(57)【要約】【課題】耐磨耗性に優れ、かつ、耐久性にも優れた位置決めピンを提供すること。【解決手段】位置決めピン１は、略棒状の芯部３と、この芯部３に係合し、芯部３を囲う略筒状の先端部４とを有し、ワークＷの位置決め孔Ｗ１に挿通される。位置決めピン１の先端部４は、外周面側から内周面側に向かうに従い硬度が低下する傾斜複合材により形成される。また、先端部４の外周面側の硬度は６５０Ｈｖ以上１１００Ｈｖ以下であり、内周面側の硬度は４５０Ｈｖ以上９００Ｈｖ以下であり、かつ、外周面側の硬度と内周面側の硬度の差は２００Ｈｖ以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略棒状の芯部と、
当該芯部に係合し、この芯部を囲う略筒状の周辺部と、を有し、ワークの位置決め孔に挿通される位置決めピンであって、
前記周辺部は、外周面側から内周面側に向かうに従い硬度が低下する傾斜複合材により形成されることを特徴とする位置決めピン。
【請求項２】
前記周辺部の外周面側の硬度は、６５０Ｈｖ以上１１００Ｈｖ以下であることを特徴とする請求項１に記載の位置決めピン。
【請求項３】
前記周辺部の内周面側の硬度は、４５０Ｈｖ以上９００Ｈｖ以下であることを特徴とする請求項２に記載の位置決めピン。
【請求項４】
前記周辺部の外周面側の硬度と内周面側の硬度との差は、２００Ｈｖ以上であることを特徴とする請求項３に記載の位置決めピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置決めピンに関する。詳しくは、ワークの位置決め孔に挿通される位置決めピンに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の製造工場において、パネルやフレームなどのワークを溶接したり締結したりする場合、このワークは、ワークに合わせて製作された治具により所定の位置および姿勢で支持される。治具には複数の位置決めピンが立設されており、一方ワークにはこれら位置決めピンが挿通する位置決め孔が形成されている。つまり、ワークの位置決め孔に位置決めピンを挿通することにより、ワークを所定の姿勢で支持する。
【０００３】
ところで、位置決めピンを位置決め孔に挿通する際、これらの中心がずれていると、位置決めピンの外周面が位置決め孔の縁部とが擦れ合って、位置決めピンが磨耗してしまう場合がある。このように位置決めピンが磨耗すると、支持するワークの位置決め精度が低下してしまい、結果として加工精度が低下するおそれがある。そこで、例えば特許文献１には、位置決めピンの材料として耐磨耗性に優れるセラミックスを用いたものが示されている。
【特許文献１】実開平１−１０９６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、セラミックスは耐磨耗性に優れた材料ではあるものの、硬度が高くかつ脆い。このため、使用中の位置決めピンに作用する応力により、割れや欠けが発生しやすくなってしまう。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、耐磨耗性に優れ、かつ、耐久性にも優れた位置決めピンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の位置決めピン（例えば、後述の位置決めピン１）は、略棒状の芯部（例えば、後述の芯部３）と、当該芯部に係合し、この芯部を囲う略筒状の周辺部（例えば、後述の先端部４）と、を有し、ワーク（例えば、後述のワークＷ）の位置決め孔（例えば、後述の位置決め孔Ｗ１）に挿通される位置決めピンであって、前記周辺部は、外周面側から内周面側に向かうに従い硬度が低下する傾斜複合材により形成されることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、周辺部を、外周面側から内周面側に向かうに従い硬度が低下する傾斜複合材により形成する。これにより、ワークの位置決め孔の縁部と摺接する周辺部の外周面側の硬度を高くし位置決めピンを耐磨耗性に優れたものにしながら、芯部に接する内周面側の硬度を低くし位置決めピンを靭性に優れたものにすることができる。すなわち、例えば、位置決めピンの外周面側から内周面側に向かって外力が作用した場合であっても、周辺部の内周側の部分で発生した応力を吸収することにより、外周面側に割れや欠けが発生するのを防止することができる。したがって、位置決めピンの耐磨耗性および耐久性ともに向上することができる。
【０００８】
この場合、前記周辺部の外周面側の硬度は、６５０Ｈｖ以上１１００Ｈｖ以下であることが好ましい。
【０００９】
この発明によれば、ワークの位置決め孔の縁部に摺接する周辺部の外周面側の硬度を６５０Ｈｖ以上１１００Ｈｖ以下とすることにより、位置決めピンの耐摩耗性を確実に確保することができる。
【００１０】
この場合、前記周辺部の内周面側の硬度は、４５０Ｈｖ以上９００Ｈｖ以下であることが好ましい。
【００１１】
この発明によれば、周辺部の内周面側の硬度を、４５０Ｈｖ以上９００Ｈｖ以下の範囲内で外周面側の硬度よりも低くすることにより、位置決めピンの靭性を優れたものにできる。
【００１２】
この場合、前記周辺部の外周面側の硬度と内周面側の硬度との差は、２００Ｈｖ以上であることが好ましい。
【００１３】
この発明によれば、周辺部の外周面側の硬度と内周面側の硬度との差を２００Ｈｖ以上とすることにより、位置決めピンに要求される靭性を確実に確保することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の位置決めピンによれば、ワークの位置決め孔の縁部と摺接する周辺部の外周面側の硬度を高くし位置決めピンを耐磨耗性に優れたものにしながら、芯部に接する内周面側の硬度を低くし位置決めピンを靭性に優れたものにすることができる。すなわち、例えば、位置決めピンの外周面側から内周面側に向かって外力が作用した場合であっても、周辺部の内周側の部分で発生した応力を吸収することにより、外周面側に割れや欠けが発生するのを防止することができる。したがって、位置決めピンの耐磨耗性および耐久性ともに向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る位置決めピン１の構成を示す部分断面図である。
位置決めピン１は、略棒状の基部２と、この基部２の先端側から延びる略棒状の芯部３と、この芯部３に固定された周辺部としての先端部４と、を含んで構成される。この位置決めピン１は、先端側からワークＷに形成された位置決め孔Ｗ１に挿通され、このワークＷを所定の位置および姿勢で保持する。
【００１６】
治具Ｊには、取付部Ｊ１が形成されている。位置決めピン１は、基部２をこの取付部Ｊ１に固定することにより、治具Ｊに立設される。なお、治具Ｊには、位置決めピン１が複数立設される。図１には、複数立設された位置決めピン１のうちの１つのみを示す。すなわち、実際には、ワークＷに位置決め孔Ｗ１を複数形成しておき、これら複数の位置決め孔Ｗ１のそれぞれに複数の位置決めピン１を挿通することにより、このワークＷを所定の位置および姿勢で保持することが可能となる。
【００１７】
先端部４の全体の形状は、略棒状である。先端部４の基端側は円筒状であり、その中心には、芯部３に係合し、この芯部３を囲う挿入穴４１が形成されている。先端部４の先端側は円錐状であり、テーパ面４２が形成されている。このようなテーパ面４２を先端側に形成することにより、位置決めピン１の中心と位置決め孔Ｗ１の中心とが多少ずれている場合であっても、位置決め孔Ｗ１の縁部をテーパ面４２に沿わせながら、位置決め孔Ｗ１に挿入することができる。
【００１８】
先端部４は、セラミックスおよび金属を含有した傾斜複合材により形成されており、外周面側から内周面側に向かうに従い硬度が低下するようになっている。より具体的には、先端部４は、位置決め孔Ｗ１の縁部が摺接する外周面側から芯部３が接する内周面側に向かって、セラミックスの組成比が連続的または段階的に減少するとともに、金属の組成比が連続的または段階的に増加する傾斜組成を有した傾斜複合材により形成される。
【００１９】
すなわち、この図１に示すように、先端部４を、外周面側の外周部４５と内周面側の内周部４６とに分けると、外周部４５は、内周部４６よりもセラミックス組成比が大きくまた金属組成比が小さくなっている。これにより、靭性のある位置決めピンを形成することができる。なお、この図１では、理解の便宜のため、先端部４を外周部４５および内周部４６に分けるとともに夫々を異なるハッチングで示したが、これは、外周部４５と内周部４６とを分ける明確な界面が存在することに限定するものではない。
【００２０】
より具体的には、先端部４の外周部４５の硬度は、６５０Ｈｖ以上１１００Ｈｖ以下であることが好ましい。これに対し、先端部４の内周部４６の硬度は、４５０Ｈｖ以上９００Ｈｖ以下の範囲内で、外周部４５の硬度よりも低いことが好ましい。また、先端部４の外周部４５の硬度と内周部４６の硬度の差は、２００Ｈｖ以上であることがより好ましい。
【００２１】
また、先端部４に含まれるセラミックスの好ましい具体例としては、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆの炭化物、窒化物、炭窒化物、およびホウ化物などが挙げられる。先端部４に含まれる金属の好ましい具体例としては、Ｆｅ、Ｆｅ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｏ、およびＣｏ合金などが挙げられる。
【００２２】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）図２は、位置決めピン１をワークＷの位置決め孔Ｗ１に挿入した状態を示す図である。
図２において想像線で示すように、位置決めピン１をワークＷに挿入したり、ワークＷから引き抜いたりする際、位置決めピン１の先端部４の外周面にワークＷの位置決め孔Ｗ１の縁部が摺接する。
一方、位置決めピン１をワークＷの位置決め孔Ｗ１に挿入した後は、位置決めピン１の先端部４には、その外周面から内周面側に向かってワークＷの荷重が作用する。また、例えば、このように位置決めピン１でワークＷを支持した状態でワークＷに衝撃が加わると、この衝撃が位置決めピン１にも作用することとなる。
【００２３】
本実施形態では、先端部４を、外周面側から内周面側に向かうに従い硬度が低下する傾斜複合材により形成する。これにより、ワークＷの位置決め孔Ｗ１の縁部と摺接する先端部４の外周面側の硬度を高くし位置決めピン１を耐磨耗性に優れたものにしながら、芯部３に接する内周面側の硬度を低くし位置決めピン１を靭性に優れたものにすることができる。
すなわち、上述のように、位置決めピン１の外周面側から内周面側へ荷重や衝撃が作用した場合であっても、先端部４の内周側の部分で発生した応力を吸収することにより、外周面側に割れや欠けが発生するのを防止することができる。したがって、位置決めピン１の耐磨耗性および耐久性ともに向上することができる。
【００２４】
（２）ワークＷの位置決め孔Ｗ１の縁部に摺接する先端部４の外周面側の硬度を６５０Ｈｖ以上１１００Ｈｖ以下とすることにより、位置決めピン１の耐摩耗性を確実に確保することができる。
【００２５】
（３）先端部４の内周面側の硬度を、４５０Ｈｖ以上９００Ｈｖ以下の範囲内で外周面側の硬度よりも低くすることにより、位置決めピン１の靭性を優れたものにできる。
【００２６】
（４）先端部４の外周面側の硬度と内周面側の硬度との差を２００Ｈｖ以上とすることにより、位置決めピン１に要求される靭性を確実に確保することができる。
【００２７】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る位置決めピンの構成を示す部分断面図である。
【図２】前記実施形態に係る位置決めピンをワークの位置決め孔に挿入した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…位置決めピン
２…基部
３…芯部
４…先端部（周辺部）
４５…外周部
４６…内周部
Ｗ…ワーク
Ｗ１…位置決め孔
【図１】
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【図２】
2010091088.tif 000004