JPH0968260A - 磁気ネジ搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 雄側磁気ネジを備えた駆動軸を長尺なものと
しても、雄側磁気ネジと雌側磁気ネジとが無接触で駆動
することが可能な磁気ネジ搬送装置を提供すること。 【解決手段】 本発明の磁気ネジ搬送装置は、回転可能
な軸体３，４，４，５に螺旋状に着磁して形成した雄側
磁気ネジ６，７，８を構成する駆動軸１を回転させ、湾
曲した溝面に螺旋状に着磁して形成した雌側磁気ネジ１
８を備えた搬送台を軸方向に移動させる磁気ネジを利用
したものであって、軸方向に複数に分割された雄側磁気
ネジ６，７，８間に軸体４，４を回転可能に支持する支
持台１１，１１を有するのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、螺旋形状に着磁し
て形成した雄側磁気ネジと雌側磁気ネジとの磁力の作用
により、回転運動を直進運動に変換することを利用した
磁気ネジ搬送装置に関し、特に、駆動軸に形成した雄側
磁気ネジを分割して構成した磁気ネジ搬送装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、磁石を螺旋形状に着磁した雄
側磁気ネジと雌側磁気ネジとの組合せによって形成した
磁気ネジを利用し、回転運動を直進運動に変換する磁気
ネジ搬送装置が開示されている。そこで、磁気ネジ搬送
装置の一従来例として特開平１−２０９２２２号公報に
掲載されたものを示して説明する。図５は、当該公報で
開示された磁気ネジ搬送装置を示した断面図であり、以
下のような構成をなしている。軸５１が、両端をフレー
ム等の固定部に取り付けられたボールベアリングの軸受
５２に回転自在に支持されている。その軸５１表面に
は、Ｓ極及びＮ極の帯状のマグネット５３が交互に螺旋
状に磁着され、雄側磁気ネジ７１が構成されている。軸
受５２に支持された軸５１の一端にはプーリ５４が固設
され、モータ５６のプーリ５７との間にベルト５５が掛
け渡たされている。

【０００３】そして、断面が示された搬送台５８は、移
動時に回転しないように設けられたガイド棒６１と雄側
磁気ネジ７１とを包むように設けられている。この搬送
台５８の円筒孔５９にも、Ｓ極とＮ極の帯状のマグネッ
ト６０が螺旋状に巻き込むように着磁され、雌側磁気ネ
ジ７２を構成している。そして、軸５１が貫通する円筒
孔５９内で、マグネット５３とマグネット６０とが互い
に接触しないよう、間隔ａだけ空けるようにして配設さ
れている。

【０００４】このように構成された磁気ネジ搬送装置
は、モータ５６の起動によって軸５１が回転すると、雄
側磁気ネジ７１及び雌側磁気ネジ７２とで、その軸５１
に巻かれたマグネット５３と搬送台５８に取り付けられ
たマグネット６０との磁力作用が生じる。そのため、軸
５１の回転に伴い搬送台５８が、ガイド棒６１に沿って
直線的に移動することとなる。一方、モータ５６を逆に
回転させれば、両マグネットには逆に磁力が作用して搬
送台５８は復動することとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように従
来から磁気ネジ搬送装置の構成が開示されてはいるが、
それがなかなか実用化されていないのが現実である。と
いうのも、従来の構成による磁気ネジ搬送装置では、軸
５１を長尺なものとしたのではたわみを起こし（図６参
照）、無接触による搬送台５８の移動を不能としてしま
うためである。即ち、磁気ネジ搬送装置は、例えば工場
での部品の搬送や市場での野菜の積み出し等に使用され
得るが、そのような場合長い距離を直線的に搬送するこ
とが必要となる。

【０００６】ところが、軸５１の自重によって、あるい
は雄側磁気ネジ７１と雌側磁気ネジ７２のＮ極とＳ極と
が吸引しながら作動するため、その吸引される力によっ
て軸５１がたわみを起こしてしまう。特に、上記従来例
のものとは異なり雌側磁気ネジ７２が全周にわたってい
ない例えば半円筒形状のようなものの場合には、軸５１
に対して吸引力が偏ってかかるためにたわみが起き易
い。そのため、本来雄側磁気ネジ７１と雌側磁気ネジ７
２とは無接触で作用するはずであるが、たわんだ箇所を
移動する際に接触を起こしてしまうこととなる。具体的
には、両者の間隔ａは０．５ｍｍ程度であるが、雌側磁
気ネジが半円筒形状の場合、１５ｍｍの径の軸５１が５
００ｍｍの長さになると吸引力によってたわみを起こし
接触することとなる。

【０００７】そこで、このように雄側磁気ネジ７１と雌
側磁気ネジ７２とが接触すると、磁気ネジを使用した磁
気ネジ搬送装置の特徴である無接触移動の効果が得られ
ないこととなる。つまり、雄側磁気ネジ７１と雌側磁気
ネジ７２とが接触したのでは、その動きに機械的剛性が
ないので衝突時の安全性に優れること、接触部分のない
構成とすることができるので機械的摩擦を排除でき従っ
て部材の摩耗や摩耗粉の発生あるいは伝達損失や騒音発
生がないこと、バックラッシュが少ないこと、ストロー
クの自由度が大きいこと、被駆動部を動力部の振動から
遮断できること等、機械的送り機構にない種々の長所を
喪失させてしまうこととなる。

【０００８】そこで、本発明は、雄側磁気ネジを備えた
駆動軸を長尺なものとしても、雄側磁気ネジと雌側磁気
ネジとが常に無接触で駆動することが可能な磁気ネジ搬
送装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気ネジ搬送装
置は、回転可能な軸体の周囲に嵌合され、Ｓ極及びＮ極
の帯状磁石を交互に螺旋状に着磁して形成した雄側磁気
ネジを備える駆動軸と、前記雄側磁気ネジに対応した溝
面にＳ極及びＮ極の磁石を交互に螺旋状に着磁して形成
した雌側磁気ネジを備えた搬送台とを有し、雄側磁気ネ
ジと雌側磁気ネジとの間で作用する磁力によって、駆動
軸の回転運動を搬送台の直進運動に変換するものであっ
て、前記雄側磁気ネジが軸方向に複数に分割され、その
分割された雄側磁気ネジ間で前記軸体を支持する支持台
を有することを特徴とするものである。本発明の磁気ネ
ジ搬送装置は、前記複数に分割された雄側磁気ネジが、
前記軸体に対して回転可能に係設されたものであること
が望ましい。本発明の磁気ネジ搬送装置は、前記他の雄
側磁気ネジを前記軸体に対して所定の回転位置で固定可
能な固定部材を有することを特徴とするものであること
が望ましい。

【００１０】上記構成を有する本発明の磁気ネジ搬送装
置は、駆動軸の回転によって雄側磁気ネジが回転する
と、その雄側磁気ネジに対面する雌側磁気ネジが雄側磁
気ネジとの間で作用する磁力によって吸引され、そのた
め搬送台が軸方向に移動する。このとき駆動軸は、雄側
磁気ネジが分割された数箇所において支持台によって支
えられているため、磁力による吸引によって駆動軸がた
わんで雄側磁気ネジと雌側磁気ネジとが接触するという
ことはなく、搬送台が常に非接触の状態でのスライドが
行なわれる。

【００１１】また、本発明の磁気ネジ搬送装置は、駆動
軸に回転力を与えて搬送台をスライドさせるに先だっ
て、前記複数に分割された各雄側磁気ネジを軸体に対し
て回転可能な状態にする。そこで、搬送台を軸方向へ手
動でスライドさせると、雄側磁気ネジが搬送台に形成し
た雌側磁気ネジの磁力によって回転するため、雌側磁気
ネジにならって各雄側磁気ネジのピッチが一致する。従
って、分割した雄側磁気ネジのピッチ合わせが容易に行
なわれる。更に、本発明の磁気ネジ搬送装置は、固定部
材を調節することにより雄側磁気ネジの回転及び軸体へ
の固定が行え、ピッチ合わせが容易に行なわれる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の磁気ネジ搬送装置
の一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１
は、本実施の形態の磁気ネジ搬送装置の断面図である。
本実施の形態の磁気ネジ搬送装置は、水平に配設された
駆動軸１と、駆動軸１に対して図中左右にスライド可能
に設けられた搬送台２とを主要部として構成されてい
る。そこで先ず、駆動軸１について説明する。駆動軸１
は、モータ側支持軸３、中間支持軸４，４、そして端部
支持軸５によって、同軸上に雄側磁気ネジ６，７，８が
連設されて構成されている。

【００１３】これらモータ側支持軸３、中間支持軸４，
４、そして端部支持軸５は、それぞれ基台９に立設され
た端部支持台１０，１２及び中間支持台１１，１１によ
って回転可能に支持されている。そして、そのモータ側
支持軸３、中間支持軸４，４、端部支持軸５には雄側磁
気ネジ６，７，８が後述するように回転可能であって、
所定位置で固設できるように形成されている。また、こ
のような駆動軸１に回転力を与えるためのモータ１３の
回転軸と、モータ側支持軸３、中間支持軸４，４、そし
て端部支持軸５とは、同軸上に位置するように配設され
ている。

【００１４】そして次に、駆動軸１を構成する雄側磁気
ネジ６，７，８を図２、図３に基づいて詳細に説明す
る。図２は、中間支持台１１に支持された中間支持軸４
に軸支された雄側磁気ネジ６，７の拡大断面図であり、
図３はその駆動軸１の側面図であるる。ここで、雄側磁
気ネジ８についての説明は省略するが、雄側磁気ネジ
６，７，８はともに同じ構成をなしている。雄側磁気ネ
ジ６，７は軸芯をなすロッド６ａ，７ａにスパイラル円
筒磁石６ｂ，７ｂが覆装されている。このロッド６ａ，
７ａには、磁性材料（例えば鉄、酸化鉄、ニッケル、コ
バルト若しくはこれらを主成分とする合金その他の化合
物等）が使用される。また、スパイラル円筒磁石６ｂ，
７ｂは、図３に示すように円筒形状をなし、螺旋状に配
設された複数本の着磁帯１６より形成される。この隣接
する着磁帯１６同士は着磁の極性が逆向きとなってい
る。即ち、ある着磁帯１６においてＮ極が着磁されてい
れば、その隣の着磁帯１６においてはＳ極が着磁されて
いる。

【００１５】ところで、ロッド６ａ，７ａの両端部に
は、モータ側支持軸３または中間支持軸４が挿入される
ように軸方向に円筒孔６ｃ，７ｃが形成され、更に雄側
磁気ネジ６，７を中間支持軸４に固定するためのビス１
４を入れるためのビス孔１５が、ロッド６ａ，７ａの軸
線に対して垂直に形成されている。そして、このよな雄
側磁気ネジ６，７を連設する中間支持軸４は中間支持台
１１に支持されるが、この中間支持台１１は、中間支持
軸４の軸受けとしてボールベアリング１１ａを備えた台
材１１ｂが、基台９にビス１５によって垂直に固設され
ている。

【００１６】次に、搬送台２の構成について説明する。
ここで、図４は本実施の形態の磁気ネジ搬送装置の正面
を示した図である。搬送台２は、所定厚さの板材によっ
て形成され、その下面中央には駆動軸１の軸線に沿って
半円筒形状の溝２ａが形成されている。そして、溝２ａ
にはスパイラル磁石２ｂによって雌側磁気ネジ１８が構
成される。スパイラル円筒磁石２ｂは、雄側磁気ネジ
６，７，８のスパイラル円筒磁石６ｂ，７ｂ，８ｂより
少し大径でほぼ同様の構造を有する。即ち、図３に示す
ように、複数本の着磁帯１７が、溝２ａ表面に螺旋状に
形成され、隣接するもの同士の極性が逆向きとなるよう
に着磁されて構成されている。また、搬送台２の下面に
は、溝２ａを挟んで並列するように２本のスライダー１
９，１９が固設され、基台９上に固設された２本のスラ
イドレール２０，２０を滑るように係設されている。こ
のスライダー１９，１９及びスライドレール２０，２０
は、搬送台２が駆動軸１を中心に回転するのを防いでい
る。

【００１７】続いて、このよな構成による磁気ネジ搬送
装置の作用について説明するが、この磁気ネジ搬送装置
を動作させるに先だって雄側磁気ネジ６，７，８のピッ
チを合わせることが必要である。ところで、これまで本
実施の形態のように雄側磁気ネジ６，７，８が分割して
構成されたものでは、雌側磁気ネジ１８がその分離部分
をスムーズに移動するために行なう雄側磁気ネジのピッ
チ合わせが困難であった。そのため、実際には雄側磁気
ネジが分割された形状のものの実用化が遅れていた。そ
こで、本実施の形態の磁気ネジ搬送装置では、先ず全て
のビス１４を緩め、雄側磁気ネジ６上で搬送台２を手動
でスライドさせる。すると、磁力によって雄側磁気ネジ
６が回転するため、任意の回転位置で雄側磁気ネジ６の
ビス１４を締めて固定する。

【００１８】そして次に、雄側磁気ネジ７にも同じよう
に中間支持軸４，４を自由に回転できる状態で、その上
を搬送台２を軸方向にスライドして復動させる。する
と、搬送台２のスパイラル磁石２ｂと、駆動軸１のスパ
イラル円筒磁石７ｂとの磁力により、雄側磁気ネジ７が
回転する。そして、搬送台２が上部に位置したところ
で、雄側磁気ネジ７のビス１４を締めて各ロッドに固定
する。同じようにして雄側磁気ネジ８についても行な
う。そこで、雄側磁気ネジ６，７，８は、その上をスラ
イドする雌側磁気ネジ１８に対応する回転位置に設定さ
れるため、まさに中間支持台１１，１１によって分離さ
れた部分で連続しているかのように、螺旋状に着磁され
た着磁帯１６のピッチが揃うこととなる。

【００１９】このようにして、駆動軸１の雄側磁気ネジ
６，７，８の位置が設定されると、本実施の形態の磁気
ネジ搬送装置は次のようにして作用する。先ず、モータ
１３を停止させ駆動軸１を回転させないときは、駆動軸
１の雄側磁気ネジ６，７，８を構成するスパイラル円筒
磁石６ｂ，７ｂ，８ｂと搬送台２のスパイラル磁石２ｂ
との磁力により、両者の吸引し合う極性の着磁帯１６，
１７が相対する位置で停止している。次に、モータ１３
を回転させると、その回転がモータ側支持軸３を介し
て、一体に固定された雄側磁気ネジ６，７，８及び中間
支持軸４、端部支持軸５に伝達される。すると、スパイ
ラル円筒磁石６ｂ，７ｂ，８ｂの回転により、その着磁
帯１７は螺進する動きを見せる。かかる螺進動に伴い、
回転できない搬送台２のスパイラル磁石２ｂも追随しよ
うとする。そして、スライダー１９，１９においては軸
方向には特に力が作用せず中立である。このため搬送台
２は、駆動軸１の回転に伴い着磁帯１７の螺進とともに
スライドレール２０，２０に従って移動する。

【００２０】以上、このような構成による本実施の形態
の磁気ネジ搬送装置は、次のような効果を奏する。先
ず、駆動軸１の雄側磁気ネジ６，７，８をそれぞれ分割
し、その分離部分に中間支持台１１，１１を設けたた
め、駆動軸１自体が長くなっても途中でたわむことなく
水平を保つことができる。従って、磁気ネジ搬送装置が
長尺なものの場合、雄側磁気ネジ６，７，８と雌側磁気
ネジ１８との距離が極めて小さくても、接触を起こすこ
となく非接触状態でのスライドを可能とした。また、雄
側磁気ネジを分割して構成した場合でも、ビス１４によ
って軸支されている軸３，４，４，５に対して回転及び
固定が可能なため、各雄側磁気ネジ６，７，８を構成す
る着磁帯１６のピッチを容易に合わせることができる。

【００２１】また、駆動軸１のたわみを防止したことに
より、雄側磁気ネジ６，７，８と雌側磁気ネジ１８との
距離を更に小さくすることが可能となった。ここで、磁
気的吸引力は、次式で表わされるように磁極間の距離の
２乗に反比例して増大する。 Ｆ＝ （１／２）Ｕ＊μＳ／ｌ² Ｕ：磁石の起磁力 μ：透磁率 ｌ：磁極間の距離 Ｓ：対面する磁石面積 そのため、仮にギャップを１／２にすれば吸引力は４倍
になり、雌側磁気ネジ１８を半円筒形にしたことによる
１／２を差し引いても２倍の吸引力を得ることができ
る。従って、より精度の高い制御を行なうことが可能と
なった。

【００２２】なお、本発明は、上記実施の形態に示した
ものに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない
範囲で様々な変更が可能である。例えば、上記実施の形
態では駆動軸１を３分割にしたが、駆動軸１を更に長尺
にしてこれ以上に分割することに問題はない。また、実
施の形態では、モータ側支持軸３、中間支持軸４，４、
端部支持軸５に分割したが、これらに換えて１本の支持
軸にしてもたわみが生じることはないので問題はない。

【００２３】

【発明の効果】本発明の磁気ネジ搬送装置は、雄側磁気
ネジを備えた駆動軸を回転させ、それで雌側磁気ネジを
備えた搬送台を軸方向に移動させる磁気ネジを利用した
ものであって、雄側磁気ネジが軸方向に複数に分割し、
その分割された雄側磁気ネジ間に駆動軸を回転可能に支
持する支持台を有するので、駆動軸を長尺なものとして
も、たわみが生じることなく雄側磁気ネジと雌側磁気ネ
ジとが無接触で駆動する磁気ネジ搬送装置を提供するこ
とが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる磁気ネジ搬送装置の一実施の形
態の断面を示した図である。

【図２】本実施の形態の磁気ネジ搬送装置の駆動軸の拡
大断面を示した図である。

【図３】本実施の形態の磁気ネジ搬送装置の一部側面を
示した図である。

【図４】本実施の形態の磁気ネジ搬送装置の正面を示し
た図である。

【図５】従来の磁気ネジ搬送装置の断面を示した図であ
る。

【図６】従来の磁気ネジ搬送装置に生じるたわみを示し
た図である。

【符号の説明】

１ 駆動軸 ２ 搬送台 ３ モータ側支持ロッド ４ 中間支持ロッド ５ 端部支持ロッド ６，７，８ 雄側磁気ネジ １１ 中間支持台 １８ 雌側磁気ネジ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能な軸体の周囲に嵌合され、Ｓ極
   及びＮ極の帯状磁石を交互に螺旋状に着磁して形成した
   雄側磁気ネジを備える駆動軸と、前記雄側磁気ネジに対
   応した溝面にＳ極及びＮ極の磁石を交互に螺旋状に着磁
   して形成した雌側磁気ネジを備えた搬送台とを有し、雄
   側磁気ネジと雌側磁気ネジとの間で作用する磁力によっ
   て、駆動軸の回転運動を搬送台の直進運動に変換する磁
   気ネジ搬送装置において、 前記雄側磁気ネジが軸方向に複数に分割され、その分割
   された雄側磁気ネジ間で前記軸体を支持する支持台を有
   することを特徴とする磁気ネジ搬送装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の磁気ネジ搬送装置にお
   いて、 前記複数に分割された雄側磁気ネジが、前記軸体に対し
   て回転可能に係設されたことを特徴とする磁気ネジ搬送
   装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の磁気ネジ搬送装置にお
   いて、 前記雄側磁気ネジを前記軸体に対して所定の回転位置で
   固定可能な固定部材を有することを特徴とする磁気ネジ
   搬送装置。