JPH09193070A - 電磁チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置を大型化せずに高い吸着力を有し、効率
的に多種多様の磁性体を吸着することが可能な電池チャ
ックを提供する。 【解決手段】 ヨーク２０ａ及びヨーク２０ｂは断面が
略三角形であり、互いに平行なるように、且つ、その底
面が吸着面と同一となるよう配される。ヨーク２０ａと
ヨーク２０ｂとの隙間には非磁性体のセパレータ２０ｃ
が配される。電磁石部１４から供給される磁束により、
ヨーク２０ａが一方の極、ヨーク２０が他方の極とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットの手の部
分等に使用され、電磁石により鉄等の磁性体を吸着保持
する電磁チャックに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄等の磁性体を吸着する吸着面内
に、複数個の電磁石の各磁極端面を、上記吸着面と同一
に配置した電磁チャックが案出されている。図５
（ａ），図５（ｂ）は従来の電磁チャックの吸着面の構
成を示す正面図、及び電磁チャックの図５（ａ）中Ａ−
Ａ′線断面図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）におい
て、１は略四角筒の形状を有する筐体であり、一端が板
部材２で覆われている。

【０００３】３ａ〜３ｄはそれぞれ電磁ヨークであり、
円柱形の内部鉄心３ａ−１〜３ｄ−１と、この内部鉄心
３ａ−１〜３ｄ−１と同一の軸を有し、内部鉄心３ａ−
１〜３ｄ−１を所定の隙間をもって取り囲むよう配され
た円筒形の外部鉄心３ａ−２〜３ｄ−２とからなり、各
々の一端が円形の鉄板で固着された形状を有する。電磁
ヨーク３ａ〜３ｄの内部鉄心３ａ−１〜３ｄ−１と外部
鉄心３ａ−２〜３ｄ−２との隙間にはコイル４ａ〜４ｄ
が設けられており、コイル４ａ〜４ｄに電流を流した場
合、内部鉄心３ａ−１〜３ｄ−１及び外部鉄心３ａ−２
〜３ｄ−２の他端はそれぞれ異なった磁極となる。

【０００４】この電磁ヨーク３ａ〜３ｄは上記筐体１の
内部に、その中心軸が筐体１の対角線上に位置するよ
う、且つ、その一端は筐体１の開口面１ａ（以下、吸着
面１ａと称する）と一致するよう配される。また、上記
電磁ヨーク３ａ〜３ｄは隣合う外部鉄心３ａ−２〜３ｄ
−２の極が異なるよう、コイル４ａ〜４ｄが巻かれる。

【０００５】コイル４ａ〜４ｄに直流電流を流すと、例
えば、電磁ヨーク３ａの内部鉄心３ａ−１がＮ極、外部
鉄心３ａ−２がＳ極となる。従って、内部鉄心３ａ−１
から外部鉄心３ａ−２の向きに磁束線が生ずる。また、
電磁ヨーク３ａの外部鉄心３ａ−２はＳ極であり、電磁
ヨーク３ｂの外部鉄心３ａ−２はＮ極となり、外部鉄心
３ｂ−２から外部鉄心３ａ−１に磁束線が生ずる。この
ようにして、吸着面１ａ全体を覆うように磁束線が生ず
るため小形の磁性体等の吸着が容易になる。

【０００６】上述した電磁チャックは、吸着面にくまな
く磁束線を生じさせるため複数の電磁ヨーク３ａ〜３ｄ
を必要とし、構造が複雑であった。また、生じた磁束線
の密度にはムラがあり、吸着面１ａの位置により小形の
磁性体が吸着する場合としない場合が生じた。次に構造
を簡略化した電磁チャックについて説明する。図６、図
７は従来の、構造が簡略化された電磁チャックの一部を
切り欠いた正面図、及び底面図である。図６、図７にお
いて電磁チャック本体は概略四角筒に形成された筐体
と、筐体の内部に配されたコイル部１４とから構成され
る。

【０００７】上記筐体はステンレス等の非磁性体により
四角形に形成された上部板１１と、鉄等の磁性体により
四角形に形成された正面板１２、底面板１３、及び背面
板（図示省略）とからなる。底面板１３は磁性体によっ
て一辺が櫛状に形成されたヨーク１３ａ，１３ｂ、及び
ヨーク１３ａとヨーク１３ｂとの間に配された真鍮等の
非磁性体材料により形成されたセパレータ１３ｃとから
なる。上記ヨーク１３ａ，１３ｂは櫛の歯の断面が正四
角形、即ち、上端の幅と下端の幅とが同一であり、歯の
部分が互いに近接し、且つ交差するように配される。上
記ヨーク１３ａ、正面板１２、背面板、及びヨーク１３
ｂにより磁気回路が形成される。

【０００８】前述したコイル部１４は磁性体により円柱
形に形成されたソレノイドヨーク１４ａと、ソレノイド
ヨーク１４ａの側面に繞設されたソレノイドコイル１４
ｂとからなる。上記ソレノイドヨーク１４ａの両端は正
面板１２及び背面板にそれぞれ固着される。上記構成に
おいて、ソレノイドコイル１４ｂに直流電流が流れると
磁束線が生じる。例えば、背面板から正面板１２の方向
に磁束線が生じたとすると、磁束線は正面板１２を介し
ヨーク１３ａに至り、ヨーク１３ａの櫛の歯の部分がＮ
極となる。一方、近接するヨーク１３ｂの櫛の歯の部分
はＳ極となり、磁束線が背面板を介してソレノイドコイ
ル１４ｂに至る。

【０００９】底面板１３における磁束線の分布は図８に
示されたようになり、図中上部及び下部（以下、吸着面
と称する）に生ずる磁束線は、底面板１３に対して、面
対称となる。この電磁チャックでは、ヨーク１３ａとヨ
ーク１３ｂとのピッチを小さくすることにより、小形の
磁性体であってもＮ極Ｓ極両極に接触することができ、
多種多様な形状の磁性体を吸着面に吸着することができ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の電磁チャックにおいては、磁性体の吸着に関する磁
束は吸着面側に出ている磁束のみであり、図８において
底面板１３の上部に出ている磁束は無駄になってしまう
という問題があった。従来の電磁チャックにおいて吸着
力を上げる場合、ソレノイドコイル１４ｂの巻数を増や
したり、大電流を流す等の方法により対処してきたが、
ソレノイドコイル１４ｂの巻数を増やすとソレノイドコ
イル１４ｂが大型化してしまう。

【００１１】また、大電流を流した場合、ソレノイドコ
イル１４ｂの発熱量が極めて大きく、冷却する装置が別
途必要となる。従って、吸着力を上げる場合、電磁チャ
ックの大型化は避けられないという問題があった。電磁
チャックが大型化してしまうと、例えばロボットの手の
部分に使用する場合、極めて操作性が悪くなる。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、装置を大型化せずに高い吸着力を有し、効率的
に多種多様の磁性体を吸着することが可能な電池チャッ
クを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は吸着面上に複数の棒状部材が所定の隙間
をもって平行に配され、且つ、隣接する該棒状極部材の
磁極が異なるように設定された吸着手段を有する電磁チ
ャックにおいて、前記棒状極部材は前記隙間が前記吸着
面において最小となるような形状に形成されることを特
徴とする電磁チャック。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。図１、図２は本発明の一実
施形態による電磁チャックの一部を切り欠いた正面図及
び底面図であり、図６及び図７と共通する部分には同一
の符号を付し、その説明を省略する。図１、図２に示さ
れた本発明の一実施形態による電磁チャックが図６及び
図７の示されたものと異なる点は、ヨーク１３ａ，１３
ｂを、櫛の刃の部分の形状が三角形の断面を有するヨー
ク２０ａ，２０ｂに変更した点である。

【００１５】上記ヨーク２０ａ，２０ｂの底面（以下、
吸着面と称する）の幅は従来のヨーク１３ａ，１３ｂと
同一であり、底面が吸着面に位置するよう配される。ま
た、セパレータ２０ｃはヨーク２０ａ，２０ｂの形状に
あわせて、ヨーク２０ａとヨーク２０ｂとの間隙を埋め
るよう配される。図３は本発明の一実施形態による電磁
チャックの磁束線の分布を示す図である。磁束線は磁気
抵抗の少ない経路を、なるべく縮むように分布する性質
がある。

【００１６】ヨーク２０ａ，２０ｂが上述した形状であ
る場合、隣合うヨーク２０ａ，２０ｂの隙間は吸着面に
近付くにつれて狭くなる。よって、磁気抵抗は吸着面の
位置において最も小さくなる。言い換えると、隣合うヨ
ーク２０ａ，２０ｂ間の磁気抵抗はヨーク２０ａ，２０
ｂの上端（図３参照）に近づくにつれ大きくなる。従っ
て、磁力線は図３に示されたように吸着面及びその下方
に集中する。

【００１７】

【実施例】次に、上述した本発明の一実施形態による電
磁チャックの一実施例について説明する。本実施例では
図４（ａ）〜図４（ｄ）に示す部品を電磁チャックの吸
着面に吸着させ、その吸着力を測定した。また、吸着力
の差異を示すため、図６中の従来の電磁チャックについ
ても吸着力を測定した。図４（ａ）〜図４（ｄ）に示さ
れた部品１〜部品４は概略円環形であり、部品１〜部品
３は図中上端に凹凸が形成されている。

【００１８】この実施例においては、コイル部１４は従
来と同一のものを使用した。また、電磁石１４のソレノ
イドコイル１４ｂには０．５ｍｍの径を有する銅線を３
５００回巻いたものを使用し、２４［Ｖ］の電圧を印加
して、図４（ａ）〜図４（ｄ）中の部品１〜部品４を吸
着させた。以下にその結果を示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】上記表（１）に示される、本発明の一実施
形態による電磁チャックでは、吸着力が従来の電磁チャ
ックよりも平均２割ほど大きくなっている。以上、本発
明の一実施形態による電磁チャックについて説明を行っ
てきたが、前述したヨーク２０ａ，２０ｂの櫛の歯の部
分の断面形状は三角形に限られるものではなく、例え
ば、台形、凸状の逆Ｔ字型、蒲鉾型であっても良く、吸
着面に位置する部分、即ち底面の幅が吸着面より上部の
部分の断面の幅よりも広ければよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明による電
磁チャックは、装置を大型化せずに高い吸着力を発生す
ることができる。従って、効率的に多種多様の磁性体を
吸着することが可能であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による電磁チャックの一部
を切り欠いた正面図である。

【図２】本発明の一実施形態による電磁チャックの底面
図である。

【図３】本発明の一実施形態による電磁チャックの磁束
線の分布を示す図である。

【図４】本発明の一実施形態による電磁チャックの一実
施例で使用した部品の正面図である。

【図５】従来の電磁チャックの吸着面の構成を示す図で
あって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は図５（ａ）中
Ａ−Ａ′線の断面図である。

【図６】従来の、構造が簡略化された電磁チャックの一
部を切り欠いた正面図である。

【図７】従来の、構造が簡略化された電磁チャックの底
面図である。

【図８】底面板１３における磁束線の分布を示す図であ
る。

【符号の説明】

２０ａ，２０ｂ ヨーク（棒状極部材）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着面上に複数の棒状部材が所定の隙間
   をもって平行に配され、且つ、隣接する該棒状極部材の
   磁極が異なるように設定された吸着手段を有する電磁チ
   ャックにおいて、 前記棒状極部材は前記隙間が前記吸着面において最小と
   なるような形状に形成されることを特徴とする電磁チャ
   ック。