(57)【要約】【課題】  簡単な調整機構により２つの部品間の位置を固定でき、分解および再調整を容易に行うことが可能な位置決め機構を得ることを目的とする。【解決手段】  先端部品４０、胴体部品４１間を固定する皿ねじ４４の座面に、第一の偏心部品４２、第二の偏心部品４３を介して締結する構成とする。第一の偏心部品４２、第二の偏心部品４３の取付角度を調整することにより、先端部品４０と胴体部品４１の相対位置を自由に調整可能なため、先端部品４０の後端面と胴体部品４１の前端面を密着させることで、荷重を皿ねじのせん断で受けない構造が得られる。【選択図】      図４
2012193801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
皿ねじの嵌合するさら穴が形成され、外周に当該さら穴の軸から軸が偏心した円錐面が形成されるとともに、上面に溝が形成された第一の偏心部品と、
上記第一の偏心部品の外周に嵌合するさら穴が形成され、外周に当該さら穴の軸から軸が偏心した円錐面が形成されるとともに、上面に溝が形成された第二の偏心部品と、
を備えた位置決め機構。
【請求項２】
皿ねじの嵌合するさら穴が形成され、外周に当該さら穴の軸から軸が偏心した円筒面が形成されるとともに、上面に溝が形成された第一の偏心部品と、
上記第一の偏心部品の外周に嵌合する円筒穴が形成され、外周に当該円筒穴の軸から軸が偏心した円筒面が形成されるとともに、上面に溝が形成された第二の偏心部品と、
を備えた位置決め機構。
【請求項３】
さら穴と当該さら穴から軸が偏心した外周の円錐面と上面の溝が形成された第一の偏心部品を、当該第一の偏心部品の外周に嵌合するさら穴と当該さら穴から軸が偏心した外周の円錐面と上面の溝が形成された第二の偏心部品のさら穴に嵌め込み、当該第一の偏心部品のさら穴と第二の偏心部品のさら穴のそれぞれの外周に対する偏心方向が、互いに逆方向になるように調整するステップと、
上記第二の偏心部品を第一の部品に形成されたさら穴に嵌め込むステップと、
皿ねじを上記第一の偏心部品のさら穴を介して第二の部品のねじ穴に係合させるステップと、
上記第一の偏心部品の溝と第二の偏心部品の溝を介して、上記第一の偏心部品および上記第二の偏心部品を互いに逆方向に回転させて、上記第一の部品と第二の部品の位置を調調整するステップと、
を備えた位置決め調整方法。
【請求項４】
さら穴と当該さら穴から軸が偏心した外周の円筒面と上面の溝が形成された第一の偏心部品を、当該第一の偏心部品の外周に嵌合する円筒穴と当該円筒穴から軸が偏心した外周の円筒面と上面の溝が形成された第二の偏心部品の円筒穴に嵌め込み、当該第一の偏心部品のさら穴と第二の偏心部品の円筒穴のそれぞれの外周に対する偏心方向が、互いに逆方向になるように調整するステップと、
皿ねじを上記第一の偏心部品のさら穴を介して第二の部品のねじ穴に係合させるステップと、
上記第二の偏心部品を第一の部品に形成された円筒穴に嵌め込むステップと、
上記第一の偏心部品の溝と第二の偏心部品の溝を介して、上記第一の偏心部品および上記第二の偏心部品を互いに逆方向に回転させて、上記第一の部品と第二の部品の位置を調調整するステップと、
を備えた位置決め調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の部品を所要の位置で相互に位置決めするための位置決め機構、および位置決め調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
皿ねじを用いて部品を締結する場合、部品間をガタ付きなく締結することができる。この際、当該締結された部品に対し皿ねじの軸に垂直な方向に荷重が加わると皿ねじはせん断荷重を受ける。皿ねじのせん断強度を確保するためには、多くの数量の皿ねじを設ける必要がある。
【０００３】
また、偏心ピンを用いて部品間の位置決めを行う場合、部品間の微小な位置調整が可能となる。例えば、鏡筒と光学部品の位置関係や歯車間のバックラッシを適正な状態に保持しようとする場合など、部品間の相互位置関係を調整する際に、偏心ピンが用いられることがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−４２９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４は、例えば空力荷重を受ける従来のレドームの固定構造を示す図である。図において、レドームの先端部１と胴体部２は複数本の皿ねじ３で締結されている。この構成において、先端部１の前方から加わる空力荷重は数トン程度と大きい。先端部１に加わった空力荷重は皿ねじ３を介して胴体部２に伝達されるため、皿ねじ３は大きなせん断荷重を受ける。
【０００６】
このような構成では、大きな空力荷重に耐えるために、ねじを太くしたり、ねじ数を増やしたりする必要がある。ねじサイズを大きくした場合は締結に必要な部品の厚さが増えることから、小型化や軽量化の面で弊害があり、またねじ数を増やすと整備性、製造コストの面で制約を生じる。また、レドームの先端部１が特に大きな空力荷重を受ける場合は、一般の強度をもつねじでは荷重に耐えられない場合がある。このように大荷重を受ける部品間を皿ねじで締結する際に、より大きなせん断荷重を受ける構造が求められている。
【０００７】
また、図５は、２系統のギアを有したギアボックスをシャシに取り付けた従来の固定構造を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は分解図、（ｃ）は上面図である。図６は、従来のギア間の調整動作を示す図であり、（Ａ）はギア１０とギア１８の位置関係を示す図、（Ｂ）は偏心ピンの調整動作を示す図、（Ｃ）は偏心ピンの別の調整動作を示す図である。図において、ギアボックス１５は、駆動系ギア１０と、検出系ギア１１と、内部ギア列１２と、モータ１３と、角度検出器１４を備えて構成される。シャシ１９は、回転体１６を支持する軸受１７を介して回転体１６を支持している。回転体１６はギア１８が取り付けられ、モータ１３の回転トルクにより駆動系ギア１０がギア１８を回転させることで回転体１６が回る。また、ギア１８の回転角度は検出系ギア１１の回転による角度検出器１４の出力信号から検出することができる。ギアボックス１５とシャシ１９はねじ２０によって互いに締結されるとともに、偏心ピン（Ａ）２１と偏心ピン（Ｂ）２２と偏心ピン（Ｃ）２３によって位置決めされる。
【０００８】
モータ１３および角度検出器１４は、内部ギア列１２を介して、駆動ギア１０および検出ギア１１に回転可能に連結されている。回転体１６を精度良く回転させ、その回転角度を精度良く検出するためには、ギア１８に噛み合う駆動ギア１０および検出ギア１１のバックラッシを、適切に調整する必要がある。
【０００９】
このような構成において、２つのギアの位置を独立に調整できなければ、所要のバックラッシを満たすことができない。上記調整を可能とするためには、図６（Ａ）に示すように、ギアと同軸な位置で、ギアの中心軸間を結ぶ線Ｘ上を動かす必要がある。
【００１０】
ここで偏心ピンを用いた場合について述べる。図６（Ｂ）に示すように、ピンと嵌合する穴を丸穴とすると、偏心ピンを回転させてギアの位置を調整するときに、ギアは中心軸を結ぶ線Ｘ方向だけでなく線Ｘに垂直な方向にも動いてしまうという問題がある。
【００１１】
この問題を解消する１つの手段として、図６（Ｃ）に示すように嵌合穴を長穴とする方法がある。しかし、駆動系ギア１０と検出系ギア１１の２つのギアのバックラッシを調整でき、かつギアボックス１５をシャシ１９に対して安定して位置決めするためには、長穴方向の自由度を拘束する必要性から、図５（ｃ）に示す３つの偏心ピン２１〜２３を同時に回して位置調整を行う必要がある。かかる構成では、直感的な調整が難しく、調整に時間を要するという問題があった。
【００１２】
また、ピンの嵌合相手穴が長穴であるため、ギア駆動により生じる反力を３箇所の偏心ピンのうち最低１箇所で受けることとなることから、位置決め後の運用中に機構ずれを生じる可能性があった。
【００１３】
なお、図２に示す偏心ピン２１〜２３を無くし、ねじの締結による摩擦力のみで位置決めを行った場合は、ギアボックス１５とシャシ１９の締結部に滑りを生じて、バックラッシが適正範囲外になる可能性があった。
【００１４】
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、簡単な調整機構により２つの部品間の位置を固定でき、分解および再調整を容易に行うことが可能な位置決め機構、および位置決め調整方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明による位置決め機構は、皿ねじの嵌合するさら穴が形成され、外周に当該さら穴の軸から軸が偏心した円錐面が形成されるとともに、上面に溝が形成された第一の偏心部品と、上記第一の偏心部品の外周に嵌合するさら穴が形成され、外周に当該さら穴の軸から軸が偏心した円錐面が形成されるとともに、上面に溝が形成された第二の偏心部品と、を備えたものである。
【００１６】
また、皿ねじの嵌合するさら穴が形成され、外周に当該さら穴の軸から軸が偏心した円筒面が形成されるとともに、上面に溝が形成された第一の偏心部品と、上記第一の偏心部品の外周に嵌合する円筒穴が形成され、外周に当該円筒穴の軸から軸が偏心した円筒面が形成されるとともに、上面に溝が形成された第二の偏心部品と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、偏心部品を複数重ね合わせて部品間の締結に用いることで、少なくとも２つの部品間を安定的に位置決め固定するとともに、より簡単で精度良く位置決め調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１による位置決め機構の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１による位置決め機構の構成および動作を示す断面図である。
【図３】実施の形態２による位置決め機構の動作を説明するための図である。
【図４】従来のレドームの固定構造を示す図である。
【図５】従来のギアボックスの固定構造を示す図である。
【図６】従来のギア間の調整動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１による位置決め機構の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は分解図である。図２は、実施の形態１による位置決め機構の構成および動作を示す断面図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は位置決め動作を説明するための上面図、（ｄ）は位置決め動作を説明するための断面図である。
【００２０】
図において、実施の形態１の位置決め機構は、先端部品４０と胴体部品４１を、複数の第一の偏心部品４２と複数の第二の偏心部品４３によって固定する構造をなしている。第一の偏心部品４２と第二の偏心部品４３は、胴体部品４１の外周に沿って先端部品４０との嵌合部における複数個所に設けられている。先端部品４０、第一の偏心部品４２および第二の偏心部品４３は、皿ねじ４４によって胴体部品４１に締結固定される。先端部品４０は例えば飛翔体のレドームであり、胴体部品４１は例えば飛翔体の胴体である。
【００２１】
第一の偏心部品４２は、皿ねじ４４の円錐形状のねじ頭が嵌合する円筒穴またはさら穴（嵌合穴）が設けられ、皿ねじ４４の座面を構成する。また、第一の偏心部品４２は、外周に円筒面もしくは円錐面が形成されている。第一の偏心部品４２の外周における円筒面もしくは円錐面の軸は、当該第一の偏心部品４２の円筒穴またはさら穴の軸から偏心している。
第二の偏心部品４３は、第一の偏心部品４２の外周が嵌合する円筒穴もしくはさら穴（嵌合穴）が設けられる。また、第二の偏心部品４３は、外周に円筒面もしくは円錐面が形成されている。第二の偏心部品４３の外周における円筒面もしくは円錐面の軸は、当該第二の偏心部品４３の円筒穴またはさら穴の軸から偏心している。
なお、第一の偏心部品４２および第二の偏心部品４３の嵌合穴にさら穴を用いると、より高い位置決め精度を得ることができる。
【００２２】
先端部品４０は、第二の偏心部品４３の外周に設けられた円筒面もしくは円錐面に嵌合する面である円筒穴もしくはさら穴が形成される。また、先端部品４０は、胴体部品４１の円筒面に嵌合する端面を有している。
【００２３】
胴体部品４１は、外周に段差をなして上記先端部品４０が嵌合する円筒面を有する。また、胴体部品４１は、皿ねじ４４が係合するねじ穴が形成されている。
【００２４】
これによって、先端部品４０のさら穴に第二の偏心部品４３が挿入され、第二の偏心部品４３のさら穴に第一の偏心部品４２が挿入され、第一の偏心部品４２のさら穴に皿ねじ４４が挿入され、皿ねじ４４が胴体部品４１のねじ穴に係合することで、胴体部品４１と皿ねじ４４との間に、第一の偏心部品４２、第二の偏心部品４３、および先端部品４０が挟持され、締結固定されることとなる。
【００２５】
また、第一の偏心部品４２、第二の偏心部品４３の上面には、ドライバーや専用工具などの先端の平坦な工具でこれらを回転できるよう、工具を嵌合するための溝（もしくは穴）が１箇所もしくは複数個所形成されている。
【００２６】
先端部品４０に設けられた第二の偏心部品４３が嵌合する円筒穴またはさら穴と、胴体部品４１に設けられた皿ねじ４４が係合するねじ穴の位置を合わせると、先端部品４０の後端面と胴体部品４１の前端面の間に僅かな隙間（Ｑ部）があるような位置関係に、上記の２穴を設ける。
【００２７】
次に、図２を用いて実施の形態１による位置決め動作について説明する。
図２（ａ）（ｂ）に示すように、まず、第一の偏心部品４２と第二の偏心部品４３の偏心方向が相互に逆になる姿勢で、全箇所の第一の偏心部品４２、第二の偏心部品４３、および皿ねじ４４を先端部品４０および胴体部品４１に取り付け、胴体部品４１のねじ穴に皿ねじ４４を係合させる。
【００２８】
続いて、第一の偏心部品４２と第二の偏心部品４３に設けた溝もしくは穴に工具を嵌合させる。ここで、図２（ｃ）（ｄ）に示すように、第一の偏心部品４２と第二の偏心部品４３を互いに逆方向に概略同じ大きさの角度分だけ回転させると、これらに嵌合する先端部品４０は胴体部品４１に対して並行移動する。この回転角度を適切に調整することで、先端部品４０の後端面と胴体部品４１の前端面（Ｑ部）が密着した状態を得ることができる。この位置状態で皿ねじ４４を締結する。
【００２９】
このように位置決め調整を行うことで、先端部品１に前方（図１の紙面左方向）から空力荷重が加わった場合であっても、空力荷重は主に先端部品４０の後端面を介して胴体部品４１に伝達されるため、皿ねじ４４に加わるせん断荷重はゼロ近くにまで低減することが可能となる。
【００３０】
また、第一の偏心部品４２と第二の偏心部品４３にさら穴を用いるとともに、皿ねじ４４で固定することで、先端部品４０の表面から第一の偏心部品４２、第二の偏心部品４３、および皿ねじ４４が突出することがないので、先端部品４０の表面を平滑することができるため、当該位置決め機構の設置による気流の散乱を防ぐことができる。
【００３１】
以上説明した通り、実施の形態１による位置決め機構は、皿ねじの嵌合するさら穴が形成され、外周に当該さら穴の軸から軸が偏心した円錐面が形成されるとともに、上面に溝が形成された第一の偏心部品と、上記第一の偏心部品の外周に嵌合するさら穴が形成され、外周に当該さら穴の軸から軸が偏心した円錐面が形成されるとともに、上面に溝が形成された第二の偏心部品と、を備えたことを特徴とする。
【００３２】
また、第一の偏心部品を第二の偏心部品のさら穴に嵌め込み、当該第一の偏心部品のさら穴と第二の偏心部品のさら穴のそれぞれの外周に対する偏心方向が、互いに逆方向になるように調整するステップと、皿ねじを上記第一の偏心部品のさら穴を介して第二の部品のねじ穴に係合させるステップと、上記第二の偏心部品を第一の部品に形成されたさら穴に嵌め込むステップと、上記第一の偏心部品の溝と第二の偏心部品の溝を介して、上記第一の偏心部品および上記第二の偏心部品を互いに逆方向に回転させて、上記第一の部品と第二の部品の位置を調調整するステップと、を備えて位置決め調整を行う。
【００３３】
これによって、偏心部品を複数重ね合わせて部品間の締結に用いることで、少なくとも２つの部品間を安定的に位置決め固定するとともに、より簡単で精度良く位置決め調整することができる。
【００３４】
実施の形態２．
図３は、実施の形態２による位置決め機構の動作を説明するための図である。図において、ギアボックス１５は、第一の偏心部品（Ｄ）６０、第二の偏心部品（Ｄ）６１、皿ねじ（Ｄ）６２からなる第１の位置決め機構と、第一の偏心部品（Ｓ）６３、第二の偏心部品（Ｓ）６４、皿ねじ（Ｓ）６５からなる第１の位置決め機構とを備えており、シャシ１９に取り付けられる。第一の偏心部品（Ｄ）６０、第二の偏心部品（Ｄ）６１、および皿ねじ（Ｄ）６２は、モータ１３に連動する駆動系ギア１０と同軸に配置され、第一の偏心部品（Ｓ）６３、第二の偏心部品（Ｓ）６４、および皿ねじ（Ｓ）６５は、角度検出器１４に連動する検出系ギア１１と同軸に配置される。ギアボックス１５の駆動系ギア１０および検出系ギア１１は、ギア１８に噛み合う。ギア１８は、シャシ１９に回転可能に軸支された回転体１６に取り付けられる。また、ギアボックス１５は、ねじ２０によりシャシ１９に締結固定される。
【００３５】
図３において、第一の偏心部品（Ｄ）６０、第二の偏心部品（Ｄ）６１、および皿ねじ（Ｄ）６２は、図１および図２で説明した第一の偏心部品４２、第二の偏心部品４３、および皿ねじ４４と同一相当のものであり、同様の機能を有する。但し、第二の偏心部品６１，６４の外周は、実施の形態１の図１、２に図示した円錐面ではなく円筒面として示してある。
その他、図３において、符号１０乃至１９に示す構成品については、図５で説明したものと同等であるため、ここでは詳細な説明を省く。
【００３６】
実施の形態２の位置決め機構は以上のように構成され、駆動系ギア１０に同軸に配置された第１の位置決め機構（６０、６１、６２）と検出系ギア１１に同軸に配置された第２の位置決め機構（６３、６４、６５）を、実施の形態１と同じように工具を用いて回転操作することにより、それぞれのギア（駆動系ギア１０および検出系ギア１１）のバックラッシを独立かつ容易に調整することが可能となる。
【００３７】
以上により、実施の形態２による位置決め機構は、皿ねじの嵌合するさら穴が形成され、外周に当該さら穴の軸から軸が偏心した円筒面が形成されるとともに、上面に溝が形成された第一の偏心部品と、上記第一の偏心部品の外周に嵌合する円筒穴が形成され、外周に当該円筒穴の軸から軸が偏心した円筒面が形成されるとともに、上面に溝が形成された第二の偏心部品と、を備えたことを特徴とする。
【００３８】
また、第一の偏心部品を第二の偏心部品の円筒穴に嵌め込み、当該第一の偏心部品のさら穴と第二の偏心部品の円筒穴のそれぞれの外周に対する偏心方向が、互いに逆方向になるように調整するステップと、上記第二の偏心部品を第一の部品に形成された円筒穴に嵌め込むステップと、皿ねじを上記第一の偏心部品のさら穴を介して第二の部品のねじ穴に係合させるステップと、上記第一の偏心部品の溝と第二の偏心部品の溝を介して、上記第一の偏心部品および上記第二の偏心部品を互いに逆方向に回転させて、上記第一の部品と第二の部品の位置を調調整するステップとを備える。
【００３９】
これによって、偏心部品を複数重ね合わせて部品間の締結に用いることで、少なくとも２つの部品間を安定的に位置決め固定するとともに、より簡単で精度良く位置決め調整することができる。
【００４０】
なお、実施の形態１、２による位置決め機構は、移動体、特に航空機または飛翔体に搭載される電子機器など、小型軽量化の要求や、荷重、振動など耐環境性要求が厳しい機器に用いることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  先端部品、２  胴体部品、３  皿ねじ、１０  駆動系ギア、１１  検出系ギア、１３  モータ、１４  角度検出器、１５  ギアボックス、１６  回転体、１８  ギア、１９  シャシ、２０  ねじ、４０  先端部品、４１  胴体部品、４２  第一の偏心部品、４３  第二の偏心部品、４４  皿ねじ、６０  第一の偏心部品（Ｄ）、６１  第二の偏心部品（Ｄ）、６２  皿ねじ（Ｄ）、６３  第一の偏心部品（Ｓ）、６４  第二の偏心部品（Ｓ）、６５  皿ねじ（Ｓ）。
【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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【図６】
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