JP3898565B2

JP3898565B2 - 磁気吸着保持装置

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Publication number: JP3898565B2
Application number: JP2002140598A
Authority: JP
Inventors: 富秋細川
Original assignee: Pascal Engineering Corp
Current assignee: Pascal Engineering Corp
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2022-05-15
Also published as: JP2003326531A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気吸着保持装置に関し、特に被固定体が固定面から離隔した状態でも被固定体との間に磁路を構成することが可能なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、機械加工に供するワークや金型等の被固定体に磁力を作用させて吸着固定する磁気吸着保持装置は、機械加工、成形などに使用される種々の機械に用いられているが、このような磁気吸着保持装置を備えた機械の一例として、射出成形機に適用した場合について説明する。
【０００３】
一般的に、射出成形機は金型を固定する為の１対の金型固定盤を有し、これら金型固定盤に金型を固定する手段として、ボルトや、油圧を利用したクランプ装置が用いられることが多かった。しかしながら、近年では、前記の磁気吸着保持装置により金型を固定する金型固定面に磁力を発生させて、この磁力により金型を吸着固定する射出成形機も使用されつつある。この場合、横型の射出成形機においては金型固定面は鉛直面に形成されており、この金型固定面に金型は鉛直姿勢に固定される。
【０００４】
ボルトや油圧クランプ装置で金型を固定する場合には、ボルト穴やクランプ装置の配置により金型の固定位置が限定されるのに対し、磁気吸着保持装置により金型を吸着固定する場合にはそのような制約はなく、金型固定位置選択の自由度が高い。さらに、磁力を発生させる磁石としてアルニコ（AlNiCo）磁石を使用すれば、磁石に巻装されたコイルに数秒間通電するだけで、磁石の磁極が変化してその状態が維持されるので、金型固定面に磁力を発生させたりその磁力を消去したりするのを容易に行うことができ、金型の交換作業を簡略化することができる（例えば、特開平９−１７４５５９号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、射出成形機において、前記の磁気吸着保持装置により金型を金型固定面に吸着固定した場合に、金型から成形品を取り出す場合や、金型の型開きによる衝撃力が作用した場合などに、瞬間的に金型が金型固定面から離隔すると、吸着力が急激に低下して金型が金型固定面から落下することがある。また、金型の反りや機械加工の精度等の種々の要因により、金型固定面に当接する金型側の面が平らに形成されていない場合には、金型の一部が常に金型固定面から離隔している状態であるため、吸着力が弱くなり金型が落下しやすい。このような問題は、射出成形機以外の他の磁気吸着保持装置を有する種々の機械においても起こりうるものである。
本発明の目的は、ワークや金型等の被固定体が固定面から離隔している場合でも被固定体との間に磁路を構成することで被固定体が落下したりその固定位置がずれたりしにくくすることが可能な磁気吸着保持装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の磁気吸着保持装置は、プレート部材と、被固定体を固定する為の固定面を備えプレート部材に固定された磁性体製の複数のブロック部材と、被固定体を固定面に吸着固定する磁力を発生させてその磁力を保持可能であるとともに、その磁力を複数のブロック部材を介して被固定体に作用させる磁力発生保持機構とを備えた磁気吸着保持装置であって、前記磁力発生保持機構は、複数のブロック部材の周囲に配設された複数の永久磁石と、複数のブロック部材に対して前記固定面と反対側に夫々配設された複数のアルニコ磁石と、複数のアルニコ磁石に夫々巻装された複数のコイルとを有し、前記各ブロック部材に、その固定面に垂直な方向に進退移動可能で且つ固定面から部分的に突出可能な磁性体製の磁力保持部材を設けると共に、この磁力保持部材を所定の突出位置よりも突出させないように係止する係止部材を前記ブロック部材に固定的に設け、前記磁力保持部材は、被固定体が固定面に固定された状態では被固定体に吸着して前記磁力発生保持機構で発生した磁束の一部が通る磁路を構成すると共に、被固定体が固定面から離隔する際には所定離隔距離の範囲内において被固定体に吸着した状態を保持するように構成されたことを特徴とするものである。
【０００７】
前記磁力発生保持機構は、複数のブロック部材の周囲に配設された複数の永久磁石と、複数のアルニコ磁石と、複数のアルニコ磁石に夫々巻装された複数のコイルとを有し、この磁気吸着保持装置において、機械加工に供するワークや射出成形用の金型等の被固定体を固定面に吸着固定する場合には、磁力発生保持機構の複数の永久磁石により固定面に磁力を発生させてその磁力を保持しつつ、その磁力を複数のブロック部材を介して被固定体に作用させる。被固定体の固定を解除する際には、コイルに数秒間通電することでアルニコ磁石の磁極を反転させて、複数の永久磁石の磁束が固定面の外側へ出ない状態に切換えてその状態を維持することができる。
【０００８】
各ブロック部材にはその固定面に垂直な方向に進退移動可能な磁力保持部材が設けられる共にこの磁力保持部材を所定の突出位置よりも突出させないように係止する係止部材を前記ブロック部材に固定的に設けられている。被固定体が固定面に固定された状態では、磁力保持部材は被固定体に吸着しつつブロック部材の内部に退入した状態である。
ここで、被固定体に大きな衝撃力等が作用して、被固定体が固定面から離隔した場合には、被固定体に作用する磁力が急激に低下することになる。しかし、被固定体が固定面から離隔して隙間が生じても、磁力保持部材が被固定体に吸着したまま部分的に突出して磁路を構成することになるため、所定離隔距離の範囲内で磁力保持部材が被固定体に吸着した状態を保持することができる。従って、被固定体の固定面から離隔した部分においても磁力保持部材を介して磁路が構成されるため、被固定体が固定面から落下したり、その固定位置がずれたりしにくくなる。被固定体が前記所定離隔距離だけ固定面から離隔し、磁力保持部材が所定の突出位置になると、磁力保持部材が係止部材により係止されるため、被固定体の落下やそれ以上の位置ずれが抑制される。
【０００９】
また、被固定体の反りや機械加工の精度等の要因により、固定面に当接する被固定体側の面が平らに形成されていない場合には、被固定体の一部が常に固定面から離隔している状態であるが、この場合にも磁力保持部材が固定面から突出して金型に吸着するので、このように固定面から離隔している部分においても、磁力保持部材が磁路を構成するため、被固定体に作用する磁力が大幅に低下することがないため、被固定体が落下したり、固定面における固定位置がずれたりしにくくなる。
【００１０】
請求項２の磁気吸着保持装置は、請求項１の発明において、前記磁力保持部材が被固定体に吸着している間は、磁力保持部材を介して被固定体とブロック部材との間に磁路が構成されることを特徴とするものである。従って、被固定体に大きな衝撃力等が作用して被固定体が固定面から離隔した場合でも、磁力保持部材を介して被固定体とブロック部材との間に磁路が構成されて、被固定体に作用する磁力が大幅に低下することがないため、被固定体が落下したり、固定面における固定位置がずれたりしにくくなる。
【００１１】
請求項３の磁気吸着保持装置は、射出成形機の金型固定盤に金型を固定する為の、金型固定盤の盤面に固定されたプレート部材と、金型固定面を備えプレート部材に固定された複数の磁性体製のブロック部材と、金型を金型固定面に吸着させる磁力を発生させてその磁力を保持可能であるとともに、その磁力を複数のブロック部材を介して金型に作用させる磁力発生保持機構とを備えた磁気吸着保持装置であって、前記磁力発生保持機構は、複数のブロック部材の周囲に配設された複数の永久磁石と、複数のブロック部材に対して前記金型固定面と反対側に夫々配設された複数のアルニコ磁石と、複数のアルニコ磁石に夫々巻装された複数のコイルとを有し、前記各ブロック部材に、その金型固定面に垂直な方向に進退移動可能で且つ金型固定面から部分的に突出可能な磁性体製の磁力保持部材を設けると共に、この磁力保持部材を所定の突出位置よりも突出させないように係止する係止部材を前記ブロック部材に固定的に設け、前記磁力保持部材は、金型が金型固定面に固定された状態では金型に吸着して前記磁力発生保持機構で発生した磁束の一部が通る磁路を構成すると共に、金型が金型固定面から離隔する際には所定離隔距離の範囲内において金型に吸着した状態を保持するように構成されたことを特徴とするものである。
【００１２】
この磁気吸着保持装置の作用は、請求項１とほぼ同様であるので簡単に説明すると、成形品の取り出しの際や、型開き時の衝撃力が金型に作用した際などに、金型が金型固定面から離隔した場合には、磁力保持部材が金型に吸着したまま部分的に突出して磁路を構成するため、所定離隔距離の範囲内で磁力保持部材が金型に吸着した状態を保持することができる。従って、金型の金型固定面から離隔した部分においても磁力保持部材を介して磁力が作用し、金型に作用する磁力が大幅に低下することがないため、金型が金型固定面から落下しにくくなる。
【００１３】
請求項４の磁気吸着保持装置は、請求項３の発明において、前記磁力保持部材が金型に吸着している間は、磁力保持部材を介して金型とブロック部材との間に磁路が構成されることを特徴とするものである。従って、金型が金型固定面から離隔した場合でも、磁力保持部材を介して金型とブロック部材との間に磁路が構成されて金型に磁力が作用し、金型に作用する磁力が大幅に低下することがないため、金型が落下しにくくなる。
【００１４】
請求項５の磁気吸着保持装置は、請求項１〜４の何れかの発明において、前記各ブロック部材に、磁力保持部材を突出側へ付勢する付勢部材を設けたことを特徴とするものである。従って、付勢部材の付勢力により常に磁力保持部材を突出側へ付勢することで、成形品の取り出しの際や、型開き時の衝撃力が金型に作用した際などに、金型が金型固定面から離隔した場合に、磁力保持部材を確実に突出させて金型に吸着させることができる。
【００１５】
請求項６の磁気吸着保持装置は、請求項１〜５の何れかの発明において、前記各ブロック部材に、複数の磁力保持部材を設けたことを特徴とするものである。金型が金型固定面から離隔した場合でも、複数の磁力保持部材が金型に吸着した状態が保持されるため、磁力保持部材を介して金型に作用する磁力が大きくなり、金型が落下しにくくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、横向きに相対向する１対の金型固定盤を備えた横型射出成形機に本発明を適用した一例である。先ず、射出成形機１について簡単に説明する。
図１に示すように、射出成形機１は、固定金型２ａ及び可動金型３ａを固定する為の固定盤２及び可動盤３（金型固定盤）と、金型２ａ，３ａの型締めと型開きを行う為に可動盤３を固定盤２に対して接近／離隔する方向に駆動するラム４ａを有する可動盤駆動機構４と、可動盤３を前記接近／離隔方向に移動自在にガイド支持する４本のガイドロッド５と、型締め状態で金型２ａ，３ａ内に形成されるキャビティに溶融状の合成樹脂を供給する為の射出筒６ａを有する樹脂供給機構６と、可動金型３ａから成形品を取り出すエジェクト機構（図示略）などを備えている。
【００１７】
この射出成形機１により成形作業を行う際には、ラム４ａにより可動盤３が固定盤２に接近する方向に駆動されて、固定金型２ａに可動金型３ａが押圧されて型締め状態となり、この状態で、内部にスクリューコンベア状の加圧部材を有する射出筒６ａの先端から金型２ａ，３ａ内に溶融状の合成樹脂が供給されて、成形品が射出成形される。その後、ラム４ａにより可動盤３が固定盤２から離隔する方向に駆動されて、可動金型３ａが固定金型２ａから離隔して型開き状態となる。この状態で、エジェクト機構により成形品が可動金型３ａから取り出される。
【００１８】
次に、固定盤２及び可動盤３について説明するが、固定盤２と可動盤３は略同じ構造を有するので、以下、固定盤２について説明する。
図１、図２に示すように、固定盤２は側面視で正方形状に形成され、この４つの角部の近傍部には夫々ガイドロッド５を挿通する為の挿通孔２ｂが設けられ、４本のガイドロッド５は４つの挿通孔２ｂに夫々挿通された状態で固定盤２に固定されている。この固定盤２には、固定盤２に金型２ａを固定する為の金型吸着固定装置１０（磁気吸着保持装置に相当する）が設けられている。
【００１９】
図２〜図６に示すように、金型吸着固定装置１０は、固定盤２の盤面２ｃに固定されたプレート部材１１と、金型固定面１２ａを備えプレート部材１１に固定された４つのブロック部材１２と、金型２ａを金型固定面１２ａに吸着させる磁力を発生させてその磁力を保持するとともに、その磁力を４つのブロック部材１２を介して金型２ａに作用させる磁力発生保持機構１３とを備えている。
【００２０】
図２に示すように、プレート部材１１は側面視略正方形状に形成され、このプレート部材１１は固定盤２に形成された溝部２ｄに位置決めされた状態で、固定盤２の中央部にボルト２０で固定されている。このプレート部材１１に、磁性体からなる４つのブロック部材１２が夫々非磁性体（例えば、ＳＵＳ３０４）製のボルト２１で固定されており、各ブロック部材１２の左面には鉛直な金型固定面１２ａが形成されている。また、後ほど詳述するが、各ブロック部材１２には、金型固定面１２ａに垂直な方向に進退可能で且つ金型固定面１２ａから部分的に左方へ突出可能な磁性体製の４つの磁力保持部材３０と、これら４つの磁力保持部材３０を夫々突出側へ付勢する４つのコイルスプリング３１（付勢部材）とが設けられている。
【００２１】
図４、図５に示すように、磁力発生保持機構１３は、４つのブロック部材１２の周囲に配設された複数の永久磁石２２と、４つのブロック部材１２の右側（金型固定面１２ａと反対側）に夫々配設された４つのアルニコ磁石２３と、これら４つのアルニコ磁石２３に夫々巻装された４組のコイル２４とを有する。金型２ａを金型固定面１２ａに固定する際に、コイル２４に所定の方向へ数秒間通電すると、図４に示すように、ブロック部材１２において、アルニコ磁石２３による磁束の向きが永久磁石２２による磁束の向きと同じになるように、アルニコ磁石２３の磁極が変化する。従って、金型２ａと金型吸着固定装置１０との間に図４の鎖線で示すように磁束が通り、金型２ａが金型固定面１２ａに固定される。
【００２２】
一方、金型２ａの固定を解除する際には、前記の金型２ａを固定する場合とは逆方向に、数秒間コイル２４に通電すると、アルニコ磁石２３の磁極が反転し、ブロック部材１２において、アルニコ磁石２３による磁束が金型固定面１２ａから出ないようになる。従って、図５の鎖線で示すように、金型吸着固定装置１０の内部にのみ磁束が通ることとなり、金型２ａには磁力が作用しなくなって金型２ａの固定が解除される。
【００２３】
次に、本願特有の磁力保持部材３０について説明する。ただし、４つの磁力保持部材３０は同じ構造を有するので、そのうちの１つについて以下説明する。
図４〜図６に示すように、磁力保持部材３０は磁性体（例えば、Ｓ４５Ｃ）で略円筒形状に形成され、磁力保持部材３０はブロック部材１２に形成された収容穴１２ｂに左右方向に摺動自在に内嵌されている。磁力保持部材３０の先端面には金型２ａに吸着する吸着面３０ａが形成されている。さらに、磁力保持部材３０にはブロック部材１２に螺合する非磁性体（例えば、ＳＵＳ３０４）製のボルト３２（係止部材に相当する）が挿通されている。このボルト３２に、磁力保持部材３０の右端部の内周部に形成された環状係合部３０ｂが係合可能であり、磁力保持部材３０は収容穴１２ｂから左方へ抜け出るのを規制される。収容穴１２ｂの右端部にはコイルスプリング３１が配設され、このコイルスプリング３１により磁力保持部材３０は左方へ弾性付勢されている。
【００２４】
磁力発生保持機構１３により発生した磁力が金型２ａに作用して、金型２ａが金型固定面１２ａに固定された状態では、図６の実線で示すように、磁力保持部材３０はコイルスプリング３１の付勢力に抗して右方へ退入し、磁力保持部材３０の吸着面３０ａは金型固定面１２ａと同一面内で金型２ａに吸着する。
【００２５】
ここで、例えば、エジェクト機構による成形品の取り出しの際や、型開き時の衝撃力が金型に作用する際に、金型２ａが金型固定面１２ａから瞬間的に離隔したときには、後述するように金型２ａに作用する磁力が急激に弱まるが、図６の鎖線で示すように、コイルスプリング３１の付勢力により磁力保持部材３０が左方へ突出して、ボルト３２に環状係合部３０ｂが係合した所定の突出位置になるまでの所定離隔距離（例えば、３ｍｍ）の範囲内では、磁力保持部材３０は金型２ａに確実に吸着した状態が保持される。このように、磁力保持部材３０が金型２ａに吸着している間は、磁力保持部材３０を介して金型２ａとブロック部材１２との間に磁路が構成されて、金型２ａに磁力が作用する。
【００２６】
また、図７に示すように、金型２ａの反りや機械加工の精度等の要因により、金型固定面１２ａに当接する金型固定面側の面が平らに形成されていない場合には、金型２ａの一部が常に金型固定面１２ａから離隔している状態であるが、この場合にも、磁力保持部材３０が金型固定面１２ａから突出して金型２ａに吸着した状態が保持される。
【００２７】
次に、金型２ａが金型固定面１２ａから離隔した場合の、磁力発生保持機構１３により発生し金型２ａに作用する磁力の変化について詳述する。
図８（ａ），（ｂ）に示すように、残留磁束密度Ｂｒ−保磁力Ｈｃ減磁特性において、永久磁石２２及びアルニコ磁石２３の減磁特性は、夫々Ｌａ，Ｌｂで表される。ここで、Ｂra，Ｂrbは、磁場Ｈが０であるときに夫々の磁石２２，２３内に残留する残留磁束密度である。
【００２８】
ここで、本発明の磁力発生保持機構は、複数の永久磁石２２とアルニコ磁石２３を組み合わせて磁力を発生するものであり、その磁力の変化は単体の磁石の減磁特性から一義的に求まるものではないが、その変化の傾向を把握することは可能である。
【００２９】
即ち、金型２ａと金型固定面１２ａとの間の隙間がない場合には、パーミアンス線の傾きは大きい。つまり、パーミアンス係数（Ｂｒ／Ｈｃ）は大きい。それに対し、隙間がある場合にはパーミアンス線の傾きは小さくなるため、隙間がない場合よりも、パーミアンス係数が小さくなる。
【００３０】
ここで、減磁特性とパーミアンス線、及び磁石の動作点について述べると、単体磁石の場合は、減磁特性とパーミアンス線は明確になり、動作点のＢｒ，Ｈｃを求めることができる。また、隙間がある状態から、隙間がない状態に戻った場合の残留磁束密度Ｂｒ’はリコイル線上にあり、求めることもできる。
アルニコ磁石では、Ｂｒ’＜Ｂｒとなり、フェライト、ネオジウム等の永久磁石では減磁曲線上を動き、Ｂｒ’≒Ｂｒになることが一般的である。しかし、磁気吸着保持装置の場合は、アルニコ磁石、ネオジウム磁石などが複数用いられており、この場合のパーミアンス線を決定することは極めて困難である。
但し、パーミアンス線の傾きとリコイル線によって決まるＢｒ’の値の傾向は、隙間がある場合とない場合とで比較できる
【００３１】
つまり、図８に示すように、永久磁石２２において、金型２ａが金型固定面１２ａから離隔していない状態でのパーミアンス線をＬ１とすると、この状態での永久磁石２２は、ＬａとＬ１の交点である動作点Ｐ１で動作することになり、永久磁石２２からの磁束密度はＢ１となる。この状態から、金型２ａが金型固定面１２ａから離隔して所定量の隙間が生じた場合にはパーミアンス線はＬ２となり、動作点がＰ２となるため、永久磁石２２からの磁束密度はＢ２となり低下する。
しかし、金型２ａが金型固定面１２ａから離隔して所定量の隙間が生じたときに、磁力保持部材３０が金型２ａに吸着した場合には、パーミアンス線はＬ３となり、動作点がＰ３となるため、永久磁石２２からの磁束密度はＢ３（Ｂ２＜Ｂ３＜Ｂ１）となる。
【００３２】
同様に、アルニコ磁石２３においても、金型２ａが金型固定面１２ａから離隔していない状態でのパーミアンス線をＬ４とすると、動作点はＬｂとＬ４との交点であるＰ４となり、アルニコ磁石２３の磁束密度はＢ４となる。この状態から、金型２ａが金型固定面１２ａから離隔して所定量の隙間が生じた場合にはパーミアンス線はＬ５となり、動作点がＰ５となるため、アルニコ磁石２３の磁束密度はＢ５となり低下する。
しかし、金型２ａが金型固定面１２ａから離隔して所定量の隙間が生じたときに、磁力保持部材３０が金型２ａに吸着した場合には、パーミアンス線はＬ６となり、動作点がＰ６となるため、アルニコ磁石２３からの磁束密度はＢ６（Ｂ５＜Ｂ６＜Ｂ４）となる。
【００３３】
ここで、金型固定面１２ａに作用する磁力Ｆは、Ｆ＝ＫＢ²Ｓ（Ｓは磁束の通過する部分の面積、Ｋは定数）で求められるため、磁束密度Ｂが大きいほど磁力Ｆは大きくなる。従って、金型２ａが金型固定面１２ａから離隔したときに磁力保持部材３０が金型２ａに吸着した場合の、永久磁石２２及びアルニコ磁石２３により発生する磁力は、金型２ａが離隔していない状態からは低下するものの、磁力保持部材３０がない場合と比較するとその低下の度合は確実に抑えられると予測される。
【００３４】
但し、この場合でも、アルニコ磁石２３による磁束の磁束密度Ｂ６が、永久磁石２２による磁束の磁束密度Ｂ３よりも小さい場合には、アルニコ磁石２３の起磁力が永久磁石２２の起磁力よりも低いため、永久磁石２２の磁束の一部が金型固定面１２ａから外部へ通らずにアルニコ磁石２３へ分かれて通ってしまうこともあり、その場合には、金型固定面１２ａに発生する磁力は磁束が分かれた分だけ低下することになる。
【００３５】
以上のように予測される磁力の変化を確認するために、本願出願人が実施した実験の結果を図９に示す。ここで、曲線Ａ，Ｂは、金型２ａと金型固定面１２ａとの間に隙間がある状態と、隙間がない状態での吸着力（実験では、8,400 Ｎ）に対する吸着力の減少率との関係を示したものであり、Ａは磁力保持部材３０がない場合、Ｂは磁力保持部材３０が金型２ａに吸着している場合である。この実験結果から明らかなように、金型２ａと金型固定面１２ａとの間に隙間が生じても、磁力保持部材３０が金型２ａに吸着する場合には、磁力保持部材３０がない場合と比べて、格段に吸着力の減少を抑えることができる。
【００３６】
次に、金型吸着固定装置１０の作用について説明する。
先ず、固定盤２において、射出成形機１の側方に配設された図示外の金型搬送機構や、クレーン等の搬送手段により固定金型２ａを所定の固定位置付近まで移動させておく。次に、コイル２４に対して所定の方向に数秒間通電すると、アルニコ磁石２３の磁極が変化してその状態が保持され、図４に示すような磁束が生じて、金型固定面１２ａに金型２ａを固定する磁力が発生する。この磁力により金型２ａが金型固定面１２ａに固定されると、同時に磁力保持部材３０はコイルスプリング３１の付勢力に抗して右方へ退入して、図６の実線で示すように、磁力保持部材３０の吸着面３０ａが金型固定面１２ａと同一面内で金型２ａに吸着し、吸着面３０ａは金型固定面１２ａとともに磁力を金型２ａに作用させる。可動盤３においても同様にして金型固定面１２ａに可動金型３ａが固定される。
【００３７】
このように金型２ａ，３ａが金型固定面１２ａに固定された状態で、型開き時の衝撃等により、金型２ａ，３ａが金型固定面１２ａから瞬間的に離隔した場合には、金型２ａ，３ａに作用する磁力が急激に弱まるが、同時に図６の鎖線で示すように、コイルスプリング３１の付勢力により磁力保持部材３０が左方へ突出して、環状係合部３０ｂがボルト３２に係合するまでの間の所定の離隔距離の範囲内では、磁力保持部材３０は金型２ａ，３ａに吸着した状態が保持される。従って、これら磁力保持部材３０を介して金型２ａとブロック部材１２との間に磁路が構成されるため、この場合でも所定の強さの磁力が金型２ａ，３ａに作用することになる。
【００３８】
金型２ａ，３ａの固定を解除する際には、コイル２４に対して金型固定時とは逆の方向に数秒間通電すると、アルニコ磁石２３の磁極が反転して、図５に示すように、金型吸着固定装置１０の内部にのみ磁束が通ることとなり、金型２ａ，３ａには磁力が作用しなくなる。
【００３９】
尚、図６に示すように、金型２ａ，３ａの反りや機械加工の精度等の要因により、金型固定面１２ａに当接する金型２ａ，３ａ側の面が平らに形成されていない場合には、金型２ａ，３ａの一部が金型固定面１２ａから離隔している状態であるが、この場合にも磁力保持部材３０が金型固定面１２ａから突出して金型２ａ，３ａに吸着するため、金型固定面１２ａから離隔している部分においても、磁力保持部材３０を介して金型２ａ，３ａには所定の強さの磁力が作用することになる。
【００４０】
以上説明した金型吸着固定装置１０によれば、小さな磁路の構成で磁束密度の低下を抑制でき、ブロック部材１２全体の吸着力を大幅に低下させることなく、次のような効果が得ることができる。
１）エジェクト機構による成形品の取り出しの際などに金型２ａ，３ａが金型固定面１２ａから離隔する場合や、金型固定面１２ａに当接する金型２ａ，３ａ側の面が平らに形成されておらず金型２ａ，３ａの一部が金型固定面１２ａから離隔している場合でも、磁力保持部材３０が金型固定面１２ａから突出して金型２ａ，３ａに吸着して、磁力保持部材３０を介して金型２ａ，３ａとブロック部材１２との間に磁路が構成されて、磁力保持部材３０を介して所定の磁力が金型２ａ，３ａに作用するので、金型２ａ，３ａが落下しにくくなる。
【００４１】
２）磁力発生保持機構１３は、４つのブロック部材１２の周囲に配設された複数の永久磁石２２と、４つのブロック部材１２の金型固定面１２ａと反対側に夫々配設された４つのアルニコ磁石２３と、これら４つのアルニコ磁石２３に夫々巻装された４組のコイル２４とを有するので、コイル２４に通電するだけでアルニコ磁石２３の磁極が反転してその状態が保持されるため、容易に金型２ａ，３ａを金型固定面１２ａに固定したり、あるいはその固定を解除したりすることができ、金型２ａ，３ａの交換作業が容易である。また、金型吸着固定装置１０で金型２ａ，３ａを固定している間に金型吸着固定装置１０に電源を供給しておく必要がなく、停電時に金型２ａ，３ａの吸着力がなくなることがない。さらに、電力消費量が少なくなり運転コスト的にも有利である。
【００４２】
３）各ブロック部材１２に、磁力保持部材３０を突出側へ付勢するコイルスプリング３１を設けたので、金型２ａ，３ａが金型固定面１２ａから離隔した場合に、コイルスプリング３１により磁力保持部材３０を左方へ付勢することで、磁力保持部材３０を確実に金型２ａ，３ａに吸着させることができる。
【００４３】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。尚、前記実施形態と同様のものについては、同じ符号を付して適宜説明を省略する。
１］ブロック部材１２に設ける磁力保持部材３０の数は前記実施形態の４つに限らず、１つでもよいし、４つ以外の複数であってもよい。但し、金型２ａ，３ａが金型固定面１２ａから離隔したときに、磁力保持部材３０を介して金型２ａ，３ａに作用する磁力を大きくして金型２ａ，３ａが落下しにくくするために、各磁力保持部材３０の吸着面３０ａを大きくするとともに、磁力保持部材３０の数も多くすることが望ましい。
２］付勢部材としては、コイルスプリング３１の他、板バネ、皿バネ、合成ゴムや合成樹脂からなる弾性部材等、種々のものを使用できる。
【００４４】
３］変更形態１・・・図１０参照
図１０に示すように、ブロック部材４２に形成された収容穴４２ｂに磁力保持部材４０が摺動自在に内嵌され、磁力保持部材４０は収容穴４２ｂの右端部に収容された皿バネ４１により左方へ弾性付勢されている。収容穴４２ｂの左端にはリング部材４３が圧入されている。リング部材４３には磁力保持部材４０の右端部に形成された環状係合部４０ａが係合可能であり、磁力保持部材４０は収容穴４２ｂから左方へ抜け出るのを規制される。この変更形態１においても、前記実施形態と同様に、金型２ａが金型固定面４２ａから離隔した場合には、環状係合部４０ｂがリング部材４３と係合するまでの間の所定離隔距離の範囲内で、図１０の鎖線で示すように、磁力保持部材４０が左方へ突出して吸着面４０ａが金型２ａに吸着し、磁力保持部材４０を介して金型２ａに磁力が作用する。
【００４５】
４］変更形態２・・・図１１参照
図１１に示すように、環状の磁力保持部材５０が、ボルト５３に摺動自在に外嵌するとともに、ブロック部材５２に形成された収容穴５２ｂに摺動自在に内嵌されている。この磁力保持部材５０は、収容穴５２ｂの右端に収容された皿バネ５１により左方へ弾性付勢されている。ボルト５３には磁力保持部材５０の右端部に形成された環状係合部５０ｂが係合可能であり、磁力保持部材５０は収容穴５２ｂから左方へ抜け出るのを規制される。この変更形態２おいても、前記実施形態と同様に、金型２ａが金型固定面５２ａから離隔した場合には、環状係合部５０ｂがボルト５３と係合するまでの間の所定離隔距離の範囲内で、図１１の鎖線で示すように、磁力保持部材５０が左方へ突出して吸着面５０ａが金型２ａに吸着し、磁力保持部材５０を介して金型２ａに磁力が作用する。
【００４６】
５］前記実施形態及びその変更形態１，２において、金型２ａが金型固定面１２ａ，４２ａ，５２ａから離隔してその間に隙間が生じると、金型２ａの金型固定面側の面と金型固定面１２ａ，４２ａ，５２ａとの間に相反する磁極が生じ、これら両面に生じた磁極に起因する磁力で磁力保持部材３０，４０，５０が金型２ａに吸着したまま部分的に突出することになるため、磁力保持部材３０，４０，５０を突出側へ付勢するコイルスプリング３１、皿バネ４１，５１等の付勢部材を省略することもできる。
６］本発明の磁気吸着保持装置は、射出成形機において金型を吸着固定する場合に限らず、機械加工に供するワークを固定面に吸着固定する場合等、他の被固定体を固定する場合にも適用できる。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、各ブロック部材に、その固定面に垂直な方向に進退移動可能で且つ固定面から部分的に突出可能な磁性体製の磁力保持部材を設け、磁力保持部材は、被固定体が固定面に固定された状態では被固定体に吸着して磁路を構成すると共に、被固定体が固定面から離隔する際には所定離隔距離の範囲内において被固定体に吸着した状態を保持するように構成したので、以下のような効果が得られる。
【００４８】
被固定体に大きな衝撃力等が作用して、被固定体が固定面から離隔した場合には、被固定体に作用する磁力が急激に低下することになるが、このときに、磁力保持部材が金型に吸着したまま部分的に突出して磁路を構成することになるため、所定離隔距離の範囲（所定の突出位置よりも突出しない範囲）内で磁力保持部材が被固定体に吸着した状態を保持することができる。従って、被固定体の固定面から離隔した部分においても磁力保持部材を介して磁路が構成されるため、被固定体が固定面から落下したり、固定位置がずれたりしにくくなる。
【００４９】
また、被固定体の反りや機械加工の精度等の要因により、固定面に当接する被固定体側の面が平らに形成されていない場合には、被固定体の一部が常に固定面から離隔している状態であるが、この場合にも磁力保持部材が固定面から突出して金型に吸着するので、このように固定面から離隔している部分においても被固定体に作用する磁力が大幅に低下することがなく、被固定体が落下したり、固定面における固定位置がずれたりしにくくなる。
【００５０】
請求項２の発明によれば、磁力保持部材が被固定体に吸着している間は、磁力保持部材を介して被固定体とブロック部材との間に磁路が構成されるので、被固定体に大きな衝撃力等が作用して被固定体が固定面から離隔した場合でも、磁力保持部材を介して被固定体とブロック部材との間に磁路が構成されて、被固定体に作用する磁力が大幅に低下することがなく、被固定体が落下したり、固定面における固定位置がずれたりしにくくなる。
【００５１】
請求項３の発明によれば、射出成形機の金型を金型固定面に吸着固定した状態で、成形品の取り出しの際や、型開き時の衝撃力が金型に作用した際などに、金型が金型固定面から離隔しても、磁力保持部材が金型に吸着したまま部分的に突出して磁路を構成するため、所定離隔距離の範囲内で磁力保持部材が金型に吸着した状態を保持することができる。従って、金型の金型固定面から離隔した部分においても磁力保持部材が磁路を構成するため、金型に作用する磁力が大幅に低下することがなく、金型が金型固定面から落下しにくくなる。
【００５２】
請求項４の発明によれば、磁力保持部材が金型に吸着している間は、磁力保持部材を介して金型とブロック部材との間に磁路が構成されるので、金型が金型固定面から離隔した場合でも、磁力保持部材を介して金型とブロック部材との間に磁路が構成されて金型に磁力が作用するため、金型に作用する磁力が大幅に低下することがなく、金型が落下しにくくなる。
【００５３】
請求項５の発明によれば、各ブロック部材に、磁力保持部材を突出側へ付勢する付勢部材を設けたので、付勢部材の付勢力により常に磁力保持部材を突出側へ付勢することで、成形品の取り出しの際や、型開き時の衝撃力が金型に作用した際などに、金型が金型固定面から離隔した場合に、磁力保持部材を確実に突出させて金型に吸着させることができる。その他、請求項１〜４の何れかと同様の効果が得られる。
【００５４】
請求項６の発明によれば、各ブロック部材に、複数の磁力保持部材を設けたので、金型が金型固定面から離隔した場合でも、複数の磁力保持部材が金型に吸着した状態が保持されるため、磁力保持部材を介して金型に作用する磁力が大きくなり、金型が落下しにくくなる。その他、請求項１〜５の何れかと同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る射出成形機の正面図である。
【図２】固定盤の左側面図である。
【図３】図２の一部拡大図である。
【図４】金型固定状態での図２のIV-IV 線断面図である。
【図５】金型固定解除状態での図４相当図である。
【図６】図４の要部拡大図である。
【図７】金型に反りがある場合の図４相当図である。
【図８】永久磁石とアルニコ磁石の減磁特性とパーミアンス線を示す図である。
【図９】実験により得られた金型と金型固定面との間の隙間と吸着力減少率との関係を示す図である。
【図１０】変更形態１の図６相当図である。
【図１１】変更形態２の図６相当図である。
【符号の説明】
１射出成形機
２固定盤
２ａ固定金型
２ｃ盤面
３可動盤
３ａ可動金型
１０金型吸着固定装置
１１プレート部材
１２，４２，５２ブロック部材
１２ａ，４２ａ，５２ａ金型固定面
１３磁力発生保持機構
３０，４０，５０磁力保持部材
３１コイルスプリング
３２ボルト（係止部材）
４１，５１皿バネ

Claims

プレート部材と、被固定体を固定する為の固定面を備えプレート部材に固定された複数の磁性体製のブロック部材と、被固定体を固定面に吸着固定する磁力を発生させてその磁力を保持可能であるとともに、その磁力を複数のブロック部材を介して被固定体に作用させる磁力発生保持機構とを備えた磁気吸着保持装置であって、
前記磁力発生保持機構は、複数のブロック部材の周囲に配設された複数の永久磁石と、複数のブロック部材に対して前記固定面と反対側に夫々配設された複数のアルニコ磁石と、複数のアルニコ磁石に夫々巻装された複数のコイルとを有し、
前記各ブロック部材に、その固定面に垂直な方向に進退移動可能で且つ固定面から部分的に突出可能な磁性体製の磁力保持部材を設けると共に、この磁力保持部材を所定の突出位置よりも突出させないように係止する係止部材を前記ブロック部材に固定的に設け、
前記磁力保持部材は、被固定体が固定面に固定された状態では被固定体に吸着して前記磁力発生保持機構で発生した磁束の一部が通る磁路を構成すると共に、被固定体が固定面から離隔する際には所定離隔距離の範囲内において被固定体に吸着した状態を保持するように構成された、
ことを特徴とする磁気吸着保持装置。
前記磁力保持部材が被固定体に吸着している間は、磁力保持部材を介して被固定体とブロック部材との間に磁路が構成されることを特徴とする請求項１に記載の磁気吸着保持装置。
射出成形機の金型固定盤に金型を固定する為の、金型固定盤の盤面に固定されたプレート部材と、金型固定面を備えプレート部材に固定された複数の磁性体製のブロック部材と、金型を金型固定面に吸着させる磁力を発生させてその磁力を保持可能であるとともに、その磁力を複数のブロック部材を介して金型に作用させる磁力発生保持機構とを備えた磁気吸着保持装置であって、
前記磁力発生保持機構は、複数のブロック部材の周囲に配設された複数の永久磁石と、複数のブロック部材に対して前記金型固定面と反対側に夫々配設された複数のアルニコ磁石と、複数のアルニコ磁石に夫々巻装された複数のコイルとを有し、
前記各ブロック部材に、その金型固定面に垂直な方向に進退移動可能で且つ金型固定面から部分的に突出可能な磁性体製の磁力保持部材を設けると共に、この磁力保持部材を所定の突出位置よりも突出させないように係止する係止部材を前記ブロック部材に固定的に設け、
前記磁力保持部材は、金型が金型固定面に固定された状態では金型に吸着して前記磁力発生保持機構で発生した磁束の一部が通る磁路を構成すると共に、金型が金型固定面から離隔する際には所定離隔距離の範囲内において金型に吸着した状態を保持するように構成された、
ことを特徴とする磁気吸着保持装置。
前記磁力保持部材が金型に吸着している間は、磁力保持部材を介して金型とブロック部材との間に磁路が構成されることを特徴とする請求項３に記載の磁気吸着保持装置。
前記各ブロック部材に、磁力保持部材を突出側へ付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の磁気吸着保持装置。
前記各ブロック部材に、複数の磁力保持部材を設けたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の磁気吸着保持装置。