JP4547646B2 - 電磁装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、励磁用コイルに通電することにより発生する磁束によってワーク(磁性体)を吸引する電磁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、鉄心に複数巻回された励磁用コイルに電流を流すことにより発生する磁束の作用下に、磁性体を吸引する電磁石が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術に係る電磁石では、例えば、ステップ状の電圧を印加したときの立ち上がりが遅いため、発生する吸引力を迅速に立ち上げることができないという不具合がある。
【0004】
また、電磁装置がコンベアにより搬送される物品の搬送方向を切り換える仕分けコンベア装置に適用された際に、仕分けコンベア装置の搬送速度に対し、物品を仕分ける分岐点の搬送路の曲率半径が最適値でないために、分岐点での物品の搬送方向の変更を円滑に遂行することができないという不具合があった。
【0005】
本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、発生する吸引力をより一層速く立ち上げることにより応答性を向上させることが可能な電磁装置を提供することを目的とする。
【0006】
さらに、本発明は、仕分けコンベア装置の搬送速度に対応し、吸着する物品の搬送方向の変更を効率的に行うことができる電磁装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、鉄心と、
前記鉄心の外周面に被覆された銅被膜と、
前記銅被膜の外周面に複数巻回されたコイルと、
前記コイルに対する通電作用下にワークを吸引/吸着する吸着部と、
を備えることを特徴とする。
【0008】
また、本発明は、軸線と略平行または交差する方向に単数あるいは複数のスリット状の凹部が形成された鉄心と、
前記鉄心の外周面に複数巻回されたコイルと、
前記コイルに対する通電作用下にワークを吸引/吸着する吸着部と、
を備えることを特徴とする。
【0009】
さらに、本発明は、軸線と略平行または交差する方向に単数あるいは複数のスリット状の凹部が形成された鉄心と、
前記鉄心の外周面に被覆された銅被膜と、
前記銅被膜の外周面に複数巻回されたコイルと、
前記コイルに対する通電作用下にワークを吸引/吸着する吸着部と、
を備えることを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、鉄心を銅被膜によって被覆しおよび/または前記鉄心にスリット状の凹部を形成することにより、コイルに通電した際に発生する吸引力の立ち上がりが速くなり、応答性が向上する。
【0011】
この場合、電磁装置を、コンベア上の物品の搬送路を切り換える仕分けコンベア用切換装置に適用すると好適である。
【0012】
また、前記吸着部は、所定間隔離間して配設される第1磁性体および第2磁性体と、前記第1磁性体と第2磁性体との間に介装される非磁性体とを備え、前記第1磁性体および第2磁性体に、それぞれ相互に接近する方向に向かって突出する第1フランジ部および第2フランジ部を形成することにより、吸着力がより一層増大して好適である。
【0013】
さらに、この場合、前記第1フランジ部および第2フランジ部の対向面を微小隙間に保持する対向間隔が相互に吸着面に近接するに従って漸次減少することにより、物品の磁束を効率よく集中させることができ、好適である。
【0014】
また、この場合、前記第1磁性体および第2磁性体の一側面には、それぞれ、直線状に形成される第1平面部および第2平面部と、前記第1平面部および第2平面部に連続し、漸次拡大する曲率半径を有する第1湾曲部および第2湾曲部が設けられることにより、仕分けコンベア装置の搬送速度に対応してワークの搬送方向の変更を効率的に行うことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電磁装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0016】
図1において参照数字10は、本発明の実施の形態に係る電磁装置が組み込まれた仕分けコンベア用切換装置を示す。
【0017】
この仕分けコンベア用切換装置10は、基本的には、ソレノイド部12と、発生する磁束の作用下に離間するワークを吸引し且つ該ワークを吸着する吸着部14とから構成される。
【0018】
ソレノイド部12は、図4に示されるように、断面略L字状に屈曲するケーシング16と、前記ケーシング16にボルト18およびナット20を介して固定される略円柱状の鉄心22と、前記鉄心22の外周面を被覆する銅被膜24と、前記鉄心22に外嵌される円筒状のボビン26と、前記ボビン26の外周面に複数巻回されたコイル28とを有する。
【0019】
前記鉄心22には、図4および図5に示されるように、一端部から他端部に向かって軸線と略平行に延在するスリット状の凹部30が形成されている。なお、このスリット状の凹部30は、一端部から他端部に向かって軸線と交差する方向に形成するようにしてもよく、また、単数あるいは複数条形成してもよい。前記銅被膜24は、例えば、0.5mm等の所定の厚さに形成されている。
【0020】
吸着部14は、図1に示されるように、所定間隔離間して略平行に配設されるプレート状の第1磁性体32および第2磁性体34と、前記第1磁性体32と第2磁性体34の間に挟持されるプレート状の非磁性体36と、前記非磁性体36の略長方形状の図示しない孔部内に装着される板状の磁石38とを有し、これらは一体になって鉄心22の上端部に螺着される。
【0021】
前記第1磁性体32および第2磁性体34の一側面には、それぞれ、直線状に形成された第1平面部40aおよび第2平面部40bと、前記第1平面部40aおよび第2平面部40bに連続し、所定の曲率半径を有する第1湾曲部42aおよび第2湾曲部42bとが形成されている。前記第1湾曲部42aおよび第2湾曲部42bには、相互に接近する方向に向かって突出する第1フランジ部44aおよび第2フランジ部44bが設けられている。なお、前記磁石38は、ソレノイド部12によって発生する磁力を補助するためのものである。
【0022】
電磁装置が組み込まれた本実施の形態に係る仕分けコンベア用切換装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【0023】
図2は、本実施の形態に係る仕分けコンベア用切換装置10を仕分けコンベアシステム50に適用した要部分解斜視図である。この仕分けコンベアシステム50は、並設された複数のスラット棒52の軸線方向に沿って移動自在に設けられた複数のシュー54を有するスラットコンベア56を備える。前記スラットコンベア56は、図示しない駆動手段の駆動作用下に、本線方向(矢印A方向)に沿って循環移動する本線搬送路58と、前記本線搬送路58から物品60を分岐方向(矢印B方向)に沿って搬送する分岐搬送路62とを有する。
【0024】
前記スラットコンベア56の本線搬送路58および分岐搬送路62の搬送面の下方側には、本線方向(矢印A方向)および分岐方向(矢印B方向)に沿って主レール64および分岐レール66がそれぞれ敷設され、前記主レール64および分岐レール66が枝分かれをして物品60の仕分けをする部分には、本実施の形態に係る仕分けコンベア用切換装置10が装着される。
【0025】
図3に示されるように、仕分けコンベア用切換装置10を構成する第1および第2平面部40a、40b、第1および第2湾曲部42a、42bは、前記主レール64の溝部68から枝分かれをする分岐レール66の切り欠いた部分に溝部70に沿って固定され、前記溝部70には、シュー54の底面部に連結されて該シュー54と一体的に移動する摺動部材72が摺動自在に設けられる。なお、前記摺動部材72は、磁性材料によって形成される。
【0026】
次に、前記仕分けコンベアシステム50において、本線方向に沿って搬送される物品60の搬送路を分岐方向に切り換えて、前記物品60を分岐搬送路62に沿って搬送する場合について説明する。
【0027】
図示しないコントローラから出力される切換信号に基づいて、仕分けコンベア用切換装置10のコイル28に通電することによりソレノイド部12が励磁され、ソレノイド部12に発生する磁束の作用下に、第1磁性体32および第2磁性体34によって摺動部材72が吸引される。
【0028】
従って、前記第1磁性体32および第2磁性体34を構成する第1および第2湾曲部42a、42b、第1および第2平面部40a、40bによって摺動部材72が吸引されて分岐レール66側に導かれ、さらに、第1および第2湾曲部42a、42b、第1および第2平面部40a、40bによって磁性材料からなる摺動部材72が吸着されることにより、前記摺動部材72は主レール64から枝分かれした分岐レール66の溝部70に沿って移動する(図3参照)。
【0029】
その際、前記摺動部材72に連結されたシュー54がスラット棒52に沿って移動することにより、スラットコンベア56上の物品60は、本線搬送路58から分岐搬送路62方向に送られ、物品60の仕分けが行われる。
【0030】
本実施の形態では、ソレノイド部12にステップ状の電圧を印加した際、鉄心22に銅被膜24を施し、且つ軸線方向に沿って延在するスリット状の凹部30を形成することにより、励磁作用下に発生する吸引力を従来技術と比較してより速く立ち上げることができる(図6の実線参照)。なお、図6における破線は、同一形状の鉄心22からなり、前記鉄心22に銅被膜24を施すことがなく且つスリット状の凹部30を設けなかった場合の比較例に係る吸引力の立ち上がりを示す特性曲線である。
【0031】
次に、ソレノイド部12にステップ状の電圧を印加した場合における時定数との関係を図7に示す。なお、時定数は、定常値の63%としている。
【0032】
図7中において、●印は、銅被膜24を施すことがなく且つスリット状の凹部30を設けていない鉄心22a(図8参照)を用いた場合、△印は、銅被膜24を施すことがなく且つスリット状の凹部30を設けた鉄心22b(図9参照)を用いた場合、□印は、銅被膜24で被覆し且つスリット状の凹部30を設けていない鉄心22c(図10参照)を用いた場合、◇印は、銅被膜24で被覆し且つスリット状の凹部30を設けた鉄心22を用いた場合のステップ応答を、それぞれ示している。
【0033】
図7から諒解されるように、銅被膜24を施し且つスリット状の凹部30を形成した鉄心22を用いた場合(◇印参照)のステップ応答が最適であり、次いで、スリット状の凹部30を形成しないで鉄心22cを銅被膜24で被覆した場合(□印参照)のステップ応答が良好であることがわかった。
【0034】
さらに、本実施の形態において、第1および第2磁性体32、34の側部に、相互に接近する方向に突出する第1フランジ部44aおよび第2フランジ部44bをそれぞれ形成することにより、物品60に対する吸着力が増大したことを原理的に以下に説明する。
【0035】
図12は本実施の形態、図13および図14はそれぞれ比較例を示し、図12乃至図14中において、参照数字74はソレノイド、参照数字76a、76bは極板、参照数字78a、78bは吸着面をそれぞれ示している。図13の吸着面78a、78bと比較して図12および図14の吸着面78a、78bが大きいことから、吸着力が増大することになる。
【0036】
この場合、一方の極板76bの吸着面78bを増大させた比較例に係る図14では、物品60に対する吸着面の合計面積が図12と略同一であっても、極板76a、76bのパーミアンスが大きくなるために極板76a、76b間に直接発生する磁束が増大し、物品60側を通過する磁束がそれほど増加しないという問題がある。
【0037】
従って、図12に示されるように、本実施の形態では、第1および第2磁性体32、34の側部に、相互に接近する方向に突出する第1フランジ部44aおよび第2フランジ部44bをそれぞれ形成し、発生する磁束を前記第1および第2フランジ部44a、44bを介して物品60側に集中させることにより、吸着力を最も向上させることができた。
【0038】
図15は、吸着力を増大させる他の実施の形態に係る電磁装置を示し、図中、図12乃至図14と同一の構成要素については、同一の参照数字を付して詳細な説明を省略する。
【0039】
吸着面78a、78bの面積を増やすために、第1フランジ部44aと第2フランジ部44bとの対向面の隙間を狭くすると、その部分に磁束が集中して部品60の吸着力を増加させることができない。
【0040】
この場合、図16に示されるように、第1フランジ部44aと第2フランジ部44bとのそれぞれの対向面の対向間隔を小さくして部品に磁束を効率良く集中させるため、第1対向面82a、82bは、微小間隔を保持するために吸着面78a、78bに対して略直角に延在する微小な面を有し、吸着面78a、78bより離れるにしたがって互いに徐々に離間距離が増大する第2対向面84a、84bが形成されることによって、部品60に対する吸引力を増加させることが可能である。
【0041】
図17は、物品の搬送速度に対応して物品を仕分ける分岐点の搬送路の曲率半径を最適にすることが可能な本発明の他の実施の形態に係る仕分けコンベア用切換装置90を示し、図中、図1乃至図4に示す構成要素と同一の構成要素については、同一の参照数字を付して詳細な説明を省略する。
【0042】
図17において、第1磁性体32および第2磁性体34の一側面には、直線状に形成された第1平面部40aおよび第2平面部40bと、前記第1平面部40aおよび第2平面部40bに連続し、漸次拡大する曲率半径を有する第1湾曲部92aおよび第2湾曲部92bとを形成し、図18に示すように、仕分けコンベアシステム50(図2参照)を形成する主レール64および分岐レール66が枝分かれして物品60を仕分けする部分に装着される。この場合、仕分けコンベアシステム50のスラットコンベア56の速度は重さ(質量)が一定の物品60を搬送するため、一定に確保される。
【0043】
ここで、図18に示されるように、スラットコンベア56の速度、すなわち物品60を搬送する主レール64の速度をV、物品60の質量をm、仕分けコンベア用切換装置90の第1湾曲部92aおよび第2湾曲部92bの任意の位置における曲率半径をr、曲率半径rを有する搬送路における物品60の接線方向速度をu、主レール64の速度Vのベクトルと接線方向速度uのベクトルとのなす角度をθとすると、第1湾曲部92aおよび第2湾曲部92bの曲率半径rにおける物品60に作用する向心力Fは、F=mu2/rより、下記の(1)式のように表せる。
【0044】
F=mV2cos2θ/r …(1)
(1)式において、「mV2 」が一定であるから、θが0(θは0を含む)〜30度に増加するに従い「r」を大きくすれば、「F」を小さくすることが可能となる。
【0045】
従って、第1湾曲部92aおよび第2湾曲部92bの曲率半径rを漸次大きくすることにより、物品60に作用する向心力Fを小さくすることができる。
【0046】
なお、図17では第1磁性体32および第2磁性体34の第1湾曲部92aおよび第2湾曲部92の曲率半径を漸次拡大したが、第1磁性体32および第2磁性体34の一側面、すなわち、直線状に形成された第1平面部40aおよび40bと前記第1湾曲部92aおよび第2湾曲部92bとの間を連続して漸次拡大する曲率半径に形成してもよい。
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【0048】
すなわち、鉄心を銅被膜によって被覆しおよび/または前記鉄心にスリット状の凹部を形成することにより、コイルに通電した際に発生する吸引力の立ち上がりが速くなり、応答性が向上する。
【0049】
さらに、第1磁性体および第2磁性体のそれぞれに設けた第1フランジ部および第2フランジ部の対向面を微小隙間に保持する対向間隔が相互に吸着面に近接するに従って漸次減少するようにしたので、部品に磁束を効率よく集中させることができ、部品に対する吸引力が向上する。
【0050】
また、第1磁性体および第2磁性体の一側面に設ける第1平面部および第2平面部に連続する第1湾曲部および第2湾曲部の曲率半径を漸次拡大することにより、ワークの搬送方向の変更を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る電磁装置が組み込まれた仕分けコンベア用切換装置の斜視図である。
【図2】前記仕分けコンベア用切換装置を仕分けコンベアシステムに適用した要部分解斜視図である。
【図3】前記仕分けコンベアシステムの仕分け部分の一部断面平面図である。
【図4】図3のIV−IV線に沿った縦断面図である。
【図5】図4のV−V線に沿った横断面図である。
【図6】ステップ電圧を印加した際の吸引力の立ち上がり状態を示す説明図である。
【図7】ステップ電圧と時定数との関係を示す説明図である。
【図8】比較例に係る鉄心の軸線と略直交する方向の断面図である。
【図9】比較例に係る鉄心の軸線と略直交する方向の断面図である。
【図10】比較例に係る鉄心の軸線と略直交する方向の断面図である。
【図11】本実施の形態に係る鉄心の軸線と略直交する方向の断面図である。
【図12】本実施の形態に係るフランジ部を示す説明図である。
【図13】比較例に係る吸着力の説明図である。
【図14】比較例に係る吸着力の説明図である。
【図15】本発明の実施の形態に係るフランジ部を示す説明図である。
【図16】図15のフランジ部の拡大概略図である。
【図17】本発明の実施の形態に係る電磁装置が他の仕分けコンベア用切換装置に組み込まれた概略構成を示す斜視図である。
【図18】前記他の仕分けコンベア用切換装置を装着した仕分けコンベアシステムの仕分け部分の一部断面平面図である。
【図19】図18に示す仕分け部分における物品に作用する向心力と他の仕分けコンベア用切換装置の湾曲部の曲率半径との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
10、90…仕分けコンベア用切換装置 12…ソレノイド部
14…吸着部 16…ケーシング
22、22a〜22c…鉄心 24…銅被膜
26…ボビン 28…コイル
30…凹部 32、34…磁性体
36…非磁性体 38…磁石
40a、40b…平面部 42a、42b…湾曲部
44a、44b…フランジ部 50…仕分けコンベアシステム
52…スラット棒 54…シュー
56…スラットコンベア 58…本線搬送路
60…物品 62…分岐搬送路
64…主レール 66…分岐レール
68、70…溝部 72…摺動部材
92a、92b…湾曲部
Claims (6)
- 鉄心と、
前記鉄心の外周面に被覆された銅被膜と、
前記銅被膜の外周面に複数巻回されたコイルと、
前記コイルに対する通電作用下にワークを吸引/吸着する吸着部と、
を備え、
前記吸着部は、所定間隔離間して配設される第1磁性体および第2磁性体と、前記第1磁性体と第2磁性体との間に介装される非磁性体とを備え、前記第1磁性体および第2磁性体には、それぞれ相互に接近する方向に向かって突出する第1フランジ部および第2フランジ部が形成されることを特徴とする電磁装置。 - 軸線と略平行または交差する方向に単数あるいは複数のスリット状の凹部が形成された鉄心と、
前記鉄心の外周面に複数巻回されたコイルと、
前記コイルに対する通電作用下にワークを吸引/吸着する吸着部と、
を備え、
前記吸着部は、所定間隔離間して配設される第1磁性体および第2磁性体と、前記第1磁性体と第2磁性体との間に介装される非磁性体とを備え、前記第1磁性体および第2磁性体には、それぞれ相互に接近する方向に向かって突出する第1フランジ部および第2フランジ部が形成されることを特徴とする電磁装置。 - 軸線と略平行または交差する方向に単数あるいは複数のスリット状の凹部が形成された鉄心と、
前記鉄心の外周面に被覆された銅被膜と、
前記銅被膜の外周面に複数巻回されたコイルと、
前記コイルに対する通電作用下にワークを吸引/吸着する吸着部と、
を備え、
前記吸着部は、所定間隔離間して配設される第1磁性体および第2磁性体と、前記第1磁性体と第2磁性体との間に介装される非磁性体とを備え、前記第1磁性体および第2磁性体には、それぞれ相互に接近する方向に向かって突出する第1フランジ部および第2フランジ部が形成されることを特徴とする電磁装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電磁装置において、前記第1フランジ部および第2フランジ部の対向面を微小隙間に保持する対向間隔が相互に吸着面に近接するに従って漸次減少することを特徴とする電磁装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の電磁装置において、前記第1磁性体および第2磁性体の一側面には、それぞれ、直線状に形成される第1平面部および第2平面部と、前記第1平面部および第2平面部に連続し、漸次拡大する曲率半径を有する第1湾曲部および第2湾曲部が設けられることを特徴とする電磁装置。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の電磁装置において、
前記電磁装置は、コンベア上の物品の搬送路を切り換える仕分けコンベア用切換装置に適用されることを特徴とする電磁装置。
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