位置決め機構の数

Question

プラスチックの製品設計をしている者です。
　例えば、部品Aに部品Bを位置決めする際、部品Aにボス、部品Bにボス穴で位置決めをします。部品Aに2つボスを立てるとして、部品Bには丸穴と長穴で対処します。片方が長穴（回転防止の為）なのは位置決め箇所が2箇所あるのは設計的に矛盾だからです。
　しかし、実際に物が出来てきてくると各ボス、ボス穴径のクリアランスでは必要な位置決め精度が得られなかった（ガタつく）とします。
　上記のような場合、部品Bの片方の長穴を丸穴にすることで位置決め精度を上げようとする対処方法は間違いなのでしょうか？確かに、設計としては矛盾していると思いますが・・・・
　材質はプラスチック（部品A、Bとも）を想定していますが、金属の場合はどうなのか、などのアドバイスもいただければ嬉しいです。

だいぶ遅くなりましたが、その後の経過をお知らせします。件の位置決めは結局、部品の外形にリブを当てて解決しました。プラにしても金属にしても、物のサイズと位置決めの要求精度などから、位置決め機構の作り方が決まるようですね。
　理論と現実の境は、言い換えれば設計での作り込みと、現物調整の境のような気もします。経験が必要なのでしょう。
　皆さんご意見ありがとう御座いました。

Accepted Answer

一度、部品単品のボス・ボス穴径および位置の公差とを整理して、部品をどこまで精度良く組付けれるか計算した方がいいと思います。
というのは、ボスとボス穴とのはめあいがスキマバメだとは思うのですが、そのスキマを製品設計上どこまで小さくできるか、という方向で考えた方がいいと思うのです。

SSさんがおっしゃられるとおり、両方とも丸穴にすると過拘束になります。
もし２つのボスを結んだ線方向のガタを嫌われるのなら、丸穴の方のハメアイを少し厳しくした方がいいと思います。

では、金属の場合ですが、僕が知っている一例を紹介します（各社・製品で変わってくると思いますので）。
２部品を±0.1mm程度で組合せたい場合、２つのボス・ボス穴の位置・間隔は±0.03mm以上求められます。また、ハメアイは中間しまりバメです。
穴形状は両方とも丸穴です。加工であけるため、少しでも加工工数を減らすよう長穴にはしたくないのです。
ただ、金属だから中間しまりバメということにして、穴を無理やり広げながら組み合わせることができるのだと思います。

Answer

はっきり言って間違いです。
成形品の場合、成形条件、ロット、冷却条件などで寸法は違ったものになります。
ロットの最初と最後に作られたものも寸法が一定とは限りません、

対処としては、クリアランスは設計で想定しただけ残しておいて、凸凹の深さを深くする。
他に引っ掛けの爪などを用意してガタを抑える方法をとるといいです。

金属でも同様。

Answer

成形品、つまり金型を使って作る場合と後から機械加工する場合、同種材料で温度による伸びがまったく同じもの、異種材の組み合わせ等を分けて考える必要が有ると思います。要求精度が非常にきびしければ
成形品でも機械加工が必要なことも有ります。
片方を長穴にするのは、1000個の部品にばらつきが発生するからということもあるからと考えた方が合理的かと思います。同種金属の機械加工品で片側を長穴にしているものがありましたが、加工精度に自信がなかったからでしょう。

Answer

製造現場の立場として申しますと、位置決めに関しては複数になっても必要なだけとればいいのではないかと思います。作る者としては理論より実情重視がありがたいです。
私の設計経験からですと、プラスチック製品の場合はソリ・ヒズミなどを考慮しなければならないことが多々あると思いますので、位置決めは丸ボスよりも板リブ形状のほうがしっかりと決まるし回転ズレにも有利だと思っています。
金属部品で位置決めするときはノックピン２ヵ所というのが一般的ではないでしょうか。
参考になればと思います。

部品位置決めの問題について