(57)【要約】【課題】永久磁石を使用しつつ，過大な操作力を必要としないマグネットグリッパを提供すること。【解決手段】磁性体であるワーク８を磁力により保持する保持状態と，保持を解除した解除状態とをとるマグネットグリッパ１において，下方が開口した非磁性材のハウジング２と，ハウジング２内に着磁面５を下に向けて上下方向に移動可能に配置された永久磁石３と，永久磁石３を上下に移動させる移動部６とを有し，ハウジング２の開口部４が，最も下方に突出した最凸箇所９と最も下方から退避した最退箇所１０とを含む傾斜状に形成されており，移動部６による永久磁石３の移動範囲に，着磁面５の全体がハウジング２の開口部４から突出して保持状態となる保持位置と，着磁面５の少なくとも一部分がハウジング２の内部に没入して解除状態となる解除位置とが含まれるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体であるワークを磁力により保持する保持状態と，保持を解除した解除状態とをとるマグネットグリッパであって，
下方が開口した非磁性材のハウジングと，
前記ハウジング内に着磁面を下に向けて上下方向に移動可能に配置された永久磁石と，  前記永久磁石を上下に移動させる移動部とを有し，
前記ハウジングの開口部が，最も下方に突出した最凸箇所と最も下方から退避した最退箇所とを含む傾斜状に形成されており，
前記移動部による前記永久磁石の移動範囲に，
前記着磁面の全体が前記ハウジングの開口部から突出して前記保持状態となる保持位置と，
前記着磁面の少なくとも一部分が前記ハウジングの内部に没入して前記解除状態となる解除位置とが含まれることを特徴とするマグネットグリッパ。
【請求項２】
請求項１に記載のマグネットグリッパであって，
前記移動部は，前記解除位置にて，前記着磁面の全体を前記ハウジングの内部に没入させるものであることを特徴とするマグネットグリッパ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のマグネットグリッパであって，
前記ハウジングの開口部がなす開口面のうち，前記最凸箇所を含む全開口面積の半分以上の面積の領域における，前記永久磁石の移動方向と垂直な面に対する傾斜角が，５°〜４５°の範囲内にあることを特徴とするマグネットグリッパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，磁性体であるワークを永久磁石の磁力により保持する保持状態と，保持を解除した解除状態とをとるマグネットグリッパに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，磁性体であるワークを磁力により保持するマグネットグリッパが使用されている。特に永久磁石式のマグネットグリッパは，重量物であるワークを保持するヘッド部分に電流を供給する必要がない点で，電磁石式のものより扱いやすいという利点がある。このような永久磁石式のマグネットグリッパの従来例として，例えば，特許文献１に記載されている「マグネットチャック」を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2016-124096号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，従来の永久磁石式のマグネットグリッパには，次のような問題点があった。すなわち保持状態から解除状態への切り替え時に強大な操作力を必要とするのである。重量物であるワークを保持するために永久磁石として強力なものを使用する必要があるからである。解除状態への切り替え時には，強力な永久磁石の着磁面に吸着しているワークをその着磁面から無理矢理引き剥がす力が必要となるからである。
【０００５】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，永久磁石を使用しつつ，過大な操作力を必要としないマグネットグリッパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様におけるマグネットグリッパは，磁性体であるワークを磁力により保持する保持状態と，保持を解除した解除状態とをとる装置であって，下方が開口した非磁性材のハウジングと，ハウジング内に着磁面を下に向けて上下方向に移動可能に配置された永久磁石と，永久磁石を上下に移動させる移動部とを有し，ハウジングの開口部が，最も下方に突出した最凸箇所と最も下方から退避した最退箇所とを含む傾斜状に形成されており，移動部による永久磁石の移動範囲に，着磁面の全体がハウジングの開口部から突出して保持状態となる保持位置と，着磁面の少なくとも一部分がハウジングの内部に没入して解除状態となる解除位置とが含まれるものである。
【０００７】
上記態様におけるマグネットグリッパでは，永久磁石が保持位置にあるとき，その下向きの着磁面の全体がハウジングの開口部から突出している。このためその着磁面でワークを保持することができる。これが保持状態である。この状態から，移動部により永久磁石を上向きに移動させると永久磁石は，着磁面の少なくとも一部分がハウジングの内部に没入している解除位置となる。この状態では着磁面によるワークの保持が不可能である。このため，保持状態で保持していたワークは落下してしまう。これが解除状態である。本態様では，保持状態から解除状態へ移行するとき，着磁面とワークとの密着が全面的に一時に引き剥がされるのではなく，段階的に引き剥がされる。すなわちまず，保持状態から，ワークが，ハウジングの開口部の最凸箇所と，着磁面の一箇所との２点で保持される状態となる。その後，着磁面の一箇所でのワークの保持もできなくなり，解除状態となる。このため，移動部が永久磁石を移動させるために必要な力も，時間的に分散される。したがって移動部の出力はさほど強力でなくてもよい。
【０００８】
上記態様のマグネットグリッパではさらに，移動部は，解除位置にて，着磁面の全体をハウジングの内部に没入させるものであることが望ましい。このようになっていれば，解除位置では確実にワークが永久磁石から離脱するからである。
【０００９】
上記のいずれかの態様のマグネットグリッパではまた，ハウジングの開口部がなす開口面の，永久磁石の移動方向と垂直な面に対する傾斜角が，５°〜４５°の範囲内にあることが望ましい。傾斜角が小さすぎてはあまり意味がないし，大きすぎると保持状態から解除状態へ移行するときにおける最凸箇所に集中して掛かる負荷が大きいことになるからである。ただし，上記の傾斜角の範囲は，ハウジングの開口部がなす開口面のうち，最凸箇所を含む全開口面積の半分以上の面積の領域にて満たされていれば十分である。すなわち，最退箇所に近い領域の傾斜角はもっと急峻でもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本構成によれば，永久磁石を使用しつつ，過大な操作力を必要としないマグネットグリッパが提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係るマグネットグリッパ（保持状態）の正面図である。
【図２】実施の形態に係るマグネットグリッパ（解除状態）の正面図である。
【図３】実施の形態に係るマグネットグリッパの底面図である。
【図４】実施の形態に係るマグネットグリッパ（中間状態，解除状態）の正面図である。
【図５】ハウジングの傾斜角を説明するための正面図である。
【図６】変形例に係るハウジングを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，図１に示すマグネットグリッパ１において本発明を適用したものである。本形態のマグネットグリッパ１は，図１に示されるように，ハウジング２の内部に永久磁石３を配置したものである。ハウジング２は，中空の直方体状のものであり，下端が傾斜した開口部４となっている。永久磁石３は，着磁面５の一方（どちらの極でもよい）が下向きとなるように配置されている。
【００１３】
また，永久磁石３はハウジング２内で上下方向に移動可能とされている。このためハウジング２の上部には，エアシリンダ６が設けられている。エアシリンダ６は，永久磁石３をハウジング２内で上下方向に移動させるための機構である。エアシリンダ６には２本のエアホース７が取り付けられている。エアホース７への空気圧の印加状況を切り替えることで，永久磁石３を上向きに移動させたり下向きに移動させたりすることができる。
【００１４】
図１に示される状態は，永久磁石３が，その可動範囲内の最も下方に位置している状態である。この状態では，永久磁石３の下向きの着磁面５が，ハウジング２の開口部４から下向きに突出している。したがってこの状態は，ワーク８をマグネットグリッパ１で保持する保持状態である。この状態での永久磁石３の位置が保持位置である。すなわちこの状態では，永久磁石３とワーク８とが，着磁面５の全体で密着している。永久磁石３を上向きに移動させて着磁面５がハウジング２の開口部４から突出しないようにすると，着磁面５によるワーク８の保持が解除され，解除状態となる（図２）。この状態での永久磁石３の位置が解除位置である。なおワーク８は当然，磁性材でできているものである。
【００１５】
ここで図１から明らかなように，本形態のマグネットグリッパ１では，開口部４が，水平面ではなく傾斜面とされている。すなわち開口部４には，最も下方に突出した最凸箇所９と，最も下方から退避した最退箇所１０とがあり，それらの間は傾斜部１１となっている。なお，ハウジング２および永久磁石３を真下から見上げてみると図３に示すように正方形になっている。最凸箇所９，最退箇所１０，傾斜部１１はいずれも，正方形の１辺である。つまり最凸箇所９は，図１で見ればあたかも１点のように見えるが，実際には１点ではない。なお，真下から見たハウジング２および永久磁石３の形状は，正方形の代わりに長方形であってもよい。
【００１６】
開口部４が傾斜面であることにより，図１の状態と図２の状態との間に，図４の状態が存在する。図４の状態では，永久磁石３の着磁面５が，開口部４に対して部分的に突出し部分的に没入している。この状態でのワーク８は，着磁面５に対して密着していない。着磁面５の一辺と開口部４の最凸箇所９との計２箇所でマグネットグリッパ１に接しているからである。本形態のマグネットグリッパ１では，図１の状態から，この図４の状態を経て図２の状態に至る。つまり，永久磁石３とワーク８との密着が，一瞬ですべて引き剥がされるのではなく，段階的に引き剥がされるのである。このため，エアシリンダ６の出力は，一瞬での引き剥がしに対応できるほど強力である必要はない。
【００１７】
なお，永久磁石３の磁力とワーク８の重量との関係によっては，図４の状態でワーク８が保持されず落下する場合がある。その場合には図４の状態を解除状態として使用することとしてもよい。その場合の永久磁石３の解除位置は，着磁面５が，開口部４に対して部分的に突出し部分的に没入している状態となる位置である。
【００１８】
本形態のマグネットグリッパ１における永久磁石３は，フェライト磁石でも超強磁性合金（ネオジム系，サマリウム系等）磁石でもよい。ハウジング２は，非磁性材でできているものである。ハウジング２の材質としては例えば，オーステナイト系ステンレス鋼，銅，アルミ等が挙げられる。硬質樹脂やセラミックであっても，必要な強度があればよい。
【００１９】
本形態のマグネットグリッパ１における開口部４の傾斜角について述べる。ここでは傾斜角θを図５に示すように，水平面ｈと傾斜面ｋとがなす角として定義する。水平面ｈとはすなわち，永久磁石３の移動方向と垂直な面である。傾斜面ｋは，開口部４の縁辺（前述の最凸箇所９，最退箇所１０，傾斜部１１）により張られる面である。傾斜角θについては，絶対的な制約があるわけではないが，推奨されるのは５°〜４５°の範囲内である。傾斜角θが大きすぎると，図４の状態でハウジング２の最凸箇所９に掛かる負荷が大きく，ハウジング２の消耗が激しいことになる。傾斜角θが小さすぎると，本発明としての意味が薄いこととなる。なお，５°〜３０°の範囲内であればより好ましい。
【００２０】
以下，変形例について説明する。図６に示すハウジング１２は，前述の図１〜図５のハウジング２における開口部４の傾斜形状を変形したものである。図６のハウジング１２では，開口部１４に最凸箇所１９と最退箇所２０とが存在するという点では前述のハウジング２と共通する。しかし図６のハウジング１２では，傾斜部２１が下向きに凸である曲線状となっている。図５のハウジング２では傾斜部１１が直線状となっていたので，この点が相違点である。
【００２１】
図６のハウジング１２を用いたマグネットグリッパ（ハウジング２以外は図１に示したものと同じ）でも前述と同様の効果が得られる。さらに，傾斜部２１が曲線状であることによる付加的な効果として，ハウジング１２が長寿命であることが挙げられる。図４の状態にて，ハウジング１２とワーク８との接点が次第に移動するためである。ハウジング１２の最凸箇所１９への負荷の集中が緩和されるからである。
【００２２】
図６のハウジング１２の場合における傾斜角θであるが，ハウジング１２を下方から見た面積のうち半分以上を占め，かつ最凸箇所１９を含む領域（図６中にｍで示す）において傾斜角θを定義すればよい。その傾斜角θが前述の好ましい範囲内にあることが好ましい。すなわち，ハウジング１２を水平面内方向に見る視線であって，最凸箇所１９が最も端に位置する視線で見たときの（図６がそうである）中間点Ｐと，最凸箇所１９とで，前述の傾斜面ｋに相当する面を定義すればよい。
【００２３】
また，このように傾斜部２１が曲線状である場合には，前述の解除位置を，永久磁石３の着磁面５がハウジング１２内に全部没入する位置（図２に相当）とする必要はない。着磁面５が開口部１４に対して一部没入する位置（図４に相当）をもって解除位置とすれば十分である。
【００２４】
以上詳細に説明したように本実施の形態によれば，永久磁石３を用いたマグネットグリッパ１において，ハウジング２の下端の開口部４を傾斜状としている。これにより，永久磁石を使用しつつ，過大な操作力を必要としないマグネットグリッパが実現されている。また，開口部の傾斜部を下向きに凸な形状とすることで，ハウジングの長寿命化を図ることができる。
【００２５】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば前記形態では，ハウジングおよび永久磁石の水平面内断面形状（図３で見る形状）を，正方形として長方形でもよいとした。しかしさらにこれに限らず，任意の形状でよい。すなわち他の多角形状や，曲線で囲まれた形状（円形，楕円形，等）でもよい。
【００２６】
また図３では，正方形断面の場合にて１辺およびその対辺を最凸箇所９および最退箇所１０としそれらの間の２辺を傾斜部１１としたが，１頂点およびその対角線上の頂点を最凸箇所９および最退箇所１０とし，２組の２辺全体を傾斜部１１（下向きに凸状でもよい）とすることもできる。ただしその場合，図４に相当する状態でのハウジング２への負荷が，最凸箇所９の１点に集中するという点では不利である。
【００２７】
また，図３に示したように水平面内のある方向から見たときに一端に最凸箇所が位置し他端に最退箇所が位置するようにしたが，これも必須ではない。中央に最凸箇所が位置し両端に最退箇所が位置するようにしてもよい。この場合に図３に相当する水平面内配置を考えると，１組の対辺が両方とも最退箇所となり，残る１組の対辺の中央に計２箇所の最凸箇所が位置することとなる。また，上記のいずれのケースでも，開口部を下向きに凸状にする場合，図１や図６の視線で見て，傾斜部１１が曲線状に限らず折れ線状に見えるようにしてもよい。また，永久磁石３をハウジング内で上下方向に移動させる機構としてエアシリンダ６を用いたが，これに限らない。油圧作動によるものでもよいし，手回しツマミあるいはレバー等による手動式のものでもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１    マグネットグリッパ                  １１  傾斜部
２    ハウジング                          １２  ハウジング
３    永久磁石                            １４  開口部
４    開口部                              １９  最凸箇所
５    着磁面                              ２０  最退箇所
６    エアシリンダ（移動部）              ２１  傾斜部
９    最凸箇所                            θ    傾斜角
１０  最退箇所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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