JP2012247031A6 - 組み立て連結具 - Google Patents

Abstract

【課題】止め具を黒鉛治具固定用ピンから簡易に脱着する。
【解決手段】黒鉛治具２，３が連結具１５０により固定される。連結具１５０は、黒鉛治具固定用ピン１００と、非環状のＥ形リング１０とを有する。黒鉛治具固定用ピン１００の軸１０１には、その周面に沿って環状の溝が形成されている。黒鉛治具固定用ピン１００の軸１０１が孔２ｂ，３ａに挿入され、凹部２ａ内で、黒鉛治具固定用ピン１００の軸１０１に形成された溝にＥ形リング１０が係合する。黒鉛治具固定用ピン１００の先端に力を加えることにより、Ｅ形リング１０が黒鉛治具固定用ピン１００から外れる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品の位置決めや電子部品の組み立てに用いられる組み立て連結具に関する。

電子部品を回路基板に実装するとき、治具を用いて電子部品の位置決めや電子部品の組み立てが行われる。複数の治具を重ねて用いる場合は、連結具などを用いて治具同士を固定する。連結具などによる固定方法として、固定用ピンを治具の貫通孔に挿入し、固定用ピンの先端を止め具により固定する方法が知られている。止め具として、固定用ピンの軸部（長手方向）に対して垂直方向（以後ラジアル方向という）から挿入するもの、例えば、Ｅ形止め輪やＫ形止め輪、Ｕ形止め輪などの非環状の止め具や、固定用ピンの軸部（長手方向）に対して水平方向（以後スラスト方向という）から挿入するもの、例えばＣ形止め輪や丸Ｓ形止め輪などの非環状の止め具が用いられる。固定用ピンに対してラジアル方向から挿入する非環状の止め具は、固定用ピンに対してスライド移動させることによりピンに着脱される。固定用ピンに対してスラスト方向から挿入する非環状の止め具は小孔を有しており、当該小孔にスナップリングプライヤー等の専用工具を差し込み、止め具を拡張させた状態で着脱される。また、特許文献１に開示されたプッシュナットを止め具として用いることもできる。プッシュナットは専用工具を用いずに固定用ピンに対してスラスト方向に移動させ嵌合させることにより非環状の止め具に比べて強固に連結具を連結することが可能になる。しかし、固定用ピンへ嵌合したプッシュナットはもとの形状から変形し、再利用することができない。また、プッシュナットと固定用ピンによる連結が強固であるため、連結を解除する際に、プッシュナットを固定用ピンから簡易に取り外すことができず、無理に取り外そうとすると、固定用ピン若しくはプッシュナットを破壊してしまう可能性がある。

近年、黒鉛治具として、所定の面に凹部が形成された治具が用いられ且つ、冶具交換のために固定具の頻繁な着脱が求められている。前記治具を用いて複数の治具同士を固定すると、凹部内において止め具を固定用ピンに装着することができるため、治具の上面から固定用ピンの先端が突出しないようにすることができる。この際、Ｅ形止め輪やＫ形止め輪、Ｕ形止め輪などの固定用ピンに対してラジアル方向から挿入する非環状の止め具を用いる際、凹部内に、固定用ピンに対してラジアル方向に止め具をスライド移動させることのできる十分な空間が確保されていることが望ましい。しかし、前記空間を確保するためには、固定用ピンに対して大きな凹部を冶具に形成しなければならないため、冶具に形成できる凹部の数量が減少する。その結果、冶具を固定する際に冶具の組合せに応じた凹部の選択を行う自由度が制限される。また、冶具に形成された細かな凹部内で、非環状の止め具を、ラジカル方向にスライド移動させることにより固定用ピンから取り外す作業は、作業員にとって多大な負担を要する。さらに、止め具をスライド移動させずにピンから取り外す方法として、ペンチなどを用いて止め具に力を加えたり、固定用ピンの先端部を押込んだりすることにより、止め具を変形させ固定用ピンから取り外す方法が知られている。しかし、この方法によると、止め具が本来の形状から変形するため、一度使用した止め具を再び使用することができない。また、止め具の素材がステンレスである場合、止め具の厚みが例え０．２５（ｍｍ）程度であっても止め具又は軸部が破損、又は止め具が外れるまでの荷重（以下許容スラスト荷重という）は一般的に１００（Ｎ）を超過する。このため、当該方法で止め具を変形させることは難しい。

このような問題を解決するため、特許文献２には、形状記憶合金が用いられた止め具（抜止めリング）が開示されている。形状記憶合金は熱により変形するため、抜止めリングに熱を加えることにより、抜止めリングが熱膨張し、その径が大きくなる。これにより、抜止めリングを連結ピン（固定用ピン）から軸方向に簡易に取り外すことができる。

また、特許文献３には、止め具をスタッド（固定用ピン）に装着する圧入装置が開示されている。この圧入装置によると、止め具の開口を拡張させながら止め具をピンの軸方向に圧入して、スタッド（固定用ピン）に装着させる。

特開平０６−３７４８２号公報 特開２００９−６８５８５号公報 実公昭５４−４４３２０号公報

しかし、特許文献２に開示された抜止めリングは、その材料が形状記憶合金に限られるとともに、抜止めリングを連結ピン（固定用ピン）から取り外すときに加熱作業が必要となる。また、抜止めリングの着脱作業は、抜止めリングが熱膨張している一定の時間に限られる。さらに、特許文献３に開示された圧入装置は、止め具をスタッド（固定用ピン）に対してラジカル方向に移動させることによりスタッド（固定用ピン）へ装着することができるものの、冶具に設けられた凹部内で当該動作を行うには専用工具の細長い中空の外筒を挿入できるだけの空間が凹部内に存在する必要がある。その結果、凹部が大きくなり、冶具に形成できる凹部の絶対量が減少する。また、一度装着した止め具をスタッド（固定用ピン）に対してスラスト方向に移動させることによりスタッド（固定用ピン）から取り外す作業には適わない。

そこで、本発明の目的は、黒鉛治具の所定の面に形成された凹部内において、抜け止め用止め具を黒鉛治具固定用ピンに対して簡易に着脱することができる組み立て連結具を提供することである。

本発明の組み立て連結具は、所定の面に形成された凹部、及び前記凹部底面の一部に第１貫通孔を有する第１治具と、第２貫通孔を有する第２治具と、前記第１治具及び前記第２治具を互いに固定する連結具とを備えた組み立て連結具において、前記連結具は、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とに挿通する治具固定用ピンと、前記凹部内において前記治具固定用ピンに係合する止め具とを有しており、前記治具固定用ピンは、挿入軸と、前記挿入軸の基端に前記第２貫通孔の径より大きな頭部とを有しており、前記挿入軸の周面に沿って環状の溝が形成されており、前記止め具は、前記溝を周方向に完全に取り囲まない状態で係合する非環状部材であり、前記止め具は金属素材からなり、且つ、前記止め具の許容スラスト荷重が７０（Ｎ）以上５００（Ｎ）以下である。ここで、「許容スラスト荷重」とは、止め具が治具固定用ピンに係合している場合に、スラスト方向（軸方向）から止め具に力を加えたとき、止め具が破損したり、治具固定用ピンから外れたりしない力（荷重）を示す。

本発明によると、止め具が、治具固定用ピンの溝を周方向に完全に取り囲まない状態で係合する非環状部材であるため、例え止め具の許容スラスト荷重が７０（Ｎ）以上５００（Ｎ）以下であったとしても黒鉛冶具固定用ピンのスラスト方向に止め具を脱着するために冶具固定用ピンや止め具を押圧した際、止め具に大きな応力を掛けることなく、止め具の径を拡張することができる。したがって、止め具を冶具固定用ピンに対してスラスト方向に移動させることにより、止め具を治具固定用ピンから簡易に着脱することができる。これにより、作業性を向上させることができる。また、止め具の径が拡張しても、止め具が大きく変形しにくいため、使用後の止め具を再使用することができる。

また、本発明の組み立て連結具において、前記治具固定用ピン及び前記止め具は下記（１）式を満たすことが好ましい。
Ｌｙ＋Ｌｚ＋Ｌｔ≦Ｌｐ＜Ｌｘ＋Ｌｙ＋Ｌｚ＋Ｌｔ・・・（１）
ここで、
Ｌｐ：前記挿入軸の長手方向に関して前記挿入軸の基端から前記挿入軸の先端側に位置する前記溝の一端までの長さ
Ｌｘ：前記凹部の深さ方向に関する長さ
Ｌｙ：前記第１貫通孔の深さ方向に関する長さ
Ｌｚ：前記第２貫通孔の深さ方向に関する長さ
Ｌｔ：前記止め具の厚み
ここで、「凹部の深さ」は、凹部の高さ方向（深さ方向）に関して、凹部の開口から凹部の最底部までの距離を示す。

上記構成により、第１治具の凹部内において、止め具を冶具固定用ピンに対してスラスト方向に移動させることにより、止め具を治具固定用ピンから簡易に着脱することができる。

また、本発明の組み立て連結具において、前記挿入軸の周面に沿った溝は深さ０．０５ｍｍ以上且つ０．３ｍｍ未満であることが好ましい。ここで、「溝の深さ」は、挿入軸の径方向に関して、前記挿入軸の最大外径と溝部分の最小外径の差を二等分した距離を示す。

溝の深さが０．０５ｍｍ以上であることによって、止め具を冶具固定用ピンの挿入軸の溝に確実に装着することができる。また、溝の深さが０．３ｍｍ未満であることによって、止め具を治具固定用ピンからより簡易に着脱することができる。

さらに、本発明の組み立て連結具において、前記止め具の内径は、前記挿入軸の直径より小さく、前記溝の直径から０．１ｍｍを差し引いた値の範囲内に属していることが好ましい。

上記構成により、止め具を冶具固定用ピンの挿入軸の溝に対して外方へ張り出すように大きく拡径した状態で装着することを避けることができる。また、止め具の内周面と挿入軸の溝の周面との隙間があまり生じないことから、止め具の拡径が冶具固定用ピンの挿入軸の径方向について一方向に偏らない。よって、黒鉛冶具固定用ピンや止め具を押圧した際に、効率よく止め具全体に均等に応力がかかり治具固定用ピンの内径を挿入軸の外形と同等になる程度まで拡径できるため、止め具を治具固定用ピンから簡易に着脱することができる。

加えて、本発明の組み立て連結具において、挿入軸が先端に向けて先細りのテーパー形状であることが好ましい。

挿入軸が先端に向けて先細りのテーパー形状であるため、止め具が傾斜した挿入軸に略等しく密着する。そのため、止め具全体に均等に応力をかけることができる。これにより、止め具を黒鉛治具固定用ピンに簡易に装着することができる。

本発明の組み立て連結具によると、黒鉛治具に形成された凹部内に止め具をスライド移動させる空間が存在しない場合でも、凹部内において、止め具を黒鉛治具固定用ピンから簡易に取り外すことができる。

本実施形態に係る組み立て連結具の外観図である。 図１に示す黒鉛治具に形成された溝の拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＩＩＢ−ＩＩＢ断面図である。 図２に示す黒鉛治具固定用ピンの概略図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は黒鉛治具固定用ピンの先端周辺を示す概略図である。 図２に示す止め具の平面図である。 （ａ）は図２（ａ）におけるＶ−Ｖ断面図である。（ｂ）は、参考例に係る組み立て連結具の断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、変形例で用いられる黒鉛治具固定用ピンの斜視図である。 変形例で用いられる止め具の平面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

<第１実施形態>
ここでは、図１〜５を用いて、本発明に係る連結具及び黒鉛治具固定用ピンの第１実施形態を説明する。なお、図１，２は、黒鉛治具が連結具により固定されている状態を示しており、図２は、図１における溝の拡大図である。

（組み立て連結具１）
図１に示すように、組み立て連結具１は、黒鉛治具（第１治具）２と、黒鉛治具２の下面に取り付けられた複数の黒鉛治具（第２治具）３と、黒鉛治具２，３を固定する連結具１５０とを有する。図２（ａ），（ｂ）に示すように、連結具１５０は、黒鉛治具固定用ピン（治具固定用ピン）１００とＥ形リング（止め具）１０とを有する。図１，２に示すように、黒鉛治具２は、上面に複数の凹部２ａが形成された１枚の平板状の治具である。複数の凹部２ａは、全て略同形状のものであり、所定の間隔だけ離れて略格子状に配列されている。また、図２（ａ）に示すように、凹部２ａは、上方からみた断面が略円形状に形成されている。黒鉛治具３は、黒鉛治具２より小さな平板状の治具である。図２（ｂ）に示すように、黒鉛治具３は、黒鉛治具２の凹部２ａの下方に配置されている。また、黒鉛治具３は、黒鉛治具２の下面に連結具１５０により固定されている。

図２（ｂ）に示すように、黒鉛治具２には、凹部２ａと、凹部２ａの底面の一部から黒鉛治具２の下面まで凹部２ａの深さ方向（黒鉛治具２の厚み方向）に貫通した孔（第１貫通孔）２ｂとが形成されている。孔２ｂの外径は凹部２ａの外径（幅）より小さく、凹部２ａ及び孔２ｂにより、黒鉛治具２には厚み方向に貫通した階段状の貫通孔が形成されている。また、黒鉛治具３には、厚み方向に貫通した孔（第２貫通孔）３ａが形成されている。孔３ａは、孔２ｂと略同外径の孔である。黒鉛治具３は、孔２ｂ，３ａが連通するように、黒鉛治具２の下方に配置されている。

図２（ａ）に示すように、本実施の形態において、凹部２ａは、上方からみたときの断面がＥ形リング１０の外周よりわずかに大きな円形状に形成されている。凹部２ａ内にＥ形リング１０を配置させると、凹部２ａ内には、凹部２ａの内側面とＥ形リング１０の外側面との間に隙間がほとんど存在しない。したがって、Ｅ形リング１０をスライド方向（凹部２ａの幅方向）にほとんど移動させることができない。

孔２ｂ，３ａは、後述する黒鉛治具固定用ピン１００の軸１０１の外径よりわずかに大きな外径に形成されている。さらに、孔２ｂ，３ａの外径は、黒鉛治具固定用ピン１００の頭部１０２の外径より小さいとともに、Ｅ形リング１０の外径より小さい。なお、本実施の形態において、孔２ｂ，３ａは略同外径であるが、孔２ｂ，３ａの外径が互いに異なっていてもよい。

黒鉛治具２，３は、黒鉛を含んでおり、環境（温度など）の変化に影響を受けにくい。なお、黒鉛治具２，３の形状は、図１に示す形状に限られず、異なる形状に形成されていてもよい。

（連結具１５０）
連結具１５０は、上述したように、黒鉛治具固定用ピン１００とＥ形リング１０とを有している。図２（ｂ）に示すように、黒鉛治具２に形成された凹部２ａ内において、Ｅ形リング１０が黒鉛治具固定用ピン１００に装着される。これにより、黒鉛治具２，３が連結具１５０により上下方向から互いに固定される。

（黒鉛治具固定用ピン１００）
図３（ａ）に示すように、黒鉛治具固定用ピン１００は、上下方向に延在した軸（挿入軸）１０１と、軸１０１の基端に設けられた円板状の頭部１０２とを有する。頭部１０２は、軸１０１の外径より大きな外径の円板であり、黒鉛治具２，３を、黒鉛治具３側（下方）から保持する（図２（ｂ））。軸１０１及び頭部１０２は、各々の中心が一致するように接合されている。なお、各々の中心は仕様等に合せてずらしてもよく、必ずしも一致させる必要はない。軸１０１は、黒鉛治具固定用ピン１００の基端側に位置する円柱状の第１領域１０１ａと、第１領域１０１ａよりも黒鉛治具固定用ピン１００の先端側に位置するテーパー形状の第２領域１０１ｂとを有する。

なお、本実施の形態において、第１領域１０１ａは、軸１０１の長手方向について基端から先端に向けて約４分の３の長さの領域であり、第２領域１０１ｂは、残りの領域、すなわち、軸１０１の長手方向について先端から基端に向けて約４分の１の長さの領域である。第２領域１０１ｂは、軸１０１の先端に向けて先細りとなっており、第１領域１０１ａと第２領域１０１ｂとは外径が連続して接続されている。

第１領域１０１ａの先端側（第２領域１０１ｂ側）の側面には、外周面に沿って環状の溝１１０が形成されている。図３（ａ）,（ｂ）に示すように、溝１１０は、軸１０１の長手方向に関する断面が略コの字状に形成されている。溝１１０の幅（軸１０１の長手方向に関する幅（図３（ｂ）に示す距離Ｂ））は、Ｅ形リング１０の厚み（図５（ａ）に示すＬｔ）よりわずかに厚い。また、溝１１０の深さ（軸１０１の径方向に関する深さ（図３（ｂ）に示す距離Ａ））は、０．０５ｍｍ以上であり且つ０．３ｍｍ未満である。溝１１０の最底部１１０ｃの外径は、Ｅ形リング１０の穴径と同外径又はＥ形リング１０の穴径よりわずかに大きな外径である。ここで、穴径とは、Ｅ形リング１０の中央付近に形成された穴の内径である。具体的には、図４に示す３つの突起（係止部）１２に接する最大円の直径ｄである。このような形状の溝１１０にＥ形リング１０を嵌めると、Ｅ形リング１０は、穴径が変化していない状態（Ｅ形リング１０が周方向に広がったり、縮小したりしていない状態）又は穴径が僅かに大きくなった状態（Ｅ形リング１０が周方向に僅かに拡径した状態）で、溝１１０に係合する。

次に、図５を参照しつつ、Ｅ形リング１０と黒鉛治具２，３との関係を説明する。図５（ａ）には、本実施形態に係る組み立て連結具を示しており、図５（ｂ）には、参考例に係る組み立て連結具を示している。

本実施の形態に係る黒鉛治具固定用ピン１００の軸１０１は、図５（ａ）に示すように、Ｅ形リング１０と黒鉛治具２，３との関係において、下記の式が成立する。
Ｌｙ＋Ｌｚ＋Ｌｔ≦Ｌｐ＜Ｌｘ＋Ｌｙ＋Ｌｚ＋Ｌｔ
ここで、
Ｌｐ：軸１０１の長手方向に関して軸１０１の基端から溝１１０の上端（軸１０１の先端側に位置する溝１１０の一端（上側面の縁１１０ａ））までの長さ
Ｌｘ：凹部２ａの深さ方向に関する長さ
Ｌｙ：孔（第１貫通孔）２ｂの長手方向（深さ方向）に関する長さ
Ｌｚ：孔（第２貫通孔）３ａの長手方向（深さ方向）に関する長さ
Ｌｔ：Ｅ形リング１０の厚み
である。
上述の軸１０１の長さを有する黒鉛治具固定用ピン１００を用いて黒鉛治具３を黒鉛治具２に対して固定すると、凹部２ａ内において、Ｅ形リング１０が溝１１０に係合する。

次に、図５（ｂ）を用いて、参考例を説明する。図５（ｂ）に示す黒鉛治具固定用ピン６００は、軸６０１と、軸６０１の基端に設けられた頭部６０２とを有する。軸６０１の先端部は、軸１０１と同様に、先端に向けて先細りのテーパー状に形成されている。また、軸６０１には、軸１０１と同様な溝６１０が形成されている。図５（ｂ）に示すように、Ｌｐ≧Ｌｘ＋Ｌｙ＋Ｌｚ＋Ｌｔのときは（Ｌｐ＝Ｌｘ＋Ｌｙ＋Ｌｚ＋Ｌｔ＋Ｌｃのとき）、凹部２ａ外において、Ｅ形リング１０が黒鉛治具固定用ピン６００に装着されるため、Ｅ形リング１０をスライド移動させることにより黒鉛治具固定用ピン６００から取り外すことができる。また、図示しないが、Ｌｐ＜Ｌｙ＋Ｌｚ＋Ｌｔのときは、溝１１０の一部若しくは全部が凹部２ａより下方に位置するため、凹部２ａ内においてＥ形リング１０を溝１１０に完全に係合させることができない。Ｅ形リング１０が溝１１０に完全に係合しない場合、意図しない衝撃によって溝１１０から外れるといった不具合を生じる。

また、連結具１５０により黒鉛治具２，３を固定したとき、黒鉛治具固定用ピン１００の長手方向に関する凹部２ａの底面からＥ形リング１０の底面までの距離Ｌｂが、約０．３ｍｍ未満であることが好ましい。距離Ｌｂが０．３ｍｍ以上である場合、頭部１０２とＥ形リング１０との間に生じるあそびが大きくなり、連結具１５０により黒鉛治具２及び黒鉛治具３を固定した際に黒鉛冶具２と黒鉛冶具３の密着性を保持することができないおそれがある。

さらに、溝１１０の深さ（図３（ｂ）に示す距離Ａ）を０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ未満とすることにより、凹部２ａ内において、溝１１０に係合したＥ形リング１０に対して、黒鉛治具固定用ピン１００の先端を人の力（約４７Ｎ以上５７Ｎ以下）で動かした道具により押圧することによって、Ｅ形リング（止め具）の径を周方向に拡径し簡易に脱着することができる。すなわち、上記溝１１０の深さにすることによって、道具を用いて人の力を加えることにより簡易にＥ形リング１０を溝１１０から外すことができる。なお、溝１１０の深さが０．３ｍｍ以上である場合、溝１１０が深いため、Ｅ形リング１０が溝１１０に強固に係合するものの、人の力で動かした道具による押圧ではＥ型リング（止め具）の径を黒鉛冶具固定用ピンから外れる程度にまで周方向に拡径できないことがあるため、Ｅ形リング１０を黒鉛治具固定用ピン１００から取り外すときに、ペンチ等の道具を用いてＥ形リング１０を変形させることが必要となる。そのため、Ｅ形リング１０を黒鉛治具固定用ピン１００から簡易に取り外すことができない。また、Ｅ形リング１０が本来の形状から変形しているため、再利用することができない。一方、溝１１０の深さが０．０５ｍｍ未満であると、溝１１０が浅いため、Ｅ形リング１０を溝１１０へ係合させてもＥ形リング１０が溝１１０から外れやすくなる。そのため、黒鉛治具２，３を強固に固定することができず、電子部品の組立作業中にＥ形リング１０が黒鉛治具固定用ピン１００から外れてしまうことがある。なお、溝１１０の深さ（距離Ａ）は、０．０５ｍｍ以上且つ０．１５ｍｍ未満であることがさらに好ましい。溝１１０の深さが、０．１５ｍｍ未満の場合は、黒鉛治具２，３を確実に固定することができ、且つ、より小さな力により、Ｅ形リング１０の黒鉛治具固定用ピン１００への着脱が可能となる。したがって、Ｅ形リング１０の黒鉛治具固定用ピン１００への着脱回数が多い場合に、作業効率を向上させることができる。

ここで、本実施の形態における「溝１１０の深さ」とは、軸１０１の径方向に関して、溝１１０の開口から最底部１１０ｃまでの距離Ａである（図３（ｂ））。また、本実施の形態において、図３（ｂ）に示す縁１１０ａは、軸１０１の最大外径（第１領域１０１ａの外径及び第２領域１０１ｂの最大外径と同外径）となっている。ここで、縁１１０ａは、軸１０１の先端側に位置する溝１１０の縁（溝１１０の上側面の縁１１０ａ）である。なお、軸１０１の溝１１０より先端側の領域に、縁１１０ａの外径より大きな外径の領域は存在しない。軸１０１の溝１１０より先端側に、縁１１０ａより大きな外径の領域が存在する場合、Ｅ形リング１０を黒鉛治具固定用ピン１００から取り外すために、Ｅ形リング１０を壊したり変形したりすることが必要となる。また、本実施の形態における「最底部１１０ｃ」は、溝１１０の底面のうち軸１０１の中心に最も近い位置である。

なお、本実施の形態における溝１１０は、深さ方向に関する断面（軸１０１の長手方向に関する断面）が略コの字状に形成されているが、溝１１０の断面はコの字状に限られない。例えば、溝１１０を、底部に丸みを帯びた略Ｕ字状の断面の溝に形成してもよく、溝の幅が底から溝の深さ方向に大きくなるV字状の断面の溝としてもよい。

また、溝１１０が形成される位置は、図３（ａ）に示すような第１領域１０１ａの先端側に限られず、黒鉛治具２，３の厚みなどに合わせて適宜変更することができる。例えば、溝１１０を図３（ａ）に示すよりも軸１０１の基端側に形成してもよく、また、溝１１０を図３（ａ）に示すよりも軸１０１の先端側に形成し、溝１１０の開口（縁１１０ａ）と第２領域１０１ｂとが連続してもよい。

黒鉛治具固定用ピン１００は、鉄、鋼又はステンレス（ＳＵＳ）などが用いられている。また、軸１０１は、図２，３に示す形状に限られず、例えば、第１領域１０１ａの外径が約１．６ｍｍ〜５ｍｍであり且つ第１領域１０１ａの長手方向の長さが約３．０〜３０．０ｍｍである軸を用いることができる。なお、第１領域１０１ａ及び第２領域１０１ｂの長手方向に関する比率は、図３（ａ）に示す３：１の比率に限られない。例えば、第１領域１０１ａの長手方向に関する長さを短くしたり、第２領域１０１ｂを軸１０１の長手方向にさらに延在させたりしてもよい。また、第２領域１０１ｂのテーパー形状は、図３（ａ）に示す形状より傾斜が緩やかなテーパー形状としてもよく、図３（ａ）に示す形状より鋭角のテーパー形状としてもよい。なお、黒鉛治具固定用ピン１００は、上述の材料及び形状などに限定されず、他の材料や異なる形状の黒鉛冶具固定用ピンを用いてもよい。また、頭部１０２の形状、軸１０１の長さ及び軸１０１の径などは、黒鉛治具２，３の形状、孔２ｂ，３ａの長手方向に関する長さ及び凹部２ａの深さ（高さ）に合わせて、適宜変更させることができる。

（Ｅ形リング１０）
図４に示すように、非環状のＥ形リング１０は、ステンレス素材からなり、略Ｃ形の支持部１１と、支持部１１の内側面に形成された３つの突起（係止部）１２とを有する。Ｅ形リング１０の中央付近には、３つの突起（係止部）１２に包囲された穴が形成されており、軸１０１がこの穴に挿通する。支持部１１の両端の間には、穴と連通した隙間１０ａが存在し、隙間１０ａによりＥ形リング１０は穴の周方向に広がったり縮小したりして、穴の径が変化する。３つの突起（係止部）１２は、支持部１１の内側部に２箇所の凹みを形成することにより、支持部１１の両端及び中央付近に形成されている。

本実施形態では、例えば、以下の径を有するＥ形リング（ＪＩＳ Ｂ ２８０５ １．５（硬さがＨＲＣ４４〜５３であり、バネ用ステンレス鋼からなるＥ形リング））を用いることができる。なお、以下に示す記号（ｄ，Ｄ，Ｈ）は、図４に示す記号である。
ｄ：１．５ｃｍ
Ｄ：４．０ｃｍ
Ｈ：１．３ｃｍ
Ｅ形リングの厚み：０．４ｃｍ
また、上記Ｅ形リング１０には、外径が１．５３ｃｍの軸を有するピンを適用することができる。

Ｅ形リング１０を黒鉛治具固定用ピン１００に装着すると、図２（ａ）に示すように、３つの突起（係止部）が軸１０１を挟持する。このとき、Ｅ形リング１０は溝１１０の全周面を周方向に取り囲まない。

また、図４に示すＥ形リング１０の穴径（内径（図４に示すｄ））が、黒鉛治具固定用ピン１００の軸１０１の溝１１０が形成されていない部分の直径より小さく、且つ、軸１０１の溝１１０が形成された部分の直径から０．１ｍｍを差し引いた値以上の範囲内に属している。さらに、Ｅ形リング１０が装着される黒鉛治具固定用ピン１００の溝１１０の深さ（図３（ｂ）に示す距離Ａ）が０．０５ｍｍ以上であり且つ０．３ｍｍ未満となっている。これにより、Ｅ形リング１０の突起１２の内周面と軸１０１の溝１１０が形成された部分との隙間が生じすぎない。したがって、Ｅ形リング１０が黒鉛治具固定用ピン１００の軸１０１の径方向について一方向に偏らない。よって、黒鉛冶具固定用ピン１００またはＥ形リング１０を押圧した際に、Ｅ形リング１０全体に対して平均的に応力がかかるようにＥ形リング１０を押圧することができ、Ｅ形リング１０の一部に応力が集中するのを防ぐことができる。

なお、隙間１０ａは、図４に示す隙間１０ａの大きさに限られない。例えば、支持部１１の両端を周方向にさらに延在させ、隙間１０ａを、わずかな隙間としてもよい。このように、連結具１５０を構成する止め具（Ｅ形リング１０）は、非環状の止め具であることが好ましい。止め具として環状の止め具を用いる場合、溝１１０は周方向に取り囲まれるが、黒鉛冶具固定用ピンへの装着時に止め具に外力が加えられたとしても止め具の外径（穴径）がほとんど変化しないため、止め具を溝１１０から外すときにプッシュナットと同様に止め具を変形させることが必要となる。一方、本願のＥ形リング１０においては、Ｅ形リング１０に外力による応力が掛かると、隙間１０ａが穴の周方向に広がり、それに伴いＥ形リング１０が変形しない程度に簡易に拡径する。よって、Ｅ形リング１０を変形させることなく簡易に溝１１０から取り外すことができる。なお、Ｅ形リング１０の穴径は、軸１０１と略同外径又は軸１０１の外径よりわずかに小さな外径であることが好ましい。ここでいう「変形」とは、力を加えた際に一時的に形状を変化したものではなく、力を加え終わった後も初期形状に戻らなくなった状態を指す。本事項は、止め具に用いられる素材を考慮して実施者が適宜決定すればよい。

図２（ｂ）に示すように、Ｅ形リング１０は、黒鉛治具２，３を黒鉛治具２側（上方）から固定する。Ｅ形リング１０は、例えば、ステンレス、鋼などからなるものを使用することができるが、止め具の材料はこれらの材料に限定されない。また、連結具１５０を構成する止め具（Ｅ形リング１０）には、黒鉛治具固定用ピン１００の大きさや形状に合う止め具を用いてよい。例えば、軸１０１の外径及び溝１１０の外径に合わせて異なる大きさの穴径の止め具や図４に示す支持部１１と異なる形状の支持部を有する止め具を用いてもよい。さらに、止め具は、Ｅ形リング１０に限られず、後述するＣ形リングなどの非環状の止め具を用いてもよい。

本実施形態のＥ形リング１０は、ステンレス素材からなり変形しにくい。そして、Ｅ形リング１０の許容スラスト荷重が７０（Ｎ）以上５００（Ｎ）以下である。許容スラスト荷重が７０（Ｎ）未満であるときは、Ｅ形リング１０を黒鉛治具固定用ピン１００から着脱する際に無理な押圧を行ったときにＥ形リング１０が変形してしまう可能性がある。また、許容スラス荷重が５００（Ｎ）を超える場合は、道具を用いて約４７（Ｎ）以上５７（Ｎ）以下の人の力を加えても止め具の径を大きくすることは適わない。このように、本実施形態においては、止め具に一般的に用いられている内径を有する孔を備え且つステンレス素材からなるＥ形リング１０が用いられる。なお、Ｅ形リング１０の許容スラスト荷重は１００（Ｎ）以上３００（Ｎ）以下であることがより好ましい。

（Ｅ形リング１０を黒鉛治具固定用ピン１００に装着する方法）
黒鉛治具２，３を孔２ｂ，３ａの各々が連通するように積層し、黒鉛治具固定用ピン１００の軸１０１を、黒鉛治具３側から、連通した孔２ｂ，３ａへ挿入する。そして、Ｅ形リング１０を、黒鉛治具２側に配置された軸１０１の先端からスラスト方向（軸１０１の長手方向）に押圧する。ここで、押圧の力は人の力（約４７（Ｎ）以上５７（Ｎ）以下）でよい。なお、Ｅ形リング１０を押圧する作業は細かい作業のため、Ｅ形リング１０だけを押圧出来る様な道具を用いることが好ましい。これにより、Ｅ形リング１０は、その穴径（図４に示すｄ）がわずかに大きくなりながら、スラスト方向（軸１０１の長手方向）に移動して溝１１０に嵌まる。なお、Ｅ形リング１０を黒鉛治具固定用ピン１００に装着する際、Ｅ型リング１０は隙間１０ａに合わせて傾斜した第２領域１０１ｂに密着するため、Ｅ形リング１０に均等に力が掛かる。黒鉛治具固定用ピン１００に装着されたＥ形リング１０は、溝１１０の全周面を周方向に取り囲んでおらず、穴径がわずかに大きくなった状態（溝１１０の周方向に（外側に）僅かに広がった状態）又は穴径が殆ど変化していない状態（溝１１０の周方向に殆ど広がったり縮小したりしていない状態）で溝１１０に係合している（図２（ａ），（ｂ））。

（Ｅ形リング１０を黒鉛治具固定用ピン１００から取り外す方法）
図２（ａ），（ｂ）に示す状態から、黒鉛治具固定用ピン１００の先端に、スラスト方向（軸１０１の長手方向）に力を加える。この際、黒鉛治具固定用ピン１００だけを押圧出来る円柱形の様な道具を用いることが好ましく、前記円柱形状冶具の黒鉛冶具固定用ピン１００への押圧の力は、Ｅ形リング１０を黒鉛治具固定用ピン１００に装着するときに加える力と略同じ人の力（約４７（Ｎ）以上５７（Ｎ）以下）でよい。Ｅ形リング１０に力が加えられたら、黒鉛治具固定用ピン１００は基端側へ移動し、溝１１０の側壁（上側面）がＥ形リング１０を押圧する。これにより、Ｅ形リング１０の隙間１０ａが周方向（外側）に広がり、Ｅ形リング１０の穴径（図４に示すｄ）が、溝１１０の縁１１０ａの外径と略同外径又は縁１１０ａの外径より僅かに大きくなる。そして、Ｅ形リング１０が溝１１０から外れ、Ｅ形リング１０は黒鉛治具固定用ピン１００の先端側へ移動する。

以上のように、本実施の形態の組み立て連結具１によると、下記の効果を奏する。Ｅ形リング１０が、黒鉛冶具固定用ピン１００への溝１１０を周方向に完全に取り囲まない状態で係合する非環状部材であるため、止め具の許容スラスト荷重が７０（Ｎ）以上５００（Ｎ）以下でも、黒鉛冶具固定用ピン１００のスラスト方向に止め具を脱着するために黒鉛冶具固定用ピン１００やＥ形リング１０を押圧した際、Ｅ形リング１０に大きな応力を掛けることなく、Ｅ形リング１０の径を拡張することができる。また、Ｅ形リング１０の径が拡張しても、Ｅ形リング１０が大きく変形しにくいため、使用後のＥ形リング１０を再使用することができる。

また、図５（ａ）に示すように、Ｅ形リング１０と黒鉛治具２，３との関係において、下記の式が成立することから、黒鉛治具２の凹部２ａ内において、Ｅ形リング１０を黒鉛冶具固定用ピン１００に対してスラスト方向に移動させることにより、Ｅ形リング１０を黒鉛治具固定用ピン１００から簡易に着脱することができる。
Ｌｙ＋Ｌｚ＋Ｌｔ≦Ｌｐ＜Ｌｘ＋Ｌｙ＋Ｌｚ＋Ｌｔ

さらに、黒鉛冶具固定用ピン１００の溝１１０の深さが０．０５ｍｍ以上であることによって、Ｅ形リング１０を黒鉛冶具固定用ピン１００の軸１０１の溝１１０に確実に装着することができる。また、溝１１０の深さが０．３ｍｍ未満であることによって、Ｅ形リング１０を黒鉛治具固定用ピン１００からより簡易に着脱することができる。

加えて、Ｅ形リング１０の内径は、黒鉛冶具固定用ピン１００の軸１０１の直径より小さく、且つ、黒鉛冶具固定用ピン１００の溝１１０の直径から０．１ｍｍを差し引いた値の範囲内に属していることから、Ｅ形リング１０を黒鉛冶具固定用ピン１００の軸１０１の溝１１０に対して外方へ張り出すように大きく拡径した状態で装着することを避けることができる。また、Ｅ形リング１０の内周面と軸１０１の溝１１０の周面との隙間があまり生じないことから、Ｅ形リング１０の拡径が黒鉛冶具固定用ピン１００の軸１０１の径方向について一方向に偏らない。よって、黒鉛冶具固定用ピン１００やＥ形リング１０を押圧した際に、効率よくＥ形リング１０全体に均等に応力がかかり、黒鉛冶具固定用ピン１００の内径を軸１０１の外形と同等になる程度まで拡径できるため、Ｅ形リング１０を黒鉛治具固定用ピン１００から簡易に着脱することができる。

また、黒鉛冶具固定用ピン１００の軸１０１が先端に向けて先細りのテーパー形状であるため、Ｅ形リング１０が傾斜した軸１０１に略等しく密着する。そのため、Ｅ形リング１０全体に均等に応力をかけることができる。これにより、Ｅ形リング１０を黒鉛治具固定用ピン１００により簡易に装着することができる。

なお、本実施形態では、溝１１０の側壁が、軸１０１の径方向に延在しているが、溝１１０の開口が溝１１０の底面より大きくなるように、溝１１０の側壁のうち軸１０１の先端側に位置する側壁を、軸１０１の先端に向けて緩やかに傾斜させてもよい。これにより、Ｅ形リング１０を溝１１０からより簡易に取り外すことができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述の実施の形態で説明した黒鉛治具固定用ピン１００、Ｅ形リング１０及び黒鉛治具２，３の形状や材料は一例であり、固定用ピン、止め具及び治具に異なる形状のものや異なる材料を用いてもよい。

次に、本実施形態に係る組み立て連結具の変形例を説明する。以下の変形例において、本発明の第１実施形態と同様なものに関しては、同符号で示し、説明を省略する。また、以下の変形例における黒鉛治具固定用ピン及び止め具にも、上述の第１実施形態における黒鉛治具固定用ピン１００及びＥ形リング１０と同様な材料を用いることができる。

<変形例１>
変形例１に係る組み立て連結具は、黒鉛治具固定用ピンの形状において、本実施形態に係る組み立て連結具と異なる。なお、変形例１に係る組み立て連結具のその他の構成は、本実施形態の組み立て連結具の構成と同様であるため、説明を省略する。図６（ａ）に示す黒鉛治具固定用ピン２００は、第１実施形態における第２領域１０１ｂの代わりに、円柱状の第２領域２０１ｂを有している。第２領域２０１ｂは、第１領域１０１ａと同外径の円柱である。

<変形例２>
変形例２に係る組み立て連結具は、黒鉛治具固定用ピンの形状において、本実施形態に係る組み立て連結具と異なる。なお、変形例２に係る組み立て連結具のその他の構成は、本実施形態の組み立て連結具の構成と同様であるため、説明を省略する。図６（ｂ）に示す黒鉛治具固定用ピン３００は、第１実施形態における第１領域１０１ａの代わりに、第１領域３０１ａを有している。第１領域３０１ａにおいて、溝１１０は第１領域３０１ａの先端に形成されている。この位置に溝１１０が形成されることにより、溝１１０と第２領域１０１ｂの基端とが連続している。

変形例１，２に係る組み立て連結具によっても、本実施形態と同様な効果を得ることができる。なお、第２領域２０１ｂは、テーパー状に形成されていてもよい。

また、本実施形態及び変形例にかかる第２領域１０１ｂは、截頭円錐状に形成されているが、円錐状に形成されていてもよい。

<変形例３>
変形例３に係る組み立て連結具は、止め具の形状（Ｅ形リングの代わりにＣ形止め輪を用いている点）において、本実施形態に係る組み立て連結具と異なる。なお、変形例３に係る組み立て連結具のその他の構成は、本実施形態の組み立て連結具の構成と同様であるため、説明を省略する。図７に示すように、Ｃ形止め輪２０は、第１実施形態におけるＥ形リング１０と同様な非環状部材であって、略Ｃ形の支持部２１と、支持部２１の両端のそれぞれに設けられた保持部２２とを有する。また、支持部２１の内側面に凹凸が形成されていない。また、支持部２１に包囲された穴に黒鉛治具固定用ピンの軸が挿通する。支持部２１の両端の間には、第１実施形態におけるＥ形リング１０と同様に、穴と連通した隙間２０ａが存在する。Ｃ形止め輪２０は、隙間２０ａにより穴の周方向に広がったり縮小したりし、これにより穴の径が変化する。保持部２２は、Ｃ形止め輪２０（穴）の中心に向けて突出した凸形状を有している。

Ｃ形止め輪２０を黒鉛治具固定用ピンに形成された溝に係合させると、支持部２１の中央付近及び２つの保持部２２が軸１０１を径方向に挟持する。このとき、Ｃ形止め輪２０は、溝の全周面を周方向に取り囲まない。

本変形例に係るＣ形止め輪２０をＥ形リング１０の代わりに用いた連結具によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、止め具は、Ｅ形リング１０及びＣ形止め輪２０に限られず、丸Ｓ形止め輪、丸Ｒ形止め輪及びベベル形止め輪などの非環状の止め具を用いてもよい。

また、本実施形態及び本変形例における黒鉛治具固定用ピン１００，２００，３００は、溝１１０より基端側の領域が円柱形状であるが、溝１１０より基端側の領域をテーパー状に形成してもよい。

さらに、本実施の形態及び本変形例に係る連結具１５０は、２つの黒鉛治具２，３を固定するために用いられているが、３つ以上の黒鉛治具を固定するために用いられてもよい。例えば、黒鉛治具２及び黒鉛治具３の間にさらに異なる黒鉛治具を配置させたり、黒鉛治具３の下方にさらに異なる黒鉛治具を配置させたりしてもよい。

１ 組み立て連結具
２ 黒鉛治具（第１治具）
２ａ 凹部
２ｂ 孔（第１貫通孔）
３ 黒鉛治具（第２治具）
３ａ 孔（第２貫通孔）
１０ Ｅ形リング（止め具）
２０ Ｃ形止め輪（止め具）
１０ａ，２０ａ 隙間
１００，２００，３００ 黒鉛治具固定用ピン（治具固定用ピン）
１１０ 溝
１０１ａ，３０１ａ 第１領域
１０１ｂ，２０１ｂ 第２領域
１５０ 連結具

Claims (5)

1. 所定の面に形成された凹部、及び前記凹部底面の一部に第１貫通孔を有する第１治具と、
   第２貫通孔を有する第２治具と、
   前記第１治具及び前記第２治具を互いに固定する連結具とを備えた組み立て連結具において、
   前記連結具は、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とに挿通する治具固定用ピンと、前記凹部内において前記治具固定用ピンに係合する止め具とを有しており、
   前記治具固定用ピンは、挿入軸と、前記挿入軸の基端に前記第２貫通孔の径より大きな頭部とを有しており、
   前記挿入軸の周面に沿って環状の溝が形成されており、
   前記止め具は、前記溝を周方向に完全に取り囲まない状態で係合する非環状部材であり、
   前記止め具は金属素材からなり、且つ、前記止め具の許容スラスト荷重が７０（Ｎ）以上５００（Ｎ）以下であることを特徴とする組み立て連結具。
2. 前記治具固定用ピン及び前記止め具は下記（１）式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の組み立て連結具。
   Ｌｙ＋Ｌｚ＋Ｌｔ≦Ｌｐ＜Ｌｘ＋Ｌｙ＋Ｌｚ＋Ｌｔ・・・（１）
   ここで、
   Ｌｐ：前記挿入軸の長手方向に関して前記挿入軸の基端から前記挿入軸の先端側に位置する前記溝の一端までの長さ
   Ｌｘ：前記凹部の深さ方向に関する長さ
   Ｌｙ：前記第１貫通孔の深さ方向に関する長さ
   Ｌｚ：前記第２貫通孔の深さ方向に関する長さ
   Ｌｔ：前記止め具の厚み
3. 前記挿入軸の周面に沿った溝は深さ０．０５ｍｍ以上且つ０．３ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載の組み立て連結具。
4. 前記止め具の内径は、前記挿入軸の直径より小さく、且つ、前記溝の直径から０．１ｍｍを差し引いた値の範囲内に属していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の組み立て連結具。
5. 前記挿入軸が先端に向けて先細りのテーパー形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の組み立て連結具。

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