JP2023048926A - 磁気クランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸着対象物を取り付けるときに、落下防止機能を発揮可能な状態に簡単にできる磁気クランプ装置を提供する。【解決手段】 磁気クランプ装置の磁気プレート（７）の上部から支持部材（２０）が水平方向に突設される。その磁気プレート（７）の吸着面（８）に吸着固定される吸着対象物としての金型（９）から突出部材（２８）が上方に突設される。その支持部材（２０）に設けられる係止部（２７）によって、突出部材（２８）に設けられる係合部（３２）が下方から受け止められることができるようになっている。その金型（９）が吸着面（８）の所定位置に吸着固定された状態で、その係合部（３２）が前記係止部（２７）の上方に所定の隙間をあけて対面するように配置される。【選択図】 図１

Description

この発明は、吸着対象物としての金型等を磁力によって基盤の側壁、例えば、射出成型機の固定盤または可動盤等に吸着固定する磁気クランプ装置に関し、特に磁気クランプ装置から金型等が落下するのを防止する機能を備える磁気クランプ装置に関する。

この種の金型落下防止機能を備える磁気クランプ装置には、従来では、特許文献１(日本国・特開２００８－０１８５４６号公報)に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。
従来の金型落下防止機能を備える磁気クランプ装置は、射出成型機の固定盤および可動盤に装着される。その磁気クランプ装置の筐体の側壁に吸着面が形成され、その吸着面に金型が磁気吸着可能となっている。その吸着面に開口するように、Ｔ字状の断面を有するガイド溝が上端から中央付近まで上下方向に形成される。その金型の側面であって吸着面に当接される側面から、Ｔ字状の断面を有する係合突起が当該金型の側面に対して垂直方向に突設される。その係合突起が、筐体の上面に開口される開口部からガイド溝内に挿入可能となっている。その金型を吸着面に取り付けるときには、まず、固定盤と可動盤との間の距離が金型の幅よりも僅かに広くなる位置に可動盤を移動させる。その固定盤と可動盤との間に、クレーンで吊るされた金型が上方から搬入される。次いで、係合突起がガイド溝内に挿入されていき、ガイド溝の下端周壁に形成されるストッパに係合突起が受け止められる。引き続いて、可動盤を固定盤に向けて移動させて、固定盤と可動盤で金型を挟み込んだ状態にした後に、磁気クランプ装置によって金型が吸着面に吸着固定される。

特開２００８－０１８５４６号公報

上記の従来技術は次の問題がある。
上記磁気クランプ装置では、ガイド溝を磁気クランプ装置の筐体の厚み内に収めると共に、そのガイド溝の周壁が、金型の自重による荷重に耐えることができる剛性を備える必要があることから、係合突起とガイド溝の周壁までの挿入隙間を大きく設定することが困難であった。このため、上記金型の搬入時において、固定盤と可動盤との間に形成された空間であって、金型の寸法よりわずかに広くした空間に、クレーンに吊られて揺れ動く金型を挿入しながら、係合突起を狭い空間であるガイド溝に挿入することになる。このとき、金型および係合突起が固定盤や可動盤や周辺機器などに衝突して破損や摩耗しないように慎重に作業する必要がある。従って、金型を磁気プレートに取り付けるときに、金型の落下防止機能を発揮可能な状態にするのに手間がかかっていた。
本発明の目的は、吸着対象物を取り付けるときに、落下防止機能を発揮可能な状態に簡単にできる磁気クランプ装置を提供することにある。

基盤２，３の側壁に磁気プレート７が設けられる。前記磁気プレート７の側壁に吸着面８が形成される。その吸着面８の所定位置に吸着対象物９が磁気吸着される。前記磁気プレート７に形成される収容孔１１に第１永久磁石１５が挿入される。前記第１永久磁石１５の外周にコイル１３が巻かれる。前記第１永久磁石１５に当接される磁極部材１６が、磁性体によって構成される。前記磁極部材１６の外周面と前記収容孔１１の内周面との間に第２永久磁石１７が装着される。前記基盤２，３、または、前記磁気プレート７の上部から支持部材２０が、前記吸着面８に対して交差する方向に突設される。前記吸着対象物９から突出部材２８が上方に突設される。その突出部材２８は、係合部３２を有する。その係合部３２が、前記支持部材２０に設けられる係止部２７によって下方から受け止められることができるように構成される。前記吸着対象物９が前記吸着面８の前記所定位置に吸着固定された状態で、前記係合部３２が前記係止部２７の上方に所定の隙間をあけて対面するように配置される。

上記の本発明は次の作用効果を奏する。
上記の磁気クランプ装置では、基盤の上部、または、磁気プレートの上部から支持部材が吸着面に対して交差する方向に突設される。また、吸着対象物から突出部材が上方に突設されると共に、突出部材が有する係合部が、支持部材に設けられる係止部によって下方から受け止め可能となるように構成されている。また、吸着対象物が吸着面の所定位置に吸着固定された状態で、係合部が係止部の上方に隙間をあけて対面されている。このため、吸着対象物を磁気プレートに取り付けるときに、吸着対象物が磁気プレート等に衝突しないように磁気プレートから水平方向に十分に離した状態で吸着対象物を上方から搬入できる。また、その吸着対象物と基盤とを近づけるように水平方向に相対移動させて、吸着対象物を磁気プレートの所定位置に配置すると、係合部が係止部に上方に隙間をあけて対面される。このため、本発明の磁気クランプ装置は、吸着対象物を基盤などの周辺機器に衝突させて摩耗や破損させることなく、磁気プレート上の所定位置に簡単に取り付けることができ、これにより、係合部が係止部の上方に隙間をあけて対面されるように配置されるので、吸着対象物の落下防止機能を発揮可能な状態に簡単にできる。

本発明は、下記構成を加えることが好ましい。
例えば、図７から図９に示すように、前記支持部材２０の上壁に受け面４０が水平方向に対して傾斜すると共に、吸着面８に近づくにつれて高さが低くなるように形成される。前記受け面４０に前記係止部２７が設けられる。前記突出部材２８の先端部からフランジ部分３１が当該突出部材２８の径方向に突設される。前記フランジ部分３１の下壁に前記係合部３２が設けられる。

この場合、磁気プレートの吸着面上の所定位置に吸着固定される吸着対象物が、意図せずに吸着面から離脱されたときに、吸着対象物が突出部材のフランジ部分と突出部材の受け面とを介して磁気プレートに受け止められる。その吸着対象物は、その自重によって受け面に沿って吸着面側に移動され、磁気クランプ装置の吸着力により吸着対象物が吸着面に吸着される。このため、吸着対象物が磁気プレートから落下して摩耗や破損するのを確実に防止できる。

図１は、本発明の一実施形態を示し、磁気クランプ装置を備える射出成型機の部分断面図であって、射出成型機の型開状態を示す図である。 図２は、上記射出成型機の動作を説明する図であって、図１に類似する図である。 図３は、上記射出成型機の動作を説明する図であって、図１に類似する図である。 図４は、上記射出成型機の型閉状態を示す図であって、図１に類似する図である。 図５は、図１中のＡ部分を示す部分拡大図である。 図６は、図４中のＢ部分を示す部分拡大図である。 図７は、上記の実施形態の変形例を示し、磁気クランプ装置の突出部材を示す図である。 図８は、上記の突出部材の動作を説明する図であり、図７に類似する図である。 図９は、上記の突出部材の動作を説明する図であり、図７に類似する図である。

図１から図６は、本発明の一実施形態を示している。この実施形態の射出成型機１は、固定盤（基盤）２と可動盤（基盤）３とを備えており、（図示しない）駆動機構によって可動盤３が４本のタイバー４に沿って固定盤２に向けて近づけるように、又は、離れるように移動される。その固定盤２および可動盤３に、それぞれ、磁気クランプ装置５，６が装着されている。固定盤２側の磁気クランプ装置５と可動盤３側の磁気クランプ装置６とは、ほぼ同じ構成となっており、固定盤２側の磁気クランプ装置５に基づいて、その構造を、図１及び図６を参照して説明する。

図１に示すように、磁気クランプ装置５の筐体としての磁気プレート７が強磁性体材料によって構成される。その磁気プレート７の左側壁に吸着面８が形成され、その吸着面８に金型９が吸着固定可能となっている。その金型（吸着対象物）９は、固定盤２側の磁気クランプ装置５に吸着固定される固定型９ａと、可動盤３側の磁気クランプ装置６に吸着固定される可動型９ｂとを有する。その金型９がクレーンに吊られて射出成型機１に搬入されるときには、固定型９ａと可動型９ｂとが固定金具１０によって連結されている。

図５に示すように、磁気プレート７内に複数の収容孔１１が吸着面８に開口されるように形成される。各収容孔１１の底壁に当接されるように永電磁石１２が挿入される。その永電磁石１２は、コイル１３が複数巻かれたリング状のボビン１４とそのボビン１４の筒孔に挿入される円柱状の第１永久磁石１５とを有している。第１永久磁石１５はネオジム磁石によって構成される。また、第１永久磁石１５に当接するように円柱状の磁極部材１６が収容孔１１に挿入される。その磁極部材１６が強磁性体材料によって構成される。その磁極部材１６の外周壁に収容溝が周方向に形成され、収容溝に第２永久磁石１７が装着される。その第２永久磁石１７がアルニコ磁石によって構成される。

図１および図５に示すように、複数のコイル１３が配線１８によって接続され、その配線１８が磁気制御装置１９に接続される。その磁気制御装置１９は、ＣＰＵやＲＯＭやＲＡＭを含むコンピュータとコイル１３に電力を供給する電源部（図示しない）などによって構成される。その磁気制御装置１９は、磁気プレート７が金型９を吸着した状態とその吸着を解除した状態とを切り換える。

図１および図６に示すように、上記の固定盤２に装着される磁気クランプ装置５の磁気プレート７の上部から支持部材２０が、吸着面８に対して交差する方向（以下、交差方向という）に突設されている。その支持部材２０がボルト２２によって磁気プレート７に固定される。その支持部材２０に挿入孔２３が、当該支持部材２０の左端面に開口するように交差方向に延在して形成されている。その支持部材２０は、磁気プレート７に取り付けられる基部分２４と、挿入孔２３を挟むように基部分２４から水平方向に突設される２つの受け止め部分２５とを備える。その受け止め部分２５の先端から突起部２６が上方に突設される。その受け止め部分２５の上面に係止部２７が形成される。

上記の金型９の上部に雌ネジ孔が上下方向に形成され、その雌ネジ孔に突出部材２８の本体部分３０が螺合されることにより高さ調整可能となっている。その高さ調整された位置で本体部分３０がナットによって金型９に固定されている。これにより、金型９の上端面から丸棒状の突出部材２８の本体部分３０が高さ調整自在に突設される。その先端部からフランジ部分３１が当該本体部分３０の径方向に突設される。そのフランジ部分３１の下面に係合部３２が形成される。上記の本体部分３０が支持部材２０の挿入孔２３に挿入できるように構成されると共に、フランジ部分３１の係合部３２が受け止め部分２５の係止部２７に下方から受け止めることができるように構成されている。

上記金型９を射出成型機１の固定盤２と可動盤３との間に取り付けるときには、まず、図１および図２に示すように、固定盤２から可動盤３が十分に離間された射出成型機１の型開状態において、クレーンに吊るされた金型９が、固定盤２と可動盤３との間に形成される空間に上方から搬入される。次いで、作業者によるクレーン操作や手動作業により金型９を磁気プレート７に向けて水平に移動させて、図３に示すように、金型９の側壁に装着されたロケートリング３５が、固定盤２側の磁気プレート７の中央に形成された案内孔３６に挿入される。このとき、金型９の固定型９ａに設けられる突出部材２８の本体部分３０が固定盤２の支持部材２０の挿入孔２３に挿入される。また、このとき、突出部材２８のフランジ部分３１の下面（係合部）は、支持部材２０の突起部２６の上面よりも高さＨだけ高い位置にあるので、支持部材２０の突起部２６が突出部材２８のフランジ部分３１に衝突することが防止される。引き続いて、作業者によって、案内孔３６の中心軸回りに金型９を回転移動させて位置調整すると、金型９が磁気プレート７上の所定位置に配置される。次いで、可動盤３を固定盤２に向けて移動させると、図４に示すように、固定盤２と可動盤３とによって金型９が挟み込まれる。このとき、金型９の可動型９ｂに固定される突出部材２８の本体部分３０が、可動盤３に取り付けられる支持部材２０の挿入孔２３に挿入される。また、このとき、突出部材２８のフランジ部分３１の係合部３２は、支持部材２０の突起部２６の上面よりも高さＨだけ高い位置にあるので、支持部材２０の突起部２６が突出部材２８のフランジ部分３１に衝突することが防止されている。その後、作業者が磁気制御装置１９を操作して、磁気クランプ装置５，６で金型９を磁気プレート７に吸着固定させる。

上記の磁気クランプ装置５に磁気固定された金型９の固定型９ａ、または、クランプ装置６に磁気固定された可動型９ｂが、何らかの原因によって磁気クランプ装置５，６から意図せず離間されるときに、固定型９ａまたは可動型９ｂが自重によって下方へ移動され、突出部材２８の係止部２７と支持部材２０の係合部３２とを介して磁気クランプ装置５，６に受け止められる。これにより、金型９が射出成型機１から落下して破損することが防止される。

上記の実施形態は次の長所を奏する。
上記の固定盤２側のクランプ装置５の上部から、および、可動盤３側のクランプ装置６の上部から支持部材２０が吸着面８に対して交差する方向に、それぞれ、突設される。また、金型９から突出部材２８が上方に突設されると共に、支持部材２０によって下方から受け止められるようになっている。また、金型９が吸着面８の所定位置に吸着固定された状態で、係合部３２が係止部２７の上方に隙間をあけて対面されている。このため、金型９を磁気プレート７に取り付けるときに、金型９が磁気プレート７等に衝突しないように磁気プレート７から水平方向に十分に離した状態で金型９を上方から搬入できる。また、その固定型９ａを固定盤２にまたは可動盤３を可動型９ｂに近づけるように水平方向に相対移動させて、金型９を磁気プレート７の所定位置に配置することにより、係合部３２が係止部２７に上方に隙間をあけて対面される。従って、本発明の磁気クランプ装置５，６は、金型９が固定盤２または可動盤３等の周辺機器に衝突して摩耗や破損することなく金型９を磁気プレート７の所定位置に取り付けることができ、これにより、係合部３２が係止部２７の上方に隙間をあけて対面するように配置されるので、金型落下防止機能を発揮可能な状態に簡単にできる。

図７から図９は、上記実施形態の変形例を示している。この変形例においては、上記の実施形態の構成部材と同じ部材(または類似する部材)には原則として同一の参照数字を付けて説明する。この変形例が上記実施形態と異なる点は次の通りである。

図７に示すように、上記変形例の磁気クランプ装置５では、受け止め部分２５の上壁に受け面４０が水平方向に対して傾斜するように（右下がりに）形成される。これにより、磁気クランプ装置５，６に吸着固定されている金型９が、何らかの原因によって意図せず離脱された場合に、その金型９の突出部材２８が有するフランジ部分３１の係合部２７が、支持部材２０Ａの受け面４０に形成される係止部２７に受け止められる。その後に、金型９がその自重によって受け面４０に沿って磁気プレート７側に移動されて、金型９が磁気プレート７に近づく。これにより、磁気クランプ装置５から一度離間された金型９が突出部材２８と支持部材２０とによって磁気クランプ装置５に支持されると共に、磁気クランプ装置５による磁力によって吸着面８に再度吸着固定される。その結果、磁気クランプ装置５から離間された金型９が落下して摩耗や破損するのを確実に防止できる。

また、図７から図９に示すように、金型９の上端面から上方に突出部材２８の枢支部２９が設けられ、その枢支部２９に突出部材２８の本体部分３０が回転可能となるようにピン連結される。その本体部分３０が棒状に形成され、その先端部からフランジ部分３１が当該本体部分３０の径方向に突設される。そのフランジ部分３１の下面に係合部３２が形成される。上記の本体部分３０が支持部材２０の挿入孔２３に挿入できるように構成されると共に、フランジ部分３１の係合部３２が受け止め部分２５の係止部２７に下方から受け止め可能に構成されている。また、本体部分３０に筒部材３３が当該本体部分３０の外周面に沿って移動可能に外嵌めされている。また、その筒部材３３を下限位置に移動させることにより、その筒部材３３が本体部分３０と枢支部２９とを一度に外嵌めできるようになっている。このため、図８に示すように、筒部材３３を上限位置に移動させることにより、その筒部材３３を本体部分３０にのみ外嵌めさせるときには、枢支部２９に対して本体部分３０を回転させることができる。また、図７に示すように、筒部材３３を本体部材３０および枢支部２９に外嵌めさせるときには、枢支部２９に対して本体部分３０を回転させることが制限され、本体部分３０が金型９の上面から上方に向けて突出させた状態に維持される。従って、金型９を使用しないときには、図９に示すように、支持部材２０を回転させて折りたたんだ状態にしておくことができる。これにより、使用しない金型９を（図示しない）収納棚等に収納する際に、金型９をコンパクトにして収納しやすくすると共に、周辺機器等に突出部材２８が当接して摩耗や破損することを防止できる。

上記の各実施形態は次のように変更可能である。
上記の吸着対象物は、例示した金型９に限られず、ワーク等であってもよい。
上記の支持部材２０は、磁気プレート７の上部から１つ突設されることに限られず、複数突設されるようにしてもよい。この場合、複数の支持部材２０のうちのすべて、もしくは、いくつかの支持部材２０によって金型９の突出部材２８が支持されるようにする。また、１つの支持部材２０で1つの突出部材２８を支持することに限られず、複数の支持部材２０で１つの突出部材２８を支持するようにしてもよく、また、1つの支持部材２０で複数の突出部材２８を支持するようにしてもよい。また、支持部材２０は、磁気プレート７の上部にボルト固定されることに限られず、固定盤２または可動盤３に固定されるようにしてもよい。
上記の支持部材２０の受け止め部分２５と突起部２６とが一体に形成されることに代えて、受け止め部分２５と突起部２６とが別部材に形成されてもよい。この場合、受け止め部分２５に板バネ部材を介して突起部２６が装着されて、受け止め部分２５に対して板バネが突起部２６を吸着面８側に付勢するように構成される。これにより、突起部２６が金型９の突出部材２８を受け止めたときに、板バネの付勢力によって突起部２６を介して突出部材２８を吸着面８側に押す。その結果、金型９が磁気プレート７に再度吸着される機会が増える。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。

２：基盤２，３：基盤，７：磁気プレート，８：吸着面，９：金型（吸着対象物），１１：収容孔，１３：コイル，１５：第１永久磁石，１６：磁極部材，１７：第２永久磁石，２０：支持部材，２７係止部，２８：突出部材，３１：フランジ部分，３２：係合部，４０：受け面．

Claims (2)

1. 基盤（２，３）の側壁に設けられる磁気プレート（７）と、
   前記磁気プレート（７）の側壁に形成される吸着面（８）であって、当該吸着面（８）の所定位置に吸着対象物（９）を磁気吸着させる吸着面（８）と、
   前記磁気プレート（７）に形成される収容孔（１１）に挿入される第１永久磁石（１５）と、
   前記第１永久磁石（１５）の外周に巻かれるコイル（１３）と、
   前記第１永久磁石（１５）に当接されると共に、磁性体によって構成される磁極部材（１６）と、
   前記磁極部材（１６）の外周面と前記収容孔（１１）の内周面との間に装着される第２永久磁石（１７）と、
   前記基盤（２，３）または前記磁気プレート（７）の上部から前記吸着面（８）に対して交差する方向に突設される支持部材（２０）と、
   前記吸着対象物（９）から上方に突設されると共に、前記支持部材（２０）に設けられる係止部（２７）に下方から受け止められることができるように構成される係合部（３２）を有する突出部材（２８）と、を備え、
   前記吸着対象物（９）が前記吸着面（８）の前記所定位置に吸着固定された状態で、前記係合部（３２）が前記係止部（２７）の上方に所定の隙間をあけて対面するように配置される、ことを特徴とする磁気クランプ装置。
2. 請求項１の磁気クランプ装置において、
   前記支持部材（２０）の上壁に受け面（４０）が水平方向に対して傾斜すると共に、前記吸着面（８）に近づくにつれて高さが低くなるように形成され、
   前記受け面（４０）に前記係止部（２７）が設けられ、
   前記突出部材（２８）の先端部からフランジ部分（３１）が当該突出部材（２８）の径方向に突設され、
   前記フランジ部分（３１）の下壁に前記係合部（３２）が設けられる、ことを特徴とする磁気クランプ装置。

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