(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓ極及びＮ極の着磁帯が交互に螺旋状に着磁された雄磁気ネジを備える駆動軸と、該雄磁気ネジに対応した内周面にＳ極及びＮ極の着磁帯が交互に螺旋状に着磁された雌磁気ネジを備えた移動台とを有し、雄磁気ネジと雌磁気ネジとの間で作用する磁力によって、駆動軸の回転運動を移動台の直進運動に変換する磁気ネジ開閉装置において、
前記雄磁気ネジが軸方向に２以上に分割されていて、前記分割された第一雄磁気ネジの螺旋の傾斜と第二雄磁気ネジの螺旋の傾斜とが逆向きであって、
前記第一雄磁気ネジに対応する第一雌磁気ネジを備える第一移動台と、
前記第二雄磁気ネジに対応する第二雌磁気ネジを備える第二移動台とを有し、
前記駆動軸が回転されることにより、前記第一移動台と前記第二移動台とが逆方向に移動するものであり、前記駆動軸の前記第一移動台と前記第二移動台とが閉じる位置近傍において、前記雄磁気ネジの形成されていない区間を有することを特徴とする磁気ネジ開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、螺旋形状に着磁して形成した雄磁気ネジと雌磁気ネジとの磁力の作用により、回転運動を直進運動に変換することを利用した磁気ネジを用いた開閉装置に関し、特に、駆動軸に形成した雄磁気ネジを分割して構成した磁気ネジを用いた開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、工作機械には、工作物を出し入れするためのドアが取り付けられている。ドアは工作中、切削油等の飛散を防止するため閉じられており、工作が終了した後開かれて、工作物の交換が行われる。近年、工作物の交換は、ロボット等により自動的に行われており、ドアの開閉も自動ドアにより自動的に行われている。工作機械の自動ドアの特性としては、密閉が十分であることが容器要求される。密閉が不十分だと、切削油が飛散する問題があるからである。
従来、自動ドアはの駆動は、ボールネジやワイヤー等により行われている。この場合、ドアを閉じたときにドアをそのまま衝突させると、噛み込み等により駆動系が故障する恐れがあるため、ドアの片側にバネ等の逃げを付設している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように従来のドア開閉装置には、次のような問題点があった。
すなわち、バネ等の逃げ機構を必要とするため、装置が大きくなり、余分な部品が増えてコストアップする問題があった。
また、逃げの取り方によっては、ドアの密閉状態が悪くなり、切削油等がドアの隙間から飛散する問題があった。
【０００４】
本発明は、磁気ネジを用いてシンプルで小型化した自動ドアである磁気ネジ開閉装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気ネジ開閉装置は、次のような構成を有している。
（１）Ｓ極及びＮ極の着磁帯が交互に螺旋状に着磁された雄磁気ネジを備える駆動軸と、該雄磁気ネジに対応した内周面にＳ極及びＮ極の着磁帯が交互に螺旋状に着磁された雌磁気ネジを備えた移動台とを有し、雄磁気ネジと雌磁気ネジとの間で作用する磁力によって、駆動軸の回転運動を移動台の直進運動に変換する磁気ネジ開閉装置において、前記雄磁気ネジが軸方向に２以上に分割されていて、前記分割された第一雄磁気ネジの螺旋の傾斜と第二雄磁気ネジの螺旋の傾斜とが逆向きであって、前記第一雄磁気ネジに対応する第一雌磁気ネジを備える第一移動台と、前記第二雄磁気ネジに対応する第二雌磁気ネジを備える第二移動台とを有し、前記駆動軸が回転されることにより、前記第一移動台と前記第二移動台とが逆方向に移動するものであり、前記駆動軸の前記第一移動台と前記第二移動台とが閉じる位置近傍において、前記雄磁気ネジの形成されていない区間を有することを特徴とする。
【０００６】
上記構成を有する本発明の磁気ネジ開閉装置においては、駆動軸の回転によって雄磁気ネジが回転すると、その雄磁気ネジに対面する雌磁気ネジが雄磁気ネジとの間で作用する磁力によって吸引され、そのため移動台が軸方向に移動する。  このとき、雄磁気ネジが２以上に分割されており、分割された第一雄磁気ネジと第二雄磁気ネジとで、螺旋の方向を逆向きにしているので、第一雄磁気ネジが回転したとき、例えば第一磁気ネジの磁力を受けた第一雌磁気ネジを備える第一移動台は右方向に移動する。そして、同時に回転する第二磁気ネジの磁力を受けた第二雌磁気ネジを備える第二移動台は、第一搬送台とは逆方向の左側に移動する。
【０００７】
これにより、第一移動台に連結する第一ドアと第二移動台に連結する第二ドアとを中心から同時に離間させたり、集合させてドアの開閉を行うことができる。両者を衝突させた時に、磁気ネジおいては、推進力が磁力で伝達されているだけなので、突き当たった時の衝撃を磁気ネジ部で吸収することができる。すなわち、雄磁気ネジに対して雌磁気ネジがずれることが可能であり、それにより、衝撃によるショックを和らげることができる。特に、第一ドアと第二ドアとが閉じられる位置の近傍で、駆動軸に雄磁気ネジが形成されていない部分があるので、突き当たる間際での推進力を減らすことができるため、衝撃を和らげることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁気ネジ開閉装置の一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態の磁気ネジ開閉装置の磁気ネジ駆動部を詳細に示した断面図である。
本実施の形態の磁気ネジ開閉装置においては、第一ドア１８を保持する第一移動台１２と、第二ドア２８を保持する第二移動台２２とが、水平に配設された一対のガイド棒３１により摺動可能に保持されている。すなわち、第一移動台１２及び第二移動台２２は各々、固体軸受３２を介してガイド棒３１と嵌合されている。
【０００９】
また、ガイド棒３１と水平に配設された駆動軸は、両端が軸受３４で回転可能に保持された軸部材３３と、軸部材３３の外周に嵌挿された短尺状の円筒磁石とから構成されている。
軸部材３３としては、磁性材料（例えば鉄、酸化鉄、ニッケル、コバルト若しくはこれらを主成分とする合金その他の化合物等）が使用される。
そして、円筒磁石の外周表面には、中心線より左側には、図１において、右上がりの螺旋状に連続に着磁された第一雄磁気ネジ１１が形成されている。すなわち、第一雄磁気ネジ１１の外周には、Ｎ極着磁帯１４及びＳ極着磁帯１５が交互に形成されている。
【００１０】
また、円筒磁石の外周表面には、中心線より右側には、図１において、右下がりの螺旋状に連続に着磁された第二雄磁気ネジ２１が形成されている。すなわち、第二雄磁気ネジ２１の外周には、Ｎ極着磁帯２４及びＳ極着磁帯２５が交互に形成されている。
ここで、Ｎ極着磁帯１４及びＳ極着磁帯１５は右下がりの帯状であり、Ｎ極着磁帯２４及びＳ極着磁帯２５は左下がりの帯状であり、螺旋の傾斜が逆となっている。
【００１１】
本実施の形態では、円筒磁石を軸部材３３に対して嵌合させ接着剤により固着しているが、軸部材３３を樹脂製として円筒磁石をインサート成形しても良い。また、円筒磁石を磁性粉を混入した熱可塑性樹脂材料で形成し、軸部材３３と一体的に成形しても良い。また、円筒磁石の材料として熱硬化性樹脂を用い、コンプレッション法で成形しても良い。
一方、図１に示すように、第一雄磁気ネジ１１の外側には、僅かな隙間を介して第一雌磁気ネジ１３を備える第一移動台１２が、一対のガイド棒３１により摺動可能に保持されている。第一雌磁気ネジ１３は、Ｎ極着磁帯１７及びＳ極着磁帯１６により構成されている。
【００１２】
また、第二雄磁気ネジ２１の外側には、僅かな隙間を介して第二雌磁気ネジ２３を備える第二移動台２２が、一対のガイド棒３１により摺動可能に保持されている。第二雌磁気ネジ２３は、Ｎ極着磁帯２６及びＳ極着磁帯２７により構成されている。
ここで、Ｓ極着磁帯１６とＮ極着磁帯１７との螺旋の傾斜は、Ｎ極着磁帯２６とＳ極着磁帯２７との螺旋の傾斜と逆になっている。
雄磁気ネジ１１，２１及び雌磁気ネジ１３，２３については、後で詳細に説明する。
そして、軸部材３３の左端には、回転力を伝達するためのプーリ３６が固設されている。また、下方には、モータ３７が固設されている。
モータ３７の出力軸には、プーリ３６が固設されており、一対のプーリ３６は、タイミングベルト３５により連結されている。
【００１３】
次に、このような構成による磁気ネジ開閉装置の作用について説明する。
第一ドア１８と第二ドア２８とが開いた状態、すなわち、第一移動台１２と第二移動台２２とが離間した状態では、第一雄磁気ネジ１１と第一雌磁気ネジ１３との磁力により、両者の吸引し合う極性の着磁帯が相対する位置で第一移動台１２が停止している。また、第二雄磁気ネジ２１と第二雌磁気ネジ２３との磁力により、両者の吸引し合う極性の着磁帯が相対する位置で第二移動台２２が停止している。この状態では、第一ドア１８と第二ドア２８とは、開いた状態で保持されている。
【００１４】
次に、モータ３７を駆動軸、すなわち第一雄磁気ネジ１１と第二雄磁気ネジ２１とが矢印Ａの方向に回転するように駆動させる。
すると、第一雄磁気ネジ１１の回転により、そのＮ極着磁帯１４及びＳ極着磁帯１５は螺進する動きを見せる。かかる螺進動に伴い、回転できない第一移動台１２の第一雌磁気ネジ１３のＮ極着磁帯１７及びＳ極着磁帯１６も追随しようとする。そして、第一移動台１２は、ガイド棒３１により回転が規制されているため、第一移動台１２は、駆動軸の回転に伴いガイド棒３１に沿って右方向に移動する。
【００１５】
同時に、第二雄磁気ネジ２１回転により、そのＮ極着磁帯２４及びＳ極着磁帯２５は螺進する動きを見せる。かかる螺進動に伴い、回転できない第二移動台２２の第二雌磁気ネジ２３のＮ極着磁帯２６及びＳ極着磁帯２７も追随しようとする。そして、第二移動台２２は、ガイド棒３１により回転が規制されているため、第二移動台２２は、駆動軸の回転に伴いガイド棒３１に沿って左方向に移動する。
そして、第一移動台１２と第二移動台２２とが突き当たって停止する。このとき、第一ドア１８と第二ドア２８とも当接している。
【００１６】
第一移動台１２と第二移動台２２とが突き当たった後も、駆動軸は回転し、１０度から２０度オーバーランして停止する。
第一移動台１２と第二移動台２２とが突き当たったときに、第一雄磁気ネジ１１と第一雌磁気ネジ１３、及び第二雄磁気ネジ２１と第二雌磁気ネジ２３とは、互いに磁力で結合しているだけなので、磁気ネジ部で衝撃を吸収することができるため、駆動系に過負荷を与えることがなく、駆動系を損傷する恐れがない。
また、図４に第一雄磁気ネジ１１が第一雌磁気ネジ１３に対してオーバーランした場合に、第一雌磁気ネジ１３が受ける推進力のデータを示す。縦軸が第一移動台１２の推力を示す回転トルクであり、横軸が第一雄磁気ネジ１１が第一雌磁気ネジ１３に対してオーバーランする角度である。
【００１７】
図３に、本実施の形態で使用している第一雄磁気ネジ１１と第一雌磁気ネジ１３との関係を断面図で示す。図に示すように、断面において、第一雄磁気ネジ１１には、６０度幅のＮ極着磁帯１４とＳ極着磁帯１５とが交互に各３カ所づつ現れている。また、第一雌磁気ネジ１３には、６０度幅のＳ極着磁帯１６とＮ極着磁帯１７とが交互に各３カ所づつ現れている。
そして、Ｎ極着磁帯１４とＳ極着磁帯１６とが吸引し合い、Ｓ極着磁帯１５とＮ極着磁帯１７とが吸引し合っている。
この場合には、図４に示すように、オーバーランが３０度の時に最大回転トルクとなり、オーバーランが６０度になると回転トルクは０に戻る。この回転トルクでは、第一移動台１２は右側方向への推力を受け、第二移動台２２は左側方向への推力を受ける。
【００１８】
本実施の形態では、１０度から２０度の間でオーバーランさせている。これにより、第一移動台１２及び第二移動台２２には、互いに押圧する方向に５Ｋｇ程度の推力が働く。これにより、第一ドア１８と第二ドア２８とが推力を受けて密閉されため、切削油等が飛散することがない。誤って手を挟んだ場合でも、５Ｋｇ程度の推力ならば、すぐに抜くことが可能である。
【００１９】
工作が終了すると、モータ３７が逆方向に回転し、第一雄磁気ネジ１１及び第二雄磁気ネジ２１が矢印Ｂの方向に回転する。
第一雌磁気ネジ１３が第一雄磁気ネジ１１から左方向に推力を受け、第一移動台１２が左方向に移動する。同時に第二雌磁気ネジ２３が第二雄磁気ネジ２１から右方向に推力を受け、第二移動台２２が右方向に移動する。
これにより、第一ドア１８と第二ドア２８とが開く。
【００２０】
以上詳細に説明したように、本実施の形態の磁気ネジ開閉装置によれば、雄磁気ネジ１１，２１が軸方向に２つに分割されていて、分割された第一雄磁気ネジの１１螺旋の傾斜と第二雄磁気ネジ２１の螺旋の傾斜とが逆向きであって、第一雄磁気ネジ１１に対応する第一雌磁気ネジ１３を備える第一移動台１２と、第二雄磁気ネジ２１に対応する第二雌磁気ネジ２３を備える第二移動台２２とを有し、駆動軸３３が回転されることにより、第一移動台１２と第二移動台２２とが逆へ方向に移動するので、簡易な駆動手段で小型化された自動ドアを実現することができる。
【００２１】
また、雄磁気ネジ１１，２１が回転されることにより、第一移動台１２と第二移動台２２とが互いに接近する方向に移動して突き当たって閉じた後、雄磁気ネジ１１，２１が、さらに１０度から２０度余分に回転して、第一移動台１２と第二移動台２２とに押圧力を与えるので、第一ドア１８と第二ドア２８とを密閉させることができる。
【００２２】
次に、本発明の第二の実施の形態の磁気ネジ開閉装置について図２に基づいて説明する。基本的な構成等は、第一の実施の形態と同じなので、同じ構成部品については同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
第二の実施の形態の磁気ネジ開閉装置の第一の特徴は、第一雄磁気ネジ１１と第二雄磁気ネジ２１の間に無着磁領域１９を形成していることである。すなわち、第一移動台１２と第二移動台２２とが突き当たる位置近傍において、磁気ネジを形成していない区間を有している。
また、第二の特徴は、第一雄磁気ネジ１１の左端部、及び第二雄磁気ネジ２１の右端部に無着磁領域２０を有していることである。
【００２３】
無着磁領域１９を有することにより、第一雄磁気ネジ１１及び第二雄磁気ネジ２１が突き当たる近傍での磁力が軽減され、第一移動台１２及び第二移動台２２の推力が軽減されるため、突き当たるときのショックを和らげることができる。これにより、第一移動台１２と第二移動台２２との押圧力が減少するが、その場合は、第一実施の形態における余分な回転角度を少し増やすことにより、第一移動台１２と第二移動台２２の押圧力を維持することができる。
【００２４】
また、無着磁領域２０を有することにより、第一雄磁気ネジ１１が軸受３４近傍で受ける磁力を軽減でき、第一移動台１２の推力が軽減できるため、第一移動台１２が軸受３４に衝突する時のショックを和らげることができる。
また、無着磁領域２０を有することにより、第二雄磁気ネジ２１が軸受３４近傍で受ける磁力を軽減でき、第二移動台２２の推力が軽減できるため、第二移動台２２が軸受３４に衝突する時のショックを和らげることができる。
これにより、第一移動台１２及び第二移動台２２をスライドの端まで移動できるため、第一ドア１８及び第二ドア２８の全開距離を大きく取ることができる。
【００２５】
なお、本発明は、上記実施の形態に示したものに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、余分に回転させる角度として１０度から２０度を採用しているが、この角度は、磁気ネジの螺旋傾斜の角度、必要な押圧力等により任意に設計されるものであることは当然である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の磁気ネジ開閉装置によれば、雄磁気ネジが軸方向に２以上に分割されていて、分割された第一雄磁気ネジの螺旋の傾斜と第二雄磁気ネジの螺旋の傾斜とが逆向きであって、第一雄磁気ネジに対応する第一雌磁気ネジを備える第一移動台と、第二雄磁気ネジに対応する第二雌磁気ネジを備える第二移動台とを有し、駆動軸が回転されることにより、第一移動台と第二移動台とが逆方向に移動するものであり、駆動軸の第一移動台と第二移動台とが閉じる位置近傍において、雄磁気ネジの形成されていない区間を有するので、突き当たる間際での推進力を減らすことができるため、衝撃を和らげることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる磁気ネジ開閉装置の第一実施の形態の主要部の構成を示す断面図である。
【図２】  本発明にかかる磁気ネジ開閉装置の第二実施の形態の主要部の構成を示す断面図である。
【図３】  雄磁気ネジと雌磁気ネジとの関係を示す断面図である。
【図４】  雄磁気ネジを余分に回転させたときに雌磁気ネジが受ける回転トルクを示すデータ図である。
【符号の説明】
１１  第一雄磁気ネジ
１２  第一移動台
１３  第一雌磁気ネジ
１４  Ｎ極着磁帯
１５  Ｓ極着磁帯
１６  Ｓ極着磁帯
１７  Ｎ極着磁帯
１８  第一ドア
１９  無着磁領域
２０  無着磁領域
２１  第二雄磁気ネジ
２２  第二移動台
２３  第二雌磁気ネジ
２４  Ｎ極着磁帯
２５  Ｓ極着磁帯
２６  Ｎ極着磁帯
２７  Ｓ極着磁帯
２８  第二ドア
【図１】
0003701747.tif 000002
【図２】
0003701747.tif 000003
【図３】
0003701747.tif 000004
【図４】
0003701747.tif 000005