JP5256538B2 - Electromagnetic device - Google Patents
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Description
本発明は、コイルに通電して発生する磁束により、ワーク(磁性体)を吸引する電磁装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic device that attracts a workpiece (magnetic material) by magnetic flux generated by energizing a coil.
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、物品の仕分け等を行うための電磁石が知られている(特許文献1〜3参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, electromagnets are known for sorting articles and the like under the action of magnetic flux generated by passing a current through an exciting coil wound around an iron core (see
特許文献1に開示された振分装置200では、図44に示すように、振分台本体202上に配置された1つの電磁石204から発生する磁束によって、磁気ガイド206の一部が磁化される。磁化された部分は、摺動部材208の先端に取り付けられた永久磁石210に反発する。これにより、コンベヤ212から搬送された物品214は所望のコンベヤ216に振分けされる。
In the
特許文献2に開示された切換装置220では、図45に示すように、電磁石222のコイル224に電流を流すと、ヨーク226a、226bと回転体228とによって磁束の磁路が形成される。前記磁束の作用下に吸引力が発生し、前記吸引力によって回転体228が電磁石222側に引き寄せられる。
In the
特許文献3では、図46に示すように、非磁性搬送帯230、232を介して複数の電磁石装置234a〜234dが設けられ、物品(磁性体)238の搬送方向の下流側に電磁石装置234b、234dに隣接して永久磁石装置236a、236bが設けられている。この場合、一方の電磁石装置234a、234bを通電すると、他方の電磁石装置234c、234dの通電が停止する。これにより、搬送されてきた磁性体238は、通電されている電磁石装置234a、234bに吸引される。
In
近年では、仕分け装置における物品の仕分け速度の高速化が求められており、この要求に応えるためには、磁性体(ワーク)に対する吸着力が大きい電磁装置を採用することが必要である。 In recent years, it has been demanded to increase the sorting speed of articles in the sorting apparatus, and in order to meet this demand, it is necessary to employ an electromagnetic device having a large attractive force to the magnetic material (workpiece).
しかしながら、従来の電磁装置では、例えば、特許文献2のように、図46に示す電磁石222で磁束を発生させても、前記磁束の一部がヨーク226a、226bの間やコイル224の外側における漏れ磁束ΦLとなるので、電磁石222で発生する磁束を増加させても、回転体228に対する所望の吸着力を得ることができないという不具合がある。
However, in the conventional electromagnetic device, even if a magnetic flux is generated by the
また、コイル224に電流を流したときに発生する熱によって、コイル224の温度が上昇し、これにより、切換装置220(電磁装置)の機能が低下するという不具合がある。
In addition, there is a problem that the temperature of the
本発明は、上述した課題を考慮してなされたものであり、鉄心を囲繞するコイルの両側を2つの磁性体で挟み込むことにより、漏れ磁束を低減させると共に、コイルから発生する熱を前記磁性体を介して効率よく放熱することが可能な電磁装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described problems. By sandwiching both sides of a coil surrounding an iron core between two magnetic bodies, leakage magnetic flux is reduced, and heat generated from the coil is reduced by the magnetic body. An object of the present invention is to provide an electromagnetic device capable of efficiently dissipating heat through a heat sink.
本発明に係る電磁装置は、プレート状の第1磁性体と、前記第1磁性体上に積層されたコイルと、前記コイル上に積層されたプレート状の第2磁性体と、前記コイルの内側に設けられた鉄心と、を備え、前記第1磁性体と前記第2磁性体と前記コイルとの外周面は略面一に形成され、前記第1磁性体と前記第2磁性体とによって、前記コイルに対する通電作用下でワークを吸引/吸着する吸着部が構成されることを特徴としている。 An electromagnetic device according to the present invention includes a plate-shaped first magnetic body, a coil stacked on the first magnetic body, a plate-shaped second magnetic body stacked on the coil, and an inner side of the coil. And an outer peripheral surface of the first magnetic body, the second magnetic body, and the coil is formed substantially flush with the first magnetic body and the second magnetic body, A suction part for sucking / sucking a workpiece under an energizing action on the coil is configured.
本発明に係る電磁装置は、第1磁性体と第2磁性体と鉄心及びコイルとの外周面が略面一に形成された積層体から構成されているので、従来の電磁装置と比較して、前記コイルと前記第1磁性体との接触面、及び前記コイルと前記第2磁性体との接触面を大きく取ることができる。 Since the electromagnetic device according to the present invention is composed of a laminated body in which the outer peripheral surfaces of the first magnetic body, the second magnetic body, the iron core and the coil are formed substantially flush with each other, compared with a conventional electromagnetic device. The contact surface between the coil and the first magnetic body and the contact surface between the coil and the second magnetic body can be made large.
これにより、電磁装置から発生する漏れ磁束を低減させることができる。そのため、前記コイルで励磁された磁束の大部分を、前記第1磁性体及び前記第2磁性体を介してワークに鎖交することができる。従って、従来の電磁装置と比較して、前記ワークに対する吸引力を増加させることができる。 Thereby, the leakage magnetic flux generated from the electromagnetic device can be reduced. Therefore, most of the magnetic flux excited by the coil can be linked to the workpiece via the first magnetic body and the second magnetic body. Therefore, the attractive force with respect to the workpiece can be increased as compared with the conventional electromagnetic device.
また、コイルに電流を流して電磁装置の励磁を行うと、前記コイルから熱が発生する。この熱は、上述した接触面を介してコイルから第1磁性体及び第2磁性体に効率よく伝達され、前記第1磁性体及び前記第2磁性体の外表面を放熱面として、電磁装置を支持する架台や外部空間に放熱される。 Further, when an electromagnetic device is excited by passing a current through the coil, heat is generated from the coil. This heat is efficiently transmitted from the coil to the first magnetic body and the second magnetic body via the contact surface described above, and the electromagnetic device is operated by using the outer surfaces of the first magnetic body and the second magnetic body as heat dissipation surfaces. Heat is dissipated to the supporting base and external space.
この場合、前記外表面全体が放熱面として利用できるので、従来の電磁装置と比較して放熱面積を大きく取ることができる。従って、前記放熱面を介してコイルの熱を効率よく放熱することが可能となり、前記コイルの温度上昇を低減させることができる。 In this case, since the whole outer surface can be used as a heat radiating surface, a heat radiating area can be increased as compared with a conventional electromagnetic device. Therefore, the heat of the coil can be efficiently radiated through the heat radiating surface, and the temperature rise of the coil can be reduced.
このように、コイルの温度上昇が低減されることにより、下記の効果が得られる。先ず、電磁装置の機能が維持され、該電磁装置の長寿命化を図ることができる。また、上述した放熱面積の増加によって、コイルの熱は第1磁性体及び第2磁性体の前記放熱面から効率よく放熱されるので、前記コイルの熱はワークにまで伝達されず、結局、前記ワークの温度上昇を抑制することができる。さらに、従来の電磁装置と比較して、温度上昇が低減されているので、低減されている温度差の分だけ、より大きな電流を流して、ワークに対する吸引力のさらなる増加を図ることができる。 Thus, the following effect is acquired by the temperature rise of a coil being reduced. First, the function of the electromagnetic device is maintained, and the life of the electromagnetic device can be extended. Further, since the heat of the coil is efficiently radiated from the heat radiating surface of the first magnetic body and the second magnetic body due to the increase of the heat radiation area described above, the heat of the coil is not transmitted to the workpiece, An increase in the temperature of the workpiece can be suppressed. Furthermore, since the temperature rise is reduced as compared with the conventional electromagnetic device, it is possible to further increase the attractive force with respect to the workpiece by flowing a larger current by the reduced temperature difference.
また、上述した電磁装置は、第1磁性体とコイル及び鉄心と第2磁性体との積層体から構成されているので、従来の電磁装置と比較して、電磁装置全体の小型化及び薄型化を図ることができる。 Moreover, since the electromagnetic device described above is composed of a laminated body of a first magnetic body and a coil, and an iron core and a second magnetic body, the entire electromagnetic device is reduced in size and thickness as compared with a conventional electromagnetic device. Can be achieved.
さらに、上述した電磁装置は、コイルと鉄心と磁性体という簡単な構成であるので、部品点数が少なく、簡単に加工や組み立てができる。従って、製造コストの低減を図ることができる。 Furthermore, since the electromagnetic device described above has a simple configuration of a coil, an iron core, and a magnetic body, the number of parts is small, and processing and assembly can be easily performed. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
また、本発明に係る電磁装置は、プレート状の第1磁性体と、前記第1磁性体上に積層されたコイルと、前記コイル上に積層されたプレート状の第2磁性体と、前記コイルの内側に設けられた鉄心と、前記コイルの内側又は外側に設けられた永久磁石と、を備え、前記第1磁性体と前記第2磁性体と前記コイルとの外周面は略面一に形成され、前記第1磁性体と前記第2磁性体とによって、前記コイルに対する通電作用下でワークを吸引/吸着する吸着部が構成されることを特徴としている。 The electromagnetic device according to the present invention includes a plate-shaped first magnetic body, a coil laminated on the first magnetic body, a plate-shaped second magnetic body laminated on the coil, and the coil. An iron core provided on the inner side of the coil and a permanent magnet provided on the inner side or the outer side of the coil, and outer peripheral surfaces of the first magnetic body, the second magnetic body, and the coil are substantially flush with each other. In addition, the first magnetic body and the second magnetic body constitute an attracting portion that attracts / sucks a workpiece under an energizing action on the coil.
このような状態において、コイルに電流を流さない場合には、永久磁石による磁界は鉄心に鎖交するだけでワークに鎖交しない。そのため、コイルに電流が流れていない状態においては、ワークに対する吸引力は発生しない。 In such a state, when no current is passed through the coil, the magnetic field generated by the permanent magnet is linked only to the iron core and not to the workpiece. Therefore, in a state where no current flows through the coil, no attractive force is generated on the workpiece.
一方、コイルに電流を流す場合には、コイルを流れる電流によって発生する磁束と、永久磁石によって発生する磁束とが、ワークに鎖交する。そのため、永久磁石による磁束の磁気作用下に発生する吸引力も、ワークに対する吸引力となる。従って、前記ワークに対する吸引力をさらに増加させることができる。 On the other hand, when a current is passed through the coil, the magnetic flux generated by the current flowing through the coil and the magnetic flux generated by the permanent magnet are linked to the workpiece. Therefore, the attractive force generated under the magnetic action of the magnetic flux by the permanent magnet also becomes the attractive force for the workpiece. Therefore, the suction force with respect to the workpiece can be further increased.
また、コイルに流れる電流によって発生する磁束を減少させても、前記磁束の減少分を永久磁石による磁束で補償することにより、より低発熱で省電力の電磁装置を実現することができる。 Further, even when the magnetic flux generated by the current flowing through the coil is reduced, an electromagnetic device with lower heat generation and power saving can be realized by compensating the decrease in the magnetic flux with the magnetic flux generated by the permanent magnet.
また、永久磁石は、第1磁性体又は第2磁性体に形成されたスリットを介してコイルの外側に設けられるようにする。この場合、永久磁石によって発生する磁束のうち、鉄心やコイルに鎖交する磁束が低減され、大部分の磁束は第1磁性体及び第2磁性体を介してワークに鎖交する。これにより、ワークに対する吸引力をさらに増加させることができる。 Further, the permanent magnet is provided outside the coil through a slit formed in the first magnetic body or the second magnetic body. In this case, among the magnetic flux generated by the permanent magnet, the magnetic flux interlinking with the iron core and the coil is reduced, and most of the magnetic flux is interlinked with the workpiece via the first magnetic body and the second magnetic body. Thereby, the suction | attraction force with respect to a workpiece | work can further be increased.
また、第1磁性体、第2磁性体及び鉄心は、例えば抵抗率の高い珪素鋼板等の珪素を含有した珪素鋼によって形成されるとよい。これにより、コイルに流れる電流によって発生する磁束の増加を妨げる向きに発生する渦電流による磁界を小さくすることができる。従って、前記コイルに対する電流印加時のワークに対する吸引力の立ち上がり特性を良好とすることができる。 The first magnetic body, the second magnetic body, and the iron core may be formed of silicon steel containing silicon such as a silicon steel sheet having a high resistivity. Thereby, the magnetic field by the eddy current which generate | occur | produces in the direction which prevents the increase in the magnetic flux which generate | occur | produces with the electric current which flows into a coil can be made small. Accordingly, it is possible to improve the rising characteristic of the attractive force with respect to the work when the current is applied to the coil.
また、コイルは、樹脂材料等の絶縁体によって被覆されていることが好ましい。これにより、コイルと鉄心並びに第1磁性体及び第2磁性体との電気絶縁を確保することができる。 The coil is preferably covered with an insulator such as a resin material. Thereby, electrical insulation with a coil, an iron core, a 1st magnetic body, and a 2nd magnetic body is securable.
また、コイルの熱を第1磁性体及び第2磁性体に効率よく伝達して、前記第1磁性体及び前記第2磁性体の外表面から放熱することができる。従って、電磁装置の温度上昇をさらに低減させることができる。 Further, the heat of the coil can be efficiently transmitted to the first magnetic body and the second magnetic body, and can be radiated from the outer surfaces of the first magnetic body and the second magnetic body. Therefore, the temperature rise of the electromagnetic device can be further reduced.
また、コイルを絶縁体で被覆することによって、前記コイルの剛性を向上させることができる。さらに、コイルを絶縁体で被覆しているので、組み立てが容易となり、電磁装置の製造コストをさらに低減させることができる。 Moreover, the rigidity of the said coil can be improved by coat | covering a coil with an insulator. Furthermore, since the coil is covered with an insulator, assembly is facilitated, and the manufacturing cost of the electromagnetic device can be further reduced.
また、コイルを平角状の導体から構成することにより、前記導体が密接して配置されるので、占積率が増加する。これにより、前記コイルからの放熱性が向上し、電磁装置の温度上昇を低減させることができる。また、前記占積率の増加によって前記コイルの抵抗値が減少するので、前記コイルからの発熱を低減することができる。 Moreover, since the said conductor is closely arrange | positioned by comprising a coil from a rectangular-shaped conductor, a space factor increases. Thereby, the heat dissipation from the said coil improves and the temperature rise of an electromagnetic device can be reduced. In addition, since the resistance value of the coil decreases due to the increase in the space factor, heat generation from the coil can be reduced.
この場合、コイルは、少なくとも、導体を外方から鉄心の外周面に向かって巻回する第1の板状コイル部と、前記外周面にまで巻回された前記導体を、前記鉄心の前記外周面から前記外方に向かって巻回する第2の板状コイル部と、から構成するようにしてもよい。これにより、従来の電磁装置と比較して、コイルが配置される箇所のスペースを有効に利用することができる。 In this case, the coil includes at least the first plate coil portion that winds the conductor from the outside toward the outer peripheral surface of the iron core, and the conductor wound to the outer peripheral surface. You may make it comprise from the 2nd plate-shaped coil part wound toward the said outward from a surface. Thereby, compared with the conventional electromagnetic device, the space of the location where a coil is arrange | positioned can be utilized effectively.
また、前記吸着部の少なくとも一つの側面には、直線状に形成される平面部と、前記平面部に連続する湾曲部とを設け、さらに前記ワークの移動方向の上流側に前記平面部を配置し、下流側に前記湾曲部を配置するようにしてもよい。 Further, at least one side surface of the suction portion is provided with a flat portion formed in a straight line and a curved portion continuous with the flat portion, and the flat portion is disposed on the upstream side in the moving direction of the workpiece. And you may make it arrange | position the said curved part downstream.
上流側から移動してきたワークは、先ず、吸着部のうち、平面部の箇所において吸着/吸引される。次いで、前記ワークは吸着/吸引された状態で前記平面部に沿って前記湾曲部に至る。そして、前記湾曲部の案内作用下に、前記ワークは前記湾曲部の湾曲方向に送り出される。 The workpiece that has moved from the upstream side is first sucked / sucked at the flat portion of the suction portion. Next, the workpiece reaches the curved portion along the flat portion while being sucked / sucked. Then, under the guiding action of the bending portion, the workpiece is sent out in the bending direction of the bending portion.
この場合、前記ワークの送出方向である湾曲部の湾曲方向を、必要に応じて変更することにより、すなわち、電磁装置の天地を逆転させて配置することによって、前記ワークの送出方向を変更可能である。 In this case, the workpiece feeding direction can be changed by changing the bending direction of the bending portion, which is the workpiece feeding direction, as necessary, that is, by inverting the top and bottom of the electromagnetic device. is there.
例えば、ワークの移動方向に対して右側前方に前記ワークを送出したい場合には、前記湾曲部の湾曲方向が前記ワークの移動方向に対して右側前方となるように電磁装置を配置する。一方、ワークの移動方向に対して左側前方に前記ワークを送出したい場合には、前記電磁装置を上下反転して配置し、前記湾曲部の湾曲方向が前記ワークの移動方向に対して左側前方となるようにする。 For example, when it is desired to send the workpiece forward to the right side with respect to the moving direction of the workpiece, the electromagnetic device is arranged so that the bending direction of the bending portion is on the right front side with respect to the moving direction of the workpiece. On the other hand, when it is desired to send the workpiece to the front left side with respect to the moving direction of the workpiece, the electromagnetic device is turned upside down and the bending direction of the bending portion is set to the left front with respect to the moving direction of the workpiece. To be.
上述した電磁装置は、ワークを左右のどちらの方向にも送出することができるので、1種類の電磁装置を上下反転して使用するだけで、2種類の電磁装置の機能を得ることができる。これにより、電磁装置を用いた各種装置の低コスト化を実現することができる。 Since the electromagnetic device described above can send the workpiece in either the left or right direction, the function of the two types of electromagnetic devices can be obtained simply by using one type of electromagnetic device upside down. Thereby, cost reduction of the various apparatuses using an electromagnetic device is realizable.
さらに、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してもよい。 Further, the electromagnetic device may be applied to a sorting conveyor switching device that switches the conveyance path of articles on the conveyor.
本発明に係る電磁装置では、第1磁性体とコイル及び鉄心と第2磁性体との積層体から構成されているので、従来の電磁装置と比較して、前記コイルと前記第1磁性体及び前記第2磁性体との接触面を大きく取ることができる。 Since the electromagnetic device according to the present invention is composed of the first magnetic body and the coil and the laminated body of the iron core and the second magnetic body, the coil, the first magnetic body, and the A large contact surface with the second magnetic body can be taken.
これにより、電磁装置から発生する漏れ磁束を低減させることができ、前記コイルで発生する磁束の大部分が、前記第1磁性体及び前記第2磁性体を介してワークに鎖交する。従って、従来の電磁装置と比較して、前記ワークに対する吸引力を増加させることができる。 Thereby, the leakage magnetic flux which generate | occur | produces from an electromagnetic device can be reduced, and most magnetic flux which generate | occur | produces with the said coil is linked to a workpiece | work via the said 1st magnetic body and the said 2nd magnetic body. Therefore, the attractive force with respect to the workpiece can be increased as compared with the conventional electromagnetic device.
また、前記コイルに電流を流したときに前記コイルに発生する熱は、前記接触面を介して前記コイルから前記第1磁性体及び前記第2磁性体に伝達される。この場合、前記第1磁性体及び前記第2磁性体の外表面を放熱面として利用できるので、従来の電磁装置と比較して、前記放熱面積を大きく取ることができる。 The heat generated in the coil when a current is passed through the coil is transmitted from the coil to the first magnetic body and the second magnetic body through the contact surface. In this case, since the outer surface of the first magnetic body and the second magnetic body can be used as a heat radiating surface, the heat radiating area can be increased as compared with a conventional electromagnetic device.
これにより、前記コイルから前記第1磁性体及び前記第2磁性体に伝達された前記熱を、前記放熱面を介して外部空間に効率よく放熱することができる。従って、前記コイルの温度上昇を低減させることができる。 Thereby, the heat transmitted from the coil to the first magnetic body and the second magnetic body can be efficiently radiated to the external space through the heat radiating surface. Therefore, the temperature rise of the coil can be reduced.
さらに、永久磁石を第1磁性体と第2磁性体とで挟み込むことにより、従来の電磁装置と比較して、ワークに対する吸引力をさらに増加させることができる。 Further, by sandwiching the permanent magnet between the first magnetic body and the second magnetic body, it is possible to further increase the attractive force with respect to the workpiece as compared with the conventional electromagnetic device.
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。 Preferred embodiments of the electromagnetic device according to the present invention will be described below and described in detail with reference to the accompanying drawings.
第1の実施の形態に係る電磁装置10Aは、図1〜図4に示すように、薄肉のプレート状の第1磁性体12と、前記第1磁性体12上面の中央部分に設けられた薄肉のプレート状の鉄心14と、前記鉄心14の外周面に複数巻回されたコイル20と、前記第1磁性体12との間で前記鉄心14と前記コイル20とを挟み込むように配置された第2磁性体22とを有する。
As shown in FIGS. 1 to 4, the electromagnetic device 10 </ b> A according to the first embodiment includes a thin plate-like first
第1磁性体12と第2磁性体22と鉄心14とは、珪素を含有した珪素鋼、例えば抵抗率の高い珪素鋼板から構成されている。また、第1磁性体12と第2磁性体22とは、同一の略小刀状の形状で同一の厚さt1を有し、前記鉄心14と前記コイル20とを挟んで対向配置されている。
The 1st
コイル20は、樹脂から構成される絶縁体30によってモールド成形されている。前記コイル20を含む絶縁体30の外周面の形状は、第1磁性体12及び第2磁性体22の外周面と略同一の形状であるか、又は逃げを形成して第1磁性体12及び第2磁性体22の外周面から若干鉄心14寄りとなるような形状としてもよい。なお、図1〜図4では、第1磁性体12、第2磁性体22及びコイル20を含む絶縁体30の外周面が同一の形状である場合を示している。
The
また、絶縁体30の内周面は鉄心14に沿った形状とされ、前記絶縁体30の内側に鉄心14が配置される。
In addition, the inner peripheral surface of the
コイル20を絶縁体30でモールド成形することによって、コイル20と、鉄心14、第1磁性体12及び第2磁性体22との電気絶縁を確保することができる。
By molding the
また、絶縁体30の厚みt2は、第1磁性体12と、鉄心14と、前記絶縁体30と、第2磁性体22との積層体である電磁装置10Aを構成した際に、前記電磁装置10Aの厚さt3が、ワーク38の厚さt4以下となるような厚み(t3≦t4)であることが好ましい。なお、図1及び図3では、t3=t4の場合を示している。
Further, the thickness t2 of the
また、電磁装置10Aを構成した際に、該電磁装置10Aの全ての側面は略面一に形成され、前記側面のうち、一つの側面には、直線状に形成された平面部24と、前記平面部24に連続し、所定の曲率半径を有する湾曲部26とが形成される。この場合、第1磁性体12の側面と第2磁性体22の側面とによって、吸着部28が構成される。
Further, when the
そして、平面部24に直交する方向に沿った鉄心14の幅t5(鉄心14のうち、図3で示すような位置における幅)は、第1磁性体12及び第2磁性体22の厚さt1と略同一であるか、又は前記厚みt1よりも若干大きい(例えば、20%程度)ことが好ましい。これにより、平面部24における第1磁性体12の面積S1(図1に示す一点鎖線の囲み部分の面積)と、平面部24における第2磁性体22の面積S2(図1に示す一点鎖線の囲み部分の面積)とは、鉄心14のうち、平面部24に対応する部分の断面積S3(図2及び図4に示す一点鎖線の囲み部分の面積)と略同一となるか、又は若干大きくなる。
The width t5 of the
コイル20は、図5に示すように、縦断面が平角状の導体32を鉄心14(図3参照)の外周面に沿って複数巻回して構成されている。そのため、図6に示す比較例に係る縦断面が丸線状の導体34を巻回して構成されたコイル36と比較して、占積率(コイル体積中において導体が占める割合)が高いことが諒解される。
As shown in FIG. 5, the
次に、コイル20の巻回の一例について説明すると、コイル20は、図7に示すように、平角状の導体32を外方から鉄心14の外周面に向かうように巻回し、前記外周面まで巻回した導体32を再度外方に向かうように巻回することによって構成される。そのため、コイル20のスペースを導体32の巻回部分として有効に利用することができる。
Next, an example of winding of the
コイル20は、外方から鉄心14の外周面に向かって導体32が巻回された第1のコイル部20aと、前記外周面から外方に導体32が巻回された第2のコイル部20bとで構成されている。しかしながら、上述したコイル部は2つに限定されることはない。
The
具体的には、導体32を外方から鉄心14の外周面に向かうように巻き始めて、前記導体32を鉄心14の外周面から外方に向かうように巻回してコイル20が構成されていればよい。
Specifically, if the
これに対して、丸線状の導体34を巻回して構成されるコイル36は、図8に示すように、先ず、鉄心14の外周面に沿って巻回し、巻回した導体34の表面上に導体34を巻回することによって構成される。この場合、コイル36を電磁装置10A(図1〜図4参照)に組み込もうとすれば、導体34を巻き始める際における外方から鉄心14の外周面までのスペースが、コイル36の巻回部分として利用できないという不都合が発生する。
On the other hand, as shown in FIG. 8, the
次に、電磁装置10Aの動作について説明すると、図9に示すように、コイル20に電流を流すと磁束Φ1が鉄心14内に発生し、この磁束Φ1が鉄心14から第1磁性体12を介して、電磁装置10A近傍に存在する磁性体のワーク38に鎖交する。鎖交した磁束Φ1は第2磁性体22に鎖交して鉄心14に至る。従って、磁束Φ1によって、電磁装置10A及びワーク38内には磁路40が形成される。
Next, the operation of the electromagnetic device 10 </ b> A will be described. As shown in FIG. 9, when a current is passed through the
その際、磁束Φ1の磁気作用下にワーク38から吸着部28の方向に吸引力Fが発生し、前記吸引力Fによってワーク38は吸着部28表面に吸着/吸引される。吸着/吸引されたワーク38は、平面部24及び湾曲部26(図1及び図2参照)に沿って移動し、やがて湾曲部26の先端部から前記湾曲部26の湾曲方向(湾曲部26が指向する方向)に向かって送り出される。
At this time, a suction force F is generated from the
これに対して、従来の電磁装置42の場合には、図10に示すように、コイル44に電流を流して磁束Φ2を発生させても、ヨーク46a、46b間の漏れ磁束Φ3やコイル44周辺の漏れ磁束Φ4によって、ワーク38に鎖交する磁束が減少し、ワーク38に対する吸引力が低下するという不都合がある。
On the other hand, in the case of the conventional
また、電磁装置10Aの場合、上述したようにS1≧S3及びS2≧S3(図1、図2及び図4参照)であるから、磁束Φ1が増加しても磁気飽和の発生を抑制することができる。そのため、ワーク38に対する吸引力Fを増加させることができる。
In the case of the
これに対して、従来の電磁装置42の場合には、図10に示すように、磁束Φ2のうち、ワーク38に鎖交する磁束は、漏れ磁束Φ3、Φ4によって大きく減少する。これにより、鉄心46内において磁気飽和が発生し、ワーク38に対する吸引力が増加しないという不都合がある。
On the other hand, in the case of the conventional
また、コイル44が巻回されている鉄心46の断面積と、ヨーク46a、46bの断面積とが異なる。そのため、鉄心46とヨーク46a、46bとの接続箇所では、断面積が急変するので、磁束Φ2の磁束密度が増大して磁気飽和が発生する。従って、コイル44に流す電流を増加させたとしても、前記磁気飽和によってワーク38に対する吸引力が増加しないという不都合がある。
Further, the cross-sectional area of the
次に、上述した電磁装置10Aを、仕分けコンベア用切換装置として仕分けコンベアシステム50に適用した一例について、図11〜図13を参照しながら説明する。
Next, an example in which the
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。
The sorting
前記スラットコンベア56の本線搬送路58及び分岐搬送路62の搬送面の下方側には、本線方向(矢印A方向)及び分岐方向(矢印B方向)に沿って主レール64及び分岐レール66がそれぞれ敷設され、前記主レール64及び前記分岐レール66が枝分かれをして物品60の仕分けをする部分には、仕分けコンベア用切換装置である電磁装置10Aが装着される。
A
電磁装置10Aを構成する平面部24及び湾曲部26は、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。
The
この場合、電磁装置10Aの平面部24は主レール64の上流側に配置され、電磁装置10Aの湾曲部26は、主レール64の下流側であって、主レール64から分岐レール66が枝分かれする箇所に配置される。なお、前記摺動部材72は、磁性材料によって形成される。
In this case, the
次に、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。
Next, in the sorting
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、電磁装置10A(図9参照)のコイル20に通電することにより、鉄心14に磁束Φ1が発生する。磁束Φ1は、第1磁性体12及び第2磁性体22を介して摺動部材72に鎖交する。前記磁束Φ1の磁気作用下に摺動部材72に対する吸引力Fが発生し、前記吸引力Fによって摺動部材72は吸着部28に吸引される。
A magnetic flux Φ1 is generated in the
従って、第1磁性体12及び第2磁性体22から構成される吸着部28によって摺動部材72が吸引され、該摺動部材72は平面部24及び湾曲部26に沿って分岐レール66側に導かれる。さらに、平面部24及び湾曲部26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12参照)。
Accordingly, the sliding
その際、図11に示すように、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。
At this time, as shown in FIG. 11, the
図12に示す例は、摺動部材72の移動方向である本線方向(矢印A方向)に対して、左前方に向かう分岐方向(矢印B方向)に前記摺動部材72を導いて物品60の仕分けを行うというものである。
In the example shown in FIG. 12, the sliding
このような仕分けは矢印B方向に限定されることはなく、電磁装置10Aの天地を逆転した状態で前記電磁装置10Aを配置することにより、物品60の仕分け方向を変更可能である。
Such sorting is not limited to the direction of arrow B, and the sorting direction of the
その一例として、図13は、摺動部材72の移動方向に対して、右前方に向かう方向を分岐方向(矢印C方向)として物品60の仕分けを行う場合を示したものである。図13に示すように、主レール64と、前記主レール64から矢印C方向に分岐した分岐レール74とに沿って電磁装置10Aの平面部24及び湾曲部26を配置する。
As an example, FIG. 13 shows a case where the
この場合、電磁装置10Aは、図12に示す電磁装置10Aを上下反転させた状態で、主レール64のうち、本線方向(矢印A方向)の右側の溝部76から矢印C方向に枝分かれをする分岐レール74の切り欠いた部分に溝部78に沿って固定されている。
In this case, the
そのため、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、図13に示す電磁装置10Aのコイル20に通電することにより、鉄心14に発生する磁束Φ1の作用下に、吸着部28によって摺動部材72が吸引される。そして、吸引された前記摺動部材72は、平面部24及び湾曲部26に沿って分岐レール74側に導かれる。さらに、平面部24及び湾曲部26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74の溝部78に沿って移動する。
Therefore, based on a switching signal output from a controller (not shown), the sliding member is energized by the
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から矢印C方向における図示しない分岐搬送路に送られ、物品60の仕分けが行われる(図11参照)。
At that time, the
ここでいくつかのシミュレーション結果(第1〜第3の解析例)について、図14〜図23を参照しながら説明する。 Here, some simulation results (first to third analysis examples) will be described with reference to FIGS.
第1の解析例は、図3に示す電磁装置10A(実施例1)と、図14に示す従来の電磁装置80(比較例1)と、図15に示す従来の電磁装置82(比較例2)とについて、コイルに電流を流して磁束を発生させたときの磁束分布と磁束密度分布との関係を調べたものである。
The first analysis example includes an
比較例1の電磁装置80は、図14に示すように、略コ字状に形成されたヨーク84の一部に対してワーク38の長手方向(ワーク38が吸着される方向)に沿ってコイル86を配置したものである。また、比較例2の電磁装置82は、図15に示すように、略J字状に形成されたヨーク88の一部に対して、ワーク38の吸着方向に直交する方向に沿ってコイル90を配置したものである。
As shown in FIG. 14, the
第1の解析例におけるシミュレーション条件としては、コイルに電流を流して励磁を行う際の起磁力を1000(A)に設定している。また、第1磁性体12、鉄心14、第2磁性体22、ワーク38及びヨーク84、88を、非線形の磁性材料(鉄鋼材料:SS400相当)としている。
As a simulation condition in the first analysis example, the magnetomotive force at the time of exciting by applying a current to the coil is set to 1000 (A). Further, the first
そして、ワーク38と電磁装置10A、80、82の吸着部28との離間距離(ギャップd)を1mmに設定した状態において、2次元の有限要素法(FEM)及び境界要素法(BEM)を用いてシミュレーションを行った。
The two-dimensional finite element method (FEM) and the boundary element method (BEM) are used in a state where the distance (gap d) between the workpiece 38 and the attracting
図16は実施例1の磁束分布を示し、図17は実施例1の磁束密度分布を示している。図18は比較例1の磁束分布を示し、図19は比較例1の磁束密度分布を示している。図20は比較例2の磁束分布を示し、図21は比較例2の磁束密度分布を示している。 FIG. 16 shows the magnetic flux distribution of the first embodiment, and FIG. 17 shows the magnetic flux density distribution of the first embodiment. 18 shows the magnetic flux distribution of Comparative Example 1, and FIG. 19 shows the magnetic flux density distribution of Comparative Example 1. 20 shows the magnetic flux distribution of Comparative Example 2, and FIG. 21 shows the magnetic flux density distribution of Comparative Example 2.
なお、磁束密度分布では、磁束密度の大きさを3段階に分けて表示している。この場合、網掛部分の表示が濃厚である程、磁束密度が大きい。 In the magnetic flux density distribution, the magnitude of the magnetic flux density is displayed in three stages. In this case, the thicker the shaded portion is displayed, the greater the magnetic flux density.
実施例1では、コイル20から発生する磁束のうち、72%程度の磁束がワーク38に鎖交することが分かった。
In Example 1, it was found that about 72% of the magnetic flux generated from the
これに対して、比較例1では、コイル86で発生する磁束のうち、30%程度の磁束しかワーク38に鎖交しない。また、比較例2では、コイル90で発生する磁束のうち、26%程度の磁束しかワーク38に鎖交しない。
On the other hand, in Comparative Example 1, only about 30% of the magnetic flux generated by the
このように比較例1、2と比較して、実施例1では、コイル20から発生する磁束を効率よくワーク38に鎖交することができる。つまり、電磁装置10Aは、従来の電磁装置80、82と比較して、漏れ磁束が少ないので、コイル20で発生する磁束Φ1を少なくすることができる。従って、電磁装置10Aは、ワーク38に鎖交する磁束が大きくインダクタンスが小さい。
As described above, compared to Comparative Examples 1 and 2, in Example 1, the magnetic flux generated from the
そのため、比較例1、2で示される程度の磁束をワーク38に鎖交させるのであれば、実施例1の場合、鉄心14で発生する磁束を70%程度減少するように、コイル20に流す電流を減少させればよい。
Therefore, if the magnetic flux of the level shown in Comparative Examples 1 and 2 is linked to the
また、上述した目標については、第1磁性体12及び第2磁性体22のサイズを小さくしてワーク38に鎖交する磁束を減少させることによっても達成することができる。
The above-described goal can also be achieved by reducing the magnetic flux linked to the
このように、実施例1では、比較例1、2と比較して、小容量の電源を用いて電磁装置10Aの励磁を行うことができる。
Thus, in Example 1, compared with Comparative Examples 1 and 2, the
次に、第2の解析例について、図22を参照しながら説明する。この解析例は、実施例1及び比較例1、2とについて、ギャップdを変化させたときのワーク38に対する吸引力の関係を調べたものである。この場合、シミュレーション条件は、ギャップdが変化する点を除いては、第1の解析例と同様である。
Next, a second analysis example will be described with reference to FIG. In this analysis example, the relationship between the suction force with respect to the
同じギャップdにおける吸引力の大きさについて、実施例1と比較例1、2とを比較すると、実施例1の吸着力が比較例1、2の吸着力よりも高いことが諒解される。例えば、前記ギャップdが1(mm)の場合において、実施例1の吸引力は1581(N)であるのに対して、比較例1では724(N)、比較例2では527(N)であった。これは、比較例1、2では、磁気飽和の発生によってワーク38に対する吸引力があまり増加しないためであると考えられる。
When Example 1 is compared with Comparative Examples 1 and 2 with respect to the magnitude of the suction force in the same gap d, it can be understood that the suction force of Example 1 is higher than the suction force of Comparative Examples 1 and 2. For example, when the gap d is 1 (mm), the suction force in Example 1 is 1581 (N), whereas in Comparative Example 1, it is 724 (N), and in Comparative Example 2 is 527 (N). there were. This is considered to be because in Comparative Examples 1 and 2, the attractive force against the
この結果より、実施例1は、比較例1、2と比較して、ワーク38を確実に吸引/吸着可能であることが明らかである。
From this result, it is clear that Example 1 can reliably suck / suck the
次に、第3の解析例について、図23を参照しながら説明する。この解析例は、実施例1及び比較例1、2とについて、起磁力を変化させたときのワーク38に対する吸引力の関係を調べたものである。この場合、シミュレーション条件は、前記起磁力を変化させる点を除いては、第1の解析例と同様である。なお、前記起磁力の変化は、コイル20、86、90の巻回数を例えば100(turn)に設定した状態で、該コイル20、86、90に流れる電流を変化させて行った。
Next, a third analysis example will be described with reference to FIG. In this analysis example, the relationship between the attractive force with respect to the
同じ起磁力における吸引力の大きさについて、実施例1と比較例1、2とを比較すると、実施例1の吸着力が比較例1、2の吸着力よりも高いことが諒解される。例えば、前記起磁力が1000(A)の場合において、実施例1の吸引力は1581(N)であるのに対して、比較例1では724(N)、比較例2では527(N)であった。この場合も、比較例1、2については、磁気飽和の発生によってワーク38に対する吸引力があまり増加しないものと考えられる。
Comparing Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 with respect to the magnitude of the attractive force at the same magnetomotive force, it can be seen that the attractive force of Example 1 is higher than that of Comparative Examples 1 and 2. For example, when the magnetomotive force is 1000 (A), the attractive force in Example 1 is 1581 (N), whereas in Comparative Example 1, it is 724 (N), and in Comparative Example 2 is 527 (N). there were. Also in this case, in Comparative Examples 1 and 2, it is considered that the attractive force against the
この結果からも、実施例1は、比較例1、2と比較して、ワーク38を確実に吸引/吸着可能であることが明らかである。
Also from this result, it is clear that Example 1 can reliably suck / suck the
このように、第1の実施の形態に係る電磁装置10Aでは、第1磁性体12と鉄心14及びコイル20と第2磁性体22との積層体から構成されている。そのため、従来の電磁装置と比較して、コイル20と第1磁性体12との接触面及びコイル20と第2磁性体22との接触面を大きく取ることができる。
As described above, the electromagnetic device 10 </ b> A according to the first embodiment includes the laminated body of the first
これにより、電磁装置10Aから発生する漏れ磁束を低減させることができる。従って、コイル20に電流を流して電磁装置10Aの励磁を行う際に鉄心14に発生する磁束Φ1は、確実に第1磁性体12及び第2磁性体22を介してワーク38に鎖交する。従って、従来の電磁装置と比較して、ワーク38に対する吸引力を増加させることができる。
Thereby, the leakage magnetic flux generated from the
また、第1磁性体12、第2磁性体22及び鉄心14は、抵抗率の高い珪素鋼板から構成されているので、コイル20に流れる電流によって磁束Φ1の増加を妨げる向きに発生する渦電流による磁界を小さくすることができる。従って、コイル20に電流を印加したときの吸引力の立ち上がり特性が良好となり、ワーク38に対する吸引力Fを短時間で発生させることができる。
Moreover, since the 1st
また、コイル20に電流を流して電磁装置10Aの励磁を行うと、前記コイル20から熱が発生する。前記熱は、上述した接触面を介してコイル20から第1磁性体12と第2磁性体22とに効率よく伝達される。前記熱は、第1磁性体12及び第2磁性体22の外表面を放熱面として、電磁装置10Aを支持する図示しない架台や外部空間に放熱される。
Further, when the electromagnetic device 10 </ b> A is excited by passing a current through the
この場合、前記外表面全体が放熱面として利用できるので、従来の電磁装置と比較して、放熱面積を大きく取ることができる。従って、前記放熱面を介してコイル20の熱を効率よく外部空間に放熱することが可能となり、前記コイル20の温度上昇を低減させることができる。
In this case, since the entire outer surface can be used as a heat radiating surface, the heat radiating area can be increased as compared with a conventional electromagnetic device. Therefore, the heat of the
コイル20の温度上昇が抑制されることにより、下記の効果が得られる。
The following effects are acquired by suppressing the temperature rise of the
先ず、電磁装置10Aの機能が維持され、前記電磁装置10Aの長寿命化を図ることができる。また、上述した放熱面積の増加によって、コイル20の熱は第1磁性体12及び第2磁性体22の前記放熱面から効率よく放熱されるので、コイル20の熱はワーク38にまで伝達されることはない。従って、ワーク38の温度上昇を抑制することができる。さらに、従来の電磁装置と比較して、温度上昇が低減されているので、低減されている温度差の分だけ、より大きな電流を流して、ワーク38に対する吸引力をさらに増加させることもできる。
First, the function of the
上述したように、電磁装置10Aは積層体から構成されているので、従来の電磁装置と比較して、電磁装置10A全体の小型化及び薄型化を図ることができる。
As described above, since the
さらに、電磁装置10Aは、第1磁性体12と鉄心14とコイル20と第2磁性体22とから構成される簡単な構造であるから、部品点数が少なく、簡単に加工や組み立てができる。従って、製造コストの低減を図ることができる。
Furthermore, since the
また、コイル20は、絶縁体30によってモールド成形されているので、コイル20から発生する熱を絶縁体30を介して第1磁性体12及び第2磁性体22に効率よく伝達して、放熱させることができる。従って、電磁装置10A全体の温度上昇をさらに低減させることができる。また、コイル20を絶縁体30でモールド成形することによって、コイル20の剛性を向上させることができる。さらに、絶縁体30でモールド成形することにより電磁装置10Aの組み立てが容易となり、該電磁装置10Aの製造コストをさらに低減させることができる。
In addition, since the
さらに、第1磁性体12及び第2磁性体22と、モールド成形されたコイル20とを、熱伝導率の高い接着剤によって接着することにより、第1磁性体12及び第2磁性体22との熱伝導性が向上し、コイル20から発生する熱を効率よく第1磁性体12及び第2磁性体22に伝達することができる。
Further, the first
また、コイル20を平角状の導体32から構成することにより、導体32が密接して配置され、占積率が増加する。これにより、コイル20からの放熱性が向上し、電磁装置10A全体の温度上昇を低減させることができる。また、前記占積率の増加によってコイル20の抵抗値が減少するので、前記コイル20からの発熱を低減することができる。
Further, by configuring the
また、電磁装置10Aでは、図24及び図25に示すように、永久磁石又は電磁石から構成される補助吸着部92を吸着部28に沿って設けるようにしてもよい。補助吸着部92は、図24に示すように、吸着部28に隣接して配置してもよいし、図25に示すように、電磁装置10Aに内蔵するようにしてもよい。そして、補助吸着部92は、電磁装置10Aのうち、摺動部材72の移動方向の上流側に設けられる。
In addition, in the
そして、矢印A方向に移動している摺動部材72は、補助吸着部92によって溝部70側に吸引される。これにより、前記摺動部材72は、補助吸着部92との距離が縮められた状態で、吸着部28に移動する。そのため、吸着部28では、摺動部材72を確実に吸引/吸着することができ、効率よく摺動部材72の仕分けを行うことができる。
Then, the sliding
次に、第2の実施の形態に係る電磁装置10Bについて、図26〜図43を参照しながら説明する。なお、電磁装置10Aと同一の構成要素については、同一の参照符号を付けて説明する。
Next, an
電磁装置10Bは、コイル20に隣接して永久磁石を配置する点を除いては電磁装置10Aと同様である。
The electromagnetic device 10 </ b> B is the same as the electromagnetic device 10 </ b> A except that a permanent magnet is disposed adjacent to the
次に、電磁装置10Bの具体例に係る電磁装置100、104、108について説明する。
Next, the
図26に示す第1の具体例に係る電磁装置100では、コイル20の外周面のうち、吸着部28の反対側に永久磁石102が設けられ、鉄心14とコイル20と永久磁石102とを、第1磁性体12及び第2磁性体22で挟み込んでいる。
In the
図27に示す第2の具体例に係る電磁装置104では、絶縁体30の内側において、吸着部28寄りの箇所に鉄心14を配置し、吸着部28から離れた箇所に前記鉄心14に隣接して永久磁石106を配置する。このような状態で、それらの外周面をコイル20で囲繞し、鉄心14と永久磁石106とコイル20を、第1磁性体12及び第2磁性体22で挟み込んでいる。
In the
電磁装置100では、コイル20に電流を流さない場合は、図26に示すように、永久磁石102で発生する磁束Φ5が、第1磁性体12及び第2磁性体22を介して鉄心14に鎖交する。そのため、電磁装置100、104の外方(例えば、ワーク38)に磁束Φ5が漏れることはない。
In the
一方、コイル20に電流を流して励磁を行う場合、図28に示すように、鉄心14内に発生する磁束Φ1によって、磁束Φ5は鉄心14内に進入することはできず、第1磁性体12及び第2磁性体22を介してワーク38に鎖交する。また、磁束Φ1も、第1磁性体12及び第2磁性体22を介してワーク38に鎖交する。このように、磁束Φ5によってワーク38に鎖交する磁束が増加するので、ワーク38に対する吸引力も増加する。
On the other hand, when excitation is performed by passing a current through the
また、電磁装置104においても、図27に示すように、コイル20に電流を流さない場合は、永久磁石106で発生する磁束Φ5が、第1磁性体12及び第2磁性体22を介して鉄心14に鎖交する(図27中の点線のループ)。そのため、電磁装置104の外方(例えば、ワーク38)に磁束Φ5が漏れることはない。
Also in the
一方、コイル20に電流を流して励磁を行う場合、鉄心14内に発生する磁束Φ1によって、磁束Φ5は鉄心14内に進入することはできず、第1磁性体12及び第2磁性体22を介してワーク38に鎖交する(図27中の実線のループ)。また、磁束Φ1も、第1磁性体12及び第2磁性体22を介してワーク38に鎖交する。このように、電磁装置104においても、磁束Φ5によってワーク38に鎖交する磁束が増加するので、ワーク38に対する吸引力も増加する。
On the other hand, when excitation is performed by passing a current through the
図29に示す第3の具体例に係る電磁装置108では、コイル20の外側に2つの永久磁石110a、110bが配置され、それらを第1磁性体12及び第2磁性体22で挟み込み、さらに、コイル20と永久磁石110aとの間にスリット112aが形成され、コイル20と永久磁石110bとの間にスリット112bが形成されている。
In the
この場合、永久磁石110aによって発生する磁束と、永久磁石110bによって発生する磁束とは、スリット112a、112bの存在によって、鉄心14やコイル20に鎖交することが困難となる。そのため、磁束は、第1磁性体12及び第2磁性体22を介して、吸着部28に沿って移動するワーク38(図1参照)に鎖交する。これにより、電磁装置108近傍において、ワーク38は常に吸引力を受けることになる。
In this case, the magnetic flux generated by the
次に、電磁装置10Bに関する各種シミュレーション結果(第4〜第8の解析例)について、図30〜図43を参照しながら説明する。 Next, various simulation results (fourth to eighth analysis examples) regarding the electromagnetic device 10 </ b> B will be described with reference to FIGS. 30 to 43.
先ず、第4の解析例は、図27に示す電磁装置104(実施例2)と、図26及び図28に示す電磁装置100(実施例3)とについて、コイルに電流を流して磁束を発生したときの磁束分布と磁束密度分布との関係を調べたものである。この場合、シミュレーション条件は、第1の解析例における第1の実施例(図16及び図17参照)と同様である。 First, in a fourth analysis example, a magnetic flux is generated by passing a current through a coil for the electromagnetic device 104 (Example 2) shown in FIG. 27 and the electromagnetic device 100 (Example 3) shown in FIGS. The relationship between the magnetic flux distribution and the magnetic flux density distribution was investigated. In this case, the simulation conditions are the same as those in the first embodiment (see FIGS. 16 and 17) in the first analysis example.
図30は実施例2の磁束分布を示し、図31は実施例2の磁束密度分布を示している。図32は実施例3の磁束分布を示し、図33は実施例3の磁束密度分布を示している。 FIG. 30 shows the magnetic flux distribution of the second embodiment, and FIG. 31 shows the magnetic flux density distribution of the second embodiment. FIG. 32 shows the magnetic flux distribution of the third embodiment, and FIG. 33 shows the magnetic flux density distribution of the third embodiment.
実施例2、3では、永久磁石102、106で発生する磁束がワーク38に鎖交していることが諒解される。
In Examples 2 and 3, it can be understood that the magnetic flux generated by the
次に、第5の解析例について、図34を参照しながら説明する。この解析例は、実施例2について、起磁力を変化させたときのワーク38に対する吸引力の関係を調べたものである。この場合、シミュレーション条件は、第3の解析例(図23参照)と同様である。なお、図34では、比較のために、実施例1のシミュレーション結果も示している。
Next, a fifth analysis example will be described with reference to FIG. In this analysis example, the relationship of the attractive force with respect to the
実施例2のように、永久磁石106を設けることによって、ワーク38に対する吸引力がさらに増加することが諒解される。例えば、コイル20に流れる電流が3000(A)である場合、永久磁石を備えていない実施例1と比較して、実施例2ではワーク38に対する吸引力が15%程度増加している。
As in the second embodiment, it can be seen that the provision of the
次に、第6の解析例について、図35を参照しながら説明する。この解析例は、実施例2、3について、ギャップdを変化させたときのワーク38に対する吸引力の関係を調べたものである。この場合、シミュレーション条件は、第2の解析例(図22参照)と同様である。なお、図35では、比較のために、実施例1のシミュレーション結果も示している。
Next, a sixth analysis example will be described with reference to FIG. In this analysis example, the relationship between the suction force with respect to the
実施例2、3について、永久磁石102、106を設けることによって、ワーク38に対する吸引力が増加することが諒解される。例えば、ギャップdが1(mm)である場合、永久磁石を備えていない実施例1と比較して、実施例2、3では吸引力が5%程度増加している。
Regarding Examples 2 and 3, it can be appreciated that the provision of the
次に、第7の解析例について、図36〜図39を参照しながら説明する。この解析例は、電磁装置104(実施例4)と電磁装置100(実施例5)とについて、コイル20に電流を流さない場合における磁束分布及び磁束密度分布の関係を調べたものである。なお、第8の解析例において、実施例4、5のシミュレーション条件は、起磁力の大きさを0に設定する点を除いては、第4の解析例(図30〜図33参照)と同様である。
Next, a seventh analysis example will be described with reference to FIGS. In this analysis example, the electromagnetic device 104 (Example 4) and the electromagnetic device 100 (Example 5) are examined for the relationship between the magnetic flux distribution and the magnetic flux density distribution when no current is passed through the
図36は実施例4の磁束分布を示し、図37は実施例4の磁束密度分布を示している。図38は実施例5の磁束分布を示し、図39は実施例5の磁束密度分布を示している。 FIG. 36 shows the magnetic flux distribution of the fourth embodiment, and FIG. 37 shows the magnetic flux density distribution of the fourth embodiment. FIG. 38 shows the magnetic flux distribution of the fifth embodiment, and FIG. 39 shows the magnetic flux density distribution of the fifth embodiment.
図36及び図37のシミュレーション結果より、実施例4では、永久磁石106で発生する磁束が、第1磁性体12及び第2磁性体22を介して鉄心14に鎖交し、前記磁束がワーク38と鎖交していないことが容易に諒解される。また、磁束密度についても、鉄心14と永久磁石106との間で集中的に発生していることが分かる。
From the simulation results of FIGS. 36 and 37, in Example 4, the magnetic flux generated by the
また、図38及び図39のシミュレーション結果より、実施例5でも、永久磁石102で発生する磁束が、第1磁性体12及び第2磁性体22を介して鉄心14に鎖交し、前記磁束がワーク38と鎖交していないことが容易に諒解される。また、磁束密度についても、鉄心14と永久磁石102との間で集中的に発生していることが分かる。
38 and 39, the magnetic flux generated by the
次に、第8の解析例について、図40〜図43を参照しながら説明する。この解析例は、電磁装置10A(実施例6)と電磁装置104(実施例7)とについて、より大きな電流をコイル20に流して、大きな起磁力を発生させた場合における磁束分布及び磁束密度分布の関係を調べたものである。なお、第8の解析例において、実施例6、7のシミュレーション条件は、起磁力の大きさを2000(A)に設定する点を除いては、第4の解析例(図30〜図33)と同様である。
Next, an eighth analysis example will be described with reference to FIGS. This analysis example shows a magnetic flux distribution and a magnetic flux density distribution when a large magnetomotive force is generated by flowing a larger current through the
図40は実施例6の磁束分布を示し、図41は実施例6の磁束密度分布を示している。図42は実施例7の磁束分布を示し、図43は実施例7の磁束密度分布を示している。 FIG. 40 shows the magnetic flux distribution of the sixth embodiment, and FIG. 41 shows the magnetic flux density distribution of the sixth embodiment. FIG. 42 shows the magnetic flux distribution of the seventh embodiment, and FIG. 43 shows the magnetic flux density distribution of the seventh embodiment.
図40及び図41のシミュレーション結果より、実施例6では、起磁力を増加させても、鉄心14に流れる電流によって発生する磁束が、第1磁性体12及び第2磁性体22を介してワーク38に鎖交していることが容易に諒解される。
From the simulation results of FIGS. 40 and 41, in Example 6, even if the magnetomotive force is increased, the magnetic flux generated by the current flowing through the
また、図42及び図43のシミュレーション結果より、実施例7では、鉄心14で発生する磁束に加え、永久磁石102で発生する磁束についても、第1磁性体12及び第2磁性体22を介してワーク38に鎖交していることが容易に諒解される。
42 and 43, in Example 7, in addition to the magnetic flux generated in the
このように、第2の実施の形態に係る電磁装置10Bでは、鉄心14の外周面とコイル20との間、又は、前記コイル20の外周面に、第1磁性体12と第2磁性体22とで挟まれるように永久磁石102、106を設けている。
Thus, in the
この場合、コイル20に電流を流さないときには、永久磁石102、106による磁束は鉄心14を通過するだけであり、ワーク38に鎖交することはない。そのため、コイル20に電流を流さない状態にあっては、永久磁石102、106の作用によるワーク38に対する吸引力は発生しない。
In this case, when no current is supplied to the
一方、コイル20に電流を流す場合には、励磁によって発生する磁束と、永久磁石102、106によって発生する磁束とが、ワーク38に鎖交する。そのため、永久磁石102、106によって発生する磁束の磁気作用下に発生する吸引力もワーク38に対する吸引力となる。従って、ワーク38に対する吸引力をさらに増加させることができる。
On the other hand, when a current is passed through the
また、発生する磁束を減少させて、前記磁束の減少分を永久磁石102、106による磁束で補償することにより、より低発熱で省電力の電磁装置100、104を実現することができる。
Further, by reducing the generated magnetic flux and compensating the decrease in the magnetic flux with the magnetic flux generated by the
また、コイル20の外側に永久磁石110a、100bが設けられる場合に、前記永久磁石110a、110bを、第1磁性体12と第2磁性体22との間に設けられたスリット112a、112bを介して前記コイル20の外側に配置することにより、永久磁石110a、110bから、鉄心14やコイル20に鎖交する磁束が低減される。そのため、永久磁石110a、110bで発生した磁束の大部分は、第1磁性体12及び第2磁性体22を介してワーク38に鎖交する。
Further, when the
この場合、平面部24寄りに配置された永久磁石110aは、ワーク38を平面部24側に確実に吸引/吸着することができる。また、湾曲部26寄りに配置された永久磁石110bは、ワーク38を湾曲部26側に吸引/吸着しながら、前記湾曲部26の指向する方向(仕分け方向)に前記ワーク38を確実に送出することができる。
In this case, the
なお、本発明に係る電磁装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 In addition, the electromagnetic device according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
10A、10B…電磁装置 12、22…磁性体
14…鉄心 20…コイル
20a、20b…コイル部 24…平面部
26…湾曲部 28…吸着部
30…絶縁体 32…導体
38…ワーク 40…磁路
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記第1磁性体上に積層されたコイルと、
前記コイル上に積層されたプレート状の第2磁性体と、
前記コイルの内側に設けられた鉄心と、
前記第1磁性体上で前記コイルに対してワークの移動方向の上流側又は下流側に設けられ、且つ、前記コイル及び前記鉄心と共に前記第1磁性体と前記第2磁性体との間に挟みこまれた永久磁石と、
を備え、
前記第1磁性体上において、該第1磁性体の外周面に沿って前記コイルを複数巻回することにより、前記第1磁性体と前記第2磁性体と前記コイルとの外周面のうち、前記ワークに面する側面が略面一に形成され、
略面一に形成された前記第1磁性体及び前記第2磁性体の各側面によって、前記コイルに対する通電作用下で前記ワークを吸引/吸着する吸着部が構成される
ことを特徴とする電磁装置。 A plate-like first magnetic body;
A coil laminated on the first magnetic body;
A plate-like second magnetic body laminated on the coil;
An iron core provided inside the coil;
Provided on the first magnetic body on the upstream side or the downstream side in the moving direction of the workpiece with respect to the coil, and sandwiched between the first magnetic body and the second magnetic body together with the coil and the iron core. With a permanent magnet,
With
On the first magnetic body, by winding a plurality of the coils along the outer peripheral surface of the first magnetic body, among the outer peripheral surfaces of the first magnetic body, the second magnetic body, and the coil, The side surface facing the workpiece is formed substantially flush,
An electromagnetic device characterized in that each side surface of the first magnetic body and the second magnetic body formed substantially flush with each other constitutes a suction portion that sucks / sucks the workpiece under an energizing action on the coil. .
前記永久磁石は、前記第1磁性体又は前記第2磁性体に形成されたスリットを介して前記コイルに対して前記移動方向の上流側又は下流側に設けられる
ことを特徴とする電磁装置。 The electromagnetic device according to claim 1.
The said permanent magnet is provided in the upstream or downstream of the said moving direction with respect to the said coil through the slit formed in the said 1st magnetic body or the said 2nd magnetic body. The electromagnetic device characterized by the above-mentioned.
前記第1磁性体、前記第2磁性体及び前記鉄心は、珪素を含有した珪素鋼によって形成されている
ことを特徴とする電磁装置。 The electromagnetic device according to claim 1 or 2,
The first magnetic body, the second magnetic body, and the iron core are made of silicon steel containing silicon.
前記コイルは絶縁体によって被覆されている
ことを特徴とする電磁装置。 The electromagnetic device according to any one of claims 1 to 3,
The electromagnetic device, wherein the coil is covered with an insulator.
前記コイルは、平角状の導体から構成されている
ことを特徴とする電磁装置。 The electromagnetic device according to any one of claims 1 to 4,
The said coil is comprised from the rectangular conductor, The electromagnetic device characterized by the above-mentioned.
前記コイルは、少なくとも、前記導体を外方から前記鉄心の外周面に向かって巻回する第1の板状コイル部と、前記外周面にまで巻回された前記導体を、前記鉄心の前記外周面から前記外方に向かって巻回する第2の板状コイル部と、から構成されている
ことを特徴とする電磁装置。 The electromagnetic device according to claim 5.
The coil includes at least a first plate-like coil portion that winds the conductor from the outside toward the outer peripheral surface of the iron core, and the conductor wound to the outer peripheral surface. An electromagnetic device comprising: a second plate coil portion wound outwardly from a surface.
前記吸着部は、直線状に形成される平面部と、前記平面部に連続する湾曲部とにより構成され、
前記ワークの移動方向の上流側に前記平面部が配置され、下流側に前記湾曲部が配置される
ことを特徴とする電磁装置。 The electromagnetic device according to any one of claims 1 to 6,
The adsorbing part is constituted by a flat part formed linearly and a curved part continuous to the flat part,
The electromagnetic device, wherein the planar portion is arranged on the upstream side in the moving direction of the workpiece, and the bending portion is arranged on the downstream side.
前記電磁装置の天地を逆転させて配置することによって、前記ワークの送出方向が変更可能に設けられる
ことを特徴とする電磁装置。 The electromagnetic device according to claim 7.
The electromagnetic device is characterized in that the workpiece feeding direction can be changed by arranging the electromagnetic device upside down.
前記平面部における前記第1磁性体の側面の面積をS1とし、前記平面部における前記第2磁性体の側面の面積をS2とし、前記鉄心における前記平面部に対応する部分での該平面部に直交する方向に沿った断面積をS3としたときに、
前記面積S1と前記面積S2と前記断面積S3との間では、S1≧S3及びS2≧S3である
ことを特徴とする電磁装置。 The electromagnetic device according to claim 7 or 8 ,
The area of the side surface of the first magnetic body in the plane portion is S1, the area of the side surface of the second magnetic body in the plane portion is S2, and the plane portion in the portion corresponding to the plane portion in the iron core When the cross-sectional area along the orthogonal direction is S3,
Between the area S1, the area S2, and the cross-sectional area S3, S1 ≧ S3 and S2 ≧ S3.
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。 The electromagnetic device according to any one of claims 1 to 9 ,
The electromagnetic device is applied to a sorting conveyor switching device that switches a conveyance path of articles on a conveyor.
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