JP4488355B2 - 治具 - Google Patents

Description

本発明は、例えば焼入れが施される被処理物を着脱自在に固定する治具に関し、例えば、円形の開口がその中央部に形成された被処理物に好適な治具に関する。

高周波焼入れ等の熱処理が施される被処理物に所定の処理を施す際には、一般に、被処理物はその形状に応じた治具に固定される。このような治具に被処理物を装着するに際しては、熱処理中に被処理物が動かないように固定する必要がある。

しかし、被処理物の形状によっては治具に被処理物を固定しにくいことがある。例えば皿状の被処理物をその下面の側から誘導加熱するような場合は、この下面の側に誘導加熱コイルが位置することとなるので、被処理物は空中に保持した状態に固定される。このように固定する場合、被処理物を着脱しにくく手間がかかることがある。

本発明は、上記事情に鑑み、被処理物を着脱し易い治具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の治具は、被処理物を着脱自在に固定する治具において、
（１）下方に向いた開口をもつ凹部が形成された板状のベース台と、
（２）該ベース台の上面に固定された、筒状内部空間が前記凹部に連通した円筒形状の固定軸と、
（３）該固定軸の前記筒状内部空間を移動する移動軸と、
（４）前記凹部の前記開口が塞がれているときには前記凹部に嵌め込まれると共に該凹部の前記開口の下に空間が存在するときにはこの空間に自重で移動する、前記移動軸の下端部に固定された錘と、
（５）前記錘が前記凹部に嵌め込まれているときには前記固定軸の上端部とで被処理物を挟持する一方、前記錘が前記開口の下の前記空間に移動したときには被処理物を解放する可動爪とを備えたことを特徴とするものである。

ここで、
（６）前記固定軸は、被処理物を載置する載置部分が形成されているものであってもよい。

また、
（７）前記錘は、その下端面の端部に傾斜面が形成されたものであってもよい。

さらに、
（８）前記固定軸は、その上端部の内周壁に環状の内周溝が形成されたものであり、
（９）前記移動軸は、その上端部の外周壁に環状の外周溝が形成されたものであり、
（１０）前記可動爪は、前記内周溝に可動自在に嵌め込まれた内周爪と、前記外周溝に可動自在に嵌め込まれた外周爪とを有するものであってもよい。

さらにまた、
（１１）前記可動爪は、前記錘が前記凹部に嵌め込まれているときには前記内周爪と前記外周爪がほぼ同じ高さに位置して被処理物を挟持する一方、前記錘が前記開口の下の前記空間に移動したときには前記外周爪が前記内周爪よりも低い位置に移動して被処理物を解放するものであってもよい。

さらにまた、
（１２）前記可動爪は、前記移動軸を中心にして放射状に配置された複数個のものであってもよい。

本発明の治具によれば、治具が載置される載置台（即ち、ベース台が載置される台）に、錘の一部が入り込める程度の広さの空間（凹部）を形成しておき、治具に被処理物を装着する際は、載置台の空間の上に治具を移動してこの空間に錘を移動させる（錘の一部を入り込ませる）。載置台の空間に錘が移動しているときは、可動爪は被処理物を解放できる状態になっているので被処理物を容易に装着できる。この状態で、載置台上で空間の無い場所に治具を移動させることにより、錘が載置台の空間から抜け出してベース台の凹部に移動する（嵌まり込む）。この状態では、可動爪が固定軸の上端部とで被処理物を挟持するので、被処理物は治具に装着されることとなる。このようにして治具に装着された被処理物を治具から取り外したいときは、載置台の空間に錘が移動するように治具を移動させる。このように載置台上で治具を移動させるだけで被処理物を容易に着脱できる。

本発明は、円形の開口がその中央部に形成された被加熱物を着脱自在に固定する熱処理用の治具に実現された。

図１から図４までを参照して、本発明の治具の一例を説明する。

図１は、本発明の治具の一例を示す上面図であり、治具の一部は省略されている。図２は、被処理物が固定された治具を示す図１のＡ―Ａ断面図である。図３は、被処理物が取り外される状態の治具を示す図１のＡ―Ａ断面図である。図４は、可動爪の斜視図である。

被処理物（ワーク）Ｗは皿状又はお椀状のものであり、その下面Ｗａの側に誘導加熱コイル２が配置されて下面Ｗａの側からワークＷが誘導加熱される。ワークＷの中央部には円形の開口Ｗｂが形成されている。治具１０は、ワークＷの開口Ｗｂの周縁部を固定してワークＷを空中に浮いたような状態に固定するものである。

治具１０は、図２や図３に示すように、凹部１２ａが下面に形成された板状のベース台１２を備えている。凹部１２ａはベース台１２の中央部に形成されており、凹部１２ａには、下方に向いた開口１２ｂが形成されている。ベース台１２は円形又は矩形であり、ワークＷの形状やサイズに応じてベース台１２の形状やサイズは適宜に決められる。

ベース台１２の上面のうち凹部１２ａの上方の部分には、上方に（ベース台１２に直交する方向に）延びる円筒形状の固定軸１４が固定されている。ベース台１２と固定軸１４とはボルト等（図示せず）によって一体に結合されている。固定軸１４には筒状内部空間１４ａが形成されており、この筒状内部空間１４ａは凹部１２ａに連通している（つながっている）。

固定軸１４の軸方向（長手方向）中央部よりも下の部分（ベース台１２に近い部分）は、ほぼ円筒形であるが、軸方向中央部よりも上の部分（ベース台１２から離れた部分）は円錐状に広がっている。固定軸１４の軸方向上端部は最も広がっており、軸方向下端に向かうほど狭くなって軸方向中央部につながっている。固定軸１４の軸方向上端部の広がりの程度は、ワークＷの開口Ｗｂのサイズに応じて決められる。ワークＷの開口Ｗｂが広いときは、固定軸１４の軸方向上端部の広がりも広くなり、この逆に、ワークＷの開口Ｗｂが狭いときは、固定軸１４の軸方向上端部の広がりも狭くなる。

固定軸１４の軸方向上端部（広がっている部分）の外周壁には、ワークＷが載置される載置部分１４ｂが形成されている。載置部分１４ｂは平らになっており、ワークＷの開口Ｗｂの周縁部分の下面が載置部分１４ｂに直接に接触して載置される。また、固定軸１４の軸方向上端部（広がっている部分）の内周壁には環状の内周溝１４ｃが形成されている。この内周溝１４ｃは載置部分１４ｂの下方に形成されており、内周溝１４ｃには、後述する可動爪２０の内周爪２０ｂが可動自在に嵌め込まれる。

固定軸１４の筒状内部空間１４ａには円柱状の移動軸１６が嵌め込まれており、移動軸１６は筒状内部空間１４ａを上下方向に移動する。移動軸１６の長さは筒状内部空間１４ａの長さよりも長く、移動軸１６の軸方向上端部と軸方向下端部は筒状内部空間１４ａから飛び出ている。移動軸１６の軸方向上端部は、それ以外の部分よりも太い。この軸方向上端部（太い部分）の外周壁には、環状の外周溝１６ａが形成されており、外周溝１６ａには、後述する可動爪２０の外周爪２０ａが可動自在に嵌め込まれる。

移動軸１６の軸方向下端部には板状の錘１８が固定されている。移動軸１６と錘１８はボルト等（図示せず）などで一体に結合されている。錘１８の厚さは、ベース台１２の凹部１２ａの深さとほぼ同じか、やや薄い程度である。このため、移動軸１６が上昇している（固定軸１４の軸方向上端に向かって移動している）ときは、錘１８はベース台１２の凹部１２ａに完全に嵌め込まれており、凹部１２ａの開口１２ｂから錘１８が飛び出ていない。即ち、図２に示すように、載置台３０の上にベース台１２が載置されて、凹部１２ａの開口１２ｂが塞がれている状態のときには、錘１８の全体が凹部１２ａに嵌め込まれている。一方、図３に示すように、載置台３０の上面に形成された空間（凹部）３０ａが凹部１２ａの開口１２ｂの下に存在しているときは、この空間３０ａに錘１８が自重で移動して、錘１８の一部（下面１８ｂとその近傍部分）が空間３０ａに入り込む。この移動の結果、移動軸１６も錘１８と共に降下して、後述するように治具１０からワークＷが取り外される状態となる。

錘１８は、その下面１８ｂの端部に傾斜面１８ａが形成されている。治具１０が載置台３０に載置されている場合、錘１８の下面１８ｂは載置台３０の上面３０ｂに直接に接触している。治具１０が載置台３０を移動するときは、錘１８の下面１８ｂが載置台３０の上面３０ｂに接触しながら移動する。また、治具１０を移動させて錘１８が載置台３０の空間３０ａに移動したときは、錘１８の下面１８ｂは空間３０ａの底面に接触する。錘１８が空間３０ａに存在している状態から治具１０を移動させて錘１８を空間３０ａから出す（脱出させる）場合、錘１８の下面１８ｂのうち、治具１０の移動方向の端部に傾斜面１８ａ形成されているので、空間３０ａによって形成された段差３０ｃを錘１８は容易に乗り上げることができ、錘１８は空間３０ａから円滑に脱出する。

可動爪２０は、図４に示すように、軸方向両端部が凸になって滑らかに湾曲した嵌込部２０Ａと、断面がＬ字状の押圧部２０Ｃとからなる。嵌込部２０Ａと押圧部２０Ｃはボルト等（図示せず）によって一体に結合されている。嵌込部２０Ａの軸方向一端部には外周爪２０ａが形成されており、この外周爪２０ａは、図２や図３に示すように、移動軸１６の外周溝１６ａに可動自在に嵌め込まれる。また、嵌込部２０Ａの軸方向他端部には内周爪２０ｂが形成されており、この内周爪２０ｂは、図２や図３に示すように、固定軸１４の内周溝１４ｃに可動自在に嵌め込まれる。

押圧部２０ＣのうちＬ字の底辺の先端部分には押え爪２０ｃが形成されており、この押え爪２０ｃは、図２に示すように、ワークＷの開口部Ｗｂの周縁部を載置部分１４ｂに押え付けるためのものである。押圧部２０ＣのうちＬ字の縦辺の外壁には、移動軸１６の外周壁１６ｂに当接する規制壁２０ｄが形成されている。ワークＷを治具１０から取り外す際に、可動爪２０の規制壁２０ｄが移動軸１６の外周壁１６ｂに当接するので、図３に示すように、可動爪２０が固定軸１４や移動軸１６から外れないように規制される。なお、可動爪２０は、図１に示すように、移動軸１６の上端面の中心点１６ｃを中心にして放射状に８個配置されている。

治具１０にワークＷを固定する際には、治具１０が載置される載置台３０（即ち、ベース台１２が載置される台）に形成された空間３０ａの上に治具を移動して、図３に示すように、この空間３０ａに錘１８の一部（下面及びその近傍部分）を移動させる。載置台３０の空間３０ａに錘１８の一部が移動している（入り込んでいる、又は、落ち込んでいる）ときは、図３に示すように、固定軸１４は移動せずに移動軸１６が下がっているので、可動爪２０の内周爪２０ｂよりも外周爪２０ａが下方に（低い位置に）位置している。このため、押え爪２０ｃは外側の上方に向いており、ワークＷを装着できる状態（又は、固定されているワークＷを解放できる状態）になっている。

上記のように、治具１０の錘１８が載置台３０の空間３０ａに落ち込んでいるときは治具１０にワークＷを容易に装着でき、この装着した状態で、載置台３０上で空間３０ａの無い場所に治具１０を移動させることにより、錘１８が載置台３０の空間３０ａから抜け出してベース台１２の凹部１２ａに移動する。この状態では、図２に示すように、内周爪２０ｂと外周爪２０ａがほぼ同じ高さに位置し、可動爪２０の押え爪２０ｃが固定軸１４の載置部分１４ｂとでワークＷの開口Ｗｂの周縁部を挟持するので、ワークＷは治具１０に固定される。このようにして治具１０に装着されたワークＷを治具１０から取り外したいときは、載置台３０の空間３０ａに錘１８が移動するように治具１０を移動させる。このように載置台３０上で治具１０を移動させるだけでワークＷを容易に着脱できる。

なお、図２に示すようにワークＷが治具１０に装着された状態でワークＷだけを持ち上げることにより、可動爪２０の押え爪２０ｃと内周爪２０ｂが持ち上げられると共にベース台１２と固定軸１４も持ち上げられるので、移動軸１６と錘１８が相対的に下がることとなり、図３に示す状態と同様になる。このように、治具１０に固定されているワークＷを持ち上げても、ワークＷを治具１０から容易に取り外せる。この場合、ベース台１２が持ち上げられるので、載置台３０とベース台１２の間に空間が形成されることとなる。また、移動軸１６をプッシャー（ピストン）等で移動自在に保持しておき、治具１０からワークＷを着脱する際に移動軸１６を動かすように構成してもよい。

本発明の治具の一例を示す上面図である。 被処理物が固定された治具を示す図１のＡ―Ａ断面図である。 被処理物が取り外される状態の治具を示す図１のＡ―Ａ断面図である。 可動爪の斜視図である。

符号の説明

１０ 治具
１２ ベース台
１２ａ 凹部
１２ｂ 凹部の開口
１４ 固定軸
１４ａ 筒状内部空間
１６ 移動軸
１８ 錘
２０ 可動爪
２０ａ 外周爪
２０ｂ 内周爪
３０ 載置台

Claims (6)

1. 被処理物を着脱自在に固定する治具において、
   下方に向いた開口をもつ凹部が形成された板状のベース台と、
   該ベース台の上面に固定された、筒状内部空間が前記凹部に連通した円筒形状の固定軸と、
   該固定軸の前記筒状内部空間を移動する移動軸と、
   前記凹部の前記開口が塞がれているときには前記凹部に嵌め込まれると共に該凹部の前記開口の下に空間が存在するときにはこの空間に自重で移動する、前記移動軸の下端部に固定された錘と、
   前記錘が前記凹部に嵌め込まれているときには前記固定軸の上端部とで被処理物を挟持する一方、前記錘が前記開口の下の前記空間に移動したときには被処理物を解放する可動爪とを備えたことを特徴とする治具。
2. 前記固定軸は、被処理物を載置する載置部分が形成されているものであることを特徴とする請求項１に記載の治具。
3. 前記錘は、その下端面の端部に傾斜面が形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の治具。
4. 前記固定軸は、その上端部の内周壁に環状の内周溝が形成されたものであり、
   前記移動軸は、その上端部の外周壁に環状の外周溝が形成されたものであり、
   前記可動爪は、前記内周溝に可動自在に嵌め込まれた内周爪と、前記外周溝に可動自在に嵌め込まれた外周爪とを有するものであることを特徴とする請求項１，２，又は３に記載の治具。
5. 前記可動爪は、
   前記錘が前記凹部に嵌め込まれているときには前記内周爪と前記外周爪がほぼ同じ高さに位置して被処理物を挟持する一方、前記錘が前記開口の下の前記空間に移動したときには前記外周爪が前記内周爪よりも低い位置に移動して被処理物を解放するものであることを特徴とする請求項４に記載の治具。
6. 前記可動爪は、前記移動軸を中心にして放射状に配置された複数個のものであることを特徴とする請求項１から５までのうちのいずれか一項に記載の治具。

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