JP6502215B2 - 磁気吸着装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、車両のボディ等を構成する鋼板部品を加工する際に、加工装置に装着して鋼板部品を磁力によって吸着、保持する磁気吸着装置に関する。

例えば、図８に示すように、車両のボディ等を構成する鋼板部品Ｗ（例えば、フードパネルやドアパネル等）においては、ヘミング加工装置１００を用いて、アウターパネルＰｏとインナーパネルＰｉとを接合するヘミング加工が行われている。ヘミング加工装置１００には、インナーパネルＰｉをアウターパネルＰｏの裏面にセットした状態でアウターパネルＰｏを載置する下型１０１と、下型１０１に隣接する位置に配置された加工ロボット１０２とを備え、加工ロボット１０２のアーム先端部に装着したローラ体１０３によって、アウターパネルＰｏの外周フランジ部Ｐｆを外周側からインナーパネルＰｉ側へ押圧して折り曲げ、インナーパネルＰｉの外周フランジ部ＰｇにアウターパネルＰｏの外周フランジ部Ｐｆを当接させるヘミング加工を行っている。
また、図９に示すように、従来の上記ヘミング加工装置１００の下型１０１には、ヘミング加工の際に下型１０１の加工面１０４に沿ってアウターパネルＰｏを吸着、保持させるバキューム式の吸着保持装置１０５が装着されている。バキューム式の吸着保持装置１０５には、吸着カップ１０５aやシール部材１０５ｂ等の弾性変形可能な吸着部材が必要であり、これら吸着部材の傷付き、摩耗等が生じると、吸着力が低下してアウターパネルＰｏの位置ずれ等が発生しやすくなる問題があった。また、バキューム式の吸着保持装置１０５には、２系統のエア回路１０６ａ、１０６ｂが必要であるとともに、真空ポンプ（図示せず）が必要であり、その設備費や設置スペース等が増えてしまう問題もあった。

そこで、本出願人は、吸着性能が安定し、設備費等も安価な吸着保持手段として、特許文献１に記載されているような磁気吸着装置に着目している。特許文献１の磁気吸着装置２００は、図１０〜図１２に示すように、略矩形状の基台２０１と、基台２０１の内部に互いに隣接して複数個形成された略円柱状の磁気ユニット２０２と、各磁気ユニット２０２と対向し基台２０１のワーク載置面側に装着された強磁性体からなる略円柱状の支持体２０３とを備え、被吸着物を吸着する時には、隣接する磁気ユニット２０２同士がワーク載置面に対して互いに反対方向に磁化されるように構成されている。

特開２０１４−１０４５７２号公報

しかしながら、特許文献１の磁気吸着装置２００には、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１の磁気吸着装置２００では、図１１に示すように、磁性体である被吸着物Ｗ１０の厚さが、一般に２０ｍｍ程度以上であれば、磁気ユニット２０２から発生する磁束線２０４の多くが、支持体２０３を経由して被吸着物Ｗ１０の内部を通過するので、所望の吸着力を得ることができる。
ところが、車両のボディ等を構成する鋼板部品、例えば、フードパネルやドアパネル等のアウターパネルを構成する鋼板部品の厚さは、０．６〜０．９ｍｍ程度である。そのため、図１２に示すように、板厚の薄い被吸着物Ｗ２０（板厚が１ｍｍ程度）に対して上記磁気吸着装置２００を用いた場合、被吸着物Ｗ２０の内部を通過する磁束線２０５より被吸着物Ｗ２０を板厚方向に突き抜けて外部を通過する磁束線２０６が増加し、その結果、所望の吸着力を得られないという問題があった。
また、被吸着物Ｗ２０を板厚方向に突き抜ける磁束線２０６が増加すると、環境中に浮遊する微細な磁性粒子を吸引して、被吸着物Ｗ２０の表面に異物が堆積する問題や、被吸着物Ｗ２０が遠距離から吸引されて支持体２０３に当接するときの衝撃力が増加することによって被吸着物Ｗ２０表面に傷付き等が生じやすい問題、さらには、周辺に配置された磁気利用機器（例えば、エアシリンダの作動端検出センサなど）の誤動作を誘発する問題等があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、板厚の薄い被吸着物の内部を通過する磁束線を増加させ、当該被吸着物を突き抜けてその外部を通過する磁束線を低減できる磁気吸着装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る磁気吸着装置は、次のような構成を有している。
（１）基台と、当該基台の内部に収納され、互いに隣接して複数個形成された磁気ユニットと、当該各磁気ユニットと対向し前記基台のワーク載置面側に装着された強磁性体からなる支持体とを備え、被吸着物を吸着する時には、隣接する前記磁気ユニット同士がワーク載置面に対して互いに反対方向へ磁化されるように構成された磁気吸着装置であって、
前記支持体は、底部と当該底部の外周縁から起立した環状部とを備えた略筒状体であることを特徴とする。

本発明においては、支持体は、底部と当該底部の外周縁から起立した環状部とを備えた略筒状体であるので、支持体の底部と環状部とによって囲まれた内周側の窪み領域が、支持体の環状部に比べて相対的に磁気抵抗の高い領域となり、支持体の底部を通過する磁束線を減少させ、環状部の上面を通過する磁束線を増加させることができる。そのため、Ｎ極に磁化された支持体の環状部の上面から隣接する反対方向に磁化（Ｓ極に磁化）された支持体における環状部の上面に向かって略水平状に流れる磁束線を増加させることができる。その結果、被吸着物が、例えば、板厚が１ｍｍ以下の薄鋼板の場合であっても、被吸着物の内部を通過する磁束線を増加させることができ、板厚の薄い被吸着物を所望の吸着力で支持体に吸着、保持させることができる。
また、支持体の底部を通過して上方へ放出される磁束線が減少するので、環境中に浮遊する微細な磁性粒子を吸引して、被吸着物表面に異物が堆積する恐れを減少させることができる。また、被吸着物が遠距離から吸引されて支持体に当接するときの衝撃力を減少させることによって被吸着物表面に傷付き等が生じにくくなり、さらには、周辺に配置された磁気利用機器（例えば、エアシリンダの作動端検出センサなど）の誤動作を誘発する恐れを低減させることができる。
よって、本発明によれば、板厚の薄い被吸着物の内部を通過する磁束線を増加させ、当該被吸着物を突き抜けてその外部を通過する磁束線を低減できる磁気吸着装置を提供することができる。

（２）（１）に記載された磁気吸着装置において、
前記支持体は、前記底部と前記環状部とが略直交するように形成され、前記底部と前記環状部との交差部には、両者に内接するＲ部が形成されたことを特徴とする。

本発明においては、支持体は、底部と環状部とが略直交するように形成され、底部と環状部との交差部には、内接するＲ部が形成されたので、支持体の底部と環状部とによって囲まれた内周側の窪み領域は、その容積が更に増大するため、支持体の環状部に対して一層磁気抵抗の高い領域となり、支持体の底部を通過する磁束線を更に減少させ、環状部の上面を通過する磁束線を更に増加させることができる。また、支持体の底部と環状部との交差部には、両者に内接するＲ部が形成されたので、底部を通過する磁束線を、Ｒ部を介して環状部へ誘導させることができる。そのため、底部を通過する磁束線を、磁気抵抗の少ない環状部に向けてより一層効果的に偏向させることができる。また、環状部は、底部に対して略直交するように形成されているので、環状部の内部を通過する磁束線が、環状部の側壁から放出されることを低減できる。そのため、環状部の内部を通過する磁束線が、被吸着物の内部をより一層多く通過できる。その結果、被吸着物が、例えば、板厚が０．６〜０．９ｍｍ程度の薄鋼板であっても、より一層吸着力を増加させることができる。

（３）（１）又は（２）に記載された磁気吸着装置において、
前記環状部は、肉厚寸法が１〜５ｍｍ程度の範囲内であることを特徴とする。

本発明においては、環状部は、肉厚寸法が１〜５ｍｍ程度の範囲内であるので、環状部の内部を通過する磁束線を収束して、磁束線の密度をより一層高めることができる。そのため、Ｎ極に磁化された支持体の環状部の上面から反対方向に磁化（Ｓ極に磁化）された支持体における環状部の上面に向けて放出される磁束線の密度を更に増加させることができる。その結果、例えば、０．６〜０．９ｍｍ程度の薄鋼板の被吸着物に対する吸着力を大幅に増大させることができる。

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載された磁気吸着装置において、
前記磁気ユニットは、上下方向に磁化される主磁石部と、当該主磁石部と前記支持体との間で前記主磁石部の外周縁に沿って前記基台内に配置された環状磁石部とを備え、前記被吸着物を吸着する時には、前記環状磁石部の内周側と前記主磁石部の支持体側とが同一磁極に磁化されることを特徴とする。

本発明においては、磁気ユニットは、上下方向に磁化される主磁石部と、当該主磁石部と支持体との間で主磁石部の外周縁に沿って基台内に配置された環状磁石部とを備え、被吸着物を吸着する時には、環状磁石部の内周側と主磁石部の支持体側とが同一磁極に磁化されるので、主磁石部の外周側へ放出する磁束線の漏えいを環状磁石部によって規制して、支持体の環状部に磁束線を収束させることができる。その結果、被吸着物が、例えば、板厚が０．６〜０．９ｍｍの薄鋼板の場合であっても、被吸着物の内部を通過する磁束線をより一層増加させることができ、板厚の薄い被吸着物を所望の吸着力で支持体に吸着、保持させることができる。

（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載された磁気吸着装置において、
前記基台は、車両のボディを構成する鋼板部品のアウターパネルとインナーパネルとをヘミング加工するヘミング加工装置の下型に装着され、前記支持体は、前記アウターパネルを吸着、保持することを特徴とする。

本発明においては、基台は、車両のボディを構成する鋼板部品のアウターパネルとインナーパネルとをヘミング加工するヘミング加工装置の下型に装着され、支持体は、アウターパネルを吸着、保持するので、ヘミング加工に際して、より一層安定、かつ安価に、アウターパネルを下型に固定させることができる。具体的には、従来のバキューム式の吸着保持装置のように、傷付き、摩耗等が生じやすい吸着カップやシール部材等の吸着部材が不要であり、これら吸着部材の傷付き、摩耗等による吸着力の低下に基づくアウターパネルの位置ずれ等が発生しにくい。また、真空ポンプが不要であり、設備費や設置スペース等の増加を回避することができる。

本発明によれば、板厚の薄い被吸着物の内部を通過する磁束線を増加させ、当該被吸着物を突き抜けてその外部を通過する磁束線を低減できる磁気吸着装置を提供することができる。

本発明に係る実施形態である磁気吸着装置の斜視図である。 図１に示す磁気吸着装置のＡ−Ａ断面図である。 図１に示す磁気吸着装置をヘミング加工装置の下型に装着したときの断面図である。 図１に示す磁気吸着装置に適用する支持体の試料一覧表である。 図４に示す試料の評価結果一覧表である。 図４に示す試料Ｆにおいて、環状部の肉厚寸法Ｌと吸着力指数Ｆとの相関図である。 図４に示す試料Ｆにおいて、被吸着物の板厚Ｔと吸着力指数Ｆとの相関図である。 従来のヘミング加工装置の側面図である。 図８に示すヘミング加工装置の部分断面図である。 特許文献１に記載された磁気吸着装置の部分断面図である。 図１０に示す磁気吸着装置を用いて、板厚の厚い被吸着物（板厚が２０ｍｍ程度）を吸着する時の磁束線を表す部分断面図である。 図１０に示す磁気吸着装置を用いて、板厚の薄い被吸着物（板厚が１ｍｍ程度）を吸着する時の磁束線を表す部分断面図である。

次に、本発明に係る実機形態である磁気吸着装置について、図面を参照して詳細に説明する。はじめに、本実施形態に係る磁気吸着装置の構造及び動作方法について説明する。次に、本磁気吸着装置における支持体の断面形状と吸着力との関係について、比較例と実施例を用いて説明する。更に、本磁気吸着装置における支持体の最適条件について説明する。

＜本磁気吸着装置の構造及び動作方法＞
まず、本実施形態に係る磁気吸着装置の構造及び動作方法を、図１〜図３を用いて説明する。図１に、本発明に係る実施形態である磁気吸着装置の斜視図を示す。図２に、図１に示す磁気吸着装置のＡ−Ａ断面図を示す。図３に、図１に示す磁気吸着装置をヘミング加工装置の下型に装着したときの断面図を示す。

図１〜図３に示すように、本実施形態に係る磁気吸着装置１０は、略矩形状の基台１と、当該基台１の内部に収納され、互いに隣接して複数個（ここでは、６個）形成された磁気ユニット２（２Ａ、２Ｂ）と、当該各磁気ユニット２と対向し基台１のワーク載置面１１側に装着された強磁性体からなる支持体３（３Ａ、３Ｂ）とを備えている。本磁気吸着装置１０が被吸着物Ｗ１を吸着する時には、隣接する磁気ユニット２同士がワーク載置面１１に対して互いに反対方向へ磁化されるように構成されている。なお、図１において、支持体３の側壁に表示した磁極Ｎ、Ｓは、対応する磁気ユニット２のワーク載置面側の磁極を表示している。

基台１は、磁気ユニット２（２Ａ、２Ｂ）を互いに隣接した状態で収容する鉄等の強磁性体からなる枠体である。基台１の上面は、ワーク載置面１１であり、基台１の下面は、装置の取付面１２である。基台１の側面１３には、後述する環状磁石部２２（２２Ａ、２２Ｂ）を磁化する電源端子１４が装着されている。電源端子１４には、操作盤１５が接続されている。

磁気ユニット２は、磁極Ｎ、Ｓが基台１の上下方向に分極するように構成されている。磁気ユニット２（２Ａ、２Ｂ）は、基台１の長手方向と幅方向とにそれぞれ均等距離だけ離間して、碁盤目状に配置されている。また、磁気ユニット２には、略円柱状に形成された主磁石部２１（２１Ａ、２１Ｂ）と、当該主磁石部２１と支持体３との間で主磁石部２１の外周縁に沿って基台１内に配置された環状磁石部２２（２２Ａ、２２Ｂ）と、主磁石部２１の上端と支持体３の下端との間に形成された支持体座部６とを備えている。磁気ユニット２が被吸着物Ｗ１を吸着する時には、環状磁石部２２の内周側と主磁石部２１の支持体側とが同一磁極に磁化される。支持体３は、ボルト等によって支持体座部６に螺着され、主磁石部２１の支持体側と同一磁極に磁化される。なお、隣接する主磁石部２１の下端には、板状ヨーク部５が当接されている。

本実施形態では、主磁石部２１は永久磁石であり、環状磁石部２２は電磁石である。環状磁石部２２は、その励磁コイルに流す励磁電流の方向を切り替えることによって、被吸着物Ｗ（Ｗ１）を吸着する時とは反対方向へ磁化することができる。例えば、被吸着物Ｗ（Ｗ１）を離脱する時には、環状磁石部２２の内周側と主磁石部２１の支持体側とが反対磁極に磁化されることによって、磁気ユニット２の磁力は、主磁石部２１の磁力と環状磁石部２２の磁力とが打ち消し合って、消磁される。なお、主磁石部２１も電磁石に構成することは可能である。

支持体３（３Ａ、３Ｂ）は、底部３１（３１Ａ、３１Ｂ）と当該底部３１の外周縁から起立した環状部３２（３２Ａ、３２Ｂ）とを備えた略筒状体である。支持体３（３Ａ、３Ｂ）は、例えば、材質ＳＳ４００などの強磁性体である。なお、支持体３は、略円環状の筒状体である。また、支持体の底部上面は、平坦面である。支持体３の吸着面は、底部３１の外周縁から起立した環状部３２（３２Ａ、３２Ｂ）の上面３２１（３２１Ａ、３２１Ｂ）である。また、支持体３は、底部３１と環状部３２とが直交するように形成され、底部３１と環状部３２との交差部には、両者に内接するＲ部３４が形成されていることが好ましい。なお、支持体３の断面形状については、後で詳述する。

本磁気吸着装置１０は、例えば、車両のボディ等を構成する鋼板部品ＷのアウターパネルＷ１とインナーパネルＷ２とをヘミング加工するヘミング加工装置２０の下型７に装着することができる。この場合、基台１は、アウターパネルＷ１と略均等な隙間が形成されるように、取付ブラケット７２を介して下型７に傾斜状に固定されている。支持体３の環状部３２は、アウターパネルＷ１が下型７の加工面７１に当接した状態で、アウターパネルＷ１と均一に当接するように、高さが調節される。アウターパネルＷ１が下型７の加工面７１に正規にセットされた後に、操作盤１５を操作して環状磁石部２２の励磁コイルに流す励磁電流の方向を切り替えることによって、環状磁石部２２の内周側と主磁石部２１の支持体側とが同一磁極に磁化される。これによって、本磁気吸着装置１０は、ヘミング加工装置２０のローラ体８１がアウターパネルＷ１の外周フランジ部Ｗ１１を押圧してインナーパネルＷ２の外周フランジ部Ｗ２１に当接させるヘミング加工力に対抗して、アウターパネルＷ１を吸着、保持する。その結果、ヘミング加工中におけるアウターパネルＷ１の下型７の加工面７１に対する位置ズレ等を回避できる。ヘミング加工後には、環状磁石部２２の内周側と主磁石部２１の支持体側とが反対磁極に磁化され、磁気ユニット２の磁力を消磁することによって、アウターパネルＷ１を下型７の加工面７１から離脱させることができる。

＜支持体の断面形状と吸着力との関係＞
次に、本磁気吸着装置における支持体の断面形状については、薄鋼板からなる被吸着物に対する吸着力に与える影響が大きいので、図４、図５を用いて詳細に説明する。図４に、図１に示す磁気吸着装置に適用する支持体の試料一覧表を示す。図５に、図４に示す試料の評価結果一覧表を示す。

図４、図５に示すように、各種支持体形状を作り、薄板鋼板に対する吸着力を評価した。支持体の試料Ａ、Ｂは、比較例であり、支持体の試料Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは、実施例である。なお、各支持体の試料中央部には、ボルト締付用の座が凹設されている。ここでは、板厚が１ｍｍ程度の薄鋼板を鉛直方向に吸着する吸着力を指数評価している。

試料Ａは、特許文献１に記載された支持体と略同様であって、略円柱状に形成されている。この場合、磁気ユニットからの磁束線は、支持体の内部を略鉛直上方へ通過し、支持体の上端からそのまま略鉛直上方へ放出される。磁束線の一部は、支持体の外周側壁から隣接する反対方向に磁化された支持体の外周側壁側へ向けて放出される。
このように、試料Ａでは、磁気ユニットから上方へ放出される磁束線の大半は、支持体の内部を略鉛直上方へ通過し、支持体の上端からそのまま鉛直上方へ放出される。そのため、磁束線を水平方向へ偏向させる効果がほとんど認められない。ここでは、板厚が１ｍｍ程度の薄鋼板を吸着する吸着力の基準とすべく、その吸着力指数を１．０とする。

次に、試料Ｂは、試料Ａの支持体における外周側壁を上内方に向けて傾斜状（傾斜角：約５０°）に削除した形状に形成されている。この場合、磁気ユニットからの磁束線は、支持体の中央部において内部を略鉛直上方へ通過し、支持体の上端から略そのまま略鉛直上方へ放出される。支持体の外周側の磁束線は、支持体の上内方へ偏向され、傾斜状に形成された外周側壁から隣接する反対方向に磁化された支持体の外周側壁側へ向けて放出されない。そのため、磁束線を中央部に集中させて、水平方向へ偏向させる効果がほとんど認められず、板厚が１ｍｍ程度の薄鋼板を吸着する吸着力指数は、０．６であった。

これに対して、試料Ｃは、試料Ａの支持体におけるボルト締結座の上方を上外方へ向けて傾斜状（傾斜角：約４０°）に削除するとともに、外周側壁を上内方へ向けて急傾斜状（傾斜角：約７０°）に削除した形状に形成されている。この場合、支持体は、底部と当該底部の外周縁から起立した環状部とを備えた略筒状体となって、支持体の底部と環状部とによって囲まれた内周側の窪み領域が、支持体の環状部に対比して相対的に磁気抵抗の高い領域となり、支持体の底部を通過する磁束線を減少させ、環状部の上面を通過する磁束線を増加させる。そのため、磁気ユニットからの磁束線は、支持体の中央側から外周側へ向けて偏向され、環状部の上端に向けて収束されて通過し、収束された磁束線の一部が、環状部の上端から隣接する反対方向に磁化された支持体の環状部の上端に向けて、略水平方向へ傾斜しながら放出されるようになった。したがって、試料Ａ、Ｂの場合と異なり、磁束線を水平方向へ偏向させる効果が認められ、板厚が１ｍｍ程度の薄鋼板を吸着する吸着力指数は、１．５であった。

次に、試料Ｄは、試料Ａの支持体におけるボルト締結座を更に外周側へ拡張して、筒状体の底部が平坦状に形成されるとともに、環状部の内周側壁がより急傾斜状（傾斜角：約５０°）に形成され、かつ、外周側壁が垂直状（傾斜角：約９０°）に形状に形成されている。この場合も、試料Ｃと同様に、支持体は、底部と当該底部の外周縁から起立した環状部とを備えた略筒状体となって、磁気ユニットからの磁束線は、支持体の中央部から外周側に向けて偏向され、環状部の上端に向けて収束されて通過し、収束された磁束線の一部が、環状部の上端から隣接する反対方向に磁化された支持体の環状部の上端に向けて、略水平方向へ傾斜しながら放出されるようになった。この場合、環状部の上端が、試料Ｃの場合より外周側に形成されているので、磁束線を水平方向へ偏向させる効果が多く認められ、板厚が１ｍｍ程度の薄鋼板を吸着する吸着力指数は、１．７であった。

次に、試料Ｅは、試料Ａの支持体におけるボルト締結座を更に外周側へ拡張して、筒状体の底部が外周縁付近まで平坦状に形成されるとともに、環状部の内周側壁が垂直状（傾斜角：約９０°）に形成され、かつ、環状部の外周側壁が垂直状（傾斜角：約９０°）に形成されている。この場合、支持体は、底部と環状部とが略直交するように形成され、底部と環状部との交差部には、両者に内接するＲ部が形成された筒状体となって、磁気ユニットからの磁束線は、支持体の環状部の内部を所定の肉厚で形成された上端に向けて収束されて通過し、収束された磁束線の多くが、環状部の上端から隣接する反対方向に磁化された支持体の環状部の上端に向けて、略水平方向へ傾斜しながら放出されるようになった。ただし、試料Ｅは、支持体の環状部の外周側壁が、磁気ユニットの外周縁より内側に形成されている。そのため、磁気ユニットの外周縁での磁束漏れが僅かに認められるものの、試料Ｄの場合より、磁束線を水平方向へ偏向させる効果が多く認められ、板厚が１ｍｍ程度の薄鋼板を吸着する吸着力指数は、１．９であった。

次に、試料Ｆは、試料Ｅの支持体における外周側壁を磁気ユニットの外周縁まで拡張して形成されている。この場合、支持体は、底部と環状部とが略直交するように形成され、底部と環状部との交差部には、両者に内接するＲ部が形成された筒状体となって、磁気ユニットからの磁束線は、支持体の環状部の内部を外周側において所定の肉厚で形成された上端に向けて収束されて通過し、収束された磁束線の多くが、互いに距離が近くなった環状部の上端から隣接する反対方向に磁化された支持体の環状部の上端に向けて、略水平方向へ傾斜しながら放出されるようになった。そのため、磁気ユニットの外周縁での磁束漏れが認められず、試料Ｅの場合より、磁束線を水平方向へ偏向させる効果が多く認められ、板厚が１ｍｍ程度の薄鋼板を吸着する吸着力指数は、２．１であった。この吸着力指数は、上記試料の中で、最も高い値であった。

以上の比較例（試料Ａ、Ｂ）と実施例（試料Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）から明らかなように、支持体３は、底部３１と当該底部の外周縁から起立した環状部３２とを備えた略筒状体であることが好ましく、また、支持体は、底部と環状部とが略直交するように形成され、底部と環状部との交差部には、両者に内接するＲ部が形成された筒状体であることが更に好ましい。それらの場合には、支持体３の底部３１と環状部３２とによって囲まれた内周側の窪み領域３３が、支持体３の環状部３２に対して相対的に磁気抵抗の高い領域となり、支持体３の底部３１から上方へ放出される磁束線４１を減少させ、環状部３２の上面から放出する磁束線４２を増加させることができる。そのため、Ｎ極に磁化された支持体３Ａの環状部３２Ａの上面３２１Ａから、隣接する反対方向に磁化（Ｓ極に磁化）された支持体３Ｂにおける環状部３２Ｂの上面３２１Ｂに向かって略水平状に流れる磁束線４２を増加させることができる（図２を参照）。その結果、被吸着物Ｗ１が、例えば、板厚が１ｍｍ以下の薄鋼板の場合であっても、被吸着物の内部を通過する磁束線を増加させることができ、板厚の薄い被吸着物を所望の吸着力で支持体に吸着、保持させることができる。

＜支持体の吸着力を最大化できる条件＞
次に、本磁気吸着装置における支持体の吸着力を最大化できる条件について、図６、図７を用いて説明する。図６に、図４に示す試料Ｆにおいて、環状部の肉厚寸法Ｌと吸着力指数Ｆとの相関図を示す。図７に、図４に示す試料Ｆにおいて、被吸着物の板厚Ｔと吸着力指数Ｆとの相関図を示す。

図６は、試料Ｆの断面形状からなる支持体３を用いて、環状部３２の高さ寸法（１５ｍｍ）及び外径寸法（７０ｍｍ）を固定した状態で、その肉厚寸法Ｌを変化させて、板厚が０．７５ｍｍの被吸着物Ｗ０を吸着させる吸着力指数を評価した結果である。吸着力指数は、環状部３２の肉厚寸法Ｌが、１０ｍｍのときにおける吸着力を基準に相対評価した指数値である。

図６に示すように、環状部３２の肉厚寸法Ｌが５ｍｍを越える領域では、吸着力が徐々に低下するが、環状部３２の肉厚寸法Ｌが５ｍｍ以下の領域では、吸着力が急激に増加することが分かる。また、環状部３２の肉厚寸法Ｌが１．５ｍｍのときには、吸着力が最大値を示し、環状部３２の肉厚寸法Ｌが１ｍｍのときには、吸着力が僅かに低下することが分かる。環状部３２の肉厚寸法Ｌが１ｍｍ未満では、環状部３２の強度が低下して、支持体３を加工する際に変形等が生じる恐れがある。そのため、底部３１と環状部３２とが略直交するように形成され、底部３１と環状部３２との交差部には、両者に内接するＲ部３４が形成された筒状体であるように形成された支持体３であって、その環状部３２の肉厚寸法Ｌが１〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。

図７は、図４に示す試料Ｆであって、図６に示す環状部３２の肉厚寸法Ｌが５ｍｍで形成された支持体３と、図４に示す試料Ａの形状に形成された支持体とを用い、被吸着物の板厚Ｔに応じて、それぞれの吸着力がどのように変化するのかを、吸着力指数Ｆによって評価した結果である。実線Ｓ１で示す吸着力指数のグラフが、図４に示す試料Ｆであって、図６に示す環状部３２の肉厚寸法Ｌが５ｍｍで形成された支持体３を用いた場合であり、破線Ｓ２で示す吸着力指数のグラフが、図４に示す試料Ａの形状で形成された支持体３を用いた場合である。

図７に示すように、実線Ｓ１で示す吸着力指数のグラフは、被吸着物の板厚減少に伴う吸着力の低下が緩慢であって、特に、車両のボディを構成する鋼板部品において一般的な薄鋼板（板厚が０．６〜０．９ｍｍ程度）の板厚範囲Ｔ１において、従来の支持体である図４の試料Ａと比較して、有効であることが分かる。

＜作用効果＞
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る磁気吸着装置１０によれば、支持体３は、底部３１と当該底部３１の外周縁から起立した環状部３２とを備えた略筒状体であるので、支持体３の底部３１と環状部３２とによって囲まれた内周側の窪み領域３３が、支持体３の環状部３２に対比して相対的に磁気抵抗の高い領域となり、支持体３の底部３１を通過する磁束線４１を減少させ、環状部３２の上面３２１を通過する磁束線４２を増加させることができる。そのため、Ｎ極に磁化された支持体３Ａの環状部３２Ａの上面３２１Ａから隣接する反対方向に磁化（Ｓ極に磁化）された支持体３Ｂにおける環状部３２Ｂの上面３２１Ｂに向かって略水平状に流れる磁束線４２を増加させることができる。その結果、被吸着物Ｗ１が、例えば、板厚が１ｍｍ以下の薄鋼板の場合であっても、被吸着物Ｗ１の内部を通過する磁束線を増加させることができ、板厚の薄い被吸着物Ｗ１を所望の吸着力で支持体３（３Ａ、３Ｂ）に吸着、保持させることができる。
また、支持体３の底部３１を通過して上方へ放出される磁束線４１が減少するので、環境中に浮遊する微細な磁性粒子を吸引して、被吸着物表面に異物が堆積する恐れを減少させることができる。また、被吸着物が遠距離から吸引されて支持体に当接するときの衝撃力を減少させることによって被吸着物表面に傷付き等が生じにくくなり、さらには、周辺に配置された磁気利用機器（例えば、エアシリンダの作動端検出センサなど）の誤動作を誘発する恐れを低減させることができる。
よって、本実施形態によれば、板厚の薄い被吸着物Ｗ１の内部を通過する磁束線４２を増加させ、当該被吸着物Ｗ１を突き抜けてその外部を通過する磁束線を低減できる磁気吸着装置１０を提供することができる。

また、本実施形態によれば、支持体３は、底部３１と環状部３２とが略直交するように形成され、底部３１と環状部３２との交差部には、両者に内接するＲ部３４が形成されたので、支持体３の底部３１と環状部３２とによって囲まれた内周側の窪み領域３３は、その容積が更に増大するため、支持体３の環状部３２に対比して一層磁気抵抗の高い領域となり、支持体３の底部３１を通過する磁束線４１を更に減少させ、環状部３２の上面３２１を通過する磁束線４２を更に増加させることができる。また、支持体３の底部３１と環状部３２との交差部には、両者に内接するＲ部３４が形成されたので、底部３１を通過する磁束線４３を、Ｒ部３４を介して環状部３２へ誘導させることができる。そのため、底部３１を通過する磁束線４３を、磁気抵抗の少ない環状部３２に向けてより一層効果的に偏向させることができる。また、環状部３２は、底部３１に対して略直交するように形成されているので、環状部３２の内部を通過する磁束線４４が、環状部３２の側壁から放出されることを低減できる。そのため、環状部３２の内部を通過する磁束線４４が、被吸着物Ｗ１の内部をより一層多く通過できる。その結果、被吸着物Ｗ１が、例えば、板厚が０．６〜０．９ｍｍ程度の薄鋼板であっても、より一層吸着力を増加させることができる。

また、本実施形態によれば、環状部３２は、肉厚寸法Ｌが１〜５ｍｍ程度の範囲内であるので、環状部３２の内部を通過する磁束線４４を収束して、磁束線４４の密度をより一層高めることができる。そのため、Ｎ極に磁化された支持体３Ａにおける環状部３２Ａの上面３２１Ａから反対方向に磁化（Ｓ極に磁化）された支持体３Ｂにおける環状部３２Ｂの上面３２１Ｂに向けて放出される磁束線４２の密度を更に増加させることができる。その結果、例えば、０．６〜０．９ｍｍ程度の薄鋼板の被吸着物Ｗ１に対する吸着力を大幅に増大させることができる。

また、本実施形態によれば、磁気ユニット２は、上下方向に磁化される主磁石部２１と、当該主磁石部２１と支持体３との間で主磁石部２１の外周縁に沿って基台１内に配置された環状磁石部２２とを備え、被吸着物Ｗ１を吸着する時には、環状磁石部２２の内周側と主磁石部２１の支持体側とが同一磁極に磁化されるので、主磁石部２１の外周側へ放出する磁束線の漏えいを環状磁石部２２によって規制して、支持体３の環状部３２に磁束線４４を収束させることができる。その結果、被吸着物Ｗ１が、例えば、板厚が０．６〜０．９ｍｍの薄鋼板の場合であっても、被吸着物Ｗ１の内部を通過する磁束線４２をより一層増加させることができ、板厚の薄い被吸着物Ｗ１を所望の吸着力で支持体３に吸着、保持させることができる。

また、本実施形態によれば、基台１は、車両のボディを構成する鋼板部品のアウターパネルＷ１とインナーパネルＷ２とをヘミング加工するヘミング加工装置２０の下型７に装着され、支持体３は、アウターパネルＷ１を吸着、保持するので、ヘミング加工に際して、より一層安定、かつ安価に、アウターパネルＷ１を下型７に固定させることができる。具体的には、従来のバキューム式の吸着保持装置のように、傷付き、摩耗等が生じやすい吸着カップやシール部材等の吸着部材が不要であり、これら吸着部材の傷付き、摩耗等による吸着力の低下に基づくアウターパネルの位置ずれ等が発生しにくい。また、真空ポンプが不要であり、設備費や設置スペース等の増加を回避することができる。

上述した実施形態は、本発明の要旨を変更しない範囲で変更することができる。例えば、上記実施形態では、磁気ユニット２の主磁石部２１を永久磁石としたが、これに限定されず、電磁石としてもよい。
また、本実施形態では、支持体３は、略円環状の筒状体としたが、必ずしもこれに限られず、例えば、略楕円環状、又は角環状の筒状体でも良い。また、支持体３の底部３１上面は、平坦面としたが、湾曲面でもよい。また、支持体３の底部３１上面には、反磁性体を充填してもよい。反磁性体を充填することによって、支持体３の底部３１を通過する磁束線４１をより一層減少させることができる。この充填により、支持体３内への異物の堆積を防止する効果もある。また、支持体３の底部３１上面には、非磁性体の高摩擦体を充填し、対象ワークを滑り難くして支持体３に対する拘束性を向上させることができる。

本発明は、例えば、車両のボディ等を構成する鋼板部品を加工する際に、加工装置に装着して鋼板部品を磁力によって吸着、保持する磁気吸着装置として利用できる。

１ 基台
２ 磁気ユニット
３ 支持体
１０ 磁気吸着装置
１１ ワーク載置面
２１ 主磁石部
２２ 環状磁石部
３１ 底部
３２ 環状部
３４ Ｒ部
Ｗ１ アウターパネル（被吸着物）
Ｌ 肉厚寸法

Claims (4)

1. 基台と、当該基台の内部に収納され、互いに隣接して複数個形成された磁気ユニットと、当該各磁気ユニットと対向し前記基台のワーク載置面側に装着された強磁性体からなる支持体とを備え、被吸着物を吸着する時には、隣接する前記磁気ユニット同士がワーク載置面に対して互いに反対方向へ磁化されるように構成された磁気吸着装置であって、
   前記支持体は、底部と当該底部の外周縁から起立した環状部とを備えた略筒状体であること、
   前記環状部は、肉厚寸法が１〜５ｍｍ程度の範囲内であることを特徴とする磁気吸着装置。
2. 請求項１に記載された磁気吸着装置において、
   前記支持体は、前記底部と前記環状部とが略直交するように形成され、前記底部と前記環状部との交差部には、両者に内接するＲ部が形成されたことを特徴とする磁気吸着装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載された磁気吸着装置において、
   前記磁気ユニットは、上下方向に磁化される主磁石部と、当該主磁石部と前記支持体との間で前記主磁石部の外周縁に沿って前記基台内に配置された環状磁石部とを備え、前記被吸着物を吸着する時には、前記環状磁石部の内周側と前記主磁石部の支持体側とが同一磁極に磁化されることを特徴とする磁気吸着装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載された磁気吸着装置において、
   前記基台は、車両のボディを構成する鋼板部品のアウターパネルとインナーパネルとをヘミング加工するヘミング加工装置の下型に装着され、前記支持体は、前記アウターパネルを吸着、保持することを特徴とする磁気吸着装置。