JP2013127279A - 位置決め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の被位置決め部材のノック穴に打ち込まれるノックピンと、ノックピンの抜け出し阻止用スプリングカラーとを有する位置決め装置において、簡単に打ち込めるようにする。
【解決手段】ノックピン６は、頭部１０と、該頭部１０と同一の外径を有する軸部１１と、該軸部１１と頭部１０との間に位置し、かつ外径が該頭部１０と軸部１１よりも小径なテーパ部１２とから成り、頭部１０の側の端部において開口したねじ穴が形成され、テーパ部１２には、半径方向にスプリングカラー７が嵌合し、フリー状態のスプリングカラー７の内径が、テーパ部１２の頭部１０の側のテーパ部端部ＴＥ２の外径よりも小さく、ノックピン６を打ち込むとき、スプリングカラー７の外周面がノック穴８の内周面から摩擦力を受けて、該スプリングカラー７が頭部１０の側のテーパ部端部ＴＥ２に向けて移動して、半径方向に外径を拡大する向きに弾性変形する。
【選択図】図５

Description

本発明は、互いに位置決めされる複数の被位置決め部材にそれぞれ形成されたノック穴に打ち込まれるノックピンを有する位置決め装置に関する。

上記形式の位置決め装置は従来より周知であり、各種の被位置決め部材を位置決めするために従来より広く使用されている（特許文献１及び２参照）。

図６は、従来より公知な位置決め装置の一例を示す斜視図である。ここに示した位置決め装置５Ａは、中心部にねじ穴１７Ａが形成されたノックピン６Ａと、周方向の一部がスリット状に切り欠かれたリング状のスプリングカラー７Ａを有していて、スプリングカラー７Ａは、その半径方向に弾性変形することができる。

図７及び図８に示した複数の被位置決め部材３Ａ，４Ａを位置決めするには、先ず、ノックピン６Ａに図７の（ａ）に示した第１の取付工具１９Ａを取り付ける。この第１の取付工具１９Ａは、軸２０Ａの一端側がボルト部（雄ねじ部）２１Ａとなっていて、その軸２０Ａには、２つのフランジ２２Ａ，２３Ａが固着され、両フランジ２２Ａ，２３Ａの間の軸２０Ａの部分には、ウェイト２４Ａが軸２０Ａの軸線方向に摺動自在に嵌合している。かかる第１の取付工具１９Ａのボルト部２１Ａをノックピン６Ａのねじ穴１７Ａ（図６）にねじ込んで、第１の取付工具１９Ａの軸２１Ａをノックピン６Ａに固定する。その後、図７の（ａ）に示したように、ノックピン６Ａの先端を一方の被位置決め部材３Ａに形成されたノック穴８Ａの開口に合わせ、ウェイト２４Ａを手操作によって軸２０Ａに沿って摺動させながら、そのウェイト２４Ａを一方のフランジ２３Ａに打ち当てることにより、ノックピン６Ａに衝撃力を加えて、該ノックピン６Ａを図７の（ｂ）及び図８の（ａ）に示したように、被位置決め部材３Ａ，４Ａに形成されたノック穴８Ａ，９Ａに打ち込む。このように、ノックピン６Ａをノック穴８Ａ，９Ａに打ち込むことによって、両方の被位置決め部材３Ａ，４Ａを正しく位置決めすることができる。

上述のように、ノックピン６Ａと第１の取付工具１９Ａの軸２０Ａとを固定して、その第１の取付工具１９Ａによってノックピン６Ａをノック穴８Ａ，９Ａに打ち込むので、長さの長いノックピン６Ａを安定した状態でノック穴８Ａ，９Ａに打ち込むことができる。

図８の（ａ）に示したようにノックピン６Ａをノック穴８Ａ，９Ａに打ち込み終えたなら、第１の取付工具１９Ａをノックピン６Ａから外し、次いで図８の（ａ）に示したように、ノック穴８Ａにスプリングカラー７Ａを打ち込む。このスプリングカラー７Ａに外力が加えられていないフリー状態でのスプリングカラー７Ａの外径は、ノック穴８Ａの径よりもわずかに大きく設定されている。

かかるスプリングカラー７Ａの打ち込み時には、ボルト部２１Ａを有する第１の取付工具１９Ａを用いてスプリングカラー７Ａを打ち込むことはできないので、図８の（ａ）に示したように、棒状の第２の取付工具２５Ａを用い、その先端部をスプリングカラー７Ａに当てた状態で、第２の取付工具２５Ａを図示していないハンマーによって矢印Ａで示した方向に殴打して、スプリングカラー７Ａをノック穴８Ａに打ち込む。このとき、フリー状態のスプリングカラー７Ａの外径は、ノック穴８Ａの径よりも大きく設定されているので、ノック穴８Ａに嵌合したスプリングカラー７Ａは、ノック穴８Ａの周面から受ける外力によって、半径方向に縮む方向に弾性変形する。これにより、スプリングカラー７Ａの外周面がノック穴８Ａの内周面に圧接する。このため、図８の（ｂ）に示したように、スプリングカラー７Ａがノックピン６Ａの抜け出しを阻止するストッパとしての用をなし、ノック穴８Ａの開口が下方を向いていたり、被位置決め部材３Ａ，４Ａに振動が加えられたりしても、ノックピン６Ａがノック穴８Ａ，９Ａから抜け出ることが阻止される。

上述のように従来の位置決め装置５Ａも、そのノックピン６Ａがノック穴８Ａ，９Ａから抜け出ることを阻止できるように構成されているのであるが、従来の位置決め装置５Ａによると、先ず第１の取付工具１９Ａを用いてノックピン６Ａをノック穴８Ａ，９Ａに打ち込み、次いでその第１の取付工具１９Ａをノックピン６Ａから外し、引き続き第２の取付工具２５Ａによってスプリングカラー７Ａをノック穴８Ａに打ち込む必要がある。このように、ノックピン６Ａとスプリングカラー７Ａを異なる取付工具１９Ａ，２５Ａによって、別々にノック穴８Ａ，９Ａに打ち込むので、その作業工数が多くなり、作業に長い時間を必要とする。

また、スプリングカラー７Ａの厚さはごく薄いので、ノック穴８Ａに打ち込まれたスプリングカラー７Ａの視認性が悪く、スプリングカラー７Ａがノック穴８Ａに打ち込まれているか否かを判別し難い。このため、スプリングカラー７Ａをノック穴８Ａに装着し忘れても、気付かないことがある。このようにスプリングカラー７Ａの打ち込みを忘れてしまえば、ノックピン６Ａがノック穴８Ａ，９Ａから抜け出るおそれを免れない。

特開２００３−３４０８８４号公報 特開２００５−４２７７２号公報

本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、簡単かつ短時間でノックピンとスプリングカラーをノック穴に打ち込むことができ、しかもスプリングカラーの装着し忘れを防止できる位置決め装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、互いに位置決めされる複数の被位置決め部材にそれぞれ形成されたノック穴に打ち込まれるノックピンを有し、該ノックピンは、頭部と、該頭部と同一の外径を有する軸部と、該軸部と前記頭部との間に位置し、かつ外径が該頭部と軸部よりも小径なテーパ部とから成り、当該ノックピンには、その中心軸線に沿って延び、かつ該ノックピンの前記頭部の側の端部において開口したねじ穴が形成され、前記テーパ部は、前記軸部の側のテーパ部端部から頭部の側のテーパ部端部に向けて漸次外径が拡大していて、当該テーパ部には、半径方向に弾性変形可能なスプリングカラーが該テーパ部から抜け出ることがないように嵌合し、前記ノックピンが前記ノック穴に打ち込まれる前の状態で、前記スプリングカラーが前記頭部から離れた位置を占めるように、フリー状態のスプリングカラーの内径が前記テーパ部の頭部の側のテーパ部端部の外径よりも小さく設定され、前記ノックピンのねじ穴に取付工具のボルト部をねじ込んで、該取付工具によって、ノックピンをその軸部の先端から前記ノック穴に打ち込んで行くとき、前記スプリングカラーの外周面が前記ノック穴の内周面から摩擦力を受けて、該スプリングカラーが前記テーパ部に対して相対的にその頭部の側のテーパ部端部に向けて移動して、当該スプリングカラーが、前記テーパ部から受ける半径方向の外力により、半径方向に外径を拡大する向きに弾性変形して、該スプリングカラーの外周面が前記ノック穴の内周面に圧接するように、フリー状態のスプリングカラーの外径が設定されている位置決め装置を提案する。

本発明によれば、１つの取付工具によって、ノックピンとスプリングカラーを同時にノック穴に打ち込むことができ、その作業を簡素化することができる。しかも、ノックピンとスプリングカラーが組み付けられていて、これらを共にノック穴に打ち込むので、スプリングカラーをノック穴に装着し忘れることがない。

プレス機の概略を示す正面図である。 位置決め装置を構成するノックピンとスプリングカラーとを分離して示す斜視図である。 図２に示したノックピンとスプリングカラーとが組み付いた状態を示す正面図であって、スプリングカラーを断面で表した図である。 図３に示したノックピンとスプリングカラーをノック穴に打ち込むときの様子を示した部分断面説明図である。 図３に示したノックピンとスプリングカラーをノック穴に打ち込むときの様子を示した部分断面説明図である。 従来の位置決め装置を構成するノックピンとスプリングカラーを示す斜視図である。 図６に示したノックピンをノック穴に打ち込むときの様子を示した部分断面説明図である。 図６に示したスプリングカラーをノック穴に打ち込むときの様子を示した部分断面説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って詳細に説明する。

図１は、金属板をプレス成形するプレス機の概略を示す正面図である。ここに示したプレス機は、上型１と、その下方に位置する下型２とを有し、下型２の上に図示していない金属板をセットし、上型１を下降させることによって、金属板を上型１と下型２により挟み付けて加圧して、金属板を所定の形態にプレス成形する。その成形後に上型１を上昇させて、下型２上の成形された金属板を取り出す。

ここで、図１に示した上型１は、上型本体４と、その上型本体４に正しく位置決めされて固定されたブロック３とから成る。上型本体４とブロック３とは、硬度の異なる異質金属から構成され、図示した例では、ブロック３の方が上型本体４よりも高硬度の金属によって構成されている。

ブロック３は、上型１の有効成形面Ｆ以外の個所において、本発明に係る位置決め装置５によって上型本体４に対して正しく位置決めされていると共に、図示していない取り付けボルトによって上型本体４に固定されている。このように、本例の位置決め装置５は、ブロック３と上型本体４より成る２つの被位置決め部材を位置決めするために用いられているが、他の適宜な被位置決め部材を位置決めするために本発明に係る位置決め装置を用いることもできる。また、３個以上の被位置決め部材を位置決めするために本発明に係る位置決め装置を用いることも可能である。

図２は本例の位置決め装置５を示す斜視図であり、図３はその位置決め装置５の部分断面正面図である。これらの図に示すように、位置決め装置５は、ノックピン６とスプリングカラー７とから構成されている。一方、図４及び図５は、互いに位置決めされる上型本体４とブロック３を位置決めするときの動作を示す部分断面説明図である。図４及び図５に示し、かつ後述するように、ノックピン６は、互いに位置決めされる複数の被位置決め部材、この例ではブロック３と上型本体４とにそれぞれ形成されたノック穴８，９に打ち込まれて、ブロック３を上型本体４に対して正しく位置決めする用をなす。

図２及び図３に示すように、ノックピン６は、横断面形状がほぼ円形となった円柱状に形成され、頭部１０と、軸部１１と、その軸部１１と頭部１０との間に位置するテーパ部１２とから成る。頭部１０の外径Ｄ１と軸部１１の外径Ｄ２は同じ大きさに設定されており、テーパ部１２の外径Ｄ３は頭部１９と軸部１１の外径Ｄ１，Ｄ２よりも小径に設定されている。

本例のノックピン６は、その頭部１０と該頭部１０に一体に形成されたテーパ部１２と該テーパ部１２に一体に形成された雄ねじ部１３とから成る第１のピン部材１４と、軸部１１を構成する第２のピン部材１５とを有し、その第１のピン部材１４の雄ねじ部１３が、第２のピン部材１５に形成されたねじ穴１６にねじ込まれて固定されることにより、頭部１０とテーパ部１２と軸部１１とから成る１つのノックピン６の全体が構成されている。かかるノックピン６は、高剛性で高強度の金属より成る。

また、図２及び図３に示すように、ノックピン６には、その中心軸線Ｘ（図３）に沿って延びるねじ穴１７が形成され、そのねじ穴１７はノックピン６の頭部１０の側の端部において開口している。

さらに、図３に示すように、テーパ部１２は、軸部１１の側のテーパ部端部ＴＥ１から頭部１０の側のテーパ部端部ＴＥ２に向けて、外径Ｄ３が漸次拡大しており、しかも、このテーパ部１２には、先に簡単に説明したスプリングカラー７が嵌合している。このスプリングカラー７は、図２に明示するように、符号Ｇで示した周方向の一部が切り欠かれたリング状に形成されていて、バネ性に富んだ金属材料により構成されている。従って、このスプリングカラー７はその半径方向に比較的容易に弾性変形することができる。

図２に示した第１のピン部材１４と第２のピン部材１５を図示したように連結する前に、図３に示したように、第１のピン部材１４のテーパ部１２にスプリングカラー７を嵌合し、次いで第１のピン部材１４の雄ねじ部１３を第２のピン部材５のねじ穴１６に螺着して締め付けることによって、図３に示したように、テーパ部１２にスプリングカラー７が嵌合した位置決め装置５を構成することができる。

図３に示したように、外力が加えられていないフリー状態でのスプリングカラー７の内径Ｄ４は、テーパ部１２の頭部１０の側のテーパ部端部ＴＥ２の外径（すなわちテーパ部１２の最大の外径）よりも小さく設定されている。このため、ノックピン６が図４及び図５に示したノック穴８，９に打ち込まれる前の状態では、スプリングカラー７は、図３に示したようにノックピン６の頭部１０から離れた位置を占め、この状態でテーパ部１２に嵌合したスプリングカラー７は、そのテーパ部１２から抜け出ることがないように、ノックピン６のテーパ部１２に嵌合する。また、本例のスプリングカラー７の内周面は、テーパ部１２のテーパにほぼ沿った状態のテーパ状に形成されている。

ここで、図１に示した上型本体４より成る被位置決め部材にブロック３より成る被位置決め部材を位置決めして固定するには、先ず、前述の取り付けボルトによってブロック３を上型本体４に仮止めする。次いで、図４及び図５を参照して後に詳しく説明するように、ノックピン６をノック穴８，９に打ち込んで、ブロック３を上型本体４に対して位置決めする。

図４の（ａ）は、ノックピン６をノック穴８，９に打ち込む前の様子を示す部分断面図である。図４の（ａ）に示した状態では、上型本体４に形成されたノック穴９の図示していない中心軸線と、ブロック３に形成されたノック穴８の同じく図示していない中心軸線はほぼ一致してはいるものの、通常、これらのノック穴８，９の中心軸線は正確には一致していない。しかも、前述のように、スプリングカラー７は、ノックピン６の頭部１０から離れた位置を占めている。

ここで、図４の（ａ）に示したノックピン６に次のようにして取付工具１９を取り付ける。この取付工具１９は、従来の技術で先に説明した第１の取付工具と同じものであり、軸２０の一端側が雄ねじの形成されたボルト部２１となっていて、しかもその軸２０には、互いに離間して位置する２つのフランジ２２，２３が固着され、両フランジ２２，２３の間の軸２０の部分には、ウェイト２４がその軸２０の軸線方向に摺動自在に嵌合している。

かかる取付工具１９のボルト部２１をノックピン６のねじ穴１７（図２及び図３）にねじ込んで、その取付工具１９の軸２０をノックピン６に固定する。次いで、図４の（ａ）に示すようにノックピン６の軸部１１の先端をノック穴８に合致させ、取付工具１９の軸２０をブロック３の表面に対して垂直に立てた状態にして、図４の（ｂ）に示したように、作業者が手操作によってウェイト２４を軸２０に対して摺動させながら、そのウェイト２４を一方のフランジ２３に打ち当てて、ノックピン６に衝撃力を加える。このような打ち当て動作を繰り返し行うことによって、ノックピン６は、図４の（ｂ）及び図５の（ａ）に示したようにノック穴８，９内に打ち込まれて行き、最終的に図５の（ｂ）に示したように、ノックピン６の先端がノック穴９の底又はその近傍の位置にまで達する。

このように、取付工具１９のボルト部２１をノックピン６のねじ穴１７に螺着して締め付け固定した状態で、ノックピン６に衝撃力を加えながら、そのノックピン６をノック穴８，９に打ち込むので、長さの長いノックピン６を安定した状態で、ノック穴８，９に打ち込むことができる。最後に図５の（ｂ）に示したように、取付工具１９をノックピン６から外して、ノックピン６の打ち込み作業を終える。

上述のように、両ノック穴８，９にノックピン６を打ち込むことによって、両ノック穴８，９の中心軸線は完全に一致し、ブロック３が上型本体４に対して正しく位置決めされる。次いで、前述の取り付けボルトを強く締め付けることによって、ブロック３を上型本体４に対して強固に固定することができる。

ところで、前述のようにノックピン６のねじ穴１７に取付工具１９のボルト部２１をねじ込んで、その取付工具１９によって、ノックピン６を軸部１１の先端から、ノック穴８，９に打ち込んで行くとき、図５の（ａ），（ｂ）から判るように、スプリングカラー７の外周面には、ノック穴８の内周面から大きな摩擦力が加えられる。スプリングカラー７がノック穴８内に侵入していくことに対してブレーキ力がかけられるのである。これに対して、ノックピン６はノック穴８，９内に打ち込まれて行くので、スプリングカラー７は、図５の（ｂ）に示したように、ノックピン６のテーパ部１２に対して、相対的にその頭部１０の側のテーパ部端部ＴＥ２に向けて移動する。このとき、図３に示したように、テーパ部１２の頭部１０の側のテーパ部端部ＴＥ２の外径Ｄ３は、フリー状態でのスプリングカラー７の内径Ｄ４よりも大きく設定されているので、スプリングカラー７がテーパ部１２の頭部１０の側のテーパ部端部ＴＥ２に近づくに従って、スプリングカラー７は、テーパ部１２の外周面から半径方向の外力を受け、半径方向に径を拡大する向きに弾性変形する。

これにより、スプリングカラー７の外周面はノック穴８の内周面に大きな圧力で圧接する。このため、スプリングカラー７が、ノックピン６の抜け出しを阻止するストッパとしての働きをなし、ノックピン６がノック穴８，９から抜け出ることが阻止される。ノック穴８は、下を向いて開口し、しかも図１に示した上型１には、その動作時に大きな衝撃が加えられ、ノックピン６にも衝撃力が加えられるのであるが、上述したスプリングカラー７によって、ノックピン６がノック穴８，９から抜け出ることが阻止されるのである。

上述のように、本例の位置決め装置５においては、ノックピン６のねじ穴１７に取付工具１９のボルト部２１をねじ込んで、その取付工具１９によって、ノックピン６をその軸部１１の先端からノック穴８，９に打ち込んで行くとき、スプリングカラー７の外周面がノック穴８の内周面から摩擦力を受けて、該スプリングカラー７がノックピン６のテーパ部１２に対して相対的にその頭部１９の側のテーパ部端部ＴＥ２に向けて移動し、このとき当該スプリングカラー７は、テーパ部１２から受ける半径方向の外力により、半径方向に外径を拡大する向きに弾性変形して、該スプリングカラー７の外周面がノック穴８の内周面に圧接する。かかる作用が得られるように、フリー状態のスプリングカラー７の外径Ｄ５（図３）が設定されているのである。

また、本例の位置決め装置５によると、同じ取付工具１９によって、ノックピン６に衝撃力を加え続けるだけで、ノックピン６をノック穴８，９に打ち込み、しかもスプリングカラー７の径を拡大して、そのスプリングカラー７の外周面をノック穴８の内周面に圧接させ、ノックピン６の抜け出しを阻止することができるので、その全体の作業を簡素化することができる。ノックピン６とスプリングカラー７を別々にノック穴８，９に打ち込む必要はなく、しかも１つの取付工具１９だけでノックピン６の打ち込みと、そのノックピン６の抜け防止を同時に行うことができるのである。

また、スプリングカラー７は、ノックピン６から抜け出ることがないように、そのノックピン６に予め組み付けられているので、ノックピン６をノック穴８，９に打ち込みさえすれば、必ずスプリングカラー７もノック穴８に打ち込まれる。このため、スプリングカラー７をノック穴８に取り付け忘れることはなく、プレス成形動作時に、スプリングカラー６がノック穴８，９から抜け出てプレス型を破損させるおそれはない。

しかも、図２に示したように、ノックピン６の頭部１０の面３０にはねじ穴１７が開口してはいるが、その開口以外の当該面３０の面積は大きく確保されているので、ノックピン６をノック穴８，９に打ち込んだ後、そのノックピン６の頭部１０の面３０を外部から容易かつ確実に視認することができる。このため、ノック穴８，９にノックピン６が打ち込まれているか否かを一瞥しただけで判別でき、ノックピン６の打ち込み忘れを防止することもできる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、各種改変して構成することができる。

５ 位置決め装置
６ ノックピン
７ スプリングカラー
８，９ ノック穴
１０ 頭部
１１ 軸部
１２ テーパ部
１７ ねじ穴
１９ 取付工具
２１ ボルト部
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ５ 外径
Ｄ４ 内径
ＴＥ１，ＴＥ２ テーパ部端部
Ｘ 中心軸線

Claims (1)

1. 互いに位置決めされる複数の被位置決め部材にそれぞれ形成されたノック穴に打ち込まれるノックピンを有し、該ノックピンは、頭部と、該頭部と同一の外径を有する軸部と、該軸部と前記頭部との間に位置し、かつ外径が該頭部と軸部よりも小径なテーパ部とから成り、当該ノックピンには、その中心軸線に沿って延び、かつ該ノックピンの前記頭部の側の端部において開口したねじ穴が形成され、前記テーパ部は、前記軸部の側のテーパ部端部から頭部の側のテーパ部端部に向けて漸次外径が拡大していて、当該テーパ部には、半径方向に弾性変形可能なスプリングカラーが該テーパ部から抜け出ることがないように嵌合し、前記ノックピンが前記ノック穴に打ち込まれる前の状態で、前記スプリングカラーが前記頭部から離れた位置を占めるように、フリー状態のスプリングカラーの内径が前記テーパ部の頭部の側のテーパ部端部の外径よりも小さく設定され、前記ノックピンのねじ穴に取付工具のボルト部をねじ込んで、該取付工具によって、ノックピンをその軸部の先端から前記ノック穴に打ち込んで行くとき、前記スプリングカラーの外周面が前記ノック穴の内周面から摩擦力を受けて、該スプリングカラーが前記テーパ部に対して相対的にその頭部の側のテーパ部端部に向けて移動して、当該スプリングカラーが、前記テーパ部から受ける半径方向の外力により、半径方向に外径を拡大する向きに弾性変形して、該スプリングカラーの外周面が前記ノック穴の内周面に圧接するように、フリー状態のスプリングカラーの外径が設定されている位置決め装置。

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