(57)【要約】【課題】多種多様な形状のワークを確実に安定して保持することができるワーク保持装置を提供することを目的とする。【解決手段】ワーク（Ｗ）の一面（４）に配設される電磁マグネット（１）と、ワーク（Ｗ）の他面（５）に配設される磁性体（２）と、を備え、電磁マグネット（１）と、電磁マグネット（１）の磁力により吸引される磁性体（２）と、により、ワーク（Ｗ）を挟持するように構成している。【選択図】　図１
2004051362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク（Ｗ）の一面（４）に配設される電磁マグネット（１）と、上記ワーク（Ｗ）の他面（５）に配設される磁性体（２）と、を備え、上記電磁マグネット（１）と、該電磁マグネット（１）の磁力により吸引される磁性体（２）と、により、上記ワーク（Ｗ）を挟持するように構成したことを特徴とするワーク保持装置。
【請求項２】
電磁マグネット（１）が、その非通電状態でワーク（Ｗ）の一面（４）の形状に合致するように各々が進退自在となると共に通電状態で固定される複数の可動ヨーク（３）を有し、さらに、磁性体（２）が、ワーク（Ｗ）の他面（５）の形状に合致する接触面（２ａ）を有している請求項１記載のワーク保持装置。
【請求項３】
ワーク（Ｗ）の両面に夫々配設される一対の電磁マグネット（１），（１）を備え、該一対の電磁マグネット（１），（１）の磁力による相互の引き合いにより、上記ワーク（Ｗ）を挟持するように構成したことを特徴とするワーク保持装置。
【請求項４】
一方の電磁マグネット（１）が、その非通電状態でワーク（Ｗ）の一面（４）の形状に合致するように各々が進退自在となると共に通電状態で固定される複数の可動ヨーク（３）を有し、さらに、他方の電磁マグネット（１）が、その非通電状態でワーク（Ｗ）の他面（５）の形状に合致するように各々が進退自在となると共に通電状態で固定される複数の可動ヨーク（３）を有している請求項３記載のワーク保持装置。
【請求項５】
電磁マグネット（１）が、その非通電状態で、複数の可動ヨーク（３）の基端側を押圧して、上記複数の可動ヨーク（３）の先端を、ワーク（Ｗ）の一面（４）又は他面（５）に接触させるヨーク予圧付与手段（Ｇ）を備えている請求項２又は４記載のワーク保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを吊り上げたり、搬送したり、ハンドリングする際等に、保持するワーク保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のワーク保持装置としては、コイルの内側に可動ヨークを設けた可動ヨーク型リフティングマグネット（特許第２５４８９６６号）や、中央電磁石本体の相対向する各側面に一対の厚板状の可動磁極が夫々昇降可能に取り付けられた吊上電磁石（特開平９−７７４５０号公報）や、複数の外側吸着片と内側吸着片とを上下動自在に配置させたリフティングマグネット（特許第２６１６８１０号）や、可動ヨークの保持力を安定させた可動ヨーク型吊上げ電磁石（特開２０００−９５４７４号公報）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来のワーク保持装置では、ワークの片面（上面）のみを電磁石にて吸着させて、ワークを吊り上げていたため、（磁力の発生しにくい）薄板大型のワークでは、安定して吊り上げることができなかった。また、衝撃の伴う動作でワークが位置ズレを生じ易く、ワークの位置決め保持力が弱い（安定しない）欠点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、薄板の大型ワークを確実に安定して保持することができるワーク保持装置を提供することを目的とする。さらに、衝撃の伴う動作があっても、ワークの位置ズレを生じ難いワーク保持装置を提供することを他の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るワーク保持装置は、ワークの一面に配設される電磁マグネットと、上記ワークの他面に配設される磁性体と、を備え、上記電磁マグネットと、該電磁マグネットの磁力により吸引される磁性体と、により、上記ワークを挟持するように構成したものである。
【０００６】
そして、電磁マグネットが、その非通電状態でワークの一面の形状に合致するように各々が進退自在となると共に通電状態で固定される複数の可動ヨークを有し、さらに、磁性体が、ワークの他面の形状に合致する接触面を有している。
【０００７】
また、ワークの両面に夫々配設される一対の電磁マグネットを備え、該一対の電磁マグネットの磁力による相互の引き合いにより、上記ワークを挟持するように構成したものである。
【０００８】
そして、一方の電磁マグネットが、その非通電状態でワークの一面の形状に合致するように各々が進退自在となると共に通電状態で固定される複数の可動ヨークを有し、さらに、他方の電磁マグネットが、その非通電状態でワークの他面の形状に合致するように各々が進退自在となると共に通電状態で固定される複数の可動ヨークを有している。
【０００９】
また、電磁マグネットが、その非通電状態で、複数の可動ヨークの基端側を押圧して、上記複数の可動ヨークの先端を、ワークの一面又は他面に接触させるヨーク予圧付与手段を備えている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
【００１１】
図１の（一部破断）正面図、図２の要部拡大作用説明図に於て、本発明のワーク保持装置は、ワークＷの一面（上面）４に配設される電磁マグネット１と、ワークＷの他面（下面）５に配設される磁性体２と、を備え、電磁マグネット１と、電磁マグネット１の磁力により吸引される磁性体２と、により、ワークＷを挟持するように構成している。即ち、図１と図２は、横倒し状（略水平状）にワークＷを搬送する場合を示す。
【００１２】
ワークＷは、例えば、自動車の床板や電気機器のケーシング等の大型で薄い鋼板で、かつ、凹凸を有する異形である。
【００１３】
電磁マグネット１は、ブロック状の本体部１０と、その本体部１０に上下（鉛直方向）に挿通されて並設される複数の可動ヨーク３を有し、本体部１０内部の（図示省略の）コイルの通電により、磁力を発生するように構成されている。
【００１４】
複数の可動ヨーク３は、コイルの非通電により、本体部１０に対して上下動自在となり、さらに、コイルの通電により、本体部１０に対して（上下方向に動かないように）固定される。即ち、複数の可動ヨーク３は、電磁マグネット１の非通電状態で、各々が進退自在となって自重で下降し、ワークＷの一面４の形状に合致する。なお、可動ヨーク３は、棒状や杆状が好ましいが、帯板状やその他の場合もありえる。
【００１５】
本体部１０の上面には、電磁マグネット１をワイヤ７等にて吊り上げるための引掛部１１が取着され、電磁マグネット１の吊り上げ状態で、かつ、その非通電状態では、全ての可動ヨーク３が、自重で、最下位置に垂下した状態（最前進状態）となる。
【００１６】
ブロック状の磁性体２は、ワークＷの他面５の形状に合致する接触面２ａを有し、接触面２ａが、上向きに配設されている。従って、図１のように、可動ヨーク３が自重で降下してワークＷの一面４に接触すると、多数の可動ヨーク３の下端の包絡面は、磁性体２の接触面２ａと、略一致し、ワークＷを間に挟んで、全ての可動ヨーク３の下端は、磁性体２に極めて接近した状態とすることができ、その後、電磁マグネット１を通電状態とすることで、強力に吸着保持されることとなる。
【００１７】
本発明のワーク保持装置の使用方法をさらに詳しく説明すると、（横倒しの）ワークＷの他面（下面）５の所定部分に、磁性体２の接触面２ａを接触させ、さらに、ワークＷの一面（上面）４に、非通電状態で、ワイヤ７等にて吊り下げた電磁マグネット１を上方向から接近させると、各々の可動ヨーク３は、上下方向に動きつつ、ワークＷの一面（上面）４に接触する。
【００１８】
このように、全ての可動ヨーク３の先端をワークＷの一面４の形状に沿わせて接触させ、かつ、磁性体２の接触面２ａをワークＷの他面５の形状に沿わせて接触させた状態で、電磁マグネット１を通電すると、電磁マグネット１は、その磁力により、ワークＷと磁性体２を吸着する。ワークＷが薄い場合であっても、磁性体２を付設（添設）したことによって、高い磁力密度の発生が得られ強力に吸着できることとなる。
【００１９】
その後、ワイヤ７等を介して上方の搬送手段にて、電磁マグネット１を吊り上げて、ワークＷを所定場所へ搬送する。このとき、図示省略するが、磁性体２は、別途（図示省略の）ワイヤ等でゆるく吊って落下の危険を防ぐのが望ましい。
【００２０】
従って、従来のようにワークの片面を磁力により吸着させていたのに比べて、本発明は、磁性体２を反対面に付設したことで、ワークＷを強固に吸着し、かつ、ワークＷの（左右）水平方向の位置ズレをも防止して、ワークＷを安定して保持することができ、衝撃を伴う急な動作や衝突があっても、ワークＷの位置ズレがなく、次工程へスムースに移り得る。
【００２１】
次に、図３に、起立状（鉛直面状）にワークＷを搬送する場合を示し、起立状のワークＷの左右に電磁マグネット１と磁性体２とが対面して配設され、ワークＷの一面（左面）４に、電磁マグネット１を左右一方向（左方向）から接触させ、ワークＷの他面（右面）５に、磁性体２を左右他方向（右方向）から接触させて、電磁マグネット１にて、ワークＷを吊り上げている。
【００２２】
即ち、電磁マグネット１は、可動ヨーク３が水平方向に進退自在となるように配設され、磁性体２は、接触面２ａが可動ヨーク３の先端に対向するように配設され、起立のワークＷを、電磁マグネット１と磁性体２とにて（磁力作用により）左右から挟み込んでいる。
【００２３】
次に、使用方法を説明すると、起立状（鉛直面状）に保持したワークＷの他面５の所定部分に、（ワイヤ８等で吊り下げた）磁性体２の接触面２ａを横方向（右側）から接触させ、さらに、可動ヨーク３の先端を突出させて最前進状態としてから、ワークＷの一面４に、非通電状態で電磁マグネット１を横方向（左側）から接近させて、全ての可動ヨーク３の先端を、ワークＷの一面４の形状に沿わせて軽く接触させる。その後、電磁マグネット１を通電し、電磁マグネット１は、その磁力により、ワークＷと磁性体２を吸着する。
【００２４】
なお、可動ヨーク３は、電磁マグネット１の非通電状態で、（例えば、後述のヨーク予圧付与手段Ｇにより、）予圧を付与されて、ワークＷに予め軽く接触するように構成してもよい。
【００２５】
従って、電磁マグネット１と磁性体２との水平方向（左右）からの磁力による挟み込みにより、電磁マグネット１にワークＷを高い磁力密度にて強力に吸着させることができる。電磁マグネット１及び磁性体２との接触摩擦力によりワークＷを位置決め保持して、鉛直方向（下方向）への位置ズレを防止することができる。
【００２６】
次に、図４と図５に、横倒し状にワークＷを搬送する場合の他の実施の形態を示し、ワークＷの両面に夫々配設される一対の電磁マグネット１，１を備え、（上下）一対の電磁マグネット１，１の磁力による相互の引き合いにより、ワークＷを挟持するように構成されている。要するに、図１と比較すると、図４では、磁性体２の代わりに、電磁マグネット１を用いている点が相違する。
【００２７】
即ち、下方の電磁マグネット１の可動ヨーク３の先端が、上方の電磁マグネット１の可動ヨーク３の先端に対向するように配設され、横倒し（水平面状）としたワークＷを、上下の電磁マグネット１，１にて（磁力作用により）上下から挟み込んでいる。ここで、下方の電磁マグネット１の可動ヨーク３は、その先端が最上位置のときに、最前進状態となる。
【００２８】
次に、使用方法を説明すると、ワークＷの一面（上面）４に、一方の電磁マグネット１を上方向から接近させて複数の可動ヨーク３を接触させる。また、下方の電磁マグネット１の可動ヨーク３は、電磁マグネット１の非通電状態で、例えば、後述のヨーク予圧付与手段Ｇにより、予圧を付与されて、可動ヨーク３は上方へ押し出されて、ワークＷの下面に軽く接触する。
【００２９】
そして、両方の電磁マグネット１，１を通電すると、両方の電磁マグネット１，１は、その磁力により、相互に引き合う。ここで、上下から対向する可動ヨーク３の先端の磁極を、（図５に示すように、）Ｎ極とＳ極となるように構成する。なお、図４では、図示省略したが、下方の電磁マグネット１は、ワイヤ等で吊持されている。
【００３０】
このように、双方の電磁マグネット１，１の上下からの挟み込みにより（即ち、Ｎ極とＳ極との強力な引き合いにより）、一層強固にワークＷを保持することができる。さらに、上下の可動ヨーク３により、凹凸の多い複雑な形状のワークＷにも対応が可能となる。
【００３１】
次に、図６に、起立状（鉛直面状）にワークＷを搬送する場合の別の実施の形態を示し、ワークＷの左右に一対の電磁マグネット１，１が（ワイヤ７等にて吊持されて）配設され、ワークＷの一面（左面）４に、一方（左側）の電磁マグネット１を左右一方向（左方向）から接触させ、ワークＷの他面（右面）５に、他方（右側）の電磁マグネット１を左右他方向（右方向）から接触させて、両方の電磁マグネット１，１にて、ワークＷを吊り上げている。要するに、図３と比較すると、図６では、磁性体２の代わりに、電磁マグネット１を用いている点が相違する。
【００３２】
即ち、他方（右側）の電磁マグネット１の可動ヨーク３の先端が、一方（左側）の電磁マグネット１の可動ヨーク３の先端に対向するように配設され、起立のワークＷを、左右の電磁マグネット１，１にて（磁力作用により）左右から挟み込んでいる。
【００３３】
次に、使用方法を説明すると、左右の電磁マグネット１，１の夫々において、可動ヨーク３の先端を突出させて最前進状態としてから、ワークＷの一面４に、左側の電磁マグネット１を左側から接近させて、その全ての可動ヨーク３の先端を、ワークＷの一面４の形状に沿わせて軽く接触させると共に、ワークＷの他面５に、右側の電磁マグネット１を右側から接近させて、その全ての可動ヨーク３の先端を、ワークＷの他面５の形状に沿わせて軽く接触させる。その後、両方の電磁マグネット１，１を通電することで、両方の電磁マグネット１，１は、その磁力により、相互に引き合う。ここで、左右から対向する可動ヨーク３の先端の磁極を、Ｎ極とＳ極となるように構成する。
【００３４】
なお、左右両方（又は一方）の可動ヨーク３は、電磁マグネット１の非通電状態で、例えば、後述のヨーク予圧付与手段Ｇにより、予圧を付与されて、ワークＷに予め軽く接触するように構成してもよい。
【００３５】
このように、双方の電磁マグネット１，１の左右からの挟み込みにより（即ち、Ｎ極とＳ極との強力な引き合いにより）、一層強固にワークＷを保持することができ、ワークＷを、下方向へ位置ズレさせることなく、確実に吊り上げることができる。さらに、左右の可動ヨーク３にて、凹凸の多い複雑な形状のワークＷにも対応が可能となる。
【００３６】
次に、図７に、さらに他の実施の形態を示し、電磁マグネット１が、その非通電状態で、複数の可動ヨーク３の基端側を押圧して、複数の可動ヨーク３の先端側を突出（前進）させて、その先端をワークＷの一面４又は他面５にまず軽く接触させるヨーク予圧付与手段Ｇを備えている。なお、図７のワーク保持装置は、ロボットハンドリングに適用されている。
【００３７】
具体的に述べると、ロボットハンドリングとしての本装置は、固定アーム１３と、固定アーム１３に（シリンダなどの）往復駆動部１４にて支軸９廻りに矢印Ｂのように揺動して開閉自在な可動アーム１５と、を備え、固定アーム１３に取り付けられる一方（上方）の電磁マグネット１と、可動アーム１５に取り付けられる他方（下方）の電磁マグネット１と、が対向するように（即ち、一方の電磁マグネット１の可動ヨーク３の先端と、他方の電磁マグネット１の可動ヨーク３の先端と、が対向するように）配設されている。そして、固定アーム１３と可動アーム１５は、回転アクチュエータ２１等を介して、基本アーム２２に連結されている。
【００３８】
電磁マグネット１の本体部１０の一面（裏面）には、可動ヨーク３の基端側を密封状に包囲する箱体１７が付設され、さらに、箱体１７には、レギュレータ１９を有する配管１８が連通連結されている。そして、（図示省略の）コンプレッサ等から、配管１８を介して、エアを箱体１７内へ送り込み、エア圧により、可動ヨーク３の基端を本体部１０側へ押圧して、先端を突出（前進）させるように付勢する。即ち、ヨーク予圧付与手段Ｇは、箱体１７、配管１８、コンプレッサ等から構成されている。
【００３９】
そして、使用方法を説明すると、ワークＷを挟むように、固定アーム１３に対して可動アーム１５を揺動させて接近させるが、その際、上下の電磁マグネット１，１において、ヨーク予圧付与手段Ｇによって、全ての可動ヨーク３の基端面にエア圧をかけて、可動ヨーク３の先端をワークＷに軽く接触させる。その後、（直ちに）両方の電磁マグネット１，１を通電して、可動ヨーク３を掴持固定し、ワークＷを保持する。
【００４０】
このように、ワーク保持装置をロボットハンドリングに適用することで、薄く大型のワークＷや、非磁性体のワークＷを安定して保持でき、さらに、多種多様の形状のワークＷに対応することができる。
【００４１】
即ち、従来のロボットハンドリング作業の場合、磁力による強力な吸着保持が難しい（プレス品ワーク等の）ワークの保持については、専用の挟み込みクランプを使用し（例えば、ワークの種類毎に固定座面でエアクランプを行い）、ワークの形状が異なる度に（ほとんど部品毎に）ハンドリング部分を交換するなどして対応させていたため、専用部の交換時間やコストがかかり、専用部の着脱機構、専用部毎の設計製作の手間がかかり、専用部の保管場所が必要となる問題があったが、本発明は上述の構成によって、これらの問題を見事に解決した。
【００４２】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、ワークＷが平板である場合、電磁マグネット１の吸着面が平坦状であってもよい。また、ヨーク予圧付与手段Ｇに、油圧や、圧縮バネなどの弾発力を利用するようにしてもよい。また、図１や図４のような上方の電磁マグネット１に、ヨーク予圧付与手段Ｇを配設するようにしてもよい。また、本発明のワーク保持装置を、その他のワーク搬送や、ワーク保持台などに適用するようにしてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成されるので、次に記載する効果を奏する。
【００４４】
（請求項１によれば、）ワークＷを、電磁マグネット１の磁力吸着のみでなく、電磁マグネット１と磁性体２との相互の吸着力による挟持力で、確実に保持することができる。従って、ワークＷが、薄板ワーク、非磁性体ワーク、重量のあるワークなどの多種多様のワークであっても、堅固に保持することができる。
【００４５】
（請求項２によれば、）電磁マグネット１と磁性体２とを、ワークＷの形状に沿って接触させて、ワークＷを保持することができるため、がたつきなく、安定して保持することができる。特に、磁力密度の発生しにくい薄板で大型の板状ワークＷを確実にかつ強力に保持できる。
【００４６】
（請求項３によれば、）ワークＷを、電磁マグネット１の磁力吸着のみでなく、一対の電磁マグネット１，１の挟み込みにより、一層堅固に保持することができる。従って、ワークＷが、薄板ワーク、非磁性体ワーク、重量のあるワークなどの多種多様のワークであっても、強力に保持することができる。
【００４７】
（請求項４によれば、）一対の電磁マグネット１，１を、ワークＷの形状に沿って接触させて、ワークＷを保持することができるため、がたつきなく、安定して保持することができる。また、ワークＷの多種多様の形状に対応した臨機応変なものとなる。特に、磁力密度の発生しにくい薄板で大型の板状ワークＷを確実にかつ強力に保持できる。
【００４８】
（請求項５によれば、）従来の可動ヨークの自重によるワークへの接触に比して、全ての可動ヨーク３を、予め、ワークＷへ（強制的に）確実に接触させることができ、ワークＷを安定して保持することができる。即ち、可動ヨーク３にて、（凹凸の多い複雑な形状の）ワークＷを、軽く、予め、保持することができる。具体的には、電磁マグネット１が下方向（図４、図７参照）からでも、水平方向（図３、図６参照）からでも、ワークＷに予め接触することができる。従って、引き続いて、通電にて強力に保持でき、作業能率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す一部断面正面図である。
【図２】要部拡大作用説明図である。
【図３】他の実施の形態を示す一部断面正面図である。
【図４】別の実施の形態を示す正面図である。
【図５】要部拡大作用説明図である。
【図６】さらに他の実施の形態を示す正面図である。
【図７】さらに別の実施の形態を示す正面図である。
【符号の説明】
１　電磁マグネット
２　磁性体
２ａ　接触面
３　可動ヨーク
４　一面
５　他面
Ｗ　ワーク
Ｇ　ヨーク予圧付与手段
【図１】
2004051362.tif 000003
【図２】
2004051362.tif 000004
【図３】
2004051362.tif 000005
【図４】
2004051362.tif 000006
【図５】
2004051362.tif 000007
【図６】
2004051362.tif 000008
【図７】
2004051362.tif 000009