JP4473044B2

JP4473044B2 - コンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータ

Info

Publication number: JP4473044B2
Application number: JP2004164639A
Authority: JP
Inventors: 直人柴田; 敬上田
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2024-06-02
Also published as: JP2005348505A

Description

本発明は、コンベヤの分岐点におけるスイッチレールの揺動に利用されるコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータに関する。

従来、コンベヤの分岐点におけるスイッチレールの揺動に利用される電磁アクチュエータとしては、円筒形状のプッシュプルソレノイドを用い、通電によりプランジャをソレノイド内に引き込むと共にベースフランジ面に永久磁石を入れることにより、非通電時でも吸着状態を保つことのできる自己保持型ソレノイドが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−２６３２２２号公報

ところが、上述したような従来の自己保持型ソレノイドでは、ストロークが１０ｍｍ程度と短く用途が限られていた。

また、通電方向切替で、プランジャに対して両方向の推力を発生させることができなかった。

さらに、非通電時に、プランジャを両方向のエンド部で保持力を発生させることができなかった。

そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、コンベヤの分岐点におけるスイッチレールの揺動に用いられて、ストロークが長く、通電方向切替でプランジャに対して両方向の大きな推力を発生させ、しかも、非通電時にプランジャを両方向のエンド部で左右の保持力を可変可能に発生させるコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータを提供することにある。

まず、本請求項１に係る発明は、コンベヤの分岐点におけるスイッチレールの揺動に用いられて、コイルが巻回された固定部材と前記コイルの巻回面に直交する磁場を生成する永久磁石が取り付けられた可動部材とを有し、前記永久磁石によって生成された磁場とコイルを流れる電流との相互作用により生じる力によって前記可動部材が移動するコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータにおいて、前記可動部材がコイルを挟んで平行に配置されているとともに前記永久磁石が可動部材の対峙する面にＮ極およびＳ極が対向するように配設され、前記永久磁石と協働して可動部材を移動経路の両端の位置に保持する鉄心が前記固定部材に設けられ、前記鉄心が楕円形状を有しているとともに該楕円の長径端近傍に設けられた回転軸により鉄心の向きを可変可能に設けられていることにより、前記課題を解決したものである。

そして、本請求項２に係る発明は、請求項１に係るコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータにおいて、前記コイルの形状が略正方形形状であることにより、前記課題を解決したものである。

また、本請求項３に係る発明は、請求項１に係るコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータにおいて、前記コイルの形状が略台形形状であることにより、前記課題を解決したものである。

本発明によれば、コンベヤの分岐点におけるスイッチレールの揺動に用いられて、コイルが巻回された固定部材とコイルの巻回面に直交する磁場を生成する永久磁石が取り付けられた可動部材とを有し、永久磁石によって生成された磁場とコイルを流れる電流との相互作用により生じる力によって可動部材が移動するコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータにおいて、可動部材がコイルを挟んで平行に配置されているとともに永久磁石が可動部材の対峙する面にＮ極およびＳ極が対向するように配設され、永久磁石と協働して可動部材を移動経路の両端の位置に保持する鉄心が固定部材に設けられ、鉄心が楕円形状を有しているとともに楕円の長径端近傍に設けられた回転軸により鉄心の向きを可変可能に設けられていることによって、可動部材のストロークを長くすることができ、通電方向の切り替えで両方向に推力を発生させることが可能となり、さらに、非通電時に可動部材の移動経路の両端部において左右の保持力を可変可能に発生するなど、その効果は絶大である。

以下、本発明の実施の形態であるコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータは、コンベヤの分岐点におけるスイッチレールの揺動に用いられて、コイルが巻回された固定部材と前記コイルの巻回面に直交する磁場を生成する永久磁石が取り付けられた可動部材とを有し、永久磁石によって生成された磁場とコイルを流れる電流との相互作用により生じる力によって可動部材が移動するものであって、その詳細を図面に基づいて説明する。まず、本発明の前提となる参考例について説明する。
（参考例）

図１において、符号２１２および符号２１４を付した部材が平行に配置されたスライドフレーム（可動部材）であり、対峙する面にＮ極およびＳ極が対向するように永久磁石２３０ａおよび２３０ｂが固設されている。

この永久磁石２３０ａ，２３０ｂにより、空芯コイル２４２を通過する垂直磁場が発生する。この時、空芯コイル２４２の巻き数をＮ（巻数）、垂直磁場を横切るコイルの長さをＬ（ｍ）、コイルを流れる電流をＩ（Ａ）とし、垂直磁場の磁束密度をＢ（Ｔ）すると、フレミングの左手の法則により、コイルがＦ（Ｎ）＝Ｂ（Ｔ）×Ｉ（Ａ）×Ｌ（ｍ）×Ｎ（巻数）×２の推力を受ける。

ここで、最後の乗数の２は、空芯コイルの左右の辺で同じ力が作用することを意味している。この推力Ｆ（Ｎ）の向きは、垂直磁場の向きとコイルを流れる電流の双方に直行する向きに作用する。

その結果、図１（ａ）と図１（ｂ）に示したように、空芯コイルへの通電方向を逆転させることにより、コイルが受ける推力方向を逆転させることができる。

この時、コイルを固定することにより、コイルに生じた推力Ｆ（Ｎ）の反作用により、スライドフレーム２１２，２１４が推力を受けてスライドする。

さらに、空芯コイル２４２を支持している固定フレーム２４０（固定部材）には、スライドフレーム２１２，２１４が左右にスライドした際に、片側の永久磁石２３０ａ、２３０ｂの一辺と重なる位置に鉄心１５１〜１５４が埋設されている。

そのため、図１（ａ）のように通電し、スライドフレーム２１２，２１４が左側にスライドした場合には、図１（ａ）において、スライドフレーム２１２，２１４の右側に設置された永久磁石２３０ａ，２３０ｂの一辺と鉄心１５３，１５４とが吸着する。

その結果、コイルへの給電を停止した場合も、永久磁石２３０ａ，２３０ｂと鉄心１５３，１５４との吸着力によって、スライドフレーム２１２，２１４は、左側にスライドした状態で保持される。

一方、図１（ｂ）のように通電し、スライドフレーム２１２，２１４が右側にスライドした場合には、図１（ｂ）においてスライドフレーム２１２，２１４の左側に設置された永久磁石２３０ａ，２３０ｂの一辺と鉄心１５１，１５２とが吸着する。

その結果、コイルへの給電を停止した場合も永久磁石２３０ａ，２３０ｂと鉄心１５１，１５２との吸着力によって、スライドフレーム２１２，２１４は右側にスライドした状態で保持される。

なお、本参考例のコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータにおいては、スライドフレームの永久磁石２３０ａ，２３０ｂと協働して、スライドフレームを保持する磁性体として鉄心を用いているが、永久磁石を用いることも可能である。

その場合、固定フレームに埋設する永久磁石の磁極を、永久磁石２３０ａ，２３０ｂの磁極と互いに吸着する向きに配置することにより、鉄心を用いた場合よりも大きな自己保持力を得ることができる。

また、スライドフレームに設置する永久磁石２３０ａ，２３０ｂを大きなものとすることで、空芯コイルへ給電する電流値を大きくすることなく、スライドフレームのストロークを大きくすることができる。

次に、本発明の一実施の態様であるコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータについて、図２乃至図１０に基づいて説明する。
ここで、図２乃至図１０は、本発明の実施例のコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータを示す概略図である。

本実施例のコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータは、固定フレーム３４０に空芯コイル３４２を略台形形状に巻回し、図示はされていないが、スライドフレームを固定フレーム３４０に垂設した揺動軸３６０により軸支し、空芯コイル３４２への通電により、スライドフレームが揺動軸３６０を中心として左右に揺動する。

図２乃至図１０の各図とも、（ａ）は、スライドフレームが左側（反時計回り）へ揺動した状態を示しており、（ｂ）は、スライドフレームが右側（時計回り）に揺動した状態を示している。

スライドフレームが揺動する原理については、参考例のスライドフレームがスライドする原理と同じであるので、詳細については割愛する。

図２に示した実施例においては、図示はされていないがスライドフレームを揺動端部に保持するための磁性体である鉄心３５０を固定フレーム３４０の略中央に設けている。

スライドフレームが揺動軸３６０を回転軸として、左側に揺動した場合、スライドフレームの右側に固設された永久磁石３３０ｂ（３３０ａ）の一辺と鉄心３５０とが吸着し、非通電時においてもその状態を保持する。

また、図３に示したように大きな鉄心３５２を用いることにより、鉄心３５２と永久磁石３３０ａ（３３０ｂ）との重なりが大きくなり、保持力が大きくなる。

さらに、図４または図５に示したように、小さな鉄心３５４または鉄心３５６を用いて、スライドフレームに固設されている左右の永久磁石を別々の鉄心を用いて保持することも可能である。

また、固定フレームの略中央に鉄心３５８を設けるだけでなく、図６に示したように、揺動端側にも鉄心３６２，３６４を付設することにより、保持力を一層高めることも可能である。

また、図７および図８に示したように、鉄心３６６を楕円形状とし中心に回動軸を設け、鉄心の向きを変えることによって保持力を可変可能とすることもできる。

さらに、図９および図１０に示したように鉄心３６８を楕円形状とし、回動軸を長径端近傍に設けることにより、鉄心３６８を傾けることによって、左右の保持力を変えることも可能である。

本発明は、きわめてシンプルな構成で、長いストロークを有するコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータを提供するものであって、その利用可能性はきわめて高い。

本発明の参考例であるコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータの構成を示す説明図。本発明の実施の態様を示した概念図。本発明の実施の態様を示した概念図。本発明の実施の態様を示した概念図。本発明の実施の態様を示した概念図。本発明の実施の態様を示した概念図。本発明の実施の態様を示した概念図。本発明の実施の態様を示した概念図。本発明の実施の態様を示した概念図。本発明の実施の態様を示した概念図。

１５１，１５２，１５３，１５４・・・鉄心（磁性体）
２１２，２１４・・・スライドフレーム（可動部材）
２３０ａ，２３０ｂ・・・永久磁石
２４０・・・固定フレーム（固定部材）
２４２・・・空芯コイル
３５０，３５２，３５４，３５６，３５８・・・鉄心（磁性体）
３６２，３６４，３６６，３６８・・・鉄心（磁性体）

Claims

コンベヤの分岐点におけるスイッチレールの揺動に用いられて、コイルが巻回された固定部材と前記コイルの巻回面に直交する磁場を生成する永久磁石が取り付けられた可動部材とを有し、前記永久磁石によって生成された磁場とコイルを流れる電流との相互作用により生じる力によって前記可動部材が移動するコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータにおいて、
前記可動部材がコイルを挟んで平行に配置されているとともに前記永久磁石が可動部材の対峙する面にＮ極およびＳ極が対向するように配設され、
前記永久磁石と協働して可動部材を移動経路の両端の位置に保持する鉄心が前記固定部材に設けられ、
前記鉄心が楕円形状を有しているとともに該楕円の長径端近傍に設けられた回転軸により鉄心の向きを可変可能に設けられていることを特徴とするコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータ。
前記コイルの形状が、略正方形形状であることを特徴とする請求項１に記載のコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータ。
前記コイルの形状が、略台形形状であることを特徴とする請求項１に記載のコンベヤスイッチレール用電磁アクチュエータ。