JP2005288620A - 可動側部材と固定側部材の位置決め装置及び、該装置を用いた軸受ニットの組立装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業中の芯ずれなどを解消し、可動側部材と固定側部材の位置決め精度を向上させることにある。
【解決手段】外フレーム１４に沿って移動可能に配置した可動側部材と、前記外フレームに対して固定して配置した固定側部材とを互いに同心に位置決めする装置であって、前記可動側部材は、外フレームに沿って平行に摺動可能で、荷重中心と同心に配置されたガイド手段１３に同心で嵌合固定されており、前記ガイド手段は、外フレームに固定されるブッシュ１５と、該ブッシュとの間に案内部材１６を介して摺動可能に配設されているポスト１７とからなり、前記案内部材は、前記ブッシュとポストに備えた転動案内面と線接触する多数のころを組込んで構成されており、該ころは前記転動案内面と負のすきまで接している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、可動側部材と固定側部材を同心に位置決めして、金型の開閉や、軸受ユニットの組立などに用いられる装置に関する。

金型を使った加工では、例えば、高加工精度、上下型の芯出しの容易性、繰り返し作業性等から、図８に示すように、上型１００と下型２００とをそれぞれ同心に配置した天板（可動ダイプレート）３００と基部（固定ダイプレート）４００が、天板３００の四隅に設けたブッシュ５００と、該ブッシュ５００に嵌合する基部４００に設けたガイドポスト（ガイドピン）６００で案内する金型装置が使われている（例えば非特許文献１を参照）。前記四隅に設けたブッシュ５００とガイドポスト６００は、金型を開閉するときに上型１と下型２とを位置決めするための重要部品であり、前記ブッシュ５００とガイドポスト６００とが互いに嵌り合った状態で金型を直動案内するようにしている。

例えば、このような金型装置は、リテーナにニードルローラやクロスローラのころを埋め込んだガイド部材を、ガイドポストとブッシュのすきまに挿入して両者を転がしながら直動案内する方法が広く使われている。そして、前記ガイド部材は、スムースな案内をさせるために、すきまを基本的に許容している。このような構造の金型装置は、ある程度の案内精度を有しており、一般的に広く普及している。

三谷景造、「射出成形金型」、株式会社シグマ出版、1997年6月15日、ｐ.３（図1.1金型の基本構造例:２枚型）

しかしながら、従来から使用されている金型装置のガイドポストは基本的にすきまを持ってブッシュを案内するので、高精度の加工をしたい場合に以下のよう課題がある。
ガイド手段がすきまを有しているので、上下型を高精度に芯出しして取り付けても加工中に芯ずれを生じ、金型のカジリ、破損による金型寿命の低下が発生する。
また、上下型のすきまを小さくできないことや、下死点精度がでないこと等により加工精度の低下という不都合を生じていた。

また、軸受を軸やハウジングに圧入する作業の場合にも、このような金型装置を用いることが一般に行われている。
すなわち、このような金型装置の下型に軸を立設固定し、そして治具を取り付けた上型を介して、軸受を前記下型に配した軸の一端に圧入した後、該軸受の外径にハウジングを圧入し、そして前記軸の他端とハウジングの間に他方の軸受を圧入して組み立てていた。しかし、前記したように作業中に生じ得る芯ずれなどの不具合により、このような圧入作業の作業性、圧入精度などが低いという問題を抱えているのが現状であった。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、作業中の芯ずれなどを解消し、可動側部材と固定側部材の位置決め精度を向上させることにある。

前記課題を解決するためになした第１の発明は、外フレームに沿って移動可能に配置した可動側部材と、前記外フレームに対して固定して配置した固定側部材とを互いに同心に位置決めする装置であって、前記可動側部材は、外フレームに嵌合固定されたガイド手段に同心で嵌合され、前記ガイド手段は、外フレームに固定される固定部と、前記可動側部材を取付け配置すると共に、前記固定部との間に案内部材を介して外フレームに沿って移動可能に配設されている摺動部とからなり、前記案内部材は、前記固定部と摺動部に備えた転動案内面と線接触する多数の転動体と、該転動体を組込む保持器とで構成されており、該転動体は前記転動案内面と負のすきまで接していることを特徴とする可動側部材と固定側部材の位置決め装置としたことである。

第２の発明は、前記第１の発明において、前記転動案内面が、周方向に略等間隔で６面以上備えていることを特徴とする可動側部材と固定側部材の位置決め装置としたことである。

第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明において、転動体としてころを用いたことを特徴とする可動側部材と固定側部材の位置決め装置としたことである。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、軸受とハウジングと軸を一体的に組み立てる軸受ユニットの組立装置であることを特徴とする可動側部材と固定側部材の位置決め装置としたことである。

第５の発明は、第４の発明おいて、固定側部材は、下型に備えた位置決め穴に立設固定される軸であり、可動側部材は、ガイド手段の摺動部に同心で備えたホールド治具を介して保持されると共に、前記軸に位置決めして組込まれる複数個の軸受とハウジングであることを特徴とする可動側部材と固定側部材の位置決め装置としたことである。

第６の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明おいて、可動型を可動側部材とし、固定型を固定側部材とし、前記可動型と固定型の位置決めをすると共に、開閉作動する金型の開閉装置であることを特徴とする可動側部材と固定側部材の位置決め装置としたことである。

第１乃至第３のいずれかの発明の可動側部材と固定側部材の位置決め装置を用いて、軸受とハウジングと軸を一体に組み立てることを特徴とする軸受ユニットの組立方法としたことである。

本発明によれば、可動側部材と固定側部材の作業中における芯ずれから生じ得る部材の破損などによる寿命低下防止が図り得ると共に、作業能率の向上が図れる。
すなわち、ガイド手段を荷重中心に配設した可動部材と固定部材の同心取り付け構造とガイド手段を負のすきまで予圧をかけた構造にすることにより、案内剛性と位相剛性が改善され、高い繰り返し精度が実現することができ、可動側部材と固定側部材における高精度でスムースな位置決め動作と高精度加工が可能となる。
例えば、金型の開閉装置として使用する場合、金型寿命と加工精度の改善が図れ、圧入を伴う軸受ユニット組立装置として使用する場合には、作業性改善による作業能率向上を図り、低コスト化を図ことができる。

以下、本発明の一実施形態を、図に基づいて説明する。なお、本実施形態は本発明の一実施形態にすぎずなんらこれに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。

図１は作業前の本発明装置の概略断面図、図２は作業後の本発明装置の概略断面図、図３（ａ）はガイド手段の一部断面して示す平面図、（ｂ）は縦断面図、図４は本装置を使用して組み立てた軸受ユニットの断面図、図５乃至図７は本装置を使用した軸受ユニットの組立装置の工程図で、図５は軸に一方の軸受を圧入する工程を示す図、図６は前記軸受の外径にハウジングを圧入する工程を示す図、図７は前記軸とハウジングの間に他方の軸受を圧入する工程を示す図である。

これらの図面に示すように、本実施例にかかる装置１０は、可動側部材１１と固定側部材１２を同心に取付位置決めする構造を有し、例えば、可動側部材としての可動型（上型）と固定側部材としての固定型（下型）からなる金型を開閉若しくは型締等する金型装置や、固定側部材としての軸（シャフト）に、可動側部材としての軸受やハウジング等を組込んでなる軸受ユニットを組み立てる装置などが代表的な使用例として挙げられる。
すなわち、本発明によれば、外フレームに対して固定して配置される部材（例えば、前記下型や、軸等）を固定側部材とし、前記外フレームに沿って移動可能に配置される部材（例えば、前記上型や、前記軸に組込まれる軸受やハウジング等）を可動側部材とし、該可動側部材がガイド手段によって固定側部材方向へと同心で移動し位置決めされて所望な作業（金型開閉作業や型締作業、若しくは軸受ユニットの組立て作業）が行ない得る。

図中、１４は縦断側面視略コの字形状の外フレームを示し、該外フレーム１４には、その下部に荷重中心の嵌合穴１８を設けると共に、該嵌合穴１８に下型ホルダ１９と、該下型ホルダ１９に取り付け固定される下型（固定側部材）１２を備え、前記外フレーム１４の上部には、前記下型１２と対向する位置に設けた嵌合孔９に、該下型１２と同心にて備えたガイド手段１３と、該ガイド手段１３に上下移動可能に取り付けた上型（可動側部材）１１とを備えている。

前記ガイド手段１３は、例えば図３に示すように、外フレーム１４に接着固定される円筒状のブッシュ（固定部）１５と、外フレーム１４に沿って平行に摺動可能で、荷重中心と同心に前記ブッシュ１５の内径に配置され、上型１１を取付け可能な円筒状のポスト（摺動部）１７と、該ポスト１７の外周面と前記ブッシュ１５の内周面で摺動変位する円筒状の案内部材１６とにより構成されている。

前記ガイド手段１３は、本実施例によれば、上型１１の上端細筒部を、ポスト１７の内径に同心で嵌合させると共にボルトを介して、ポスト１７上面に固定した昇降部材２１と一体的に取付け、該昇降部材２１を図示しない機械プレスのラムまたはハンドプレスの加工軸と連結することで、昇降部材２１とポスト１７と上型１１が一体的に上下方向に変位して、下型１２と同心で接近・離反を行うようにしている。なお、図中２２は昇降部材２１の案内ガイドである。

前記案内部材１６は、軸方向に等間隔で穿設した多数個のポケット１６ａを有する円筒状の保持器（リテーナ）と、該夫々のポケット１６ａ内に夫々一個ずつ転動自在に組込まれている多数個の転動体（円筒ころ）８を備えて構成されている。本実施例では、平面視薄肉部分に前記ポケット１６ａを軸方向に多数穿設している。
また、本実施例では、前記軸方向の転動体８群を周方向に等間隔若しくは略等間隔で６列備える構成を採用している。

前記ブッシュ１５の内周面とポスト１７の外周面には、軸方向に平坦な転動案内面１５ａ，１７ａが、周方向に６列備えられており、夫々の平坦な転動案内面１５ａ，１７ａに前記多数個のころ８が線接触で転動する。また、ころ８は、前記ブッシュ１５の転動案内面１５ａとポスト１７の転動案内面１７ａと負のすきまで予圧を掛けた状態で摺動するものとしている。

本実施例では、転動体８と、該転動体８が案内される転動案内面１５ａ，１７ａを夫々周方向に等間隔若しくは略等間隔で６列備える構成としているが、これになんら限定されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
また、前記ブッシュ１５、摺動部１７および案内部材１６は、一例を示したにすぎず、何等限定されず本発明の範囲内で変更可能である。

このようなガイド手段１３を金型装置の荷重中心に配設することにより、摺動全域で剛性が向上し、加工中に上型が芯ずれを起こすようなことがなくなる。
この結果、上下型の同軸度を高精度に保持でき、加工精度と金型の耐久性の向上に寄与することとなる。
尚、本実施例では可動側部材としての可動型に上型１１を、固定側部材としての固定型に下型１２をもって説明するが、上型を固定型としての固定側部材とし、下型を可動型としての可動側部材とすることも可能で本発明の範囲内である。

次に、本発明にかかる装置を用いて、軸受ユニット３０を組み立てる軸受ユニット組立装置の一例を図に基づいて説明する。なお、本実施例では、前記可動側部材として説明した上型１１や固定側部材として説明した下型１２に代えて、前記下型１２に立設させた軸３１を固定側部材とし、上型１１のホールド治具１１ａを介して前記軸３１に組込まれる軸受３３やハウジング３４を可動側部材としている。

図１及び図２、図５乃至図７は、図４に示すような軸受ユニット３０を圧入組み立てする工程の概略図である。
「第１工程」
図１及び図５は第１工程にかかる概略図であり、この第１工程は、軸３１のフランジ３２側外周面に軸受３３を圧入する状態を示す。下型１２の位置決め穴１２ａ内へ一端側にフランジ３２を有する軸３１を挿入した後、上型１１のホールド治具１１ａに軸受３３を装着し、該上型１１の下降により、軸３１のフランジ３２面まで前記軸受３３を加圧圧入する。

「第２工程」
図６は第２工程にかかる概略図であり、この第２工程は、前記軸受３３を軸３１に圧入した後、その軸受３３外径にハウジング３４を圧入する状態を示す。すなわち、前記フランジ３２に当接する位置まで軸受３３を圧入した軸を、下型１２の位置決め穴１２ａに挿入した後、上型１１のホールド治具１１ａに装着したハウジング３４を下降させることにより、ハウジング３４内側面部が軸受３３の外径と密着するまで加圧圧入する。

「第３工程」
図２及び図７は第３工程にかかる概略図であり、この第３工程は、前記軸受３３の外径にハウジング３４を圧入した部品の軸３１の一端側近傍に、軸受３３を圧入する状態を示す。下型１２の位置決め穴１２ａに前記部品を挿入した後、上型１１のホールド治具１１ａに装着した軸受３３を上型１１の下降によりハウジング３４内周面と軸３１外周面とに同時に加圧圧入する。

このように、前記三工程により、軸受ユニット３０を組み立てるようにしているが、本発明にかかる位置決め装置を用いた軸受ユニット組立て装置により、軸受３３、ハウジング３４、軸３１の圧入時にカジリ易いという問題が解消され、軸受ユニットの組み立て時における同心精度を保持できカジリが抑制されることとなる。なお、本実施例の軸受ユニット組立工程は一実施例にすぎずこれに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。

この結果、圧入時の作業性と圧入後の軸受ユニットの組み立て精度が向上し、組立体の予圧設定が適切に行われる。
さらに、金型装置の作業能率向上により、製造コストを削減することに寄与することとなる。

本発明装置の一実施例で加工前の断面概略図。 本発明装置の一実施例で加工後の概略断面図。 ガイド部材の構成図で、（ａ）は一部断面して示す平面図、（ｂ）は縦断側面図。 軸受ユニットの縦断面図。 軸受ユニットの組み立て工程図で、第１工程を示す概略図。 軸受ユニットの組み立て工程図で、第２工程を示す概略図。 軸受ユニットの組み立て工程図で、第３工程を示す概略図。 従来技術にかかる金型装置の概略図。

符号の説明

８ 転動体（ころ）
１１ 上型（可動側部材）
１２ 下型（固定側部材）
１３ ガイド手段
１４ 外フレーム
１５ ブッシュ
１６ 案内部材
１７ ポスト
３１ 軸（固定側部材）
３３ 軸受（可動側部材）
３４ ハウジング（可動側部材）

Claims (7)

1. 外フレームに沿って移動可能に配置した可動側部材と、前記外フレームに対して固定して配置した固定側部材とを互いに同心に位置決めする装置であって、
   前記可動側部材は、外フレームに嵌合固定されたガイド手段に同心で嵌合され、
   前記ガイド手段は、外フレームに固定される固定部と、前記可動側部材を取付け配置すると共に、前記固定部との間に案内部材を介して外フレームに沿って移動可能に配設されている摺動部とからなり、
   前記案内部材は、前記固定部と摺動部に備えた転動案内面と線接触する多数の転動体と、該転動体を組込む保持器とで構成されており、該転動体は前記転動案内面と負のすきまで接していることを特徴とする可動側部材と固定側部材の位置決め装置。
2. 転動案内面が、周方向に略等間隔で６面以上備えていることを特徴とする請求項１に記載の可動側部材と固定側部材の位置決め装置。
3. 転動体は、ころであることを特徴とする請求項１又は２に記載の可動側部材と固定側部材の位置決め装置。
4. 軸受とハウジングと軸を一体的に組み立てる軸受ユニットの組立装置であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の可動側部材と固定側部材の位置決め装置。
5. 固定側部材は、下型に備えた位置決め穴に立設固定される軸であり、可動側部材は、ガイド手段の摺動部に同心で備えたホールド治具を介して保持されると共に、前記軸に位置決めして組込まれる複数個の軸受とハウジングであることを特徴とする請求項４に記載の可動側部材と固定側部材の位置決め装置。
6. 可動型を可動側部材とし、固定型を固定側部材とし、前期可動型と固定型の位置決めをすると共に、開閉作動する金型の開閉装置であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の可動側部材と固定側部材の位置決め装置。
7. 請求項１乃至３のいずれかに記載の可動側部材と固定側部材の位置決め装置を用いて軸受とハウジングと軸を一体に組み立てることを特徴とする軸受ユニットの組立方法。
   
   
   

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