JP4126419B2 - 可動ヨーク型吊上げ電磁石 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヨークの吸着面がワークの被吸着面に容易確実に密接すると共に、ヨークを安定かつ堅固に固定することを目的とした可動ヨーク型吊上げ電磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来コイルの内側に可動ヨークを設置した可動ヨーク型リフティングマグネットの発明が知られていた（特許第２５４８９６６号）。また中央電磁石本体の相対向する各側面に、一対の厚板状の可動磁極がそれぞれ昇降可能に取付けられた吊上電磁石の発明が知られていた（特開平９−７７４５０号）。更に多数の外側吸着片と、内側吸着片とを上下動自在に配置したリフティングマグネットの発明も知られていた（特許第２６１６８１０号）。
【０００３】
【発明により解決しようとする課題】
前記知られている発明は、ヨークを昇降可能にしたことによって、ヨークの吸着面と、ワークの被吸着面とを密接させようとした改善は認められる。然し乍ら、ヨークを容易円滑に昇降させると、ヨークの支持位置における安定性が不十分になる問題点があった。
【０００４】
またヨークを安定保持する為に大電流を使用すると、発熱量が大きくなるのみならず、残留磁気の瞬時消去が困難になり、電磁石の稼働効率を低減させる問題点があった。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】
この発明は、ヨークとコイルとの空間に強磁性粒子を充填したので、ヨークの保持力が安定し、ワークを安全確実に吸着、吊上げ、移動させることができる。
【０００６】
即ちこの発明によれば、ドーナツ型の電磁コイルの外周部と上下部にコアーを形成し、前記電磁コイルの中央上下に、コアーと固定してヨークを支持する強磁性材製の取付板を設けると共に、前記取付板を上下方向に貫通して、複数のヨークを夫々独立して移動可能に架設し、前記電磁コイルと、ヨーク及び取付板で囲まれた空間内へ直径２ｍｍ〜５ｍｍの小鋼球を充填し、前記電磁コイルに、消磁回路を接続し、該消磁回路には電磁石の制御プログラムを記憶したメモリーを含むセントラルプロセッサーユニットを介装したことを特徴とする可動ヨーク型吊上げ電磁石であり、取付板は強磁性材製としたものである。
【０００７】
前記において、ヨークの当接面は何れも同一磁極（例えばＮ極）となり、ワークの当接面が反対磁極（例えばＳ極）となって吸着する。またヨークとコイルとの空間に充填した鋼球は、ヨークと強固に磁着するが、前記鋼球は密に充填されていて上下移動できないが回転できるので、ヨークは磁力によって安定かつ強固に保持されると共に、磁力のない場合は軽快に自重で上下できる。従って比較的小さい電流であっても、ヨークによる保持力が安定かつ強固であり、ワークを安全確実に吊上げ、かつ移動することができる。
【０００８】
前記ヨークの固定については、多数の鋼球と、ヨークとがその当接面において磁着しているので、ヨークの保持力はきわめて強固であって、ワークの重量により、保持状態が不安定になるおそれはない。
【０００９】
また電磁石の電源を切ってヨークの端面をワークの被吸着面に当接加圧すると、各ヨークは、ワークの被吸着面に沿って昇降するので、被吸着面が異形であってもほぼ均等の吸着力で吸着することができる（この場合に鋼球は回転するので、ヨークの移動抵抗はきわめて小さい）。また取付板を強磁性材製にすることにより、ヨークの保持を一層確実にすることができる。
【００１０】
前記において、電磁石の電源を切って吸着力を解除する場合には、励磁電流を減衰させた後遮断し、ついで直流および／または交流の消磁電流を通電し、前記直流の消磁電流は励磁電流の遮断後、タイムインターバルをおいて１個の方形パルス又は１個の鋸歯状パルスとし、交流の消磁電流は消磁開始前にタイムインターバルをおいた減衰電流として、残留磁気を皆無にする技術（特許第２６１７１４６号）を使用する。通常多数の強磁性粒子を使用すると、残留磁気が多くなって、電磁遮断に際し、ワークの放れが悪くなり、能率の向上がむつかしいのであるが、前記技術を使用すれば、残留磁気が瞬時になくなるので、能率よく仕事をすることができる。
【００１１】
前記における鋼球は通常直径１〜５ｍｍが使用され、２〜３ｍｍが好適であるが、その直径は実用上ヨークの形状その他各種条件に合わせて選定する。
【００１２】
前記ヨークの吸着面の形状は、平面又は球面が一般的であるが、特に限定はない。またコイルへの電流を遮断して残留磁気を消去すれば、ヨークは自重により頭部掛止位置まで下降するので、ヨークの下端面（ワークの被吸着面）は常時ほぼ同一平面に保たれ、常時同一状態でワークに対応することができる。従ってヨークの吸着面は異形のワークの被吸着面に倣って容易に昇降し、ほぼ同一吸着力で対応する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明によれば、電磁コイルの内側に、所定の間隔をおいて複数のヨークを、磁力線と角度をなして（例えば直角方向の角度）、同一方向へ移動可能に並列設置し、前記コイル及びヨーク間に強磁性粒子を充填して可動ヨーク型吊上げ電磁石を構成した。
【００１４】
前記において、強磁性粒子は小鋼球を使用し、かつ磁石は単極である。また電磁コイルのコアはＥ型又はコ型であり、ヨークの断面形状は円形、角形その他形状について特に制約なく、ヨークの吸着面は平面又は球面その他特に制約はない。前記電磁石の中央部上下を塞ぐ取付板は、強磁性材製の場合の方が一層良好である。
【００１５】
【実施例１】
この発明の実施例を図１、２、３に基づいて説明する。平面リング状で、断面コ状のコア１内に電磁コイル２を装着し、前記コア１の中央部上下を塞ぐようにヨーク３、３の強磁性の取付け板４、５（例えば鉄板）を固定する。前記取付け板４、５を貫通して、断面円形のヨーク３、３を並列し、昇降可能に設置すると共に、前記電磁コイル２、ヨーク３、３及び取付け板４、５により構成した閉空間へ直径２〜５ｍｍの鋼球６、６を密に収容し、この発明の電磁石７を構成した。図中８は強磁性材よりなるワークである。前記においてヨーク３は頭部３ａにより一定位置に吊下する。
【００１６】
前記実施例の電磁石７を使用するには、電磁石７を公知の吊下げ具（図示してない）に固定し、電磁コイル２の電流を遮断した状態でヨーク３、３の吸着面をワーク８の被吸着面に当接するように、電磁石７を矢示９の方向へ吊り下げると、各ヨーク３、３は、その下端吸着面が、ワーク８の被吸着面に当接するように自動的に矢示１０のように上昇する（図３）。この場合に、各ヨーク３、３は鋼球６、６に当接しているので、ヨーク３、３の移動につれて鋼球６、６が回転することになり、各ヨーク３、３の昇降抵抗力にきわめて小さい（轉り摩擦の為）。
【００１７】
前記において、センサーにより全ヨーク３、３の当接を検出したならば、電磁コイル２に電流を流し、これを励磁すると、各ヨーク３、３は鋼球６、６に吸着されて堅固に固定される。そこで電磁石７を吊り上げ、所定の位置に移動させた後、電磁コイル２の電流を遮断すれば、各ヨーク３、３の吸着力がなくなるので、ワーク８を離すことができる。この場合に、電磁コイル２の入力回路には消磁回路を組み込み、自動制御しているので、残留磁気によりワーク８の移動工程に悪影響及ぼすおそれはない。
【００１８】
前記制御回路は、例えば図１０の通りである。図１０によれば、交流電源１１に接続された整流回路１２の出力側に、トランジスタＴ１、Ｔ２を直列に接続したスイッチング回路１３及びトランジスタＴ３、Ｔ４を直列に接続したスイッチング回路１４が並列に接続してある。前記トランジスタＴ１、Ｔ２の接続点０１と、前記トランジスタＴ３、Ｔ４の接続点０２で、電磁石７に対する電磁コイル２に対する出力端を構成してある。
【００１９】
前記交流電源１１には、更にＣＰＵ１５（セントラルプロセッサユニット）と、ベースドライバー１６から、前記トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の各ベース端子に制御信号が与えられるようにしてある。前記ＣＰＵ１５は、電磁石の制御プログラムを記憶したメモリーを含むもので、制御プログラムに従って、ベースドライバー１６が制御され、ベースドライバー１６から各トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のベース端子に対して、各トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４をＯＮ、ＯＦＦ制御する為の制御信号を与えるものである。
【００２０】
前記回路によって、電磁石の電源を切ってヨークの吸着力を解除する場合には、励磁電流を減衰させた後遮断し、ついで交流の消磁電流を通電し、消磁開始前にタイムインターバルをおいて減衰電流として残留磁気を皆無にする。
【００２１】
前記実施例によれば、ワーク８の異形面に倣ってヨーク３の吸着面が上下して当接するので、各ヨーク３の吸着力はほぼ均等になり、所定の吸着力を発揮し得ると共に、各ヨーク３は通電時には鋼球６に吸着されて堅固に固定されているので、保持力の安定性は抜群である。従って信頼度が高くワーク８を安全確実、かつ能率よく移動させることができる。
【００２２】
【実施例２】
この発明の他の実施例を図４、５、６に基づいて説明する。平面矩形で断面Ｅ状のコア２０内に電磁コイル２１を装着し、前記コア２０の中央部上下を塞ぐように、ヨーク２２、２２の強磁性の取付け板２３、２４を固定する。前記取付け板２３、２４を貫通して、断面円形のヨーク２２、２２を並列し、昇降可能に設置すると共に、前記電磁コイル２１、コア２０、取付け板２３、２４及びヨーク２２により構成した閉空間へ直径２〜５ｍｍの鋼球２６、２６を密に収容し、この発明の電磁石３０を構成した。図中２７は強磁性材よりなるワークである。
【００２３】
前記電磁石３０を装着した公知の吊下げ具（図示してない）を矢示２８のようにワーク２７上へ下降すると、ヨーク２２の吸着面はワーク２７の曲面に倣って上下する。そこで電磁コイル２１に通電すると、鋼球も磁化しヨーク２２により、ワーク２７を確実に吸着できるので、前記吊下げ具を矢示２９のように吊り上げると、ワーク２７を所定の場所へ移動することができる。その他の操作及び消磁については実施例１と同一に付、詳細な説明は省略した。
【００２４】
【実施例３】
この発明の他の実施例を図７、８、９に基づいて説明する。平面湾曲し、断面コ型のコア３１内に電磁コイル３２を装着し、前記コア３１の中央部上下を塞ぐように、ヨーク３３、３３の強磁性の取付け板３４、３５を固定する。前記取付け板３４、３５を貫通して、断面円形のヨーク３３、３３を並列し、昇降可能に貫通設置すると共に、前記電磁コイル３２、コア３１、取付け板３４、３５及びヨーク３３、３３により構成した閉空間へ鋼球３７、３７を密に収容して電磁石４０を構成した。図中３８はワークである。
【００２５】
前記電磁石４０は、電磁コイル３２の電源を遮断した状態で、矢示３６のように、ワーク３８の方向へ下降させると、ヨーク３３はフリー状態の為にヨーク３３の下端の吸着面がワーク３８の異形被吸着面に倣って当接する。そこで電磁コイル３２に通電すれば、ヨーク３３の吸着面によって、ワーク３８を吸着し、ワーク３８を矢示３９のように吊り上げて所定の位置に移動することができる。
【００２６】
この実施例の使用方法及び消磁機能などについては実施例１と同一に付、詳細な説明を省略した。
【００２７】
【発明の効果】
この発明は、電磁石のヨークを移動可能に支持すると共に、電磁コイルと、ヨークとの間の閉空間へ鋼球を密に収容したので、電磁コイルへ通電しない場合におけるヨークは前記鋼球の回転により軽快に動いて、その下端吸着面がワークの異形被吸着面に倣って当接するので、電磁コイルへ通電した際に、各ヨークとワークとはほぼ均等の吸着力を得ると共に、鋼球とヨークとの吸着によってヨークを堅固に固定し得る効果がある。従ってワークの異形面へ容易に倣う反面、ヨークによるワークの支持が確実で、安全性を保有する特質を有する。また取付板を強磁性材製としたので、ヨークの保持が一層確実になる効果がある。次に鋼球を使用するけれども消磁が確実にできるので、電磁石を利用するワーク移動の作業能率を低下させるおそれはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の平面図。
【図２】同じく図１中Ａ−Ａ断面拡大図。
【図３】同じくヨークにワークを吸着した状態の説明図。
【図４】同じく他の実施例の平面図。
【図５】同じく図４中Ｂ−Ｂ断面拡大図。
【図６】同じくヨークにワークを吸着した状態の説明図。
【図７】同じく他の実施例の平面図。
【図８】同じく図７中Ｃ−Ｃ断面拡大図。
【図９】同じくヨークにワークを吸着した状態の説明図。
【図１０】この発明の実施例における消磁回路図。
【符号の説明】
１ コ状のコア
２ 電磁コイル
３ ヨーク
４、５ 取付け板
６ 鋼球
７ 電磁石
８ ワーク
１１ 交流電源
１２ 整流回路
１３、１４ スイッチング回路
１５ ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット）
１６ ベースドライバー
２０ Ｅ状のコア
２１ 電磁コイル
２２ ヨーク
２３、２４ 取付け板
２６ 鋼球
２７ 五ワーク
３０ 電磁石
３１ コ型のコア
３２ 電磁コイル
３３ ヨーク
３４、３５ 取付け板
３７ 鋼球
３８ ワーク
４０ 電磁石

Claims (1)

1. ドーナツ型の電磁コイルの外周部と上下部にコアーを形成し、前記電磁コイルの中央上下に、コアーと固定してヨークを支持する強磁性材製の取付板を設けると共に、前記取付板を上下方向に貫通して、複数のヨークを夫々独立して移動可能に架設し、前記電磁コイルと、ヨーク及び取付板で囲まれた空間内へ直径２ｍｍ〜５ｍｍの小鋼球を充填し、前記電磁コイルに、消磁回路を接続し、該消磁回路には電磁石の制御プログラムを記憶したメモリーを含むセントラルプロセッサーユニットを介装したことを特徴とする可動ヨーク型吊上げ電磁石。

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