(57)【要約】【課題】球形ピンの如き使い安さを有しつつ、平行ピンのように耐久性を向上せしめた位置決めピンを提供すること。【解決手段】位置決めされるべきワーク８の位置決め孔８ａ内に挿入されて、かかるワークの位置決めを行う位置決めピン２において、所定長さの軸部２ｂの先端に、位置決め孔内に挿入せしめられる球状部２ａを一体的に設けると共に、かかる球状部２ａの赤道部位に、その全周に亘って延びる、軸部の軸方向に平行な平坦面４を形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決めされるべき物体の孔内に挿入されて、該物体の位置決めを行う位置決めピンにして、所定長さの軸部の先端に、前記孔内に挿入せしめられる球状部を一体的に有していると共に、かかる球状部の赤道部位に、その全周に亘って延びる、前記軸部の軸方向に平行な平坦面が形成されていることを特徴とする位置決めピン。
【請求項２】
前記平坦面が、前記球状部の外径に対して４〜１８％の割合となる幅において、形成されている請求項１に記載の位置決めピン。
【請求項３】
前記物体が載置される支持プレート上に、立設するようにして、取り付けられる請求項１又は請求項２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、位置決めピンの改良に係り、特に、ワークや治具等の、位置決めされるべき物体の孔内に挿入されて、かかる物体の位置決めを有利に行い得るようにした位置決めピンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワーク（被加工物）の加工精度を高める上において、それが取り付けられる加工テーブル等における取付位置の正確性を向上せしめることが要請されており、また、治具（ジグ）は、製品の加工や組み立て、検査等の工程において、高い位置精度を繰り返して確保するために用いられてきている。そして、そのようなワークや治具等の物体の取付位置を設定する場合には、精度を確保する等の観点から、ピンと孔による嵌合方式の位置決め方法が、一般に用いられてきている。この位置決め方法においては、ピンと孔のピッチとの隙間の量が繰返し精度となって、信頼性も高くなるからである。
【０００３】
ここにおいて、そのような位置決め方法において用いられるピンである位置決めピンとしては、一般に、図４（ａ）に示される如く、先端外周部が僅かにテーパ面とされた、軸方向において同一外径を有するロッド形状の平行ピン１０が、採用されており、この平行ピン１０が、支持プレート１２に取り付けられた状態において、治具プレート１４に設けられたブッシュ１６の均一な内径のストレート状の内孔１６ａ内に挿入せしめられることにより、かかる治具プレート１４を高い位置決め精度において固定することが出来るようになっているのである。
【０００４】
しかしながら、特に、図４（ｂ）に示されるように、平行ピン１０に対して治具プレート１４が傾いた状態において、位置決め操作が行なわれると、ブッシュ１６のストレートな内孔１６ａと平行ピン１０との間において、カジリが生じ、中でも、複数のピンを基準にする場合にあっては、特に顕著に表れることが認められている。また、それら平行ピン１０と内孔１６ａのピッチ誤差や繰返しの位置決め操作における位置決め精度をよくする目的で、平行ピン１０とブッシュ１６の内孔１６ａとの間の隙間を少なくすると、それらピン１０とブッシュ１６とは、更にかじり易くなるのであり、そのために、かかるピン１０の挿入や離脱に障害が発生しないようにするには、平行ピン１０の中心軸に対して、治具プレート１４、具体的にはブッシュ１６の内孔１６ａの軸方向とが互いに平行となるように移動させる必要があり、これが、また、位置決め作業を面倒なものとしていたのである。
【０００５】
そして、かくの如き現象によって、位置決め精度をよくしようとすれば、する程、ワークの着脱や治具等の交換作業を短時間で行なうことが出来なくなっていたのであり、更に、ロボットでの作業においても、同様の現象を回避するために、倣いのように、円弧運動を僅かにさせて、着脱作業を行なう等のプログラムを組む等の対策を講じる必要もあったのである。
【０００６】
このため、そのような障害を回避すべく、平行ピン１０と平行孔（１６ａ）のブッシュ１６との組み合わせに代えて、特開２０００−３５４９３０号公報（特許文献１）等においては、ピンの先端部の形状を球形にしたものを用いて、これを、位置決め孔（１６ａ）内に挿入するようにした方式が、提案されている。そして、そこでは、ピンが球形とされているところから、着脱時のワークや治具の姿勢が少々傾いても、ピンと位置決め孔との嵌合は容易に行なわれ得て、カジリ等の問題の発生を効果的に回避し得ることとなるのであるが、ピンの形状が球形であるために、その外径寸法を維持することは、前記した平行ピン１０よりも難しくなるのである。
【０００７】
すなわち、図５に拡大して示される如く、球形ピン２０は、その先端部の球状部２０ａがブッシュ１６の内孔１６ａ内に挿入されて、かかる内孔１６ａの内面に対して、線接触において接して、その位置決め機能を奏するものであるために、かかる球状部２０ａ、特にその線接触する赤道部位の磨耗量は、前記した平行ピン１０の場合よりも遥かに多く、すぐに内孔１６ａ内面と接触する部分の寸法が小さくなってしまう結果、ブッシュ孔（１６ａ）との間の隙間が大きくなり易く、これによって、ピン２０（正確には、球状部２０ａ）とブッシュ１６（正確には、内孔１６ａの内面）との間の隙間が増大し、以て、位置決め精度が低下して、そのバラツキが製品の加工や組み立て精度を悪化させる等の問題を惹起することとなる。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３５４９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、球形ピンの如き使い安さを有しつつ、平行ピンのように耐久性を向上せしめた位置決めピンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そして、本発明にあっては、そのような課題を解決するために、位置決めされるべき物体の孔内に挿入されて、該物体の位置決めを行う位置決めピンにして、所定長さの軸部の先端に、前記孔内に挿入せしめられる球状部を一体的に有していると共に、かかる球状部の赤道部位に、その全周に亘って延びる、前記軸部の軸方向に平行な平坦面が形成されていることを特徴とする位置決めピンを、その要旨とするものである。
【００１１】
なお、このような本発明に従う位置決めピンの望ましい態様の一つにあっては、前記平坦面が、前記球状部の外径に対して４〜１８％の割合となる幅において、形成されることとなる。
【００１２】
また、かかる本発明に従う位置決めピンは、一般に、前記物体が載置される支持プレート上に、立設するようにして、取り付けられることとなる。
【発明の効果】
【００１３】
このように、本発明に従う位置決めピンにあっては、従来からの球形ピンと同様に、軸部の先端に、全体として球形状を呈する球状部が設けられているところから、その球状部における球形の頂上部は案内形状としても優れ、位置決めされるべき物体に設けられた位置決め孔に対して、その中心部を少し外れても、容易に挿入することが可能となるのであり、以て、中心位置への誘導がスムーズに行われるために、着脱の効率化やロボットにも有利に対応させることが可能となるのである。
【００１４】
しかも、かかる本発明に従う位置決めピンにおける球状部は、その赤道部位の全周に亘って、所定幅の平坦面を有しているところから、位置決めされるべき物体の位置決め孔内に挿入された際、かかる平坦面において位置決め孔内面に当接して、位置決めされることとなるところから、それら位置決めピンと位置決め孔内面との間の接触が面接触となり、これによって、磨耗体積が増大することにより、かかる位置決めピン、具体的には、その球状部の耐磨耗性が効果的に向上せしめられ得ることとなるのであり、以て、従来からの平行ピンの耐磨耗性に少しでも近づけることが可能となるのであり、加えて、そのような球状部の精度の管理においても、真球形状の場合よりも、平坦面を設けた球形状の場合の方が、加工や研磨において容易となる特徴も有しているのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の代表的な実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００１６】
先ず、図１には、本発明に従う位置決めピン２の二つが立設、配置された支持プレート（支持台乃至はテーブル）６に対して、ワーク８が位置決めされるようにした形態の一例が、示されている。
【００１７】
そこにおいて、位置決めピン２は、全体として球形状を呈する球状部２ａと、この球状部２ａが先端に一体的に設けられてなる、所定長さのロッド状の軸部２ｂとから構成されており、かかる軸部２ｂの基部（下端部）において、支持プレート６に対して、ボルトやネジ等の公知の固定手段にて固定せしめられて、支持プレート６上に立設された形態において配設されている。そして、この位置決めピン２の球状部２ａには、図２に拡大して示されれているように、軸部２ｂの軸方向に対して、球状部２ａの中心を通る直角な方向における、最大外径部位に相当する赤道部位に、その全周に亘って延びる所定幅：Ｌの帯状の平坦面４が、軸部２ｂの軸方向に平行な面として、形成されている。
【００１８】
一方、位置決めされるべき物体であるワーク８には、適数個（ここでは、２個）の位置決め孔８ａが設けられている。なお、ここでは、位置決め孔８ａがワーク８自体に設けられているが、そのような位置決め孔８ａがワーク８に設けられていない場合や、ワーク８に設けることが出来ない場合等にあっては、適当な治具プレート（１４）を用い、それにワークを固定する一方、治具プレート（１４）に設けられた位置決め孔（１６ａ）を利用して位置決めされることとなる。
【００１９】
そして、かかるワーク８に設けられた位置決め孔８ａに対して、支持プレート６に立設された位置決めピン２が、その先端の球状部２ａから挿入せしめられることにより、図１に示される如く、ワーク８が、支持プレート６上において、二つの位置決めピン２、２によって位置決めされることとなるのである。なお、そのような位置決めピン２にて位置決めされたワーク８は、従来と同様に、クランプ７等によって、支持プレート６上に固定せしめられることとなる。また、ここでは、ワーク８は、スペーサ９を介して支持プレート６上に載置せしめられるようになっている。
【００２０】
このようにして、ワーク８の位置決め孔８ａ内に、位置決めピン２が挿入せしめられると、かかる位置決めピン２の先端の球状部２ａが、その赤道部位において、位置決め孔８ａの内周面に接するようになるのであるが、かかる球状部２ａの赤道部位には、所定幅の平坦面４が形成されているところから、図３に示されるように、位置決めピン２の球状部２ａは、そのような平坦面４において、位置決め孔８ａの内周面に接することとなり、これによって、ワーク８が、面接触において位置決めピン２にて位置決めされることとなるのである。
【００２１】
従って、かかる構成の位置決めピン２にあっては、その球状部２ａが位置決め孔８ａの内面に対して面接触となるところから、従来の球形ピンの如き線接触の場合とは異なり、その耐磨耗性が格段に向上せしめられ得ることとなるのである。例えば、球状部２ａの外径：８ｍｍに対して、平坦面４の幅（軸部２ｂの軸方向に対して平行な方向の長さ：Ｌ）を１．５ｍｍとした時の、位置決めピン２の耐磨耗性が極めて優れていることは、磨耗により除去される体積を算出した結果から、平坦面４を設けた位置決めピン２が、従来の如き球形ピンの１．５倍以上の磨耗体積を有していることからして、容易に予測され得るのである。
【００２２】
なお、かかる位置決めピン２の球状部２ａの赤道部位に設けられる帯状の平坦面４は、球状部２ａの大きさ（外径）に応じて、また位置決め孔８ａ内への挿入性や期待される耐磨耗性の程度等に応じて、適宜に決定されることとなる。尤も、球状部２ａの外径としては、一般には、６〜１２ｍｍ程度が採用される一方、かかる平坦面４の幅、換言すれば、軸部２ｂの軸方向に対して平行な方向における長さ：Ｌとしては、球状部２ａの外径に対して４〜１８％の割合となるように、選択されることとなる。平坦面４の幅：Ｌが狭くなり過ぎると、充分な耐磨耗性の向上効果を発現し得なくなるからであり、また、広くなり過ぎると、位置決め孔８ａ内への挿入に支障が惹起される場合があるからである。なお、そのような平坦面４の現実的な幅としては、通常１．０ｍｍ〜１．５ｍｍ程度とされることとなる。
【００２３】
また、上述の如く、位置決めピン２の球状部２ａの赤道部位に、所定幅の平坦面４を形成することによって、それが真球形状とされたときよりも、その精度の管理が、その加工や研磨において容易となる特徴があるのであり、加えて、そのような位置決めピン２の球状部２ａの頂上部は球形状となっているところから、案内形状としても優れており、ワークや治具（板）等の物体を傾きながらでも、また少し中心部を外れても、容易に中心位置への誘導がスムーズに行なわれ得ることとなるのであり、これによって、着脱の効率化やロボット作業にも対応させやすくなるという特徴を発揮するのである。
【００２４】
以上、本発明の一つの実施形態について詳述してきたが、それは、あくまでも、例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。
【００２５】
例えば、位置決めピン２は、一般に、その球状部２ａ及び軸部２ｂ、共に、耐磨耗性に優れた金属材質とされると共に、かかる軸部２ｂは、球状部２ａの直径よりも小さな外径を有するロッドにて構成され、また、その長さとしても、位置決め孔８ａ内に挿入することが出来るように、適宜の長さにおいて形成されることとなる。
【００２６】
また、本発明において、位置決めピン２が治具プレート（板）と組み合わされる場合にあっては、従来と同様に、図４に示される如く、治具プレート（１４）にブッシュ（１６）を設けて、その内孔が位置決め孔とされて、そこに、位置決めピン２が挿入され、目的とする位置決めが行われるようにすることも可能である。
【００２７】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において、実施され得るものであり、そして、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に従う位置決めピンを用いた、ワークの位置決め形態を示す断面説明図である。
【図２】図１に用いられる位置決めピンを拡大して示す部分説明図である。
【図３】図１において、ワークの位置決め孔内に、位置決めピンが挿入された状態を示す断面拡大説明図である。
【図４】従来の位置決めピンを用いた治具プレートの位置決め形態を示す説明図であって、（ａ）は、位置決めピンと治具プレートに設けられたブッシュとの関係を示す拡大断面説明図であり、（ｂ）は、そのような位置決めピンに対して、治具プレートが傾いて挿脱される場合の形態を示す断面説明図である。
【図５】従来の位置決めピンとしての球形ピンが、治具プレートに設けられたブッシュ内に挿入された形態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
２  位置決めピン                        ２ａ  球状部
２ｂ  軸部                                  ４  平坦面
６  支持プレート                          ７  クランプ
８  ワーク                              ８ａ  位置決め孔
９  スペーサ                            １０  平行ピン
１２  支持プレート                        １４  治具プレート
１６  ブッシュ                            １６ａ  内孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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