(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース上に薄肉板状ワークを支承する複数の保持部材を配置してなる熱処理治具において、前記ベース上の３箇所に前記保持部材の設置箇所を設定し、前記保持部材の一部または全部を、前記設置箇所に上下動可能に設けた揺動アームの両端部にそれぞれ配置したことを特徴とする熱処理治具。
【請求項２】
揺動アームの、少なくとも一端部に上下方向へ揺動可能にサブ揺動アームを設け、該サブ揺動アームの両端部に保持部材を配置したことを特徴とする請求項１に記載の熱処理治具。
【請求項３】
揺動アームおよびサブ揺動アームを天秤式にバランスさせたことを特徴とする請求項１または２に記載の熱処理治具。
【請求項４】
ベース上に、ワークの下面に設けられている縦リブまたは横リブを挟持し、該ワークを横方向に位置決めする位置決め手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の熱処理治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼入れ、焼戻し、溶体化、焼なまし、ろう付等の各種熱処理に用いる熱処理治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、被熱処理品としてのワークを安定的に支持するには、３点支持が有効であるが、例えば、ダイカスト製アルミボデー部品のような薄肉大型部品（以下、ワークという）を熱処理（Ｔ６処理）する場合は、溶体化処理中、ワークが自重により変形、いわゆる自重垂れを起こす危険があるため、より多点での支持が必要になる。図８は、前記ワークＷのＴ６処理に使用する従来の熱処理治具１を示したもので、ベース２上に多数（ここでは、６個）の保持部材３を配置して、多点でワークＷを支持する構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したように多点でワークＷを支持する場合は、３点を超えた保持部材３の全てまたはいくつかがワークＷに接触しない虞があり、そこで、従来は、各保持部材３を高さ調整可能に設けて、全ての保持部材３がワークＷに接触するようにそれらの高さを調整していた。図８中、端面を黒く塗りつぶしたものは、高さ調整を必要とする、すなわち寸法管理を必要とする保持部材３を示しており、従来は、それらの調整に多くの工数と時間とを要する、という問題があった。
一方、この種の熱処理治具１は、ワークＷの熱処理（Ｔ６処理）に繰返し使用されるため、ベース２の熱変形が避けらず、これに応じて保持部材３の位置（高さ）も変化してくる。このため、一定使用回数ごとに上記した保持部材３に対する面倒な寸法管理が必要になるが、上記ワークＷがダイカスト製アルミボデー部品の場合は要求される寸法精度が、0.5mm程度ときわめて厳しいこともあって、この寸法管理はかなりの頻度に上り、このことが、生産コストを上昇させる大きな要因になっていた。
なお、例えば、特開昭５６−１６５０５７号公報には、トレー（ベース）上に配置した保持装置の保持部（保持部材）の一部をトレーに対して回動可能に設けると共に、他の保持部をトレーに対して水平移動可能に設けることにより、保持部材に対するトレーの熱変形の影響を抑制するようにした熱処理治具が開示されている。しかし、この熱処理治具は、その保持部材の全てをトレー上に直接載せる形態で設けているため、トレーが３次元的に変形するとその設置高さが変化し、結果として上記した寸法管理が必要になる。
【０００４】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、３点を超える多点の支持構造としても保持部材の寸法管理を不要とし、もって薄肉大型部品の熱処理に便利に利用できる熱処理治具を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ベース上に薄肉板状ワークを支承する複数の保持部材を配置してなる熱処理治具において、前記ベース上の３箇所に前記保持部材の設置箇所を設定し、前記保持部材の一部または全部を、前記設置箇所に上下動可能に設けた揺動アームの両端部にそれぞれ配置する構成としたことを特徴とする。
このように構成した熱処理治具においては、揺動アームがワークの下面形状に倣って揺動して、その両端部の保持部材がワークに確実に接触し、したがってその寸法管理は不要となる。
本発明は、上記揺動アームの、少なくとも一端部に上下方向へ揺動可能にサブ揺動アームを設け、該サブ揺動アームの両端部に保持部材を配置する構成としてもよく、この場合は、より多点での支持が可能になる。
本発明はまた、上記揺動アームおよびサブ揺動アームを天秤式にバランスさせるようにしてもよく、この場合は、ワークを載せた際の揺動アームの揺動角度が小さくなるので、ワークに保持部材が接触する際の衝撃が緩和される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態を示したものである。本第１の実施の形態としての熱処理治具１０は、前記した薄肉大型のダイカスト製アルミボデー部品であるワークＷの熱処理（Ｔ６処理）に用いられるもので、ベース１１と、このベース１１上の３箇所に配置された、ワークＷを支承する３基の保持装置１２（１２Ａ、１２Ｂ，１２Ｃ）と、同じくベース１１上の３箇所に配置された、ワークＷを位置決めする３つの位置決め手段１３（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ）とから概略構成されている。
【０００７】
各保持装置１２は、ベース１１上に立設した支柱１４と、この支柱１４に軸１５を用いて上下方向へ揺動可能に支持された揺動アーム１６と、この揺動アーム１６の両端部に配置された保持部材１７とからなっている。揺動アーム１６は、ここでは、その長手方向の中間点が軸１５に支持されて常時は水平状態を維持するようになっており、したがって、各保持装置１２は、汎用の上皿天秤の皿位置に保持部材１７を配置した天秤式構造となっている。各保持装置１２は、その揺動アーム１６の両端部の保持部材１７上にワークＷを受け、この時、揺動アーム１６がワークＷの下面形状に倣って揺動し、これにより揺動アーム１６の両端部の保持部材１７がワークＷに接触する。
【０００８】
上記保持装置１２は、ワークＷを３点支持した場合に最も安定する箇所に設置する。この場合、各保持装置１２の設置向きは任意であり、ワークＷのバランスを考慮して決定する。なお、本第１の実施の形態においては、上記保持装置１２のうちの１基１２ＡをワークＷの短手方向へ向けて、残りの２基１２Ｂ、１２ＣをワークＷの長手方向へ向けて配置しているが、これらは、全て同じ方向（短手方向、長手方向）へ向けて配置しても、短手方向または長手方向に対して傾斜して配置してもよい。また、各保持装置１２を構成する揺動アーム１６の長さは、ワークＷの自重垂れを起こし易い部位に保持部材１７の少なくとも１つまたは複数が位置するように決定する。
【０００９】
一方、位置決め手段１３は、ワークＷの下面に設けられている縦リブ１８ａまたは横リブ１８ｂ（図２）を挟持可能な一対の挟持板１９からなっている。この位置決め手段１３のうちの２つ１３Ａ、１３Ｂは縦リブ１８ａを挟持してワークＷを短手方向に位置決めする短手用として、残りの１つ１３Ｃは前記横リブ１８ｂを挟持してワークＷを長手方向に位置決めする長手用としてそれぞれ構成されている。また、各位置決め手段１３を構成する一対の挟持板１９は、前記保持装置１２に支持されたワークＷに干渉しないようにその高さが設定されている。
【００１０】
以下、上記のように構成した熱処理治具１０の作用を説明する。
ワークＷを熱処理治具１０にセットするに際しては、３つの位置決め手段１３（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ）を利用してワークＷを短手方向および長手方向に位置決めしながら、これを３基の保持装置１２上に載置する。すると、各保持装置１２内の揺動アーム１６がワークＷの下面形状に倣って揺動する。この時、ベース１１上の３箇所に保持装置１２が配置されていることから、各保持装置１２はワークＷを３点支持する支持点として機能し、したがって、各保持装置１２内の揺動アーム１６にはワークＷの載荷重が確実に作用する。これにより、揺動アーム１６の両端部の保持部材１７は確実にワークＷの下面に接触し、この結果、ワークＷは各保持部材１７により６点支持された状態となる。したがって、ワークＷは、この多点支持によりその後の熱処理（Ｔ６処理）においても自重垂れを起こすことがなくなる。また、熱処理の繰返しによりベース１１に熱変形が生じても、各保持装置１２内の揺動アーム１６がその変形に倣って揺動するので、前記した各保持部材１７による６点支持の状態は維持される。すなわち、保持部材１７を事前に寸法管理（高さ調整）する必要がなくなることはもとより、経時的にその寸法管理をする必要もなくなる。本第１の実施の形態においては特に、各保持装置１２内の揺動アーム１６の中間点を軸支して、該揺動アーム１６を上皿天秤式に左右でバランスさせるようにしているので、ワークＷを載せた際の各揺動アーム１０の揺動角度が小さくなり、ワークＷに保持部材１７が接触した際の衝撃が緩和される。
【００１１】
図３は、本発明の第２の実施の形態を示したものである。本第２の実施の形態の特徴とするところは、上記第１の実施の形態における３基の天秤式保持装置１２のうちの１つ１２Ａを省略して、この保持装置１２Ａに代えて位置固定の保持部材２０をベース１１上に配置して、この保持部材２０と残りの２基の保持装置１２Ｂ、１２Ｃとに比較的小型のワークＷ´を５点支持させるようにした点にある。なお、図３には、前記図１に示した部分と同一部分には同一符号を付している。また、図３では、説明の便宜のため、第１の実施の形態における位置決め手段１３を省略している。
【００１２】
本第２の実施の形態においては、ベース１１上の３箇所でワークＷ´を支持する形態は上記第１の実施の形態と同じであるので、ワークＷ´の載置に応じて２基の保持装置１２Ｂ、１２Ｃ内の揺動アーム１６が揺動し、その両端部の保持部材１７がワークＷ´に確実に接触する。すなわち、ワークＷ´は、２基の保持装置１２Ｂ、１２Ｃ内の４つの保持部材１７と位置固定の保持部材２０とにより５点支持され、これにより、ワークＷの自重垂れが未然に防止される。また、熱処理の繰返しによりベース１１に熱変形が生じても、２基の保持装置１２Ｂ、１２Ｃ内の揺動アーム１６がその変形に倣って揺動するので、前記した各保持部材１７、２０による５点支持の状態は維持され、上記第１の実施の形態と同様に、保持部材１７を事前にかつ経時的に寸法管理（高さ調整）する必要がなくなる。
なお、３基の天秤式保持装置１２のうちのどれを位置固定の保持部材２０に代えるかは、ワークＷ´の大きさ、重量バランス等を考慮して適宜選択する。また、位置固定の保持部材２０は、従来の熱処理治具１における保持部材３（図８）と同様に高さ調整可能に設けてもよい。
【００１３】
図４は、本発明の第３の実施の形態を示したものである。本第３の実施の形態の特徴とするところは、上記第１の実施の形態における３基の天秤式保持装置１２のうち、長手方向に配置した２基の保持装置１２Ｂと１２Ｃに対し、その揺動アーム１６の一端側の保持部材に代えて、天秤式のサブ保持装置３０を設け、これら保持装置１２およびサブ保持装置３０に比較的大型のワークＷ″を８点支持させるようにした点にある。サブ保持装置３０は、保持装置１２を小型化した点を除くと、該保持装置１２と実質同様の構造となっており、保持装置１２の揺動アーム１６の一端部に立設した支柱３１と、この支柱３１に軸３２を用いて上下方向へ揺動可能に支持された揺動アーム（サブ揺動アーム）３３と、この揺動アーム３３の両端部に配置された保持部材３４とからなっている。この場合、保持装置１２は、その揺動アーム１６が常時は水平状態を維持するように軸１５による支持点を変更している。なお、図４には、前記図１に示した部分と同一部分には同一符号を付している。また、図４では、説明の便宜のため、第１の実施の形態における位置決め手段１３を省略している。
【００１４】
本第３の実施の形態においては、ベース１１上の３箇所でワークＷ″を支持する形態は上記第１の実施の形態と同じであるので、ワークＷ″の載置に応じて３基の保持装置１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ内の揺動アーム１６とサブ保持装置３０内の揺動アーム３３とが揺動し、それらの両端部の保持部材１７、３４がワークＷ″に確実に接触する。すなわち、ワークＷ″は、３基の保持装置１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ内の保持部材１７とサブ保持装置３０内の保持部材３３とにより８点支持され、これにより、ワークＷの自重垂れが未然に防止される。また、熱処理の繰返しによりベース１１に熱変形が生じても、各揺動アーム１６およびサブ揺動アーム３３がその変形に倣って揺動するので、前記した各保持部材１７、３４による８点支持の状態は維持され、上記第１、第２の実施の形態と同様に、保持部材１７、３４を事前にかつ経時的に寸法管理（高さ調整）する必要がなくなる。
【００１５】
なお、本発明は、支持点の数を特定するものではなく、例えば、上記第２の実施の形態（図３）における保持装置１２Ｂ、１２Ｃのうちの何れか一方をさらに位置固定の保持部材に代えることにより４点支持の構造とし、あるいは上記第３の実施の形態（図４）における揺動アーム１６の両端部にサブ保持装置３０を設定することで、１０点支持の構造とすることができる。ただし、天秤式保持装置１２は、４箇所を超えて設置するとワークＷに接触しない保持部材１７が生じる虞があるので、３箇所を超えないようにする。
また、本発明は、必ずしも各保持装置１２内の揺動アーム１６、３３を上皿天秤式にバランスさせなくてもよいもので、この場合は、揺動アーム１６、３３の側面にその長手方向に配列して穿設した複数の貫通孔の１つを選択して軸１５を通すことで、あるいは、揺動アーム１６、３３をテレスコピック式に伸縮可能に形成することで、その揺動支点を簡単に変更することができる。
【００１６】
【実施例】
ワークＷとして、図５に示すように、全長Ａ＝1150mm、最大幅Ｂ＝350mm、板厚ｔ＝２mmの大きさを有するアルミニウム合金からなるダイカスト製センターピラーを対象に、これを前記第１の実施の形態（図１）と実質同一構造の熱処理治具１０に６点支持させて、熱処理（Ｔ６処理）を行い、ワークＷの外周に沿って予め設定した測定ポイントについて、熱処理の前・後において寸法測定を行った。そして、測定ワーク数ｎを30（ｎ＝30）として、図６に示すように各測定ポイントごとに熱処理による平均値の変化量ΔＸ￣およびバラツキ（３σ）の変化量ΔＳを調査した。なお、比較のため、図８に示した従来の熱処理治具１に同種のワークＷを６点支持させて、前記同様の熱処理を行い、前記同様に熱処理による平均値の変化量ΔＸ￣およびバラツキ（３σ）の変化量ΔＳを調査した。
図７は、上記した調査結果を示したもので、これより、本発明に係る熱処理治具１０を用いて熱処理したものは、従来の熱処理治具１を用いて熱処理したものに比し、平均値の変化量ΔＸ￣並びにバラツキ（３σ）の変化量ΔＳ共に明らかに小さくなっている。
【００１７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る熱処理治具によれば、ベース上に上下動可能に配設した揺動アームに保持部材を配置したので、３点を超える多点で支持しても保持部材の寸法管理が不要になり、薄肉大型部品の熱処理に便利に利用できて、生産コストの低減に大きく寄与するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である６点支持の熱処理治具の構造と使用態様とを模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示した熱処理治具の構造と使用態様とを示す側面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態である５点支持の熱処理治具の構造と使用態様とを模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態である１０点支持の熱処理治具の構造と使用態様とを模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例で用いたワークと熱処理治具とを模式的に示す平面図である。
【図６】本発明の実施例におけるデータ処理の内容を示す説明図である。
【図７】本発明の実施例における調査結果を従来例と対比して示すグラフである。
【図８】従来の熱処理治具とその使用態様とを模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１１    ベース
１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）    保持装置
１３（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ）    位置決め手段
１４    支柱
１５    軸
１６    揺動アーム
１７    保持部材
２０    保持部材（固定）
３０    サブ保持装置
３３    揺動アーム（サブ揺動アーム）
３４    サブ保持装置の保持部材
Ｗ、Ｗ´、Ｗ″    ワーク
【図１】
0004106527.tif 000002
【図２】
0004106527.tif 000003
【図３】
0004106527.tif 000004
【図４】
0004106527.tif 000005
【図５】
0004106527.tif 000006
【図６】
0004106527.tif 000007
【図７】
0004106527.tif 000008
【図８】
0004106527.tif 000009