JP4976941B2

JP4976941B2 - 位置決めピン

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Publication number: JP4976941B2
Application number: JP2007183195A
Authority: JP
Inventors: 正博田崎
Original assignee: Tsudakoma Industrial Co Ltd
Current assignee: Tsudakoma Corp
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-07-12
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Description

２つの部材の互いの位置決めに用いられる位置決めピンに関する技術である。

２つ部材を互いに位置決めするために位置決めピンが用いられており、位置決めピンは、２つの部材のピン挿入孔に跨って挿入される。特許文献１の公報では、位置決めピンは、２つの部材のピン挿入孔に跨って挿入されると共に、軸線方向において２つの部材の境界位置に軸線周りに延びる環状溝が、外周面に形成される。更に、位置決めピンは、軸線方向に貫通孔を有しており、該貫通孔には、軸線方向において前記環状溝に対応する位置に雌ネジが形成されている。該雌ネジは、位置決めピンをピン挿入孔から取り外すために設けられており、ボルトが螺合されて位置決めピンと係合することにより、位置決めピンはボルトを介してピン挿入孔から取り外される。
特開２００３−３１４５２０号

しかし、位置決めピンに剪断力が作用した場合、即ち、２つの部材間において辷りを生じさせるような力が生じた場合、剪断力の大きさによっては、位置決めピンは破断する。その場合、位置決めピンは外周面の小径部分である環状溝で破断するので、場合によっては、軸線方向において環状溝に対応している雌ネジが損傷する。そのため、取り外しボルトを雌ネジにねじ込むことが困難となり、位置決めピンの交換作業は困難とならざるを得ない。また、位置決めピンは、環状溝位置が必ずしも軸線方向における薄肉部分と一致しないので、破断するのに大きな剪断力を必要とする。従って、位置決めピンが、剪断力に抗して反力によって２つの部材のピン挿入孔を変形させてピン挿入孔の真円度を損なわせることが生じ、復旧作業の際の位置決め精度が損なわれる。

以上の従来技術の問題点を鑑み、本発明の目的は、位置決めピンに剪断力が作用した場合に、位置決めピンが取り外し用の雌ネジを避けて破断するようにし、かつ、２つの部材のピン挿入孔の変形を抑えることにある。

本発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、外周面における軸線方向の中間部または略中間部に形成されて軸線周りに延びる環状溝と軸線方向に貫通する貫通孔とを有する位置決めピンにおいて、前記貫通孔が、軸線方向における前記環状溝の最小径部に対応する位置に形成された大径部を有すると共に、該大径部から位置決めピンの少なくとも一方の端面までの間に形成される雌ネジであってネジ山の谷径が大径部よりも小径の雌ネジを有することを特徴とする（請求項１）。

また、前記雌ネジは、大径部から位置決めピンの両方の端面までの間にそれぞれ形成されて、大径部を挟んで一対の雌ネジとして形成されると共に、ボルトが一対の雌ネジのそれぞれに螺合して前記貫通孔を貫通可能に形成される（請求項２）。

更に、前記雌ネジは、大径部から位置決めピンの一方の端面までの間にのみ設けられる（請求項３）。

請求項１によれば、位置決めピンは、大径部が環状溝の最小径部に対応することにより、環状溝の最小径部が薄肉となって剪断力に対して弱い部分が形成され、軸線方向において雌ネジを避けて大径部の位置に、剪断力に対して弱い部分が形成される。２つの部材の辷りに伴う位置決めピンの剪断は、２つの部材の境界、または境界近傍で生ずるが、環状溝の最小径部が２つの部材の境界、または境界近傍に位置するように位置決めピンを取り付けることにより、位置決めピンは最小径部の位置で確実に剪断されることになり、雌ネジの破断、損傷を確実に回避でき、ボルトを用いて破断した位置決めピンの交換作業が可能である。更に、環状溝の最小径部は大径部が対応しているので薄肉となり、そのため、位置決めピンは２つの部材の辷りに伴って容易に剪断される。従って、２つの部材においてピン挿入孔は変形が避けられ、復旧作業の際、２つの部材の位置決め精度が損なわれない。

請求項２によれば、ボルトが一対の雌ネジのそれぞれに螺合して前記貫通孔を貫通可能なので、詳説すれば、一対の雌ネジは、称呼径、ピッチ、方向が互いに同一であって、ネジ山の軸線方向断面における配列がピッチの整数倍だけ互いに離間して螺刻されており、ボルトが一対の雌ネジのそれぞれに螺合して前記貫通孔を貫通可能なので、位置決めピンが破断した際、取り外しボルトは、位置決めピンの２つの破断部分のうち、取り外しボルトの挿入側に対し反対側の破断部分と螺合によって係合することができる。従って、２つの部材の一方の部材のピン挿入孔が有底状に形成される等のため、取り外しボルトの挿入が他方の部材からの挿入に限定される場合でも、位置決めピンの挿入方向に係わらず破断した位置決めピンの取り外しが可能である。なお、ボルトが一対の雌ネジのそれぞれに螺合して貫通孔を貫通可能とするには、一対の雌ネジを各端部から別々に加工してもよいが、同時加工することにより容易に形成することができ、貫通孔の一方の端部から他方の端部までタップ等を用いて螺刻する。

請求項３によれば、２つの部材の一方の部材のピン挿入孔が有底状に形成される等のため、位置決めピンが破断した際の取り外しボルトの挿入が、他方の部材からの挿入に限定される場合、位置決めピンは雌ネジ側部分が一方の部材のピン挿入孔に挿入される。位置決めピンが破断した際、取り外しボルトは、大径部側から挿入され一方の部材のピン挿入孔に挿入されている雌ネジ側の破断部分と螺合して係合することにより、大径部側の破断部分は、雌ネジ側の破断部分の取り外しに伴って、雌ネジ側の破断部分によって押圧されて取り外される。その際、取り外しボルトは１つの雌ネジと螺合するだけなので容易に螺合でき、破断した位置決めピンが容易に取り外される。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図６に、本発明の第１の実施例の位置決めピンが用いられている工作機械の主軸ヘッド５０を示す。図１は、一部、断面図で示される主軸ヘッド５０の全体図であり、主軸ヘッド５０は、ヘッドモータ２を介して工作機械のラム１に搭載されている。図２は、図１の右側面図を示し、フタ２４を取り外した状態を示す。図３は、図１においてＰ視方向から見た平面図を示す。図４は、図１の一部拡大図であり、主軸ヘッド５０の主軸９の周辺を示す。図５の（ａ）は、図２の一部拡大図であり、主軸ヘッド５０を構成するフレーム４と支持スタッド５との位置決めピン６１を用いての位置決め、およびフレーム４と支持スタッド６との位置決めピン６１を用いての位置決めのうち、フレーム４と支持スタッド５との位置決めを示し、図５の（ｂ）は、力が加わってフレーム４と支持スタッド６との間に辷りが生じて、位置決めピン６１が破断し、復旧のために破断した位置決めピン６１の取り外し作業を示す。図６の（ａ）は、図４の一部拡大図であり、駆動側嵌合軸７と主軸９との位置決めに用いられる位置決めピン６２を示し、図６の（ｂ）および（ｃ）は、位置決めピン６２の変形例の位置決めピン６３、６４をそれぞれ示す。

主軸ヘッド５０は、ワークが載置される図示しない加工テーブルに対向して設けられる工作機械のラム１に、ヘッドモータ２を介して搭載されている。ラム１はＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の３軸方向に移動可能であり、主軸ヘッド５０は、３軸方向に移動可能なほか、ヘッドモータ２により旋回可能に設けられている。詳説すれば、ラム１の下面にヘッドモータ２が搭載されており、ヘッドモータの回転軸と連結されるヘッドホルダ３に、ボルト３４を介してフレーム４が固定されている。

主軸ヘッド５０は、ヘッドホルダ３に固定される前記フレーム４と、フレーム４の下面の一方の側と他方の側に、即ち、図１においては右側と左側に、ボルト４４を介してそれぞれ固定される支持スタッド５、支持スタッド６とを備え、フレーム４、支持スタッド５、支持スタッド６からなるフレーム部分が、図１においては逆Ｕ字状に形成される。支持スタッド５と支持スタッド６との間にスピンドルユニット５５が配置されて、後述のように、支持スタッド５と支持スタッド６とによって回転可能に支持されている。スピンドルユニット５５は、工具が装着されるスピンドル１０と、該スピンドル１０を回転可能に支持する主軸９と、スピンドル１０を回転軸とする図示しない内部モータとを有しており、図３および図４に示すように、主軸９の支持スタッド５側と支持スタッド６側に、互いに平行な平坦面９ｃ、９ｄが形成される。該平坦面９ｃ、９ｄには、嵌合孔９ａ、９ｂが、主軸９の軸線、即ち、スピンドル１０の軸線と交差する、本実施例では直交すると共に互いに同軸な軸線を有してそれぞれ形成されている。嵌合孔９ａ、９ｂには、平坦面７ｂ、８ｂを有して主軸９の平坦面９ｃ、９ｄと接すると共に、嵌合軸部７ａ、８ａを有して嵌合孔９ａ、９ｂにそれぞれ嵌合される駆動側嵌合軸７と従動側嵌合軸８とが、それぞれ嵌合される。駆動側嵌合軸７、従動側嵌合軸８の反主軸９側端部には、それぞれベアリングホルダ１４、２３が嵌合され、該ベアリングホルダ１４、２３は、それぞれ駆動側嵌合軸７、従動側嵌合軸８に対し、同軸に形成されると共に、ボルト３７、３８を介して締結されて一体物となっている。従って、駆動側嵌合軸７とベアリングホルダ１４とは、支持軸５８を形成しており、また、従動側嵌合軸８とベアリングホルダ２３とは、支持軸５９を形成している。支持軸５８と支持軸５９とは、主軸９と直交すると共に互いに同軸な嵌合孔９ａ、９ｂにそれぞれ嵌合されているので、主軸９と交差すると共に互いに同軸な軸線を有して主軸９を挟んで設けられ一対の支持軸５８、５９を構成する。

支持軸５８、５９は中空に形成されており、支持軸５８、５９の軸心部分を通って、外部からスピンドル１０に、工具チャッキング用の圧力流体、加工液、冷却洗浄液等を供給する図示しないパイプを通すことを可能としている。

ベアリングホルダ１４、２３の外周面にはベアリング１６がそれぞれ嵌合されており、該ベアリング１６は内輪に複数のボルト挿通孔を有する。図２に示すように、該ボルト挿通孔は、ベアリングホルダ１４、２３のフランジ、駆動側嵌合軸７、従動側嵌合軸８にそれぞれ設けられている複数のボルト挿通孔と対応しており、これらの複数のボルト挿通孔は、主軸９の前記の各平坦面９ｃ、９ｄに設けられている複数の雌ネジ９ｅ、９ｆと対応している。

図１において主軸９の右側に位置する支持スタッド５側は、複数のボルト３０が、ベアリングホルダ１４、ベアリング１６、駆動側嵌合軸７の各ボルト挿通孔に挿通されて主軸９の雌ネジ９ｅに螺合されている。これにより、駆動側嵌合軸７、ベアリング１６と主軸９、即ち、支持軸５８と主軸９とは、複数のボルト３０によって互いに締結されている。同様に、主軸９の支持スタッド６側は、複数のボルト３１が、ベアリングホルダ２３、ベアリング１６、従動側嵌合軸８の各ボルト挿通孔に挿通されて主軸９の雌ネジ９ｆに螺合されている。これにより、従動側嵌合軸８、ベアリングホルダ２３と主軸９、即ち、支持軸５９と主軸９とは、複数のボルト３１によって互いに締結されている。

内輪がベアリングホルダ１４に嵌合されるベアリング１６は、外輪が支持スタッド５に嵌合されており、該支持スタッド５にボルト３９を介してベアリングプレート１５が締結されている。これにより、ベアリング１６の外輪は、支持スタッド５とベアリングプレート１５とによって挟持されて、支持スタッド５に固定される。

また、内輪がベアリングホルダ２３に嵌合されるベアリング１６は、外輪が、ベアリングホルダ２２に嵌合されており、該ベアリングホルダは、端部フランジの外周面の一部が支持スタッド６に嵌合されると共にボルト４２を介して支持スタッド６に締結される。また、ベアリングプレート２９が、ベアリングホルダ２２の端部にボルト４１を介して締結されている。これにより、ベアリング１６の外輪は、ベアリングホルダ２２とベアリングプレート２９とによって挟持されて、支持スタッド６に固定される。

駆動側嵌合軸７は、半径方向について外側部分に、軸線方向に延在すると共に、支持スタッド５のベアリング１６の外輪嵌合部を囲繞するスリーブ７ｃを有している。該スリーブ７ｃの外周面に、図示しない複数の磁石を有するロータ１３が嵌合されている。ロータ１３の主軸９側端部には雌ネジが設けられており、ロータ１３の主軸９側端部と駆動側嵌合軸の反主軸９側面とは、ボルト３０よりも半径方向について外側に位置する複数のボルト３２を介して締結される。

支持スタッド５は、ベアリング１６の外輪の嵌合面よりも半径方向について外側に、主軸９側が開口する凹部を、駆動側嵌合軸７の軸線周りに有しており、前記凹部は、ロータ１３、駆動側嵌合軸７のスリーブ７ｃを収容すると共に次記するステータホルダ１１、ステータ１２を収容する。支持スタッド５は、前記凹部の半径方向について外側部分に、ベアリング１６の外輪の嵌合面と同軸な内周面を有しており、該内周面にステータホルダ１１が嵌合される。該ステータホルダ１１は、図示しない複数の巻線コイルを有するステータ１２が嵌合されており、該ステータ１２がロータ１３と対向すると共に、ステータホルダ１１は、ボルト４９によってモータプレート１８に締結されており、また、モータプレート１８は、ボルト３６によって支持スタッド５に締結される。従って、ステータホルダ１１は、モータプレート１８を介して支持スタッド５に固定される。これにより、支持スタッド５の前記凹部に、ステータ１２とロータ１３とを有する支持軸モータ５６が形成される。

図１において主軸９の左側に位置する支持スタッド６側は、スリーブの内周面が従動側嵌合軸８の外周面に嵌合されるクランプリング２１が設けられ、クランプリング２１と従動側嵌合軸８とは、ボルト３１よりも半径方向について外側に位置する複数のボルト３３を介して締結される。支持スタッド６には、ベアリングホルダ２２におけるベアリング１６の外輪嵌合面と同軸な嵌合面が、軸線方向に異なって２つ形成されており、該嵌合面の一方にクランプシリンダ１９が嵌合され、嵌合面の他方にクランプスリーブ２０が嵌合される。クランプスリーブ２０は、取付フランジがボルト３５によって支持スタッド６に締結される。また、クランプシリンダ１９は、ボルト４８によってクランプスリーブ２０の取付フランジに締結される。従って、クランプシリンダ１９は、クランプスリーブ２０を介して支持スタッド６に固定されている。

クランプスリーブ２０は、前記取付フランジから軸線方向に延在してクランプシリンダ１９と対向する環状スリーブ２０ａを有しており、該環状スリーブ２０ａは、Ｕ字状断面に形成されて両端部分を除いて薄肉となっており、クランプシリンダ１９との間に環状の圧力流体室が形成される。該圧力流体室には、外部に設けられる圧力流体の供給装置からの流体路２８が連通されており、ワーク加工時、流体路２８を介して圧力流体、例えば高圧作動油が供給されることにより、環状スリーブ２０ａの薄肉部分は縮径してクランプリング２１を押圧し、クランプリング２１とクランプスリーブ２０とを一体化させる。即ち、クランプリング２１を支持スタッド６に固定する。これにより、クランプリング２１と複数のボルト３３を介して締結されている支持軸５９と、支持軸５９にボルト３１を介して締結される主軸９とは、支持スタッド５、６、フレーム４で構成される主軸ヘッド５０のフレーム部分に対し、相対回転不能にクランプされて、スピンドル１０は旋回位置が保持され、加工中の外力、即ち工具を介して加わるワークからの反力によって、主軸９が旋回するのを阻止し、加工精度を維持する。このように、クランプリング２１は環状の被制動部材として設けられ、クランプスリーブ２０、クランプシリンダ１９は押圧部材として設けられ、流体路２８、圧力流体の供給装置と共にクランプ装置５７を構成する。

工作機械の制御装置は、スピンドル１０に装着されている図示しない工具を、加工テーブル上のワークに対して所定の回転角度にするため、支持軸モータ５６を駆動させて、ロータ１３を回転させ、複数のボルト３２を介してロータ１３と締結されている駆動側嵌合軸７とベアリングホルダ１４、即ち支持軸５８を回転させる。支持軸５８は、複数のボルト３０を介して主軸９と締結されており、回転して主軸９を旋回させ、主軸９に設けられているスピンドル１０を支持軸５８、５９の軸線周りに旋回させる。

ロータリジョイントボディ１７が、支持スタッド５にボルト４５によって固定されており、ロータリジョイントボディ１７の外周面がベアリングホルダ１４の内周面と対向して、ロータリジョイントボディ１７とベアリングホルダ１４とで、ロータリジョイントが形成されている。該ロータリジョイントを介して、外部からスピンドル１０に、工具チャッキング用の圧力流体、加工液、冷却洗浄液等が供給される。

主軸ヘッド５０は、ラム１によって移動中に、支持スタッド５または支持スタッド６が、加工治具やワーク等と衝突した場合、フレーム４と支持スタッド５との間、またはフレーム４と支持スタッド６との間で、辷り、即ち、相対移動が生じる。そのような衝突事故の復旧作業の際、主軸ヘッド５０におけるフレーム４と支持スタッド５との位置決め、およびフレーム４と支持スタッド６との位置決めのために、図１、図２および図２の一部拡大図である図５の断面図に示すように、位置決めピン６１が用いられており、フレーム４は４つの貫通するピン挿入孔４ａを有し、また、支持スタッド５および支持スタッド６は、ピン挿入孔４ａのそれぞれに対応して有底状のピン挿入孔５ａおよび図示しないピン挿入孔６ａを、それぞれ２つ有する。位置決めピン６１は、外周面において、軸線方向の中間部に軸線周りに延びる環状溝６１ｃを有すると共に、軸線方向に貫通孔を有する。該貫通孔は、軸線方向の中間部に形成される大径部６１ｂと、一対の雌ネジ６１ａａ、６１ａｂとから形成される。雌ネジ６１ａａは、大径部６１ｂから位置決めピン６１の一方の端面に達するまで形成されることにより、位置決めピン６１の一方の端面までの間に形成される。雌ネジ６１ａｂは、大径部６１ｂから他方の端面に達するまで形成されることにより、位置決めピン６１の他方の端面までの間に形成される。雌ネジ６１ａａ、６１ａｂは、貫通孔の一方の端部から他方の端部までタップ等を用いて同時加工により螺刻されており、また、谷径が大径部６１ｂよりも小径に形成されているので、図５の（ｂ）に示すように、取り外しボルト４７が、雌ネジ６１ａａ、６１ａｂとそれぞれ螺合すると共に、雌ネジ６１ａｂ、大径部６１ｂおよび雌ネジ６１ａａを貫通して、ピン挿入孔５ａ、６ａの底部に達することが可能に設けられている。

環状溝６１ｃは、Ｖ字状断面に形成されており、Ｖ字状断面の先端部分、即ち、環状溝６１ｃの谷部分が、環状溝６１ｃにおける最小径部となっている。位置決めピン６１が、パイプ状工具を介して止まるまで挿入され、ピン挿入孔４ａ、５ａ、およびピン挿入孔４ａ、６ａに跨って挿入された状態、即ち、位置決めピン６１がピン挿入孔５ａ、６ａの底部まで挿入された状態で、最小径部が、２つの部材の境界、即ち、フレーム４と支持スタッド５との境界、およびフレーム４と支持スタッド６との境界に、それぞれ位置するように設けられており、そのために、ピン挿入孔５ａ、６ａは、深さが所定寸法に形成され、位置決めピン６１先端から環状溝６１ｃにおける最小径部までの軸線方向寸法に対応している。環状溝６１ｃの最小径部は、軸線方向において大径部６１ｂに含まれることにより、大径部６１ｂが軸線方向に対応しており、位置決めピン６１は、軸線方向の環状溝６１ｃの最小径部位置に薄肉部が形成される。従って、フレーム４と支持スタッド５との境界、およびフレーム４と支持スタッド６との境界に対応して、位置決めピン６１は薄肉部が位置しており、前述の衝突事故等によりフレーム４と支持スタッド５との間、またはフレーム４と支持スタッド６との間で、辷りを生じさせるような力が加わった場合、位置決めピン６１は、環状溝６１ｃの最小径部位置で、剪断力に抗することなく容易に破断され、フレーム４と支持スタッド５、６との間で辷りが生じると共に、破断が環状溝６１ｃの最小径部と大径部６１ｂとの間で生じ、雌ネジ６１ａａ、６１ａｂが損傷を免れる。また、位置決めピン６１は、剪断力に抗することなく容易に破断されるので、ピン挿入孔４ａ、５ａ、６ａは、位置決めピン６１からの反力によって変形することはなく、真円度が維持される。従って、復旧作業における位置決め精度は、衝突事故前の精度に維持される。

位置決めピン６１の交換作業では、ヘッドホルダ３とフレーム４とを締結するボルト３４が取り外され、主軸ヘッド５０は、ヘッドモータ２から取り外される。図５の（ｂ）は、ヘッドホルダ３が取り外された状態のフレーム４と支持スタッド５とを示しており、破断した位置決めピン６１の取り外し作業を示す。

ボルト４４を弛めた状態、または取り外した状態とし、フレーム４と支持スタッド５との相対位置を辷りが生じる前の状態に戻す。取り外しボルト４７を破断した位置決めピン６１の各部分の雌ネジ６１ａｂ、および雌ネジ６１ａａにねじ込み、ピン挿入孔５ａの底部に到達させる。更に、取り外しボルト４７をねじ込み、ピン挿入孔５ａの底部を押圧する。破断した位置決めピン６１の各部分には、この底部押圧の反力として、支持スタッド５から取り外しボルト４７を介して軸線方向の力が作用する。そのため、位置決めピン６１の各部分は、軸線方向に移動してピン挿入孔４ａ、５ａから取り外される。

支持軸モータ５６によってスピンドル１０を旋回中、プログラミングミス等によってスピンドル１０または工具が加工治具、ワーク等と衝突した場合、主軸９と支持軸５８との相対回転、即ち辷りが生じ、主軸９と駆動側嵌合軸７との位置決め作業を必要とする。また、クランプ装置５７を作動させてスピンドル１０の旋回位置を保持しながら、工具を加工位置、待機位置等に移動させるため、主軸ヘッド５０をラム１やヘッドモータ２によって移動中に、またはワークが載置されている加工テーブルを移動中に、プログラミングミス等によってスピンドル１０または工具が加工治具、ワーク等と衝突した場合、主軸９と支持軸５９との相対回転、即ち辷りが生じ、主軸９と従動側嵌合軸８との位置決め作業を必要とする。本実施例では、前述のように、フレーム４と支持スタッド５との位置決め、およびフレーム４と支持スタッド６との位置決めに、位置決めピン６１が用いられているほか、主軸９と駆動側嵌合軸７との位置合決め、および主軸９と従動側嵌合軸８との位置決めに、位置決めピン６２がそれぞれ用いられている。

図４、および図４の一部拡大図である図６の（ａ）の断面図に示すように、駆動側嵌合軸７は貫通するピン挿入孔７ｄを有し、従動側嵌合軸８は貫通するピン挿入孔８ｃを有し、主軸９は、ピン挿入孔７ｄ、８ｃに対応して有底状のピン挿入孔９ｇを有している。図２および図４に示すように、ピン挿入孔９ｇ、７ｄに対応して、ベアリングホルダ１４、ロータリージョイントボディ１７に、位置決めピン６２の着脱用の貫通孔が設けられている。位置決めピン６２は、外周面において、軸線方向の略中間部に、位置決めピン６１と同様、Ｖ字状断面に形成され環状溝６２ｃを有すると共に、環状溝６２ｃにおける最小径部の軸線方向位置に対応して形成される大径部６２ｂと、一対の雌ネジ６２ａａ、６２ａｂとから形成される貫通孔を有する。雌ネジ６２ａａは、大径部６２ｂから一端面に達するまで形成され、雌ネジ６２ａｂは、大径部６２ｂから他端面に達するまで形成される。雌ネジ６２ａａ、６２ａｂは、谷径が大径部６２ｂよりも小径に形成されている。

位置決めピン６２が、パイプ状工具を介して挿入されて、ピン挿入孔９ｇの底部まで挿入された状態で、環状溝６２ｃ最小径部が、２つの部材の境界、即ち、主軸９と駆動側嵌合軸７との境界、および主軸９と従動側嵌合軸８との境界に位置するように設けられており、そのために、ピン挿入孔９ｇは、深さが所定寸法に形成され、位置決めピン６２先端から環状溝６２ｃの最小径部までの軸線方向寸法に対応している。環状溝６２ｃの最小径部は大径部６２ｂが軸線方向に対応しており、位置決めピン６２は、軸線方向の環状溝６２ｃの最小径部位置に薄肉部が形成される。従って、位置決めピン６２は、薄肉部が主軸９と駆動側嵌合軸７との境界、および主軸９と従動側嵌合軸８との境界に対応して位置している。前述の衝突事故等により主軸９と駆動側嵌合軸７との間、または主軸９と従動側嵌合軸８との間で、辷りを生じさせるような力が加わった場合、位置決めピン６２は、環状溝６２ｃの最小径部位置で、剪断力に抗することなく容易に破断され、主軸９と駆動側嵌合軸７との間、または主軸９と従動側嵌合軸８との間で辷りが生じると共に、破断が環状溝６２ｃの最小径部と大径部６２ｂとの間で生じ、雌ネジ６２ａａ、６２ａｂが損傷を免れる。また、位置決めピン６２は、剪断力に抗することなく容易に破断されるので、ピン挿入孔７ｄ、８ｃ、９ｇは、位置決めピン６２からの反力によって変形することはなく、真円度が維持される。従って、復旧作業における位置決め精度は、衝突事故前の精度に維持される。

図６の（ｂ）の断面図に示される位置決めピン６３は、位置決めピン６２の変形例であり、外周面が、軸線方向の略中間部を境界位置として、ピン挿入孔９ｇに対応する小径外周面と、ピン挿入孔７ｄに対応する大径外周面とによって形成されるほか、前記境界位置を最小径部としてＶ字状断面の環状溝６３ｃが形成される。主軸９の駆動側嵌合軸７との境界面が位置決めピン６３のストッパとして作用し、位置決めピン６３は、パイプ状工具等を介して止まるまで挿入されることより、ピン挿入孔９ｇおよび環状溝６３ｃの最小径部の軸線方向寸法精度に影響されずに、環状溝６３ｃの最小径部は、主軸９と駆動側嵌合軸７との境界に確実に位置する。

図６の（ｃ）に示される位置決めピン６４は、位置決めピン６２の更なる変形例であり、ピン挿入孔７ｄ側の端部に、ピン挿入孔７ｄ、９ｇへの挿入の際にストッパとして作用するフランジ６４ｄを有するほか、貫通孔のピン挿入孔７ｄ側の端部に、雌ネジぬすみ６４ｅを有する。該雌ネジぬすみ６４ｅは、大径部６４ｂと同様、雌ネジ６４ａａ、６４ａｂの谷径よりも大径に形成されており、雌ネジ６４ａａ、６４ａｂの加工を軽減するほか、破断の際の取り外しボルト４７のねじ込みを容易にする。

図７に示される断面図の位置決めピン６５は、本発明の第２の実施例であり、外周面に軸線方向の略中間部にＶ字状断面の環状溝６５ｃを有すると共に、貫通孔として、貫通するピン挿入孔７ｄを備える駆動側嵌合軸７側に形成される大径部６５ｂと、有底状のピン挿入孔９ｇを備える主軸９側に形成される雌ネジ６５ａとを有する。また、位置決めピン６５は、駆動側嵌合軸７と主軸９との境界に環状溝６５ｃの最小径部が位置するべく、駆動側嵌合軸７側端部にストッパとして作用するフランジ６５ｄを有している。大径部６５ｂは、軸線方向において環状溝６５ｃの最小径部に対応する位置に設けられると共に、雌ネジ６５ａに隣接して駆動側嵌合軸７側の端面まで形成されている。また、雌ネジ６５ａは、大径部６５ｂに隣接して主軸９側端の端面まで形成されている。従って、雌ネジ６５ａは、大径部６５ｂから位置決めピン６５の一方の端面である主軸９側の端面までの間にのみ設けられる。位置決めピン６５は、第１の実施例、およびその変形例の位置決めピン６１、６２、６３、６４と同様、軸線方向の環状溝６５ｃの最小径部位置に薄肉部が形成される。従って、位置決めピン６５は、薄肉部が主軸９と駆動側嵌合軸７との境界に対応して位置しており、前述の衝突事故等により主軸９と駆動側嵌合軸７との間で、辷りを生じさせるような力が加わった場合、位置決めピン６５は、破断が環状溝６５ｃの最小径部と大径部６５ｂとの間で生じ、雌ネジ６５ａが損傷を免れる。また、位置決めピン６５は、剪断力に抗することなく容易に破断されるので、ピン挿入孔７ｄ、９ｇは、位置決めピン６２からの反力によって変形することはなく、真円度が維持される。従って、復旧作業における位置決め精度は、衝突事故前の精度に維持される。なお、破断した位置決めピン６５の大径部６５ｂ側部分は、取り外しボルト４７を介して取り外される雌ネジ６５ａ側部分によって押圧されることにより、ピン挿入孔７ｄから取り外される。

以上の実施例では、位置決めピン６１、６２、６３、６４、６５は、工作機械の主軸ヘッド５０を構成する２つの部材の位置決めに適用されている。しかし、ボルトを介して互いに締結される２つの部材であればよく、工作機械の主軸ヘッド５０以外の機械、構造物に適用されてもよい。また、以上の実施例では、２つの部材の一方は、ピン挿入孔が有底状に形成されているが、２つの部材の両方ともピン挿入孔が貫通孔であってもよい。その場合、取り外しボルトが、破断した位置決めピンに対し、雌ネジに螺合して係合することにより、位置決めピンは、取り外しボルトを介して引き出されてピン挿入孔から取り外される。更に、以上の実施例では、位置決めピンは、外径寸法が軸線方向に一定な所謂平行ピンに適用されているが、テーパピンに適用されてもよく、ピン挿入孔としてテーパ孔が２つの部材にそれぞれ設けられる。

本発明は上記のいずれの実施例に限定されるものではなく、本発明の請求範囲を逸脱しない限りにおいて種々に変更することが可能である。

本発明の第１の実施例の位置決めピンが用いられている工作機械の主軸ヘッド５０の全体図であり、一部、断面図で示される。図１の右側面図を示し、フタ２４を取り外した状態を示す。図１においてＰ視方向から見た平面図を示す。図１の一部拡大図であり、主軸ヘッド５０の主軸９の周辺を示す。（ａ）は、フレーム４と支持スタッド５との位置決めを示す図２の一部拡大図であり、（ｂ）は、破断した位置決めピン６１の取り外し作業を示す。（ａ）は、位置決めピン６２を示す図４の一部拡大図であり、（ｂ）および（ｃ）は、位置決めピン６２の変形例の位置決めピン６３、６４を示す。本発明の第２の実施例の位置決めピン６５を示す。

符号の説明

１ラム
２ヘッドモータ
３ヘッドホルダ
４フレーム
４ａピン挿入孔
５支持スタッド
５ａピン挿入孔
６支持スタッド
６ａピン挿入孔
７駆動側嵌合軸
７ａ嵌合軸部
７ｂ平坦面
７ｃスリーブ
７ｄピン挿入孔
８従動側嵌合軸
８ａ嵌合軸部
８ｂ平坦面
８ｃピン挿入孔
９主軸
９ａ支持軸嵌合孔
９ｂ支持軸嵌合孔
９ｃ平坦面
９ｄ平坦面
９ｅ雌ネジ
９ｆ雌ネジ
９ｇピン挿入孔
１０スピンドル
１１ステータホルダ
１２ステータ
１３ロータ
１４ベアリングホルダ
１５ベアリングプレート
１６ベアリング
１７ロータリジョイントボディ
１８モータプレート
１９クランプシリンダ
２０クランプスリーブ
２０ａ環状スリーブ
２１クランプリング
２２ベアリングホルダ
２３ベアリングホルダ
２４フタ
２８流体路
２９ベアリングプレート
３０ボルト
３１ボルト
３２ボルト
３４ボルト
３５ボルト
３６ボルト
３７ボルト
３８ボルト
３９ボルト
４１ボルト
４２ボルト
４４ボルト
４５ボルト
４７取り外しボルト
４８ボルト
４９ボルト
５０主軸ヘッド
５５スピンドルユニット
５６支持軸モータ
５７クランプ装置
５８支持軸
５９支持軸
６１位置決めピン
６１ａａ雌ネジ
６１ａｂ雌ネジ
６１ｂ大径部
６１ｃ環状溝
６２位置決めピン
６２ａａ雌ネジ
６２ａｂ雌ネジ
６２ｂ大径部
６２ｃ環状溝
６３位置決めピン
６３ａａ雌ネジ
６３ａｂ雌ネジ
６３ｂ大径部
６３ｃ環状溝
６４位置決めピン
６４ａａ雌ネジ
６４ａｂ雌ネジ
６４ｂ大径部
６４ｃ環状溝
６４ｄフランジ
６４ｅ雌ネジぬすみ
６５位置決めピン
６５ａ雌ネジ
６５ｂ大径部
６５ｃ環状溝
６５ｄフランジ

Claims

外周面における軸線方向の中間部または略中間部に形成されて軸線周りに延びる環状溝と軸線方向に貫通する貫通孔とを有する位置決めピンにおいて、
前記貫通孔は、軸線方向における前記環状溝の最小径部に対応する位置に形成された大径部を有すると共に、該大径部から位置決めピンの少なくとも一方の端面までの間に形成される雌ネジであってネジ山の谷径が大径部よりも小径の雌ネジを有する
ことを特徴とする位置決めピン。
前記雌ネジは、前記大径部から位置決めピンの両方の端面までの間にそれぞれ形成されて前記大径部を挟んで一対の雌ネジとして形成されると共に、ボルトが一対の雌ネジのそれぞれに螺合して前記貫通孔を貫通可能に形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の位置決めピン。
前記雌ネジは、前記大径部から位置決めピンの一方の端面までの間にのみ設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の位置決めピン。