JP4161977B2 - クランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、薄鋼板を挟持して固定するクランプ装置に関する。

従来、薄鋼板に対する電磁石の磁力が低いため、電磁石のみによる固定を確実にできないことがある。そのため、薄鋼板を挟持する際には、図５に示すようなクランプ装置１０１が用いられていた。

このクランプ装置１０１は、薄鋼板１０２を挟持した状態で、該薄鋼板１０２の上面に面接される厚肉の裏板１０３と、薄鋼板１０２の下面に面接される電磁石１０４とからなり、該電磁石１０４には、制御装置１０５が接続されている。この制御装置１０５は、前記電磁石１０４と電源１０６との間に設けられたリレー１０７を備えてなり、該リレー１０７をオンオフして電磁石１０４への通電を制御できるように構成されている。

これにより、前記リレー１０７をオン作動させて電磁石１０４を通電することにより、該電磁石１０４による磁力を、薄鋼板１０２及び裏板１０３に作用させ、前記薄鋼板１０２を、電磁石１０４と裏板１０３とで挟持した状態で固定できるように構成されている。

しかしながら、前記クランプ装置１０１にあっては、リレー１０７をオンオフして電磁石１０４への通電を制御するため、該電磁石１０４への通電方向が一方向となり、発生する磁界の極性が常に一定となる。このため、長期間使用すると、裏板１０３が磁化されてしまい、クランプ力が低下してしまう。これを防止するため、定期的に裏板１０３を交換することも考えられるが、ランニングコストがかかるという問題点があった。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、クランプ力の低下を防止することができるクランプ装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために本発明のクランプ装置にあっては、薄鋼板の一面側に配置される電磁石と、他面側に配置される裏板とを備え、該裏板を前記電磁石からの磁力により吸引して、前記薄鋼板を前記電磁石と前記裏板との間に挟持固定するクランプ装置において、前記電磁石への通電を、正方向に任意の回数通電後に逆方向に任意の回数通電するように切換える反転手段を設け、該反転手段を、作動時に、前記電磁石の一方の端子を電源の正極に接続するとともに、前記電磁石の他方の端子を前記電源の負極に接続する第１リレーと、作動時に、前記電磁石の一方の端子を前記負極に接続し、かつ前記電磁石の他方の端子を前記正極に接続する第２リレーと、前記第１リレー及び前記第２リレーのいずれか一方が作動している間、他方のリレーの作動を禁止する禁止手段と、により構成し、作動時に開動作する前記第１リレーのノーマリーオン端子を、前記第２リレーのコイルと電源との間に接続するとともに、作動時に開動作する前記第２リレーのノーマリーオン端子を、前記第１リレーのコイルと電源との間に接続して、前記禁止手段を形成した。

これにより、第１リレー作動時には、第２リレーのコイルへの通電が、第１リレーのノーマリーオン端子により遮断される一方、第２リレー作動時には、第１リレーのコイルへの通電が、第２リレーのノーマリーオン端子により遮断される。これにより、前記第１及び第２リレーによって、両リレーの同時作動を防止する前記禁止手段が形成される。

以上説明したように本発明のクランプ装置にあっては、電磁石への通電方向を反転手段により反転することで、電磁石に吸引される裏板において、残留磁気の蓄積による磁化を防止することができ、磁化に伴うクランプ力の低下を防止することができる。したがって、裏板の磁化に伴いクランプ力が低下してしまい、定期的に裏板を交換しなければならなかった従来と比較して、裏板の交換が不要となり、ランニングコストを抑えることができる。

また、電磁石への通電方向の反転を、第１リレー及び第２リレーの二つのリレーで構成することができ、構造の簡素化を図ることができる。そして、禁止手段により、前記両リレーの同時作動に伴う電源ショートを防止することができる。

そして、第１リレー作動時には、第２リレーのコイルへの通電を、第１リレーのノーマリーオン端子により遮断し、第２リレー作動時には、第１リレーのコイルへの通電を、第２リレーのノーマリーオン端子により遮断することができる。これにより、前記第１及び第２リレーによって、電磁石への通電方向の反転と、両リレーの同時作動の防止とを行うことができるので、前記両リレーを有効利用することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかるクランプ装置１を示す図である。該クランプ装置１は、厚さ５ｍｍ未満の薄鋼板２を上下より挟持した状態で固定するとともに、当該薄鋼板２の一端を他の薄鋼板の一端に突き合わせる装置であり、その突き合わせ部を溶着して両薄鋼板２を接合できるようにするものである。

このクランプ装置１は、テーブル１１を備えており、該テーブル１１の上面１２は、前記薄鋼板２の下面に面接する定盤を形成している。このテーブル１１には、図中４〜５ｍｍ左右にスライドするスライダ１３が設けられており、該スライダ１３上には、電磁石１４が設けられている。該電磁石１４は、その吸着面が前記上面１２と面一になるように配置されており、この電磁石１４は、図２に示すように、延長ケーブルを介して制御装置１５に接続されている。

前記電磁石１４の上部には、図１に示したように、フレーム２１にヒンジ２２を介して支持されたアンクランプ用のシリンダ２３が設けられており、該シリンダ２３のシリンダチューブ２４より下方へ延出したピストンロッド２５には、ユニバーサルジョイント２６を介して裏板２７が支持されている。該裏板２７は、前記電磁石１４の吸着面の全面に面接可能な外形寸法を有するとともに、前記電磁石１４に吸引され、前記薄鋼板２の上面に面接される強磁性体からなり、例えば、２０〜３０ｍｍ厚の金属板により形成されている。

一方、前記制御装置１５は、図２に示したように、整流回路３１と、該整流回路３１からの電源を電磁石１４へ通電するとともに、その通電方向を反転する反転手段としての交互通電回路３２と、該交互通電回路３２での電源ショートを防止するインターロック回路３３とにより構成されている。

該インターロック回路３３は、第１リレー４１と第２リレー４２とを備えており、第１リレー４１のコイル４３が、シーケンサ４４の第１出力端子４５を介して電源に接続されているとともに、前記第２リレー４２のコイル４６が、前記シーケンサ４４の第２出力端子４７を介して電源に接続されている。前記第１リレー４１は、通常時は閉でありオン作動時に開動作するノーマリーオン端子である第１リレーｃ端子４８を備えており、該第１リレーｃ端子４８は、前記第２リレー４２のコイル４６と電源との間に接続されている。前記第２リレー４２も、通常時は閉でありオン作動時に開動作するノーマリーオン端子である第２リレーｃ端子４９を備えており、該第２リレーｃ端子４９は、前記第１リレー４１のコイル４３と電源との間に接続されている。これにより、このインターロック回路３３は、前記第１リレー４１及び第２リレー４２のいずれか一方が作動している間、他方のリレーのコイルへの電源の供給を遮断し、両リレー４１，４２の同時作動を禁止する禁止手段を構成している。

前記整流回路３１は、電源に接続されたダイオードブリッジ５１と、ヒューズ５２と、逆起電力減衰用のダイオード５３及びバリスタ５４とからなり、直流電源が得られるように構成されている。この整流回路３１の正極５５と前記電磁石１４の第１端子５６との間には、通常時は開でありオン作動時に閉動作する前記第１リレー４１のノーマリーオフ端子である第１リレーａ端子５７が接続されており、前記整流回路３１の負極５８と前記電磁石１４の第２端子５９との間には、通常時は開でありオン作動時に閉動作する前記第１リレー４１のノーマリーオフ端子である第１リレーｂ端子６０が接続されている。また、前記正極５５と前記第２端子５９との間には、通常時は開でありオン作動時に閉動作する前記第２リレー４２のノーマリーオフ端子である第２リレーａ端子６１が接続されており、前記負極５８と前記第１端子５６との間には、通常時は開でありオン作動時に閉動作する前記第２リレー４２のノーマリーオフ端子である第２リレーｂ端子６２が接続されている。

これにより、前記第１リレー４１がオン作動した際に、前記正極５５が電磁石１４の第１端子５６に接続され、前記負極５８が電磁石１４の第２端子５９に接続されることにより、図２中矢示Ａで示す正方向に電流が流れるように構成されている。また、第２リレー４２がオン作動した際には、負極５８が前記第１端子５６に接続され、正極５５が前記第２端子５９に接続されることによって、図２中矢示Ｂで示す逆方向に電流が流れるように構成されており、前記電磁石１４への通電を、前記正方向に任意の回数通電後に前記逆方向に任意の回数通電するように切り換え可能に構成されている。

以上の構成にかかる本実施の形態にかかるクランプ装置１の動作を、３図に示すシーケンサ４４の作動を示すフローチャートに従って説明する。

すなわち、前記シーケンサ４４は、ステップＳ１にて前回第１出力端子４５をオンさせたか否かを判断する。初期段階においては、第１端子出力端子４５をオンしていないので、ステップＳ２へ分岐して第１出力端子４５をオンさせる。すると、図４のタイミングチャートに示すように、第１リレー４１が通電に伴いオン作動し（ｔ１）、交互通電回路３２において、正極５５が電磁石１４の第１端子５６に接続されるとともに、負極５８が電磁石１４の第２端子５９に接続され、図２中矢示Ａで示す正方向に電流が流される。これにより、電磁石１４が励磁され、この磁力を受ける裏板２７が吸引されることによって、テーブル１１上の薄鋼板２が、電磁石１４と裏板２７により挟持された状態で固定される。

そして、電磁石１４が設けられたスライダ１３をスライドさせ、該電磁石１４により保持された薄鋼板２を他の薄鋼板に突き合わせて他のクランプ装置でクランプするまでの所定時間（ｔ１〜ｔ２）待機した後（Ｓ３）、第１及び第２出力端子４５，４７の両出力をオフして両リレー４１，４２をオフ（ｔ２）させ（Ｓ４）、両薄鋼板２の接合作業を行うとともに、接合作業が終了した薄鋼板２を次の薄鋼板２と入れ替える入替時間（ｔ２〜ｔ３）待機して（Ｓ５）、前記ステップＳ１へ戻る。

該ステップＳ１での判断において、前回、第１出力端子４５をオンさせたので、第２端子出力端子４７をオンし（Ｓ６）、図４のタイミングチャートに示したように、第２リレー４２をオン作動させて（ｔ３）、負極５８を電磁石１４の第１端子５６に接続するとともに、正極５５を電磁石１４の第２端子５９に接続し、図２中矢示Ｂで示す逆方向に電流を流す。すると、電磁石１４には前回と異なる磁極が発生し、この電磁石１４に吸引される裏板２７は、前回と異なる極性の磁力を受ける。このため、裏板２７における残留磁気が、その都度相殺され、裏板２７の同一極性への磁化が防止される。これにより、磁化に伴うクランプ力の低下を防止することができるので、裏板２７の磁化に伴いクランプ力が低下してしまい、定期的に裏板２７を交換しなければならなかった従来と比較して、裏板２７の交換が不要となり、ランニングコストを抑えることができる。

また、前記電磁石１４の各端子５６，５９へ加える電源極性を、第１リレー４１を作動させた場合と、第２リレー４２を作動させた場合とで反転させることができ、電磁石１４への通電方向の反転を、この二つのリレー４１，４２により行うことができるので、電子回路の簡素化を図ることができる。

そして、前記インターロック回路３３において、第１リレー４１作動時には、第２リレー４２のコイル４６への通電を、第１リレーｃ端子４８により遮断することができるとともに、第２リレー４２作動時には、第１リレー４１のコイル４３への通電を、第２リレーｃ端子４９により遮断することができる。これにより、前記第１及び第２リレー４１，４２によって、両リレー４１，４２の同時オンを防止することができるので、前記両リレー４１，４２が同時オンした際に生じる電源ショートを防止することができる。このように、前記第１及び第２リレー４１，４２によって、電磁石１４への通電方向の反転と、両リレー４１，４２の同時オンの防止とを行うことができるので、前記両リレー４１，４２を有効利用することができる。

なお、本実施の形態にあっては、電磁石１４へ通電される毎に、該電磁石１４への通電方向を反転させる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、任意の通電回数毎に前記通電方向を反転させても良い。

本発明の一実施の形態を示す全体構成図である。 同実施の形態にかかる制御装置を示す回路図である。 同実施の形態にかかるシーケンサの動作を示すフローチャートである。 同実施の形態にかかる各リレーの動作を示すタイミングチャートである。 従来のクランプ装置を示す模式図である。

符号の説明

１ クランプ装置
２ 薄鋼板
１４ 電磁石
１５ 制御装置
２７ 裏板
３２ 交互通電回路（反転手段）
３３ インターロック回路（禁止手段）
４１ 第１リレー
４２ 第２リレー
４３ コイル
４６ コイル
４８ 第１リレーｃ端子
４９ 第２リレーｃ端子
５５ 正極
５６ 第１端子
５７ 第１リレーａ端子
５８ 負極
５９ 第２端子
６０ 第１リレーｂ端子
６１ 第２リレーａ端子
６２ 第２リレーｂ端子

Claims (1)

1. 薄鋼板の一面側に配置される電磁石と、他面側に配置される裏板とを備え、該裏板を前記電磁石からの磁力により吸引して、前記薄鋼板を前記電磁石と前記裏板との間に挟持固定するクランプ装置において、
   前記電磁石への通電を、正方向に任意の回数通電後に逆方向に任意の回数通電するように切換える反転手段を設け、
   該反転手段を、作動時に、前記電磁石の一方の端子を電源の正極に接続するとともに、前記電磁石の他方の端子を前記電源の負極に接続する第１リレーと、作動時に、前記電磁石の一方の端子を前記負極に接続し、かつ前記電磁石の他方の端子を前記正極に接続する第２リレーと、前記第１リレー及び前記第２リレーのいずれか一方が作動している間、他方のリレーの作動を禁止する禁止手段と、により構成し、
   作動時に開動作する前記第１リレーのノーマリーオン端子を、前記第２リレーのコイルと電源との間に接続するとともに、作動時に開動作する前記第２リレーのノーマリーオン端子を、前記第１リレーのコイルと電源との間に接続して、前記禁止手段を形成したことを特徴とするクランプ装置。
   

Images