JP2005088202A - 金属フレーム - Google Patents

Abstract

【課題】ネジやリベットを用いずに金属板を簡単に組み付けて固定する構造を提供する。
【解決手段】板厚方向に貫通している開口部３００を有する第１の金属板１４０と、開口部に差し込まれている凸部２００を有する第２の金属板１２０と、第１の金属板１４０において、開口部３００の近傍に形成され、塑性変形することにより開口部３００の幅を狭め、凸部を開口部から引き抜けないようにしている、塑性変形部とを備える。開口部３００の幅が狭くなることにより、第１の金属板１４０と第２の金属板１２０は互いに組み合った状態で固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属フレームに関する。特に本発明は、液体噴射装置のフレームに好適な金属フレームに関する。

液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置は、記録ヘッドをシャフトに沿って往復移動させつつ、記録ヘッドからインクを噴射することにより、被記録物に記録を行う。このとき、搬送ローラを回転させることにより、被記録物を搬送する。記録ヘッドのシャフトや搬送ローラなどの部材は、金属製のフレームをベースに組み立てられている（例えば特許文献１）。
特開２００３−６３０９７号公報（例えば図２）

インクジェット式記録装置の金属フレームは、複数の金属板を互いに組み付けて固定することにより形成されている。従来は、ネジやリベットを用いて金属板を互いに組み付けていた。この場合、組み付け後にネジやリベットにゆるみが生じる場合があった。またネジを用いる場合、締め付けトルクにより、金属板に歪みが生じる場合があった。また部品点数が多くなるため、コストがかかっていた。このため、ネジやリベットを用いずに金属板を組み付けて固定する構造が望まれている。

本発明の第１の形態によると、二つの金属板を互いに組み付けて形成されている金属フレームであって、板厚方向に貫通している開口部を有する第１の金属板と、開口部に差し込まれている凸部を有する第２の金属板と、第１の金属板において、開口部の近傍に形成され、塑性変形することにより開口部の幅を狭め、凸部を開口部から引き抜けないようにしている、塑性変形部とを備える、金属フレームを提供する。第１の形態によれば、第１の金属板に形成された開口部の幅が狭くなることにより、第１の金属板と第２の金属板は互いに組み合った状態で固定される。従ってネジやリベットを用いなくても二つの金属板を互いに組み付けて金属フレームを形成することができる。

塑性変形部は、開口部の近傍を板厚方向に押圧することにより形成された窪み部を有していてもよい。この場合、開口部の幅を簡単に狭めることができる。窪み部の平面形状を長方形として、一辺を開口部の縁に沿うようにすると、窪み部がまるである場合と比べて開口部の幅はよく狭まる。

塑性変形部は、開口部の近傍に形成された孔を有しており、当該孔の開口面積が広がるように塑性変形していてもよい。この場合においても、簡単に開口部の幅を狭めることができる。

第１の金属板及び第２の金属板は、金属製のベース板の互いに離間した部分を折り曲げることにより形成されており、第１の金属板及び第２の金属板をベース板の本体から折り曲げることにより、凸部は開口部に差し込まれていてもよい。この場合、金属フレームを簡単に成形することができるとともに、成形時に凸部を開口部に差し込むことができる。

第２の金属板の凸部は、側面に凹部又は貫通孔を有し、当該凹部又は貫通孔が開口部の縁に対向するように、開口部に差し込まれており、開口部の縁は、開口部の近傍が塑性変形することにより、凸部の凹部又は貫通孔に進入していてもよい。この場合、確実に凸部を開口部から引き抜けないようにすることができる。

第１の形態の金属フレームは、液体を被記録物に噴射して記録を行う液体噴射装置のフレームに好適である。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の一実施形態である金属フレーム１００の斜視図であり、図２は、図１の破線で囲んだ領域を拡大した図である。金属フレーム１００は、インクジェット式記録装置のフレームであり、略長方形のベースフレーム１１０、ベースフレーム１１０の一方の短辺近傍を折り曲げることにより形成された第１側面フレーム１２０、ベースフレーム１１０の他方の短辺近傍を折り曲げることにより形成された第２側面フレーム１３０、及びベースフレーム１１０の長辺近傍を折り曲げることにより形成された背面フレーム１４０を備える。第１側面フレーム１２０の背面フレーム１４０側の側辺、及び第２側面フレーム１３０の背面フレーム１４０側の側辺は、それぞれ凸部２００を有する。凸部２００は、背面フレーム１４０に設けられた開口部３００に差し込まれて引き抜けないようになっている。このようにして第１側面フレーム１２０及び第２側面フレーム１３０は、背面フレーム１４０に組み付けられている。

図３は、凸部２００を含む部分を拡大した第１側面フレーム１２０の平面図である。凸部２００は平面形状が略長方形である。凸部２００は第１側面フレーム１２０の本体と面一であり、第１側面フレーム１２０の側辺１２２の一部が他の部分より突出することにより形成されている。また凸部２００は側面に略長方形の貫通孔２１０を有する。貫通孔２１０の短辺は側辺１２２に対して略垂直であり、背面フレーム１４０の板厚よりやや長い。なお側辺１２２は、凸部２００の両脇にそれぞれ切欠２２０を有する。第２側面フレーム１３０が有する凸部２００も本図と同じ形状である。

図４は開口部３００付近を拡大した背面フレーム１４０の平面図である。開口部３００は細長の略長方形である。開口部３００の短辺は、第１側面フレーム１２０の板厚及び第２側面フレーム１３０の板厚よりやや広く、長辺は凸部２００の長辺よりやや長い。

図５は、ベースフレーム１１０を折り曲げて金属フレーム１００を成形する金型５００を、折り曲げ前のベースフレーム１１０とともに示す斜視図である。ベースフレーム１１０には、折り曲げ前に、凸部２００及び開口部３００が、例えば打ち抜きにより形成されている。金型５００は上型５２０及び下型５４０を有する。上型５２０は、下面が長方形でありかつ平坦である。下型５４０は、上面が上型５２０の下面と面対称であるベース部５４１、並びにベース部５４１の側面に配置された第１側面折曲パンチ５４２、第２側面折曲パンチ５４４及び背面折曲パンチ５４６を有する。第１側面折曲パンチ５４２は、ベース部５４１の一方の短辺側の側面に配置しており、第２側面折曲パンチ５４４は、ベース部５４１の他方の短辺側の側面に配置している。背面折曲パンチ５４６は、ベース部５４１の長辺側の側面に配置している。第１側面折曲パンチ５４２、第２側面折曲パンチ５４４及び背面折曲パンチ５４６は、それぞれ、ベースフレーム１１０のうち、第１側面フレーム１２０、第２側面フレーム１３０及び背面フレーム１４０となるべき部分と対向する位置に配置されている。
加工前においてベース部５４１はバネ部材によって、第１側面折曲パンチ５４２、第２側面折曲パンチ５４４及び背面折曲パンチ５４６よりも上部に位置しており、ベースフレーム１１０が金型にセットできるようにしている。
また、第２側面折曲パンチ５４４の上面は第１側面折曲パンチ５４２の上面と略面一であるが、背面折曲パンチ５４６の上面は第１側面折曲パンチ５４２の上面より僅か（例えば４ｍｍ）に低い。

また金型５００は、ベースフレーム１１０から折り曲げられた第１側面フレーム１２０及び第２側面フレーム１３０を外側から支持するために、第１側面支持治具５６２及び第２側面支持治具５６４を有する。第１側面支持治具５６２及び第２側面支持治具５６４は、側面が略逆Ｌ字型であり、また第１側面フレーム１２０及び第２側面フレーム１３０を支持しない状態において、それぞれ第１側面折曲パンチ５４２及び第２側面折曲パンチ５４４の上方に配置されている。

図６は、上型５２０が下降して下型５４０との間で金属フレーム１００を成形している途中の状態を示す。上型５２０が下降すると、金属フレーム１００は、ベース部５４１との間に挟みこまれ、バネ力によって固定される。その状態で下型５４０へと押圧される。上記したように第２側面折曲パンチ５４４の上面は第１側面折曲パンチ５４２の上面と略面一であるが、背面折曲パンチ５４６の上面は第１側面折曲パンチ５４２の上面より僅かに低いため、第２側面折曲パンチ５４４及び第１側面折曲パンチ５４２は、背面折曲パンチ５４６より先に、折り曲げ前のベースフレーム１１０を押圧し始める。このため、第１側面フレーム１２０及び第２側面フレーム１３０は、背面フレーム１４０より先に曲がり終わる。第１側面フレーム１２０及び第２側面フレーム１３０が曲がり終わり、背面フレーム１４０が曲がり終わっていない状態において、第１側面支持治具５６２は下方に下がって逆Ｌ字の側面を第１側面フレーム１２０の上端面及び外面に当接させ、第１側面フレーム１２０を外側から支持する。第２側面支持治具５６４も同様に移動して第２側面フレーム１３０を外側から支持する。このため、第１側面フレーム１２０及び第２側面フレーム１３０は外側に曲がらない。また第１側面フレーム１２０及び第２側面フレーム１３０は、上型５２０により内側から支持されているため、内側にも曲がらない。従って第１側面フレーム１２０及び第２側面フレーム１３０の折れ曲がり角度は、折れ曲がり後に変化しない。

図７は、上型５２０が完全に下型５４０と組み合って金属フレーム１００を成形し終わった状態を示す。図６の状態から引き続いて上型５２０が下降すると、背面フレーム１４０も折れ曲がり終わる。この前に第１側面フレーム１２０及び第２側面フレーム１３０は既に折れ曲がり終わっているため、第１側面フレーム１２０及び第２側面フレーム１３０の凸部２００は、背面フレーム１４０が折れ曲がり終わるときに開口部３００に差し込まれる。従って、金型５００を用いると、ベースフレーム１１０から第１側面フレーム１２０、第２側面フレーム１３０及び背面フレーム１４０を折り曲げると同時に、凸部２００を開口部３００に差し込むことができる。また第１側面フレーム１２０及び第２側面フレーム１３０の折れ曲がり角度は、折れ曲がり後に変化しないため、凸部２００を確実に開口部３００に差し込むことができる。

次に、図８、及び図９を用いて、凸部２００を開口部３００から引き抜けないようにする方法を説明する。図８は、凸部２００を受け入れた開口部３００の断面図である。図９は窪み部３１０を形成した後の開口部３００の形状を示す正面図である。
図８に示すように、凸部２００は、側辺１２２又は側辺１３２が背面フレーム１４０に当接するまで開口部３００に差し込まれている。この状態で、背面フレーム１４０における開口部３００の長辺近傍を、端面が略長方形のパンチ４００で押圧して塑性変形させる。ここでパンチ４００の端面の一辺を開口部３００の長辺と平行にする。すると図８に示すように略長方形の窪み部３１０が開口部３００の近傍に形成される。このとき開口部３００の一辺は、矢印で示すように開口部３００の内側にせり出し、図３に示した凸部２００の貫通孔２１０に入り込む。このため、凸部２００は、開口部３００から引き抜けなくなり、図２に示した状態で固定される。

なおパンチ４００の端面を略長方形にして窪み部３１０を略長方形にしたため、パンチ４００の端面が円形の場合と比べて開口部３００の一辺は、開口部３００の内側にせり出しやすくなる。ここで図１０に示すように、パンチ４００の端面を略三角形にして、一辺が開口部３００の長辺と平行となるような向きで開口部３００の近傍を押圧することにより、窪み部３１０を略三角形にしてもよい。この場合も開口部３００の一辺が開口部３００の内側にせり出しやすくなる。
また凸部２００において、貫通孔２１０の代わりに板厚方向にくぼんだ凹部を設けてもよい。

次に、図１１、図１２及び図１３を用いて、凸部２００を開口部３００から引き抜けないようにする方法の変形例について説明する。図１１は本変形例における開口部３００の近傍を拡大した背面フレーム１４０の平面図である。図１２は、凸部２００を受け入れた開口部３００の断面図である。図１３は開口部３００の幅を狭めた後の開口部３００の形状を示す正面図である。

図１１に示すように、本変形例において背面フレーム１４０は、開口部３００の近傍に孔３２０を有する。そして図１２に示すように、先端部にテーパーを有していて先端面が孔３２０より小さいパンチ４１０を準備する。そして凸部２００を開口部３００に差し込んだ状態で、孔３２０にパンチ４１０を挿入して、孔３２０の開口面積を押し広げる。このとき、孔３２０を開口部３００側に向けて押し広げ、他の向きには押し広げないようにするために、パンチ４１０の中心軸を孔３２０の中心より開口部３００側にずらす。この結果、図１３に示すように開口部３００の孔３２０側の辺は開口部３００の内側にせり出し、図８に示した凸部２００の貫通孔２１０に入り込む。このようにして、本変形例においても凸部２００は、開口部３００から引き抜けなくなり、図９に示した状態で固定される。

以上のように金属フレーム１００によれば、第１側面フレーム１２０及び第２側面フレーム１３０を背面フレーム１４０に組み付ける場合に、ネジやリベットを用いる必要はない。従って組み付け後にゆるみが生じる可能性は低い。また金属板の寸法に歪みは生じにくい。また部品点数は少なくなるため、コストも低い。
さらに、ベースフレーム１１０の異なる端部を折り曲げて第１側面フレーム１２０、第２側面フレーム１３０及び背面フレーム１４０を形成する際に、凸部２００を開口部３００に挿入することができるため、コストは更に低くなる。

なお、インクジェット式記録装置は、液体噴射装置の一例である。しかしながら、液体噴射装置はこれに限られない。液体噴射装置の他の例は、液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置である。液体噴射装置のさらなる他の例は、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置である。液体噴射装置のさらなる他の例は、バイオチップを製造するバイオチップ製造装置である。本発明の液体噴射装置は、産業用途を有するその他の液体噴射装置も含む。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

金属フレーム１００の斜視図 図１の破線で囲んだ領域を拡大した図 凸部２００付近を拡大した第１側面フレーム１２０の平面図 開口部３００付近を拡大した背面フレーム１４０の平面図 金型５００を、折り曲げ前のベースフレーム１１０とともに示す斜視図 金型５００が金属フレーム１００を成形している途中の状態を示す斜視図 金型５００が金属フレーム１００を成形し終わった状態を示す斜視図 凸部２００を受け入れた開口部３００の断面図 窪み部３１０を形成した後の開口部３００の形状を示す正面図 変形例での開口部３００の近傍を拡大した背面フレーム１４０の平面図 窪み部３１０の変形例を示す平面図 凸部２００を受け入れた開口部３００の断面図 開口部３００の幅を狭めた後の開口部３００の形状を示す正面図

符号の説明

１００…金属フレーム、１１０…ベースフレーム、１２０…第１側面フレーム、
１２２…側辺、１３０…第２側面フレーム、１３２…側辺、１４０…背面フレーム、２００…凸部、２１０…貫通孔、２２０…切欠、３００…開口部、３１０…窪み部、３２０…孔、４００…パンチ、４１０…パンチ、５００…金型、５２０…上型、５４０…下型、５４１…ベース部、５４２…第１側面折曲パンチ、５４４…第２側面折曲パンチ、５４６…側面折曲パンチ、５６２…第１側面支持治具、５６４…第２側面支持治具

Claims (7)

1. 二つの金属板を互いに組み付けて形成される金属フレームであって、
   開口部を有する第１の金属板と、
   前記開口部に差し込まれている凸部を有する第２の金属板と、
   前記第１の金属板において、前記開口部の近傍に形成され、塑性変形していることにより前記開口部の幅を狭め、前記凸部を前記開口部から引き抜けないようにしている、塑性変形部と
   を備える、金属フレーム。
2. 前記塑性変形部は、前記開口部の近傍を板厚方向に押圧することにより形成された窪み部を有する、請求項１に記載の金属フレーム。
3. 前記窪み部は、平面形状が長方形であり、一辺が前記開口部の縁に沿っている、請求項２に記載の金属フレーム。
4. 前記塑性変形部は、前記開口部の近傍に形成された孔を有し、当該孔の開口面積が広がるように塑性変形している、請求項１に記載の金属フレーム。
5. 前記第１の金属板及び前記第２の金属板は、一枚の金属製のベース板の互いに離間した部分を折り曲げることにより形成されており、
   前記第１の金属板及び前記第２の金属板を前記ベース板の本体から折り曲げることにより、前記凸部は前記開口部に差し込まれている、請求項１に記載の金属フレーム。
6. 前記第２の金属板の前記凸部は、側面に凹部又は貫通孔を有し、当該凹部又は貫通孔が前記開口部の縁に対向するように、前記開口部に差し込まれており、
   前記開口部の前記縁は、前記開口部の近傍が塑性変形することにより、前記凸部の前記凹部又は貫通孔に入り込んでいる、請求項１に記載の金属フレーム。
7. 前記金属フレームは、液体を被記録物に噴射して記録を行う液体噴射装置のフレームである、請求項１に記載の金属フレーム。

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