JP2009030758A - 軸の取着構造 - Google Patents

Abstract

【課題】組立性、経済性等を維持しながら高精度な軸体の止着可能な軸の取着構造を提供すること。
【解決手段】所要径の取着穴１ａが設けると共に、取着穴１ａの入り口周囲に第一凹部１ｃを周設して環状の第一凸部１ｄを表面１ｂに形成した被取着体１と、歯車やプーリー等の機械要素を支持する支軸部２ａの一端側に中径部２ｅと大径部２ｆとを設けると共に中径部２ｅの端面に第二凸部２ｈを設けた軸体とを備え、大径部２ｆを取着穴１ａに挿入し、第一凸部１ｄを圧潰し、第二凸部２ｈを圧潰して、大径部２ｆの内側端面２ｎと、圧潰した第二凸部２ｈとで、圧潰した第一凸部１ｄを挟持して、被取着体１に軸体２を取着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸体を被取着体に取着させる軸の取着構造に関する。

従来から、鋼板を板金加工して形成した機枠等に、例えば、プーリーや歯車、ローラ等の機械要素を組み込む場合、これらの機械要素を軸体に取着し、その軸体を機枠に止着するのが一般的である。
この軸体を機枠に止着する技術手段は様々なものがあるが、特に、組立性、経済性等の理由から、所謂、カシメ構造を採用する場合がある。
例えば、軸体に相当する非磁性板にボス状の嵌合突起を設け、被取着体に相当する磁性板に嵌合突起が挿通可能な穴を設け、その穴に嵌合突起を挿通し、磁性板から突出した嵌合突起をポンチで圧潰・カシメて、非磁性板を磁性板に取着させたカシメ構造がある（例えば特許文献１参照）。
他の例として、ボス状の部分にセンター穴を設けてカシメ用輪体部を形成し、そのボス状の部分の基部に円錐状の端面を形成してカシメピン（軸体に相当する）を構成し、そのカシメピンのボス状の部分を、遮光羽根（被取着体に相当する）に形成した穴に挿通し、先鋭状のポンチをセンター穴に押し当て、所要のプレス力でカシメ用輪体部を外方へ圧潰する。このように圧潰することで、遮光羽根の穴周縁部が円錐状の端面に沿うように変形し、圧潰したカシメ用輪体部と円錐状の端面とで遮光羽根の穴周縁部を挟持したカシメ構造がある（例えば特許文献２参照）。
特開２００６−１２６７６４公報（第９頁、図１４） 特許第２７６９５２７号（第３頁、図２）

しかしながら、これらの先行技術は、いずれも、被取着体の裏面から突出したボス状の部分を圧潰するもので、部材同士の締結手段としては、何ら問題は無いものの、上記したように、軸体に歯車等の機械要素を組み込む場合は、被取着体に対して軸体の直角度が要求され、また、組立精度を確保するために、被取着体の裏面と軸体の端面との平面度が要求されるため、上記した締結手段をそのまま採用しても、組立性、経済性等を維持しながら高精度な軸体の止着を担保することができなかった。
そこで本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できる軸の取着構造を提供することを目的とする。

上記技術課題を達成するために、本発明にかかる軸の取着構造は、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１にかかる軸の取着構造は、所要径の取着穴が設けられると共に、該取着穴の入り口周囲に第一凹部が周設されて環状の第一凸部が表面に形成された被取着体と、支軸部と、該支軸部の一端側に形成され該支軸部の径より漸次拡径されて中径部と前記取着穴に挿入可能な大径部との二段の段部と、前記中径部の端面 に第二凹部が周設されて形成された環状の第二凸部とを備えた軸体とを備えてなり、前記大径部を前記取着穴に挿入させ、前記第一凸部を圧潰させ、前記第二凸部を圧潰させて、前記中径部側となる前記大径部の内側端面と、圧潰させた前記第二凸部とで、圧潰させた前記第一凸部を挟持させて、前記被取着体に前記軸体を取着させたことを特徴とする。
請求項２にかかる軸の取着構造は、請求項１において、前記被取着体は、前記取着穴が連通された板材であり、前記大径部の外側端面と、前記被取着体の裏面とが面一となるように構成されていることを特徴とする。
請求項３にかかる軸の取着構造は、請求項１または２において、前記第一凹部と前記第二凹部とが、断面視略Ｖ字状または断面視略レ字状に形成されて、前記第一凸部と前記第二凸部とが、先鋭状に形成されていることを特徴とする。
請求項４にかかる軸の取着構造は、請求項１乃至３の何れか１項において、前記大径部と前記取着穴とが、廻り止め可能に形成されていることを特徴とする。
請求項５にかかる軸の取着構造は、請求項４において、前記大径部は、Ｄカット形状、または、Ｈカット形状に形成され、前記取着穴は、前記大径部を挿入可能に、少なくともＤカット形状に形成されていることを特徴とする。
請求項６にかかる軸の取着構造は、請求項１乃至５の何れか１項において、前記大径部の外側端面に、カシメ治具と係合可能なセンター穴が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、軸体の大径部を被取着体に形成した取着穴に挿入して、軸体の大径部と取着穴の内周面とが係合して位置決めするから、被取着体に対して軸体が振れることなく直角度を確保でき、加えて、被取着体に形成した第一凸部を圧潰し、軸体に形成した第二凸部を圧潰して、中径部側となる大径部の内側端面と圧潰した第二凸部とで、圧潰した第一凸部を挟持する構成にして、被取着体の裏面側でカシメることがないから、被取着体の裏面と軸体の端面との平面度を確保可能にできる。したがって、組立性、経済性等を維持しながら、高精度な軸体の止着を担保でき、プーリーや歯車、ローラ等の機械要素を高精度に、かつ、簡単に組み込むことができる。

次に、本発明にかかる軸の取着構造の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。図中、符号１は被取着体を、符号２は軸体を夫々示す。
（実施の形態１）
実施の形態１にかかる軸の取着構造は、図１に示すように、被取着体１と、軸体２とを備えて構成される。
被取着体１は、鋼板を所望形状に板金加工して形成した板材であり、その板材の表裏面を連通する所要径の取着穴１ａが設けられていると共に、被取着体１の一方の面（以下、「表面１ｂ」とする）側に、取着穴１ａと同心となるように、板厚の概ね半分に達する所要深さの縦断面視略Ｖ字状の第一凹部１ｃが周設されて、取着穴１ａの内周面１ｆと第一凹部１ｃの内側傾斜面１ｇとその両者に跨る表面１ｂとで先鋭状の第一凸部１ｄが環状に形成されてなる。
軸体２は、４段の段付状に形成されており、歯車やプーリー等の機械要素を支持させるための所要径・所要長さの支軸部２ａと、その支軸部２ａの一端側に２段の段差状に形成された段部２ｂと、支軸部２ａの他端側にその支軸部２ａより小径となるように段差状に形成され、歯車やプーリー等の機械要素の抜けを防止させると共に軸体２を両持ちさせるためのブラケットや機枠等と係合させる小径部２ｃとを備えて構成される。なお、小径部２ｃ側の端面の中央には、そのブラケットや機枠等を螺着させる螺子穴２ｄが設けられている。
上記の構成のうち、段部２ｂは、中径部２ｅと大径部２ｆとで構成される。

中径部２ｅは、被取着体１の板厚の略半分の長さと略同じ長さ分で後述する大径部２ｆから一段低くなるように、支軸部２ａの径より大きく、且つ、取着穴１ａの穴径より小さい所要の径で、支軸部２ａの一端側に形成されている。さらに、この中径部２ｅの端面 ２ｊには、略レ字状の第二凹部２ｇが周設されており、その第二凹部２ｇの傾斜面２ｐと中径部２ｅの外周面２ｑとで先鋭状の第二凸部２ｈが環状に形成されている。
大径部２ｆは、取着穴１ａの穴径と所要の嵌め合い関係となるよう所要の径で、中径部２ｅから段差状に形成されると共に、被取着体１の厚さの略半分の厚さで形成されている。また、この大径部２ｆの外側端面２ｋの中央には、後述するカシメ治具の台座３１と係合させる円錐状のセンター穴２ｍが形成されている。

ここで、被取着体１に軸体２を取着する際に用いられるカシメ治具を説明する。
カシメ治具は、図４に示すように、センター穴２ｍと係合される円錐状凸部３１ａが突設され取着穴１ａより大きく平面状に形成された台座３１と、第一凸部１ｄを内方へ向かって平面状に圧潰させる第一ポンチ３２と、第二凸部２ｈを外方へ向かって平面状に圧潰させる第二ポンチ３３とを備えてなる。
第一ポンチ３２は、第一凹部１ｃ内の外側傾斜面１ｈと同じ傾斜角で形成され、その外側傾斜面１ｈと係合可能な先端部外周面３２ａと、その先端部外周面３２ａと山形状に連続形成され、第一凹部１ｃ内の内側傾斜面１ｇより緩斜面状に形成されて内側傾斜面１ｇの頂部と係合可能な内周面３２ｂとが環状に形成されている。また、その内側には、第一凹部１ｃ内の内側傾斜面１ｇを内方に押し曲げて平面状に塑性変形させる底面３２ｃと、その底面３２ｃ内に連通され中径部２ｅとの逃げ穴３２ｄとが形成されてなる。
第二ポンチ３３は、図５に示すように、第二凹部２ｇ内の内側垂直面２ｒより内方と干渉しないように逃げ穴３３ａが形成され、第二凸部２ｈの頂部の位置を略中央にした台形状の凹部３３ｂが環状に形成された中空軸状に形成されてなる。

以上のように構成された実施の形態１にかかる軸の取着構造は、上記したカシメ治具を用いて、被取着体１に軸体２を取着する。以下、その取着手順を説明する。
まず、第一凸部１ｄと第二凸部２ｈとが同じ方向に向くように大径部２ｆを取着穴１ａに挿入し、これと前後して、被取着体１の裏面１ｅに台座３１をあてがって、大径部２ｆの外側端面２ｋと被取着体１の裏面１ｅとが面一となるようにセットする。
次いで、大径部２ｆの内側端面２ｎ上で、第一凸部１ｄが略板状に塑性変形するまで、第一ポンチ３２を用いて第一凸部１ｄを圧潰する（図４、図５参照）。
大径部２ｆの内側端面２ｎ上で第一凸部１ｄが略板状に塑性変形したら、その第一凸部１ｄ上で、第二凸部２ｈが被取着体１の表面１ｂと面一となる略板状に塑性変形するまで、第二ポンチ３３を用いて第二凸部２ｈを圧潰する（図６、図７参照）。
斯くして、図７に示すように、圧潰した第一凸部１ｄを、大径部２ｆの内側端面２ｎと圧潰した第二凸部２ｈとが挟持して、被取着体１に軸体２を取着する。

このように実施の形態１にかかる軸の取着構造は、軸体２の大径部２ｆを被取着体１に形成した取着穴１ａに挿入して、軸体２の大径部２ｆと取着穴１ａの内周面１ｆとが係合して位置決めするから、被取着体１に対して軸体２が振れることなく直角度を確保できる。
加えて、圧潰した第一凸部１ｄを、大径部２ｆの内側端面２ｎと圧潰した第二凸部２ｈとで挟持する構成にして、被取着体１の裏面１ｅ側でカシメないから、被取着体１の裏面１ｅと軸体２の端面（大径部の外側端面２ｋ）との平面度を確保できる。
したがって、組立性、経済性等を維持しながら、高精度な軸体２の止着を担保でき、プーリーや歯車、ローラ等の機械要素を高精度に、かつ、簡単に組み込むことができる。
特に、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置は、その紙搬送部や、感光体への書込み・紙への文字の転写・分離・定着といった作像に係る駆動部などの各部に、軸体２の端部を従来のカシメ技術で止着しているが、本実施の形態を適用することで、簡易な方法でより高精度な部材の組み込みができるため、画像品質のさらなる向上が期待できる。

（実施の形態２）
実施の形態２にかかる軸の取着構造は、実施の形態１で例示した大径部２ｆと取着穴１ａとを廻り止め形状にした例であり、その他の構成は実施の形態１と同じであるため、かかる共通部の構成は同一符号を付して省略する。
実施の形態２にかかる軸の取着構造は、その大径部２ｔが、図８及び図９に示すように、その外周面の一部に平面部２ｓを設けて、所謂、Ｄカット形状に形成されている。一方、取着穴１ｋが、このＤカット形状の大径部２ｔが挿入可能にＤカット形状（またはＨカット形状）に形成されている。このように両者を形成することで、被取着体１に対して軸体２が回転する恐れを払拭する。なお、図８に示すように、カシメ治具の台座３１をフラットにした場合、大径部２ｆの外側端面２ｋにセンター穴２ｍは不要である。
廻り止めの他の形状としては、図１０に示すように、その外周面を二面幅の平面部２ｓを設けて、所謂、Ｈカット形状に形成し、取着穴１ｍを、このＨカット形状の大径部２ｕを挿入可能にＨカット形状に形成しても良い。
このように両者をＤカット形状やＨカット形状にすることで、歯車やプーリー等の回転系の機械要素を支持させた際の軸体２の耐トルク性が向上し、さらに、カット形状側を被取着体１の縁部に寄せることで、軸体２の取着位置の自由度を増すことができる。
以上、本実施の形態にかかる軸の取着構造を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である

実施の形態１にかかる軸の取着構造のカシメ前の縦断正面図と一部拡大図である。 図１のＸ−Ｘ線に添える横断面図である。 図１の底面図（裏面図）である。 カシメ工程を示す説明図である。 図４に続くカシメ工程を示す説明図である。 図５に続くカシメ工程を示す説明図である。 実施の形態１にかかる軸の取着構造のカシメ後の縦断正面図と一部拡大図である。 実施の形態２にかかる軸の取着構造のカシメ前の縦断正面図と一部拡大図である。 図８の底面図（裏面図）である。 変形例を示した底面図（裏面図）である。

符号の説明

１ 被取着体、１ａ 取着穴、１ｂ 表面、１ｃ 第一凹部、１ｄ 第一凸部、１ｅ 裏面、１ｆ 取着穴の内周面、１ｇ 内側傾斜面、１ｈ 外側傾斜面、２ 軸体、２ａ 支軸部、２ｂ 段部、２ｃ 小径部、２ｄ 螺子穴、２ｅ 中径部、２ｆ 大径部、２ｇ 第二凹部、２ｈ 第二凸部、２ｊ 中径部の端面、２ｋ 外側端面、２ｍ センター穴、２ｎ 内側端面、２ｐ 傾斜面、２ｑ 中径部の外周面、２ｒ 内側垂直面、２ｓ 平面部、３１ 台座、３１ａ 円錐状凸部、３２ 第一ポンチ、３２ａ 先端部外周面、３２ｂ 内周面、３２ｃ 底面、３２ｄ 逃げ穴、３３ 第二ポンチ、３３ａ 逃げ穴、３３ｂ 凹部

Claims (6)

1. 所要径の取着穴が設けられると共に、該取着穴の入り口周囲に第一凹部が周設されて環状の第一凸部が表面に形成された被取着体と、
   支軸部と、該支軸部の一端側に形成され該支軸部の径より漸次拡径されて中径部と前記取着穴に挿入可能な大径部との二段の段部と、前記中径部の端面 に第二凹部が周設されて形成された環状の第二凸部とを備えた軸体とを備えてなり、
   前記大径部を前記取着穴に挿入させ、前記第一凸部を圧潰させ、前記第二凸部を圧潰させて、前記中径部側となる前記大径部の内側端面と、圧潰させた前記第二凸部とで、圧潰させた前記第一凸部を挟持させて、前記被取着体に前記軸体を取着させたことを特徴とする軸の取着構造。
2. 前記被取着体は、前記取着穴が連通された板材であり、前記大径部の外側端面と、前記被取着体の裏面とが面一となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸の取着構造。
3. 前記第一凹部と前記第二凹部とが、断面視略Ｖ字状または断面視略レ字状に形成されて、前記第一凸部と前記第二凸部とが、先鋭状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の軸の取着構造。
4. 前記大径部と前記取着穴とが、廻り止め可能に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の軸の取着構造。
5. 前記大径部は、Ｄカット形状、または、Ｈカット形状に形成され、前記取着穴は、前記大径部を挿入可能に、少なくともＤカット形状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の軸の取着構造。
6. 前記大径部の外側端面に、カシメ治具と係合可能なセンター穴が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の軸の取着構造。

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