(57)【要約】【課題】薄い板金を使用した場合でもエンボス部のストレート部の高さを高く取ることができかつ強度を確保することができるエンボス部付き部材を提供する。【解決手段】エンボス部付き部材１は、板金にプレス加工等が施されて得られるものであり、板状部３と、板状部３の表面から凸に形成されたエンボス部４と、を有している。エンボス部４は、その基端側に位置する円筒状のストレート部４１と、その先端側に位置する先細り部４２と、その先端に形成された平面視円形の開口部４３と、を有している。エンボス部付き部材１は、貫通孔が設けられた物品を、前記貫通孔にエンボス部４が嵌入されることにより位置決めする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部と、該板状部の表面から凸に形成されかつ先端側が先細り形状に形成されたエンボス部と、を有し、
貫通孔が設けられた物品を、前記貫通孔に前記エンボス部が嵌入されることにより位置決めするエンボス部付き部材において、
前記エンボス部は、その基端側に、前記板状部に連なり、前記エンボス部の先端側に向かって垂直に延びたストレート部を有しており、
前記エンボス部の先端に開口部が形成されている
ことを特徴とするエンボス部付き部材。
【請求項２】
前記ストレート部の高さが前記板状部の板厚よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載のエンボス部付き部材。
【請求項３】
前記開口部の内径／前記ストレート部の外径が０．３以上０．９以下である
ことを特徴とする請求項１又は２記載のエンボス部付き部材。
【請求項４】
前記開口部の形状が円形又は多角形である
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のエンボス部付き部材。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のエンボス部付き部材を備えた
ことを特徴とする筐体。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか１項に記載のエンボス部付き部材を備えた
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、エンボス部付き部材と、該エンボス部付き部材を備えた筐体及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、板金部品等に設けた貫通孔に、別部品のエンボス部を嵌入させて両部品を位置決めする位置決め構造が知られている（例えば特許文献１を参照。）。
【０００３】
特許文献１に開示された位置決め構造は、図１３に示すように、板金に貫通孔２１が設けられた物品２と、板金の板状部６の表面から凸にプレス成形されたエンボス部７を有するエンボス部付き部材５と、を備えている。エンボス部７は、その基端側に、板状部６に連なり先端側に向かって円筒状に垂直に延びたストレート部を有し、その先端側に、半球面状の球面部を有している。この位置決め構造においては、エンボス部７が貫通孔２１に嵌入されることにより物品２がエンボス部付き部材５に対して位置決めされる。
【０００４】
図１３に示した従来の位置決め構造においては、エンボス部７におけるストレート部の高さを高く取ることで物品２を確実に位置決めすることができる。このため、エンボス部付き部材５においては、ストレート部に高さが出るようにプレス加工が施された結果、エンボス部７の基端近傍に段差部５ａが形成されている。このように、従来のエンボス部付き部材５においては、エンボス部７の基端近傍に段差部５ａを有する形状とすることでストレート部の高さを確保していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、上述した従来のエンボス部付き部材５においては、コストダウンのため、従来よりも板厚が小さい板金を使用することが検討されている。
【０００６】
従来のエンボス部付き部材５においては、段差部５ａが形成されることでエンボス部７の基端近傍に薄肉部Ｆ（図１４参照）が形成されるが、板厚が１ｍｍ以上の板金を使用していたため強度等に問題は生じ難かった。しかしながら、板厚が０．８ｍｍ以下の薄い板金を使用して上記エンボス部付き部材５を成形する場合、薄肉部Ｆがさらに薄くなって強度が低下し、エンボス部７が脱落し易くなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、薄い板金を使用した場合でもエンボス部のストレート部の高さを高く取ることができかつ強度を確保することができるエンボス部付き部材、該エンボス部付き部材を備えた筐体及び画像形成装置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】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、板状部と、該板状部の表面から凸に形成されかつ先端側が先細り形状に形成されたエンボス部と、を有し、貫通孔が設けられた物品を、前記貫通孔に前記エンボス部が嵌入されることにより位置決めするエンボス部付き部材において、前記エンボス部は、その基端側に、前記板状部に連なり、前記エンボス部の先端側に向かって垂直に延びたストレート部を有しており、前記エンボス部の先端に開口部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、エンボス部の先端に開口部が形成されているので、エンボス部のプレス成形時、エンボス部先端側の材料が基端側に流れ易い。よって、薄い板金を使用してストレート部の高さを高く取った場合でも、エンボス部の基端近傍の厚みが薄くなり過ぎることを抑制でき、エンボス部の強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態にかかるエンボス部付き部材の要部を模式的に示す断面図である。
【図２】図１のエンボス部付き部材の平面図である。
【図３】図１のエンボス部付き部材のエンボス部が物品の貫通孔に嵌入されて、物品がエンボス部付き部材に対し位置決めされた状態を示す断面図である。
【図４】図１のエンボス部付き部材の成形方法を説明する説明図であり、孔開けダイに載置された板金に向かって孔開けパンチが押し出されて貫通孔が形成された様子を示す図である。
【図５】図１のエンボス部付き部材の成形方法を説明する説明図であり、図４の貫通孔が形成された板金が成形ダイに載置され、貫通孔の中心に向かって成形パンチが押し出されてエンボス部が形成される様子を示す図である。
【図６】図１のエンボス部が形成される際の材料の流れを示す説明図である。
【図７】エンボス部付き部材の強度を測定するための治具と、この治具を用いた強度測定方法を説明する説明図である。
【図８】図１のエンボス部の開口部内径が所定の比率より小さい場合に生じ得る破断メカニズムを説明する説明図である。
【図９】図１のエンボス部の開口部内径が所定の比率より大きい場合の作用を説明する説明図である。
【図１０】図１のエンボス部付き部材の変形例を示す平面図である。
【図１１】本発明のエンボス部付き部材が適用される画像形成装置の概略構成図である。
【図１２】図１１の画像形成装置に用いられる本発明のエンボス部付き部材の一例としてのブラケットの斜視図である。
【図１３】従来のエンボス部付き部材のエンボス部が物品の貫通孔に嵌入されて、物品がエンボス部付き部材に対し位置決めされた状態を示す断面図である。
【図１４】図１３のエンボス部が形成される際の材料の流れを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態にかかるエンボス部付き部材について、図１〜９を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるエンボス部付き部材１の要部を模式的に示す断面図である。図２は、図１のエンボス部付き部材１の平面図である。図３は、図１のエンボス部付き部材１のエンボス部４が物品２の貫通孔２１に嵌入されて、物品２がエンボス部付き部材１に対し位置決めされた状態を示す断面図である。
【００１２】
図１〜３に示すエンボス部付き部材１は、板金にプレス加工等が施されて得られるものであり、板状部３と、板状部３の表面から凸に形成されかつ先端側が先細り形状に形成されたエンボス部４と、を有している。このエンボス部付き部材１は、図３に示すように、貫通孔２１が設けられた物品２を、貫通孔２１にエンボス部４が嵌入されることにより位置決めする。
【００１３】
続いて、エンボス部４の形状についてさらに詳細に説明する。エンボス部４は、その基端側に位置するストレート部４１と、その先端側に位置する先細り部４２と、その先端に形成された開口部４３と、を有している。
【００１４】
ストレート部４１は、板状部３に連なり、エンボス部４の先端側に向かって円筒状に垂直に延びている。ストレート部４１は、高さ方向の全域にわたって内径及び外径がほぼ一定に形成されている。また、ストレート部４１の高さｈは、板状部３の板厚ｔよりも大きい。本明細書において「ストレート部の高さｈ」とは、板状部３の表面から先細り部４２の基端部まで（即ち、板状部３の表面からエンボス部４の先細り形状の開始点まで）の長さｈと定義する。
【００１５】
ストレート部４１は、物品２の貫通孔２１に嵌入されて物品２を位置決めする部位である。物品２は、その表面が板状部３に重ねられ、平面視円形に形成された貫通孔２１の内面がストレート部４１の外周面に沿う。
【００１６】
このような構造においては、ストレート部４１の高さｈが板状部３の板厚ｔよりも大きいことで、物品２をエンボス部４から外れ難くすることができ、物品２を確実に位置決めすることが可能となる。また、本実施形態の物品２は、板金にプレス加工等が施されて得られるものであるが、これに限定されず、例えば合成樹脂で構成されるものであってもよい。
【００１７】
また、図３に示す例では、物品２とエンボス部付き部材１とが直接重ねられているが、物品２とエンボス部付き部材１の板状部３との間には、他部材（例えば高さ調整用の部材等）が介在していてもよい。
【００１８】
先細り部４２は、ストレート部４１に連なり、円筒状に延びている。先細り部４２は、ストレート部４１から離れるにしたがって内径及び外径が徐々に小さくなるように形成されている。先細り部４２は、物品２の貫通孔２１にエンボス部付き部材１のエンボス部４を嵌入させる際のガイド機能を果たす部位である。
【００１９】
開口部４３は、先細り部４２の縁部に囲まれた部分であり、図２に示すように、平面視円形の形状である。
【００２０】
また、本実施形態のエンボス部付き部材１は、炭素量が０．２５％以下の低炭素鋼（例えば、ＳＰＣＣ、ＳＰＣＤ、ＳＰＣＥ、ＳＰＣＧ、ＳＧＣＣ、ＳＧＣＥ、ＳＧＣＤ等）で構成されている。このような材質を採用することにより、後述するプレス加工をより容易に行うことができるが、本発明ではこれに限定されず、各種金属でエンボス部付き部材１を構成することができる。
【００２１】
続いて、エンボス部付き部材１の成形方法について説明する。図４は、図１のエンボス部付き部材１の成形方法を説明する説明図であり、孔開けダイ１３に載置された板金１１に向かって孔開けパンチ１４が押し出されて貫通孔１２が形成された様子を示す図である。図５は、図１のエンボス部付き部材１の成形方法を説明する説明図であり、図４の貫通孔１２が形成された板金１１が成形ダイ１５に載置され、貫通孔１２の中心に向かって成形パンチ１６が押し出されてエンボス部４が形成される様子を示す図である。図６は、図１のエンボス部４が形成される際の材料の流れを示す説明図である。
【００２２】
図１のエンボス部付き部材１は、図４に示す第１のプレス工程と、図５に示す第２のプレス工程と、を経て成形される。
【００２３】
図４に示す第１のプレス工程では、孔開けダイ１３の上に板金１１を置き、孔開けパンチ１４を板金１１に向けて押し出して板金１１に貫通孔１２を形成する。この貫通孔１２は、第２のプレス工程を経た後に開口部４３となる孔であり、本実施形態では開口部４３よりも小径の円形状である。なお、貫通孔１２の径は、必要なストレート部４１の高さｈや強度、板金１１の板厚によって適宜変更される。
【００２４】
図５に示す第２のプレス工程では、第１のプレス工程で貫通孔１２が形成された板金１１を成形ダイ１５上に置き、成形パンチ１６を貫通孔１２の中心に向けて押し出してエンボス部４を形成する。また、成形パンチ１６は、円柱状で先端部が半球状のものを使用する。また、成形ダイ１５は、完成品のストレート部４１の外径とほぼ等しい径の孔１５ａを有している。この孔１５ａ内に板金１１及び成形パンチ１６が押し込まれることにより、図１に示すエンボス部４が形成される。なお、成形パンチ１６の押し出し量は、エンボス部４のサイズや板金１１の板厚によって適宜調節される。また、完成品の開口部４３の内径ｄ１／貫通孔１２が４．０以下であることで、第２のプレス工程時にエンボス部４の破断が生じ難い。
【００２５】
なお、図１４は、図１３に示した従来のエンボス部７がプレス成形される際の材料の流れを示す説明図である。エンボス部７のプレス成形時、パンチを板金にプレスするとエンボス部７先端の材料は矢印の方向に流れるが、エンボス部７先端は繋がっているため、材料が突っ張って基端側に流れ難い。このため、エンボス部７の基端近傍に薄肉部Ｆができてしまう。
【００２６】
上記第２のプレス工程で成形パンチ１６を板金１１にプレスすると、エンボス部４の先端側の材料は、図６中に示す矢印の方向に流れる。この際、開口部がない従来のエンボス形状（図１４を参照。）においては、エンボス部先端の材料が突っ張って基端側に流れ難かったが、本実施形態では、エンボス部４の先端に開口部４３が形成されているので、エンボス部４先端側の材料が基端側に流れ易い。即ち、上記第２のプレス工程では、貫通孔１２が拡がりながらエンボス部４先端側の材料が基端側に流れる。このため、エンボス部付き部材１においては、従来構造のようにエンボス部の基端近傍に段差部（図１３を参照。）を形成することなくストレート部４１の高さｈを確保できる。よって、従来よりも板厚が小さい板金１１を使用し、ストレート部４１の高さｈを高く取った場合でも、エンボス部４の基端近傍Ｅ（図６を参照。）の厚みが薄くなり過ぎることを抑制でき、エンボス部４の強度を確保することができる。
【００２７】
なお、上記エンボス部４の構造は、従来よりも板厚が小さい（０．８ｍｍ以下）板金を使用する場合に特に有効であるが、従来と同じ板厚（１ｍｍ程度）の板金を使用してエンボス部４を形成した場合においても、ストレート部４１の高さｈとエンボス部４の強度との両方を従来よりも多く得ることができ、有効である。また、エンボス部の基端近傍に段差部を有する従来構造（図１３を参照。）は、板厚が１ｍｍ以上の板金で実現可能であったが、上記エンボス部４の構造は、板厚が大きいものから小さいものまで広範囲の板金で実現可能であり、しかも、これら広範囲の板金に対して共通の金型を使用することができる。
【００２８】
さらに、本願発明者は、エンボス部４の開口部４３の内径ｄ１とストレート部４１の外径ｄ２の比率、及び、使用する板金１１の板厚が異なる複数のエンボス部付き部材を用意し、それぞれのエンボス部付き部材におけるエンボス部４の強度及びガイド機能性について評価した。結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表１に示すように、開口部４３の内径ｄ１／ストレート部４１の外径ｄ２が０．３未満の場合、１．０ｍｍ、０．８ｍｍ、０．６ｍｍの全ての板厚において、上記第２のプレス工程時にエンボス部４が破断し易くなり、十分な強度が得られなかったため評価を×とした。また、開口部４３の内径ｄ１／ストレート部４１の外径ｄ２が０．９より大きい場合、１．０ｍｍ、０．８ｍｍ、０．６ｍｍの全ての板厚において、ガイド機能を果たす先細り部４２の面積が小さくなり、物品２の貫通孔２１にエンボス部４を嵌入し難くなったため評価を×とした。また、開口部４３の内径ｄ１／ストレート部４１の外径ｄ２が０．３以上０．９以下の場合、１．０ｍｍ、０．８ｍｍ、０．６ｍｍの全ての板厚において、エンボス部４の強度及びガイド機能性の両方が良好であったため評価を○とした。
【００３１】
図８は、開口部４３の内径ｄ１／ストレート部４１の外径ｄ２が０．３未満のエンボス部付き部材１Ａに生じ得る破断メカニズムを説明する説明図である。図８に示すように、開口部４３の内径ｄ１が上記比率よりも小さい場合、成形パンチ１６を板金にプレスすると、成形パンチ１６の先端部と板金との接触面積が大きくなり、エンボス部４先端側の材料が基端側に流れ難くなる。よってこのエンボス部付き部材１Ａは、エンボス部４の基端近傍が破断し易くなる。
【００３２】
図９は、開口部４３の内径ｄ１／ストレート部４１の外径ｄ２が０．９より大きいエンボス部付き部材１Ｂの作用を説明する説明図である。図９に示すように、開口部４３の内径ｄ１が上記比率よりも大きい場合、エンボス部４先端側の先細り部４２即ちガイド部分が小さくなることが図より明らかである。ガイド部分が小さくなることで、このエンボス部４が物品２の貫通孔２１に嵌入し難くなり、位置決め作業性が悪くなる。
【００３３】
さらに、本願発明者は、図７に示す治具を用いて、従来構造のエンボス部付き部材及び本実施形態のエンボス部付き部材の強度を測定した。図７に示す強度試験治具１７は、エンボス部付き部材を挟む上板１８及び下板１９と、これら上板１８及び下板１９を固定するボルトと、を備えている。上板１８には、エンボス部を位置付ける孔１８ａと、突出部１８ｂと、が形成されている。このような治具１７にエンボス部付き部材をセットし、該エンボス部付き部材の一端及び突出部１８ｂを矢印方向に引張ることで、従来構造のエンボス部付き部材及び本実施形態のエンボス部付き部材の強度を測定した。結果を表２に示す。
【００３４】
また、下記の表２における「従来品」とは、板厚が０．８ｍｍの板金に図１３に示す形状のエンボス部７を形成したものである。また、表２における「本発明品」とは、板厚が０．６ｍｍの板金に、図１に示す形状のエンボス部４を形成したものである。また、当該エンボス部４における開口部４３の内径ｄ１／ストレート部４１の外径ｄ２は、０．７である。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
表２に示すように、従来品の場合、強度はばらつきを含め約２００Ｎ以下であった。この強度は物品２との組み付けや輸送や振動等で壊れてしまう恐れがある。しかし、本発明品の場合、強度はばらつきを含め約９００Ｎであり、高い強度を有していることが分かった。また、エンボス部４における開口部４３の内径ｄ１／ストレート部４１の外径ｄ２が０．３である本発明品においても、従来品を上回る強度を有している。
【００３７】
このように、エンボス部付き部材１においては、開口部４３の内径ｄ１／ストレート部４１の外径ｄ２が０．３以上０．９以下である場合に、エンボス部４の強度及びガイド機能性をより良好にできる。
【００３８】
上記実施形態の変形例について、図１０を参照して説明する。図１０は、図１のエンボス部付き部材の変形例を示す平面図である。図１０において、上記実施形態（図１〜９）と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
図１０に示す実施形態の変形例のエンボス部付き部材１Ｃは、上記開口部４３の代わりに、平面視四角形の開口部４４を有している。このように、開口部の形状は円形（真円）に限らず、三角形、四角形等の多角形であってもよいし、楕円形であってもよい。また、本発明においては、開口部が多角形や楕円形のエンボス部であっても、当該エンボス部の強度及びガイド機能性は、開口部が円形の場合と同等であり、従来品（板厚が０．８ｍｍの板金に、図１３に示す形状のエンボス部７を形成したもの）を上回っている。
【００４０】
上述した実施形態（図１〜９）及び変形例（図１０）では、ストレート部４１が平面視円形（真円）の円筒状に形成されていたが、本発明ではこれに限らず、ストレート部が平面視楕円形の円筒状に形成されていてもよい。このように、ストレート部の外形が楕円形である場合や、エンボス部先端の開口部の形状が多角形や楕円形である場合は、これら形状の内径及び外径を円相当径に変換した上で、上述した「開口部の内径ｄ１／ストレート部の外径ｄ２」の比率を当てはめることができる。
【００４１】
次に、上述したエンボス部付き部材１が適用される画像形成装置の一実施形態について図１１を参照して説明する。図１１に示す画像形成装置１００は、光走査装置１１１と、感光体及び中間転写ベルト１１４を含んで構成される画像形成部１１３と、転写部１１５と、定着部１１６と、各種サイズの用紙Ｓが積載された給紙カセット１１７と、排紙トレイ１１８と、を備えている。
【００４２】
このような画像形成装置１００においては、光走査装置１１１によって感光体を露光して静電潜像を形成し、画像形成部１１３においてトナー画像を形成し、転写部１１５において給紙カセット１１７から搬送されてきた用紙Ｓにトナー画像を転写し、定着部１１６において用紙Ｓに転写されたトナー画像を定着する。定着後の用紙Ｓは、装置外部の排紙トレイ１１８に排出される。
【００４３】
上述した図１のエンボス部付き部材１は、例えば、図１２に示すブラケット１を構成する。このブラケット１は、図１１の画像形成装置１００の光走査装置１１１の筐体の一部品として用いられ、前記筐体の他部品（板金部材であり、図３の物品２に相当する。）と重ねられて該他部品を位置決めする。このような画像形成装置１００は、従来よりも板厚が小さい（０．８ｍｍ以下）板金を使用してブラケット１を成形することができるので、低コスト化、軽量化を図ることができる。
【００４４】
上述した実施形態では、エンボス部付き部材１が画像形成装置１００の筐体に適用される例を説明したが、本発明のエンボス部付き部材は、画像形成装置１００の筐体以外の部位に適用することが可能であり、画像形成装置以外の各種装置にも適用することが可能である。
【００４５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１      エンボス部付き部材
２      物品
３      板状部
４      エンボス部
２１    貫通孔
４１    ストレート部
４３    開口部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４７】
【特許文献１】特開２０００−０４２６４１号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019155424.tif 000008
【図５】
2019155424.tif 000009
【図６】
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【図７】
2019155424.tif 000011
【図８】
2019155424.tif 000012
【図９】
2019155424.tif 000013
【図１０】
2019155424.tif 000014
【図１１】
2019155424.tif 000015
【図１２】
2019155424.tif 000016
【図１３】
2019155424.tif 000017
【図１４】
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