JP7180884B2

JP7180884B2 - スペーサ

Info

Publication number: JP7180884B2
Application number: JP2019224608A
Authority: JP
Inventors: 素光内田
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2022-11-30
Anticipated expiration: 2039-12-12
Also published as: JP2021093491A

Description

本発明は、スペーサに関する。

センサ等の製品を既存設備の表面に取り付ける方法として、磁石を使用する方法が知られている。既存設備の表面が平面である場合、製品は、吸着面が平面である汎用の磁石を用いて、既存設備の表面に安定して取り付けられる。近年、表面が曲面である既存設備に製品を取り付ける需要が高まっている。既存設備の表面が曲面である場合、汎用の磁石を用いると、磁石の吸着面と既存設備の表面との間にガタツキが生じるため、製品を既存設備の表面に安定して取り付けることができない。表面が曲面である既存設備に磁石を用いて製品を安定して取り付ける方法として、例えば、既存設備の表面を削って平面にする、及び既存設備の表面に対応する形状の磁石を使用する、等の方法が考えられる。

他の方法として、特許文献１には、一対のヨークの吸着面に先端側に向かうにしたがって互いの距離が大きくなる拡幅吸着部を形成し、当該一対のヨークを磁化して被吸着物を当該吸着面に吸着する技術が開示されている。

特開２０１４－１５２５５８号公報

発明者は、スペーサに関し、以下の課題を見出した。
特許文献１に開示されている技術では、一対のヨークをスペーサとしても機能させている。特許文献１に開示されている技術では、一対のヨークに拡幅吸着部が形成されているため、被吸着物の表面が１次曲面である場合、拡幅吸着部が、被吸着物に安定して吸着することができる。しかしながら、被吸着物の表面が２次曲面である場合、拡幅吸着部は、被吸着物の表面に対してガタツキを生じてしまい、安定して吸着することができない虞がある。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、表面が２次曲面である被吸着物に対して磁石をより安定して吸着させるスペーサを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るスペーサは、
磁石が固定された被取付物と、前記磁石の磁力を用いて前記被取付物が取り付けられる被吸着物と、の間に挟持されるスペーサであって、
前記被吸着物と接する側の縁部に、前記被吸着物に向かって突出する複数の突起部を備え、
前記複数の突起部のうち隣り合う突起部同士の間にそれぞれ凹形状が形成されており、
前記凹形状のそれぞれが、所定範囲内の曲率の円に当接可能である。

本発明によれば、表面が２次曲面である被吸着物に対して磁石をより安定して吸着させるスペーサを提供することができる。

第１の実施形態に係る取付具の分解斜視図である。第１の実施形態に係る取付具の側面図である。第１の実施形態に係る取付具の側面図である。第１の実施形態に係る取付具の側面図である。第１の実施形態に係る取付具の断面図である。第１の実施形態に係るスペーサの下面図及び側面図である。図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。第１の実施形態に係るスペーサの下面図及び側面図である。軸受に設置された、第１の実施形態に係る取付具の斜視図である。第２の実施形態に係るスペーサの下面図及び側面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（第１の実施形態）
まず、図１～７を参照して、本発明の第１の実施形態に係るスペーサの構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るスペーサを備える取付具（第１の実施形態に係る取付具）の分解斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る取付具の側面図である。図３は、第１の実施形態に係る取付具の側面図である。図４は、第１の実施形態に係る取付具の側面図である。図５は、第１の実施形態に係る取付具の断面図である。図６は、第１の実施形態に係るスペーサの下面図及び側面図である。図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。

なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ＸＹＺ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、Ｚ軸正方向が鉛直上向き、ＸＹ平面が水平面であり、図面間で共通である。

取付具１０は、磁石２の磁力を用いて被取付物１を被吸着物４に取り付ける器具である。取付具１０は、図１に示すように、磁石２、及びスペーサ３を備える。取付具１０は、図１に示した構成に加えて、図５に示す固定部材５をさらに備える。なお、図１～５には、取付具１０に加えて、被取付物１及び被吸着物４を図示している。

被取付物１は、センサ等の機器である。被取付物１の下面には、磁石２が固定されている。磁石２は、強磁性体を吸着可能である。磁石２の下面は、吸着面である。磁石２の形状は特に限定されず、例えば図２に示すように円柱形状である。磁石２は、固定部材５を用いて被取付物１に固定される。図５に示す例では、固定部材５は、ねじである。なお、固定部材５は、磁石２を被取付物１に固定可能であれば特に限定されず、例えばくぎであってもよい。

磁石２は、被吸着物４を吸着する。磁石２として、汎用の磁石を使用可能である。被吸着物４は、鉄等の強磁性体を含む部材である。被吸着物４は、磁石２の磁力によって吸着される。被吸着物４の表面は、例えば、２次曲面であってもよい。２次曲面は、直交する２方向にそれぞれ曲率を有する面である。図１に示す例では、被吸着物４の上面は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ異なる曲率を有し、Ｚ軸正方向に向かって凸な２次曲面である。被吸着物４は、例えば、回転体を備える設備であり、具体的には、軸受、モータ、ポンプ、及びファン等である。

磁石２を用いて被吸着物４を吸着する際には、図１等に示すように、磁石２と被吸着物４との間にスペーサ３を挟持する。図６に示すように、スペーサ３は、４つの突起部３６ａ～３６ｄ、及び４つの凹形状３３ａ～３３ｄを備える。４つの突起部３６ａ～３６ｄは、図６に示すように、スペーサ３の被吸着物４と接する側の縁部に設けられている。４つの突起部３６ａ～３６ｄは、図２及び図３等に示すように、被吸着物４に向かって突出している。

４つの突起部３６ａ～３６ｄのうち隣り合う突起部同士の間には、それぞれ凹形状が形成されている。具体的には、図２に示すように、突起部３６ａ、３６ｂの間に凹形状３３ａが形成されている。図６に示すように、突起部３６ｂ、３６ｃの間に凹形状３３ｂが形成されている。図３に示すように、突起部３６ｃ、３６ｄの間に凹形状３３ｃが形成されている。図４に示すように、突起部３６ｄ、３６ａの間に凹形状３３ｄが形成されている。

取付具１０を用いて被取付物１を被吸着物４に取り付ける際には、まず、固定部材５を用いて被取付物１に磁石２を固定する。次に、スペーサ３を被吸着物４の表面の所望の位置に配置する。続いて、スペーサ３の上側に被取付物１に固定された磁石２を配置する。磁石２は、スペーサ３の上側に配置されると、被吸着物４を吸着することによって被取付物１を被吸着物４の表面に取り付ける。このように、取付具１０は、被吸着物４の表面に切削等の加工を行うことなく被取付物１を取り付けることができる。

スペーサ３は、４つの突起部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ及び４つの凹形状３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを備えているため、図１に示すように表面が２次曲面である被吸着物４に配置される際に、ガタツキが生じにくい。したがって、磁石２は、スペーサ３の上側に配置されると、被吸着物４の表面に直接配置される場合に比較して、安定して被吸着物４を吸着することができる。

スペーサ３は、被吸着物４が磁石２に吸着される際に、被取付物１と被吸着物４との間に挟まれて固定される。したがって、非磁性材料を用いてスペーサ３を構成可能である。また、スペーサ３を被吸着物４に固定する固定手段を別途に設ける必要がない。このように、スペーサ３を挟み込むことによって、汎用の磁石を用いて被取付物１を被吸着物４に容易かつ安価に取り付けることができる。

図６に示すように、スペーサ３は、さらに、４つの平面部３７ａ～３７ｄを備えていてもよい。図６に示すように、平面部３７ａ～３７ｄは、突起部３６ａ～３６ｄからスペーサ３の中央部に向かって突出するように形成されている。磁石２は、被吸着物４を吸着する際に、図５に示すように、４つの平面部３７ａ～３７ｂを挟み込む。

４つの平面部３７ａ～３７ｄは、磁石２の下面と接する。４つの平面部３７ａ～３７ｄは、図７に示すように、それぞれの上面が同一平面上となるように形成されている。磁石２として使用される汎用の磁石は、通常、図５に示すように吸着面が平面である。したがって、４つの平面部３７ａ～３７ｄが設けられている場合、磁石２は、スペーサ３の上面により安定して配置され、被吸着物４をより安定して吸着することができる。

図７に示すように、スペーサ３は、さらに、磁石保持部３５を備えていてもよい。磁石保持部３５は、スペーサ３に対する磁石２のずれを抑制する。磁石保持部３５は、スペーサ３の上側縁部に磁石２を囲うように形成されている。具体的には、磁石保持部３５は、例えば図７に示すように、スペーサ３の上側縁部に設けられた壁である。磁石保持部３５は、スペーサ３に対する磁石２のずれを抑制可能であればどのような形状であってもよく、例えば複数の爪等であってもよい。

磁石保持部３５は、磁石２と被吸着物４とによってスペーサ３が挟持されているときに、スペーサ３の上面に平行な方向に磁石２が動くことを抑制する。したがって、磁石保持部３５が設けられている場合、スペーサ３と磁石２とがずれにくく、磁石２は、被吸着物４をより安定して吸着することができる。

次に、図８を参照して、４つの凹形状３３ａ～３３ｄについてさらに説明する。図８は、第１の実施形態に係るスペーサの下面図及び側面図である。円１００ａ～１００ｃは、凹形状３３ａが当接可能な円である。円１００ｄ～１００ｆは、凹形状３３ｂが当接可能な円である。

円１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、この順に半径が大きな円である。ここで、円１００ａ、１００ｂ、１００ｃの半径をｒ_ａ、ｒ_ｂ、ｒ_ｃとすると、円１００ａ、１００ｂ、１００ｃの曲率は、１／ｒ_ａ、１／ｒ_ｂ、１／ｒ_ｃである。凹形状３３ａは、図８に示すように、半径がｒ_ａ以上ｒ_ｃ以下の円と２点以上で接する。換言すると、凹形状３３ａは、曲率が１／ｒ_ｃ以上１／ｒ_ａ以下の円に当接可能である。すなわち、凹形状３３ａは、曲率が１／ｒ_ｃ以上１／ｒ_ａ以下の曲面に当接可能である。

円１００ｄ、１００ｅ、１００ｆは、この順に半径が大きな円である。ここで、円１００ｄ、１００ｅ、１００ｆの半径をｒ_ｄ、ｒ_ｅ、ｒ_ｆとすると、円１００ｄ、１００ｅ、１００ｆの曲率は、１／ｒ_ｄ、１／ｒ_ｅ、１／ｒ_ｆである。凹形状３３ｂは、図８に示すように、半径がｒ_ｄ以上ｒ_ｆ以下の円と２点以上で接する。換言すると、凹形状３３ｂは、曲率が１／ｒ_ｆ以上１／ｒ_ｄ以下の円に当接可能である。すなわち、凹形状３３ｂは、曲率が１／ｒ_ｆ以上１／ｒ_ｄ以下の曲面に当接可能である。

４つの凹形状３３ａ～３３ｄのうち向かい合う凹形状同士は、同じ形状であってもよい。具体的には、凹形状３３ａと凹形状３３ｃとが同じ形状であり、凹形状３３ｂと凹形状３３ｄとが同じ形状であってもよい。４つの凹形状３３ａ～３３ｄのうち向かい合う凹形状同士が同じ形状である場合、被吸着物４のスペーサ３が配置される点における接平面に対して、上面が平行になるようにスペーサ３を配置することができる。

図２～４に示すように、４つの凹形状３３ａ～３３ｄのうち向かい合う２つの凹形状３３ｂ、３３ｄが、他の２つの凹形状３３ａ、３３ｃよりも、大きな曲率の円に当接可能であってもよい。このような構成によって、被吸着物４の表面が、直交する２方向で異なる曲率を有する２次曲面である場合に、スペーサ３は、全ての凹形状が同じ曲率範囲の円に当接可能なスペーサに比較して、より安定して被吸着物４の表面に配置されることができる。

次に、図９を参照して、スペーサ３を配置する具体的な例を説明する。図９は、軸受６に設置された、第１の実施形態に係る取付具の斜視図である。軸受６は、図示しない軸を支持すると共に当該軸を滑らかに回転させる部材である。軸受６の上面６１は、方向６２、６３に曲率を有する２次曲面である。センサ８は、加速度センサであり、軸受６の振動、傾き等をセンシングする。図９に示すように、軸受６の上面にセンサ８を取り付ける際に、スペーサ３を挟み込むことによってガタツキの発生を抑制し、より安定してセンサ８を取り付けることができる。したがって、センサ８は、スペーサ３を挟み込まずに軸受６に取り付けられた場合に比較して、安定したセンシングを行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第２の実施形態に係るスペーサの構成を説明する。図１０は、第２の実施形態に係るスペーサの下面図及び側面図である。スペーサ３２は、３つの突起部３６ａ～３６ｃ及び３つの凹形状３３ａ～３３ｃを備える点で第１の実施形態において説明したスペーサ３と異なる。その他の構成については第１の実施形態において説明したものと同様であるため、重複した説明は適宜省略する。

３つの凹形状３３ａ～３３ｃは、図１０に示すように同じ形状であってもよい。すなわち、３つの凹形状３３ａ～３３ｃは、同じ範囲内の曲率の円に当接可能であってもよい。３つの凹形状３３ａ～３３ｃが同じ形状である場合、スペーサ３２は、例えば直交する２方向に同じ又は近い曲率を有する２次曲面に配置される場合に、ガタツキを生じにくい。さらに、スペーサ３２は、第１の実施形態において説明した効果と同様の効果を奏することができる。

以上で説明した本実施の形態に係る発明により、表面が２次曲面である被吸着物に対して磁石をより安定して吸着させるスペーサを提供することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０取付具
１被取付物
２磁石
３、３２スペーサ
３３ａ～３３ｄ凹形状
３６ａ～３６ｄ突起部
３７ａ～３７ｄ平面部
３５磁石保持部
４被吸着物
５固定部材
６軸受
６１上面
８センサ

Claims

磁石が固定された被取付物と、前記磁石の磁力を用いて前記被取付物が取り付けられる被吸着物と、の間に挟持されるスペーサであって、
前記被吸着物と接する側の縁部に、前記被吸着物に向かって突出する複数の突起部を備え、
前記複数の突起部のうち隣り合う突起部同士の間にそれぞれ凹形状が形成されており、
前記凹形状のそれぞれが、所定範囲内の曲率の円に当接可能であり、
前記スペーサが４つの突起部を有し、前記４つの突起部のうち隣り合う突起部同士の間に４つの凹形状が形成されており、前記４つの凹形状のうち向かい合う２つの凹形状が同じ形状である、
スペーサ。
前記磁石と接する部分に形成された平面部をさらに備える、請求項１に記載のスペーサ。
前記磁石を囲うように縁部に形成された磁石保持部をさらに備える、請求項１又は２に記載のスペーサ。
前記４つの凹形状のうち、向かい合う２つの凹形状が、他の２つの凹形状よりも、大きな範囲内の曲率の円に当接可能である、請求項１～３のいずれか一項に記載のスペーサ。
磁石が固定された被取付物と、前記磁石の磁力を用いて前記被取付物が取り付けられる被吸着物と、の間に挟持されるスペーサであって、
前記被吸着物と接する側の縁部に、前記被吸着物に向かって突出する複数の突起部を備え、
前記複数の突起部のうち隣り合う突起部同士の間にそれぞれ凹形状が形成されており、
前記凹形状のそれぞれが、所定範囲内の曲率の円に当接可能であり、
前記スペーサが３つの突起を有し、前記３つの突起部同士の間に３つの凹形状が形成されており、前記３つの凹形状が全て同じ形状である、
スペーサ。