(57)【要約】【課題】治具内に保持したどのワークでも任意に取出すことができる、取扱い性の良好な熱処理治具を提供する。【解決手段】ベーストレイ１と、ベーストレイ１に立設される支持枠３および支持枠３に取付けられた支持アーム４から構成された支持ユニット２とからなり、支持アーム４は、２本のアーム４１を平行に配置し、基端側を支持枠３に固定し、自由端側を開放しており、２本のアーム４１の間の空間を被熱処理物品Ｗの収容空間としている。支持ユニット２は、ベーストレイ１の上面に直接取付けられる下段の支持枠３Ａと、下段の支持枠３Ａの上方に取付けられる上段の支持枠３Ｂからなる。支持アーム４は先端側が開放されているので、被熱処理物品Ｗを横向きに出せ、上段の被熱処理物品Ｗを置いたままで下段の被熱処理物品Ｗを取出せる。【選択図】図１
2006057126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベーストレイと、
該ベーストレイに立設される支持枠および該支持枠に取付けられた支持アームから構成された支持ユニットとからなり、
該支持アームは、２本のアームを平行に配置し、基端側を前記支持枠に固定し、自由端側を開放しており、該２本のアームの間の空間を被熱処理物品の収容空間としている
ことを特徴とする熱処理治具。
【請求項２】
前記支持アームは、前記支持枠に対し左右対称に取付けられると共に、互いに並列に複数個取付けられている
ことを特徴とする請求項１記載の熱処理治具。
【請求項３】
前記支持ユニットは、ベーストレイの上面に直接取付けられる下段の支持枠と、該下段の支持枠の上方に取付けられる上段の支持枠からなる
ことを特徴とする請求項１記載の熱処理治具。
【請求項４】
前記上下段の支持枠は、いずれも複数本の支柱と、各支柱の間に渡し掛けられた横梁とからなる
ことを特徴とする請求項１記載の熱処理治具。
【請求項５】
前記下段支持枠の支柱の上端には、前記上段支持枠の支柱の下端部を収容し保持するキャップが設けられている
ことを特徴とする請求項４記載の熱処理治具。
【請求項６】
被熱処理部品を前記支持アームの２本のアーム間で保持するホルダーが設けられており、
該ホルダーは筒部と該筒部より外径の大きいフランジ部を有しており、前記筒部の中央には被熱処理部品の軸部を通す孔が形成され、前記フランジ部の対角線上にある一対の外周位置には前記２本のアームに嵌合する係合片が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の熱処理治具。
【請求項７】
前記ホルダーの筒部に形成された孔は、上方の内径より下方の内径が大きくなるテーパ状の孔である
ことを特徴とする請求項１記載の熱処理治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理治具に関する。さらに詳しくは、鋳鉄その他の金属材料からなるリングや歯車などの円筒形部品、あるいは円筒形部品に軸部が一体になった軸付円筒形部品を浸炭処理や焼入れなどの熱処理するときは、これらの被熱処理部品を治具によって保持して、治具と共に炉内に挿入して熱処理している。本発明は、このような熱処理に際し被熱処理部品を保持するための治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱処理治具は、浸炭処理や焼入れなどの熱処理を行う際に浸炭ガスや、焼入れソルトあるいは油などの熱媒体の対流を行わせるため、被熱処理部品を保持するトレイに多くの空間をもった構造でなければならない。また、生産性を上げるためには、軽くて扱いやすく、できるだけ多くの量の被熱処理部品を収容できることが要求される。
ところが、トレイに多くの空間を持たせたり、軽量化すると、強度が弱くなって熱歪等により耐用年数が短くなるという問題があり、反対に頑丈にすると重くなって扱いにくく、生産性が低下するという二律背反的な問題を抱えている。
【０００３】
上記のごとき熱処理治具に関しては、以下のような従来例がある。
ａ：従来例１
中心に吊り下げ棒を有し、吊り下げ棒から放射状に４本の保持具が延びており、各保持具は２枚の板を平行に配置したもので、２枚の板の間に被熱処理部品を保持することができる（特許文献１）。
この従来例１は、それ自体はコンパクトで扱いやすいものであるが、１基の治具に４個の被熱処理部品しか保持できないので、保持できる被熱処理部品の数が少なく、生産性に劣るという問題がある。
ｂ：従来例２
この従来例２は、たくさんの被熱処理部品を保持できるようにしたもので、四角い大形の枠組みの中に井桁状に桟を渡して格子を組んだトレイを用いており、トレイの各格子の中に被熱処理部品を入れて保持することができる（特許文献２）。
この従来例２は従来例１よりは、保持できる被熱処理部品の数が多いという利点があるが、それでも一平面のトレイで保持するため、充分な数の被熱処理部品を保持できるものではなく、生産性が高いものではない。
ｃ：従来例３
そこで、被熱処理部品を上下２段のトレイで保持する治具が用いられるに至った。この治具は、一つのトレイ内で、１０個前後の部品を保持できる構造であると、上下２段のトレイを合わせると２倍の２０個前後の同時処理が可能である。
【０００４】
上記従来例３の治具を、図９に基づき説明する。
この熱処理治具は、上段トレイ101と下段トレイ102を有し、上下段トレイ101,102には、被熱処理部品Ａを保持する輪状の支持アーム111が、複数個づつ設けられている。そして、上下のトレイ101,102は、いずれも外周を取り囲む外側フレーム112を設け、かつ複数個の支持アーム111を互いに連結する連結リブを設けて、強度を維持するようにしている。
そして、上段の外側フレーム112と下段の外側フレーム112間には、複数本の支柱115が所定の間隔で取付けられ、適正な上下間隔を保つようにしている。
【０００５】
ところが、前記従来例３では、トレイ101,102の外周を外側フレーム112で囲っているので、各トレイ101,102中の被熱処理部品は全て上方に抜き出さなければならず、被熱処理部品をランダムな順序で抜き出すことができないという問題がある。
したがって、下段トレイ101から被熱処理部品を取出そうとすれば、上段トレイ101そのものや上段トレイ101に保持されている被熱処理部品をまず取出さなければならないので、手間がかかり作業能率を低下させることになる。
しかも、上段トレイ101は数１０ｋｇはあり、被熱処理部品も数ｋｇ以上もある重量物なので何度も取出すのは作業員に大変な苦痛をもたらす
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１４９９０６
【特許文献２】特開２００１−１２３２１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、治具内に保持したどのワークでも任意に取出すことができる、取扱い性の良好な熱処理治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の熱処理治具は、ベーストレイと、該ベーストレイに立設される支持枠および該支持枠に取付けられた支持アームから構成された支持ユニットとからなり、該支持アームは、２本のアームを平行に配置し、基端側を前記支持枠に固定し、自由端側を開放しており、該２本のアームの間の空間を被熱処理物品の収容空間としていることを特徴とする。
第２発明の熱処理治具は、第１発明において、前記支持アームは、前記支持枠に対し左右対称に取付けられると共に、互いに並列に複数個取付けられていることを特徴とする。
第３発明の熱処理治具は、第１発明において、前記支持ユニットは、ベーストレイの上面に直接取付けられる下段の支持枠と、該下段の支持枠の上方に取付けられる上段の支持枠からなることを特徴とする。
第４発明の熱処理治具は、第１発明において、前記上下段の支持枠は、いずれも複数本の支柱と、各支柱の間に渡し掛けられた横梁とからなることを特徴とする。
第５発明の熱処理治具は、第４発明において、前記下段支持枠の支柱の上端には、前記上段支持枠の支柱の下端部を収容し保持するキャップが設けられていることを特徴とする。
第６発明の熱処理治具は、第１発明において、被熱処理部品を前記支持アームの２本のアーム間で保持するホルダーが設けられており、該ホルダーは筒部と該筒部より外径の大きいフランジ部を有しており、前記筒部の中央には被熱処理部品の軸部を通す孔が形成され、前記フランジ部の対角線上にある一対の外周位置には前記２本のアームに嵌合する係合片が形成されていることを特徴とする。
第７発明の熱処理治具は、第１発明において、前記ホルダーの筒部に形成された孔は、上方の内径より下方の内径が大きくなるテーパ状の孔であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、被熱処理部品を保持する支持アームの２本のアームが自由端を開放されているので、被熱処理部品を横方向に取出すことができる。したがって、支持アームが上下多段に設けられている熱処理治具であっても、被熱処理部品を上段側からだけに限られず下段側からでも、任意の順序で取出すことができるので、生産性が良くなる。
第２発明によれば、支持アームが左右対称に設けられていることから、数量的に多くの被熱処理部品を処理することができる。しかも、支持枠体に対する重量バランスが均衡するので変形が生じにくくなる。また、支持アームが複数個並列して設けられているので、数量的に多くの被熱処理部品を処理することができるので、生産性が良くなる。
第３発明によれば、支持枠が上下２段に設けているので、数量的に多くの被熱処理部品を処理できる。しかも、上段側の支持アームから被熱処理部品を取出すことなく下段側の支持アームから被熱処理部品を横方向に取出すことができるので、生産性が良くなる。
第４発明によれば、横梁に多くの支持アームを取付けやすく、かつ複数本の支柱で支えるので強度が高く熱歪が生じにくい。
第５発明によれば、下段支持枠のキャップに上段支持枠の下端部を挿入するだけで、支持枠を上下２段に構成できる。
第６発明によれば、ホルダーによって軸付円筒形部品である被熱処理部品を安定して保持でき、しかも２本のアームを係合するので、アームの開閉を防止して熱による変形を防止できる。
第７発明によれば、筒部の孔がテーパ状であるので、被熱処理部品の軸部を挿入したとき、軸部表面と孔内面との間に隙間ができ、熱媒体との接触が可能となるので、まんべんなく熱を受けて高品質の熱処理が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る熱処理治具の斜視図である。図２は同熱処理治具の平面図である。図３は同熱処理治具の正面図である。図４は同熱処理治具の側面図である。図５は被熱処理部品を載せていない状態での支持枠の説明図であり、（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は正面図、（Ｃ）図は部分側面図である。図６は被熱処理部品を載せていない状態での支持枠の側面図である。図７はホルダーの説明図であり、（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は正面図、（Ｃ）図は側面図である。
【００１１】
まず、図１に基づき、本実施形態の熱処理治具の基本構成を説明する。
１はベーストレイである。このベーストレイ１は、概ね四角形のベース部材であるが、形状は図示のものに限られず、種々の形状のものを用いてよい。
このベーストレイ１の上面には、左右２列の支持ユニット２，２が設けられている。図示では支持ユニット２は２列であるが、１列であってもよく、３列以上であってもよい。
また、支持ユニット２は１段のみの支持枠３から構成されたものでもよく、上下２段あるいは上下３段以上の支持枠３から構成したものでもよい。
【００１２】
つぎに、前記熱処理治具の各部の構成を詳細に説明する。
図２に示すように、ベーストレイ１は長方形の外枠１ａと、外枠１ａの内部を井桁状に組んだリブ１ｂとから構成されている。この構造は軽量で強度が高いものであるが、これに限らず、支持枠３を保持でき、所望の数の被熱処理物品Ｗを保持できれば、任意の構造のベーストレイを用いてよい。
【００１３】
図５および図６は、図１に示す片側の支持ユニット２のみを、ホルダーも被熱処理物品も無い状態で示している。
ベーストレイ１の上面には、支持枠３Ａ，３Ｂが立設される。支持枠３Ａ，３Ｂは、いずれも複数本の支柱３１と各支柱３１間に渡された横梁３２とからなる。支柱３１は少なくとも両端部の２本があればよいが、中間に適数本の支柱３１を設けてもよく、この場合は支持枠３の強度が高くなる。図示の実施形態では、４本の支柱３１を用いて支持枠３を構成している。
横梁３２は１本でもよいが、上下２段に設けてもよい。要するに、後述する支持アーム４を取付けることができればよい。
【００１４】
前記支持枠は１段のみで構成してもよいが、本実施形態では上下２段に構成している。すなわち、下段支持枠３Ａと上段支持枠３Ｂとから構成されている（支持枠の上下段を区別しないときは、符号「３」を用い、区別するときは符号「３Ａ」，「３Ｂ」を用いる）。
前記下段支持枠３Ａは、支柱３１の下端が直接ベーストレイ１に固定されており、支柱３１の上端にはキャップ３３が形成されている。このキャップ３３は、例えば、円筒状部材であって、上段支持枠３Ｂの支柱３１の下端部を収容して、保持するものである。上段支持枠３Ｂは、その支柱３１を前記キャップ３１に挿入することによって、下段支持枠３Ａの上方に固定的に保持される。なお、前記キャップ３３は、上段支持枠３Ｂの支柱３１を保持できるのであればどのような形状、構造のものであってもよい。
【００１５】
つぎに、支持アーム４を、図５および図６に基づき説明する。
被熱処理物品Ｗを支持する支持アーム４は支持枠３に固定されている。この支持アーム４は、２本のアーム４１を平行に配置して構成されている。２本のアーム４１の基端部は支持枠３の横梁３２に固定され、自由端は閉じずに開放されている。そして、２本のアーム４１の間は被熱処理物品Ｗの支持空間となっている。支持アーム４の自由端側は開放された形状となっており、その開放端から横向きに被熱処理物品Ｗを任意に取出せることが、本発明の特徴である。なお、各アーム４１は、先端と下段の横梁３２との間に斜め梁４２が取付けられ、支持強度が高められている。
前記支持アーム４の２本のアーム４１には、その先端上面と中間部上面に係合突起４３が形成されている。この係合突起４３は、後述するホルダー５を載せたとき、移動不能に拘束するために設けられている。
【００１６】
上記の支持アーム４は、支持枠３の横梁３２に対し左右対称に設けられている（図５の（Ａ）参照）。このため、被熱処理物品Ｗを載せて熱処理する間、横梁３２に対し重量バランスが取れているので、支持枠３や支持アーム４の熱による変形を防止しやすくなる。
また、支持アーム４は、複数個が支持枠３の横梁３２に対し取付けられており、各支持アーム４は互いに並列に配置されている。図示の例では、上下各段とも３セットずつである。また、各セットは左右に設けられているので、各段の支持アーム４は６セットを有しており、上下２段を合わせると、一つの支持ユニット２の支持アーム４の数は１２セットとなる。なお、図１に示すように支持ユニット２が２台であると、１基の熱処理治具が有する支持アーム４の数は２４セットとなる。このように、本実施形態の熱処理治具では、数量的に多くの被熱処理物品を熱処理することができる。
【００１７】
図８には、被熱処理物品Ｗの一例が示されている。この被熱処理物品Ｗは軸付円筒形部品であり、軸部Ｗ１と円筒部Ｗ２とが一体に結合した部品であり、例えば、歯車や変速機用プーリなどに用いられている。
このような軸付円筒形部品を熱処理治具中で安定的に保持するための保持具として、図７のホルダー５が用いられる。
なお、被熱処理物品Ｗの形状は上記に限られず、種々のものを熱処理できるが、保持具は被熱処理物品Ｗの形状に対応したものを用いればよい。
【００１８】
図７に示すホルダー５は筒部５１と、筒部５１の上端部にフランジ部５２を有している。フランジ部５２の外径は筒部５１の外径より大きくなっている。そして、筒部の中央には上下に貫通した孔５３が形成されている。この孔５３は上方の内径より下方の内径が広くなるテーパ状の孔である。このようにテーパ状の孔にしたのは、孔５３に挿入した被熱処理物品Ｗの軸部にも、熱媒体に接触させるためである。また、フランジ部５２の対角線上にある一対の外周位置には、係合片５４，５４が形成されている。この係合片５４は、支持アーム４の各アーム４１に外側に係合するのである。
したがって、図５の（Ｃ）図に示すように、２本のアーム４１，４１にホルダー５を載せると、係合突起５４と内筒５１との間にアーム４１を挟むことができるので、熱処理中に２本のアーム４１，４１が開いたり閉じたりすることを防止することができる。
【００１９】
つぎに、本実施形態の熱処理治具の使用方法を説明する。
図２および図３において、図中右側は支持アーム４にホルダー５のみ載せた状態を示し、図中左側はホルダー５に被熱処理物品Ｗを挿入し保持させた状態を示している。図４は全ての支持アーム４にホルダー５を載せ、被熱処理物品Ｗを支持した状態を示している。本実施形態の熱処理治具を使用する場合は、上記のようにホルダー５を支持アームに載せ、そしてホルダー５の孔５３内に被熱処理物品Ｗの軸部Ｗ１を挿入し、安定的に保持させる。全ての支持アーム４にホルダー５を介して被熱処理物品Ｗを保持させた状態が図１に示されている。
【００２０】
熱処理を行う際は、上記図４に示すように、支持アーム４にホルダー５を載せ、ホルダー５に被熱処理物品Ｗを挿入して被熱処理物品Ｗを保持し、この状態で熱処理炉等へ入れる。この熱処理中において支柱３１や横梁３２の間には隙間があり、２本のアーム４１，４１の間にも隙間があるので、ガスやソルト等の熱媒体がよく通る。また、ホルダー５の内筒５１の内部もテーパ状となって被熱処理物品Ｗの軸部との間に隙間があるので、この支持部分にも熱媒体を触れさせて熱処理することができる。
【００２１】
そして、熱処理工程の途中、あるいは終了後において、被熱処理物品Ｗを取出すことがあるが、図１および図２に示すように、支持アーム４の自由端側は開放された形状であるので、被熱処理物品Ｗをランダムな順番で横方向へ抜き出すことができる（図１の矢印ａ参照）。したがって、下段側の被熱処理物品Ｗを取出すとき、上段側の被熱処理物品Ｗを取出さなくても、自由に下段側の被熱処理物品Ｗを取出せるので、作業性を大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱処理治具の斜視図である。
【図２】同熱処理治具の平面図である。
【図３】同熱処理治具の正面図である。
【図４】同熱処理治具の側面図である。
【図５】被熱処理部品を載せていない状態での支持枠の説明図であり、（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は正面図、（Ｃ）図は部分側面図である。
【図６】被熱処理部品を載せていない状態での支持枠の側面図である。
【図７】ホルダーの説明図であり、（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は正面図、（Ｃ）図は側面図である。
【図８】被熱処理部品の一例の説明図であり、（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は正面図である。
【図９】従来例３の熱処理治具の斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    ベーストレイ
２    支持ユニット
３    支持枠
４    支持アーム
４１    アーム
５    ホルダー
５１    筒部
５２    フランジ部
５３    孔
５４    係合片
【図１】
2006057126.tif 000003
【図２】
2006057126.tif 000004
【図３】
2006057126.tif 000005
【図４】
2006057126.tif 000006
【図５】
2006057126.tif 000007
【図６】
2006057126.tif 000008
【図７】
2006057126.tif 000009
【図８】
2006057126.tif 000010
【図９】
2006057126.tif 000011