JP2011058548A - 段付きネジ、締結構造及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一般的な組立方法を用いた場合であっても、締結する部材の位置決めが容易に行える段付ネジ及び段付きネジを用いた締結構造を提供する。
【解決手段】締結孔２１を有したベース２０と、締結孔２１と連通するとともに締結孔２１よりも大径の挿通孔３１を有した被位置決め部材３０と、を位置決め固定する段付きネジ１であって、締結孔２１に螺着するネジ部１４と、ネジ部１４の一端部に一体化され、挿通孔３１に嵌合する第一円筒部１３と、を有する軸部と、第一円筒部１３の一端部に一体化されて第一円筒部１３より大径のつば部１２を有する頭部と、を備え、ネジ部１４の軸方向長さＬ２が挿通孔３１の軸方向長さｔよりも短く、かつ、第一円筒部１３の軸方向長さＬ１が挿通孔の軸方向長さｔよりも長い。
【選択図】図３

Description

本発明は、段付きネジ及びこれを用いた物品の締結構造に関し、特にネジ孔を有したベース部材に対して被位置決め部材の位置を決めることが可能な段付きネジ及びこれを用いた物品の締結構造に関する。

画像形成装置においては、ネジ孔の形成された筐体（ベース部材）に対して、外装カバー（被位置決め部材）をスライド可能に支持するために段付きネジが用いられる。段付きネジは、頭部とネジ部との間にネジ部の呼び径よりも外径が太く、ネジ頭部よりも外径が細い円筒部を備えている。外装カバーに開口された挿通孔と、挿通孔に挿通された円筒部の側面とにより、外装カバーが挿通孔に沿ってスライド可能に支持される。
このような締結構造は、画像形成装置以外にもよく用いられており、例えば特許文献１には、段付きネジを用いてシャッタ部材をスライド移動可能に支持した光走査装置が記載されている。特許文献１の光走査装置では、段付きネジをシャッタ部材のガイド溝内に挿通しつつ上カバーに螺着することにより、シャッタ部材をスライド可能に支持している。

しかし、上述の段付きネジを、締結すべき部材同士の位置を決めるために用いることは困難であった。ここで、段付きネジを部品の位置決めに使用する場合の問題点について図７、図８に基づいて説明する。図７、図８は、段付きネジを位置決めに用いた場合の問題点について説明する一部断面模式図である。
段付きネジ１００は、ねじ込み方向の後端から順に、締結用の工具と係合する係合部１０１と、係合部１０１よりも大径のつば部１０２と、つば部１０２よりも小径の円筒部１０３と、円筒部１０３よりも小径で雄ネジのネジ山を有するネジ部１０４と、を備えている。係合部１０１、つば部１０２、円筒部１０３、及びネジ部１０４は一体的に同軸上に形成されている。
ベース部材１１０は、ネジ部１０４と螺合するネジ孔１１１を有する。また、ベース部材１１０に螺着された段付きネジ１００により締結される被位置決め部材１２０は、円筒部１０３が挿通される挿通孔１２１を有している。挿通孔１２１は、円筒部１０３の外径と略同径に開口されている。また、円筒部１０３のねじ込み方向先端側の面は、螺着した際にベース部材１１０からの荷重を受ける座面１０３ａとなっている。

段付きネジ１００のネジ部１０４の長さＬ０２は、被位置決め部材１２０の厚さｔ０よりも長い（Ｌ０２＞ｔ０）。従って、図７に示すように、ネジ部１０４の先端がネジ孔１１１に到達したとき、座面１０３ａは、被位置決め部材１２０の表面Ｓ０から「Ｌ０２−ｔ０」だけ離間した位置にある。このとき、図８に示すように、段付きネジ１００がネジ孔１１１に対して傾斜した状態でねじ込まれると、本来ベース部材１１０の当接面１１２と当接すべき座面１０３ａが表面Ｓ０に当接し、円筒部１０３が表面Ｓ０に乗り上げたまま締結されることとなって、正しい姿勢での締結が不可能になる。
仮に、挿通孔１２１が円筒部１０３の外径よりも十分に大きいとすると、段付きネジ１００が傾斜して挿入されたときに座面１０３ａと表面Ｓ０が当接し辛くなるので、上述の問題が発生する確率は低くなる。しかし、両部材の位置を決めるためには、挿通孔１２１と円筒部１０３の直径が略同径である必要があり、段付きネジ１００を位置決めに利用することができないという問題は解決されないこととなる。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、一般的な組立方法を用いた場合であっても、締結する部材の位置決めが容易に行える段付ネジ及び段付きネジを用いた締結構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、締結孔を有したベースと、前記締結孔と連通するとともに前記締結孔よりも大径の挿通孔を有した被位置決め部材と、を位置決め固定する段付きネジであって、前記締結孔に螺着するネジ部と、前記ネジ部の一端部に一体化され、前記挿通孔に嵌合する第一円筒部と、を有する軸部と、前記第一円筒部の一端部に一体化されて第一円筒部より大径のつば部を有する頭部と、を備え、前記ネジ部の軸方向長さが前記挿通孔の軸方向長さよりも短く、かつ、前記第一円筒部の軸方向長さが前記挿通孔の軸方向長さよりも長い段付きネジを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、前記ネジ部の他端部に一体化されて、前記ネジ部よりも小径の第二円筒部を備えた請求項１記載の段付きネジを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記第一円筒部と前記ネジ部と前記第二円筒部とを同軸上に配置した請求項１又は２記載の段付きネジを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記第二円筒部の他端部に面取部を備えた請求項１乃至３の何れか一項記載の段付きネジを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、締結孔を有したベースと、前記締結孔と連通するとともに前記締結孔よりも大径の挿通孔を有した被位置決め部材と、を段付きネジにより締結する締結構造であって、前記段付きネジが請求項１乃至４の何れか一項記載の段付きネジである締結構造を特徴とする。
請求項６に記載の発明は、前記被位置決め部材が複数の挿通孔を備え、前記複数の挿通孔のうちの少なくとも一つが前記第一円筒部の外径と略同一の内径を有し、その他の前記挿通孔が前記段付きネジに対して所定の方向に移動することを許容する大きさに形成されている請求項５記載の締結構造を特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６記載の締結構造を有する画像形成装置であって、前記ベースが筐体であり、前記被位置決め部材が外装カバーである画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、段付きネジのネジ部の軸方向長さが、被位置決め部材の挿通孔の軸方向長さよりも短く、かつ、第一円筒部の軸方向長さが挿通孔の軸方向長さよりも長いので、ネジ部先端がネジ孔に嵌合したときには、第一円筒部のねじ込み方向先端側の座面が挿通孔内部に入っているので、第一円筒部が被位置決め部材の表面に乗り上げたまま締結されることがなく、段付ネジを位置決めに用いることができる。

本発明に係る段付きネジの斜視図である。 本発明に係る段付きネジの平面図である。 本発明に係る段付きネジを部品の位置決めに用いた様子を示す一部断面模式図である。 本発明に係る段付きネジを部品の位置決めに用いた様子を示す一部断面模式図である。 本発明に係る段付きネジが使用される画像形成装置の概略構成図である。 本発明に係る段付きネジが使用される画像形成装置の背面図である。 段付きネジを位置決めに用いた場合の問題点について説明する一部断面模式図である。 段付きネジを位置決めに用いた場合の問題点について説明する一部断面模式図である。

本発明の第一の実施形態について、図１、図２に基づいて説明する。本発明に係る段付きネジは、ネジ部の軸方向長さが被位置決め部材の挿通孔の軸方向長さよりも短く、かつ、ネジ部の一端部に一体化された第一円筒部の軸方向長さが挿通孔の軸方向長さよりも長い点に特徴がある。従って、ネジ部が締結孔に嵌合するとき、第一円筒部の他端部側が挿通孔内部に入る構成である。以下、詳述する。
図１は、本発明に係る段付きネジの斜視図である。図２は、本発明に係る段付きネジの平面図である。図に示す段付きネジ１は、軸部に円筒部を備えたつば付き六角ボルトの一種である。
段付きネジ１は、一端部側（ねじ込み方向の後端部側）から順に、締結用の工具と係合する係合部１１と、係合部１１の径よりも大径のつば部１２と、つば部１２よりも小径の第一円筒部１３と、第一円筒部１３よりも小径でネジ山を有するネジ部１４と、ネジ部１４よりも小径の第二円筒部１５と、を備えている。係合部１１とつば部１２は段付きネジ１の頭部を構成し、第一円筒部１３とネジ部１４と第二円筒部１５は段付きネジ１の軸部を構成する。つば部１２は第一円筒部１３の一端部（基端部）に、第一円筒部１３はネジ部１４の一端部（基端部）に、ネジ部１４は第二円筒部１５の一端部（基端部）に夫々同軸上に一体化されている。

係合部１１の側面は、スパナやレンチと係合するように略正六角柱状に形成されるとともに、係合部１１の一端面にはプラスドライバと係合する十字穴１１ａが形成されている。なお、略正六角柱状と十字穴というのは一例であり、段付きネジ１をねじ込むための工具と係合すれば他の形状としてもよい。
なお、図１に示すように、つば部１２、第一円筒部１３、第二円筒部１５は、それぞれ略円柱状である。第一円筒部１３の外径をＤ１、ネジ部１４の呼び径をＤ２、第二円筒部１５の外径をＤ３とすると、これらの間には「Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３」の関係がある。

図３、図４は、本発明に係る段付きネジを部品の位置決めに用いた様子を示す一部断面模式図である。
ベース２０は、ネジ部１４と螺合するネジ孔２１（締結孔）を有する。本発明におけるネジ孔２１には、予め雌ネジの山が切られているが、段付きネジ１のネジ部１４をセルフタップネジとした場合には、セルフタップネジによってネジが切られる下穴としてもよい。このとき、ネジ部１４は下穴に雌ネジを切りながら締結するので、下穴の内径をＤ２´とすれば、Ｄ１乃至Ｄ３とＤ２´との間には「Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ２´＜Ｄ３」の関係が必要である。
被位置決め部材３０は、第一円筒部１３が挿通される挿通孔３１を有する。ネジ孔２１と挿通孔３１は連通し、位置決め後に略同軸上となる。挿通孔３１の外径Ｄ４は、第一円筒部１３の外径Ｄ１と同径か、所定の裕度を持たせて挿通孔３１をやや大きく開口する。つまり、Ｄ４とＤ１の間には「Ｄ４≧Ｄ１」の関係を持たせる。この関係により、段付きネジ１を被位置決め部材３０の位置決定に用いることができる。
つば部１２の外径は、挿通孔３１の外径Ｄ４よりも大きいので、段付きネジ１から被位置決め部材３０が脱落することを防止する。
図示するように、ネジ部長さＬ２はネジ孔２１の軸方向長さｔよりも短く（Ｌ２＜ｔ）形成されている。ネジ部１４の他端部がネジ孔２１に到達したときには、必ず円筒部座面１３ａが挿通孔３１の内部に位置する。このため、ネジ部１４がネジ孔２１に嵌合し始めてから、円筒部座面１３ａが表面Ｓに当接することはない。逆に言えば、円筒部座面１３ａが表面Ｓに当接した状態では、ネジ部１４がネジ孔２１に入らないので、段付きネジ１の第一円筒部１３が表面Ｓに乗り上げたまま締結されることはなく、正しい姿勢で締結される。従って、段付きネジ１を被位置決め部材３０の位置決めに用いることができる。なお、挿通孔３１の内径に関わらず上記のように締結されるようにするためには、Ｌ２＜ｔを満たしていれば十分である。
第二円筒部１５は、ネジ部１４よりも小さい径を有しているので、ネジ部１４に比べて挿通孔３１及びネジ孔２１に挿通しやすい。第二円筒部１５が挿通孔３１及びネジ孔２１に挿通された後、第二円筒部に続いてネジ部１４は挿通孔３１に沿ってガイドされ、ネジ孔２１に案内される。また、第二円筒部１５の他端部（ねじ込み方向先端部）には、所定の角度にて面取りされた面取部１５ａが形成されており、第二円筒部１５をネジ孔２１に挿入しやすくしている。

また、第二円筒部１５は、第二円筒部を有さない従来の段付きネジに比べて、段付きネジ１の重心を他端部側へとずらす役割を有する。
例えば、挿通孔３１とネジ孔２１の軸方向が略重力方向に向いている状態で被位置決め部材３０の位置が決定される場合、挿通孔３１とネジ孔２１に対して段付きネジ１が傾斜しているために、互いの軸方向がずれていたとしても、第二円筒部１５が段付きネジ１の軸線を重力方向に誘導するので、段付きネジ１の傾斜が改善される。
また、挿通孔３１とネジ孔２１の軸方向が略水平方向に向いている場合においても、第二円筒部１５の働きにより段付きネジ１の軸線と挿通孔３１とネジ孔２１の軸方向とが揃うように誘導されるので、段付きネジ１が正しい姿勢で螺着されやすくなる。

本発明に係る段付きネジを使用した画像形成装置について説明する。図５は、本発明に係る段付きネジが使用される画像形成装置の概略構成図である。
デジタル式の複写機２００（画像形成装置）の最上部には、原稿束Ｐから原稿を一枚ずつ分離して搬送する自動原稿送り装置２０１と、原稿束を載置する原稿トレイ２０２と、自動原稿送り装置２０１から搬送された原稿が停止するコンタクトガラス２０６と、コンタクトガラス２０６の下方から原稿画像を読み取る読み取り手段２５０と、コンタクトガラス２０６上の原稿を搬送する搬送ベルト２０４と、を備えた画像読取部が配置されている。
複写機２００の最下部には、用紙を積載する第１トレイ２０８、第２トレイ２０９、第３トレイ２１０と、夫々のトレイから用紙を１枚ずつ分離して給送する第１給紙ユニット２１１、第２給紙ユニット２１２、第３給紙ユニット２１３と、を備える給紙装置が配置されている。
給紙装置の上部には、トナー像を形成する画像形成部が配置され、給紙装置の用紙搬送方向下流には、用紙を画像形成部へと搬送する縦搬送ユニット２１４が配置されている。
画像形成部は、読み取り手段２５０によって原稿から読み取られた画像データを感光体２１５に書き込む書き込みユニット２５７と、書き込みユニット２５７からのレーザによって感光体２１５に書き込まれた潜像をトナー像化する現像ユニット２２７と、を備える。
画像形成部の用紙搬送方向下流には、熱と圧力によりトナー像を用紙に定着させる定着ユニット２１７と、用紙を複写機２００の外部に排出する排紙ユニット２１８と、排出された用紙を積載する排紙トレイ２１９が配置されている。

原稿トレイ２０２に原稿の画像面を上にして置かれた原稿束Ｐは、操作部上のプリントキーが押下されると、一番上の原稿からコンタクトガラス２０６上の所定の位置に給送される。給送された原稿は、読み取りユニット２５０によってコンタクトガラス２０６上の原稿の画像データを読み取り後、給送ベルト２０４および反転駆動コロによって排出口Ａ（原稿反転排出時の排出口）に排出される。さらに、原稿トレイ２０２に次の原稿が有ることを検知した場合、前原稿と同様にコンタクトガラス２０６上に給送される。
第１トレイ２０８、第２トレイ２０９、第３トレイ２１０の各給紙トレイに積載された用紙は、各々第１給紙ユニット２１１、第２給紙ユニット２１２、第３給紙ユニット２１３によって給紙され、縦搬送ユニット２１４によって感光体２１５に当接する位置まで搬送される。読み取りユニット２５０にて読み込まれた画像データは、書き込みユニット２５７からのレーザによって感光体２１５に書き込まれ、現像ユニット２２７を通過することによってトナー像が形成される。そして、用紙は感光体２１５の回転と等速で搬送ベルト２１６によって搬送されながら、感光体２１５上のトナー像が転写される。その後、定着ユニット２１７にて画像を定着させ、排紙ユニット２１８に搬送される。排紙ユニット２１８に搬送された用紙は、排紙トレイ２１９に排紙される。
上述の給紙装置や画像形成部等は不図示の筐体に収容されており、複写機２００の外面は、不図示の外装カバーにて被覆されている。本発明に係る段付きネジは、筐体に外装カバーを取り付けるために用いられる。

図６は、本発明に係る段付きネジが使用される画像形成装置の背面図である。
図に示す画像形成装置Ｐは、２枚の外装カバー５０ａ、５０ｂによって、外面が覆われている。
外装カバー５０ａには４つの挿通孔５１、５２、５３、５４が開口されており、各挿通孔は４本の段付きネジ６１、６２、６３、６４によって、不図示の筐体（ベース）に取り付けられている。取り付けに用いられている段付きネジ６１乃至６４は、同一の形状を有している。
４つの挿通孔のうち、挿通孔５１は位置決め用に開口された孔であり、挿通孔５１の内径と段付きネジ６１の第一円筒部６１ａ（不図示）の外径とは略同一である。

また、挿通孔５２、５３の内径は、挿通孔５１の内径よりも大きい。すなわち、挿通孔５２、５３は、段付きネジ６２、６３の第一円筒部６２ａ、６３ａの外径よりもやや大きく開口され、挿通孔５２、５３部分において外装カバー５０ａは、夫々段付きネジ６２、６３に対して相対的にスライド移動可能に構成されている。
挿通孔５４の内径は、図中上下方向が挿通孔５１の内径よりもやや大きく、図中左右方向が第一円筒部６４ａの外径よりも長く開口された角丸長方形である。挿通孔５４部分において外装カバー５０ａは、夫々段付きネジ６４に対して相対的にスライド移動可能に構成されている。
すなわち、外装カバー５０ａは、段付きネジ６１を用いて位置決め固定された挿通孔５１部分を基準として、図中左方向への膨張を許容する構成である。

画像形成装置Ｐが高温となる環境下に置かれた場合には、外装カバー５０ａが膨張するが、挿通孔５１部分を基準位置として、挿通孔５２乃至５４と第一円筒部６２ａ乃至６４ａとに案内されて外装カバー５０ａの膨張部分が順次スライドしていくことにより、膨張による変形が外装カバー５０ａの平面内に抑制される。つまり３次元方向に変形することがないので、外装カバー５０ａ全体としての歪みを抑制することができる。
このとき、位置決め固定されている挿通孔５１部分に用いられている段付きネジ６１と、その他の部分に用いられている段付きネジ６２乃至６４とは、同一の段付きネジであるため、ネジの混同や付け間違いをすることがない。
なお、本発明に係る段付きネジをデジタル複写式の画像形成装置に適用した例により説明したが、本発明は複写機、印刷機、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等に使用することができる。また、本発明は、電子写真方式の画像形成装置のみならず、インクジェット方式の画像形成装置に適用することも可能である。

以上のように本発明によれば、段付きネジのネジ部の軸方向長さが、被位置決め部材の挿通孔の軸方向長さよりも短く、かつ、第一円筒部の軸方向長さが挿通孔の軸方向長さよりも長いので、ネジ部がネジ孔に嵌合したときには、第一円筒部の座面が挿通孔内部に入っているので、第一円筒部が被位置決め部材の表面Ｓに乗り上げたまま締結されることがなく、段付ネジを位置決めに用いることができる。
また、ネジ部の他端部に一体的に、ネジ部よりも小径の第二円筒部を備えたので、段付きネジの重心が段付きネジの他端部側に移動するので、段付ネジが斜めに挿入されるのを防止できる。
また、本発明に係る段付きネジを画像形成装置の外装カバー等に使用した場合、外装カバーを位置決め固定するために用いられる挿通孔と、スライド移動させるために用いられる挿通孔とが、同一の外装カバーに混在していたとしても、位置決め固定用に本発明の段付きネジを用いることができるので、ネジの混同や付け間違いをすることがない。

１…段付きネジ、１１…係合部、１１ａ…十字穴、１２…つば部、１３…第一円筒部、１３ａ…円筒部座面、１４…ネジ部、１５…第二円筒部、１５ａ…面取部、２０…ベース、２１…ネジ孔、３０…被位置決め部材、３１…挿通孔、５０ａ、５０ｂ…外装カバー、５１、５２、５３、５４…挿通孔、６１、６２、６３、６４…段付きネジ、Ｐ…画像形成装置

特開２００７−１４４８５３公報

Claims (7)

1. 締結孔を有したベースと、前記締結孔と連通するとともに前記締結孔よりも大径の挿通孔を有した被位置決め部材と、を位置決め固定する段付きネジであって、
   前記締結孔に螺着するネジ部と、前記ネジ部の一端部に一体化され、前記挿通孔に嵌合する第一円筒部と、を有する軸部と、
   前記第一円筒部の一端部に一体化されて第一円筒部より大径のつば部を有する頭部と、を備え、
   前記ネジ部の軸方向長さが前記挿通孔の軸方向長さよりも短く、かつ、前記第一円筒部の軸方向長さが前記挿通孔の軸方向長さよりも長いことを特徴とする段付きネジ。
2. 前記ネジ部の他端部に一体化されて、前記ネジ部よりも小径の第二円筒部を備えたことを特徴とする請求項１記載の段付きネジ。
3. 前記第一円筒部と前記ネジ部と前記第二円筒部とを同軸上に配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の段付きネジ。
4. 前記第二円筒部の他端部に面取部を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の段付きネジ。
5. 締結孔を有したベースと、前記締結孔と連通するとともに前記締結孔よりも大径の挿通孔を有した被位置決め部材と、を段付きネジにより締結する締結構造であって、
   前記段付きネジが請求項１乃至４の何れか一項記載の段付きネジであることを特徴とする締結構造。
6. 前記被位置決め部材が複数の挿通孔を備え、前記複数の挿通孔のうちの少なくとも一つが前記第一円筒部の外径と略同一の内径を有し、その他の前記挿通孔が前記段付きネジに対して所定の方向に移動することを許容する大きさに形成されていることを特徴とする請求項５記載の締結構造。
7. 請求項５又は６記載の締結構造を有する画像形成装置であって、
   前記ベースが筐体であり、前記被位置決め部材が外装カバーであることを特徴とする画像形成装置。

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