JP2023136072A - ワーク吸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワーク吸着面に対してワーク上面が傾いていても、ワーク上面の所定位置にワーク吸着面を倣わせて吸着可能なワーク吸着装置を提供する。【解決手段】ワーク吸着装置１は、第１軸Ｌ１方向に往復動可能な支持ロッド部６と、支持ロッド部の先端に第２軸Ｌ２方向の基端が第１ジョイント部１０で回動自在に連結された回動アーム部２０と、回動アーム部の先端に第３軸Ｌ３方向の基端が第２ジョイント部４０で回動自在に連結され磁力でワーク１１０を吸着するチャックユニット５０とを有するマグネットチャック５を備える。チャックユニットは筐体５１の先端にワーク吸着面４８ａを有する。第１及び第２ジョイント部は第１及び第２中心点Ｓ１，Ｓ２を有し、支持ロッド部と回動アーム部とは第１中心点Ｓ１を中心として、回動アーム部とチャックユニットとは第２中心点Ｓ２を中心として、相互に回動自在である。【選択図】 図３

Description

本発明は、磁力でワークを吸着するマグネットチャックを備えるワーク吸着装置に関する。

従来から、筐体内に電磁石を設けたマグネットチャックや、筐体内に形成されたシリンダ孔内を移動可能に設けたピストンに永久磁石を取り付けて、ピストンとともに永久磁石を変位させるマグネットチャックは、例えば、特許文献１及び２に示すように、既に知られている。

ところで、特許文献１に記載のマグネットチャックは、筐体内に電磁石が設けられ、筐体の下面には上下方向に直交する横方向に延びるワーク吸着面が形成されている。このマグネットチャックは、電磁石が作動すると、ワーク吸着面に磁力が生じてワーク吸着面でワークを吸着可能に構成されている。マグネットチャックは、筐体の上面に接続された昇降装置によって上下方向に移動可能である。

一方、特許文献２に記載のマグネットチャックは、筐体内にシリンダ孔が形成され、このシリンダ孔内にピストンが上下方向に移動可能に設けられている。ピストンの下部には永久磁石が取り付けられて、ピストンとともに永久磁石がシリンダ孔内を上下方向に移動可能である。このマグネットチャックの下端には、上下方向に直交する横方向に延びるワーク吸着面が形成され、マグネットチャックの上端には、マグネットチャックを上下方向に移動させるためのロボットアームが連結されている。

これらのマグネットチャックによってワークを吸着させる場合において、ワークの上面がワーク吸着面に対して傾いていると、マグネットチャックの降下時に、ワーク吸着面の一部がワーク上面に当接して、ワーク吸着面をワーク上面に倣わせることができない。このため、マグネットチャックは、ワークをワーク吸着面で吸着することができない。

そこで、特許文献１及び２に記載のマグネットチャックのそれぞれの上部に特許文献３に記載の関節、すなわち、上下方向に対して直交する方向の軸周りにマグネットチャックを回転可能にする関節を設けると、ワーク吸着面の一部がワーク上面に当接しても、マグネットチャックをさらに下方に移動させることで、マグネットチャックが関節の軸周りに回動してワーク吸着面をワーク上面に倣わせた状態で接触させることができる。

しかしながら、マグネットチャックは、関節の軸周りに回動するとともに下方に移動すると、ワーク吸着面がワーク上面を吸着する位置が所定位置に対してずれてしまう。また、枠体内に永久磁石が移動可能なマグネットチャックでは、上下方向の寸法が横方向の寸法に対してより大きくなるので、このずれ量もより増大する。

特開平７－１７１７８４号公報 特開２０１９－１８６３２４号公報 実用新案登録第３０８７９１０号公報

そこで、本発明の技術的課題は、ワーク吸着面に対してワークの上面が傾いている場合でも、ワーク上面の所定位置にワーク吸着面を倣わせた状態で吸着させることができるワーク吸着装置を提供することにある。

課題を解決するため、本発明に係るワーク吸着装置は、第１軸方向に往復動可能であり、その移動方向の両端に先端及び基端を有した支持ロッド部と、第２軸方向の両端に一端及び他端を有し前記支持ロッド部の先端に一端が第１ジョイント部で回動自在に連結された回動アーム部と、第３軸方向の両端に先端及び基端を有する筐体を有し、前記筐体の基端が前記回動アーム部の他端に第２ジョイント部で回動自在に連結され、磁力によってワークを吸着するためのチャックユニットと、を有するマグネットチャックを備えるワーク吸着装置であって、前記マグネットチャックにおいて、前記チャックユニットは、前記筐体の先端に前記第３軸に対して直交する方向に延びるワーク吸着面が形成されており、前記第１ジョイント部は、第１中心点を有しており、前記支持ロッド部と前記回動アーム部とは、前記第１中心点を中心として相互に回動自在であり、前記第２ジョイント部は、第２中心点を有しており、前記回動アーム部と前記チャックユニットとは、前記第２中心点を中心として相互に回動自在である、ことを特徴とする。

この場合において、好ましくは、前記チャックユニットは、前記筐体の内側に形成されて前記第３軸方向に延びるシリンダ孔と、前記シリンダ孔内を移動可能に設けられたチャックピストンと、前記チャックピストンに取り付けられて前記チャックピストンとともに移動する永久磁石と、を有しており、前記永久磁石は、前記第３軸方向において、前記永久磁石を前記筐体の先端側に移動させて前記ワークを前記ワーク吸着面で吸着させるための吸着位置と、前記永久磁石を前記筐体の基端側へ移動させて前記ワークの吸着を解除するための吸着解除位置との間で往復動可能である。

また、好ましくは、前記第１ジョイント部は、前記第１中心点を有した第１ボール体と、前記第１ボール体を摺動自在に収容する第１凹部と、を有して構成され、前記第２ジョイント部は、前記第２中心点を有した第２ボール体と、前記第２ボール体を摺動自在に収容する第２凹部と、を有して構成されている。また、好ましくは、前記第１ジョイント部において、前記第１ボール体は前記支持ロッド部に取り付けられ、前記第１凹部は前記回動アーム部の一端に開口しており、前記第２ジョイント部において、前記第２ボール体は前記チャックユニットの基端に取り付けられ、前記第２凹部は前記回動アーム部の他端に開口している。

また、好ましくは、前記回動アーム部は、前記第１ジョイント部の前記第１凹部に収容された前記第１ボール体と前記第１凹部との相対回動、及び前記第２ジョイント部の前記第２凹部に収容された前記第２ボール体と前記第２凹部との相対回動をロック及びロック解除可能な第１ロック機構部を有している。

この場合において、好ましくは、前記回動アーム部は、その一端に取り付けられて前記第２軸方向に貫通する第１貫通孔を有した第１カバー部材と、前記回動アーム部の他端に取り付けられて前記第２軸方向に貫通する第２貫通孔を有した第２カバー部材と、を有し、前記第１ロック機構部は、前記第１及び前記第２カバー部材のそれぞれに形成された前記第１及び前記第２貫通孔と、前記回動アーム部の一端側及び他端側の各内部に形成された第１及び第２シリンダ孔と、前記第１シリンダ孔内に移動可能に設けられて一端側に開口する第１穴部を有した第１ピストンと、前記第２リンダ孔内に移動可能に設けられて他端側に開口する第２穴部を有した第２ピストンと、前記第１シリンダ孔の前記第２軸方向の他端側に形成されて前記第１ピストンによって区画された第１圧力室と、前記第２シリンダ孔の前記第２軸方向の一端側に形成されて前記第２ピストンによって区画された第２圧力室と、を有して構成されており、前記第１貫通孔及び前記第１穴部は、前記第２軸方向において連通し、前記第１貫通孔及び前記第１穴部で囲まれた内側空間は、前記第１ボール体を収容する前記第１凹部を形成し、前記第１貫通孔の内面には、前記第１ボール体の前記第２軸方向の一端側の外面に摺接する第１外側摺接面が形成され、前記第１穴部の内面には、前記第１ボール体の前記第２軸方向の他端側の外面に摺接する第１内側摺接面が形成されており、前記第２貫通孔及び前記第２穴部は、前記第２軸方向において連通し、前記第２貫通孔及び前記第２穴部で囲まれた内側空間は、前記第２ボール体を収容する前記第２凹部を形成し、前記第２貫通孔の内面には、前記第２ボール体の前記第２軸方向の他端側の外面に摺接する第２外側摺接面が形成され、前記第２穴部の内面には、前記第２ボール体の前記第２軸方向の一端側の外面に摺接する第２内側摺接面が形成されており、前記第１及び前記第２シリンダ孔のそれぞれの前記第１及び前記第２圧力室に対して圧縮空気を給排することにより、前記第１及び前記第２ピストンを前記第２軸方向に往復動させることができるようになっており、前記第１及び前記第２圧力室に供給される圧縮空気で、前記第１ピストンを前記第２軸方向の一端側に、前記第２ピストンを前記第２軸方向の他端側に移動させることにより、前記第１外側摺接面及び前記第１内側摺接面で前記第１ボール体を挟持させるとともに、前記第２外側摺接面及び前記第２内側摺接面で前記第２ボール体を挟持させ、それにより、前記回動アーム部は、前記支持ロッド部及び前記チャックユニットのそれぞれに対して回動がロックされる。

また、好ましくは、前記第１貫通孔の前記第１外側摺接面は、前記第１ボール体の前記第１中心点よりも前記第２軸方向の一端側の外面に接触し、前記第１穴部の前記第１内側摺接面は、前記第１ボール体の前記第１中心点よりも前記第２軸方向の他端側の外面に接触し、前記第２貫通孔の前記第２外側摺接面は、前記第２ボール体の前記第２中心点よりも前記第２軸方向の他端側の外面に接触し、前記第２穴部の前記第２内側摺接面は、前記第２ボール体の前記第２中心点よりも前記第２軸方向の一端側の外面に接触する。また、好ましくは、前記第１ピストンの前記第１内側摺接面は、前記第２軸方向の一端側に進むに従って内径が拡大する円錐面に形成され、前記第２ピストンの前記第２内側摺接面は、前記第２軸方向の他端側に進むに従って内径が拡大する円錐面に形成されている。

また、本発明に係わるワーク吸着装置は、請求項５から８のいずれか１項に記載の複数の前記マグネットチャックと、複数の前記マグネットチャックの各支持ロッド部を往復動可能に支持する支持部と、を有し、前記支持部は、前記第１軸に対して直交する方向に延び、複数の前記マグネットチャックの各支持ロッド部を個別に往復動可能に挿通する複数の貫通孔を有したアーム支持部材と、複数の前記マグネットチャックの各支持ロッド部を個別に挿通する連通孔を有して前記アーム支持部材に取り付けられ、前記アーム支持部材に対して前記支持ロッド部をロック及びロック解除可能な第２ロック機構部を有した複数の連結部と、複数の前記支持ロッド部のそれぞれに取り付けられ、前記支持ロッド部の移動によって前記連結部の前記第１軸方向の一端に当接して、前記貫通孔から前記支持ロッド部が抜脱されるのを防止する複数の抜止部材と、複数の前記マグネットチャックのそれぞれにおける前記連結部と前記支持ロッド部との間に設けられ、複数の前記マグネットチャックのそれぞれを前記アーム支持部材に対して前記第１軸方向の先端側へ付勢する複数のばね部材と、を有して構成され、複数の前記マグネットチャックの各支持ロッド部は、互いに間隔を有してそれぞれの前記第１軸が平行になるように前記アーム支持部材に配置されている、ことを特徴とする。

この場合において、好ましくは、前記連結部の前記第２ロック機構部は、前記第１軸方向に延びて前記連結部の前記連通孔に形成された第３シリンダ孔と、前記第３シリンダ孔内において、前記支持ロッド部の側面に対向して配置された押圧面を有するブレーキパッドと、前記第３シリンダ孔内を前記第１軸方向に移動可能であり、前記ブレーキパッドよりも前記第１軸の径方向外側の前記第３シリンダ孔内に配置された傾斜面を有する第３ピストンと、前記ブレーキパッドと前記傾斜面との間に配置されて前記第３ピストンの移動により前記傾斜面から径方向内側を向く押圧力を受ける押圧部材と、前記第３ピストンによって前記第３シリンダ孔が区画された第３圧力室と、を有して構成され、前記第３シリンダ孔の前記第３圧力室に対して圧縮空気を給排することにより、前記第３ピストンを前記第１軸方向に往復動させることができるようになっており、前記第３圧力室に供給された圧縮空気で前記第３ピストンを移動させることにより、前記押圧部材が前記傾斜面から径方向内側を向く押圧力を受けて前記ブレーキパッドを径方向内側へ押圧して、前記押圧面が前記支持ロッド部の側面を押圧し、それにより、前記アーム支持部材に対して前記支持ロッド部がロックされる。

また、好ましくは、前記連結部は、前記第１軸方向の両側に一端及び他端を有し、一端が前記アーム支持部材に取り付けられ、内部に前記連通孔が形成された連結胴部を有し、前記連結胴部は、その一端に取り付けられて前記第１軸方向に貫通する挿通孔を有して前記アーム支持部材の前記貫通孔に挿通される固定部材を備え、前記挿通孔は、前記連結胴部の前記連通孔に連通して、前記挿通孔及び前記連通孔に前記支持ロッド部が挿通され、前記固定部材は、前記アーム支持部材の前記貫通孔に挿通された状態で、前記アーム支持部材に着脱可能に取り付けられ、それにより、前記連結胴部は、前記アーム支持部材に着脱可能に取り付けられている。

また、好ましくは、前記固定部材は、前記アーム支持部材の前記第１軸方向の一端側の端面から突出した状態で前記アーム支持部材に取り付けられ、前記支持ロッド部は、その基端部が前記固定部材における前記挿通孔の前記第１軸方向の一端から突出した状態で、前記支持ロッド部の基端部に前記抜止部材が取り付けられ、前記抜止部材は、前記固定部材の前記挿通孔の内径よりも大きく、且つ前記アーム支持部材の前記貫通孔の内径よりも小さい直径を有した円柱状に形成されている。

また、好ましくは、前記ばね部材は、前記連結胴部の他端と前記支持ロッド部の先端部との間に配置された圧縮ばねである。

以上のように、本発明によれば、ワーク吸着面に対してワークの上面が傾いている場合でも、ワーク上面の所定位置にワーク吸着面を倣わせた状態で吸着させることができるワーク吸着装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係わるワーク吸着装置の正面図である。 ワーク吸着装置の側面図である。 図２のIII－III矢視に相当するワーク吸着装置の断面図である。 連結部が挿着された伸長状態にあるマグネットチェックの正面図である。 図４のV－V矢視に相当するマグネットチェック及び連結部の断面図である。 回動アーム部の正面図である。 回動アーム部の平面図である。 図６のVIII－VIII矢視に相当する回動アーム部の断面図である。 回動アーム部の分解斜視図である。 第１及び第２ジョイント部が回動状態にあるときの回動アーム部の断面図である。 永久磁石が吸着位置に移動したチャックユニットの断面図である。 永久磁石が吸着解除位置に移動したチャックユニットの断面図である。 支持ロッド部が挿通された連結部の正面図である。 図１３のXIV－XIV矢視に相当する支持ロッド部及び連結部の断面図である。 図１４示す連結部の拡大断面図である。 支持ロッド部及び連結部の分解斜視図である。 ワーク吸着面に対してワーク上面が右上がりに傾いている場合において、チャックユニットでワークを吸着する際の作用説明図である。 ワーク吸着面に対してワーク上面が右下がりに傾いている場合において、チャックユニットでワークを吸着する際の作用説明図である。

以下に、本発明に係るワーク吸着装置について説明する。本実施形態では、ワーク吸着装置は複数のマグネットチャックを有し、マグネットチャックのチャックユニットはその筐体内に永久磁石を移動可能に設けたものを例にして説明する。なお、ワーク吸着装置はマグネットチャックを１つ有したものでもよく、またマグネットチャックはその筐体内に電磁石を固定したものでもよい。

図１－図３は、本発明に係るワーク吸着装置１の一実施形態を示すものである。このワーク吸着装置１は、複数のマグネットチャック５と支持部７０とを有して構成され、これらマグネットチャック５は支持部７０に対して往復動可能に支持される。本実施形態では、マグネットチャック５は支持部７０に対して４つ設けられており、支持部７０は、例えばロボットの先端アームや昇降機械等に連結されて、ワーク吸着装置１の全体が支持部７０のアーム支持部材７１に対して直交する方向（以下、「第１軸Ｌ１方向」と記すことがある。）に移動可能である。

マグネットチャック５は、図５に示すように、第１軸Ｌ１方向に往復動可能であり、その移動方向の両端に先端６ａ及び基端６ｂを有した支持ロッド部６と、第２軸Ｌ２方向の両端に基端２０ｂ（一端）及び先端２０ａ（他端）を有し支持ロッド部６の先端６ａに基端２０ｂが第１ジョイント部１０で回動自在に連結された回動アーム部２０と、第３軸Ｌ３方向の両端に先端５１ａ及び基端５１ｂを有する筐体５１を有し、筐体５１の基端５１ｂが回動アーム部２０の先端２０ａに第２ジョイント部４０で回動自在に連結され、磁力によってワークを吸着するためのチャックユニット５０と、を有する。本実施形態では、マグネットチャック５は、第１軸Ｌ１方向の基端側から先端側へ向かって、支持ロッド部６と、第１ジョイント部１０と、回動アーム部２０と、第２ジョイント部４０と、チャックユニット５０と、を有して構成される。なお、図５は、支持ロッド部６が後述する連結部７５に挿着された状態を示している。

本実施形態では、支持ロッド部６は、第１軸Ｌ１方向に沿って延びる細長の円柱状に形成されている。支持ロッド部６の基端６ｂには、後述する抜止部材３が螺合して取り付けられ、支持ロッド部６の先端６ａには、連結ナット２が螺合して取り付けられている。

第１ジョイント部１０は、図５，図８－図１０に示すように、第１ボール体１１と、第１ボール体１１を摺動自在に収容する第１凹部１２と、を有して構成されている。第１ジョイント部は、その中心である第１中心点Ｓ１を有しており、支持ロッド部６と回動アーム部２０とが、第１中心点Ｓ１を中心として相互に回動自在に連結されている。

本実施形態では、第１ボール体１１は、球状に形成されており、第１ボール体１１の第１軸Ｌ１方向の基端側が、連結ナット２に螺合して取り付けられており、第１中心点Ｓ１は第１軸Ｌ１上に位置している。

第１凹部１２は、回動アーム部２０の伸長方向（第２軸Ｌ２方向）の基端６ａに開口している。本実施形態では、第１凹部１２は、図８及び図９に示すように、回動アーム部２０の基端２０ｂに取り付けられた第１カバー部材２１の第１貫通孔２２と、回動アーム部２０の基端側の内部に設けられた第１ピストン２３の第２軸Ｌ２方向の基端側（一端側）に開口する第１穴部２４と、を有して構成されており、第１貫通孔２２及び第１穴部２４は、第２軸Ｌ２方向において連通し、第１貫通孔２２及び第１穴部２４で囲まれた内側空間２６は、第１ボール体１１を収容する第１凹部１２を形成している。

第１カバー部材２１は、本実施形態では、板状に形成されており、第１カバー部材２１の外周部が複数のボルト２５等の締結手段で回動アーム部２０の基端２０ｂに固定されている。第１カバー部材２１の中央部には、第２軸Ｌ２方向に貫通する第１貫通孔２２が形成されている。第１貫通孔２２は、第１カバー部材２１の第２軸Ｌ２方向の両端で開口し、その内面は第２軸Ｌ２周りに環状に延びて第１ボール体１１の基端側の外面に沿って摺接する第１外側摺接面２２ａを形成している。第１外側摺接面２２ａは、第１ボール体１１の第１中心点Ｓ１よりも第２軸Ｌ２方向の基端側の外面に接触する。

第１ピストン２３の第１穴部２４は、本実施形態では、第２軸Ｌ２方向の基端側から先端側へ向かって窪んだ半球状に形成されており、第１穴部２４の内面は第１ボール体１１の先端側の外面に摺接する第１内側摺接面２４ａを形成している。第１内側摺接面２４ａは、基端側に進むに従って内径が拡大する円錐面に形成されており、第１ボール体１１の第１中心点Ｓ１よりも第２軸Ｌ２方向の先端側の外面に接触する。

このように、第１ボール体１１は、図５及び図１０に示すように、第１凹部１２内に回動自在に支持されているので、支持ロッド部６と回動アーム部２０とは、第１ボール体１１の第１中心点Ｓ１を中心として相互に回動自在である。なお、第１ピストン２３の詳細については後述する。

本実施形態では、回動アーム部２０は、図６－図１０に示すように、第２軸Ｌ２方向に伸びる筒状に形成されている。回動アーム部２０の内部には、第２軸Ｌ２方向に貫通するアーム貫通孔２７が形成されており、回動アーム部２０の基端側及び先端側の各内部には第１シリンダ孔２８及び第２シリンダ孔２９が形成されている。第１及び第２シリンダ孔２８，２９は、同一内径及び同一深さを有し、且つアーム貫通孔２７の内径よりも大径である。第１シリンダ孔２８には第１ピストン２３が、第２シリンダ孔２９には第２ピストン３０が移動可能に設けられている。

第１シリンダ孔２８の深さは、第１ピストン２３の第１内側摺接面２４ａが第１ボール体１１の外面に当接した状態において、第１ピストン２３の先端側の頂部２３ａと第１シリンダ孔２８の底面との間に隙間３１が形成されるような大きさを有している。この隙間３１を第１ピストン２３が先端側に向かって後退することで、第１凹部１２に対する第１ボール体１１の回動が可能となる。

本実施形態では、第１ピストン２３は、図８，図１０に示すように、円柱状に形成されており、第１ピストン２３の先端側の外周面には、周方向に延びる環状の凹溝２３ｂが形成されている。この凹溝２３ｂ内には、第１ピストン２３の外周面と第１シリンダ孔２８の内周面との間をシールするシール部材２３ｃが装着されている。シール部材２３ｃは、リップ型のシール部材であり、シール部材２３ｃのリップ部２３ｄは、第１ピストン２３の先端側へ向かうに従って外径が拡大する方向に傾いている。このため、リップ部２３ｄは、第１ピストン２３の外周面と第１シリンダ孔２８の内周面との間において、先端側から基端側への圧縮空気の流通を阻止する。

第１シリンダ孔２８の先端側には第１ピストン２３によって区画された第１圧力室２８ａが形成されている。本実施形態では、第１圧力室２８ａは、第１ピストン２３の頂部２３ａと第１シリンダ孔２８の底面との間に形成されており、アーム貫通孔２７に連通している。回動アーム部２０の第２軸Ｌ２方向の中間部には、圧縮空気を外部からアーム貫通孔２７に導入可能な給排ポート２０ｄが形成されている。

回動アーム部２０の先端２０ａとチャックユニット５０の筐体５１の基端５１ｂとを連結する第２ジョイント部４０は、本実施形態では、図５及び図８－図１０に示すように、前述した第１ジョイント部１０と同様に構成されており、第２ボール体４１と、第２ボール体４１を摺動自在に収容する第２凹部４２と、を有して構成される。第２ジョイント部４０は、第２中心点Ｓ２を有しており、回動アーム部２０とチャックユニット５０とが、第２中心点Ｓ２を中心として相互に回動自在に連結されている。

本実施形態では、第２ボール体４１は、球状に形成されており、第２ボール体４１の第３軸Ｌ３方向（チャックユニット５０の伸長方向）の先端側がチャックユニット５０の筐体５１に取り付けられており、第２中心点Ｓ２は第３軸Ｌ３上に位置している。

第２凹部４２は回動アーム部２０の先端に開口している。本実施形態では、第２凹部４２は、回動アーム部２０の先端に取り付けられた第２カバー部材３２の第２貫通孔３３と、回動アーム部２０の先端側の内部に設けられた第２ピストン３０の第２軸Ｌ２方向の先端側に開口する第２穴部３４と、を有して構成されており、第２貫通孔３３及び第２穴部３４は、第３軸Ｌ３方向において連通し、第２貫通孔３３及び第２穴部３４で囲まれた内側空間３５は、第２ボール体４１を収容する第２凹部４２を形成している。

第２カバー部材３２は、本実施形態では、図８－図１０に示すように、板状に形成されており、第２カバー部材３２の外周部がボルト２５等の締結部材で回動アーム部２０の先端２０ａに固定されている。第２カバー部材３２の中央部には第２軸Ｌ２方向に貫通する第２貫通孔３３が形成されており、第２貫通孔３３の第２軸Ｌ２方向の両端は開口し、第２貫通孔３３の内面は第２軸Ｌ２周りに環状に延びて第２ボール体４１の他端側の外面に沿って摺接する第２外側摺接面３３ａを形成している。第２外側摺接面３３ａは、第２ボール体４１の第２中心点Ｓ２よりも第２軸Ｌ２方向の先端側の外面に接触する。

第２ピストン３０の第２穴部３４は、本実施形態では、先端側から基端側へ向かって窪んだ半球状に形成されている。第２穴部３４の内面は第２ボール体４１の基端側の外面に摺接する第２内側摺接面３４ａを形成しており、本実施形態では、第２内側摺接面３４ａは、先端側に進むに従って内径が拡大する円錐面に形成されており、第２ボール体４１の第２中心点Ｓ２よりも第２軸Ｌ２方向の基端側の外面に接触する。

このように、第２ボール体４１は第２凹部４２内に回動自在に支持されているので、回動アーム部２０と図５に示すチャックユニット５０は、第２ボール体４１の第２中心点Ｓ２を中心として相互に回動自在である。

また、本実施形態では、第２ピストン３０を移動可能に収容する第２シリンダ孔２９の深さは、第２ピストン３０の第２内側摺接面３４ａが第２ボール体４１の外面に当接した状態において、第２ピストン３０の基端側の頂部３０ａと第２シリンダ孔２９の底面との間に隙間３１が形成されるような大きさを有している。この隙間３１を第２ピストン３０が基端側に向かって後退することで、第２凹部４２に対する第２ボール体４１の回動が可能となる。

また、本実施形態では、第２ピストン３０は、円柱状に形成されており、第２ピストン３０の外周面には、周方向に延びる環状の凹溝３０ｂが形成されており、この凹溝３０ｂ内に第２ピストン３０の外周面と第２シリンダ孔２９の内周面との間をシールするシール部材３０ｃが装着されている。このシール部材３０ｃは、リップ型のシール部材であり、シール部材３０ｃのリップ部３０ｄは、先端側から基端側へ向かうに従って外径が拡大する方向に傾いている。このため、リップ部３０ｄは、第２ピストン３０の外周面と第２シリンダ孔２９の内周面との間において、基端側から先端側への圧縮空気の流通を阻止する。

第２シリンダ孔２９の基端側には第２ピストン３０によって区画された第２圧力室２９ａが形成されている。本実施形態では、第２圧力室２９ａは、第２ピストン３０の基端側の頂部３０ａと第２シリンダ孔２９の底面との間に形成されており、アーム貫通孔２７に連通している。

ところで、回動アーム部２０には、図８及び図１０に示すように、第１ジョイント部１０の第１凹部１２に収容された第１ボール体１１と第１凹部１２との相対回動、及び第２ジョイント部４０の第２凹部４２に収容された第２ボール体４１と第２凹部４２との相対回動をロック及びロック解除可能な第１ロック機構部３７が設けられている。

本実施形態では、第１ロック機構部３７は、第１及び第２カバー部材２１，３２のそれぞれに形成された第１及び第２貫通孔２２，３３と、回動アーム部２０の基端側及び先端側の各内部に形成された第１及び第２シリンダ孔２８，２９と、第１シリンダ孔２８内に移動可能に設けられた第１ピストン２３と、第２リンダ孔２９内に移動可能に設けられた第２ピストン３０と、第１シリンダ孔２８に形成された第１圧力室２８ａと、第２シリンダ孔２９に形成された第２圧力室２９ａと、を有して構成される。

第１ロック機構部３７は、給排ポート２０ｄからアーム貫通孔２７に圧縮空気が導入されると、第１及び第２シリンダ孔２８，２９のそれぞれの第１及び第２圧力室２８ａ，２９ａに対して圧縮空気が供給されて、第１及び第２ピストン２３，３０を第２軸Ｌ２方向の先端側及び基端側に移動させ又は押圧することができる。従って、第１外側摺接面２２ａ及び第１内側摺接面２４ａで第１ボール体１１を挟持させるとともに、第２外側摺接面３３ａ及び第２内側摺接面３４ａで第２ボール体４１を挟持させて、それにより、回動アーム部２０は、図５に示す支持ロッド部６及びチャックユニット５０のそれぞれに対する回動がロックされる。

また、アーム連通孔２７内の圧縮空気が給排ポート２０ｄから排出されると、第１及び第２ピストン２３，３０の第１及び第２ボール体１１，４１に対する押圧力が開放された状態になる。従って、第１外側摺接面２２ａ及び第１内側摺接面２４ａによる第１ボール体１１の挟持が開放されるとともに、第２外側摺接面３３ａ及び第２内側摺接面３４ａによる第２ボール体４１の挟持が開放されて、それにより、回動アーム部２０は、図５に示す支持ロッド部６及びチャックユニット５０のそれぞれに対して回動が可能な状態、すなわち、ロックが解除された状態となる。

次に、チャックユニット５０について説明する。チャックユニット５０は、図５，図１１，図１２に示すように、筐体５１と、筐体５１の内側に形成されて第３軸Ｌ３方向に延びるシリンダ孔５２ａと、シリンダ孔５２ａ内を移動可能に設けられたチャックピストン５７と、チャックピストン５７に取り付けられてチャックピストン５７とともに移動する永久磁石６０と、を有して構成されており、磁力によってワーク１１０を吸着するものである。

本実施形態では、筐体５１は、第３軸Ｌ３方向に延びる直方体状に形成され、内部にシリンダ孔５２ａが形成されたシリンダチューブ５２と、シリンダチューブ５２の基端に取り付けられたトップカバー５３と、シリンダチューブ５２の先端に取り付けられたボトムカバー５４と、を有してなる。シリンダ孔５２ａは、チャックピストン５７によって第３軸Ｌ３方向の基端側に形成された第１圧力室５２ｂと、第３軸Ｌ３方向の先端側に形成された第２圧力室５２ｃとに区画されている。

シリンダチューブ５２の側壁５２ｅの先端側には、エア給排用の第１ポート５２ｄが形成されており、第１ポート５２ｄは第２圧力室５２ｃに連通している。シリンダチューブ５２の側壁５２ｅの基端側には、エア給排用の第２ポート５２ｆが形成されており、この第２ポート５２ｆは第１圧力室５２ｂに連通している。シリンダ孔５２ａの基端側には、ラッチヨーク５６が挿着されてシリンダ孔５２ａの基端側の開口を塞いでいる。

チャックピストン５７は、基端側に配置された円板状のシールホルダ５８と、シールホルダ５８の先端側端面の中央部に取り付けられたコアヨーク５９と、コアヨーク５９の周方向外側に配置された永久磁石６０と、永久磁石６０の周方向外側に配置されたカバーヨーク６１と、永久磁石６０の先端に取り付けられたリングプレート６２と、を有してなる。

シールホルダ５８は、その外周面に形成された環状の凹溝内にシリンダ孔５２ａの内面に摺接するピストンシール６３が設けられている。コアヨーク５９は、円柱状に形成されており、コアヨーク５９の先端部には先端に開口する凹部５９ｂが形成されている。

カバーヨーク６１は、円筒状に形成され、シールホルダ５８の先端側端面の外周部に取り付けられている。カバーヨーク６１の基端側に形成された２つの環状溝には、ウエアリング６５，６５が設けられている。これらウエアリング６５，６５によって、チャックピストン５７がシリンダ孔５２ａに沿って案内支持される。カバーヨーク６１の内周面とコアヨーク５９の外周面との間には、環状の空間部６６が形成されており、この空間部６６内に永久磁石６０が挿着されている。

ボトムカバー５４は、円板状に形成されており、シリンダ孔５２ａの先端の開口を塞いでいる。ボトムカバー５４の先端には、第３軸Ｌ３方向に対して直交する方向に延びるワーク吸着面４８ａが形成されている。

このように構成されたチャックユニット５０は、シリンダ孔５２ａの第１及び第２圧力室５２ｂ、５２ｃに対して圧縮空気を給排することにより、チャックピストン５７を第３軸Ｌ３方向に往復移動させることができ、そして、永久磁石６０を、第３軸Ｌ３方向において、筐体５１の先端側に移動させてワーク１１０をワーク吸着面４８ａで吸着させる吸着位置Ｐ１（図１１参照）と、筐体５１の基端側へ移動させてワーク１１０の吸着を解除する吸着解除位置Ｐ２（図１２参照）との間で移動可能である。

トップカバー５３は、筐体５１の基端５１ｂにボルト等の締結手段によって固定されており、トップカバー５３の中央には、第２ボール体４１の先端部が螺合して取り付けられている。

このように、チャックユニット５０の筐体５１は、永久磁石６０を吸着位置Ｐ１と吸着解除位置Ｐ２との間で移動させるためのシリンダ孔５２ａが第３軸Ｌ３方向に延びている。また、第２ボール体４１が筐体５１の基端側に突出して取り付けられている。このため、チャックユニット５０は、第３軸Ｌ３方向に縦長の直方体状に形成されている。

次に、支持部７０について説明する。支持部７０は、図１及び図３に示すように、複数のマグネットチャック５の各支持ロッド部６を個別に往復動可能に挿通する複数の貫通孔７１ａを有したアーム支持部材７１と、複数のマグネットチャック５の各支持ロッド部６を個別に挿通する連通孔７７を有してアーム支持部材７１に取り付けられた複数の連結部７５と、複数の支持ロッド部６のそれぞれに取り付けられ、各支持ロッド部６の移動によって連結部７５の基端に当接して、貫通孔７１ａから支持ロッド部６が抜脱されるのを防止する複数の抜止部材３と、複数のマグネットチャック５のそれぞれに設けられた連結部７５と支持ロッド部６との間に位置して、複数のマグネットチャック５のそれぞれをアーム支持部材７１に対して第１軸Ｌ１方向の先端側へ付勢する複数の圧縮コイルばね１０８（ばね部材、圧縮ばね）と、を有して構成される。

本実施形態では、アーム支持部材７１は、第１軸Ｌ１に対して直交する方向（横方向）に延びる板状に形成され、第１軸Ｌ１方向の両端に先端面及び基端面を有しており、貫通孔７１ａが横方向に等間隔を有してアーム支持部材７１に複数形成されている。アーム支持部材７１の横方向の中央部には、第１軸Ｌ１に沿って基端側へ突出する連結支持部７１ｂが取り付けられている。この連結支持部７１ｂに、例えばロボットの先端アームや昇降機械等が接続される。複数の貫通孔７１ａのそれぞれには、支持ロッド部６が第１軸Ｌ１方向に沿って挿通されている。

連結部７５は、図３，図１３－図１６に示すように、第１軸Ｌ１方向に延びてその両側に基端７６ｂ（一端）及び先端７６ｃ（他端）を有する連結胴部７６を備えている。連結胴部７６の内部には、第１軸Ｌ１方向に延びる連通孔７７が貫通している。

連結胴部７６の連通孔７７には、アーム支持部材７１に対して支持ロッド部６をロック及びロック解除可能な第２ロック機構部８０が設けられている。第２ロック機構部８０は、本実施形態では、連通孔７７の基端側に設けられた基端側第２ロック機構部８１と、連通孔７７の先端側に設けられた先端側第２ロック機構部８２とを有して構成される。

基端側第２ロック機構部８１は、図１４－図１６に示すように、連結胴部７６の連通孔７７の基端側に形成されて第１軸Ｌ１方向に延びる第３シリンダ孔７８と、第３シリンダ孔７８内において、支持ロッド部６の側面に対向して配置された押圧面８３ｄを有するブレーキパッド８３と、第３シリンダ孔７８内を第１軸Ｌ１方向に移動可能であり、ブレーキパッド８３よりも第１軸Ｌ１の径方向外側の第３シリンダ孔７８内に配置された傾斜面８４ａを有する第３ピストン８４と、ブレーキパッド８３と傾斜面８４ａとの間に配置されて第３ピストン８４の移動により傾斜面８４ａから径方向内側を向く押圧力を受ける押圧部材８５と、第３ピストン８４によって第３シリンダ孔７８が区画された第３圧力室８６と、を有して構成される。

本実施形態では、第３シリンダ孔７８は、連結胴部７６の基端で開口する円筒状に形成されており、第３シリンダ孔７８の内径は連通孔７７の内径よりも大きい。第３シリンダ孔７８の先端には、第１軸Ｌ１方向に対して直交する方向に延びる段部７８ａが環状に形成されている。

また、本実施形態では、ブレーキパッド８３は、合成樹脂等の弾性部材によって円筒状に形成されている。ブレーキパッド８３は、周方向に等間隔を有して分割された複数のブレーキ片８３ａを有して構成されている。各ブレーキ片８３ａは、第１軸Ｌ１を中心として径方向外側へ広がる扇形状に形成されており、ブレーキ片８３ａの径方向内側には、支持ロッド部６の側面が摺接する円弧状の押圧面８３ｄが形成されている。この押圧面８３ｄは、複数のブレーキ片８３ａを周方向に連続して配置すると、支持ロッド部６の外周面を囲んで支持ロッド部６が挿通される貫通孔８３ｂの一部を構成する。押圧面８３ｄには、径方向内側に開口して支持ロッド部６の周りを囲むように延びる環状の溝部８３ｅが第１軸Ｌ１方向に間隔を有して複数形成されている。ブレーキ片８３ａの外面には、押圧部材８５の一部を収容して第１軸Ｌ１方向に延びる凹溝８３ｃが形成されている。

また、本実施形態では、第３ピストン８４は、円柱状に形成されており、第３ピストン８４の中央部には第１軸Ｌ１方向に貫通する貫通孔８４ｂが形成されている。この貫通孔８４ｂに支持ロッド部６が第１軸Ｌ１方向に移動自在に挿通されている。第３ピストン８４の基端には第３穴部８４ｃが開口しており、この第３穴部８４ｃは第３ピストンの第１軸Ｌ１方向の中間部まで窪んでいる。第３穴部８４ｃの内面は、押圧部材８５を囲むように環状に延びて基端側に進むに従って内径が拡大する傾斜面８４ａを形成している。

第３ピストン８４の先端側の外周面には、周方向に延びる環状の凹溝８４ｄが形成されており、この凹溝８４ｄ内に第３ピストン８４の外周面と第３シリンダ孔７８の内周面との間をシールするシール部材８７が挿着されている。また、第３ピストン８４の貫通孔８４ｂの内面には、周方向に延びる環状の凹溝内に貫通孔８４ｂの内面と支持ロッド部６の側面との間をシールするシール部材８８が挿着されている。これらシール部材８７，８８のそれぞれは、リップ型のシール部材であり、これらリップ部８７ａ，８８ａは、第１軸Ｌ１方向の先端側へ向かうに従って外径が拡大する方向に傾いている。このため、これらリップ部８７ａ，８８ａは、第３ピストン８４の外周面と第３シリンダ孔７８の内周面との間及び、貫通孔８４ｂの内面と支持ロッド部６の側面との間において、先端側から基端側への圧縮空気の流通を阻止することができる。

また、本実施形態では、押圧部材８５は、金属製の複数の球体８５ａを有しており、複数の球体８５ａは、複数のブレーキ片８３ａのそれぞれの凹溝８３ｂ内に挿入されている。複数の球体８５ａは、球体支持部材８９によって支持されている。

また、本実施形態では、球体支持部材８９は、基端に開口する穴部８９ａを有した円筒状に形成されており、球体支持部材８９の基端部には、径方向外側へ突出するフランジ部８９ｂが環状に形成されている。フランジ部８９ｂは、連結胴部７６の基端上に設置された状態でボルト８９ｃ等の締結手段によって連結胴部７６に固定されている。穴部８９ａは、第１軸Ｌ１方向に沿って先端側まで延びる円筒状に形成されており、穴部８９ａの底部は第１軸Ｌ１方向に対して直交する方向に延びる。穴部８９ａの底部の中央部には、支持ロッド部６が挿通される貫通孔８９ｄが形成されている。穴部８９ａ内には、支持ロッド部６に装着されたブレーキパッド８３が収容される。穴部８９ａの底面には、ブレーキパッド８３の先端が接触している。これによりブレーキパッド８３の先端側への移動が阻止される。

球体支持部材８９の側壁９０の外面は、基端側に進むに従って外径が拡大する傾斜面９０ａを形成している。この傾斜面９０ａは、第３ピストン８４の傾斜面８４ａと略平行に延びている。球体支持部材８９の側壁９０には、球体８５ａを収容するための孔部９０ｂが周方向に等間隔を有して複数形成されている。複数の孔部９０ｂのそれぞれは、複数のブレーキ片８３ａの凹溝８３ｃのそれぞれに対向して配置され、径方向に向かって側壁９０を貫通している。孔部９０ｂの内径は、球体８５ａの直径よりも僅かに大きく、また側壁９０の厚さ（孔部９０ｂの長さ）は、球体８５ａの直径よりも小さい。このため、球体８５ａは、孔部９０ｂ内を径方向に移動可能であり、球体８５ａの両端は、孔部９０ｂの両端のそれぞれから突出している。球体８５ａの径方向内側の端部はブレーキパッド８３の凹溝８３ｃの内面に接触し、球体８５ａの径方向外側の端部は第３ピストン８４の傾斜面８４ａに接触している。

球体８５ａの径方向両側の端部がブレーキ片８３ａ及び第３ピストン８４に接触した状態において、第３ピストン８４の第３穴部８４ｃの内面と球体支持部材８９の外面との間、及び第３ピストン８４の基端側の端面と球体支持部材８９の基端側の内面との間には、隙間９１が形成される。このため、第３ピストン８４が基端側へ移動した場合に、第３ピストン８４の傾斜面８４ａによって球体８５ａを押圧することができる。

第３圧力室８６は、第３ピストン８４によって第３シリンダ孔７８の先端側を区画して形成されている。本実施形態では、第３圧力室８６は、第３ピストン８４の先端側の頂部８４ｅと第３シリンダ孔７８の底面との間に形成されており、連通孔７７に連通している。連結胴部７６の第１軸Ｌ１方向の中間部には、圧縮空気を外部から連通孔７７に導入可能な給排ポート９２が形成されている。

次に、先端側第２ロック機構部８２について説明する。先端側第２ロック機構部８２は、前述した基端側第２ロック機構部８１と略同様に構成されているので、基端側第２ロック機構部８１と相違する部分について説明し、基端側第２ロック機構部８１と同一態様部分については説明を簡略化する。

本実施形態では、先端側第２ロック機構部８２は、図１５及び図１６に示すように、連結部７５の連通孔７７の先端側に形成された第４シリンダ孔７９と、第４シリンダ孔７９内において、支持ロッド部６の側面に対向して配置された押圧面８３ｄを有するブレーキパッド８３と、第４シリンダ孔７９内を移動可能であり、ブレーキパッド８３よりも径方向外側の第４シリンダ孔７９内に配置された傾斜面９４ａを有する第４ピストン９４と、ブレーキパッド８３と傾斜面９４ａとの間に配置されて第４ピストン９４の移動により傾斜面９４ａから径方向内側を向く押圧力を受ける押圧部材８５と、第４ピストン９４によって第４シリンダ孔７９が区画された第４圧力室９５と、を有して構成される。

第４シリンダ孔７９は、連結胴部７６の先端に開口する円筒状に形成されており、第４シリンダ孔７９の内径は、連通孔７７の内径よりも大きい。第４シリンダ孔７９の基端側の端部には、第１軸ｌ１方向に対して直交する方向に延びる段部７９ａが環状に形成されている。

ブレーキパッド８３は、基端側第２ロック機構部８１のブレーキパッド８３と同一であるので、その説明は省略する。

また、本実施形態では、第４ピストン９４は、その中央部に貫通する貫通孔９４ｂに支持ロッド部６が第１軸Ｌ１方向に移動自在に挿通されている。第４ピストン９４の先端には、第４穴部９４ｃが開口しており、第４穴部９４ｃの内面は、先端側に進むに従って内径が拡大する傾斜面９４ａに形成されている。

第４ピストン９４の基端側の外周面には環状の凹溝９４ｄが形成されており、この凹溝９４ｄ内に第４ピストン９４の外周面と第４シリンダ孔７９の内周面との間をシールするシール部材９６が装着されている。また、第４ピストン９４の貫通孔９４ｂの内面に形成された環状の凹溝内には貫通孔９４ｂの内面と支持ロッド部６の側面との間をシールするシール部材９７が装着されている。これらシール部材９６、９７は、リップ型のシール部材であり、これらシール部材９６、９７のリップ部９６ａ、９７ａは、先端側から基端側へ向かうに従って外径が拡大する方向に傾いている。このため、これらリップ部９６ａ、９７ａは、第４ピストン９４の外周面と第４シリンダ孔７９の内周面との間及び、貫通孔９４ｂの内面と支持ロッド部６の側面との間において、基端側から先端側への圧縮空気の流通を阻止することができる。

また、本実施形態では、押圧部材８５は、金属製の複数の球体８５ａから構成されており、球体支持部材８９で支持されている。球体支持部材８９は、先端に開口する穴部８９ａを有した円柱状に形成されており、球体支持部材８９の先端部に形成されたフランジ部８９ｂが連結胴部７６の先端にボルト８９ｃ等の締結手段で固定されている。穴部８９ａの底部に形成された貫通孔８９ｄに支持ロッド部６が挿通されており、穴部８９ａ内には支持ロッド部６に装着されたブレーキパッド８３が収容されている。穴部８９ａの底面には、ブレーキパッド８３の基端が接触している。これによりブレーキパッド８３の先端側への移動を阻止している。

また、本実施形態では、球体支持部材８９の側壁９０の外面は、先端側に進むに従って外径が拡大する傾斜面９０ａになっており、この傾斜面９０ａは、第４ピストンの傾斜面９４ａと平行に延びている。球体支持部材８９の側壁９０には、複数の球体８５ａのそれぞれを収容するための孔部９０ｂが複数形成されている。孔部９０ｂに挿入された球体８５ａの径方向内側の端部はブレーキパッド８３の凹溝８３ｃの内面に接触し、球体８５ａの径方向外側の端部は第４ピストン９４の傾斜面９４ａに接触している。

球体８５ａがブレーキ片８３ａ及び第４ピストン９４に接触した状態において、第４ピストン９４の第４穴部９４ｃの内面と球体支持部材８９の外面との間、及び第４ピストン９４の先端側の端面と球体支持部材８９の先端側の内面との間には、隙間９８が形成される。このため、第４ピストン９４が先端側へ移動した場合に、第４ピストン９４の傾斜面９４ａによって球体８５ａを押圧することができる。

また、本実施形態では、第４圧力室９５は、第４ピストン９４によって第４シリンダ孔７９の基端側を区画して形成されている。本実施形態では、第４圧力室９５は、第４ピストン９４の基端側の頂部９４ｅと第４シリンダ孔７９の底面との間に形成されており、連通孔７７に連通している。

このように構成された基端側及び先端側第２ロック機構部８１，８２において、給排ポート９２から連通孔７７を通じて第３及び第４圧力室８６，９５に対して圧縮空気を給排することにより、第３及び第４ピストン８４，９４の押圧部材８５に対する押付け及び押付けの開放を行うことができる。例えば、第３及び第４圧力室８６，９５に供給された圧縮空気で第３及び第４ピストン８４，９４を連結胴部７６の第１軸Ｌ１方向の両端側へ移動させ又は押圧することにより、球体８５ａが傾斜面８４ａ，９４ａから径方向内側を向く押圧力を受ける。このため、ブレーキパッド８３，８３が径方向内側へ押圧されて、押圧面８３ｄ、８３ｄが支持ロッド部６の側面を押圧する。それにより、アーム支持部材７１（連結胴部７６）に対して支持ロッド部６をロックすることができる。

連結胴部７６の基端には、図３，図１５，図１６に示すように、第１軸Ｌ１方向に貫通する挿通孔１００ａを有してアーム支持部材７１の貫通孔７１ａに挿通される固定部材１００が取り付けられている。本実施形態では、固定部材１００は、第１軸Ｌ１方向に延びて両側に基端１０１ｄ及び先端１０１ｅを有して筒状に形成された固定本体部１０１と、固定本体部１０１の先端側から径方向外側へ突出する環状のフランジ部１０１ａと、固定本体部１０１の先端から突出する筒状の係止突出部１０１ｂとを有してなる。フランジ部１０１ａは、球体支持部材８９の基端上に設置された状態で、ねじ１０２等の締結手段によって球体支持部材８９に固定されている。このため、固定部材１００は、球体支持部材８９を介して連結胴部７６に固定されている。

固定部材１００の挿通孔１００ａには支持ロッド部６が挿通され、フランジ部１０１ａが球体支持部材８９の基端に固定された状態において、固定部材１００の係止突出部１０１ｂは、球体支持部材８９の穴部８９ａに嵌合された状態で挿入されて、係止突出部１０１ｂの先端がブレーキパッド８３の基端に接触している。それにより、ブレーキパッド８３は、係止突出部１０１ｂと球体支持部材８９の穴部８９ａの底面とによって挟持された状態となって、第１軸Ｌ１方向の両側への移動を防止することができる。

固定本体部１０１の外径は、アーム支持部材７１の貫通孔７１ａの内径よりも小さく、固定本体部１０１の基端側の側面には、雄ねじ部１０１ｃが形成されている。固定本体部１０１は、アーム支持部材７１の貫通孔７１ａに挿通されてフランジ部１０１ａの基端側の端面がアーム支持部材７１の先端側の端面に接触した状態で、固定本体部１０１の基端側は貫通孔７１ａから突出している。そして、この突出した固定本体部１０１の雄ねじ部１０１ｃに取付ナット１０３を螺合させることにより、固定部材１００がアーム支持部材７１に固定される。それにより、連結胴部７６は、固定部材１００を介してアーム支持部材７１に着脱可能に固定されている。

一方、本実施形態では、連結胴部７６の先端７６ｃには、図３，図１５，図１６に示すように、第１軸Ｌ１方向に貫通する挿通孔１０４ａを有したカバー部材１０４が取り付けられている。カバー部材１０４は、第１軸Ｌ１方向に延びる筒状のカバー本体部１０５と、カバー本体部１０５の第１軸Ｌ１方向の中間部から径方向外側へ突出する環状のフランジ部１０５ａとを有してなる。フランジ部１０５ａは、球体支持部材８９の先端上に設置された状態で，ねじ１０２等の締結手段によって球体支持部材８９に固定されている。このため、カバー部材１０４は、球体支持部材８９を介して連結胴部７６に固定されている。

カバー本体部１０５の基端はブレーキパッド８３の先端に接触している。それにより、ブレーキパッド８３は、カバー本体部１０５と球体支持部材８９の穴部８９ａの底面とで挟持された状態となって、ブレーキパッド８３の第１軸Ｌ１方向の両側への移動を防止することができる

本実施形態では、支持ロッド部６は、図３及び図１４に示すように、その基端部が固定部材１００の挿通孔１００ａの基端から突出した状態で、支持ロッド部６の基端６ｂに抜止部材３が取り付けられている。本実施形態では、抜止部材３は円柱状に形成されており、その直径は、固定部材１００の挿通孔１００ａの内径よりも大きく、且つアーム支持部材７１の貫通孔７１ａの内径よりも小さい。このため、抜止部材３はアーム支持部材７１の貫通孔７１ａを挿通可能であるので、抜止部材３を支持ロッド部６に取り付けたままでアーム支持部材７１の貫通孔７１ａに対して挿抜することができる。また、抜止部材３は、固定部材１００の挿通孔１００ａの内径よりも大きいので、支持ロッド部６が連結部７５に対して先端側へ移動した際に、支持ロッド部６が固定部材１００の固定本体部１０１の基端１０１ｄに当接するので、支持ロッド部６が連結部７５から抜脱する虞を防止することができる。

本実施形態では、支持ロッド部６の先端に螺合された連結ナット２は、支持ロッド部６の外径よりも大径である。このため、連結ナット２が支持ロッド部６に取り付けられた状態において、連結ナット２の基端は支持ロッド部６に対して径方向外側に突出したばね座２ｂ（段部）を形成する。

このばね座２ｂとカバー部材１０４との間には、圧縮コイルばね（圧縮ばね、ばね部材）１０８が設けられている。本実施形態では、圧縮コイルばね１０８は、その内部に支持ロッド部６が挿通されており、その一端がカバー部材１０４の先端に当接し、他端が連結ナット２のばね座２ｂに当接した状態で装着されている。圧縮コイルばね１０８は、常に支持ロッド部６を先端側へ付勢している。

さて、ワーク吸着装置１は、図１に示すように、複数のマグネットチャック５をアーム支持部材７１に取り付けて構成されているが、これらマグネットチャック５のそれぞれの支持ロッド部６は、互いに平行になるようにアーム支持部材７１に取り付けられている。

次に、ワーク吸着装置１によって、ワーク１１０の第１軸Ｌ１方向（以下、「上下方向」と記す。）の基端側の面（以下、「上面）と記す。）が、上下方向に対して直交する方向(以下、「左右方向」と記す。)と同一方向を向く非傾斜面と、左右方向に対して異なる方向に傾いた複数の傾斜面とを有して形成されたワーク１１０を吸着する場合について説明する。

本実施形態では、ワーク１１０は、さらに非傾斜面と複数の傾斜面の一部の上下方向の高さが相違している。すなわち、ワーク１１０は、図３に示すように、金属性の板状部材を複数折り曲げて形成されており、左側から右側へ向かって第１傾斜面１１０ａ、第２傾斜面１１０ｂ、非傾斜面１１０ｃ、第３傾斜面１１０ｄを有している。第１傾斜面１１０ａは、左側から右側へ進むに従って上方へ傾く右上がり傾斜面であり、第２傾斜面１１０ｂは、第１傾斜面１１０ａと略同じ高さに位置して左側から右側へ進むに従って下方へ傾く右下がりの傾斜面であり、非傾斜面１１０ｃは第１及び第２傾斜面１１０ａ，１１０ｂよりも下方位置にあって左右方向に延び、第３傾斜面１１０ｄは、左右方向の中間位置が非傾斜面１１０ｃの高さと同じ高さに位置して、第２傾斜面１１０ｂよりも傾斜角度が小さい右下がりの傾斜面である。

このように形成されたワーク１１０をワーク吸着装置１で吸着させる場合には、先ず、ワーク１１０をワーク吸着装置１の下方に設置する。そして、図５に示すように、第１ロック機構部３７による回動アーム部２０の支持ロッド部６及びチャックユニット５０に対するロックを解除し、且つ第２ロック機構部８０による連結胴部７６に対する支持ロッド部６のロックを解除する。さらに、チャックユニット５０の永久磁石６０を吸着位置Ｐ１に移動させた状態にする。それにより、支持ロッド部６は、連結胴部７６に対して上下方向に移動自在となって、マグネットチャック５の全体が下方へ移動して抜止部材３が固定部材１００の基端１０１ｄに当接する。それにより、マグネットチャック５は下方の移動が停止するとともに、マグネットチャック５の全体が第１軸Ｌ１方向に沿った直線状に延びた状態になる。

このような状態で、ワーク吸着装置１を下方に移動させると、図１７（ａ）及び図１８（ａ）に示すように、ワーク１１０の複数の傾斜面うち最も上方に位置する第１傾斜面１１０ａ及び第２傾斜面１１０ｂのそれぞれの上方に存在するチャックユニット５０のワーク吸着面４８ａが第１傾斜面１１０ａ及び第２傾斜面１１０ｂに当接する。この場合、第１傾斜面１１０ａに当接したチャックユニット５０は、そのワーク吸着面４８ａの右側の端部Ｂが第１傾斜面１１０ａに当接し（図１７（ａ）参照）、第２傾斜面１１０ｂに当接したチャックユニット５０は、そのワーク吸着面４８ａの左側の端部Ａが第２傾斜面１１０ｂに当接する（図１７（ａ）参照）。

そして、さらにワーク吸着装置１を下方へ移動させると、これらのマグネットチャック５は、これらの傾斜面１１０ａ，１１０ｂからの反力を受けて、下方へ移動するアーム支持部材７１に対して直線状態のままで上方へ相対移動して、圧縮コイルばね１０８を縮小させる。それにより、図１７（ｂ）及び図１７（ｂ）に示すように、マグネットチャック５の下方移動と圧縮コイルばね１０８の押圧力とが相まって、それぞれのチャックユニット５０は左右方向の端部Ａ，Ｂが第１傾斜面１１０ａ及び第２傾斜面１１０ｂに当接した状態で、それぞれの回動アーム部２０を、第１ジョイント部１０の第１中心点Ｓ１を回動支点として左右方向に回動させるとともに、それぞれのチャックユニット５０を、第２ジョイント部４０の第２中心点Ｓ２を回動支点として左右方向に回動させる。従って、それぞれのワーク吸着面４８ａは、第１及び第２傾斜面１１０ａ，１１０ｂに倣った状態で所定位置に対してずれずに接触して吸着することができる。

また、ワーク吸着装置１の下方への移動時に、図１８（ａ）に示すように、第３傾斜面１１０ｄの上方に位置するマグネットチャック５のワーク吸着面４８ａの左側の端部Ａが第３傾斜面１１０ｄに当接する。そして、さらにワーク吸着装置１を下方へ移動させると、マグネットチャック５は、第３傾斜面１１０ｄからの反力を受けて、下方へ移動するアーム支持部材７１に対して直線状態のままで上方へ相対移動して、圧縮コイルばね１０８を縮小させる。それにより、図１８（ｂ）に示すように、マグネットチャック５の下方移動と圧縮コイルばね１０８の押圧力とが相まって、チャックユニット５０の左側の端部Ａが第３傾斜面１１０ｄに当接した状態で、回動アーム部２０を、第１ジョイント部１０の第１中心点Ｓ１を回動支点として右方向に回動させるとともに、チャックユニット５０を、第２ジョイント部４０の第２中心点Ｓ２を回動支点として左側に回動させる。従って、ワーク吸着面４８ａは、第３傾斜面１１０ｄに倣った状態で所定位置に対してずれずに接触して吸着することができる。

さらに、ワーク吸着装置１の下方への移動時に、図３に示すように、非傾斜面１１０ｃの上方に位置するマグネットチャック５のチャックユニット５０のワーク吸着面４８ａは、非傾斜面１１０ｃに倣った状態で当接する。そして、さらにワーク吸着装置１を下方へ移動させると、マグネットチャック５は、第３傾斜面１１０ｄからの反力を受けて、下方へ移動するアーム支持部材７１に対して直線状態のままで上方へ相対移動して、圧縮コイルばね１０８を縮小させる。それにより、マグネットチャック５の下方移動と圧縮コイルばね１０８の押圧力とが相まって、チャックユニット５０のワーク吸着面４８ａを非傾斜面１１０ｃに押圧する。このとき、回動アーム部２０は、第１ジョイント部１０の第１中心点Ｓ１及び第２ジョイント部４０の第２中心点Ｓ２に対して回動することはなく、それにより、マグネットチャック５は、直線状態のままの姿勢に維持される。従って、ワーク吸着面４８ａは、非傾斜面１１０ｃに倣った状態で所定位置に対してずれずに接触して吸着することができる。

そして、複数のマグネットチャック５のそれぞれの第１ロック機構部３７、第２ロック機構部８０に対して圧縮空気を供給して、支持ロッド部６をアーム支持部材７１に対してロックし、且つ回動アーム部２０を支持ロッド部６及びチャックユニット５０に対して回動をロックする。それにより、複数のチャックユニット５０のそれぞれのワーク吸着面４８ａが対応する傾斜面を吸着した状態の姿勢に維持される。そして、ワーク吸着装置１を上方へ移動させると、ワーク１１０が傾くことなく上方へ移動させることができる。

このように、本発明に係わるワーク吸着装置１によれば、回動アーム部２０の基端が支持ロッド部６の先端に対して第１ジョイント部１０で回動自在に連結され、回動アーム部２０の先端がチャックユニット５０の基端に対して第２ジョイント部４０で回動自在に連結されているので、ワーク吸着面４８ａに対してワーク１１０の上面が傾いている場合でも、ワーク吸着面４８ａをワーク上面の所定位置に対してずれることなくワーク上面に倣った状態で吸着させることができる。

なお、前述した実施形態では、チャックユニット５０は、縦長に形成されたものを示したが、チャックユニット５０の幅方向の大きさが第３軸Ｌ３方向の長さよりも大きい横長に形成されたものでもよい。

１ ワーク吸着装置
３ 抜止部材
５ マグネットチャック
６ 支持ロッド部
６ａ，５１ａ，７６ｂ 先端
６ｂ，５１ｂ，７６ｃ 基端
１０ 第１ジョイント部
１１ 第１ボール体
１２ 第１凹部
２０ 回動アーム部
２１ 第１カバー部材
２２ 第１貫通孔
２２ａ 第１外側摺接面
２３ 第１ピストン
２４ 第１穴部
２４ａ 第１内側摺接面
２６，３５ 内部空間
２８ 第１シリンダ孔
２９ 第２シリンダ孔
３０ 第２ピストン
３２ 第２カバー部材
３３ 第２貫通孔
３３ａ 第２外側摺接面
３４ 第２穴部
３４ａ 第２内側摺接面
３７ 第１ロック機構部
４０ 第２ジョイント部
４１ 第２ボール体
４２ 第２凹部
４８ａ ワーク吸着面
５０ チャックユニット
５１ 筐体
５２ａ シリンダ孔
５２ｂ 第１圧力室
５２ｃ 第２圧力室
５７ チャックピストン
６０ 永久磁石
７０ 支持部
７１ アーム支持部材
７１ａ 貫通孔
７５ 連結部
７６ 連結胴部
７７ 連通孔
７８ 第３シリンダ孔
８０ 第２ロック機構部
８１ 基端側第２ロック機構部（第２ロック機構部）
８２ 先端側第２ロック機構部（第２ロック機構部）
８３ ブレーキパッド
８４ 第３ピストン
８５ 押圧部材
８６ 第３圧力室
９４ 第４ピストン
９５ 第４圧力室
１００ 固定部材
１０８ 圧縮コイルばね（ばね部材、圧縮ばね）
Ｌ１ 第１軸
Ｌ２ 第２軸
Ｌ３ 第３軸
Ｐ１ 吸着位置
Ｐ２ 吸着解除位置
Ｓ１ 第１中心点
Ｓ２ 第２中心点

Claims (13)

1. 第１軸方向に往復動可能であり、その移動方向の両端に先端及び基端を有した支持ロッド部と、第２軸方向の両端に一端及び他端を有し前記支持ロッド部の先端に一端が第１ジョイント部で回動自在に連結された回動アーム部と、第３軸方向の両端に先端及び基端を有する筐体を有し、前記筐体の基端が前記回動アーム部の他端に第２ジョイント部で回動自在に連結され、磁力によってワークを吸着するためのチャックユニットと、を有するマグネットチャックを備えるワーク吸着装置であって、
   前記マグネットチャックにおいて、
   前記チャックユニットは、前記筐体の先端に前記第３軸に対して直交する方向に延びるワーク吸着面が形成されており、
   前記第１ジョイント部は、第１中心点を有しており、
   前記支持ロッド部と前記回動アーム部とは、前記第１中心点を中心として相互に回動自在であり、
   前記第２ジョイント部は、第２中心点を有しており、
   前記回動アーム部と前記チャックユニットとは、前記第２中心点を中心として相互に回動自在である、
   ことを特徴とするワーク吸着装置。
2. 前記チャックユニットは、前記筐体の内側に形成されて前記第３軸方向に延びるシリンダ孔と、前記シリンダ孔内を移動可能に設けられたチャックピストンと、前記チャックピストンに取り付けられて前記チャックピストンとともに移動する永久磁石と、を有しており、
   前記永久磁石は、前記第３軸方向において、前記永久磁石を前記筐体の先端側に移動させて前記ワークを前記ワーク吸着面で吸着させるための吸着位置と、前記永久磁石を前記筐体の基端側へ移動させて前記ワークの吸着を解除するための吸着解除位置との間で往復動可能である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のワーク吸着装置。
3. 前記第１ジョイント部は、前記第１中心点を有した第１ボール体と、前記第１ボール体を摺動自在に収容する第１凹部と、を有して構成され、
   前記第２ジョイント部は、前記第２中心点を有した第２ボール体と、前記第２ボール体を摺動自在に収容する第２凹部と、を有して構成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク吸着装置。
4. 前記第１ジョイント部において、前記第１ボール体は前記支持ロッド部に取り付けられ、前記第１凹部は前記回動アーム部の一端に開口しており、
   前記第２ジョイント部において、前記第２ボール体は前記チャックユニットの基端に取り付けられ、前記第２凹部は前記回動アーム部の他端に開口している、
   ことを特徴とする請求項３に記載のワーク吸着装置。
5. 前記回動アーム部は、前記第１ジョイント部の前記第１凹部に収容された前記第１ボール体と前記第１凹部との相対回動、及び前記第２ジョイント部の前記第２凹部に収容された前記第２ボール体と前記第２凹部との相対回動をロック及びロック解除可能な第１ロック機構部を有している、
   ことを特徴とする請求項４に記載のワーク吸着装置。
6. 前記回動アーム部は、その一端に取り付けられて前記第２軸方向に貫通する第１貫通孔を有した第１カバー部材と、前記回動アーム部の他端に取り付けられて前記第２軸方向に貫通する第２貫通孔を有した第２カバー部材と、を有し、
   前記第１ロック機構部は、
   前記第１及び前記第２カバー部材のそれぞれに形成された前記第１及び前記第２貫通孔と、
   前記回動アーム部の一端側及び他端側の各内部に形成された第１及び第２シリンダ孔と、
   前記第１シリンダ孔内に移動可能に設けられて一端側に開口する第１穴部を有した第１ピストンと、
   前記第２リンダ孔内に移動可能に設けられて他端側に開口する第２穴部を有した第２ピストンと、
   前記第１シリンダ孔の前記第２軸方向の他端側に形成されて前記第１ピストンによって区画された第１圧力室と、
   前記第２シリンダ孔の前記第２軸方向の一端側に形成されて前記第２ピストンによって区画された第２圧力室と、を有して構成されており、
   前記第１貫通孔及び前記第１穴部は、前記第２軸方向において連通し、前記第１貫通孔及び前記第１穴部で囲まれた内側空間は、前記第１ボール体を収容する前記第１凹部を形成し、
   前記第１貫通孔の内面には、前記第１ボール体の前記第２軸方向の一端側の外面に摺接する第１外側摺接面が形成され、
   前記第１穴部の内面には、前記第１ボール体の前記第２軸方向の他端側の外面に摺接する第１内側摺接面が形成されており、
   前記第２貫通孔及び前記第２穴部は、前記第２軸方向において連通し、前記第２貫通孔及び前記第２穴部で囲まれた内側空間は、前記第２ボール体を収容する前記第２凹部を形成し、
   前記第２貫通孔の内面には、前記第２ボール体の前記第２軸方向の他端側の外面に摺接する第２外側摺接面が形成され、
   前記第２穴部の内面には、前記第２ボール体の前記第２軸方向の一端側の外面に摺接する第２内側摺接面が形成されており、
   前記第１及び前記第２シリンダ孔のそれぞれの前記第１及び前記第２圧力室に対して圧縮空気を給排することにより、前記第１及び前記第２ピストンを前記第２軸方向に往復動させることができるようになっており、
   前記第１及び前記第２圧力室に供給される圧縮空気で、前記第１ピストンを前記第２軸方向の一端側に、前記第２ピストンを前記第２軸方向の他端側に移動させることにより、前記第１外側摺接面及び前記第１内側摺接面で前記第１ボール体を挟持させるとともに、前記第２外側摺接面及び前記第２内側摺接面で前記第２ボール体を挟持させ、
   それにより、前記回動アーム部は、前記支持ロッド部及び前記チャックユニットのそれぞれに対して回動がロックされる、
   ことを特徴とする請求項５に記載のワーク吸着装置。
7. 前記第１貫通孔の前記第１外側摺接面は、前記第１ボール体の前記第１中心点よりも前記第２軸方向の一端側の外面に接触し、
   前記第１穴部の前記第１内側摺接面は、前記第１ボール体の前記第１中心点よりも前記第２軸方向の他端側の外面に接触し、
   前記第２貫通孔の前記第２外側摺接面は、前記第２ボール体の前記第２中心点よりも前記第２軸方向の他端側の外面に接触し、
   前記第２穴部の前記第２内側摺接面は、前記第２ボール体の前記第２中心点よりも前記第２軸方向の一端側の外面に接触する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のワーク吸着装置。
8. 前記第１ピストンの前記第１内側摺接面は、前記第２軸方向の一端側に進むに従って内径が拡大する円錐面に形成され、
   前記第２ピストンの前記第２内側摺接面は、前記第２軸方向の他端側に進むに従って内径が拡大する円錐面に形成されている、
   ことを特徴とする請求項７に記載のワーク吸着装置。
9. 請求項５から８のいずれか１項に記載の複数の前記マグネットチャックと、
   複数の前記マグネットチャックの各支持ロッド部を往復動可能に支持する支持部と、を有し、
   前記支持部は、
   前記第１軸に対して直交する方向に延び、複数の前記マグネットチャックの各支持ロッド部を個別に往復動可能に挿通する複数の貫通孔を有したアーム支持部材と、
   複数の前記マグネットチャックの各支持ロッド部を個別に挿通する連通孔を有して前記アーム支持部材に取り付けられ、前記アーム支持部材に対して前記支持ロッド部をロック及びロック解除可能な第２ロック機構部を有した複数の連結部と、
   複数の前記支持ロッド部のそれぞれに取り付けられ、前記支持ロッド部の移動によって前記連結部の前記第１軸方向の一端に当接して、前記貫通孔から前記支持ロッド部が抜脱されるのを防止する複数の抜止部材と、
   複数の前記マグネットチャックのそれぞれにおける前記連結部と前記支持ロッド部との間に設けられ、複数の前記マグネットチャックのそれぞれを前記アーム支持部材に対して前記第１軸方向の先端側へ付勢する複数のばね部材と、を有して構成され、
   複数の前記マグネットチャックの各支持ロッド部は、互いに間隔を有してそれぞれの前記第１軸が平行になるように前記アーム支持部材に配置されている、
   ことを特徴とするワーク吸着装置。
10. 前記連結部の前記第２ロック機構部は、
    前記第１軸方向に延びて前記連結部の前記連通孔に形成された第３シリンダ孔と、
    前記第３シリンダ孔内において、前記支持ロッド部の側面に対向して配置された押圧面を有するブレーキパッドと、
    前記第３シリンダ孔内を前記第１軸方向に移動可能であり、前記ブレーキパッドよりも前記第１軸の径方向外側の前記第３シリンダ孔内に配置された傾斜面を有する第３ピストンと、
    前記ブレーキパッドと前記傾斜面との間に配置されて前記第３ピストンの移動により前記傾斜面から径方向内側を向く押圧力を受ける押圧部材と、
    前記第３ピストンによって前記第３シリンダ孔が区画された第３圧力室と、を有して構成され、
    前記第３シリンダ孔の前記第３圧力室に対して圧縮空気を給排することにより、前記第３ピストンを前記第１軸方向に往復動させることができるようになっており、
    前記第３圧力室に供給された圧縮空気で前記第３ピストンを移動させることにより、前記押圧部材が前記傾斜面から径方向内側を向く押圧力を受けて前記ブレーキパッドを径方向内側へ押圧して、前記押圧面が前記支持ロッド部の側面を押圧し、
    それにより、前記アーム支持部材に対して前記支持ロッド部がロックされる、
    ことを特徴とする請求項９に記載のワーク吸着装置。
11. 前記連結部は、前記第１軸方向の両側に一端及び他端を有し、一端が前記アーム支持部材に取り付けられ、内部に前記連通孔が形成された連結胴部を有し、
    前記連結胴部は、その一端に取り付けられて前記第１軸方向に貫通する挿通孔を有して前記アーム支持部材の前記貫通孔に挿通される固定部材を備え、
    前記挿通孔は、前記連結胴部の前記連通孔に連通して、前記挿通孔及び前記連通孔に前記支持ロッド部が挿通され、
    前記固定部材は、前記アーム支持部材の前記貫通孔に挿通された状態で、前記アーム支持部材に着脱可能に取り付けられ、
    それにより、前記連結胴部は、前記アーム支持部材に着脱可能に取り付けられている、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のワーク吸着装置。
12. 前記固定部材は、前記アーム支持部材の前記第１軸方向の一端側の端面から突出した状態で前記アーム支持部材に取り付けられ、
    前記支持ロッド部は、その基端部が前記固定部材における前記挿通孔の前記第１軸方向の一端から突出した状態で、前記支持ロッド部の基端部に前記抜止部材が取り付けられ、
    前記抜止部材は、前記固定部材の前記挿通孔の内径よりも大きく、且つ前記アーム支持部材の前記貫通孔の内径よりも小さい直径を有した円柱状に形成されている、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のワーク吸着装置。
13. 前記ばね部材は、前記連結胴部の他端と前記支持ロッド部の先端部との間に配置された圧縮ばねである、
    ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載のワーク吸着装置。

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