JP4027168B2 - ワークの固定装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、強磁性体部分を有するワーク、たとえば、鋼鉄製のバックプレートに摩擦材を張り付けたディスクパッド等のワークに、研磨、カット等の機械加工をする際のワークの固定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車のディスクブレーキに使用するディスクパッドは、通常は鋼鉄製のバックプレートに摩擦材を張付したものである。摩擦材は、繊維材、充填材、結合材等を混合した粉末状原料を、加圧・加熱して成形される。ディスクブレーキは、このディスクパッドを金属製のディスクロータに圧接し、そのときの摩擦力によって、自動車の制動をする。
【0003】
このようなディスクパッドは、上記のように鋼鉄製のバックプレートに摩擦材を張付した後、摩擦面を研磨し、摩擦面の両側に傾斜面を形成し、塗装、刻印、捺印等の幾つかの加工工程を施した完成品となる。通常、ディスクパッドは、コンベアに載せられてこれらの加工工程を順次経由していく。
【0004】
コンベア上に載せられたワークとしてのディスクパッドが、加工ヘッドの下に達すると、加工ヘッドでは、たとえば、グラインダが降下してきてワークを所定の形状に研磨するが、この間、ワークをコンベア上に固定して保持していなければならない。
【0005】
ワークをコンベア上に固定する方法としては、従来は機械式のクランプが用いられてきた。しかし、大量生産の場合、ワークを1つずつボルト締めするのは非能率的である。そこで、ディスクパッドのバックプレートが強磁性体の鋼鉄製であることに着目し、磁石を用いて固定することが考えられた。
【0006】
具体的には、コンベアをチェーンコンベアとしてこれに磁性金属製の載置板を多数取り付け、載置板自体を永久磁石にしてワークを搬送する構成である。この場合、載置板が循環することになるが、加工が終了するコンベアの最下流位置では、ワークを載置板から離さなければならない。しかし、載置板が永久磁石であると、簡単に剥がすことができない。
【0007】
そこで、ゴム製のコンベアのゴムベルトの下に永久磁石を配置し、ゴムベルト上にワークを固定するようにする方法が考えられた。非磁性体のゴムであれば、コンベアからワークを取り外し易くなるからである。しかし、ゴムの弾性により加工中にワークが逃げ、加工精度を確保できないという問題が生じた。
【0008】
そこで、上記剛性で磁性金属製の載置板を電磁石とし、ワークをコンベアから取り外す位置では電流を遮断して磁力を消滅させ、ワークを簡単に取り外すことができるようにすることが考えられた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この構成は、電磁石を移動させなければ成り立たない。電磁石を移動させる機構のうち、電極の接点が摺動構造となるので、ここにおける電極の摩耗が問題になる。また、電磁石はコイルを有するので、質量が大きく、コンベアの回転負荷が増大するという問題もあった。さらには、これらの問題から、コンベアの寿命が短くなるという問題もあった。
【0010】
本発明は、これらの問題の解決を図ったもので、移動する電磁石を用いることなく、コンベアの回転負荷を増大させないワークの固定装置を提供することを目的としている。この場合のワークは、強磁性体部分を有するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明のワークの固定装置は、強磁性体部分を有するワークが載置される複数の載置板と、該複数の載置板をエンドレスにつないで循環させる搬送装置と、該搬送装置により搬送されてきたワークを磁力により載置板上に固定するために搬送装置の所定の位置に固定された磁石とを有し、該磁石と上記ワークとの間が、非磁性の間隔保持部により一定間隔に離間されることを特徴としている。
【0012】
上記載置板が非磁性材料からなり、上記間隔保持部が上記載置板である構成としたり、上記間隔保持部が、上記載置板と磁石との間に保持された間隙を含む構成としたり、上記載置板と磁石との間の上記間隙を保持する部分に滑り部材を介在させた構成とすることができる。
【0013】
又は、非磁性体部とその両側に接続された磁性体部とからなり強磁性体部分を有するワークが載置される複数の載置板と、該複数の載置板をエンドレスにつないで循環させる搬送装置と、該搬送装置により搬送されてきたワークを磁力により上記載置板上に固定するために搬送装置の所定の位置に固定された磁石とを有し、該磁石と上記磁性体部とが非磁性の間隔保持部により一定間隔に離間されることを特徴としている。
【0014】
上記磁石が、上記載置板の非磁性体部と対向する位置に開口を有するC型ベース内に収容され、上記非磁性の間隔保持部が上記C型ベースと上記載置板との間に形成された間隙を含む構成としたり、上記載置板と磁石との間の上記間隙を保持する部分に滑り部材を介在させた構成としたり、上記C型ベースの上記開口を含むC型ベース内に、上記磁石をC型ベース内に固定する非磁性の磁石固定部材を有する構成としたり、上記載置板の非磁性体部が空間である構成としたり、上記磁石が永久磁石である構成とすることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
図1は、本発明のワークの固定装置の全体構成を示す正面図である。搬送装置10には両端のスプロケットホイール10a,10a間にチェーン10b,10bを張設し、チェーン10b,10bの各リンクに多数の載置板11を結合し、エンドレス構造となっている。
【0016】
載置板11は非磁性である。非磁性材料としては、ナイロンやテフロン(登録商標)等のプラスチックや各種のセラミックなどの非金属や、非磁性の金属、たとえば、ステンレススチール、アルミ、銅、これらの合金等を使用することができる。
【0017】
搬送装置10のほぼ中央の上方には、2つの加工ヘッド12,13が設けられている。最初の加工ヘッド12は、この実施例では、研磨ヘッドである。この加工ヘッド12は、図2に示すように、円筒形状の摩擦面を備えた回転砥石12aを有する。この回転砥石は、ワークとしてのディスクパッドの摩擦面を平面に仕上げたり、摩擦面の両側に傾斜面を形成するのに使用する。
【0018】
もう一つの加工ヘッド13は、この実施例では溝切りヘッドで、摩擦材にディスクロータの回転方向と直交する方向の溝を穿設する加工ヘッドである。ここには、溝切り用の薄い円板状の回転砥石13aが設けられている。
上記の加工ヘッド12,13は単なる例示であり、その他の孔穿け加工等の加工ヘッドであったり、検査や刻印のためのものであってもよい。
【0019】
図2は、図1の2つの加工ヘッド12,13の部分を拡大した図である。また、図3は、図2のA−A拡大断面図である。これらの図に示すように搬送装置10の搬送チェーン10bは、両側にあるコンベアガイド10c,10cにガイドされている。
【0020】
搬送装置10の上部には、鋼鉄などの磁性体からなるU型ベース14があり、コンベアガイド10c,10cは、基端がこのU型ベース14に固定され、先端は載置板11の両端に軽く当接して載置板11の蛇行を防止している。
【0021】
U型ベース14の内部には、磁石15が固定されている。磁石15は、加工ヘッド12,13の加工範囲をカバーできるだけの搬送方向の長さを有する。そして、載置板11上に載って送られてきたワーク1に各加工ヘッド12,13が加工を加える間、ワーク1を固定し続けることができる。
【0022】
磁石15の搬送方向の長さは、上述したように加工ヘッド12,13の加工範囲をカバーできればよいが、それ以上長くてもよい。ただし、ワーク1が吸着され固定されるということは搬送装置10の抵抗となることを意味するので、長すぎるのは不利となる。特に、ワーク1を搬送装置10から取り外す位置では、磁気により固定されないようにすることが重要である。以上の条件を考慮して磁石15の長さを決めることになる。
【0023】
なお、本発明の実施例においては、磁石15として永久磁石を用いている。しかし、永久磁石の代わりに電磁石を使用してもよい。本発明では、磁石は固定されているので、摺動構造の接点を用いる必要がないからである。ただし、永久磁石を用いる方が、磁石が小さくなり装置を小型化できる、電気代などのランニングコストを低減できる、などの利点がある。
【0024】
ワーク1の加工は次のようにして行われる。
搬送装置10のスプロケットホイール10aが図示しないモータにより回転されると、チェーン10bが循環し、チェーン10bのリンクに固定された載置板11が循環をする。ワーク1は、図示しないワーク投入装置から搬送装置10の載置板11上に載置される。載置坂11の後端には押圧片11aがあり、載置板11の移動により、押圧片11aがワーク1の後端を押し、ワーク1を載置板11上の所定の位置に正しい姿勢でセットする。図示は省略するが、ガイド板等を載置板11の上方に別途設け、ワーク1を載置板11の所定の位置に、かつ所定の姿勢になるように押圧片11aに押し付ける構成としてもよい。ワーク1は、この状態を維持して移動を開始する。
【0025】
搬送されたきたワーク1が加工ヘッド12の加工範囲内に達すると、磁石15の磁力の影響下に入る。そして、ワーク1は載置板11上に固定され、移動を続けながら、加工ヘッド12による研磨加工、及び加工ヘッド13による溝切り加工を受けることができる。載置板11が剛性なので、加工中のワーク1が逃げることはない。加工が終了したワーク1は搬送装置10で磁石15の磁力の及ばない位置に移動するので、容易に載置台11から取り外すことができる。
【0026】
上記の実施例でU型ベース14は鋼鉄などの磁性体とした。そのため、コンベアガイド10cが鋼鉄製だと磁石15によりコンベアガイド10cも磁化するので、載置板11を吸着する可能性がある。チェーン10bが鉄製であれば、コンベアガイド10cはこれとも吸着する。しかしながら、コンベアガイド10cは磁石15との間にU型ベース14を介しており、磁石15に直接接触しているものではないこと、磁石15からかなり離れていることから、磁力は小さくなり、影響は小さく、載置板11の搬送の妨げになることはない。また、チェーン10bとの接触も、主としてチェーン10bのローラとの接触なので、点接触或いは線接触であり、吸着力は小さい。
【0027】
もし、これらの影響力が大きく、搬送装置10の駆動への影響が大きい場合には、コンベアガイド10cを非磁性体製にすればよい。また、磁性体とした場合でも、U型ベース14に固定せず、磁石15とは関係の無い別の部材に固定することで、磁力の影響を排除することができる。あるいは、U型ベース14とコンベアガイド10cとの結合部に非磁性のパッキンなどを介在させることでも解決可能である。
【0028】
図4は本発明の第2実施例を示す図である。この実施例では載置板21は、中央に非磁性体部21aを有し、その両側に磁性体部21b,21bを有し、これらを接着等により一体化している。非磁性体部21aは、ナイロンやテフロン(登録商標)等のプラスチックや各種のセラミックなどの非金属製でもよいが、非磁性の金属、たとえば、ステンレススチール、アルミ、銅、これらの合金等でもよい。磁性体部21bは、この実施例では鋼鉄を使用している。非磁性体部21a上には、原則としてワーク1は載置しないが、加工圧により載置板21が撓んだりせず、所望の剛性を確保するために軟質なものではなく、硬質で強度のあるものであることが望ましい。
【0029】
ベースはU型ではなくC型ベース24となっている。すなわち、図4において、左右側と下側とが閉鎖され、上側の非磁性体部21aに対向する位置に開口24aが設けられた形状である。内部空間の底部に磁石15が固定されている。C型ベース24の両側壁の磁石15の上面と対向する位置には、段差24bがあり、ここに非磁性素材からなる磁石固定部材26を嵌装している。この磁石固定部材26により、磁石15はC型ベース24の底部に固定されることになる。非磁性素材としては、上記のプラスチック、セラミック、非磁性金属等を使用することができる。
【0030】
磁石固定部材26の上部にはリブ26aがあり、これがC型ベース24の開口24aを閉塞している。リブ26aの先端面とC型ベース24の開口24aの上面とは面一である。
【0031】
C型ベース24の上辺の載置板21と対向する位置に、凹部24c,24cがあり、ここに滑り部材27が嵌装されている。図5は、滑り部材27と載置板21との間を拡大した部分断面図である。この図に示すように、載置板21の滑り部材27と対向する位置には若干突出した当接部21cがあり、滑り部材27とと当接して載置板21が直接C型ベース24に接触しないように間隙δを確保している。滑り部材27としては、磁性材でも非磁性材でもよく、また、金属、非金属のいずれでもよい。この場合、載置板21との接触は面接触である。また、PV値(P:許容最高負荷 N/mm、 V:許容最高速度 m/sec)が0.3以上のものが好ましく、0.50以上ものがさらに好ましい。たとえば、油含浸させた金属や、固体潤滑剤(たとえば、グラファイト、タングステン、モリブデン等)を含有させた鋳鉄や焼結合金などのプレートを用いることができる。
【0032】
滑り部材27を1つ又は複数のボールやローラから構成してもよい。磁性体の滑り部材27を使用すると、磁力による吸着力が発生するが、滑り部材27がボールやローラであれば点接触又は線接触なので、吸着力は小さくなり、搬送の支障にならない程度に抑えることができる。滑り部材27と載置板21とが面接触の場合でも、接触面積が小さいことと、素材が滑り易いことから、搬送の支障にならない程度に抑えることができる。また、滑り部材27を突出させて当接部21cを突出させない構成など、接触部で間隙δを確保できれば、多様な構成を採用することができる。
間隙δにごみ等が付着するのを防止するため、スクレーパやエアーブローを取り付けると好適である。
【0033】
ところで、C型ベース24は磁性体であり、磁石15と密着しているので、C型ベース24は磁化している。したがって、C型ベース24の開口24aの両側は磁石15の磁極となる。しかし、載置板21は、磁石15には勿論、このC型ベース24にも直接接触していない。
【0034】
すなわち、C型ベース24の開口24aでは非磁性の磁石固定部材26のリブ26aと、開口24aの両側部分は載置板21の非磁性体部21aと、その両外側では当接部21c,21cと、さらに両外側では間隙δを介して載置板21と向かい合っていて、磁化されたC型ベース24は、直接載置板21の磁性体部21bに接触している部分がない。この構成によって、搬送装置10の搬送負荷を低減することができる。
【0035】
搬送装置10が回転すると、載置板21が循環をする。ワーク1は、図示しないワーク投入装置から搬送装置10の載置板21上に載置される。載置坂21の後端には図3に示す押圧片11aと同様の押圧片(図示せず)があり、載置板21の移動により、ワーク1は載置板21上の所定の位置に正しい姿勢でセットされる。
【0036】
搬送されてきたワーク1が加工ヘッド12の加工範囲内に達すると、磁石15の磁力の影響下に入る。すると、磁石15の一方(例えば、図の右)の磁極→C型ベース24の右側→載置板21の右側の磁性体部21b→ワーク1の強磁性体部(バックプレート)→載置板21の左側の磁性体部21b→C型ベース24の左側→磁石15の左側の磁極、を周回する磁路ができる。これによって、ワーク1は磁石15に強力に固定されることになる。この状態でワーク1は載置板21上に固定され、移動を続けながら、加工ヘッド12による研磨加工、又は加工ヘッド13による溝切り加工を受けることができる。載置板21が剛性なので、加工中にワーク1が逃げることはない。加工が終了したワーク1は搬送装置10で磁石15の磁力の及ばない位置に移動するので、容易に載置台21から取り外すことができる。
【0037】
加工ヘッドは図の実施例では、符号12と13で示す2カ所であるが、1カ所以上であれば何カ所でもよい。加工の例としては、上記の研磨、溝切り加工の他に、捺印、刻印、検査等がある。また、本発明の実施例では、ワーク1は搬送装置10により移動しながら加工ヘッド12,13による加工を受けている。しかし、搬送装置10の搬送を間欠的にする方法もある。すなわち、加工ヘッド12または13の下部に達したら、その加工ヘッドによる加工が終了するまで停止させ、加工が終了してから次の加工ヘッドまで搬送し、停止する構成である。
【0038】
上記の実施例では、ワーク1の摩擦材を上に、強磁性体部分としてのバックプレートを下にして載置板11,21上に載置しているが、磁石15の磁力が許容するならば、上下反対にして、バックプレートを上に、摩擦材を下にして載置板11,21上に載置してもよい。
【0039】
ワーク1が磁石15によって固定されている状態では、この吸着力は搬送装置10の負荷となるが、この負荷は、ワーク1を固定するための力であり、載置板11,21を装着した搬送装置10全体の重量から比べると小さく、搬送装置10を空運転する場合と、ワーク1を全加工ヘッド12,13で加工する際の運転とでそれほど大きい違いはない。本発明では、コイルを伴う大型の電磁石を使用しない構成が可能で、磁石15も固定されているので、搬送装置10の搬送負荷を大きく低減することができる。また、移動する電磁石に必須の摺動する電気接点も不要となり、搬送装置10の寿命を延ばすことができる。
【0040】
本発明は、上記の実施例に限定されるものではない。本発明では、搬送装置10により搬送されてきたワーク1を、加工ヘッド12,13の下部で磁石15により固定でき、ワーク1と磁石15とが直接接触しないようにし、かつ、ワーク1が加工中に逃げないように保持できればよい。直接接触する構成とすると、摺動による抵抗や摩耗が増加するからである。そのために、非磁性の間隔保持部を磁石15とワーク1との間に介在するようにしている。この場合の磁石は、図の磁石15に限定されない。たとえば、磁石15に磁性体が吸着していれば、この磁性体も磁化しており、磁石となるからである。本発明でも、U型ベース14やC型ベース24が磁性材でできている場合は、磁石15により磁化しているので、これらも実質的には磁石となる。ワーク1の強磁性体部分は、非磁性の間隔保持部によって、これらの磁石と直接接触しないようにされる。間隔保持部は、図3の実施例では、載置板11自身である。図4の実施例では、中央の非磁性体部21a、磁石固定部材26、及び間隙δである。
【0041】
図3の実施例では、載置板11に磁石15やU型ベース14が直接接触している。しかし、載置板11と磁石15やU型ベース14との間に、間隔保持部としての間隙δを保つようにした方が、摺動抵抗を減らせるので、望ましい。接触部に滑り部材27を介在させれば、さらに摺動抵抗を減らすことができる。
【0042】
図3の実施例において、載置板11を磁性体とすることも可能である。その場合、磁石15と載置板11との間に非磁性体の間隔保持部を設けないと、載置板11が磁石15に直接吸着してしまう。間隔保持部としては、滑り部材27等により間隙δを確保することでもよいし、非磁性部材を載置板11と磁石15の間に設けることとしてもよい。
【0043】
U型ベース14及びC型ベース24は共に磁性体であったが、非磁性体でもよい。特に、C型ベース24の場合は、非磁性体にすれば、間隙δを確保する必要が無くなるので、滑り部材27や当接部21cは不要になる。ただし、滑り部材27等を設け、間隙δを保持すれば、搬送負荷を低減することが可能になる。
【0044】
さらに、U型ベース14やC型ベース24は磁性体であっても非磁性体であっても、要するに磁石15を保持できればよいので、これらの型に限定されず、自由な形状にすることができる。たとえば、単なる板状にしたり、開口14aのない四角で中空のベースとしてもよい。
【0045】
図4の実施例では、磁石固定部材26のリブ26aの部分や、載置板21の非磁性体部21aの一方又は双方を空洞にしてもよい。非磁性体部21aを空間にした場合でも、ワーク1が両側の磁性体部21b,21b上に載っていて、かつ、載置板21の支持がしっかりしていれば、加工ヘッド12,13による加工圧でワーク1が逃げるのを防止することができる。
【0046】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明のワークの固定装置は、強磁性体部分を有するワークが載置される複数の載置板と、該複数の載置板をエンドレスにつないで循環させる搬送装置と、該搬送装置により搬送されてきたワークを磁力により載置板上に固定するために搬送装置の所定の位置に固定された磁石とを有し、該磁石と上記ワークとの間が、非磁性の間隔保持部により一定間隔に離間されるので、ワークを搬送装置で搬送し、加工位置に達すると、磁石でワークを固定して加工することができる。磁石は固定されているので、電磁石を使用しても電極の接点が摺動構造にならず、電極の摩耗の問題が起こらない。また、間隔保持部でワークと磁石との間を離間するので、搬送装置に加わる搬送負荷を軽減することができる。また、間隔保持部による間隔は一定なので、加工中にワークが逃げることがない。加工が終わったワークは、搬送されて磁石の磁力の及ばない位置に移動するので、簡単に搬送装置から取り外すことができる。
【0047】
上記載置板が、中央の非磁性体部と該非磁性体部を両端から挟持する磁性体部とからなる構成であり、該磁石と上記磁性体部とが非磁性の間隔保持部により一定間隔に離間される構成とすれば、非磁性体部の両側の磁性体部とワークの強磁性体部分と磁石との間に閉鎖する磁路を構成することができ、吸着力を大きくすることができる。
【0048】
上記磁石が、上記載置板の非磁性体部と対向する位置に開口を有する磁性体のC型ベース内に収容され、上記開口の両側に上記C型ベースと載置板との距離を一定に保つ滑り部材を設けた構成とすれば、載置板の磁性体部は、磁石とC型ベースのいずれにも直接接触しなくなるので、搬送負荷をさらに軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のワークの固定装置の全体構成を示す正面図である。
【図2】図1の2つの加工ヘッドの部分を拡大した図である。
【図3】図2のA−A拡大断面図である。
【図4】本発明の第2実施例を示す図である。
【図5】滑り部材と載置板との間を拡大した部分断面図である。
【符号の説明】
1 強磁性体部分を有するワーク
10 搬送装置
11,21 載置板
14 U型ベース
15 磁石
21a 非磁性体部(間隔保持部)
21b 磁性体部
24 C型ベース
24a 開口
26 磁石固定部材(間隔保持部)
27 滑り部材
δ 間隙(間隔保持部)

Claims (10)

  1. 強磁性体部分を有するワークが載置される複数の載置板と、該複数の載置板をエンドレスにつないで循環させる搬送装置と、該搬送装置により搬送されてきたワークを磁力により載置板上に固定するために搬送装置の所定の位置に固定された磁石とを有し、該磁石と上記ワークとの間が、非磁性の間隔保持部により一定間隔に離間されることを特徴とするワークの固定装置。
  2. 上記載置板が非磁性材料からなり、上記間隔保持部が上記載置板であることを特徴とする請求項1記載のワークの固定装置。
  3. 上記間隔保持部が、上記載置板と磁石との間に保持された間隙を含むことを特徴とする請求項1又は2記載のワークの固定装置。
  4. 上記載置板と磁石との間の上記間隙を保持する接触部に滑り部材を介在させたことを特徴とする請求項3記載のワークの固定装置。
  5. 非磁性体部とその両側に接続された磁性体部とからなり強磁性体部分を有するワークが載置される複数の載置板と、該複数の載置板をエンドレスにつないで循環させる搬送装置と、該搬送装置により搬送されてきたワークを磁力により上記載置板上に固定するために搬送装置の所定の位置に固定された磁石とを有し、該磁石と上記磁性体部とが非磁性の間隔保持部により一定間隔に離間されることを特徴とするワークの固定装置。
  6. 上記磁石が、上記載置板の非磁性体部と対向する位置に開口を有するC型ベース内に収容され、上記非磁性の間隔保持部が上記C型ベースと上記載置板との間に形成された間隙を含むことを特徴とする請求項5記載のワークの固定装置。
  7. 上記載置板と磁石との間の上記間隙を保持する部分に滑り部材を介在させたことを特徴とする請求項6記載のワークの固定装置。
  8. 上記C型ベースの上記開口を含むC型ベース内に、上記磁石をC型ベース内に固定する非磁性の磁石固定部材を有することを特徴とする請求項6又は7記載のワークの固定装置。
  9. 上記載置板の非磁性体部が空間であることを特徴とする請求項5から8のいずれかに記載のワークの固定装置。
  10. 上記磁石が永久磁石であることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のワークの固定装置。
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