(57)【要約】【課題】摩擦力を増大させてワークの保持を確実なものとすることができるリフティングマグネットを提供する。【解決手段】リフティングマグネット１０を、一対の側面が主ヨーク吸着面２１とされる主鉄心２０と、前記主鉄心２０に巻設されるコイル４０と、前記主ヨーク吸着面２１に対して摺動可能な可動ヨーク８０と、を備える構成とする。前記主ヨーク吸着面２１を、前記コイル４０の軸線Ｃ方向における端部に設け、少なくとも一方の前記主ヨーク吸着面２１を、前記コイル４０の軸線Ｃと直交する方向に対して傾斜して形成する。【選択図】図２
2019112203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の側面が主ヨーク吸着面とされる主鉄心と、前記主鉄心に巻設されるコイルと、前記主ヨーク吸着面に対して摺動可能な可動ヨークと、を備えるリフティングマグネットであって、
前記主ヨーク吸着面は、前記コイルの軸線方向における端部に設けられ、少なくとも一方の前記主ヨーク吸着面が、前記コイルの軸線と直交する方向に対して傾斜して形成されていることを特徴とするリフティングマグネット。
【請求項２】
さらに、前記主鉄心と間隔を有して配設され、一対の側面が補助ヨーク吸着面とされる補助鉄心を備え、
前記補助ヨーク吸着面は、前記コイルの軸線方向における端部に設けられ、少なくとも、前記コイルの軸線と直交する方向に対して傾斜する前記主ヨーク吸着面に対応する側の前記補助ヨーク吸着面が、前記コイルの軸線と直交する方向に対して傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１記載のリフティングマグネット。
【請求項３】
前記可動ヨークどうしが干渉することを防止する干渉防止手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のリフティングマグネット。
【請求項４】
前記可動ヨークのワークを保持するワーク保持面が、前記コイルの軸線と平行に形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のリフティングマグネット。
【請求項５】
前記主鉄心のみを備える場合には前記主ヨーク吸着面の、
前記主鉄心及び前記補助鉄心を備える場合には前記主ヨーク吸着面及び前記補助ヨーク吸着面の、
前記コイルの軸線の直交方向に対する傾斜角度が、１０度から２０度とされていることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のリフティングマグネット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの搬送に用いられるリフティングマグネットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可動ヨーク型のリフティングマグネットとして、特許文献１に記載されるものがあった。これによれば、主鉄心には、コイルが装着され、コイルから発生する磁束が、主鉄心のヨーク吸着面に及ぼされる構成とされていた。そして、その磁束により、ヨーク吸着面に対して上下方向に摺動可能な複数の可動ヨークが、ヨーク吸着面に吸着され、さらに、各可動ヨークを介してワークが吸着されることとなっていた。
【０００３】
上記構成のリフティングマグネットは、可動ヨークが上下動することにより、ワークの形状に対応でき、ワークを好適に吸着可能とされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１３４４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のリフティングマグネットでは、ヨーク吸着面が垂直に沿って形成されているので、ワークが重たい場合に可動ヨークが滑ってしまい、ワークを保持できないおそれがあった。
【０００６】
詳説すれば、可動ヨークのワークに対する吸着力に比べて、可動ヨークの主鉄心に対する吸着力が小さいと、持ち上げたワークの重さは、可動ヨークのワークに対する吸着力で支えているが、可動ヨークの主鉄心に対する吸着力では支えきれない状態となる。これにより、可動ヨークが、ワークの重さで主鉄心に対して下方に滑ることになる。
【０００７】
そして、可動ヨークの位置が下がり、ワークが傾くことにより、可動ヨークとワークとの接触面積が減少して、可動ヨークの先端からワークが外れてしまう可動ヨークが、発生するおそれがある。
【０００８】
さらに、可動ヨークが、ワークの重さで可動領域の下端に達して、可動ヨークに取り付けられたストッパで移動を規制されると、その衝撃により複数の可動ヨーク全体として、ワークを保持できなくなり、ワークが落下するおそれがあった。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、摩擦力を増大させてワークの保持を確実なものとすることができるリフティングマグネット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】
【００１０】
請求項１記載の発明では、一対の側面が主ヨーク吸着面とされる主鉄心と、前記主鉄心に巻設されるコイルと、前記主ヨーク吸着面に対して摺動可能な可動ヨークと、を備えるリフティングマグネットであって、前記主ヨーク吸着面は、前記コイルの軸線方向における端部に設けられ、少なくとも一方の前記主ヨーク吸着面が、前記コイルの軸線と直交する方向に対して傾斜して形成されている。
【００１１】
これによれば、主ヨーク吸着面の可動ヨークとの接触面積の増大、可動ヨークにかかるベクトル方向の変化、及び、接触面積の増大によってもたらされる磁束による吸着力の増大により、主ヨーク吸着面における摩擦力を増大させることができるので、主ヨーク吸着面から可動ヨークがすべり落ちることを防止し、ワークの保持を確実なものとすることができる。
【００１２】
また、さらに、前記主鉄心と間隔を有して配設され、一対の側面が補助ヨーク吸着面とされる補助鉄心を備え、前記補助ヨーク吸着面は、前記コイルの軸線方向における端部に設けられ、少なくとも、前記コイルの軸線と直交する方向に対して傾斜する前記主ヨーク吸着面に対応する側の前記補助ヨーク吸着面が、前記コイルの軸線と直交する方向に対して傾斜して形成されている。
【００１３】
これによれば、補助鉄心による磁束で、可動ヨークの保持力を向上させたうえで、さらに、補助ヨーク吸着面の可動ヨークとの接触面積の増大、可動ヨークにかかるベクトル方向の変化、及び、接触面積の増大によってもたらされる磁束による吸着力の増大により、補助ヨーク吸着面における摩擦力を増大させることができるので、ワークの保持を確実なものとすることができる。
【００１４】
また、前記可動ヨークどうしが干渉することを防止する干渉防止手段が設けられている。
【００１５】
これによれば、可動ヨークがワークの形状に対応して移動するときに、可動ヨークどうしが干渉することを防止することで、ワークの保持を確実なものとすることができる。
【００１６】
また、前記可動ヨークのワークを保持するワーク保持面が、前記コイルの軸線と平行に形成されている。
【００１７】
これによれば、主ヨーク吸着面、補助ヨーク吸着面が、上下方向に沿って形成される既存のリフティングマグネットの可動ヨークを用いると、角部分でワークと接触することになるので、ワーク保持面をコイルの軸線と平行に形成することにより、ワークに面で接触しやすくすることができる。
【００１８】
また、前記主鉄心のみを備える場合には前記主ヨーク吸着面の、前記主鉄心及び前記補助鉄心を備える場合には前記主ヨーク吸着面及び前記補助ヨーク吸着面の、前記コイルの軸線の直交方向に対する傾斜角度が、１０度から２０度とされている。
【００１９】
これによれば、主ヨーク吸着面、補助ヨーク吸着面のコイルの軸線の直交方向に対する傾斜角度が大きすぎると、可動ヨークが拡開して配置されて設置スペースが大きくなり、傾斜角度が小さすぎると、増大する摩擦力が小さすぎてワークを確実の保持できないおそれがある。よって、傾斜角度を、１０度から２０度とすることで、実用性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態のリフティングマグネットの正面図である。
【図２】同実施形態のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】摩擦力の説明図である。
【図４】干渉防止手段の変形例の（ａ）は一部正面図、（ｂ）は一部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明のリフティングマグネットの第一の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明では、各図面の矢印の、Ｆを前、Ｂを後ろ、Ｒを右、Ｌを左、Ｕを上、Ｄを下、とする。
【００２２】
リフティングマグネット１０は、図１、２に示すように、概略的には、主鉄心２０と、コイル４０と、補助鉄心６０と、可動ヨーク８０を備えて、コイル４０に通電して発せられる磁束により、可動ヨーク８０でワークＷを吸着して搬送するものである。
【００２３】
主鉄心２０は、図２に示すように、磁性材料で断面形状が、下辺が上辺より長い等脚台形状である角柱状に形成され、短手方向（前後方向）における一対の側面が主ヨーク吸着面２１とされている（区別するときは、主ヨーク吸着面２１ａ、主ヨーク吸着面２１ｂとする）。
【００２４】
主ヨーク吸着面２１は、主鉄心２０の、巻設されるコイル４０の軸線Ｃ方向（前後方向）における端部に設けられ、コイル４０の軸線Ｃと直交する方向に対して傾斜して形成されている。
【００２５】
本実施形態では、上下方向（コイル４０の軸線Ｃと直交する方向）に対して２０度傾斜するように形成されている。換言すれば、主鉄心２０の上辺と斜辺（主ヨーク吸着面２１）とで形成される角が１１０度となるように形成されている。
【００２６】
コイル４０は、導線を角筒状のボビン４１に巻き付けて形成されている。主鉄心２０が、ボビン４１内を前後方向に沿って挿通するように配置されている。
【００２７】
補助鉄心６０は、図２に示すように、磁性材料で断面形状が、下辺が上辺より長い等脚台形状である角柱状に形成され、短手方向（前後方向）における一対の側面が補助ヨーク吸着面６１とされている（区別するときは、補助ヨーク吸着面６１ａ、補助ヨーク吸着面６１ｂとする）。補助鉄心６０は、主鉄心２０よりも上下方向の厚みが薄く形成されている。
【００２８】
補助ヨーク吸着面６１は、補助鉄心６０の、巻設されるコイル４０の軸線Ｃ方向（前後方向）における端部に設けられ、コイル４０の軸線Ｃと直交する方向に対して傾斜して形成されている。
【００２９】
本実施形態では、上下方向（コイル４０の軸線Ｃと直交する方向）に対して２０度傾斜するように形成されている。換言すれば、補助鉄心６０の上辺と斜辺（補助ヨーク吸着面６１）とで形成される角が１１０度となるように形成されている。
【００３０】
可動ヨーク８０は、図１、２に示すように、磁性材料で長尺な角柱状に形成され、下端部にワークＷを保持可能なワーク保持面８１を有している。ワーク保持面８１は、コイル４０の軸線Ｃと平行に形成されている。
【００３１】
可動ヨーク８０の中央より上部には、組み付けられた状態における外側に突出するストッパ８２が設けられ、後述する上ガイド板１０１及び下ガイド板１０２と当接することで、可動ヨーク８０の上下方向への移動規制可能とされている。
【００３２】
また、可動ヨーク８０は、上側に移動するときに互いに当たらないように、長手方向の長さ、ストッパ８２の位置が設定されている（特許請求の範囲の干渉防止手段に相当する）。
【００３３】
本実施形態では、可動ヨーク８０は、図１に示すように、組み付けられた状態において、左右方向に沿って五つ配置される。
【００３４】
支柱１００は、図１に示すように、非磁性材料で平板状に形成されている。上ガイド板１０１、下ガイド板１０２は、図１に示すように、非磁性材料で平板状に形成されている。
【００３５】
リフティングマグネット１０の組み付け状態を、図１、２に基づいて説明する。
【００３６】
リフティングマグネット１０は、コイル４０のボビン４１内に主鉄心２０が前後方向に沿って挿通されている。主鉄心２０の上側に補助鉄心６０が配置され、支柱１００は、主ヨーク吸着面２１、補助ヨーク吸着面６１に当接させた状態で、主鉄心２０と、補助鉄心６０とを連結している。
【００３７】
主ヨーク吸着面２１、補助ヨーク吸着面６１に沿うように可動ヨーク８０が配置されているとともに、支柱１００の間に可動ヨーク８０が五つ配置されている。左右方向における支柱１００どうしを上ガイド板１０１、下ガイド板１０２で連結している。ストッパ８２により、可動ヨーク８０の上下方向への移動が規制されている。
【００３８】
上記構成のリフティングマグネット１０の使用態様及び作用機能を説明する。非通電状態で、リフティングマグネット１０をワークＷに押し当てると、ワークＷの形状に対応して各可動ヨーク８０がスライドする。これにより、各可動ヨーク８０のワークＷを保持する位置決めがなされる。この状態でコイル４０に通電すると、図２の右側部分に示すように、主鉄心２０、主ヨーク吸着面２１ｂ、可動ヨーク８０、ワークＷ、可動ヨーク８０、主ヨーク吸着面２１ａ間をループする、主ヨーク吸着面２１が可動ヨーク８０を吸着するとともに可動ヨーク８０がワークＷを吸着する方向の磁束の流れＫが発生する。
【００３９】
また、主鉄心２０、主ヨーク吸着面２１ｂ、可動ヨーク８０、補助ヨーク吸着面６１ｂ、補助鉄心６０、補助ヨーク吸着面６１ａ、可動ヨーク８０、主ヨーク吸着面２１ａ間をループする、補助ヨーク吸着面６１が可動ヨーク８０を吸着する磁束の流れＭも合わせて発生する。
【００４０】
磁束の流れＭについて詳説すると、ワークＷの外形形状（例えば、凹凸形状、波形形状等）によっては、ワークＷと可動ヨーク８０との接触面積にばらつきが生じ、それにより、ワークＷを吸着する方向の磁束の流れＫが不安定になり、可動ヨーク８０のワークＷに対する吸着力、可動ヨーク８０の主鉄心２０に対する吸着力、がともに不安定となる。よって、ワークＷがどのような外形形状であっても、可動ヨーク８０の主鉄心２０に対する吸着力を安定させるために、補助鉄心６０を設けて磁束の流れＭを発生させることとしている。
【００４１】
ワークＷの保持力増加について説明すると、ワークＷ搬送時には、荷重は下側にかかるが、主ヨーク吸着面２１、補助ヨーク吸着面６１を、コイル４０の軸線Ｃと直交する方向に対して傾斜して形成することで、主ヨーク吸着面２１、補助ヨーク吸着面６１に摩擦力が付与され、可動ヨーク８０は保持される。
【００４２】
本実施形態では、摩擦の働く物体底面での局所的な前すべりが発生するため、アモントンの法則が成り立たない場合であるものとして説明する。アモントンの法則が成り立たない場合について詳細は、表面科学Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．５，ｐｐ．２２２−２２９，２０１５  特集「エネルギー散逸と摩擦の制御」、「局所的前駆滑りによるアモントン則の破れと新しい摩擦法則」松川宏、大槻道夫、中野健著を参照のこと。
【００４３】
詳説すれば、図３に示すように、主ヨーク吸着面２１、補助ヨーク吸着面６１を、コイル４０の軸線Ｃと直交する方向に対して傾斜して形成することで、摩擦力は、（１／ｃｏｓθ）分だけ増加する。さらに、主ヨーク吸着面２１、補助ヨーク吸着面６１の接触面積も（１／ｃｏｓθ）だけ増加する。
【００４４】
上記磁束の流れＫ、磁束の流れＭに加え、摩擦力の増加と、主ヨーク吸着面２１、補助ヨーク吸着面６１の接触面積の増加で、トータルで（１／ｃｏｓθ）２分のワークＷの保持力が増加することになる。
【００４５】
（１／ｃｏｓθ）２の計算値を示すと、コイル４０の軸線Ｃと直交する方向に対して傾斜する角度θが、５度のとき約０．７％、１０度のとき約３．１％、１５度のとき約７．２％、２０度のとき約１３．２％、２５度のとき約２１．７％、ワークＷの保持力が増加することになる。
【００４６】
以上のことより、主ヨーク吸着面２１、補助ヨーク吸着面６１のコイル４０の軸線Ｃの直交方向に対する傾斜角度が２０度を超えると、可動ヨーク８０が拡開して配置されて設置スペースが大きくなり、傾斜角度が１０度を下回ると、増大する摩擦力が小さすぎてワークＷを確実の保持できないおそれがある。よって、主ヨーク吸着面２１、補助ヨーク吸着面６１の傾斜角度を、１０度から２０度とすることが望ましい。
【００４７】
さらに、可動ヨーク８０と、主ヨーク吸着面２１、補助ヨーク吸着面６１の接触面積の増加により、磁束が大きくなり、ワークＷの保持力が増加する。
【００４８】
上記構成のリフティングマグネット１０では、一対の側面が主ヨーク吸着面２１とされる主鉄心２０と、前記主鉄心２０に巻設されるコイル４０と、前記主ヨーク吸着面２１に対して摺動可能な可動ヨーク８０と、を備えるリフティングマグネットであって、前記主ヨーク吸着面２１は、前記コイル４０の軸線Ｃ方向における端部に設けられ、前記主ヨーク吸着面２１が、前記コイル４０の軸線Ｃと直交する方向に対して傾斜して形成されている。
【００４９】
これによれば、主ヨーク吸着面２１の可動ヨーク８０との接触面積の増大、可動ヨーク８０にかかるベクトル方向の変化、及び、接触面積の増大によってもたらされる磁束による吸着力の増大により、主ヨーク吸着面２１における摩擦力を増大させることができるので、主ヨーク吸着面２１から可動ヨーク８０がすべり落ちることを防止し、ワークＷの保持を確実なものとすることができる。
【００５０】
また、さらに、前記主鉄心２０と間隔を有して配設され、一対の側面が補助ヨーク吸着面６１とされる補助鉄心６０を備え、前記補助ヨーク吸着面６１は、前記コイル４０の軸線Ｃ方向における端部に設けられ、前記補助ヨーク吸着面６１が、前記コイル４０の軸線Ｃと直交する方向に対して傾斜して形成されている。
【００５１】
これによれば、補助鉄心６０による磁束で、可動ヨーク８０の保持力を向上させたうえで、さらに、補助ヨーク吸着面６１の可動ヨーク８０との接触面積の増大、可動ヨーク８０にかかるベクトル方向の変化、及び、接触面積の増大によってもたらされる磁束による吸着力の増大により、補助ヨーク吸着面６１における摩擦力を増大させることができるので、ワークＷの保持を確実なものとすることができる。
【００５２】
また、前記可動ヨーク８０どうしが干渉することを防止する干渉防止手段が設けられている。
【００５３】
これによれば、可動ヨーク８０がワークＷの形状に対応して移動するときに、可動ヨーク８０どうしが干渉することを防止することで、ワークＷの保持を確実なものとすることができる。
【００５４】
また、前記可動ヨーク８０のワークＷを保持するワーク保持面８１が、前記コイル４０の軸線Ｃと平行に形成されている。
【００５５】
これによれば、主ヨーク吸着面２１、補助ヨーク吸着面６１が、上下方向に沿って形成される既存のリフティングマグネットの可動ヨークを用いると、角部分でワークＷと接触することになるので、ワーク保持面８１をコイル４０の軸線Ｃと平行に形成することにより、ワークＷに面で接触しやすくすることができる。
【００５６】
また、前記主ヨーク吸着面２１及び前記補助ヨーク吸着面６１の、前記コイル４０の軸線Ｃの直交方向に対する傾斜角度が、２０度とされている。
【００５７】
これによれば、主ヨーク吸着面２１、補助ヨーク吸着面６１のコイル４０の軸線Ｃの直交方向に対する傾斜角度が大きすぎると、可動ヨーク８０が拡開して配置されて設置スペースが大きくなり、傾斜角度が小さすぎると、増大する摩擦力が小さすぎてワークＷを確実の保持できないおそれがある。よって、傾斜角度を、２０度とすることで、実用性を高くすることができる。
【００５８】
本発明のリフティングマグネット１０は、上記構成に限定されるものではない。即ち、本発明の要旨を逸脱しない限り各種の設計変更等が可能である。
【００５９】
例えば、干渉防止手段として、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、可動ヨーク８０どうしが干渉する長さに設定した場合であっても、可動ヨーク８０の上端部に切り欠き８３を設けて可動ヨーク８０が互いに干渉することを回避することも可能である。この場合、磁束への影響を考慮して若干の隙間を設けてある。
【００６０】
また、同様に、可動ヨーク８０の上端部を凹凸形状とすることで、互いに干渉することを回避することも可能である。
【００６１】
また、前側及び後側に配置される、主ヨーク吸着面２１、補助ヨーク吸着面６１の、いずれか一方側のみ（前側の主ヨーク吸着面２１ａ、補助ヨーク吸着面６１ａのみ、後側の主ヨーク吸着面２１ｂ、補助ヨーク吸着面６１ｂのみ）を、コイル４０の軸線Ｃと直交する方向に対して傾斜させることも可能である。換言すれば、前側及び後側に配置される、可動ヨーク８０の、いずれか一方側のみ（前側の可動ヨーク８０のみ、後側の可動ヨーク８０のみ）を、コイル４０の軸線Ｃと直交する方向に対して傾斜させることも可能である。
【００６２】
また、主鉄心２０のみを備えるリフティングマグネットに適用することも可能である。
【００６３】
また、主ヨーク吸着面２１、補助ヨーク吸着面６１のコイル４０の軸線Ｃの直交方向に対する傾斜角度は、使用態様に応じて、１０度から２０度の間で適宜変更することができる。
【００６４】
また、可動ヨーク８０は、上記実施形態では、左右方向に沿って五つ配置されているが、一つ、又は、五つ以外の複数、配置することも可能である。さらに、可動ヨーク８０を、前側と後ろ側で、配置する数を異ならせることも可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  リフティングマグネット
２０  主鉄心
２１  主ヨーク吸着面
２１ａ  主ヨーク吸着面
２１ｂ  主ヨーク吸着面
４０  コイル
６０  補助鉄心
６１  補助ヨーク吸着面
６１ａ  補助ヨーク吸着面
６１ｂ  補助ヨーク吸着面
８０  可動ヨーク
８１  ワーク保持面
Ｃ  軸線
Ｗ  ワーク
Ｋ  磁束の流れ
Ｍ  磁束の流れ
【図１】
2019112203.tif 000003
【図２】
2019112203.tif 000004
【図３】
2019112203.tif 000005
【図４】
2019112203.tif 000006