JP2008089156A - 位置決め固定機構 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの部材を位置決め固定する位置決め固定機構に関するものである。
【解決手段】位置決め部材１３と上被固定部材１０及び下被固定部材１１に押し圧力を付与する締結部材１４と、前記位置決め部材１３は、その水平方向の基準線２２から上方向に縮径するテーパ面を有する上方位置決め凸面２０と、その水平方向の中心線から下方向に縮径するテーパ面を有する下方位置決め凸面２１と、その内方への縮径を許容する貫通孔２３とを備え、前記上被固定部材１０は、前記上方位置決め凸面２０に合致する上方位置決め凹面１８を備え、前記下被固定部材１１は、前記下方位置決め凸面２１に合致する下方位置決め凹面２５を備え、前記位置決め部材１３を上被締結部材１０と下被締結部材１１との間に挿入し締結部材１４で締結したとき弾性限度内で縮径することにより、位置決め固定された2つの部材にプリロードを付与する構成とした事を特徴とする位置決め固定機構。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つの部材を位置決め固定する機構に関するものである。

２つの部材を位置決め固定する機構としては、２つの部材間の位置決めする位置決め部材と、この位置決め部材で位置決めした後２つの部材を締結する締結部材とで構成する。この位置決め部材としては、ピンを利用する機構と引用文献１に開示されるようなテーパ部材を用いる機構がある。

上記した従来の位置決め固定機構の位置決め部材は、２つの部材の位置をあわせる機能のみであり、締結部材は部材を締結するのみである。このため、位置決めされた２つの部材に作用する振動あるいは横方向からの外力に対して対抗する機能がない。すなわち、位置決め固定された後の２つの部材が外力影響を受け易い等の問題を有する。

特開平８−１３２４４３

本発明は、２つの部材間を位置決めする位置決め部材に、振動あるいは横方向の外力に対抗する機能を持たせることで、位置決め固定された２つの部材に作用する振動あるいは横方向の外力対抗する機能を有する位置決め固定機構を提供するものである。

課題を解決するための手段及び効果

位置決め固定される上被固定部材と下被固定部材と、この上被固定部材と下被固定部材の間に挿入する位置決め部材と、この位置決め部材と上被固定部材及び下被固定部材に押し圧力を付与する締結部材と、を有する位置決め固定機構において、前記位置決め部材は、その水平方向の基準線から上方向に縮径するテーパ面を有する上方位置決め凸面と、その水平方向の基準線から下方向に縮径するテーパ面を有する下方位置決め凸面と、その内方への縮径を許容する貫通孔とを備え、前記上被固定部材は、前記上方位置決め凸面に合致する上方位置決め凹面を備え前記下被固定部材は、前記下方位置決め凸面に合致する下方位置決め凹面を備え、前記位置決め部材を上被締結部材と下被締結部材との間に挿入し締結部材で締結したとき弾性限度内で縮径する構成とした事を特徴とする位置決め固定機構。

この発明の位置決め固定機構は、位置決め部材と2つの被固定部材（上被固定部材と下被固定部）と、締結部材を個別の部材として構成することにより被固定部材の固定状況に対応して、各部品を活用できるので汎用性に富む。また、２つの被固定部材の一方の被固定部材を共通にし他方の被固定部材に種類の異なる他方の被固定部材を取り替えて位置決め固定する場合等、位置決め部材を被固定部材から独立させてあるので位置決め固定する被固定部材が変化しても共通に利用できるから、各種の位置決め固定に対応できる効果がある。

更に、位置決め部材は、２つの被固定部材を締結部材の押し圧力で固定するとき、固定部材の凹面によりその弾性限度内で縮径する構成であるから、位置決め固定された２つの被固定部材の間にこの弾性変形によるプリロードが働くので、２つの被固定部材に作用する振動あるいは横方向の外力に対する抵抗力の強い位置を保持の効果を有する。更に、２つの被固定部材の位置は、被固定部材の凹面と位置決め部材の凸面のテーパで案内されるので、２つの被固定部材の位置を正確に合致させる（調芯機能）効果を有する。

また、この発明の位置決め部材は、その上方位置決め凸面と下方位置決め凸面の傾斜角度を同一角度としたことを特徴とする。
この位置決め部材によると、その上方位置決め凸面と下方位置決め凸面の傾斜角度を同一角度とすることにより、位置決め部材の製作において同一の工具を使用できるので、その製作精度を向上させる効果を有する。

この発明の位置決め部材は、その一方の置決め凸面のテーパ面の傾斜角度を他方の位置決め凸面のテーパ面の傾斜角度より小さい角度としたことを特徴とする。
この位置決め部材によると、その一方の位置決め凸面の傾斜角度を大きくすることで、位置決め部材の凸面と被固定部材の位置決め凹面との接触面積が大きくなり位置決め部材が被固定部材の位置決め凹面に安定性良く保持される。このため、位置決め固定時の作業性の向上を図ることができる効果を有する。また、位置決め部材の凸面を一方の位置決め凹面で確実に保持するので、他方の位置決め凹面を例えば、機械加工で汎用される糸面の角度にして、機械加工で汎用される糸面を凹面として利用できるから、一方の被固定部材に特別に位置決め凹部を作る必要がない効果を有する。

更に、この位置決め部材の一方の位置決め凸面のテーパ面の中心と他方の位置決め凸面のテーパ面の中心を偏心させたことを特徴とする。
この位置決め部材によると、位置決め部材の偏心距離だけ調整することができるので、位置決め固定作業時に位置決め部材の凸面と上被固定部材と下被固定部材の凹面を正確に一致するよう微調整を行うことで、より正確な位置決め固定を行うことができる効果を有する。

更にこの位置決め部材はその剛性を調整するための溝を備えたことを特徴とする。
この位置決め部材によると、２つの被固定部材の材質により位置決め部材に設けた溝の幅数等を選択して位置決め部材を被固定部材の材質に似合った剛性として適正な位置決め固定を行うことができる。

また、この発明の上方向位置決め部材の凸面と下方向位置決め部材の凸面に表面硬化処理を施したことを特徴とする。
上記した位置決め部材の凸面に表面硬化処理を施すことで、位置決め操作時において位置決め部材の表面に打痕が付きにくい。また、位置決め部材は、表面硬化処理によりその表面のみが硬化し内部は硬化しないから、その弾性変形を行わせる押し圧力はほとんど変化しない。したがって、締結部材の締結力を増加させずに、且つ打痕などを発生しないので、位置決めの機能を阻害（打痕による障害等）の発生しにくくなる効果を有する。

以下２つの被固定部材である上被固定部材１０と下被固定部材１１の位置決め固定状態を示す図１と、上被固定部材１０を示す図２と、位置決め部材１３を示す図３と、下被固定部材１１を示す図４と、上被固定部材１０と下被固定部材１１の位置決め固定作用を説明する図５、図６とに基づいて本発明の基本形態の第１実施例を説明する。

図1は、上被固定部材１０の上方位置決め凹面１８と下被固定部材１１の下方位置決め凹面２５に、位置決め部材１３の上方位置決め凸面２０と下方位置決め凸面２１を挿入して、締結部材１４により締結した状態を示す。この状態で位置決め部材１３の水平方向の基準線２２と合せ面１９（上被固定部材１０の下面１７と下被固定部材１１の上面２４とのあわせ面）を一致させた実施例である。

図1の状態の位置決め部材１３は、締結部材１４の締結力により、上方位置決め凹面１８と上方位置決め凸面２０及び下方位置決め凸面２１と下方位置決め凹面２５により全体に縮径させられ、上被固定部材１０と下被固定部材１１にプリロードを与える。

また、上被固定部材１０と下被固定部材１１の縦方向の中心（４２、４３）は、位置決め部材１３の縮径時にその凸面（上方位置決め凸面と下方位置決め凸面。）と２つの被固定部材（上被固定部材と下被固定部材）の凹面（上方位置決め凹面と下方位置決め凹面。）を形成するテーパによってその縦方向の中心４４に合致するように導かれる。このため、位置決め固定が完了した図１の状態では、上被固定部材１０と下被固定部材１１と位置決め部材１３の縦方向の中心が一致した状態である。すなわち、締結が完了した図1の状態では、締結された２つの被固定部材と位置決め部材１３の縦方向の中心（４２，４３，４４）が一致し且つ位置決め部材１３のプリロードにより強固に位置決め固定される。

図２に示す上被固定部材１０は、締結部材１４を構成する六角孔付きボルト１４aの頭部１４bを埋没させる凹部１５とこの凹部１５と同心であり、六角孔付きボルト１４aが隙間を持って挿入可能であり、位置決め部材１３の縮径を行わせるため及び位置決め部材１３の剛性を調整するための貫通孔１６、及びこの貫通孔１６に連接しその下端が上被固定部材１０の下面１７に開口する上方位置決め凹面１８を有する構成である。この上被固定部材１０の上方位置決め凹面１８は、位置決め部材１３の上方位置決め凸面２０の傾斜に合致する傾斜角度θのテーパ面で構成してある。

したがって、上方位置決め凹面１８に位置決め部材１３の上方位置決め凸面２０を挿入し締結部材１４の締結力が作用させると、互いのテーパ面を滑って、位置決め部材１３の中心４２と上方位置決め凹面１８の中心４３を位置決め部材１３の中心４４に一致させた状態で、位置決め部材１３を縮径させる様に作動する。このため、位置決め部材１３と上方位置決め凹面１８と位置決め部材１３の中心（４２，４４）を正確に一致させ且つ強固な位置決めを行う。尚、締結部材１４ｂが埋没する凹部１５は、六角孔付きボルト１４aの頭部１４bを完全に埋没させることで、上被固定部材１０の上面に障害物を存在させないようにしている。また、位置決め部材１３の凸部に表面硬化処理を施すと２つの被固定部材の凹部の滑りが良くすることができる。

図３に示す位置決め部材１３は、算盤玉形状でありその水平方向に水平方向の基準線２２を有し、この水平方向の基準線２２の上方と下方には、上方位置決め凹面１８に合致する上方位置決め凸面２０と、下方位置決め凹面２５に合致する下方位置決め凸面２１を形成してある。この上方位置決め凸面２０と下方位置決め凸面２１の傾斜角度θは、上方位置決め凹面１８及び下方位置決め凹面２５と同一角度である。また、貫通孔２３は、六角孔付きボルト１４aが隙間を持って貫通する構成であり且つ、位置決め部材１３の縮径を可能としている。また、貫通孔１６は、その径を大小にすることで、位置決め部材１３の剛性の調整をする機能を備えている。

さらに、位置決め部材１３は、上被固定部材１０と下被固定部材１１との間に挿入されると、その上方位置決め凸面２０が上方位置決め凹面１８に合致し下方位置決め凸面２１と下方位置決め凹面２５が合致する。この状態で締結部材１４により締結力を与えると、その斜面により位置決め部材１３が内方に縮径させられる。この縮径は、位置決め部材１３の弾性限度内であり、締結部材１４の締結力が除かれると復元する。

この位置決め部材１３の縮径時には、２つの被固定部材の凹面と位置決め部材１３の凸面が合致しているので、位置決め部材１３と上被固定部材１０および下被固定部材１１の中心を確実に一致させるように作用する。したがって、上被固定部材１０と下被固定部材１１とは、位置決め部材１３によっての中心を正確に一致させた状態で位置決めされる。この位置決めは、位置決め部材１３の弾性限度内の縮径により上被固定部材１０及び下被固定部材１１にプリロードを作用させる。このプリロードは、位置決め固定した被固定部材に作用する外力に対抗する。

すなわち、ダウエルピンによる位置決めの様にその嵌合い精度に依存した位置決めと相違して、位置決め固定が終了したときに位置決め部材１３と２つの被固定部材の間にプリロードを作用させるので、２つの被固定部材に作用する外力（例えば、加工時に作用する力）に対抗できるので、その用途を広範囲とすることができる。

また、位置決め部材１３は、その表面を高周波焼入れ、光輝焼入れ、などにより硬化処理を施すことにより、位置決め時に位置決め部材１３の凸面と2つの被固定部材の凹面との接触面での滑性をよくする。更に、この処理により作業時の部品同士の衝突による打痕等を防止して位置決め固定作業を安定させる。

図４に示す下被固定部材１１は、前記上被固定部材１０の下面１７が当接する上面２４と、この上面２４に開口する下方位置決め凹面２５と、六角孔付きボルト１４aが貫通する孔２６と、締結部材１４の六角孔付きボルト１４aの下端が螺合するネジ部２７を有する構造である。この下方位置決め凹面２５は、位置決め部材１３の下方位置決め凸面２１に合致する傾斜角度θのテーパで構成してある。

この下方位置決め凹面２５は、位置決め部材１３の下方位置決め凸面２１を挿入し、六角孔付きボルト１４aの締結力が作用させると、テーパ状に形成されている互いのテーパ面を滑って、位置決め部材１３を縮径させながら位置決め部材１３の中心４４と下方位置決め凹面２５の中心４３を一致させた状態で両者の位置決めを行う様に作動する。このため、位置決め部材１３と下方位置決め凹面２５は、その中心（４３、４４）を正確に一致させられながら位置決めが行うので２つの被固定部材は、強固に位置決めされる。

また、孔２６は、下方位置決め凹面２５の下端とネジ部２７の上端に形成してあり、締結部材１４による締結力が作用しても位置決め部材１３の下端がネジ部２７の上端に接しない程度の幅である。更に、ネジ部２７は、六角孔付きボルト１４aのネジ部が螺合する構成でありその長さは、六角孔付きボルト１４aが必要とする締結力を十分に確保可能な長さとなっている。

尚、前記した締結部材１４の変形例としは、具体的に図示しないが、ネジ部２７を下被固定部材１１に設けなければならないものでなく、上被固定部材１０か下被固定部材１１の何れでも良い。また、ネジ部２７を上被固定部材１０及び下被固定部材１１の何れにも設けないで別部材「例えばナット」でも良い。さらに、上述した締結部材１４は、下被固定部材１１と上被固定部材１０および六角孔付きボルト１４aとネジ部２７とで構成して、上被固定部材１０と下被固定部材１１と一体的に設けたが、特にこの構成でなくても良い。他の締結部材としては、油圧式クランプ装置（プレスの金型などを油圧により締結するクランプ装置）ボルトとナット等の公知の締結部材でも良い。

次に、図1に示した位置決め固定機構の上被固定部材１０と下被固定部材１１を位置決め固定する前の初期状態を示す図５と、上被固定部材１０と下被固定部材１１を締結した位置決め固定完了状態を示す図６により図1に示した先の実施例の作用を説明する。

図５に示すように位置決め固定する前の初期状態では、下被固定部材１１の下方位置決め凹面２５に位置決め部材１３の下方位置決め凸面２１を挿入する。その後、上方位置決め凸面２０に上方位置決め凹面１８を挿入させる。この時、上被固定部材１０の下面１７と下被固定部材１１の上面２４との間には、隙間δ形成させる。その後、図６に示すように隙間δを締結部材１４の締結力で縮小すると、位置決め部材１３が図６に示すように縮径する。そして隙間δがゼロとなった時位置決め部材１３は距離δ１だけ縮径される。このため、上被固定部材１０と下被固定部材１１は、位置決め部材１３によってプリロードされた状態で、正確に位置決めされ、締結部材１４の締結力により固定が完了する。

すなわち、初期状態から締結部材１４で上被固定部材１０と下被固定部材１１に締結力を与えると、その締結力で隙間δが縮小される。この時、位置決め部材１３は、上方位置決め凹面１８と下方位置決め凹面２５の双方からその内径方向に圧縮力を受け縮小する。この位置決め部材１３を縮小させる力は、位置決め部材１３がテーパ面であるからその全面から均等に働くので、上被固定部材１０と下被固定部材１１とは正確に位置決めされ、更に締結力を与える締結部材１４により位置決めされた状態で固定される。

位置決め部材１３、上方位置決め凹面１８、下方位置決め凹面２５の各々の傾斜角度θは、大きくなると縮径のために作用する力が増加し、小さくすると減少する。この縮径の力は、締結部材１４の締結力を解除し図６に示す位置決め固定状態から図５に示す初期状態戻したとき、上被固定部材１０及び下被固定部材１１と位置決め部材１３の分離力に影響を及ぼす。

すなわち、傾斜角度θが小さくなると縮径力は小さくなり、締結部材１４の締結力を解除したときの分離が円滑であるが、縮径力が減少する分隙間δを小さくする必要がある。また、傾斜角度θを大きくすると、縮径力は大きくなり、締結部材１４の締結力を解除したときの分離が困難になるが、縮径力が増加する分隙δを大きくできる。従って、これら隙間δと分離しやすさの度合いは、隙間δを小さくすることが、機械加工精度を上げることが必要であり困難性を伴う。

実用上の限界としての隙間δは、経済的に得られる機械加工精度の値（０．０４mm）であることがわかった。また、位置決め部材１３傾斜角度θは、弾性限度の限界及び作業性が阻害されないことを条件として検討した結果、５５度乃至６５度程度が良好であることがわかった。

図７、図８により位置決め部材１３の細部の構成に付いて説明する。図７のa部は、図８（a）に示す様に上方位置決め凸面２０と下方位置決め凸面２１と水平方向の基準線２２の交差する部分が、位置決め固定作動の障害とならないように隙間３１を形成するための、平坦部３０を有している。すなわち、この平坦部３０で形成される隙間３１は、締結部材１４により上被固定部材１０と下被固定部材１１と位置決め部材１３の面を合せたとき、夫々の面間で発生する干渉を吸収して、位置決め固定のための障害とならない様にするための部分である。また、平坦部３０は、平面としたが、隙間３１を形成すればよいので平坦部に限定されないものである。

位置決め部材１３の上下に示したb部は、図８（b）に示すように、上方位置決め凸面２０および下方位置決め凸面２１と貫通孔２３との交点部分に設けた平坦部３５a、３５bを有する。この平坦部３５a、３５bは、位置決め部材１３に鋭角部ができるのを防止し、その取り扱い時に打痕の発生を防止し、安定した作業性を確保するものである。また、この平坦部３５a、３５bは、図７に示すように、位置決め部材１３の水平方向の基準線２２から双方の平坦部３５までの距離Ｌ１とＬ２を同一にしたときにほぼ同一の幅を持たせればよい。

また、上記した上被固定部材１０の上方位置決め凹面１８と、下被固定部材１１の下方位置決め凹面２５および位置決め部材１３の上方位置決め凸面２０と下方位置決め凸面２１のテーパの傾斜角度θは、同一の値（図７の傾斜角度θ）である。更に、上方位置決め凹面１８と下方位置決め凹面２５と上方位置決め凸面２０及び下方位置決め凸面２１は同径である。

さらに、傾斜面の干渉を避けるための平坦部３０で構成する隙間３１は、第１実施例に示した位置決め部材の他の実施例である図９に示すように、合せ面１９と水平方向の基準線２２との位置をずらせることで隙間３１を形成することにより平坦部３０を設けなくても構成できる。この場合平坦部３０を設けても良いが、設けなくても良いので、位置決め部材１３の加工工数を削減できる。

次に、位置決め部材１３の他の実施例に付いて説明する。

図１０は、第２実施例の位置決め部材１３cを用いて下被固定部材１１cと上被固定部材１０cを締結した状態を示す。また図１１は、第２実施例の位置決め部材１３cの断面図である。この第２実施例は、図1に示した第1実施例の締結部材１４が位置決め部材１３を貫通する構成であるに対して、図示しない別の機構「油圧クランプ装置、ネジ締結等」にした構成である。特にこの位置決め固定機構１２ｃの特徴は、締結部材１４を内在させず且つ位置決め部材１３ｃの水方向の基準線２２ｃから下方位置決め凸面２１cの下端までの距離L2cを、位置決め部材１３ｃの水平方向の基準線２２ｃから上方位置決め凸面２０cの上端までの距離L１cより大きくしてあり、その傾斜角度θも傾斜角度θ２０より傾斜角度θ２１を大きくした点である。

次に、その詳細を説明する。図１０、図１１において、上被固定部材１０ｃに設けた位置決め孔４０は、その下面１７cに解放して、位置決め部材１３cの上方位置決め凸面２０cが挿入される上方位置決め凹面１８cを有する。また、下被固定部材１１cに設けた位置決め孔４１は、その上面２４cに解放して、位置決め部材１３cの下方位置決め凸面２１cが挿入される下方位置決め凹面２５cを備えている。

位置決め部材１３cは、その上方位置決め凸面２０cの傾斜角度θ２０は、下方位置決め凸面２１cの傾斜角度θ２１より小さい値にしてある。具体的には、傾斜角度θ２０の傾斜角度を４５度とし、傾斜角度θ２１の傾斜角度を６０度として、更に水平方向の中心線２２cから下方位置決め凸面２１cの下端までの距離Ｌ１cより水平方向の中心線２２cから上方位置決め凸面２０cの上端までの距離Ｌ２cを大きくした構成である。この傾斜角度θ２０の傾斜角度４５度は、機械加工において汎用される糸面の角度であり傾斜角度θ２０の傾斜角度を糸面の角度と同一とすることで、通常工作物に施される糸面を上方位置決め凹面１８cとすることができる。

また、傾斜角度θ２１の傾斜角度を６０度としその距離Ｌ２cを距離Ｌ１cより大きくすることは、下方位置決め凸面２１cと下方位置決め凹面２５cの接触面を大きくとり、位置決め部材１３cを安定した状態で保持するためである。この構成により位置決め部材１３cは、下方位置決め凹面２５cに正確に保持される。このため、位置決め固定作業において、下被固定部材１１cに位置決め部材１３cを正確に保持した状態で上被固定部材１０cを位置決め部材１３cの上方位置決め凸面２０cに挿入した後、締結部材で締結することにより正確に案内されて位置決め固定される。

尚、貫通孔２３cは、その径を大きくすると、位置決め部材１３cの肉厚が薄くなりの弾性変形力（剛性）が減少し、大きくすると肉厚が厚くなり弾性変形力を大きくする。すなわち、貫通孔２３cは、位置決め部材１３cの剛性を加減する。従って、位置決め固定するものにより適宜選択する必要がある。具体的には、上下の被固定部材の材質が柔らかい物であったり、下方位置決め凹面の部分強度が弱かったりすると、位置決め部材１３cの剛性に対して、上下の被固定部材の強度が不足するなどが予測される場合、貫通孔２３cを大きくして、位置決め部材１３cの剛性を弱めることで対応できる。

更に、図１０に示す第２実施例は、水平方向の基準線２２cと合せ面１９cとを一致させるために、位置決め孔４０の径を位置決め孔４１の径より大きくした構成である。すなわち、下方位置決め凸面２１cの傾斜角度を上方位置決め凸面２０cの傾斜角度より小さくしたものである。

尚、図12は、位置決め孔４０と位置決め孔４１の径を同一した第２実施例の応用である第２の１実施例の断面図である。この第２の１実施例は、前述した第２実施例と位置決め部材１３cの構成の一部を変えたものである。具体的には、上被固定部材１０cと下被固定部材１１cとの合せ面１９cの下方に水平方向の基準線２２cを位置させることで、位置決め孔４０と位置決め孔４１の径を合致させることができる。この様に、合せ面１９cと基準線２２ｃ上に位置させると、上方位置決め凹面１８cの高さ方向の寸法が大きく取れるので、位置決め孔４０の径を小さくすることができる。つまり、この第２の１実施例では、位置決め孔４０と位置決め孔４１の径に対応した位置決め部材１３cを構成できる。

この、位置決め固定機構１２cは、位置決め部材１３cを下方位置決め凸面２１cにより下被固定部材１１cに安定した状態で保持しておき、上被固定部材１０cの上方位置決め凹面１８cに上方位置決め凸面２０cを挿入して締結部材で締め付けることで位置決め固定を行う。また、上方位置決め凹面１８cは、機械加工で汎用される糸面を利用することができるので、その製作が安価になる。尚、傾斜角度θ２０と傾斜角度θ２１は、位置決め固定機構１２cが安定して機能する値であればよいので、位置決め固定される被固定物により適宜選択すれば良い。

また、図１１、図１２に示した位置決め部材１３cについて各種の平坦部（図７、図８（a）(b)で説明した）の位置を具他的な説明は、していないが、前述と同様に必要に応じて上方位置決め凸面２０cと下方位置決め凸面２１cの交点に平坦部を設けること、及び、上方位置決め凸面２０cの上面及び下方位置決め凸面２１cの下面に平坦部を形成する構成とすること、さらに、位置決め部材１３cの水平方向の基準線２２cと上被固定部材１０cと下被固定部材１１cとの合せ面１９を一致させない構成など前述と同様に、位置決め固定機構の利用分野に適応して適宜選択しても良い。

尚、第２実施例として開示した図１０及びその位置決め部材１３cを用いる位置決め固定機構１２cは、図５と図６によって説明し示した作用とほぼ同一である。すなわち、位置決め固定機構１２cは、下被固定部材１１cの下方位置決め凹面２５cに位置決め部材１３c挿入して保持させ、その後上被固定部材１０cの上方位置決め凹面１８cに位置決め部材１３cを挿入するように上被固定部材１０cをのせる。この状態では、上被固定部材１０の下面１７cと下被固定部材１１cの上面２４cとの間に締代である隙間δを形成しておく。その後、締結部材により隙間δをなくする。この締結部材の締め付け力により、位置決め部材１３cが、上方位置決め凹面１８cと下方位置決め凹面２５cによって縮径される。このため、上被固定部材１０cと下被固定部材１１cは、位置決め部材１３cの弾性変形により強固で正確に位置決めされる。

次に図１３(a)、(b)に示した第３実施例を説明する。この第３実施例は、上方位置決め凸面の中心と下方位置決め凸面の中心を偏心量δ3だけ偏倚させた構造である。この偏倚量δ3は、上被固定部材と下被固定部材の位置を位置決め固定作業中に、その位置を調整させる必要がある場合に利用するものである。

すなわち上方位置決め凹面１８dと下方位置決め凹面２５dは、別々に機械加工されるものである。別々に加工された上方位置決め凹面１８dと下方位置決め凹面２５dをあわせると、その加工機械が持つ精度以下の誤差が発生する。しかし、位置決め部材１３dの凸面と、2つの被固定部材の凹面に形成したテーパ面を合致させないと、片当たり（一部のみが接触して他方が接触しない状態）が発生し位置決め部材１３dが均等に縮径しなくなり正確な位置決め固定ができなくなる。この第3実施例は、この加工誤差に対応して調整ができるようにしたものである。

具体的には、上被固定部材１０dと下被固定部材１１dとの間に位置決め部材１３dを挿入して、2つの被固定部材の間に隙間δを形成しておきこの隙間δが２つの被固定部材の周囲で均等であるか否かを測定（隙間ゲージを用いて測定）することで、位置決め部材１３cの凸面と2つの被固定部材の凹面が正確に一致しているか否かが判断できる。すなわち、2つの被固定部材の間に形成する周辺隙間（２つの被固定部材の周辺の隙間。）が均等でない場合は、片当たりが発生していることになる。

この場合、締結部材で締結する前に２つの被固定部材のいずれかに、合せ面１９dに平行な方向に軽い衝撃「小さいハンマーで横方向の衝撃を与える」ことにより、偏倚量δ3が許容する寸法だけ移動させることができる。この作業を繰り返して、2つの被固定部材の間に形成した周辺隙間が均等になる様に調整する。この作業によって、上被固定部材１０dの位置決め孔４０dの中心と下被固定部材１１dの位置決め孔４１dの中心とに生じている機械加工誤差に対応して夫々の位置決め孔と位置決め部材１３dの中心を合致させる。この様にして、位置決め部材１３dの凸面と被固定部材の凹面とを正確に一致させる微調整が可能である。従って、この位置決め固定機構１２dによると、機械加工の誤差を調整して正確な位置決め固定が可能となる。

図１４（a）(b)は、第３実施例とその基本的考え方を同一にした他の第3の１実施例である。この実施例と前記した第３実施例とは、位置決め部材１３dに六角レンチを挿入可能な六角形の孔63を設けた点が相違する。この実施例は、２つの被固定部材の間に位置決め部材１３dを挿入して締結部材で締結する前に、六角形の孔63dに六角レンチを挿入して、位置決め部材１３dを回動させることで、２つの被固定部材の凹面と位置決め部材１３dの凸面のテーパ面を一致させることで正確な位置決め固定を達成するものである。

前述と同様に、上方位置決め凸面２０dの上方位置決め凹面１８dと下方位置決め凸面２１dの下方位置決め凹面２５dの間に位置決め部材１３dを挿入して、締結部材を作用させない状態にしておき、六角レンチを六角形の孔63dに挿入して位置決め部材１３dを回動させる。この位置決め部材１３dが回動する場合、仮に位置決め孔４０dと位置決め孔４１dの位置が正確に一致していないと、位置決め部材１３dの凹面と2つの被固定部材の凸面とが片当たりになるので、回動力に違和感がある。この状態から更に回動を行い、それらが合致すると前記違和感が解消される。また、周辺隙間が均等に成ったことで２つの被固定部材の凹面と位置決め部材１３dの凸面とが合致したことが判断できる。

第3の１実施例は、六角レンチを用いて位置決め部材１３dを回動させることで、位置決め部材１３dの凸面と２５つの被固定部材の凹面とが合致したか否かを手ごたえと2つの被固定部材の間に形成した周辺隙間が均等であるか否かにより判断できるので、より正確な位置決め固定を得やすい。すなわち、2つの被固定部材の間に位置決め部材１３dを挿入した状態で周辺隙間が均等であるか否かを測定し、均等でなければ、位置決め部材１３cの六角形の孔63dに六角レンチを挿入しいずれかの方向に回動させる。この回動により周辺隙間が均等になり、且つ、回動力に違和感が無くなった（テーパ面が合致するとその当たり面が均等になるので回動力が軽くなる。）ことの感覚により、位置決め部材１３cの凸面と被固定部材の凹面が正確に合致した事が判断できる。

次に図１５（a）(b)に示す実施例は、第３の２実施例を示すものである。この実施例の位置決め部材１３d１は、その水平面で２分割すると共に、その合わせ面を円筒形の円筒形の凸部66dとこれに合致する円筒形の凹部67dとで横方向の位置を確保し、相対的に回動できる構成としてある。この相対的な回動は、下方位置決め凸面２１d１に設けた六角形の孔64d及び上方位置決め凸面２０d１に設けた六角形の孔65dに六角レンチを挿入して行う。

この構成の実施例は、2つの被固定部材の凹面に位置決め部材１３d１を挿入し締結部材の押し圧力を作用させない状態で、六角形の孔64dと六角形の孔65dに六角レンチを挿入して、双方を任意の方向に回動させる。すると、2つの被固定部材の凹面と位置決め部材１３d１の凸面テーパ面に片当たりがあると、前述と同様に違和感があり合致すると違和感がなくなる。この様に六角レンチで下方位置決め凸面２１d１と上方位置決め凸面２０d１を任意の方向に回転させ違和感がなくなる位置になると共に2つの被固定部材の間に形成した周辺隙間が均等であることを確認できれば、被固定部材の凹面と位置決め部材１３d１の凸面のテーパ面が正確に合致した状態であることを確認できる。

この様にこの実施例では、位置決め部材１３d１の上方位置決め凸面２０d１と下方位置決め凸面２１d１を個別に回動させ、その回動力の感覚と周辺隙間により、上方位置決め凹面１８d１と下方位置決め凹面２５d１の双方のテ-パ面と、上方位置決め凸面２０dと下方位置決め凸面２１d１の双方のテーパ面を確実に合致させることが確認できるので、正確な位置決め固定を行うことができる。また、位置決め部材１３d１の上方位置決め凸面２０d１と下方位置決め凸面２１d１を個別に回動させるので、その調整量は偏倚量δ3の倍になる。

図１６、（a）(b)は、第３の１実施例で説明した位置決め部材の使用方法の一例を示すものである。（第３の２実施例を用いても良い）この図１６は、上被固定部材１０dと下被固定部材１１dとを位置決め部材１３dを用いて位置決め固定するとき、上被固定部材１０dと下被固定部材１１dの位置調整を行う使用例である。この使用例の特徴は、２つの被固定部材を所定の位置に固定することも可能である（第３の１実施例で説明）が、被固定物が用いられる上で、何等かの事情で２つの被固定部材の位置を僅かに調整する必要があるときに、その調整を可能とするものである。

以下この使用例を説明する。上被固定部材１０dと下被固定部材１１dの凹面間に位置決め部材１３dを挿入し、その端面を合せる（あるいは、２つの被固定部材の合せる位置に罫書き線を入れる。）この時は、上被固定部材１０dと下被固定部材１１dの合せ面１９dに隙間δを形成する。この隙間δが、上被固定部材１０dと下被固定部材１１dの周辺隙間が均等であることを確認する。この周辺隙間が均等でない場合は、2つの被固定部材の凹面と位置決め部材１３dの凸面の片当たりが発生しているので、位置決め部材１３dの六角形の孔63dに六角レンチを挿入していずれかの方向の回動により、その回動力に違和感がなくなると共に、前記周辺隙間が均等になる位置まで調整する。この作業により周辺隙間を均等にすると、２つの被固定部材の凹面と位置決め部材１３dの凸面が合致したことが確認できる。

図１６、に示した使用例において、2つの被固定物を、図１６（a）の鎖線で示すように、調整することができる。この調整作業は、先ず、前述したように、上被固定部材１０dと下被固定部材１１dを所定の位置に揃えておき、その状態で位置決め部材１３dの凸面と2つの被固定部材の凹面が合致するように調整する。次に、下被固定部材１１dを固定し、上被固定部材１０dを動けるようにしておくと共に、締結部材で軽く締結した状態にすることで、２つの被固定部材の凹面と位置決め部材１３dの凸面を正確に合せた状態を保つ。そして、再び位置決め部材１３dの六角形の孔63dに六角レンチを差込み、矢印A1の方向に回動力を加える。この回動力により上被固定部材１０dを上被固定部材１０d１の位置に移動させ、その後締結部材の締結力を大きくすることで、その調整が終了する。尚、この調整において、矢印A１方向の回動力がそのテーパ面の静止摩擦より動摩擦に変化した時点で急激に減少するので、回動力加えすぎないように、小さいハンマーによる衝撃を加えることで、より滑らかに調整ができる。この様に2つの被固定部材を所望の位置に調整しえる使用方法もある。

次に第４実施例を示す図１７（a）(ｂ)と第４の１実施例を示す図１８によって説明する。この位置決め部材１３eと位置決め部材１３fの特徴は、その剛性を調整する機能を持つことにある。この位置決め部材の剛性は、位置決め固定する２つの被固定部材の材質に適応させるために利用するものである。尚、剛性は、貫通孔（１６、２３f）の径により調整可能であるが、この実施例は、貫通孔によらず剛性を調整するものである。従って貫通孔の径とスリットを併用した場合より大きな調整が可能となる。

第４実施例を示す図１７（a）（b）において位置決め部材１３eは、傾斜角度を同一にした上方位置決め凸面２０eと下方位置決め凸面２１eを備え、その中央には貫通孔２３eを設けた構成である。この貫通孔２３eは、図１７(ｂ)に示すように貫通孔２３eに、適宜の深さで構成した複数のスリット３２eが設けてある。位置決め部材１３eは、このスリット３２eの数及び深さを適宜選択することで、その剛性の強弱が調整できる。

また、図１８に示した第４の１実施例の位置決め部材１３fは、剛性の強弱を調整する構造として、貫通孔２３f中央部に幅の広い溝３３ｆを設けてある。従って、剛性の強弱は、この溝３３ｆの幅h１と径h２を適宜選択することで決定される。

本発明の第１実施例の断面図。 上被固定部材１０の断面図。 位置決め部材１３の詳細断面図。 下被固定部材１１の断面図。 位置決め固定機構の位置決め固定前の初期状態を示す図。 位置決め固定機構の位置決め固定完了状態を示す図。 位置決め部材の細部の断面図。 （a）は図７のa部拡大一部断面図、（b）は図７のb部拡大一部断面図。 第１実施例の他実施例の断面図。 第２実施例の位置決め固定機構の断面図。 第２実施例の位置決め部材の断面図。 第２の１実施例の位置決め固定機構の断面図。 (a)は第３実施例の位置決め固定機構の断面図、（b）はその位置決め部材の平面図。 (a)は第３の１実施例の位置決め固定機構の断面図、（b）はその位置決め部材の平面図。 (a)は第３の２実施例の位置決め固定機構の断面図、（b）はその位置決め部材の平面図。 （a）は第３の１実施例又は第3の2実施例の使用例の正面図、（ｂ）はその断面図。 （a）は、第4実施例の位置決め部材の断面図、（b）はその鉦面図図。 第4の１実施例の位置決め部材の断面図。

符号の説明

１０ 上被固定部材
１１ 下被固定部材
１２ 位置決め固定機構
１３ 位置決め部材
１４ 締結部材
１５ 凹面
１６ 貫通孔
１７ 下面
１８ 上方位置決め凹面
２０ 上方位置決め凸面
２１ 下方位置決め凸面
２２ 水平方向中心線
２３ 貫通孔
２４ 上面
２５ 下方位置決め凹面
２６ 孔
２７ ネジ部

Claims (6)

1. 位置決め固定される上被固定部材と下被固定部材と、この上被固定部材と下被固定部材の間に挿入する位置決め部材と、この位置決め部材と上被固定部材及び下被固定部材に押し圧力を付与する締結部材と、を有する位置決め固定機構において、
   前記位置決め部材は、その水平方向の基準線から上方向に縮径するテーパ面を有する上方位置決め凸面と、その水平方向の基準線から下方向に縮径するテーパ面を有する下方位置決め凸面と、その内方への縮径を許容する貫通孔とを備え、
   前記上被固定部材は、前記上方位置決め凸面に合致する上方位置決め凹面を備え、
   前記下被固定部材は、前記下方位置決め凸面に合致する下方位置決め凹面を備え、
   前記位置決め部材を上被締結部材と下被締結部材との間に挿入し締結部材で締結したとき弾性限度内で縮径する構成とした事を特徴とする位置決め固定機構。
2. 前記位置決め部材の上方位置決め凸面と下方位置決め凸面のテーパ面の傾斜角度を同一角度としたことを特徴とする請求項１記載の位置決め固定機構。
3. 前記位置決め部材の一方の位置決め凸面のテーパ面の傾斜角度を他方の位置決め凸面のテーパ面の傾斜角度より小さい角度としたことを特徴とする請求項１記載の位置決め固定機構。
4. 前記位置決め部材の一方の位置決め凸面のテーパ面の中心と他方の位置決め凸面のテーパ面の中心を偏心させたことを特徴とする請求項１記載の位置決め固定機構。
5. 前記位置決め部材はその剛性を調整するための溝を備えたことを特徴とする請求項１記載の位置決め固定機構。
6. 前記上方の位置決め凸面と下方の位置決め凸面に表面硬化処理を施したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の位置決め固定機構。

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