JP2511004B2 - ロ−ラ付電磁吸着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明はローラ付電磁吸着装置に関し、詳しくは磁性
材料よりなる薄板物あるいは長尺物等を加工装置におい
て可動容易且つ確実に保持するローラ付電磁吸着装置に
関する。

［従来の技術］ 従来、シャーリンク機Ｂ等の工作機械の付属装置とし
て、第５図に示すように、被加工物Ａ（磁性体）をバッ
クゲージＤに突き当る位置まで搬送するに際し、これを
磁気的に吸着して保持し、その撓みを防止する電磁吸着
装置Ｃが知られている。こうした電磁吸着装置Ｃでは、
例えば特公昭54−14786号公報に示す「ローラ付吸着装
置」のように、直流電磁石によってレール鉄心とローラ
とをS,N極に磁化し、これによって被加工物Ａを吸着保
持する構成を備える。

また、吸着保持される被加工物Ａが撓んでいたりする
と、被加工物Ａが一部のローラから剥がれ、充分な保持
ができなくなることが考えられるため、本出願人によ
り、ローラの回転軸を所定範囲のガタつきを持たせて軸
設し、被加工物Ａの吸着・保持を好適に行なおうとする
技術も、既に提案されている（実公昭52−49191号公報
の「直流電磁石によるローラー付吸着保持装置」）。

［発明が解決しようとする問題点］ かかるローラ付電磁吸着装置は、ローラが上下動する
ことができ、且つ軽快に回転することから、反り・撓み
のある被加工物も滑動自在に吸着・保持することがで
き、また吸着された被加工物（以下、被吸着物という）
を傷つけることがない優れたものであるが、以下の問題
があり、猶一層の改善が望まれていた。

ローラ付電磁吸着装置では、吸着時には２つの経路で
磁路が形成され、ひとつは第６図に示すように電磁石Ｌ
による磁束がレール鉄心R1,R2から空隙g,g′を経て磁性
体である被吸着物Ａの内部を通って形成する磁路Ｅであ
る。また、いまひとつは、磁性体のベアリング等を用い
たローラr1,r2を介して形成される磁路Ｅ′である。

ここで、ローラr1,r2の回転軸Ｘはレール鉄心R1,R2の
貫通孔に遊嵌されており、ローラr1,r2は被吸着物Ａの
撓み等に応じて上下動する。この結果、レール鉄心R1,R
2と被吸着物Ａとのギャップg,g′は変動する。ギャップ
g,g′が大きくなると、レール鉄心R1,R2からこのギャッ
プg,g′を介して被吸着物Ａ内に形成される磁路Ｅによ
る吸着力は低下する。従って、こうした場合にも被吸着
物Ａを確実に保持しようとすると、電磁石Ｌによる起磁
力を大きくするか、ローラr1,r2を透磁率の高い材料で
形成するなどしてローラr1,r2を介する磁路Ｅ′による
保持力を強くする必要があった。

しかしながら、電磁石Ｌの起磁力を大きくすることは
容易ではなく、消費電力の増大を招致するという問題が
あった。また、ローラr1,r2の吸着力を高めると、被吸
着物Ａの滑動が妨げられ、滑らかな送りが困難になると
いう問題があった。

本発明は、こうした問題を解決し、被吸着物の十分な
保持とローラによる被吸着物の滑らかな滑動とを共に実
現するローラ付電磁吸着装置を提供することを目的とし
てなされた。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は問題点を解決する
ための手段として次の構成とった。即ち、電磁石によっ
て異極に磁化される２列の鉄心を備えると共に、前記両
鉄心の間には、該鉄心の長手方向に亘って複数のローラ
が配設され、 更に、前記ローラは、外レースを有するベアリングに
よって構成されると共に、その中心を貫通する軸の両端
が前記両鉄心に形成された当該軸よりも大径の軸孔に貫
通されることにより、前記両鉄心に上下動可能に支持さ
れた ローラ付電磁吸着装置において、 前記両鉄心と前記ローラとの間に、磁性材料で形成さ
れた結合部材を、前記鉄心に常時接するように配置する
と共に、該結合部材の下面が前記ローラの表面よりも僅
かに上方に控えた状態で該結合部材が前記ローラと一体
的に上下動可能となるように、前記ローラの軸を前記結
合部材にガタ付くことなく貫通させ、 更に、前記結合部材の下面は、前記ローラの軸が上下
動しても常に前記鉄心の下面よりも下方にあるように構
成されていること、 を特徴とするローラ付電磁吸着装置の構成がそれであ
る。

ここで、鉄心は、３本以上を並設した３列以上の構成
でもよい。

２列の両鉄心間に配設されるローラは、外レースを有
するベアリングによって構成されており、その中心を貫
通する軸の両端が両鉄心に形成された当該軸よりも大径
の軸孔に貫通されることにより、両鉄心に上下動可能に
支持されている。そして、このベアリングからなるロー
ラは、磁性材料により形成されてもよいし、非磁性体で
も差支えない。

結合部材は、鉄心とローラとの間に、鉄心に常時接す
るように配置されると共に、当該結合部材の下面がロー
ラの表面よりも僅かに上方に控えた状態でローラと一体
的に上下動可能となるように、ローラの軸がガタ付くこ
となく貫通する磁性体であって、例えば下面が略平らな
矩形，台形，もしくは隣接するローラの軸が貫通する貫
通孔を２つの中心とする瓢箪形等でもよい。

尚、２列の鉄心を、磁性材料よりなる断面「コ」字形
をした保持部材により磁気的に結合すると共に、その鉄
心間に第３の鉄心を並設し、第３の鉄心と前記保持部材
とを前記電磁石のコイル鉄心に接続した構成をとり、電
磁石の実装スペースを小さくして、結果的に吸着力を増
加させることも望ましい。この場合は「コ」字形をした
保持部材の端部を、鉄心として用いることも何等差支え
ない。

［作用］ 上記のように構成された本発明のローラ付電磁吸着装
置においては、電磁石によって異極に磁化される２列の
鉄心の間に、その鉄心の長手方向に亘って、複数のロー
ラが配設されているのであるが、そのローラは、外レー
スを有するベアリングによって構成されている。そし
て、このベアリングからなるローラは、その中心を貫通
する軸の両端が、両鉄心に形成された当該軸よりも大径
の軸孔に貫通されることにより、両鉄心に上下動可能に
支持されている。よって、ローラは、鉄心に対して軸と
共に上下動可能であり、且つ、ローラを構成するベアリ
ングの外レースは軸に対して回転自在である。

ここで特に、本発明のローラ付電磁吸着装置において
は、両鉄心とローラとの間に、磁性材料で形成された結
合部材が、鉄心に常時接するように配置されていると共
に、この結合部材には、当該結合部材の下面がローラの
表面よりも僅かに上方に控えた状態で当該結合部材がロ
ーラと一体的に上下動可能となるように、ローラの軸が
ガタ付くことなく貫通している。そして更に、この結合
部材の下面は、ローラの軸が上下動しても常に鉄心の下
面よりも下方にある。

よって、このような本発明のローラ付電磁吸着装置に
おいては、電磁石によって磁化された鉄心からの磁束
が、鉄心に接する結合部材の下面から外部へ漏洩し、磁
性体である被吸着物は、少なくとも結合部材の下面から
の磁束によって、ローラの表面、即ちローラを構成する
ベアリングの外レースの表面に当接した状態に吸引され
る。

そして、この状態で、被吸着物が鉄心の長手方向に移
動すれば、それに伴い、ローラを構成するベアリングの
外レースが軸に対して回動し、これによって被吸着物の
滑らかな滑動が実現される。

そして更に、被吸着物が上下に移動すると、それに応
じてローラが軸と共に鉄心に対して上下に移動し、ロー
ラの軸に貫通された結合部材もローラと一体的に上下に
移動する。

この結果、被吸着物が上下に移動しても、結合部材の
下面と被吸着物との間隙は、略一定に保たれることとな
り、延いては、鉄心から結合部材と上記間隙とを介し被
吸着物内を通って形成される磁路において、被吸着物を
吸着・保持する力は略一定に保たれる。

よって、本発明のローラ付電磁吸着装置によれば、被
吸着物の確実な保持と、ローラによる被吸着物の滑らか
な滑動とを、共に実現することができる。

［実施例］ 以上説明した本発明の構成を一層明らかにする為に、
次に本発明の好適な実施例としてのローラ付電磁吸着装
置について説明する。第１図は、このローラ付電磁吸着
装置の一部の概略構成を示す斜視図である。

図示するように、本実施例のローラ付電磁吸着装置
は、「コ」の字形の外ケース１の内側底部と、レール鉄
心３との間に、所定間隔で複数の電磁石５を挿設し、更
にこのレール鉄心３のひとつと外ケース１の側部7,8と
の間に、４組のローラ組立10を回動自在に軸支して構成
されている。

尚、本実施例においては、外ケース１が、前述した断
面「コ」字形の保持部材に相当しており、その保持部材
の端部に相当する外ケース１の側部7,8が、鉄心として
用いられている。

レール鉄心３は、２個の電磁石５毎に設けられてお
り、電磁石５の固定に用いる皿ねじ12が螺合する図示し
ないねじ孔が形成されている。従って、外ケース１の底
部外側より、２本の皿ねじ12を各々挿入し、レール鉄心
３のねじ孔に螺合させれば、外ケース1,電磁石5,レール
鉄心３は、強固に固定される。

ローラ組立10は、２個のベアリング20,22と、両ベア
リング20,22の間に介装された軸止め環24と、両ベアリ
ング20,22の外側に配設された２個の結合部材26,28と、
これらを貫通するステンレス製（非磁性材料）の軸30と
から構成されている。結合部材26,28は、鉄製であり、
隣接する２組のローラ組立10に共通に用いられている。
このローラ組立10は、軸30を、外ケース１の側部7,8に
所定間隔で列穿された軸孔32を貫通して挿入し、結合部
材26、ベアリング20及び軸止め環24、ベアリング22、結
合部材28に順次挿通し、更にレール鉄心３に列穿された
軸孔（図示せず）に挿入し、その上で止めねじ36により
軸止め環24を軸30に固定することにより、組立てられて
いる。

次に電磁石５について説明する。第２図は、ローラ付
電磁吸着装置をレール鉄心３の軸心及び電磁石５の中心
を含む面で破断した正面断面図であって、電磁石５は、
図示するように、円筒状の鉄心40を中心に備えた合成樹
脂のボビン41に、励磁コイル43が巻回形成されている。
各電磁石５の励磁コイル43は、第３図に示すように、直
列に接続されており、コントローラ45を介して直流電流
を供給され、磁界を発生する。コントローラ45は、ロー
ラ付電磁吸着装置の吸着力を被吸着物の重さや大きさに
合わせて調整するためのものである。尚、複数の励磁コ
イル43は直列に接続されていることから、そのひとつが
断線すれば吸着を一切行なわないので、これを直ちに知
ることができる。即ち、一部のコイルの断線に気付かず
に使用して、不慮の事故等を招致することがない。

直流電流が供給された励磁コイル43の軸方向に生じる
磁界によって、磁束は、磁性体の鉄心40と皿ねじ12（磁
性体）とを介して、レール鉄心３と外ケース１とに各々
接する結合部材28,26を効率よく貫通し、ローラ付電磁
吸着装置の下端面より大気中に漏洩する。そこで、この
ローラ付電磁吸着装置の下面に、磁性材料、例えば鉄板
50を送給すると、磁束は空気よりも透磁率のはるかに高
い鉄板50内を流れようとするので、結果的に鉄板50はロ
ーラ付電磁吸着装置に吸着される。この時、電磁石５の
鉄心40の上端より、外ケース１−結合部材26−鉄板50−
結合部材28及びレール鉄心３を通って、電磁石５の鉄心
40の下端に至る磁路が形成され、鉄板50は、十分な吸着
力でローラ付電磁吸着装置に保持される。しかも、ベア
リング20,22に対して結合部材26,28は僅かに控えて配設
されているので、結合部材26,28が鉄板50に接触・吸着
することはなく、ベアリング20,22に接した鉄板50は、
第２図Ａ方向に軽快に滑動することができる。

しかも本実施例のローラ付き電磁吸着装置では、非磁
性体の軸30をその軸径より大きな直径の軸孔32に遊嵌し
ているので、ローラ組立10は上下動し、更に、これに連
動して結合部材26,28も上下動する。従って、吸着され
る鉄板50の反りや撓み等をローラ組立10の変位により吸
収することができると共に、反りや撓み等が存在する場
合でも、結合部材26,28の下面と鉄板50との間隙（第４
図に示す間隙ｇ）を常にほぼ一定に保つことができる。
この結果、鉄板50を保持する磁力はほぼ一定に保たれ、
ローラ付き電磁吸着装置としての鉄板50の吸着・保持を
確実に行なうことができる。この結果、ローラ組立10の
配設個数も従来のローラ付電磁吸着装置と較べて1/2〜2
/3に低減することができた。

尚、ベアリング20,22が磁性材料から形成されている
場合には、ベアリング20,22を通る磁路も形成される。
即ち、鉄心40−外ケース１−結合部材26−ベアリング20
−鉄板50−ベアリング22−結合部材28−レール鉄心３を
通って、電磁石５の鉄心40の下端に至る磁路である。も
とより、電磁石５の鉄心40,レール鉄心３を中心軸とし
て、磁路は左右対象に生じているが、他方の磁路につい
ての説明は省略する。

一方、ベアリング20,22の外レースもしくはベアリン
グ全体を合成樹脂等の非磁性材料で形成すれば、被吸着
物を一層軽快に滑動することができ、被吸着物が薄もの
の場合には好適である。

尚、第１図，第２図には、ローラ付電磁吸着装置の一
部のみを示したが、実施例のローラ付電磁吸着装置で
は、レール鉄心３と２個の電磁石５と左右各４組のロー
ラ組立10とを１組として、同様の構成が、外ケース１の
長手方向に亘って計５組配設されており、長尺物の鉄板
等を、吸着・保持・搬送することができる。長手方向の
長さは、これに限定されるものではなく、コイル個数や
組合わせ個数により、短かいものから長尺用のものま
で、種々製作することができる。

また本実施例のローラ付電磁吸着装置では、上述した
ように鉄心３を幾つかに分節しているので、振動等によ
り鉄板50の先端が、第２図に二点鎖線で示すように、ロ
ーラ付電磁吸着装置から剥がれた場合でも、磁路のまわ
り込み（なだれ現象）は、ひとつのレール鉄心３の端部
までしか進まず、鉄板50は、これ以上剥れることはな
い。従って、長尺物等を一層確実に吸着させることがで
き、作業の安全性の向上を図ることができる。更に本実
施例のローラ付電磁吸着装置では、電磁石５を外ケース
１の内側底部とレール鉄心３との間に吊り下げるように
固定しているので、外ケース１内の空間を有効に使うこ
とができ、装置全体の小型化にも資している。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明
はこの実施例に何等限定されるものではなく、例えば、
電磁石５を第６図に示したように横向きに設置した構成
や、台形，楕円形等の形状の結合部材26,28を用いた構
成等、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々な
る態様で実施しえることは勿論である。

発明の効果 以上詳述したように、本発明のローラ付電磁吸着装置
によれば、ローラが上下動可能に支持されている上に、
鉄心に常時接すると共に下面がローラの表面よりも僅か
に上方に控えて配置された磁性材料からなる結合部材
が、ローラと一体的に上下動するため、吸着される被吸
着材の反りや撓みによらず磁路の空隙をほぼ一定に保つ
ことができ、被吸着物を極めて確実に保持することがで
き、しかもローラによる被吸着物の滑動を阻害しないと
いう優れた効果を奏する。即ち、電磁石の起磁力を増加
する必要がなく、電力消費を押えたまま、被吸着物の確
実な保持と滑らかな滑動という相反する２つの効果を共
に得ることができる。従って、磁性材料の被加工物を、
加工時等において確実に保持し、作業の安全性・効率を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例としてのローラ付電磁吸着装置
の概略構成を示す斜視図、第２図は同じくその正面断面
図、第３図は電磁石５への通電の様子を示す回路図、第
４図は実施例のローラ付電磁吸着装置の左側面図、第５
図はシャーリング機におけるローラ付吸着装置の使用の
態様を示す説明図、第６図は従来のローラ付電磁吸着装
置における磁路を示す説明図、である。 １……外ケース ３……レール鉄心 ５……電磁石 10……ローラ組立 20,22……ベアリング 24……軸止め環 26,28……結合部材 30……軸 32……軸孔

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁石によって異極に磁化される２列の鉄
   心を備えると共に、前記両鉄心の間には、該鉄心の長手
   方向に亘って複数のローラが配設され、 更に、前記ローラは、外レースを有するベアリングによ
   って構成されると共に、その中心を貫通する軸の両端が
   前記両鉄心に形成された当該軸よりも大径の軸孔に貫通
   されることにより、前記両鉄心に上下動可能に支持され
   た ローラ付電磁吸着装置において、 前記両鉄心と前記ローラとの間に、磁性材料で形成され
   た結合部材を、前記鉄心に常時接するように配置すると
   共に、該結合部材の下面が前記ローラの表面よりも僅か
   に上方に控えた状態で該結合部材が前記ローラと一体的
   に上下動可能となるように、前記ローラの軸を前記結合
   部材にガタ付くことなく貫通させ、 更に、前記結合部材の下面は、前記ローラの軸が上下動
   しても常に前記鉄心の下面よりも下方にあるように構成
   されていること、 を特徴とするローラ付電磁吸着装置。