JPH08247143A - 位置決めガイド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】シャフトなどの軸部材とハウジングなどの穴部
材とを嵌め合わす際に、軸部材の軸心と穴部材の軸心と
を精度良く合わせ、軸心の傾きやずれが生ずることを低
減する。 【構成】軸部材と穴部材の間に弾性変形する転動体を当
接させることにより、隙間を有する軸部材と穴部材との
嵌め合いにおいて、軸部材の穴部材への嵌挿を容易に
し、かつ、軸部材の軸心の穴部材の軸心に対する傾きや
ずれの発生を軸部材と穴部材の間の隙間の範囲に起因す
る程度以上に低減するため、軸部材と穴部材との間に嵌
挿される位置決めガイドを、軸部材の軸径と穴部材の穴
径との差の半分より小さい厚さの管状のガイド本体２
と、ガイド本体の内部に設けられて軸部材の外周面と穴
部材の内周面に夫々当接する軸径と穴径との差の半分よ
り微大の直径の複数個の転動体３から構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸部材と穴部材とを嵌
め合わす際に、軸部材の軸心と穴部材の軸心とを精度良
く合わせるために用いる位置決めガイドに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】例えば工作機械の工具やワークの段取り
換え時において、工具が取り付けられた主軸の軸心とワ
ークが保持されるクランプ装置などの軸心を精密に合わ
せることや、工具の刃先原点を基準位置に精密に合わせ
ることは、加工後のワークの形状精度や寸法精度に与え
る影響が非常に大きいため、極めて重要な作業である。
従来、軸心合せ作業や原点合せ作業には、図１０に示す
治具などを用いて行われる。図１０において、主軸先端
部に工具の代わりに基準治具１３を取り付ける。基準治
具１３の先端部１３ａにおいて主軸軸方向に平行に設け
られた孔１５には、ダイヤルゲージ１２を取り付ける位
置決めピン１６が挿入され留ネジ１７により固定され
る。位置決めピン１６の先端突出部には主軸軸方向に垂
直に孔が設けられており、この孔にダイヤルゲージの測
定端子基部１２ｂが挿入され図示しない留ネジにより固
定される。

【０００３】軸心合せ作業や原点合せ作業は、ワークや
ワークの代わりにクランプ装置に保持された治具の所定
位置にダイヤルゲージの測定端子を当接させ、ダイヤル
ゲージの表示部に示される計測値が一定範囲内に収ま
り、加工寸法の保証される位置に主軸の原位置やクラン
プ装置の原位置を設定することにより行われる。この他
にも、実開平６−３０７０５号公報に開示されているよ
うな芯合せの手法も知られている。

【０００４】この軸心合せ作業や工具の原点合せ作業を
精密に行うためには、これら作業に先立ちダイヤルゲー
ジの測定端子の原点合せを行い、ダイヤルゲージによる
計測結果の信頼性を上げておく必要がある。ダイヤルゲ
ージの測定端子の原点合せが充分にされていない場合
は、ダイヤルゲージの表示部に示された計測値が実際の
数値と異なり、計測値が所定範囲内に収めても加工寸法
の保証される位置に主軸の位置やクランプ装置の位置を
設定することはできない。

【０００５】そのため、図１０に示すように、基準治具
１３の先端外縁部にダイヤルゲージを覆うかたちで原点
合せを行う毎に基準リング１８を嵌挿させ、高精度に加
工された基準リングの内周面を基準としてダイヤルゲー
ジの測定端子１２ａの原点合せを行う。ところで、基準
リングは原点合せを行う毎に基準治具の先端外縁部に嵌
挿されるものであるため、基準リングの内周径は基準治
具の先端外縁部外周径より微大とされ、基準治具の先端
外縁部に嵌挿され易くされている。

【０００６】しかし、嵌挿し易くするために設けられて
いる隙間の存在により、基準リングの軸心は基準治具の
軸心に対して必然的にずれるため、基準治具に取り付け
られたダイヤルゲージの測定端子は基準リングの内周面
に適切に当接することができず、基準リングの軸心と基
準治具の軸心のずれ量に応じてダイヤルゲージの測定端
子の原点がずれるという問題が生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、基準治具な
どの軸部材と基準リングなどの穴部材とを嵌め合わせる
場合に、軸部材と穴部材との間に隙間が多ければ、軸部
材と穴部材の両軸心が多少傾いたりずれたりするが、隙
間が多い分だけ軸部材の穴部材への挿入は行い易くな
る。逆に、軸部材と穴部材との間に隙間が少なければ、
軸部材と穴部材の両軸心の傾きやずれの範囲は狭まる
が、軸部材の穴部材への挿入は困難となる。嵌挿後の軸
部材と穴部材との間の同軸度などの形状精度を高精度に
保つためには、上述のように部材間の隙間を少なくした
り、軸部材の穴部材に対する嵌合長さを長くすることに
よりある程度対応することができる。しかし、部材間に
隙間がある限り、嵌合した軸部材は穴部材との間にある
隙間の範囲で自由に動くことができるため、軸部材の軸
心の穴部材の軸心に対する傾きやずれの発生を、部材間
の隙間によって生ずる範囲以下に低減することはできな
い。

【０００８】本発明は、軸部材と穴部材の間に転動体を
介在させることにより、隙間を有する軸部材と穴部材と
の嵌め合いにおいて、軸部材と穴部材同士の滑り接触か
ら転動体を介在させた転り接触にすることにより軸部材
の穴部材への嵌挿を容易にし、かつ、軸部材の軸心の穴
部材の軸心に対する傾きやずれの発生を低減することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する手
段としては、軸部材と穴部材との間に設けられた位置決
めガイドであって、内径が前期軸部材の軸径より大きく
かつ外径が前期穴部材の穴径より小さい管状のガイド本
体と、前期ガイド本体に転動可能に保持されて前期軸部
材の外周面と前期穴部材の内周面に夫々当接する前記ガ
イド本体の厚さより大きな直径の複数個の転動体からな
ることを特徴とする位置決めガイドとする。

【００１０】

【作用】上記構成を有する位置決めガイドを用いる場合
においては、軸部材を本位置決めガイドを介して穴部材
に挿入する際に、位置決めガイドに設けられた転動体が
転がりながら位置決めガイドと共に軸部材の穴部材への
挿入が行われるため、転動体と軸部材および穴部材との
間の隙間を軸部材と穴部材のみによる挿入時の隙間より
小さい隙間にして、軸部材の軸心の穴部材の軸心に対す
る傾きやずれの発生を軸部材と穴部材のみによる挿入の
場合と比較し低減しながらも、円滑に軸部材の穴部材へ
の挿入を行うことができる。

【００１１】

【実施例】続いて、本発明の実施例について以下に説明
する。図１、図２には、本発明を実施するための位置決
めガイドの概要を例示する。位置決めガイド１の円管状
のガイド本体２には、ガイド本体２の軸方向に直交する
二つの平面上に夫々同径の貫通孔３ａ、３ｂ、３ｃ、４
ａ、４ｂ、４ｃ（貫通孔４ｃは図示せず）が平行に設け
られている。貫通孔３ａ、３ｂ、３ｃ、４ａ、４ｂ、４
ｃ（貫通孔４ｃは図示せず）内には、貫通孔の径より小
さくかつ円管状のガイド本体２の厚さより大きい径の球
状の転動体５ａ、５ｂ、５ｃ、６ａ、６ｂ、６ｃ（転動
体６ｃは図示せず）が貫通孔３ａ、３ｂ、３ｃ、４ａ、
４ｂ、４ｃ（貫通孔４ｃは図示せず）内で転動自在に夫
々保持されている。ここで、転動体の径は後述する穴部
材であるハウジングの半径と軸部材であるシャフトの半
径との差よりも大きく設定されている。また、本実施例
では、二つの平面上に三個づつの貫通孔を有するガイド
本体を用いて説明するが、貫通孔の個数や転動体の個数
はこれに限定されるものではない。

【００１２】図３に示すように、貫通孔３ａのガイド本
体２の内周面側には転動体の内側脱落防止手段として、
ガイド本体２の径方向内向きに徐々に縮径するテーパ部
７が成形されている。このため、転動体５ａが貫通孔３
ａからガイド本体２の内周面側に落下することはない。
貫通孔３ｂ、３ｃ、４ａ、４ｂ、４ｃについても同じテ
ーパ部が成形されているため、転動体５ｂ、５ｃ、６
ａ、６ｂ、６ｃがガイド本体２の内周面側に落下するこ
とはない。また、貫通孔３ａのガイド本体２の外周面側
には転動体の外側脱落防止手段として、転動体５ａを貫
通孔３ａ内に収めた後に貫通孔３ａの外周面側縁部は加
締具によりかしめることにより、貫通孔３ａの外周面側
縁部孔内向きに凸部８が成形される。このため、転動体
５ａが貫通孔３ａからガイド本体２の外周面側に落下す
ることはない。貫通孔３ｂ、３ｃ、４ａ、４ｂ、４ｃに
ついても同じように凸部が成形されているため、転動体
５ｂ、５ｃ、６ａ、６ｂ、６ｃがガイド本体２の外周面
側に落下することはない。

【００１３】図４に示すように、位置決めガイド１はシ
ャフト９とハウジング１０との間に嵌挿される。ここ
で、円管状のガイド本体２の外周径はハウジング１０の
内周径Ｄ１より小さく、ガイド本体２の内周径はシャフ
ト９の外周径Ｄ２より大きいものである。また、転動体
は貫通孔の径より小さく、かつ、円管状のガイド本体２
の厚さより大きい径の球であるため、ガイド本体２の外
周面と内周面の両面に対して突出し、シャフト９の外周
面とハウジング１０の内周面の両面に当接して転動可能
となる。ボールプランジャ１１はガイド本体２とハウジ
ング１０との仮位置決めを行うものであり、外周部に成
形されたネジによりハウジング１０に取り付けられ、中
心部に有するバネにより軸方向に付勢された摺動自在な
ピンにより、シャフト９の挿入前に、ガイド本体２がハ
ウジング１０からはずれることを防止する。

【００１４】続いて、本実施例である位置決めガイドの
使用方法について説明する。図５（ａ）に示すように、
転動体５ａ、５ｂ、５ｃ（転動体５ｃは図示せず）がハ
ウジング１０内部に嵌挿され、図６に示すように転動体
６ａ、６ｂ、６ｃ（転動体６ｃは図示せず）がハウジン
グ１０の面取り部に当接する状態まで、位置決めガイド
１をハウジング１０の内側に挿入し、ボールプランジャ
１１により仮位置決めする。次に、図５（ｂ）に示すよ
うに、シャフト９が転動体５ａ、５ｂ、５ｃ、６ａ、６
ｂ、６ｃ（転動体５ｃ、６ｃは図示せず）に当接し、位
置決めガイド１の一端にシャフト９の一端が達する程度
まで、ボールプランジャ１１による仮位置決めを解除さ
せながら、シャフト９を位置決めガイド１を介してハウ
ジング１０に挿入する。この状態における転動体５ａ、
５ｂ、５ｃは、その径がハウジングの半径とシャフトの
半径との差よりも大きく設定されているので、図７に示
すように弾性変形しており、シャフト９の外周面とハウ
ジング１０の内周面の両面に当接する。

【００１５】この状態からさらに、図５（ｃ）に示すよ
うに、シャフト９をハウジング１０の内側に押し込むこ
とにより、位置決めガイド１に保持された転動体５ａ、
５ｂ、５ｃ、６ａ、６ｂ、６ｃ（転動体５ｃ、６ｃは図
示せず）を転がせながらシャフト９のハウジング１０へ
の挿入を行う。ここで、ハウジング１０の面取り部に当
接していた転動体６ａ、６ｂ、６ｃは転がりながら弾性
変形をしてハウジング１０内部に嵌挿される。転動体６
ａ、６ｂ、６ｃがハウジング１０の面取り部を出て、内
周面に到達したのちシャフト９をハウジング１０の内側
に押し込むことを止め、シャフト９のハウジング１０へ
の挿入が終了する。以上、シャフト９とハウジング１０
は弾性変形した転動体５ａ、５ｂ、５ｃ、６ａ、６ｂ、
６ｃを介して保持されるため、シャフト９とハウジング
１０との間にはガタが無い状態に保たれる。

【００１６】本位置決めガイドの用途としては、軸心合
せ作業や工具の原点合せ作業に先立つダイヤルゲージの
測定端子の原点合せに用いることができる。図８に示す
ように、原点合せを行う毎にダイヤルゲージ１２を覆う
かたちで基準治具１３の先端外縁部１３ａに本位置決め
ガイド１を介して基準リング１４を嵌挿する。これによ
り、基準治具１３の軸心と基準リング１４の軸心との間
には傾きやずれが生じることがなくなり、高精度にダイ
ヤルゲージ１２の測定端子１２ａの原点合せを行うこと
ができる。また、基準リング１４は原点合せを行う毎に
基準治具１３の先端外縁部に嵌挿されるものであるが、
基準治具１３が本位置決めガイド１を介して基準リング
１４に挿入される際に、位置決めガイド１に設けられた
転動体が転がりながら位置決めガイド１と共に基準治具
１３の基準リング１４への挿入が行われるため、基準治
具１３の基準リング１４への挿入が円滑化される。さら
に図９に示すように、本位置決めガイドの別の用途とし
て軸同士を連結する軸継手としても用いることができ、
軸１５と軸１６の軸心の同軸度を高精度に保った状態で
軸の連結が可能となる。本実施例では、転動体の径をハ
ウジングの半径とシャフトの半径との差よりも大きく設
定したものを用いる場合について説明したが、転動体の
径をハウジングの半径とシャフトの半径との差と同等あ
るいは小さく設定したものを用いてもよい。

【００１７】

【効果】以上詳述したように、本発明の位置決めガイド
によれば、軸部材を本位置決めガイドを介して穴部材に
挿入する際に位置決めガイドに設けられた転動体が転が
りながら位置決めガイドと共に軸部材の穴部材への挿入
が行われるため、軸部材と穴部材のみによる挿入時の隙
間より小さい隙間にとして、軸部材と穴部材の軸心の傾
きやずれの発生を低減しても、円滑に軸部材の穴部材へ
の挿入を行うことができる。また、軸部材挿入後の転動
体と軸部材及び穴部材との隙間は、軸部材と穴部材のみ
による挿入時の隙間より小さいものであるため、軸部材
の軸心の穴部材の軸心に対する傾きやずれの発生を軸部
材と穴部材のみによる挿入の場合と比較し低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】位置決めガイドの正面図。

【図２】第１図のＡ−Ａ断面図。

【図３】ガイド本体の貫通孔の詳細断面図。

【図４】シャフトをハウジングに位置決めガイドを介し
て嵌挿した状態を示す断面図。

【図５】位置決めガイドを介してシャフトをハウジング
に嵌挿する手順を示す断面図。 （ａ）挿入前。 （ｂ）挿入時。 （ｃ）挿入後。

【図６】ハウジングの面取り部詳細断面図。

【図７】弾性変形した転動体を示す断面図。

【図８】軸心合せ作業時に用いる治具に位置決めガイド
を使用した場合の断面図。

【図９】軸継手として位置決めガイドを使用した場合の
断面図。

【図１０】従来の軸心合せ作業時に用いる治具を示した
断面図。

【符号の説明】

１…位置決めガイド ２…ガイド本体 ３…転動体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸部材と穴部材との間に設けられた位置
   決めガイドであって、内径が前期軸部材の軸径より大き
   くかつ外径が前期穴部材の穴径より小さい管状のガイド
   本体と、前期ガイド本体に転動可能に保持されて前期軸
   部材の外周面と前期穴部材の内周面に夫々当接する前記
   ガイド本体の厚さより大きな直径の複数個の転動体から
   なることを特徴とする位置決めガイド。