(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有するワークの外周形状を測定するための位置決め治具において、
前記貫通孔に挿通し、前記ワークを軸心の回りに回転可能な軸体と、
前記軸体に対して傾動可能に装着され、前記軸体に外嵌する前記ワークを支持し、前記ワークの軸心の傾斜調整を行う傾斜調整ベースと、
前記軸体と直交する方向に対して変位可能な状態で前記軸体に装着され、前記傾斜調整ベースを傾動可能に支持し、前記ワークの軸心と直交する方向の位置調整を行う位置調整ベースと、
を備えることを特徴とする位置決め治具。
【請求項２】
請求項１記載の治具において、
前記傾斜調整ベースを構成し、前記軸体と前記ワークにおける前記貫通孔の内周面との間に挿入されるスリーブ部と、
外周にリング状のテーパ面が形成され、前記スリーブ部と前記内周面との間に挿入され、前記ワークを前記スリーブ部を介して前記傾斜調整ベースに固定するワーク固定部材と、
を備えることを特徴とする位置決め治具。
【請求項３】
請求項１または２記載の治具において、
前記傾斜調整ベースと前記位置調整ベースとは、球面を介して当接することを特徴とする位置決め治具。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の治具において、
前記傾斜調整ベースを前記位置調整ベースに対して固定する傾斜調整ベース固定部材と、
前記位置調整ベースを前記軸体に対して固定する位置調整ベース固定部材と、
を備えることを特徴とする位置決め治具。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の治具において、
前記傾斜調整ベースと前記位置調整ベースとの間に配設され、前記位置調整ベースに対する前記傾斜調整ベースの配置を制御する第１位置制御部材と、
前記位置調整ベースと前記軸体との間に配設され、前記軸体に対する前記位置調整ベースの配置を制御する第２位置制御部材と、
を備えることを特徴とする位置決め治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貫通孔を有するワークの外周形状を測定するための位置決め治具において、ワークの軸心方向および軸心と直交する方向に対する位置決めを行うことのできる位置決め治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製品の製造工程においては、品質保証のため、所定数の製品を製造する毎に製造精度を確認する確認工程が必要不可欠である。例えば、ギアの場合、本体の外周部に形成された歯の形状が許容誤差範囲内で製造されているか否かの測定が行われる。
【０００３】
図５は、ギア２を位置決めして形状測定を行う従来技術に係る形状測定装置４の側面図である。
【０００４】
この形状測定装置４では、基台６上に配設した下部ピボット８と、基台６に立設された支柱１０を介して上部に配設した上部ピボット１２との間に軸体１４を回転可能に支持し、この軸体１４にギア２を位置決めする。ギア２は、中央部に貫通孔１６を有する一方、外周部に歯１８が形成されており、貫通孔１６に軸体１４を挿入することにより、ギア２が位置決めされる。
【０００５】
一方、基台６上には、スタイラス２０を備えた測定器２２が配設される。この場合、スタイラス２０の先端部をギア２の歯１８に接触させ、軸体１４を所定角度ずつ回転させながら、歯１８の形状測定が行われる。
【０００６】
ところで、貫通孔１６が高精度に製造されていないと、ギア２を軸体１４に装着した際、高精度な位置決めを行うことができない。ギア２が高精度に位置決めされていないと、歯１８の測定結果も不正確なものとなってしまうからである。
【０００７】
従って、例えば、ロット単位でギア２の品質確認を行うような場合、製造されたギア２の品質確認作業を目的として、確認対象のギア２を抽出する毎にその貫通孔１６を高精度に仕上げる作業が不可欠となる。この場合、貫通孔１６の仕上げ加工を行う間、ギア２の製造を中断しなければならず、製品の歩留まりに大きく影響を与えるという不具合が指摘されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、貫通孔を有するワークの外周形状を測定するための位置決め治具において、貫通孔の精度如何に関わらず、ワークの軸心方向および軸心と直交する方向に対する位置決めを容易且つ高精度に行うことのできる位置決め治具を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、貫通孔を有するワークの外周形状を測定するための位置決め治具において、
前記貫通孔に挿通し、前記ワークを軸心の回りに回転可能な軸体と、
前記軸体に対して傾動可能に装着され、前記軸体に外嵌する前記ワークを支持し、前記ワークの軸心の傾斜調整を行う傾斜調整ベースと、
前記軸体と直交する方向に対して変位可能な状態で前記軸体に装着され、前記傾斜調整ベースを傾動可能に支持し、前記ワークの軸心と直交する方向の位置調整を行う位置調整ベースと、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
この場合、傾斜調整ベースを傾動させることにより、ワークの軸心を軸体の軸心に平行に設定し、次いで、位置調整ベースを変位させることにより、ワークの軸心を軸体の軸心に一致させることができる。
【００１１】
また、本発明は、上記の構成に加えて、傾斜調整ベースを構成し、軸体とワークにおける貫通孔の内周面との間に挿入されるスリーブ部と、
外周にリング状のテーパ面が形成され、前記スリーブ部と前記内周面との間に挿入され、前記ワークを前記スリーブ部を介して前記傾斜調整ベースに固定するワーク固定部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
この場合、ワーク固定部材のテーパ面によって、ワークが傾斜調整ベースに対して仮に位置決めされる。この状態から傾斜調整ベースおよび位置調整ベースを変位させることにより、ワークの軸心と軸体の軸心とを一致させることができる。
【００１３】
なお、傾斜調整ベースと位置調整ベースとを球面を介して当接させることにより、軸体の軸心に対してワークを任意に傾斜させることができる。
【００１４】
また、ワークの軸心と軸体の軸心とを一致させた後、傾斜調整ベース固定部材によって傾斜調整ベースを位置調整ベースに対して固定するとともに、位置調整ベース固定部材によって位置調整ベースを軸体に対して固定することにより、ワークを固定することができる。
【００１５】
さらに、ワークの軸心の調整に際して、傾斜調整ベースと位置調整ベースとの間に配設された第１位置制御部材を用いて、ワークの軸心の傾斜を微調整することができる。同様に、位置調整ベースと軸体との間に配設された第２位置制御部材を用いて、ワークの軸心の位置を微調整することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の位置決め治具が適用される実施形態である形状測定装置３０を示す。
【００１７】
形状測定装置３０は、基台３２の中央部に配設される下部ピボット３４と、基台３２に立設された支柱３６にブラケット３８を介して配設される上部ピボット４０と、下部ピボット３４および上部ピボット４０間に保持される位置決め治具４２と、位置決め治具４２の側部に配設される測定器４４とを備える。測定器４４は、位置決め治具４２によって位置決めされたワークＷの形状測定を行うためのスタイラス４６を有している。
【００１８】
ここで、ワークＷは、具体的には、中央部に軸心に沿って形成される貫通孔４８を有し（図２〜図４参照）、外周部に歯５０が形成されてなるギアである。測定器４４は、歯５０の形状をスタイラス４６によって測定することにより、ワークＷの品質検査を行う。
【００１９】
図２〜図４において、位置決め治具４２は、軸心を中心として回転可能な軸体５２と、軸体５２の軸心と直交する方向に変位可能な位置調整ベース５４と、位置調整ベース５４に対して傾動可能な傾斜調整ベース５６と、傾斜調整ベース５６に対してワークＷを固定するワーク固定部材５８とから基本的に構成される。なお、図２は図１の縦断面を示し、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線縦断面を示し、図４は図２に示す縦断面に対して軸心回りに４５゜偏位させた位置における縦断面を示す。
【００２０】
軸体５２は、上下両端部に下部ピボット３４および上部ピボット４０が係合する凹部６０および６２を有する。軸体５２の中央外周部には、フランジ部６４が形成される。フランジ部６４の外周部は、軸体５２の上方向に折曲して形成され、その上端面が位置調整ベース５４を支持する支持面６６となる。
【００２１】
フランジ部６４には、傾斜調整ベース５６を位置調整ベース５４に対して固定するための傾斜調整ベース固定ねじ６８、７０が挿通される大径の孔部７２、７４が形成される（図２参照）。また、孔部７２、７４に対して９０゜偏位した部位には、位置調整ベース５４を軸体５２に対して固定するための位置調整ベース固定ねじ７６、７８が挿通される小径の孔部８０、８２が形成される（図３参照）。この場合、位置調整ベース固定ねじ７６、７８は、孔部８０、８２の外周部のフランジ部６４に当接するカラー７９、８１を有する。
【００２２】
位置調整ベース５４は、中央部に軸体５２が挿通される孔部８４を有するとともに、孔部８４の両側部には、傾斜調整ベース固定ねじ６８、７０が挿通される孔部８６、８８が形成される。この場合、傾斜調整ベース固定ねじ６８、７０は、スペーサ８９、９１を介して位置調整ベース５４の下面部に当接するカラー９４、９６を有する。また、孔部８６、８８に対して９０゜偏位した部位には、位置調整ベース固定ねじ７６、７８が螺合されるねじ穴９８、１００が形成される。位置調整ベース５４の下面外周部には、軸体５２のフランジ部６４に形成された支持面６６に沿って摺動する摺動面９０が形成される。位置調整ベース５４の上面部は、傾斜調整ベース５６を支持する凹状球面９２となる。
【００２３】
傾斜調整ベース５６は、ワーク支持面１０１によってワークＷを支持する部材であり、中央部に軸体５２が挿通される孔部１０２を有するスリーブ部１０４を備える。スリーブ部１０４の外周部には、ねじ部１０６が形成される。また、傾斜調整ベース５６の下面部は、位置調整ベース５４の凹状球面９２に沿って摺動する凸状球面１０８となる。さらに、傾斜調整ベース５６には、傾斜調整ベース固定ねじ６８、７０が螺合されるねじ穴１１０、１１２が形成される。
【００２４】
ワーク固定部材５８は、傾斜調整ベース５６のスリーブ部１０４に形成されたねじ部１０６に螺合する。下端部には、スリーブ部１０４の外周面とワークＷの貫通孔４８の内周面との間に挿入されるテーパ部１１４が形成される。なお、このテーパ部１１４は、ワークＷ側にテーパ面が形成される。
【００２５】
さらに、図４に示すように、軸体５２に形成されるフランジ部６４には、先端部が位置調整ベース５４の外周部に形成された段部１１６に押圧される調整ねじ１１８ａ〜１１８ｄ（第２位置制御部材）が９０゜ずつ偏位して螺合する。同様に、位置調整ベース５４の外周部には、先端部が傾斜調整ベース５６の外周部に形成された段部１２０に押圧される調整ねじ１２２ａ〜１２２ｄ（第１位置制御部材）が９０゜ずつ偏位して螺合する。
【００２６】
本実施形態の形状測定装置３０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果について説明する。
【００２７】
先ず、ワーク固定部材５８を位置決め治具４２から取り外すとともに、傾斜調整ベース固定ねじ６８、７０および位置調整ベース固定ねじ７６、７８を緩めた状態として、傾斜調整ベース５６のスリーブ部１０４に対してワークＷを嵌装させる。その後、傾斜調整ベース５６のスリーブ部１０４に対してワーク固定部材５８を螺合させる。この場合、ワーク固定部材５８をスリーブ部１０４のねじ部１０６に螺合させて行くと、テーパ部１１４がスリーブ部１０４の外周部とワークＷの貫通孔４８の内周部との間に挿入される。この結果、ワークＷが傾斜調整ベース５６に固定されるとともに、スリーブ部１０４に対して、貫通孔４８の精度に依存した精度でワークＷが位置決めされる。
【００２８】
以上のようにしてワークＷを位置決め治具４２に固定した後、形状測定装置３０にセットする。この場合、下部ピボット３４が軸体５２の凹部６０に係合し、上部ピボット４０が軸体５２の凹部６２に係合することで、軸体５２の軸心が形状測定装置３０に対して所定の状態に設定される。
【００２９】
次に、傾斜調整ベース５６を変位させることにより、ワークＷの軸心が軸体５２の軸心と平行となるように調整を行う。この場合、傾斜調整ベース５６は、下面部の凸状球面１０８が位置調整ベース５４の上面部の凹状球面９２に摺動可能な状態で支持されている。従って、傾斜調整ベース５６を位置調整ベース５４に対して傾動させることにより、ワークＷの軸心が軸体５２の軸心に平行となるように調整することができる。
【００３０】
なお、調整作業をより正確に行うためには、例えば、図４に示すように、対向する調整ねじ１２２ａおよび１２２ｃを進退させ、傾斜調整ベース５６を軸体５２の軸心を含む平面内で傾動させて微調整を行った後、対向する他の調整ねじ１２２ｂおよび１２２ｄを進退させ、傾斜調整ベース５６を軸心を含む前記平面と直交する平面内で傾動させて微調整を行うことにより、ワークＷの軸心を軸体５２の軸心に対して高精度に平行となるように調整することができる。
【００３１】
ワークＷの軸心の傾斜を調整した後、傾斜調整ベース固定ねじ６８、７０を締め付け、傾斜調整ベース５６を位置調整ベース５４に対して固定する（図２参照）。
【００３２】
次に、位置調整ベース５４を変位させることにより、ワークＷの軸心が軸体５２の軸心と一致するように調整を行う。この場合、位置調整ベース５４は、外周部に形成した摺動面９０が軸体５２のフランジ部６４に形成した支持面６６に沿って摺動可能な状態で支持されている。従って、位置調整ベース５４をフランジ部６４に対して変位させることにより、ワークＷの軸心が軸体５２の軸心に一致するように調整することができる。
【００３３】
この場合、傾斜調整ベース５６の調整のときと同様に、図４に示すように、対向する調整ねじ１１８ａおよび１１８ｃを進退させ、位置調整ベース５４を軸体５２の軸心と直交する一方向に変位させて微調整を行った後、対向する他の調整ねじ１１８ｂおよび１１８ｄを進退させ、位置調整ベース５４を軸体５２の軸心と直交し且つ前記一方向と直交する方向に変位させて微調整を行うことにより、ワークＷの軸心が軸体５２の軸心に高精度に一致するよう調整することができる。
【００３４】
ワークＷの軸心が一致した後、位置調整ベース固定ねじ７６、７８を締め付け、位置調整ベース５４をフランジ部６４に対して固定する（図３参照）。
【００３５】
以上のようにしてワークＷの位置決め作業が完了した後、測定器４４のスタイラス４６を用いて、歯５０の形状測定を行う。この場合、ワークＷは、その内周部に形成されている貫通孔４８の精度に拘わらず、位置決め治具４２によって高精度に位置決めされているため、歯５０の形状も高精度に測定することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、貫通孔を有するワークを位置決めする際、位置決め治具が、ワークを傾動させて調整する傾斜調整ベースと、ワークを軸心と直交する方向に変位させる位置調整ベースとを備えているため、前記貫通孔の精度如何に関わらず、ワークを容易且つ高精度に位置決めすることができる。
【００３７】
この結果、ワークの位置決めのために、貫通孔を高精度に形成する必要がなく、その分、ワークの製造に要する負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の位置決め治具を備えた形状測定装置の側面図である。
【図２】図１に示す位置決め治具の縦断面図である。
【図３】図２に示す縦断面図に対して軸心回りに９０゜偏位させた位置における断面図であって、図１に示す位置決め治具のＩＩＩ−ＩＩＩ線縦断面図である。
【図４】図２に示す縦断面図に対して軸心回りに４５゜偏位させた位置における縦断面図である。
【図５】従来技術に係る位置決め治具を備えた形状測定装置の側面図である。
【符号の説明】
３０…形状測定装置                  ４２…位置決め治具
４４…測定器                        ４８…貫通孔
５２…軸体                          ５４…位置調整ベース
５６…傾斜調整ベース                ５８…ワーク固定部材
６８、７０…傾斜調整ベース固定ねじ  ７６、７８…位置調整ベース固定ねじ
９２…凹状球面                      １０８…凸状球面
１１８ａ〜１１８ｄ…調整ねじ        １２２ａ〜１２２ｄ…調整ねじ
Ｗ…ワーク
【図１】
0003619474.tif 000002
【図２】
0003619474.tif 000003
【図３】
0003619474.tif 000004
【図４】
0003619474.tif 000005
【図５】
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