｄは、構造体５０１の取付基準位置からの穴１０１中心のズレを指す量になり、部品の加工誤差や累積組み立て誤差でばらつくことになる。例えば、治具や組み立て装置上に構造体５０１を置き、自動で第２板金部品１Ｂを取り付けることを想定した場合、第２板金部品１Ｂの取り付け位置は構造体５０１の取り付け基準位置に対して決まるため、実際の組み立て時にはズレ量Ｄだけ第１板金部品位置１Ａの位置がばらつくことになる。なお、寸法Ｄは、図示の方向（図５（Ａ）における左右方向）だけではなく、構造体５０１の高さ方向（図５（Ａ）における上下方向）にも発生する可能性がある。
【００４３】
本実施の形態によれば、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、上記寸法Ｄが例えば±１ｍｍ程度とすると、本実施の形態に係る部品位置決め機構によれば、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、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。この際の第１板金部品１Ａの位置ズレの許容範囲は、図６に示すように、高さ方向には［第１板金部品１Ａの穴１０１の高さｈ−第２板金部品１Ｂの板厚ｔ］であり、幅方向には［第１板金部品１Ａの直線区間幅Ｗ１−第２板金部品１Ｂの凸部２０２，２０３間隔Ｗ３］となる。
【００４４】
なお、１つの凸部１０２が形成されている辺１０５（図２（Ｂ），図４）においては、図６に示すように、第２板金部品１Ｂの凸部２０２，２０３間隔Ｗ３と凸部１０２の根元幅Ｗ２との差は、［第１板金部品１Ａの直線区間幅Ｗ１−第２板金部品１Ｂの凸部２０２，２０３間隔Ｗ３］と略同寸法であることが望ましい。また、第２板金部品１Ｂを第１板金部品１Ａに挿入する際に、スムーズに篏合が進行するように、第１板金部品１Ａの凸部１０２の円弧半径と第２板金部品１Ｂの凸部２０２，２０３及び凹部２０４の円弧半径とは略同一であることが望ましい。
【００４５】
本実施の形態の部品位置決め機構によれば、第１板金部品１Ａの凸部１０２〜１０４を有する穴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る過程で、穴１０１中心と突起部２０１中心とが揃う。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、確実かつ容易な位置決めが可能である。そして、板金部品１Ａ，１Ｂ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。
【００４６】
第１板金部品１Ａの凸部１０２〜１０４の輪郭は円弧状でも三角形状でもよく、第２板金部品１Ｂの突起部２０１の先端の凸部２０２，２０３の輪郭は円弧状でも三角形状でもよく、第２板金部品１Ｂの突起部２０１の先端の凹部２０４の輪郭は円弧状でも三角形状でもよい。そこで、図７〜図１０に本実施の形態に適用可能な第１，第２板金部品２Ａ〜５Ａ，２Ｂ〜５Ｂ（第２〜第５具体例）を示す。
【００４７】
図７（Ａ）に示す第１板金部品２Ａの穴１０１の縁に構成される凸部１０２〜１０４の輪郭は三角形状になっており、図７（Ｂ）に示す第２板金部品２Ｂの突起部２０１の先端の凸部２０２，２０３及び凹部２０４の輪郭は三角形状になっている。図８（Ａ）に示す第１板金部品３Ａの穴１０１の縁に構成される凸部１０２〜１０４の輪郭は半円の円弧状になっており、図８（Ｂ）に示す第２板金部品３Ｂの突起部２０１の先端の凸部２０２，２０３及び凹部２０４の輪郭はＲ付きの三角形状になっている。凸部１０３，１０４と外接長方形Ｐ１の短辺との間には、図８（Ａ）に示すように、隙間１０３ａ，１０４ａがある。なお、図７（Ａ）に示す第１板金部品２Ａと図８（Ｂ）に示す第２板金部品３Ｂとを組み合わせたり、図８（Ａ）に示す第１板金部品３Ａと図７（Ｂ）に示す第２板金部品２Ｂとを組み合わせたりしてもよい。
【００４８】
図９に示すように、第２板金部品４Ｂの突起部２０１が挿入される区間（図２（Ｂ），図４中の区間１０７，１０８に相当する。）は、穴１０１の縁に構成される凸部１０２〜１０４の外側に来るように構成してもよい。また、図７に示す第１，第２板金部品２Ａ，２Ｂでは、穴１０１の縁に構成される凸部１０２〜１０４、並びに突起部２０１の先端の凸部２０２，２０３及び凹部２０４が面対称形状となっているが、これに限るものではない。つまり、位置決めに対する許容性は、部品の左右で対称に出現するようにしてもよく、部品の左右で非対称に出現するようにしてもよい。例えば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示す第１，第２板金部品５Ａ，５Ｂのように、穴１０１の縁に構成される凸部１０２〜１０４、並びに突起部２０１の先端の凸部２０２，２０３及び凹部２０４を、非対称な形状としてもよい。
【００４９】
〈第２の実施の形態〉
図１１に、第２の実施の形態に係る部品位置決め機構を構成する第１，第２板金部品６Ａ，６Ｂ（第１具体例）を示す。この部品位置決め機構は、第１板金部品６Ａ（図１１（Ａ））に形成されている穴３０１に、第２板金部品６Ｂ（図１１（Ｂ））の一部から成る突起部４０１を挿入することにより、第１板金部品６Ａと第２板金部品６Ｂとの位置決めを行うものである。なお、図１１（Ａ）は第１板金部品６Ａの平面図、図１１（Ｂ）は第２板金部品６Ｂの平面図である。
【００５０】
第１板金部品６Ａ（図１１（Ａ））には、前述したように位置決め用の穴３０１が形成されている。この穴３０１は、長方形に内接する形状を有している。つまり、図１１（Ａ）に示すように、長方形Ｐ１が外接する形状を穴３０１が有しており、その外接長方形Ｐ１の中心である穴３０１の中心、又は穴３０１の基準となる位置（例えば、穴３０１の辺，コーナー等である。設計上、第１板金部品６Ａ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６Ａの基準位置（第１板金部品６Ａ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。
【００５１】
穴３０１の外接長方形Ｐ１の長辺に対応する２辺には、穴３０１の縁から内部に向かって突出するように２つずつ凸部３０２，３０３；３０４，３０５が設けられている。本実施の形態では凸部３０２〜３０５が半円状（輪郭が円弧状）となっているが、これらは小判型でもよいし、三角形状でもよいし、台形状であってもよい。また、第１板金部品６Ａの穴３０１の内部には、凸部３０２〜３０５の先端で囲まれた台形空間Ｐ４が存在している。
【００５２】
第２板金部品６Ｂ（図１１（Ｂ））には、前述したように位置決め用の突起部４０１が形成されている。この突起部４０１の先端には、１つの凸部４０２が形成されている。また、凸部４０２から突起部４０１の根元４０５，４０６に向かう輪郭には、連続的なスロープ４０２ａ，４０２ｂが形成されている。また、本実施の形態では凸部４０２が円弧状となっているが、小判形状，三角形状，台形状のいずれであってもよい。
【００５３】
第２板金部品６Ｂの凸部４０２は、穴３０１に突起部４０１を篏合する際に、第１板金部品６Ａの穴３０１内部の台形空間Ｐ４の位置に挿入されるように配置されている。本実施の形態では、凸部４０２が台形空間Ｐ４の中心に挿入されるように配置されているが、台形空間Ｐ４に凸部４０２が挿入される状態であればこの限りではない。つまり、穴３０１の中心と凸部４０２の頂点とが一致するような設計となっているが、凸部４０２の頂点が台形空間Ｐ４の幅の範囲で存在するように構成されていればよい。台形空間Ｐ４は嵌合動作時に凸部４０２の頂点が挿入される空間であり、この台形空間Ｐ４の外側に凸部４０２の頂点があると、嵌合時に求心しなくなるおそれがある。
【００５４】
第２板金部品６Ｂの切欠き４０７，４０８（図１１（Ｂ））は、第１板金部品６Ａと第２板金部品６Ｂとが篏合状態となった際に、部品同士が確実に接触するための逃げ部である。また、穴３０１に突起部４０１を確実かつ円滑に篏合させるために、第２板金部品６Ｂの突起部４０１の根元４０５，４０６には、図１１（Ｂ）に示すように、第１板金部品６Ａの板厚以上の直線領域が形成されている。
【００５５】
凸部３０２〜３０５全てに接するように穴３０１に内接する長方形Ｐ２（図１１（Ａ））の長辺は、突起部４０１の根元幅よりも長くなっている。つまり、第２板金部品６Ｂの突起部４０１の根元幅Ｗ（図１１（Ｂ））は、第１板金部品６Ａの穴３０１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、凸部３０２〜３０５全てに接するように穴３０１に内接する長方形Ｐ２（図１１（Ａ）の短辺は、第２板金部品６Ｂの厚さよりも長くなっている。つまり、第１板金部品６Ａの穴３０１の内部の台形空間Ｐ４の高さは、第２板金部品６Ｂの板厚よりも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。
【００５６】
次に、第１板金部品６Ａと第２板金部品６Ｂとの位置決め及び篏合動作を説明する。まず、第１板金部品６Ａの穴３０１の中央部に第２板金部品６Ｂの突起部４０１の先端の凸部４０２を挿入する。このとき、突起部４０１の先端には１つの凸部４０２のみが形成されているため、台形空間Ｐ４を含む凸部３０２〜３０５の先端と外接長方形Ｐ１の長辺とで囲まれた空間に、凸部４０２の先端が挿入されれば、第２板金部品６Ｂの位置が第１板金部品６Ａの穴３０１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。この状態から、第２板金部品６Ｂを第１板金部品６Ａに対して挿入が完了するまで押し付ける。このとき、第２板金部品１Ｂを保持する力を弱くして挿入を行うと、突起部４０１が穴３０１の輪郭に沿いながら穴３０１に対する篏合状態へと誘導される。
【００５７】
最終的には、第１板金部品６Ａの凸部３０２〜３０５で突起部４０１が挟持されることにより、第１，第２板金部品６Ａ，６Ｂ同士の位置決めが行われる。つまり、穴３０１の内接長方形Ｐ２（図１１（Ａ））と第２板金部品６Ｂの突起部４０１の断面とが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６Ａに対して第２板金部品６Ｂを位置決めすることができる。本実施の形態の構成においては、第１板金部品６Ａと第２板金部品６Ｂとの位置ズレ許容範囲は、高さ方向には［第１板金部品６Ａの穴３０１の高さ−第２板金部品６Ｂの板厚］であり、幅方向には［突起部４０１の根元幅Ｗ−台形空間Ｐ４の短辺幅Ｗｄ］となる。そして、図１１（Ａ）に示すように、穴３０１が内接する外接長方形Ｐ１の長辺側にある凸部３０２〜３０５で囲まれた空間に、穴３０１が内接する外接長方形Ｐ１の短辺と同じ長さの辺を持つ長方形空間Ｐ５が存在することで、上記位置ズレ許容範囲を構成している。
【００５８】
本実施の形態の部品位置決め機構によれば、第１板金部品６Ａの凸部３０２〜３０５を有する穴３０１に第２板金部品６Ｂの突起部４０１が挿入され、その突起部４０１が穴３０１の輪郭に沿いながら穴３０１に対する篏合状態へと誘導される過程で、穴３０１中心と突起部４０１中心とが揃う。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、確実かつ容易な位置決めが可能である。そして、板金部品６Ａ，６Ｂ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。
【００５９】
第１板金部品６Ａの凸部３０２〜３０５の輪郭は円弧状でも三角形状でもよく、第２板金部品６Ｂの突起部４０１の先端の凸部４０２の輪郭は円弧状でも三角形状でもよい。また、凸部３０２〜３０５を前述の外接長方形Ｐ１の四隅に配置したり、第２板金部品７Ｂの突起部４０１の先端に２つの凸部を形成するとともにその間に１つの凹部を形成したりしてもよい。
【００６０】
図１２，図１３に、本実施の形態に適用可能な第１，第２板金部品７Ａ，７Ｂ（第２，第３具体例）を示す。第１板金部品７Ａには、凸部３０２〜３０５が前述の外接長方形Ｐ１の四隅に配置されている。また、第２板金部品７Ｂの突起部４０１の先端には、２つの凸部４０２，４０３が形成されており、凸部４０２と凸部４０３との中間位置には凹部４０４が形成されている。図１２に示すように第１板金部品７Ａと第２板金部品６Ｂとを組み合わせたり、図１３に示すように第１板金部品７Ａと第２板金部品７Ｂとを組み合わせたりしても、前記第１，第２板金部品６Ａ，６Ｂを用いた場合（図１１）と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１Ａ〜５Ａ    第１板金部品
１Ｂ〜５Ｂ    第２板金部品
１０１    穴
１０２〜１０４    凸部
１０５，１０６    辺
２０１    突起部
２０２，２０３    凸部
２０４    凹部
６Ａ，７Ａ    第１板金部品
６Ｂ，７Ｂ    第２板金部品
３０１    穴
３０２〜３０５    凸部
４０１    突起部
４０２，４０３    凸部
４０４    凹部
５０１    構造体（画像形成装置）
５０２    位置決め基準点
Ｐ１    外接長方形
Ｐ２    内接長方形
Ｐ３    長方形空間
Ｐ４    台形空間
Ｐ５    長方形空間
【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５】
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【図６】
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【図７】
2014095844.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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