JP5208552B2 - 位置決め冶具 - Google Patents

Description

本発明は、仮止めされている部品の取り付け位置を微調整するための位置決め冶具に関する。

位置決め対象の位置を３次元空間内で調整するための位置決め機構として、特許文献１には多自由度位置決め機構が開示されている。

また、機械部品を組み立てる際には、部品同士を仮止めした後で、取り付け位置を厳密に位置決めし、本締めすることが一般的である。
特開２００１−６８８１７号公報

仮止めの際に取り付け対象の部材に埋没してしまう部品は、特許文献１に開示されるような位置決め機構を適用することはできないため、仮止め後に位置を微調整することは、困難な作業である。

例えば、磁気テープの走行装置は、リールから別のリールへ巻き取られる磁気テープを案内するためのガイドローラを備えるが、ガイドローラの取り付け位置がずれてしまうと、ガイドローラがテープの走行方向に対して垂直に設置されず、磁気テープが正常な方向に案内されなくなってしまう。このため、ガイドローラを支持する軸受部材は、上記のように仮止め→位置決め→本締めという作業を経て、装置本体に固定する必要がある。

図９に示すように、ガイドローラ７１を支持する軸受７２は、仮止めの際に本体部７３に埋没してしまう。このため、軸受７２の位置の微調整は、ガイドローラ７１と反対側の面に形成された凹部７４に調整部材７５を挿入し、固定ねじ７６で仮止めされた軸受７２に対して調整部材７５を介して衝撃力を与えることによって行われている。

しかし、このような手法では、１回の操作（１回の衝撃力の負荷）で確実に所望の量だけ取り付け位置を調整することはできない。すなわち、同じ衝撃力を負荷した場合でも、位置決め対象の部材の移動量は毎回同じであるとは限らない。よって、取り付け位置が所定の公差内に収まるまで位置の微調整と、位置の測定とを繰り返す必要がある。
また、微調整の際に負荷する衝撃力は、取り付ける部材が備える精密構造部（軸受部材ならばベアリング）に影響を与える可能性がある。

このため、位置決め対象の部材に衝撃を与えることなく、１回の操作で確実に所望の量だけ位置を調整できる位置決め冶具の実現が求められていた。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、位置決め対象の部材に衝撃を与えることなく、１回の操作で確実に所望の量だけ位置を調整できる位置決め冶具を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、仮止めすると設置対象の部材に埋没する位置決め対象部材の取り付け位置を、仮止め後に所定の平面内で調整するための位置決め冶具であって、それぞれの備えるねじ穴が所定の平面と平行な平面内で交差するように配置された二以上のハンドル取り付け部を一端部に、二以上のハンドル取り付け部の各々のねじ穴と直交し、断面形状が他の部分よりも径が大きい円形の支持部を中間部分に、位置決め対象部材に力を作用させる作用部を他端部に備えたシャフトと、各々のハンドル取り付け部のねじ穴にねじ止めによって取り付けられる操作ハンドルと、設置対象の部材に固定するため係合手段と、支持部と全周に亘って接触する大きさの略円形の穴からなる支持穴と、操作ハンドルの移動を規制するハンドル固定部とを備えたベース部材と、を有し、各々の操作ハンドルのハンドル取り付け部へのねじ込み量に応じて支持部を支点としてシャフトが回動することにより、作用部が所定の平面の任意の位置に配置されることを特徴とする位置決め冶具を提供するものである。

本発明によれば、位置決め対象の部材に衝撃を与えることなく、１回の操作で確実に所望の量だけ位置を調整できる位置決め冶具を提供できる。

本発明の好適な実施の形態に係る位置決め冶具について説明する。
図１（ａ）に、本実施形態に係る位置決め冶具の構成を示す。位置決め冶具１００は、ベース部１とシャフト部２と、操作ハンドル３（３ａ、３ｂ）とを有する。
ベース部１は、シャフト部２を支持するとともに、位置決め対象の部材が設置される部材（以下、設置部材）に対して、位置決め冶具１００全体を固定するための部材である。シャフト部２は、位置決め対象の部材に位置調整のための力（以下、調整力）を作用させる部材である。操作ハンドル３は、調整力をシャフト部２に生じさせる部材である。

図１（ｂ）に示すように、ベース部１は、ハンドル固定部１１（１１ａ、１１ｂ）と、支持穴１２と、ピン１３と、穴１４とを有する。ハンドル固定部１１は、操作ハンドル３がねじ部３３の回転に伴って移動しないように規制する部分である。支持穴１２は、シャフト部２の支持部２２と当接してシャフト部２を支持する部分である。ピン１３は、位置決め冶具１００を設置部材に対して固定する際に係合させる部分である。穴１４は、ベース部１を貫通しており、位置決め冶具を設置部材に対して固定したままの状態でも、位置決め対象部材を本締めできるように、固定ねじを露出させる。

図１（ｃ）に、シャフト部２の構成を示す。シャフト部２は、位置決め対象部材に調整力を作用させる作用部２１と、ベース部１に支持される支持部２２と、操作ハンドル２３を取り付けるためのねじ穴が形成されたハンドル取り付け部２３（２３ａ、２３ｂ）と、支持部２２とハンドル取り付け部２３とを連結するシャフト２４とを有する。図１（ｄ）に示すように、ハンドル取り付け部２３ａのねじ穴とハンドル取り付け部２３ｂのねじ穴と、シャフト２４とは、互いに直交するように形成されている。

図１（ｄ）に示すように、操作ハンドル３は、操作部３１（３１ａ、３１ｂ）と固定部３２（３２ａ、３２ｂ）とねじ部３３（３３ａ、３３ｂ）とを有する。操作部３１は、操作ハンドル取り付け部２３にねじ部３３を抜き差しするための操作をユーザが行う部分である。固定部３２と操作部３１との間には、ハンドル固定部１１が配置されるようになっており、ねじ部３３をどちらの方向に回転させるように操作部３１を操作した場合でも、操作ハンドル３がねじ部３３の軸方向に移動しないようになっている。

図２に、位置決め冶具の斜視図を示す。図示するように、操作ハンドル３ａ側と操作ハンドル３ｂ側とは同様の構造となっている。

位置決め冶具１００の動作について説明する。なお、操作ハンドル３ａ、３ｂによる動作は、各部の移動方向が異なるだけであるので、以下の説明においては操作ハンドル３ａによる動作についてのみ説明する。

図３に示すように、固定ねじ５２で仮止めされた位置決め対象部材５１の位置を微調整するのに先立って、設置部材５０に形成されている冶具取り付け穴５０１に対してピン１３を挿入するとともに、作用部２１を位置決め対象部材５１に形成されている凹部５１１に挿入し、位置決め冶具１００を固定する。

位置決め冶具１００を設置部材５０に固定したのち、操作ハンドル３ａを操作する。図４（ａ）に示すように、ねじ部３３ａをハンドル取り付け部２３にねじ込む方向に操作部３１ａを操作した場合、ハンドル固定部１１ａによって操作ハンドル３ａの移動が規制されているため、ハンドル取り付け部２３ａが操作ハンドル３ａに引きつけられる。この際、シャフト部２は、支持部２２を支点として回転し、作用部２１は、図４（ｂ）に示すように左方に移動する。

一方、図５（ａ）に示すように、ねじ部３３ａをハンドル取り付け部２３から抜き出す方向に操作部３１ａを操作した場合、ハンドル固定部１１ａによって操作ハンドル３ａの移動が規制されているため、ハンドル取り付け部２３ａが操作ハンドル３ａから遠ざかる。この際、シャフト部２は、支持部２２を支点として回転し、作用部２１は、図５（ｂ）に示すように右方に移動する。

これらの操作の際、作用部２１は弧を描くように移動するため、その先端はシャフト２４と直交する方向だけでなく、厳密にはシャフト２４の軸方向にも移動する。しかし、シャフト２４の軸方向の移動量は、シャフト２４と直交する方向の移動量と比較して無視できるほど小さいため、作用部２１の先端は直線状に移動すると見なすことができる。

従って、操作ハンドル３ａ、３ｂの各々の操作を組み合わせることにより、図６に示すように、シャフト２４と直交する面内において、作用部２１の先端を任意の方向に移動させることができる。操作部２１の先端の移動量は、操作ハンドル３ａ、３ｂの操作量にほぼ比例するため、一回の操作で所望の量だけ作用部２１の先端を移動させることができる。

また、この時発生する調整力は、ハンドル取り付け部２３を力点、支持部２２を支点、作用部２１を作用点とするテコの原理によって発生するため、仮止めされた位置決め対象部材５１を移動させるのに十分な大きさの力を非衝撃荷重として発生させることができる。

操作ハンドル３ａ、３ｂの操作によって、位置決め対象部材５１の位置決めを為したのち、穴１４を介して固定ねじ５２を本締めし、位置決め対象部材５１を設置部材５０に完全に固定する。

その後、ピン１３を冶具取り付け穴５０１から抜き、位置決め冶具１００を取り外すことにより、位置決め対象部材の位置決めが完了する。

このように、本実施形態に係る位置決め冶具１００は、位置決め対象部材５１に衝撃を与えることなく、１回の操作で確実に所望の量だけ位置を調整できる。このため、位置決め対象部材５１に含まれる精密部品等に悪影響を及ぼすことなく、効率よく位置決め作業を行える。

なお、上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはない。
例えば、上記の実施形態においては、位置決め対象部材が一つの場合を例として説明したが、設置部材に対して複数の位置決め対象部材を位置決めする際にも適用可能である。このような場合には、図７に示すように、位置決め対象部材と同数のシャフト部２をベース部１で支持し、各々のシャフト部２に対応するように上記同様の構成を設ければ良い。
また、上記の例では、ねじ部３３ａと３３ｂとが直交する場合を例としたが、必ずしも直交している必要はない。すなわち、図８（ａ）に示すように、作用部２１の移動は、操作ハンドル３ａの操作による移動のベクトルと、操作ハンドル３ｂの操作による移動のベクトルとを合成することによって表現可能である。従って、図８（ｂ）に示すように、操作ハンドル３ａの操作による移動方向と操作ハンドル３ｂの操作による移動方向とが直交していなくても、作用部２１を任意の位置に移動させることが可能である。すなわち、操作ハンドル３ａの操作による移動方向と操作ハンドル３ｂの操作による移動方向とが平行で無ければよい。
さらに、図８（ｃ）に示すように、操作ハンドルを三つ以上設けることも可能である。
このように、本発明は様々な変形が可能である。

本発明の好適な実施の形態に係る位置決め冶具の構成を示す図である。 位置決め冶具の斜視図である。 位置決め冶具を設置部材に固定した状態を示す図である。 操作ハンドルの操作に伴って、作用部が移動する様子を示す図である。 操作ハンドルの操作に伴って、作用部が移動する様子を示す図である。 シャフトと直交する面内において、作用部の先端が任意の方向に移動する様子を示す図である。 複数の位置決め対象部材の取り付け位置を微調整するための位置決め冶具の構成を示す図である。 操作ハンドルの操作と作用部の移動方向との関係を示す図である。 ガイドローラを支持する軸受の仮止め後の取り付け位置を微調整する方法を示す図である。

符号の説明

１ ベース部材
２ シャフト部
３（３ａ、３ｂ） 操作ハンドル
１１（１１ａ、１１ｂ） ハンドル固定部
１２ 支持穴
１３ ピン
１４ 穴
２１ 作用部
２２ 支持部
２３（２３ａ、２３ｂ） ハンドル取り付け部
２４ シャフト
３１（３１ａ、３１ｂ） 操作部
３２（３２ａ、３２ｂ） 固定部
３３（３３ａ、３３ｂ） ねじ部
５０ 設置部材
５１ 位置決め対象部材
５２ 固定ねじ
５０１ 冶具取り付け穴
５１１ 凹部

Claims (7)

1. 位置決め対象部材の取り付け位置を、仮止め後に所定の平面内で調整するための位置決め冶具であって、
   それぞれの備えるねじ穴が前記所定の平面と平行な平面内で交差するように配置された二以上のハンドル取り付け部を一端部に、前記二以上のハンドル取り付け部の各々のねじ穴と直交し、断面形状が他の部分よりも径が大きい円形の支持部を中間部分に、前記位置決め対象部材に力を作用させる作用部を他端部に備えたシャフトと、
   各々のハンドル取り付け部のねじ穴にねじ止めによって取り付けられる操作ハンドルと、
   前記設置対象の部材に固定するため係合手段と、前記支持部と全周に亘って接触する大きさの略円形の穴からなる支持穴と、前記操作ハンドルの移動を規制するハンドル固定部とを備えたベース部材と、を有し、
   各々の前記操作ハンドルの前記ハンドル取り付け部へのねじ込み量に応じて前記支持部を支点として前記シャフトが回動することにより、前記作用部が前記所定の平面の任意の位置に配置されることを特徴とする位置決め冶具。
2. 前記位置決め対象部材は、仮止めすると設置対象の部材に埋没する部材であることを特徴とする請求項１記載の位置決め冶具。
3. 前記ハンドル取り付け部が二つであることを特徴とする請求項１又は２記載の位置決め冶具。
4. 前記二つのハンドル取り付け部のそれぞれのねじ穴が直交することを特徴とする請求項３記載の位置決め冶具。
5. 前記支持部は前記シャフトの中央よりも前記作用部側に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の位置決め冶具。
6. 前記支持部は略球状であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の位置決め冶具。
7. ２以上の前記シャフトが前記ベース部材によって支持され、
   各々のシャフトの前記ハンドル取り付け部のねじ穴には、それぞれ前記操作ハンドルが取り付けられ、
   前記ベース部材は、各々の前記シャフトの前記支持部を支持するとともに、各々の前記操作ハンドルの移動を規制し、
   各々の前記シャフトの前記作用部が、前記所定の平面の任意の位置に配置可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の位置決め冶具。

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