JP2004256211A - リフタマグネット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】枠体2内に支持された主極3と、主極3を巻回するコイル5と、主極3を挟んで対向する両端面側に枠体2との間を摺動する複数個の可動ヨーク6と、主極3の反ワーク側の枠体2内に主極3と平行に取り付けられた補助ヨーク4とを備える。コイル5の励磁によって主極3と可動ヨーク6との間に主磁気回路R1を形成し、主極3と可動ヨーク6と補助ヨーク4との間で補助磁気回路R2を形成して可動ヨーク6の先端部でワークを吸着する。補助ヨーク4に、補助磁気回路R2の磁束を調整する調整手段が設けられている。
【選択図】図2
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークを電磁力で吸着して懸吊する可動ヨーク型のリフタマグネットに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ワークストッカに収納されたワークを、例えば、加工装置あるいはコンベア等に搬送する場合には、ロボットでワークを1個づつ懸吊して搬送する作業がよく行なわれる。ロボットのハンド部にはワークを吸着するリフタマグネットが装着され、ワークを電磁力で吸着して懸吊している。
【0003】
従来、電磁力でワークを吸着し懸吊して搬送するリフタマグネットとして、可動ヨーク型リフタマグネットが、下記特許文献1などで知られている。
【0004】
【特許文献1】
特公平4−38679号公報
【0005】
この可動ヨーク型リフタマグネットは励磁コイルが巻装され水平方向に配置された主極と、主極と間隔を有して配置された補助ヨークと、主極と補助ヨークの左右両端部にそれぞれ接触して、上下方向に移動可能な少なくとも1対の可動ヨークとを備えて構成されており、その先端部には、それぞれワークを吸着する吸着面が形成されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
また、このような可動ヨーク型リフタマグネットは、主極と可動ヨーク下部とワークとの間で、主磁気回路を形成し、主極と可動ヨーク上部と補助ヨークとの間で、補助磁気回路を形成し、この主磁気回路によってワークを可動ヨークの下部に吸着させ、補助磁気回路によって可動ヨークの上部を補助ヨークに吸着させて可動ヨークの下方へのずり落ちを防止し、ワークの上面形状に沿って可動ヨーク下部を揃えるよう動作する。
【0007】
しかし、可動ヨークの下端に吸着して懸吊するワークの形状、材質、厚さによっては、補助磁気回路に流れる磁束が増大し、主磁気回路に流れる磁束が不足するこがあり、このような場合には、ワークを良好に吸着できなくなる問題があった。また、逆に補助磁気回路に流れる磁束が少なく、主磁気回路に流れる磁束が増大した場合には、補助ヨークと可動ヨークの上部との吸着力が不足し、可動ヨークが下方にずり落ち、ワークの上面形状にそって可動ヨークの下部を揃えることができず、その結果としてワークの良好な吸着ができなくなる問題があった。
【0008】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、ワークの形状や材質などに応じて、補助ヨークの補助磁気回路の磁束を調整し、良好にワークを吸着して懸吊することができるリフタマグネット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】
上記の目的を達成するために、本発明のリフタマグネットは、枠体内に支持された主極と、前記主極を巻回するコイルと、前記主極を挟んで対向する両端面側に前記枠体との間を摺動する複数個の可動ヨークと、該主極の反ワーク側の枠体内に該主極と平行に取り付けられた補助ヨークとを備え、前記コイルの励磁によって前記主極と前記可動ヨークとの間に主磁気回路を形成し、該主極と該可動ヨークと該補助ヨークとの間で補助磁気回路を形成して該可動ヨークの先端部でワークを吸着するリフタマグネットにおいて、該補助ヨークに、該補助磁気回路の磁束を調整する調整手段が設けられたことを特徴とする。
【0010】
ここで、請求項2のように、上記調整手段として、複数の磁性金属板を枠体の高さ方向に重ね合わせて補助ヨークを形成し、磁性金属板の全体の厚さを変えて補助磁気回路の磁束を調整することができる。これによれば、厚さの異なる複数種の磁性金属板を用意しておき、それらを交換し或いは重ね合わせる枚数を変えるだけで、比較的簡単に補助磁気回路の磁束を調整することができる。
【0011】
また、請求項3のように、上記調整手段として、第一補助ヨークと第二補助ヨークとを連結して補助ヨークを形成し、第一補助ヨークと第二補助ヨークの連結面積を変えて補助磁気回路の磁束を調整することができる。これによれば、第一補助ヨーク、第二補助ヨークの何れか一方の位置を変えるだけで、磁路の断面積が変わり、簡単に補助磁気回路の磁束を調整することができる。
【0012】
また、請求項4のように、上記調整手段として、複数の磁性金属部材を該枠体の幅方向に重ね合わせて補助ヨークを形成され、磁性金属部材の間に非磁性金属部材を挿入して補助磁気回路の磁束を調整することができる。これによれば、厚さの異なる非磁性金属部材を複数種用意しておけば、補助磁気回路の磁束を比較的大きな幅で調整することができる。
【0013】
また、請求項5のように、上記調整手段として、補助ヨークの周囲に励磁用の補助コイルを巻回し、補助コイルへの通電電流を変えて補助磁気回路の磁束を調整することができる。これによれば、補助コイルへの通電電流を連続的に変えることにより、補助磁気回路の磁束を連続的に増減させて、細かい調整を行なうことができる
【0014】
【作用】
このような構成のリフタマグネットでは、主極に巻回したコイルに通電し、可動ヨークの下端部をワークに着けると、主極と可動ヨーク下部とワークとの間で、主磁気回路が形成され、主極と可動ヨーク上部と補助ヨークとの間で、補助磁気回路を形成される。そして、主磁気回路によってワークを可動ヨークの下部に吸着させ、補助磁気回路によって可動ヨークの上部を補助ヨークと主極に吸着させて可動ヨークの下方へのずり落ちを防止しながら、ワークの上面形状に沿って可動ヨーク下部を揃えた状態を保持して、可動ヨークに吸着したワークを懸吊する。
【0015】
しかし、可動ヨークの下端に吸着して懸吊するワークの形状、材質、厚さによっては、補助磁気回路に流れる磁束が過大となり、主磁気回路に流れる磁束が不足することがあるが、このような場合には、補助ヨークに設けた調整手段を用いて、補助磁気回路の磁束を低減させるように調整する。これにより、主磁気回路に流れる磁束が増大し、ワークを良好に吸着できる状態となる。
【0016】
また、逆に補助磁気回路に流れる磁束が少なく、主磁気回路に流れる磁束が過大となって、補助ヨークと主極と可動ヨークの上部との吸着力が不足し、可動ヨークが下方にずり落ち、ワークの上面形状にそって可動ヨークの下部を揃えることができない場合があるが、このような場合には、補助ヨークに設けた調整手段を用いて、補助磁気回路の磁束を増大させるように調整する。これにより、補助ヨークと主極と可動ヨークの上部との吸着力が増大し、ワークの上面形状にそって可動ヨークの下部を揃えた状態で可動ヨークが良好に保持され、ワークを良好に吸着し懸吊することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。本リフタマグネット1は、可動ヨーク型のリフタマグネットであり、図1〜3に示すように、枠体2と、両端部で枠体2に支持される主極3と、主極3を巻回するコイル5と、枠体2内で主極3の両端面を対向するように配置され上下方向に摺動可能な複数個の可動ヨーク6と、を有して構成されている。
【0018】
枠体2は、上部に長手方向に対向して並設される非磁性体の上ガイド枠21、21と、下部に長手方向に対向して並設される非磁性体の下ガイド枠22、22と、上ガイド枠21、21、下ガイド枠22、22の四隅に立設する非磁性体の支柱部23と、主極3の上方で主極3と間隔を有して平行に配置される磁性体の補助ヨーク4と、から構成され、支柱部23の上部には、図示しないロボットアームなどに懸吊するための懸吊孔が穿設される。
【0019】
両側に配設された上ガイド枠21、21及び下ガイド枠22、22の両端は、図1〜2に示すように、両側の支柱部23に固定され、各可動ヨーク6を主極3及び補助ヨーク4との間で挟持するように配置させ可動ヨーク6を上下移動可能に挿通させている。主極3を挟んで対向するように配置された支柱23は、主極3の両端部をボルト24で固着支持するとともに、主極3の長手方向端面に並設された両側の各可動ヨーク6、6を挟持するように配置される。
【0020】
一方、可動ヨーク6は磁性体で上下方向に長尺状に形成され、図1のように、補助ヨーク4、主極3、上部ガイド枠21、及び下部ガイド枠22との間を上下方向に移動可能に挿通され、平面断面は略矩形に形成されている。さらに、各可動ヨーク6の中間部の外側面には、ストッパ64が突設され、ストッパ64が下部ガイド枠22に当接することにより、可動ヨーク6の落下を止めている。したがって、リフタマグネット1を懸吊してワーク上に下ろした場合、可動ヨーク6はワークによって持ち上げられ、上方に摺動可能である。
【0021】
枠体2の上部に架け渡すように水平に取り付けられる補助ヨーク4は、図3に示すように、厚さの異なる複数(ここでは3枚)の磁性金属板41,42,43を重ね合わせて構成される。これらの磁性金属板41,42,43は各々複数枚用意され、ワークの大きさ、重さにより補助磁気回路の磁束を調整する際、その重ね合わせる枚数を変えて全体の厚さを変えることにより磁束を調整する。各磁性金属板41,42,43には図3に示すように、所定の位置に固定用のねじ孔が穿設され、任意の枚数の磁性金属板41,42,43を補助ヨーク4として固定ボルト44,45により枠体2の支柱部23に固定するように構成される。
【0022】
さらに、図1に示すように、両側の支柱部23の外側面には側面カバー8がコイル5を覆うように被せられ、コイル5の下側には、図2に示すように、下カバー7が取り付けられる。
【0023】
次に、上記構成のリフタマグネット1の使用態様を説明すると、このリフタマグネット1は、例えばロボットアームに懸吊され、図示しないワークストッカの上方に位置される。リフタマグネット1がワークWの上方の位置にある時には、図4(a)に示すように、すべての可動ヨーク6は重力により下方に摺動し、可動ヨーク6に取り付けられたストッパ64が下ガイド枠22の上面に当接する位置で停止する。
【0024】
図4(b)に示すように、リフタマグネット1が、ワークWに向かって降下され、各可動ヨーク6がワークWに当接すると、ワークWの上面に合わせて各可動ヨーク6がワークWから持ち上げられる力を受け、枠体2に対してそれぞれ上方に向かって摺動し、各可動ヨーク6の下端部は、ワークWの上面形状に応じた状態に揃えられる。
【0025】
すべての可動ヨーク6がワークW上面に下端部を当接して上方への移動を完了すると、コイル5への通電が開始され、コイル5が励磁される。コイル5の励磁により、図2に示すように、主極3と全ての可動ヨーク6とワークWとの間に、主磁気回路R1が形成され、主極3と全ての可動ヨーク6と補助ヨーク4との間に補助磁気回路R2が形成され、そこに磁束が流れる。この主磁気回路R1に流れる磁束により可動ヨーク6の下端部に磁気吸着力が発生し、ワークWが可動ヨーク6の下端部に磁気吸着され、ワークWが懸吊される。またこのとき、同時に発生する補助磁気回路R2によって、主極3と可動ヨーク6と補助ヨーク4との間に磁束が流れ、可動ヨーク6を主極3及び補助ヨーク4側に吸着する吸着力が作用し、可動ヨーク6がワークWの重さによりずり落ちずに保持され、ワークWが良好に懸吊される。
【0026】
しかしながら、懸吊するワークWの形状、材質等によっては、補助磁気回路R2に流れる磁束が過大となり、主磁気回路R1に流れる磁束が不足して、可動ヨーク6の下端部のワークWに対する吸着力が不足することがある。このような場合には、補助ヨーク4の磁性金属板41,42,43の組み合わせ、または重ね合わせる枚数を変えて、補助ヨーク4の全体の厚さを薄くする。これにより、補助磁気回路R2に流れる磁束を低減させるように調整し、これによって、主磁気回路R1に流れる磁束が増大し、ワークを良好に吸着できる状態となる。
【0027】
一方、懸吊するワークWの形状、材質等によっては、逆に補助磁気回路R2に流れる磁束が少なく、主磁気回路R1に流れる磁束が過大となり、補助ヨーク4と主極3と可動ヨーク6の上部との吸着力が不足し、可動ヨーク6が下方にずり落ち、ワークWの上面形状にそって可動ヨーク6の下部を揃えることができない場合がある。
【0028】
このような場合には、補助ヨーク4の磁性金属板41,42,43の組み合わせ、または重ね合わせる枚数を変えて、補助ヨーク4の全体の厚さを厚くする。これにより、主磁気回路R1に流れる磁束が低減し、補助磁気回路R2に流れる磁束が増加して、補助ヨーク4と主極3と可動ヨーク6の上部との吸着力が増大し、ワークの上面形状にそって可動ヨークの下部を揃えた状態で、可動ヨーク6が良好に保持され、ワークWを良好に吸着し懸吊することができる。また、このような補助ヨーク4の調整は、厚さの異なる複数種の磁性金属板41,42,43を用意しておき、それらを交換し或いは重ね合わせる枚数を変えるだけで、比較的簡単に行なうことができる。
【0029】
図5はリフタマグネットの他の実施形態を示している。このリフタマグネットの補助ヨーク9は、第一補助ヨーク91と第二補助ヨーク92とを連結して形成され、第一補助ヨーク91と第二補助ヨーク92の連結面積を変えて補助磁気回路R2の磁束を調整するようにしている。なお、上記実施形態と同じ構成部分については、図5に上記と同じ符号を付して、その説明を省略する。
【0030】
すなわち、第一補助ヨーク91は、図5に示すように、両側の枠体2の両側面に取り付けた側面カバー8に長孔93を設け、その長孔93に外側から固定ボルト94を挿通させて、固定ボルト94の先端を第一補助ヨーク91の側面に設けたねじ孔にねじ込み、上下動可能に固定される。一方の第二補助ヨーク92は固定ボルト95などにより固定される。
【0031】
このように構成されたリフタマグネットは、ワークWの形状、材質等によって、補助磁気回路R2に流れる磁束が増大し、主磁気回路R1に流れる磁束が不足し、可動ヨーク6の下端部のワークWに対する吸着力が不足する場合には、第一補助ヨーク91の位置を少し下側にずらすように動かし、第一補助ヨーク91と第二補助ヨーク92の連結面積(接触面積)を少なくする。これにより、補助磁気回路R2に流れる磁束が減少し、主磁気回路R1に流れる磁束が増大して、ワークWを良好に吸着できる状態となる。
【0032】
一方、懸吊するワークWの形状、材質等によっては、補助磁気回路R2に流れる磁束が少なく、主磁気回路R1に流れる磁束が増大して、補助ヨーク4と主極3と可動ヨーク6の上部との吸着力が不足し、可動ヨーク6が下方にずり落ち、ワークWの上面形状にそって可動ヨーク6の下部を揃えることができない場合がある。
【0033】
このような場合には、第一補助ヨーク91の位置を図5の状態から少し上側にずらすように動かし、第一補助ヨーク91と第二補助ヨーク92の連結面積を大きくする。これにより、主磁気回路R1に流れる磁束が低減し、補助磁気回路R2に流れる磁束が増加して、補助ヨーク9と主極3と可動ヨーク6の上部との吸着力が増大し、ワークの上面形状にそって可動ヨーク6の下部を揃えた状態で、可動ヨーク6が良好に保持され、ワークWを良好に吸着し懸吊することができる。また、このような補助ヨーク9の調整は、例えば第一補助ヨーク91の位置をずらすように動かすだけで、比較的簡単に行なうことができる。
【0034】
図6、図7はリフタマグネットのさらに他の実施形態を示している。このリフタマグネットの補助ヨーク19は、複数の磁性金属部材191を枠体2の幅方向(短手)に重ね合わせて形成され、磁性金属部材191の間に非磁性金属部材192を挿入して補助磁気回路R2の磁束を調整するようにしている。なお、上記実施形態と同じ構成部分については、図6に上記と同じ符号を付して、その説明を省略する。
【0035】
すなわち、図6、図7に示すように、短手方向に重ね合わせて形成される複数の磁性金属部材191と非磁性金属部材192には、その短手方向に孔が穿設され、磁性金属部材191と非磁性金属部材192を重ね合わせた状態で、それらの孔に固定ボルト193を挿通させてその補助ヨーク19を一体化し、その固定ボルト193の先端を支柱部23の孔に挿通させて、補助ヨーク19を枠体2に固定する。
【0036】
このように構成されたリフタマグネットは、ワークWの形状、材質等によって、補助磁気回路R2に流れる磁束が増大し、主磁気回路R1に流れる磁束が不足し、可動ヨーク6の下端部のワークWに対する吸着力が不足する場合には、補助ヨーク19における磁性金属部材191の間に非磁性金属部材192を介装するようにして、一部の磁性金属部材191を非磁性金属部材192と交換する。これにより、補助磁気回路R2に流れる磁束が減少し、主磁気回路R1に流れる磁束が増大して、ワークWを良好に吸着できる状態となる。
【0037】
一方、懸吊するワークWの形状、材質等によっては、補助磁気回路R2に流れる磁束が少なく、主磁気回路R1に流れる磁束が過大となり、補助ヨーク19と主極3と可動ヨーク6の上部との吸着力が不足し、可動ヨーク6が下方にずり落ち、ワークWの上面形状にそって可動ヨーク6の下部を揃えることができない場合がある。
【0038】
このような場合には、補助ヨーク19内の非磁性金属部材192を磁性金属部材191に交換する。これにより、主磁気回路R1に流れる磁束が低減し、補助磁気回路R2に流れる磁束が増加して、補助ヨーク19と主極3と可動ヨーク6の上部との吸着力が増大し、ワークの上面形状にそって可動ヨークの下部を揃えた状態で、可動ヨーク6が良好に保持され、ワークWを良好に吸着し懸吊することができる。
【0039】
図8はリフタマグネットのさらに他の実施形態を示している。このリフタマグネットでは、補助ヨーク29の周囲に励磁用の補助コイル291を巻回して、これを補助極として構成し、補助コイル291への通電電流を変えて補助磁気回路R2の磁束を調整するようにしている。なお、上記実施形態と同じ構成部分については、図8に上記と同じ符号を付して、その説明を省略する。
【0040】
すなわち、補助ヨーク29には、主極3のコイル5とは逆方向に且つ巻き数は少なく補助コイル291を巻回して、補助極を形成し、通電時には、主極3とは逆方向に磁束が補助ヨーク29の補助磁気回路R2に流れるようにする。
【0041】
このようなリフタマグネットは、通常時、主極3のコイル5への通電により主磁気回路R1を発生させ、可動ヨーク6の下端部とワークWにとの間に吸着力を発生させて、ワークWを吸着し懸吊する。このとき、補助ヨーク29と主極3と可動ヨーク6の上部との間で補助磁気回路R2が発生し、可動ヨーク6を補助ヨーク29側に吸着してその位置を保持するように作用するが、ワークWの形状、材質等によって、補助磁気回路R2に流れる磁束が少なく、補助ヨーク29と主極3と可動ヨーク6の上部との吸着力が不足し、可動ヨーク6が下方にずり落ち、ワークWの上面形状にそって可動ヨーク6の下部を揃えることができない。このような場合には、補助ヨーク29の補助コイル291への通電をオンし、補助コイル291を励磁する。これにより、補助磁気回路R2に流れる磁束が増加して、補助ヨーク29と主極3と可動ヨーク6の上部との吸着力が増大し、ワークの上面形状にそって可動ヨークの下部を揃えた状態で、可動ヨーク6が良好に保持され、ワークWを良好に吸着し懸吊することができる。
【0042】
一方、ワークWの形状、材質等によって、補助磁気回路R2に流れる磁束が増大し、主磁気回路R1に流れる磁束が不足し、可動ヨーク6の下端部のワークWに対する吸着力が不足する場合には、補助ヨーク291に上記とは逆方向の電流を通電する。これにより、補助磁気回路R2には上記と逆方向(図8に示す矢印方向とは逆の方向)の磁束が流れ、これにより、主磁気回路R1に流れる磁束が増大して、ワークWを良好に吸着できる状態となる。なお、補助ヨーク29には、主極3のコイル5とは逆方向に補助コイル291を巻回して補助極を形成したが、通電時、上記とは逆方向に電流を通電させて磁束を制御すれば、主極3と同じ方向にコイル5を巻回しても良い。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のリフタマグネットによれば、補助ヨークにその補助磁気回路の磁束を調整する調整手段を設けられたから、補助磁気回路に流れる磁束が過大となり、主磁気回路に流れる磁束が不足し、可動ヨークのワークに対する吸着力が不足する場合、補助磁気回路の磁束を低減させるように調整して、主磁気回路に流れる磁束を増大させ、ワークに対する吸着力を増大させることができる。また、逆に補助磁気回路に流れる磁束が少なく、補助ヨークと主極の可動ヨークに対する吸着力が不足し、可動ヨークが下方にずり落ちて、可動ヨークの下部をワークの上面形状にそって揃えることができない場合には、補助磁気回路の磁束を増大させるように調整して、補助ヨークと主極の可動ヨークに対する吸着力を増大させ、可動ヨークのずり落ちを防止して、ワークを良好に吸着し懸吊することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すリフタマグネットの斜視図である。
【図2】図1のII−II断面図である。
【図3】補助ヨーク4の磁性金属板41の斜視図である。
【図4】(a)は使用状態のリフタマグネットの正面図、(b)は可動ヨークがワークを吸着する状態を示す正面図である。
【図5】他の実施形態のリフタマグネットの断面図である。
【図6】他の実施形態のリフタマグネットの断面図である。
【図7】補助ヨーク19の磁性金属部材191と非磁性金属部材192を示す斜視図である。
【図8】さらに他の実施形態のリフタマグネットの断面図である。
【符号の説明】
1…リフタマグネット
2…枠体
3…主極
4…補助ヨーク
5…コイル
6…可動ヨーク
9,19,29…補助ヨーク
41,42,43…磁性金属板
Claims (5)
- 枠体内に支持された主極と、前記主極を巻回するコイルと、前記主極を挟んで対向する両端面側に前記枠体との間を摺動する複数個の可動ヨークと、該主極の反ワーク側の枠体内に該主極と平行に取り付けられた補助ヨークとを備え、前記コイルの励磁によって前記主極と前記可動ヨークとの間に主磁気回路を形成し、該主極と該可動ヨークと該補助ヨークとの間で補助磁気回路を形成して該可動ヨークの先端部でワークを吸着するリフタマグネットにおいて、該補助ヨークに、該補助磁気回路の磁束を調整する調整手段が設けられたことを特徴とするリフタマグネット。
- 前記調整手段として、前記補助ヨークが複数の磁性金属板を該枠体の高さ方向に重ね合わせて形成され、該磁性金属板の全体の厚さを変えて補助磁気回路の磁束を調整することを特徴とする請求項1記載のリフタマグネット。
- 前記調整手段として、前記補助ヨークが第一補助ヨークと第二補助ヨークとを連結して形成され、該第一補助ヨークと第二補助ヨークの連結面積を変えて補助磁気回路の磁束を調整することを特徴とする請求項1記載のリフタマグネット。
- 前記調整手段として、前記補助ヨークが複数の磁性金属部材を該枠体の幅方向に重ね合わせて形成され、該磁性金属部材の間に非磁性金属部材を挿入して補助磁気回路の磁束を調整することを特徴とする請求項1記載のリフタマグネット。
- 前記調整手段として、補助ヨークの周囲に励磁用の補助コイルを巻回し、該補助コイルへの通電電流を変えて補助磁気回路の磁束を調整することを特徴とする請求項1記載のリフタマグネット。
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