(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心と、
前記鉄心の外周面に被覆された銅被膜と、
前記銅被膜の外周面に複数巻回されたコイルと、
前記コイルに対する通電作用下にワークを吸引／吸着する吸着部と、
を備え、
前記吸着部は、所定間隔離間して配設される第１磁性体および第２磁性体と、前記第１磁性体と第２磁性体との間に介装される非磁性体とを備え、前記第１磁性体および第２磁性体には、それぞれ相互に接近する方向に向かって突出する第１フランジ部および第２フランジ部が形成されることを特徴とする電磁装置。
【請求項２】
軸線と略平行または交差する方向に単数あるいは複数のスリット状の凹部が形成された鉄心と、
前記鉄心の外周面に複数巻回されたコイルと、
前記コイルに対する通電作用下にワークを吸引／吸着する吸着部と、
を備え、
前記吸着部は、所定間隔離間して配設される第１磁性体および第２磁性体と、前記第１磁性体と第２磁性体との間に介装される非磁性体とを備え、前記第１磁性体および第２磁性体には、それぞれ相互に接近する方向に向かって突出する第１フランジ部および第２フランジ部が形成されることを特徴とする電磁装置。
【請求項３】
軸線と略平行または交差する方向に単数あるいは複数のスリット状の凹部が形成された鉄心と、
前記鉄心の外周面に被覆された銅被膜と、
前記銅被膜の外周面に複数巻回されたコイルと、
前記コイルに対する通電作用下にワークを吸引／吸着する吸着部と、
を備え、
前記吸着部は、所定間隔離間して配設される第１磁性体および第２磁性体と、前記第１磁性体と第２磁性体との間に介装される非磁性体とを備え、前記第１磁性体および第２磁性体には、それぞれ相互に接近する方向に向かって突出する第１フランジ部および第２フランジ部が形成されることを特徴とする電磁装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁装置において、前記第１フランジ部および第２フランジ部の対向面を微小隙間に保持する対向間隔が相互に吸着面に近接するに従って漸次減少することを特徴とする電磁装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁装置において、前記第１磁性体および第２磁性体の一側面には、それぞれ、直線状に形成される第１平面部および第２平面部と、前記第１平面部および第２平面部に連続し、漸次拡大する曲率半径を有する第１湾曲部および第２湾曲部が設けられることを特徴とする電磁装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電磁装置において、
前記電磁装置は、コンベア上の物品の搬送路を切り換える仕分けコンベア用切換装置に適用されることを特徴とする電磁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、励磁用コイルに通電することにより発生する磁束によってワーク（磁性体）を吸引する電磁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、鉄心に複数巻回された励磁用コイルに電流を流すことにより発生する磁束の作用下に、磁性体を吸引する電磁石が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術に係る電磁石では、例えば、ステップ状の電圧を印加したときの立ち上がりが遅いため、発生する吸引力を迅速に立ち上げることができないという不具合がある。
【０００４】
また、電磁装置がコンベアにより搬送される物品の搬送方向を切り換える仕分けコンベア装置に適用された際に、仕分けコンベア装置の搬送速度に対し、物品を仕分ける分岐点の搬送路の曲率半径が最適値でないために、分岐点での物品の搬送方向の変更を円滑に遂行することができないという不具合があった。
【０００５】
本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、発生する吸引力をより一層速く立ち上げることにより応答性を向上させることが可能な電磁装置を提供することを目的とする。
【０００６】
さらに、本発明は、仕分けコンベア装置の搬送速度に対応し、吸着する物品の搬送方向の変更を効率的に行うことができる電磁装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、鉄心と、
前記鉄心の外周面に被覆された銅被膜と、
前記銅被膜の外周面に複数巻回されたコイルと、
前記コイルに対する通電作用下にワークを吸引／吸着する吸着部と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、軸線と略平行または交差する方向に単数あるいは複数のスリット状の凹部が形成された鉄心と、
前記鉄心の外周面に複数巻回されたコイルと、
前記コイルに対する通電作用下にワークを吸引／吸着する吸着部と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明は、軸線と略平行または交差する方向に単数あるいは複数のスリット状の凹部が形成された鉄心と、
前記鉄心の外周面に被覆された銅被膜と、
前記銅被膜の外周面に複数巻回されたコイルと、
前記コイルに対する通電作用下にワークを吸引／吸着する吸着部と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、鉄心を銅被膜によって被覆しおよび／または前記鉄心にスリット状の凹部を形成することにより、コイルに通電した際に発生する吸引力の立ち上がりが速くなり、応答性が向上する。
【００１１】
この場合、電磁装置を、コンベア上の物品の搬送路を切り換える仕分けコンベア用切換装置に適用すると好適である。
【００１２】
また、前記吸着部は、所定間隔離間して配設される第１磁性体および第２磁性体と、前記第１磁性体と第２磁性体との間に介装される非磁性体とを備え、前記第１磁性体および第２磁性体に、それぞれ相互に接近する方向に向かって突出する第１フランジ部および第２フランジ部を形成することにより、吸着力がより一層増大して好適である。
【００１３】
さらに、この場合、前記第１フランジ部および第２フランジ部の対向面を微小隙間に保持する対向間隔が相互に吸着面に近接するに従って漸次減少することにより、物品の磁束を効率よく集中させることができ、好適である。
【００１４】
また、この場合、前記第１磁性体および第２磁性体の一側面には、それぞれ、直線状に形成される第１平面部および第２平面部と、前記第１平面部および第２平面部に連続し、漸次拡大する曲率半径を有する第１湾曲部および第２湾曲部が設けられることにより、仕分けコンベア装置の搬送速度に対応してワークの搬送方向の変更を効率的に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電磁装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１６】
図１において参照数字１０は、本発明の実施の形態に係る電磁装置が組み込まれた仕分けコンベア用切換装置を示す。
【００１７】
この仕分けコンベア用切換装置１０は、基本的には、ソレノイド部１２と、発生する磁束の作用下に離間するワークを吸引し且つ該ワークを吸着する吸着部１４とから構成される。
【００１８】
ソレノイド部１２は、図４に示されるように、断面略Ｌ字状に屈曲するケーシング１６と、前記ケーシング１６にボルト１８およびナット２０を介して固定される略円柱状の鉄心２２と、前記鉄心２２の外周面を被覆する銅被膜２４と、前記鉄心２２に外嵌される円筒状のボビン２６と、前記ボビン２６の外周面に複数巻回されたコイル２８とを有する。
【００１９】
前記鉄心２２には、図４および図５に示されるように、一端部から他端部に向かって軸線と略平行に延在するスリット状の凹部３０が形成されている。なお、このスリット状の凹部３０は、一端部から他端部に向かって軸線と交差する方向に形成するようにしてもよく、また、単数あるいは複数条形成してもよい。前記銅被膜２４は、例えば、０．５ｍｍ等の所定の厚さに形成されている。
【００２０】
吸着部１４は、図１に示されるように、所定間隔離間して略平行に配設されるプレート状の第１磁性体３２および第２磁性体３４と、前記第１磁性体３２と第２磁性体３４の間に挟持されるプレート状の非磁性体３６と、前記非磁性体３６の略長方形状の図示しない孔部内に装着される板状の磁石３８とを有し、これらは一体になって鉄心２２の上端部に螺着される。
【００２１】
前記第１磁性体３２および第２磁性体３４の一側面には、それぞれ、直線状に形成された第１平面部４０ａおよび第２平面部４０ｂと、前記第１平面部４０ａおよび第２平面部４０ｂに連続し、所定の曲率半径を有する第１湾曲部４２ａおよび第２湾曲部４２ｂとが形成されている。前記第１湾曲部４２ａおよび第２湾曲部４２ｂには、相互に接近する方向に向かって突出する第１フランジ部４４ａおよび第２フランジ部４４ｂが設けられている。なお、前記磁石３８は、ソレノイド部１２によって発生する磁力を補助するためのものである。
【００２２】
電磁装置が組み込まれた本実施の形態に係る仕分けコンベア用切換装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００２３】
図２は、本実施の形態に係る仕分けコンベア用切換装置１０を仕分けコンベアシステム５０に適用した要部分解斜視図である。この仕分けコンベアシステム５０は、並設された複数のスラット棒５２の軸線方向に沿って移動自在に設けられた複数のシュー５４を有するスラットコンベア５６を備える。前記スラットコンベア５６は、図示しない駆動手段の駆動作用下に、本線方向（矢印Ａ方向）に沿って循環移動する本線搬送路５８と、前記本線搬送路５８から物品６０を分岐方向（矢印Ｂ方向）に沿って搬送する分岐搬送路６２とを有する。
【００２４】
前記スラットコンベア５６の本線搬送路５８および分岐搬送路６２の搬送面の下方側には、本線方向（矢印Ａ方向）および分岐方向（矢印Ｂ方向）に沿って主レール６４および分岐レール６６がそれぞれ敷設され、前記主レール６４および分岐レール６６が枝分かれをして物品６０の仕分けをする部分には、本実施の形態に係る仕分けコンベア用切換装置１０が装着される。
【００２５】
図３に示されるように、仕分けコンベア用切換装置１０を構成する第１および第２平面部４０ａ、４０ｂ、第１および第２湾曲部４２ａ、４２ｂは、前記主レール６４の溝部６８から枝分かれをする分岐レール６６の切り欠いた部分に溝部７０に沿って固定され、前記溝部７０には、シュー５４の底面部に連結されて該シュー５４と一体的に移動する摺動部材７２が摺動自在に設けられる。なお、前記摺動部材７２は、磁性材料によって形成される。
【００２６】
次に、前記仕分けコンベアシステム５０において、本線方向に沿って搬送される物品６０の搬送路を分岐方向に切り換えて、前記物品６０を分岐搬送路６２に沿って搬送する場合について説明する。
【００２７】
図示しないコントローラから出力される切換信号に基づいて、仕分けコンベア用切換装置１０のコイル２８に通電することによりソレノイド部１２が励磁され、ソレノイド部１２に発生する磁束の作用下に、第１磁性体３２および第２磁性体３４によって摺動部材７２が吸引される。
【００２８】
従って、前記第１磁性体３２および第２磁性体３４を構成する第１および第２湾曲部４２ａ、４２ｂ、第１および第２平面部４０ａ、４０ｂによって摺動部材７２が吸引されて分岐レール６６側に導かれ、さらに、第１および第２湾曲部４２ａ、４２ｂ、第１および第２平面部４０ａ、４０ｂによって磁性材料からなる摺動部材７２が吸着されることにより、前記摺動部材７２は主レール６４から枝分かれした分岐レール６６の溝部７０に沿って移動する（図３参照）。
【００２９】
その際、前記摺動部材７２に連結されたシュー５４がスラット棒５２に沿って移動することにより、スラットコンベア５６上の物品６０は、本線搬送路５８から分岐搬送路６２方向に送られ、物品６０の仕分けが行われる。
【００３０】
本実施の形態では、ソレノイド部１２にステップ状の電圧を印加した際、鉄心２２に銅被膜２４を施し、且つ軸線方向に沿って延在するスリット状の凹部３０を形成することにより、励磁作用下に発生する吸引力を従来技術と比較してより速く立ち上げることができる（図６の実線参照）。なお、図６における破線は、同一形状の鉄心２２からなり、前記鉄心２２に銅被膜２４を施すことがなく且つスリット状の凹部３０を設けなかった場合の比較例に係る吸引力の立ち上がりを示す特性曲線である。
【００３１】
次に、ソレノイド部１２にステップ状の電圧を印加した場合における時定数との関係を図７に示す。なお、時定数は、定常値の６３％としている。
【００３２】
図７中において、●印は、銅被膜２４を施すことがなく且つスリット状の凹部３０を設けていない鉄心２２ａ（図８参照）を用いた場合、△印は、銅被膜２４を施すことがなく且つスリット状の凹部３０を設けた鉄心２２ｂ（図９参照）を用いた場合、□印は、銅被膜２４で被覆し且つスリット状の凹部３０を設けていない鉄心２２ｃ（図１０参照）を用いた場合、◇印は、銅被膜２４で被覆し且つスリット状の凹部３０を設けた鉄心２２を用いた場合のステップ応答を、それぞれ示している。
【００３３】
図７から諒解されるように、銅被膜２４を施し且つスリット状の凹部３０を形成した鉄心２２を用いた場合（◇印参照）のステップ応答が最適であり、次いで、スリット状の凹部３０を形成しないで鉄心２２ｃを銅被膜２４で被覆した場合（□印参照）のステップ応答が良好であることがわかった。
【００３４】
さらに、本実施の形態において、第１および第２磁性体３２、３４の側部に、相互に接近する方向に突出する第１フランジ部４４ａおよび第２フランジ部４４ｂをそれぞれ形成することにより、物品６０に対する吸着力が増大したことを原理的に以下に説明する。
【００３５】
図１２は本実施の形態、図１３および図１４はそれぞれ比較例を示し、図１２乃至図１４中において、参照数字７４はソレノイド、参照数字７６ａ、７６ｂは極板、参照数字７８ａ、７８ｂは吸着面をそれぞれ示している。図１３の吸着面７８ａ、７８ｂと比較して図１２および図１４の吸着面７８ａ、７８ｂが大きいことから、吸着力が増大することになる。
【００３６】
この場合、一方の極板７６ｂの吸着面７８ｂを増大させた比較例に係る図１４では、物品６０に対する吸着面の合計面積が図１２と略同一であっても、極板７６ａ、７６ｂのパーミアンスが大きくなるために極板７６ａ、７６ｂ間に直接発生する磁束が増大し、物品６０側を通過する磁束がそれほど増加しないという問題がある。
【００３７】
従って、図１２に示されるように、本実施の形態では、第１および第２磁性体３２、３４の側部に、相互に接近する方向に突出する第１フランジ部４４ａおよび第２フランジ部４４ｂをそれぞれ形成し、発生する磁束を前記第１および第２フランジ部４４ａ、４４ｂを介して物品６０側に集中させることにより、吸着力を最も向上させることができた。
【００３８】
図１５は、吸着力を増大させる他の実施の形態に係る電磁装置を示し、図中、図１２乃至図１４と同一の構成要素については、同一の参照数字を付して詳細な説明を省略する。
【００３９】
吸着面７８ａ、７８ｂの面積を増やすために、第１フランジ部４４ａと第２フランジ部４４ｂとの対向面の隙間を狭くすると、その部分に磁束が集中して部品６０の吸着力を増加させることができない。
【００４０】
この場合、図１６に示されるように、第１フランジ部４４ａと第２フランジ部４４ｂとのそれぞれの対向面の対向間隔を小さくして部品に磁束を効率良く集中させるため、第１対向面８２ａ、８２ｂは、微小間隔を保持するために吸着面７８ａ、７８ｂに対して略直角に延在する微小な面を有し、吸着面７８ａ、７８ｂより離れるにしたがって互いに徐々に離間距離が増大する第２対向面８４ａ、８４ｂが形成されることによって、部品６０に対する吸引力を増加させることが可能である。
【００４１】
図１７は、物品の搬送速度に対応して物品を仕分ける分岐点の搬送路の曲率半径を最適にすることが可能な本発明の他の実施の形態に係る仕分けコンベア用切換装置９０を示し、図中、図１乃至図４に示す構成要素と同一の構成要素については、同一の参照数字を付して詳細な説明を省略する。
【００４２】
図１７において、第１磁性体３２および第２磁性体３４の一側面には、直線状に形成された第１平面部４０ａおよび第２平面部４０ｂと、前記第１平面部４０ａおよび第２平面部４０ｂに連続し、漸次拡大する曲率半径を有する第１湾曲部９２ａおよび第２湾曲部９２ｂとを形成し、図１８に示すように、仕分けコンベアシステム５０（図２参照）を形成する主レール６４および分岐レール６６が枝分かれして物品６０を仕分けする部分に装着される。この場合、仕分けコンベアシステム５０のスラットコンベア５６の速度は重さ（質量）が一定の物品６０を搬送するため、一定に確保される。
【００４３】
ここで、図１８に示されるように、スラットコンベア５６の速度、すなわち物品６０を搬送する主レール６４の速度をＶ、物品６０の質量をｍ、仕分けコンベア用切換装置９０の第１湾曲部９２ａおよび第２湾曲部９２ｂの任意の位置における曲率半径をｒ、曲率半径ｒを有する搬送路における物品６０の接線方向速度をｕ、主レール６４の速度Ｖのベクトルと接線方向速度ｕのベクトルとのなす角度をθとすると、第１湾曲部９２ａおよび第２湾曲部９２ｂの曲率半径ｒにおける物品６０に作用する向心力Ｆは、Ｆ＝ｍｕ2／ｒより、下記の（１）式のように表せる。
【００４４】
Ｆ＝ｍＶ2ｃｏｓ2θ／ｒ            …（１）
（１）式において、「ｍＶ2 」が一定であるから、θが０（θは０を含む）〜３０度に増加するに従い「ｒ」を大きくすれば、「Ｆ」を小さくすることが可能となる。
【００４５】
従って、第１湾曲部９２ａおよび第２湾曲部９２ｂの曲率半径ｒを漸次大きくすることにより、物品６０に作用する向心力Ｆを小さくすることができる。
【００４６】
なお、図１７では第１磁性体３２および第２磁性体３４の第１湾曲部９２ａおよび第２湾曲部９２の曲率半径を漸次拡大したが、第１磁性体３２および第２磁性体３４の一側面、すなわち、直線状に形成された第１平面部４０ａおよび４０ｂと前記第１湾曲部９２ａおよび第２湾曲部９２ｂとの間を連続して漸次拡大する曲率半径に形成してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００４８】
すなわち、鉄心を銅被膜によって被覆しおよび／または前記鉄心にスリット状の凹部を形成することにより、コイルに通電した際に発生する吸引力の立ち上がりが速くなり、応答性が向上する。
【００４９】
さらに、第１磁性体および第２磁性体のそれぞれに設けた第１フランジ部および第２フランジ部の対向面を微小隙間に保持する対向間隔が相互に吸着面に近接するに従って漸次減少するようにしたので、部品に磁束を効率よく集中させることができ、部品に対する吸引力が向上する。
【００５０】
また、第１磁性体および第２磁性体の一側面に設ける第１平面部および第２平面部に連続する第１湾曲部および第２湾曲部の曲率半径を漸次拡大することにより、ワークの搬送方向の変更を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電磁装置が組み込まれた仕分けコンベア用切換装置の斜視図である。
【図２】前記仕分けコンベア用切換装置を仕分けコンベアシステムに適用した要部分解斜視図である。
【図３】前記仕分けコンベアシステムの仕分け部分の一部断面平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った横断面図である。
【図６】ステップ電圧を印加した際の吸引力の立ち上がり状態を示す説明図である。
【図７】ステップ電圧と時定数との関係を示す説明図である。
【図８】比較例に係る鉄心の軸線と略直交する方向の断面図である。
【図９】比較例に係る鉄心の軸線と略直交する方向の断面図である。
【図１０】比較例に係る鉄心の軸線と略直交する方向の断面図である。
【図１１】本実施の形態に係る鉄心の軸線と略直交する方向の断面図である。
【図１２】本実施の形態に係るフランジ部を示す説明図である。
【図１３】比較例に係る吸着力の説明図である。
【図１４】比較例に係る吸着力の説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係るフランジ部を示す説明図である。
【図１６】図１５のフランジ部の拡大概略図である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る電磁装置が他の仕分けコンベア用切換装置に組み込まれた概略構成を示す斜視図である。
【図１８】前記他の仕分けコンベア用切換装置を装着した仕分けコンベアシステムの仕分け部分の一部断面平面図である。
【図１９】図１８に示す仕分け部分における物品に作用する向心力と他の仕分けコンベア用切換装置の湾曲部の曲率半径との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１０、９０…仕分けコンベア用切換装置  １２…ソレノイド部
１４…吸着部                          １６…ケーシング
２２、２２ａ〜２２ｃ…鉄心            ２４…銅被膜
２６…ボビン                          ２８…コイル
３０…凹部                            ３２、３４…磁性体
３６…非磁性体                        ３８…磁石
４０ａ、４０ｂ…平面部                ４２ａ、４２ｂ…湾曲部
４４ａ、４４ｂ…フランジ部            ５０…仕分けコンベアシステム
５２…スラット棒                      ５４…シュー
５６…スラットコンベア                ５８…本線搬送路
６０…物品                            ６２…分岐搬送路
６４…主レール                        ６６…分岐レール
６８、７０…溝部                      ７２…摺動部材
９２ａ、９２ｂ…湾曲部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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