JP6751966B2 - 磁気搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は磁気搬送装置に関する。

磁性体ワークの機械加工時に生じる磁性体の切粉や磁性体の物品（搬送対象物）を搬送する際には、磁気により搬送対象物を吸着させた状態で所定の位置まで搬送する磁気搬送装置が用いられる。このような磁気搬送装置としては、例えば特許文献１：特開２００７−２３０７２３号公報に開示されているような構成のものが知られている。

特開２００７−２３０７２３号公報

特許文献１に開示されている磁気搬送装置は、非磁性体搬送筒の内部に収容されたシャフトと、シャフトの外周面に所定間隔で螺旋状に固定された複数個のマグネットと、シャフトを回転させるモータを有し、シャフトをモータにより回転させ、搬送筒の外周面に吸着させた磁性体を搬送筒の一端から他端に移送させるための磁気搬送装置であり、搬送筒の外周面に、搬送筒の軸方向に対して傾斜した抵抗部を搬送筒の外周面に長手方向の一端から他端に向かって設けた構成を有している。

特許文献１に開示されている磁気搬送装置の構成によると、搬送筒の外周面に磁気吸着させた搬送対象物をマグネットの回転と共に搬送筒の外周面に沿って移動させ、抵抗部に搬送対象物を当てることで、抵抗部に沿って搬送対象物を搬送させる構成である。このため、実施形態で説明されているような抵抗部として突起を用いた場合、突起の位置において搬送対象物が搬送筒外周面（マグネット）から離反し、搬送対象物に作用する磁気が弱まってしまうことがある。特に搬送筒に鉛直方向に搬送する部分や搬送筒が曲がり部分においては、搬送対象物がマグネットから離反すると、重力の作用により搬送筒の外周面から搬送対象物が脱落してしまうといった課題を有している。

そこで本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは次のとおりである。すなわち、搬送対象物を搬送筒の外周面から脱落させることなく、確実に搬送筒の搬送方向に搬送対象物を搬送することが可能な磁気搬送装置を提供することにある。

上記課題を解決するため発明者が鋭意研究した結果、以下の構成に想到した。すなわち、本発明は、非磁性体材料からなる搬送筒と、前記搬送筒の内部に配設されたシャフトと、前記シャフトを軸線周りに回転させるモータと、前記シャフトの外周面上において、前記シャフトの外周面に沿って螺旋状となる位置に、順次、それぞれ取付部材を介して複数取り付けられ、前記搬送筒の内周面に対向する側の磁極が、前記螺旋状の取り付け方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互に現れるように配設されたマグネットと、を有し、前記搬送筒の外周面には、前記螺旋状に配設された前記マグネットの螺旋方向とは逆向きの螺旋状に延びる粗面加工部が形成されていることを特徴とする磁気搬送装置である。

これにより、搬送対象物を搬送筒の外周面から脱落させすることなく、確実に搬送筒の搬送方向に搬送対象物を搬送することが可能な磁気搬送装置を提供することができる。

また、前記シャフトはフレキシブルシャフトであって、前記搬送筒は、搬送対象物を水平方向に搬送する水平方向搬送部と、前記搬送対象物を鉛直方向に搬送する鉛直方向搬送部と、曲線搬送部と、を有し、前記粗面加工部は、前記搬送筒の曲線搬送部に形成されていることが好ましい。

また、前記シャフトはフレキシブルシャフトであって、前記搬送筒は、搬送対象物を水平方向に搬送する水平方向搬送部と、前記搬送対象物を鉛直方向に搬送する鉛直方向搬送部と、曲線搬送部と、を有し、前記粗面加工部は、前記搬送筒の鉛直方向搬送部に形成されていることが好ましい。

これらのような三次元的な搬送経路を有する磁気搬送装置であっても、搬送筒の外周面に搬送対象物を確実に吸着させた状態を維持することができ、搬送筒の外周面から搬送対象物を脱落させることなく搬送対象物を搬送することができる。

また、前記取付部材には、前記搬送筒の内周面上を転動可能な転動体が取り付けられていることが好ましい。

これにより、搬送筒が長く搬送筒に歪や撓みが生じている場合や、搬送経路に曲線搬送部を有していても、シャフトが搬送筒の内部で柔軟に弾性変形し、マグネットを搬送筒の内周面に当接させることがなく、搬送筒の内部で確実に回転させることができる。

また、前記粗面加工部は間欠的に形成されていることが好ましい。

これにより、搬送筒の外周面への粗面加工部分を少なくすることができる。

また、前記搬送筒の搬送方向下流側端縁部には、掻取部が着脱可能に取り付けられていることが好ましい。

これにより、搬送物に応じた掻取部に適宜交換することにより、掻取部の配設位置や掻取部の掻取板の角度調整ができる。

本開示における磁気搬送装置の構成を採用することにより、搬送対象物を搬送筒の外周面から脱落させすることなく、確実に搬送筒の搬送方向に搬送対象物を搬送することが可能な磁気搬送装置を提供することができる。このような搬送筒によれば、三次元的な搬送経路であっても搬送対象物を確実に搬送させることができる。

本実施形態における磁気搬送装置の全体図である。 本実施形態における磁気搬送装置の搬送筒部分における概略構成を示す要部断面図である。 フレキシブルシャフトに対する取付体、マグネット、転動体の取り付け状態を示す平面図である。 フレキシブルシャフトに対する取付体の固定状態を示す説明断面図である。 フレキシブルシャフトに取り付けられたマグネットの磁極の状態を示す説明図である。 図５のＡ部分に相当する搬送筒のＶＩ−ＶＩ線断面図である。

本実施形態における磁気搬送装置１００は、図１、図２に示すように、搬送筒１０と、搬送筒１０の内部に配設されたフレキシブルシャフト２０と、フレキシブルシャフト２０を軸線周りに回転させるモータ３０と、フレキシブルシャフト２０の軸線方向にフレキシブルシャフト２０の外周面に沿って螺旋状にマグネット５０および転動体６０を取り付けるための取付部材４０と、を有している。また、搬送筒１０の搬送方向下流側端縁部には搬送対象物を搬送筒１０から掻き取り分離させるための掻取部７０が取り付けられている。

本実施形態における搬送筒１０はステンレススチールに代表される非磁性体材料により形成されている。搬送筒１０は曲線筒からなる曲線搬送部１０Ａと、直線筒からなり搬送方向を鉛直方向または鉛直方向に傾斜させた鉛直方向搬送部１０Ｂと、直線筒からなり搬送方向を水平方向にした水平方向搬送部１０Ｃとにより構成されている。また、搬送筒１０の外周面には粗面加工部１２が形成されている。粗面加工部１２は搬送筒１０の軸線方向（延長方向）に搬送筒１０の外周面に沿って左巻きの螺旋状に形成されている。ここではサンドブラスト加工等の公知の方法により所要幅寸法の粗面加工部１２を形成している。ここでは、外径寸法５０ｍｍの搬送筒１０対して幅寸法６ｍｍの粗面加工部１２を形成したが、搬送筒１０の外径寸法や粗面加工部１２の幅寸法はこれらの寸法に限定されるものではない。

本実施形態における粗面加工部１２は、図１に示すように、搬送筒１０の曲線搬送部１０Ａおよび鉛直方向搬送部１０Ｂに形成されている。粗面加工部１２を搬送筒１０の外周面に形成することにより、後述するマグネット５０を搬送筒１０の内部空間で粗面加工部１２の螺旋方向と同じ方向（左周り）に回転させた際にマグネット５０の磁力により搬送筒１０の外周面に吸着させた搬送対象物を搬送筒１０の延長方向に搬送させるための力を増大させることができる。

搬送筒１０の内部空間には図２〜図４に示すようにシャフトとしてのフレキシブルシャフト２０が挿通されている。フレキシブルシャフト２０は、コアとなる芯線の上に、第一層から順次、素線を左右交互に、数条ずつ複数層に捲き重ねて所定の太さに仕上げられた公知の構成を用いることができる。フレキシブルシャフト２０の軸線ＡＸは搬送筒１０の軸線と同一軸線上にセットされている。なお、本開示におけるフレキシブルシャフト２０とは、上記に説明したような公知の構成に限定されるものではなく、搬送筒１０の延長方向における線形形状に合わせて弾性変形した状態で軸線ＡＸ周りに回転可能な構造体を含む概念である。

フレキシブルシャフト２０の搬送方向下流側端縁部である第１端部２０Ａには、フレキシブルシャフト２０がフレキシブルシャフト２０の軸線ＡＸ周りに回転可能となるようにカップリング２１を介してモータ３０の出力軸が連結されている。フレキシブルシャフト２０の搬送方向上流側端縁部である第２端部２０Ｂは、搬送筒１０の第２端部２０Ｂに対応する開口端部に装着された防水性を有するキャップ部材２２に取り付けられたベアリング２４により回転可能に保持されている。このように搬送筒１０の第２端部２０Ｂ側の開口端部にはモータ３０は配設されておらず、防水性のキャップ部材２２が取り付けられているので、搬送筒１０の第２端部２０Ｂ側は液中に設置することもできる。

フレキシブルシャフト２０の外周面上には、フレキシブルシャフト２０の軸線ＡＸの延長方向に沿って右巻きの螺旋状（図２，図３に示す破線ＳＰＬに沿って）に取付部材４０が複数取り付けられている。複数の取付部材４０は、フレキシブルシャフト２０の軸線ＡＸ周りに、順次、所要回転角度ずつずれるようにして取り付けている。ここでは、所要回転角度を６０度とした。フレキシブルシャフト２０の軸線ＡＸ方向に沿った取付部材４０の配設位置の軌跡による螺旋の巻き方向（すなわち、フレキシブルシャフト２０の軸線ＡＸ方向に沿ったマグネット５０の配設位置の軌跡による螺旋の巻き方向）は、粗面加工部１２の螺旋の巻き方向と逆方向（逆向き）である。なお、本実施形態においては、モータ３０によってフレキシブルシャフト２０を取付部材４０（マグネット５０）の螺旋の向き（ここでは右巻き（右回り））とは反対方向の左周りに回転させている。

取付部材４０とフレキシブルシャフト２０との取り付け部分においては、互いの長手方向における中心線を直交させた状態になっている。ここでは図４に示すように、フレキシブルシャフト２０を取付部材４０の板厚方向に直交させた状態で貫通させ、取付部材４０の外表面からフレキシブルシャフト２０に向かって複数の係止部材４２により取付部材４０を係止している。

本実施形態における係止部材４２は、先端が尖った先鋭係止部材４２Ａと先端が平坦な平坦係止部材４２Ｂが用いられている。先鋭係止部材４２Ａは先端部をフレキシブルシャフト２０の外周面における複数本の素線により形成された溝部分に進入させた状態で取付部材４０をフレキシブルシャフト２０に固定している。また、平坦係止部材４２Ｂは先端部をフレキシブルシャフト２０の外周面に当接させた状態で取付部材４０をフレキシブルシャフト２０に固定している。このように複数種類の係止部材４２を採用することにより、外周面に凹凸を有すると共に軸線ＡＸ周りに回転するフレキシブルシャフト２０に対して取付部材４０を確実に固定することができる。

それぞれの取付部材４０にはマグネット５０と転動体６０が取り付けられている。マグネット５０は取付部材４０に接着等の公知の手段により固定されている。より詳細には、図３〜図６に示すようにマグネット５０は、マグネット５０の長手方向の中心線とフレキシブルシャフト２０の軸線ＡＸとが平行になるようにしてフレキシブルシャフト２０の外周面に沿って螺旋状に取り付けられている。マグネット５０は、取付部材４０を介してフレキシブルシャフト２０に取り付けられているので、フレキシブルシャフト２０の外周面の周方向におけるマグネット配設角度間隔ＭＨＫは６０度（図６参照）である。

マグネット５０は、搬送筒１０の内周面に対向する側の磁極が、図５に示すように、螺旋状の取り付け方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に現れるように配設されている。また、マグネット５０は、搬送筒１０の搬送方向（フレキシブルシャフト２０の延長方向）において隣接するマグネット５０の長手方向の一部が重複するように配設されている。さらに、マグネット５０の搬送筒１０の内周面に対向する側の外表面は、搬送筒１０の内周面形状に倣った円弧状面に形成されている。フレキシブルシャフト２０の第１端部２０Ａにおける複数のマグネット５０については、搬送筒１０の内周面に対向する側の磁極を同磁極にすると共にフレキシブルシャフト２０の延長方向における位置を等しくさせた状態で取り付けられている。

転動体６０は取付部材４０の長手方向両端部分に取り付けられている。なお、取付部材４０の長手方向とは、フレキシブルシャフト２０の軸線ＡＸと直交する方向である。より詳細には、取付部材４０における長手方向の一方端部分は上流側（第２端部２０Ｂの側）の面に転動体６０が取り付けられ、取付部材４０における長手方向の他方端部分は下流側（第１端部２０Ａの側）の面に転動体６０が取り付けられている。

ここでは同一の取付部材４０に取り付けられた転動体６０のフレキシブルシャフト２０の外周面の周方向における転動体配設角度間隔ＴＨＫを１２０度（図４参照）としている。すなわち、転動体配設角度間隔はマグネット配設角度間隔の２倍になっている。このようにして取付部材４０に取り付けられた転動体６０は、図２および図３に示すように、マグネット５０を挟んでマグネット５０の長手方向の両側位置となる、取付部材４０の両端部に取り付けられた配列をなしている。なお、マグネット５０の長手方向とはフレキシブルシャフト２０の軸線ＡＸと平行である。

本実施形態における転動体６０は、合成樹脂材料からなる円板を回転可能に取付部材４０に軸支させた回転板を採用している。転動体６０（回転板）はフレキシブルシャフト２０の外周面から離間した位置において、搬送筒１０の内周面上をフレキシブルシャフト２０の軸線ＡＸと平行の軸線周りに（搬送筒１０の内周面上を搬送筒１０の延長方向と直交する方向に）転動可能に設けられている。

このように本実施形態における磁気搬送装置１００は、搬送筒１０の延長方向における線形に合わせて搬送筒１０の内部に配設されたフレキシブルシャフト２０が弾性変形して、転動体６０が搬送筒１０の内周面上を転動することになる。また、図４に示すように、フレキシブルシャフト２０の外周面からマグネット５０の搬送筒１０の内周面に対向する側の外表面位置までの離間距離は、フレキシブルシャフト２０の外周面から転動体６０の搬送筒１０の内周面に対向する端部位置までの離間距離よりも短距離であるから、搬送筒１０が曲線搬送部１０Ａを有する場合においても搬送筒１０の内周面にマグネット５０が当接することはない。これにより、搬送筒１０の延長方向における全範囲においてマグネット５０を搬送筒１０の内周面に当接させることなく、フレキシブルシャフト２０と共に搬送筒１０の内部空間で回転させることが可能である。

また、フレキシブルシャフト２０の外周面からマグネット５０の搬送筒１０の内周面に対向する側の外表面位置までの離間距離と、フレキシブルシャフト２０の外周面から転動体６０の搬送筒１０の内周面に対向する端部位置までとの離間距離とを等しくさせた構成を採用することもできる。これによれば、搬送筒１０の内周面とこれに対向する側のマグネット５０の外表面との離間距離が短くなり、搬送筒１０の外周面における磁力を強くすることができ、搬送対象物の脱落をより確実に防止することが可能になる点において好都合である。すなわち、フレキシブルシャフト２０の外周面からマグネット５０の搬送筒１０の内周面に対向する側の外表面位置までの離間距離は、フレキシブルシャフト２０の外周面から転動体６０の搬送筒１０の内周面に対向する端部位置までの離間距離以下であればよいのである。

このような磁気搬送装置１００の構成を採用することにより、搬送経路が長く搬送筒１０に歪みや撓みが生じたとしても、マグネット５０を搬送筒１０の内周面に接触させることなく搬送筒１０の内周面に近接した位置で回転させることができる。これにより従来技術では複数台を用いて搬送しなければならなかった搬送距離であっても、１台の磁気搬送装置１００で搬送対象物を搬送することが可能になる。

さらには、搬送筒１０の延長方向に縦方向または横方向にカーブする曲線搬送部１０Ａが存在しても、搬送筒１０のカーブ形状に合わせてフレキシブルシャフト２０が弾性変形し、曲線搬送部１０Ａの外周側に位置する転動体６０が搬送筒１０の内周面上を転動する。これによりマグネット５０は搬送筒１０の内周面に当接することなく、フレキシブルシャフト２０と共に搬送筒１０の内部空間内で回転させることができる。すなわち、搬送筒１０に三次元的にカーブする曲線搬送部１０Ａおよび鉛直方向搬送部１０Ｂを配設すれば、マグネット５０の磁力により搬送筒１０の外周面に吸着させた搬送対象物を搬送筒１０の三次元形状に沿わせて異音や摩耗を発生させずに搬送することができるのである。

さらにまた、搬送筒１０の外周面にマグネット５０の螺旋方向とは逆方向に螺旋する粗面加工部１２が形成されているので、搬送筒１０の外周面にマグネット５０の磁力で吸着保持させた搬送対象物を搬送すれば、搬送対象物を粗面加工部１２に交差させることができる。搬送対象物を搬送筒１０の外周面に形成した粗面加工部１２に交差させることで、搬送対象物を搬送方向に進めるための力を増大させることができ、搬送筒１０の外周面に吸着させた搬送対象物がフロックにならず、搬送筒１０の外周面から搬送対象物の脱落を防ぐことができる。これに加えて鉛直方向搬送部１０Ｂにより搬送対象物を鉛直方向に搬送する際においては、重力の作用による鉛直方向搬送部１０Ｂの外周面からの搬送対象物の脱落を防止することもできる。

本実施形態においては、粗面加工部１２を搬送筒１０の曲線搬送部１０Ａと鉛直方向搬送部１０Ｂに配設した形態について説明しているが、曲線搬送部１０Ａと鉛直方向搬送部１０Ｂの有無にかかわらず搬送筒１０の全範囲に配設することもできる。また、搬送筒１０の粗面加工部１２は、搬送筒１０の曲線搬送部１０Ａまたは鉛直方向搬送部１０Ｂのいずれか一方のみに配設することも可能である。

また、本実施形態における粗面加工部１２は搬送筒１０の配設延長方向において連続する一本の螺旋形をなしているが、搬送筒１０の外周面上に沿って搬送筒１０の配設延長方向に間欠的な螺旋形を形成する粗面加工部１２の形態を採用することもできる。

また、以上の実施形態においては三次元的な搬送経路の搬送筒１０について説明しているが、搬送対象物を単純に上方位置に移動させるための搬送経路を有する磁気搬送装置１００とすることもできる。このような磁気搬送装置１００においては、単純な直線からなる搬送筒１０を上下方向に配設すればよいため、搬送筒１０の内部に配設するシャフトはフレキシブルシャフト２０ではない一般的なシャフトを用いることができる。さらには搬送筒１０の内周面上を転動する転動体６０の配設を省略することもできる。

また、本実施形態においては、搬送筒１０の搬送方向下流側端縁部（モータ３０が配設されている側の端縁部）に掻取部７０を取り付けた形態について説明しているが、この掻取部７０は搬送対象物に応じて取り付け角度や取り付け位置、形状を異ならせることが好適である。このため、掻取部７０は搬送筒１０に対して着脱可能に取り付けられていることが好ましい。このような掻取部７０としては、搬送筒１０の外周面に巻き付けられ、巻き付け方向における両端部をねじ留め等によって締め付けする巻付部と、巻付部に固定した掻取板とを有する形態等を採用することができる。なお、掻取部７０の巻付部および掻取板の形状は搬送対象物に応じた形態に形成されている。

そして以上に説明した変形例の他、実施形態において説明した変形例等を適宜組み合わせた形態を採用することも可能である。

１０ 搬送筒，
１０Ａ 曲線搬送部，１０Ｂ 鉛直方向搬送部，１０Ｃ 水平方向搬送部，
１２ 粗面加工部，
２０ フレキシブルシャフト，２０Ａ 第１端部，２０Ｂ 第２端部，
２１ カップリング，２２ キャップ部材，２４ ベアリング，
３０ モータ，
４０ 取付部材，４２ 係止部材，４２Ａ 先鋭係止部材，４２Ｂ 平坦係止部材，
５０ マグネット，
６０ 転動体，
７０ 掻取部，
１００ 磁気搬送装置，
ＡＸ 軸線，
ＳＰＬ マグネットの取り付け位置の軌跡による螺旋を示す破線，
ＭＨＫ マグネット配設角度間隔，
ＴＨＫ 転動体配設角度間隔

Claims (6)

1. 非磁性体材料からなる搬送筒と、
   前記搬送筒の内部に配設されたシャフトと、
   前記シャフトを軸線周りに回転させるモータと、
   前記シャフトの外周面上において、前記シャフトの外周面に沿って螺旋状となる位置に、順次、それぞれ取付部材を介して複数取り付けられ、前記搬送筒の内周面に対向する側の磁極が、前記螺旋状の取り付け方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互に現れるように配設されたマグネットと、を有し、
   前記搬送筒の外周面には、前記螺旋状に配設された前記マグネットの螺旋方向とは逆向きの螺旋状に延びる粗面加工部が形成されていることを特徴とする磁気搬送装置。
2. 前記シャフトはフレキシブルシャフトであって、
   前記搬送筒は、搬送対象物を水平方向に搬送する水平方向搬送部と、前記搬送対象物を鉛直方向に搬送する鉛直方向搬送部と、曲線搬送部と、を有し、
   前記粗面加工部は、前記搬送筒の曲線搬送部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気搬送装置。
3. 前記シャフトはフレキシブルシャフトであって、
   前記搬送筒は、搬送対象物を水平方向に搬送する水平方向搬送部と、前記搬送対象物を鉛直方向に搬送する鉛直方向搬送部と、曲線搬送部と、を有し、
   前記粗面加工部は、前記搬送筒の鉛直方向搬送部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気搬送装置。
4. 前記取付部材には、前記搬送筒の内周面上を転動可能な転動体が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の磁気搬送装置。
5. 前記粗面加工部は間欠的に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の磁気搬送装置。
6. 前記搬送筒の搬送方向下流側端縁部には、掻取部が着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の磁気搬送装置。