JP7050647B2 - 嵌合構造 - Google Patents

Description

本発明は、嵌合構造に関する。

下記特許技術文献１に記載の嵌合構造では、金型（ベース部）にブッシュが嵌合されており、ブッシュの径方向内側には、内嵌部材が設けられている。そして、内嵌部材の内部に位置決めピンが挿入されて、金型の位置決めが行われるようになっている。

さらに、内嵌部材とブッシュとがネジ結合されている。これにより、例えば、内嵌部材が摩耗した場合には、内嵌部材とブッシュとのネジ結合を解除することで、内嵌部材を交換できるようになっている。

ところで、金型とブッシュとの嵌合では、例えば、焼きばめによって、ブッシュを金型に嵌合させることで、ブッシュの嵌合状態を良好に維持することができる。

実開平４－１２９５５４号公報

しかしながら、焼きばめによって、ブッシュを金型に嵌合させると、焼きばめ後の金型の嵌合孔が径方向内側に縮小して、ブッシュの内径が変化する可能性がある。すなわち、ブッシュにおける位置決めピンが挿入されるピン挿入部の内径が変化する可能性がある。したがって、この場合には、嵌合後のブッシュにおいて、ピン挿入部に対して内径仕上げ処理等を施す必要があった。このため、ブッシュと金型との嵌合構造では、ピン挿入部の内径寸法の変化を抑制できる構造にすることが望ましい。

本発明は、上記事実を考慮して、ブッシュにおけるピン挿入部の内径寸法の変化を抑制することができる嵌合構造を提供することを目的とする。

本発明の１またはそれ以上の実施形態は、円筒状に形成され、内部に位置決めピンが挿入されるピン挿入部を有するブッシュと、前記ブッシュが嵌入される嵌合孔を有するベース部と、を備え、前記ブッシュの外周部が、前記嵌合孔と嵌合される嵌合部と、前記嵌合孔の径方向内側に離間して配置された非嵌合部と、を含んで構成されており、前記ピン挿入部の全体が、前記非嵌合部に対して径方向内側に配置されていることを特徴とする嵌合構造である。

本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記ブッシュの内周部には、前記嵌合部に対して径方向内側において、ネジ部が形成されている嵌合構造である。

本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記嵌合部の直径寸法が、前記非嵌合部の直径寸法よりも大きく設定されており、前記嵌合孔の直径寸法が、前記嵌合孔の軸方向において一定に設定されている嵌合構造である。

上記構成の嵌合構造によれば、ブッシュにおけるピン挿入部の内径寸法の変化を抑制することができる。

本実施の形態に係る嵌合構造が適用された嵌合部材を示す断面図である。 （Ａ）は、嵌合構造のバリエーション１が適用された嵌合部材を示す断面図であり、（Ｂ）は、嵌合構造のバリエーション２が適用された嵌合部材を示す断面図である。 嵌合構造のバリエーション３が適用された嵌合部材を示す断面図である。

以下、図１を用いて本実施の形態に係る嵌合構造Ｓについて説明する。図１に示されるように、嵌合構造Ｓは、構造物を構成する嵌合部材１０に適用されている。嵌合部材１０は、「ベース部」としてのベースプレート２０と、円筒状のブッシュ３０と、を含んで構成されている。そして、構造物を構成する被嵌合部材の位置決めピンＰが、ブッシュ３０の内部に挿入されて、嵌合部材１０の被嵌合部材に対する位置を決めるようになっている。以下、嵌合部材１０の構成について説明する。

（ベースプレート２０について）
ベースプレート２０は、金属製（本実施の形態では、アルミニウム製）とされている。ベースプレート２０は、円形状の嵌合孔２２を有しており、嵌合孔２２は、ベースプレート２０の板厚方向に貫通している。嵌合孔２２の直径寸法は、嵌合孔２２の軸方向において一定に設定されている。

ベースプレート２０の板厚方向一方側（図１の矢印Ａ方向側）の面には、嵌合孔２２に対応する位置において、ザグリ部２４が形成されている。ザグリ部２４は、ベースプレート２０の板厚方向一方側へ開放された凹状に形成されると共に、ベースプレート２０の板厚方向から見て円形状に形成されている。そして、ザグリ部２４と嵌合孔２２とが同軸上に配置されている。

また、嵌合孔２２のザグリ部２４側の縁部には、面取り部２６が形成されており、面取り部２６は、嵌合孔２２の周方向全周に亘って形成されている。

（ブッシュ３０について）
ブッシュ３０は、ベースプレート２０とは異なる金属（本実施の形態では、ステンレス）によって構成されており、ベースプレート２０の線膨張係数が、ブッシュ３０の線膨張係数よりも大きくなっている。

ブッシュ３０は、ベースプレート２０の板厚方向を軸方向とする略円筒状に形成されている。ブッシュ３０の軸方向一方側（図１の矢印Ａ方向側）の端部には、径方向外側へ突出されたフランジ部３２が一体に形成されており、フランジ部３２は、ブッシュ３０の周方向全周に亘って形成されている。また、フランジ部３２の厚み寸法が、前述したザグリ部２４の深さ寸法よりも小さく設定されており、フランジ部３２の直径寸法が、ザグリ部２４の直径寸法よりも小さく設定されている。

ブッシュ３０の外周部は、ブッシュ３０の軸方向一方側の部分を構成する非嵌合部３４と、ブッシュ３０の軸方向他方側の部分を構成する嵌合部３６と、を含んで構成されている。そして、嵌合部３６の直径寸法が、非嵌合部３４の直径寸法よりも大きく設定されている。すなわち、ブッシュ３０の外周部には、軸方向中間部において段差部が形成されている。

また、嵌合部３６の直径寸法は、ベースプレート２０の嵌合孔２２の直径寸法よりも僅かに大きく設定されており、非嵌合部３４の直径寸法は、嵌合孔２２の直径寸法よりも小さく設定されている。そして、詳細については後述するが、ブッシュ３０が、ベースプレート２０の板厚方向一方側から嵌合孔２２内に嵌入されて、嵌合部３６が嵌合孔２２の内周部に嵌合している。また、ブッシュ３０の嵌合孔２２内への嵌合状態では、非嵌合部３４が嵌合孔２２の内周部に対して径方向内側に離間して配置されている。すなわち、非嵌合部３４と嵌合孔２２の内周部との間には、隙間Ｇ１が形成されている。

また、ブッシュ３０の嵌合孔２２内への嵌合状態では、ブッシュ３０のフランジ部３２が、ベースプレート２０のザグリ部２４内に配置されると共に、ザグリ部２４の底面に対して板厚方向一方側に隣接して配置されている。さらに、この状態では、フランジ部３２が、ザグリ部２４の内周部に対して、径方向内側に離間して配置されている。すなわち、フランジ部３２とザグリ部２４との間には、ブッシュ３０の径方向において、隙間Ｇ２が形成されている。

なお、本実施の形態では、ブッシュ３０の軸方向における、非嵌合部３４の長さが、嵌合部３６の長さよりも大きく設定されている。さらに、ブッシュ３０の軸方向他端部における外周縁部には、面取り部３８が形成されており、面取り部３８は、ブッシュ３０の周方向全周に亘って形成されている。

ブッシュ３０の内周部における非嵌合部３４の径方向内側部分は、ピン挿入部４０として構成されている。すなわち、ピン挿入部４０の全体が、非嵌合部３４の径方向内側に配置されている。このピン挿入部４０には、被嵌合部材を構成する位置決めピンＰが、ブッシュ３０の軸方向一方側から挿入されるようになっており、位置決めピンＰの直径寸法が、ピン挿入部４０の直径寸法よりも僅かに小さく設定されている。これにより、ピン挿入部４０内に位置決めピンＰを挿入することで、嵌合部材１０の被嵌合部材に対する相対位置を決めるように構成されている。

また、ブッシュ３０の内周部における嵌合部３６の径方向内側部分は、ネジ部４２として構成されており、ネジ部４２には、雌ネジが形成されている。このネジ部４２の直径寸法は、ピン挿入部４０の直径寸法よりも小さく設定されている。

（作用効果）
次に、ブッシュ３０をベースプレート２０の嵌合孔２２内に嵌合させるときの手順を説明しつつ、本実施の形態の作用及び効果について説明する。

ブッシュ３０をベースプレート２０の嵌合孔２２内に嵌合させるときには、焼きばめによって、ブッシュ３０を嵌合孔２２内に嵌合させる。具体的には、ベースプレート２０を加熱する。これにより、ベースプレート２０の熱膨張によって、ベースプレート２０の嵌合孔２２の内径寸法が拡大する方向に変化する。この状態で、ブッシュ３０をベースプレート２０の板厚方向一方側から嵌合孔２２内に嵌入させると共に、ブッシュ３０のフランジ部３２をザグリ部２４の底面に当接させた状態に配置する。

ブッシュ３０のベースプレート２０の嵌合孔２２内への嵌入後、ベースプレート２０に対して焼きなましを施す。このときには、ベースプレート２０の嵌合孔２２の内径寸法が縮小する方向にベースプレート２０が変形して、嵌合孔２２の内周部がブッシュ３０の嵌合部３６を締め付ける。このため、嵌合孔２２の内周部がブッシュ３０の嵌合部３６を径方向内側へ押圧した状態に、ブッシュ３０が嵌合孔２２に嵌合される。これにより、ブッシュ３０とベースプレート２０との嵌合状態を良好に維持することができる。また、この状態では、ブッシュ３０の非嵌合部３４の直径寸法が嵌合部３６の直径寸法よりも小さく設定されているため、非嵌合部３４が、ベースプレート２０の嵌合孔２２の径方向内側に離間した状態に配置されて、非嵌合部３４と嵌合孔２２との間に隙間Ｇ１が形成される。

以上説明したように、本実施の形態の嵌合構造Ｓでは、ブッシュ３０の外周部が、ベースプレート２０の嵌合孔２２と嵌合される嵌合部３６と、ベースプレート２０の嵌合孔２２に対して径方向内側へ離間して配置された非嵌合部３４と、を含んで構成されている。このため、ブッシュ３０のベースプレート２０への嵌合状態では、ブッシュ３０の嵌合部３６がベースプレート２０の嵌合孔２２に嵌合されており、ブッシュ３０の非嵌合部３４と嵌合孔２２との間には、隙間Ｇ１が形成されている。

ところで、上述のように、焼きばめによってブッシュ３０をベースプレート２０の嵌合孔２２内に嵌合させたときには、焼きばめ後において、嵌合孔２２が径方向内側に縮小するように変化する。このため、ブッシュ３０の嵌合部３６が嵌合孔２２の内周部によって径方向内側へ押圧されて、ブッシュ３０の内径寸法が変化する虞がある。

ここで、ブッシュ３０では、位置決めピンＰが挿入されるピン挿入部４０の全体が、非嵌合部３４に対して径方向内側に配置されている。すなわち、ブッシュ３０におけるピン挿入部４０を構成する部分の外周部が、非嵌合部３４として構成されている。これにより、焼きばめ後において、ベースプレート２０の嵌合孔２２が径方向内側に縮小する方向に変化しても、ブッシュ３０の非嵌合部３４とベースプレート２０の嵌合孔２２との間の隙間Ｇ１によって、ブッシュ３０の非嵌合部３４が、嵌合孔２２の内周部によって押圧されない。その結果、ピン挿入部４０の内径寸法の変化を抑制することができる。したがって、位置決めピンＰを、ピン挿入部４０内に良好に挿入することができる。

また、ブッシュ３０の内周部には、嵌合部３６に対して径方向内側において、ネジ部４２が形成されている。このため、ネジ部４２を活用して、ブッシュ３０の交換を容易に行うことができる。
すなわち、仮に、ブッシュ３０のベースプレート２０への嵌合不良（例えば、ブッシュ３０の軸線がベースプレート２０の板厚方向に対して傾斜した状態に、ブッシュ３０がベースプレート２０に嵌合された場合等）が発生したときには、ブッシュ３０とベースプレート２０との嵌合状態を解除して、ブッシュ３０を交換する必要がある。この場合には、ブッシュ交換用の工具を、ネジ部４２に螺合させて、当該工具とブッシュ３０とを連結することができる。そして、ブッシュ３０に連結された工具によって、ブッシュ３０をベースプレート２０から引き抜くことで、ブッシュ３０とベースプレート２０との嵌合状態を容易に解除することができる。したがって、ブッシュ３０の交換を容易に行うことができる。

また、ブッシュ３０では、嵌合部３６の直径寸法が、非嵌合部３４の直径寸法よりも大きく設定されており、ベースプレート２０の嵌合孔２２の直径寸法が、嵌合孔２２の軸方向において一定に設定されている。このため、ベースプレート２０を安価に製作しつつ、ブッシュ３０におけるピン挿入部４０の内径寸法の変化を抑制することができる。

また、ブッシュ３０には、軸方向一端部において、フランジ部３２が形成されており、フランジ部３２がベースプレート２０のザグリ部２４の底面に対して板厚方向一方側に隣接して配置されている。このため、ブッシュ３０をベースプレート２０の嵌合孔２２内に嵌入したときに、ブッシュ３０をザグリ部２４の底面に当接させることで、ブッシュ３０の軸方向におけるブッシュ３０とベースプレート２０との位置を決めることができる。これにより、ブッシュ３０のベースプレート２０への嵌入時における作業性を向上することができる。

しかも、フランジ部３２の直径寸法が、ザグリ部２４の直径寸法よりも小さく設定されている。すなわち、ザグリ部２４の内周部とフランジ部３２の外周部との間には、隙間Ｇ２が形成されている。これにより、焼きばめ後において、ザグリ部２４が径方向内側へ縮小する方向に変化しても、ザグリ部２４がフランジ部３２を径方向内側へ押圧することを抑制できる。したがって、位置決め用のフランジ部３２をブッシュ３０に形成した場合でも、ピン挿入部４０の内径寸法の変化を抑制することができる。

（嵌合構造Ｓのバリエーション１）
以下、図２（Ａ）を用いて嵌合構造Ｓのバリエーション１について説明する。
嵌合構造Ｓのバリエーション１では、以下に示す点を除いて本実施の形態の嵌合構造Ｓと同様に構成されている。なお、図２（Ａ）では、本実施の形態の嵌合構造Ｓと同様に構成されている部分には、同一の符号を付している。

すなわち、嵌合構造Ｓのバリエーション１では、ブッシュ３０において、嵌合部３６、非嵌合部３４、ピン挿入部４０及びネジ部４２が、ブッシュ３０の軸方向において反転した位置に配置されている。換言すると、嵌合部３６が、ブッシュ３０の外周部の軸方向一方側部分を構成し、非嵌合部３４が、ブッシュ３０の外周部の軸方向他方側部分を構成している。また、ブッシュ３０では、嵌合部３６及び非嵌合部３４の位置に対応して、ネジ部４２がブッシュ３０の内周部の軸方向一方側部分に配置され、ピン挿入部４０がブッシュ３０の内周部の軸方向他方側部分に配置されている。

そして、バリエーション１においても、本実施の形態と同様に、焼きばめによって、ブッシュ３０を、ベースプレート２０の板厚方向一方側から嵌合孔２２内に嵌入させて、ブッシュ３０の嵌合部３６をベースプレート２０の嵌合孔２２に嵌合させる。これにより、嵌合後のブッシュ３０の非嵌合部３４とベースプレート２０の嵌合孔２２との間に隙間Ｇ１が形成される。よって、焼きばめ後において、ベースプレート２０の嵌合孔２２が径方向内側に縮小する方向に変化しても、ブッシュ３０の非嵌合部３４とベースプレート２０の嵌合孔２２との間の隙間Ｇ１によって、ブッシュ３０の非嵌合部３４が、嵌合孔２２の内周部によって押圧されない。その結果、ピン挿入部４０の内径寸法の変化を抑制することができる。したがって、バリエーション１においても、本実施の形態と同様の作用及び効果を奏することができる。

（嵌合構造Ｓのバリエーション２）
以下、図２（Ｂ）を用いて嵌合構造Ｓのバリエーション２について説明する。
嵌合構造Ｓのバリエーション２では、以下に示す点を除いて本実施の形態の嵌合構造Ｓと同様に構成されている。なお、図２（Ｂ）では、本実施の形態の嵌合構造Ｓと同様に構成されている部分には、同一の符号を付している。

すなわち、バリエーション２では、ブッシュ３０において、嵌合部３６が、ブッシュ３０の外周部の軸方向中間部を構成し、非嵌合部３４が、ブッシュ３０の外周部の軸方向両側部分を構成している。つまり、バリエーション２では、ブッシュ３０の外周部において、一対の非嵌合部３４が形成されている。

また、ブッシュ３０の内周部では、嵌合部３６の径方向内側にネジ部４２が形成されており、一対の非嵌合部３４の径方向内側に、それぞれピン挿入部４０が形成されている。つまり、バリエーション２では、ベースプレート２０の板厚方向両側から位置決めピンＰ（図２（Ｂ）では、不図示）を挿入できる構成になっている。

そして、バリエーション２においても、本実施の形態と同様に、焼きばめによって、ブッシュ３０を、ベースプレート２０の板厚方向一方側から嵌合孔２２内に嵌入させて、ブッシュ３０の嵌合部３６をベースプレート２０の嵌合孔２２に嵌合させる。これにより、嵌合後のブッシュ３０の非嵌合部３４とベースプレート２０の嵌合孔２２との間に隙間Ｇ１が形成される。よって、焼きばめ後において、ベースプレート２０の嵌合孔２２が径方向内側に縮小する方向に変化しても、ブッシュ３０の非嵌合部３４とベースプレート２０の嵌合孔２２との間の隙間Ｇ１によって、ブッシュ３０の非嵌合部３４が、嵌合孔２２の内周部によって押圧されない。その結果、ピン挿入部４０の内径寸法の変化を抑制することができる。したがって、バリエーション２においても、本実施の形態と同様の作用及び効果を奏することができる。

また、バリエーション２では、上述のように、ベースプレート２０の板厚方向両側から位置決めピンＰを挿入できる構成になっている。このため、嵌合部材１０において、ブッシュ３０を２つの被嵌合部材に対する位置決め部材として構成することができる。

（嵌合構造Ｓのバリエーション３）
以下、図３を用いて嵌合構造Ｓのバリエーション３について説明する。
嵌合構造Ｓのバリエーション３では、以下に示す点を除いて本実施の形態の嵌合構造Ｓと同様に構成されている。なお、図３では、本実施の形態の嵌合構造Ｓと同様に構成されている部分には、同一の符号を付している。

すなわち、バリエーション３では、ベースプレート２０の嵌合孔２２の内周部が段付きの内周部として構成されている。具体的には、嵌合孔２２の内周部における軸方向一方側部分が、大径部２２Ａとして構成され、嵌合孔２２の内周部における軸方向他方側部分が、小径部２２Ｂとして構成されており、大径部２２Ａの直径寸法が小径部２２Ｂの直径寸法よりも大きく設定されている。

一方、ブッシュ３０の外周部の直径寸法は、ブッシュ３０の軸方向において一定に設定されており、嵌合孔２２の小径部２２Ｂの寸法よりも僅かに大きく設定されている。そして、ブッシュ３０のベースプレート２０の嵌合孔２２への嵌合状態において、小径部２２Ｂに対して径方向内側に配置された部分が、ブッシュ３０の嵌合部３６として構成されており、大径部２２Ａに対して径方向内側に配置された部分が、ブッシュ３０の非嵌合部３４として構成されている。

そして、バリエーション３においても、本実施の形態と同様に、焼きばめによって、ブッシュ３０を、ベースプレート２０の板厚方向一方側から嵌合孔２２内に嵌入させて、ブッシュ３０の嵌合部３６をベースプレート２０の嵌合孔２２に嵌合させる。これにより、嵌合後のブッシュ３０の非嵌合部３４と嵌合孔２２の大径部２２Ａとの間に隙間Ｇ１が形成される。よって、焼きばめ後において、ベースプレート２０の嵌合孔２２が径方向内側に縮小する方向に変化しても、ブッシュ３０の非嵌合部３４と嵌合孔２２の大径部２２Ａとの間の隙間Ｇ１によって、ブッシュ３０の非嵌合部３４が、嵌合孔２２の内周部によって押圧されない。その結果、ピン挿入部４０の内径寸法の変化を抑制することができる。したがって、バリエーション３においても、本実施の形態と同様の作用及び効果を奏することができる。

また、バリエーション３では、上述のように、ブッシュ３０の外周部の直径寸法が、ブッシュ３０の軸方向において一定に設定されている。このため、ブッシュ３０を安価に製作することができる。

Ｓ 嵌合構造
２０ ベースプレート（ベース部）
２２ 嵌合孔
３０ ブッシュ
３４ 非嵌合部
３６ 嵌合部
４０ ピン挿入部
４２ ネジ部
Ｐ 位置決めピン

Claims (3)

1. 円筒状に形成され、内部に位置決めピンが挿入されるピン挿入部を有するブッシュと、
   前記ブッシュが嵌入される嵌合孔を有するベース部と、
   を備え、
   前記ブッシュの外周部が、前記嵌合孔と嵌合される嵌合部と、前記嵌合孔の径方向内側に離間して配置された非嵌合部と、を含んで構成されており、
   前記ピン挿入部の全体が、前記非嵌合部に対して径方向内側に配置されていることを特徴とする嵌合構造。
2. 前記ブッシュの内周部には、前記嵌合部に対して径方向内側において、ネジ部が形成されている請求項１に記載の嵌合構造。
3. 前記嵌合部の直径寸法が、前記非嵌合部の直径寸法よりも大きく設定されており、
   前記嵌合孔の直径寸法が、前記嵌合孔の軸方向において一定に設定されている請求項１または請求項２に記載の嵌合構造。
   

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