JP4500190B2 - 金属板と軸受との固定構造体及びその固定構造体を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属板に軸受けを固定する金属板と軸受けとの固定構造体及びその固定構造体を備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

図６に示すように、金属板１に軸受けを固定する一般的な方法としては、軸受け２の内径に挿入する軸３に軸受け抜け防止用のＥリング４を組み付ける方法がある。この方法の場合、Ｅリング４の部品費（部品点数の増加）や、軸３にＥリング４を固定するためのＥリング溝を加工する軸加工費（加工工数の増加）が必要となっている。また、この方法の場合、軸受け固定箇所が複数箇所有ると、その箇所分のＥリング４、Ｅリング溝加工、Ｅリング組立作業が必要となり、部品費、軸加工費及び組立費の増加を引き起こしている。上記のＥリング４ような他の部材を不要とし、部品費、軸加工費及び組立費削減を図る金属板１への固定方法の一つとして、圧入がある。この方法を図７を参照して説明する。

図７は従来の圧入による軸受け固定方法を示す図であり、（Ａ）は軸受けの半断面側面図、（Ｂ）は軸受けの正面図、（Ｃ）は金属板の正面図、（Ｄ）圧入による固定を示す図である。

この方法は、金属板１において軸受けを固定する箇所に穴１ｄをあけ、穴１ｄに圧入代２δ分だけ穴１ｄよりも大きい軸受け２を圧入し固定する方法である。ここで、焼結軸受けや、樹脂軸受けなどで圧入を実施する場合を考える。

焼結軸受けや樹脂軸受けなどでは量産対応できる外径精度のバラツキに対し、必ず圧入出来るように公差設定を行うと圧入代の公差幅が広くなってしまう。この場合、圧入代が一番大きい組み合わせとなる場合においては、圧入後に軸受けの内径２ｄの変形が発生する不具合を有している。この不具合対策として、焼結軸受け、樹脂軸受けの外径精度を高精度管理すると、量産性を損ね歩留まり悪化となり軸受けの部品費増加を引き起こしてしまう。

上記圧入による固定方法の対策として金属板の塑性変形を用いた固定方法がある。この方法の一例を図８にて説明する。

図８は従来のクサビにより金属板の塑性変形を用いた軸受け固定方法を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。

この方法は、金属板１にあけた穴１ｄと、穴１ｄの穴径１ｅより小さい外径の軸受け２を組み合わせ、その後穴１ｄの外側に環状のクサビ５１ｃを入れ、材料移動を発生させ穴１ｄが塑性変形にて縮まり、それによって軸受け固定力Ｆを発生させる方法である。この方法により、圧入での圧入代公差管理幅の高精度管理が不要となり、軸受け部品の量産性を損なわないので部品コスト増加が回避できる。

また特許文献１には、位置ずれを防止した締結構造が開示されているものの、この特許文献１に開示された技術によれば、クサビによる材料移動での固定力発生を伴っていないので、軸受けの固定に適用できるものではありません。
特開２００１−１４６９１２号公報『締結方法、締結構造体及び締結部材』

しかしながら、クサビ５１ｃによる塑性変形での固定力Ｆの制御が困難となっている。プレス加工などでクサビ５１ｃを入れる場合、下死点位置のバラツキによりクサビ５１ｃの入り方が弱くなる場合がある。この場合、十分な固定力Ｆが得られず、軸受け抜けの不具合が発生してしまう。この不具合を避けるためクサビ５１ｃの入り方を強くすると、強く入りすぎる場合があり、軸受け２に対する固定力Ｆが大きくなり、軸受け内径２ｂを変形させてしまう不具合が発生してしまう。

また、クサビ５１ｃの入り方に偏りが有る場合（図８（Ｂ）参照）などでは、軸受け２に対する固定力Ｆが等分布とならず、固定力Ｆの強い方から弱い方へ軸受け位置がずれる不具合が発生してしまう。

そこで、本発明は、軸受け部品の量産性を損ねることなく、固定後の軸受け内径変形防止と、固定後の金属板に対する軸受け位置のずれ防止を可能とすることを目的としている。

本発明の請求項１に記載の発明は、金属板にあけた軸受け取付穴に、該軸受け取付穴より小さい軸受けを挿入し、その後、前記軸受け取付穴の外側にクサビを入れることで軸受け取付穴を縮めるように塑性変形させて金属板に軸受けが固定されている構造体において、前記軸受け取付穴の外周には、前記金属板に対する軸受けの位置決め機能を有する位置決め領域と、前記金属板に対する軸受けの固定する機能を有する固定領域とを各々一箇所以上設けられ、前記固定領域の外側のみにクサビが入れられ、前記位置決め領域と前記固定領域との境界に欠き形状を有していることを特徴とする金属板と軸受けとの固定構造体である。

本発明の請求項２に記載の発明は、金属板にあけた軸受け取付穴に、該軸受け取付穴より小さい軸受けを挿入し、その後、前記軸受け取付穴の外側にクサビを入れることで軸受け取付穴を縮めるように塑性変形させて金属板に軸受けが固定されている構造体において、前記軸受け取付穴の外周には、前記金属板に対する軸受けの位置決め機能を有する位置決め領域と、前記金属板に対する軸受けの固定する機能を有する固定領域とを各々一箇所以上設けられ、前記固定領域の外側のみにクサビが入れられ、前記固定領域内に欠き形状を有していることを特徴とする金属板と軸受けとの固定構造体である。

本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の金属板と軸受けとの固定構造体であって、前記軸受け取付穴に対し、前記固定領域の外側に配置するクサビ形状が、直線形状であると共に、クサビに対する直交線が軸受け内径と交わらない領域に配置されていることを特徴とする金属板と軸受けとの固定構造体である。

本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の金属板と軸受けとの固定構造体を備えていることを特徴とする画像形成装置である。

本発明の請求項１又は２に係る発明によれば、軸受け取付穴の外周には、前記金属板に対する軸受けの位置決め機能を有する位置決め領域と、前記金属板に対する軸受けの固定する機能を有する固定領域とを各々一箇所以上設け、前記固定領域の外側のみにクサビを入れるので、塑性変形が固定領域近傍のみで発生するように制御でき、位置決め領域での変形が低減できる。この位置決め領域の変形低減により、固定後の軸受け位置ずれ低減が可能となる。

さらに、請求項１に係る発明によれば、欠き形状により、位置決め領域と固定領域が分断されるので、位置決め領域では固定領域で発生する塑性変形の影響を受けなくすることができ、固定後の位置ずれ防止により有効な手段となる。

さらに、請求項２に係る発明によれば、固定領域内に欠き形状を有しているので、固定領域の位置及び幅の制御が可能となる。これは固定力の強さ、固定力発生箇所を制御可能とすることになる。よって、軸受け材質が硬い材質、軟らかい材質となっても、固定力の強弱の制御が可能となり、様々な軸受け材質でも軸受け内径変形防止が可能となる。
請求項３に係る発明によれば、固定領域の外側に配置するクサビが、直線形状であり、そのクサビに対する直交線が軸受け内径と交わらない領域に配置される。ここで記載するクサビによる塑性変形にて発生する固定力は、クサビの直交線方向に働くことになる。これより、クサビはその直交線が軸受け内径と交わらない領域に配置することで固定力は軸受内径側に働かなくなり、内径変形防止に有効となる。

請求項４に係る発明によれば、請求項１〜３の何れか１項に記載の固定構造体を備えているので、部品点数が少なく、低コスト化を達成でき、さらに組立性に優れる画像形成装置を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る第１実施形態の金属板の塑性変形を用いた軸受け固定方法により固定された固定構造体を示す図であり、（Ａ）は要部拡大図と共に示した平面図、（Ｂ）はその変形例の平面図、（Ｃ）は他の変形例の平面図、（Ｄ）は（Ａ）の半断面側面図である。

図１（Ａ）から図１（Ｃ）は、金属板１にあけた、軸受け２１、２２を取り付けるための穴１ｄと、穴１ｄの内径より小さい外径を有する軸受け２１、２２とを組み合わせ、その後穴１ｄの外側にクサビ１ｃを入れ、材料移動を発生させ穴１ｄを塑性変形にて縮め、それによって軸受け２１、２２に対する固定力Ｆを発生させて固定する方法において、金属板１にあけた穴１ｄが、軸受け２１、２２の位置決めする機能をはたす位置決め領域１ａと固定する機能をはたす固定領域１ｂを各々一箇所以上設け、固定領域１ｂの外側にのみクサビ１ｃを入れる構成を示す。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）は円形状の軸受け２１を固定する場合を示し、図１（Ｃ）は小判形状の軸受け２２を固定する場合を示す。

また、図１（Ａ）、図１（Ｃ）は固定力Ｆを発生させるクサビ１ｃが２箇所となる場合を示し、図１（Ｂ）は固定力Ｆを発生させるクサビ１ｃが１箇所となる場合を示す。

上記構成では、金属板１にあけた穴１ｄの固定領域１ｂの外側のみにクサビ１ｃを入れることで、塑性変形が固定領域１ｂの近傍のみで発生するように制御でき、位置決め領域１ａでの変形が低減できる。この位置決め領域１ａの変形低減により、固定後の軸受け２１、２２の位置ずれ低減が可能となる。

図１（Ａ）から図１（Ｃ）に示すように、金属板１にあけた穴１ｄと、穴１ｄより小さい軸受け２１、２２を組み合わせ、その後穴１ｄの外側にクサビ１ｃを入れ、材料移動を発生させ穴１ｄを塑性変形にて縮め、それによって軸受け固定力Ｆを発生させて固定する方法において、金属板１にあけた穴１ｄが、軸受け２１、２２の位置決めする機能をはたす位置決め領域１ａと固定する機能をはたす固定領域１ｂを各々一箇所以上設け、固定領域１ｂの外側にのみクサビ１ｃを入れる構成となることで、塑性変形が固定領域１ｂの近傍のみで発生するように制御でき、位置決め領域１ａでの変形が低減できる。この位置決め領域１ａの変形低減により、固定後の軸受け位置ずれ低減が可能となる。

位置決め領域１ａとは、クサビ１ｃによる材料移動の影響を受けず、塑性変形が起きない部分Ｉのことである。位置決め領域１ａは、製品に機能上必要とする精度分の隙間（ＧＡＰ）を有することが許容される。

固定領域１ｂとは、クサビ１ｃにより材料移動が発生し、穴形状において塑性変形を起こす部分Ｋのことである。

即ち、固定領域１ｂとは、クサビ１ｃにより材料移動が発生し、穴形状において塑性変形を起こす箇所が発生する。この箇所では穴と軸受けの隙間が無くなり軸受け固定力が発生する。上記より塑性変形にて穴と軸受けとの隙間が無くなる穴径部分が固定領域となる。

図２は、本発明に係る第２実施形態の金属板の塑性変形を用いた軸受け固定方法により固定された固定構造体を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）その変形例の平面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。

次に図２（Ａ）、図２（Ｂ）について説明する。
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、前述の図１（Ａ）から図１（Ｃ）において説明した金属板にあけた穴１ｄにおいて、軸受け２１、２２の位置決め領域１ａと固定領域１ｂの境界に欠き形状１ｎを有することを示す。

図２（Ａ）は円形状の軸受け２１を固定する場合を示し、図２（Ｂ）は小判形状の軸受け２２を固定する場合を示す。

図１（Ａ）から図１（Ｃ）で示す構成は、位置決め領域１ａと固定領域１ｂが連続しているため、その境界部近傍の位置決め領域１ａでは固定領域１ｂで発生する塑性変形の影響を受けるのに対し、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では欠き形状１ｎが位置決め領域１ａと固定領域１ｂとの境界に配置されているので、位置決め領域１ａと固定領域１ｂが分断されるため、位置決め領域１ａは固定領域１ｂで発生する塑性変形の影響を受けなくすることができ、固定後の位置ずれ防止により有効な手段となる。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、金属板１にあける穴１ｄにおいて、軸受け２１、２２の位置決め領域１ａと固定領域１ｂの境界に欠き形状１ｎを有する。これにより、位置決め領域１ａと固定領域１ｂが分断されるため、位置決め領域１ａでは固定領域１ｂで発生する塑性変形の影響を受けなくすることができ、固定後の位置ずれ防止により有効な手段となる。

図３は、本発明に係る第３実施形態の金属板の塑性変形を用いた軸受け固定方法により固定された固定構造体を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）その変形例の平面図、（Ｃ）は（Ａ）の断面図、（Ｄ）は（Ｂ）の断面図である。

次に図３（Ａ）、図３（Ｂ）について説明する。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、前述までに説明した金属板にあけた穴において、固定領域１ｂ内に欠き形状１ｐを有することを示す。図３（Ａ）は図２（Ａ）で説明した構成に上記欠き形状１ｐを適用する場合を示し、図３（Ｂ）は図１（Ｃ）で説明した構成に上記欠き形状１ｐを適用する場合を示す。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は上述の通り固定領域１ｂ内において欠き形状１ｐを有することで、固定領域１ｂの位置及び幅の制御が可能となる。これは固定力Ｆの強さ、固定力発生箇所を制御可能とすることになる。これにより、軸受け材質が硬い材質、軟らかい材質となっても、固定力Ｆの強弱の制御が可能となり、様々な軸受け材質でも軸受け内径２ｂ変形防止が可能となる。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）で示すとおり、金属板１にあける穴１ｄにおいて、固定領域１ｂ内に欠き形状１ｐを有する。これにより、固定領域１ｂの位置及び幅の制御が可能となる。これは固定力Ｆの強さ、固定力発生箇所を制御可能とすることになる。よって、軸受け材質が硬い材質、軟らかい材質となっても、固定力Ｆの強弱の制御が可能となり、様々な軸受け材質でも軸受け内径変形防止が可能となる。

図４は、本発明に係る第４実施形態の金属板の塑性変形を用いた軸受け固定方法により固定された固定構造体を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）その変形例の平面図である。

次に図４（Ａ）、図４（Ｂ）について説明する。
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、前述までに説明した穴１ｄにおいて、固定領域１ｂの外側に配置するクサビ１ｃが、直線形状であり、そのクサビ１ｃに対する直交線が軸受け内径２２ｂと交わらない領域に配置されることを示す。

図４（Ａ）は図３（Ｂ）で説明した構成にクサビ１ｃを適用する場合を示し、図４（Ｂ）は図１（Ｃ）で説明した構成にクサビ１ｃを適用する場合を示す。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に適用する上述のクサビ１ｃによる塑性変形にて発生する固定力Ｆは、クサビ１ｃの直交線方向に働くことになる。クサビ１ｃは、その直交線が軸受け内径２２ｂと交わらない領域に配置することで、固定力Ｆは軸受け内径側に働かなくなる。これにより軸受け内径２２ｂを潰す力を防止できるため内径変形防止に有効となる。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）で示す通り、金属板１にあける穴１ｄにおいて、固定領域１ｂの外側に配置するクサビ１ｃが、直線形状であり、そのクサビ１ｃに対する直交線が軸受け内径２２ｂと交わらない領域に配置される。ここで記載するクサビ１ｃによる塑性変形にて発生する固定力Ｆは、クサビ１ｃの直交線方向に働くことになる。これより、クサビ１ｃはその直交線が軸受け内径２２ｂと交わらない領域に配置することで固定力Ｆは軸受け内径側に働かなくなり、内径変形防止に有効となる。

以上の実施例にて説明した効果が得られる本発明の金属板への軸受け固定方法を用いた画像成形装置では、図６に示す従来方法のような、軸受け抜け防止用のＥリング４が不要となる。これによりＥリング４の省略に伴う部品費削減、軸３へのＥリング溝加工削減による加工費削減が図れる。

また、軸受け固定箇所が複数箇所有る場合では、本固定方法をプレス加工にて行うことで複数箇所の同時固定が可能となるため、固定箇所毎のＥリング組立作業が不要となる。これにより、上記部品費及び加工費の削減に加え、さらに組立費削減によるコストダウン効果が得られる。

図５は画像形成装置の一例としての複写機構造体を示す概略図である。

図５に示すように、複写機の構造体としては、主として上から順に、スキャナユニット（読取部分）５１と、本体ユニット（感光体等が入っている部分）５２と、給紙ユニット５３との３つに分かれている。このような複写機構造体においては、上述した固定構造体又は固定方法を、例えば、スキャナユニット５１に備える・・・の軸の軸受けの固定として適用したり、また、本体ユニット５２に備える・・・の軸の軸受けの固定として適用したり、また、給紙ユニット５３に備える・・・の軸の軸受けの固定として適用したりすることができる。

スキャナユニット５１に備える・・・の軸の軸受けの固定として適用した場合には、画像に関して・・・という利点がある。また、本体ユニット５２に備える・・・の軸の軸受けの固定として適用した場合には、画像に関して・・・という利点がある。また、給紙ユニット５３に備える・・・の軸の軸受けの固定として適用した場合には、画像に関して・・・という利点がある。

上述した本発明の固定方法を用いた画像成形装置により、図６に示す従来方法のような、軸受け抜け防止用のＥリング４が不要となる。Ｅリング４が不要となることでＥリング４の省略に伴う部品費削減、軸３のＥリング溝加工削減による加工費削減が図れる。
また、軸受け固定箇所が複数箇所有る場合では、本固定方法をプレス加工で行うことで複数箇所の同時固定が可能となるため、固定箇所毎のＥリング組立作業が不要となる。これにより、上記部品費及び加工費の削減に加え、さらに組立費削減によるコストダウン効果が得られる。なお、本発明は上記実施例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。

本発明に係る第１実施形態の金属板の塑性変形を用いた軸受け固定方法により固定された固定構造体を示す図であり、（Ａ）は要部拡大図と共に示した平面図、（Ｂ）はその変形例の平面図、（Ｃ）は他の変形例の平面図、（Ｄ）は（Ａ）の半断面側面図である。 本発明に係る第２実施形態の金属板の塑性変形を用いた軸受け固定方法により固定された固定構造体を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）その変形例の平面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 本発明に係る第３実施形態の金属板の塑性変形を用いた軸受け固定方法により固定された固定構造体を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）その変形例の平面図、（Ｃ）は（Ａ）の断面図、（Ｄ）は（Ｂ）の断面図である。 本発明に係る第４実施形態の金属板の塑性変形を用いた軸受け固定方法により固定された固定構造体を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）その変形例の平面図である。 画像形成装置の一例としての複写機構造体を示す概略図である。 従来のＥリングを用いた軸受け固定方法を示す図である。 従来の圧入による軸受け固定方法を示す図であり、（Ａ）は軸受けの半断面側面図、（Ｂ）は軸受けの正面図、（Ｃ）は金属板の正面図、（Ｄ）圧入による固定を示す図である。 従来のクサビにより金属板の塑性変形を用いた軸受け固定方法を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。

符号の説明

１ 金属板
１ａ 位置決め領域
１ｂ 固定領域
１ｃ クサビ
１ｄ 穴
１ｅ 穴径
１ｎ 欠き形状
１ｐ 欠き形状
２ 軸受け
２ａ 軸受け外径
２ｂ 軸受け内径
２１ 円形状の軸受け
２１ａ 軸受け外径
２１ｂ 軸受け内径
２２ 小判形状の軸受け
２２ａ 軸受け外径
２２ｂ 軸受け内径
３ 軸
４ Ｅリング
５１ｃ リング状のクサビ
Ｆ 固定力
Ｉ 部分
Ｋ 部分

Claims (4)

1. 金属板にあけた軸受け取付穴に、該軸受け取付穴より小さい軸受けを挿入し、その後、前記軸受け取付穴の外側にクサビを入れることで軸受け取付穴を縮めるように塑性変形させて金属板に軸受けが固定されている構造体において、
   前記軸受け取付穴の外周には、前記金属板に対する軸受けの位置決め機能を有する位置決め領域と、前記金属板に対する軸受けの固定する機能を有する固定領域とを各々一箇所以上設けられ、前記固定領域の外側のみにクサビが入れられ、前記位置決め領域と前記固定領域との境界に欠き形状を有していることを特徴とする金属板と軸受けとの固定構造体。
2. 金属板にあけた軸受け取付穴に、該軸受け取付穴より小さい軸受けを挿入し、その後、前記軸受け取付穴の外側にクサビを入れることで軸受け取付穴を縮めるように塑性変形させて金属板に軸受けが固定されている構造体において、
   前記軸受け取付穴の外周には、前記金属板に対する軸受けの位置決め機能を有する位置決め領域と、前記金属板に対する軸受けの固定する機能を有する固定領域とを各々一箇所以上設けられ、前記固定領域の外側のみにクサビが入れられ、前記固定領域内に欠き形状を有していることを特徴とする金属板と軸受けとの固定構造体。
3. 請求項１または２に記載の金属板と軸受けとの固定構造体であって、前記軸受け取付穴に対し、前記固定領域の外側に配置するクサビ形状が、直線形状であると共に、クサビに対する直交線が軸受け内径と交わらない領域に配置されていることを特徴とする金属板と軸受けとの固定構造体。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の金属板と軸受けとの固定構造体を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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