JP3380029B2 - マグネットチャック - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、マグネットチャック、
特に、磁力により物体を保持するマグネットチャックに
関する。 【０００２】 【従来の技術】産業用ロボット等のマニピュレータの先
端に種々のワークを保持するためのマグネットチャック
を設けたものが知られている。この種のマグネットチャ
ックは立体的なワークを保持し得るように、複数の電磁
石をワークの形状に沿って同一円周上に配置して構成さ
れている。たとえば、クラッチのダイヤフラムスプリン
グのように外形がコーン形状のワークを保持する場合に
は、複数の電磁石を同一円周上にやや内方に傾けて配置
している。 【０００３】この種のマグネットチャックでは、マニピ
ュレータを操作してワーク上に電磁石を当接させた後に
電磁石を励磁し、ワークを吸着保持する。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】前記従来のマグネット
チャックでは、電磁石の端面が平面であるので、ダイヤ
フラムスプリングのようにワークの表面が曲面の場合、
電磁石の全面でのワークとの接触が不可能であり、吸着
面積が少なくなる。また、ワークの傾きと電磁石の傾き
とが異なると、さらに吸着面積が減少する。さらに、ワ
ークの電磁石の当接位置に電磁石より大きな孔等が形成
されていると、その電磁石ではワークを吸着できないの
で、さらに吸着面積が小さくなる。 【０００５】これを防止するためには、ワークの形状に
応じて電磁石の配置を変更する必要があり、段取り替え
等の調整が必要になる。本発明の目的は、種々の形状の
ワークを段取り替えすることなくかつ吸着面積の減少を
抑えて確実に保持できるようにすることにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明に係るマグネット
チャックは、外形が円錐形状のワークを磁力により保持
するものであって、円柱状のマグネット本体と、薄肉円
筒状の第１保持部及び第２保持部と、エア電磁弁とを備
えている。マグネット本体は、エアシリンダと電磁石と
を内部に有するとともに、エアシリンダの空気室に挿入
されたピストン部と、ピストン部の下端に下方に延びて
設けられ上下動自在なピストン軸とを有している。第１
保持部は、マグネット本体の外周部に設けられ、電磁石
の一方の極に接続されている。第２保持部は、ピストン
軸の下端に装着されるとともに電磁石の他方の極に接続
されて第１保持部の内周側に同心に配置され、マグネッ
ト 本体の外径よりも大径であり、第１保持部に対して軸
方向に相対移動自在である。エア電磁弁は第１保持部及
び第２保持部に保持されたワークを取り外す際に空気室
に圧縮エアを導入してピストン軸を下降させるためのも
のである。 【０００７】 【作用】本発明に係るマグネットチャックでは、第１保
持部及び第２保持部の先端がワークに接触すると、電磁
石により両保持部を励磁することでワークが円筒形状の
先端で保持される。ここでは、円錐形状のワークの表面
は少なくとも両保持部の先端に線接触するので、吸着面
積が多くなる。また、両保持部の先端は円錐形状のいず
れかの部位に線接触するので、円錐形状の傾きが異なっ
ていても確実に線接触可能であり、段取り替えが不要で
ある。 【０００８】また、２つの円筒状の保持部により、ワー
クとの接触面積が増大し確実にワークを保持できる。さ
らに、第１保持部と第２保持部とが相対移動自在である
ので、傾斜が異なるワークであっても相対移動により傾
斜に合わせた最適な位置に第１保持部と第２保持部とを
配置できる。このためより確実に円錐形のワークを保持
できる。 【０００９】 【実施例】図１において、本発明の一実施例を採用した
マグネットチャック１は、緩衝装置２を介してロボット
（図示せず）のロボットハンド３に取り付けられてい
る。緩衝装置２は、ロボットハンド３を取り付けるため
の座板４と、座板４の下方に配置された１対の取付板５
と、座板４と取付板５とを連結する１対のガイド軸６と
を有している。取付板５は、ガイド軸６により座板４に
対して接近・離反可能に支持されている。ガイド軸６の
周囲には、スプリング７が圧縮状態で配置されている。
このスプリング７により、取付板５は座板４に対して離
反する方向に常に付勢されている。この取付板５にマグ
ネットチャック１の上部が取り付けられている。また座
板４の図１の手前側には、緩衝装置２が撓んだことを検
出するための近接スイッチ９が取付座８により取り付け
られている。 【００１０】マグネットチャック１は、図２に示すよう
に、エアシリンダ１０と厚肉円筒状の電磁石１１とを内
部に収納した円柱状のマグネット本体１２を有してい
る。マグネット本体１２の中心部には、エアシリンダ１
０の空気室１３が形成されている。空気室１３には、上
下動自在なピストン部１６が挿入されている。この空気
室１３は蓋１５により上部が封止されている。ピストン
部１６の下端には、ピストン軸１４が下方に延びてい
る。ピストン軸１４は、マグネット本体１２の下面から
下方に突出している。このピストン軸１４の周面には、
スプラインが形成されている。この結果、ピストン軸１
４は、マグネット本体１２に上下動可能かつ回動不能に
支持されている。 【００１１】マグネット本体１２の外周部には下端が開
口した薄肉円筒状の第１保持部１７が取り付けられてい
る。第１保持部１７は、電磁石１１のＳ極に接続されて
いる。この第１保持部１７の内周側には、第１保持部１
７と同心に第２保持部１８が配置されている。第２保持
部１８は、ピストン軸１４の下端に取り付けられてお
り、電磁石１１のＮ極に接続されている。この結果、第
１保持部１７に対して第２保持部１８は上下方向に移動
自在である。第１保持部１７には、チャック確認用の近
接スイッチ２０がブラケット２１により取り付けられて
いる。これらの第１保持部１７及び第２保持部１８の下
端でワークＷを保持する。なお、各保持部１７，１８の
下端は、ワークＷに対する接触面積を増加させるために
面取りされている。 【００１２】一方、空気室１３の上側には、マグネット
本体１２の側壁に連通する連通孔２２が形成されてい
る。この連通孔２２には、図３に示すように、スピード
コントローラ２３が接続されている。スピードコントロ
ーラ２３には、２位置３ポートのエア電磁弁２４が接続
されている。エア電磁弁２４には図示しない空気源が接
続されている。 【００１３】エア電磁弁２４のソレノイド２４ａは、ロ
ボット本体３０を制御するロボット制御部３１に接続さ
れている。このロボット制御部３１はマイクロコンピュ
ータを備えており、ロボット制御部３１には、近接スイ
ッチ２０及び近接スイッチ９も接続されている。次に上
述の実施例の動作について説明する。 【００１４】ワークＷを保持する際には、まずロボット
制御部３１によりロボット本体３０を制御し、ロボット
ハンド３に取り付けられたマグネットチャック１をワー
クＷ上に配置する。なお、このときソレノイド２４ａは
消磁されており、エアシリンダ１０は自由移動状態であ
る。この結果、第１保持部１７に対して第２保持部１８
が自由に上下移動できる。そしてロボットハンド３を徐
々に下降させて第１保持部１７及び第２保持部１８の先
端をワークＷに当接させる。ここでワークＷとしては、
たとえばクラッチのダイヤフラムスプリングを図示して
いる。ここでは、最初に第２保持部１８がワークＷに当
接した後、第２保持部１８が徐々に後退し、続いて第１
保持部１７がワークＷに当接する。この状態でそしてさ
らにロボットハンド３を下降させると、スプリング７が
撓んで座板４が取付板５に接近し、近接スイッチ９が取
付板５によりオンする。これにより２つの保持部１７，
１８のワークＷへの当接を検知する。なお、第１保持部
１７がワークＷに当接すると、近接スイッチ２０もオン
する。 【００１５】ここでは、第１保持部１７と第２保持部１
８とが上下移動自在に設けられているので、コーン状の
ワークＷであっても、両保持部１７，１８の先端にワー
クＷが確実に当接する。次に電磁石１１を励磁し、ワー
クＷを保持部１７，１８で吸着する。なおこのとき、ピ
ストン軸１４がマグネット本体１２に吸着され、第１保
持部１７と第２保持部１８とが固定される。この状態で
ロボットハンド３を上昇させてワークＷを搬送する。こ
のときワークＷがマグネットチャック１から外れると、
近接スイッチ２０がそのことを検出する。この保持時に
おいて、ワークＷは、第１保持部１７及び第２保持部１
８の先端で少なくとも全面に線接触して保持されるので
吸着面積が大きくなり、確実に保持される。 【００１６】逆に、保持したワークＷを取り外す際に
は、まず電磁石１１を消磁した後に電磁弁２４のソレノ
イド２４ａを励磁して空気室１３の上部に圧縮エアを導
入する。するとピストン軸１４が下降し、ワークＷをノ
ックアウトする。これによりワークＷを保持部１７，１
８から確実に取り外すことができる。 〔参考例〕 （ａ）図４及び図５に参考例を示す。ここでは、中空の
エアシリンダ１０ａと、その下方に配置されたマグネッ
ト本体１２ａとでマグネットチャック１が構成されてい
る。エアシリンダ１０ａは、中空のピストン軸１４ａ
と、シリンダケース１５ａとから構成されている。シリ
ンダケース１５ａの上部には空気導入孔２２ａが、下部
には排気孔２２ｂが設けられている。シリンダケース１
５ａの内部には空気室１３ａが形成されている。この空
気室１３ａには、ピストン軸１４ａより大径のピストン
部１６ａが配置されている。エアシリンダ１０ａの下端
には、マグネット本体１２ａが取り付けられている。マ
グネット本体１２ａの内部にはリング状の電磁石１１ａ
が配置されている。このマグネット本体１２ａの下部に
は第１保持部１７ａが、ピストン軸１４ａの下端には第
２保持部１８ａがそれぞれ取り付けられている。なお第
１保持部１７ａにはチャック検出用の近接スイッチ２０
ａがブラケット２１ａにより取り付けられている。 【００１７】このような構成のマグネットチャック１で
は、図６に示すように、種々の形状のダイヤフラムスプ
リングＷ１，Ｗ２がたとえば上方に突出する棒状のスタ
ンドに中心を挿通して収容されている場合であっても、
スタンド３５と干渉することなくワークＷ１，Ｗ２をチ
ャックできる。このように内部を中空にすることによっ
てマグネットチャック１の適用範囲が広がる。 【００１８】 【発明の効果】本発明に係るマグネットチャックでは、
少なくとも円筒の先端の線接触でワークが保持されるの
で、磁力吸着面積が多くなる。また、円筒は円錐形状の
いずれかの部位に線接触するので、円錐形状の傾きが異
なっていても確実に接触可能であり、段取り替えが不要
である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例によるマグネットチャックの
斜視図。 【図２】その側面一部破断図。 【図３】マグネットチャックの全体構成図。 【図４】参考例としての図１に相当する図。 【図５】参考例の図２に相当する図。 【図６】参考例の適用例を示す側面図。 【符号の説明】 １，１ａ マグネットチャック １０，１０ａ エアシリンダ １１，１１ａ 電磁石 １２，１２ａ マグネット本体 １７，１７ａ 第１保持部 １８，１８ａ 第２保持部

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】外形が円錐形状のワークを磁力により保持
   するマグネットチャックであって、エアシリンダ（１０）と電磁石（１１）とを内部に有す
   るとともに、前記エアシリンダ（１０）の空気室（１
   ３）に挿入されたピストン部（１６）と、前記ピストン
   部（１６）の下端に下方に延びて設けられ上下動自在な
   ピストン軸（１４）とを有する円柱状のマグネット本体
   （１２）と、 前記マグネット本体（１２）の外周部に設けられ、前記
   電磁石（１１）の一方の極に接続された薄肉円筒状の第
   １保持部（１７）と、 前記ピストン軸（１４）の下端に装着されるとともに前
   記電磁石（１１）の他方の極に接続されて第１保持部
   （１７）の内周側に同心に配置され、前記マグネット本
   体（１２）の外径よりも大径であり、前記第１保持部
   （１７）に対して軸方向に相対移動自在な薄肉円筒状の
   第２保持部（１８）と、 前記第１保持部（１７）及び第２保持部（１８）に保持
   されたワークを取り外す際に前記空気室（１３）に圧縮
   エアを導入して前記ピストン軸（１４）を下降させるた
   めのエア電磁弁（２４）と、 を備えたマグネットチャック。